内容正文:
第三节 来自地球的力
知识点一 重力的大小
1.重力:
(1)重力是地球附近一切物体都受到的力,它是由于地球对物体的 而产生的。重力通常用字母 表示。
(2)重力的施力物体是 。
知识拓展:(1)万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间都存在相互吸引的力,这就是万有引力。(2)重力不是地球的吸引力(地心引力),它只是由地心引力引起的,它是地心引力的一个分力。(3)重力又叫重量,要会区分重力、重量和质量三个物理概念。
吸引
G
地球
2.探究重力与质量的关系
要点提示:
(1)实验仪器:托盘天平、弹簧测力计。
(2)测量多组数据,寻找规律,避免实验的偶然性。
(3)研究物理问题的方法(比值法)。
实验总结:
物体所受重力的大小与它的质量成 比,其比值是定值,比值用字母g表示,大小约等于 N/kg。
知识拓展:(1)重力与质量的比值g约为9.8 N/kg,但会随着地理位置变化有微小的变化,其中在地球表面两极最大,赤道最小。在粗略的计算时,g可以取10 N/kg,在解题过程中,需要注意题目的要求。
(2)物体的质量不随位置、形状、状态而改变,所以不能说物体质量与物重成正比。
3.重力与质量的关系式:=g,或G= 。
正
9.8
mg
在探究“重力与质量的关系”的实验中,得到下表数据:
(1)本实验中用到的测量器材有: 和
。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7 kg时,它受到的重力是 N。
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
弹簧测力计
托盘天平
6.86
(3)以下四个图像中,是表示重力的大小与其质量的关系的是 。(填字母)
A
一辆自重是5.0×104 N的卡车,装载着25箱货物,每箱货物的质量是300 kg,行驶到一座立有限重标志(如图所示)的桥前,问:(g取10 N/kg)
(1)这辆卡车总重多少牛?
解:(1)车上所载货物的质量:
m物=25×300 kg=7 500 kg
货物的总重:
G物=m物g=7 500 kg×10 N/kg=7.5×104 N
这辆卡车的总重:
G总=G车+G物=5.0×104 N+7.5×104 N=1.25×105 N
(2)要想安全过桥需要卸下几箱货物?
(2)卡车与货物的总质量:
m总===1.25×104 kg=12.5 t
所以应卸下的货物质量:
Δm=m总-m限=12.5 t-10 t=2.5 t=2 500 kg
n==≈8.3箱
因此需卸下9箱货物。
1.下列说法中正确的是 ( )
A.物体的质量与物重成正比
B.只有正在下落的重物才受到重力的作用
C.无论物体在哪里,物体所受重力的大小都是不变的
D.地面附近的物体均受重力的作用
D
2.一辆载重汽车的车厢容积为4 m×2 m×0.5 m,额定载重量为4 t。问:如果车厢装满泥沙(泥沙的体积等于车厢容积),汽车所载货物受到的重力为多少?是否超载?(泥沙的密度为2×103 kg/m3,g取10 N/kg)
解:泥沙的体积:V=4 m×2 m×0.5 m=4 m3
泥沙的质量:m=ρV=2×103 kg/m3×4 m3=8×103 kg=8 t>4 t
所以,该汽车超载了。
泥沙受到的重力:G=mg=8×103 kg×10 N/kg=8×104 N
答:汽车所载货物受到的重力为8×104 N,超载了。
知识点二 重力的方向
1.重力的方向总是 。
2.重力方向的应用:重垂线可以指示重力的方向,利用
可以检查工作台面是否水平,检查墙壁上的画是否挂正。
竖直向下的
重垂线
如图是小明利用重垂线检查墙上的画是否挂平的情景。当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,为了把画挂平,下列做法中正确的是 ( )
A.把画的左边调低一些
B.把画的左边调高一些
C.换用质量较大的重锤
D.调整重垂线,使重垂线与桌面垂直
A
3.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重垂线检测墙体是否竖直,这运用了重力的方向总是 的,图中所示的墙体向
(选填“左”或“右”)倾斜。
竖直向下
左
重力的作用点——重心
1.物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,各部分受到的重力就好像集中作用在一个点上,这个点就叫做物体的
。
2.质量分布均匀、形状规则的物体的重心,就在它的
上。
重心
几何中心
3.找不规则物体的重心的方法:确定汤匙的重心采用的方法称为支撑法,确定形状不规则物体的重心还可采用悬挂法。
