浅谈物理教学中的压力与重力
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高一物理力学重力知识点力学是物理学的基础,而重力作为力学中的一个重要概念,在高中物理教学中占据着举足轻重的地位。
本文将对高一物理力学中的重力知识点进行详细阐述,以帮助学生更好地理解和掌握这一部分的内容。
# 重力的概念重力是一种普遍存在的自然现象,它是地球对物体的吸引力。
在地球表面或其附近,所有物体都会感受到地球的这种吸引力。
重力的大小与物体的质量成正比,与物体到地球中心的距离的平方成反比。
这种关系可以用牛顿的万有引力定律来描述,其数学表达式为:\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]其中,\( F \) 表示重力的大小,\( G \) 是万有引力常数,\( m_1 \) 和 \( m_2 \) 分别是两个物体的质量,\( r \) 是它们之间的距离。
# 重力与质量在日常生活中,我们通常用重量来描述物体受到的重力大小。
然而,重量和质量是两个不同的概念。
质量是物体所含物质的量度,是一个固有属性,与物体所处的环境无关。
而重量则是物体受到的重力的大小,它不仅取决于物体的质量,还与物体所处的地理位置(即地球的重力加速度)有关。
在地球表面附近,重力加速度大约是 \( 9.8 \, \text{m/s}^2 \)。
因此,一个质量为 1 千克的物体在地球表面的重量大约是 9.8 牛顿。
# 重力的计算在高中物理中,学生需要掌握如何计算物体在不同情况下的重力。
这包括了静止物体和运动物体的重力计算。
对于静止物体,重力与支持力(如桌面对物体的支持力)相平衡。
而对于运动物体,还需要考虑其他力的作用,如摩擦力、弹力等。
# 重力的方向重力的作用方向始终指向地球的中心,即竖直向下。
这一点在解决物理问题时非常重要,因为它决定了物体的运动趋势和受力分析。
# 重力与自由落体自由落体是物体只在重力作用下的运动状态。
在自由落体运动中,物体的加速度等于重力加速度,即 \( g \)。
通过自由落体运动的公式,我们可以计算物体在任意时刻的速度、位移和落地时间。
初中物理重力说课稿.doc尊敬的各位评委、老师,大家好!今天我说课的题目是初中物理中的一个非常重要的概念——重力。
本次说课将从以下几个方面展开:教材分析、教学目标、教学重点与难点、教学方法、教学过程以及板书设计。
首先,我们来分析一下教材。
本节课选自人教版初中物理教材八年级上册第三章《力和运动》,第二节《重力》。
这一节是学生接触力学的开始,也是理解后续诸如摩擦力、弹力等概念的基础。
通过对重力的学习,学生能够对日常生活中的一些现象有更深入的理解,比如为什么物体会下落,为什么人能够站立在地面上等。
接下来,我将明确本节课的教学目标。
知识与技能方面,学生将理解重力的概念,掌握重力的计算公式,并能够应用于实际问题的解决。
过程与方法方面,通过实验观察和问题探究,培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。
情感态度与价值观方面,激发学生对物理学科的兴趣,培养他们对科学探究的热爱和尊重科学的态度。
针对本节课,我确定了以下教学重点与难点。
重点是建立重力的概念,理解重力与质量的关系,难点是引导学生通过实验探究重力的大小与质量的关系,以及理解重力的方向是竖直向下的。
为了更好地实现教学目标,我将采用启发式教学法和实验探究法。
通过提问引导学生思考,通过实验让学生亲身感受和观察重力的存在和作用。
同时,我还会利用多媒体教学资源,如动画演示、实物模拟等,帮助学生形象地理解重力的概念。
下面,我将详细介绍教学过程。
本节课分为四个部分:导入新课、新课讲解、实验探究和小结作业。
导入新课阶段,我将通过一个生活中的现象——苹果从树上落下来,引起学生的好奇心,进而提出问题:为什么苹果会落向地面?这样的导入既贴近学生的生活,又能迅速吸引他们的注意力。
在新课讲解阶段,我将首先介绍重力的定义,即地球对物体的吸引力。
