2020-2021学年教科版高中物理必修1教案设计第二章第一、二节力重力

第二章力

第一节力

第二节重力

知识点一物体的运动状态和运动状态的变化

物体的运动状态用速度来描述．只要物体的速度变化了，不管是大小还是方向改变了，都说这个物体的运动状态发生了变化．

知识点二物体的形变

在外力的作用下，物体的形状和体积发生了变化，就说物体发生了形变．

知识点三力和力的图示

(1)力是物体与物体之间的相互作用，力作用在物体上会产生两种作用效果：一是使物体的运动状态发生变化，二是使物体发生形变．

(2)力的三要素是指力的大小、方向、作用点．

(3)力的图示：

用带箭头的

线段表示力

??

?

??长短表示力的大小

指向表示力的方向

箭头或箭尾表示力的作用点

俗话说，一个巴掌拍不响，你能从力是物体间的相互作用的角度说出“孤掌难鸣”的道理吗？

提示：力是物体间的相互作用，力的作用都是相互的，施力物体与受力物体同时存在．一个巴掌是拍不响的，单掌空拍时只有施力物体，没有受力物体，就不会产生力的作用，当然就没有了掌声，离开物体间的相互作用是不能空谈力的．

知识点四重力

(1)重力的产生：

①由于地球的吸引而使物体受到的力．

②重力的施力物体是地球．

(2)重力的大小：

①重力的大小跟物体的质量成正比，即G＝mg.

②测量：用测力计测量竖直悬挂被测物体，处于静止状态时，测力计示数即为其重力大小．

(3)重力的方向：

总是竖直向下．

(4)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作用集中于一点，即为物体的重心．

(5)决定物体重心位置的因素：

①物体的形状；

②物体的质量分布．

重力的方向是竖直向下，那是不是说物体在地面上的任何位置，所有重力的方向都是相同的？

提示：不相同．由于地球是一个球体，不同位置的竖直方向是不相同的，即地球上不同位置的重力方向是不同的．

考点一力的概念

(1)力的定义

力是物体与物体之间的相互作用．

(2)力的“四性”

①力的相互性：任何两个物体之间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体．

②力的物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在．

③力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向．它可以用一根带有箭头的线段来表示，并加以图示．

④力的独立性：任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化．

(3)力的作用效果

①使物体发生形变．

②使物体的运动状态发生改变．

(4)力的大小

力的大小可用测力计(弹簧测力计)测量．

(5)力的单位

在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N.

【例1】 下列说法中正确的是( )

A ．射出枪口的子弹，能打出很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用

B ．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用

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，也是施力物体

解答本题的关键是理解力的基本性质．

力→力的基本性质→??? 物质性

相互性

【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，故A 项错；物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故B 项错；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，即力的作用是相互的，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 项正确．

【答案】 D

总结提能 对力的概念的理解应把握以下三点：(1)找不到施力物体的力是不存在的；(2)任何物体都能产生力的作用；(3)力的作用是相互的，受力物体同时也是施力物体．

关于力的说法，下列结论正确的是(B)

A．只有有生命的物体才会施加力

B．受力的物体同时也是施力的物体

C．静止的物体不受力，运动的物体才受力

D．只有接触的物体间才可能相互施加力

解析：任何一个物体，不管它是否有生命，都可以对其他物体施加力的作用，选项A错误．物体间力的作用总是相互的，物体在受力的同时也在施力，选项B正确．力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因，选项C错误．磁铁吸引铁块，磁铁和铁块可能并没有接触，可见选项D错误.

考点二力的图示和示意图

力是矢量，不仅有大小而且有方向，两个力大小相等，方向不同，这两个力不同．力的方向不同，作用效果则不同．如与物体运动方向相同的力，加快物体的运动，与物体运动方向相反的力，阻碍物体的运动．因此，要把一个力完整地表示出来，既要说明力的大小，又要说明力的方向．

(1)力的图示

用一根带箭头的线段表示力，线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，用箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示．

(2)画力的图示的步骤

①选取合适的标度(用若干毫米表示一定大小的力)；

②从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度；

③在线段的一端加箭头表示力的方向，箭尾在力的作用点上，力的方向所在的直线叫做力的作用线．

(3)力的示意图

只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力．

【例2】如下图所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．

本题的解题思路如下：

受力物体→作用点→选定标度→按比例画线段

→标箭头

【解析】画力的图示，要严格按照以下步骤进行．

(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力．

(2)从力的作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小确定，线段上加刻度，从O点竖直向下画一段五倍于标度的线段．

(3)在线段上加箭头表示力的方向．

画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明F N＝10 N即可．

【答案】如下图所示．

总结提能(1)画力的图示或示意图的一般步骤是：选标度→画线段→判方向、加箭头．

(2)作力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，一般情况下，线段应取2～5段整数段标度的长度．

(3)画同一物体受到的几个力时，要用同一标度．

(4)表示力的线段的始端一般为物体的重心位置．

如图所示，桌面上有质量为600 g的书，用图示法表示出桌面对书的支持力，并作出这个力的示意图．(g取10 N/kg)

答案：见解析

解析：书的重力大小G＝mg＝6 N，桌面对书的支持力大小也为6 N作用在书上．取0.5 cm长的线段表示2 N的力，则从力的作用点向上作出1.5 cm长的有向线段即可作出力的图示，如图甲所示；这个支持力的示意图，如图乙所示．

考点三重力

1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力．

2．重力的大小：重力大小与物体质量的关系是G＝mg，通常取g ＝9.8 N/kg，即1 kg的物体所受重力为9.8 N.

