内容正文:
第11讲 重力 力的示意图
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练(3大考点)
模块五 小试牛刀过关测
1.了解物体重力大小与其质量的关系,会计算物体的重力大小。
2.了解重力的方向及其应用。
3.会用力的示意图表示力的三要素。
1.重力的定义
定义:物体由于地球吸引而受到的力。
重力的施力物体是地球,地球上的一切物体都受到重力,简称物重。
特别注意:
地球上任何物体包含不与地球接触,处于空中的物体。
2.探究:重力与物体质量的关系
器材:钩码若干,弹簧测力计
操作: (1)读出钩码的质量m0,测出一个钩码的重力G1;
(2)分别测出2、3、4个钩码重力G2、G3、G4;
(3)将数据记录在表格中;
(4)分析数据。
分析:钩码数量是原来的几倍,钩码的重力就是原来的几倍,即钩码的重力与钩码的质量成正比。
归纳总结:
(1) 物体的重力与物体的质量成正比。
(2) 物体重力与质量的比值g=9.8N/kg,粗略计算g=10N/kg.
(3) 重力公式:G=mg(G表示物体重力,m表示质量,g表示物体重力与质量的比值)
特别注意:
本实验不用钩码作为物体,用其他物体也可以,但实验中用钩码有两点好处:一是钩码质量已知,无需测量,节约实验时间;二是钩码质量成倍变化,便于分析得出结论。
3.重力的公式的运用
例题:质量是50kg的中学生,受到的重力是多大?重1176N的石头,质量是多大?(g=9.8N/kg)
点拨:知道中学生的质量,根据公式G=mg求出其重力;知道物体重,根据公式G=mg变形求出物体的质量。
解:中学生的重力:
G中学生=m中学生g=50kg×9.8N/kg=490N;
由G=mg,可得石头的质量:
m石头===120kg。
答:中学生受到的重力490N;石头的质量是120kg。
特别注意:
公式中g的单位是kg/N,因此质量单位必须是kg,得到的重力单位才是N。
4.观察现象:重力的方向
器材:如图所示支架,用细线悬挂一重物。
操作:(1)将支架底座放在水平桌面上,观察细线方向;
(2)将底座一端用木块垫高,形成斜面,观察细线方向;
(3)继续改变底座与水平面的夹角,观察细线方向;
(4)剪断细线,观察重物下落的方向。
现象:细线始终处于竖直方向,当剪断细线时,重物沿竖直方向下落。
归纳总结:
重力的方向是竖直向下的。
特别注意:地球上各处的重力方向均竖直向下,即垂直于水平面,如图在地球上
不同位置的重力方向不是平行的,它们均指向地心。
5.重力的作用点——重心
重心:质量均匀分布且外形规则的物体其重心在它的几何中心处。例如,球的重心在球心处,长方形薄板的重心在两条对角线的交点处,三角形薄板的重心在三角形三条中线的交点处。
特别注意:
物体的重心可以不在物体上,如圆环的重心在圆心处。
6.力的三要素
含义:影响力的作用效果的因素,力的三要素不同力的作用效果不同;
内容:力的大小、力的方向和力的作用点。
2.力的示意图——表示力的方法
定义:用带有箭头的线段表示力的三要素,这种方法叫做力的示意图。
要求:(1)线段的起点:在受力物体上,表示力的作用点。
(2) 线段的长度:沿着力的方向画线段,在同一幅图中存在几个力,力越大,线段越长
(3) 箭头方向:在线段的末端标上箭头,箭头方向表示力的方向。
例题:作出静止在斜面上物体受重力示意图
点拨:根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可。
解:重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
特别注意:作力的示意图时,注意线段约占表示物体的图大小1-2倍。
教材习题01
铅垂线在生产和生活中有广泛的应用.图 7-16中的铅垂线各有什么作用?
解题方法
重力的方向是竖直向下的,用铅垂线紧靠墙壁可判断墙壁是否竖直,将铅垂线固定在竖直面上,与底板垂直,则铅垂线与竖直面的中线重合,则说明底板所在平面水平。
【答案】图a中铅垂线用来判断墙壁是否竖直,图b中铅垂线用来判断墙面是否水平。
教材习题02
用弹簧测力计测得一个物体重4.9 N,该物体的质量是多少克?
解题方法
已知物体重力,根据重力公式G=mg,变形m=G/g即可求得。
【答案】0.5kg。
教材习题03
试一试,按如图7-17所示的三种方法关门,哪一种方法最省力?哪种方法不能将门关上?这说明力的作用效果与哪些因素有关?
