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2.1 第3课时 重力
八年级上册 浙教版 · 第2章 力与空间探索
学习目标
1. 能说出重力的概念、方向和施力物体，能用 G = mg 计算物体的重力（g = 9.8 N/kg）。
2. 通过探究实验，理解重力与质量成正比，会用图像描述二者关系。
3. 知道重心概念，能用重垂线判断墙体是否竖直；了解万有引力的含义。
4. 经历测量、数据记录与图像分析的过程，提升科学探究与证据意识。
学习重难点
学习重点：重力的方向总是竖直向下 G = mg（g 取 9.8 N/kg） 形状规则、质量分布均匀的物体重心在几何中心
学习难点：用弹簧测力计测钩码重力并描点作图（控制变量） 区分质量与重力：质量不随位置改变，重力随位置（如月球）改变
一 课前预习
知识梳理填空：请根据已有认知填写下列空格，标红为本课核心概念。
1. 物体由于________的吸引而受到的力叫作重力（gravity），重力的施力物体是________，受力物体是________。
2. 重力的方向总是________；与水平面________。
3. 物体所受重力 G 跟它的质量 m 的关系为 G = ______，其中 g = ______ N/kg（在地球表面附近）。
4. 形状规则、质量分布均匀的物体，其重心位于它的________；整个物体的重力可以认为作用在________上。
学前引导
（1）成熟的苹果从树上落地、水从高处流向低处，这些现象共同说明________。
（2）建筑工人常用重垂线检测墙体是否竖直，这利用了重力的方向________的性质。
二 课中探究
活动01 重力的存在与概念
情境：成熟的苹果从树上落地、瀑布从悬崖倾泻而下……这些现象的共同原因是？
（1）苹果落地是因为它受到了________对它的________作用，这种力叫________。
（2）再举两个例子证明重力的存在：①________________；②________________。
（3）阅读科学阅读，简要写出万有引力的含义：宇宙间________________的力。
活动02 重力的方向（竖直向下）
任务：观察图2.1-17 实验装置与图2.1-18 重垂线，记录现象并归纳结论。
图2.1-17 重力的方向（实验装置）
【探索活动步骤】
① 如图2.1-17，将装有染色水的水槽放在铁架台底座上，用细线将小球悬挂在横杆上，让小球浸入水中；待小球静止时，观察细线与水面之间的夹角，并在图上画出这个夹角。
② 再把铁架台倾斜一定的角度，待小球静止时，再次观察细线与水面之间的夹角并在图上画出。
③ 根据实验现象确认重力的方向。
我的记录：第①次细线与水面________；第②次细线与水面________。____________________
【实验结论】重力的方向总是________。
图2.1-18 重垂线
【应用】建造房屋时，建筑工人常用重垂线检测墙体是否竖直。这一应用利用了________的性质。
图2.1-19 人在地球不同位置时所受重力的方向
【思考与讨论】在图2.1-19 中，画出人在地球不同位置时所受重力的方向。结合图示说明：无论人在地球何处，所受重力的方向都指向________。
活动03 物体的重心
任务：理解重心概念，尝试找身边物体的重心位置。
（1）物体的每个部分都受到重力作用，对整个物体而言，可以认为它的重力作用在某一个点上，这个点叫作物体的________。
（2）形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的________。例如：均匀细棒的重心在________；均匀圆盘的重心在________。
（3）找一找：身边一支铅笔（或直尺）的重心大约在________处；一团捏成不规则形状的橡皮泥，其重心位置会随形状改变吗？________（填“会”或“不会”）。
活动04 重力的大小（G = mg）
情境：地球附近的物体所受重力跟它的质量之间存在怎样的关系？请通过实验探究。
图2.1-20 用弹簧测力计测量钩码所受的重力
【探索活动步骤】
① 准备 1 个弹簧测力计、4 个质量均为 100 g 的钩码；用弹簧测力计依次测出 1～4 个钩码所受的重力。
② 把测量结果记录在表 2.1-1 中。
③ 以质量为横坐标、重力为纵坐标建立平面直角坐标系，根据表 2.1-1 的数据在坐标系上描点并连线。
表2.1-1 质量和重力记录表
我的数据：钩码数1：质量____ kg，重力____ N；钩码数2：质量____ kg，重力____ N；钩码数3：质量____ kg，重力____ N；钩码数4：质量____ kg，重力____ N。____________________
图2.1-21 重力与质量的关系图像
【实验结论】
① 物体受到的重力跟它的质量________（填“成正比”或“成反比”）。
