人教版高中物理必修一第三章 相互作用第一节重力 基本相互作用
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[学习目标] 1.[物理观念]知道力的概念及矢量性,会作力的图示.(重点) 2.[科学思维]了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.(难点) 3.[科学思维]了解自然界中的四种基本相互作用.一、力和力的图示1.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.2.力的作用效果(1)使物体的运动状态发生变化;(2)使物体产生形变.3.力的矢标性:力是矢量,既有大小又有方向.力的大小可以用弹簧测力计测量.国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.4.力的表示(1)力的图示:能表示出力的大小、方向和作用点.(2)力的示意图:只表示出力的作用点和方向.二、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小(1)在实验室中可以用弹簧测力计测量重力的大小.(2)重力的计算公式是G=mg,公式中G是物体的重力,m是物体的质量,g是自由落体加速度.3.方向:总是竖直向下.4.重心(1)定义:重力的等效作用点.(2)重心位置决定因素:物体的形状和质量分布.三、四种基本相互作用1.万有引力:在宇宙中,相互吸引的作用力存在于一切物体之间,强度随物体间距离的增大而减弱.2.电磁相互作用:电荷和电荷,磁体和磁体间的相互作用.3.强相互作用:在原子核内把质子和中子紧密地保持在一起的作用力,它的作用范围约10-15m,超出这个界限该力已经不存在了.4.弱相互作用:在放射现象中起作用的力,作用范围与强相互作用相同,但强度只有强相互作用的10-6倍.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.(×)(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.(×)(3)重力就是地球对物体的吸引力.(×)(4)重力的方向也可以表述为指向地心.(×)(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上.(×)2.甲、乙两拳击运动员竞技,甲一拳击中乙肩部,观众可认为甲运动员(的拳头)是施力物体,乙运动员(的肩部)是受力物体,但在甲一拳打空的情况下,下列说法中正确的是()A.这是一种只有施力物体,没有受力物体的特殊情况B.此时的受力物体是空气C.甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体D.以上说法都不正确C[力的作用是相互的,同时存在着施力物体与受力物体,只要有力产生必然存在着施力物体与受力物体,甲运动员击空了,但在其击拳过程中,其拳头、胳膊与躯干的相互作用系统内由于相互作用而产生力,故选C.]3.(多选)关于三角形均匀薄板的重心,下列说法正确的是()A.薄板三条边的垂线的交点就是它的重心B .薄板三条边的中线的交点就是它的重心C .悬挂薄板的细线的延长线一定通过重心D .薄板三角形三个角平分线的交点就是它的重心BC [薄板三条边中线的交点是它的重心、垂线和角平分线的交点不是重心,悬挂薄板的细线的延长线一定通过重心,故B 、C 正确,A 、D 错误.]力的性质和作用效果1.力的三个性质性质理解物质性力是物体对物体的作用,脱离物体而独立存在的力是不存在的,一个力一定同时具有受力物体和施力物体相互性物体之间力的作用是相互的,只要一个物体对另一个物体施加了作用力,另一个物体也一定会对这个物体施加反作用力矢量性力是矢量,不仅有大小,而且有方向2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影响作用效果的要素:力的大小、方向和作用点.(3)作用效果的应用:是分析物体是否受力的基本方法.若存在作用效果,说明该力存在;若没有作用效果,说明该力不存在.[跟进训练]1.下列说法中正确的是()A .“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒,只是甲对乙有力,而乙对甲没有力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触D[力是物体对物体的作用,任何力都有它的施力物体和受力物体,风吹草动,施力物体是空气,故A错;踢出去的球向前运动,并没有受到向前的推力,因为找不到这个力的施力物体,而没有施力物体的力是不存在的,故B错;由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也“推”甲,故C错;物体发生相互作用并不一定相互接触,如磁铁之间不需要接触就有磁力,故D对.]2.关于力的作用效果,下列说法正确的是()A.物体的运动状态发生变化,一定受外力的作用B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力的作用C.物体受力作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象D.力对物体的作用效果完全由力的大小决定A[物体的运动状态发生改变,一定是受到了力的作用,但运动状态不变并不一定是没有受到力的作用,故选项A对,B错;力的作用效果是使物体的运动状态发生改变或者是使物体发生形变,故选项C错;力的大小、方向、作用点都影响力的作用效果,故选项D错.]