第一二节力重力sclmh

1力2重力[学习目标] 1.知道力的概念及矢量性，会作力的图示.2.了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向.3.理解重心的概念．一、力的单位及图示1．力(1)定义：物体与物体之间的一种相互作用．(2)单位：牛顿，简称牛，符号：N.(3)矢量性：力既有大小，又有方向．2．力的作用效果(1)物体的运动状态发生变化(速度大小发生变化或速度方向发生变化)；(2)物体体积和形状发生变化．3．力的三要素：力的大小、方向和作用点．4．力的表示方法(1)力的图示：用一根带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素．①线段的长短(按一定比例即标度画)表示力的大小；②箭头指向表示力的方向；③箭头(或箭尾)表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线．(2)力的示意图：只用一条带箭头的线段来表示力的方向和作用点．二、重力1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg，g为重力加速度，通常取g＝9.8 m/s2，物体所受重力的大小常被简称为物重．3．方向：竖直向下．三、重心1．重心：由于地球吸引，物体各部分都会受到重力的作用．在研究重力对一个物体的作用效果时，我们可以认为各部分所受的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．2．决定因素：质量均匀分布的物体的重心位置只与物体的形状有关，质量分布不均匀物体的重心除了与物体的形状有关外，还与物体内质量分布有关．3．薄板重心的确定方法：对形状不规则的薄物体，可以采用悬挂法来确定重心的位置．1．判断下列说法的正误．(1)每个力都必有施力物体和受力物体．(√)(2)只有相互接触的两物体之间才有力的作用．(×)(3)两个力的大小都是5 N，则这两个力一定相同．(×)(4)只有物体的重心才受到重力的作用．(×)(5)物体的重心一定在物体上，且形状规则的物体的重心一定在其几何中心．(×) 2．小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示)，作出此力的图示和力的示意图．图1答案一、力和力的图示如图2所示是足球撞击球网的瞬间．图2(1)足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力，球网对足球有没有作用力？若有，该力分别对球网和足球产生了什么样的作用效果？(2)若足球对球网的作用点为图中的A点，且作用力方向水平向右，大小为50 N，请在图中画出该力的图示．答案(1)有．使球网发生形变，改变足球的运动状态．(2)如图所示1．力的三性(1)物质性：力是物体对物体的相互作用，没有脱离物体而独立存在的力．一个力同时具有受力物体和施力物体．(2)相互性：物体之间力的作用是相互的．力总是成对出现，施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体．(3)矢量性：力既有大小，又有方向，是矢量．2．力的图示和力的示意图例1(多选)下列说法正确的是()A．甲挥拳击打乙，却被乙躲开，这时只有施力物体没有受力物体B．射出枪口的子弹能打到很远的地方，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用C．力是不能脱离物体而单独存在的D．一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是施力物体又是受力物体答案CD解析甲的手臂和拳头应该看做两个部分，它们之间存在力的作用，并不是乙躲开就没有受力物体了，所以A错误．B选项提到的推力没有施力物体，所以这个力是不存在的，子弹离开枪口时具有很大的速度，可以飞得很远，所以B错误．由力的物质性可知C正确．力是物体之间的相互作用，涉及力就必须有两个物体，即施力物体和受力物体，所以D正确．1．相互作用的物体，可以直接接触，也可以不接触，但作用力必然是成对出现的．2．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．3．任何一个力都独立产生作用效果，使物体发生形变或使物体运动状态发生变化．例2如图3所示，一人通过细绳用大小为50 N 的力F沿与水平方向成30°角斜向上拉物块的A点，试画出拉力F的图示，并指出受力物体与施力物体．图3答案见解析解析由题意可知，细绳拉物块，受力物体是物块，施力物体是细绳．画力的图示时，先选好标度，以4 mm长的线段表示10 N的力，则拉力F共长20 mm，A点为力的作用点，最后标上箭头指明拉力的方向，即得力F的图示，如图所示．为了准确无误地表示拉力的方向，图中的虚线是必要的补充．针对训练在图4甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．图4答案如图所示二、重力与重心(1)建筑工地上常用重锤来检测墙壁是否竖直，为什么使用重锤就能够检测墙壁是否竖直？(2)重心是物体上最重的一点吗？重心位置与什么有关？物体的重心一定在物体上吗？请举例说明．答案(1)重力的方向竖直向下，所以悬挂重锤的细线一定在竖直方向上，如果墙壁与细线平行，则说明墙壁竖直．(2)不是．重心是物体各部分所受重力的等效作用点．重心位置与物体的质量分布及形状有关．重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺、圆环的重心都不在物体上．1．重力的大小(1)重力的大小G＝mg，只与质量和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，离地面越近，g越大．2．重力的方向：总是竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．3．重力的作用点——重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．(2)重心位置的确定方法：薄板状物体的重心可以用悬挂法确定．