资源简介 (共72张PPT)第七章 力第3节 重力01. 重力02. 重力的大小03. 重力的方向04. 重心05. 重力的由来学习内容1 能通过分析生活及实验现象得出重力是由于地球的吸引而产生的。2 经历探究影响重力大小因素的实验过程,了解重力大小跟物体质量的关系。会根据G-m图像分析处理实验结果。能根据G=mg进行简单的计算。3 确认重力的方向是竖直向下的。并能够应用解决于实际生活中的一些问题。能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心。会画重力的示意图。4 了解重力的由来。学习目标01. 重力02. 重力的大小03. 重力的方向04. 重心05. 重力的由来06. 课堂总结07. 动手动脑学物理08. 课堂练习目录导航高山上的流水、从跳板起跳的运动员最终都会下落到地面,这是什么力作用的结果?而在天宫空间站里,王亚平的“马尾”变成了“冲天辫”。产生这些现象的原因是什么?原来这都与地球的吸引作用有关,今天我们一起学习。想一想第3节 重力课堂导入一、重力(gravity)一、重力1. 现象探究观看倾泻而下的瀑布,空中的跳伞,投掷出去的篮球等与重力有关的画面。(1)观察现象以上各物体的运动状态都发生了变化,表明它们都受到力的作用。这些物体所受到的力不是由接触产生的,它们最后都要落向地面。与这些物体有着共同联系的物体是地球,这些物体都受到地球的吸引力,这个力叫做重力。一、重力1. 现象探究(3)分析论证观察乒乓球在高处由静止下落的运动情况;观察沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的乒乓球的运动情况。(2)做一做由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示,重力的单位为N。重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。①普遍性:地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止,是固态、液态还是气态,都受到重力的作用。②不等性:重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。③非接触性:重力是非接触力,空中的飞机、树上的苹果都受到重力的作用。一、重力2. 重力(1)重力(2)重力的特点一、重力【例题1】下列说法正确的是( )A. 空中飞行的小鸟,不受重力作用B. 只有静止的物体受重力作用C. 在空中向上运动的物体不受重力作用D. 抛出去的物体总会落回地面,是由于物体受到重力的作用D重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,地球附近的所有物体都受到重力的作用,与物体的运动状态无关,故A、B、C错误;抛出去的物体总会落回地面,是由于物体受到重力的作用。所以选D.3. 跟踪练习二、重力的大小【提出问题】物体重力的大小可能与什么因素有关?【猜想与假设】日常我们感觉到物体的质量越大,就越重。例如,两位运动员进行举重比赛,所举杠铃的质量越大,用力越大,表明重力越大。因此可作出猜想:物体所受的重力与质量存在一定的关系,物体的质量越大,它所受的重力越大。右面运动员用力大,因为所举的杠铃质量大,重力大。1. 实验探究:重力的大小跟质量的关系【设计实验】本实验需要测量的两个量分别是物体的质量和物体受到的重力,故我们需要用天平测出质量(或选用质量已知的钩码),用弹簧测力计测出重力,分析实验数据,得出结论。【实验器材】弹簧测力计、钩码多个(质量已知)。1. 实验探究:重力的大小跟质量的关系【进行实验与收集证据】(1)把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上,当钩码静止时,读出弹簧测力计的示数,即为钩码所受的重力,记录在表格中。(2)用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力,并把结果记录在表格中。1. 实验探究:重力的大小跟质量的关系实验序号 1 2 3 4 5 6钩码的质量 m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3钩码的重力 G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0重力跟质量的比值/(N/kg)【分析论证】(1)数据处理:以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量的关系图象。(2)分析表格中数据,观察画出的G-m图像,归纳结论。1. 实验探究:重力的大小跟质量的关系①由实验数据可知,当质量成倍增加时,重力也成倍增加,重力与质量的比值不变。②由G-m图像可知,图像是一条过原点的倾斜直线,这是正比例函数图像,说明物体所受的重力跟它的质量成正比。【实验结论】物体所受的重力跟它的质量成正比,其比值约为9.8Nkg。