2024-2025学年高中物理第三章相互作用1重力基本相互作用学案新人教版必修11

PAGE8-1重力基本相互作用[学习目标]1.[物理观念]知道力的概念及矢量性，会作力的图示．(重点)2.[科学思维]了解重力产生的缘由，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念．(难点)3.[科学思维]了解自然界中的四种基本相互作用．一、力和力的图示1．运动状态的变更：物体的运动状态用速度来描述．只要物体的速度变更了，不管是大小还是方向变更了，都说这个物体的运动状态发生了变更．2．力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变更；(2)使物体产生形变．3．力的矢标性：力是矢量，既有大小又有方向．力的大小可以用弹簧测力计测量．国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N.4．力的表示(1)力的图示：能表示出力的大小、方向和作用点．(2)力的示意图：只表示出力的作用点和方向．二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小(1)在试验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小．(2)重力的计算公式是G＝mg，公式中G是物体的重力，m是物体的质量，g是自由落体加速度．3．方向：总是竖直向下．4．重心(1)定义：重力的等效作用点．(2)重心位置确定因素：物体的形态和质量分布．三、四种基本相互作用1．万有引力：在宇宙中，相互吸引的作用力存在于一切物体之间，强度随物体间距离的增大而减弱．2．电磁相互作用：电荷和电荷，磁体和磁体间的相互作用．3．强相互作用：在原子核内把质子和中子紧密地保持在一起的作用力，它的作用范围约10－15m，超出这个界限该力已经不存在了．4．弱相互作用：在放射现象中起作用的力，作用范围与强相互作用相同，但强度只有强相互作用的10－6倍．1．思索推断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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)重力就是地球对物体的吸引力． (×)(4)重力的方向也可以表述为指向地心． (×)(5)重心是物体重力的作用点，重心肯定在物体上． (×)2．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，但在甲一拳打空的状况下，下列说法中正确的是()A．这是一种只有施力物体，没有受力物体的特别状况B．此时的受力物体是空气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C[力的作用是相互的，同时存在着施力物体与受力物体，只要有力产生必定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，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，故选C.]3．(多选)关于三角形匀称薄板的重心，下列说法正确的是()A．薄板三条边的垂线的交点就是它的重心B．薄板三条边的中线的交点就是它的重心C．悬挂薄板的细线的延长线肯定通过重心D．薄板三角形三个角平分线的交点就是它的重心BC[薄板三条边中线的交点是它的重心、垂线和角平分线的交点不是重心，悬挂薄板的细线的延长线肯定通过重心，故B、C正确，A、D错误．]力的性质和作用效果1．力的三特性质性质理解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，一个力肯定同时具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作用力，另一个物体也肯定会对这个物体施加反作用力矢量性力是矢量，不仅有大小，而且有方向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．[跟进训练]1．下列说法中正确的是()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．两个物体发生相互作用不肯定相互接触D[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，故A错；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，故B错；由力的相互性可知，甲推乙的同时，乙也“推”甲，故C错；物体发生相互作用并不肯定相互接触，如磁铁之间不须要接触就有磁力，故D对．]2．关于力的作用效果，下列说法正确的是()A．物体的运动状态发生变更，肯定受外力的作用B．物体的运动状态不发生变更，肯定不受外力的作用C．物体受力作用后，肯定同时出现形变和运动状态发生变更的现象D．力对物体的作用效果完全由力的大小确定A[物体的运动状态发生变更，肯定是受到了力的作用，但运动状态不变并不肯定是没有受到力的作用，故选项A对，B错；力的作用效果是使物体的运动状态发生变更或者是使物体发生形变，故选项C错；力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故选项D错．]关于力的理解的两个误区(1)误认为力可以没有施力物体或受力物体．事实上力是物体与物体间的相互作用，任何力同时具有施力物体与受力物体．(2)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力．事实上有些力可以发生在不接触的物体间，如重力、磁力等．力的图示和力的示意图1．