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第3节重力【知识速览】【新课知荟】知识点1:重力的概念1.现象探究:现象苹果下落抛石落地水向低处流现象分析苹果受到地球的吸引作用,所以向下落石块受到地球的吸引作用,所以落向地面水受到地球的吸引作用,所以从高处流向低处探究归纳在地球附近的物体,都受到地球的吸引作用2.重力∶由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。(1)符号∶G。(2)重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近所有的物体。3.重力的理解:(1)重力是非接触力,地面附近的一切物体,不管是静止的,还是运动的,都受到重力的作用.(2)地球吸引物体的同时,物体也吸引地球,因为物体间力的作用是相互的.(3)重力是由于地球对物体的吸引而产生的,但不能说重力就是地球对物体的引力.一般来说,重力略小于地球对物体的引力.【例题】例1.下列关于重力的说法中错误的是()A.地面上的所有物体都要受到重力的作用B.水往低处流是由于水受到重力的作用C.重力的作用不需要地球与物体直接接触D.向上抛出去的篮球,在上升过程中不受重力的作用解释:地面附近的一切物体,不管是静止的,还是运动的,都受到重力的作用,A正确,不符合题意.水总是从高处流向低处是因为水受到重力的作用,B正确,不符合题意.物体可以不与地球接触而受重力的作用,C正确,不符合题意.向上抛出去的篮球,在上升过程中仍然在地面附近,还是会受到重力的作用,D错误,符合题意.答案D【变式1】关于重力的产生,下列说法正确的是()A.物体只有接触到地球,才会被地球吸引B.地球吸引物体的力大于物体吸引地球的力C.地球吸引地面附近的物体,物体也吸引地球D.地球吸引物体,物体不吸引地球答案:C腔面物体只要在地球上,无论是在地面上还是在空中(地面附近),都受到地球的吸引,所以A错误.物体间力的作用是相互的,地球吸引物体,物体也吸引地球,所以B、D错误,C正确.【变式2】关于重力,下列说法正确的是()A.地球对物体的吸引力就是物体的重力B.在空中向上运动的物体不受重力作用C.重力就是万有引力D.抛出去的物体总会落回地面,这是由于物体受到了重力的作用答案∶D知识点2:重力的大小1.重力的测量物体所受重力的大小可以用弹簧测力计来测量.如图所示,把物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上,当物体静止时,弹簧测力计的示数F等于物体所受重力G.2.探究重力的大小跟质量的关系探究目的探究重力的大小跟什么因素有关猜想与假设物体所受重力的大小可能与物体的质量有关,质量越大,重力越大探究方法(1)选用质量已知的钩码,把钩码挂在弹簧测力计下测出钩码所受的重力逐步增挂钩码,分别测出它们所受的重力,并记录在表格中实验数据分析与论证利用描点法作出重力-质量图像,可得到一条过原点倾斜向上的直线,说明物体所受的重力与它的质量成正比得出结论物体所受的重力跟它的质量成正比2.重力的大小(1)重力跟质量的关系∶物体所受的重力跟它的质量成正比。(2)重力的计算公式∶G=mg。(3)各物理量及单位∶物理量Gmg表示重力质量取9.8N/kg或10N/kg单位NkgN/kg(4)g表示重力与质量的比值。也可以理解为质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。(在不同星球上,g的取值不同;另外在地球上不同的位置g值略有不同。)【例题】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成正比B.质量为9.8kg的物体,它所受的重力是1NC.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,而重力与质量成正比,所以重力也与位置无关答案:A解析物体的质量是物1所含物质的多少,它不随物体的位置、形状、状态的变化而变化;而重力是由于地球的吸引而受到的力,重力的大小同物体的质量成正比,不能说成是物体的质量与重力成正比,因为物体所受重力随质量的变化而变化,质量变化是因,重力变化是果,重力与物体所处位置有关,由公式G=mg可知,质量为9.8kg的物体所受的重力是96.04N,而不是1N.例3.一物体重588N,它的质量为___kg.若物体在月球表面的重力是在地球表面的言,那么该物体在月球表面的重力的_____N,此时它的质量为_____kg.答案:609860物体的质量;物体在月球表面上的重力.质量是指物体所含物质的多少,与形状、状态、空间位置无关,所以物体的质量保持不变,仍为60kg。例4.张师傅开车从外地拉货回来,将要经过一座桥.刚要上桥,他看到桥头立有限重20t的标志,便放心把车开过了桥.已知张师傅的汽车所拉的货物重力是1.6×10°N,那么汽车自身的质量不超过多少吨才不会超载?(g取10N/kg)【变式1】下列图象中,能正确反映"物体所受的重力跟它的质量的关系"的是()答案:A物体所受重力与其质量成正比,所以G-m图象为一条过原点的直线.【变式2】甲、乙两同学的质量之比是10∶9,则他们的体重之比是.