2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修1 第3章相互作用-力第1节重力与弹力(15)课件

重力与弹力重力与弹力 一、力的初步概念一、力的初步概念1力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用(即力的物质性即力的物质性)【例例1】(创创新新题题)力力的的概概念念是是从从打打击击碰碰撞撞过过程程中中抽抽象象出出来来的的.1966年年曾曾在在地地球球的的上上空空完完成成了了以以牛牛顿顿第第二二定定律律为为基基础础的的测测定定质质量量的的实实验验,实实验验时时,用用双双子子星星号号宇宇宙宙飞飞船船(简简称称飞飞船船)去去接接触触正正在在轨轨道道上上运运行行的的火火箭箭组组(简简称称火火箭箭,发发动动机机已已熄熄火火),如如图图所所示示,接接触触以以后后,开开动动飞飞船船尾尾部部的的推推进进器器,使使飞飞船船和和火火箭箭共共同同加加速速,推进器的平均推力为推进器的平均推力为F,下列说法正确的是下列说法正确的是()A推力推力F是由宇宙飞船和火箭的相互作用产生的是由宇宙飞船和火箭的相互作用产生的B推力推力F通过飞船传递给了火箭通过飞船传递给了火箭,火箭受力为火箭受力为FC力力F是宇宙飞船和周围的空气间的相互作用产生的是宇宙飞船和周围的空气间的相互作用产生的D力力F是是宇宇宙宙飞飞船船和和推推进进器器喷喷出出的的物物质质间间的的相相互互作作用用产产生的生的【答案答案】D【名名师师点点拨拨】“力力是是物物体体对对物物体体的的作作用用”中中涉涉及及到到两两个个物物体体,从从受受力力分分析析的的角角度度来来理理解解,把把其其中中的的一一个个物物体体称称为为“施施力力物物体体”,另另一一个个物物体体则则称称为为“受受力力物物体体”,其其中中“施施力力物物体体”和和“受受力力物物体体”是是相相对对的的.但但对对研研究究的的物物体体来来说说,受受力力物物体体是是确确定定的的,就就是是研研究究对对象象.力力一一定定是是物物体体对对物物体体的的作作用用,在在“受受力力分分析析”中中,如如果果分分析析的的某某一一个个力力找找不不到到施施力力物物体体,那那么么这这个个力力是是不不存存在在的的.这这是是“受受力力分分析析”中中防防止止添添力力的的一一个个重重要要方方法法.如如惯惯性性作作用用下下的的物物体体运运动动(飞飞出出的的炮炮弹弹),不不受受所所谓谓的的“惯惯力力”.所所谓谓的的“惯力惯力”找不到施力物体找不到施力物体.2物体间力的作用总是相互的物体间力的作用总是相互的(即力的相互性即力的相互性)【例例2】(创创新新题题)台台秤秤上上放放一一重重40 N的的盛盛水水的的杯杯子子,有有一一重重物物挂挂在在弹弹簧簧上上,在在空空气气中中弹弹簧簧秤秤的的读读数数是是20 N,当当重重物物浸浸在在水水中中时时,弹弹簧簧秤秤的的读读数数是是12 N如如图图所所示示,这这时时台台秤秤的的读读数数应应是是()A52 N B48 NC40 N D32 N【解解析析】台台秤秤的的读读数数应应是是台台秤秤所所受受的的压压力力,压压力力在在数数值值上上等等于于G杯杯与与重重物物所所受受浮浮力力的的和和,重重物物所所受受浮浮力力F浮浮20 N12 N8 N,故故台台秤秤的的读读数数为为N秤秤40 N8 N48 N,故故选选项项B正正确确【答案答案】B3力的三要素力的三要素大小、方向、作用点大小、方向、作用点表示力的方法有表示力的方法有“力的图示力的图示”和和“力的示意图力的示意图”(1)“力力的的图图示示”要要求求较较严严格格,必必须须把把力力的的三三要要素素都都表表达达出出来来即即线线段段的的长长短短表表示示力力的的大大小小,(同同时时还还要要标标度度),箭箭头头表表示示力力的的方方向向,在在力力的的作作用用处处画画一一点点表表示示力力的的作作用用点点其其中中箭箭头头有有时时易丢易丢,这样力的矢量性就无法表达出来这样力的矢量性就无法表达出来【例例3】一一轻轻杆杆BO,其其O端端用用光光滑滑铰铰链链连连接接在在固固定定竖竖直直杆杆AO上上