内容正文:
6.3重力
学习目标
课程标准
物理素养
2.2.3 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
物理观念:知道重力的方向是竖直向下的,及铅垂线的应用。
科学思维:通过观察和实验,了解重力及其产生的原因;能找到质量分布均匀、形状规则物体的重心。
科学探究:通过实验探究,理解重力和质量的关系,会利用G=mg进行计算
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 重力
1.万有引力:宇宙间任何两个物体都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
2.重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
知识点02 重力的大小与方向
重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
1.重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
G的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
2.重力的方向:竖直向下(指向地心)。
【知识详解】重力大小与方向
1.由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。重力的方向总是竖直向下,但不一定是指向地心的(只有在赤道和两极指向地心)。
2.地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比。同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力常数g成正比,用关系式G=mg可以求出物体受到的重力。通常在地球表面附近,g值约为9.8牛每千克,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值;在赤道上g最小,g=9.79N/kg;在两极上g最大,g=9.83N/kg。所以,同一物体在地球不同位置,所受重力有可能不同。
知识点03 重心
1.重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
2.稳度:稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。
提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
3.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。
【知识拓展】重心的概念及应用
1.重力在物体上的作用点叫做重心。地球对物体的重力,好像就是这一点受到的力。若用其他物体来支持着重心,物体就能保持平衡。
2.物体的重心位置,质量均匀分布的物体(均匀物体),重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体,它的重心就在几何中心上,例如,均匀细直棒重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心,可以用悬挂法来确定。物体的重心,不一定在物体上。
3.质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。
重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时,重心位置不合适,就容易翻倒;高速旋转的轮子,若重心不在转轴上,就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面,降低它的重心,有助于提高物体的稳定程度。
04
题型精讲
【题型一】重力的定义
重力区别于其他力的基本特征:1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引;2)重力特指地球对物体的吸引;3)重力的施力者是地球,受力者是物体。
【例题1】关于重力的说法正确的是( )
A.质量与重力成正比 B.重力的施力物体是地球
C.重力的方向始终垂直向下 D.重力只作用在物体的重心上
【对应训练】航天员所在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上 C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
【对应训练】下列关于重力的说法,正确的是( )
A.小朋友不小心一松手,玩的气球上升到了高空,可见气球不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,所以重力方向有时是沿斜坡向下的
C.物体的重心总是在物体上
D.以上说法都不对
【对应训练】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
【题型二】重力的计算
重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。可能回结合密度公式
【例题2】下列对物体所受的重力的估测正确的是( )
A.一头牛所受到的重力是100N B.一本物理书所受的重力是50N
C.托起两个鸡蛋所用的力1N D.一枚一元硬币受到的重力10N
【对应训练】黎侯虎是长治的一种非遗文化。如图所示是一位参观者正在观赏各种黎侯虎的场景,他手中的黎侯虎与六个鸡蛋的质量相当。下列对参观者手中黎侯虎的重力估测最符合实际的是( )
A.0.7N B.3N C.9N D.15N
【对应训练】一座桥的桥头立着如图所示的限重标志牌,它表示只允许质量不超过15t的车从桥上通过。为确保桥梁安全,汽车所受的重力超过多少牛时,不能从该桥上通行?
【对应训练】像地球一样,月球对它表面附近的物体也有引力,这个力是月球表面物体所受的“重力”,它大约是同一个物体在地球上所受重力的1/6。我国的嫦娥五号成功将1731g月球样品带回地球,这些样品在月球上时受到月球的“重力”大约是多少?
【对应训练】小张开车送货时需要经过一座桥,在过桥时看到如图所示的限重标志牌。小张的车质量为400kg,装满货物时,车上货物的质量为8×103kg,g取10N/kg。求:
(1)该车自身的重力是多少N?
(2)该车装满货物时的总重力是多少N?
(3)通过计算说明该车能否安全通过这座桥?
