内容正文:
3.3 重力
知识点清单
1. 重力:物体由于地球吸引而受到的力叫做重力
2. 重力的方向:竖直向下
3. 施力物体:地球
4. 受力物体:地球上的任何物体(气体、液体、固体)
5. 重力的作用点:重心(重力在物体上的作用点叫做重心)
【重心的确定】 A、质量分布均匀且外形规则的物体的重心在几何中心。
B、 形状不规则或质量分布不均匀的物质的重心,可用悬挂法和支撑法确定
C、
【特点】①重心不一定在物体上,如圆环的重心。
②重心是物体每个部位受到重力作用点的等效点,而不是物体受到的所有重力只作用在这一点上。
③重心与物体的形状和质量分布有关。降低重心,可以提高物体的稳定程度。
④均匀分布的物体,重心唯一;不均匀分布的物体重心不唯一。
【常考点】重心的确定
【例1】对于某些质量分布均匀,形状不规则的薄片物体的重心,我们可以采用悬挂法来确定,这是根据___________条件。
(1)利用这种方法确定物体重心时,被悬挂物体需___________。(选填“静止”或“摆动”)。
(2)现利用悬挂法来确定薄片物体甲的重心,如图所示。
(a) 物体的重心应在直线___________(选填“AB”或“CD”)上,这是因为细线对物体甲的拉力和物体重力作用在__________
(b) 若要进一步确定物体甲的重心位置,接下来应做的操作是:____________.
6. 重力公式(重力和质量成正比):G=mg m=G/g g=G/m
①m表示物质的质量(单位:千克),G表示重力(单位:牛)
②g=9.8牛/千克(平均值),含义:(在地球表面或附近某处)每千克物体所受的重力为9.8 牛
③如果没有说明,则一般默认用g=9.8牛/千克计算。若有注明则用g=10牛/千克计算
同步练习
一、选择题
1.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
2.2020年5月5日18时,中国长征五号B运载火箭带着新一代载人飞船的成功发射,关于火箭、飞船的描述符合事实的是( )
A.火箭和飞船升空的施力物体是空气
B.火箭从地面加速发射升空的过程中,运动状态不断改变
C.运载火箭升空“穿破云雾”是以飞船作为参照物
D.飞船进入太空后所受重力和地球上是一样的
3.如图所示,被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变 C.先下降后上升 D.先上升后下降
4.如果没有重力,下列现象会发生的是( )
A.玻璃杯掷到墙上不会破
B.物体没有质量
C.人轻轻向上一跳可离开地球
D.人向上抓自己的头发可离开地球
5.下列关于重力的说法中,正确的是 ( )
A.在空中飞行的物体不受重力的作用
B.重力的方向总是垂直向下
C.重力的作用点可能不在物体上
D.质量与重力成正比
6.如图所示,两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C,整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是( )
A.若计AB杆重力,而不计BC杆重力时,由A指向B
B.若计AB杆重力,而不计BC杆重力时,由C指向B
C.若不计AB杆重力,而计BC杆重力时,由B指向A
D.若不计AB杆重力,而计BC杆重力时,由B指向C
7.某同学用夹子把小刀和勺子固定成“八”字后,将牙签插到“八”的中间位置,再把牙签的中间部分搭在水杯口的边缘上。这时,在没有其它外力的作用下,小刀和勺子竟然在牙签上保持住了平衡。如果把夹子、小刀、勺子和牙签视为整体,牙签与杯口接触点为支点,以下说法正确的是( )
A.整体重心位于支点的正下方 B.整体重心位于靠近小刀的一侧
C.整体重心位于靠近勺子的一侧 D.整体重心位于靠近杯口中心处
8.如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
B.小球运动到最高处B时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.在摆动过程的任一位置,小球受到的力都不平衡
二、填空题
9.在细线下系一重锤就做成一个重垂线,用它可以检查建筑物的墙、门、窗是否 ,它利用了 的性质.若把重垂线的上端系在垂直的木架上的O点,如图所示,就成了一个水平器,当重垂线与水平器上的刻线 时,它所在的平面就是水平的。
10.一个物体竖直悬挂在弹簧测力计上并静止时,弹簧测力计示数为29.4 N,若改用天平测该物体的质量,其示数应为 kg.若把它带到月球上,用天平称它的示数为 kg,用弹簧测力计称它的示数与地球相比将 (选填“不变”、“变大”或“变小”).
