1、第3章 相互作用第十一講 重力 基本相互作用基礎知識學點一： 力的概念1、 力的概念（1）定義：力是物體與物體之間的相互作用。（2）力的三要素：大小、方向、作用點是力的三要素。 （3）力的國際單位：牛頓，簡稱牛，符號是。 。這是為了紀念英國科學家伊薩克牛頓而命名的。 2、 力的產生方式：（1）直接接觸，如彈力，摩擦力。（2）不直接接觸，如重力，磁體之間的相互作用力。3、 測量工具：彈簧秤（彈簧測力計）4、力的分類： （1）根據力的性質可分為重力（萬有引力）、彈力、摩擦力、分子力、電場力、磁場力、核力等。 （2）根據力的效果可分為拉力、張力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、浮力，回復力等。（3

2、）根據研究對象可分為外力和內力。（4）根據作用方式命名，如接觸力、場力（間接接觸）。 5、力的作用效果： （1）靜態效果： 力可以使物體發生形變，如把物體拉伸、壓縮、扭轉、剪切等。 （2） 動態效果： 力可以改變物體的運動狀態，運動狀態就是指速度（速度大小、運動方向，兩者同時改變）。 力使物體保持勻變速不變：沿著一條直線且加速度不變的運動，叫做勻變速直線運動。雖然物體的速度隨著時間發生變化，但物體的加速度的大小和方向均不隨時間變化。勻變速直線運動的物體一直保持“勻變速”這種狀態不變。或許“勻變速”也可稱為一種運動狀態。 為什么勻變速直線運動的物體一直保持“勻變速”不變呢？是因為力。或許可以這樣

3、說，力使勻變速直線運動的物體一直保持“勻變速”不變。更簡潔的說就是，力使物體保持勻變速不變。所謂勻變速就是加速度不變，或許我們可以說力具有保持加速度不變的性質。（3）影響力的作用效果的要素：力的大小、方向、作用點。（4）力的作用效果的應用：根據力的作用效果，可以說明力存在。 （5）任何一個力都獨立地產生作用效果，使物體發生形變或使物體的運動狀態發生變化。6、力的性質（1）物質性：力是物體對物體的作用，一個物體受到力的作用，一定有另一個物體對它施加這種作用。物體可以脫離開力單獨存在，而力是不能擺脫物體而獨立存在的。只要有力，必然同時存在施力物體和受力物體；不存在只施力不受力的物體，也不存在只受力

4、不施力的物體。（2） 相互性：任何兩個物體之間的作用總是相互的，施力物體同時也一定是受力物體，受力物體同時也是施力物體。相互作用的物體可以直接接觸，也可以不直接接觸，但作用力必須是成對出現的。 （3） 矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。力的方向不同，力的作用效果也不同。力的計算要遵循平行四邊形定則。 （4） 同時性：力同時產生，同時消失，無先后之分，無主動和被動之分，而是同時作用。并非有生命的物體才能施力，任何物體都能施力。并非先有施力物體后有受力物體，而是施力和受力同時進行。（5）獨立性：一個物體可能同時受到幾個力的作用，每一個力的作用并不影響另一個力的作用。（6）對物體施加力與該力產生的

5、作用效果是瞬時對應的。 基礎知識學點二： 力的描述1、 力用有向向段線段來表示（1） 力是矢量，既有大小，又有方向，力的作用效果不僅與其大小、方向有關，還與力的作用點有關，要把一個力完整第表達出來，就是要把里的三要素完整地表達出來。在物理學上用一條有向線段來表示力。（2） 力的表示：“四定”一定作用點，二定作用線，三定比例標度，四定線段長度；“二標”一標力的方向，二標力的數值。2、 力的圖示：（1）用一條有向線段，把力的三要素準確地表達出來的方式稱為力的圖示。（2）畫力的圖示的步驟 力的大小用有標度的線段的長短表示；力的方向用有向線段的箭頭表示；力的作用點用箭頭或箭尾表示；力的方向所沿的直線叫

