1、,第三章 相互作用,本章知識概覽 本章以力的概念為核心，講述有關力的基礎知識，對力的概念的認識是整個力學的基礎，也是貫穿高中物理的一條線索。,本章主要介紹三種相互作用(重力、彈力和摩擦力)以及力的運算(力的合成與分解)，為下一章的學習奠定了基礎。首次提出了圖形運算的概念，即把力的合成與分解轉化成作平行四邊形的過程，并把這種方法延伸到矢量的合成與分解；其次，以常見的三種力為基礎，對物體進行準確而全面的受力分析，這是解決力學問題的關鍵，也是本章或者說是力學的一個重點；力的合成與分解，則是求解力學問題乃至綜合問題的基本工具，是學習中的一個難點。,高考中對本章的單個知識點考查較少，但在下一章(牛頓運動

2、定律)的應用中，以及以后很多問題的研究中，都離不開對物體的受力分析。對本章知識深刻、透徹的理解后會減少以后學習中的困難。,第1節(jié)重力基本相互作用,教材透析 重力知識是力學學習的起點和基礎，對初高中力學知識有著承上啟下的作用。本節(jié)內(nèi)容首先從學生熟悉的生活實例出發(fā)，分析什么原因使物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化，什么原因使物體發(fā)生了形變，在此基礎上自然引入了力的概念及力的圖示方法。接著又引出了重力及重心等概念。在重力的基礎上用學生可以接受的語言介紹了四種基本相互作用及其基本特征。本節(jié)內(nèi)容中提出了自然界中的四種基本相互作用，其目的在于拓寬學生的思維空間和體現(xiàn)教材內(nèi)容的開放性。,新課導入 枝葉搖動，樹影婆娑；降

3、落傘飄忽而下，曲線優(yōu)美；運動員入水，浪花飛濺這些現(xiàn)象都是物體間的相互作用力的效果的表現(xiàn)。 力與我們的生活密不可分，我們每時每刻都離不開力。假如沒有了力，宇宙能存在嗎？假如沒有了重力，會有什么結果？所以，我們需要了解力的作用形式，需要研究力的本質，需要研究力的種類，那就先從重力開始吧！,目標導學,一、力和力的圖示 要點梳理 1運動狀態(tài)的變化 物體的運動狀態(tài)用速度來描述。只要物體的速度變化了，不管是_還是_改變了，都說這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化。 2力 人們把物體與物體之間的_稱作力。,大小,方向,相互作用,3力的矢量性 力是_，既有大小又有方向，力的大小可以用_測量在國際單位制中，力的單位是_

4、，簡稱牛，符號N。 4力的三要素 力產(chǎn)生的效果是由力的大小、方向、作用點共同決定的。,矢量,測力計(彈簧秤),牛頓,5力的圖示和力的示意圖 力可以用一_的線段來表示，線段是按一定比例(標度)畫出的，它的長短表示力的_，它的指向表示力的_，箭尾(或箭頭)表示力的_，這種表示力的方法叫做_。在分析力學問題時，若只需畫出力的方向和作用點，這種表示力的方法叫_。,帶箭頭,大小,方向,作用點,力的圖示,力的示意圖,判一判 1力可以離開施力物體或受力物體單獨存在。() 2施力物體同時也是受力物體。() 3只有相互接觸的物體間才有力的作用。() 答案1.2.3.,名師解惑 1對力的概念的正確理解,溫馨提示(

5、1)相互作用的物體，可能是直接接觸的，也可能不直接接觸。 (2)相互作用的兩個物體，判斷誰為施力物體，誰為受力物體時，是由研究對象決定的，即研究對象為受力物體，另一個就是施力物體。,2力的圖示和力的示意圖的比較,溫馨提示(1)力的圖示反映了力的三要素，而力的示意圖只反映了力的作用點和方向，在分析物體受力時經(jīng)常用到。 (2)標度的選取應根據(jù)力的大小合理設計。一般情況下，線段應取25段整數(shù)段標度的長度。 (3)要用同一標度畫同一物體受到的不同的力。,即時應用 1下列說法正確的是 A靜止不動的物體，一定不受任何力的作用 B物體的形狀沒有改變，說明該物體一定不受力的作用 C物體的運動方向改變了，則該物