0501
强化训练
【基础强化】
1.下列关于重力的说法正确的是( )
A.小朋友玩的气球,不小心一松手,升上了高空,可见它不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,所以重力方向有时是沿斜坡向下的
C.物体的重心总是在物体上
D.以上说法都不对
2.一小球用细绳悬挂在天花板下,对小球施力的物体是( )
A.只有地球 B.天花板和地球
C.地球和细绳 D.地球和天花板
3.下列物体的重力最接近2N的是( )
A.一只大象 B.一本八年级物理课本 C.一张课桌 D.一只老母鸡
4.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
5.用20N的力能够提起的物体可能是( )
A.一只成年羊 B.一只猫 C.一只雏鸡 D.两只鸡蛋
6.在下列物体中,所受的重力大约是600N的物体是( )
A.一匹马 B.一本物理课本 C.一支钢笔 D.一名中学生
7.如图所示,是西安大唐不夜城的“真人不倒翁”表演。不倒翁不容易倾倒,主要原因是( )
A.不倒翁受到的重力较小 B.不倒翁的重心较低
C.不倒翁的制作材料特殊 D.不倒翁左右摇晃时,支撑面积变大
8.下列关于重力的说法中正确的是( )
A.小朋友玩的气球,不小心一松手,升上了高空,可见它不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,重力方向有时是斜坡向下的
C.物体的重心有时并不在物体上
D.物体的质量不随位置改变,重力跟质量有关,那么无论在什么位置,它的重力应该是不变的
9.关于物体重力,说法错误的是( )
A.地面上的任何物体都受到重力
B.物体重心就是重力作用点
C.物体重力方向总是垂直向下
D.物体重力是由于地球对物体的吸引而产生
10.在某次足球训练课中,小明将足球踢向空中(如图),若不计空气阻力,则足球在空中运动过程中其受力示意图正确的是(F表示脚对球的作用力)( )
A. B.
C. D.
11.一辆汽车运送货物,水平车厢中的货物与车一起沿平直的公路做匀速直线运动,请在图中画出该货物的受力示意图。
12.如图所示,当物体沿斜面匀速下滑时。请把它受到的重力表示出来;
【素养提升】
13.如图所示,用一根绳子吊一光滑小球靠在墙上,绳子沿竖直方向,球处于静止状态.请画出小球的受力示意图。
14.华山西峰索道作为世界索道建设之最,它的建成结束了“华山自古一条路”的历史。如图所示,封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请在图中画出货物A所受力的示意图(O点为其重心)。
三、实验题
15.为了探究“重力的大小与质量的关系”,实验小组同学选择了不同的物体进行实验。
(1)实验中除了弹簧测力计,还需要的测量器材是 。
(2)用细线把物体挂在弹簧测力计上,通过测力计测量出物体重力大小(不考虑空气阻力),以下操作正确的是( )
A.让物体由慢变快向上运动 B.让物体处于静止状态
(3)弹簧测力计在使用前,除了要观察量程和分度值,还要看指针的位置,指针没有在零刻度线时,要 ,第2次测量苹果重力时弹簧测力计指针位置如图甲所示,其示数为 N。
(4)测量出的部分物体质量及重力的数据如下表所示:
物质
泡面
苹果
香瓜
木块
字典
一瓶水
质量m/g
100
260
300
340
450
500
重力G/N
1
3
3.4
4.5
5
分析数据,可得出结论:物体所受的重力与它的质量成 比。
16.某实验小组探究物体的重力大小与物体质量的关系,测量的数据记录如表所示。
实验序号
质量m/kg
重力G/N
1
0.1
1.0
2
0.2
2.0
3
0.3
3.0
4
0.4
4.0
(1)该实验用到的测量工具是 和 ;
(2)测量钩码重力前,先观察弹簧测力计的量程和 ,再将弹簧测力计在 方向调零;
(3)根据表格中的实验数据,请在如图中作出重力大小随质量变化的图像 。分析图像可以得出的结论是: ;
(4)实验完成后,小华想探究重力大小与物体形状的关系,用木块作为实验对象,她用小刀将木块雕刻成各种形状进行实验,请对小华的做法进行评估: 。
17.为了探究“重力的大小与质量”的关系。小明用塑料袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,如图甲、乙所示。实验数据记录如下表:(塑料袋质量忽略不计)
实验次数
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
100
200
300
400
500
拉力器示数/N
0.98
1.96
2.94
4.90
(1)在图乙中,当塑料袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力大小 ;
(2)分析上表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 ;下列数据处理方法可以得到此结论的是 ;
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
(3)由实验可知,第4次实验中拉力器的示数为 N。
18.随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其空车质量1.2t,该车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍,求:
(1)汽车所受的重力;
(2)总质量为200kg的人员乘坐该车,汽车行驶过程中受到的阻力。
19.行驶途中小明爸爸看到桥头有一块如图所示的标志牌,若小明爸爸的体重为700N,卡车及货物总质量为kg。(g取10N/kg)
(1)请通过计算说明卡车能否安全通过此桥;
(2)已知在月球上的物体所受的重力为地球上物体所受重力的,则如标志牌上的“7t”放到月球表面上,月球对它的引力大约是多少牛?
