3.1重力 基本相互作用
3.1重力 基本相互作用
3.瓦工常用 重垂线 瓦工常用_____________来检查墙砌得是否竖直， 来检查墙砌得是否竖直， 瓦工常用 来检查墙砌得是否竖直 其根据是____________________。 其根据是 。 重力的方向总是竖直向下
例题： 例题：
1.在公式 ＝mg中， G指__________，单位是 N 在公式G＝ 中 在公式 指 重力 ，单位是________； m指 ； 指 __________，单位是 千克 ，单位是________；g ＝_____________，表示的物 ； ， 9.8N⁄Kg 质量 理意义是______________________________________。 理意义是 质量为 质量为1kg的物体，所受重力的大小是 的物体， 的物体 所受重力的大小是9.8N 。 2.一铁块质量为 一铁块质量为200g，则它的物重为多大？ 一铁块质量为 ，则它的物重为多大？ G＝mg＝0.2kg×9.8N⁄kg＝1.96N ＝ ＝ × ＝ 3.下列物体中，物重为10N的可能是 下列物体中，物重为 的可能是-----------------（ C 下列物体中 的可能是 （ ） A、一头牛； B、一头羊； C、一件羊毛衫； 、一头牛； 、一头羊； 、一件羊毛衫； 4.一根绳子能承受的最大拉力是 一根绳子能承受的最大拉力是1000N，能否用它拉起质量为 一根绳子能承受的最大拉力是 ， 100kg的物体？ 的物体？ 的物体 方法1： ＝ ＝ 方法 ：G＝mg＝100kg×9.8N⁄kg＝980N＜1000N × ＝ ＜ 方法2： ＝ ＝ 方法 ：m＝G⁄g＝1000N ⁄(9.8N ⁄kg)≈102kg＞100kg ＞
3.1 重力 基本相互作用
1、概念：力是物体与物体之间的相互作用
2、作用效果： 1）改变物体的运动状态
2）使物体发生形变 3.力的三性 ① 物质性：力不能离开物体而独立存在。 但物体之间发生相互作用时并不一定相互接触。 ② 相互性：力总是成对出现。 它们互为施力物体和受力物体。 ③ 矢Hale Waihona Puke 性：力不仅有大小、而且有方向。
大小
四种基本相互作用
电磁相互 作用 弱电统一
非接触性力 原子核 1015 m
万有引力
弱相互 作用
强相互 作用
大统一 统一场
关于相互作用，下列说法正确的是：
A.
B.
√
C.
D.
地球对较近的月球有引力作用，对遥远的火 星则没有引力的作用 原子核中质子和中子能紧密地保持在一起， 是因为它们之间存在弱相互作用 电荷间的相互作用和磁体间的相互作用，本 质上是同一种相互作用的不同表现 强相互作用的作用范围比电磁相互作用的作 用范围大
?
因为运 动员对 球作用 的结果
再看一下图片
树枝为什么会发生弯曲？
因为是积雪对它作用的结果。
用手拉动弹簧，弹簧会有什么变化？
弹簧伸长，发生了形变！
是手对弹簧作用的结果。
归纳：两种发生情况的原因
1、物体运动状态 发生变化。
2、物体发生 形变。
?
其他物体作用的结果
生活中我们说： 用力了！
科学告诉我们： 是相互作用！
二力平衡时,绳子拉力与重力处在同 一直线上,重心必然在这条直线上。
重 心 的 应 用
重 心 的 应 用
背越式
跨越式
视频演示
当物体形状、位置改变，重心就有可能改变
令“爱因斯坦”都惊讶的中 国“永动机”—重心变化原 理
§3.1重力 基本相互作用
G
G
1.重力的方向不一定与接触面垂直. 2.地球不同地方重力方向不同。 18:13
第三章 相互作用—§1 重力 基本相互作用 14
2
重力
必修1
4、重力的作用点 重力的作用点在哪？
G 1 G2 G3 Gi Gi+1 Gn
G
G
改变运 动状态
1) 重心的定义:一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果 上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一 点叫做物体的重心. 重力的等效作用点
12
2
重力
必修1
2、重力的大小
1)测量：物体静止时对竖直悬绳（弹簧秤）的拉力（图甲）或对水平支 持物的压力（图乙）,大小等于物体受到的重力大小.