解题方法
由生活经验可知:离门轴越远的地方,关门越省力,力的方向过门轴,则不能将门关上。因此说明力的作用效果与力的大小、力的方向和力的作用点有关。
【答案】FB最省力、FB不能将门关上,力的大小、力的方向和力的作用点有关。
教材习题04
如图 7-18所示,小明从与地面成30°角的滑道下滑,受到滑道对他的弹力大小为300N,力的方向斜向上且与滑道垂直,请画出这个力的示意图提示:可以在原图上画,也可用方框表示人体另外作图。
解题方法
线段起点在人体上表示力的作用点,沿着力的方向画线段,线段的长度约为人体的1-2倍,在线段的末端标上箭头,箭头方向表示力的方向,已知力的大小,在线段末端标上力的符号和大小。
【答案】F=300N
考点一 重力的存在
1.宇航员在太空轨道舱中处于完全“失重”状态,就像地球上的物体所受的重力突然消失一样。如果宇航员在太空轨道舱中进行体能锻炼,下列活动中可采用的是( )
A.举哑铃 B.拉弹簧拉力器
C.做俯卧撑 D.引体向上
考点二 重力的大小与方向
2.小明同学对一些物体的重力进行了估测,你认为其中不可能的是( )
A.一名中学生约重400N
B.拿起一只鸡蛋所用的力约为0.5N
C.八年级物理课本的重约为40N
D.一个普通的苹果受到的重力约为2N
3.利用频闪照相技术,拍摄击出的羽毛球在相同时间间隔的位置,如图所示。则从①→②过程中,羽毛球( )
A.重力变小,运动方向不变
B.重力变小,运动方向改变
C.重力不变,运动方向不变
D.重力不变,运动方向改变
4.过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )
A.换用质量大的重锤
B.调整年画,使年画的长边与重垂线平行
C.上下移动年画的位置
D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
5.2024年5月28日,神舟十八号乘组圆满完成第一次出舱活动,如图是航天员叶光富再度漫步太空的情景,图中哪个力是他受到的重力的方向( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
6.一个中学生的体重大约为500 ,它的施力物体是 ,它的方向是 。
考点三 探究重力与质量的关系
7.某同学“探究重力与质量的关系”的实验,根据测量的不同质量钩码所受重力数据画出的G﹣m图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.质量为100kg的物体所受的重力为1.0N
B.物体所受的重力与质量不成比例
C.重力与质量的关系式为g
D.若用石块代替钩码进行该实验,会得到不同结论
8.小朱同学在“探究重力与质量的关系”时用弹簧测力计测物体的重力,实验得到如表数据。如图是某次测物体的重力的示意图。下列说法不正确的是( )
m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
G/N
1
2
3
4
5
A.弹簧测力计应该在竖直方向调零
B.由表中数据可知重力与质量的关系是1kg=10N
C.图中弹簧测力计的示数为4.6N
D.由表中数据可知物体的重力与其质量成正比
9.关于重力和质量的关系,以下几种说法中正确的是( )
A.1kg等于10N,重力方向总是竖直向下
B.将10kg物体从地球带到月球上,其质量和重力都要变小
C.天平和测力计在月球上将无法正常使用
D.地面某位置处,同一物体受到的重力跟它的质量成正比
10.在探究重力大小与质量的关系实验中,小明用如图所示的弹簧测力计测量物体的重力,该弹簧测力计的分度值为 N,图中所测物体的重力为 N。记录多次实验的质量、重力数据后,可通过以下两种方法分析数据,总结结论。方法一:计算重力与质量的 ,发现接近一个定值。方法二:作出 的关系图像,发现是正比例函数的图像。
考点四 重力公式
11.关于对g=9.8N/kg的理解,正确的是( )
A.1kg=9.8N
B.1kg的物体受到的重力是9.8N
C.当物体重力G变为原来的两倍时,g的大小变为原来的两倍
D.当物体质量m变为原来的两倍时,g的大小变为原来的两倍
12.对重力计算公式G=mg的正确理解是( )
A.质量与重力成正比 B.重力与质量成正比
C.g=9.8 kg/N D.1 kg=9.8 N
13.月球对物体的引力只有地球对物体引力的,某宇航员质量为60kg,若他登上月球后,他的质量为 kg,重力为 N。(地球上g取10N/kg)
考点四 重力示意图
14.下列四幅小球所受重力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,在2022年北京冬奥会上,我国选手苏翊鸣取得了一金一银的好成绩。下列四个选项是某次滑雪比赛中的一个简化场景,此时运动员所受重力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
16.“草长莺飞二月天,拂堤杨柳醉春烟。儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,如图中纸鸢所受重力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
17.如图所示,质量1kg的物体放在水平地面上,请画出物体受到的重力。(g=10N/kg)
18.画出图中放在斜面上物体所受重力的示意图。
19.如图,绳子系着小球在竖直平面内摆动。请你作出小球摆到最高点时所受重力G的示意图。
一.选择题(共10小题)
1.若地球上的引力突然消失,下列情形不可实现的是( )
A.骑车前行更加轻便 B.火焰的形状是球形的
C.瀑布将消失 D.用弹簧拉力器健身
2.如图所示,为正在太空中运行的我国首个空间实验室﹣﹣“天宫一号”。在完全失重的“天宫一号”空间实验室里,无法完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力
B.让笔记本悬浮在空中
C.用重锤线校正物体是否竖直放置
D.用握力棒锻炼臂力
3.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
4.四个密封容器中都装有质量相等的水,放在地球的不同地方(如图所示,其中黑色部分表示水)。对水静止时的描述,最接近实际的示意图是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,在太空视角下,站在地球上的小明所受到的重力方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
6.手托一本八年级下册物理课本所用的力大约是( )
A.0.25N B.2.5N C.25N D.250N
7.用手托起下列物体所用力的大小最接近2N的是( )
A.一只公鸡 B.一张桌子
C.一头牛 D.八年级下物理课本
8.下列计算10kg物体所受重力的运算过程,正确的是( )
A.G=mg=10×9.8 N/kg=98 N
B.G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
C.G=mg=10 kg×9.8 N=98 N
D.G=mg=10 kg×9.8=98 N
9.甲、乙两组同学在同一实验室用铁和木头研究物体受的重力与其质量的关系,画出了四幅图,正确的是( )
