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1、高中物理 問題原型與延伸 專題3.1 重心模型學(xué)案 新人教版必修1
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重心:重力的等效作用點
(1)影響重心位置的因素:
質(zhì)量分布、形狀;
(2)重心位置的確定:
形狀規(guī)則的均勻物體:幾何中心
薄板型物體:懸掛法
【原型】重心位置
如圖所示,“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家集高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶,是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶,飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上,是因為( )
A.馬跑得快的緣故
B.馬蹄大的緣故
C.馬的重心在飛燕上
D.馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上
解析:馬的重心位置在馬身上而不在
2、飛燕上,但只有馬的重心位置和飛燕在一條豎直線上,才能保持平衡,故A、B、C錯誤,D正確。
★點評:物體的重心與物體的形狀及質(zhì)量分布有關(guān)。
變型1、物體形狀改變后的重心位置
【延伸1】如圖所示,n塊厚度為d的相同的磚塊,靠在一起平放在地面上,今將它們一塊一塊向上疊起來,這堆磚的重心升高了多少?
解析:磚平放在地面上時,其重心距地面的高度為2(d),疊起后,其重心距地面2(nd),所以重心升高了2(n-1)d。
★點評:本題考查了對重心位置的正確認識。
變型2、物體質(zhì)量改變后的重心位置
【延伸2】如圖所示,一個空心均勻球殼里面注滿水,球的正下方有一個小孔,當(dāng)
3、水由小孔慢慢流出的過程中,空心球殼和水的共同重心將會( )
A.一直下降
B.一直上升
C.先升高后降低
D.先降低后升高
★點評:重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān),水流完時,重心又回到球心。故球殼和水的共同重心將先降低后升高。
變型3、物體運動狀態(tài)變化時的重心位置
【延伸3】如圖所示,身體素質(zhì)和技術(shù)相當(dāng)?shù)奶哌\動員,為什么采用“背越式”的要比采用“跨越式”的成績好呢?
★點評:背越式跳高時運動員的形狀發(fā)生變化。
變型4、物體位置變化時的重心位置
【延伸4】關(guān)于物體的重心,下列說法正確的是
A.將物體移到太空,處于失重狀態(tài)
4、重心消失
B.將物體移到三樓,物體的高度增加,相對于自身重心位置變高
C.一塊磚平放、側(cè)放或立放時,其重心在磚內(nèi)的位置不變
D.一塊磚平放、側(cè)放或立放時,其重心在磚內(nèi)的位置發(fā)生變化
解析:質(zhì)量分布均勻形狀規(guī)則的物體重心在幾何中心上,重心位置與運動狀態(tài)、自身形狀、質(zhì)量無關(guān)。
C選項正確
★點評:抓住重心與質(zhì)量分布和形狀有關(guān)的關(guān)鍵。
?跟蹤練習(xí):
1.關(guān)于重力和重心的敘述,正確的是( )
A. .任何規(guī)則形狀的物體,它的重心一定在其幾何中心
B. .物體的重心一定在物體上
C. 重力的方向是垂直向下的
D. .重力的方向總是豎直向下的
2.關(guān)于物體的重心
5、,下列說法正確的是( )
A.形狀規(guī)則的物體的重心一定在它的幾何中心上
B.物體的重心一定在物體上
C.地球?qū)ξ矬w的重力只作用在物體的重心上
D.若用一根輕質(zhì)細線把一物體懸掛起來,當(dāng)物體靜止時其重心一定在過懸線的這條直線上
3.病人在醫(yī)院里輸液時,液體一滴滴從玻璃瓶中滴下,在液體不斷滴下的過程中,玻璃瓶連同瓶中的液體共同的重心將( )
A.一直下降 B.一直上升 C.先降后升 D.先升后降
4.如圖所示,一飲料杯裝滿水,杯的底部有一小孔,在水從小孔不斷流出的過程中,杯子連同杯中的水的共同重心將( )
A.一直下降B.一直上升C.先升后降D.先降后升
答案與解析:
1. 重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,任何的力都有施力物體;
故選:D.
2. A、物體的重心與物體的質(zhì)量分布和幾何形狀兩個因素有關(guān),所以形狀規(guī)則的物體的重心不一定在它的幾何中心上,故A錯誤.
B、重心可能在物體上,也可能在物體之外,比如均勻的圓環(huán)重心在圓環(huán)之外,故B錯誤.
C、物體的各部分都要受到地球的重力作用,故C錯誤.
D、若用一根輕質(zhì)細線把一物體懸掛起來,當(dāng)物體靜止時物體的重力與懸線的拉力二力平衡,則懸線一定過其重心,故D正確.
故選:D.