高一物理上冊必修1《重力 基本相互作用》教案
教學(xué)準備
教學(xué)目標
1.知道力的概念及矢量性，會作力的圖示.
2.了解重力產(chǎn)生的原因，會確定重力的大小和方向，理解重心的概念.
3.了解自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)重難點
1.力的概念及矢量性，作力的圖示.
2.重力產(chǎn)生的原因，確定重力的大小和方向，重心的概念，自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)過程
[知識探究]
一、力和力的圖示
[問題設(shè)計]
做一做以下實驗，看看會發(fā)生什么現(xiàn)象，總結(jié)力有哪些作用效果.
圖1 圖2
(1)小鋼球在較光滑的玻璃板上做直線運動，在小鋼球的正前方放一磁鐵(如圖1)，小鋼球靠近磁鐵時;
(2)在與小鋼球運動方向垂直的位置放一塊磁鐵(如圖2);
(3)分別用手拉和壓彈簧.
答案 (1)小鋼球的速度越來越大;(2)小鋼球的速度方向發(fā)生了變化;(3)用手拉彈簧，彈簧伸長;用手壓彈簧，彈簧縮短.
力的作用效果有：使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變.
[要點提煉]
1.力的特性
(1)力的物質(zhì)性：力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而獨立存在.我們談到一個力時，一定同時具有受力物體和施力物體.
(2)力的相互性：力總是成對出現(xiàn)的.施力物體同時又是受力物體，受力物體同時又是施力物體.
(3)矢量性：力不僅有大小而且有方向.
2.力的作用效果：改變物體的運動狀態(tài)或使物體發(fā)生形變.
說明 只要一個物體的速度變化了，不管是速度的大小還是速度的方向改變了，物體的運動狀態(tài)就發(fā)生變化.
3.力的表示方法
(1)力的圖示：用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力.
①線段的長短(嚴格按標度畫)表示力的大小;②箭頭指向表示力的方向;③箭尾(或箭頭)常 畫在力的作用點上(在有些問題中為了方便，常把物體用一個點表示).
注意 (1)標度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計.一般情況下， 線段應(yīng)取2～5個整數(shù)段標度的長度.(2)畫同一物體受到的不同力時要用同一標度.
(2)力的示意圖：用一條帶箭頭的線段表示力的方向和作用點.
[延伸思考]
是否只有接觸的物體之間才有力的作用?舉例說明.
答案 不是.例如：兩個相距一定距離的同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引;同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引等.
二、重力
[問題設(shè)計]
秋天到了，金黃的樹葉離開枝頭總是落向地面;高山流水，水總是由高處流向低處;無論你以多大的速度跳起，最終總會落到地面上……試解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因.
答案 地面附近的一切物體都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才會使物體落向地面，才會使水往低處流.
[要點提煉]
1.重力定義：由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力.
2.產(chǎn)生原因：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力.但不能說成“重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力”.
3.大?。篏=mg，g為重力加速度，g=9.8m/s2，同一地點，重力的大小與質(zhì)量成正比，不同地點重力的大小因g值不同而不同.(注意：重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他力無關(guān))
4.方向：重力的方向總是豎直向下的(豎直向下不是垂直于支撐面向下，也不是指向地心).
5.作用點：在重心上.
(1)重心是物體各 部分所受重力的等效作用點.
(2)重心位置與質(zhì)量分布和物體形狀有關(guān)，質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物體上.
[典例精析]
一、對力的概念的理解
例1 下列關(guān)于力的說法中正確的是( )
A.甲用力把乙推倒，說 明甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用
B.只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受力，不會施力
C.任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體
D.兩個力的大小都是5N，則這 兩個力一定相同
解析 甲推乙的同時，乙也在推甲，力的作用是相互的，A錯;不論物體是否有生命或是否有動力，它們受到別的物體作用時都會施力.例如馬拉車時，車也拉馬;書向下壓桌子，桌子也向上支撐書，B錯;由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個物體都受到別的物體的作用，是受力物體，同時也對其他物體施力，即又是施力物體，C對;力是矢量，比較兩個力是否相同，除了比較其大小還要比較其方向，D錯.
