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第7講 力的概念 重力
7.1 學習提要
7.1.1 力的概念
1. 力的定義
力是物體對物體的作用。例如：用手壓籃球時，球會凹進去，手對球有力的作用；人推著自行車前進，人對車有力的作用。
2. 力的作用效果
（1）力可以使受力的物體發(fā)生形變。如手捏面團，面團變形等。
（2）力可以改變受力物體運動的速度大小或方向。例如：足球守門員用力將球撲出去時，足球受到守門員力的作用，其運動方向發(fā)生了改變。
3. 力的三個屬性
（1）力的物質(zhì)性：力是施力物體對受力物體的作用，任何力都不能離開物體而單獨存在。
（2）力的相互性：力是兩個物體間的相互作用，受力物體在受到施力物體作用的同時，必然會給施力物體一個反作用。施力物體和受力物體是相對而言的，施力物體同時也是受力物體。物體間的相互作用力，即作用力與反作用力是一對同時產(chǎn)生、同時消失、大小相等、方向相反的力，且力的性質(zhì)也相同。
（3）力的方向性：力是有方向的，比較兩個力是否相同，不但要比較他們的大小，還需要比較他們的方向是否一致。
4. 力的單位
力的符號是F。在國際單位制（SI）中，力的單位是牛頓，簡稱牛，用N表示。
5. 力的三要素及圖示法
力對物體產(chǎn)生的作用效果與力的大小、方向和作用點有關。因此通常我們把力的大小、方向、作用點就叫做力的三要素。
用一根帶箭頭的比例線段可以把力的三要素表示出來：箭頭的指向表示力的方向，比例線段的長短表示力的大小，線段的起點表示力的作用點。這就是力的圖示法。例如：用3N 的水平拉力F向右拉A物體，則力F可用圖7-1的圖示法表示。

此外，還有一種表示力的方法，叫做力的示意圖，它只表示出力的方向和作用點，不嚴格表示力的大小。
6. 力的測量
測量力的儀器叫做測力計，常用的測力計是彈簧測力計，如圖7-2所示。該測力計的測量范圍是0~5牛，最小分度是0.2牛，使用前要觀察指針是否與零刻線對齊，并進行調(diào)零，彈簧測力計是利用彈簧的伸長量與彈簧受到的拉力的大小成正比的原理制成的。使用彈簧測力計測力時，不能超出彈簧測力計的測量范圍。

7.1.2 重力
1. 重力的概念
由于地球的吸引，而使地球表面附近的物體受到的力叫做重力，重力符號通常用G，表示地球表面附近的物體不論是否與地球之間接觸都會受到重力作用，重力的施力物體是地球。
2. 重力的方向
重力的方向豎直向下，與水平面垂直，在一根線的下端懸掛重物，重物靜止時總是豎直下垂的，我們把它叫做重垂線，與重垂線平行的線和面都是豎直的，與重垂線垂直的線或面都是水平的，在生產(chǎn)和生活中，我們通常用重垂線來檢驗一條線是否豎直或一個面是否水平。
3. 重力的大小
在地球確定的位置，物體所受重力的大小與物體的質(zhì)量成正比，G=mg（其中g是常數(shù)，單位是N/Kg，讀作牛每千克，一般取g為9.8 N/kg）。在地球不同的位置，物體所受的重力一般不同，在兩極較大，赤道較小；在地面較大，高空較小。
4. 重力的作用點
物體所受重力的作用點叫做物體的重心，形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻的物體，其重心在它的幾何中心。一般情況下物體的重心不一定在物體上。