例3关于重力，以下说法正确的是() A．重力的方向总是垂直于接触面向下的B．把处在空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力D．同一物体在地球各处所受重力大小不一定相同答案 D解析重力的方向总是竖直向下的，但不一定是垂直于接触面向下，比如在斜面上的物体所受的重力方向并不垂直于斜面，A错误；重力G＝mg，其大小只和质量、重力加速度g有关，与其他因素无关，B错误；绳子拉力的施力物体是绳子，重力的施力物体是地球，两者的施力物体不同，不是同一个力，C错误；由于重力加速度随着纬度、高度的变化而变化，所以同一物体在地球各处所受重力大小不一定相同，D正确．例4关于重心，下列说法正确的是() A．重心就是物体内最重的一点B．物体发生形变时，其重心位置一定不变C．物体升高时，其重心在空间的位置一定不变D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下答案 D解析重心是物体各部分所受重力的等效作用点，故A项错；质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心，把一根质量分布均匀的直铁棒弯成圆后重心由原来在物体上变到在圆心处，故B项错误；物体升高时，重心在空间的位置变化与否看具体情形，如某人从一楼上升到五楼，其重心升高，故C项错误；重心的位置和物体的质量分布及形状都有关，故D 项正确.1．(力的概念的理解)关于力，下列说法中正确的是()A．没有相互接触的物体间也可能有力的作用B．根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知：力可以离开物体而独立存在C．两个力大小都是10 N，方向相同，那么这两个力一定相同D．施力物体施力在前，受力物体受力在后答案 A解析力是物体对物体的相互作用，没有相互接触的物体间也可能有力的作用，比如磁场力、重力，故选项A正确．相隔一定距离的两个磁铁间有相互作用，若拿走一个磁铁，这种相互作用将不存在，所以力是不能离开物体而独立存在的，故选项B错误．只有当两个力的大小、方向、作用点都相同时，我们才能说这两个力相同，故选项C错误．力的作用是相互的，施力物体和受力物体受到的力是同时产生的，没有前后之分，故选项D错误．2．(重力大小和方向的理解)下列说法正确的是()A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B．在空中飞行的物体不受重力作用C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受重力的方向始终在改变D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小和方向都不变答案 D解析在地球上的同一位置，同一物体的重力为一定值，故A错；只要在地球上，物体所受重力就不为零，故B错；重力的方向始终竖直向下，与物体的运动状态无关，故C错．3．(对重力、重心的理解)(2019·广东实验中学高一月考)某育才中学教学楼的读书角迎来了一位新客人，如图5所示．这个小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣．关于这个装饰瓶，下列说法正确的是()图5A．瓶子受到地球对它的吸引力，但它对地球没有吸引力B．装饰瓶重心一定在其几何中心C．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关D．若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低答案 C解析瓶子受到地球对它的吸引力，同时它对地球也有吸引力，选项A错误；装饰瓶内装有水，则其重心不一定在其几何中心，选项B错误；装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，选项C正确；若装饰瓶底部出现一个小洞，那在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先降低后升高，选项D错误．4．(力的图示和力的示意图)如图6所示，水平面上放一个物体A，物体的重力为G＝20 N，一个推力为F＝30 N，方向与水平面成30°角斜向右下方，请作出这两个力的图示和这两个力的示意图．图6 答案力的图示如图甲，力的示意图如图乙．一、选择题(1～6为单选题，7～10为多选题)1．下列关于力的作用效果的叙述不正确的是()A．物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用B．物体的运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变答案 D解析因为力是改变物体运动状态的原因，所以A正确．力的作用效果是使物体运动状态改变或者使物体发生形变，所以B正确，D不正确．力的三要素大小、方向、作用点都影响力的作用效果，故C正确．2．下列说法中正确的是()A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用力，弹簧压缩后再反过来给手一个作用力B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不再是运动员C．施力物体对受力物体施加了力，施力物体本身可能不受力的作用D．“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答案 B3．如图1所示是姚明在比赛中的一张照片，记者给出的标题是“姚明对球施魔力”，下面是几位同学关于照片中篮球的说法，其中正确的是(空气阻力忽略不计)()图1A．球只受到重力的作用B．球只受到一个沿运动方向的力的作用C．球此时此刻不受到任何外力作用D．球受到姚明的一个力和重力的共同作用答案 A4．关于重心及重力，下列说法中正确的是()A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力不一定较大C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D．