高中物理 第三章相互作用1重力基本相互作用學(xué)案課件 新人教版必修1

1、●情景切入“它不是物，但不能離開物而存在；它不孤獨(dú)，總是成雙成對(duì)地出現(xiàn)；它不讓你看見，但你能覺察到它的作用效果；它不能象數(shù)那樣相加，而是遵循另外的法則．”你知道這是什么嗎？它就是我們即將要學(xué)習(xí)的——力．自然界的力現(xiàn)象無處不在，無奇不有(如圖)．那么，在生活中接觸到的力有些什么特點(diǎn)呢？如何發(fā)揮力的作用，避免力的危害？本章將探討這些問題．,●知識(shí)導(dǎo)航(1)本章重點(diǎn)介紹了三種相互作用力——重力、彈力、摩擦力，以及矢量合成的基本法則——平

2、行四邊形法則，為今后學(xué)習(xí)高中力學(xué)奠定了基礎(chǔ)．學(xué)習(xí)過程中要掌握四個(gè)概念，兩個(gè)定則．四個(gè)概念：力、重力、彈力、摩擦力．兩個(gè)定則：平行四邊形定則、三角形定則．(2)本章知識(shí)分為兩部分：一是力的概念，是貫穿于力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的重要概念，重力、彈力、摩擦力是常見的幾種相互作用力；二是共點(diǎn)力的合成與分解，體現(xiàn)出利用等效方法研究物理學(xué)的思想．,(3)對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，是學(xué)習(xí)高中物理第一個(gè)需要掌握的基本功，是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵．力的

3、合成與分解所遵守的平行四邊形定則，是所有矢量合成與分解都遵守的普遍法則，必須熟練掌握．(4)本章重點(diǎn)：重力、彈力、摩擦力的產(chǎn)生和方向判定、大小計(jì)算及共點(diǎn)力的合成與分解．本章難點(diǎn)：應(yīng)用平行四邊形定則求解共點(diǎn)力的合成與分解．,●學(xué)法指導(dǎo)(1)力、重力對(duì)于力以及重力的理解，應(yīng)該從大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)方面把握．(2)彈力與胡克定律要理解彈力的方向“總是與施力物體的形變方向相反”．彈簧產(chǎn)生的彈力大小與彈簧的形變量成正比，所以在運(yùn)用

4、胡克定律時(shí)一定要區(qū)分彈簧的長(zhǎng)度和形變量的不同,(3)摩擦力在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，要注意區(qū)分滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力．在判斷摩擦力的方向時(shí)要深刻理解“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的含義，這里的相對(duì)運(yùn)動(dòng)指的是兩個(gè)物體分別以對(duì)方為參考系所表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，而不是相對(duì)地面或其他物體的運(yùn)動(dòng)克服“摩擦力總是阻力”“摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．(4)力的合成與分解根據(jù)物體的受力情況，利用平行四邊形定則迅速作出幾個(gè)力的合力或者某個(gè)力的分力是解決這類問題的基

5、本功,(5)受力分析對(duì)物體進(jìn)行受力分析，一般有兩種途徑：其一是從力的概念出發(fā)，根據(jù)力的產(chǎn)生條件判斷是否存在以及力的方向；其二是根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷物體的受力．另外要注意整體法和隔離法的運(yùn)用,1．重力　基本相互作用,請(qǐng)按下圖所示姿勢(shì)坐到椅子上，把上身挺直，不準(zhǔn)向前傾，兩小腿豎直，不準(zhǔn)移到椅子底下，然后試試看能否站起，你知道這是為什么嗎？,1．在物理學(xué)中，人們把物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生的原因，即物體與物體之間的，稱做力，力的單位是

6、，符號(hào)是N.2．力是矢量，它不但有而且有，可以用一根的線段來表示，下圖中的力的圖示表示作用在小車上的力是 ，方向．3．地球上都受到地球的吸引，這種由于的力叫做重力．一個(gè)物體受到10 N的重力，也可以說這個(gè)物體的 是10 N.,改變,形變,相互作用,牛頓,大小,方向,帶箭頭,100N,水平向左,一切物體,地球的吸引而使物體受到,重量,4．一個(gè)物體的各部分都要受到的作用．從效