注意:⑴条件时物体处于静止状态；⑵只是 拉力或压力与重力数值上相等，实质上是 不同的；⑶重力的大小可以由弹簧秤测出。 2)计算：重力的大小跟它的质量m成正
比,即：G =mg其中g=9.8N/kg
注意：⑴对给定的物体在确定的位置，它的重力一定 与它所处的运动状态无关； ⑵重力的大小可以由公式G=mg计算求得。 18:13 第三章 相互作用—§1 重力 基本相互作用
13
2
重力
必修1
3、重力的方向
悬挂物体的绳子静止时总是竖直下垂的，由静止开始落向地 面的物体总是竖直下落的，可见重力的方向是竖直向下的. 即: 重力的方向总是竖直向下的（或与水平面垂直向下）。
【第三章】相互作用
第三章
相互作用
必修 1 相互作用是我们从现代自然科学的观点 『必修 1』 【复习导入】 考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。 自然科学证实了……相互作用是事物的 真正的终极原因 ——恩格斯
§3.1重力基本相互作用
§3.1 重力 基本相互作用
力是什么? 是力气吗? No! 是推、拉、提、压、碰、打。 No!
力到底是什么？
生活中,我们很熟悉的东西,其实
我们并不了解。
今天,让我们来认识力。
场景一：
点球后，足球 由静止变为运 动
场景二：
接球后，足球 由运动变为静 止
场景三：
头球后，足 球改变了运 动方向
物体由静止变为运动。 物体由运动变为静止。
物体运动状态 发生变化。
物体的运动方向发生变化。
物
体
的体→源自积 发生变化
。
物
体
→
的 形
状
发
生
变
化
。
物体的体积发生变化。 物体的形状发生变化。
物体发生 形变。
物体运动状态 发生变化。
物体发生 形变。
?
其他物体作用的结果
生活中我们说： 我用力了！
科学告诉我 们说：力是
B、一直不变
C、先下降后上升 D、先上升后下降
• B、甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用， 乙对甲没有力的作用
• C、只有有生命或有动力的物体才会施力，无 生命或无动力的物体只会受力不会施力。
• D、任何一个物体，一定既是受力物体，也是 施力物体。
关于物体的重心，以下说法中正确的是
（ ABC ）
A．物体的重心不一定在物体上 B．用线悬挂的物体静止时，细线方向一
定通过重心 C．一块砖平放、侧放或立放时，其重心
在砖内的位置不变 D．舞蹈演员在做各种优美动作时，其重
心的位置不变
练习1：
一个被吊着的均匀的球壳，其内部注满
了水，在球的底部有一带阀门的细出水口。
3.1重力、基本相互作用
随堂演练
• 解析：当汲水瓶空着时，由于瓶的重心高于绳的悬 点，它就会倾倒；把它放在水里，水就会自动流进 去，当瓶中汲入适量的水(达到瓶容积的60%～70%) 时，瓶的重心降到绳的悬点以下，一提绳，汲水瓶 就会被直立着提上来．如果瓶中的水太满，瓶的重 心又高于绳的悬点，瓶会自动倾倒，将多余的水倒 出．这种汲水瓶巧妙地通过重心变换，使得汲水方 便、省力，又能控制汲水量，充分体现了我国古代 劳动人民的智慧．
一、力的概念
④力的瞬时性：有力则有加速度，力消失，加 速度亦消失。 (3)力的作用效果： ①使物体产生形变(即物体的形状或体积发生变 化)； ②使物体的运动状态发生改变(即物体的速度大 小或运动方向发生改变)。力的作用效果是由 力的大小、方向和作用点共同决定的。
一、力的概念
特别提醒： (1)相互作用的物体，可以直接接触，也可以不 接触，但作用力必然是成对出现的． (2)并非有生命的物体才是施力物体，也并非先 有施力物体后有受力物体． (3)任何一个力都独立地产生作用效果，使物体 发生形变或使物体运动状态发生变化．
随堂演练
• 下列关于物体重力的说法中正确的是( ) • A．地球上的物体在运动时才受到重力 • B．同一物体在某处向上抛出后所受重力较小，向下 抛出后所受重力较大 • C．某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动 无关，重力大小是相同的 • D．物体所受重力大小只与其质量有关 • 答案：C
随堂演练
•
• • • •
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，当水由小孔慢慢流出的过程 中，空心球壳和水的共同重心将会( ) A．一直下降 B．一直上升 C．先升高后降低 D．先降低后升高
随堂演练
•
(2009·山东济南)在对重力的本质还未认清 之前，我国古代劳动人民就有了比较复杂的应 用．我国西安半坡出土了一件距今约5000年的 尖底陶器，如图所示，这种陶瓶口小腹大，有 两耳在瓶腰偏下的地方，底尖，若用两根绳子 系住两耳吊起瓶子，就能从井口取水，试分析 人们是怎样利用尖底陶瓶从井中取水的．