物体的形状改变后，其重心位置不会改变答案 B解析由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变，选项A错误．当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，而使质量较大的物体的重力不一定较大，选项B正确．重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下的，选项C错误．物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，当物体的形状改变时，其重心位置可能发生改变，故选项D错误．5．如图2为F1、F2两个力的图示，它们的大小关系是()图2A．F1<F2B．F1>F2C．F1＝F2D．无法判断答案 D解析因不知道甲、乙两个力的图示中，每一个力的标度是多少，所以无法比较甲、乙两个力的大小，选项D正确．6.(2019·四川泸县五中高一期末)一个圆球形薄壳容器所受重力为G，用一细线悬挂起来，如图3所示．现在容器里装满水，若在容器底部有一个小阀门，将小阀门打开让水慢慢流出，在此过程中，对容器和容器内的水组成的系统，下列说法正确的是()图3A．系统的重心慢慢下降B．系统的重心先下降后上升C．系统的重力先减小后增大D．有可能绳的方向不竖直答案 B解析装满水的球壳和水整体的重心在球心，随着水从阀门不断流出，重心位置不断下降，整体重力不断减小，当水快要流完时，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故B正确，A、C、D错误．7．关于物体的重心，下列说法正确的是()A．物体升高或降低时，重心在物体中的位置也随之升高或降低B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过该物体的重心C．形状规则的物体，其几何中心不一定与其重心重合D．因物体的重心是重力的作用点，所以物体的重心一定在物体上答案BC解析形状与质量分布不变的物体的重心在物体中的位置是固定的，不会随物体升降而改变，故A错误；用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过该物体的重心，故B正确；重心与物体的形状和质量分布有关，形状规则的物体，质量分布不一定均匀，所以其几何中心不一定与其重心重合，故C正确；重心可以在物体上，也可以在物体外，故D错误．8．一个重力为20 N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，如图所示的四幅图中正确的是()答案AD解析物体的重力为20 N，标度分别设为5 N和2.5 N，方向竖直向下，作用点在重心，选项A、D正确．9．如图4所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动．根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()图4A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B．重力的方向总是垂直向下的C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D．力是使物体运动的原因答案AC解析物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，选项A正确；重力的方向总是竖直向下而不是垂直向下，选项B错误；从题图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，选项C正确；力是使物体发生形变或改变物体运动状态的原因，选项D错误．10．《挑战不可能》第二季中，韩遂宁因成功地在悬吊画框中平衡摩托车而被称为平衡大师，如图5所示．下列说法正确的是()图5A．支撑摩托车的单脚一定是竖直的B．钢丝绳的方向一定通过摩托车和画框的重心C．当摩托车随画框旋转时，摩托车的重心也相对摩托车在移动D．在挑战过程中，韩遂宁通过改变摩托车的倾斜程度从而改变摩托车重心的位置答案ABD解析摩托车处于静止状态，其重力方向是竖直向下的，根据二力平衡可知，单脚支架对它的作用力方向竖直向上，A正确；对于摩托车和画框组成的整体，根据二力平衡可知钢丝绳的方向一定通过摩托车和画框的重心，B正确；当摩托车随画框旋转时，摩托车的重心相对摩托车不移动，C错误；在挑战过程中，韩遂宁通过改变摩托车的倾斜程度从而改变摩托车重心的位置，D正确．二、非选择题11．在图6中，质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N，试画出物体A所受重力的示意图．图6答案如图所示12.一质量为0.6 kg的物体放在倾角为30°的斜面上，用与斜面平行的、大小为8 N的力F拉着它沿斜面向上运动，如图7所示，画出拉力和重力的图示．(g取10 N/kg)图7答案 见解析图解析 重力是由于地球的吸引而产生的，大小为G ＝mg ＝0.6 kg ×10 N/kg ＝6 N ，方向竖直向下，重力的作用点在物体的重心上，重力与是否受其他力以及运动状态无关．拉力和重力的图示如图所示：13．蚂蚁被称为“六脚大力士”．一只质量约为5 mg 的蚂蚁，能举起质量是它自身体质量20倍的树叶，蚂蚁对这个树叶的支持力约是多大？如果到月球上举树叶，那么蚂蚁能举起多少千克的树叶？(已知月球上的重力加速度是地球上重力加速度的16，g 取9.8 N/kg) 答案 9.8×10－4 N 6×10－4解析 蚂蚁对这个树叶的支持力与树叶的重力大小相等树叶的质量m ＝5×20 mg ＝100 mg ＝1×10－4 kg故蚂蚁对树叶的支持力F ＝G ＝mg ＝1×10－4×9.8 N ＝9.8×10－4 N蚂蚁在地球上能举起质量是自身体质量20倍的树叶，它的“举力”F ′＝F ＝9.8×10－4 N ，在月球上，它的“举力”不变，能够举起质量为m ′的重物，则有F ′＝m ′g ′，得m ′＝F ′g ′＝9.8×10－49.86 kg ＝6×10－4 kg.。