然后,通过动画演示,让学生直观地感受重力的作用。
接着,我会讲解重力的计算公式G=mg,并结合实际例子,让学生掌握如何计算重力。
实验探究阶段是本节课的核心。
浅谈高中物理电场中等效重力问题物理是一门揭示物质的内部结构以及物质之间的相互联系的学科,对我们正确地认识世界与各种事物十分重要。
通过学习物理知识,我们可以了解常见物体的运动方式、光与声音的传播方式、奇妙的电学知识、奥秘的星空。
物理学开启了智慧的大门,使学生了解万物的规律、增强思考能力。
所以,教师应当重视物理教学,积极地改进教学中出现的问题。
高中物理教学内容有很多,包括物体之间的力和相互作用、电流与磁场现象、星体之间的万有引力等。
这些内容都十分重要。
但是,电场知识往往是教学中的重点和难点,教师往往对此方面的教学缺乏清晰的思路,学生也缺乏正确的解题思路。
本文对高中物理电场中等效重力问题进行了具体分析。
一、物理电场中等效重力法的作用等效重力法可以使繁琐的物理电场问题被学生轻轻松松地解答。
在解答重力不可忽略的带电物体在匀强电场中运动、能量问题时,我们常采用的方法是:把物体的运动分解成沿重力和电场力方向的两个分运动,然后根据要求解答有关的问题.用该种方法处理一些电场问题时,显得十分复杂.根据匀强电场和重力场的等效性,如果把重力场和匀强电场两场的问题转化为一个场的问题——建立”等效重力场”来处理该类有些题目,就会显得简洁,而且便于理解。
二、高中物理电场等效重力问题的教学步骤1.讲解竖直平面的重力问题在讲授电场等效重力问题时,教师应当先讲解竖直平面的重力问题。
以绳拉物体在竖直平面做圆周运动为例,在最高点时重力提供向心力,此时物体的运动速度最小mg=1/2mv2。
在最低点时重力向下,向心力向上。
此时重力与向心力相等,物体的速度为零。
教师应当让学生先了解物体在只有重力的时做圆周运动时的状态及受力情况。
这是学习物理电场中等效重力问题中最重要的部分。
2.讲解复合场叠加问题在讲解复合场时,教师应当先让学生掌握“等效重力场”的概念。
例如,等效重力场是重力场和电场叠加而成的复合场;等效重力是重力和电场力的合力;等效重力加速度是等效重力与物体质量的比值;等效“最低点”是物体自由时能处于稳定平衡状态的位置;等效“最高点”是物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置。
物理说课稿:《重力》说课稿引言概述:物理是一门研究物质运动规律的学科,而重力是物理学中一个重要的概念。
重力是地球吸引物体的力量,是物体间相互作用的一种表现。
本文将针对重力这一概念进行详细的说课稿,帮助学生更好地理解和掌握这一概念。
一、重力的概念及作用机制:1.1 重力的定义:重力是地球吸引物体的力量,是物体间相互作用的一种表现。
1.2 重力的作用机制:重力是由地球质量产生的,是由物体间的质量和距离决定的。
质量越大、距离越近,重力作用越强。
1.3 重力的影响:重力是使物体朝向地球中心的力量,是物体运动的原因之一,也是地球上万物存在的基础。
二、重力的公式及计算方法:2.1 重力的公式:重力的大小可以用万有引力公式来计算,即F=G*(m1*m2)/r^2,其中G为引力常数,m1和m2分别为两个物体的质量,r为它们之间的距离。
2.2 重力的计算方法:通过万有引力公式,可以计算出两个物体之间的重力大小,从而了解它们之间的相互作用程度。
2.3 重力的实际应用:重力的公式和计算方法在天文学、物理学等领域有着广泛的应用,帮助科学家们研究宇宙和地球上的物体运动规律。
三、重力的实验验证及应用:3.1 重力的实验验证:通过实验可以验证重力的存在和作用,比如自由落体实验、万有引力实验等。
3.2 重力的应用:重力不仅在地球上起作用,还在宇宙中发挥着重要作用,比如维持行星间的运动、引力波的探测等。
3.3 重力的应用领域:重力的应用涉及天文学、地质学、工程学等多个领域,对人类生活和科学研究都具有重要意义。
四、重力的相关知识点及拓展:4.1 重力与惯性:重力是物体运动的原因之一,与惯性密切相关。
重力作用下,物体会受到加速度的影响,产生运动。
