高中物理教科版 (2019)必修 第一册1 力 重力教学课件ppt

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1.知道力的概念、三要素和作用效果。2.了解重力的产生原因,明确重力的方向,理解重心的概念。3.了解重力的测量方法。
1.通过对力的概念的理解,形成物理观念。2.通过作力的图示和示意图形成科学思维。3.利用悬挂法找重心,形成科学思维。
一、力1.定义:力是物体与物体之间的一种相互作用。2.力的效果:力可以改变物体的运动状态或产生形变。3.力的测量及单位:力的大小可以用弹簧测力计等工具进行测量。在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛。符号是N。4.力的三要素:力的大小、方向和作用点。5.力的表示(1)力的图示:我们可以用一根带箭头的线段来表示力这个矢量。线段按照一定的比例(标度)画出,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫作力的作用线,这种力的表示方法叫作力的图示。(2)力的示意图:只要表示出力的方向和作用点。
6.力的分类(1)性质力:重力、弹力、摩擦力,其中重力为非接触力,弹力和摩擦力为接触力。(2)效果力:拉力、压力、支持力、动力、阻力等。
7.小明用20 N的水平力推桌子(如图所示),作出此力的图示和力的示意图。
二、重力及其大小和方向1.定义:地球表面的一切物体都会受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。2.大小:G= mg ,g= 9.8 N/kg ,就是自由落体加速度(即重力加速度)。 3.方向:竖直向下,与水平面成垂直关系。4.一枚鸡蛋的重力大约为多少N?提示:约为0.5 N。
三、重心1.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点,这个点就是重力的作用点,叫作物体的重心。2.决定因素:(1)物体的形状;(2)物体的质量分布。3.确定方法:具有中心对称的均匀物体,重心位于其对称中心处。对形状不规则的薄板状物体,可以采用悬挂法来确定重心的位置。4.物体的重心一定在物体上吗?提示:物体的重心不一定在物体上。
四、重力的测量1.测量工具(1)在实验室里,重力的大小可以用弹簧测力计测量。(2)商店中常用托盘秤来测量商品的重力,测量时,要将秤放在水平面上。(3)市场上普遍使用的电子秤测量的也是物体所受的重力。2.我们家中常用的电子体重秤测量时显示的是重力吗?提示:不是,显示的是质量。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)每个力都必有施力物体和受力物体。(　　)(2)只有相互接触的两物体之间才有力的作用。(　　)(3)两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同。(　　)(4)两个大小相等的力作用在同一物体上,作用效果一定相同。(　　)(5)只有物体的重心才受到重力的作用。(　　)(6)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。(　　)
2.力的图示与力的示意图有什么区别?提示:力的图示能够反映一个力的大小、方向和作用点,而力的示意图只表示力的方向和作用点。3.非接触力是力不作用在物体上吗?提示:不是,是指相互作用的物体不接触而发生的力。4.“由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力”,这是否意味着重力就是地球对物体的吸引力?提示:不是。教材上的这句话只说明重力是如何产生的。
做一做,看看会发生什么现象,说明力有哪些作用效果,并总结力的定义。1.小钢球在较光滑的玻璃板上做直线运动,在小钢球的正前方放一磁铁,如图所示。
提示:小钢球的速度越来越大。
2.在与小钢球运动方向垂直的位置放一块磁铁,如图所示。
提示:小钢球的速度方向发生了变化。
3.用手拉和压弹簧。提示:用手拉弹簧,弹簧伸长;用手压弹簧,弹簧缩短。力的作用效果:使物体的运动状态发生变化或使物体发生形变。定义:力是物体与物体之间的一种相互作用。
力的图示与力的示意图的比较
【例题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,所以这个力可以没有施力物体B.力不能离开物体而存在C.不接触的物体之间一定没有力的作用D.有的物体只是施力物体而不是受力物体答案:B解析:此题可根据力的产生条件来判断,抓住“力是物体与物体之间的一种相互作用”,要想有力,必须同时存在施力物体和受力物体,这两者缺一不可。物体在对其他物体施加力的同时一定受到其他物体力的作用,即施力物体同时又是受力物体。A、D选项脱离了物体去谈力,故错误。C项则歪曲了力产生的条件,力的产生只要有两物体发生相互作用即可,不一定非得接触,故C错误。
【例题2】 如图所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,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:(1)画力的图示: ①选定标度:此题用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画出,线段上加刻度,如图(a)所示,也可以如图(b)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F=10 N即可,如图(c)所示。
力的图示和力的示意图的主要区别是,力的图示需要将力的三要素全部标出,而力的示意图不需标力的大小。
【变式训练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(　　)
答案:AD解析:物体的重力为20 N,标度设为5 N或10 N均可,方向竖直向下,作用点在重心,故重力的图示正确的是A图和D图;B图和C图中重力的方向不对。故A、D正确,B、C错误。
在建房子时,为了检测所垒的墙是否竖直,常用重垂线参照,你知道原理吗?