答案 C
二、力的圖示和示意圖
例2 在圖3甲中木箱P點，用與水平方向成30°角斜向右上的150N的力拉木箱;在圖乙中木塊的Q點，用與豎直方向成60°角斜向左上的20N的力把木塊抵在墻壁上.試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖.
圖3
答案 如圖所示
三、重力和重心的特點
例3 關(guān)于重力和重心，下列說法正確的是( )
A.當物體漂浮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狀的變化而改變
解析 物體的重力與物體所處狀態(tài)無關(guān)，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狀及質(zhì)量分布有關(guān)，只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心才在其幾何中心，C錯，D對.
答案 D
[課堂要點小結(jié)]
[自我檢測]
1.(對力的概念的理解)關(guān)于力，下列說法正確的是( )
A.有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以這個力可以沒有施力物體
B.力不能離開物體而存在
C.不接觸的物體之間一定沒有力的作用
D.有的物體只是施力物體而不是受力物體
答案 B
解析 此題可根據(jù)力的產(chǎn)生條件來判斷，抓住“力是物體與物體之間的相互作用”，要想有力，必須同時存在施力物體和受力物體，兩者缺一不可.一個物體在對其他物體施加力的同時一定受到其他物體力的作用，即是施力物體同時又是受力物體，故A、D錯誤.C項則歪曲了力產(chǎn)生的條件，只要兩物體發(fā)生相互作用即可產(chǎn)生力，不一定非得接觸，故C錯誤.
2.(重力的特 點)關(guān)于物體所受的重力，以下說法正確的是( )
A.物體只有在地面上靜止時才受到重力作用
B.物體落向地面時，它受到的重力大于它靜止時所受到的重力
C.物體在向上拋出時受到的重力小于它靜止時所受到的重力
D.同一物體在同一地點，不論其運動狀態(tài)如何，它所受到的重力都是一樣大的
答案 D
解析 物體所受的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的大小為G=mg.可見對同一物體(m一定)，在同一地點(g一定)，重力大小是相同的，而與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，因此選項A、B、C均錯誤，只有選項D是正確的.
3.(對重心的理解)下列關(guān)于重心的說法中正確的是( )
A.任何有規(guī)則形狀的物體，它的重心一定與它的幾何中心重合
B.用一條繩子把一個物體懸掛起來，物體處于完全靜止狀態(tài)，該物體的 重 心不一定在繩子的延長線上
C.任何物體的重心都在物體內(nèi)，不可能在物體外
D.重心與物體的形狀和物體的質(zhì)量分布有關(guān)
答案 D
解析 重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心才在物體的幾何中心，A錯誤，D正確;用一條繩子把一個物體懸掛起來，物體處于完全靜止狀態(tài)時，物體的重力與繩子的拉力平衡，由二力平衡的知識可知，物體的重心一定在繩子的延長線上，B錯誤;重心是物體各部分所受重力的等效作用點，可以在物體上也可以不在物體上，C錯誤.
4.(力的圖示和示意圖)如圖4所示，疊放的物體A、B靜止在水平地面上，物體A對物體B的壓力是10N，試畫出這個力的圖示和示意圖.
圖4
答案 見解析
解析 (1)畫力的圖示：
①選定標度：此題用2mm長的線段表示2N的力.
②從作用點沿力的方向畫一線段，線段長短根據(jù)選定的標度和力的大小畫出，線段上加刻度，如圖甲所示，也可以如圖乙所示，從O點(用O點代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標度(即10mm)的線段;
③在線段上加箭頭表示力的方向.
(2)畫力的示意圖：從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段，并加上箭頭，表示方向，然后標明FN=10N即可，如圖丙所示.
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教學(xué)準備
教學(xué)目標
1.知道力的概念及矢量性，會作力的圖示.
2.了解重力產(chǎn)生的原因，會確定重力的大小和方向，理解重心的概念.