知识拓展:(1)物体的重心不一定在物体上,如圆环状物体,其重心在圆环的几何中心,不在圆环上。
(2)为了研究问题方便,在受力分析画力的示意图时,常常把力的作用点都画在重心上。
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
B
4.玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,其奥妙是 ( )
A.重力太小,可以忽略
B.重心较低,不易倾倒
C.重力的方向总是竖直向下的
D.里面有自动升降的装置
B
5.如图所示是一个用细绳系于地面飘飞的氢气球。请画出此时氢气球受到的重力示意图。
第一阶 基础过关精练
1.对于公式G=mg,下列说法正确的是 ( )
A.物体的质量与物重成正比
B.物体所受的重力与质量成正比
C.物体所受的重力只与质量有关
D.物体所受的重力与质量无关
B
2.关于重力、重心、重力的方向,下列说法正确的是 ( )
A.任何有规则形状的物体,它的重心就是其几何中心
B.物体的重心一定在物体上
C.直铁丝被弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上
D.重力的方向总是竖直向下的
D
3.以下哪个物体所受的重力最接近0.5 N ( D )
A.一张课桌 B.一瓶矿泉水
C.一名中学生 D.一个鸡蛋
4.如图所示是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中的虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是 ( )
A
B
C
D
D
5.不考虑空气阻力的作用,质量是4 kg的铅球正在空中飞行,它受到 的作用,方向是 ,此力的施力物体是 ,此力的大小是 N。(g取10 N/kg)
6.物体所受重力大小跟它的质量成 比。甲、乙两同学的质量之比是10∶9,乙同学重为540 N,甲同学重为
N。
重力
竖直向下
地球
40
正
600
7.(1)(2024·吉林)如图所示,O为雪人的重心,请画出雪人受到重力的示意图。
(2)(2024·育才)一个物块静止在斜面上如图所示,请你画出物块受到重力的示意图。
(3)(2023·重庆B卷)请在图中作出空中飞行的实心球所受重力的示意图(O为重心)。
实验
序号 钩码质量m
/kg 重力G
/N 比值
/( N· kg-1)
1 0.1
2 0.2 2 10
3 0.3 3 10
8.小华在探究“物体重力的大小与质量关系”的实验中,得到如下表数据:
物体重力的大小与质量的关系
(1)如图甲中弹簧测力计在使用前要在 (选填“水平”或“竖直”)方向上进行校零,小华使用的弹簧测力计的分度值是 N。此时弹簧测力计示数为第一次实验的数据,其读数为 N。
(2)分析以上实验数据,可以初步得出结论:物体受到的重力跟它的质量成 。
竖直
0.2
1
正比
(3)小华还完成了下面的操作,探究重力的方向。首先将装置放在水平桌面上保持静止(如图乙),随后将木板M倾斜,逐渐增大M与桌面的倾角θ(如图丙),会观察到悬线OA的方向 (选填“变化”或“不变”);通过以上实验现象可以分析得出:重力的方向总是 的。
不变
竖直向下
9.质量为0.5 kg的木块,受到的重力是多少牛?一个人所受到的重力为420 N,那么,他的质量是多少千克?(g取10 N/kg)
解:木块受到的重力:
G木=m木g=0.5 kg×10 N/kg=5 N
人的质量:
m人===42 kg
第二阶 能力拓展训练
10.电影《流浪地球》中,在为地球探路的空间站航天员处于完全“失重”状态。如果空间站航天员要在“失重”状态时进行体能锻炼,下述活动中可采用的是( )
A.举哑铃
B.做俯卧撑
C.用弹簧拉力器健身
D.用单杠做引体向上
C
11.小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系,如图所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成 。一物体质量为10 kg,它在甲星球上受到的重力为 N。
正比
150
12.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地月遥控能力,如图所示,月球车高1.5 m,质量为120 kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍,则月球车在月球上时的重力为
N。若航天员的一个随身装备在月球上的重力是2 N,则返回地球后这个随身装备的质量是 kg。(g取10 N/kg)
200
1.2
$$