10-11版高中物理全程学习方略课件：3.1重力与重心（鲁科版必修1）

(共80张PPT)
1.关于力的作用，下列说法中正确的是( )
A.用拳头打击墙壁，因为拳头感到疼痛，所以墙壁对拳头有作用力
B.用拳头击打棉花包，拳头感觉不到疼痛，说明棉花包对拳头没有作用力
C.打篮球时，接球时球对手有作用力，手对球没有作用力
D.打篮球时，接球时球对手有作用力，手对球也有作用力
【解析】选A、D.力是物体对物体的作用，用拳头打击墙壁，墙壁对拳头有作用力，A正确；用拳头击打棉花包，棉花包对拳头有作用力，B错误；打篮球时，接球时球对手有作用力，手对球也有作用力，C错误,D正确.
2.关于图4-1-3所示的两个力F1
和F2，下列说法正确的是（ ）
A.F1=F2，因为表示两个力的线段
一样长
B.F1＞F2，因为表示F1的标度大
C.F1＜F2，因为F1只有两个标度的长度，而F2具有三个标度的长度
D.无法比较，因为两个力的标度的大小未知
【解析】选D.在力的图示中，所表示的力的大小取决于图中标度的大小和线段的长度，离开了标度的大小仅由线段的长度无法比较F1和F2的大小.
3.关于物体的重心，下列说法中正确的是（ ）
A.任何物体的重心都一定在这个物体上
B.重心的位置只与物体的形状有关
C.形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在物体的几何中心
D.物体重心的位置一定会随物体形状改变而改变
【解析】选C.物体的重心位置跟物体的形状、质量分布有关，形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在几何中心，故B错误，C正确；物体的重心不一定在物体上，A错误；物体重心的位置不一定随形状改变，D错误.
4.一个质量为60 kg的人，在地球上的重力约为600 N，当他登上月球时（月球表面的 g值约为地球表面 g值的 ）,他的质量和重力分别为( )
A.60 kg，600 N B.60 kg,100 N
C.10 kg,600 N D.10 kg,100 N
【解析】选B.同一物体的质量恒定，始终为60 kg,由重力G=mg,在月球上的g值为地球表面g值的 ,因而重力变为原来的 ，即重力大小为100 N，B正确.
【典例1】如图4－1－4所示，物体A对物
体B的压力是10 N，试画出这个力的图示
和示意图.
【思路点拨】解答该题可按以下思路：
【标准解答】（1）画力的图示
①选定标度：此题选2 mm长的线段表示2 N的力.
②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点（用O点代替B物体）竖直向下画一段五倍于标度（即10 mm）的线段；
③在线段上加箭头表示力的方向.
（2）画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明N=10 N即可，如图丙所示.
【互动探究】本例中若用一与水平方向成30°角斜向上的15 N的力拉物体B，画出这个力的图示.
【解析】选5 mm长的线段表示5 N，用长度为15 mm的线段表示力的大小15 N，箭头表示力的方向.
答案：见解析图
【典例2】（2010·德州高一检测）下列关于重力的说法中正确的是
A.只有静止不动的物体才受到重力
B.一个悬挂在绳子下的物体，它受到的重力就是绳子对它的拉力
C.重力只有受力物体，没有施力物体
D.在地面上同一地点，物体的质量越大，它所受到的重力也越大
【思路点拨】解答本题应把握以下两点：
【标准解答】选D.任何物体都受重力，与物体静止还是运动无关，A错误；用绳子悬挂的物体静止时，绳子对物体的拉力大小等于重力，但重力不是绳子对它的拉力，B错误；重力既有施力物体也有受力物体，C错误；在同一地点，g值相同，由G=mg可知质量越大，重力也越大，D正确.