关于力的理解的两个误区(1)误认为力可以没有施力物体或受力物体.实际上力是物体与物体间的相互作用,任何力同时具有施力物体与受力物体.(2)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力.实际上有些力可以发生在不接触的物体间,如重力、磁力等.力的图示和力的示意图(1)力的图示能表示力的三要素,精确表示力时经常用到.(2)力的示意图只能表示力的作用点和方向,在对物体的受力情况进行分析时经常用到.2.力的图示与力的示意图的画法作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度表示一定大小的力)画线段从作用点开始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长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段标方向在线段的末端标出箭头,表示方向在线段的末端标出箭头,表示方向【例1】一个铁球在空中飞行,所受重力为120N,方向竖直向下.(1)画出重力的图示;(2)画出重力的示意图,并说明施力物体和受力物体.[解析](1)画力的图示.①选定标度.如图甲所示.例如,选4mm 长的线段表示30N 的力.②用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一条线段,线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度.③在线段上加上箭头表示力的方向.(2)画力的示意图.如图乙所示,用一圆形表示铁球,从圆心沿竖直方向向下画一线段,并加上箭头,表示方向.重力的施力物体是地球,受力物体是铁球.[答案]见解析力的图示法口诀要想表示力,方法很简单,选好比例尺,再画一线段,长短表大小,箭头表方向,注意线尾巴,放在作用点.[跟进训练]3.(多选)一个重20N的物体沿斜面下滑,关于物体重力的图示,下列四个图中正确的是()A BC DAD[根据重力方向竖直向下和力的大小判断可知选项A、D正确.]重力及重心的理解1.对重力的理解(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于地球自转的影响,重力一般不等于地球对物体的引力.与引力相比,重力大小稍微小一些(两极除外),方向稍微偏一些(两极和赤道除外).(2)大小:G=mg,同一物体的重力随所处纬度的升高而增大,随海拔高度的增大而减小.(3)方向:竖直向下,除了赤道和两极,竖直向下并不是指向地球的球心.2.重心的性质及确定方法(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力作用.(2)重心的位置及决定因素①位置:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.②决定因素a.物体质量分布情况.b.物体的形状.(3)重心位置的确定方法①质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上.②形状不规则的薄形物体,可用支撑法或悬挂法来确定重心.【例2】(多选)下列关于“嫦娥二号”受力的说法中正确的是()A.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥二号”的引力的效果是改变它的运动状态D.“嫦娥二号”绕月球运行时,不再受重力作用AC[“嫦娥二号”的质量不变,但重力加速度发生了变化,由G=mg可知,“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等,A 正确,B、D错误.引力的作用效果是改变物体的运动状态,C正确.]对重力认识的四个常见错误(1)误认为重力与地球对物体的引力相同.(2)误认为重力的方向垂直于支撑面.(3)误认为重力的重心必在物体上.(4)误认为重力的大小与物体运动状态有关.[跟进训练]4.把一个薄板状物体悬挂起来,静止时如图所示,则对于此薄板状物体所受重力的理解,下列说法正确的是()A.重力就是地球对物体的引力B.重力大小和物体运动状态有关C.重力的方向总是指向地心的D.薄板的重心一定在直线AB上D[重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,不是地球对物体的引力,选项A错误;重力的大小与物体的运动状态无关,选项B错误;重力的方向竖直向下,选项C错误;因为绳对板的拉力与板受的重力为一对平衡力,必在一条直线上,所以薄板的重心一定在直线AB上,选项D正确.]1.[物理观念]重力、重心的概念.2.[科学思维]力的性质、效果、力的图示.3.[科学探究]“悬挂法”确定物体的重心.1.下列词语所隐含的物理现象,可用牛顿理论中力的概念和规律来解释的是()①水滴石穿②铁杵成针③水中望月④逆风扬帆⑤光阴飞逝A.①②③B.③④⑤C.①②④D.①③⑤C[力具有使物体发生形变和改变运动状态两个效果,水滴石穿、铁杵成针、逆风扬帆均体现了这两个作用效果,而“水中望月”是光的反射现象,“光阴飞逝”反映了时间的不可逆转性,与力的概念和规律没有联系.]2.在地球表面的同一个地方,让一物体处于以下三种状态:(1)将物体竖直向上抛出;(2)让物体自由下落;(3)物体放在水里,它被浮起,比较这三种情况下物体所受的重力大小,下列说法正确的是()A.