若甲同学的体重是500N,则乙同学的体重为N.答案:10∶9450解析G甲∶G乙=m甲∶m乙=10∶9;所以,G乙=【变式3】某物理实验小组的同学在探究"重力的大小与物体质量的关系"时,实验记录如下表∶(1)在实验过程中,需要的测量工具有和(2)在表格中填上空格处的数据.(3)分析表中实验数据,得出的结论是。(4)小刚为了探究"物体所受的重力的大小是否与形状有关",他找了一些质量相同的橡皮泥,用小刀把它们削成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论.请评估他做法的不妥之处∶答案(1)天平弹簧测力计(2)9.89.79.8(3)物体的重力与质量成正比(4)不可行,因为物体的质量发生了变化知识点3:重力的方向1.实验探究:重力方向2.重力的方向∶我们把与水平方向垂直的方向叫竖直方向,所以重力的方向始终是竖直向下的。3.重力方向的应用人们在一根线下吊一个重物,就做成一根铅垂线.用铅垂线可以指示重力的方向——竖直向下.用铅垂线可以检查工作台面是否水平,砌墙是否竖直等.【例题】例5.第21届世界杯足球赛,于2018年6月14日至7月15日在俄罗斯境内举行。比赛时足球沿水平地面向前滚动,如图所示,能正确表示足球所受重力方向的是()。解析∶重力的方向始终是竖直向下的,在有水平面做参照时,竖直方向与水平方向是垂直的。符合题意的是C。答案∶C【变式1】(浙江舟山中考)墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用如图所示的铅垂线检测墙体是否竖直,这是运用了,图中所示的墙体向(选填"左"或"右")倾斜.分析建筑工人常用铅垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向总是竖直向下的性质.由图可知铅垂线上端与墙紧靠,铅垂线下端远离墙在墙的左侧,故墙向左倾斜.答案重力的方向总是竖直向下的性质左【变式2】一小车从斜面上滑下,最后静止在水平面上,如图所示,请大致画出小车在斜面上受到的重力和支持力.答案:知识点4: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。2.重心的位置∶跟物体的形状和质量分布有关。质量分布均匀、形状规则的物体,它的重心在它的几何中心上,如图所示。(物体的重心不一定在物体上)【例题】例6.关于物体的重心,下列说法不正确的是()A.重心是物体的重力作用点B.重心不一定在物体上C.质地均匀、形状规则的物体的重心,在它的几何中心上D.一切物体的重心都在它的中间位置上【变式1】下列关于重心的说法正确的是()A.重心是物体的各部分所受重力作用点的集合B.形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C.重心是物体上最重的一点D.直铁丝被弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上【课堂跟踪训练】1.(2019?湘潭)起重机的钢丝绳吊着重物匀速上升时,重物所受重力的方向是( )A.竖直向上B.向上C.竖直向下D.向下【答案】C【解析】据课本可知,重力的方向都是竖直向下的,故起重机的钢丝绳吊着重物匀速上升时,重物所受重力的方向是竖直向下的。2.(2019?郴州)关于重心,下列说法正确的是( )A.空心的足球没有重心B.物体的重心不一定在物体上C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了D.物体受到的力全部都作用在重心上【答案】B【解析】A、任何物体都有重心,故A错误;B、重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外。故B正确;C、物体重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如圆环、空心球它们的重心在中间的空心部位上,所以质地均匀的木球的中心挖去后,重心仍在其球心处,故C错误;D、重心是物体各部分所受重力的集中点,而物体受到的力并非都作用在重心上,故D错误。3.(2017?天津)利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,如图所示的做法正确的是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】三角尺有两个直角边,把三角尺竖直放置,一个直角边放在桌面上,另一个直角边放上重锤线,重力的方向是竖直向下的,如果重锤线与直角边是平行的,表明桌面是水平的,故A对;BCD都无法判定是否水平。4.(2019?常德)关于重力,下列说法中不正确的是( )A.足球的重心在球心B.宇航员杨利伟从地面到太空质量不变,其所受重力也不变C.砌墙时用铅垂线确定方向利用的是重力方向总是竖直向下D.跳水运动员在下落过程中越落越快,主要是因为受到重力【答案】B【解析】A、重力的作用点叫做重心,足球形状规则,质量分布均匀,所以其重心在球心。故A正确;B、宇航员在太空中处于失重状态,物体的质量不变,但物体的重力随高度的变化而改变,故B不正确;C、重力的方向是竖直向下的,所以砌墙时用铅垂线确定方向利用的是此特点。