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第3章相互作用第1节重力与重心课标要求1．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．知道重力的大小、方向和测量方法。3．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．填一填(1)力的定义：力是物体和物体之间的，能使物体的、发生变化。(2)力的单位：力的单位是，简称牛，用符号表示。(3)力的矢量性：力是既有大小又有方向的矢量。(4)力的图示：可以用一条带箭头的线段表示力，线段的长短表示力的，箭头指向表示力的，箭尾(或箭头)所在位置表示力的，线段所在的直线表示力的作用线。(5)力的示意图：只画出带箭头的线段来表示物体在这个上受到了力的作用，对线段的长度没有严格要求。相互作用形状运动状态牛顿N大小方向作用点方向2．判一判(1)只有相互接触的物体间才会有力的作用。()(2)力的作用效果仅由力的大小决定。()(3)要想描述清楚一个力，需要指明力的大小、方向和作用点。()(4)力的图示和力的示意图都可以表示力的大小和方向。()×√××3．选一选(1)下列关于力的说法，正确的是()A．射出的炮弹向前飞行的过程中，受到推力和重力的作用B．物体相互作用时，先有施力物体，后有受力物体C．力是使物体发生形变或使物体运动状态改变的原因D．被踢出后的足球在地面上向前滚动，是由于受到向前的牵引力作用解析：射出的炮弹向前飞行并不受推力的作用，而是靠惯性向前飞行。被踢出去的足球向前滚动并不受牵引力作用，也是由于惯性向前滚动的。物体间相互作用时，相互作用的力是同时产生的，施力物体同时也是受力物体。故C正确，A、B、D错误。答案：C(2)关于如图所示的两个力F1和F2，下列说法正确的是()A．F1＝F2，因为表示两个力的线段一样长B．F1F2，因为表示F1的标度大C．F1F2，因为F1只有两个标度的长度，而F2具有三个标度的长度D．无法比较，因为两个力的标度的大小未知解析：在力的图示中，所表示的力的大小取决于图中标度的大小和线段的长短，离开了标度的大小，仅由线段的长度无法比较F1和F2的大小，所以选项D正确。答案：D二、重力及其测量1．填一填(1)重力的定义：由于吸引而使物体受到的力。(2)重力的测量：重力的大小可以用测出，测量时使物体保持，这样测力计的示数就等于物体所受重力的大小。(3)重力的大小：可用公式G＝计算得出，式中的比例系数g＝。(4)重力的方向：总是。地球弹簧测力计静止mg9.8N/kg竖直向下2．判一判(1)地球上所有物体所受重力的施力物体都是地球。()(2)只有静止在地面上的物体才会受到重力。()(3)重力的方向总是指向地心。()(4)质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大。()√×××3．想一想如图所示，当笔记本电脑放在某电子秤上时，便可直接从电子秤上显示出电脑的质量。静止时电脑对电子秤的压力就是电脑所受的重力，这种说法正确吗？为什么？提示：不正确。这两个力大小相等、方向相同，但力的性质、施力物体、受力物体、作用点都不相同，重力的施力物体是地球，受力物体是笔记本电脑，作用点在笔记本电脑上；压力的施力物体是笔记本电脑，受力物体是电子秤，作用点在电子秤台面上。三、物体的重心1．填一填(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集中作用于一点，这一点是重力的作用点，称为物体的重心。(2)决定物体重心位置的因素：①物体的；②物体的质量。有些物体的重心不在物体上。(3)物体重心与稳定的关系：重心越，物体的稳定性越差；重心越，物体的稳定性越好。等效形状分布高低2．判一判(1)规则物体的重心位置和物体的质量分布有关。()(2)一个物体的重心是唯一确定的，与形状变化无关。()(3)物体升高或降低时，重心在物体上的位置也相应升高或降低。()(4)重心是物体重力的作用点，也就是物体上最重的点。()√×××3．想一想通过下图思考：物体的重心是不是一定在物体上面呢？提示：重心可能在物体上，也可能不在物体上面。突破点一对力的性质及作用效果的理解[学透用活]1．力的性质几个力作用在同一物体上，每个力对物体的作用效果均不会因其他力的存在而改变独立性在研究力的时候，既要注意力的大小，又要注意力的方向。在计算时遵循矢量计算法则矢量性力存在于施力物体和受力物体之间，力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体相互性力不能离开物体而独立存在，只要有力，就一定有施力物体和受力物体物质性2.力的作用效果(1)(2)作用效果的应用：力的作用效果是分析物体受力的基本方法。若存在作用效果，说明该力存在；若不存在作用效果，说明该力不存在。[典例1]下列说法正确的是()A．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的B．运动员将足球踢出，球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力C．甲用力把乙推倒，只是甲对乙有力，而乙对甲没有力D．甲用力推乙，没有推动，乙的运动状态没有改变，但乙受到了甲的力的作用[解析]力是物体对物体的作用，任何力都有它的施力物体和受力物体，风吹草动，施力物体是空气，A错误；踢出去的球向前运动，并没有受到向前的推力，因为找不到这个力的施力物体，而没有施力物体的力是不存在的，B错误；由力的相互性可知，甲推乙的同时，乙也“推”甲，C错误；力的作用效果有两个，甲推乙没有推动，但乙在甲的作用下发生了形变，故乙受到了力的作用，D正确。[答案]D[易错警示]关于力的理解的三个常见误区(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，它必然对给它施加这个力的物体也施加了反作用力。(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，任何物体都可以对其他物体施加力的作用，同时成为受力物体。