3.1重力 基本相互作用
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姓名班级时间§3.1 重力基本相互作用【导学目标】1、知道力是使物体运动状态发生改变和发生形变的原因。
2、认识力是物体间的相互作用,分清受力物体和施力物体。
3、知道力的三要素,会用力的示意图和力的图示来表示物体受力情况。
4、知道重力产生的原因,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
5、初步了解四种基本相互作用力的作用特点和作用范围。
【导学过程】【问题一】力1运动状态发生改变2一个物体的运动状态发生变化或者形变都是与这个物体的结果。
3力的定义:。
4力的单位(国际单位制):简称,符号:。
5一个力的产生必然至少同时存在两个物体,一个物体和一个物体。
【问题二】力的表示方法1力是(标量或者矢量),故其既有也有。
2力的图示:用带箭头表示力,箭头的方向表示力的;箭头的长短表示力的;箭头的头端或者尾端的落点表示力的。
3力的示意图:只是表示出力的和。
4目前为止我们所学的矢量有:。
【问题三】重力1、重力是由于而使物体受到的力,重力方向总是。
实验室中,测量重力的仪器是,其大小等于时拉弹簧测力计的拉力。
2、G=mg(式中m为物体,单位,g为当地的,大小为。
)【问题四】重心1、在研究重力对一个物体的时,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在,这个点就是重力的,叫做物体的,任何一个物体都有重心,且只有个重心。
重心的位置与物体的和有关,物体的重心不一定在物体上。
2、物体的重心越稳定;物体的支持面越稳定。
【问题五】四种基本相互作用四种基本相互作用【导学典例】【典例】跳高姿势的变迁从跳高运动史看,100年内跳高的姿势发生了五次变革,跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种.每改革一次姿势,跳高的世界纪录就提高一次.跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,但是在姿势的变化中包含着什么物理原理呢?如上图所示,采用不同姿势过杆的运动员在越过横杆的时候,他们的重心距横杆的距离不一样.跨越式过杆时,人体的重心必须在横杆上面几十厘米,即使是优秀的运动员也要有0.3 m左右.我们知道,人体在运动时,重心在身体的位置往往会随着运动而改变.假如某个运动员身高是1.80 m,他直立的时候,重心距地面大约为1.09 m,立定跳高时可以达到脚掌离地0.7 m,如果用跨越式过杆,重心在横杆上0.3 m,这样他跃过横杆的高度大约是1.09 m+0.7 m-0.3 m=1.49 m.所以要达到跨越式创造的世界纪录1.70 m是很不容易的.如果这个运动员换一种姿势,用俯卧式或背越式这两种姿势过杆的时候,重心十分接近横杆,那么他的跳高成绩提高到1.70 m是不太费力的,但是要越过2 m以上还是有困难的.能否让人体的重心从横杆的下面钻过去呢?实际上,背越式跳高就是这样.运动员起跳时,身体侧转,背对横杆,用力向上摆动腿和双臂以增加蹬地的力量,当人体腾空过杆的时候,运动员用伸直双腿的办法使自己的重心较低,腰向后大幅度弯曲,头和双肩先越过横杆,再迅速收腿,这时候双肩和背部代替了起跳时的双腿,继续保持较低的人体重心,所以优秀的运动员可以使自己的重心在横杆下面0.2 m左右.重新计算一下,就是1.09 m+0.7 m+0.2 m=1.99 m,在弹跳力不变的情况下运动员的成绩轻松地提高了许多.【导学反馈】1.以下有关力的说法错误的是()A.力是物体对物体的作用,离开了物体就没有力的作用B.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体C.力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的3种要素D.在各种力中,只有重力没有施力物体2.下面关于力的说法中正确的是()A.力的作用离不开施力物体,但可以没有受力物体,如拳击运动员一拳出去却没打着对方,此时只有施力物体而没有受力物体B.只有直接接触的物体之间才可能有力的作用C.力是物体对物体的作用,施力物体和受力物体总是成对出现的D.没有施力物体和受力物体,力照样可以存在3.关于重心,下列说法中正确的是()A.重心就是物体上最重的一点B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上D.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点4.在足球比赛中,一前锋队员面对对方的守门员,用脚轻轻地将球一挑,足球在空中划过一道弧线进入球门.若不计空气阻力,使足球在空中飞行时运动状态发生变化的力的施力物体是() A.前锋队员 B.地球C.守门员D.足球5.一个重20 N的物体沿着斜面下滑,在下图中关于物体受到的重力的图示正确的是()6.如图3-1-7所示,把一个平放着的、边长为l的均质立方体绕bc棱翻转,使对角面AbcD处于竖直平面内,则它的重心位置升高了多少?。
