内容正文:
专题6.3 来自地球的力【五大题型】【沪科版2024】
【题型1 重力】 2
【题型2 重力的大小】 4
【题型3 重力的方向】 6
【题型4 重心】 8
【题型5 重力的示意图】 10
知识点1:重力的定义
物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。一般用G表示重力。
理解:
(1)重力不需要接触,属于非接触力。
(2)重力的施力物体是地球。
知识点2:重力的大小
1.物体所受重力的大小与它的质量成正比。
即:或
其中G为重力;m为质量;g为重力与质量的比值,其单位为N/kg(通过计算得出)。
经过研究发现,在地球上同一地点,g值为确定的数,在9.8N/kg左右,在精确度要求不高时,可取g= 10 N/kg。
(不同地点g值有变化,范围为9.78N/kg—9.832N/kg)
该值的意义:质量为1kg的物体,所受重力的大小约为10N。
2.重力的计算(公式)
或
其中G为物体受到的重力,m为物体质量,g一般取 10 N/kg或者 9.8 N/kg。
知识点3:重力的方向
1.方向:竖直向下。
2.重力方向的应用
重垂线:重垂线的方向为重力方向——竖直向下。
知识点4:重力的作用点
1.重心
重力作用于物体上的各部分,也就是说物体每一部分都受到重力作用!
为了研究问题方便,我们将重力的作用点等效于一个点,这个点称为物体的重心。
①重心是物体所受重力的等效作用点。
②对于形状规则,质量分布均匀的物体,其重心一定在其几何中心上。
③物体的重心不一定在物体上。例:游泳圈
2.重心与稳定性
物体的稳定性与两个因素有关:
重心越低物体越稳定;支撑面越大物体越稳定。
【例1】下列现象中,发生了弹性形变的是( )
A.已经被拉满的弓弦 B.饼干一捏变成碎片
C.粉笔掉到地上断成两截 D.橡皮泥上留下漂亮的指印
【题型1 重力】
【例1】下列关于重力的说法中正确的是( )
A.重力的施力物体是地球
B.向上抛出的硬币在上升过程中不受重力作用
C.空中飞行的蜜蜂不受重力作用
D.从树上掉下的苹果,下落时不受重力
【变式1-1】关于重力,下列说法中正确的是( )
A.地球对物体有吸引,同时物体也在吸引地球
B.在空中运动的小鸟不受重力作用
C.重力的方向有时竖直向下,有时垂直向下
D.重心就是物体内最重的一点
【变式1-2】关于重力,下列说法错误的是( )
A.物体所受重力的施力物体是地球
B.物体的重心一定在物体上
C.地球附近的物体所受重力跟它的质量成正比
D.跳水运动员在下落过程中越落越快,主要是因为受到重力作用
【变式1-3】文学中蕴含很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.“一个巴掌拍不响”说明一个物体也可以产生力
B.“小扣柴扉久不开”中扣柴扉的力的施力物体是地球
C.“卷我屋上三重茅”说明力可以改变物体的运动状态
D.“飞流直下三千尺”说明力的作用是相互的
【题型2 重力的大小】
【例2】下列估测最接近实际的是 ( )
A.一支粉笔受到的重力约为2N B.一个苹果的重力约为1.2N
C.一位中学生的重力约为50N D.一瓶500mL的矿泉水的重力约为0.5N
【变式2-1】关于一名普通初中生,下列物理量估测最符合实际的是( )A.受到的重力约为50N B.站立时对水平地面的压力约为500N
C.单手握力约为50000N D.用手托起两个鸡蛋的力约为10N
【变式2-2】关于生活中一些物理量的估测,下列数据最接近实际的是( )
A.一只鸡蛋的重量约50N
B.水分子直径的数量级为1nm
C.一枚一元硬币质量为6g
D.中学生的体积接近5m3
【变式2-3】下列物体中,物体的重力大小最接近10N的是( )
A.一头牛 B.一名中学生 C.一件棉衣 D.一块橡皮
【变式2-4】生活中我们经常对一些物理量进行估测,下列物体的重力最接近1N的是( )
A.两枚大头针 B.两个鸡蛋 C.两瓶矿泉水 D.一名中学生
【题型3 重力的方向】
【例3】小杰同学用重垂线检查画是否挂平,当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,如图所示。为把画挂平,下列做法可行的是( )
A.把画框左边调高一些
B.把画框右边调高一些
C.换用质量较大的重锤
D.调整重垂线,使线与画框底边垂直