,B端端挂挂一一重重物物,且且系系一一细细绳绳,细细绳绳跨跨过过杆杆顶顶A处处的的光光滑滑小小滑滑轮轮,用用力力F拉拉住住,如如图图所所示示,现现将将细细绳绳缓缓慢慢往往左左拉拉,使使杆杆BO与与杆杆AO间间的的夹夹角角逐逐渐渐减减小小,则则在在此此过过程程中中,拉拉力力F及及杆杆OB所所受受压压力力FN的大小变化情况是的大小变化情况是()AFN先减小先减小,后增大后增大BFN始终不变始终不变CF先减小先减小,后增大后增大DF始终不变始终不变【解解析析】取取BO杆杆的的B端端为为研研究究对对象象,受受到到绳绳子子拉拉力力(大大小小为为F)、BO杆杆的的支支持持力力FN和和悬悬挂挂重重物物的的绳绳子子的的拉拉力力(大大小小为为G)的的作作用用,将将FN与与G合合成成,其其合合力力与与F等等值值相相反反,如如图图所所示示,得得到到一一个个力力三三角角形形(如如图图画画斜斜线线部部分分),此此力力三三角角形形与与几几何何三三角角形形OBA相相似似,可利用相似三角形对应边成比例来解可利用相似三角形对应边成比例来解【答案答案】B【名名师师点点拨拨】本本题题之之所所以以用用相相似似三三角角形形的的边边之之比比与与力力之之比比相相等等,力力的的大大小小与与边边长长之之比比成成正正比比,其其依依据据在在于于“力力的的图图示示”中中可可用用线线段段的的长长短短来来表表示示力力的的大大小小这这也也是是求求解解力力的的合合成成与分解的一种重要方法与分解的一种重要方法(2)“力力的的示示意意图图”只只表表示示力力的的方方向向和和作作用用点点,对对大大小小只只要要能能大大致致描描绘绘出出即即可可在在“受受力力分分析析”中中使使用用“力力的的示示意意图图”,其力的作用点一般画在其力的作用点一般画在“质心质心”上上.【名名师师点点拨拨】因因力力是是矢矢量量,除除了了大大小小、方方向向这这些些一一般般矢矢量量具具有有的的“共共性性”外外,还还有有“作作用用点点”这这一一“个个性性”,而而“作作用用点点”在力矩问题的求解中显得格外重要！在力矩问题的求解中显得格外重要！4力的测量力的测量力的测量用的是测力计力的测量用的是测力计,一般用弹簧秤来测量一般用弹簧秤来测量判断一种测量仪器是测力的判断一种测量仪器是测力的,还是测质量的还是测质量的,依据是：依据是：凡凡是是利利用用F0原原理理来来测测量量的的工工具具都都是是测测力力的的,如如弹弹簧簧秤秤凡凡是是利利用用M0原原理理来来测测量量的的工工具具都都是是测测质质量量的的,如如天天平平、杆秤等杆秤等【例例4】如如图图所所示示,四四个个完完全全相相同同的的弹弹簧簧都都处处于于水水平平位位置置,它它们们的的右右端端受受到到大大小小皆皆为为F的的拉拉力力作作用用,而而左左端端的的情情况况各各不不相相同同：中中弹弹簧簧的的左左端端固固定定在在墙墙上上,中中弹弹簧簧的的左左端端受受大大小小也也为为F的的拉拉力力作作用用,中中弹弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块块,物物块块在在光光滑滑的的桌桌面面上上滑滑动动,中中弹弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块块,物物块块在在有有摩摩擦擦的的桌桌面面上上滑滑动动若若认认为为弹弹簧簧的的质质量量都都为为零零,以以l1、l2、l3、l4依依次次表表示示四四个个弹弹簧的伸长量簧的伸长量,则有则有()Al2l1 Bl4l3Cl1l3 