【能力培优】
20.小明同学的实验小组的同学们用天平、不同的钩码、弹簧测力计探究“物体的重力大小与物体质量的关系”。测量的数据记录如表所示:
实验次数
1
3
4
质量m/kg
0.1
0.3
0.4
重力G/N
1.0
3.0
4.0
重力与质量的比值N/kg
(1)图中弹簧测力计是小明第2次用弹簧测力计探究时的情景,所使用弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是 N,此时测力计的示数是2N。
(2)测量钩码重力时,应将弹簧测力计 放置,将钩码挂在弹簧测力计下,当物体处于静止状态时,弹簧测力计的示数即为钩码重。
(3)利用上面的实验数据,在所给坐标中画出重力随质量变化的图像。
(4)对实验数据和图像的分析可得出:物体所受重力的大小与其质量成 。
(5)利用同样的器材,在空间站里进行该实验,能否得到相同的结论? 。
21.重力是由于地球的吸引而产生的,同样火星对物体也有吸引作用。如图所示为火星上物体的重力G与其质量m之间的关系图像。在地球上重力常数g取10N/kg,假若测得某物体的质量为10kg,求:
(1)该物体在地球表面上所受到的重力;
(2)该物体在火星上的质量;
(3)该物体在火星表面上所受到的重力。
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6.3重力
学习目标
课程标准
物理素养
2.2.3 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
物理观念:知道重力的方向是竖直向下的,及铅垂线的应用。
科学思维:通过观察和实验,了解重力及其产生的原因;能找到质量分布均匀、形状规则物体的重心。
科学探究:通过实验探究,理解重力和质量的关系,会利用G=mg进行计算
02
思维导图
03
知识梳理
知识点01 重力
1.万有引力:宇宙间任何两个物体都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
2.重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是G。
知识点02 重力的大小与方向
重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
1.重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
G的含义:质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。
2.重力的方向:竖直向下(指向地心)。
【知识详解】重力大小与方向
1.由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力。重力的方向总是竖直向下,但不一定是指向地心的(只有在赤道和两极指向地心)。
2.地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比。同样,当m一定时,物体所受重力的大小与重力常数g成正比,用关系式G=mg可以求出物体受到的重力。通常在地球表面附近,g值约为9.8牛每千克,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值;在赤道上g最小,g=9.79N/kg;在两极上g最大,g=9.83N/kg。所以,同一物体在地球不同位置,所受重力有可能不同。
知识点03 重心
1.重力的作用点—重心:重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。如球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
2.稳度:稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。
提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
3.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。
【知识拓展】重心的概念及应用
1.重力在物体上的作用点叫做重心。地球对物体的重力,好像就是这一点受到的力。若用其他物体来支持着重心,物体就能保持平衡。
2.物体的重心位置,质量均匀分布的物体(均匀物体),重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体,它的重心就在几何中心上,例如,均匀细直棒重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心,可以用悬挂法来确定。物体的重心,不一定在物体上。
3.质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。