3.了解自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)重難點
1.力的概念及矢量性，作力的圖示.
2.重力產(chǎn)生的原因，確定重力的大小和方向，重心的概念，自然界中四種基本相互作用.
教學(xué)過程
[知識探究]
一、力和力的圖示
[問題設(shè)計]
做一做以下實驗，看看會發(fā)生什么現(xiàn)象，總結(jié)力有哪些作用效果.
圖1 圖2
(1)小鋼球在較光滑的玻璃板上做直線運動，在小鋼球的正前方放一磁鐵(如圖1)，小鋼球靠近磁鐵時;
(2)在與小鋼球運動方向垂直的位置放一塊磁鐵(如圖2);
(3)分別用手拉和壓彈簧.
答案 (1)小鋼球的速度越來越大;(2)小鋼球的速度方向發(fā)生了變化;(3)用手拉彈簧，彈簧伸長;用手壓彈簧，彈簧縮短.
力的作用效果有：使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變.
[要點提煉]
1.力的特性
(1)力的物質(zhì)性：力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而獨立存在.我們談到一個力時，一定同時具有受力物體和施力物體.
(2)力的相互性：力總是成對出現(xiàn)的.施力物體同時又是受力物體，受力物體同時又是施力物體.
(3)矢量性：力不僅有大小而且有方向.
2.力的作用效果：改變物體的運動狀態(tài)或使物體發(fā)生形變.
說明 只要一個物體的速度變化了，不管是速度的大小還是速度的方向改變了，物體的運動狀態(tài)就發(fā)生變化.
3.力的表示方法
(1)力的圖示：用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力.
①線段的長短(嚴格按標度畫)表示力的大小;②箭頭指向表示力的方向;③箭尾(或箭頭)常 畫在力的作用點上(在有些問題中為了方便，常把物體用一個點表示).
注意 (1)標度的選取應(yīng)根據(jù)力的大小合理設(shè)計.一般情況下， 線段應(yīng)取2～5個整數(shù)段標度的長度.(2)畫同一物體受到的不同力時要用同一標度.
(2)力的示意圖：用一條帶箭頭的線段表示力的方向和作用點.
[延伸思考]
是否只有接觸的物體之間才有力的作用?舉例說明.
答案 不是.例如：兩個相距一定距離的同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引;同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引等.
二、重力
[問題設(shè)計]
秋天到了，金黃的樹葉離開枝頭總是落向地面;高山流水，水總是由高處流向低處;無論你以多大的速度跳起，最終總會落到地面上……試解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因.
答案 地面附近的一切物體都受到地球的吸引作用.正是由于地球的吸引才會使物體落向地面，才會使水往低處流.
[要點提煉]
1.重力定義：由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力.
2.產(chǎn)生原因：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力.但不能說成“重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力”.
3.大?。篏=mg，g為重力加速度，g=9.8m/s2，同一地點，重力的大小與質(zhì)量成正比，不同地點重力的大小因g值不同而不同.(注意：重力的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，與物體是否受其他力無關(guān))
4.方向：重力的方向總是豎直向下的(豎直向下不是垂直于支撐面向下，也不是指向地心).
5.作用點：在重心上.
(1)重心是物體各 部分所受重力的等效作用點.
(2)重心位置與質(zhì)量分布和物體形狀有關(guān)，質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物體上.
[典例精析]
一、對力的概念的理解
例1 下列關(guān)于力的說法中正確的是( )
A.甲用力把乙推倒，說 明甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用
B.只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受力，不會施力
C.任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體
D.兩個力的大小都是5N，則這 兩個力一定相同
解析 甲推乙的同時，乙也在推甲，力的作用是相互的，A錯;不論物體是否有生命或是否有動力，它們受到別的物體作用時都會施力.例如馬拉車時，車也拉馬;書向下壓桌子，桌子也向上支撐書，B錯;由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個物體都受到別的物體的作用，是受力物體，同時也對其他物體施力，即又是施力物體，C對;力是矢量，比較兩個力是否相同，除了比較其大小還要比較其方向，D錯.