课件4：3.1 重力 基本相互作用
※
理解力的概念，知道力的作用效果，能分清受力物 体和施力物体
※※ 掌握力的图示方法，能正确画出力的图示或示意图
※※
知道重力产生的原因，掌握重力的大小和方向，知 道重心的概念
※ 初步了解自然界中四种基本相互作用
我们在初中已经学过力的一些简单知识，如图表示在地球 表面上的一个人，正在用弹簧测力计测定一个物体所受的重 力。(为了能更好地说明问题，这张图把一个真实的情景夸大 了。)这一节我们就来更深入地探究力的性质。
答案：B
点评：关于重力的大小，应注意其决定因素是物体的质量 和g值，与是否受其他力及运动状态无关。关于重力的测量应 注意其条件是物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
2．重力的测量：在实验室里，重力的大小可以用测力计 测量；工业上用电子吊秤可以称更重的物体。
测量原理：二力平衡时，两个力大小相等。 测量条件：物体处于静止或匀速直线运动时。 测量方法：用测力计将待测物体悬挂起来处于静止状态， 测力计的读数在数值上等于重力的大小。 3．重力的大小：由于G＝mg，在同一地点，重力的大小 与质量成正比；在不同地点，如从两极到赤道或离地面越高， g值均减小，从而使同一物体的重力也有所不同；物体的重力 与其运动状态无关。
4．重力的方向：重力总是竖直向下的。竖直向下不能说 成垂直向下，垂直要看接触面，重力和水平面垂直，与斜面并 不垂直。物体在自由释放后总是竖直向下的，就说明了重力的 方向。
5．对重心的理解 (1)重心是重力的等效作用点。 (2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外。如一个 圆形平板的重心在板上，而一个铜环的重心就不在环上。
(3)本章重点：重力、弹力、摩擦力的产生和方向判定、 大小计算及共点力的合成与分解。
本章难点：应用平行四边形定则求解共点力的合成与分解。
高中物理必修一 3.1重力 基本相互作用
二、 重力
1、定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力(地球
附近的所有物体都受到重力的作用)
2、方向：竖直向下
3、大小：G=mg（g=9.8N/kg）
自由落体加速度
测量：弹簧秤
思考：两个相等质量的物体所受到的重力相等吗？
4、作用点－－重心 （1）重心：物体的各部分都受到重力的作用，
从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中 于一点（即重心）
A．一直下降 C．先升高后降低
B．一直上升 D．先降低后升高
三、四种相互作用
1、万有引力：
存在于一切物体之间 随距离增大而减小
宏
2、电磁相互作用：
存在于电荷之间和磁体之间 随距离增大而减小
观
3、强相互作用和弱相互作用：
作用范围小，10－15m；
微
超过这个界限，急剧减小为零
观
强相互作用的强度是弱相互作用的1012倍
二力平衡时，绳子拉力与重力处在 同一直线上，重心必然在这条直线上。
【例2】如图所示，把一个平放着的、边长为1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？
【例3】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，当水由小孔慢慢流出的过程中，
空心球壳和水的共同重心将会（ D ）
注意：1、标度应根据力的大小来合理的选定 2、画同一物体所受到的不同力时要用同一个标度
4、力的示意图：
用一条带箭头的线段来表示力的作用
点和方向 。（对物体进行受力分析时，
F
一般画示意图）
G
5、力的分类 按力的性质命名：重力、弹力、摩擦力、电场力、 磁场力 按力的效果命名：动力、阻力、压力、拉力、支 持力、浮力
高中物理必修一3.1重力、基本相互作用
姓名班级时间§3.1 重力基本相互作用【导学目标】1、知道力是使物体运动状态发生改变和发生形变的原因。
2、认识力是物体间的相互作用，分清受力物体和施力物体。
3、知道力的三要素，会用力的示意图和力的图示来表示物体受力情况。
4、知道重力产生的原因，理解重力的大小和方向，知道重心的概念。
5、初步了解四种基本相互作用力的作用特点和作用范围。
【导学过程】【问题一】力1运动状态发生改变2一个物体的运动状态发生变化或者形变都是与这个物体的结果。
3力的定义：。
4力的单位（国际单位制）：简称，符号：。
5一个力的产生必然至少同时存在两个物体，一个物体和一个物体。