如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值,则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成 g=G/m。1. 实验探究:重力的大小跟质量的关系演示实验——《探究重力大小跟质量的关系》G表示重力,单位是牛顿(N);m表示质量,单位是千克(kg);在地球上,g约为9.8N/ kg,粗略计算中,可取10N/ kg。2. 重力的计算(1)公式G=mgg=9.8N/kg,表示质量为1千克的物体在地球上受到的重力大小为9.8N。在地球上,g 会随着纬度与海拔高度的不同而有所变化。(2)g 的意义①公式中各物理量都必须用国际单位制单位。②求质量时,可将G=mg变形为m=G/g。 (3)公式G=mg的使用二、重力的大小3. 重力和质量比较重力 质量符号 G m概念 由于地球的吸引 而使物体受到的力 物体所含物质的多少影响因素 物体所受的重力 与质量成正比 质量是物体的属性,与形状、状态、地理位置等因素无关方向 竖直向下 无方向单位 牛顿(N) 千克(kg)测量工具 弹簧测力计 天平、秤联系 G=mg二、重力的大小4. 常见一些物体的重力大小一瓶可乐的重力约5N物理课本的重力约2N一个中学生的重力约500N成年大象的重力约50000N一个篮球重力约5N二、重力的大小【例题2】在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。(1)把表格中的空格填写完整;(2)根据表格中的实验数据,在图中画出重力与质量的关系图象;(3)由此可知物体所受的重力跟质量成_____;(4)若测力计水平校零后去测重力,则测量值比真实值偏____,若测力计倒过来,用挂环吊物体测重力,测量值比真实值偏____ 。400质量m/g 100 200 300 500重力G/N 1 2 3 4 5正比大大5. 跟踪练习二、重力的大小解析见下页(1)通过分析表格中相关数据可知,重力与质量的比值不变,则重力为4N时质量为400g。(2)通过描点作出重力与质量的关系图象为:(3)根据重力与质量的关系图象可知质量是原来几倍,重力也是原来几倍,物体所受的重力跟它的质量成正比。(4)测力计水平校零后去测重力,没有考虑弹簧自身重力,则测量值比真实值偏大。如果将弹簧测力计拿倒了,它自身的重力会使弹簧在没挂重物之前就提前伸长,显示一定的示数,再挂上重物时,必然使总示数偏大。5. 跟踪练习二、重力的大小【例题3】质量为200g的一袋牛奶,受到的重力是多少?小敏同学所受的重力为450N,那么,她的质量是多少千克?(g取10N/kg)①m=200g=0.2kg由G = mg可知,牛奶受到的重力G牛奶= mg=0.2kg×10 N/kg=2N②由G = mg可得 m=G/g, 因此人的质量m=G/g=450N/(10N/kg)=45kg二、重力的大小5. 跟踪练习三、重力的方向【想想议议】我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。但地球是球形的,在我们“脚下”的阿根廷人,好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢?为什么在不同地点的人或物体的“脚”脚都“粘”在地面上呢?三、重力的方向1. 重力的方向我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢?我们知道力是有方向的,那么重力的方向是向哪的呢?物体悬挂起来静止时,悬线的方向跟物体所受重力的方向一致,这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向。我们可以通过观察悬线的方向就知道重力的方向。重力的方向1. 重力的方向三、重力的方向铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。实验器材①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂,浸没在烧杯的水中。用三角尺比较细线的方向和水面的关系。实验步骤(1)探究重力的方向1. 重力的方向三、重力的方向②将铁架台倾斜一定的角度,观察细线静止时的方向,用三角尺比较细线的方向和水面的关系。③继续改变铁架台倾斜的角度,观察细线的方向是否变化。无论铁架台怎样倾斜,细线的方向和水面始终是垂直的。结论:重力的方向是竖直向下(垂直于水平面向下)实验现象水平面1. 重力的方向三、重力的方向重力的方向“竖直向下” 指与水平面垂直向下,即指向地心 ,不能说成“垂直向下” 。如图所示,放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确?重力的方向竖直向下理解为指向地心GG√×1. 重力的方向三、重力的方向例如:建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向,这是因为悬线的方向与重力方向在同一直线上,用这种原理来检查墙壁是否竖直,或检查装饰画是否竖直,这种悬挂重物的细线叫做铅垂线,如图所示。比萨斜塔相对于竖直方向倾斜度数为4度左右墙壁竖直 不竖直(1)检查是否竖直2. 重力方向竖直向下的应用三、重力的方向(2)检查是否水平简易水平仪铅垂线与桌面垂直,桌面是水平的。