第三章相互作用第一节重力基本相互作用【学习目标】1.明确力的概念——力是物体间的相互作用2.知道重力及重心的概念3.掌握力的图示,会画力的示意图【知识点详细解析】知识点一、对力的理解要点诠释:1.力的定义力是物体与物体之间的相互作用2.力具有物质性、矢量性、相互性(1)力的物质性力不能离开物体而单独存在.力可以发生在相互接触的物体之间,也可以发生在不相互接触的物体之间.比如不接触的电荷、不接触的磁铁,这些物体间也同样有力.它们之间没有离开物质,它们之间存在着电场或磁场.(2)力的矢量性力有三要素:大小、方向和作用点.之所以称为要素,是因为这三个要素中的任一个发生变化,都会直接影响力的作用效果.力是矢量,因此求力时,不仅要写出力的大小,同时还要说明力的方向. (3)力的相互性提到力一定涉及两个物体.一个是施力物体,一个是受力物体.施力物体也一定是受力物体,关键看研究的对象是谁.A对B有力,B对A也一定有力.3.力的作用效果力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向.(1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、扭转、剪切等.(2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等,根据力的作用效果,判断物体是否受力是受力分析的基本方法.4.力的图示与力的示意图:(1)力的图示:为了更形象、直观地表达力,我们可以用一根带箭头的线段来表示一个力的大小、方向和作用点(即力的三要素),这种表示力的方法,叫做力的图示.画力的图示的步骤:①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力).②从作用点沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度.③在线段的一端加箭头表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,力的方向所沿的直线叫做力的作用线.(2)力的示意图:即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.【注意】力的图示与力的示意图不同,力的示意图只表示物体受哪些力的作用及力的方向如何,不需要选定标度严格画出线段的长度.5.力的分类力的分类有两种,按性质和效果分:(1)根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等.(2)根据力的效果命名:如拉力、压力、动力、阻力等.根据效果命名时,不同名称的力,性质可能相同,如物体在上升过程,重力为阻力,物体下落时,重力为动力,所谓动力,其效果是加快物体运动的,而阻碍物体运动的力则叫阻力,同一性质的力.效果可能不同,如摩擦力可以是动力.也可以是阻力.知识点二、四种基本相互作用要点诠释:包括引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用.1、引力相互作用它是自然界的一种基本相互作用,地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现.众多的天体聚在一起形成星系,也是由于万有引力的作用.这种作用的强度随距离的增大而减弱.2、电磁相互作用电荷间的相互作用、磁体间的相互作用,本质是同一种相互作用的不同表现,这就是电磁相互作用或电磁力.电磁力随距离减小的规律与万有引力相似.3、强相互作用原子核是由若干带正电荷的质子和不带电的中子组成,而带正电的质子间存在斥力.能使得原子核紧密保持在一起的力就是强相互作用.它属于短程力.距离增大,强相互作用急剧减小,它的范围只有约10-15m,即原子核的大小,超过这个界限,这种相互作用实际上已经不存在了.4、弱相互作用有些原子核能自发地放出射线,在放射现象中起作用的就是弱相互作用.弱相互作用的范围也很小,其强度只有强相互作用的10-12.知识点三、重力要点诠释:(1)重力的定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.①地球上的物体都受到重力作用,不论质量大小,也不论有无生命.②重力是由于地球的吸引而产生的,但重力的大小不一定等于地球对物体的吸引力,重力一般小于地球对物体的吸引力.③重力是非接触力,同一物体在空中运动与静止时所受重力相等.④重力的施力物体是地球.(2)重力的大小①重力与质量的关系:G=mg,g是自由落体加速度,通常取g=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N.【说明】a.g会随地球上纬度的改变而改变,纬度越高,g值越大,两极最大,赤道最小,导致同一物体在不同纬度处所受重力不同.b.g值会随海拔高度改变.在同一纬度处,高度越大,g值越小,致使同一物体受到的重力随高度增加而减小.②重力的测量实验室里,重力大小可以用弹簧测力计测出.当弹簧测力计吊起物体静止时,物体对测力计的拉力才等于物体受到的重力.【注意】a.测量时物体必须保持静止(或匀速直线运动)状态.b.物体对测力计的拉力等于物体的重力,不能说物体对测力计的拉力就是物体的重力,因为这两种力的本质是不同的.其他的测量工具:测体重的磅秤,测工业重物的电子吊秤,测物料和车辆的电子地秤等.(3)重力的方向重力的方向总是竖直向下,可利用铅锤线确定其方向.【注意】①“竖直向下”,既不能说成“垂直向下”,也不能说成“指向地心”.“竖直向下”是垂直于当地的水平面向下,而“垂直向下”可以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,其他位置并不指向地心.②重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.③下图中是地球表面上物体所受重力方向的示意图.(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.【典型例题】类型一、力例1、下列关于力的说法正确的是()A.先有施力物体,后才有受力物体B.拳击运动员一拳打出去却没有击中对方,看来力可以没有受力物体C.飞行的子弹能水平前进,也可以存在没有施力物体的力D.有施力物体就一定有受力物体【思路点拨】力的作用是相互的,必有施力物体和受力物体。