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第三章相互作用1、重力基本相互作用一、力是物体对物体的作用1.没有物体或只有一个物体都不存在力的作用,施力物体同时也是受力物体.2.物体之间相互拉、压、挤、推、吸、……等过程的统称作用.注意：物体与物体之间的作用不一定是物体之间直接接触的。1.力的静力效果2.力的动力效果是使物体产生形变改变物体的运动状态（使物体产生加速度）二、力的作用效果速度的大小发生变化速度的方向发生变化在力的作用下，两种效果可以单独产生，也可以同时产生。物体的运动状态用速度来描述。即速度不变，运动状态不变；速度改变，运动状态改变。速度的大小和方向都发生变化物体发生形变，速度的大小和方向都发生变化。三、力的三要素1.力的大小：力的大小可以用测力计(实验室中用弹簧称)来测量；2.力的方向：力是矢量；要完整地表达一个力，除了说明力的小，还要指明力的方向．3.力的作用点：说明：（1）选定标度（用多少毫米表示多大的力）；（2）从作用点沿着力的方向画一线段，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）在线段的一端加箭头表示力的方向，力的方向所沿的直线叫力的作用线；（4）应注意：标度可以任意取，但不能用不同标度画同一物体所受的不同的力。四、力的图示和力的示意图1.力的图示：用一根带有箭头的线段来表示力F5N15N例题：请作出一小车受水平向左的80N的力的图示和示意图。2.力的示意图力的示意图只在：图中画出力的方向，大致长度表示力的大小，并不要求按比例画长度，因而也不需要建立标度。它表示物体在该方向受到了一个力。相同点：⑴都是用一根带有箭头的线段来表示力，⑵线段的长短表示力的大小，⑶箭头的方向都表示力的方向，箭头或箭尾画在力的作用点上。不同点：力的图示须先选定标度，力的大小按比例画长度，形象准确地表示力的三要素；力的示意图需要建立标度，不严格画出力的大小。问题.同学总结一下学过什么名称的力？拉力、支持力、压力、重力、动力、阻力……问题.这些力如何分类？1、按力的性质分类：重力、弹力、摩擦力…等；注意：效果不同的力，性质可以相同；性质不同的力，效果可以相同；五、力的分类2、按力的作用效果分类：拉力、压力、支持力、推力、动力、阻力、浮力、合力、分力、向心力、回复力、张力…等警示：受力分析分析的是性质力，而不是效果力。1.力的“物质性”：一个物体受到力的作用，一定有另外的物体在施加这种作用，把这两个物体叫做施力物体和受力物体；一个物体或没有物体是不可能产生力的；力不可能离开物体而独立存在的；2.力的“相互性”：物体之间力的作用是相互；受力物体既是施力物体，施力物体同样也是受力物体，因此受力物体和施力物体是相对的。力总是以成对的方式出现的,这一对力叫做作用力和反作用力;3.力的“同时性”：施力和受力过程同时产生，同时存在，同时消失，没有先后之分，即同时性。六、力的性质5.力的独立性:一个力作用于某个物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其它力的作用无关。4.力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向，其合成与分解遵从力的平行四边形定则.1.力的定义:力是物体之间的相互作用(1)力不能脱离物体而单独存在(2)力的作用是相互的(3)施力物体也一定是受力物体(4)力的矢量性(5)力的独立性2.力的作用效果(1)改变物体的运动状态(2)使物体发生形变3.力的三要素：大小、方向、作用点4.力的图示：用一根带箭头的线段表示出力的方法力的示意图：只正确表示出力的方向，不严格画出大小(1)按力的性质分(2)按力的效果分力8.力的性质：6.力的单位：牛顿国际符号：N7.力的运算：七、小结八、四种基本相互作用1.万有引力：存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离的增大而减小。2.电磁相互作用：存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表现，作用规律与万有引力相似。3.强相互作用：存在于原子核内质子质子、质子与中子、中子与中子之间，它是短程力，作用范围只有约10－15m。4.弱相互作用：在放射现象中发现的，也是短程力。强度只有强相互作用的10－121.下面关于力的说法中正确的是（）A.力是物体对物体的作用B.只有直接接触的物体之间才有力的作用C.如果一个物体是受力物体,那么它必定也是施力物体D.力是可以离开物体而独立存在的AC2.桌面上静止放置的物理课本，受到支持力的施力物体和受力物体分别是:（）A.桌面和物理课本B.物理课本和桌面C.地球和桌面D.物理课本和地球A小试牛刀3。在下列各组力中，属同一分类标准来命名的是()A.重力、压力、摩擦力B.支持力、牵引力、阻力C.弹力、电磁力、分子力D.浮力、弹力、拉力BC4。如图所示，物体A、B叠放在水平桌面C上，A所受支持力的施力物体是_______；B所受重力的施力物体是______；C所受压力的施力物体是__________。ABCBB地球力是物体对物体的作用.那么地球上的物体是不是都受到地球的吸引力呢？（举例）二、重力的产生原因物体的重力是由于地球对物体的吸引而产生的。注意：1、重力是由于地球的吸引而产生的，并不是说，重力就是地球对物体的吸引力；2、重力的施力物体是地球。物体所受的重力与它所处的运动状态、速度大小无关．2.重力的大小跟它的质量m成正比,即：G=mg其中g=9.8N/kg二、重力的大小1.物体静止时对竖直悬绳（弹簧秤）的拉力（图甲）或对水平支持物的压力（图乙）,大小等于物体受到的重力大小.注意:⑴条件时物体处于静止状态；⑵只是拉力或压力与重力数值上相等，实质上是不同的；⑶重力的大小可以由弹簧秤测出。注意：⑴对给定的物体在确定的位置，它的重力一定与它所处的运动状态无关；⑵重力的大小可以由公式G=mg计算求得。1.重力的方向不一定与接触面垂直.GG三、重力的方向重力的方向总是竖直向下的（或与水平面垂直）。