4.2 重力与万有引力:重力是地球吸引物体的力量,而万有引力是物质间相互吸引的力量,两者有着密切的联系。
4.3 重力的拓展应用:重力的研究不仅有助于理解地球和宇宙的运动规律,还可以拓展到工程设计、航天探索等领域。
物理教案-第一课时力重力一、教学目标1、知识与技能目标理解力的概念,知道力是物体对物体的作用。
知道力的三要素,能够用力的示意图表示力。
理解重力的概念,知道重力的方向总是竖直向下。
知道重力的大小与物体质量的关系,能用公式 G = mg 计算重力。
2、过程与方法目标通过观察和实验,体验力的作用效果,感受力的三要素对力的作用效果的影响。
通过探究重力大小与质量的关系,培养学生的实验探究能力和数据分析能力。
3、情感态度与价值观目标培养学生善于观察、思考和勇于探索的科学精神。
使学生认识到物理知识与生活实际的密切联系,激发学生学习物理的兴趣。
二、教学重难点1、教学重点力的概念、力的三要素、力的示意图。
重力的概念、重力的方向、重力的大小与质量的关系。
2、教学难点理解力的作用是相互的。
探究重力大小与质量的关系。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、直观演示法四、教学过程(一)导入新课通过展示生活中常见的力的现象,如推桌子、拉弹簧、提水桶等,引导学生思考力的作用,从而引入本节课的主题——力和重力。
(二)新课讲授1、力的概念(1)让学生观察上述力的现象,思考这些现象有什么共同特点。
(2)讲解力的概念:力是物体对物体的作用。
一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体就会受到力的作用。
(3)举例说明力的作用是相互的,比如鼓掌时,左手对右手施加力的同时,右手也对左手施加力。
2、力的三要素(1)通过演示不同大小、方向、作用点的力对物体作用效果的不同,引出力的三要素:大小、方向、作用点。
(2)举例说明力的三要素对力的作用效果的影响,如用大小不同的力推桌子,桌子的运动状态不同;用不同方向的力拉小车,小车的运动方向不同;作用点不同,关门的难易程度不同。
3、力的示意图(1)讲解力的示意图的画法:用一根带箭头的线段来表示力,线段的起点或终点表示力的作用点,箭头的方向表示力的方向,线段的长度表示力的大小。
(2)让学生练习画力的示意图,如画出水平向右推桌子的力、竖直向上提水桶的力等。
初中物理《重力》说课稿尊敬的各位评委、老师,大家好!今天,我说课的题目是初中物理中的一个基础而重要的单元——《重力》。
在接下来的时间里,我将从教材分析、教学目标、教学重点与难点、教学方法、教学过程、板书设计以及教学反思等方面进行详细的阐述。
首先,让我们来分析教材。
《重力》这一单元位于初中物理教学的初级阶段,它是学生接触力学的开端,对于学生理解后续的力学知识具有重要的基础作用。
本单元主要包含三个部分:重力的概念、重力的测量以及重力的作用。
通过对这一单元的学习,学生将初步了解地球对物体的吸引力,掌握用弹簧秤测量重力的方法,以及理解重力在日常生活中的应用。
接下来,我将明确本单元的教学目标。
知识与技能方面,学生应掌握重力的定义、方向、作用点以及测量方法;过程与方法方面,通过实验操作和问题探究,培养学生的观察力、实验能力和分析问题、解决问题的能力;情感态度与价值观方面,激发学生对物理学科的兴趣,培养他们尊重科学、实事求是的态度。
在教学过程中,我们需要特别关注教学的重点与难点。
重点是让学生理解重力的概念和作用,难点则是引导学生通过实验探究重力的大小与质量的关系。
为了突破这些难点,我计划采用启发式教学法和实验教学法,通过提问和实验操作引导学生主动探究和发现知识。
在教学方法上,我将采用讲授与互动相结合的方式。
首先通过直观的演示实验,如用弹簧秤称重,引起学生的兴趣;然后通过提问和讨论,引导学生思考重力的特点和作用;最后通过小组合作完成实验,让学生亲自测量不同物体的重力,从而加深对重力概念的理解。
教学过程分为以下几个步骤:1. 导入新课:通过日常生活中的例子,如苹果落地,引入重力的概念。
