PAGE14-第1節重力與重心學習目標核心素養形成脈絡1.知道力是物體間的相互作用，會用力的圖示和示意圖來描述力．2．知道重力的大小、方向和測量方法．3．理解重心的概念及知道物體重心的位置的影響因素.一、力的描述1．力的定義：物體與物體之間的相互作用．2．力的作用效果：使物體的形態或運動狀態發生變更．3．力的單位：力的單位是牛頓，簡稱牛，符號N.4．力的矢量性：力是矢量，既有大小又有方向．5．力的圖示：可以用一條帶箭頭的線段表示力．線段的長短表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，箭頭(或箭尾)所在的位置表示力的作用點，線段所在的直線叫做力的作用線．二、重力及其測量1．重力：由于地球吸引而使物體受到的力．2．測量：重力的大小可以用彈簧測力計測出，測量時物體必需保持靜止，這樣物體對測力計的拉力才等于物體受到的重力，體檢時常用磅秤來測量體重．3．大小：可用公式G＝mg計算得出，式中g是比例系數，g＝9.8_N/kg．4．方向：總是豎直向下．三、物體的重心1．重心：物體的各部分都受重力作用，從效果上看可認為各部分所受到的重力作用集中于一點，這一點稱為物體的重心．2．確定物體重心位置的因素(1)物體的形態；(2)物體的質量分布．3．物體重心與穩定的關系：重心越高，物體的穩定性越差；重心越低，物體的穩定性越好．思維辨析(1)只有接觸的物體間才會有力的作用．()(2)只要兩個力的大小、方向相同，這兩個力的作用效果就相同．()(3)要想描述清晰一個力須要指明力的大小、方向和作用點．()(4)重力是由于地球的吸引而產生的，但它的方向不肯定指向地心．()(5)質量大的物體受到的重力肯定比質量小的物體受到的重力大．()提示：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×基礎理解(1)視察下列圖片，分析力的作用產生什么效果？①圖中撐桿跳運動員的作用力使撐桿彎曲．②圖中運動員踢球的力使足球變更了運動方向．(2)圖甲所示，蘋果落向地面；圖乙所示，建筑上應用重垂線檢測墻壁是否豎直．①為什么樹上的蘋果總要落向地面？②為什么運用重垂線能檢測墻壁是否豎直？提示：(1)①力可以使物體發生形變．②力可以使物體的運動狀態發生變更．(2)①蘋果受重力作用．②因重力的方向是豎直向下的．力和力的圖示[學生用書P47]問題導引圖中的甲、乙描述的是某小摯友拉車的情景．(1)哪幅圖對力的表示更精確？(2)兩幅圖表示力的方法有何不同？[要點提示](1)甲圖(2)甲圖是力的圖示，用一條帶箭頭的線段表示力，用線段的長度描述力的大小，箭頭表示力的方向，箭尾所在位置表示力的作用點；乙圖是力的示意圖，它只描述力的方向和作用點，不能描述力的大小．【核心深化】1．力的三特性質性質理解物質性力是物體對物體的作用，脫離物體而獨立存在的力是不存在的，一個力肯定同時具有受力物體和施力物體相互性物體之間力的作用是相互的，只要一個物體對另一個物體施加了力的作用，另一個物體也肯定會對這個物體施加力的作用矢量性力是矢量，不僅有大小，而且有方向2.力的作用效果(1)力的作用效果(2)影響力的作用效果的三要素：力的大小、方向和作用點．3．力的圖示與力的示意圖的比較作圖步驟力的圖示力的示意圖選標度選定標度(用某一長度的線段表示肯定大小的力)畫線段從作用點起先沿力的方向畫一線段，依據選定的標度和力的大小按比例確定線段長度從作用點起先沿力的方向畫一適當長度的線段標方向在線段的末端標出箭頭，表示力的方向在線段的末端標出箭頭，表示力的方向以后除有特殊說明外一般畫力的示意圖而不畫力的圖示．關鍵實力1對力的理解(多選)(2024·棗莊高一月考)2024年8月24日，鄒市明獲得殊榮——“最多奧林匹克運動會男子拳擊次特輕量級金牌獲得者”吉尼斯世界紀錄稱號(鄒市明曾獲得2屆奧運會拳擊冠軍、3屆拳擊世錦賽冠軍、WBO蠅量級拳王)，下列說法中正確的是()A．鄒市明在拳擊競賽時，給對手一記重拳“KO”獲勝，說明鄒市明對對手施加了力，而對手未對鄒市明施加力B．鄒市明對對手施加了力，施力物體是鄒市明C．鄒市明一記重拳，對手感覺到痛而鄒市明未感覺到痛，說明力的作用不是相互的D．鄒市明給對手一記重拳，對手是受力物體，同時也是施力物體[解析]鄒市明一記重拳“KO”對手，鄒市明對對手施力的同時，對手對鄒市明也施加了力，選項A錯誤，B、D正確；鄒市明打對手一拳，對手感覺到痛而鄒市明未感覺到痛，說明身體不同部位耐受實力不同，而不能說明力的作用不是相互的，選項C錯誤．