7.2 難點解釋
7.2.1 對重力的理解
物體所受的重力是由于所在星球?qū)λ奈a(chǎn)生的。同一物體在不同星球上受到的重力大小不同，所以在不同星球上同一物體的質(zhì)量保持不變，根據(jù)g=G/m在不同星球上g值得大小不同，其大小反映了物體所在星球?qū)ξ矬w吸引作用的強弱。例如，登月宇航員在月球上受到的重力大約只有在地球上的六分之一，所以月球上的g值大約只有地球上的六分之一。
7.2.2 力的分類
在生活中我們經(jīng)常用“拉力、推力、動力、阻力、支持力、壓力、重力、摩擦力”等名稱來說常見的力，其實這些都是按力的作用效果來命名的。在中學物理中，更多是按力的性質(zhì)進行分類，常見的三類是重力、彈力、摩擦力。

7.3 例題解析
7.3.1 施力物體與受力物體和力作用的相互性
例1 人用力蹬地面起跳時，使人能夠跳起的力的施力物體是什么？受力物體又是什么？
【點撥】人受到向上的力的作用使人跳起。
【解析】人起跳時用力蹬地面，給地面一個向下的作用力，同時地面也會給人一個向上的反作用力，是這個反作用力使人彈起。反作用力與作用力大小相等，所以向下蹬地面的力越大，地面給人的向上的反作用力就越大。
【答案】施力物體是地球受力物體是人。
【反思】在日常生活中，人們對力的感覺往往來自自身肌肉的緊繃或松弛，容易把常說的“用力蹬地面跳起”理解為使人跳起的力是由人施加給地面的力。
例2 游泳運動員游泳時，_______和_______之間發(fā)生了力的作用，運動員向后撥水，運動員向前游的力是_________對________的作用力，這個力的施力物體是__________，受力物體是__________。
【點撥】運動員受到向前的作用力。
【解析】對物體進行受力分析時，首先要明確研究對象是哪個物體。游泳時，相互作用的是運動員和水，研究對象是運動員，當運動員向后撥水時由于力的作用是相互的，水受到運動員的作用力的同時也會施加給運動員一個方向相反、大小相等的反作用力。水對運動員的作用力使運動員前進。
【答案】運動員，水，水，運動員，水，運動員
【反思】運動員游泳時用力是為了得到水對運動員的反作用力。

7.3.2 力的作用效果
例3 用力壓彈簧，彈簧變短了，用力拉橡皮筋，橡皮筋伸長了，這表明__________。
【點撥】彈簧變短和橡皮筋變長的共同點在于“變”
【解析】用力壓彈簧，彈簧變短了，用力拉橡皮筋，橡皮筋伸長，受到力的作用的物體不論變長或變短，其共同之處是物體形狀發(fā)生改變。
【答案】力能使物體發(fā)生形變。
【反思】通過分析物理現(xiàn)象，找出本質(zhì)共同的規(guī)律（結(jié)論），并準確表達出來。


7.3.3 重力的計算
例4 用一個質(zhì)量為200克的金屬球，它在地球表面所受重力的大小為_________N，把它放在太空飛船上，測得重力為0牛，此時它的質(zhì)量為_______Kg。（g=9.8N/kg）
【點撥】注意重力與質(zhì)量的區(qū)別，質(zhì)量是物體的一種屬性，重力是地球?qū)ξ矬w的作用力
【解析】G=mg=0.2kg×9.8N/kg=1.96N。質(zhì)量是物體的屬性，不隨物體所處位置的變化而變化，所以在外太空完全失重的情況下，雖然所受重力變?yōu)?，但質(zhì)量不變，仍為0.2kg。
【答案】1.96，0.2
【反思】質(zhì)量是物體的一種屬性，不隨物體的位置而改變，但重力只是星球?qū)Ρ砻嫖矬w的一種作用力，重力的大小與物體的位置有關。

7.3.4 力的圖示
例5 一個重為4N的均勻金屬球，放置在水平地面上靜止不動，請用力的圖示法表示金屬球所受重力G。
【點撥】形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，其重心在它的幾何中心上；重力的方向豎直向下；重力的大小G=4N。
【解析】金屬球所受重力的作用點是它的球心，重力的大小為4N，方向豎直向下，我們可以選2N作為一個比例標度。
【答案】如圖7-3所示。
【反思】按合理步驟畫出力的圖示法。