A. B.
C. D.
10.下列重力的示意图中,正确的是( )
A.正在上升的小球 B.斜面上静止的木块
C.斜抛向空中的铅球 D.挂在墙上的小球
二.填空题(共5小题)
11.我们日常生活中的“重”字在不同时候往往代表不同的物理意义,比如:①铁比棉花“重”;②将质量不同的物体分别放在已调平的天平两盘中,“重”的那端将下降;③一个苹果由月球运至地球变“重”了。通过学习物理,我们知道:说法①中的“重”是指 大,说法②中的“重”是指 大,说法③中的“重”是指 大。
12.如图,判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是 ,实验时,缓慢改变斜面倾角,观察悬线OA的方向 (改变/不变)。若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还应进行的操作的是 。
13.在探究重力大小与质量的关系实验中,小明用如图所示的弹簧测力计测量物体的重力,该弹簧测力计的分度值为 N,图中所测物体的重力为 N。记录多次实验的质量、重力数据后,可通过以下两种方法分析数据,总结结论。方法一:计算重力与质量的 ,发现接近一个定值。方法二:作出 的关系图像,发现是正比例函数的图像。
14.如图所示是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小,根据图中所给的信息,一名质量为60kg的中学生在火星上的质量是 kg,所受的重力大小为 N;在木星表面上的重力 (大于/等于/小于)其在地球表面上的重力。(g取10N/kg)
15.物体所受重力的大小与质量的关系用公式 表示。其中G表示 ,m表示 ,g表示 。它的物理意义是 。物体所受重力的大小与质量成 比。
三.作图题(共2小题)
16.画出图中放在斜面上物体所受重力的示意图。
17.如图所示,用食指顶起一把质量为50g金属勺子保持平衡,请画出金属勺子受到的重力G的示意图(g=10N/kg)。
18.请在图中画出足球的重力示意图,球重5N。
四.实验探究题(共1小题)
19.小明同学在实验室探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到如表中的实验数据:
实验次数
被测物体
物体质量m/kg
重力G/N
比值(G/m)/(N/kg)
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5
①
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计以及 。
(2)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在 方向调零。
(3)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它最好处于 状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(4)第3次实验“物体3”的重力如图所示,根据实验结果,表格中第3次实验的数据①处应填 。
(5)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的六分之一。若一个连同随身装备共102kg的航天员到达月球表面,月球对他的引力是 N。若宇航员在地球上能举起最多150kg的物体,到月球上他能举起最多 kg的物体。(g取10N/kg)
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第11讲 重力 力的示意图
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练(3大考点)
模块五 小试牛刀过关测
1.了解物体重力大小与其质量的关系,会计算物体的重力大小。
2.了解重力的方向及其应用。
3.会用力的示意图表示力的三要素。
1.重力的定义
定义:物体由于地球吸引而受到的力。
重力的施力物体是地球,地球上的一切物体都受到重力,简称物重。
特别注意:
地球上任何物体包含不与地球接触,处于空中的物体。
2.探究:重力与物体质量的关系
器材:钩码若干,弹簧测力计
操作: (1)读出钩码的质量m0,测出一个钩码的重力G1;
(2)分别测出2、3、4个钩码重力G2、G3、G4;
(3)将数据记录在表格中;
(4)分析数据。
分析:钩码数量是原来的几倍,钩码的重力就是原来的几倍,即钩码的重力与钩码的质量成正比。
归纳总结:
(1) 物体的重力与物体的质量成正比。
(2) 物体重力与质量的比值g=9.8N/kg,粗略计算g=10N/kg.
