2021-2022学年高中物理-第4章-相互作用-第1节-重力与重心教案-鲁科版必修1.doc

2021-2022学年高中物理 第4章 相互作用 第1节 重力与重心教案 鲁科版必修12021-2022学年高中物理 第4章 相互作用 第1节 重力与重心教案 鲁科版必修1年级：姓名：- 12 -第1节重力与重心学习目标1物理观念知道力是物体间的相互作用，会用力的图示和示意图来描述力2科学思维知道重力的大小、方向和测量方法3科学思维理解重心的概念及影响物体重心位置的因素一、力的描述1力物体和物体间的相互作用，力的单位是牛顿，符号：N2力的图示：用一条带箭头的按一定比例画出的线段来表示力3力的示意图：只画出带箭头的线段来表示力，箭头表示力的方向，对线段的长度没有严格要求4标矢性：力不但有大小，而且有方向，是矢量(选填“矢量”或“标量”)二、重力及其测量1重力(1)定义：由于地球吸引而使物体受到的力(2)重力的大小：可用公式Gmg计算得出，式中g是常数，g9.8 N/kg(3)重力的方向：总是竖直向下2重力的测量：重力的大小可以用弹簧测力计测出，测量时物体必须保持静止体检时常用磅秤来测量体重三、重心与稳定1重心：物体的各部分都受重力作用，从效果上看可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心2决定物体重心位置的因素(1)物体的形状(2)物体的质量分布3确定物体重心的方法(1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在其几何中心上(2)对不规则的细棒和薄板，可用支撑法或悬挂法确定其重心4物体重心与稳定的关系：重心越高，物体的稳定性越差；重心越低，物体的稳定性越好1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)只要两个力的大小、方向相同，这两个力的作用效果就相同()(2)重力的大小会随位置变化，方向总是竖直向下，所以方向不变()(3)重心的位置可以不在物体上()(4)物体的稳定程度与重心高低有关()(5)一个物体的重心是唯一确定的，与形状变化无关()(6)同一物体在地球上和在月球上质量是一样的，但重力不同()2下列说法正确的是()A拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体B力离不开受力物体，但可以没有施力物体例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体C只有相互接触的物体间才会有力的作用D一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体D拳击手未击中对方，说明拳击手和对方之间没有相互作用，因为没有受力物体的力是不存在的，所以此时不存在说拳击手是施力物体的问题，A错误；力是相互的，物体受到力的作用就必须有施力物体，B错误，D正确；力既可以是接触力，也可以是非接触力，如重力就可以存在于没有接触的物体之间，C错误3(多选)关于重力的概念，下列说法正确的是()A重力的施力物体是地球B重力的方向总是垂直接触面向下C重力就是地球对物体的吸引力，其方向必定指向地心D重力的大小不是总等于弹簧测力计竖直时对物体的拉力AD重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，它的施力物体是地球，选项A正确；重力是由于地球对物体的吸引而产生的，其大小一般小于地球对物体的吸引力，方向是竖直向下并不一定指向地心，选项B、C错误；用弹簧测力计竖直悬挂物体，只有当物体处于静止(或匀速直线运动)状态时，弹簧测力计的读数才等于物体的重力的大小，选项D正确力的描述1力的四性的认识物质性(1)力是物体对物体的作用，没有脱离物体而独立存在的力(2)对于一个指定的力，一定同时存在受力物体和施力物体相互性(1)物体之间力的作用是相互的只要一个物体对另一个物体施加了力，那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力(2)力总是成对出现的施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体矢量性力不仅有大小，而且有方向，是矢量独立性任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体运动状态改变2力的作用效果(1)(2)力的作用效果与力的大小、方向、作用点都有关系(3)分析力的作用效果是判断物体是否受力的最基本方法【例1】(多选)下列关于力的说法中正确的是()A力是物体之间的相互作用B没有施力物体的力有可能存在C一个物体受到力的作用，一定有另一个物体直接接触它且施加了这种作用D当两个物体间发生力的作用时，其中的任一物体既是施力物体，也是受力物体思路点拨：力的概念是力学“大厦”建立的基础，深刻理解力的概念的内涵与外延，是解答本题的关键AD力是物体之间的相互作用，离开了物体，力是不可能存在的，故A正确；力是物体间的相互作用，即一个物体受到力的同时，必对施力物体施加力的作用，受力物体和施力物体一定同时存在，故B错误；两个物体相互施加力时，不一定直接接