铅垂线与桌面不垂直,桌面是倾斜的。T形架铅垂线方法一:用如图所示自制水平仪(由倒T形平板与铅垂线组成),检查时将水平仪放在物体表面上,若铅垂线与水平板上的中心刻线(图中红色标记)重合,则说明物体表面是水平的,若铅垂线偏向刻线的一侧,则表明物体表面不水平。如图所示,桌面左低右高。2. 重力方向竖直向下的应用三、重力的方向方法二:如图所示,将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上,看铅垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行(或重合)。若平行,则物体表面水平;若不平行,则物体表面不水平。2. 重力方向竖直向下的应用三、重力的方向铅锤线【例题4】如图所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。(1)将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向______(填“变化”或“不变”);(2)剪断悬线OA,观察小球下落的方向是__________ ;(3)从以上实验现象分析可得出:重力方向__________,建筑工人经常使用的_________就是该原理的应用。不变竖直向下竖直向下重垂线3. 跟踪练习三、重力的方向解析见下页(1)因为重力的方向总是竖直向下的,所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变。(2)剪断悬线OA,小球在竖直向下的重力的作用下就会竖直向下运动。(3)通过分析得出的结论:重力的方向总是竖直向下的,建筑工人使用的铅垂线就是利用这个原理制成的。3. 跟踪练习三、重力的方向四、重心(center of gravity)四、重心1. 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,这个点叫做物体的重心。重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。物体的每一部分都受到重力作用对于整个物体,重力的作用效果就好像作用在某一点上的一个力。等效于(1)重心①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上,如图所示。(2)对重心的认识方形薄板的重心在对角线的交点上粗细均匀的棒的重心在中点球的重心在球心四、重心1. 重心②质量分布不均匀的物体,其重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。如图所示是小半杯水、大半杯水时杯子和水总重力的重心的大致位置。③物体重心的位置不一定都在物体上。如图所示,铁环的重心不在环上,而在环心处,篮球的重心在球心而不在球面上。四、重心1. 重心④力的作用点可画在重心有时为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。同一物体受到几个力时,作用点也都画在重心上。人受到重力和支持力物体受到重力和拉力F四、重心1. 重心2. 确定重心的方法如图甲所示,先在A点把薄板悬挂起来,薄板静止时,所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上,所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线l1上。然后在B点把薄板悬挂起来(图乙),同理知,薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上。l1和l2的交点就是薄板重心的位置。(1)悬挂法确定重心四、重心如图所示,把物体放在手指上,仔细调节物体,使其在手指上达到一个平衡状态,物体的重心与支点在同一条竖直线上,在支点的上方。(2)支撑法确定重心2. 确定重心的方法四、重心3. 提高物体的稳定程度物理学家经研究证明:增大支撑面或降低重心可以提高物体的稳定程度,在实际生活中人们常常要用到这些知识。赛车车身很低,轮胎宽,轮子相距远,在快速行驶时不易翻倒.不倒翁的重心很低,另一方面,当不倒翁向一边倾斜时,和桌面的接触点发生变动,重心和支点就不再在同一条重垂线上了,这时重力的作用会使它绕支点摆动,使不倒翁恢复正常的位置。四、重心五、重力的由来1. 类比分析重力的由来五、重力的由来如图,当橡皮甩起来之后,需要用细绳紧紧拉住橡皮,若松开手,橡皮会沿切线向外飞出。橡皮能绕手做圆周运动,是因为被细绳拉住,细绳给了橡皮一个拉力。在这个拉力作用下,橡皮才会绕手做圆周运动而不向外飞出。(1)分析现象月球是地球的卫星,月球在不停地绕地球做圆周运动,如图所示。月球能绕地球转动而不会跑掉,是因为月球与地球之间有一条无形的“线”,它就是地球和月球间的引力。在这个引力作用下,月球绕地球转动而不会跑掉。1. 类比分析重力的由来五、重力的由来早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发,并总结前人研究成果而发现“宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力”,这就是“万有引力”。