2. 知识讲解:详细解释重力的定义、方向和作用点,并通过图片和动画辅助说明。
3. 实验操作:分组进行实验,使用弹簧秤测量不同物体的重力,并记录数据。
4. 数据分析:引导学生分析实验数据,探究重力与物体质量的关系。
5. 应用拓展:讨论重力在日常生活中的应用,如过山车、跳伞等。
人教版八年级物理下册第七章《力》第3节《重力》教学设计一、教材内容分析本节重力是力学中非常重要的一种力,重力也是日常生活中无处不在的一种力,学好重力会对今后力学的分析与研究起到至关重要的作用。
二、课标要求:通过常见事例或实验,了解重力,认识力的作用效果。
用示意图描述力,会测量力的大小。
三、学情分析之前学生已经掌握了力的三要素方面的知识,对重力的了解并不陌生,只是对于重力的产生尚不明确,重力的大小、方向、作用点不够清晰,教学过程中要结合现实生活中的具体事例加以讲解,便于学生理解重力的相关概念。
四、教学目标(一)知识与技能1.了解重力及重力产生的原因。
2.了解重力的方向以及重垂线的应用。
3.了解重力的大小与质量的关系。
(二)过程与方法1.经历探究重力大小跟什么因素有关的实验过程,会根据图像分析处理实验结果。
能正确书写重力大小与物体质量的关系式,并能进行简单计算。
2.经历探究重力的方向是竖直向下的过程,能够运用这个规律解决实际生活中的一些问题。
(三)情感态度与价值观1.培养学生乐于探究自然现象,物理规律的兴趣,提高学生探究问题的意识和能力。
2.在科学探究中培养学生的交流意识与团队协作精神。
五、教学重难点及教学策略人类生活在地球上,时时刻刻都受到重力作用,重力是与人类生活密切相关的一种力。
重力知识对压力、支持力、浮力等知识的学习非常重要。
本节重点是重力的概念、探究重力的大小与质量的关系及重力方向总是竖直向下的。
探究重力的大小与质量的关系涉及质量和重力的测量、实验数据的收集、分析论证等多个探究环节,是本节课的难点。
重力与日常生活联系紧密,学生体验非常丰富,所以在教学过程中将生活和自然界中的一些与重力有关的物理现象联系起来,让学生进一步感受到物理就在我们的身边,物理不仅有趣,而且非常有用,从而激发学生的求知欲望,培养学生的学习兴趣。
科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。
通过探究“重力大小和质量的关系”的过程,引导学生提出问题,培养学生善于发问、质疑的良好习惯,鼓励学生制订简单的科学探究计划,培养学生处理信息的能力,体验科学探究的乐趣,领悟科学探究的思想和精神,为学生的终身学习建立基础。
初中物理重力解析重力是物理学中重要的概念之一,它指的是地球或其他天体对物体的吸引力。
本文将详细解析初中物理中的重力概念,并探讨与重力相关的重要内容。
一、重力的定义和性质重力是指物体之间由于质量而产生的相互吸引力,地球上的物体受到的重力称为地球引力。
根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
在地球上,物体的质量越大,地球对其的引力越强,而物体与地球的距离越远,地球对其的引力越弱。
重力的单位为牛顿(N)。
二、重力的计算根据万有引力定律,在地球上计算物体受到的重力可以使用下列公式:F = mg,其中F为物体所受的重力,m为物体的质量,g为重力加速度。
重力加速度在地球上的近似值为9.8 m/s²。
因此,物体的重力可以通过将物体的质量与地球的重力加速度相乘来计算。
三、物体的重量和质量重力产生的结果是物体所具有的重量。
重量的单位是牛顿。
与重量概念相对的是质量,质量是物体所固有的属性,单位是千克。
物体的质量是恒定的,不随所在地点的改变而改变,但物体的重量会随着所处的重力场的不同而改变。
四、自由落体和重力加速度当物体只受到重力的作用时,它将发生自由落体运动。
在地球上,自由落体的加速度称为重力加速度,近似为9.8 m/s²。
这意味着,每秒钟物体的速度将增加9.8米。
五、重力的应用重力不仅在日常生活中起着重要作用,也在科学和工程领域有广泛的应用。
以下是一些重力的应用场景:1. 宇航员在太空中失重的原因是因为在太空中他们远离了地球的重力场,不再受到地球引力的作用。