2.地球不同地方重力方向不同。悬挂物体的绳子静止时总是竖直下垂的，由静止开始落向地面的物体总是竖直下落的，可见重力的方向是竖直向下的.即:G1G2G3GiGi+1Gn四、重力的作用点重力的作用点在哪？G1.定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.G(1)质量均匀分布的物体，重心的位置只跟物体的形状有关,有规则几何形状且质量均匀分布的物体，它的重心就在几何中心上；(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关；物体的重心位置与物体的质量分布和物体的形状有关.2.重心的确定例如:均匀直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点.例如:载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化.起重机的重心随着提升物的重量和高度而变化.ＡＢABCDE注意：①影响重心的因素：质量分布和形状②重心的位置可以在物体实体上也可以在物体实体外③有时候可以将物体看作质量集中于重心的质点(3)用悬挂法确定薄板状物体的重心位置。原理：二力平衡局限性：只适用于薄板状的物体。1.产生的原因：由于地球的吸引而使物体受到的力3.大小（1）G=mg（2）用弹簧秤测量4.方向：竖直向下（即垂直于水平面向下）5.重心（1）质量分布均匀，形状规则的物体，重心就在物体的几何中心。（2）质量分布不均匀的物体，重心位置跟质量分布及物体的形状都有关。重力2.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力小结注意：①影响重心的因素：质量分布和形状②重心的位置可以在物体实体上也可以在物体实体外③有时候可以将物体看作质量集中于重心的质点例1.关于重力，下列说法正确的是（）A.物体受到的重力是由于地球对物体的吸引而产生的B.只有静止的物体才受到重力作用C.静止和运动的物体均受到重力的作用D.物体静止时比运动是所受的重力要大些AC例2.关于重心的说法，正确的是（）A.物体的重心一定在物体上B.质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上，也可能在物体外C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关D.用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心BC例3.静止的小球竖直悬挂在弹簧秤上，则（）A.小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力；B.小球对弹簧秤的拉力等于小球的重力；C.小球所受的重力的施力物体是弹簧；D.小球所受的重力的施力物体是地球；例4．关于物体重心的说法，正确的是（）A.重心就是物体上最重的一点；B.重心在物体上的位置可能变化C.重心的位置一定在物体上；D.重心在空间的高度可升可降BDBD例5．关于重力的大小，以下说法正确的是()A．物体对水平支持面的压力大小一定等于其重力B．物体平衡时对竖直悬绳的拉力大小一定等于其重力C．物体重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测量D．物体向下运动时所受重力大于其向上运动时所受重力例6.一个圆形薄壳容器所受重力为G,用一细线悬挂起来,如图,现在容器里装满水,若在容器底部有一个小阀门,当小阀门打开让水慢慢流出,在此过程中,系统(包括容器和水)的重心位置（）A.慢慢下降B.慢慢上升C.先下降后上升D.先上升下降BC例7.重量为12N，质量分布均匀的等厚正三角形薄板，被一根细绳悬吊着静止（如图）。试标出薄板重心的位置。根据初中学过的二力平衡条件，求出绳对薄板作用力的大小和方向，画出薄板受力的图示6NGF推理过程：重心在三角形的几何中心（质量均匀分布，等厚正三角形）质量均匀分布形状规则的物体重心在几何中心重力方向，如图所示（物体受重力作用）重力方向竖直向下拉力方向竖直向上（静止，物体只受两个力作用，重力方向竖直向下）二力平衡例8.某种汽车的制造标准是车身横向倾斜300角时不翻倒，如图所示，若车轮间的距离为2m，那么车身重心G离斜面的高度不应超过多少米？ABθ．GhθOmmAOh732.13130cot0解：当重力的作用线超过车轮的支持面时，车就会翻倒．从量变到质变，随着车厢内装的货物增加，重心在AB中垂线上不断升高，当重力的作用线超过车轮的支持面时，车就会翻倒．⑶作用点：①概念：物体的各部分都受重力的作用，但从效果（产生加速度或使物体发生形变）上看，我们可以认为物体各部分受到的重力都集中在一点（各部分重力的合力的作用点），这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心．②测量：薄板可用悬挂法测出重力的三要素⑴大小：当物体静止（相对于地球表面静止）时，物体的重力数值等于①拉紧竖直悬绳的力；②物体对水平支持面的力．⑵方向：竖直（“竖直”是跟物体所在处的水平面垂直）向下，但不一定指向地心．只有在赤道和两极上物体的重力方向指向地心．物体的重心位置与物体的质量分布和形状两个因素有关，只有质量分布均匀的有规则几何形状的物体的重心才在其几何中心。例9.如图所示，矩形均匀薄板长AC=60㎝，宽CD=10㎝，在B点以细线悬挂，板处于平衡，AB=35㎝，求悬线和板边缘CA的夹角α。ABCDEOα一方面，质量分布均匀长方形薄板的重心在其两条对角线的交点；另一方面，根据二力平衡，重心在沿悬线的竖直方向上．物理上求角度，一般是把角度放在一个直角三角形中，通过求其三角函数值来确定角度值．认真作图，根据三角和几何知识求解。ABCDEαOFG解析：矩形均匀薄板的重心在AD和CE交点O处，根据二力平衡条件知重力G跟悬线拉力等大反向，且共线，如图所示，由几何知识知：130355tanAFABOFBFOF