教科版（2019）高中物理 必修第一册 3.1 力 重力课件

第三章　相互作用
第1节　力　重力
学习目标要求
核心素养和关键能力
1.理解重力及重心概念。
2.会用二力平衡知识确定重心。
3.应用重力解释简单物理现象，了解其在生产科技中的应用。
1.科学态度和责任
让学生了解重力在生活中的应用，也体现了物理源于生活，也服务于生活这一理念。
2.关键能力
物理想象能力和建模能力。
一、力
1.力的概念：力是物体与物体之间的__________。
2.力的作用效果
(1)使物体的__________发生变化。
(2)使物体产生______。
3.力的单位
力的单位是______，简称牛，符号N。
相互作用
运动状态
形变
牛顿
4.力的矢量性
力是既有大小又有______的矢量。
5.力的三要素
力的______、______、________，称为力的三要素。
6.力的表示
(1)力的图示：能表示出力的______、______和________。
(2)力的示意图：只能表示出力的________和______。
方向
大小
方向
作用点
大小
方向
作用点
作用点
方向
[判一判]
(1)物体的运动状态变化，就是速度发生了变化。( )
(2)力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关。( )
(3)力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变。( )
√
√
×
二、重力
重力和重心的概念
产生
由于地球的______而使物体受到的力
大小
G＝mg，式中G、m、g的单位分别为____、______、N/kg(或m/s2)
方向
总是__________，与水平面垂直
重心
(1)定义：一个物体的________都受重力作用，从效果上看，可把物体各部分所受到的重力视为集中作用在某______，这个点就是重力的作用点，叫作物体的重心
(2)决定重心位置的因素：①物体的______；②物体____________
吸引
N
kg
竖直向下
各部分
一点
形状
质量的分布
[想一想]
提示　由于受到地球引力的作用；都受到地球对它们的吸引力作用。
如图所示是足球撞击球网的瞬间。讨论回答下列问题：
■情境导入
探究
对力的概念的理解
足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力，球网对足球有没有作用力？若有，该力对足球产生了什么样的作用效果？
答案　有　改变足球的运动状态。
■归纳拓展
1.力的三个性质
(1)物质性：力是物体对物体的相互作用，没有脱离物体而独立存在的力。一个力同时具有受力物体和施力物体。
(2)相互性：物体之间力的作用是相互的。力总是成对出现，施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体。
(3)矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量。
2.力的作用效果
(1)力的作用效果
(2)影响作用效果的要素：力的大小、方向和作用点。如下图所示。
温馨提示　(1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触。
(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要靠第三个物体传递。
[例1] 下列说法中正确的是 (　　)
A.射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B.不接触的物体之间不可能有力的作用
C.只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力
D.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体
解析　子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错误；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B错误；不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C错误；由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确。
答案　D
[针对训练1] 下列有关力的说法中正确的是(　　)
A.力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体
B.力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体
C.力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，这个力就不存在
D.不接触的物体间也可以产生力的作用，例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在
解析　任何力都有它的施力物体和受力物体，只有施力物体而没有受力物体，或只有受力物体没有施力物体的力是不存在的，A、B错误；磁铁吸引铁钉，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用，力不能离开物体单独存在，任何力都有它的施力物体或受力物体，C正确，D错误。
答案　C
■情境导入
甲、乙描述的是“三毛”拉车的情景。
探究
力的表示方法
(1)哪幅图画出的是拉力的图示？为什么？
(2)哪幅图是拉力的示意图？为什么？
提示　甲图是拉力的图示，因为有标度，乙图是拉力的示意图，它没有标度。
■归纳拓展
1.力的图示：用一条带箭头的线段来表示力的三要素。
力的示意图：用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点。
2.力的图示与力的示意图的区别
(1)力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到。
(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力情况进行分析时经常用到。
3.力的图示与力的示意图的画法
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
画同一物体受力图示时要选同一标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
?
画线段
从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段
标方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
在线段的末端标出箭头，表示方向
[例2] 如图所示，静止的木块对桌面的压力为6 N，试画出压力的图示，说明施力物体和受力物体；并画出木块所受重力和支持力的示意图。
解析　(1)画力的图示时，要按照以下步骤进行：
①选定标度→选适当长度的线段表示2 N的力。
②确定线段→从作用点起沿力的方向画一线段，线段长短按标度和力的大小画，线段标上刻度。如图甲所示，从O
点竖直向下画一条三倍于标度的线段。
③标注方向→在线段上加箭头表示力的方向。
为了简便，也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块，受力物体是桌面。
(2)画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图，也可以依照图丁那样用一个点表示木块，画出重力和支持力的示意图。
答案　见解析
[针对训练2] 某人通过细绳用大小为50 N的力F斜向上与水平方向成30°角拉物块A，试画出拉力F的图示，并指出受力物体与施力物体。
解析　画力的图示时，先选好标度：以5 mm长的线段表示10 N的力，则表示拉力F线段长25 mm，用A点代表物块A，即力的作用点，最后标上箭头指明拉力的方向，即得力F的图示。为了准确无误地表示拉力的方向，图中的虚线是必要的辅助线。
答案　细绳拉物块A，受力物体是物块A，施力物体是细绳。
1.对重力方向的理解
探究
对重力方向和重心的理解
重力的方向总是
竖直向下
。即
2.对重心的理解
(1)重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用。
(2)重心的位置
重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。
(3)重心位置的确定方法
①质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上。
②形状不规则的物体，重心与物体的形状、质量分布情况均有关，对薄板类物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心。
[例3] 关于物体的重力和重心，下列说法正确的是(　　)
A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下
B.同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同
C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点
D.形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处
解析　重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量不均匀分布，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误。
答案　C
[针对训练3] 关于重力与重心，下列说法正确的是(　　)
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力，其实就是该物体的重力
D.重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点
解析　空中下落时物体重力与静止时物体重力相同，故选项A错误；规则物体的重心不一定在它的几何中心上，还与物体的质量分布有关，当物体的质量分布均匀时，规则物体的重心，一定在它的几何中心上，故选项B错误；压力是由于相互挤压而产生的，与重力的性质不同，二者不是同一种力，故选项C错误；重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点，故选项D正确。
答案　D