【创新设计】高一物理教科版必修1课件：第二章 第1讲 力

第1讲力[目标定位] 1.知道力的概念及矢量性，会作力的图示.2.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．一、力的概念1．定义：力是物体与物体之间的一种相互作用．2．作用效果：力能使物体的运动状态或体积和形状发生改变．3．三要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素．只要有一个要素不同，力的作用效果就不同．二、力的单位与图示1．力的大小可以用测力计来测量，在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N. 2．力的矢量性：力是矢量，既有大小又有方向．3．力的图示：用一带箭头的有向线段表示力，线段是按一定的比例(标度)画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭头(箭尾)表示力的作用点．4．力的示意图：用一带箭头的有向线段表示力，只需要表示力的方向和作用点．想一想：在同一个图中要表示多个力，不同的力能不能用不同的标度？答案不能，力的图示中线段的长短可以表示力的大小，在同一个图示中只能采用相同的标度才能直观的区别各个力的大小．三、力的分类1．按接触情况分类：非接触力，如重力；接触力：如弹力，摩擦力．2．根据力的作用效果分类：常见的有拉力、压力、支持力、动力、阻力等等.一、对力的概念的理解1．力的三性(1)物质性：力是物体对物体的相互作用，没有脱离物体而独立存在的力．一个力同时具有受力物体和施力物体．(2)相互性：物体之间力的作用是相互的．力总是成对出现的，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体．(3)矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量．2．力的作用效果(1)改变物体的运动状态，即使物体速度发生变化．(2)使物体发生形变，即改变物体的形状或体积．注意：(1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触．(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间，不需要靠第三个物体传递．例1下列说法正确的是()A．每个力都必有施力物体和受力物体B．网球运动员用球拍击球，对网球施力的物体是运动员C．两个力的大小都是5N，则这两个力一定相同D．施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体解析力是物体对物体的相互作用，具有物质性，一个力既有施力物体也有受力物体，A正确；网球运动员用球拍击球，施力物体是球拍，受力物体是网球，B错误；力是矢量，比较两个力是否相同，除了要比较其大小之外，还要比较其方向，C错误；力具有相互性，一个物体在受力的同时也对另一个物体施加了力的作用，所以同时也是施力物体，D正确．答案AD针对训练1关于力的说法，正确的是()A．只有在物体相互接触时才存在力B．甲打了乙一拳，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用C．任何一个物体，一定既是受力物体也是施力物体D．用手抛出的石块在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动答案 C解析相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触．如同名磁极之间相距一定距离时，也是相互排斥的，即不接触的物体之间同样存在力的作用，故A错；物体之间的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故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、不受其他物体作用力的物体，故每一个物体一定既是受力物体，也是施力物体，C正确；抛出的石块受到重力和空气阻力，并没有受到向前的动力来维持它运动，它只是由于惯性继续向前运动，故D错．二、力的表示方法1．力的图示：用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素．(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，常把一个物体用一个点表示)．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来表示力的方向和作用点．注意：对于几何形状规则的物体，在画力的图示和示意图的时候，有向线段的起点可画在几何中心．也可以把物体用质点代替．例2一个铁球在空中飞行，所受重力为120N，方向竖直向下，试画出重力的图示和示意图，并说明施力物体和受力物体．