故C正确;D、重力的方向始终是竖直向下的,所以跳水运动员在下落过程中越落越快。故D正确。5.(2019?湘潭)如图所示,纸做的“不倒翁”小鸟翅膀上装有两个回形针,将鸟嘴放在指尖上转动而不会掉下来。下列说法正确的是( )A.装回形针降低了小鸟的重心B.装回形针升高了小鸟的重心C.小鸟的重心一定在其几何中心上D.小鸟不掉下来是因为鸟嘴上有胶水【答案】A【解析】装上回形针小鸟的重心降低,稳定性增强;小鸟的形状不规则,重心不在几何重心上,鸟嘴上并没有胶水,故A正确,BCD错误。6.(2019?河池)如图所示的图象中,能表示物体所受重力与质量的关系的是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】重力和质量成正比,当质量为零时,重力也是零。所以重力和质量的关系图象是一条过原点的直线。7.(2019?恩施州)小红查阅资料得知:纬度越高g值越大,海拔越高g值越小。如图是她在同一纬度海拔高度不同的A、B两处测量得到的图象,据此可判断 (填“A”或“B”)处海拔更高。由此可见,只有在 ,物体所受的重力与其质量的比才是一个定值。【答案】B;同一纬度,同一海拔高度【解析】由图象可知,在A、B两处的同一物体,测得在A处重力大于在B处的重力,则在A处的g值大于B处的g值。因此由题意知:在同一纬度,g值越小的B处,海拔更高;由此可见,当物体在同一纬度同一海拔高度时,其重力与质量的比值才是一个定值。8.(2019?湖州)如图是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息,一名质量为50千克的中学生在火星上所受的重力大小为 牛,质量是 千克。【答案】191.25;50。【解析】中学生在地球上受到的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,小狗在火星上与在地球上受到的重力之比为,所以中学生在火星上受到的重力为×500N=191.25N;物体的质量不随位置的变化而变化,所以中学生在火星上的质量与在地球上相同,仍然是50kg。9.(2019?黄冈)高颜值、高速度的中国高铁是中国制造迈向中国创造的重要标志。其以快速、平稳、舒适为世界所称道。如图,在水平行驶的高铁上,一枚硬币稳稳地立在窗台上。请作出硬币在竖直方向受力的示意图(O为重心)。【解析】过硬币的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度要相等。如图所示:10.(2019?河北)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 上。图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板,请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。(1)操作方法: 。(2)判断方法: 即为薄木板的重心。(3)实验中没有利用到的物理知识: (填写序号)①二力平衡的条件②重力的方向是竖直向下的③重力的大小跟物体质量成正比【答案】几何中心;(1)用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来,当木板静止时,用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB;②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD;(2)AB、CD的交点;(3)③。【课后跟踪训练】一.选择题(共8小题)1.将一个物体向上抛出,则下列说法正确的是( )A.整个过程中物体受到的重力不变B.物体下降过程中运动越来越快,是由于受到的重力变大C.物体上升到最高点时静止,是由于不受重力作用D.物体上升过程中运动越来越慢,是由于受到的重力变大【解答】A、地球附近的任何物体都受重力作用,根据G=mg进行计算重力的大小不变,故A正确;BD、重力只与物体的质量有关,不随运动状态而改变,故BD错误;C、地球附近的任何物体都受重力作用,故C错误。故选:A。2.(2019?郴州)关于重心,下列说法正确的是( )A.空心的足球没有重心B.物体的重心不一定在物体上C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了D.物体受到的力全部都作用在重心上【解答】A、任何物体都有重心,故A错误;B、重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外。故B正确;C、物体重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如圆环、空心球它们的重心在中间的空心部位上,所以质地均匀的木球的中心挖去后,重心仍在其球心处,故C错误;D、重心是物体各部分所受重力的集中点,而物体受到的力并非都作用在重心上,故D错误。故选:B。3.(2019春?北安市)如果没有重力,下列说法中不正确的是( )A.河水不再流动,再也看不见大瀑布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.