(3) 重力公式:G=mg(G表示物体重力,m表示质量,g表示物体重力与质量的比值)
特别注意:
本实验不用钩码作为物体,用其他物体也可以,但实验中用钩码有两点好处:一是钩码质量已知,无需测量,节约实验时间;二是钩码质量成倍变化,便于分析得出结论。
3.重力的公式的运用
例题:质量是50kg的中学生,受到的重力是多大?重1176N的石头,质量是多大?(g=9.8N/kg)
点拨:知道中学生的质量,根据公式G=mg求出其重力;知道物体重,根据公式G=mg变形求出物体的质量。
解:中学生的重力:
G中学生=m中学生g=50kg×9.8N/kg=490N;
由G=mg,可得石头的质量:
m石头===120kg。
答:中学生受到的重力490N;石头的质量是120kg。
特别注意:
公式中g的单位是kg/N,因此质量单位必须是kg,得到的重力单位才是N。
4.观察现象:重力的方向
器材:如图所示支架,用细线悬挂一重物。
操作:(1)将支架底座放在水平桌面上,观察细线方向;
(2)将底座一端用木块垫高,形成斜面,观察细线方向;
(3)继续改变底座与水平面的夹角,观察细线方向;
(4)剪断细线,观察重物下落的方向。
现象:细线始终处于竖直方向,当剪断细线时,重物沿竖直方向下落。
归纳总结:
重力的方向是竖直向下的。
特别注意:地球上各处的重力方向均竖直向下,即垂直于水平面,如图在地球上
不同位置的重力方向不是平行的,它们均指向地心。
5.重力的作用点——重心
重心:质量均匀分布且外形规则的物体其重心在它的几何中心处。例如,球的重心在球心处,长方形薄板的重心在两条对角线的交点处,三角形薄板的重心在三角形三条中线的交点处。
特别注意:
物体的重心可以不在物体上,如圆环的重心在圆心处。
6.力的三要素
含义:影响力的作用效果的因素,力的三要素不同力的作用效果不同;
内容:力的大小、力的方向和力的作用点。
2.力的示意图——表示力的方法
定义:用带有箭头的线段表示力的三要素,这种方法叫做力的示意图。
要求:(1)线段的起点:在受力物体上,表示力的作用点。
(2) 线段的长度:沿着力的方向画线段,在同一幅图中存在几个力,力越大,线段越长
(3) 箭头方向:在线段的末端标上箭头,箭头方向表示力的方向。
例题:作出静止在斜面上物体受重力示意图
点拨:根据重力的方向是竖直向下的,过重心做竖直向下的力即可。
解:重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
特别注意:作力的示意图时,注意线段约占表示物体的图大小1-2倍。
教材习题01
铅垂线在生产和生活中有广泛的应用.图 7-16中的铅垂线各有什么作用?
解题方法
重力的方向是竖直向下的,用铅垂线紧靠墙壁可判断墙壁是否竖直,将铅垂线固定在竖直面上,与底板垂直,则铅垂线与竖直面的中线重合,则说明底板所在平面水平。
【答案】图a中铅垂线用来判断墙壁是否竖直,图b中铅垂线用来判断墙面是否水平。
教材习题02
用弹簧测力计测得一个物体重4.9 N,该物体的质量是多少克?
解题方法
已知物体重力,根据重力公式G=mg,变形m=G/g即可求得。
【答案】0.5kg。
教材习题03
试一试,按如图7-17所示的三种方法关门,哪一种方法最省力?哪种方法不能将门关上?这说明力的作用效果与哪些因素有关?
解题方法
由生活经验可知:离门轴越远的地方,关门越省力,力的方向过门轴,则不能将门关上。因此说明力的作用效果与力的大小、力的方向和力的作用点有关。
【答案】FB最省力、FB不能将门关上,力的大小、力的方向和力的作用点有关。
教材习题04
如图 7-18所示,小明从与地面成30°角的滑道下滑,受到滑道对他的弹力大小为300N,力的方向斜向上且与滑道垂直,请画出这个力的示意图提示:可以在原图上画,也可用方框表示人体另外作图。
解题方法
线段起点在人体上表示力的作用点,沿着力的方向画线段,线段的长度约为人体的1-2倍,在线段的末端标上箭头,箭头方向表示力的方向,已知力的大小,在线段末端标上力的符号和大小。
【答案】F=300N
考点一 重力的存在
1.宇航员在太空轨道舱中处于完全“失重”状态,就像地球上的物体所受的重力突然消失一样。如果宇航员在太空轨道舱中进行体能锻炼,下列活动中可采用的是( )
A.举哑铃 B.拉弹簧拉力器
C.做俯卧撑 D.引体向上
【答案】B
【解答】解:A、当没有重力时,人可以用很小的力举哑铃,起不到锻炼的作用;
B、没有重力时,不影响用力拉弹簧,所以可以用拉力器进行锻炼;
C、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做俯卧撑,得不到锻炼的作用;
D、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做引体向上,得不到锻炼的作用;
故选:B。
考点二 重力的大小与方向
2.小明同学对一些物体的重力进行了估测,你认为其中不可能的是( )
A.一名中学生约重400N
B.拿起一只鸡蛋所用的力约为0.5N
C.八年级物理课本的重约为40N
D.一个普通的苹果受到的重力约为2N
【答案】C
【解答】解:A.一名中学生的质量如果是40kg,其受到的重力可能为G=mg=40kg×10N/kg=400N,故A符合实际;
B.拿起一只鸡蛋所用的力约为0.5N,故B符合实际;
C.物理课本的质量约为250g=0.25g,其重力约为G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,故C不符合实际;
D.一只普通的苹果的质量可能为200g=0.2kg,其重力为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,故D符合实际。
故选:C。
3.利用频闪照相技术,拍摄击出的羽毛球在相同时间间隔的位置,如图所示。则从①→②过程中,羽毛球( )
A.重力变小,运动方向不变