11.小明做探究物体所受重力大小与物体质量的关系的实验,实验数据记录如下表。
质量(千克)
重力(牛)
比值(G/m)(牛/千克)
比值平均值(牛/千克)
0.10
0.99
9.9
0.20
1.96
0.30
2.91
9.7
(1)在实验探究中,需要的主要测量工具是 和 。
(2)将上表空白处补充完整。
(3)分析表格中的数据,得出的结论是 。
(4)在一般情况下,g为定值,但经过科学家的精确测量,各地区的g值仍有些差异,下表是小明查阅资料得到的有关g的信息。
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.780
0°
北京
9.801
39°56′
广州
9.788
23°06′
纽约
9.803
40°40′
武汉
9.794
30°33′
莫斯科
9.816
55°45′
上海
9.794
31°12′
北极
9.832
90°
通过分析上表,可以发现,g值相同的城市是 ;g值相差最大的两个地区是 。试猜想g值变化的原因可能是 。
(5)实验后,小明还想进一步探究物体受到的重力大小与物体体积的关系,请你设计一个实验方案(简述实验步骤): , 。
三、探究题
12.甲、乙两位同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验。
(1)如图甲所示,甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,读数时他让钩码保持静止状态,此时钩码所受的重力大小和它受到的拉力大小相等。他分别测出一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力大小后,根据实验数据得出结论:物体所受重力的大小与它的质量成正比;
序号
m/kg
G/N
1
0.1
1
2
0.2
2
3
0.3
3
4
0.4
4
(2)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为乙同学的做法 ;
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
(3)根据表中数据,该小组作出的重力与质量的关系图象如图乙中图线 (①、②、③、④、⑤)如图所示;另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则该小组描绘的图线应该是图乙中的图线 ;
(4)在月球上用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
13.物体只有在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似的看做自由落体运动,为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,小明做了如下猜想:
猜想一:物体下落的快慢与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的快慢与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的快慢与物体的质量有关;
为验证猜想的正确性,几位同学用三个歪属球在相同环境条件下,做了一系列的实验,实验数据记录如下:
实验序号
材料
物体质量(kg)
下落高度(m)
下落时间(s)
1
铁球
1
20
1.96
2
铁球
1
30
2.47
3
铅球
1
20
1.96
4
铅球
2
20
1.96
(1)为了验证猜想一,应比较 两次实验序号,结论是: ;
(2)实验中,他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验,这样做的目的是 ;
A.便于实验操作 B.便于观察 C.相对空气阻力小,使运动更接近与自由落体运动,更具科学性
(3)根据表中的数据,宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放,它们将 ;
A.同时落地 B.铁片先落地,羽毛后落地 C.羽毛先落地,铁片后落地
(4)评价阶段,请说说该实验的不足之处 。
14.小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重万(G)与质量(m)的关系如图,则:
(1)从图中信息可知,甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是 ;