【变式训练】关于重力的大小，下列说法中正确的
是（ ）
A.物体的重力大小总是恒定的
B.同一地点，物体的重力与物体的质量成正比
C.物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力
D.物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力
【解析】选B.物体的重力的计算公式为G=mg，物体的质量m是恒定的，但g的取值与地理位置有关.对同一地点，g的取值相同，随高度的增大，g值将减小.随着物体所处的地理位置的纬度的增大，g值将增大.故A错误,B正确；由公式可知，物体所受的重力只与物体的质量及g值有关，与物体是否受其他力及运动状态均无关，故C错误；用弹簧测力计竖直悬挂重物在静止或匀速直线运动时，物体对弹簧测力计的拉力才等于其重力，故D错误.
【典例3】如图4－1－5所示，一个空心均
匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小
孔.在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球
壳和水的共同重心将会
A.一直下降
B.一直上升
C.先升高后降低
D.先降低后升高
【自主解答】选D.重心的位置跟物体的形状和质量分布有关.当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心.随着水的流出，球壳的重心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降.开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心也下降；后一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降，球壳和水共同的重心升高；最后，水流完时，重心又回到球心.故球壳和水的共同重心将先降低后升高，D正确.
【变式训练】下列关于物体重心的说法正确的是（ ）
A.物体的重心一定是物体上最重的一点
B.重心位置随质量分布的变化而变化
C.物体的重心可能在物体上，也可能在物体外
D.形状规则的物体的重心一定在几何中心
【解析】选B、C.重心是把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点，不是物体上最重的一点，A错误；重心的位置与物体的形状、质量分布有关，重心位置随质量分布的变化而变化，B正确；物体的重心不一定在物体上，C正确,D错误.
【典例4】如图所示,一等边三角形
ABC,在B、C两点各放一个质量为m的
小球,在A处放一个质量为2 m的小球,
则这个球组的重心在何处
【思路点拨】解答本题应把握以下两点：
【标准解答】因B、C处两球质量相等(均为m),可先求得它们的重心在BC的中点D(如图),即可认为在D点放置一个质量为2m的小球(等效替代);再求A、D处两球的重心,在AD的中点E处.所以,三球组成的系统的重心位于从A向BC边所作垂线AD的中点E处(如图所示).
1.（2010·盐城高一检测）关于力，下述说法中错误的是( )
A.因为力是物体对物体的作用，所以，只有相互接触的物体间才有力的作用
B.力不一定总有受力物体，比如，一个人用力向外推掌，用了很大力，但没有受力物体
C.重力的方向总是与支持重物的支持面垂直
D.地面上同一地点，物体的质量越大，它所受到的重力也越大
【解析】选A、B、C.力是物体对物体的作用，一个力必定存在施力物体和受力物体，不相互接触的物体间也可以有力的作用，如电荷间的作用力、磁极间的相互作用力等，故A、B错误；重力的方向总是竖直向下的，但不一定与支持面垂直，C错误；地面上同一地点，g值相同，由G=mg知质量越大，重力也越大，D正确.
2.（2010·烟台高一检测）下列关于力的说法正确的
是（ ）
A.重力的方向总是垂直接触面向下的
B.只有地面上的物体才会受到重力
C.任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体
D.如果物体运动状态发生变化，则一定受到力的作用
【解析】选C、D.重力的方向总是竖直向下的，A错误；任何物体都受到重力作用，B错误；力是物体对物体的作用，施力物体同时也是受力物体，C正确；力能使物体的运动状态发生变化，D正确.
3.（2010·厦门高一检测）下列说法中正确的是( )
A.力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体
B.没有施力物体和受力物体，力照样可以独立存在
C.有的物体自己就有一个力，这个力不是另外的物体施加的
D.力不能离开施力物体和受力物体而独立存在
【解析】选D.力是物体间的相互作用，一个力一定同时存在施力物体和受力物体，力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，故A、B、C错误，D正确.