力的图示与力的示意图的区分(1)力的图示能表示力的三要素，精确表示力时常常用到．(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向，在对物体的受力状况进行分析时常常用到．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(用某一长度表示肯定大小的力)画线段从作用点起先沿力的方向画一线段，依据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点起先沿力的方向画一适当长度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【例1】一个铁球在空中飞行，所受重力为120N，方向竖直向下．(1)画出重力的图示；(2)画出重力的示意图，并说明施力物体和受力物体．[解析](1)画力的图示．①选定标度．如图甲所示．例如，选4mm长的线段表示30N的力．②用一圆形表示铁球，从圆心沿竖直方向向下画一条线段，线段的长度按选定的标度和力的大小画，线段上加上刻度．③在线段上加上箭头表示力的方向．(2)画力的示意图．如图乙所示，用一圆形表示铁球，从圆心沿竖直方向向下画一线段，并加上箭头，表示方向．重力的施力物体是地球，受力物体是铁球．[答案]见解析力的图示法口诀要想表示力，方法很简洁，选好比例尺，再画一线段，长短表大小，箭头表方向，留意线尾巴，放在作用点．[跟进训练]3．(多选)一个重20N的物体沿斜面下滑，关于物体重力的图示，下列四个图中正确的是()ABCDAD[依据重力方向竖直向下和力的大小推断可知选项A、D正确．]重力及重心的理解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，重力大小略微小一些(两极除外)，方向略微偏一些(两极和赤道除外)．(2)大小：G＝mg，同一物体的重力随所处纬度的上升而增大，随海拔高度的增大而减小．(3)方向：竖直向下，除了赤道和两极，竖直向下并不是指向地球的球心．2．重心的性质及确定方法(1)重心的特点：重心是重力的等效作用点，并非物体的其他部分不受重力作用．(2)重心的位置及确定因素①位置：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．②确定因素a．物体质量分布状况．b．物体的形态．(3)重心位置的确定方法①质量分布匀称、形态规则的物体的重心在其几何中心上．②形态不规则的薄形物体，可用支撑法或悬挂法来确定重心．【例2】(多选)下列关于“嫦娥二号”受力的说法中正确的是()A．“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B．“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C．月球对“嫦娥二号”的引力的效果是变更它的运动状态D．“嫦娥二号”绕月球运行时，不再受重力作用AC[“嫦娥二号”的质量不变，但重力加速度发生了变更，由G＝mg可知，“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等，A正确，B、D错误．引力的作用效果是变更物体的运动状态，C正确．]对重力相识的四个常见错误(1)误认为重力与地球对物体的引力相同．(2)误认为重力的方向垂直于支撑面．(3)误认为重力的重心必在物体上．(4)误认为重力的大小与物体运动状态有关．[跟进训练]4．把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示，则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正确的是()A．重力就是地球对物体的引力B．重力大小和物体运动状态有关C．重力的方向总是指向地心的D．薄板的重心肯定在直线AB上D[重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的引力，选项A错误；重力的大小与物体的运动状态无关，选项B错误；重力的方向竖直向下，选项C错误；因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力，必在一条直线上，所以薄板的重心肯定在直线AB上，选项D正确．]1．[物理观念]重力、重心的概念．2．[科学思维]力的性质、效果、力的图示．3．[科学探究]“悬挂法”确定物体的重心．1．下列词语所隐含的物理现象，可用牛顿理论中力的概念和规律来说明的是()①水滴石穿②铁杵成针③水中望月④逆风扬帆⑤光阴飞逝A．①②③B．③④⑤C．①②④D．①③⑤C[力具有使物体发生形变和变更运动状态两个效果，水滴石穿、铁杵成针、逆风扬帆均体现了这两个作用效果，而“水中望月”是光的反射现象，“光阴飞逝”反映了时间的不行逆转性，与力的概念和规律没有联系．]2．在地球表面的同一个地方，让一物体处于以下三种状态：(1)将物体竖直向上抛出；(2)让物体自由下落；(3)物体放在水里，它被浮起，比较这三种状况下物体所受的重力大小，下列说法正确的是()A．第(1)种状况最小B．第(2)种状况最小C．第(3)种状况最小D．这三种状况物体所受的重力大小相同D[在地球表面的同一个地方，重力加速度g肯定，物体的重力G＝mg，可知同一物体的重力肯定，与物体的运动状态无关，所以这三种状况物体所受的重力大小相同．故A、B、C错误，D正确．]3．有一质量匀称分布的圆形薄板，若将其中心挖掉一个小圆．则薄板的余下部分()A．重力减小，重心随挖下的小圆板移走了B．重力和重心都没变更C．重力减小，重心位置没有变更D．重力减小，重心不存在了C[挖掉一个小圆后，薄板质量变轻，重力减小了，因质量分布匀称、有规则外形的物体的重心在其几何中心上，故重心位置不变，C正确．]4．如图所示，物体A对物体B的压力是10N，