第三章相互作用
第1节重力基本相互作用
一、力和力的图示
1．概念：力是物体间的________。
2．力的性质：
（1）物质性：不能离开物体而存在施力物体、受力物体。
（2）相互性：不能离开________和________而单独存在，施力物体和受力物体总是同时存在。随研究对象的选择不同而发生“角色”变化。
3．作用效果：
（1）_______________；
（2）_______________。
4．力的三要素
（1）_______，用弹簧秤测量，单位：牛（N）；
（2）_______；（3）_______。
5．力的图示（精确表示：大小、方向、作用点）
用带箭头的线段表示力，__________表示力的大小，________表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
6．力的示意图（粗略表示：方向、作用点）表示某物体在某方向受到了力。
二、重力
1．由_________而使物体受到的力叫做重力。
特点：（1）重力是非接触力；（2）重力的施力物体是地球。
2．重力的大小
（1）测量：测力计；（2）计算：G=_____，g=9.8N/kg。
3．重力的方向：________。
4．重力的作用点——重心
（1）质量分布均匀、形状规则的物体，重心位置在________。
（2）物体的重心除了跟物体的形状有关外，还跟物体内________有关。
（3）悬挂法测物体的重心。
三、四种基本相互作用
1．_________：存在于一切物体之间，相互作用的强度随距离的增大而减小。
2．_________：存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间，他们本质上是同一种相互作用的不同表现，作用规律与万有引力相似。
3．_________：存在于原子核内质子与质子、质子与中子、中子与中子之间，它是____程力，作用范围只有约10–15m。
4．_________：在放射现象中发现的，是____程力。强度只有强相互作用的10–6倍。
相互作用施力物体受力物体使物体发生形变改变物体的运动形状
大小方向作用点线段的长度箭头的方向
地球吸引mg竖直向下几何中心质量的分布
万有引力电磁相互作用强相互作用短弱相互作用短
一、力和力的示意图
1．“防止添力”，确定物体受某一个力时，必须明确这个力的施力物体，找不到施力物体的力是不存在的。
2．物体的运动方向和受力方向不存在因果关系，即物体在运动方向上不一定受力。
3．力可以发生在直接接触的物体之间，也可发生在非直接接触的物体之间。
4．不能用不同标度画同一物体所受的不同的力。
如图所示，静止的木块对桌面的压力为6N，试画出压力的图示，说明施力物体和受力物体，并画出木块所受重力和支持力的示意图。
参考答案：如图所示
试题解析：画力的示意图时，只需画出力的作用点和方向，对线段的长短没有严格要求。图丙为木块所受重力和支持力的示意图，也可以按照图丁那样用一点表示木块，画出重力和支持力的示意图。
二、重力和重心
物体的重心可以不在物体上，重心不是物体上最重的点。
（·云南盈江县第一高级中学高一期末）如图所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为()
A．马跑得快的缘故
B．马蹄大的缘故
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心和飞燕的重心在一条竖直线上
D
ABD．飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞翔的燕子上，和马跑得快慢没关系，和马蹄的大小没关系，而是因为马处于平衡状态，飞燕对马的支持力和马的重力在一条竖直线上，故AB错误，D正确。C．根据马的形态，马的重心不会在飞燕上，故C错误。
故选D。
三、四种基本相互作用
（·新疆巴州第三中学高一期末）关于力的分类，下列说法正确的是
A．压力是根据性质命名的力
B．摩擦力是根据效果命名的力
C．阻力是根据效果命名的力
D．重力是强相互作用
参考答案：C
试题解析：阻力和压力都是从力的作用效果角度命名的，摩擦力是从力的性质角度命名的，故C正确，AB错误；重力是由于物体受地球吸引而产生的，属于万有引力相互作用，故D错误。所以C正确，ABD错误。
1．（·贵州铜仁伟才学校高一期末）关于重力和重心的说法正确的是（）
A．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B．重力的大小可以用天平直接测量
C．重力的方向总是垂直向下
D．物体的重心一定在物体上
2．（·伊美区第二中学高一月考）关于力，下列说法正确的是( )
A．两个力大小都是10N，方向相同，那么这两个力一定相同.