【变式3-1】“过大年,贴年画”是我国的传统习俗。小伟利用自制的重锤线贴年画时的情景如图所示,为了把年画贴正,下列做法正确的是( )
A.转动年画,使年画的长边与重锤线平行
B.转动重锤线,使重锤线与年画的长边平行
C.上下移动年画的位置
D.换用质量较大的重锤
【变式3-2】如图,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力( )
A.大小改变,方向不变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小不变,方向改变
【变式3-3】重锤线在古时候的叫法是“墨绳”,多用于建筑测量。它利用了重力的方向始终是 的;重力的施力物体是 。
【变式3-4】重力的施力物体是 ,方向 。表示的物理意义是 。
【题型4 重心】
【例4】关于重力与重心下列说法正确的是( )
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力,其实就是该物体的重力
D.重力的方向总是竖直向下的
【变式4-1】关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A.重心就是物体内最重的一点
B.任何有规则形状的物体,它的重心一定在几何中心上
C.从效果上看,重心是物体各部分所受重力的等效作用点
D.任何物体的重心必在物体上,不可能在物体外
【变式4-2】关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力就是地球的吸引力
B.重力的作用点在物体的几何中心
C.在同一位置,质量大的物体受到的重力一定大
D.重力的方向是垂直向下的
【变式4-3】如图为西安大唐不夜城的不倒翁表演,表演者将下半身完全固定,仅靠腰部发力运作不倒翁的底座。则下列说法中正确的是( )
A.不倒翁因为重力小,所以不倒
B.不倒翁的重心低,所以更稳定
C.不倒翁受的重力方向是竖直向上的
D.不倒翁偏离到如图所示位置后,重心不在物体上
【变式4-4】少林功夫驰名中外,一武术爱好者以如图所示“扎马步”的姿势练功时,他通过降低 的方法,来提高稳度。水平地面对他的支持力是由于 发生形变而产生的。
【题型5 重力的示意图】
【例5】如图,某同学将篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用力。请在图中乙位置画出篮球的受力示意图。
【变式5-1】物体静止在斜面上,请画出物体受到的重力G和支持力F示意图。
【变式5-2】如图,小球沿光滑的斜面滚下,画出小球所受重力的示意图。(O点为小球重心)
【变式5-2】铅球投出后在空中轨迹如图虚线所示,请画出铅球所受重力示意图(不计空气阻力)。
【变式5-3】如图所示,请画出小球所受重力和细绳对小球的拉力的示意图 (O 点为小球的重心)。
【变式5-4】试作出漂浮在水面上的足球所受重力的示意图。
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专题6.3 来自地球的力【五大题型】
【沪科版2024】
【题型1 重力】 2
【题型2 重力的大小】 4
【题型3 重力的方向】 6
【题型4 重心】 8
【题型5 重力的示意图】 10
知识点1:重力的定义
物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。一般用G表示重力。
理解:
(1)重力不需要接触,属于非接触力。
(2)重力的施力物体是地球。
知识点2:重力的大小
1.物体所受重力的大小与它的质量成正比。
即:或
其中G为重力;m为质量;g为重力与质量的比值,其单位为N/kg(通过计算得出)。
经过研究发现,在地球上同一地点,g值为确定的数,在9.8N/kg左右,在精确度要求不高时,可取g= 10 N/kg。
(不同地点g值有变化,范围为9.78N/kg—9.832N/kg)
该值的意义:质量为1kg的物体,所受重力的大小约为10N。
2.重力的计算(公式)
或
其中G为物体受到的重力,m为物体质量,g一般取 10 N/kg或者 9.8 N/kg。
知识点3:重力的方向
1.方向:竖直向下。
2.重力方向的应用
重垂线:重垂线的方向为重力方向——竖直向下。
知识点4:重力的作用点
1.重心
重力作用于物体上的各部分,也就是说物体每一部分都受到重力作用!
