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6.3 重力
一、生活中的重力：物体下落的奥秘
熟透的苹果会从树上掉下来；向上抛出的篮球最终会落回地面；人站在地面上不会漂浮在空中…… 这些我们习以为常的现象，都与一种特殊的力 —— 重力有关。重力是地球对物体的吸引力，它让万物都受到竖直向下的拉力，是我们生活中最常见的力之一。本节课我们将深入学习重力的概念、大小、方向、重心以及重力在生活中的应用。
二、重力的概念：地球的吸引力
（一）重力的定义
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。重力的施力物体是地球，受力物体是地球表面或附近的一切物体。不仅地球对物体有吸引力，物体对地球也有吸引力，这是一对相互作用力，但由于地球质量巨大，这种反作用力对地球的运动状态影响极小，通常可以忽略不计。
（二）重力的产生原因
重力源于地球对物体的万有引力。万有引力是宇宙中任何两个物体之间都存在的相互吸引的力，其大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。地球对物体的万有引力可以分解为两个力：一个是使物体随地球自转的向心力，另一个就是我们所说的重力。由于地球自转的向心力很小（仅为万有引力的千分之几），因此在一般情况下，我们可以认为重力近似等于地球对物体的万有引力。
（三）重力的普遍性
重力不仅存在于地球表面，在地球附近的空间也存在重力。例如，太空中的卫星虽然看起来漂浮在轨道上，但实际上仍然受到地球的重力作用，正是重力提供了卫星绕地球运动的向心力，使卫星不会脱离地球轨道。
三、重力的大小：与质量成正比
（一）重力与质量的关系
物体所受重力的大小与物体的质量成正比。实验表明，在地球表面附近，物体所受的重力( G )与它的质量( m )之间的关系可以用公式表示为：(
G = mg
)
其中，( g )是重力与质量的比值，叫做重力加速度，通常取( g = 9.8 , text{N/kg} )，在粗略计算时也可以取( g = 10 , text{N/kg} )。( g )的物理意义是：质量为 1kg 的物体在地球表面附近所受到的重力约为 9.8N。
（二）重力的测量
测量物体所受重力的大小可以使用弹簧测力计。将物体挂在弹簧测力计的挂钩上，当物体静止时，弹簧测力计的示数就等于物体所受的重力大小。这是因为物体静止时，受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等。
（三）影响重力大小的因素
质量：在同一地点，物体的质量越大，所受的重力越大。例如，一个质量为 50kg 的人所受的重力约为( G = mg = 50kg times 9.8N/kg = 490N )；一个质量为 100kg 的人所受的重力约为 980N。
地理位置：重力加速度( g )的大小与地理位置有关，在地球不同的地方，( g )的值略有不同。赤道附近的( g )值较小，约为 9.78N/kg；两极地区的( g )值较大，约为 9.83N/kg。此外，离地面越高，( g )值越小，但在地面附近的高度范围内，( g )值的变化很小，可以忽略不计。
四、重力的方向：竖直向下
（一）重力方向的特点
重力的方向总是竖直向下的，即垂直于水平面向下。需要注意的是，“竖直向下” 与 “垂直向下” 不同：竖直向下是指垂直于水平面指向地心的方向；而垂直向下是指垂直于物体所在的接触面，接触面不同，垂直向下的方向也不同。例如，物体放在斜面上时，重力的方向仍然是竖直向下的，而不是垂直于斜面向下。
（二）重力方向的应用
重垂线：利用重力方向竖直向下的原理，可以制成重垂线，用于检查物体是否竖直或水平。例如，建筑工人在砌墙时，用重垂线检查墙壁是否竖直；木工师傅用重垂线检查工作台面是否水平。
水平仪：水平仪是一种利用重力方向的工具，它由一个密封的玻璃管和里面的液体及气泡组成。当水平仪放置在水平面上时，气泡位于玻璃管的中间；当平面不水平时，气泡会向高处移动，通过气泡的位置可以判断平面是否水平。