杯子里的水倒不进口里面【解答】A、如果没有重力,河水不会因为受到重力作用向下运动,再也看不见大瀑布;故A正确;B、如果没有重力,人一跳起来就会离开地球,再也回不来;故B正确;C、质量是物体的属性,在任何情况下物体都会有质量,与是否受重力无关;故C错误;D、如果没有重力,杯子里的水不会向下运动,所以倒不进口中;故D正确。故选:C。4.(2019春?新密)下列关于重力的理解正确的是( )A.一个鸡蛋所受的重力约为10NB.重力的方向总是垂直向下的C.重力的施力物体是地球D.将八年级下册物理课本从地球带到月球,质量不变,重力不变【解答】A、一个鸡蛋的质量约50g=0.05kg,受到的重力在G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N左右。故A错误;B、重力的方向总是竖直向下。故B错误;C、重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,施力物体是地球。故C正确;D、月球重力是地球重力的六分之一,所以将八年级下册物理课本从地球带到月球,重力变小;质量与位置无关,所以质量不变。故D错误。故选:C。5.下列物体所受重力的示意图正确的是( )A.B.C.D.【解答】(1)重力的作用点在物体的重心上,故A正确、D错误;(2)重力的方向是竖直向下的,故BC错误。故选:A。6.利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,如图所示的做法中正确的是( )A.B.C.D.【解答】三角尺有两个直角边,把三角尺竖直放置,一个直角边放在桌面上,另一个直角边放上重锤线,因为重力的方向是竖直向下的,如果重锤线与直角边是平行的,则表明桌面是水平的,故C符合题意;而ABD都无法判定桌面是否水平。故选:C。7.(2019春?重庆)下列图象中,能正确表示物体所受重力与质量关系的是( )A.B.C.D.【解答】物体的重力和质量成正比,当质量为零时,重力也为零,所以重力和质量的关系图象是一条过原点的倾斜直线。故选:A。8.(2019春?运城)下列物体重力约为1N的是( )A.一本物理书B.两个鸡蛋C.一头羊D.一个足球【解答】A、一本物理书的重力约3N,故A错误;B、一斤(500g)鸡蛋可称8﹣﹣10个,那么一个鸡蛋的质量约为50g;故2个鸡蛋的质量为100g,故其重力约为1N;故B正确;C、一头羊的重力约500N,故C错误;D、一个足球的重力约5N,故D错误;故选:B。二.填空题(共6小题)9.(2019春?南昌县)武侠小说中无论轻功多强的人,跳向空中之后都将落回地面,这是因为受到___________作用,它的方向是___________。【解答】无论轻功多强的人,跳向空中之后都将落回地面,是因为受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的。故答案为:重力;竖直向下。10.(2019?焦作)我国的航天工程飞速发展现已成为航天大国,正在向航天强国迈进。如图是我们的航天员在太空舱中的情景,他们随太空舱在绕地球行时是___________(选填“受力或“不受力”)的作用,原因是______________________。【解答】太空舱绕地球进行圆周运动,方向不断变化,所以一定受到力的作用。故答案为:受力;物体的运动状态不断改变。11.质量为150g的熟苹果向地面掉落,这是由于苹果受___________作用的原因,这个力的施力物体是___________,这个力的大小为___________N.(g=10N/kg)【解答】熟了的苹果向地面降落,这是由于苹果受到重力的作用;由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的方向是竖直向下的,重力的施力物体是地球;苹果所受重力的大小为G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N。故答案为:重力;地球;1.5。12.甲乙两物体的质量之比为9:10,它们受到的重力之比为___________,若乙的质量为10kg,则甲物体受到的重力为___________N(g=10N/kg)。【解答】(1)因为甲、乙两个物体的质量之比m甲:m乙=9:10,所以重力之比为G甲:G乙=m甲g:m乙g=m甲:m乙=9:10,(2)已知m甲:m乙=9:10,m乙=10kg,所以,m甲=m乙=×10kg=9kg,甲物体受到的重力:G甲=m甲g=9kg×10N/kg=90N。故答案为:9:10;90。13.水平仪是利用重力的方向是___________的原理制成的,水平仪可以检验一个平面是否水平,如图所示,在水平仪检查桌面时,重垂线锥体偏在中央刻度线的左侧,说明此桌面较高的是___________(选填“左”成“右”)侧,我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部它会向前倾倒,这主要是因为力的___________不同,会使力的作用效果不同。