(2)如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在同一坐标图中,应画在图中的哪个区域 (填“①”“②”或“③”);
(3)如图为实验室的一种弹簧秤,把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧秤拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是 。
A.左边刻度值不变,右边变为原值的2倍
B.左边变为原值的2倍,右边刻度值不变
C.左边刻度值不变,右边变为原值的倍
D.左边变为原值的倍,右边刻度值不变
15.小明为了研究重力的大小跟质量的关系,他设计了如下实验方案:先用弹簧秤测出二只钩码、四只钩码、六只钩码的重力,再求出重力与其钩码质量的比值,最后再从中寻找规律。
他设计了如下记录表格并写上了测量数据:
钩码数(个)
2
4
6
质量(千克)
0.1
0.2
0.3
重力(牛)
0.98
1.96
2.94
重力/质量(牛/千克)
9.8
9.8
(1)请你帮小明完成表格中没完成的数据 ;
(2)由表中数据可得到的结论是 ;
(3)如果在弹簧秤下挂10个钩码,则弹簧秤的读数为 。
16.在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
(1)表格中的空格填写完整 ;
(2)本实验所需的测量仪器有 和 。
(3)图甲中弹簧测力计的示数为 N;
(4)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图象;
(5)由此可知物体所受的重力跟质量成 。
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3.3 重力
知识点清单
1. 重力:物体由于地球吸引而受到的力叫做重力
2. 重力的方向:竖直向下
3. 施力物体:地球
4. 受力物体:地球上的任何物体(气体、液体、固体)
5. 重力的作用点:重心(重力在物体上的作用点叫做重心)
【重心的确定】 A、质量分布均匀且外形规则的物体的重心在几何中心。
B、 形状不规则或质量分布不均匀的物质的重心,可用悬挂法和支撑法确定
C、
【特点】①重心不一定在物体上,如圆环的重心。
②重心是物体每个部位受到重力作用点的等效点,而不是物体受到的所有重力只作用在这一点上。
③重心与物体的形状和质量分布有关。降低重心,可以提高物体的稳定程度。
④均匀分布的物体,重心唯一;不均匀分布的物体重心不唯一。
【常考点】重心的确定
【例1】对于某些质量分布均匀,形状不规则的薄片物体的重心,我们可以采用悬挂法来确定,这是根据___________条件。
(1)利用这种方法确定物体重心时,被悬挂物体需___________。(选填“静止”或“摆动”)。
(2)现利用悬挂法来确定薄片物体甲的重心,如图所示。
(a) 物体的重心应在直线___________(选填“AB”或“CD”)上,这是因为细线对物体甲的拉力和物体重力作用在__________
(b) 若要进一步确定物体甲的重心位置,接下来应做的操作是:____________.
【答案】二力平衡 静止 CD 同一直线上将细线悬挂在甲物体4点处,静止后,沿细线方向在物体上做另一直线AE,它与CD的交点即为重心位置
【详解】[1]将物体悬挂起来,静止时物体只受到两个力的作用,细线对物体的拉力,物体的重力,当物体静止时,处于平衡状态,受到的二力相互平衡。(1)[2]物体的重力方向竖直向下,采用悬挂法确定,被悬挂的物体应处于静止状态,每组拉力和重力才是平衡力,每组拉力与重力才能作用在同一直线上,两次实验画出的拉力作用线所在直线的交点才是中心。(2)①[3][4]当物体静止时,只受重力和拉力的作用,重力与拉力是平衡力,拉力沿绳子收缩方向,重力与拉力一定作用在同一直线上,所以物体甲的重心应在直线CD上。②[5]若要进一步确定物体甲的重心位置,接下来应做的操作是:在甲物体的不同位置将甲物体悬挂起来,过悬挂点作竖直向下的直线,与CD的交点即为物体甲的重心。
6. 重力公式(重力和质量成正比):G=mg m=G/g g=G/m
①m表示物质的质量(单位:千克),G表示重力(单位:牛)
②g=9.8牛/千克(平均值),含义:(在地球表面或附近某处)每千克物体所受的重力为9.8 牛
③如果没有说明,则一般默认用g=9.8牛/千克计算。若有注明则用g=10牛/千克计算
同步练习
一、选择题
1.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