第(1)种情况最小B.第(2)种情况最小C.第(3)种情况最小D.这三种情况物体所受的重力大小相同D[在地球表面的同一个地方,重力加速度g一定,物体的重力G=mg,可知同一物体的重力一定,与物体的运动状态无关,所以这三种情况物体所受的重力大小相同.故A、B、C错误,D正确.]3.有一质量均匀分布的圆形薄板,若将其中央挖掉一个小圆.则薄板的余下部分()A.重力减小,重心随挖下的小圆板移走了B.重力和重心都没改变C.重力减小,重心位置没有改变D.重力减小,重心不存在了C[挖掉一个小圆后,薄板质量变轻,重力减小了,因质量分布均匀、有规则外形的物体的重心在其几何中心上,故重心位置不变,C正确.] 4.如图所示,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.[解析](1)选定标度:此题选单位长度的线段表示2N的力.甲乙丙(2)从力的作用点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成正比,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)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=10N即可,如图丙所示.[答案]见解析。
第五题重力基本相互作用尊敬的各位评委老师好!我是来自物理071班的沈宇能,今天我说课的题目是《重力——基本相互作用》,我将从以下几个方面对这节课进行阐述。
1.教材分析①《重力——基本相互作用》是人教版必修(一)第三章第1节内容。
②本节课通过分析大量的实际问题引入力、重力和重心的概念,并介绍了均匀和非均匀物体重心的确定方法③教材将重力放在最前面介绍,突出重力的重要性。
由于学生对重力并不陌生,因此教材在这部分的处理中只做简单介绍。
四种基本相互作用是让学生对物理学中力的概念有一个总的框架,为进一步学习具体的力,如弹力、摩擦力、库仑力做好准备。
2.学情分析①本次教学的对象是普通高中一年级学生,②在初中,学生已经学过了重力和力的概念,学习了力的图示,学生的这种储备为这节课的教学带来方便,使教学难度降低,因此教学中要抓住这一特点,把重点放在其他知识的讲解上3.教学目标基于以上的教材分析和学情分析,在高中物理课程标准的指导下,本节课的教学目标确定为:1)知识与技能(1).知道重力产生的原因,理解重力的大小及方向,掌握确定物体重心的方法(2).初步了解四种基本相互作用力的特点和作用范围;2)过程与方法(1)分析生活和生产中大量的实际问题(2)课堂实验(3)比较的方法3)情感态度与价值观(1)学会用力的观点更本质地看待生活中的一些现象(2)学会用四种基本相互作用的观点来认识不同性质力的作用范围4、重点与难点根据以上分析确定本节课的重点与难点如下:重点:1、力的特性的理解2、力的图示法和力的示意图3、重力的方向难点:1、重心的概念5、教法与学法教法根据本节课的教材特点和学生的实际情况,我采用的教学方法是:提问诱导和讲授。
本课将通过教师的提问诱导,使学生积极参与,主动探索和发现物理规律。
讲授就是通过插图、多媒体等直观教学手段,使物理情景具体化、形象化,有利于激发学生的学习兴趣学法:在重视学生自主探究的前提下,培养学生观察实验讨论、对比归纳的能力。
高中物理必修一第三章相互作用第一节重力基本相互作用一、重力基础概念即:重力定义、图示、符号、计算公式、重心等(详见课本P51—53)。
二、重点摘要1、重力属于性质力中的场力,即物体并不互相接触,跟距离有关系。
2、重力方向:指向地心(竖直向下)。
3、g—重力加速度 g单位:m/s² m/s²—加速度。
4、、g随高度的增加而增加,随纬度的升高而升高。
例:在南北极,g=10 N/kg 在赤道,g=9.8 N/kg 。
第二节弹力一、弹力基础概念1、弹力定义:当物体发生形变,使物体变回原来状态的力叫做弹力。
2、弹力的形变分为:弹性形变、弹塑性形变、塑性形变。
3、弹力的大小:由外力决定。
4、弹力的方向:点、面、曲面。
5、弹力的作用点:接触面上。
注意:有弹力一定有接触面,有接触面不一定有弹力。
6、更多基础概念(详见课本P54—56)。
二、重点摘要1、胡克定律:F = k·△x (F—弹力;k—劲度系数(N/m);△x—形变量)注意:胡克定律只能应用在常值物体。
2、弹力的受力分析:弹力与面接触:画出的力的方向与接触点垂直;弹力与曲面接触:画出的力的方向指向圆心。
2、在做受力分析时,杆上的力在任意方向上,所以不可先画出来。
第三节摩擦力一、摩擦力基础概念1、摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。
2、滑动摩擦属于动摩擦力;滚动摩擦本质是既属于静摩擦力又属于动摩擦力。
3、动摩擦力产生的前提:有弹力,有正压力(正压力:垂直于接触面的弹力,符号—Fn)。
4、动摩擦力与接触面的相对运动有关,方向与其运动方向相反,作用点在接触面上。
5、动摩擦力的大小与物体表面粗糙程度和正压力有关,表面越粗糙,μ越大。
(用Fn表示)公式即:f动 = μ· Fn 。
(μ是比例常数,叫做动摩擦因数)6、静摩擦力产生的前提:有正压力,有接触面,有相对运动趋势(使物体产生静摩擦力的外力),方向与外力方向相反。
7、在作受力分析时,不要先把静摩擦力画出来,应先通过计算,若再没有计算静摩擦力前,各个力已经平衡,则无摩擦力,若反之,则有摩擦力。