2016_2017学年高中物理专题3.1重力基本相互作用课件基础版新人教版必修.ppt
第三章相互作用 3 1重力 基本相互作用 运动状态的变化 物体的运动状态用速度来描述 只要物体的速度变化了 不管是大小还是方向改变了 都说这个物体的运动状态发生了变化 运动状态的变化 知识点一 力和力的图示点 1 定义 物体与物体之间的相互作用称作力 2 作用效果 使物体的运动状态发生变化 使物体产生形变 力的概念 3 力的标矢性力是矢量 既有 又有 力的大小可以用测力计测量 国际单位制中 力的单位是 简称牛 符号是N 4 力的三要素 和 5 力的表示 1 力的图示 能表示出力的 和 2 力的示意图 只表示出力的 和 方向 大小 牛顿 大小 方向作用点 大小 方向作用点 作用点方向 力的概念 物体间力的产生方式有两种 1 直接接触 如推力 拉力 2 不直接接触 如重力 磁铁间的相互作用力 力的产生方式 1 力的物质性 有力发生则一定存在着施力物质和受力物质 2 力的相互性 施力物体给予受力物体作用力的同时必然受到受力物体的反作用力 即力总是成对出现的 3 力的矢量性 力是矢量 不但有大小而且有方向 因此要确切地表示一个力 必须既指明其大小 又指明其方向 可以用有方向的线段表示力 4 力的瞬时性 有力则有加速度 力消失 加速度亦消失 力的特性 1 使物体产生形变 即物体的形状或体积发生变化 2 使物体的运动状态发生改变 即物体的速度大小或运动方向发生改变 3 影响作用效果的要素 力的大小 方向和作用点 4 作用效果的应用 是分析物体是否受力的基本方法 若存在作用效果 说明该力存在 若没有作用效果 说明该力不存在 力的作用效果 1 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 2 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 特别提醒 关于力的理解的三大误区 1 误认为物体可以只受力不施力 事实上 只要一个物体受到力的作用 它必然对施力物体也施加了作用力 2 误认为力只发生在相互接触的物体之间 事实上 力既可发生在相互接触的物体之间 也可发生在不直接接触的物体之间 3 误认为只有有生命的人或动物才能产生力的作用 事实上 任何物体都可以作为施力物体 都可以对其他物体施加力的作用 特别提醒 例题1 下列说法中正确的是 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 只有施力物体或受力物体的力是存在的 解析 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 马拉车时 车也拉马 书向下压桌子 桌子也向上支撑书 B错 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作用 是受力物体 同时也对其他物体施力 又是施力物体 C正确 力是物体间的相互作用 有力就一定涉及两个物体 只有施力物体或受力物体的力是不存在的 D错 答案 C 针对训练 甲 乙两拳击运动员竞技 甲一拳击中乙肩部 观众可认为甲运动员 的拳头 是施力物体 乙运动员 的肩部 是受力物体 但在甲一拳打空的情况下 如图 下列说法中正确的是 A 这是一种只有施力物体 没有受力物体的特殊情况B 此时拳头因与空气相互作用而停止C 甲的拳头 胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D 以上说法都不正确 解析 力的作用是相互的 只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体 甲运动员击空了 但在其击拳过程中 在其拳头 胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力 身体内部的力也是拳头停止的原因 答案 C 1 选定标度 即用某一长度的线段来表示一定大小的力 选标度应根据力的大小合理设计 一般情况下线段分段应在2 5段 2 从力的作用点沿力的作用方向画一线段 根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度 并在线段上加上刻度 3 在线段上沿力的方向加上箭头 作力的图示的步骤 知识点二 力的图示与力的示意图 力的图示与力的示意图的区别与联系 1 不能应用不同的标度画同一物体所受的不同的力 2 分析物体受力时一般画力的示意图 3 力的图示是严格表示力的一种方法 由于力的作用效果由力的大小 方向 作用点三个因素决定 所以力的图示需把这三个因素准确地表示出来 而力的示意图是粗略表示力的方法 只需要把力的方向和作用点表示出来即可 特别提醒 例题2 如图所示 静止的木块对桌面的压力为6N 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 针对训练 如图所示 绳对物体竖直向上的拉力的大小为100N 请用力的图示法表示拉力 指出此力的施力物体和受力物体 并画出该物体受到的重力与拉力的示意图 解析 1 选取合适的标度 1cm长线段表示25N 并用线段表示出 2 从作用点沿力的方向画一线段 线段长短按选定的标度和力的大小画 如图甲所示 