【详解】物体的重心跟形状和质量分布有关,只有均匀形状规则的物体重心在它的几何重心上;小鸟的形状不规则,重心不在几何重心上;根据题意知道,鸟嘴上并没有胶水;由于装上回形针小鸟的重心降低,稳定性增强。
故选A。
2.2020年5月5日18时,中国长征五号B运载火箭带着新一代载人飞船的成功发射,关于火箭、飞船的描述符合事实的是( )
A.火箭和飞船升空的施力物体是空气
B.火箭从地面加速发射升空的过程中,运动状态不断改变
C.运载火箭升空“穿破云雾”是以飞船作为参照物
D.飞船进入太空后所受重力和地球上是一样的
【答案】B
【分析】(1)物体间力的作用是相互的,当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,大小相等,方向相反,作用在两个物体上;
(2)力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态保持不变的有两种:静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体的运动和静止是相对的,关键看选取的参照物,相对于参照物位置发生了改变,就是运动的;位置如果没有发生改变,就是静止的;
(4)太空中的物体处于完全失重状态。
【详解】A.火箭升空时向地面喷出了高温高压的燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温高压的燃气对火箭施加了一个向上的反作用力,使火箭升空,因此使火箭升空的力的施力物体是高温高压的燃气,故A错误;
B.火箭在上升过程中,运动速度和方向不断发生变化,因此运动状态不断的改变,故B正确;
C.运载火箭上升过程中相对云雾的位置发生变化,因此是运动的,故C错误;
D.当飞船进入太空后,处于失重状态,受到的重力为0,故D错误。
故选B。
3.如图所示,被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变 C.先下降后上升 D.先上升后下降
【答案】C
【详解】装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心,随着细沙从阀门不断流出,重心位置不断下降,当细沙流完后,重心又上升,处于球心,故重心的位置先下降后上升,故选C。
4.如果没有重力,下列现象会发生的是( )
A.玻璃杯掷到墙上不会破
B.物体没有质量
C.人轻轻向上一跳可离开地球
D.人向上抓自己的头发可离开地球
【答案】C
【详解】A.虽然没有重力作用,但当人给玻璃杯一个力的作用时,玻璃杯会由静止变为运动,当玻璃杯撞到地面或墙上时,由于玻璃杯受到碰撞力的作用而发生破碎。故A项不符合题意;
B.质量是物质的属性,与物体是否受重力无关;故B项不符合题意;
C.人跳起来会落向地面,是由于人受到重力作用;若没有重力,人一跳起来就会离开地球;故C项符合题意;
D.人向上抓自己的头发时,手给头发一个向上的力,但由于力的作用是相互的,头发也会给手一个向下的力;此时人处于静止状态;所以人向上抓自己的头发时不可能离开地球;故D项不符合题意;
5.下列关于重力的说法中,正确的是 ( )
A.在空中飞行的物体不受重力的作用
B.重力的方向总是垂直向下
C.重力的作用点可能不在物体上
D.质量与重力成正比
【答案】C
【详解】A重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其施力物体是地球,在空中飞行的物体也受到重力作用,故A项错误。
B重力的方向总是竖直向下。故B项错误。
C物体的重心与物体的形状和质量分布情况有关,可以在物体上,比如实心球,也可以在物体外,比如均匀圆环;故C项正确。
D物体的质量和重力的关系是:物体所受的重力与其质量成正比,故D项错误。
故选C项。
6.如图所示,两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C,整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是( )
A.若计AB杆重力,而不计BC杆重力时,由A指向B
B.若计AB杆重力,而不计BC杆重力时,由C指向B
C.若不计AB杆重力,而计BC杆重力时,由B指向A
D.若不计AB杆重力,而计BC杆重力时,由B指向C
【答案】C
【详解】如图如果考虑AB重力,则AB的重力方向竖直向下,不计BC杆重力时,AB在BC支持力的作用下被支起,力的方向由B到C. 如果不考虑AB重力,而计BC杆重力时,BC重力方向向下,AB在上面拉着BC,力的方向由B指向A,故C符合题意。