6、體一定受到力的作用 D只有運動物體才會受到力的作用 解析物體受到力的作用，可能形狀發(fā)生改變，也可能運動狀態(tài)發(fā)生變化，C正確。 答案C,2如圖311所示，物體A對物體B的壓力是10 N，試畫出這個力的圖示和示意圖。,圖311,解析畫力的圖示，要嚴格按照以下步驟進行。 (1)選定標度：此題選2 mm長的線段表示2 N的力。,(2)從力的作用點沿力的方向畫一段線，線段長短根據(jù)選定的標度和力的大小成正比，線段上加刻度，如上圖甲所示，也可以如上圖乙所示，從O點(用O點代替B物體)豎直向下畫一段五倍于標度的線段； (3)在線段上加箭頭表示力的方向。 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，

7、并加上箭頭，表示方向，然后標明FN10 N即可，如上圖丙所示。 答案見解析,二、重力 要點梳理 1重力的定義 由于地球的_而使物體受到的力。 2大小 G_。 3方向 總是_。 說明(1)重力的施力物體是地球，地球周圍的物體都受重力作用。 (2)重力的方向豎直向下，不能理解成垂直于地面向下。,吸引,mg,豎直向下,4重心 物體的各部分都受到_的作用，從效果上看，可認為各個部分受到的重力作用集中于一點，即為物體的_。 (1)重心的位置： 與物體的_有關； 與物體內(nèi)_的分布有關。 (2)重心位置的確定方法：懸掛法。形狀規(guī)則、質量分布均勻的物體的重心在其幾何中心上。,重力,重心,形狀,質量,判一判 1

8、地球上所有物體的重力的施力物體都是地球。() 2重力的方向也可以表述為指向地心。() 3重心是物體重力的作用點，重心一定在物體上。() 答案1.2.3.,名師解惑 1對重力的理解 (1)概念：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，但由于地球自轉的影響，重力一般不等于地球對物體的吸引力。 (2)大?。河捎贕mg，在同一地點，重力的大小與質量成正比；物體的重力與其運動狀態(tài)無關。 (3)方向：重力的方向始終豎直向下，也可以說成“垂直于水平面向下”。,2對重心的理解 (1)重心是重力的等效作用點，并非物體的全部重力都作用于重心。 (2)重心的位置可以在物體上，也可以在物體外，如一個圓形平板的重心在板上

9、，而一個銅環(huán)的重心就不在環(huán)上。 (3)重心在物體上的位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關，但一個物體的質量分布或形狀發(fā)生變化時，其重心在物體上的位置也發(fā)生變化。,(4)質量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上；對形狀不規(guī)則的薄物體，可用支撐法或懸掛法來確定其重心。,即時應用 3關于物體的重心，下列說法中正確的是 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用一根繩子將物體懸掛而處于靜止狀態(tài)，該物體的重心一定在懸繩的延長線上 C任何物體的重心都必須在物體上 D有固定形狀的物體的重心相對于物體的位置，不因物體升高、降低或傾斜而發(fā)生變化,解析對于A選項，若是有規(guī)則形狀、且質

10、量分布均勻的物體，其重心就在它的幾何中心上，但選項A只說明物體有規(guī)則形狀，沒有說明物體的質量分布情況，所以它的重心不一定與它的幾何中心重合，因此選項A是錯誤的。對于選項B，用一根繩子將物體懸掛，使物體處于靜止狀態(tài)，此時物體在豎直方向上有重力和繩子拉力兩個力的作用，物體在二力作用下處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件可以知道，重力和繩子拉力大小相等、方向相反并在同一條,直線上，所以重力的作用點即物體的重心在懸繩的延長線上，因此選項B的說法是正確的。選項C是不正確的，因為物體的重心既可以在物體上，也可以在物體之外。對于選項D，物體重心的位置只跟物體的形狀和物體內(nèi)質量分布情況兩個因素有關。只要上述兩個條件