【问题二】力的表示方法1力是（标量或者矢量），故其既有也有。
2力的图示：用带箭头表示力，箭头的方向表示力的；箭头的长短表示力的；箭头的头端或者尾端的落点表示力的。
3力的示意图：只是表示出力的和。
4目前为止我们所学的矢量有：。
【问题三】重力1、重力是由于而使物体受到的力，重力方向总是。
实验室中，测量重力的仪器是，其大小等于时拉弹簧测力计的拉力。
2、G=mg（式中m为物体，单位，g为当地的，大小为。
）【问题四】重心1、在研究重力对一个物体的时，可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在，这个点就是重力的，叫做物体的，任何一个物体都有重心，且只有个重心。
重心的位置与物体的和有关，物体的重心不一定在物体上。
2、物体的重心越稳定；物体的支持面越稳定。
【问题五】四种基本相互作用四种基本相互作用【导学典例】【典例】跳高姿势的变迁从跳高运动史看，100年内跳高的姿势发生了五次变革，跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种．每改革一次姿势，跳高的世界纪录就提高一次．跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一，但是在姿势的变化中包含着什么物理原理呢？如上图所示，采用不同姿势过杆的运动员在越过横杆的时候，他们的重心距横杆的距离不一样．跨越式过杆时，人体的重心必须在横杆上面几十厘米，即使是优秀的运动员也要有0.3 m左右．我们知道，人体在运动时，重心在身体的位置往往会随着运动而改变．假如某个运动员身高是1.80 m，他直立的时候，重心距地面大约为1.09 m，立定跳高时可以达到脚掌离地0.7 m，如果用跨越式过杆，重心在横杆上0.3 m，这样他跃过横杆的高度大约是1.09 m＋0.7 m－0.3 m＝1.49 m．所以要达到跨越式创造的世界纪录1.70 m是很不容易的．如果这个运动员换一种姿势，用俯卧式或背越式这两种姿势过杆的时候，重心十分接近横杆，那么他的跳高成绩提高到1.70 m是不太费力的，但是要越过2 m以上还是有困难的．能否让人体的重心从横杆的下面钻过去呢？实际上，背越式跳高就是这样．运动员起跳时，身体侧转，背对横杆，用力向上摆动腿和双臂以增加蹬地的力量，当人体腾空过杆的时候，运动员用伸直双腿的办法使自己的重心较低，腰向后大幅度弯曲，头和双肩先越过横杆，再迅速收腿，这时候双肩和背部代替了起跳时的双腿，继续保持较低的人体重心，所以优秀的运动员可以使自己的重心在横杆下面0.2 m左右．重新计算一下，就是1.09 m＋0.7 m＋0.2 m＝1.99 m，在弹跳力不变的情况下运动员的成绩轻松地提高了许多．【导学反馈】1．以下有关力的说法错误的是()A．力是物体对物体的作用，离开了物体就没有力的作用B．物体间力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体C．力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的3种要素D．在各种力中，只有重力没有施力物体2．下面关于力的说法中正确的是()A．力的作用离不开施力物体，但可以没有受力物体，如拳击运动员一拳出去却没打着对方，此时只有施力物体而没有受力物体B．只有直接接触的物体之间才可能有力的作用C．力是物体对物体的作用，施力物体和受力物体总是成对出现的D．没有施力物体和受力物体，力照样可以存在3．关于重心，下列说法中正确的是()A．重心就是物体上最重的一点B．重心就是物体的几何中心C．直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上D．重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点4．在足球比赛中，一前锋队员面对对方的守门员，用脚轻轻地将球一挑，足球在空中划过一道弧线进入球门．若不计空气阻力，使足球在空中飞行时运动状态发生变化的力的施力物体是() A．前锋队员 B．地球C．守门员D．足球5．一个重20 N的物体沿着斜面下滑，在下图中关于物体受到的重力的图示正确的是()6.如图3－1－7所示，把一个平放着的、边长为l的均质立方体绕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？。
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练习2、关于物体所受的重力，以下说法中正 确的是（ ） A、物体只有在地面静止时才受到重力作用 B、物体在自由下落时所受的重力小于物体在 静止时所受到的重力 C、物体在向上抛出时受到的重力大于物体在 静止时所受到的重力 D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如 何，它所受到的重力都是一样大 重力与质量的关系：G=mg