7、果上看，我們可以認(rèn)為的重力作用集中于，這一點(diǎn)叫做物體的．5．薄板的重心位置可以用懸掛法確定：(下圖),重力,各部分受到,重心,一點(diǎn),①在A點(diǎn)，通過A點(diǎn)畫一條 ，②再選另一處D點(diǎn)，同樣通過D點(diǎn)，③AB和DE的 ，就是薄板的重心．6． 和 為人們目前所認(rèn)識(shí)到的自然界中存在的四種基本相互作用．

8、,把物體懸掛起來,豎直線AB,把物體懸掛起來,畫一條豎直線DE,交點(diǎn),萬有引力、電磁相互作用力、強(qiáng)相互作用,弱相互作用,(1)力的定義：力是物體和物體間的相互作用．(2)力的性質(zhì)①力的物質(zhì)性：有力發(fā)生則一定存在著施力物質(zhì)和受力物質(zhì)．②力的相互性：施力物體給予受力物體作用力的同時(shí)必然受到受力物體的反作用力．即力總是成對(duì)出現(xiàn)的．③力的矢量性：力是矢量，不但有大小而且有方向．因此要確切地表示一個(gè)力，必須既指明其大小，又指明其方向．可以

9、用有方向的線段表示力．,④力的瞬時(shí)性：有力則有加速度，力消失，加速度亦消失．(3)力的作用效果．①使物體產(chǎn)生形變(即物體的形狀或體積發(fā)生變化)；②使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變(即物體的速度大小或運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變)．力的作用效果是由力的大小、方向和作用點(diǎn)共同決定的．,特別提醒：(1)相互作用的物體，可以直接接觸，也可以不接觸，但作用力必然是成對(duì)出現(xiàn)的．(2)并非有生命的物體才是施力物體，也并非先有施力物體后有受力物體．(3)任何一

10、個(gè)力都獨(dú)立地產(chǎn)生作用效果，使物體發(fā)生形變或使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化．,《水滸傳》第七回“魯智深倒拔垂楊柳”中有這樣一個(gè)情節(jié)：眾潑皮嫌一株柳樹上的老鴰叫，“魯智深想了一想，走到樹前，把布裰脫了，用右手向下，把身倒繳著，卻把左手拔住上截，把腰只一伸，將那棵柳樹連根拔起”，有人說：“魯智深對(duì)柳樹施加了力，柳樹對(duì)魯智深沒有力的作用，因此才把柳樹拔了出來．”這句話是否正確？,答案：這句話的說法是錯(cuò)誤的．其原因是力的作用是相互的，不存在只有施力物體而

11、沒有受力物體的力，也不存在只有受力物體而沒有施力物體的力．魯智深對(duì)柳樹施加了力，同時(shí)柳樹也對(duì)魯智深施加了力．點(diǎn)評(píng)：對(duì)于新的問題，我們要善于從中找到復(fù)雜情況下所體現(xiàn)出來的物理模型，用探究性的方式去解決這些問題．其實(shí)本題只考查力的概念這一基本物理知識(shí)點(diǎn).,①力的大小可用測(cè)力計(jì)(彈簧秤)測(cè)量．②力的單位：國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱牛，符號(hào)是N.③在物理學(xué)中用一根有向線段來表示力，用線段的長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，

12、用箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)，這種方法叫做力的圖示法．畫力的圖示的步驟：,a．選取合適的標(biāo)度(用多少毫米表示多少牛的力)．b．從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段，線段的長(zhǎng)短按選定的標(biāo)度和力的大小畫出，線段上加刻度．c．在線段的一端加箭頭表示力的方向，箭尾在力的作用點(diǎn)上，力的方向所沿的直線叫力的作用線．(4)力的示意圖：只畫出物體受到的力及力的方向，不需要選定標(biāo)度確定線段的長(zhǎng)短以表示力的大小的畫力的方法叫力的示意圖．,特別提醒：(1)

13、力的圖示反映了力的三要素，而力的示意圖只反映了力的作用點(diǎn)和方向，在分析物體受力時(shí)經(jīng)常用到．(2)標(biāo)度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計(jì)．一般情況下，線段應(yīng)取2～5段整數(shù)段標(biāo)度的長(zhǎng)度．(3)要用同一標(biāo)度畫同一物體受到的不同的力．,如圖所示，桌面上有質(zhì)量為600g的書，用圖示法表示出桌面對(duì)書的支持力并作出這個(gè)力的示意圖．(g取10N/kg),解析：首先計(jì)算出書的重力，再結(jié)合初中學(xué)過的二力平衡條件，明確方向及標(biāo)度即可作圖．書的重力為G＝mg＝

