高一必修一重力和基本相互作用讲义

一、教学目标

1、明确力的概念

2、知道重力和重心的概念

3、掌握力的示意图，会画力的示意图

4、了解四种基本相互作用

二、重难点

1、力是物体间的相互作用

3、重力

三、知识点梳理

1、力和力的图示

(1)力的概念及效果

①定义:力是物体与物体之间的相互作用

②力的作用效果的比较

(2)力的性质

【注意】

①并非有生命的物体才是施力物体，也并非先有施力物体后有受力物体。

②力是物体间的相互作用.不存在只有施力物体而没有受力物体，或者只有受力物体而没有施力物体的力，所以，在分析某一物体受力时，一定要搞清楚物体所受各力的来源，不可无中生有”.

③力的作用产生并不一定要直接接触，譬如地球与物体之间的引力、电荷与电荷之间的作用力、磁极与磁极之间的作用力。都不需要直接接触，它们是通过场”产竹相互作用的.

（3）力的大小

①力的大小可用测力计（弹簧测力计）测量.

②力的单位:在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N.

【注意】

标度长度适宜，以防线段过长或过短（力的图示上刻度不能过少，也不能过密，要便于作图计算），一般情况下，线段应取2〜5段；一般标度大小应是所画力的图示1/n，n

为除1以外的正整数

(5)力的分类

2、重力

(1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力

【说明】①在地球附近的一切物体都受到重力作用；

②重力是由于地球的吸引而产生的，在通常情况下，重力的大小小等于地球对物体的吸引力；

③重力是非接触力；

④重力的施力物体是地球；

⑤物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受其他力无关。

(2)大小

重力的大小与质量的关系是G= mg。g为我们前面学过的重力加速度，通常g取9. 8

N/kg，即1 kg物体受到的重力为9.8N

【注意】

①由于g随地球上的纬度及海拔高度的变化而变化，所以同一质量的物体在不同地点重力不同；

②在同一地点，物体受到的重力与其质量成正比；

③重力和质量的关系辨析如下

在实验室里，重力的大小可以用测力计测量；工业上用电子吊秤和电子地秤称更重的物体•

测量原理：在平衡状态时，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小等于物体受到的重力。

【注意】

静止时物体对测力计的拉力等于物体受到的重力，但不能说物体对测力计的拉力就是物体受到的重

力，这两个力不是同一个力，它们的施力物体和受力物体均不同

（3）重力的方向：物体所受重力的方向总是竖直向下的。

【注意】

竖直向下也就是沿重垂线的方向，不能将竖直向下说成垂直向下”也不能说成指

向地心” 竖直向下”是指垂直于当地的水平面向下，而垂直向下”可以指垂直于任何支持面向下。只有在两极或赤道时，重力的方向才指向地心”

（4）重心

①重心的概念：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所受重力的作用都集中于一点，这一点叫做物体的重心。

引入重心的概念后，研究具体的物体时，可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示，于是原来的一个物体就可以用一个有质量的点来表示。

②重心的确定

A、质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关。若物体的形状是规则的，重心在其几何中心上.

B、质量分布不均匀的物体，重心位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布情况有关。如：起重机重心位置随吊升货物的多少和位置的变化而变化。

【注意】

①重心不是最重的点。

各部分所受重力的效果，与只在重心处受到各部分重力的合力是等效的，因此可以认

为物体各部分所受重力集中于重心•但实际上物体的各部分都受重力，重力并不只作用于重心上，重心也不是物体上最重的点。

②物体的重心可以不在物体上。

由于重心是一个等效作用点，它就可以不在物体上.例如:质量分布均匀的球壳，其重

心在球心，并不在壳体上.

3、四种基本相互作用

近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为四种：引力相互作用、电磁

相互作用、弱相互作用和强相互作用，近代物理的观点倾向于认为四种基本相互作用是统

一的，物理学家正在为建立大统一理论、超统一理论而努力

4、怎样分析一个力是否存在

分析一个力是否存在，可从以下几个方面去分析：

（1）力是不能离开物体而独立存在的，即没有物体，就谈不上力的作用•

（2）只有一个物体谈不上力的作用.有力的作用就必须有施力物体和受力物体，不存在只有施力物体而没有受力物体的力，也不存在只有受力物体而没有施力物体的力.而且受力物体所受力的施力物体不可能是它自身.

（3）力是直接产生于施力物体和受力物体之间的，不需要第三个物体传递。

（4）力的作用足相互的，施力物体对受力物体有力的作用的同时，也受到受力物体对它

的反作用力，因此力总是成对出现的，且施力物体也必定同时是受力物体.

如人推小车时，对小车而言，受到人的推力，虽然小车是研究对象，是受力物体，人

是施力物体；但对人而言，人也受小车的推力，此时人是受力物体，小车是施力物体。可见，一个物体是受力物体还是施力物体，是不确定的•当选取某物体为研究对象时，这个

物体就一定是受力物体，其他物体就是施力物体•并非有生命的物体才是施力物体，也并

非先有施力物体，后有受力物体•

我们知道力是物体间的相互作用，即物体A对物体B施加力的作用的同时，必然受到B对A的作用力.对于A对B施加的作用力来说，A是施力物体,B是受力物体，而对B 施加于A的力来说，B是施力物体，A是受力物体，所以说施力物体同时也一定是受力物体，例如，人站在地面上，人对地面施加了压力，人是施力物体，地面是受力物体；地面同时对人施加了支持力，地面是施力物体，而人是受力物体，

5、特殊物体重心确定的方法

原理：二力平衡时，两个力等大反向•

方法一：（支撑法）

轴对称的碗、碟等，它们的重心在中垂线上，它们的重心可用二力平衡的方法找到，用一个手指将碟子挑起静止，即可找到其重心。

方法二:（悬挂法）

6有关力和重力问题的讨论和扩展

⑴重力的定义可以迁移到其他星球上，如由于月球对物体的吸引而产生的力叫月球上的重力•物体在月球上的自由落体运动规律类似于地球上的自由落体运动•

（2）人造地球卫星都是通过运载火箭升空的，运载火箭升空时要受到推力作用，这个推力的施力物体是什么？火箭向下喷出燃烧产生的气体，气体反作用于火箭，故这个推力的施力物体是气体•

（3）试说明为什么背越式”跳高优越于跨越式”跳高？因为跨越式”跳高越过横杆时，人的重心在杆之上较多，而背越式”跳高越过横杆时，人成一个反弓形”人的重心在杆的下边，同一高度的杆，用背越式”更容易越过，故同一个人采用背越式”时成绩优越于跨越式”时的成绩。

（4）地球的表面积约为5.1 x 1018m2,你能估算地球大气层的总重量吗？为什么大气能聚集在地球表面附近？能.总重量G=PoS,P0为大气压强，S为地球的表面积.大气受到地球的吸引〔或因重力的原因）而聚集在地球表面附近•