为了研究问题方便,我们将重力的作用点等效于一个点,这个点称为物体的重心。
①重心是物体所受重力的等效作用点。
②对于形状规则,质量分布均匀的物体,其重心一定在其几何中心上。
③物体的重心不一定在物体上。例:游泳圈
2.重心与稳定性
物体的稳定性与两个因素有关:
重心越低物体越稳定;支撑面越大物体越稳定。
【例1】下列现象中,发生了弹性形变的是( )
A.已经被拉满的弓弦 B.饼干一捏变成碎片
C.粉笔掉到地上断成两截 D.橡皮泥上留下漂亮的指印
【题型1 重力】
【例1】下列关于重力的说法中正确的是( )
A.重力的施力物体是地球
B.向上抛出的硬币在上升过程中不受重力作用
C.空中飞行的蜜蜂不受重力作用
D.从树上掉下的苹果,下落时不受重力
【答案】A
【解析】A.重力是由于地球的吸引而产生的力,地面附近的物体都受重力作用;重力的施力物体是地球,故A正确;
B.地球附近的一切物体都受重力作用,则向上抛出的硬币在上升过程中始终受到重力作用,故B错误;
C.地球附近的一切物体都受重力作用,则空中飞行的蜜蜂也受重力作用,故C错误;
D.地球附近的一切物体都受重力作用,则从树上掉下的苹果,下落时也受重力,故D错误。
故选A。
【变式1-1】关于重力,下列说法中正确的是( )
A.地球对物体有吸引,同时物体也在吸引地球
B.在空中运动的小鸟不受重力作用
C.重力的方向有时竖直向下,有时垂直向下
D.重心就是物体内最重的一点
【答案】A
【解析】A.力的作用是相互的,所以地球对物体有吸引,同时物体也在吸引地球,故A正确;
B.在空中运动的小鸟受到地球引力的作用,即在空中运动的小鸟受重力作用,故B错误;
C.重力的方向始终竖直向下,故C错误;
D.重心是指地球对物体中每一微小部分引力的合力作用点,即重心是重力的作用点,不是物体内最重的一点,故D错误。
故选A。
【变式1-2】关于重力,下列说法错误的是( )
A.物体所受重力的施力物体是地球
B.物体的重心一定在物体上
C.地球附近的物体所受重力跟它的质量成正比
D.跳水运动员在下落过程中越落越快,主要是因为受到重力作用
【答案】B
【解析】A.重力是由于地球的吸引而产生的,重力的施力物体是地球,故A正确,A不符合题意;
B.物体的重心不一定在物体上,如质量均匀的圆环,故B错误,B符合题意;
C.物体所受的重力跟它的质量成正比,关系式为G=mg,故C正确,C不符合题意;
D.重力的方向始终是竖直向下的,所以跳水运动员在下落过程中越落越快,故D正确,D不符合题意。
故选B。
【变式1-3】文学中蕴含很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.“一个巴掌拍不响”说明一个物体也可以产生力
B.“小扣柴扉久不开”中扣柴扉的力的施力物体是地球
C.“卷我屋上三重茅”说明力可以改变物体的运动状态
D.“飞流直下三千尺”说明力的作用是相互的
【答案】C
【解析】A.力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,俗话说“一个巴掌拍不响”说明一个物体不能产生力的作用,故A错误;
B.扣柴扉的力的施力物体是人,故B错误;
C.茅草被风吹跑,运动状态发生变化,因此“卷我屋上三重茅”说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.“飞流直下三千尺”是由于水受到重力方向是竖直向下,故D错误。
故选C。
【题型2 重力的大小】
【例2】下列估测最接近实际的是 ( )
A.一支粉笔受到的重力约为2N B.一个苹果的重力约为1.2N
C.一位中学生的重力约为50N D.一瓶500mL的矿泉水的重力约为0.5N
【答案】B
【解析】A.一支粉笔的重力比一个鸡蛋的小,一个鸡蛋的重力约为0.5N,一支粉笔的重力约为0.1N,故A不符合题意;
B.一个苹果的质量约为100g,其重力约为
接近1.2N,故B符合题意;
C.一个中学生的质量约为50kg,重力约为
故C不符合题意;
D.一瓶500m矿泉水的质量
其重力约为
故D不符合题意。
故选B。
【变式2-1】关于一名普通初中生,下列物理量估测最符合实际的是( )
A.受到的重力约为50N B.站立时对水平地面的压力约为500N
C.单手握力约为50000N D.用手托起两个鸡蛋的力约为10N
【答案】B
【解析】A.中学生受到的重力约为500N,故A不符合题意;
B.中学生站立时对水平地面的压力等于他的重力,约为500N,故B符合题意;
C.单手握力约为500N,故C不符合题意;
D.用手托起两个鸡蛋的力约为1N,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】关于生活中一些物理量的估测,下列数据最接近实际的是( )
A.一只鸡蛋的重量约50N
B.水分子直径的数量级为1nm
C.一枚一元硬币质量为6g
D.中学生的体积接近5m3
