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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道重力的定义和由来
2. 掌握重力的公式
3. 知道重力的方向
4. 知道重心的定义
5. 能根据实验探究的结果知道G — m图像的特点
【自主学习】
一、重力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做 ，通常用字母 G 表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用(从定义上看，月球也会受到地球的吸引，这个力也能叫作月球的重力)。
但是平时我们所说的重力，一般都是指物体在地球上被地球吸引的力，而地球附近的小行星被地球吸引的力，我们更愿意用“引力”来描述。
二、重力的大小
精确的实验表明，物体所受的重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量的比值，地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写：g=G/m，也可以写成： （数学变形） 。
公式中重力的单位是牛，质量的单位是千克，因此比值g的单位是牛每千克，符号是 N/kg 。其中，比值g的大小：g = 9.8 N/kg，在粗略计算时，g可以取 10 N/kg 。g只与地理位置有关，所以在同一个地方换材料做实验，得出的G—m坐标图上面应该只有一条直线。
注意事项：
1. 在其他星球上也会受到“重力”（这个时候叫做引力）（因为其他星球对物体也有吸引的作用，只是吸引的强弱程度和在地球上不同罢了）。
2. 物体受到的重力与其质量成正比，这里有一个前提条件（在行星附近）。
3. 卫星在轨道上会受到重力。
4. 在太空中，物体仍然受到地球或其他天体的引力作用，这种引力使得航天器和其中的物体保持在轨道上运动。
5. 在太空中不能使用天平测量质量，但是可以使用测力计测量力（但是只能测量拉力）。
知识拓展：
视重：（是物体与支持物相对静止并不受地球、支持物以外其它作用时，物体对支持物的作用）。我们平时在地球上看到的示数，实际上就是视重。
超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。
失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。
完全失重：这时物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力。太空中就是种情况，也就是因为这样，天平在太空中才没办法测出物体的质量。重力虽然还在，但是也不能用测力计测出来。
三、重力的方向
用细线把物体悬挂起来，线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们常说的 “ ” 的方向（或者说垂直于当地水平面也行）。（注意：在地球上受到重力的方向不一定严格指向地心。只有赤道和南北极才是指向地心）。作图题只需要画出垂直于试卷（答题卡）的水平面就行了。
四、重心
地球吸引物体的每一部分。但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点上，这个点叫做物体的 。
形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的 上。（为了方便，我们可以在受力分析的时候，把力的作用点都放在物体的重心上，（作图题弹力的作用点还是要画在接触面上（除非题目给出了作用点，可以画在重心上））。不规则的物体可以采用悬挂法来测量物体的重心（初中阶段几乎不考）。
【例1】地球附近物体都要受到重力，菜鹏认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平钩码、弹簧测力计进行了以下探究，数据如表；
（1）如图甲是他第某次测量中弹簧测力计的读数，该读数是 N；
（2）请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象；
（3）由图象可知：物体的重力跟物体的质量成 。
（4）为了实验结论的可靠性，蔡鹏更换多种材料进行测量，发现绘制的图像与原图像________（选填“重合”或“不重合”）
【例2】下列有关质量和重力的说法中正确的是（　 　）
A．物体所受重力跟它所含物质的多少有关
B．质量为9.8kg物体，它所受重力是1N
C．质量增大几倍，重力也增大几倍，所以物体的质量与重力成正比
D．质量与位置无关，重力与质量成正比这条结论在任意时候都适用
【例3】下列关于重心的说法中，正确的是（　 ）
A．形状规则的物体，其重心在物体的几何中心 B．地面附近的物体受到重力，重心一定在物体上
C．形状不规则的物体重心一定不在物体上 D．形状规则、质量分布均匀的物体，其重心一定在物体的几何中心