11、不變，物體重心相對于物體的位置便不會發(fā)生變化，因此選項D是正確的。 答案BD,三、四種基本相互作用 要點梳理 1萬有引力 相互吸引的作用存在于一切物體之間，相互作用的強度隨距離增大而減弱。物理學中稱其為_。重力是萬有引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)。 2電磁相互作用 _間的相互作用，_間的相互作用，本質上是同一種相互作用的不同表現(xiàn)，這種相互作用稱為電磁相互作用。,萬有引力,電荷,磁體,3強相互作用 這種作用發(fā)生在_的內(nèi)部，距離增大時，強相互作用急劇減小，它的作用范圍只有約1015 m，超過這個界限，這種相互作用實際上已經(jīng)不存在了。 4弱相互作用 在_現(xiàn)象中起作用的基本相互作用，作用范圍也很小，強度

12、只有強相互作用的1012倍。,原子核,放射,即時應用 4下列說法中正確的是 A自然界所有的相互作用力都可歸納為四種基本相互作用 B在四種基本相互作用中，萬有引力是最強的 C四種基本相互作用的規(guī)律是完全獨立的，不可能再統(tǒng)一了 D萬有引力和電磁力是長程力，強相互作用和弱相互作用是短程力,解析在當前的研究水平上，可以認為自然界所有的相互作用歸納為四種，A正確；在四種基本相互作用中，萬有引力是最弱的，B錯誤；隨著研究的深入，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種基本相互作用之間的統(tǒng)一關系，如“弱電統(tǒng)一”，四種基本相互作用最終有可能統(tǒng)一為一種最基本的相互作用，C錯誤；萬有引力和電磁力是長程力，強相互作用和弱相互作用是短程力，D

13、正確。 答案AD,題型重力的理解和重心的確定方法 例1關于重力的大小，下列說法中正確的是 A物體的重力大小總是恒定的 B同一地點，物體的重力與物體的質量成正比 C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 D物體的重力總等于它對豎直彈簧測力計的拉力,【自主解答】物體的重力的計算式為Gmg，物體的質量m是恒定的，但g的取值與地理位置有關，對同一地點，g的取值相同。隨著物體所處的地理位置緯度的升高，g值將增大；隨高度的增加，g值將減小。因此，不能認為物體的重力總是恒定的，故選項A錯誤、B正確；由公式可知，物體所受的重力與物體的質量和g值有關，與物體是否受其他力及運動狀態(tài)均無關，故C錯誤；

14、用彈簧測力計測豎直懸掛的重物，靜止時，物體對測力計的拉力才等于物體的重力，故D錯誤。 【答案】B,關于重力的大小及重心的位置，以下說法中正確的是 A重力是物體本身具有的力，大小與物體的質量成正比 B靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定小于其所受的重力 C重力只作用在物體的重心上，重心的位置總在物體的幾何中心 D重力是由于地球對物體的吸引而產(chǎn)生的，重力的施力物體是地球,解析重力是由于地球對物體的吸引而使物體受到的力，而不是物體本身具有的力。物體重力的計算式Gmg，其中g的值與物體所處的地理位置有關，同一地點，g值相同，物體的重力與物體的質量成正比，不同地點，不同高度，g值一般不同，因此，不能說物體的重力大小與物體的質量成正比，A錯誤；靜止在水平面上的物體，對水平面的壓力大小等于物體的重力，B錯誤；重心是物體所受重力的等效作用點，重心的位置與物體的形狀和質量分布均有關，只有形狀規(guī)則、質量均勻分布時，重心的位置才總在物體的幾何中心，故C也錯誤；由重力的產(chǎn)生可知，D項正確。 答案D,例2如圖312所示，一個被吊著的均勻球殼，其內(nèi)部注滿了水，在球的底部有一帶閥門的細出水口。在打開閥門讓水慢慢流出的過程中，球殼與其中的水的共同重心將會,圖312,A一直下降B一直不變 C先下降后上升 D先上升后下降 【思路引導】形狀的變化質量分布的變化重心的移動 【自主解答】在注滿水時，球殼