重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时,重心位置不合适,就容易翻倒;高速旋转的轮子,若重心不在转轴上,就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面,降低它的重心,有助于提高物体的稳定程度。
04
题型精讲
【题型一】重力的定义
重力区别于其他力的基本特征:1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引;2)重力特指地球对物体的吸引;3)重力的施力者是地球,受力者是物体。
【例题1】关于重力的说法正确的是( )
A.质量与重力成正比 B.重力的施力物体是地球
C.重力的方向始终垂直向下 D.重力只作用在物体的重心上
【答案】B
【详解】A.物体的重力与质量成正比,即重力随质量的变化而变化,质量与重力无关,所以不能反过来说,故A错误;
B.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,故B正确;
C.重力的方向始终竖直向下的,故C错误;
D.重力是因地球对物体的引力而产生的,物体的各部分都受到重力作用,故D错误。
故选B。
【对应训练】航天员所在太空舱的失重环境下,进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果( )
A.举杠铃 B.做引体向上 C.拉弹簧拉力器 D.跳绳运动
【答案】C
【详解】A.举杠铃需要克服杠铃的重力,在失重状态下,可以用很小的力举起杠铃,无法实现锻炼的目的,故A不符合题意;
B.做引体向上需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,故B不符合题意;
C.拉弹簧拉力器需要克服弹簧的弹力,在失重状态下,仍然需要很大的力拉弹簧拉力器,能够实现锻炼的目的,故C符合题意;
D.跳绳运动需要克服自身的重力,在失重状态下,无法实现锻炼的目的,故D不符合题意。
故选C。
【对应训练】下列关于重力的说法,正确的是( )
A.小朋友不小心一松手,玩的气球上升到了高空,可见气球不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,所以重力方向有时是沿斜坡向下的
C.物体的重心总是在物体上
D.以上说法都不对
【答案】D
【详解】A.地球附近的一切物体都受到重力作用,故A错误;
B.重力的方向始终是竖直向下的,故B错误;
C.物体的重心不一定在物体上,如圆环或足球等,故C错误;
D.ABC说法都不对,故D正确。
故选D。
【对应训练】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
【详解】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。
【题型二】重力的计算
重量的计算公式:G=mg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。可能回结合密度公式
【例题2】下列对物体所受的重力的估测正确的是( )
A.一头牛所受到的重力是100N B.一本物理书所受的重力是50N
C.托起两个鸡蛋所用的力1N D.一枚一元硬币受到的重力10N
【答案】C
【详解】A.一头牛的质量约为500kg,重力约为
故A错误;
B.一本物理书的质量约为300g=0.3kg,则一本物理书的重力约为
故B错误;
C.一个鸡蛋的质量约为50g=0.05kg,则一个鸡蛋的重力约为
两个鸡蛋的重力约为1N,故C正确;
D.一枚一元硬币质量约为6g,则重力约为
故D错误。
故选C。
【对应训练】黎侯虎是长治的一种非遗文化。如图所示是一位参观者正在观赏各种黎侯虎的场景,他手中的黎侯虎与六个鸡蛋的质量相当。下列对参观者手中黎侯虎的重力估测最符合实际的是( )
A.0.7N B.3N C.9N D.15N
【答案】B
【详解】一个鸡蛋的质量约50g,黎侯虎与六个鸡蛋的质量相当,黎侯虎的质量
m=6×50g=300g=0.3kg
黎侯虎的重力
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【对应训练】一座桥的桥头立着如图所示的限重标志牌,它表示只允许质量不超过15t的车从桥上通过。为确保桥梁安全,汽车所受的重力超过多少牛时,不能从该桥上通行?
【答案】1.47×105N
【详解】为确保桥梁安全,该桥允许通过汽车的最大质量为
则桥能承受的最大压力为
【对应训练】像地球一样,月球对它表面附近的物体也有引力,这个力是月球表面物体所受的“重力”,它大约是同一个物体在地球上所受重力的1/6。我国的嫦娥五号成功将1731g月球样品带回地球,这些样品在月球上时受到月球的“重力”大约是多少?