【例4】画出图中物体静止在斜面上时受到重力和支持力的示意图。
【例5】小冰选用弹簧测力计、瓶子、抹布和毛线测量石块的密度(实验过程中使用的毛线质量不计)，他的测量方案是：
①用弹簧测力计测量出石块的重力为G1
②用一瓶子装满水，用瓶盖盖上瓶口，用弹簧测力计测出瓶子总重力为G2
③打开瓶盖，将石块放入瓶中，水不再溢出后盖上瓶盖，用抹布擦干外壁的水，再次量瓶子的总重力为G3。已知水的密度为ρ水，则石块的密度表达式为____________。小冰实验完成后才发现弹簧测力计没有调零，指针指在零刻线上方一点，这种情况对重力测量结果的影响是_______，对石块密度测量结果的影响是________（均选填:“偏大” “偏小” 或 “无影响”）。
【例6】大冰选用弹簧测力计、小桶、烧杯和溢水杯测量石块的密度，设计了如下的实验：
（1）按从左往右的顺序分别测出小筒的重力为G1，木块的重力为G2；
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯里面，用烧杯接住溢出的水（溢水口没有残留），再用弹簧测力计测出此时小筒和溢出的水的总重力为G3；
（3）请用题中所给的字母计算出石块的密度_______（水的密度取 ρ），这样计算出来的石块的密度______（选填“偏大、偏小或不变”）
（4）若石块吸水性较好（刚接触水便会吸入），且有一定的吸水极限（整个过程中石块的体积不变），请问根据上述实验计算出来的石块的密度______（选填“偏大、偏小或不变”）
（5）若调换中间两步的顺序，则计算出来的石块的密度______（选填“偏大、偏小或不变”）烧杯中无残留。
【课后巩固】
1．关于小球所受重力的示意图，下列画法正确的是（　 　）
A． B． C． D．
2．关于所表示的意思，正确的是（　 　）
A． B．物体受到的重力是9.8N
C．质量是9.8kg的物体重1N D．质量是1kg的物体受到的重力9.8N
3．篮球在空中飞行时受到力的施力物体是（忽略空气的阻力）（ ）
A．手 B．地球 C．空气 D．篮板
4．如图为天宫课堂第二课王亚平老师演示的油水混合试验。在太空中，物体处于失重状态，王亚平老师摇晃手中的小瓶子后，不再出现分层现象，如图所示，下列说法正确的是（　 　）
A．装在瓶子里的油水混合物进入太空后质量发生改变
B．摇晃后油水不分离说明在太空中油和水的密度相同
C．在地面上做这个实验，摇晃小瓶子后静置一段时间油水也不会分层
D．太空中油水混合，不再出现分层现象是因为在太空的失重环境下，密度大的水不下沉
5．航天员长期驻留空间站，在失重环境下也要进行体育锻炼。下列活动可以在空间站内进行的是（　 　）
A．运动前用家用体重计称的体重 B．用哑铃锻炼手肌肉
C．做俯卧撑进行锻炼 D．用弹簧拉力器健身
6．如果没有重力，下列说法中不正确的是（ ）
A．茶杯中的水无法倒进嘴里 B．人一跳起来就离开地球，再也回不来
C．物体将失去质量 D．人做“引体向上”运动时很轻松
7．下列关于重心的说法正确的是（　 　）
A．形状规则的物体，重心一定在其几何中心 B．质量均匀的物体重心不会在物体之外
C．火箭设计的很长，重心较高是为了提升稳定性 D．不倒翁通过降低重心提升稳定性
8．下列估测最符合实际的是（　 　）
A．一个中学生的体积约为50m3 B．两个鸡蛋的重力约为1N
C．一个苹果的质量约为100kg D．一间教室的空气质量约为300g
9．现在智能手机都有这样一个功能：把手机竖着放在桌面转90度横放，手机显示画面就自动反向转动90度，保持画面正立，如图所示。这源于手机内部有一个重力感应器，手机用它来判定方向。在把手机在桌面上从竖放转为横放的过程中，下列分析正确的是（　 　）
A．感应器会检测到重力的大小发生了变化
B．手机的重力方向没有改变，感应器会检测到手机的位置变化
C．感应器会检测到重力作用点发生了变化
D．手机的重心位置不变，重心高度也不变
10．如图所示，实心均匀正方体甲、乙放在水平地面上，它们质量相等。现从两正方体的上部沿水平方向切去部分，使它们剩余部分的体积相等，则剩余部分的甲、乙的重力和的大小关系是（ 　）
A．一定小于 B．一定大于
C．可能小于 D．可能大于
11．如图所示的物体A重为50N，静止在斜面上，请作出物体A受到的重力的示意图。
12．如图所示，是用传送带把货物A送到高处的情景的示意图。请画出货物A所受重力和支持力F的示意图。
13．如图所示，一物体静止在斜面上，请你画出该物体所受重力的示意图。
14．如图所示，小华在探究“物体重力的大小与质量关系”的实验中，得到如下表数据：
（1）图中弹簧测力计在使用前要在 （选填“水平”或“竖直”）方向上进行校“0”，小明使用的弹簧测力计的分度值是 N。此时弹簧测力计示数为第一次实验的数据，其读数为 N；
（2）分析以上实验数据，可以初步得出结论：物体受到的重力跟它的质量成 ；
（3）小华还完成了下面的操作，探究重力的方向：首先将装置放在水平桌面上保持静止（如图甲），随后将木板M倾斜，逐渐增大M与桌面的倾角θ（如图乙），会观察到悬线OA的方向 （选填“变化”或“不变”）；通过以上实验现象可以分析得出：重力的方向总是 的。