从O点竖直向上画一段4倍于标度的线段 3 在线段终点上加箭头表示力的方向 为了简便 也可以按照图乙那样不画物体 而用质点来表示物体 画出拉力F的图示 该力F的施力物体是绳 受力物体即该物体 该物体所受重力和拉力的示意图如图丙所示 答案 见解析 地球 地球 质量 mg 竖直 静止 知识点三 重力 竖直向下 效果 集中于一点 形状 质量分布 1 重力的概念 由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力 1 地球上的物体都受到重力作用 不管质量大小 也不论有无生命 凡是由分子 原子构成的物体皆受重力作用 2 重力是由于地球的吸引而产生的 但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力 重力一般小于地球对物体的吸引力 在有的情况下 认为物体所受的重力与地球对物体的吸引力大小相等 原因是两者相差很小 3 重力是非接触力 施力物体与受力物体可以不接触 4 重力的施力物体是地球 对重力的理解 2 重力的测量 在实验室里 重力的大小可以用测力计测量 工业上用电子吊秤可以称更重的物体 测量原理 二力平衡时 两个力大小相等 测量条件 物体处于静止或匀速直线运动时 测量方法 用测力计将待测物体悬挂起来处于静止状态 测力计的读数在数值上等于重力的大小 3 重力的大小 由于G mg 在同一地点 重力的大小与质量成正比 在不同地点 如从两极到赤道或离地面越高 g值均减小 从而使同一物体的重力也有所不同 物体的重力与其运动状态无关 对重力的理解 4 重力的方向 重力总是竖直向下的 竖直向下不能说成垂直向下 垂直要看接触面 重力和水平面垂直 与斜面并不垂直 物体在自由释放后总是竖直向下的 就说明了重力的方向 对重力的理解 对重力的理解 1 概念 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力 但由于地球自转的影响 重力一般不等于地球对物体的吸引力 2 大小 由于G mg 在同一地点 重力的大小与质量成正比 在不同地点 如从两极到赤道或离地面越高 g值均减小 从而使同一物体的重力也有所不同 物体的重力与其运动状态无关 3 方向 重力的方向始终竖直向下 不能将重力的方向描述为 垂直向下 向下 指向地心 特别提醒 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 如一个圆形平板的重心在板上 而一个铜环的重心就不在环上 3 重心在物体上的位置与物体所处的位置 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 形状规则的物体的重心在其几何中心上 对形状不规则的薄物体 可用支撑法或悬挂法来确定 对重心的理解 对重心的理解 1 重心概念的提出 采用了 等效 的观点 等效 意味着作用效果相同 不能理解成是物体最重的位置 2 重心的位置与物体所在的位置及放置状态和运动状态无关 但一个物体内质量分布发生变化时 其重心的位置也发生变化 如一个充气的篮球 其重心在几何中心处 若将篮球内充入一半体积的水 则球 含水 的重心将下移 特别提醒 对重心的理解 3 物体的重心可以在物体上 也可以在物体外 例如一个平板的重心在板上 而一个质量均匀分布的铁环的重心就不在环上 4 重心只是一个等效点 除重心位置外 物体其他各部分均受重力作用 5 要确定物体重心的位置 可利用二力平衡条件 采用支撑法 悬挂法测定细棒 碟子或其他不规则形状的物体的重心 特别提醒 把物体的全部质量压缩成一点而不影响研究结果 这就是物理学中的一种等效替代的思想 在研究问题时 从效果上看 可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点 这一点就叫物体的重心 重心就是重力的作用点 因此重心不一定在物体上 确定重心位置的常用方法有以下三种 一 几何法形状规则 质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心 如质量分布均匀的球体的重心就在球心 质量分布均匀的直棒的重心就在棒的中点 找重心 找重心 找重心 例题3 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的重力D 物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力 解析 物体的重力的计算式为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 随着物体所处的地理位置纬度的升高 g值将增大 随高度的增加 g将减小 因此 不能认为物体的重力是恒定的 故选项A错 选项B正确 由公式可知 物体所受的重力与物体的质量和g值有关 与物体是否受其他力及运动状态均无关 故选项C错误 用测力计竖直悬挂重物只有静止 或匀速运动 时 物体对测力计的拉力才等于物体的重力 故选项D错误 答案 B 针对训练 在下列各图中 所画的重力示意图错误的是 物体均静止 重力为G 解析 重力的方向应为竖直向下 只有A项错误 答案 A 任何两物体 电荷 电荷 磁体 磁体 组成原子核的核子 放射 知识点四 四种基本相互作用