7.4 強化訓練
A 卷
1、力是_________的作用，物體間力的作用是________的。
2、一個中學生的重力約為490N，他的質(zhì)量約為_________kg。
3、如圖7-4所示的儀器是測量力的工具，叫做_______。它的最小分度值是
_________N，測量范圍是________N。指針所指的讀數(shù)是_____N。
4、由于_________而使物體受到的力叫做重力。重力的方向總是_______。在地球表面某一確定位置，物體的_________越大，重力越大。
5、為了表示質(zhì)量為1kg的物體所受的重力是9.8N，物理學中把這個意思寫作__________，讀作_________________________。
6、請按力的作用效果將圖7-5中的現(xiàn)象分成兩類，并寫明分類的理由。
一類為________（選填（a）、（b）、或（c）），理由為________________________。
另一類為_________（選填（a）、（b）、或（c）），理由為______________________。

7、關于力的概念，下列說法不正確的是（ ）
A. 力是物體對物體的作用
B. 沒有物體，力也能夠客觀存在
C. 一個物體受到外力作用，一定有另一個物體對它施加這種作用
D. 力是不能離開施力物體和受力物體而獨立存在的
8、下列關于力的說法中，不正確的是（ ）
A. 物體間力的作用是相互的
B. 物體只有直接接觸才能發(fā)生力的作用
C. 只有一個物體是不會發(fā)生力的作用的
D. 地球和物體相互作用時，地球是施力物體，也是受力物體
9、馬拉車勻速前進時，下列說法中正確的有（ ）
A. 馬拉車的力與車拉馬的力大小相等 B. 馬拉車的力大于車拉馬的力
C. 馬拉車的力小于車拉馬的力 D. 只存在馬拉車的力，不存在車拉馬的力
10、用彈簧測力計測量物體重力的大小時，以下說法中不正確的是（ ）
A. 彈簧測力計必須豎直放置
B. 彈簧測力計的質(zhì)量必須遠遠小于物體的質(zhì)量
C. 天平不是稱量物體重力的儀器
D. 物體的重力必須在彈簧測力計的測量范圍之內(nèi)
11、下列關于重力的說法中，正確的是（ ）
A. 重力是物體的固有屬性 B. 重力的方向總是垂直于支持面
C. 天平不是稱量物體重力的儀器 D. 千克是重力的一種單位
12、關于重力，下列說法中正確的是（ ）
A. 只有靜止的物體才受到重力
B. 只有在空中運動的物體才受到重力
C. 在空中運動的物體離開了地面，它不受重力
D. 在地球上的任何物體均受重力，與物體和地球是否接觸無關


13、關于物體的重心，下列說法中正確的是（ ）
A. 重心是物體內(nèi)最重的一點
B. 重心是物體各部分所受重力的合力的作用點
C. 任何形狀規(guī)則的物體，它的重心必在其幾何中心
D. 重心總是在物體上，不可能落在物體外面
14、以下物體的重力最接近1N的物體是（ ）
A. 一張100元的紙幣 B. 一包方便面
C. 一個中學生 D.一輛出租車
15、踢出去的足球在空中飛行時，如忽略空氣阻力，則足球（ ）
A. 只受重力作用 B. 只受踢力的作用
C. 受重力和踢力的作用 D. 不受力
16、下列關于重力的說法正確的是（ ）
A. 重力就是物體對支持面的壓力
B. 重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，它的方向豎直向下
C. 質(zhì)量大的物體受到的重力一定比質(zhì)量小的物體受到的重力大
D. 物體對支持面的壓力一定等于物體的重力
17、重為250N的物體靜止在水平地面上，請用力的圖示法在圖7-6中畫出該物體所受的重力。
18、請用力的圖示法在圖7-7中畫出重為8N的物體所受的重力。