14、6N，桌面對(duì)書的支持力也為6N，作用在書上．取0.5cm長(zhǎng)的線段表示2N，則沿力的作用點(diǎn)向上作出1.5cm長(zhǎng)的有向線段即可作出力的圖示，如圖甲所示；這個(gè)支持力的示意圖，如圖乙所示．,(1)重力的概念由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力．①地球上的物體都受到重力作用，不管質(zhì)量大小，也不論有無生命，凡是由分子、原子構(gòu)成的物體皆受重力作用．②重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但重力的大小不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力一般小于地球?qū)ξ矬w

15、的吸引力．在有的情況下，認(rèn)為物體所受的重力與地球?qū)ξ矬w的吸引力大小相等，原因是兩者相差很?。?③重力是非接觸力．④重力的施力物體是地球．(2)重力的大?、僦亓Φ臏y(cè)量在實(shí)驗(yàn)室里，重力的大小可以用測(cè)力計(jì)測(cè)量；工業(yè)上用電子吊秤可以稱更重的物體．測(cè)量原理：二力平衡時(shí)，兩個(gè)力大小相等．測(cè)量條件：物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)．測(cè)量方法：用測(cè)力計(jì)將待測(cè)物體懸掛起來處于靜止?fàn)顟B(tài)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在數(shù)值上等于重力的大?。?②重力的大小由于G＝

16、mg，在同一地點(diǎn)，重力的大小與質(zhì)量成正比；在不同地點(diǎn)，如從兩極到赤道或離地面越高，g值均減小，從而使同一物體的重力也有所不同；物體的重力與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．③重力的方向重力總是豎直向下的．豎直向下不能說成垂直向下，垂直要看接觸面，重力和水平面垂直，與斜面并不垂直．物體在自由釋放后總是豎直向下的，就說明了重力的方向．,(3)對(duì)重心的理解①重心是重力的等效作用點(diǎn)．②重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．如一個(gè)圓形平板的重心在板上，而

17、一個(gè)銅環(huán)的重心就不在環(huán)上．③重心在物體上的位置與物體所處的位置、放置狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，但一個(gè)物體的質(zhì)量分布或形狀發(fā)生變化時(shí)，其重心在物體上的位置也發(fā)生變化．④質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上；對(duì)形狀不規(guī)則的薄物體，可用支撐法或懸掛法來確定．,(2010·福建泉州市高一水平測(cè)試)如圖所示，A為矩形勻質(zhì)薄板，B為半圓形鋼條，C、D均為直角形支架，把這些物體分別用細(xì)繩豎直懸掛，靜止時(shí)所處的位置符合實(shí)際的是

18、(　　)答案：C,(1)萬有引力：存在于一切有質(zhì)量的物體之間，作用強(qiáng)度隨距離增大而減弱．(2)電磁相互作用：存在于電荷間和磁體間，作用強(qiáng)度隨距離增大而減弱．(3)強(qiáng)相互作用：存在于原子核內(nèi)部粒子間．作用范圍只有約10－15 m．距離增大時(shí)，作用急劇減?。?4)弱相互作用：存在于微觀粒子間，其作用范圍與強(qiáng)相互作用相同，但強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10－12倍．,下列說法正確的是(　　)A．甲打乙一拳，乙感到痛

19、，而甲未感覺到痛，說明甲對(duì)乙施加了力，而乙未對(duì)甲施加力B．“風(fēng)吹草動(dòng)”，草受到了力，但沒有施力物體，說明沒有施力物體的力也是存在的C．磁鐵吸引鐵釘時(shí)，磁鐵不需要與鐵釘接觸，說明力可以脫離物體而存在D．網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員用力擊球，網(wǎng)球受力后飛出，網(wǎng)球受力的施力物體不再是球網(wǎng),解析：甲對(duì)乙施力的同時(shí)，乙對(duì)甲也施力，只不過甲的“拳頭”比乙“被打的部位”——如肚子、胸部，更能承受打擊罷了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A錯(cuò)；“風(fēng)吹草動(dòng)”的施力物體是空

20、氣，B錯(cuò)；力不可以離開物體，磁鐵對(duì)鐵釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)離不開磁鐵，故C錯(cuò)；網(wǎng)球飛出后受重力和阻力，施力物體是地球和空氣，故D正確．答案：D點(diǎn)評(píng)：只有深刻地理解力的概念，明確力的物質(zhì)性和相互性，才能準(zhǔn)確解釋和分析物體間發(fā)生的力的作用．,(北京市豐臺(tái)區(qū)09－10學(xué)年高一上期期中)關(guān)于力，下列說法中正確的是(　　)A．向上運(yùn)動(dòng)的物體，一定受到向上的作用力B．相互接觸的物體之間，一定有作用力產(chǎn)生C．任何一

