内容正文:
重难点突破:03重力的大小、方向及重心
【知识清单】
1.重力的大小
探究重力的大小跟质量的关系
选取的测量工具:弹簧测力计、天平
实验表明:物体所受的重力跟它的质量成正比,
两者之间的关系是 G=mg 或 。
g = 9.8 N/kg;粗略计算g =10 N/kg
表示质量为1 kg 的物体所受到的重力是9.8 N。
【点拨】①g的大小与高度和纬度有关,在不同的天体g的大小也不同。例如:在月球和地球g的大小不同g月=g地
②质量是物体的一种属性,一个物体从地球上到月球上,质量不变,重力改变。
2.重力的方向:竖直向下(竖直指向地心向下)
重力方向竖直向下的应用:重垂线、水平仪
注意:在空中飞行的物体不计空气阻力时只受重力,因此在空中飞行的物体最终都要落向地面。
【点拨】竖直向下是指垂直水平面向下,方向不改变;垂直向下是指垂直接触面向下,方向会改变。只有当接触面是水平面时,垂直向下才和竖直向下是同一个方向。
3.地球吸引物体的每一个部分。但是对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一点上,这个点叫做物体的重心(重力的作用点)。
①质地均匀、外形规则物体的重心在它的几何中心上。
②重心的位置与物体的形状、材料是否均匀有关;重心的位置不一定在物体上,有可能在物体之外,如:圆环;重心的位置并不是固定不变的,它随着质量的分布而变化;重心的位置越低越稳固,如:不倒翁
③不规则形状物体重心位置确定(如图)
【典例分析】
1.重力的大小、方向及重心
例1:一块岩石的质量是6kg,它所受重力是 N。月球对物体的吸引力只有地球的。这块岩石在月球上受到的重力是 N。
【答案】60;10
【解析】质量是6kg的岩石重力为
这块岩石在月球上受到的重力
例2:中国探月工程已经取得巨大进展,已知物体在月球表面受到的引力约等于在地球表面受到的引力的六分之一。一名质量为70kg的宇航员在地球上最多能举起1000N的重物,登上月球后,该宇航员的质量为 kg,在月球表面他最多能举起在地球上重 N的重物。
【答案】70;6000
【解析】质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置的变化而变化;所以登月后,该宇航员的质量将不变,依然为70kg。月球对物体的吸引力只有地球对物体吸引力的 ,同一物体在月球表面的重力就是地球表面的 ; 则在地球表面最多能举起重1000N物体的人,在月球表面他最多能举起在地球上的物体重力为
例3:四个密封容器中都装有质量相等的水,放在地球的不同地方(如图所示,其中黑色部分表示水)。对水静止时的描述,最接近实际的示意图是( )
A.甲、丙 B.丙、丁 C.乙、丁 D.甲、乙
【答案】A
【解析】四个密封容器中都装有质量相等的水,放在地球的不同地方,水受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的竖直向下的,意思是指向地球中心。因此接近实际的示意图是甲和丙。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
例4:8.下列有关重力的说法中,正确的是( )
A.物体的质量由重力决定,跟它受到的重力成正比
B.形状规则的物体,它的重心一定在物体上
C.重力的施力物体是地球,方向竖直向下
D.天平和测力计在完全失重的太空轨道舱都可以正常使用
【答案】C
【解析】A.质量是指所含物质的多少,跟物体的重力没有关系;物体所受重力跟物体的质量成正比,A不符合题意;
B.重力的作用点叫重心,物体的重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心没在环上,B不符合题意;
C.重力是由于地球的吸引而产生的,施力物体是地球,方向是竖直向下,C符合题意;
D.完全失重时弹簧测力计不能测量物重,但是可以用来测拉力,所以能正常使用,天平是等臂杠杆,在完全失重的太空中,则重力为零,对秤盘的压力为零,天平就无法进行测量质量,不能正常使用,D不符合题意。
故答案为:C。
【针对训练】
一、选择题
1.关于重力的说法正确的是( )
A.悬浮在空中的热气球不受重力作用
B.重力的大小与物体的质量成正比
C.物体的重力作用点一定在物体上
D.物体的重力大小与其所处位置有关
2.2022年北京冬奥会上,速度滑冰运动员快速过弯时身体压得很低,几乎贴近冰面,相比正常站立,运动员( )
A.重心升高 B.重心降低 C.重力增大 D.重力减小
3.下列关于重力、弹力的说法中正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.只要两个物体直接接触且发生形变时就会产生弹力
C.质量大小与重力成正比
D.重力的方向总是垂直向下的
4.摘“星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给