重力与重心

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4.1《重力与重心》教案
一. 内容：
重力与重心
知识重点：
1. 理解力的概念，知道力是矢量。
2. 知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。
3. 知道重心的概念以及均匀物体重心的位置。
二. 重点、难点：
1. 知道力的作用效果，知道力的名称可按力的性质和力的作用效果来命名。
2. 知道重力的大小和方向，会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。
主要内容讲解：
一. 力
1. 定义：力是物体间的相互作用
2. 特征：
1）物质性：产生力的前提是有物体，而且是两个物体。
一个孤立的物体不会存在力，力不能脱离开施力物体和受力物体而独立存在。在研究一个物体受力时，不一定指明施力物体，但施力物体一定存在且能找到。
2）相互性：只要有力发生，就一定有施力物体和受力物体；施力物体同时也是受力物体。
3）矢量性：力既有大小又有方向。
例1. 下列关于力的说法中正确的是
A. 射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用
B. 甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，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到力
D. 任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
解析：子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体；故不存在，所以A错。物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故说法B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，马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C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，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故说法D正确。
3. 力的作用效果：
1）使物体发生形变
2）可使物体的运动状态发生改变
4. 力的三要素：大小、方向、作用点（即哪些因素影响了力的作用效果？）
5. 力的表示：
1）力的图示：就是用一根带箭头的线段来表示力。要准确地表示出力的三要素
例2. 小车在水平方向受到向右的100N的力F，如何表示这个力呢？
解：首先确定比例如下：

根据条件画出力的图示如下：

说明：在力的图示中，必须明确表示出力的作用点、方向和大小，即必须明确表示出力的三要素。

2）力的示意图。
在分析物体的受力情况时，只需要在图中画出力的方向，不画大小，表示物体在这个方向上受到了力。
6. 力的种类：
按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
按效果分：拉力、压力、支持力、浮力、动力、阻力等。
7. 力的测量：弹簧秤
二. 重力与重心
1. 重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
重力并不是地球的吸引力，而是由于吸引力产生的，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。
重力的反作用力：是物体对地球的引力，作用在地球上。
例3. 关于重力的说法，正确的是
A. 重力就是地球对物体的吸引力
B. 只有静止的物体才受到重力
C. 同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力
D. 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
答案：CD
解析：重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，地球对物体的吸引力产生两个效果：一个效果是吸引力的一部分使物体绕地球转动；另一个效果即另一部分力才是重力，也就是说重力通常只是吸引力的一部分。重力只决定于地球对物体的作用，而与物体的运动状态无关，也与物体是否受到其他力的作用无关。
2. 重力的方向和大小
1）重力的方向竖直向下。
强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。
2）重力大小与物体质量关系：
G＝mg（g＝9.8N/kg）
强调：g值在地球的不同位置取值不同，同学阅读课本内容可知，赤道上g值最小，而两极g值最大。一般的处理方法：在地面附近不太大的范围内，可认为g值是恒定的。
3）测量：悬挂在弹簧秤下，静止时弹簧秤的示数
3. 重心：
通俗点讲，重心就是重力的作用点。就是在研究问题时，从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点就叫物体的重心。
我们把物体的全部质量压缩成一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效代替的思想。
1）质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。

2）质量分布均匀的形状不规则的薄板的重心可用悬挂法找到。

归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。
3）质量分布不均匀的物体，重心的位置即跟形状有关，也与质量分布有关。
比如：往高处叠放东西，重心不断随高度而上移。
4. 重心与稳定：
重心的高低与支承面的大小决定物体的稳定程度。
当重力作用线落到物体的支持面以外时，物体就会倾倒
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
1. 下列关于力的说法正确的是
A. 一个力可能有两个施力物体
B. 不存在不受力的物体
C. 物体受到力的作用，其运动状态未必改变
D. 物体发生形变时，一定受到力的作用
2. 关于力的说法，正确的是
A. 有力作用在物体上，其运动状态一定改变
B. 力是使物体产生形变的原因
C. 力的三要素相同，作用效果一定相同
D. 一对互相平衡的力一定是相同性质的力
3. 下列说法中正确的是
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. 有物体存在就一定存在力
4. 如果地面上一切物体受到的重力都消失了，则不可能出现的现象是
A. 江河的水不会流动
B. 鸡毛和铁球都可以悬浮在空中
C. 天不会下雨
D. 一切物体的质量都变为零
5. 关于物体的重心，下列说法正确的是
A. 物体的重心一定在物体上
B. 任何物体的重心都在它的几何中心上
C. 物体的形状发生改变其重心位置一定改变
D. 物体放置的位置发生改变，重心对物体的位置不会改变
6. 图1所示的ABC是木匠用的曲尺，它是用粗细不同、质量分布均匀，AB和BC相等的木料做成，D是AC连线的中点，E是AB的中点F和BC的中点G连线的中点，则曲尺的重心在

A. B点B. D点C. E点D. G点
7. 关于重心的说法，正确的是
A. 重心就是物体内最重的一点
B. 物体的重心位置有可能变化
C. 把一物抬到高处，其重心在空间的位置也升高了
D. 背跃式跳高运动员，在跃过横杆时，其重心在身体之外
8. 关于重力的大小，以下说法正确的是
A. 悬挂在竖直绳子上的物体，绳子对它的拉力一定等于其重力
B. 静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力
C. 物体所受的重力与它的运动状态无关
D. 向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力
9. 放在桌上的书本，受到支持力的作用，其受力物体是______，施力物体是______；同时，书对桌面的压力，其受力物体是______，施力物体是______。由此可见，一个物体既是______，又是______。
10. 下列各种力：（1）重力（2）拉力（3）支持力（4）弹力（5）浮力（6）摩擦力（7）动力（8）推力。属于按力的性质分类的是______，属于按作用效果分类的是______（用序号填写）。
11. 重力是由于______而产生的，它的方向______，重力的作用点可认为作用在物体的______上。
12. 一个边长为2 m的质量均匀分布的正方形薄板，一边放在水平桌面上，薄板平面与桌面垂直，绕其位于桌面上的一个顶点转到薄板平面的对角线处于竖直位置的过程中，其重心位置升高了__________m。
13. 画出下面几个物体所受重力的图示。
（1）放在水平桌面上的质量m＝0.05 kg的墨水瓶。
（2）竖直向上飞行的质量m=2×103 kg的火箭。
（3）沿着滑梯下滑的质量m=20 kg的小孩。
（4）抛出后在空中飞行的质量m=4 kg的铅球。
14. 如图2，正方体边长为L，今用一力作用于AB边，使其绕C'D'边转动，直到平面ABC'D'处于竖直位置，求：正方体的重心升高了多少？

图2
15. 两位同学在看体育比赛时，发现“背越式”跳高比“跨越式”跳高好得多，请你来探究一下这个问题，说说为什么是这样的。

【试题答案】
1. BCD 2. BC3. B4. D 5. D
6. C7. BCD8. C
9. 书本，桌面，桌面，书本，施力物体，受力物体　
10. （1）（4）（6），（2）（3）（5）（7）（8）
11. 地球吸引，竖直向下，重心
12.
13. 略
14.
15“背越式”跳高与“跨越式”跳高相比较，在跳过相同高度的横杆时，重心升高要低一些，对运动员来说容易做到，有助于跳高运动员成绩的提高，所以说“背越式”跳高要优于“跨越式”跳高。

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