高一物理必修一第三章教案学生

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第三章相互作用

本章教材分析

第一节重力基本相互作用

重点难点

1．力是物体间的相互作用

这是关于力的概念的最本质的描述，可从以下五个方面深入理解：

（1）力是存在于两个物体之间．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体（研究对象），后者是施力物体．力不能离开物体而单独存在．分析力时，要弄清该力是对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．（2）力的作用是相互的．力总是成对出现的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体一定同时对甲物体施加力的作用．

（3）物体间发生相互作用可以是直接接触，也可以是不直接接触．如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力，就是书本与桌面直接接触发生作用而产生的．而两磁铁之间的引力或斥力并不需要接触也能产生．

（4）力不但有大小，而且有方向，力的大小用测力计来测量．在国际单位制中，力的单位是N（牛）．力的三要素决定了力的作用效果，若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将发生变化．

（5）力的作用效果有：①使物体发生形变；②使物体的运动状态发生改变．

2、力的图示

（1）物理学中，用一根带有箭头的线段来形象地表示一个力，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭头（或箭尾）表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示．

（2）作力的图示的方法可以简单概括为“四定二标”：一定作用点，二定作用线，三定标度，四定线段长度；一标力的方向，二标力的量值．

（3）力的图示与力的示意图不同．力的示意图是便于分析受力而作，侧重于画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性显示力的大小．

3、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力

（1）重力的产生．重力是由于地球的吸引而产生的．重力也叫重量，常用符号G表示．

①重力的本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力，因为地球对物体的吸引力还有一个作用效果，就是使地面上的物体能够与绕地轴转动不止的地球保持相对静止．

②地球表面附近的一切物体，不论是静止的，还是运动的，不论是否与地面接触，都受重力作用．重力与运动状态和接触面情况无关．

（2）重力的方向总是竖直向下的．竖直向下，沿重锤线向下的方向．物体只在重力作用下从静止开始落下的方向是竖直向下的．不能将“竖直向下”理解为“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”．

（3）重力的大小．

①重力大小的计算公式是G=mg．式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量，反映地球对物体作用力的强弱．g值随纬度的增加而增大，随离地面高度的增大而减小，通常情况下，在地球表面附近，取g=9．8N/kg．

②重力的大小可以用弹簧秤测出，其依据原理是二力平衡条件和力作用的相互性；用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，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．特别注意：拉力或压力与重力大小相等是有条件的，且不能认为拉力或压力就是重力，因力的性质不同，施力物体和受力物体也不同．

4、重心

（1）重心是重力的等效作用点，等效法是研究物理问题常用的思维方法，它是在保证作用效果不变的前提下用一种简化的或便于研究问题的形式来代替原来的形式．重力本来是作用于物体的各个部分，为了研究问题方便，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点，这一点就是重力的等效作用点．显然，重心并不是重力的实际作用点，也不是物体上最重的点，更不是地球只吸引那一点．

（2）物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定，与物体的放置状态无关，与物体的运动状态无关．①质量均匀分布的物体，重心的位置跟物体的形状有关．有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上，如均匀球体的重心在球心．②质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还与物体的质量分布有关．

（3）物体的重心不一定在物体上．如均匀细直金属丝，其重心就在金属丝的中点，而当把金属丝做成金属环时，其重心就在金属环的环心处，显然已经不在物体上了．

（4）对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板状物体，可用悬挂法确定其重心的位置．

（5）四种基本相互作用：万有引力，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用． 典例剖析

例1下面关于力的说法中正确的是

A ．单个孤立物体有时也能产生力的作用

B ．力在任何情况下都是成对出现的

C ．知道力的大小和方向就完全知道一个力

D ．两个相互作用的物体中，其中一个物体是施力物体，另一个物体只能是受力物体 分析解答：只要有力产生，就一定有施力物体和受力物体，单个孤立物体不可能产生力的作用，因此选项A 是错误的．

力是物体间的相互作用，问题关键在“相互”二字上，如A 与B 两物体发生相互作用，A 对B 物体有作用力的同时B 对A 也有作用力，A 与B 两物体发生相互作用时产生一对力，因此选项B 是正确的A ．

力有三要素，即力的大小、方向和作用点，只知道力的大小和方向还不能完全确定一个力，因此选项C 是错误的．

根据物体间作用的相互性，一个物体是受力物体的同时也是施力物体．因此选项D 是错误的．

理解和掌握了力的概念，就会判断出本题的正确答案是B ．

解后反思：本题的三种错误说法都是对力的概念理解模糊或认识不全造成的．对“力是物体间的相互作用”的理解，只有把握力的物质性和力的相互性，才能准确地加以判断． 例2如图1-1所示，物体A 对物体B 的压力是15N ，试画出这个力的图示．

分析解答：画力的图示，要严格按照 ．

例3关于重力，下列说法正确的是

A ．重力就是地球对物体的吸引力，其方向必定指向地心

B ．重力的大小可以用弹簧秤或天平直接测出

C ．质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小

D ．物体对悬绳的拉力或对支承面的压力的大小可以不等于重力

例4关于重心的说法，正确的是

5N