2. 建筑工程中,重力是考虑建筑物结构稳定性的重要因素。
建筑物的建设需要考虑到重力对结构的影响,以确保建筑物的稳定性和安全性。
3. 在交通运输中,运载工具需要克服地球引力才能运动。
了解重力的性质和计算方法可以帮助我们设计更有效的交通工具。
4. 重力在天文学中也起着重要作用。
行星、恒星和其他天体的运动都有赖于重力相互作用的影响。
高中物理重力教案与反思一、教学目标:1. 让学生理解重力的概念,知道重力的施力物体和受力物体。
2. 让学生掌握重力的计算公式,能够运用重力公式解决实际问题。
3. 培养学生对物理现象的好奇心和学习兴趣,提高学生的实验操作能力。
二、教学内容:1. 重力的概念:地球对物体的吸引力。
2. 重力的施力物体和受力物体:地球是重力的施力物体,物体是重力的受力物体。
3. 重力的计算公式:G=mg,其中G为重力,m为物体的质量,g 为重力加速度。
4. 重力在实际生活中的应用:举例说明重力在生活中的作用。
三、教学重点与难点:1. 重点:重力的概念、重力的计算公式及其应用。
2. 难点:重力加速度的概念及其在不同情况下的变化。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考重力的概念和作用。
2. 使用实验演示法,让学生直观地感受重力的存在和作用。
3. 运用案例分析法,分析重力在实际生活中的应用。
五、教学过程:1. 导入:通过提问,引导学生思考什么是重力,重力在哪里产生。
2. 讲解:讲解重力的概念、重力的施力物体和受力物体、重力的计算公式。
3. 实验:安排学生进行重力实验,观察重力的作用。
4. 应用:举例说明重力在实际生活中的应用,让学生体会物理与生活的联系。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调重力的概念和计算公式的运用。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
7. 反思:教师和学生共同反思本节课的学习过程,找出不足之处,提出改进措施。
六、教学评估:1. 课堂问答:通过提问,了解学生对重力概念的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作能力和对实验现象的观察分析能力。
3. 作业完成情况:检查学生对重力计算公式的掌握和应用能力。
七、教学拓展:1. 探讨重力在宇宙中的作用,如行星运动、星系结构等。
2. 介绍重力在现代科技领域的应用,如卫星导航、重力勘探等。
八、教学反思:1. 教师总结课堂教学效果,分析学生的掌握情况。
初中物理重力教案初中物理重力教案引言:物理是一门研究物体运动和相互作用的科学,而重力是物体之间最基本的相互作用之一。
在初中物理教学中,重力是一个重要的概念,它对于学生理解世界的运动规律和解决实际问题具有重要意义。
本文将介绍一份初中物理重力教案,帮助学生更好地理解和应用重力概念。
一、重力的概念重力是地球吸引物体的力,是地球对物体的吸引力。
在地球表面上,重力的大小与物体的质量有关,质量越大,重力越大。
重力的方向是向下的,垂直于物体所处的表面。
通过实验,学生可以观察到重力的效应,如物体落地、物体的倾斜等。
二、重力的计算重力的计算公式为:重力=质量×重力加速度。
重力加速度是一个恒定值,约为9.8米/秒²。
通过这个公式,学生可以计算物体所受的重力大小。
例如,一个质量为10千克的物体在地球表面所受的重力为98牛顿。
三、重力的影响重力对物体的影响有很多,其中最明显的是物体的下落。
根据重力的作用,物体会沿着重力方向下落,速度逐渐增加。
学生可以通过实验,观察不同质量的物体在同一高度下落的时间,验证重力对物体下落的影响。
四、重力的应用重力不仅仅是一个理论概念,它在日常生活中有很多应用。
例如,重力可以帮助我们解释为什么物体会掉落,为什么天上的星星不会掉下来。
此外,重力还是物体静止或运动的关键因素之一。
学生可以通过实际问题的解决,如斜面上的物体滑动、摩擦力与重力的平衡等,加深对重力的理解。
