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第1节力第2节重力学习目标素养提炼1.理解力的概念及力的两种作用效果．2.学会用力的图示、力的示意图表示力．3.知道什么是重力、重心，掌握重力的大小及方向．4.了解重力对我们生活的影响.物理观念：力、重力、重心科学思维：力的图示及示意图、重力的大小科学探究：确定薄板的重心01课前自主梳理02课堂合作探究学科素养提升03课后达标检测一、力的描述1．力的概念(1)力：力是物体和物体之间的一种．(2)单位：力的单位是，简称牛，符号为.(3)作用效果：使物体的或发生改变．相互作用牛顿N形状运动状态2．力的表示(1)力的图示：用一根带箭头的、按一定比例画出的线段来表示力，如图所示．(2)力的示意图：只画出带箭头的来表示力，对线段的长度没有严格要求．线段3．力的分类(1)根据力的效果分类，例如拉力、动力、支持力等．(2)根据是否接触分类，例如重力是；弹力、摩擦力是.(A.接触力B．非接触力)(3)根据力的性质分类，例如万有引力、电场力、弹力等．BA[判断正误](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)力总是成对出现的，施力物体同时也是受力物体．()(4)在同一个图中要表示多个力，不同的力能用不同的标度．()××√×二、重力重力的产生(1)由于的吸引而使物体受到的力(2)重力的施力物体是重力的大小(1)重力的大小跟物体的成正比，即G＝，式中G、m、g的单位分别为、、N/kg(或m/s2)(2)测量：用弹簧测力计悬挂被测物体，当处于状态时，测力计示数即为其重力大小(3)与运动状态无关，与其他力无关重力的方向总是地球地球质量mgNkg竖直静止竖直向下[思考]重力的方向总是竖直向下，能否说成垂直向下？提示：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下是垂直于水平面向下，而垂直向下可以垂直于任何支持面．三、重心1．定义在研究重力对一个物体的作用效果时，我们可以认为各部分所受的集中于一点，这一点叫作物体的重心．2．决定物体重心位置的因素物体的形状和分布．3．重心位置的确定方法对形状规则、质量均匀分布的物体：重心在物体的．对形状不规则的物体：采用或支撑法确定重心．重力作用质量几何中心悬挂法[思考](1)物体的重心是不是一定在物体上面呢？你能否通过示例说明？(2)重心在物体的哪个部分取决于什么呢？提示：(1)重心可能在物体上也可能不在物体上面．如实心球重心在物体上，均质圆环重心不在物体上．(2)质量分布均匀的物体：重心的位置只跟物体的形状有关．质量分布不均匀的物体：重心的位置不仅与物体的形状有关还与物体内质量分布有关．四、重力影响着我们的世界1．地球上任何物体的运动和变化受到重力的制约．2．地球上的山、树的高度由于受到一定限制．3．人和其他动物的身高，由于重力的作用不会变成巨人，否则会变得不成比例的粗大、笨重．重力要点一对力的概念的理解[探究导入]做一做以下实验，看看会发生什么现象，并回答以下问题．(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(如图甲)，小钢球靠近磁铁时小钢球的速度如何变化？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(如图乙)，小钢球运动发生什么变化？提示：小钢球的速度方向发生了变化，运动轨迹发生变化．(3)当你用手拉弹簧时，弹簧会受到哪个方向的力呢？与此同时你的手有没有受到力呢？如果有，又会受到哪个方向的力呢？(如图丙)这种现象说明什么？提示：用手拉弹簧，弹簧伸长时，弹簧受到手向上的拉力，手受到弹簧向下的拉力，表明力的作用是相互的．1．力的三个特性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．一个力一定有受力物体和施力物体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，那么另一个物体也一定同时对这个物体施加了力，所以力总是成对出现的矢量性力不仅有大小，而且有方向，是矢量2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素：力的大小、方向和作用点．(3)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．[易错提醒](1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触．(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要靠第三个物体传递．[典例1](多选)下列说法正确的是()A．每个力都必有施力物体和受力物体B．网球运动员用球拍击球，对网球施力的物体是运动员C．两个力的大小都是5N，则这两个力一定相同D．施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体[解析]力是物体对物体的相互作用，具有物质性，一个力既有施力物体也有受力物体，A正确；网球运动员用球拍击球，施力物体是球拍，受力物体是网球，B错误；力是矢量，比较两个力是否相同，除了要比较其大小之外，还要比较其方向，C错误；力具有相互性，一个物体在受力的同时也对另一个物体施加了力的作用，所以同时也是施力物体，D正确．[答案]AD1．下面关于力的说法中正确的有()A．力的作用离不开施力物体，但可以没有受力物体B．有的物体自己就有力，这个力不是另外的物体施加的C．力是物体与物体间的相互作用D．没有施力物体和受力物体，力照样可以独立存在解析：力是物体间的相互作用，有力作用时必定要有两个物体同时存在，一个是施力物体，另一个是受力物体．一个物体是不能对自己产生力的作用的．有人说：拍手时不是自己对自己作用吗？