提示:重垂线能检测墙壁是否竖直的原理是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,没有就是倾斜的。
1.地球表面附近的一切物体,不论是静止还是运动,都会受到重力作用。2.重力是非接触力,其施力物体是地球。3.在同一地点,重力的大小与质量成正比。4.同一物体重力的大小与物体所处的纬度和高度有关,在纬度越高的位置,所受重力越大;位置越高,重力越小。重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关。5.重力的方向不一定指向地心。在赤道和两极的物体所受重力的方向指向地心,在其他位置的物体所受重力的方向不指向地心。
【例题3】 下列说法正确的是(　　)A.物体受到的重力就是地球对物体的吸引力B.同一物体受到的重力大小总是恒定不变的C.同一地点,物体受到的重力大小与物体的质量成正比D.同一地点,物体自由下落时受到的重力大于它静止时受到的重力答案:C解析:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,考虑地球的自转,不能说重力就是地球对物体的吸引力,故A错误;重力大小取决于物体本身的质量和当地的重力加速度,故同一物体在地球各处重力大小不相同,故B错误;根据G=mg可知,同一地点,物体所受重力与物体的质量成正比,故C正确;同一地点,物体自由下落时受到的重力等于它静止时受到的重力,物体的重力与运动的状态无关,故D错误。
重力是由于地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的引力。
【变式训练2】 下列关于重力的说法,正确的是(　　)A.在地面附近,重力的方向总是竖直向下,物体静止时与运动时,其重力大小是不变的B.物体的重力跟质量成正比,重力的方向总是垂直地面向下C.重力的方向总是和支持物体的支持面垂直D.由于地球是一个大球体,所以重力的方向是无法确定的答案:A解析:在地面附近,重力的方向总是竖直向下,物体静止时与运动时,其重力大小是不变的,故A正确;物体的重力跟质量成正比,重力的方向总是竖直向下,垂直向下和竖直向下是不同的,故B、C、D错误。
如图所示的质量分布均匀的各种形状的物体中,重心一定在物体上的是哪一个?
1.重心是重力的等效作用点。2.重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。3.重心在物体上的位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关,但一个物体的质量分布或形状发生变化时,其重心在物体上的位置也发生变化。4.质量分布均匀的物体,重心位置只与形状有关,如果物体形状规则,则它的重心就在其几何中心。5.质量分布不均匀的物体,重心位置除与形状有关外,还与质量分布有关。
6.薄板的重心位置确定方法——悬挂法。外形不规则的薄板的重心位置可用悬挂法求出。如图所示,先在A点把薄板悬挂起来,薄板静止时过A点画一条竖直线AB;再选另一点D把薄板悬挂起来,薄板静止时过D点画一条竖直线DE。直线AB、DE的交点C就是薄板的重心。
【例题4】 如图所示,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.先降低后升高答案:D解析: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,随着水的重心下降,球壳和水共同的重心也下降;后来一段时间内,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却升高;最后,水流完时,重心又回到球心。故球壳和水的共同重心先降低后升高,选项D正确。
重心作为物体重力的等效作用点并不是物体上最重的点。重心与物体的质量分布有关,当质量分布发生变化时其重心位置也要发生变化。
【变式训练3】 (多选)关于物体的重心,以下说法正确的是(　　)A.体操运动员在做各种优美动作时,其重心的位置不变B.一块长方体砖平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置相对于砖不变C.用一根细线悬挂物体并使物体静止时,细线所在直线一定过物体的重心D.物体的重心不一定在物体上答案:BCD
解析:体操运动员在做各种优美的动作时,由于身体形状发生改变,因此影响其重心的位置,故A错误;一块长方体砖平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置相对于砖不变,故B正确;形状不规则的薄板的重心可利用二力平衡和重力的方向是竖直向下的知识来测定,此方法叫悬挂法,用一根细线悬挂物体并使物体静止时,细线所在直线一定过物体的重心,故C正确;重力在物体上的作用点,叫作物体的重心,物体的重心不一定在物体上,故D正确。
1.(力的理解)以下有关力的说法错误的是(　　)A.力是物体对物体的作用,离开了物体就没有力的作用B.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体C.力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的三种要素D.在各种力中,只有重力没有施力物体答案:D解析:由力的物质性可知A正确;由力的相互性可知B正确;由力的三要素可知C正确;重力的施力物体是地球,故D错误。
2.(力和力的图示)关于力的描述,下面说法正确的是(　　)A.作某力的图示时,若选定的标度不同,那么表示这个力的线段的长度就不同,但箭头的指向是相同的B.描述力只要用一带箭头的线段表示出力的大小和方向就可以了C.两力相同指的是两力大小相等D.两力相同指的是两力的大小、方向、施力物体、受力物体都相同,实质上指的是同一个力答案:A
解析:作力的图示时,首先要选定标度,再按比例画出力的图示,所以选定的标度不同,表示这个力的线段的长度就不同,但箭头的指向是相同的,A正确;描述力时要用一带箭头的线段表示出力的大小、方向和作用点三个要素,B错误;力是矢量,既有大小,又有方向,两力相同指两力大小相等,方向相同,但不一定指的是同一个力,C、D错误。
3.(重力的理解)关于重力的方向,下列说法正确的是(　　)A.重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向一定指向地心B.重力的方向总是垂直向下的C.重力的方向随物体运动状态的变化而变化D.重力的方向始终是竖直向下的答案:D解析:重力的方向总是竖直向下的,并不一定指向地心,与物体的运动状态和是否受其他力无关,故选项A、B、C错误,D正确。
4.(重心的理解)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.直铁丝弯曲后,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合力的作用点答案:D解析:重心是重力的等效作用点,并不是只有重心处才受重力,故选项D正确,选项A错误;质量均匀分布的、形状规则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,如粗细均匀的铁丝被弯曲成圆圈时,其重心在圆心处,而不在铁丝上,故选项C错误。
5.(力的图示及示意图)(1)画出图(a)中足球所受重力的示意图。(2)图(b)(c)中,物体A的重力均为20 N,分别在图中画出物体A所受重力的图示。