五、重力的研究历程重力的研究历程可以追溯到古代。
古希腊的亚里士多德认为,重物下落是因为它们的天性使然。
直到17世纪,牛顿提出了万有引力定律,才真正揭示了重力的本质。
牛顿的研究为后来的科学家提供了重要的思路和方法,推动了物理学的发展。
六、重力的局限性虽然重力是一个重要的概念,但它也有一些局限性。
例如,重力只适用于近距离物体之间的相互作用,而在宏观宇宙中,其他力也起着重要作用。
此外,重力在极小尺度和极大尺度上的行为也存在一些未解之谜,如黑洞的形成和宇宙的膨胀等。
幼儿园物理教案:认识重力的作用和影响一、引言重力是物理学中的基础概念之一,也是幼儿园物理教学中重要的一环。
认识重力的作用和影响对幼儿认识世界、探索自然具有重要意义。
本文将从幼儿认识重力的基本概念入手,结合具体的教学活动,介绍如何在幼儿园中进行物理教学,帮助幼儿深入理解重力。
二、认识重力的基本概念重力是指地球或其他物体对物体的吸引力。
幼儿在日常生活中常常能够感受到重力的存在,比如物体坠落、踩在地面上不会飘起等现象。
幼儿园可以通过简单的实验和观察,引导幼儿认识到物体是有重量的,重量决定了物体受到的重力大小。
幼儿可以通过拿取不同重量的物体来感受重力的作用,同时也可以通过比较轻重不同的物体,在幼儿的身体经验中培养对重力的感知。
三、重力的作用和影响1. 物体坠落物体坠落是重力作用的常见现象。
运用简单的教具,如小球、小纸片等,可以让幼儿观察和体验物体坠落的过程。
在观察的同时,教师可以引导幼儿思考为什么物体会坠落、不同重量的物体坠落速度是否一致等问题。
通过实际操作和思考,幼儿能够更好地理解重力的作用在于使物体朝向地球的中心点运动。
2. 物体支撑重力不仅会使物体朝向地球的中心点运动,还会对物体施加压力。
通过教具模拟物体支撑的情景,可以让幼儿观察并探究物体支撑的原因。
例如,教师可以用一根牙签支撑一块纸片,让幼儿思考为什么牙签可以支撑纸片。
通过思考的过程,幼儿可以认识到重力对物体的压强大小与物体的重量有关。
同时,也可以引导幼儿思考更多的实际应用,如桌子支撑物体、人站立等情景,从而进一步理解重力作用的广泛性。
3. 物体摩擦力重力对物体的作用还会影响物体的摩擦力。
通过简单的实验,如在斜坡上放置不同物体,观察它们滑动的情况,幼儿可以发现重物下滑更顺利,而轻物下滑则受到更大的阻力。
通过这个过程,幼儿可以认识到重力对物体的摩擦力有一定的影响。
教师可以引导幼儿思考,为什么滑雪板比纸片更适合滑动等问题,培养幼儿对摩擦力的理解。
四、幼儿园物理教学中的教学活动设计1. 游戏:抛掷物体通过抛掷不同重量的物体,让幼儿比较不同物体的落地速度,观察物体落地的方式。
浅谈物理教学中的压力与重力
作者:张静
来源:《新智慧·中旬刊》2017年第08期
【摘要】在初中的教学中,重力与压力的区别是教学的难点,多数学生在学习过程中,常把重力与压力混为一谈。
为了便于理解,现在我把重力与压力进行讨论与分析。
【关键词】初中物理教学压力与重力
一、产生的原因
(一)重力产生的原理
由于地球的吸引而使物体受到的力,我们把这个力叫做重力。
从定义我们可以看出两点:①重力是由于地球吸引(物体和地球间存在万有引力)产生的。
②重力并不等于地球对物体的引力(地球两极)。
因为地球自身的自转,除了两极,地球表面上物休,都随着地球一同围绕地轴做近似匀速圆周运动,物体需要有垂直地轴指向圆心的向心力,这个向心力由地球对物体的引力来提供,根据平行四边形定则,我们可以把地球对物体的万有引力分解为两个分力,一个分力方向指向地轴,大小等于物体绕着地轴做近似匀速圆周运动所需的向心力;另一个分力就是物体所受的重力G,其中r为物体绕轴旋转半径),可见随纬度减少而增加,r变小,向心力也变小,当r=0时,向心力=0,重力达到最大。
(二)压力产生的原因
垂直作用在物体表面的力叫做压力。
那压力究竟怎么来的?我们平时之所以叫做压力是从力产生效果命名的,因此,从叫法上看不出压力产生的由来。
实质上压力是属于弹力范畴,任何一个发生弹性形变的物体都具备恢复原状的能力,从而使物体对与它接触的物体产生力的作用。