【答案】C
【解析】A.托起两个鸡蛋的力约为1N,则一个鸡蛋的重力约为0.5N,故A不符合题意;
B.分子直径一般在10-10m左右,水分子的直径也约为10-10m=0.1nm,故B不符合题意;
C.由生活实际可知,一枚一元硬币的质量约为6g,故C符合题意;
D.中学生的质量约为50kg,密度与水的密度接近,则中学生的体积约为
故D不符合题意。
故选C。
【变式2-3】下列物体中,物体的重力大小最接近10N的是( )
A.一头牛 B.一名中学生 C.一件棉衣 D.一块橡皮
【答案】C
【解析】A.一头牛的重力约为5000N,故A不符合题意;
B.一名中学生的重力约为600N,故B不符合题意;
C.一件棉衣的重力约为10N,故C符合题意;
D.一块橡皮的重力约为0.2N,故D不符合题意。
故选C。
【变式2-4】生活中我们经常对一些物理量进行估测,下列物体的重力最接近1N的是( )
A.两枚大头针 B.两个鸡蛋 C.两瓶矿泉水 D.一名中学生
【答案】B
【解析】A.两枚大头针它的重量是大概为0.2克,则重力约为
故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约为50g,则2个鸡蛋的质量为100g=0.1kg,其重力约为
故B符合题意;
C.一瓶矿泉水约为 500mL=500cm3,其质量为
两瓶矿泉水的质量约为1kg,其重力约为
故C不符合题意;
D.一名中学生的重力约为500N,故D不符合题意。
故选B。
【题型3 重力的方向】
【例3】小杰同学用重垂线检查画是否挂平,当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,如图所示。为把画挂平,下列做法可行的是( )
A.把画框左边调高一些
B.把画框右边调高一些
C.换用质量较大的重锤
D.调整重垂线,使线与画框底边垂直
【答案】B
【解析】重力的方向总是竖直向下的,如果这幅画的长边和重垂线是重合的,则画是竖直的(即放正),否则画不竖直;所以为了把画贴正,应调整画的位置,使画的长边与重垂线平行,也就是需要将画的右边调高一些,综上分析知,故B正确,故ACD错误。
故选B。
【变式3-1】“过大年,贴年画”是我国的传统习俗。小伟利用自制的重锤线贴年画时的情景如图所示,为了把年画贴正,下列做法正确的是( )
A.转动年画,使年画的长边与重锤线平行
B.转动重锤线,使重锤线与年画的长边平行
C.上下移动年画的位置
D.换用质量较大的重锤
【答案】A
【解析】A.因为重力的方向总是竖直向下的,如果画框和铅垂线是平行的,则画框的竖边是竖直的,否则画框的竖边不竖直,由图知,画的左端偏高,为了把画贴正,调整挂画,使挂画的长边与铅垂线平行,故A正确;
BD.转动重锤线,使重锤线与年画的长边平行、换用质量较大的重锤,年画的位置不变,仍然左端偏高,故BD错误;
C.画的左端偏高,上下移动年画的位置,不能把年画贴正,故C错误。
故选A。
【变式3-2】如图,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力( )
A.大小改变,方向不变 B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变 D.大小不变,方向改变
【答案】B
【解析】由知,物体受到的重力与其质量成正比,“不倒翁”在摆动过程中质量不变,所以重力不变;重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,所以“不倒翁”在摆动过程中所受重力方向不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3-3】重锤线在古时候的叫法是“墨绳”,多用于建筑测量。它利用了重力的方向始终是 的;重力的施力物体是 。
【答案】 竖直向下 地球
【解析】[1]重力的方向始终是竖直向下的。
[2]物体由于地球吸引而受到的力叫做重力,故重力的施力物体是地球。
【变式3-4】重力的施力物体是 ,方向 。表示的物理意义是 。
【答案】 地球 竖直向下 见解析
【解析】[1][2]地球附近的物体都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球;方向是竖直向下的。
[3]g=9.8N/kg表示的物理意义是:质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。
【题型4 重心】
【例4】关于重力与重心下列说法正确的是( )
A.物体在空中下落时受到的重力比静止时受到的重力大
B.规则物体的重心一定在其几何中心
C.放在桌面上的物体对桌面的压力,其实就是该物体的重力
D.重力的方向总是竖直向下的
【答案】D
【解析】A.物体受到重力的大小与质量有关,在空中下落时受到的重力与静止时受到的重力大小相等,故A错误;