② 地球表面附近物体所受重力与质量的比值约为 9.8 N/kg，用公式表示为 = g，即 G = mg（g 取 9.8 N/kg）。
三 达标检测
1. (2023 宁波余姚期末) 图中关于重力的示意图正确的是（ ）
2. (2024 绍兴越城期末) 航天员在太空舱中的失重环境下锻炼身体，下列活动中可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果的是（ ）
A. 举杠铃
B. 做引体向上
C. 拉弹簧拉力器
D. 跳绳运动
3. (2023 宁波海曙期末) 将一铅球抛出后的运动轨迹如图，选项中能正确反映“物体所受重力跟它所在高度的关系”的是（ ）
铅球抛出后的运动轨迹
4. (2025 嘉兴桐乡月考) 地球附近的所有物体都受到重力的作用，重力的施力物体是________；如图所示，重垂线是利用______________________的原理制成的。
重垂线
5. (2024 绍兴新昌期中) 为确保桥梁道路安全，交通管理部门对通过大桥的车辆进行了限制。黔东南州某大桥的桥头有如图所示的标志牌，则通过大桥的汽车的总重不能超过________________ N。（g 取 10 N/kg）
大桥限重标志牌
6. (2023 宁波北仑期末，★★☆) 如图，AB 是一个略向左下倾斜的轨道，轨道由两根小木棒组成，两根小木棒在 A 端的距离大，B 端的距离小。现将一个滚动体由 C 处自由释放，则我们可以观察到的现象是（ ）
略向左下倾斜的 AB 轨道
A. 滚动体向高处 A 端滚动
B. 滚动体向低处 B 端滚动
C. 滚动体停在 C 处不动
D. 以上三种情况都有可能发生
7. (2024 江苏无锡中考，★★☆) 如图所示，是能在火星上飞行的直升机——机智号，其质量为 1.8 kg，飞行时旋翼转速达到每分钟 2400 转，是地球上普通直升机旋翼转速的 8 倍以上，地球上的直升机飞行时，旋翼在空气中旋转获得相对气流，从而获得升力（火星表面 g 取 4 N/kg）。下列说法中正确的是（ ）
火星直升机机智号
A. 火星表面没有气体
B. 火星表面有稀薄的气体
C. 机智号在火星上重为 18 N
D. 机智号从地球到火星质量减小
8. (2024 山东聊城中考，★★☆) 如图所示，把一个质量分布均匀的小球用绳子悬挂起来，将小球拉到一定高度稳定后松手。画出小球在摆动过程中经过 P 点时所受力的示意图。（忽略空气阻力）
悬挂小球摆动（标记 P 点）
【作答区】
G______________________
F
9. (2025 嘉兴嘉善期中，★★☆) 有一质量为 158 g 的空心铁球，其体积为 30 cm ，求：（g 取 10 N/kg，ρ铁 = 7.9×10 kg/m ）
（1）该球的重力。
解：____________________
（2）该空心铁球空心部分的体积。
解：____________________
（3）在铁球空心部分装满水后的总重力。
解：____________________
10. (2024·新课标·探究实践) 2024 年 6 月 2 日清晨，“嫦娥六号”成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。探测器经历了减速、悬停、自由下落等复杂的运动过程。为了解探测器在月球上自由下落的有关情况，学校科技小组开展了相关研究。
第一步：实验探究。
（1）测量平均速度的原理为________（用公式表示）。
猜想：没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度可能与物体的质量、体积、形状及下落时间有关。
实验：如图所示，为了在地球上模拟月球表面没有空气的环境，实验均在抽真空的竖直管道内进行。实验时，将不同数量的相同沙包放入不同的容器内，依次进行了甲、乙、丙、丁四次实验，物体在 0 s 时由静止落下，利用频闪摄影记录了物体在 0 s、1 s、2 s、3 s 时的位置。（各种容器的质量均相等，容器形状和体积已在图中标注）
频闪摄影实验装置（甲乙丙丁四次实验）
（2）分析频闪照片，若想验证物体下落的速度与质量是否有关，应比较________；若想验证物体下落的速度与形状是否有关，应比较________。综合分析四次实验，请你判断没有空气阻力时，物体由静止状态释放，下落的速度与________有关。
（3）利用精密测量技术测量速度，画出图 2 中直线 a。请推测 t = 4 s 时，物体的速度为____________ m/s，他们发现速度与时间的比为定值，于是将这个定值定义为一个新的物理量，则这个物理量的单位为____________。
速度—时间关系图像
第二步：联想迁移。