B.重力变小,运动方向改变
C.重力不变,运动方向不变
D.重力不变,运动方向改变
【答案】D
【解答】解:羽毛球飞行过程中,质量不变,所以重力大小不变;图中从①→②过程中,羽毛球运动的方向发生改变。
故选:D。
4.过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )
A.换用质量大的重锤
B.调整年画,使年画的长边与重垂线平行
C.上下移动年画的位置
D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
【答案】B
【解答】解:根据重力方向竖直向下,如果画框的长边和重垂线是平行的,画框是竖直的,否则画框不竖直。所以为了把年画贴正,应调整年画,使年画的长边与重垂线平行。
故选:B。
5.2024年5月28日,神舟十八号乘组圆满完成第一次出舱活动,如图是航天员叶光富再度漫步太空的情景,图中哪个力是他受到的重力的方向( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】D
【解答】解:重力的方向总是竖直向下的,这里的向下指的是指向地心的方向,因此图中F4是他受到的重力的方向。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
6.一个中学生的体重大约为500 N ,它的施力物体是 地球 ,它的方向是 竖直向下 。
【答案】N;地球;竖直向下
【解答】解:中学生的质量一般在100斤即50kg左右,根据重力与质量的关系可得重力G=mg=50kg×10N/kg=500N;故一名中学生所受的重力约为500N符合实际;重力的施力物体是地球。重力的方向是竖直向下的。
故答案为:N;地球;竖直向下。
考点三 探究重力与质量的关系
7.某同学“探究重力与质量的关系”的实验,根据测量的不同质量钩码所受重力数据画出的G﹣m图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.质量为100kg的物体所受的重力为1.0N
B.物体所受的重力与质量不成比例
C.重力与质量的关系式为g
D.若用石块代替钩码进行该实验,会得到不同结论
【答案】C
【解答】解:B、由图像可知,物体受到的重力跟物体的质量成正比,故B错误;
CD、如图,当物体质量为m=50g=0.05kg时,物体的重力G=0.5N,
当物体质量为m=100g=0.1kg时,物体的重力G=1.0N,
当物体质量为m=150g=0.15kg时,物体的重力G=1.5N,
计算可知g10N/kg,故C正确;
利用质量分别为50g、100g、150g的石块进行实验也可以得到相同的结论,故D错误;
A、由g可知,当物体质量是100kg时,物体受到的重力为:G=mg=100kg×10N/kg=1000N,故A错误。
故选:C。
8.小朱同学在“探究重力与质量的关系”时用弹簧测力计测物体的重力,实验得到如表数据。如图是某次测物体的重力的示意图。下列说法不正确的是( )
m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
G/N
1
2
3
4
5
A.弹簧测力计应该在竖直方向调零
B.由表中数据可知重力与质量的关系是1kg=10N
C.图中弹簧测力计的示数为4.6N
D.由表中数据可知物体的重力与其质量成正比
【答案】B
【解答】解:A、弹簧测力计使用前一定调零,竖直使用就在竖直方向调零,故A正确;
B、kg是质量的单位,N是力的单位,1kg是质量数,10N是重力的数值,质量为1kg的物体所受重力是10N,不能说1kg=10N,故B错误;
C、该测力计的分度值为0.2N,指针位置,4N又过了3个小格,读作4.6N,故B正确;
D、由表中数据可知,物体质量越大,所受重力越大,质量变成几倍,重力就变成几倍,物体所受重力与其质量成正比,故D正确。
故选:B。
9.关于重力和质量的关系,以下几种说法中正确的是( )
A.1kg等于10N,重力方向总是竖直向下
B.将10kg物体从地球带到月球上,其质量和重力都要变小
C.天平和测力计在月球上将无法正常使用
D.地面某位置处,同一物体受到的重力跟它的质量成正比
【答案】D
【解答】解:A、kg是质量的单位,N是力的单位,故不能说1kg等于10N,故A错误;
B、质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了位置,则质量不会发生改变;将10kg物体从地球带到月球上,物体仅是位置发生变化,所以质量不变;月球上物体的重力是地球上重力的,所以物体到达月球后,其受到的重力减小,故B错误;
C、天平是利用压力等于重力来测量物体质量的,弹簧测力计可以通过弹簧形变的大小反映拉力的大小;月球引力虽然小于地球,但物体和砝码受到的引力减小程度相同,所以在月球上可以正常使用天平和弹簧测力计,故C错误;
D、物体受到的重力与物体质量的关系为G=mg,即地面某位置处,物体受到的重力跟它的质量成正比,故D正确。
故选:D。
10.在探究重力大小与质量的关系实验中,小明用如图所示的弹簧测力计测量物体的重力,该弹簧测力计的分度值为 0.2 N,图中所测物体的重力为 2.6 N。记录多次实验的质量、重力数据后,可通过以下两种方法分析数据,总结结论。方法一:计算重力与质量的 比值 ,发现接近一个定值。方法二:作出 重力与质量 的关系图像,发现是正比例函数的图像。
【答案】0.2;2.6;比值;重力与质量。
【解答】解:由图可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,图中所测物体的重力为2.6N;
人们要通过分析才能得出结论,计算重力与质量的 比值,发现接近一个定值;通过描点连线,可知,图象为过原点的直线,故为正比例函数图象。
故答案为:0.2;2.6;比值;重力与质量。
考点四 重力公式