[答案]BD關鍵實力2力的描述在圖甲中木箱P點，用與水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱；在圖乙中木塊的Q點，用與豎直方向成60°角斜向左上方的20N的力推木塊，使木塊靜止在墻壁上，在圖丙中電燈靜止懸掛．(1)作出甲、乙兩圖中所給力的圖示．(2)作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖．[答案]如圖所示eq\a\vs4\al()畫力的圖示的方法和步驟(多選)關于力的概念，下列說法中正確的是()A．力是使物體發生形變或使物體的運動狀態發生變更的緣由B．一個力必定聯系著兩個物體，其中每個物體既是施力物體又是受力物體C．只要兩個力的大小相等，它們產生的作用效果肯定相同D．兩個物體相互作用，其相互作用力是有先后的解析：選AB.從力的基本概念動身，依據力的兩個作用效果，可知選項A正確．依據力的相互性，可知選項B正確．依據力的三要素，可知力的作用效果不僅與力的大小有關，還與力的方向和作用點的位置有關，選項C錯誤．物體間的相互作用力是同時的，沒有時間上的先后依次，選項D錯誤．對重力與重心的理解[學生用書P48]問題導引1．如圖所示，用彈簧測力計可以測量物體的重力大小．(1)重力大小與物體的質量有什么關系？(2)同一物體分別在北京和上海用測力計稱其重力，示數是否相同？2．“馬踏飛燕”是漢代藝術家超群藝術的結晶，如圖所示，飛奔的駿馬用一只馬蹄穩穩地踏在飛燕上．駿馬的重心是否肯定在飛燕所在的豎直線上？物體的重心肯定在物體上嗎？[要點提示]1.(1)G＝mg(2)不同2.是不肯定【核心深化】1．對重力的理解(1)產生：重力是由于地球的吸引而產生的，但由于其自轉的影響，重力一般不等于地球對物體的引力．(2)大小①同一地點，不同物體重力的大小與其質量成正比．②不同地點，同一物體的重力隨所處緯度的上升而增大，隨海拔高度的增大而減小．(3)方向：重力的方向總是豎直向下．重力的方向不肯定“垂直地面對下”或“指向地心”．2．對重心的理解(1)特點：重心是物體各處所受重力的等效作用點，并非物體的其他部分不受重力作用．(2)重心的位置及確定因素①位置：重心的位置可以在物體上，也可以在物體外．②確定因素a．物體質量分布狀況．b．物體的形態．(3)重心位置的確定方法①質量分布勻稱、形態規則的物體的重心就在其幾何中心上．②形態不規則的物體，重心與物體的形態、質量分布狀況均有關．關鍵實力1重力的理解(多選)關于重力，下列說法正確的是()A．重力就是地球對物體的吸引力，其方向必定指向地心B．重力的大小可以用彈簧測力計或桿秤干脆測出C．質量大的物體所受重力可能比質量小的物體所受重力小D．物體對懸繩的拉力或對支撐面的壓力的大小可以不等于重力[解析]重力產生的緣由是地球對物體的吸引，但通常狀況下重力只是地球對物體的吸引力的一部分，重力的方向豎直向下，但并不肯定指向地心，所以選項A錯誤．桿秤測量的是物體的質量而非重力，選項B錯誤．由公式G＝mg可知，重力的大小由質量m和g值共同確定，由于在不同的地理位置g值可能不同，因此質量大的物體與質量小的物體在不同的地理位置處因g值的差異，有可能質量大的物體所受重力反而小，選項C正確．用一根懸繩吊起一個物體，當物體靜止時對該豎直懸繩的拉力大小等于物體的重力，當物體擺起來時對該懸繩的拉力大小不等于物體的重力；把物體靜止于一水平支撐物上，物體對該水平支撐物的壓力大小等于物體的重力．物體靜止于斜面上，物體對該支撐面的壓力大小不等于物體的重力，選項D正確．[答案]CD關鍵實力2重心的理解(2024·浙江溫州中學高一月考)關于物體的重心，下列說法正確的是()A．物體的重心肯定在物體上B．用線豎直懸掛的物體靜止時，線的方向不肯定通過其重心C．一磚塊平放、側放或立放時，其重心在磚內的位置不變D．舞蹈演員在做各種美麗的動作時，其重心位置不變[解析]質地勻稱，外形規則的物體的重心在物體的幾何中心上，可能不在物體上，故A錯誤；依據二力平衡可知，用一根細線懸掛的物體靜止時，細線方向肯定通過其重心，故B錯誤；物體的質量分布與形態沒有發生變更，其重心的位置與物體的擺放方式無關，故C正確；舞蹈演員在做各種美麗的動作時，身體形態發生變更，因此會影響其重心的位置，故D錯誤．