高一物理上册必修1《重力 基本相互作用》教案

  高一物理上册必修1《重力 基本相互作用》教案

  教学准备

  教学目标

  1.知道力的概念及矢量性,会作力的图示.

  2.了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.

  3.了解自然界中四种基本相互作用.

  教学重难点

  1.力的概念及矢量性,作力的图示.

  2.重力产生的原因,确定重力的大小和方向,重心的概念,自然界中四种基本相互作用.

  教学过程

  [知识探究]

  一、力和力的图示

  [问题设计]

  做一做以下实验,看看会发生什么现象,总结力有哪些作用效果.

  图1       图2

  (1)小钢球在较光滑的玻璃板上做直线运动,在小钢球的正前方放一磁铁(如图1),小钢球靠近磁铁时;

  (2)在与小钢球运动方向垂直的位置放一块磁铁(如图2);

  (3)分别用手拉和压弹簧.

  答案 (1)小钢球的速度越来越大;(2)小钢球的速度方向发生了变化;(3)用手拉弹簧,弹簧伸长;用手压弹簧,弹簧缩短.

  力的作用效果有:使物体的运动状态发生变化或使物体发生形变.

  [要点提炼]

  1.力的特性

  (1)力的物质性:力是物体间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在.我们谈到一个力时,一定同时具有受力物体和施力物体.

  (2)力的相互性:力总是成对出现的.施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.

  (3)矢量性:力不仅有大小而且有方向.

  2.力的作用效果:改变物体的运动状态或使物体发生形变.

  说明 只要一个物体的速度变化了,不管是速度的大小还是速度的方向改变了,物体的运动状态就发生变化.

  3.力的表示方法

  (1)力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力.

  ①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;②箭头指向表示力的方向;③箭尾(或箭头)常 画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把物体用一个点表示).

  注意 (1)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下, 线段应取2~5个整数段标度的长度.(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度.

  (2)力的示意图:用一条带箭头的线段表示力的方向和作用点.

  [延伸思考]

  是否只有接触的物体之间才有力的作用?举例说明.

  答案 不是.例如:两个相距一定距离的同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引等.

  二、重力

  [问题设计]

  秋天到了,金黄的树叶离开枝头总是落向地面;高山流水,水总是由高处流向低处;无论你以多大的速度跳起,最终总会落到地面上……试解释产生上述现象的原因.

  答案 地面附近的一切物体都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才会使物体落向地面,才会使水往低处流.

  [要点提炼]

  1.重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力.

  2.产生原因:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”.

  3.大小:G=mg,g为重力加速度,g=9.8m/s2,同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点重力的大小因g值不同而不同.(注意:重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关)

  4.方向:重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下,也不是指向地心).

  5.作用点:在重心上.

  (1)重心是物体各 部分所受重力的等效作用点.

  (2)重心位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物体上.

  [典例精析]

  一、对力的概念的理解

  例1  下列关于力的说法中正确的是(  )

  A.甲用力把乙推倒,说 明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用

  B.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

  C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体

  D.两个力的大小都是5N,则这 两个力一定相同

  解析 甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A错;不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时都会施力.例如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上支撑书,B错;由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体,所以每一个物体都受到别的物体的作用,是受力物体,同时也对其他物体施力,即又是施力物体,C对;力是矢量,比较两个力是否相同,除了比较其大小还要比较其方向,D错.

  答案 C

  二、力的图示和示意图

  例2  在图3甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上的150N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上的20N的力把木块抵在墙壁上.试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.

  图3

  答案 如图所示

  三、重力和重心的特点

  例3  关于重力和重心,下列说法正确的是(  )

  A.当物体漂浮在水面上时重力会减小

  B.放置在水平面上的物体对水平面的压力 就是物体的重力

  C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上

  D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变

  解析 物体的重力与物体所处状态无关,A错;物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同,B错;物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关,只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心,C错,D对.

  答案 D

  [课堂要点小结]

  [自我检测]

  1.(对力的概念的理解)关于力,下列说法正确的是(  )

  A.有的物体自己就有力,如爆炸的手榴弹,所以这个力可以没有施力物体

  B.力不能离开物体而存在

  C.不接触的物体之间一定没有力的作用

  D.有的物体只是施力物体而不是受力物体

  答案 B

  解析 此题可根据力的产生条件来判断,抓住“力是物体与物体之间的相互作用”,要想有力,必须同时存在施力物体和受力物体,两者缺一不可.一个物体在对其他物体施加力的同时一定受到其他物体力的作用,即是施力物体同时又是受力物体,故A、D错误.C项则歪曲了力产生的条件,只要两物体发生相互作用即可产生力,不一定非得接触,故C错误.

  2.(重力的特 点)关于物体所受的重力,以下说法正确的是(  )

  A.物体只有在地面上静止时才受到重力作用

  B.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受到的重力

  C.物体在向上抛出时受到的重力小于它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的

  答案 D

  解析 物体所受的重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的大小为G=mg.可见对同一物体(m一定),在同一地点(g一定),重力大小是相同的,而与物体的运动状态无关,因此选项A、B、C均错误,只有选项D是正确的.

  3.(对重心的理解)下列关于重心的说法中正确的是(  )

  A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合

  B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的 重 心不一定在绳子的延长线上

  C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外

  D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关

  答案 D

  解析 重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则、质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心,A错误,D正确;用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态时,物体的重力与绳子的拉力平衡,由二力平衡的知识可知,物体的重心一定在绳子的延长线上,B错误;重心是物体各部分所受重力的等效作用点,可以在物体上也可以不在物体上,C错误.

  4.(力的图示和示意图)如图4所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.

  图4

  答案 见解析

  解析 (1)画力的图示:

  ①选定标度:此题用2mm长的线段表示2N的力.

  ②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10mm)的线段;

  ③在线段上加箭头表示力的方向.

  (2)画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明FN=10N即可,如图丙所示.

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