(1)牛顿的观点2. 重力的由来五、重力的由来牛顿认为,地球和月球之间存在互相吸引的力。这个力跟地球吸引它附近的物体使物体下落的力是同一种力。重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。正是地球对它附近物体的引力,使得水向低处流、抛出的石块落向地面………事实证明,牛顿的结论是正确的。(2)结论2. 重力的由来五、重力的由来3. 重力与万有引力的大小关系重力略小于万有引力重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的吸引力,除在两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处物体的重力都略小于万有引力。五、重力的由来视频讲解——《模拟引力》五、重力的由来五、重力的由来4. 跟踪练习【例题5】由中国自行设计研制的月球车乘坐“嫦娥”三号探月卫星“亲近”月球,实施无人登月探测。已知月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6,若将一个在地球上重为1200N的月球车放到月球上,它受到的重力是______N,质量是______kg。200120由题意可得,月球车放到月球上,它受到的重力G1=G/6=1200N/6=200N月球车在地球上的质量120kg因质量是物体本身的一种属性,和物体的形状、状态、位置无关,所以月球车在月球上的质量仍然为120kg。由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力.①物体所受重力跟它的质量成正比.②公式 G=mg③g为比例系数,在地球上约为9.8牛/千克.①总是竖直向下,垂直于水平面,指向地心.②应用:用铅垂线确定竖直方向;用水平仪判断水平.①重力的等效作用点叫做重心.②形状规则、质量分布均匀的物体,重心在几何中心.③可用悬挂法、支撑法来确定物体重心.①宇宙间的物体都存在相互吸引的力,叫做万有引力.②重力正是源自地球对他附近物体的万有引力.重力的由来弹 力六、课堂总结重力的方向重力的大小物体的重心重力的概念七、动手动脑学物理1. 一个南瓜所受的重力是30N,它的质量是多少kg?七、动手动脑学物理由 G=mg 可得此南瓜的质量m = = =3.06kg2. 月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面,月球对他的引力大约是多少N?七、动手动脑学物理月球对航天员的引力为G = = =147 N3. 一个桥头立着如图所示的限重标志牌,汽车对该桥面的压力超过多少时,桥就可能被损坏?七、动手动脑学物理此限重标志牌的含义是:通过此桥的车辆质量不得超过15tm=15t=15×103kg=1.5×104kg 桥能承受的最大压力:F=G=mg=1.5×104kg×9.8N/kg =1.47×105N4. 若用三角尺判断桌面或地面是否水平,还需要哪些物品?怎样操作?请作图说明。七、动手动脑学物理还需要铅锤线。操作方法:将铅垂线固定在三角尺的一个锐角顶点上,将直角三角尺竖直放在被测桌面(或地面)上,使一直角边与被测桌面重合,观察铅垂线是否与另一直角边平行。若平行,则表明该面是水平的;否则,不水平(如图所示)。5. 一个木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请分别画出木块在斜面和水平面时所受重力的示意图。七、动手动脑学物理八、课堂练习1. “估测”是物理学中常见的一种方法,下列关于重力大小的估测不合理的是( )A.一颗小铁钉所受的重力约为10NB.一名中学生所受的重力约为450NC.两个鸡蛋所受的重力约为1ND.一个苹果所受的重力约为2NA八、课堂练习解析见下页A. 一颗小铁钉的质量约10g,重约0.1N,估测不合理,故A符合题意;B. 一名中学生的质量是45kg,一名中学生所受的重力约为G=mg=45kg×10N/kg=450N 估测合理,故B不符合题意;C. 一个鸡蛋的重力是0.5N,所以,两个鸡蛋所受的重力约为1N,估测合理,故C不符合题意;D. 一个苹果的质量约200g =0.2kg 受到的重力为G=mg =0.2kg× 10N/kg = 2N,估测合理,故D不符合题意。故选A.八、课堂练习2. 关于物体的重力,下列说法中正确的是( )A.物体的重力就是地球对物体的吸引力B.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体C.物体的重心是物体所受重力的作用点,所以重心一定在物体上D.物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比D八、课堂练习解析见下页A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,大小不等于地球对物体的吸引力,不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力,A错误;B.