【答案】2.885N
【详解】月球样品在地球上受到的重力为
月球样品在月球表面受到的月球的“重力”为
【对应训练】小张开车送货时需要经过一座桥,在过桥时看到如图所示的限重标志牌。小张的车质量为400kg,装满货物时,车上货物的质量为8×103kg,g取10N/kg。求:
(1)该车自身的重力是多少N?
(2)该车装满货物时的总重力是多少N?
(3)通过计算说明该车能否安全通过这座桥?
【答案】(1)4000N
(2)8.4×104N
(3)能
【详解】(1)由G=mg可得,该车自身的重力为
(2)由G=mg可得,车上货物的重力为
该车装满货物时的总重力为
(3)桥上“10t”表示允许通过车辆的最大质量为10t,该车装满货物时的总质量为
因为8.4t<10t,所以该车能安全通过这座桥。
0501
强化训练
【基础强化】
1.下列关于重力的说法正确的是( )
A.小朋友玩的气球,不小心一松手,升上了高空,可见它不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,所以重力方向有时是沿斜坡向下的
C.物体的重心总是在物体上
D.以上说法都不对
【答案】D
【解析】略
2.一小球用细绳悬挂在天花板下,对小球施力的物体是( )
A.只有地球 B.天花板和地球
C.地球和细绳 D.地球和天花板
【答案】C
【详解】一个小球用绳子悬挂于天花板下,受到重力以及绳子对小球的拉力,重力的施力物体为地球,绳子对小球拉力的施力物体为绳子,天花板与小球之间没有相互作用,所以天花板没有对小球施加力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.下列物体的重力最接近2N的是( )
A.一只大象 B.一本八年级物理课本 C.一张课桌 D.一只老母鸡
【答案】B
【详解】A.一只大象的质量约为,其重力
故A不符合题意;
B. 一本八年级物理课本质量约,其重力
故B符合题意;
C.一张课桌的质量约左右,其重力
故C不符合题意;
D.一只老母鸡的质量约为,其重力约为
故D不符合题意。
故选B。
4.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
【详解】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。
5.用20N的力能够提起的物体可能是( )
A.一只成年羊 B.一只猫 C.一只雏鸡 D.两只鸡蛋
【答案】B
【详解】用20N的力能够提起物体,需克服物体的重力为20N,由公式G=mg可得,重力为20N的物体的质量为
A.一只成年羊的质量约20kg,故A不合题意;
B.一只猫的质量约2kg,故B符合题意;
C.一只雏鸡的质量约0.1kg,故C不合题意;
D.两只鸡蛋大约100g=0.1kg,故D不合题意。
故选B。
6.在下列物体中,所受的重力大约是600N的物体是( )
A.一匹马 B.一本物理课本 C.一支钢笔 D.一名中学生
【答案】D
【详解】由知,质量为60kg的物体所受重力约为600N。选项中中学生的质量最接近60kg。一匹马的质量远大于 60kg。一本物理课本的质量大约是几百克,远小于 60kg。一支钢笔的质量通常只有几十克,也远小于 60kg。
故选D。
7.如图所示,是西安大唐不夜城的“真人不倒翁”表演。不倒翁不容易倾倒,主要原因是( )
A.不倒翁受到的重力较小 B.不倒翁的重心较低
C.不倒翁的制作材料特殊 D.不倒翁左右摇晃时,支撑面积变大
【答案】B
【详解】不倒翁不容易倾倒,主要原因是不倒翁的重心较低,稳定程度较高,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.下列关于重力的说法中正确的是( )
A.小朋友玩的气球,不小心一松手,升上了高空,可见它不受重力
B.停在斜坡上的汽车,一松刹车,汽车沿斜坡下滑,重力方向有时是斜坡向下的
C.物体的重心有时并不在物体上
D.物体的质量不随位置改变,重力跟质量有关,那么无论在什么位置,它的重力应该是不变的
【答案】C
【详解】A.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,气球升到了天空,气球仍受重力,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下,不是沿斜坡向下的,故B错误;
C.重心是物体受到的重力作用的集中点,形状规则、质量均匀物体的重心在物体的几何中心上。有的物体的重心在物体上,也有的物体的重心在物体以外,故C正确;
D.质量是物体本身的一种属性,不随位置变化,物体所受重力与物体的质量成正比,但物体所受重力与所处纬度位置有关,故D错误。
