高中物理必修第一册人教版3.1 重力与弹力 导学案

2018人教版物理必修一学案含答案高中物理重力基本相互作用一、考点突破此部分内容在高考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型分值重力基本相互作用理解重心的含义，理解力的意义选择题、解答题2～3分二、重难点提示重点：能够正确认识力和分析重力。难点：对重心概念的理解。一、力是物体对物体的作用1.力的概念力是物体间的相互作用，对力的概念要从四个方面理解：（1）物质性：力不能脱离物体而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是不存在的；（2）相互性：力的作用是相互的，施力（受力）物体同时也是受力（施力）物体；（3）矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向，力的运算遵循平行四边形定则或三角形定则；（4）力的等效性：力可以进行等效替换，如搬动一个物体可以两个人抬，也可以一个人提，产生的效果一样。2.力的表示方法纯文字描述在物体上施加一个沿斜面向上的大小为100N的拉力力的图示5 2018人教版物理必修一学案含答案力的示意图3.力的分类（1）按照力的性质不同：重力、弹力、摩擦力、分子力、万有引力……（2）按照力的效果不同：动力、阻力、拉力、推力、引力、斥力……二、重力1.重力的产生（1）重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。（2）重力的施力物体是地球。地球表面附近的一切物体，不论是静止的还是运动的，不论是否与地面接触，均受重力作用。重力与物体的运动状态和接触面情况均无关。（3）处于月球或其他星球上的物体，也会由于月球或其他星球的吸引而受到力的作用，这种力也称为“重力”。当然，同一物体在地球、月球或其他星球上的“重力”的大小是不同的。2.重力的大小（1）测力计测量（物体必须静止）（2）G=mg【要点诠释】g与物体的运动状态和是否受其他力无关3.重力的方向竖直向下（如下图）三、重力的作用点——重心1.重心的特点：①重心是重力的等效作用点；②重心与质量分布有关；5 2018人教版物理必修一学案含答案③重心可以在物体上，可以在物体外；④重心与物体所处的位置及状态无关。思考：一个物体只在重心处受到重力的作用吗？2.如何确定物体重心的位置？（1）质量均匀分布的物体（即所谓“均匀物体”）重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。（2）质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。可以用二次悬挂法确定。例题1关于力的概念，下列说法中正确的是（）A.力是使物体发生形变和改变运动状态的原因5 2018人教版物理必修一学案含答案B.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C.只要两个力的大小相等，它们产生的效果一定相同D.两个物体相互作用，其相互作用力可以是不同性质的力思路分析：根据力的两个作用效果，可知选项A正确。根据力的相互性，可知选项B正确。根据力的三要素，可知力的作用效果不仅与力的大小有关，还与力的方向和作用点的位置有关，选项C错误。相互作用力一定是同一性质的力，选项D错误。可见，正确选项为A、B。答案：AB例题2关于重力，下列说法中正确的是（）A.重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心B.重力的方向就是物体自由下落的方向C.重力的大小可以用弹簧秤或杆秤直接测出D.在不同地点，质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小思路分析：重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下而并不一定指向地心，选项A错误。将物体由静止开始释放，只在重力作用下物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B正确。杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C错误。由公式G=mg可知，重力G的大小由质量m和重力加速度g共同决定。由于不同地点g值可能不同，因此在g值小的地点质量大的物体所受重力有可能反而小，选项D正确。答案：BD例题3把一盘放在地上、长为l的匀质铁链竖直向上刚好拉直时，它的重心位置升高了多少？如图所示，把一个平放着的、边长为l的匀质立方体绕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？思路分析：把一根匀质铁链拉直时，它的重心位于铁链的中点。所以把盘放在地上的铁链刚好竖直拉起时，它的重心升高了。匀质立方体的重心位于几何中心，也就是对角面AbcD两对角线Ac、bD的交点，如图中的O点所示，立方体平放时它离地面的高度。当把立方体绕bc棱翻转到使对角面AbcD处于竖直平面内时，O点离地的高度即等于O点到bc棱的距离，也即等于对角面边长Ab或cD的一半，故后来O点离地的高度5 2018人教版物理必修一学案含答案。所以翻转后这个匀质立方体的重心位置升高了。答案：【易错指津】重心变化问题此类问题可以用极限法进行分析，找到初、末两个状态的重心，进而推断重心的变化过程。针对训练如图所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔（大小可忽略），当水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和壳内的水的共同重心将会（）A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高易错提醒：物体的重心会随着质量的分布变化而变化，不能凭感觉解题。思路分析：原来重心在球心处，随着液面的下降，重心下降；当水流完之后，空心球壳的重心又回到球心处，故选D。答案：D5