4.(2010·新泰高一检测)关于物体的重心，下列说法正确的是（ ）
A.物体的重心一定在物体上
B.用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心
C.一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变
D.舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变
【解析】选B、C.物体的重心跟形状和质量分布有关，砖的形状不变，其重心在砖内的位置不变，C正确；舞蹈演员做各种优美的动作时，其重心在体内位置改变，D错误；重心不一定在物体上，A错误；用线竖直悬挂的物体静止时，重力和拉力在同一竖直线上，即线的方向一定通过重心，B正确.
1.（2010·深圳高一检测）（4分）关于重力，下列说法正确的是（ ）
A.重力就是地球对物体的吸引力
B.重力的方向总是垂直地面向下的
C.物体在地球上无论运动状态如何，都受到重力的作用
D.竖直悬挂的物体受到的重力就是它拉紧悬绳的力
【解析】选C.重力是由于地球对物体吸引而产生的力.方向总是竖直向下，A、B错误；重力与物体的运动状态无关，一切物体都受到重力，C正确；竖直悬挂的物体受的重力不是它拉紧悬绳的力，D错误.
2.(4分)关于重力的说法中，正确的是( )
A.风筝升空后，越升越高，说明风筝受到的重力越来越小
B.在天空中飞行的飞机受重力作用
C.浮在水面上的小木块，由于受到水的浮力作用，其重力将变小
D.重力的方向总是垂直于地面
【解析】选B.风筝升高是重力和空气的作用力的共同效果，并不是由于重力减小的缘故，故A错误；浮在水面上的小木块，其纬度和高度并没有发生变化，故重力不变，C错误；重力的方向竖直向下，故D错误.
3.(4分)一个人站在体重计上称体重,保持立正姿势称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G′,则（ ）
A.G>G′ B.G【解析】选C.人受重力及体重计对人的支持力，由二力平衡知体重计的示数为G,人的一条腿平直伸出台面后,人的重心位置变化,但是人仍受重力及体重计支持力，二力平衡,C对.
4.（4分）一人用斜向下的力推小车前进，力的大小是
30 N，方向与水平方向成30°角，则图中画的小车受到的推力的图示，正确的是（ ）
【解析】选B、D.画力的图示时，作用点可以画在实际着力点上，也可画在物体的重心上（不考虑物体的转动）.可将箭头画在作用点上，也可将箭尾画在作用点上，但力的方向必须正确，故B、D正确.
【思维拓展】
5.（新题快递）（4分）在世界杯足球
赛中，一守门员用力将足球踢向空中，
如图1所示，下列选项是描述足球在向
斜上方飞行过程中某时刻的受力图，正
确的是（G为重力，F为脚对球的作用力，
f 为空气阻力）( )
【解析】选B.力是物体对物体的作用，足球在向斜上方飞行时受重力和空气阻力，而不受脚对球的作用力，故B正确.
6.(8分)如图2所示，质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N，试画出物体A所受重力的示意图.
【解析】质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心，重力的方向竖直向下，各物体所受重力的示意图如图所示
7.（12分）一个质量为60 kg的人，在地球上的重力为588 N，在月球上的重力为98 N.该人做摸高运动时，在地球上其重心最大能升高0.5 m，那么在月球上其重心升高的最大高度为多少？
【解析】人在地球和月球上的质量相等，由G=mg得，地球表面的重力加速度
月球表面的重力加速度
设人在地球上触摸高度为h，在月球上触摸高度为h′,
由
解得
答案：3.0 m
8.（10分）如图3所示，一个半径为R
的圆球，其重心不在球心O上，将它置
于水平地面上，则平衡时球与地面的
接触点为A，若将它置于倾角为30°的
粗糙斜面上，则平衡时（静摩擦力足够大）球与斜面的接触点为B，已知AB的圆心角度数为60°，则圆球重心离球心O的距离是多少？
【解析】如图所示，当小球在斜面上
处于静止时，小球的重力作用线一定
通过B点，又知小球放在水平面上静
止时，球与地面的接触点为A，则其重
力的作用线与OA重合，综上所述，球的重心应位于过B点的竖直线和OA线的交点C，由几何关系知，∠CBO=30°，由此得圆球重心距球心O的距离为：
答案：
1.关于重力，下列说法中正确的是（ ）
A.静止的物体受重力，运动的物体不受重力
B.向下运动的物体受重力，向上运动的物体不受重力
C.受重力的物体对地球也有吸引力
D.以上说法都不正确
【解析】选C.在地球表面的物体均受重力.故A、B均错；由于力的作用是相互的，所以地球与物体之间相互吸引，即物体对地球也有吸引力，故C正确，D错误.