15．某跨海大桥全长8km，汽车行驶速度按80km/h设计，求：
（1）在遵守交通规则的前提下，汽车通过该桥需要多少min？
（2）若桥头上有如图所示的限制载重总质量标志牌，请你通过计算说明重为的大货车是否超过此桥的限载标准。（g＝10N／kg）
16．“十四五”是我国实现“碳达峰、碳中和”的关键时期，据有关研究表明：汽车自身质量每降低100kg，100km油耗可减少0.6L（dm3），每节约1L燃料可减少二氧化碳排放2.5kg。某汽车集团研发了一款新型汽车如图所示，汽车原来使用的是质量高达1185kg的钢质外壳，若用密度为2.4×103kg/m3的镁合金材质替换全部钢质外壳。（ρ钢=7.9×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）该车外壳所用钢质材料的体积；
（2）该车用镁合金材料替换后减少的重力；
（3）改装后的汽车行驶100km可减排二氧化碳的质量。
1．在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸（如图甲），随机提供绿豆、红豆或黄豆一包（每组只有一种豆类）；

（1）在处理数据时 （选填“能”或“不能”）使用其它小组的数据用在自己的G—m的图象中；分析图象是一条经过原点的直线，说明“物体所受重力大小与质量成 ”；
（2）有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后，观察绘制的图象，图线可能是图乙中 ，以此判断重力与物质种类的关系；（已知ρ绿豆>ρ黄豆）
（3）经过一段时间的学习后，老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明一组用同一小桶分别盛满不同的液体（图丙，装满水后示数为3N），用弹簧测力计测出小桶的重力为1N，再装满另一液体时示数为4.4N，则液体密度为 kg/m3；用这样的方法可得该密度秤的测量范围是 g/cm3；
（4）以下能使上一问中密度秤测量精度更高一些的是 。
A．增加小桶的重力 B．增加小桶的体积 C．减小小桶的重力 D．减小小桶的体积
2．如图所示，实心均匀正方体A、B放置在水平桌面上，GA>GB，现沿水平方向截去相同质量Δm，则下列对于所切去的高度Δh正确描述是（ ）
A．ΔhA可能大于ΔhB B．ΔhA一定大于ΔhB
C．ΔhA一定等于ΔhB D．ΔhA一定小于ΔhB
3．小明准备利用弹簧测力计、一只小桶制成一杆简单液体密度秤，如图所示，已知小桶重G=1N，容积V=100mL，在小桶中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度，g=10N/kg。求：
（1）密度的0刻度应标注何处； （2）某次指示在2.2N处，则液体密度多少？
（3）该测力计测量的密度最大值？（4）如何增大量程？
4．如图甲所示，水平桌面上放有一个底面积为50cm2，高为10cm的平底圆柱形容器（容器厚度不计），容器内盛某种液体时容器和液体的总质量与液体体积的关系如图乙所示。现将一个体积为100cm3空心铝质小球缓慢放入盛满这种液体的容器内，一些液体溢出，小球沉入容器底，稳定后测得容器、容器内液体和小球的总质量为516g。（铝=2.7×103kg/m3，酒=0.8×103kg/m3，g=10N/kg）求：
(1)该液体密度为多少kg/m3？
(2)铝质小球空心部分的体积为多少cm3？
(3)将空心小球的空心部分注满酒精，小球的总重力为多少N？
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
一、重力：重力 二、重力的大小：G=mg 三、重力的方向：竖直向下 重心 几何中心
【例1】（1）2N；（2）（3）正比；（4）重合【例2】A 【例3】D
【例4】 【例5】 偏小 偏小
【例6】（3） 偏大 （4）偏大；（5）偏大
基础过关
1. A 2.D 3. B 4. D 5. D 6. C 7. D 8. B 9. B 10. A
11. 12.(学校要求不高的话这种也行) 13.
14. （1）竖直 0.2 1 ；（2）正比；（3）不变 竖直向下
15. （1）6min；（2）超过了；
16（1）0.15m3；（2）8250N；（3）12.375kg
能力提升
1.（1）不能 正比；（2）C ；（3）1.7×103 0~2 ；（4）B （测出来的密度的最小值越小，精度越高根据：
得 V桶 越大，所测量得密度越小，即精度越高）
2. D
3. （1）在“1N”刻度处标注密度值为“0”的刻度；（2）；（3）；
（4）减小小桶中液体的体积V来增大量程；更换密度更小的同体积的小桶。
4. （1）0.6×103kg/m3；（2）20cm3；（3）2.32N
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