用一条有向线段表示力
力和力的图示
画力的示意图的步骤
选定标度 从作用点沿力的方向画一条线段 根据选定的标度和力的大小按 比例确定线段的长度，并在线 段上加上刻度 在线段的末端加箭头表示力的方 向，箭尾在力的作用点上，力的 方向所沿的直线叫力的作用线。
20 N
例：请表示出：用100N沿水平向 右方向拉小车的力。
练习3、关于力的下述说法中正确的是（ A．力是物体对物体的作用 B．只有直接接触的物体间才有力的作用 C．力可以离开物体而独立存在 D．力的大小可以用天平直接测量 物体与物体之间的作用是相互的
）
重力和重心
重心在生活的应用
基本相互作用
1
引力相互作用
存在于一切物体之间的相互作用力， 2 电磁相互作用 相互作用的强度随距离的增大而减小。 存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流 3 强相互作用 之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表 现，作用规律与万有引力相似。 存在于原子核内质子质子、质子与中子、中子与 弱相互作用 4 中子之间，它是短程力，作用范围只有约10－15 m 在放射现象中发现的， 是短程力，作用范围在10—16 m； 强度只有强相互作用的10－12
一个物体在苍山称 量重100N，那么在 赤道上面称量应该 大于还是小于100N？
一堆棉花在苍山称 是100N，到了赤道 称还是100N，棉花 是变干了还是变湿 了？
想一想？
重力和重心
重力的作用点——重心 一个物体的各个部分都受到重力作用,从效 果上看.我们可以认为各个部分受到重力的作用集 中于一点，这一点叫做物体的——重心。
大小变化
方向变化
大小和方向变化都变化
改变物体 运动状态
体积形状 改变
使物体 发生形变
物体运动状态 发生变化。
物体发生 形变。
?
其他物体作用的结果
生活中我们说： 我用力了！
科学告诉我们说： 力是。。。
力和力的图示
力是物体对物体的作用 力的作用效果 使物体运动状态发生变 化，或者发生形变 力的矢量性 力不仅有大小，而且有方向 力是矢量 力的基本性质 力的三要素 力不能离不开物体而独立存在 力的单位 大小、方向、作用点 力的作用是相互的，具有相互性 牛顿，简称牛，符号符号 N 力的图示
等 效
m1g , m2g … mng
mg
重力和重心
（重力的等效作用点）
常见物体的重心
重力和重心
影响重心位置的因素
均匀 形状 分布
规则
重心位置
物 体 质 量 分布不 形状
均匀
几何 中心
不规则 规则 不规则 重心位置
？
怎么 办？
重力和重心
实验法 —— 悬挂法或支撑法
原理？ 二力平衡 / 交轨法
二力平衡时，绳子拉力与重力处 在同一直线上，重心必然在这条直线上。
力分类
从力的性质来分
重力、弹力和摩擦力
从力的效果来分
重力和重心
重力的产生 由于地球的吸引而使物体受到的力
地球 重力的施力物体是 _______
重力的大小 G = mg
可由弹簧秤测定
重力的方向 竖直向下
随 纬 度 升 高 ， 重 力 加 速 度 增 大
一般取 g = 9.8m/s2 , 粗略计算可以取 g =10m/s2 。
课堂小结
1
力
2
重力
3
基本相互作用
重力的大小 力的定义 引力相互作用 力的性质 电磁相互作用 重力的方向 力的作用效果 强相互作用 重力的作用点 力的三要素 弱相互作用 —— 重心 力的单位 力的测量 力的图示 力的分类
重力 基本相互作用
“力”之美
掷 铁 饼 者
作 者 |
米 隆
“力”之大
嗨！
一 举 定 乾 坤
“力”之奇
翘
生活中的力无处不在
力
力是什么?
是力气吗?
No!
是推、拉、提、压、碰、打吗？ No!
力到底是什么？
生活中,我们很熟悉的东西,其实 我们并不了解。
速度改变
重力和重心
关于重心位置的几点说明
1
2 3 4
物体的重心不一定在物体上 物体的重心随质量分布的变化而变化 物体的重心随形状的变化而变化 物体的质量分布及形状不变时，物体 的重心相对物体的位置不会发生改变
练习1、关于物体的重心，以下说法中不正 确的是 （ ） A．物体的重心不一定在物体上 B．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定 通过重心 C．一块砖平放、侧放或立放时，其重心在 砖内的位置不变 D．形状规则的任何物体的重心都在它的几 何中心上