[答案]Ceq\a\vs4\al()重心及重心的確定方法(1)固定形態的物體的重心，與物體所在的位置及放置方式和運動狀態均無關．物體形態變更時或質量分布發生變更時，其重心位置可能變更．(2)質量分布勻稱，形態規則的物體的重心在其幾何中心處．(3)形態不規則的物體的重心可以通過“支撐法”或“懸掛法”確定．原理：二力平衡時，兩個力等大反向．支撐法：軸對稱的碗、碟等，它們的重心在中垂線上，可用二力平衡的方法確定．懸掛法：對于不規則的薄板狀物體，可以用懸掛法確定其重心的位置．【達標練習】1．(多選)(2024·深圳中學測試)如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運動，依據圖中所給信息和所學學問你可以得出的結論是()A．物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置與物體形態和質量分布有關D．力是使物體運動的緣由解析：選AC.物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點，這個點就是物體的重心，重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，所以A正確，B錯誤；從題圖中可以看出，汽車(包括貨物)的形態和質量分布發生變更，重心的位置就發生變更，故C正確；力不是使物體運動的緣由，而是變更物體運動狀態的緣由，所以D錯誤．2．下列說法中正確的是()A．物體重力的大小等于它對豎直懸繩拉力的大小或等于它對水平支持面壓力的大小B．在地球各處的重力方向都是相同的C．重心是志向化的物理模型D．對某一物體而言，其重力的大小總是一個恒量，與物體所處位置無關解析：選C.物體重力的大小與它對豎直懸線的拉力或它對水平支持面壓力的大小并不肯定相等，A選項不對．在地球上各處的重力都是豎直向下的，但各個地方的豎直向下并不是指向同一方向，例如南極和北極的重力方向恰好相反，同一物體在不同緯度處的重力大小也是不同的，地球表面上，越靠近兩極g越大，所以B、D是不正確的．重心是為探討問題便利而引入的一個物理模型，物體各個部分都受重力作用，可以等效地看作集中在一點上，所以C是正確的．[隨堂檢測][學生用書P49]1．(多選)下列關于力的作用效果的敘述正確的是()A．物體的運動狀態發生變更必定是物體受到力的作用B．物體的運動狀態沒有發生變更，物體也可能受到力的作用C．力的作用效果不僅取決于力的大小和方向，還與力的作用點有關D．力作用在物體上，必定同時出現形變和運動狀態的變更解析：選ABC.因為力是變更物體運動狀態的緣由，故物體的運動狀態發生變更，必定受到力的作用，故A正確；由于力的作用效果是使物體發生形變或變更物體的運動狀態，兩者可同時發生，也可不同時發生，故B正確，D錯誤；力的作用效果取決于力的三要素，故C正確．2．關于如圖所示的兩個力F1和F2，下列說法正確的是()A．F1＝F2，因為表示兩個力的線段一樣長B．F1>F2，因為表示F1的標度大C．F1<F2，因為F1只有兩個標度的長度，而F2具有三個標度的長度D．無法比較，因為兩個力的標度的大小未知解析：選D.在力的圖示中，所表示的力的大小取決于圖中標度的大小和線段的長短，離開了標度的大小，僅由線段的長度無法比較F1和F2的大小，所以選項D正確．3．(2024·福州三校期中聯考)關于重力，下列說法正確的是()A．重力的方向總是垂直地面對下B．重力的大小只與質量有關C．重心概念的建立應用了等效替代的思想D．物體所受的重力只有受力物體，沒有施力物體解析：選C.重力方向是豎直向下，而不是垂直地面對下，故A錯誤；重力的大小G＝mg，地面上同一點處物體所受重力的大小與它的質量成正比，但是由于地球表面不同緯度和海拔高度不同的地方g值不同，同一物體在不同地方重力有變更，故B錯誤；重心是物體各部分所受重力的等效作用點，所以重心概念的建立應用了等效替代的思想，故C項正確；物體所受的重力是由于地球對物體的吸引產生的，所以物體所受的重力的施力物體為地球，故D項錯誤．4．關于重心，下列說法正確的是()A．重心就是物體上最重的一點B．重心就是物體的幾何中心C．直鐵絲被折彎后，重心便不在中點，但肯定還在鐵絲上D．重心是物體的各部分所受重力的等效作用點解析：選D.