触，如地球和太阳之间存在相互作用力，但地球与太阳并不直接接触；两块相距一定距离的磁铁之间存在相互作用的吸引力或排斥力，但两块磁铁并非直接接触，故C错误；两个物体间发生相互作用时，其中一个物体对另一个物体施加了力，同时另一个物体必对这个物体也施加了力，力的作用是相互的，不存在只对外界施加力而不受外界作用力的物体，即任意物体是施力物体的同时也是受力物体，故选项D正确【例2】如图所示，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解析：画力的图示，要严格按照以下步骤进行(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力甲乙丙(2)从力的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的线段(3)在线段上加箭头表示力的方向画力的示意图：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N10 N即可，如图丙所示答案：见解析力的图示与力的示意图的作图技巧(1)画力的图示，要严格按以下步骤进行选标度：以某一长度表示一定大小的力画线段：从力的作用点沿力的方向画一线段，长短根据标度和力的大小确定定刻度.画箭头.(2)力的图示一定要画在受力物体上，标度选取适当，所画线段的长度应是标度的整数倍.(3)力的示意图与力的图示不同，力的示意图是便于分析受力，画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小.跟进训练1在世界壮汉大赛上有一项拉汽车前进的比赛，如图所示中某壮汉正通过绳索拉汽车运动，则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()A壮汉、汽车B壮汉、绳索C绳索、汽车D汽车、绳索C汽车所受拉力是绳索对汽车施加的作用力，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车选项C正确2(多选)一个人用斜向下的力推小车前进，力的大小为40 N，方向与水平方向成30，下图为画出的推小车的力的图示，其中正确的是()ABCDBD选项A没有标度，选项C方向错误，故选B、D重力及其测量1重力的大小和方向(1)在同一地点，重力的大小与质量成正比(2)在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小(3)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力也无关(4)重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心2重力的测量(1)在实验室里，重力的大小可以用弹簧测力计测出物体静止时弹簧测力计的拉力的大小等于物体受到的重力(2)用弹簧测力计测量重力时，物体必须保持静止或匀速直线运动状态3重力与质量项目重力质量区别性质由于地球的吸引而使物体受到的力物体本身的一种属性变化情况随着地理位置的不同而发生变化不随地理位置的改变而发生变化测量工具弹簧测力计天平矢量与标量矢量标量联系Gmg【例3】关于地面上物体的重力，下列说法正确的是()A只有静止时，物体才受重力B物体对地面的压力就是物体的重力C弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小D同一地点，物体的重力与其质量成正比思路点拨：重力是由地球吸引而产生的，与物体运动状态无关明确物体的重力和对地面的压力的施力物体和受力物体D物体是否受重力与物体运动状态无关，A错误；物体对地面的压力与物体的重力的施力物体和受力物体不同，故不是一个力，B错误；杆秤的原理是杠杆原理，只能测质量不能测重力，C错误；在同一地点g为常数，由Gmg可知，重力与质量成正比，D正确跟进训练3(多选)在地球上，关于重力，下列说法中正确的是()A重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心B重力的方向就是物体自由下落的方向C重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出D在不同地点，同一物体所受的重力可能不同BD重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下但并不一定指向地心，选项A错误；将物体由静止开始释放，只在重力作用下物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B正确；杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C错误；由公式Gmg可知，重力G的大小由质量m和重力加速度g共同决定，由于不同地点g值可能不同，因此在不同地点，同一物体所受的重力可能不同，选项D正确4(多选)下列关于重力的说法中正确的是()A自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受的重力越来越大B抛出的石块运动轨迹是曲线，说明石块所受