内容正文:
7.3 重力
一、重力的概念
分析归纳:地球对它附近的物体有吸引作用,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,地球附近的所有物体都受到重力的作用。
1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。通常用G表示。 简称:物重。
(1)重力产生的原因:地球的吸引;
(2)重力的施力物体是地球。受力物体是地面附近的一切物体。
点拨 (1)重力具有普遍性:不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。由于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。
(2)重力是一种非接触力,物体不一定非要在地面上才受到重力,在空中运动或静止的物体同样受重力作用。
(3)重力是由于地球吸引而产生的,但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力。
二、重力的大小
我们举起不同的物体,会有轻重不同的感觉,这表明不同物体受到的重力是有大有小的。
提出问题:物体的重力的大小可能与什么因素有关呢?有什么关系呢?
托起质量不同的物体,会感觉所用的力不同。大量的生活经验告诉我们,质量不同的物体所受的重力不同。
猜想与假设:重力的大小跟物体的质量有关。
设计实验:
(1)用什么工具测量重力?用弹簧测力计测量重力。
(2)需要测量哪些物理量?物体的质量、物体受到的重力大小。
(3)实验器材:弹簧测力计、质量为50g的钩码(数个)、铁架台。
(4)实验方法:钩码的质量已知(50 g),挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,读出弹簧测力计的示数,其大小等于钩码的重力。比较质量不同的钩码受到的重力大小,找出二者之间的关系。
进行实验、收集证据
(1)调节弹簧测力计指针到零刻度线处;
(2)将一个钩码挂在弹簧测力计下,用弹簧测力计测出其重力G,填写在表格中;
(3)逐次增加钩码个数,分别测出对应的重力G,并填写在表格中;
实验数据:
质量(kg)
0.05
0.1
0.15
0.20
0.25
0.30
重力(N)
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
2.94
重力/重量(N/kg)
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
分析数据:
以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量关系图像。
分析:钩码的质量增大几倍,受到的重力也增大几倍,物体受到的重力与其质量的比值相同;图像大致是是一条过原点的直线,得出物体受到的重力与其质量成正比。
实验结论:
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。
(2)每一次测出的重力与其对应质量的比值基本上是一个不变的值,这个比值大约是9.8N/kg。
(3)如果用g表示这个比值,重力与质量的关系可以写成G/m=g或G=mg。g =9.8N/kg的物理意义:质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。
1.重力的大小:物体所受的重力与物体的质量成正比。
2.公式:G=mg,变形式:
符号的意义及单位:G——重力——牛顿(N); m——质量——千克(kg);g=9.8N/kg (粗略计算时g=10 N/kg)。
点拨 (1)重力的大小与物体的质量、地理位置有关,即质量越大,物体受到的重力越大;在地球上,越靠近赤道,物体受到的重力越小,越靠近两极,物体受到的重力越大。
(2)在月球上g的值约为地球上g的六分之一,即。
三、重力的方向
1.重力的方向:重力的方向总是竖直向下的。
例如:用细绳悬挂重物静止时,由于它们受到重力的作用,细线一定沿着重力的方向,即竖直向下(垂直于水平面向下)。
2.应用:重垂线、水平仪。
(1)利用重锤线,判断墙体是否竖直,墙上的画是否挂正。
(2)利用水准仪:判断窗台、地面是否水平。
3.我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢?
我们通常所说的“下”是指向地心。
点拨 “竖直向下”指与水平面垂直向下,所以“竖直向下”决不能说成“垂直向下”或“向下”。
四、重心
物体的每一部分都被地球吸引着,但对于整个物体,从效果上看,可以认为各部分受到的重力集中于一点,这个点叫做物体的重心。
1.重心:重力的作用点。
(1)重心是等效作用点,重心不是重力的实际作用点,也不是物体最重的点。
(2)重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系。
2.物体的重心
(1)外形规则、质量分布均匀的物体重心在它的几何中心上。如:方形薄木板的重心在两条对角线的交点;球的重心在球心;粗细均匀的棒的重心在它的中点。
(2)物体重心的位置,可以在物体上,也可以不在物体上。如下图所示
(3)为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
点拨 穏度就是物体的稳定程度,穏度越大,物体就越不容易倾倒。提高物体的穏度的方法:一是增大支持面,支持面越大穏度