21、個(gè)力的產(chǎn)生都離不開兩個(gè)物體D．只有相互接觸的物體之間才能產(chǎn)生作用力答案：C,關(guān)于重力的大小，下列說法中正確的是(　　)A．物體的重力大小總是恒定的B．同一地點(diǎn)，物體的重力與物體的質(zhì)量成正比C．物體落向地面時(shí)，它受到的重力大于它靜止時(shí)所受的重力D．物體的重力總等于它對(duì)豎直測(cè)力計(jì)的拉力,解析：物體的重力的計(jì)算式為G＝mg，物體的質(zhì)量m是恒定的，但g的取值與地理位置有關(guān)．對(duì)同一地點(diǎn)，g的取值相同．隨著物體所處的地理位置緯度的升高，

22、g值將增大，隨高度的增加，g將減小．因此，不能認(rèn)為物體的重力是恒定的，故選項(xiàng)A錯(cuò)，選項(xiàng)B正確．由公式可知，物體所受的重力與物體的質(zhì)量和g值有關(guān)，與物體是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．用測(cè)力計(jì)豎直懸掛重物只有靜止(或勻速運(yùn)動(dòng))時(shí)，物體對(duì)測(cè)力計(jì)的拉力才等于物體的重力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B,點(diǎn)評(píng)：關(guān)于重力的大小，應(yīng)注意其決定因素是物體的質(zhì)量和g值，與是否受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．關(guān)于重力的測(cè)量應(yīng)注意其條件是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速

23、直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．,下列關(guān)于物體重力的說法中正確的是(　　)A．地球上的物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)才受到重力B．同一物體在某處向上拋出后所受重力較小，向下拋出后所受重力較大C．某物體在同一位置時(shí)，所受重力與靜止還是運(yùn)動(dòng)無關(guān)，重力大小是相同的D．物體所受重力大小只與其質(zhì)量有關(guān)答案：C,解析：物體在地球上受的重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，與物體是運(yùn)動(dòng)，還是靜止無關(guān)，故A錯(cuò)，B錯(cuò)；物體在地球上某點(diǎn)處所受重力G＝mg，在同一點(diǎn)g相同，故G由m決定，但

24、不同位置，不同高度g值不同，G由m和g共同決定．所以C對(duì)D錯(cuò).,如圖所示，一個(gè)空心均勻球殼里面注滿水，球的正下方有一個(gè)小孔，當(dāng)水由小孔慢慢流出的過程中，空心球殼和水的共同重心將會(huì)(　　)A．一直下降B．一直上升C．先升高后降低D．先降低后升高,解析：重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，當(dāng)注滿水時(shí)，球殼和水的重心均在球心，故它們共同的重心在球心．隨著水的流出，球殼的重心雖然仍在球心，但水的重心逐漸下降，開始一段時(shí)間內(nèi)，球殼

25、內(nèi)剩余的水較多，隨著水的重心的下降，球殼和水共同的重心也下降；后一段時(shí)間內(nèi)，球殼內(nèi)剩余的水較少，隨著水的重心的下降，球殼和水共同的重心都升高；最后，水流完時(shí)，重心又回到球心．故球殼和水的共同重心將先降低后升高，D選項(xiàng)正確．答案：D,點(diǎn)評(píng)：不要認(rèn)為兩者共同的重心在兩者各自重心連線的中點(diǎn)上，因?yàn)閮烧叩馁|(zhì)量是不一樣的，即整體的質(zhì)量分布不均勻．,(江西高安二中08－09學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示，n塊厚度為d的相同的磚塊，靠在一起平放在地面

26、上，今將它們一塊一塊向上疊起來，這堆磚的重心升高了多少？,如右圖所示，靜止木塊對(duì)桌面的壓力為6 N，試畫出壓力的圖示，說明施力物體和受力物體；并畫出木塊所受重力和支持力的示意圖．解析：畫力的圖示時(shí)，要按照以下步驟進(jìn)行：(1)選標(biāo)度：本題選5 mm的線段表示2 N的力．(2)從作用點(diǎn)沿力的方向畫一線段，線段長(zhǎng)短按標(biāo)度和力的大小來畫，線段標(biāo)上刻度．如下圖中(a)所示，從O點(diǎn)豎直向下畫一條三倍于標(biāo)度(15 mm)的線段．,(3)在線段