B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上,规则物体的重心不一定在其几何中心,可能质量分布不均匀,故B错误;
C.压力是由于物体发生弹性形变产生的,属于弹力,重力是由于地球的吸引产生的,因此压力不是重力,故C错误;
D.重力的方向总是竖直向下的,不是垂直向下,故D正确。
故选D。
【变式4-1】关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A.重心就是物体内最重的一点
B.任何有规则形状的物体,它的重心一定在几何中心上
C.从效果上看,重心是物体各部分所受重力的等效作用点
D.任何物体的重心必在物体上,不可能在物体外
【答案】C
【解析】A.重心是物体各部分所受重力的等效作用点, 故A错误;
B.任何有规则形状,且要质量分布均匀的物 体,它的重心才在几何中心上,故B错误;
C.从效果上看,重心即是物体各部分所受重力的等效作用点,故C正确;
D.物体的重心可能在物体上,也可能在物体 外,例如质量分布均匀圆环的重心在圆环的圆心处,故D错误。
故选C。
【变式4-2】关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力就是地球的吸引力
B.重力的作用点在物体的几何中心
C.在同一位置,质量大的物体受到的重力一定大
D.重力的方向是垂直向下的
【答案】C
【解析】A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,地球的吸引力是万有引力,地球要转动,万有引力的一部分要用来提供向心力,所以重力是地球万有引力的分力,故A错误;
B.只有质量分布均匀,形状规则的物体的重心才在其几何中心,故B错误;
C.由可知,在同一位置,物体所受重力的大小跟它的质量成正比,故C正确;
D.重力的方向总是竖直向下的,故D错误。
故选C。
【变式4-3】如图为西安大唐不夜城的不倒翁表演,表演者将下半身完全固定,仅靠腰部发力运作不倒翁的底座。则下列说法中正确的是( )
A.不倒翁因为重力小,所以不倒
B.不倒翁的重心低,所以更稳定
C.不倒翁受的重力方向是竖直向上的
D.不倒翁偏离到如图所示位置后,重心不在物体上
【答案】B
【解析】AB.不倒翁能够不倒是因为重心低,更稳定,不容易倾倒,与它所受重力大小无关,故A错误,B正确;
C.物体所受重力的方向是竖直向下的,故C错误;
D.不倒翁偏离到如图所示位置时,重心依然在不倒翁上,所以才能回到原位,形成“不倒”的效果,故D错误。
故选B。
【变式4-4】少林功夫驰名中外,一武术爱好者以如图所示“扎马步”的姿势练功时,他通过降低 的方法,来提高稳度。水平地面对他的支持力是由于 发生形变而产生的。
【答案】 重心 地面
【解析】[1]物体稳度与重心高低有关,一般来说,物体的重心越高,稳度就越差,重心越低,稳度就越好。所以武术爱好者以“扎马步”的姿势练功时,是通过降低重心的方法,来提高稳度。
[2]武术爱好者对地面施加了压力,由于力的作用是相互的,所以地面对他施加了支持力,他所受支持力施力物体是地面,是由地面形变产生的。
【题型5 重力的示意图】
【例5】如图,某同学将篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用力。请在图中乙位置画出篮球的受力示意图。
【答案】
【解析】忽略空气的作用力,图中乙位置的篮球只受重力,其方向竖直向下,作用点在重心,受力示意图如图所示:
【变式5-1】物体静止在斜面上,请画出物体受到的重力G和支持力F示意图。
【答案】
【解析】物体受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力,作用点画在物体的重心上,作图如下所示:
【变式5-2】如图,小球沿光滑的斜面滚下,画出小球所受重力的示意图。(O点为小球重心)
【答案】
【解析】物体所受的重力,作用点在物体的重心上,方向竖直向下,过重心竖直向下画一条带有箭头的线段,如下图所示:
【变式5-2】铅球投出后在空中轨迹如图虚线所示,请画出铅球所受重力示意图(不计空气阻力)。
【答案】
【解析】空中运行的铅球在不计空气阻力的情况下,只受重力的作用,作用点为重心,在球的重心处,方向竖直向下,如图所示:
【变式5-3】如图所示,请画出小球所受重力和细绳对小球的拉力的示意图 (O 点为小球的重心)。
【答案】
【解析】小球受到的重力方向竖直向下,受到拉力的方向沿绳子向上,过小球的重心画出这两个力,如图:
【变式5-4】试作出漂浮在水面上的足球所受重力的示意图。
【答案】
【解析】由于足球是形状规则的物体,其重心在其几何中心(球心)上;重力的方向是竖直向下的,过球心做竖直向下的力,即重力,如图:
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