6、做力的作用線。（3）力的圖示用于力的計算和驗證力的合成實驗。 3、 力的示意圖：（1） 不需要畫出力的標度，只用一帶箭頭的線段示意出力的大小和方向.（2） 力的示意圖用于力的受力分析。 4、 力的圖示和力的示意圖的畫法比較作圖步驟力的圖示力的示意圖選標度選定標度（用某一長度表示多少牛的力）無需選標標度畫線段從力的作用點開始沿力的方向畫一線段，根據線段的標度和力的大小按比例確定確定線段的長度。從作用點開始沿力的方向畫一適當長度線段即可。表方向在線段末端標出箭頭，表示方向。在線段的末端標出箭頭，表示方向。基礎知識學點三：重力1、 概念（1） 重力的概念：是由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力。

7、在一般使用上，常把重力近似看作萬有引力。但實際上重力是萬有引力的一個分力。生活中常把物體所受重力的大小簡稱為物重。（2） 重力的本質來源是地球的引力。（3） 在地球附近的一切物體，不管質量大小，也無論有無生命，皆受到重力作用。（4） 物體所受到的重力與物體所處的運動狀態以及是否受其它力無關。2、 重力用符號 表示；單位是牛頓，用表示。3、重力的施力物體與受力物體（1）重力是非接觸力（2）重力的施力物體：地球。 （3）受力物體：受到施加力的物體 。4、重力的方向：（1）三種說法：一是總是豎直向下，不一定是指向地心的（只有在赤道和兩極指向地心）；二是鉛垂向下；三是垂直于水平面向下。（2）豎直向下也

8、就是沿重錘線的方向，不能將豎直向下說成“垂直向下”，也不能說成“指向地心”，豎直向下是指垂直于當地的水平面向下，而“垂直向下”可以指垂直于任何支持面向下。只有在兩極或赤道時，重力的方向才指向地心。5、重力的大小：（1）重力大小可以用測力計測量。靜止或勻速直線運動的物體對測力計的拉力或壓力的大小等于物體收到重力的大小。 （2）地面上同一點處物體受到重力的大小跟物體的質量成正比。 用關系式表示。其中，表示物體的質量，單位是；表示重力加速度，一般地，在地球表面附近，其物理意義：表示質量是的物體受到的重力是。（3）影響重力大小的因素 由于隨著地球上的維度和海拔的高度而發生變化，所以，同一物體在不同的地

9、點重力不同，緯度越高，所受到的重力越大。同一物體在同一緯度，海拔越高，所受到的重力越小。6、重力的作用點（1）重心：物體的各個部分都受重力的作用。但是，從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力作用都集中于一點，這個點就是重力的等效作用點，叫做物體的重心。（2）影響重心的因素：重心的位置與物體的幾何形狀及質量分布有關。外形形狀規則，質量分布均勻的物體，其重心在它的幾何中心，例如粗細均勻的棒的重心在他的中點；球的重心在球心；方形薄板的重心在兩條對角線的交點。 外形形狀不規則，質量分布不均勻的物體，其重心的位置不一定在物體之上。（3）對重心的理解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

10、。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平板上，而一個環形的物體的重心不在環上。對于某一確定的物體，它的重心相對于物體是固定不變的，在物體上的相對位置與物體的位置、放置狀態以及運動狀態無關，但一個物體的質量分布或形狀發生變化時，其重心在物體上的位置也會發生變化。質量分布均勻、形狀規則的物體的重心在其幾何中心上；對形狀不規則、質量分布不均勻的物體，其重心的位置一般不在幾何中心上。對形狀不規則的薄板狀的物體，可用支撐法或者懸掛法來確定重心的位置。過重心的一條直線或切面把物體或圖形分成兩份，則兩份的體積或面積不一定相等。不是所有過重心的直線或切面都平分物體或圖形的面積或體積，

11、例如過正三角形重心且平行一邊的一條直線把三角形分成面積比為45的兩部分。7、重力方向的應用（1）重垂線：檢查物體是否與地球重力垂直。 （2）水平儀：檢查桌面或窗臺是否水平。8、重力和質量的比較項目重力質量性質是物體受到地球的吸引而產生的力物質本身的一種屬性變化情況隨地理位置的變化而變化不是地理位置的改變而變測量工具測力計二力平衡原理天平杠桿原理物理性質矢量標量關系 基礎知識學點四： 四種基本的作用1、 萬有引力（1）概念：存在于一切物體之間，作用強度隨距離的增大而減小。（2）萬有引力把行星和恒星聚在一起，組成太陽系、銀河系和其他星系.（3）萬有引力是自然界中的一種基本相互作用，地面物體所收到的