重心是物體所受重力的等效作用點，并不是只有重心才受重力，故D正確，A錯誤．質量分布勻稱、有規則形態的物體的重心才在其幾何中心，故B錯誤．物體的重心不肯定在物體上，如粗細勻稱的鐵絲被彎成圓時，其重心在圓心處，而不在鐵絲上，故C錯誤．5．如圖所示，已知各物體的質量都相等且都處于靜止狀態，試在圖上分別畫出它們所受重力的示意圖．解析：重力的方向豎直向下，重力的作用點位于物體的重心上，質量分布勻稱、形態規則的物體的重心在其幾何中心上．重力的示意圖如圖所示．答案：見解析圖[課時作業][學生用書P130(單獨成冊)]一、單項選擇題1．下述關于力的說法中正確的是()A．力是物體對物體的作用B．只有干脆接觸的物體間才有力的作用C．力可以離開物體而獨立存在D．力的大小相同，產生的效果肯定相同解析：選A.由力的特性知，力是物體與物體間的相互作用，力不能離開物體而單獨存在，不相互接觸的物體間仍可存在力的作用，力的作用效果由大小、方向、作用點共同確定，故A正確，B、C、D均錯誤．2．殲-20戰機是中國最近研制出的第五代隱身重型殲擊機．它以具有隱身性、高機動性以及先進的航電系統讓世界震驚．關于殲-20戰機的受力下列說法正確的是()A．戰機受到的重力指向地心B．戰機受重力的同時，它也對地球產生引力C．戰機向前運動的推力無施力物體D．戰機勻速飛行，它不受重力作用解析：選B.重力的方向豎直向下，不肯定指向地心，故A錯誤．由于地球對戰機的吸引而產生了重力，同時戰機也對地球有引力作用，力的作用是相互的，故B正確．任何力都有施力物體，戰機向前的推力來自于空氣，故C錯誤．任何在地球旁邊的物體都受重力作用，故D錯誤．3．關于不倒翁不倒的緣由，是它的重心設計奇妙，下列說法中正確的是()A．重心在不倒翁的幾何中心上B．不倒翁的重心很高C．不倒翁的重心很低D．不倒翁的重心不在物體上解析：選C.由于物體在其他條件不變的狀況下，重心越低，物體的穩定性越好，不倒翁的重心肯定做得很低，C對，A、B、D均不對．4．下圖中表示的是小車所受外力F的圖示，所選標度都相同，則對于小車的運動，作用效果相同的是()A．F1和F2 B．F1和F4C．F1、F3和F4 D．都不相同解析：選B.依據力的圖示和力的矢量性可知，F1和F4大小、方向相同，故選項B正確．5.如圖所示，蘋果在空氣中下落時()A．只受重力B．只受空氣阻力C．受重力和空氣阻力D．所受合力肯定為零答案：C6．關于重力和重心，下列說法正確的是()A．當物體漂移在水面上時重力會減小B．放置在水平面上的物體對水平面的壓力就是物體的重力C．物體的重心位置總是在物體的幾何中心上D．物體的重心位置可能隨物體形態的變更而變更解析：選D.物體的重力與物體所處狀態無關，A錯；物體對水平面的壓力與物體的重力的施力物體及受力物體不同，B錯；物體的重心位置與物體的形態及質量分布有關，只有質量分布勻稱，形態規則的物體的重心才在其幾何中心上，C錯，D對．7．下面關于重心位置的說法正確的是()A．汽車上的貨物卸下后，汽車的重心位置降低了B．物體在斜面上下滑時，物體的重心相對該物體降低了C．對于形態規則的物體，重心肯定在物體的幾何中心D．對于重力肯定的物體，無論其形態如何變更，其重心位置不變解析：選A.重心位置隨質量分布狀況的變更而變更，選項A正確．物體的重心相對自身位置不變，選項B錯誤．質量分布勻稱、形態規則的物體的重心在其幾何中心上，選項C錯誤．物體的形態變更，質量分布變更，重心位置也要發生變更，選項D錯誤．8．(2024·貴州黔東南州期末)一個重20N的物體沿斜面下滑，關于該物體重力的圖示，下圖所示的四個圖中正確的是()解析：選A.物體的重力為20N，標度設為5N，方向豎直向下，作用點在重心，因此物體所受重力的圖示不正確的是B、C、D選項，A正確．二、多項選擇題9．(2024·濟南高一檢測)在體育運動中，人的身體重心位置隨著姿態的變更而變更．如圖所示，下列各姿態中身體重心位于體內的是()解析：選ACD.人的質量分布近似勻稱，故重心位置與形態有關，由圖可知，選項A、C、D中人的重心位于體內，選項B中人的重心位于體外．10．有一圓形的勻稱薄板，若將其中心再挖掉一個小圓板成一個圓環，如圖所示，下面說法不正確的是()A．重心向外側偏移，重力減小B．重力和重心都沒有變C．重力減小，重心位置沒有變D．重力減小，重心位置不存在解析：選ABD.圓板和圓環均屬于質量分布勻稱、有規則形