答案 C
二、力的圖示和示意圖
例2 在圖3甲中木箱P點，用與水平方向成30°角斜向右上的150N的力拉木箱;在圖乙中木塊的Q點，用與豎直方向成60°角斜向左上的20N的力把木塊抵在墻壁上.試作出甲、乙兩圖中所給力的圖示，并作出圖丙中電燈所受重力和拉力的示意圖.
圖3
答案 如圖所示
三、重力和重心的特點
例3 關(guān)于重力和重心，下列說法正確的是( )
A.當物體漂浮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狀的變化而改變
解析 物體的重力與物體所處狀態(tài)無關(guān)，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狀及質(zhì)量分布有關(guān)，只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心才在其幾何中心，C錯，D對.
答案 D
[課堂要點小結(jié)]
[自我檢測]
1.(對力的概念的理解)關(guān)于力，下列說法正確的是( )
A.有的物體自己就有力，如爆炸的手榴彈，所以這個力可以沒有施力物體
B.力不能離開物體而存在
C.不接觸的物體之間一定沒有力的作用
D.有的物體只是施力物體而不是受力物體
答案 B
解析 此題可根據(jù)力的產(chǎn)生條件來判斷，抓住“力是物體與物體之間的相互作用”，要想有力，必須同時存在施力物體和受力物體，兩者缺一不可.一個物體在對其他物體施加力的同時一定受到其他物體力的作用，即是施力物體同時又是受力物體，故A、D錯誤.C項則歪曲了力產(chǎn)生的條件，只要兩物體發(fā)生相互作用即可產(chǎn)生力，不一定非得接觸，故C錯誤.
2.(重力的特 點)關(guān)于物體所受的重力，以下說法正確的是( )
A.物體只有在地面上靜止時才受到重力作用
B.物體落向地面時，它受到的重力大于它靜止時所受到的重力
C.物體在向上拋出時受到的重力小于它靜止時所受到的重力
D.同一物體在同一地點，不論其運動狀態(tài)如何，它所受到的重力都是一樣大的
答案 D
解析 物體所受的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，重力的大小為G=mg.可見對同一物體(m一定)，在同一地點(g一定)，重力大小是相同的，而與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，因此選項A、B、C均錯誤，只有選項D是正確的.
3.(對重心的理解)下列關(guān)于重心的說法中正確的是( )
A.任何有規(guī)則形狀的物體，它的重心一定與它的幾何中心重合
B.用一條繩子把一個物體懸掛起來，物體處于完全靜止狀態(tài)，該物體的 重 心不一定在繩子的延長線上
C.任何物體的重心都在物體內(nèi)，不可能在物體外
D.重心與物體的形狀和物體的質(zhì)量分布有關(guān)
答案 D
解析 重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，只有形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心才在物體的幾何中心，A錯誤，D正確;用一條繩子把一個物體懸掛起來，物體處于完全靜止狀態(tài)時，物體的重力與繩子的拉力平衡，由二力平衡的知識可知，物體的重心一定在繩子的延長線上，B錯誤;重心是物體各部分所受重力的等效作用點，可以在物體上也可以不在物體上，C錯誤.
4.(力的圖示和示意圖)如圖4所示，疊放的物體A、B靜止在水平地面上，物體A對物體B的壓力是10N，試畫出這個力的圖示和示意圖.
圖4
答案 見解析
解析 (1)畫力的圖示：
①選定標度：此題用2mm長的線段表示2N的力.
②從作用點沿力的方向畫一線段，線段長短根據(jù)選定的標度和力的大小畫出，線段上加刻度，如圖甲所示，也可以如圖乙所示，從O點(用O點代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標度(即10mm)的線段;
③在線段上加箭頭表示力的方向.
(2)畫力的示意圖：從作用點或從B的中心處沿力的方向畫一線段，并加上箭頭，表示方向，然后標明FN=10N即可，如圖丙所示.
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