鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 相互作用第1节 重力与重心备课课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3章 相互作用第1节 重力与重心备课课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，相互作用，使物体的形状发生改变，力的大小，力的方向，力的作用点，地球的吸引，重力的作，物体的形状，几何中心位置等内容，欢迎下载使用。
一、力的描述【情境思考】观察下列图片,分析力的作用产生什么效果。提示:力可以使物体发生形变;力可以使物体的运动状态发生改变。
1.力:物体和物体之间的_________,力的单位是_____,简称___,符号__。2.力的作用效果:(1)图a中,力的作用效果是_____________________,(2)图b中,力的作用效果是_________________________。
使物体的运动状态发生改变
3.力的图示:(1)力的三要素:_____、方向和作用点。(2)表示方法:用一条带箭头的线段来表示力。(3)物理意义:①线段的长短:_________。②箭头指向:_________。③箭尾(或箭头)的位置:___________。
二、重力及其测量【情境思考】如图所示,用弹簧测力计可以测量物体的重力大小。重力大小与物体的质量有什么关系?提示:G=mg
1.重力的内涵要素:(1)成因:由于___________而使物体受到的力。常把物体受到的重力的大小简称为_____。(2)大小:G=mg(比例系数g取9.8 N/kg)。(3)方向:重力的方向总是竖直向下。2.重力的测量:重力的大小可用___直接测出。①弹簧测力计　　　　②台秤③电子秤④体重计
三、物体的重心【情境思考】“马踏飞燕”是汉代艺术家高超艺术的结晶,如图所示,飞奔的骏马用一只马蹄稳稳地踏在飞燕上。骏马的重心是否一定在飞燕所在的竖直线上?物体的重心一定在物体上吗?提示:骏马的重心一定在飞燕所在的竖直线上;物体的重心不一定在物体上。
1.重心:从效果上看,可认为重力集中作用在一个点上,这个点视为______________,称为重心。2.重心位置的影响因素:(1)均匀物体:质量均匀的物体,其重心的位置只与___________有关。如果均匀物体的形状是规则的,重心就是_____________。(2)不均匀物体:重心的位置除跟物体的形状有关之外,还跟___________分布情况有关。3.重心与稳定性:物体的重心_____,物体的稳定程度越高。
【易错辨析】(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在。( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用。( )(3)重力是由于地球对物体的吸引而产生的。( )(4)重力的方向也可以表述为指向地心。( )(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。( )
　知识点一　力的三个重要性质1.物质性:力是物体对物体的作用,脱离物体而独立存在的力是不存在的,一个力一定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,只要一个物体对另一个物体施加了力的作用,另一个物体也一定会对这个物体施加力的作用。3.矢量性:力是矢量,不仅有大小,而且有方向。提醒:力的作用效果是分析物体是否受力的基本方法。(1)若存在作用效果,说明该力存在。(2)若没有作用效果,说明该力不存在。
【典例示范】【典例】下列关于力的说法中正确的是(　　)A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用B.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力,不会施力C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体D.两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同
【解析】选C。甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A错;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,例如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上支撑书,B错;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,所以每一个物体都受到别的物体的作用,是受力物体,同时也对其他物体施力,即又是施力物体,C对;力是矢量,比较两个力是否相同,除了比较其大小还要比较其方向,D错。
【规律方法】如何判断物体受力(1)相互作用的物体,可以直接接触,也可以不接触,但作用力必然是成对出现的。(2)并非有生命的物体才是施力物体,也并非先有施力物体后有受力物体。(3)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发生变化。
【素养训练】1.关于力的作用效果,下列说法正确的是(　　)A.物体的运动状态发生变化,一定受外力的作用B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力的作用C.物体受力作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象D.力对物体的作用效果完全由力的大小决定
【解析】选A。物体的运动状态发生改变,一定是受到了力的作用,但运动状态不变并不一定是没有受到力的作用,故选项A对,B错;力的作用效果是使物体的运动状态发生改变或者是使物体发生形变,故选项C错;力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果,故选项D错。
2.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】选C。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。
【加固训练】下列关于力的说法正确的是(　　)A.力是物体对物体的作用B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知:力可以离开物体而独立存在D.力的大小可以用天平测量【解析】选A。力是物体间的相互作用,A正确;不接触的物体间也可以有力的作用,如重力,地球与物体间不接触也可产生力的作用,故B错误;力是物体间的相互作用,不可离开物体单独存在,C错误;天平是用来称量质量的仪器,D错误。
知识点二　力的图示和力的示意图画力的图示和力的示意图的流程:
【问题探究】(教材二次开发·教材P69图3-4拓展)如图所示,用10 N的力托着一本书,用500 N的力推汽车,如何简洁明了地表示出这两个力呢?