物块A静止放在水平地面上,A的底面发生向上的弹性形变,它要恢复原状,因此A对地面产生垂直向下的力,这个力就是压力。
二、力的三要素
(一)力的大小
1.重力大小
物体地理位置不变,所处的髙度不变,则重力的大小与物体质量成正比,即G=mg,与物体的运动状态无关。
2.压力大小
在相同的地理位置、相同的高度条件下,物体处于平衡状态时,物体的重力不变而压力因放置方式不一样,物体对受力面的压力也不同。
图3:物体放在水平面上保持平衡状态,物体对地面的压力等于物体本身重力,即
Fn=mg;
图4:物体在水平方向上由于受到压力F的作用而产生向上的摩擦力f使其不下滑,且f>G,此时F=Fn,重力与压力无关;
图5:物体受到向上的力F(F>G),从而不因重力而往下掉,此时Fn=F-G;
图6:作出物体的受力图,把重力分别向x,y轴分解,如图所示,分力分别是F1和F2,物体处于静止,属于平衡状态,F1=mgcosα,又因为在y轴上合力为0,所以F1+F支=0,F支=Fn也就是Fn=mgcosα,压力为重力的一个分力。
(二)力的方向
1.重力的方向
重力的方向是竖直向下即垂直水平面向下,竖直向下并不等同于指向地心的方向。
地球不是正圆球,地表也不均匀的、有高有低,地球表面物体和地球之间的万有引力不见得指向地心,重力和万有引力是合力与分力关系,不在同一条直线上,也不一定指向地心的方向,只有物体在地球两极,重力的方向才是指向地心。
平时认为近似指向地心,但绝不是真正地指向地心。
2.压力的方向
压力的方向是垂直于受力面,并指向受力物体,它与受力面放置方式有关,不是唯一确定的,只有受力面水平时,压力的方向才是竖直向下的,与重力的方向一致。
(三)力的作用点
1.重力的作用点
物体的各个部分都受重力的作用。
但是,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的等效作用点,叫做物体的重心。
可以理解为重力的作用点在物体的重心上。
重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。
形状规则,质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心,例如粗细均匀的棒的重心在它的中点;球的重心在球心;方形薄板的重心在两条对角线的交点。
地球对物体的重力,就像是从重心向下拉物体。
若用其他物体来支持着重心,物体就能保持平衡。
但是重心的位置不一定在物体之上。
可以用悬挂法来确定。
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,还跟物体内质量的分布有关。
例如载重汽车的重心随装货多少和装载位置而变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。
2.压力的作用点
分析压力的作用点时也要分多种情况而言,如平面对平面的压力,应该是在整个平面,便于研究问题,分析的时候可以把它定在面的几何中心。
球状物对平面的压力,在平面与球的切点。
球对球弧面的压力作用点,也在切点,方向为垂直于作用点的切线。
三、失重或超重状态下压力与重力的联系
图1:选物体A为研究对象,物体向上作加速运动,以向上为正方向,加速度为a,F支=G+ma 此时物体B对物体A的支持力F支大于物体所受的重力G,又F支=Fn,故Fn=F
支>G,压力大于重力。
物体A处于超重状态。
图2:选物体A为研究对象,物体向下作加速运动,以向上为正方向,加速度为-a,F支=G-ma此时物体B对物体A的支持力F支小于物体所受的重力G,又F支=Fn,故Fn=F支
由上所述,物体间的压力往往与物体放置的方式和物体的运动状态有一定的联系,因此,求物体之间的压力时,先搞清楚物体的放置方式放置方式和运动状态,然后再求物体之间的压力。
重力与压力是力学中重要的概念,也是重点的内容。
因此在教学中一定要教会学生区分它们,不可泛泛而谈。
参考文献:
[1]韩北寒.谈谈重力和压力的区别[J].新课程学习(中),2011(11).。