11.关于对g=9.8N/kg的理解,正确的是( )
A.1kg=9.8N
B.1kg的物体受到的重力是9.8N
C.当物体重力G变为原来的两倍时,g的大小变为原来的两倍
D.当物体质量m变为原来的两倍时,g的大小变为原来的两倍
【答案】B
【解答】解:A、kg是质量的单位,N是力的单位,两个不同的物理量不能直接相等,故A错误;
B、g=9.8N/kg的物理意义是:质量为1kg的物体,所受重力为9.8N,故B正确;
CD、g=9.8N/kg是指物体所受重力与质量的比值,在某一固定位置,g的值是不变的,故C、D都错误。
故选:B。
12.对重力计算公式G=mg的正确理解是( )
A.质量与重力成正比 B.重力与质量成正比
C.g=9.8 kg/N D.1 kg=9.8 N
【答案】B
【解答】解:用G表示重力,m表示质量,比值用g表示,重力与质量的关系可以写成:G=mg。
表示:重力大小跟物体的质量成正比,重力与质量的比值大约是9.8N/kg。
9.8N/kg所表示的物理意义是:质量是1kg的物体受到的重力为9.8N。
由上分析可知:选项B正确。
故选:B。
13.月球对物体的引力只有地球对物体引力的,某宇航员质量为60kg,若他登上月球后,他的质量为 60 kg,重力为 100 N。(地球上g取10N/kg)
【答案】60;100
【解答】解:物体的质量不随位置的变化而改变,因此宇航员登上月球后,质量仍为60kg;
宇航员在地球上的重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N;
宇航员在月球上的重力为G月G600N=100N。
故答案为:60;100。
考点四 重力示意图
14.下列四幅小球所受重力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:小球所受重力方向竖直向下,与水平面垂直,故只有B图正确。
故选:B。
15.如图所示,在2022年北京冬奥会上,我国选手苏翊鸣取得了一金一银的好成绩。下列四个选项是某次滑雪比赛中的一个简化场景,此时运动员所受重力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:从运动员的重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,并在线段末尾标上字母G,即为其所受重力示意图,由各选项图可知,AC图方向错误,B图作用点错误,D图正确。
故选:D。
16.“草长莺飞二月天,拂堤杨柳醉春烟。儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,如图中纸鸢所受重力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:重力的方向总是竖直向下的,重力的作用点在纸鸢的重心上,故B正确。
故选:B。
17.如图所示,质量1kg的物体放在水平地面上,请画出物体受到的重力。(g=10N/kg)
【答案】
【解答】解:物体受的重力大小:G=mg=1kg×10N/kg=10N,方向竖直向下,作用点在重心上,如图所示:
18.画出图中放在斜面上物体所受重力的示意图。
【答案】
【解答】解:重力的作用点在物体的几何中心,过物体重心沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示,如图所示:
19.如图,绳子系着小球在竖直平面内摆动。请你作出小球摆到最高点时所受重力G的示意图。
【答案】
【解答】解:小球所受重力的方向竖直向下,作用在物体的重心上。从小球的重心(球心)开始,沿重力的方向画一条有向线段,并在线段末尾分别表上字母G,即为小球所受重力G的示意图,如图所示:
一.选择题(共10小题)
1.若地球上的引力突然消失,下列情形不可实现的是( )
A.骑车前行更加轻便 B.火焰的形状是球形的
C.瀑布将消失 D.用弹簧拉力器健身
【答案】A
【解答】解:A、骑车前行更加轻便不可行,因为没有了足够的摩擦力,故A符合题意;
B、失重状态下火焰的形状是球形的,故B不符合题意;
C、失重状态下,水不会自动从高处落下,瀑布会消失,故C不符合题意;
D、用弹簧测力器健身可以正常进行,故D不符合题意。
故选:A。
2.如图所示,为正在太空中运行的我国首个空间实验室﹣﹣“天宫一号”。在完全失重的“天宫一号”空间实验室里,无法完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力
B.让笔记本悬浮在空中
C.用重锤线校正物体是否竖直放置
D.用握力棒锻炼臂力
【答案】C
【解答】解:A、太空中虽然失重,但弹簧的弹力依然存在,所以用弹簧测力计测拉力是可以进行的,故A不合题意;
B、太空中物体处于失重状态,因此,可以让笔记本悬浮在空中,故B不合题意;
C、用重锤线校正物体是否竖直放置利用了重力方向竖直向下的特点,而太空中物体处于失重状态,因此,这一实验无法完成,故C符合题意;
D、太空中虽然失重,但弹力依然存在,所以用用握力棒锻炼臂力是可行的,故D不合题意。
故选:C。
3.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
【解答】解:由G=mg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。
故选:B。
4.四个密封容器中都装有质量相等的水,放在地球的不同地方(如图所示,其中黑色部分表示水)。对水静止时的描述,最接近实际的示意图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:四个密封容器中都装有质量相等的水,放在地球的不同地方,水受到重力的作用,重力的方向竖直向下的,使得容器内的水在容器的底部。因此接近实际的示意图是C,故C正确。
故选:C。
