1 重力 基本相互作用[学习目标] 1.在初中所学知识的基础上，进一步理解力的作用效果：改变形状或改变运动状态.2.能分清施力和受力物体，进一步理解力的作用是相互的.3.学会画力的示意图，知道力的三要素．(重点)4.知道重力的三要素，知道常见物体的重心确定方法，领会重心的等效原理．(重点、难点)5.初步了解四种基本相互作用，有意识培养质疑能力和探究能力．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．-8-
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)下列关于重力的说法中，正确的是( )A．物体所受的重力是由地球吸引产生的B．物体所受的重力大小等于该物体所受地球的吸引力的大小C．物体所受的重力始终等于质量的9.8倍D．同一地点质量相同的物体重力也相同AD [物体所受地球的吸引力是物体受到重力的原因，故选项A正确，B错误；不同的地点g的值不同，物体的重力也就不同，故选项C错误，D正确．]力的性质和作用效果1.力的三个性质性质理 解-8-
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．1．下列有关力的说法中正确的是( )A．力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体B．力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体C．力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，这个力就不存在D．不接触的物体间也可以产生力的作用．例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在C [任何力都有它的施力物体和受力物体，只有施力物体而没有受力物体，或只有受力物体没有施力物体的力是不存在的，A、B错误；磁铁吸引铁钉，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用，力不能离开物体单独存在，任何力都有它的施力物体或受力物体，C正确，D错误．]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．]-8-
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.力的图示与力的示意图的区别(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．-8-
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．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-8-
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．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-8-
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．]课堂小结知识脉络1.力是物体与物体之间的相互作用．力的三要素：大小、方向、作用点．2．力的图示与力的示意图不同．3．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力．重心的位置与物体的形状和质量分布有关，物体的重心不一定在物体上．4．自然界有四种基本相互作用：万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用.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．①②③ B．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．(多选)下列关于四种基本相互作用的说法正确的是( )A．万有引力把行星、恒星等聚在一起，形成太阳系、银河系和其他星系，故万有引力只存在于天体之间B．四种基本相互作用是独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用C．强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间-8-
D．四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此，科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来CD [万有引力存在于一切物体之间，只不过在天体之间的作用效果更明显而已，故选项A错误．一种相互作用存在时，另一种相互作用也可存在，故选项B错误．强相互作用和弱相互作用的作用范围都为10－15m，只有微观粒子之间才可能发生这两种相互作用，故选项C正确．四种基本相互作用的“统一场论”正是当前科学家的努力方向，故选项D正确．]3．下列关于重力的说法中正确的是( )A．同一物体从赤道移到北极其重力大小变大，但重力方向不变B．同一物体从赤道移到北极其重力大小不仅变大，而且重力方向也变了C．物体的重力作用在重心上，把重心挖去物体就不会受到重力D．重力就是地球对物体的吸引力B [纬度越大，g越大，根据G＝mg可知，同一物体从赤道移到北极其重力大小变大，方向在赤道和北极都是竖直向下的，是发生改变的，故A错误，B正确；物体的重力作用在重心上，把重心挖去物体会有新的重心，受到重力作用，故C错误；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不是地球的吸引力，故D错误．]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FN＝10N即可，如图丙所示．[答案] 见解析-8-
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