提示:可以用一带箭头的线段来表示,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾或者箭头表示力的作用点。
【典例示范】【典例】一个铁球在空中飞行,所受重力为120 N,方向竖直向下。(1)画出重力的图示。(2)画出重力的示意图,并说明施力物体和受力物体。
【解题探究】(1)标度的选取应根据力的大小合理设计。一般情况下,线段应取2～5个_______标度的长度。(2)画同一物体受到的不同力时要用_____标度。
【解析】(1)画力的图示。①选定标度。如图甲所示。例如,选4 mm长的线段表示30 N的力。②用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一条线段,线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度。
③在线段上加上箭头表示力的方向。(2)画力的示意图。如图乙所示,用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一线段,并加上箭头,表示方向。重力的施力物体是地球,受力物体是铁球。答案:见解析
【素养训练】1.(多选)一个重20 N的物体沿斜面下滑,关于物体重力的图示,下列四个图中正确的是(　　)
【解析】选A、D。根据重力方向竖直向下和力的大小判断可知选项A、D正确,B、C错误。
2.如图所示,一放在水平面上的物体A受到大小为10 N的拉力作用,该拉力方向与水平方向成30°角斜向上。画出这个拉力的图示。
【解析】选1 cm长度的线段表示5 N的力,从力F的作用点沿力的方向画一条长为2 cm的线段,在线段尾端加上箭头表示力F的方向,如图所示。答案:见解析
【加固训练】如图所示,甲中在木箱的P点,用一与水平方向成30°角斜向上的150 N的力拉木箱;乙中在木块的Q点施一与竖直方向成60°角斜向上的20 N的推力,把木块抵在墙壁上。试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出丙中电灯所受重力和拉力的示意图。
【解析】(1)此题可按以下步骤对P点的拉力进行作图:①选定一段长4 mm的线段表示50 N的力。②从作用点P沿力的作用方向画一线段,根据选定的标度与力的大小确定线段的长度,并在线段上加刻度(即画出线段长度为 ×4 mm=12 mm),如图甲′。③在线段的尾端加上箭头表示力的方向。 (2)可按同样的步骤画出Q点推力的图示如图乙′,作图时,注意Q点推力的方向。
(3)画丙图中力的示意图时,可按以下步骤进行:①选定电灯为研究对象。②从作用点沿拉力方向(沿绳的方向)画出一适当长度的线段,在线段的末端标出箭头表示拉力的方向。这就是绳对电灯拉力的示意图,同样沿重力方向(竖直向下)画出一适当长度的线段,在线段的末端标出箭头表示重力的方向,这就是电灯所受重力的示意图,注意表示拉力与重力的线段长度应该相等,如图丙′所示。答案:见解析
　知识点三　重力和重心的性质1.重力的性质:(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于其自转的影响,重力一般不等于地球对物体的引力。(2)大小:①同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。②不同地点,同一物体的重力随所处纬度的升高而增大,随海拔高度的增大而减小。(3)方向:重力的方向总是竖直向下,不能将重力的方向表述为“垂直地面向下”或“指向地心”等。
2.重心的性质及确定方法:(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)重心的位置及决定因素。①位置:重心的位置可以在物体上,也可以不在物体上。②决定因素:a.物体质量分布情况。b.物体的形状。
提醒:重心是物体所受重力的等效作用点(等效思想),重心不是最重的一点,也不是只有这一点才受重力的作用。
【问题探究】　如图所示,树上的苹果会落向地面;建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直。为什么树上的苹果总要落向地面?为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢?