12、重力只是萬用引力的在地球表面附近作用的一種表現。2、 電磁相互作用（1） 概念：電荷間的相互作用、磁體間的相互作用，本質上同一種相互作用的不同表現，這種相互作用成為電磁相互作用。（2） 電荷之間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。（3） 電磁相互作用是自然界中的一種基本相互作用，作用強度隨距離的增大而減小。3、 強相互作用（1） 概念：使原子核緊密地保持在一起的相互作用。（2） 距離增大，強相互作用急劇減小，它的作用范圍只有，即原子核的大小。4、 強相互作用（1） 概念：在放射現象中起作用的基本相互作用。（2） 作用：有些原子核能夠自發地放出射線，這種現象叫做放射現象，弱相互作用主

13、要在放射現象中起作用。（3） 弱相互作用的范圍很小，與強相互作用相同，但它的強度只有強相互作用的倍。5、 四種基本相互作用的區別（1） 在宏觀世界里，能顯示作用的只有萬有引力和電磁相互作用，它們是長程力；而弱相互作用和強相互作用都是短程力，這兩種力只有在微觀粒子的相互作用中才顯示出來。（2） 四種基本相互作用按強度由大到小的排列：強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用、萬有引力。它們都不需要物體間直接接觸，而是通過“場”來傳遞相互作用。基本技能學點一：重心的確定方法1、重心、質心、幾何中心三心的概念重心質心幾何中心定義一個物體的各部分都要受到重力的作用。即物體各部分所受重力的合力的作用點質量中心

14、簡稱質心，指物質系統上被認為質量集中于此的一個假想點攝影術語，畫面兩條對角線的交叉點。存在性等效作用點，實際上不存在質點系的質心是質點系質量分布的平均位置。只有規則的圖形才有幾何中心，像正方形，正三角形。而每個幾何圖形都有幾何重心（比如三角形就是三條中線的交點），當為均勻介質的規則幾何圖形時，重心就在幾何中心。三心關系（1） 當物體為均質(密度為定值)，質心等同于幾何中心（2） 物理上的質心（物體的質量中心），均勻重力場時，重心等同于質心。（3） 規則形狀、質量分布均勻的物體的重心在它的幾何中心上。（4） 重力,其中是物體質量,g為一常數。重心和質心一般情況下是重合的。（5） 與重心不同的是，

15、質心不一定要在有重力場的系統中才會有意義，而重心則否。值得注意的是，除非重力場是均勻的，否則同一物質系統的質心與重心通常不在同一假想點上。（6） 對于密度均勻、形狀對稱分布的物體，其質心位于其幾何的中心處。（7） 質心的位置矢量是質點組中各個質點的位置矢量根據其對應質量加權平均之后的平均矢量。2、三角形重心的幾條性質：（1）重心到頂點的距離與重心到對邊中點的距離之比為2：1。（2）重心和三角形3個頂點組成的3個三角形面積相等。（3）重心到三角形3個頂點距離的平方和最小。（4）重心是三角形內到三邊距離之積最大的點。3、常用到的幾種質量分布均勻，形狀規則的幾何體的重心（1） 三角形的重心就是三邊中

16、線的交點。（2） 線段的重心就是線段的中點。（2）平行四邊形的重心就是其兩條對角線的交點，也是兩對對邊中點連線的交點。（3）平行六面體的重心就是其四條對角線的交點，也是六對對棱中點連線的交點，也是四對對面重心連線的交點。（4）圓的重心就是圓心，球的重心就是球心。（5）錐體的重心是頂點與底面重心連線的四等分點上最接近底面的一個。（6）四面體的重心同時也是每個定點與對面重心連線的交點，也是每條棱與對棱中點確定平面的交點。4、尋找重心方法下面是一些尋找形狀不規則或質量不均勻物體重心的方法。（1）懸掛法，只適用于薄板（不一定均勻）懸掛法需要兩次即可確定重心，基本原理如下：對于靜止的物體而言，只受兩個力，重力和繩子的張力，由于二力平衡時兩力必等大反向且處于一條直線上(保證力矩平衡)，即重力與繩子處于一條直線上，因此繩子的直線通過重心（重力作用點）。對于兩次懸掛，兩次的繩線都通過重心，其交點必然就是重心了。（2）支撐法只適用于細棒（不一定均勻）。用一個支點支撐物體，不斷變化位置，越穩定的位置，越接近重心。一