五、重心：重力的等效作用点
（一）重心的概念
物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中在一个点上，这个点叫做物体的重心。重心是物体所受重力的等效作用点，在分析物体的受力情况时，可以把物体的重力看作是作用在重心上的力。
（二）重心的位置
形状规则、质量分布均匀的物体：重心在物体的几何中心上。例如，均匀球体的重心在球心；均匀长方体的重心在长、宽、高的中心交点处；均匀圆柱体的重心在轴线的中点处。
形状不规则或质量分布不均匀的物体：重心的位置可以通过悬挂法或支撑法来确定。
悬挂法：将物体用细线悬挂起来，当物体静止时，重心一定在细线所在的竖直线上；改变悬挂点，再次悬挂，静止时细线所在的竖直线与前一次的竖直线的交点就是物体的重心。
支撑法：将物体放在一个支点上，当物体静止时，重心一定在支点的正上方，通过调整支点的位置，找到物体能保持平衡的支点，支点的正上方就是重心的位置。
（三）重心与物体的稳定性
物体的稳定性与重心的位置有关：重心越低，物体越稳定；重心越高，物体越不稳定。例如，赛车的车身设计得很低，目的是降低重心，提高行驶时的稳定性；不倒翁的重心很低，并且在底部有较重的配重，因此无论怎样倾斜，都能恢复直立状态。
六、实验：探究重力的大小与质量的关系
（一）实验目的
探究物体所受重力的大小与物体质量的关系。
（二）实验器材
弹簧测力计、不同质量的钩码（5 个，每个质量为 100g）、铁架台。
（三）实验步骤
用弹簧测力计测量一个钩码所受的重力，记录钩码的质量( m_1 )（100g = 0.1kg）和对应的重力( G_1 )。
在弹簧测力计下挂两个钩码，测量它们所受的总重力，记录质量( m_2 )（200g = 0.2kg）和重力( G_2 )。
依次增加钩码的个数，重复上述步骤，分别测量 3 个、4 个、5 个钩码所受的重力，记录对应的质量( m_3 m_4 m_5 )和重力( G_3 G_4 G_5 )。
整理实验数据，计算每次实验中重力与质量的比值( frac{G}{m} )，并填入表格。
以质量( m )为横坐标，以重力( G )为纵坐标，在坐标纸上绘制( G - m )图像。
（四）实验数据记录
实验次数
钩码个数
质量( m )（kg）
重力( G )（N）
重力与质量的比值( frac{G}{m} )（N/kg）
1
1
0.1
0.98
9.8
2
2
0.2
1.96
9.8
3
3
0.3
2.94
9.8
4
4
0.4
3.92
9.8
5
5
0.5
4.90
9.8
（五）实验结论
物体所受的重力与它的质量成正比，即( G = mg )，其中重力加速度( g = 9.8 , text{N/kg} )。
七、重力在生活中的应用
（一）体育与运动
跳高和跳远：运动员利用重力的作用，在起跳后身体会自然下落，通过调整身体姿势越过横杆或跳出更远的距离。
滑雪和滑冰：重力使运动员沿斜坡下滑或在冰面上保持一定的压力，便于控制滑行方向和速度。
（二）建筑与工程
桥梁和房屋设计：在建筑设计中，必须考虑重力的作用，确保结构能够承受自身重力和外部荷载，防止坍塌。例如，桥梁的桥墩需要有足够的强度来支撑桥梁的重力和车辆的重量。
起重设备：起重机利用重力的原理工作，通过钢缆的拉力克服物体的重力，将重物吊起并移动到指定位置。
（三）交通运输
汽车制动：汽车刹车时，刹车片与车轮之间的摩擦力需要克服汽车的惯性和重力的分力，使汽车减速停止。
轨道交通：火车、地铁等轨道交通工具的车轮与轨道之间的压力由重力产生，确保车轮与轨道之间有足够的摩擦力，防止打滑。
（四）日常生活
钟表计时：传统的摆钟利用重力使摆锤摆动，通过摆动的周期来计时，重力的稳定作用保证了计时的准确性。
垃圾处理：在垃圾分拣过程中，利用不同物质的重力差异，通过风力或水力分选，将不同密度的垃圾分开。
八、失重与超重：重力的特殊表现
（一）失重
