内容正文:
第七章 力
第3节 重力
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课程标准(2022年版) 本节要点
2.2.3 通过常见事例或实验,了解重力. 1.知道重力是由于地球的吸引而产生的.
2.理解重力与质量的正比关系.
3.能用G=mg解决有关的问题.(重点)
4.知道重力的方向和作用点,会画物体所受重力的示意图.(重点)
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重力及大小
1. 演示实验:探究重力的来源.
结合实验以及生活现象,回答以下问题.
(1)万有引力:如图甲所示,牛顿认为月球绕着地球转动但不会跑掉,是因为地球对月球有吸引力的作用,还提出宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力.
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(2)重力的定义:由于 的吸引而使物体受到的力叫作 .
地球
重力
(3)重力通常用字母 来表示,它的施力物体是 .如图乙所示,水总是由高处往低处流,向空中撒开的渔网要飘落到水里,树上的苹果掉落……是因为地球对它附近的物体有重力的作用.
G
地球
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[物理观念]假如地球对地球上的物体没有引力,下列设想不正确的是( A )
A. 物体将没有质量
B. 各种球类活动将无法进行
C. “水往低处流”的现象将不复存在
D. 跳高时人将不再落回地面
A
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变式1 如图为王亚平、翟志刚、叶光富三名航天员在太空过春节的画面.三位航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼以达到锻炼效果,下列活动可进行的是( B )
B
A. 做俯卧撑
B. 用弹簧拉力器健身
C. 举哑铃
D. 用单杠做引体向上
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因为“失重”,所以做俯卧撑、举哑铃、用单杠做引体向上均不费力,但弹簧拉力器的原理是弹力与弹簧伸长量成正比,与重力无关,故弹簧拉力器可以正常使用.
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2. 学生实验:探究重力的大小跟质量的关系.
利用如图所示的实验器材,探究重力的大小跟质量的关系.
提出问题:物体所受重力跟什么因素有关?
猜想:物体所受重力的大小与 有关.
测量工具: 、 .
质量
天平
弹簧测力计
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实验步骤:
(1)检查所用的弹簧测力计指针是否指零?若不指零,进行 .
(2)将弹簧测力计悬挂在铁架台上,将一个钩码挂在弹簧测力计下方,注意使力沿弹簧测力计的轴线方向,使指针不与刻度盘摩擦,待指针静止时读数,将测得的数据填入实验表格.
(3)逐次增挂钩码,分别测出它们所受的重力,并把数据记录在实验表格中,绘制重力-质量(G-m)图像.
调零
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(4)实验结束,整理器材.
实验表格:
次数 1 2 3 4 5 6
质量m/kg
重力G/N
结论:(1)物体受到的重力大小跟它的质量成 .
正比
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(2)重力跟质量的比约等于 ,这个定值我们常用字母 表示,即g==9.8 N/kg(粗略计算时,g可取10 N/kg),其物理意义是 .
(3)重力公式:G= .公式的变形:m= .
9.8 N/kg
g
质量为1 kg的物体所受的重力大小为9.8 N
mg
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(1)“祝融号”火星车的质量为240 kg,“祝融号”受到的重力为 N.
(2)嫦娥六号从月球带回了1 935.3 g样品,则这些样品受到的重力为
N.
(3)“玉兔二号”月球车的重力为1 350 N,则它的质量为 kg.(g=10 N/kg)
2 400
19.353
135
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变式2 [科学思维]世界上最小的鸟——蜂鸟,它的质量约为2 g;最大的鸟——鸵鸟,它所受的重力约为1 500 N,(g=10 N/kg)求:
(1)一只蜂鸟受到的重力;
解:(1)一只蜂鸟的质量m蜂=2 g=0.002 kg
一只蜂鸟受到的重力G蜂=m蜂g=0.002 kg×10 N/kg=0.02 N
答:(1)一只蜂鸟受到的重力是0.02 N;
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(2)一只鸵鸟的质量.
解:(2)一只鸵鸟受到的重力G鸵=1 500 N
一只鸵鸟的质量m===150 kg
答:(2)一只鸵鸟的质量是150 kg.
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1.定义:地面及其附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力.
2. 重力的大小:①G=mg;②变形式:m=.
3. 常见物体的重力:2个鸡蛋的重力约为1 N;一名中学生的重力约为500 N;一本物理书的重力约为3 N.
4. 在地球的不同位置,g的数值略有不同,在不同星体上g的数值大小也不同.(例如g月=g地)
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重力的方向
演示实验:探究重力的方向.