5.如图所示,在太空视角下,站在地球上的小明所受到的重力方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【解答】解:重力的方向总是竖直向下的,即指向地心,故①正确。
故选:A。
6.手托一本八年级下册物理课本所用的力大约是( )
A.0.25N B.2.5N C.25N D.250N
【答案】B
【解答】解:物理课本的质量在0.25kg左右,托起物理课本所用的力为F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2.5N。
故选:B。
7.用手托起下列物体所用力的大小最接近2N的是( )
A.一只公鸡 B.一张桌子
C.一头牛 D.八年级下物理课本
【答案】D
【解答】解:
A、一只公鸡的质量在2kg左右,受到的重力在G=mg=2kg×10N/kg=20N左右,不符合题意;
B、一张桌子的质量在15kg左右,受到的重力在G=mg=15kg×10N/kg=150N左右,不符合题意;
C、一头牛的质量在200kg左右,受到的重力在G=mg=200kg×10N/kg=2000N左右,不符合题意;
D、八年级物理课本的质量在200g=0.2kg左右,受到的重力在G=mg=0.2kg×10N/kg=2N左右,符合题意。
故选:D。
8.下列计算10kg物体所受重力的运算过程,正确的是( )
A.G=mg=10×9.8 N/kg=98 N
B.G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
C.G=mg=10 kg×9.8 N=98 N
D.G=mg=10 kg×9.8=98 N
【答案】B
【解答】解:
A、“10×9.8 N/kg”的结果是98N/kg≠98N.此过程错误;
B、计算过程和进率正确。此过程正确;
C、“10kg×9.8N”的结果是98kg•N≠98N.此过程错误;
D、“10kg×9.8”的结果是98kg≠98N.此过程错误。
故选:B。
9.甲、乙两组同学在同一实验室用铁和木头研究物体受的重力与其质量的关系,画出了四幅图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:物体受的重力与其质量成正比,且在同一地点,不同物体的重力G和质量m的比值相等,即g相等,故C正确,A、B错误;
D、图象表示无论质量大小,铁和木头的重力不变,故D错误;
故选:C。
10.下列重力的示意图中,正确的是( )
A.正在上升的小球 B.斜面上静止的木块
C.斜抛向空中的铅球 D.挂在墙上的小球
【答案】D
【解答】解:在任何情况下,重力的方向总是竖直向下的,故D正确,ABC错误。
故选:D。
二.填空题(共5小题)
11.我们日常生活中的“重”字在不同时候往往代表不同的物理意义,比如:①铁比棉花“重”;②将质量不同的物体分别放在已调平的天平两盘中,“重”的那端将下降;③一个苹果由月球运至地球变“重”了。通过学习物理,我们知道:说法①中的“重”是指 密度 大,说法②中的“重”是指 质量 大,说法③中的“重”是指 重力 大。
【答案】密度;质量;重
【解答】解:日常生活中所说的铁比棉花“重”,是指铁的密度大;
天平“重”的那端将下降,天平测量的是物体的质量,可见,哪端能下降在于质量的大小,所以这里的“重”指质量;
一个苹果由月球运至地球变“重”了,指的是重力。
故答案为:密度;质量;重力。
12.如图,判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是 地球 ,实验时,缓慢改变斜面倾角,观察悬线OA的方向 不变 (改变/不变)。若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,还应进行的操作的是 剪断悬线OA,观察小球的下落情况 。
【答案】地球;不变;剪断悬线OA,观察小球的下落情况
【解答】解:(1)地球表面及附近的一切物体都受到地球引力的作用,这个力叫重力,所以重力的施力物体是地球;
(2)重力的方向始终是竖直向下的,小球A由于受到竖直向下的重力,对绳子施加了一个竖直向下的拉力,使绳子处于竖直方向,改变木板的倾角α,
可观察到悬线OA的方向保持不变;
(3)若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,可以剪断悬线OA,观察小球的下落情况。
故答案为:地球;不变;剪断悬线OA,观察小球的下落情况。
13.在探究重力大小与质量的关系实验中,小明用如图所示的弹簧测力计测量物体的重力,该弹簧测力计的分度值为 0.2 N,图中所测物体的重力为 2.6 N。记录多次实验的质量、重力数据后,可通过以下两种方法分析数据,总结结论。方法一:计算重力与质量的 比值 ,发现接近一个定值。方法二:作出 重力与质量 的关系图像,发现是正比例函数的图像。
【答案】0.2;2.6;比值;重力与质量。
【解答】解:由图可知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,图中所测物体的重力为2.6N;
人们要通过分析才能得出结论,计算重力与质量的 比值,发现接近一个定值;通过描点连线,可知,图象为过原点的直线,故为正比例函数图象。
故答案为:0.2;2.6;比值;重力与质量。
14.如图所示是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小,根据图中所给的信息,一名质量为60kg的中学生在火星上的质量是 60 kg,所受的重力大小为 229.5 N;在木星表面上的重力 大于 (大于/等于/小于)其在地球表面上的重力。(g取10N/kg)
【答案】60;229.5;大于。
【解答】解:(1)物体的质量不随位置的变化而变化,所以中学生在火星上的质量与在地球上相同,仍然是60kg;