Dl2l4【解解析析】由由于于弹弹簧簧质质量量不不考考虑虑,所所以以四四种种情情况况下下弹弹簧簧的的伸伸长长量量只只由由力力F决决定定,力力F相相同同,则则弹弹簧簧伸伸长长量量相相同同,故故D选选项项正正确确【答案答案】D【名名师师点点拨拨】弹弹簧簧秤秤的的示示数数表表示示弹弹簧簧秤秤受受到到的的拉拉力力大大小小,不不是是弹弹簧簧秤秤所所受受的的合合外外力力称称量量时时,弹弹簧簧秤秤受受到到的的合合力力为为0,如图如图,弹簧秤示数均为弹簧秤示数均为G.5力的作用效果力的作用效果力有两种作用效果力有两种作用效果,可从可从“动动”与与“静静”两方面把握两方面把握(1)使物体发生形变使物体发生形变如如课课本本小小实实验验(显显示示微微小小形形变变),用用力力握握墨墨水水瓶瓶,形形变变效效应应是是通过细管水面的升与降来体现的通过细管水面的升与降来体现的【例例5】(教教材材变变式式题题)如如图图所所示示,在在一一张张大大桌桌子子上上放放两两个个平平面面镜镜M和和N,让让一一束束光光依依次次被被这这两两面面镜镜子子反反射射,最最后后射射到到刻刻度度尺尺L上上,形形成成一一个个光光点点P,若若P点点向向下下移移,则则压压力力F的的变变化化及及该该实实验验试图说明的问题是试图说明的问题是()A增大；光的反射定律增大；光的反射定律B增大；显示力的微小形变增大；显示力的微小形变C减小；光的反射定律减小；光的反射定律 D减小；显示力的微小形变减小；显示力的微小形变【解解析析】本本题题源源于于教教材材,综综合合考考查查：力力的的微微小小形形变变的的机机械械放放大大的的方方法法及及光光的的反反射射在在其其中中的的应应用用根根据据光光的的反反射射定定律律和和M、N镜镜面面的的变变化化由由作作图图可可知知P点点下下移移,说说明明F增增大大,故故选选B项项【答案答案】B(2)使物体运动状态变化的原因使物体运动状态变化的原因(或使物体产生加速度或使物体产生加速度)特别强调：力不是产生和维持运动的原因特别强调：力不是产生和维持运动的原因6力的分类力的分类(1)按力的性质分：按力的性质分：可可分分为为万万有有引引力力(包包含含重重力力)、弹弹力力、摩摩擦擦力力、分分子子力力、电电磁力、核力等磁力、核力等(2)按力的作用效果分：按力的作用效果分：可可分分为为压压力力、支支持持力力、动动力力、阻阻力力、向向心心力力、回回复复力力等等(3)按作用方式分：按作用方式分：可可分分为为场场力力和和接接触触力力、万万有有引引力力、电电磁磁力力等等均均属属于于场场力力,弹力、摩擦力等均属于接触力弹力、摩擦力等均属于接触力(4)按研究对象分：按研究对象分：可分为外力和内力可分为外力和内力【名名师师点点拨拨】该该知知识识点点在在“受受力力分分析析”中中应应注注意意：“受受力力分分析析”分分析析的的是是性性质质力力,不不是是效效果果力力如如：对对做做圆圆周周运运动动的的物物体体进进行行受受力力分分析析,不不能能添添加加“向向心心力力”,因因“向向心心力力”是是效效果果力力对对确确定定的的研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析,分分析析的的是是“外外力力”不不是是“内力内力”二、重力二、重力1重力产生的原因重力产生的原因地球表面附近物体由于地球的吸引而使物体受到的力地球表面附近物体由于地球的吸引而使物体受到的力【名名师师点点拨拨】(1)深深刻刻理理解解“地地球球表表面面附附近近”重重力力是是由由于于地地面面附附近近的的物物体体受受到到地地球球的的万万有有引引力力而而产产生生的的,但但并并不不等等于于该该引引力力,因因为为此此引引力力除除产产生生重重力力外外,还还要要提提供供物物体体随随地地球球自自转转所所需需的的向向心心力力因因物物体体在在地地球球上上不不同同纬纬度度处处随随地地球球自自转转所所需需向向心心力力大大小小不不同同,故故同同一一物物体体在在地地球球上上不不同同纬纬度度处处重重力力大大小小不不同同一一般般情情况况下下,可可不不考考虑虑地地球球的的自自转转效效应应,除除非非在在专专门门讨讨论论重重力意义时才加以区别力意义时才加以区别【例例6】关于重力的说法中关于重力的说法中,正确的是正确的是()A重力就是地球对物体的万有引力重力就是地球对物体的万有引力B重力是物体因地球吸引而受到的力重力是物体因地球吸引而受到的力C重力的大小等于物体对支持面的压力重力的大小等于物体对支持面的压力D重力的方向始终指向地心重力的方向始终指向地心【答案答案】B2重力的大小重力的大小(1)计算：计算：Gmg,其其中中g9.8 N/kg,无无特特殊殊说说明明均均取取此此值值,粗粗略略计计算算g10 N/kg.【例例7】有有一一批批记记者者