的重力的方向在改变C物体受到重力的大小和方向与物体的运动状态无关D物体所受重力的方向一定竖直向下CD物体受到的重力的大小与物体的运动状态无关，重力的方向始终是竖直向下的，则C、D正确，A、B错误重心与稳定1对重心的理解(1)重心的意义：重心是物体所受重力的作用点，任何物体都有重心，且只有一个重心(2)重心的位置质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关若物体的形状是中心对称的，对称中心就是重心如：我们用的直尺、铅球、魔方等实心物体，以及篮球、排球等空心物体，它们的重心都在几何中心质量分布不均匀的物体，重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定，可以用“支撑法”或“悬挂法”确定2重心与稳定(1)物体的稳定程度与物体重心的高低和物体底面积的大小有关系物体的重心越低，物体的底面积越大，则物体越稳定(2)物体倾倒的条件：作用在物体重心上的重力的作用线落在它的支持底面外侧时，物体将会自然倾倒若要使物体不倾倒，应使作用在物体重心上的重力的作用线落在支持底面之内【例4】矩形均匀长薄板AB边长为60 cm，BC边长为10 cm在O点以细线挂起并处于平衡状态AO段长为35 cm，如图所示，则悬线与AB边的夹角为_思路点拨：由于本题中的薄板是均匀的，故其重心在几何中心上由于薄板受拉力和重力而处于平衡状态，所以二力一定在同一直线上，即拉力的作用线的延长线一定经过重心解析：均匀矩形薄板的重心在对角线的交点上，悬挂时悬线的延长线应过重心应注意O点不是AB的中点，E点才是AB的中点要根据几何关系求出OE及OE的长度，再根据OE与OE互相垂直来计算夹角如图所示，AE30 cm，AO35 cm，所以OE5 cm由BC10 cm可得OE5 cm由此可见OEOE5 cm，又因为OE与OE 互相垂直，所以45答案：45跟进训练5下列说法正确的是()A形状规则的物体的重心，一定在物体的几何中心上B物体的重心一定在物体上C地球对物体的吸引力就是物体的重力D物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的D物体重心的位置不但与物体的形状有关，还和物体质量的分布情况有关，选项A错误；物体的重心不一定在物体上，如质量分布均匀的圆环的重心在其圆心，但不在圆环上，选项B错误；重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，但重力并不是地球对物体的吸引力，选项C错误，D正确6关于重心，下列说法正确的是()A重心就是物体上最重的一点B重心就是物体的几何中心C直铁丝被折弯后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上D重心是物体的各部分所受重力的等效作用点D重心是重力的等效作用点，并不是只有重心才受重力，故选项D正确，选项A错误质量分布均匀、有规则形状的物体的重心才在其几何中心，故选项B错误物体的重心不一定在物体上，粗细均匀的铁丝被弯成圆时，其重心在圆心处，而不在铁丝上，故选项C错误7不倒翁不倒的原因，是它的重心设计巧妙下列说法中正确的是()A重心在不倒翁的几何中心上B不倒翁的重心很高C不倒翁的重心很低D不倒翁的重心不在物体上C由于物体在其他条件不变的情况下，重心越低，物体的稳定性越大，不倒翁的重心一定很低，C对，A、B、D均不对1物理观念重力、重心2科学思维力的性质和作用效果，重心与稳定3科学方法力的图示法和示意图1关于力，下列说法正确的是()A有的物体自己就有力，如爆炸的手榴弹，所以有的力没有施力物体B力不能离开物体而存在C有的物体只是施力物体而不是受力物体D不接触的物体间一定没有力的作用B手榴弹爆炸时是火药燃烧产生的高温高压气体与弹片发生相互作用，A错；根据力的定义，力是物体与物体间的相互作用，B对，C错；物体间有力作用时不一定直接接触，如重力，D错2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D空中下落时物体重力与静止时物体重力相同，故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D正确3(多选)关于物体的重心，以下说法中正确的是()A物体的重心不一定在物体上B重心即重力的等效作用点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动作时，其重心的位置不变ABC重心可以不在物体上，故A正确；重心即重力的等效作用点，故B正确；重心与物体的质量分布和几何外形有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上，不会随其空间位置的改变而改变，故C正确；质量分布变化或形状变化的物体，其重心位置会发生变化，故D错误4如图所示，已知各物体的质量都相等且都处于静止状态，试在图上分别画出它们所受重力的示意图甲乙丙丁解析：重力的方向竖直向下，重力的作用点位于物体的重心上，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上重力的示意图如图所示甲乙丙丁答案：见解析