内容正文:
第九讲 重力(预习篇)(原卷版)
目录
新知导航:熟悉课程内容、掌握知识脉络
基础知识:知识点全面梳理,掌握必备
小试牛刀:基础题+中等难度题,合理应用
一、重力的概念
1.重力: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。
2.重力的特点
(1)地球附近的所有物体都受到重力作用,不管它是运动的还是静止的(重力是非接触力,只要在地球附近就受到重力作用)。
(2)重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
(3)重力的效应:使物体从高处落向地面或使物体有向下落的趋势。
(4)物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
二、重力的大小
1.现象探究:质量的大小和质量的关系
提出问题
物体所受重力与它质量有什么关系
猜想与假设
通常我们感觉到物体的质量越大,就越重。因此可以作出猜想: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
设计实验与制定计划
用弹簧测力计分别测出总质量不同的钩码所受重力的大小,观察、比较钩码所受总重力的大小与总质量有何关系
进行实验与收集证据
(1)固定弹簧测力计,使其保持竖直状态。
(2)把一个质量为50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上,当钩码静止时,读出的弹簧测力计的示数即钩码所受重力的大小,将其记录在表格中。
(3)用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个、7个相同的钩码的重力,并把测量结果记录在表格中。
(4)以质量为横坐标,重力为纵坐标,作出钩码重力大小跟其质量的关系图像,如图所示。
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
重力G/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
2.94
3.43
重力与质量的比值/(N·kg-1)
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
分析论证
(1)由实验数据可知,当质量成倍数增加时,重力也成倍数增加,物体所受的重力与其质量的比值不变。
(2)由G-m图像可知,此图线是一条过原点的直线,说明物体所受的重力跟它的质量成正比。
归纳总结
大量精确的实验表明,物体所受重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值,地球附近的物体所受重力跟它的质量之间的关系可以写成,即G=mg。
2.重力的计算
(1)物体重力大小与其质量的关系为G=mg,其中重力G的单位是N,质量m的单位是kg,g的单位是N/kg。g取9.8N/kg,粗略计算时取10N/kg。
(2)g=9.8N/kg表示的物理意义:质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N。
(3)使用公式G=mg时应注意以下几点:
①公式中各物理量都必须使用国际单位;
②要会将公式进行变形,能灵活运用。如已知物体的重力求质量时,可将公式G=mg变形为。
▲拓展培优
g值不是定值
g值虽然是一常数,但它跟物体所处的地理位置有关。
(1)在同一地区的物体,g值随其离地面高度的增加而减小(高度变化不大时,g值的变化可以忽略不计)。
(2)距离海平面相同高度的物体,g值随地理位置的变化而变化,在赤道处g值最小,在两极处g值最大。
(3)月球上的物体由于被月球吸引也受月球的“重力”。但是月球上的g值大约是地球上g值的,所以物体在月球表面受到的重力约是其在地球表面受到重力的。
三、重力的方向
1.现象探究:重力的方向
图示
现象
将小球用细线悬挂在支架上,将装置放在水平面上,静止时发现悬线竖直向下
将同样的装置与水平面成一角度α,静止时发现悬线竖直向下
归纳
重力的方向总是竖直向下的
2.对重力方向的理解
(1)重力的方向总是竖直向下,而不是垂直向下。
(2)重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态及位置无关。
★特别提醒
竖直向下≠垂直向下
“竖直向下”是指垂直于水平面向下,近似指向地心。“垂直向下”是指垂直于某个面向下,这个面不一定是水平面。所以“竖直向下”是“垂直向下”的一个特例,我们不能把重力方向说成是“垂直向下”。
G竖直向下,F垂直向下
3.重力方向的应用:人们在一根线下吊一重物,就做成了一根铅垂线。因为重力方向始终竖直向下,所以铅垂线静止时总竖直向下,故用铅垂线可以检查工作台面是否水平,墙壁上的画是否挂正等。
铅垂线与台面垂直,说明台面水平 画的竖边没与铅垂线平行,说明画没挂正
四、重心
1.概念:地球吸引物体的每一部分,物体的各部分都受到重力的作用。但是,对于整个物体,重力的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。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
2.重心的位