故选C。
9.关于物体重力,说法错误的是( )
A.地面上的任何物体都受到重力
B.物体重心就是重力作用点
C.物体重力方向总是垂直向下
D.物体重力是由于地球对物体的吸引而产生
【答案】C
【详解】A.重力的施力物体是地球,只要是在地球上的物体,都受到重力,故A正确,不符合题意;
B.重力的作用点叫重心,故B正确,不符合题意;
C.重力的方向总是竖直向下的,故C错误,符合题意;
D.重力是由于地球的吸引使物体受到的力,故D正确,不符合题意。
故选C。
10.在某次足球训练课中,小明将足球踢向空中(如图),若不计空气阻力,则足球在空中运动过程中其受力示意图正确的是(F表示脚对球的作用力)( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为不计空气阻力,空中飞行的足球已经离开脚,脚对球没有力的作用,足球只受到重力的作用,并且重力的方向是竖直向下的,故A正确,BCD均错误。
故选A。
11.一辆汽车运送货物,水平车厢中的货物与车一起沿平直的公路做匀速直线运动,请在图中画出该货物的受力示意图。
【答案】
【详解】货物随车一起沿平直的公路做匀速直线运动,货物与车间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物不受摩擦力,只受两个力作用:重力和支持力,并且这两个力是一对平衡力;重力方向竖直向下,作用点在重心,支持力方向竖直向上,作用点也画在重心上,其受力示意图如图所示:
12.如图所示,当物体沿斜面匀速下滑时。请把它受到的重力表示出来;
【答案】
【详解】物体为规则物体,重心在物体的几何中心,重力的方向是竖直向下的,过物体的重心向下画一条竖直向下的线段,并在末端标上向下箭头和G,即为重力,如图所示:
【素养提升】
13.如图所示,用一根绳子吊一光滑小球靠在墙上,绳子沿竖直方向,球处于静止状态.请画出小球的受力示意图。
【答案】
【详解】小球悬挂在墙上,受到重力,方向竖直向下,受到细绳的拉力,方向竖直向上,过小球重心,分别沿重力和拉力的方向作有向线段,小球在竖直方向上两个力大小相等,故两条线段长度要相等,如下图所示:
14.华山西峰索道作为世界索道建设之最,它的建成结束了“华山自古一条路”的历史。如图所示,封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请在图中画出货物A所受力的示意图(O点为其重心)。
【答案】
【详解】封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,静止在轿厢内的货物A处于平衡状态,所以受力平衡,货物A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F的作用,这两个力大小相同、方向相反、在同一直线上,作用点在货物A的重心上,示意图如图所示:
三、实验题
15.为了探究“重力的大小与质量的关系”,实验小组同学选择了不同的物体进行实验。
(1)实验中除了弹簧测力计,还需要的测量器材是 。
(2)用细线把物体挂在弹簧测力计上,通过测力计测量出物体重力大小(不考虑空气阻力),以下操作正确的是( )
A.让物体由慢变快向上运动 B.让物体处于静止状态
(3)弹簧测力计在使用前,除了要观察量程和分度值,还要看指针的位置,指针没有在零刻度线时,要 ,第2次测量苹果重力时弹簧测力计指针位置如图甲所示,其示数为 N。
(4)测量出的部分物体质量及重力的数据如下表所示:
物质
泡面
苹果
香瓜
木块
字典
一瓶水
质量m/g
100
260
300
340
450
500
重力G/N
1
3
3.4
4.5
5
分析数据,可得出结论:物体所受的重力与它的质量成 比。
【答案】(1)天平
(2)B
(3) 调零 2.6
(4)正
【详解】(1)在探究“重力的大小与质量的关系”的实验中,需要测量物体的质量和重力。因此,除了弹簧测力计用于测量重力外,还需要天平来测量物体的质量。
(2)为了准确测量物体的重力,应确保物体在测量过程中处于平衡状态。让物体由慢变快向上运动会产生加速度,导致测力计读数不准确。因此,选项A是错误的。而当物体处于静止状态时,它处于平衡状态,此时弹簧测力计的读数就等于物体的重力。所以,选项B是正确的。
故选B。
(3)[1]在使用弹簧测力计之前,除了观察量程和分度值以确保测量准确外,还需要检查指针的位置。如果指针没有在零刻度线上,那么需要进行调零操作,即调整指针使其指向零刻度线。这样才能确保测量结果的准确性。
[2]根据图甲中弹簧测力计的指针位置,可以读出其示数为2.6N。