可用测力计(如弹簧测力计)测量重力．

3．重力的方向：重力的方向总是竖直向下的．竖直向下不能说成垂直向下．

说明：①重力是非接触力；②重力的施力物体是地球；③物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受到其他力无关；④重力不一定等于地球对它的吸引力；⑤重力随纬度的升高而增大；⑥重力随离地高度的增加而减小．

4．重心

(1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，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，这一点叫做物体的重心．

(2)质量分布均匀的物体的重心位置只跟物体的形状有关．形状规则的均匀物体，重心在其几何中心．

(3)质量分布不均匀的物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系．

注意：由于重心是一个等效作用点，所以它可以不在物体上．例如，质量分布均匀的球壳，其重心在球心，并不在壳体上．

【例3】 (多选)关于重力，下列说法中正确的是( )

A ．重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心

B ．重力的方向就是物体自由下落的方向

C ．重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出

D

．在不同地点，质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小

分析和解答本题应从重力的以下几个方面入手： 重力→????? 产生(地球吸引)大小(G ＝mg )

方向(竖直向下)

【解析】 重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下，并不一定指向地心，选项A 错误；将物体由静止开始释放，只在重力作用下时物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B 正确；杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C 错误；由公式G ＝mg 可知，重力G 的大小由质量m 和重力加速度g 共同决定；由于不同地点g 值可能不同，因此在g 值小的地点质量大的物体所受重力并不一定大，选项D 正确．

【答案】 BD

总结提能 重力是由于地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的引力．

透彻地理解和准确地把握概念的内涵和外延，这是正确解答概念性试题的关键．对概念性选择题的解答，要仔细审题，逐项进行推理判断，抓住一些关键词语，如“一定”、“可能”、“可以”等，从正面或反面作出肯定或否定判断是解题的常用方法．

下列关于重心及重力的说法中正确的是(D)

A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中时的重力小于在空气中的重力

B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大

C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下

D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变

解析：由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变．当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在北极上，质量较大的物体放在赤道上，由于赤道上g值较小，而使质量大的物体的重力不一定大．重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下．物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况两个方面共同决定，当物体的形状改变时，其重心位置往往发生改变．

1．把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示．则薄板的重心可能是图中的(D)

A．A点B．B点

C．C点D．D点

解析：悬挂法测量重心位置时，结合二力平衡条件分析可得，重心位置是D点．故选D.

2．下列关于重力的说法中，正确的是(C)

A．重力是物体的固有属性

B．重力的方向总是指向地心

C．若用细线悬挂小球，静止时细线所在的直线一定通过小球的重心

D．小球对细线的拉力就是重力

解析：重力是力，不是一种属性，重力是由于地球的吸引而客观存在的力，故选项A错误．重力的方向只有在南、北两极和赤道上才指向地心，故重力的方向不一定总是指向地心，选项B错误．用细线悬挂小球，小球静止时受重力和细线的拉力，二力平衡，必定共线，选项C正确．“相等”与“就是”的含义不同，拉力属于弹力，与重力属于两种不同性质的力，故选项D错误．

3．(多选)人的重心一般在腰部附近，我们观察到跳高运动员大多腿长且身材“苗条”，而且多采用背越式跳法(如图所示)，试就所学的物理知识分析这样做的好处是(ACD)

A．腿长使得重心高，便于达到更高的高度

B．腿长使得重心低，便于达到更高的高度

C．身材“苗条”所受重力小，便于越过更高的高度

D．采用背越式跳高姿势，不必使重心提升的高度太高，有利于提

高比赛成绩

解析：解本题的关键是知道质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同．腿长使得重心高，便于达到更高的高度，选项A正确，B错误；身材“苗条”所受重力小，更易克服重力，越过更高的高度，选项C正确；采用背越式跳高姿势，利用反弓形使人的重心低于人的身体，使人在跳高过程中，不必使重心提升的高度太高，有利于提高比赛成绩，选项D正确．

4．如图所示，n块厚度为d的相同的砖块，靠在一起平放在地面上，今将它们一块一块向上叠起，这堆砖的重心升高了多少？

答案：n－1 2d

解析：砖平放在地面上时，其中心距地面的高度为d

2，叠起后其重

心距地面为nd

2，所以重心升高了

n－1

2d.