解析(1)选定标度：选1cm长的线段表示30N的力．(2)用一圆形表示物体，从作用点沿力的方向画一线段，线段的长度按选定的标度和力的大小画，线段上加上刻度，如图甲所示，从O点竖直向下画一条4倍于标度(4cm)的线段．(3)在线段上加上箭头表示力的方向．也可以按照如图乙所示那样，不画物体，而用O点表示物体，画出力F的图示．力的示意图：如图丙所示，用一圆形表示物体，从物体上向力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向．然后标明F＝120N即可．重力的施力物体是地球，受力物体是铁球．答案见解析借题发挥(1)画力的图示时一定要先选定合适的标度，并且同一个图中只能选定一个标度，力的图示一定要把力的三要素充分体现出来．(2)力的示意图只是粗略地分析物体受到的某个力或几个力．只需注明重力的方向和作用点，对力的大小表示没有严格要求，在以后对物体进行受力分析时，只画力的示意图就可以了．注意要把各力的作用点画在物体上．针对训练2图1中表示的是小车所受外力F的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是()图1A．F1和F2B．F1和F4C．F1和F3、F4D．都不相同答案 B解析判断作用效果是否相同，应从力的三要素，即大小、方向和作用点去考虑，三要素相同则作用效果相同，而力沿其作用线平移时作用效果不变，B正确.对力的概念的理解1．关于力的认识，下列说法正确的是()A．只有直接接触的物体间才有力的作用B．力可以离开施力物体而单独存在C．力是物体对物体的作用D．力的大小可以用天平测量答案 C解析没有相互接触的物体间也可能有力的作用，比如磁场力，重力，故A错误；力是物体对物体的作用，没有脱离物体而独立存在的力．一个力同时具有受力物体和施力物体，故B错误，C正确；力是用测力计(或弹簧秤)测量，天平测的是质量，故D错误．力的表示方法2．如图2所示，压缩弹簧对拇指的弹力15N，作出拇指受力的图示．图2答案见解析解析当拇指按压弹簧时，拇指会受到弹簧的弹力，由题意知其大小为F＝15N，方向水平向右；那么力的作用点可画在拇指和弹簧的接触处，过力的作用点向右画一条线段，截取和标度相等的三段；在线段的末端标出箭头和力的大小．如图所示．图33．如图3所示，小球悬挂在细线下来回摆动．请作出小球在图示位置时，所受沿绳子方向的拉力F和重力G的示意图．答案见解析解析绳子的拉力作用在小球上，方向沿绳子向上．过球心作竖直向下的重力G和沿绳子斜向上的拉力F.如图所示：4．如图4所示为两个力的图示，则以下说法中正确的是()图4A．F1＝F2，是因为表示两个力的线段一样长B．F1＞F2，是因为表示F1的标度大C．F1＜F2，是因为F1具有两个标度长，而F2有三个标度长D．无法比较，是因为两图示没有标明一个标准长度代表的力的大小答案 D解析力的图示中，只有标度标出力的大小，表示力的线段的长度才能有意义．本题中的标度未标出力的大小，所以无法比较F1与F2的大小，D正确．(时间：60分钟)题组一对力的概念的理解1．下列说法正确的是()A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体．例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体C．一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体D．只要两个力的大小相等，它们产生的效果一定相同答案 C解析拳击手一拳击出，没有击中对方，表明拳击手对对方没有施力，没有力当然谈不上施力物体和受力物体，A错；力是相互的，受力物体受到的力必然是施力物体施加的，必须有施力物体，B错；根据力的相互性知C正确；力的作用效果不仅与力的大小有关，还与力的方向和作用点的位置有关，D错误．2．在世界壮汉大赛上有拉汽车前进的一项比赛，如图1是某壮汉正通过绳索拉汽车运动．则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是()图1A．壮汉、汽车B．壮汉、绳索C．绳索、汽车D．汽车、绳索答案 C解析要研究的是汽车，直接对汽车产生拉力的是绳索而不是壮汉，汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车．3．北京时间2013年11月30日晚，WBC迷你轻量级拳王熊朝忠的第二场卫冕战在他的家乡云南文山州马关县开打．如图2所示，比赛进行到第5回合，优势巨大的熊朝忠KO泰国拳手卢克拉克，成功卫冕WBC迷你轻量级拳王金腰带．当熊朝忠用拳击中对手时，下列说法正确的是()图2A．熊朝忠没有受到力的作用B．熊朝忠也受到了力的作用C．双方既是受力者，也是施力者D．对手只能是受力者答案BC解析力是相互的，相互作用的两个物体，判断谁为施力物体，谁为受力物体时，是由研究对象决定的，即研究对象为受力物体，另一个就是施力物体，在没有确定研究对象的情况下，双方既是施力物体，同时也是受力物体．