2.下列说法中正确的是（ ）
A.甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感觉到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力
B.“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的
C.磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在
D.网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人
【解析】选D.本题考查对力的概念的理解，关键是明确力的作用是相互的.甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部，更能承受打击罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体而存在，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场产生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力，施力物体依次是地球和空气，故D正确.
3.把一根直木棒放在水平桌面上，当它的中点被推出桌边时( )
A.直木棒一定翻倒
B.直木棒不一定翻倒
C.直木棒的中点没有被推出桌边时，就有可能翻倒
D.以上说法均不正确
【解析】选B、C.由于木棒的质量分布不明确，重心可能在中点上，也可能不在中点上，直木棒的中点被推出桌边时，直木棒不一定翻倒，A错误,B正确；也有可能直木棒的中点没推出桌边时就翻倒，C正确,D错误.
4.某质量为60 kg的物体在月球表面时，重约100 N.一根绳子在地球表面最多能悬挂600 N的物体，它在月球上最多能悬挂的物体的质量约为( )
A.60 kg B.100 kg C.360 kg D.600 kg
【解析】选C.在月球表面时G′=m′g′
故
又G=mg′,得 故C正确.
5.关于重心与稳度的关系，下列说法不正确的是( )
A.高大的建筑物通常建成上小下大，目的是增加稳度
B.重心越高，稳度越大
C.重心越低，稳度越大
D.如果让一块砖翻倒，应该使重力作用线落在它的支持面以外，否则不能翻倒
【解析】选B.稳度与重心的高度有关，重心越低，稳度越大.稳度还与支持面的大小有关，支持面越大，则稳度越大.当重力作用线落在支持面以内时，则物体稳定，否则物体必翻倒.故A、C、D正确，B不正确.
6.如图所示的ABC是木匠用的曲尺，
它是用宽窄不同、质量分布均匀的
木料做成的，AB段和BC段质量相等，
D是AC连线的中点，E是AB中点F和
BC中点G连线的中点，则曲尺的重
心在（ ）
A.B点 B.D点
C.E点 D.G点
【解析】选C.把曲尺看成由两部分形状规则的物体组成，则其各自的重心在其中点F、G上，故整体重心应在F、G连线上，由于mAB=mBC，所以重心应在F、G连线的中点E，故C正确.
7.如图所示，n块厚度为d的相同
的砖块，靠在一起平放在地面上，
今将它们一块一块向上叠起来，
这堆砖的重心升高了多少？
【解析】砖平放在地面上时，其重心距地面的高度为 ,叠起后，其重心距地面高度为 ,故重心升高了 .
答案：
8.试用重心的知识解释为什么现在优秀跳高运动员都采用“背越式”技术而不采用“跨越式”，如图所示.
【解析】 “背越式”和“跨越式”相比，
在人过横杆时的姿势形状不同，导致重
心升高的距离不同.“背越式”过横杆
时，人的形状呈反弓形，类似图中所示，
重心的位置（图中的C点）在人体A点之下，人可以跳过横杆的高度超过人体重心的高度；而采用“跨越式”等姿势，横杆的高度均在人体重心高度之下.因此重心升高相同的高度时，“背越式”可以跳过比“跨越式”更高的横杆.