B．没有相互接触的物体间也可能有力的作用
C．施力物体施力在前，受力物体受力在后
D．根据有一定距离的磁铁间的相互作用可知:力可以离开物体而独立存在
3．（·伊美区第二中学高一期末）下列关于力的说法正确的是（ ）
A．力是物体对物体的作用
B．只有直接接触的物体间才有力
C．有一定距离的磁铁间有相互作用力，说明力可离开物体而独立存在
D．力的大小可以用天平测量
4．（·江苏海安高级中学高一期中）把一个薄板状物体悬挂起来，静止时如图所示。则对于此薄板状物体所受重力的理解，下列说法正确的是（ ）
A．拉力就是地球对物体的引力B．重力大小和物体运动状态有关
C．重力的方向总是指向地心的D．薄板的重心一定在直线AB上
5．（·北京高一期中）关于重力，下列说法正确的是（ ）
A．重力的大小与质量成正比，所以质量相同的物体在不同地点受重力相同
B．重力的大小与质量无关
C．重力的方向都是竖直向下的，因此在地球上不同的纬度重力方向相同
D．重力的作用点可能不在物体的几何中心
6．（·甘肃武威十八中高一期末）如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会（）
A．一直下降B．一直不变
C．先下降后上升D．先上升后下降
7．（·自贡市田家炳中学高一开学考试）对力的概念的理解，下列说法正确的是( )
A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用
B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体
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
8．（·浙江高一期末）关于地球上物体所受重力，下列说法正确的是（ ）
A．物体的重心一定位于它的几何中心
B．物体所受重力的施力物体是地球
C．地球表面同一物体的重力随纬度的增大而减小
D．质量大的物体受到的重力大，所以做自由落体时加速度也大
9．（·深圳市福景外国语学校高二学业考试）未来“胶囊高铁”有望成为一种新的交通工具。“胶囊高铁”利用磁悬浮技术将列车“漂浮”在真空管道中，由于没有摩擦，其运行速度最高可达到km/h。工程人员对“胶囊高铁”在A城到B城的一个直线路段进行了测试，行驶了.7公里，用时6分13秒。则（ ）
A．km/h是平均速度
B．6分13秒是时间间隔
C．“胶囊高铁”列车在真空管道中不受重力作用
D．计算“胶囊高铁”列车从A城到B城的平均速度时，不能将它看成质点
10．（·云南省凤庆县第一中学高一月考）有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图a、b所示，下面说法正确的是( )
A．重心向外侧偏移，重力减小B．重力和重心都没有变
C．重力减小，重心位置没有变D．重力减小，重心位置不存在
11．（·辽宁省大连渤海高级中学高一期末）下列说法中正确的是
A．自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用
B．在四种基本相互作用中，万有引力是最强的
C．四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再统一了
D．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力
12．（·全国高一课时练习）跳高运动员在做如图所示的四种过杆姿势时，重心最能接近甚至低于横杆的是( )
A．B．
C．D．
13．（·全国高一课时练习）一个重20N的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，下图所示的四个图中正确的是
A．B．
C．D．
14．（·上海高三一模）一质量分布均匀的物块用两根轻绳吊起处于静止状态，合理的是（）
A．B．
C．D．
15．（·河北高三专题练习）把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示．则薄板的重心可能是图中的（）
A．A点B．B点C．C点D．D点
16．（·北京市延庆县高一第一学期期末）自然界存在着四种基本相互作用，万有引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用。它们是不需要物体相互接触就能起作用的。下列选项正确的是
A．弹力和摩擦力是接触力，因此不属于四种基本相互作用
B．弹力和摩擦力虽然是接触力，但它们在本质上都是由电磁力引起的
C．强相互作用的作用范围很小，因此弹力等接触力属于强相互作用
D．弱相互作用就是作用力很小的力
17．把一条盘放在地上的长为L的匀质铁链向上刚好拉直时，它的重心位置升高了__________；把一个边长为l的匀质立方体，绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于垂直方向，如图所示，重心位置升高了________。
18．如图所示，A、B两物体叠放在水平面上，A对B的压力是10N。以4mm长的线段表示2N的力，请画出这个力的图示，并指出受力体和施力体。
19．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（a）所示，此时链条的重心为C1，若在链条两端各挂一个质量为的小球，如图（b）所示，此时链条的重心为C2，若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球，如图（c）所示，此时链条的重心为C3（C1、C2、C3在图中均未标出）。比较三个重心的高度h1、h2和h3的关系（ ）
A．h1=h2=h3B．h1span=""h2span=""h3C．h1h2h3D．h1h3h2
20．（·全国高一课时练习）如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()
A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B．重力的方向总是垂直向下的
C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关
D．力是使物体运动的原因
1．A重力是指由于地球的吸引而使物体受到的力，故A正确；天平测量的是物体的质量，故B错误；重力的方向为竖直向下，故C错误；重心位置与质量分布情况和物体的几何形状都有关，不一定在物体上，故D错误．所以A正确，BCD错误．
2．BA.力有大小、方向、作用点三个要素，故大小和方向相同的力不一定相同，故A错误；
B.没有相互接触的物体间也可能有力的作用例如磁体之间的作用，选项B正确；
C.施力物体施力和受力物体受力是同时进行的，选项C错误；
D.力的物体间的相互作用，力不能脱离物体而单独存在；磁铁间的力是通过磁场来完成的；故D错误；
故选B.