(4)分析表格中的数据,可以看到随着物体质量的增加,其重力也在增加。计算重力与质量的比值,是一个常数,即物体所受的重力与它的质量成正比。
16.某实验小组探究物体的重力大小与物体质量的关系,测量的数据记录如表所示。
实验序号
质量m/kg
重力G/N
1
0.1
1.0
2
0.2
2.0
3
0.3
3.0
4
0.4
4.0
(1)该实验用到的测量工具是 和 ;
(2)测量钩码重力前,先观察弹簧测力计的量程和 ,再将弹簧测力计在 方向调零;
(3)根据表格中的实验数据,请在如图中作出重力大小随质量变化的图像 。分析图像可以得出的结论是: ;
(4)实验完成后,小华想探究重力大小与物体形状的关系,用木块作为实验对象,她用小刀将木块雕刻成各种形状进行实验,请对小华的做法进行评估: 。
【答案】(1) 弹簧测力计 天平
(2) 分度值 竖直
(3) 物体的重力大小与物体质量成正比
(4)见解析
【详解】(1)[1][2]实验目的是探究重力与质量的关系,因此需要测量物体的质量和重力,使用的测量工具为天平和测弹簧测力计。
(2)[1]使用任何一种测量工具前都要观察零刻度线、量程和分度值。测量钩码重力前,先观察弹簧测力计的量程和分度值。
[2]由于重力的方向竖直向下,所以将弹簧测力计在竖直方向调零。
(3)[1]根据表格中的实验数据,在坐标系中标出对应的点并按照变化趋势连线,如下图所示:
[2]由表中数据可得:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,重力和质量的比值不变,因此可以得出的结论是:物体所受重力跟质量成正比。
(4)探究重力可能跟物体的形状的关系,需要控制质量不变,只改变形状,小华同学用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状既改变了形状又改变了质量,不符合控制变量法的要求,故小华的做法是错误的。
17.为了探究“重力的大小与质量”的关系。小明用塑料袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,如图甲、乙所示。实验数据记录如下表:(塑料袋质量忽略不计)
实验次数
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
100
200
300
400
500
拉力器示数/N
0.98
1.96
2.94
4.90
(1)在图乙中,当塑料袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力大小 ;
(2)分析上表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成 ;下列数据处理方法可以得到此结论的是 ;
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
(3)由实验可知,第4次实验中拉力器的示数为 N。
【答案】(1)相等
(2) 正比 A
(3)3.92
【详解】(1)当塑料袋静止时,拉力器对塑料袋的拉力和这袋米的重力是平衡力,二力相等,米袋对拉力器的拉力(等于拉力器的示数)与拉力器对米袋的拉力是相互作用力,二力相等,故拉力器示数等于这袋米的重力。
(2)[1][2]由表格中的数据得,每一次实验中重力的大小与质量的比值为
这个比值不变,所以物体所受的重力与其质量成正比。
(3)第4次实验中拉力器的示数为
G=mg=0.4kg×9.8N/kg=3.92N
18.随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其空车质量1.2t,该车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍,求:
(1)汽车所受的重力;
(2)总质量为200kg的人员乘坐该车,汽车行驶过程中受到的阻力。
【答案】(1)12000N
(2)1400N
【详解】(1)汽车所受的重力为
G=mg=1200kg×10N/kg=12000N
(2)汽车在行驶过程中的总质量:
m总=1200kg+200kg=1400kg
此时的总重力为
G总=m总g=1400kg×10N/kg=14000N
由题意可得,汽车受到的阻力为
f=0.1G总=0.1×14000N=1400N
19.行驶途中小明爸爸看到桥头有一块如图所示的标志牌,若小明爸爸的体重为700N,卡车及货物总质量为kg。(g取10N/kg)
(1)请通过计算说明卡车能否安全通过此桥;
(2)已知在月球上的物体所受的重力为地球上物体所受重力的,则如标志牌上的“7t”放到月球表面上,月球对它的引力大约是多少牛?