7.某同学用夹子把小刀和勺子固定成“八”字后,将牙签插到“八”的中间位置,再把牙签的中间部分搭在水杯口的边缘上。这时,在没有其它外力的作用下,小刀和勺子竟然在牙签上保持住了平衡。如果把夹子、小刀、勺子和牙签视为整体,牙签与杯口接触点为支点,以下说法正确的是( )
A.整体重心位于支点的正下方 B.整体重心位于靠近小刀的一侧
C.整体重心位于靠近勺子的一侧 D.整体重心位于靠近杯口中心处
【答案】A
【详解】由图可知:用夹子把小刀和勺子固定成“八”字后,将牙签插到“八”的中间位置,再把牙签的中间部分搭在水杯口的边缘上,这时夹子、小刀、勺子和牙签构成的整体处于平衡状态,此时这个整体只受到支持力和重力作用,且重力和支持力平衡,所以整体重心位于支点的正下方,故A正确,BCD错误。
故选A。
8.如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
B.小球运动到最高处B时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
C.小球运动到最高处C时,细绳对它拉力与它受到重力平衡
D.在摆动过程的任一位置,小球受到的力都不平衡
【答案】D
【详解】A.小球运动到最低处A时,细绳对它拉力大于重力,会使得小球做圆周运动,故小球受力不平衡,故A错误;
BC.小球运动到最高处B和C时,细绳对它的拉力和它受到的重力没有作用在同一条直线上,且大小不相等,故它们不是平衡力,故BC错误;
D.在摆动过程的任一位置,小球都不静止或匀速直线运动,处于非平衡状态,受到的力都不平衡,故D正确。
二、填空题
9.在细线下系一重锤就做成一个重垂线,用它可以检查建筑物的墙、门、窗是否 ,它利用了 的性质.若把重垂线的上端系在垂直的木架上的O点,如图所示,就成了一个水平器,当重垂线与水平器上的刻线 时,它所在的平面就是水平的。
【答案】竖直 重力的方向竖直向下 重合
【详解】重力的方向竖直向下,根据这个特点制成重锤,检查墙、门、窗是否竖直;图中重锤静止时其重垂线与水平器上的刻线重合时,说明它所在的平面就是水平的。
10.一个物体竖直悬挂在弹簧测力计上并静止时,弹簧测力计示数为29.4 N,若改用天平测该物体的质量,其示数应为 kg.若把它带到月球上,用天平称它的示数为 kg,用弹簧测力计称它的示数与地球相比将 (选填“不变”、“变大”或“变小”).
【答案】 3 3 变小
【详解】该物体的质量m===3kg.
物体被带到月球上,位置发生了改变,质量不变,质量还是3kg.
在月球上,用弹簧测力计的示数物体在月球上受到的引力,
月球上受到的引力是:G′=G=×29.4N=4.9N.
11.小明做探究物体所受重力大小与物体质量的关系的实验,实验数据记录如下表。
质量(千克)
重力(牛)
比值(G/m)(牛/千克)
比值平均值(牛/千克)
0.10
0.99
9.9
0.20
1.96
0.30
2.91
9.7
(1)在实验探究中,需要的主要测量工具是 和 。
(2)将上表空白处补充完整。
(3)分析表格中的数据,得出的结论是 。
(4)在一般情况下,g为定值,但经过科学家的精确测量,各地区的g值仍有些差异,下表是小明查阅资料得到的有关g的信息。
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.780
0°
北京
9.801
39°56′
广州
9.788
23°06′
纽约
9.803
40°40′
武汉
9.794
30°33′
莫斯科
9.816
55°45′
上海
9.794
31°12′
北极
9.832
90°
通过分析上表,可以发现,g值相同的城市是 ;g值相差最大的两个地区是 。试猜想g值变化的原因可能是 。
(5)实验后,小明还想进一步探究物体受到的重力大小与物体体积的关系,请你设计一个实验方案(简述实验步骤): , 。
【答案】(1)托盘天平;弹簧测力计;(2)9.8;9.8;(3)物体所受重力大小与物体的质量成正比;(4)①武汉与上海;②赤道与北极; ③g值随地理纬度变化而变化。(5)可先测量质量相等的木块和铜块的体积,再用弹簧测力计测得两者受到的重力,若观察到重力大小相等,则可以表明重力大小与物体的体积无关。
【详解】(1)本实验要测量物体的重力与质量,因此须用到弹簧测力计和天平;
(2)根据;根据表中第三列数据得的平均值:;
(3)分析数据可知,比值基本不变,可得:物体所受重力大小与物体的质量成正比;
(4)①由表中数据可知,g值相同的城市是武汉与上海,均为9.794N/kg;