【解答】水平仪是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的;因为重力的方向总是竖直向下的,而水平仪就是利用重力的方向制成的,重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的右边高;我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部它会向前倾倒,由于力的作用点不同,则力的作用效果也不同。故答案为:竖直向下;右;作用点。14.(2019春?天河区)如图所示,弹簧测力计拉着足球处于静止状态,其示数为___________N,足球的质量为___________kg(忽略细线质量,g取10N/kg)。当测力计拉着足球匀速直线上升,测力计的示数___________(选填“大于”、“等于”、“小于”)重力。【解答】(1)由图可知:此弹簧测力计量程是0~5N,分度值为0.2N.此时指针指在“4”下面第一格格,所以弹簧测力计的示数为4.2N,即足球重为4.2N;足球的质量:m===0.42kg;(2)物体在竖直方向受到两个力的作用:重力和弹簧测力计的拉力,并且做匀速直线运动,所以重力和拉力是一对平衡力,因为重力不变,所以拉力不变,弹簧测力计的示数不变,等于物重。故答案为:4.2;0.42;等于。三.作图题(共2小题)15.(2019?淮安)画出图中静止在斜面上的茶杯所受重力的示意图。【解答】过茶杯的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示,如图所示:16.(2017?广西)请在图中作出空中飞行的足球受到的重力G的示意图。【解答】重力的方向是竖直向下的,过重心画一个带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:四.实验探究题(共2小题)17.(2019春?海陵区)如表是研究物体所受的重力跟物体的质量的关系实验得到的数据:实验序号质量m/kg重力G/N(a)10.10.9820.21.9630.32.94(1)研究过程中,所用的测量工具是___________和___________;(2)通过计算处理数据可以完成任务,则表格中(a)处的内容为______________________;(3)分析表中实验数据,得出的结论是______________________;(4)除了计算外,还可以通过___________方法,更加直观的处理数据,得出结论。【解答】(1)实验室中测量质量的工具是天平,测量重力的工具是弹簧测力计;(2)由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,故表格第三列的标题应当为重力/质量(N/kg)。(3)重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值。因此可以得出的结论是:物体的重力和质量成正比;(4)除计算外,还可以通过画图象方法,更加形象直观的处理数据;故答案为:(1)天平;弹簧测力计;(2)重力/质量(N/kg);(3)物体的重力和质量成正比;(4)画图象。18.(2019春?抚州)小明用钩码、弹簧测力计探究物体所受重力跟物体质量的关系,测量记录的实验数据如下表:质量m/kg0.000.1000.2000.3000.4000.500重力G/N0.00.93.04.04.9(1)表格空白处测力计示数如图甲所示,该测力计的量程是___________,分度值是___________。此时测力计读数为___________N。(2)根据上表记录的实验数据,在答题卡乙图中填写横、纵坐标表示的物理量和单位,并作出重力随质量变化的图象。(3)根据图象可以得出的结论是:____________________________________________。【解答】(1)该弹簧测力计的量程为:0~5N,分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为:2N;(2)横坐标表示的物理量为质量m和单位kg,纵坐标表示的物理量为重力G和单位N,并作出重力随质量变化的图象根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:(3)从表中的数据分析,物体受到的重力跟质量的比值不变,所以物体的重力跟质量成正比。故答案为:(1)0~5N;0.2N;2;(2)如上图;(3)物体所受重力与物体的质量成正比。五.计算题(共1小题)19.(2019春?徐州)远距离货物流通大多采用集装箱运输,求:(1)若该集装箱质量为2.5t,则重力为多少?(g取10N/kg)(2)若该集装箱所用材料密度为2.5×103kg/m3,则该集装箱所用材料体积为多少?【解答】(1)该集装箱的重力:G=mg=2.5×103kg×10N/kg=2.5×104N;(2)由ρ=可得,该集装箱所用材料密度:V===1m3。答:(1)该集装箱的重力为2.5×104N;(2)该集装箱所用材料体积为1m3。课外学习是课内学习的补充和发展,二者是相互联系、相互渗透的整体。PAGE14 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