当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力时，物体处于失重状态。例如，电梯加速下降时，人对电梯底板的压力小于人的重力；蹦极运动员下落过程中，绳子未绷紧时，处于失重状态。在完全失重状态下，物体对支持物的压力为零，如太空中的宇航员处于完全失重状态，会漂浮在舱内。
（二）超重
当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力时，物体处于超重状态。例如，电梯加速上升时，人对电梯底板的压力大于人的重力；汽车驶过凸形桥的顶端时，汽车对桥面的压力小于重力，而驶过凹形桥的最低点时，压力大于重力。
九、课堂小结
重力的概念：由于地球的吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，用符号 “G” 表示。
重力的大小：与物体的质量成正比，公式为( G = mg )，重力加速度( g = 9.8 , text{N/kg} )。
重力的方向：总是竖直向下，可利用重垂线等工具应用这一特性。
重心：物体各部分所受重力的等效作用点，位置与物体的形状和质量分布有关。
应用：在建筑、交通、体育等领域有广泛应用，失重和超重是重力的特殊表现。
十、课堂练习
下列关于重力的说法，正确的是（ ）
A. 重力的方向总是垂直向下的 B. 物体的质量越大，所受的重力越大
C. 重力的施力物体是物体本身 D. 离地面越高，物体所受的重力越大
一个质量为 5kg 的物体，所受的重力为______N；一个物体所受的重力为 49N，它的质量为______kg（( g = 9.8 , text{N/kg} )）。
画出静止在水平桌面上的墨水瓶所受重力的示意图，并标出重力的大小（墨水瓶的质量为 0.5kg）。
为什么建筑工人在砌墙时要用重垂线？重垂线所利用的物理原理是什么？
十一、课后作业
完成课本上的相关练习题。
用弹簧测力计测量自己的体重，并根据体重计算自己的质量（( g = 9.8 , text{N/kg} )）。
观察生活中利用重力工作的三种工具或设备，分析它们是如何利用重力的原理工作的，写出简短的说明。
查阅资料，了解失重环境对宇航员身体的影响以及宇航员在太空中如何应对失重问题。
2024沪粤版物理八年级下册
6.3 重 力
第六章 力和机械
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
1.知道重力是由于地球的吸引而产生的力。
2.知道重力的方向、重心。（重点）
3.了解重力大小与质量的关系。（重点）
熟了的苹果向地面下落
衣服上的水落到地面上
苹果、水 、人等为什么不往天上掉呢？难道地球的引力吸引着它？
导入新课
跳高运动员，跳上去又很快落回地面
水总是由高处流向低处
抛出去的铅球，最终会落回地面
跳高运动员很快落回地面，水总是由高处流向低处，扔出的铅球最终要落回地面，这是为什么呢？
什么是重力
一
讲授新课
生活中我们经常看到这些现象：
运动状态发生改变
一定受力
这是什么力？
施力物体是谁？
一、什么是重力
重力的符号：g
定义：物理学中，把地面附近物体因地球的吸引而受到的力叫做重力。
施力物体：地球
受力物体：地球附近的所有物体
一、什么是重力
想象一下，如果没有重力，
我们的生活会是什么样子？
一、什么是重力
根据你的生活经验，你觉得重力的方向是怎样的呢？
上面的物体都在向下，说重力的方向“向下”准确吗？
二、重力的方向
水平面
静止的物体都受到重力作用使悬挂线处于竖直方向，即和水平面垂直。可以通过线伸直的方向来判断重力的方向。
重力的方向总是竖直向下的，即垂直于水平面
演示实验：
二、重力的方向
重力的方向总是“竖直向下”在生活中的应用：
二、重力的方向
【实验】铅垂线的应用
进行实验：
1.用橡皮、细线或者其他物体自制一个铅垂线。
2.用铅垂线检查你的课桌：桌腿是否竖直。桌面是否水平。
3.目测墙壁上的画是否挂正，再用
铅垂线检查。
二、重力的方向
指向地心

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？我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢？
