人教版高中物理必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

第一节重力与重心[概念导思]【相互作用】力是物体和物体间的相互作用，这是关于力的概念的最本质的描述，它包含两层意思：     （1）力的产生和存在都离不开物体，力是物体对物体的作用。     （2）物体间的作用是相互的，施力物体同时一定是受力物体，受力的物体同时一定是施力物体。【力的图示】（1）力不但有大小，而且有方向，力的大小、方向和作用点叫力的三要素。力的三要素决定了力的作用效果。（2）力的图示（如上图）：用一根带有箭头的线段来表示力，按一定的比例（或标度）画出线段，其长短表示力的大小；在线段的末端上箭头表明离的作用方向；箭头或箭尾表示离的作用点，箭头所沿直线运动表示力的作用线。这种表示力的作用线。这种表示力的方法叫做力的图示，这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种科学方法。    力的示意图不同于力的图示。力的示意图是为了简明地表示物体的受力情况而化除的反映力的作用点和方向的有向线段，对线段长度没有严格要求。【重力】（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。    （2）重力的方向：始终竖直向下。   （3）重力的大小：重力的大小可用弹簧测力计测出。测量时必须保持物体静止，这时物体对测力计的拉力等于物体的重力。重力还可以根据物体的质量算出为：      式中，m为物体质量，g为比例系数，g=9.8N/kg.    在地球表面上，g的值随纬度升高而增大，在赤道上为9.78N/kg，在两极为9.83N/kg，较通常下认为在地球表面上及高度不大，的范围内，g值的大小不变，一般取g=9.8N/kg，较粗略的计算可取108N/kg。【重心】在研究重力对一个物体的作用效果时，可以把物体各部分受到的重力视为集中作用于某一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心，任何物体一个物体都有重心，而且只有一个重心。    重心的位置与物体的质量分布和形状有关，质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心（如下左图），当物体的形状或质量分布发生变化时，其重心将发生变化，重心的高低会影响物体的稳度，重心较低的物体稳定程度大（如下右图）。    [例题解析]例1 关于力的说法，下列结论中正确的是：A只有有生命的物体才会施力        B受力的物体同时也是施力的物体        C静止的物体不会受力，运动的物体才受力        D只有接触的物体间才可能相互施加力  解析：力是物体间的相互作用，任何一个物体，不管它是否有生命，都可以对其他物体施加力的作用，如：机车牵引车厢，机车对车厢就施加了力。所以选项A错误。   物体间的作用力是相互的，所以一个物体对另一个物体施加作用力的同时，也会受到另一个物体对它的作用力，所以选项B正确。    由力的概念不难得出，静止的物体同样可以受到力的作用，所以选项C错误，磁铁吸引铁块，磁铁对铁块施加了力，但磁铁和铁块可能并没有接触，可见，选项D错误。   说明：力是物体间的相互作用，只要有力产生，就同时存在受力体和施力体。力的产生与物体是否有生命、是否相互接触、是否运动无关，只有真正理解了力的概念，才能从力的说法和争正确的判断和解释。例2 如右图所示，一个被吊着的空心均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开让水慢慢流出的过程中，球壳与水的共同重心将会：A一直下降        B一直不变        C先下降后上升        D先上升后下降  解析：在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变；但水的重心下降，二者共同的重心在下降，当水流出的完时，重心又回到球心，所以选项C正确。  说明：重心的位置与物体的形状和质量有关，形状和质量发生变化时，将会引起重心的变化。【课余练习】作业：P62，第2、4题