27、上加上箭頭表示力的方向．為了簡(jiǎn)便，也可照?qǐng)D(b)來畫．壓力的施力物體是木塊，受力物體是桌子．畫力的示意圖時(shí)，只需要畫出力的作用點(diǎn)和方向，對(duì)線的長(zhǎng)短沒有嚴(yán)格要求．如圖(c)為木塊所受重力和支持力的示意圖，也可照?qǐng)D(d)那樣用一點(diǎn)表示木塊，畫出重力和支持力的示意圖．,一個(gè)重20N的物體沿斜面下滑，關(guān)于該物體重力的圖示，如以下所示的四個(gè)圖中正確的是(　　)答案：A,解析：垂直于水平面豎直向下的方向即重力的方向，該方向一定豎直

28、向下，不一定與接觸面垂直，該方向與接觸面情況也無關(guān)，BC錯(cuò)誤．A、D中雖然方向都對(duì)了，但是D的圖示大小并不是20N，而是10N，地球附近的物體重力大小為一定值，不因放在斜面上而有所改變，故A正確而D錯(cuò)誤.,(2009·山東濟(jì)南)在對(duì)重力的本質(zhì)還未認(rèn)清之前，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就有了比較復(fù)雜的應(yīng)用．我國(guó)西安半坡出土了一件距今約5000年的尖底陶器，如圖所示，這種陶瓶口小腹大，有兩耳在瓶腰偏下的地方，底尖，若用兩根繩子系住兩耳吊起瓶子

29、，就能從井口取水，試分析人們是怎樣利用尖底陶瓶從井中取水的．,解析：當(dāng)汲水瓶空著時(shí)，由于瓶的重心高于繩的懸點(diǎn)，它就會(huì)傾倒；把它放在水里，水就會(huì)自動(dòng)流進(jìn)去，當(dāng)瓶中汲入適量的水(達(dá)到瓶容積的60%～70%)時(shí)，瓶的重心降到繩的懸點(diǎn)以下，一提繩，汲水瓶就會(huì)被直立著提上來．如果瓶中的水太滿，瓶的重心又高于繩的懸點(diǎn)，瓶會(huì)自動(dòng)傾倒，將多余的水倒出．這種汲水瓶巧妙地通過重心變換，使得汲水方便、省力，又能控制汲水量，充分體現(xiàn)了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的智慧．,

30、從跳高運(yùn)動(dòng)史看，100年內(nèi)跳高的姿勢(shì)發(fā)生了五次變革，跨越式、剪式、滾式、俯臥式、背越式五種．每改革一次姿勢(shì)，跳高的世界紀(jì)錄就提高一次.1.70m的第一個(gè)世界紀(jì)錄是用跨越式創(chuàng)造的；第二屆奧運(yùn)會(huì)上，巴克斯捷爾用剪式越過了1.90m的橫桿，1912年美國(guó)運(yùn)動(dòng)員霍林用滾式創(chuàng)造了2.01m的好成績(jī)；29年以后美國(guó)運(yùn)動(dòng)員用俯臥式以2.11m的成績(jī)創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄．現(xiàn)代新的姿勢(shì)是背越式，背越式出現(xiàn)以后，跳高的成績(jī)更加提高了，1984年我國(guó)運(yùn)動(dòng)員朱建

31、華創(chuàng)造的世界紀(jì)錄為2.30m.1993年古巴運(yùn)動(dòng)員索托馬約爾創(chuàng)造了2.43m的世界紀(jì)錄，現(xiàn)在各國(guó)的優(yōu)秀跳高運(yùn)動(dòng)員都在力爭(zhēng)創(chuàng)造更高的世界紀(jì)錄．,跳高姿勢(shì)的變化是不斷刷新跳高成績(jī)的關(guān)鍵之一，請(qǐng)你談一談背越式跳高與跨越式跳高相比有什么優(yōu)點(diǎn)．答案：運(yùn)動(dòng)員采用跨越式跳高在躍過橫桿的一瞬間，雙腿及上身(包括頭、雙臂)均在橫桿之上，其總體重心就高于橫桿所在高度，而采用背躍式跳高的運(yùn)動(dòng)員，在身體腰部躍過橫桿瞬間，其總體重心略低于橫桿高度，故采用