3．AAB．力是物体对物体的作用，有接触力，也有非接触力，比如重力、电场力和磁场力都是非接触力。故A正确，B错误；
C．磁铁间的相互作用是通过磁场发生的，并不没有离开物体而单独存在的力。故C错误；
D．天平是测量物体质量的工具，力的大小要用弹簧测力计测量。故D错误。
故选A。
4．DA．拉力的施力物体是绳子，而地球对物体的引力的施力物体是地球，二者本质不同，故A错误；B．重力的大小与物体的运动状态无关，故B错误；C．重力的方向竖直向下，并不一定指向地心，故C错误；
D．因为绳对板的拉力与板受的重力是一对平衡力，必在一条直线上，所以重心一定在细线的延长线上，即薄板的重心一定在直线AB上，故D正确。
故选D。
5．DA．重力加速度大小与维度和高度有关，因此质量相同的物体在不同的地点所受重力不同，故A错误；B．物体受到的重力
可得重力的大小和质量成正比，故B错误；
C．重力的方向总是竖直向下，因此地球上不同地方重力方向一定不一定相同，故C错误；
D．重心的位置与物体的形状以及质量分布都有关。只有质地均匀、外形规则的物体的重心才在其几何中心上，故D正确。
故选D。
6．C装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心，随着细沙从阀门不断流出，重心位置不断下降，当细沙快流完时，重心又上升，最后处于球心，故重心的位置先下降后上升，故ABD错误，C正确；
故选：C；
7．C子弹离开枪口时具有速度，由于惯性，物体将会保持这个速度断续前进．不是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用，A错误；力不能离开物体而单独存在，必定同时存在施力物体和受力物体，B错误；力的作用是相互的，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，C正确；根据力的三要素，可知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．
8．BA．形状规则、质量分布均匀的物体重心在几何中心，质量分布不均匀的物体，重心不一定在几何中心，A错误；
B．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，物体重力的施力物体是地球，B正确；
C．地球表面的重力加速度随纬度的增大而增大，C错误；
D．自由落体运动的加速度与质量无关，轻重不同的物体在同一位置重力加速度相等，D错误。
故选B。
质量分布均匀，形状规则的物体重心在几何中心。在地球上，随着纬度的升高重力加速度增大，自由落体运动的加速度与物体的质量无关。
9．BA．运行速度最高可达到km/h，指的是瞬时速度，A错误；
B．用时6分13秒，指的是时间间隔，B正确；
C．“胶囊高铁”列车质量不为零，所以在真空管道中受重力作用，C错误；
D．计算“胶囊高铁”列车从A城到B城的平均速度时，可以忽略其形状和大小，可以视为质点，D错误。
故选B。
10．C挖掉一个小圆板成圆环后，重力减小；圆板和圆环均属于质量分布均匀有规则形状的物体，其重心均在几何中心，重心的位置不变；故C正确，ABD错误。
11．AD在当前的研究水平上，可以认为自然界所有的相互作用归纳为四种，选项A正确；在四种基本相互作用中，万有引力是最弱的，选项B错误；随着研究的深入，已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系，如“弱电统一”，四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用，C错误；万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力，D正确。
12．D四种过杆姿势中，前三种姿势过杆时重心均在杆上，而背越式过杆时，头、躯干、腿依次过杆，身体的大部分与杆接近甚至低于杆．
13．A物体的重力为20N，标度设为5N，方向竖直向下，作用点在重心，故画重力的图示如图：
因此物体所受重力的图示不正确的是BCD选项，A正确．
14．D质量分布均匀的物块的中心在其几何中心，物体受到重力、两根绳子的拉力作用下处于静止状态，故三个力属于共点力，则三个力的作用线必交于一点，根据图象可知，只有D选项的三个力相较于一点，故D正确，ABC错误。
故选D。
15．D悬挂法测量重心位置的原理，结合二力平衡条件分析可得，重心位置是D点．
故选D．
本题考查的是悬挂法找物体的重心．学生对重力、重心的理解，还要了解物体的重心分布与哪些因素有关．
16．B弹力和摩擦力虽然是接触力，但它们在本质上都是由电磁力引起的，A错，B对强相互作用指的是原子核内部核子之间距离比较小时所产生的强大作用力，弱作用力指的是带电物质之间的作用力，故CD错。
17．
一条盘放在地上的长为L的均匀铁链重心在地面上；竖直向上刚好拉直时，重心在中点，故重心升高；边长为l的质量分布均匀的立方体，重心在几何中心上，故绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直位置时，重心位置升高的高度等于。
18．
知道力的三要素，再选择适当的线段确立一个标度，从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段的长短要是标度的整数倍，最后在线段的末端标上箭头，标出力的大小即可。物体A对B的压力，作用在B上，方向竖直向下，大小为10N，如图所示；
19．D分别研究桌面以上部分和桌面以下部分，则可得出两部分的重心；连接两点，则连线与角平分线的中点的交点即重心。
对于图a而言，桌面上链条的中点与垂下来的链条的中点的连线的中点即是整个链条的重心位置；
对于图b而言，是在图a重心的基础上又添加了一个两小球的重心，其重心的位置在两个小球连线的中点位置，且根据题意可知，两重心代表的质量还是相等的，故整个的重心一定在这两个等效重心连线的中点上，它的位置要比a靠下一些；
对于图c而言，其重心的位置又在图b的情景上添加了一个桌面边缘的小球，故它整体的重心会比图b高一些，但由于边缘小球的质量是，故其重心的位置仍会在图a之下，如图所示
故重心最高的是图a，其次是图c，最低的是图b，即
故D正确，ABC错误。
故选D。
20．AC选AC.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，故A对．重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，故B错．
从图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C对．力不是使物体运动的原因而是使物体发生形变或产生加速度的原因，故D错．
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