（4）科技小组又发现“速度与时间的比值”与“地球表面物体所受重力大小与质量的比值”存在某种神奇的“巧合”。若这种“巧合”在月球上同样成立，已知月球表面物体所受重力大小与质量的比值约为 1.6 N/kg，请判断物体在月球上竖直下落过程的 v-t 图像可能为图中的________（选填“a”“b”或“c”）。
四 课后提升
1. 如右上图所示，桥头竖着的是限重标志牌。它表示这座桥只允许质量不超过 30 t 的车从桥上通过。为了确保桥梁安全，汽车受到重力不超过多少牛时，可以从该桥通过？
限重标志牌（30 t）
解：____
2. 如图所示，一个受到重力为 10 N 的木块从斜面上滑下，并在水平面上继续滑动。请分别画出木块在斜面和水平面上所受重力的图示。
木块从斜面滑下并在水平面上继续滑动
【作答区】___
答 参考答案
课前预习
1. 地球；地球；物体自身
2. 竖直向下；垂直
3. mg；9.8
4. 几何中心；重心
（1）地球对物体有吸引作用，物体受到重力。
（2）总是竖直向下
课中探究
活动01(1) 地球；吸引；重力
活动01(2) 示例：抛出的篮球最终落回地面；瀑布从悬崖倾泻而下。
活动01(3) 大到天体，小到微观粒子，宇宙间物体都存在着相互作用的引力。
活动02 结论 竖直向下
活动02 应用 重力的方向总是竖直向下
活动02 思考 地心
活动03(1) 重心
活动03(2) 几何中心；中点；圆心
活动03(3) 中点附近；会（形状改变，重心随之改变）
活动04 结论① 成正比
活动04 结论② G/m = g，即 G = mg（g 取 9.8 N/kg）
达标检测
1. B
解析：重力的方向总是竖直向下，与水平面垂直，故 B 正确。
2. C
解析：举杠铃、做引体向上、跳绳运动均是通过克服重力锻炼身体，在失重环境下无法达到目的；拉弹簧拉力器通过克服弹簧的弹力锻炼身体，在失重环境下仍能达到锻炼目的，故 C 正确。
3. B
解析：由 G = mg 可知，重力与质量成正比；物体的质量不随位置、形状、状态及温度的改变而变化，因此铅球抛出后重力不变，B 正确。
4. 地球；重力的方向总是竖直向下
解析：地球附近一切物体由于地球吸引而受到重力，施力物体是地球；重垂线利用重力的方向总是竖直向下这一性质制成。
5. 4.6×10
解析：m = 46 t = 4.6×10 kg，G = mg = 4.6×10 kg × 10 N/kg = 4.6×10 N。
6. A
解析：虽然 AB 略向左下倾斜，但 A 端距离大、B 端距离小；滚动体向 A 端滚动时重心会逐渐降低，故会在重力作用下持续向高处 A 端滚动。
7. B
解析：旋翼对空气施加向下的力，由于物体间力的作用是相互的，空气给旋翼一个向上的升力；机智号能在火星飞行说明火星有气体；G = mg = 1.8 kg × 4 N/kg = 7.2 N ≠ 18 N，故 C 错；质量不随位置改变，故 D 错。
8. 略（小球受重力 G 沿竖直向下、绳子拉力 F 沿绳子向上）
解析：忽略空气阻力，小球在 P 点受重力 G（竖直向下）和绳子拉力 F（沿绳子向上），分别从重心沿两方向画出即可。
9.(1) G球 = m球g = 0.158 kg × 10 N/kg = 1.58 N
解析：由 G = mg 计算。
9.(2) V空 = 10 cm
解析：V铁 = m铁/ρ铁 = 158 g ÷ 7.9 g/cm = 20 cm ；V空 = 30 cm 20 cm = 10 cm 。
9.(3) G总 = 1.68 N
解析：V水 = V空 = 10 cm ，m水 = ρ水V水 = 1 g/cm × 10 cm = 10 g；m总 = 168 g = 0.168 kg；G总 = 0.168 kg × 10 N/kg = 1.68 N。
10.(1) v = s/t
解析：测量平均速度的原理为路程与时间之比。
10.(2) 甲、乙；乙、丙；下落时间
解析：控制其他变量不变：质量比较选甲、乙；形状比较选乙、丙；综合分析可知下落速度只与下落时间有关。
10.(3) 39.2；m/s
解析：由 v ∝ t 且 a 是过原点的倾斜直线，t = 4 s 时 v = 39.2 m/s；速度与时间的比即加速度，单位为 m/s 。
10.(4) c
解析：月球上 G/m ≈ 1.6 N/kg，比地球小，故月球上下落加速度小于地球，v-t 图像斜率小于 a，对应 c。
课后提升
1. G = mg = 30×10 kg × 9.8 N/kg = 2.94×10 N（g 取 9.8 N/kg）
解析：m = 30 t = 3×10 kg，由 G = mg 计算：G = 3×10 × 9.8 = 2.94×10 N；若 g 取 10 N/kg 则 G = 3×10 N。
2. 略（分别在斜面与水平面上从木块重心沿竖直向下画出重力 G 即可，大小均为 10 N）
解析：重力方向始终竖直向下，与运动路径无关；力的图示要求标度、方向、大小三要素齐全。

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