【答案】(1)6.97t<7t,所以卡车能安全通过此桥
(2)
【详解】(1)卡车及货物的总重力为
人与卡车及货物的总重力
总质量为
所以卡车能安全通过此桥。
(2)标志牌上的“7t”表示物体的质量是7t,即物体重力
月球上物体所受的重力为地球上物体所受重力的,在月球上物体受到的引力
【能力培优】
20.小明同学的实验小组的同学们用天平、不同的钩码、弹簧测力计探究“物体的重力大小与物体质量的关系”。测量的数据记录如表所示:
实验次数
1
3
4
质量m/kg
0.1
0.3
0.4
重力G/N
1.0
3.0
4.0
重力与质量的比值N/kg
(1)图中弹簧测力计是小明第2次用弹簧测力计探究时的情景,所使用弹簧测力计的量程是0~5N,分度值是 N,此时测力计的示数是2N。
(2)测量钩码重力时,应将弹簧测力计 放置,将钩码挂在弹簧测力计下,当物体处于静止状态时,弹簧测力计的示数即为钩码重。
(3)利用上面的实验数据,在所给坐标中画出重力随质量变化的图像。
(4)对实验数据和图像的分析可得出:物体所受重力的大小与其质量成 。
(5)利用同样的器材,在空间站里进行该实验,能否得到相同的结论? 。
【答案】 0.2 竖直方向 正比 不能
【详解】(1)[1]由图知,测力计的量程为0~5N;弹簧测力计的一个大格代表1N,一个小格代表0.2N,弹簧测力计示数是2N。
(2)[2]弹簧测力计在使用时应该与力的方向保持一致,重力的方向是竖直向下的,所以应将弹簧测力计竖直方向放置。
(3)[3]根据表格中的实验数据,在图乙中找出对应的点后连线,如图所示:
(4)[4]由描出的图像可得,物体重力与质量的图像为一条过原点的直线,说明物体所受的重力与其质量成正比。
(5)[5]由于在太空处于失重状态,不能用弹簧测力计测出物体受到的重力,所以用同样的器材,在太空站中不能完成该实验。
21.重力是由于地球的吸引而产生的,同样火星对物体也有吸引作用。如图所示为火星上物体的重力G与其质量m之间的关系图像。在地球上重力常数g取10N/kg,假若测得某物体的质量为10kg,求:
(1)该物体在地球表面上所受到的重力;
(2)该物体在火星上的质量;
(3)该物体在火星表面上所受到的重力。
【答案】(1)100N;(2)10kg;(3)50N
【详解】解:(1)由题意可知,某物体的质量为10kg,在地球上重力常数g取10N/kg,则根据重力公式可知,该物体在地球表面上所受到的重力为
该物体在地球表面上所受到的重力为100N。
(2)物体所含物质的多少为质量,质量与物体的状态、形状、所处的空间位置变化无关,物体的质量为10kg,则物体无论在地球还是在火星上,质量都为10kg。
(3)要求该物体在火星表面上所受到的重力,已知物体的质量,再求火星上的重力常数即可,从题中的图片可看到,这是火星上物体的重力G与其质量m之间的关系图像,任取一组数据,可得
求得火星上的重力常数为5N/kg,而该物体的质量为10kg,根据重力公式可知,该物体在火星表面上所受到的重力为
该物体在火星表面上所受到的重力为50N。
答:(1)该物体在地球表面上所受到的重力为100N;
(2)该物体在火星上的质量为10kg;
(3)该物体在火星表面上所受到的重力为50N。
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