二、重力的方向
一辆自行车
一辆汽车
不同的物体受到的重力大小相等吗？
物体所受到的重力大小与物体的什么因素有关呢？
一支钢笔
一本物理书
三、重力的大小
【实验】用弹簧测力计测量重力
提出问题：
物体所受到的重力大小与物体的
什么因素有关呢？
可能与质量相关，且成正比。
猜想：
三、重力的大小
用什么测量重力？
设计实验：
应该选择什么作为被测量的对象？
说一说你的实验方案？展示你的实验表格。
三、重力的大小
进行实验：
1.用弹簧测力计测量你的文具盒和教科书等物体的重力并记录。
2.逐次增挂钩码，分别测出它们所受重力并记录。
……
三、重力的大小
实验记录：
被测钩码质量 m /g 50 100 150 200
测得的重力 G /N
你能用图像处理这些数据吗？
m/kg
G /N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.3
0.25
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
实验结论：
物体所受重力的大小跟它的质量成正比。
三、重力的大小
注意：粗略计算时，g 取10N/kg
在地球表面通过实验测得 g ≈ 9.8 N/kg，它表示质量为1 kg 的物体，在地球上受到的重力大小约为 9.8 N。
如果用字母G 表示重力，m 表示质量，g 表示重力与质量之比，它们的关系可以表示为：
三、重力的大小
或
重力与质量的区别与联系
物理量 重力 质量
符号 G m
定义 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 物体所受重力随不同位置g的变化而变化 质量是物质的属性，与其他因素无关
单位 牛顿/N 千克/kg
测量工具 弹簧测力计 天平等
联系 G=mg
三、重力的大小
注意：在地球上，不同纬度的地方测定的 g 略有差异，因此，同一个物体在地球上不同地方受到的重力大小也略有差异。例如：广州测得的 g 为 9.788 N/kg，北京测得的 g 为 9.801 N/kg。
活动：你能算一算自己所受重力是多少吗？
三、重力的大小
【例题】月球上的物体由于被月球吸引也受到“重力”，对同样的物体，月球吸引的本领比地球弱，月球上的 g 大约是地球的1/6。2019年1月3日，中国实现人类探测器首次月球背面软着陆，我国探月工程“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面。随即“玉兔二号”月球车与着陆器分离，开始巡视探测。“玉兔二号”月球车质量为135kg，请计算其月球上受到的重力。
三、重力的大小
解：若地球上的g地取10 N/kg，
则“玉兔二号”月球车在月球上受到的重力：
G月= mg月 = mg地 = ×135 kg×10N/kg =225N
地球吸引物体的每一部分
作用效果上，好像作用在某一点的一个力
从力的三要素可以知道，除了大小和方向以外，还有作用点，那么重力的作用点在哪呢？
在处理重力问题时，通常可以把这些力看成是作用在某一点上，这一点叫做物体的重心。(重力的等效作用点)
四、物体的重心
G
G
G
为了方便研究问题，在受力物体上画受力示意图时，常把力的作用点画在重心上。
形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心上。
四、物体的重心
如何找到质量不均匀、不规则物体的重心呢？
支撑法找重心
悬挂法找重心
四、物体的重心
注意：重心不一定在物体上
G
请找出下列物体的重心？
G
G
四、物体的重心
在实际生产、生活中知道物体的重心位置有很重要的意义。从重心引出的铅垂线，如果通过支点或者在物体底部的支承面内，物体就不会倒下。
比萨斜塔
增大物体底部的支承面积，可以降低重心，
增加物体的稳定性。
四、物体的重心
1星题 知识过关
什么是重力
1.在体育课的篮球训练中，抛出的篮球最终会落回地面，这