对此类问题要注意研究对象的选取，这时的“物体”不应是整个人，而应是两只手，是两只手之间的相互作用，不能根据所研究问题的性质而随意扩展研究对象的范围．答案：C要点二力的图示和力的示意图[探究导入]看图思考以下问题：(1)图中三个物体上所画出的力各是什么力？提示：甲图画的是推力，乙图画的是重力，丙图画的是重力和支持力．(2)图中所给出的表示力的方法是什么方法？提示：力的示意图．(3)如图甲物体受力F＝200N，怎样画出这个力的图示？提示：①选取合适的标度，如图所示；②从作用点开始沿力的方向画一条线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上标出刻度；③在线段的末端加箭头表示力的方向．(4)力的图示与力的示意图在描述力上有什么明显不同？提示：力的图示(精确)：用一根带有箭头的线段表示力的三要素．力的示意图(粗略)：只画出力的作用点和方向．1．力的图示与力的示意图的区别(1)力的图示能表示力的三要素，精确表示力时经常用到．(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力情况进行分析时经常用到．2．力的图示与力的示意图的画法作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段标方向在线段的末端标出箭头，表示方向在线段的末端标出箭头，表示方向[易错提醒](1)画力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，使表示力的有向线段的长度等于2～5段标度的长度为宜．画出同一物体受到的不同的力时要用同一标度．(2)对于几何形状规则的物体，在画力的图示或示意图时，有向线段的起点可画在几何中心．[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[方法技巧]画力的图示的方法和步骤2．(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°角，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中力的方向错误，故选B、D.答案：BD要点三对重力及重心的理解[探究导入](1)跳高运动员无论跳的多高都会落到地面，你想过为什么运动员不会飞起来吗？提示：地球附近一切物体都受到地球的引力，由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力．(2)把物体悬挂起来，静止时观察绳子的方向，剪断时，物体沿什么方向下落？说明什么？提示：静止时绳子的方向竖直向下，剪断后物体沿竖直方向下落，说明重力方向是竖直向下的．(3)重力也是力，也要有大小、方向、作用点，那重力的作用点呢？提示：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集中作用于一点，这一点叫作物体的重心.1．对重力的理解(1)产生：重力是由于地球的吸引而产生的，但由于地球自转的影响，重力一般不等于地球对物体的引力．与引力相比，重力大小稍微小一些(两极除外)，方向稍微偏一些(两极和赤道除外)．(2)重力的大小：G＝mg①同一地点，重力的大小与质量成正比，不同地点因重力加速度g值不同而不同．②在不同地点，同一物体的重力随纬度的增加而增大；随海拔的增加而减小．(3)重力的方向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．重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点．(2)重心的位置与质量分布和物体形状有关，一个物体的质量分布或者形状发生改变，其重心在物体上的位置可能发生变化．比如空载卡车和装满货物的卡车重心的位置不同．(3)质量分布均匀、形状规则的物体的重心为其几何中心．(4)对形状不规则的薄物体，可以采用悬挂法来确定重心的位置．[易错提醒](1)物体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．除了赤道和两极，竖直向下并不是指向地球的球心．(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．一个实心铅球重心在物体上，一个匀质空心球的重心在球心，不在物体上．[典例3]关于重力与重心，下列说法正确的是()A．物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大B．规则物体的重心一定在其几何中心C．放在桌面上的物体对桌面的压力，其实就是该物体的重力D．重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点[解析]在空中下落时物体的重力与静止时物体的重力相同，故A错误；规则物体的重心不一定在它的几何中心上，还与物体的质量分布有关，当物体的质量分布均匀时，规则物体的重心，一定在它的几何中心上，故B错误；压力是由于相互挤压而产生的，与重力的性质不同，二者不是同一种力，故C错误；重心是物体内各部分所受的重力的合力的等效作用点，故D正确．[答案]D3．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，所以重心概念的建立应用了等效替代的思想，故C项正确；物体所受的重力是地球对物体的吸引力，所以物体所受的重力的施力物体为地球，故D项错误．答案：C科学探究——探究确定薄板重心的方法1．利用二力平衡原理二力平衡时，两个力等大反向．2．方法一：支撑法轴对称的碗、碟等，它们的重心在中轴线上，它们的重心可用支撑法找到，用一个手指将碗、碟等顶起，碗、碟等水平静止时，即可找到其重心．方法二：悬挂法(1)适用条件：物体呈薄板形状，如薄木板、玻璃等．(2)过程：如图所示，先在A点把物体悬挂起来，物体静止时，所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上；然后在C点把物体悬挂起