②由表中数据可知,g值相差最大的两地是赤道最小为9.780,北极最大为9.832;
③分析表中数据可知,地理纬度不同,g值也可能不同,因此可得:g值随地理纬度的变化而变化。
(5)探究“物体所受重力是否与物体的体积有关”,实验步骤:可先测量质量相等的木块和铜块的体积,再用弹簧测力计测得两者受到的重力,若观察到重力大小相等,则可以表明重力大小与物体的体积无关。
三、探究题
12.甲、乙两位同学做“探究物体所受重力的大小与质量的关系”实验。
(1)如图甲所示,甲同学用弹簧测力计测量钩码所受重力大小,读数时他让钩码保持静止状态,此时钩码所受的重力大小和它受到的拉力大小相等。他分别测出一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力大小后,根据实验数据得出结论:物体所受重力的大小与它的质量成正比;
序号
m/kg
G/N
1
0.1
1
2
0.2
2
3
0.3
3
4
0.4
4
(2)乙同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为乙同学的做法 ;
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到的物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
(3)根据表中数据,该小组作出的重力与质量的关系图象如图乙中图线 (①、②、③、④、⑤)如图所示;另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则该小组描绘的图线应该是图乙中的图线 ;
(4)在月球上用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
【答案】 C ① ② 能
【详解】(2)[1] 要探究物体所受重力的大小与质量的关系,必须改变物体的质量,苹果、小木块,小铁球的材料不同,质量不同,不影响探究结果,所以乙同学的做法合理,故C符合题意,故ABD不符合题意。
故选C。
(3)[2][3] 根据表中数据可知,重力与质量的关系成正比,该小组作出的重力与质量的关系图象如图乙中图线①。另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则当质量为零时,G不为零,根据重力和质量的关系成正比可知,该小组描绘的图线的倾斜程度与第一个小组的图线的倾斜程度相同,即描绘的图线为图乙中的图线②。
(4)[4]物体在月球上也受到月球的吸引力,故可以完成该实验。
13.物体只有在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力相对物体的重力比较小,可以忽略,物体的下落也可以近似的看做自由落体运动,为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关,小明做了如下猜想:
猜想一:物体下落的快慢与物体的材料有关;
猜想二:物体下落的快慢与物体下落的高度有关;
猜想三:物体下落的快慢与物体的质量有关;
为验证猜想的正确性,几位同学用三个歪属球在相同环境条件下,做了一系列的实验,实验数据记录如下:
实验序号
材料
物体质量(kg)
下落高度(m)
下落时间(s)
1
铁球
1
20
1.96
2
铁球
1
30
2.47
3
铅球
1
20
1.96
4
铅球
2
20
1.96
(1)为了验证猜想一,应比较 两次实验序号,结论是: ;
(2)实验中,他们选用铁球而不选用相同质量的棉花进行实验,这样做的目的是 ;
A.便于实验操作 B.便于观察 C.相对空气阻力小,使运动更接近与自由落体运动,更具科学性
(3)根据表中的数据,宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放,它们将 ;
A.同时落地 B.铁片先落地,羽毛后落地 C.羽毛先落地,铁片后落地
(4)评价阶段,请说说该实验的不足之处 。
【答案】 1和3 物体下落的快慢与材料无关 C A 验证猜想一时,实验次数太少,根据一组实验得出结论具有偶然性
【详解】(1)[1]要探究物体下落的时间与物体的材料有关,应控制物体下落的高度和物体的质量不变,改变物体的材料不同,由表中数据可知,序号1和3符合。
[2]由序号1和3数据可知,物体下落的高度和物体的质量相同,而材料不同时下落的高度相同,故可得结论:物体下落的时间与物体的材料无关。