是因为篮球受到______的作用，该力是由于__________产生
的，则该力的施力物体是______。
重力
地球吸引
地球
2.假如没有重力，下列说法错误的是( )
C
A.饮料倒不进人的嘴里
B.灰尘扬起后不会落回地面
C.人的头撞在墙上不会感到疼痛
D.“登天”不再是一件难事了
重力的方向
3.下列关于物体受到重力的示意图中，正确的是( )
B
A.正在上升的
小球
B.挂在墙上的
小球
C.斜抛向空中
的小球
D.斜面上静止
的木块
4.[2024·亳州期末] 如图所示，用线系好
球放入装有水的杯子中，杯子放在斜面上，
不断改变斜面倾角 ，观察到细线 的
方向始终与杯中的水面______，说明重力
的方向总是______向下的。
垂直
竖直
重力的大小
5.[2024·淮北月考] 下列物体所受的重力最接近 的是
( )
C
A.一名中学生 B.一辆自行车 C.一个鸡蛋 D.一头大象
6. 小明设计实验探究“重力的大小
与质量”的关系。
【实验思路】小明用塑料袋装着质量不同的
米，用电子秤测其质量，用液晶屏拉力器测
其重力，如图甲、乙所示。
【实验过程】实验数据记录如下表：
(塑料袋质量忽略不计)
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤示数/ 100 200 300 400 500
拉力器示数/ 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中，当塑料袋静止时，拉力器的
示数与这袋米所受重力大小______。
相等
(2)分析上表数据可得：物体所受重力的大
小与它的质量成______，下列数据处理方
法可以得到此结论的是___。
A.计算每次实验中重力大小与质量的比值
正比
A
(3)分析表中数据可知：若米的质量为 ，它受到的重力
是______ 。
B.计算每次实验中重力大小与质量的乘积
(4)下列图像能表示物体所受重力与质量关系
的是___。
B
A. B. C. D.
重心
7.关于物体的重心，下列说法正确的是( )
A
A.重心是物体所受重力的作用点
B.重心在物体的几何中心上
C.一切物体的重心都在物体上
D.物体的重力都集中在重心上
8.一块形状规则、质地均匀的砖按图示的三种方式放置在同
一水平面上，其重心位置最高的是___；稳定性最好的是__。
2星题 情景应用
9. [2024·黄山期中] 2024年5
月28日，神舟十八号乘组圆满完成第一
次出舱活动，如图是航天员叶光富漫步
太空的情景，图中哪个力的方向是他受
到的重力的方向( )
D
A. B. C. D.
10. 农忙时，有经验的农民在往货车上搬运
果实时，通常会把______(填“较重”或“较轻”)的果实放在车
厢 部，这样做的目的是______(填“降低”或“升高”)果实的
重心，使果实不容易倾倒。
较重
降低
11.[2024·淮南期末] 小明利用
一根细棉线和一个小铁球自制
重垂线，对一根立柱是否竖直
展开实验探究，现象如图甲、
乙所示。相对于立柱底端而言，
西南
该立柱顶端略向______方向倾斜。
12.[2024·淮北月考改编] 如表所示是同一只小狗在太阳系不
同行星上所受的重力大小。已知地球上重力与质量的比值为
，其物理意义是_______________________________
______________；根据表中所给的信息可知，小狗的质量是
___。假如一名质量为 的成年人在火星上，则其所受
的重力大小为_______ 。
星球 海王星 天王星 土星 木星 火星 地球 金星 水星
重力/ 44.9 33.9 36.9 93.5 15.3 40 34.7 14.7
在地球上，质量为的物体受到的重力为
4
作用点
重心
重力
定义
地面附近物体因地球的吸引而受到的力
物体受到的重力跟质量成正比，可以用公式 G=mg 来计算
方向
大小
总是竖直向下
谢谢观看！

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