[对点练清]1．下列说法正确的是()A．射出枪口的子弹，能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B．不接触的物体之间不可能有力的作用C．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到力，不会施力D．任何一个物体，一定既是受力物体，又是施力物体解析：子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时具有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体，故不存在，所以A错；不接触的物体之间也可能有力的作用，如两个磁铁，故B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，如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C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，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故D正确。答案：D2．[多选]下列关于力的作用效果的叙述正确的是()A．物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变解析：因为力是改变物体运动状态的原因，故物体的运动状态发生改变，必定受到力的作用，故A说法正确；由于力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态，两者可同时发生，也可不同时发生，故B说法正确，D错误；力的作用效果取决于力的三要素，故C说法正确。答案：ABC3.在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图所示是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、绳索解析：要研究的是汽车，直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉，汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车，C正确。答案：C突破点二力的两种表示方法的区别与联系[学透用活]都是用有向线段来表示力，使抽象的力具体化、直观化联系只画出力的方向和作用点需要画出力的大小、方向和作用点三要素用来粗略地分析物体受到的力用来准确地表示力区别力的示意图力的图示[典例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。[解析](1)画力的图示时，要按照以下步骤进行：①选定标度→选适当长度的线段表示2N的力。②确定线段→从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按标度和力的大小画，线段标上刻度。如图甲所示，从O点竖直向下画一条三倍于标度的线段。③标注方向→在线段上加箭头表示力的方向。为了简便，也可以依照图乙来画。压力的施力物体是木块，受力物体是桌面。(2)画力的示意图：画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图，也可以依照图丁那样用一个点表示木块，画出重力和支持力的示意图。[答案]见解析[规律方法]画力的图示的方法和步骤[对点练清]4．[多选]一个人用斜向下的力推小车前进，力的大小为40N，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()解析：选项A没有标度，选项C方向错误，故选B、D。答案：BD5．如图所示，各物体的质量相等且分布均匀，各物体都处于静止状态，在图上分别画出它们所受重力的示意图。解析：画重力的示意图时，要特别注意重力的方向总是竖直向下的，竖直向下是垂直水平面向下，而不是垂直支持面向下。各物体重力的示意图如图所示。答案：见解析图突破点三对重力和重心的理解[学透用活]1．对重力大小及方向的四点说明(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无关。(4)重力的方向总是竖直向下，竖直向下是指与水平面垂直向下。但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心。2．关于重心位置的三点提醒(1)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。(2)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。(3)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其重心。[典例3]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]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。[答案]C[易错警示]理解重力和重心的三点注意(1)重力的方向可以表述为“竖直向下”或“垂直于水平面向下”，但不是“垂直向下”。(2)重力大小取决于物体的质量和所在位置的重力加速度。(3)重心位置取决于物体的质量分布和形状。[对点练清]6．关于重力下列说法正确的是()A．重力的方向总是垂直地面向下B．重力的大小只与质量有关C．重心概念的建立应用了等效替代的思想D．物体所受的重力只有受力物体，没有施力物体解析：重力方向是竖直向下，而不是垂直地面向下，故A错误；重力的大小G＝mg，地面上同一点处只能说物体所受重力的大小与它的质量成正比，但是由于地球表面不同纬度和海拔高度的地方g值不同，同一物体在不同地方重力有变化，故B错误；重心是物体各部分所受重力的作用点，所以重