提示:苹果落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用;重垂线能检测墙壁是否竖直的原理,也是因为重力的方向是竖直向下的,重锤静止时,悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的,如果墙壁与细线平行,就说明墙壁是竖直的,没有倾斜。
【典例示范】【典例】(多选)下列关于“嫦娥四号”受力的说法中正确的是(　　)A.“嫦娥四号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B.“嫦娥四号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥四号”的引力的作用效果是改变它的运动状态D.“嫦娥四号”绕月球运行时,不再受重力作用
【解析】选A、C。“嫦娥四号”的质量不变,但重力加速度发生了变化,由G=mg可知,“嫦娥四号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等,A正确,B、D错误。引力的作用效果是改变物体的运动状态,C正确。
【误区警示】对重力认识的四个常见错误(1)误认为重力与地球对物体的引力相同。(2)误认为重力的方向垂直于支撑面。(3)误认为重力的重心必在物体上。(4)误认为重力的大小与物体运动状态有关。
【素养训练】1.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是(　　)A.物体所受重力是由于受到地球吸引而产生的,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其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】选C。重力的方向是竖直向下,与水平面垂直,但不一定与地面垂直,A错误;重力的大小取决于物体的质量和重力加速度的大小,与测量工具无关,不同地点重力加速度不同,重力大小不同,无论用同一弹簧测力计,还是用不同弹簧测力计,测量结果均不同,B错误;物体的重心是重力的等效作用点,其位置不仅与其几何形状有关,还与质量分布有关,C正确,D错误。
2.把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是(　　)A.重力就是地球对物体的引力B.重力大小和物体运动状态有关C.重力的方向总是指向地心的D.薄板的重心一定在直线AB上
【解析】选D。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,不是地球对物体的引力,选项A错误;重力的大小与物体的运动状态无关,选项B错误;重力的方向竖直向下,选项C错误;因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力,必在一条直线上,所以薄板的重心一定在直线AB上,选项D正确。
【加固训练】　　关于重力与重心,下列说法正确的是(　　)A.重心就是物体内最重的一点,每个物体就一个重心B.一根质量均匀的柱形铁棒由直变弯,在形状改变后重心位置不变C.形状规则的物体,它的重心可能不在物体的几何中心上D.重心是物体所受重力的作用点,所以重心总是在物体上,不可能在物体外
【解析】选C。重心是重力的等效作用点,并不是物体内最重的一点,故选项A错误。重心位置与物体的形状和质量分布有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心必在其几何中心处,但形状发生改变后重心位置可能发生变化,重心可能不在物体上,故选项B、D错误。形状规则的物体重心的位置可能不在几何中心上,还受质量分布影响,故选项C正确。
【拓展例题】考查内容:重心位置的确定【典例】如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会(　　) A.一直下降　　　　　B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降
【解析】选C。在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但其中的水的重心下降,二者共同的重心在下降,当水流完时,重心又回到球心,故选项C正确。
【生活情境】　科技馆或儿童乐园中有一种神奇的倾斜小屋。里面什么也没有,只是屋里地面是斜的。当我们一脚踏上斜坡时感觉整个人都倾斜过来了,我们努力想保持平衡,可是身体不听使唤,只好扶着墙边的扶手慢慢地往外挪,好不容易才走出小屋。
探究:(1)当进入神奇小屋后,所受重力的方向如何?(2)为什么在倾斜小屋中,垂直地面站立时会摔倒?【解析】(1)当进入倾斜小屋后,所受重力方向仍然是竖直向下的,但此时重力方向与倾斜的地面不垂直。(2)若人在倾斜小屋中,垂直地面站立,实际上是相对水平面倾斜站立,人的重心所在的竖直线已经超出了两脚范围,所以会摔倒。答案:见解析
【生产情境】　有一个排污沟,需要每隔十多分钟用水冲洗一次。为此,请你应用重心的知识设计一个自动冲水装置。设计的思路是:用一个可以转动的容器接住从水龙头细细流出的水,容器中的水装到一定体积时,由于重心位置的变化,容器失去平衡而翻倒,容器中的水被全部倒出冲洗排污沟,倒完水的容器又能自动恢复到原来的位置重新接水,如此往复。调节水龙头的流量,还可以控制两次冲水的时间间隔。