4．在下面所给出的一些力中，根据力的效果命名的有()A．压力、重力B．支持力、弹力C．拉力、摩擦力D．浮力、动力答案 D解析重力、弹力、摩擦力属于性质力，拉力、压力、支持力、浮力、动力、阻力、浮力属于效果力．5．如图3所示是姚明在比赛中的一张照片，记者给出的标题是“姚明对球施魔力”，下面是几位同学关于照片中篮球的说法，其中正确的是(空气阻力忽略不计)()图3A．球只受到重力的作用B．球只受到一个沿运动方向的力的作用C．球此时此刻不受到任何外力作用D．球受到姚明给的一个力和重力的共同作用答案 A解析对篮球进行受力分析可知，篮球只受重力作用，A正确，D错误；沿球的运动方向没有施力物体，所以不受这个力，B错误；在空中的篮球由于受到地球的吸引，所以要受重力作用，C错误．6．以下关于物体受力的几种说法中错误的是()A．一物体竖直向上抛出，物体离开手后向上运动，是由于物体仍受到一个向上的力的作用B．物体落地时，地面与物体之间存在相互作用力C．“风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，但未见到施力物体，说明没有施力物体力也存在D．磁铁吸引铁钉时磁铁不需要与铁钉接触，说明不接触的物体之间也可以产生力的作用答案AC解析物体间的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体．没有施力物体的力是不存在的，所以A、C均错误，B正确．磁铁对铁钉的吸引力属电磁作用，不需要接触就可以产生力的作用，所以D正确．题组二对力的作用效果的理解7．下列关于力的作用效果的叙述中，正确的是()A．物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用B．物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变答案ABC解析由力的作用效果和力的三要素来判断．力的作用效果有两个，一个是使物体形变，另一个是使物体运动状态发生变化，且作用效果由力的三要素共同决定，故A、B、C三项均正确，D项错误．8．对于被运动员踢出的在水平草地上运动的足球，以下说法正确的是()A．足球受到踢力B．足球受到沿运动方向的动力C．足球受到地面对它的阻力D．足球没有受到任何力的作用答案 C解析球被踢出后，就不再受到踢力，A错；之所以运动的越来越慢，是因为受到地面对它的阻力，C正确．B、D错．题组三力的表示方法图49．如图4所示，一物体A受到一个大小为10N的拉力作用，该拉力方向与水平方向成30°角斜向上，画出这个拉力的图示．答案见解析图解析题图仅是拉力的示意图，而不是拉力的图示，画力的图示时，应按以下步骤进行：(1)选定标度，本题我们可以选取1cm长的线段表示5N的力．(2)沿力的方向并且从力的作用点开始，按比例画出两段线段，下图中有向线段的长度为2cm.(a)(b)(3)在线段末端标出箭头，如图(a)所示．为了简便，还可以将受力物体用一个点来代替，将力画成如图(b)所示的形式．图510．把重量为4N的物理课本放到水平桌面上，如图5所示，桌子受到的压力是垂直于桌面向下的，画出这个力的图示；物理课本所受的支持力是垂直于桌面向上的，画出这个力的示意图．本题中水平桌面受到的压力其施力物体是________，受力物体是________，力的作用点在________上，这个力的大小是________，方向是________，这个力的图示中线段的长________(填“表示”或“不表示”)力的大小；物理课本所受的支持力的施力物体是________，受力物体是________．这个力的方向是________，这个力的示意图中线段的长______(填“表示”或“不表示”)力的大小．答案课本桌面桌子4N竖直向下表示桌面课本竖直向上不表示(图示与示意图如图所示)．图611．如图6所示，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．答案见解析解析(1)画力的图示：①选定标度：此题选2mm长的线段表示2N的力．甲乙丙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成正比，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N＝10N即可，如图丙所示．图712．在图7甲中木箱的P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150N的力拉木箱；在图专业文档乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向上的20N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所受力的图示．答案如图所示珍贵文档。