(2)中学生在地球上受到的重力为:G=mg=60kg×10N/kg=600N,
由图中所给的信息可知,小狗在火星上与在地球上受到的重力之比为,
因为火星和地球的重力常数之比不变,所以中学生在火星上与在地球上受到的重力之比也是,
则中学生在火星上受到的重力为:G′600N=229.5N;
(3)由图中信息可知,小狗在木星上所受的重力93.5N大于在地球上所受的重力40.0N,说明木星的重力常数大于地球的重力常数,所以根据G=mg行星可知该中学生在木星表面上的重力也大于其在地球表面上的重力。
故答案为:60;229.5;大于。
15.物体所受重力的大小与质量的关系用公式 G=mg 表示。其中G表示 重力 ,m表示 质量 ,g表示 9.8N/kg 。它的物理意义是 质量为1kg的物体所受的重力为9.8N 。物体所受重力的大小与质量成 正 比。
【答案】G=mg;重力;质量;9.8N/kg;质量为1kg的物体所受的重力为9.8N;正
【解答】解:已知物体的质量,可利用公式G=mg计算重力,
其中G表示物体的重力,它的单位要用牛顿,
m表示物体的质量,它的单位要用千克,
g=9.8N/kg,读作9.8牛顿每千克,其表示的物理意义:质量为1kg的物体受到的重力大小是9.8N;
物体所受重力的大小与质量成正比。
故答案为:G=mg;重力;质量;9.8N/kg;质量为1kg的物体所受的重力为9.8N;正。
三.作图题(共2小题)
16.画出图中放在斜面上物体所受重力的示意图。
【答案】
【解答】解:重力的作用点在物体的几何中心,过物体重心沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示,如图所示:
17.如图所示,用食指顶起一把质量为50g金属勺子保持平衡,请画出金属勺子受到的重力G的示意图(g=10N/kg)。
【答案】
【解答】解:勺子的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;重力的方向是竖直向下的,从勺子的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,大小为0.5N,即为其所受重力示意图,如图所示:
18.请在图中画出足球的重力示意图,球重5N。
【答案】
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,从足球的重心(球心)画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,大小为5N,即为其所受重力示意图,如图所示:
四.实验探究题(共1小题)
19.小明同学在实验室探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到如表中的实验数据:
实验次数
被测物体
物体质量m/kg
重力G/N
比值(G/m)/(N/kg)
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5
①
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计以及 天平 。
(2)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在 竖直 方向调零。
(3)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它最好处于 静止 状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(4)第3次实验“物体3”的重力如图所示,根据实验结果,表格中第3次实验的数据①处应填 9.8 。
(5)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的六分之一。若一个连同随身装备共102kg的航天员到达月球表面,月球对他的引力是 170 N。若宇航员在地球上能举起最多150kg的物体,到月球上他能举起最多 900 kg的物体。(g取10N/kg)
【答案】(1)天平;(2)竖直;(3)静止;(4)9.8;(5)170;900。
【解答】解:(1)探究重力与质量的关系中,重力可用弹簧测力计测量,质量用天平来测量,即本实验中可能用到的测量器材有弹簧测力计和天平;
(2)测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,弹簧测力计沿竖直方向测量,应将弹簧测力计在竖直方向调零;
(3)测量物体重力时,当物体静止时,物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;因弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧秤的拉力为相互作用力,大小相等,此时弹簧测力计的示数才等于物体的重力;
(4)由图a可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,“物体3”的重力G=4.9N,比值:
9.8N/kg;
(5)一个连同随身装备共102kg的航天员,地球对航天员的引力G′=m′g=102kg×10N/kg=1020N,由月球对它表面附近物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的可得,月球对他的引力G月G′1020N=170N;
在地球上能举起M=150kg的物体,说明宇航员的最大支撑力F=Mg=150kg×10N/kg=1500N;
到了月球上,宇航员最大支撑力不变,能举起的最大质量M′900kg。
故答案为:(1)天平;(2)竖直;(3)静止;(4)9.8;(5)170;900。
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