(2)[3]自由落体的条件就是尽可能的减小物体受到的空气阻力,铁球相对于棉花,受到的空气阻力更小,运动更接近自由落体运动,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[4]分析表中3和4数据可知,物体的材料和下落的高度相同,物体的质量不同,下落的时间相同,故可得结论:物体下落的时间与物体的质量无关;宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放时,两者做自由落体运动,因物体下落的时间与物体的材料、质量无关,所以,小铁片和羽毛会同时落地,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)[5]验证猜想一时,只进行一组实验,实验次数太少,根据一组实验数据就得出结论,结论具有偶然性。
14.小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重万(G)与质量(m)的关系如图,则:
(1)从图中信息可知,甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是 ;
(2)如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在同一坐标图中,应画在图中的哪个区域 (填“①”“②”或“③”);
(3)如图为实验室的一种弹簧秤,把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧秤拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是 。
A.左边刻度值不变,右边变为原值的2倍
B.左边变为原值的2倍,右边刻度值不变
C.左边刻度值不变,右边变为原值的倍
D.左边变为原值的倍,右边刻度值不变
【答案】 ② A
【详解】(1)[1]甲星球表面上物体的重力120N时,与其质量m=8kg的比值为
则重力G与其质量m的关系式为
即
(2)[2]由图可知,当质量都为8kg时,甲的重力为120N,乙的重力为40N,在地球上的重力为80N,故应画在图中的②区域。
(3)[3]当质量都为8kg时,乙的重力为40N,则
物体拿到乙星球上,物体质量不变,重力大约变为原来的二分之一、故左边测出物体重力刻度值不变,右边测出物体质量的近似值变为原值的2倍,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.小明为了研究重力的大小跟质量的关系,他设计了如下实验方案:先用弹簧秤测出二只钩码、四只钩码、六只钩码的重力,再求出重力与其钩码质量的比值,最后再从中寻找规律。
他设计了如下记录表格并写上了测量数据:
钩码数(个)
2
4
6
质量(千克)
0.1
0.2
0.3
重力(牛)
0.98
1.96
2.94
重力/质量(牛/千克)
9.8
9.8
(1)请你帮小明完成表格中没完成的数据 ;
(2)由表中数据可得到的结论是 ;
(3)如果在弹簧秤下挂10个钩码,则弹簧秤的读数为 。
【答案】 9.8 物体所受的重力跟质量成正比 4.9
【分析】(1)根据表中第三列数据直接计算即可;
(2)物体所受的重力跟质量成正比;
(3)根据公式G=mg计算弹簧秤的重力。
【详解】(1)[1]由表中第三列数据可知,钩码受到重力跟质量的比
(2)[2]由表中第三行数据可以得出的结论是:物体所受的重力和质量成正比。
(3)[3]2个钩码的质量m=0.1kg,10个钩码的质量
则10个钩码的重力即弹簧的读数
16.在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
(1)表格中的空格填写完整 ;
(2)本实验所需的测量仪器有 和 。
(3)图甲中弹簧测力计的示数为 N;
(4)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图象;
(5)由此可知物体所受的重力跟质量成 。
【答案】 400 弹簧测力计 天平 正比
【详解】(1)由得:m=400g;(2)实验的目的是探究重力的大小跟什么因素有关系,因此需要测量钩码的重力,因此需要弹簧测力计.(3)图甲中弹簧测力计的示数为2N,
(4)根据表格中记录的数据在表格中描绘出相应的点,再连成线;如图所示:
(5)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图象也能发现这两个量是成正比的,由此可知物体所受的重力跟质量成正比.
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