地球附近的物体都受重力的作用,重力的施力物体是地球,B错误;C.重心是物体整体所受到的总重力的作用点,质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心上,但如空心物体、质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心也可能不在物体上,C错误;D.物体所含物质的多少叫质量,而物体所受的重力跟它的质量成正比,D正确。故选D.八、课堂练习由于重力的方向总是竖直向下的,地球上不同位置的人释放手中石块后,石块受的重力的方向是竖直向下的,也就是指向地心.故选B.八、课堂练习3. 图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( )B4. 过春节时贴年画是我国的传统习俗,在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正,如图所示的年画的长边与重垂线不平行为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )A.换用质量大的重锤B.上下移动年画的位置C.调整年画,使年画的长边与重垂线平行D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行C八、课堂练习解析见下页因为重力的方向总是竖直向下的,在生活中有好多应用:检查工作台面是否水平、检查墙砌的是否竖直、检查墙上挂的画是否挂正等。为了把年画贴正,通常做法是调整年画,使年画的长边与重垂线平行,因为重力方向竖直向下,所以年画的边长也竖直向下,此时年画就挂正了,故C正确,ABD错误。故选C.八、课堂练习5. 画出图中,斜向上运动的篮球受到的重力示意图。八、课堂练习重力的方向是竖直向下,作用点在重心上,如图所示。6. 空易拉罐里放一些水,调整后可在如图所示位置保持静止,请在图中画出此时易拉罐所受重力的示意图。八、课堂练习重力是物体受到的力,重心在支点的正上方,重力的方向总是竖直向下的,过物体的重心表示出重力的方向,即从支点的正上方画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为G,如图所示。7. 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,地球附近的物体都受到重力的作用,跟地球一样,在其它星球上的物体也受到重力作用,如表列出的是质量是1kg的物体,在不同星球上受到的重力。(1)由如表可知,同一物体放在______星上受到的重力最大,在金星上的8.50N/kg表示的物理意义是__________________________ ;(2)一宇航员质量为70kg,这个宇航员在海王星上的重力为______;(3)地球上重力的方向总是___________(选填“垂直向下”或者“竖直向下”)。木八、课堂练习星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星重力/N 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.0在金星上,质量是1kg的物体受到的重力是8.50N770N竖直向下(1)由表中数据可知,同一物体在木星上受到的重力最大。金星上g=8.50N/kg,它表示的物理意义是:在金星上,质量是1kg的物体受到的重力是8.50N。(2)根据图表可知,1kg的物体在海王星的受到的重力为11.0N,即所以宇航员在海星上的重力为G=m宇g海=70kg×11.0N/kg=770N(3)在地球上,重力的方向总是竖直向下的。八、课堂练习8. 规则几何形状的物体,若质量是均匀分布的,则重心在物体的几何中心。形状不规则的物体重心可用悬挂法确定。(1)影响物体重心位置的因素有____(选填正确选项前的字母);A.物体的几何形状和质量分布B.物体的质量分布及组成物质密度C.物体的几何形状和物质密度D.物体的质量分布及物体的体积A八、课堂练习几何形状影响了质量的分布,质量的分布又影响了重力的分布,而密度和物体所处的位置都不会影响物体重心的位置;(2)图A、B是利用悬挂法,确定形状不规则的薄板重心的图示。实验步骤:①间隔适当的距离在薄板上取两点a、b;②分别在a、b两点将薄板悬挂起来,沿_________方向画出两条直线;___________位置即为重心.(3)图C用铅笔尖在重心处顶起该薄板,则薄板______(选填“能”、“不能” 或“不一定”)处于平衡状态.八、课堂练习悬线(重锤线、沿悬点竖直向下等,合理即可),两直线的交点能(2)悬挂法确定不规则几何体的重心,是利用重力的方向总是竖直向下的,且重心位于重力的作用线上,选取两个以上不同的位置悬挂重物,分别作出重物的重力的作用线,两线的交点即为重心.第二空.悬线(重锤线、沿悬点竖直向下等);第三空.两线的交点;(3)因为O点是重力的作用点,即重心,所以用铅笔尖在O处顶起这一物体,它周围的重力分布是相对均匀的,以O为支点,水平位置形成杠杆,可以平衡掉自重的影响,它能够处于平衡状态.八、课堂练习 展开更多...... 收起↑ 资源预览