结合演示实验和教材P13~14“重力的方向”,完成以下填空.
(1)重力的方向:如图1所示,用细线将物体悬挂起来,观察细线方向分别与水平面和斜面的关系,可以知道重力的方向 (选填“一定”或“不一定”)垂直于接触面,重力的方向总是 的.
图1
不一定
竖直向下
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(2)重力方向的应用:如图2甲所示,砌墙时用铅垂线检查墙砌的是否 ;如图2乙所示,在墙上挂画框时用铅垂线来检查是否挂正,若要将此画挂正,应将画框 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动,直至画框竖边与铅垂线重合.水平仪可以检查桌面、地板等是否水平,图2丙是水平仪放在某桌面上时的情景,说明桌面不水平, (选填“左”或“右”)面较高.
竖直
逆时针
左
图2
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如图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的示意图,图中的虚线表示石块下落的路径.下列对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( B )
B
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变式3 [传统文化](2024·深圳期末)如图所示的“圭表”是我国古代天文学家发明的天文观测仪器,它由相互垂直的“圭”和“表”两部分组成.为了让“表”处于竖直位置,古代天文学家用铅垂线进行校正,这是因为( C )
C
A. 铅垂的质量大
B. 铅垂的密度大
C. 铅垂所受重力的方向总是竖直向下
D. 铅垂所受重力的作用点在其几何中心
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重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态
无关.
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重心
阅读教材P14“重心”,回答以下问题.
(1)重力的等效作用点叫作物体的 .形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 上,如图甲所示.
重心
几何中心
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(2)如图乙所示,物体的重心 (选填“一定”或“不一定”)在物体上.例如:空心铁圆环、CD光盘、三角板等.
(3)如图丙所示,对于形状不规则的物体,可以用悬挂法找重心.
不一定
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[物理观念]如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,这是由于( D )
D
A. 它的重心比较高
B. 它的重心是变化的
C. “不倒翁”的重力较小
D. 它的重心较低,歪倒时重心总在偏倒的另一面,重力总把它拉回原位置
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【解析】不倒翁上轻下重,重心在不倒翁的下半部分,位置很低,由于不倒翁的重心位置低,歪倒时重心总在偏倒的另一面,重力总把它拉回到原位置,所以“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,故选D.
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1.重力的等效作用点:重心.
2. 对于形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心就在物体的几何中心上.
3. 物体的重心不一定在物体身上.
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重力的示意图
(1)请在图甲中画出冰墩墩所受重力的示意图.(O点为重心)
答案图
如图所示:
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(2)如图乙所示,请画出向斜上方运动的铅球所受重力的示意图.
如图所示:
答案图
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变式4 (1)如图甲所示,请画出重力为2 N的小球在弧面上所受重力的示意图.
如图所示:
答案图
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(2)如图乙所示,重力为20 N的摆球沿着A→B→C摆动,画出摆球运动到C点的重力示意图.
如图所示:
答案图
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1. [物理学与日常生活](2024·佛山顺德区期末)有数百年历史的顺德伦教糕是中国国家地理标志产品.如图所示,一块伦教糕的重力约为( A )
A. 0.5 N B. 5 N
C. 50 N D. 500 N
A
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2. 熟透了的苹果离开树枝后总是落向地面,这是由于苹果受到 力的作用,这个力的施力物体是 ;建筑工人砌墙时常用铅垂线来检查墙体是否竖直,这是利用了重力的方向总是 的原理.
重
地球
竖直向下
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3. 如图所示,重4.5 N的足球从斜面上加速滚下,请在图中画出此过程中足球所受重力的示意图.
如图所示:
答案图
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4. 如图是一辆静止在水平路面上的校车,请画出校车的重力G(O点为校车的重心)和后轮对地面的压力F的示意图.
如图所示:
答案图
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5. [物理学与社会发展]我国初步计划在2030年前实现载人登陆月球,开展月球科学考察及相关技术试验.物体在月球上受到的引力为地球上受到重力的,如果登月航天员的质量为60 kg,
(g=10 N/kg)求:
(1)航天员在地球上受到的重力;
解:(1)航天员的质量m=60 kg
则航天员在地球上受到的重力
G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N
答:(1)航天员在地球上受到的重力为600 N;
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(2)航天员在月球上受到的引力.
解:(2)因为物体在月球上受到的引力为地球上受到重力的
所以航天员在月球上受到的引力
F月=G月=G=×600 N=100 N
答:(2)航天员在月球上受到的引力为100 N.
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