第1节 重力与重心（分层作业）物理鲁科版必修第一册

1． 重力与重心 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、重力 1 二、重心 3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 7 一、重力 1．关于重力，下列说法正确的是（　　） A．重力的施力物体是地球 B．重力的方向总是垂直向下 C．把同一物体从北京移到广州重力大小不变 D．把物体放在水平支持物上，静止时物体对水平支持物的压力就是物体受到的重力 【答案】A 【详解】A．重力的施力物体是地球，故A正确； B．重力的方向总是竖直向下而不是垂直向下，故B错误； C．北京与广州重力加速度不同，由G＝mg可得同一物体从北京移到广州，重力大小发生变化，故C错误； D．重力和压力是不同性质的力，把物体放在水平支持物上，物体处于平衡态时物体对水平支持物的压力大小等于物体受到的重力大小，故D错误。故选A。 2.如图所示，仿东汉马踏飞燕制作的文创作品，马蹄与飞燕连接处不固定，也具有“马踏飞燕”而不倒的效果．下列关于该文创作品的说法正确的是（　　） A．只有铜奔马的重心位置才受到重力作用 B．铜奔马的重心在“飞燕”踏点正上方 C．铜奔马在不同省份时，受到的重力可能略有差异 D．铜奔马在不同省份时，受到的重力一定相同 【答案】BC 【详解】重心只是重力的等效作用点，铜奔马每个部位都受到重力作用，故A错误；为了保证铜奔马踏在“飞燕”上不倒，重心应在“飞燕”踏点正上方，故B正确；纬度越高，重力加速度越大，故铜奔马在不同省份时，受到的重力可能略有差异，故C正确，D错误． 3．我们知道，放置在地球表面的物体会受到重力作用。关于重力，下列说法正确的是（　　） A．重力的方向总是垂直于支持面向下 B．重力的方向总是指向地心 C．某物体在长沙受到的重力小于其在北京受到的重力 D．在喜马拉雅山，某物体在山脚受到的重力小于其在山顶受到的重力 【答案】C 【详解】AB．重力的方向总是垂直于水平面向下，竖直向下，故AB错误； CD．重力，在地表附近，g随纬度的升高而增大，随高度的增加而减小，所以某物体在长沙受到的重力小于其在北京受到的重力；在喜马拉雅山，某物体在山脚受到的重力大于其在山顶受到的重力，故C正确，D错误。 故选C。 4．杂技绝活《顶灯》是传统艺术殿堂中的一件瑰宝。一位演员头顶着一盏油灯做出各种滑稽表演，引人入胜。如图所示，现在演员用一只脚站在一条板凳上，保持不动。下列说法正确的是（　　） A．盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关 B．油灯和演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚 C．盛放油的碗所受重力一定指向地心 D．演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看，不会影响他的重心位置 【答案】B 【详解】A．重心与质量分布、形状有关，当碗中的油量改变时，碗和油所组成的整体的重心也会发生变化，A错误； B．将演员和油灯看成整体进行受力分析，只受重力和板凳的支持力，是一对平衡力，重力和支持力共线，所以整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚，B正确； C．重力方向总是竖直向下，并不一定指向地心，C错误； D．演员将手臂和腿伸出，不仅仅是为了姿势好看，更重要的是为了保持平衡，即让演员和油灯组成的整体的重心在支撑脚的正上方，D错误。 故选B。 5．滑板是深受年轻朋友追捧的极限运动。如图所示，当人站在滑板上运动时，下列说法正确的是（　　） A．人的重心位置固定不变 B．人对滑板的压力就是人的重力 C．人的重心一定在人身上 D．水平地面对滑板的弹力方向竖直向上 【答案】D 【解析】A．人的重心位置可能随人做各种动作而改变，故A错误； B．人对滑板的压力施力物体是人，人的重力施力物体是地球，人对滑板的压力和人的重力不是同一个力，故B错误； C．重心可能在人上，也可能在人外，故C错误； D．水平地面对滑板的弹力垂直于水平地面，故D正确。 故选D。 二、重心 6．如图所示，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上。关于“平衡鹰”重心的位置最有可能的是（　　） A．鹰的腹部中心 B．鹰的尾部中心 C．鹰嘴的正下方 D．鹰嘴的正上方 【答案】C 【详解】重心是物体所受重力的等效作用点，可能在物体上，也可能在物体外，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上，则说明“平衡鹰”重心的位置最有可能在鹰嘴的正下方。 故选C。 7．关于物体的重心，下列说法正确的是（　　） A．物体升高或降低时重心在物体中的位置也随之升高或降低 B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心 C．形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合 D．因物体的重心是重力的等效作用点，所以物体的重心一定在物体上 【答案】B 【详解】A．物体升高或降低时，重心在物体中的位置不变，故A错误； B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心，故B正确； C．重心与物体的形状和质量分布有关，形状规则的物体，质量分布不一定均匀，所以其几何中心不一定与其重心重合，故C错误； D．重心可以在物体上，也可以在物体外，故D错误。故选B。 8．中国结是一种中国特有的手工编织工艺品，它身上所显示的情致与智慧正是中华古老文明中的一个侧面。一质量为的中国结用细绳悬挂于点处于静止状态，如图所示，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．细绳一定竖直 B．中国结的重心一定在它的几何中心 C．中国结的重心可能不在直线上 D．中国结对细绳的拉力就是中国结的重力 【答案】A 【详解】AC．对中国结受力分析，其受重力和绳的拉力，由二力平衡可知，拉力与重力等大、反向、共线，故细绳一定竖直，且中国结的重心一定在通过的直线上，故A正确，C错误； B．质量分布均匀，形状规则的物体重心在几何中心上，中国结质量分布不均匀，形状不规则，则它的重心不一定在它的几何中心，故B错误； D．拉力和重力是两种不同性质的力，且中国结对细绳的拉力和中国结的重力这两个力作用在不同的物体上，不能说拉力就是重力，故D错误。故选A。 9．如图所示，古代计时工具沙漏也叫做沙钟，是一种测量时间的装置。其中一种沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球所需要的时间来对时间进行测量，对这个过程，下列说法正确的是（　　） A．上方玻璃球和内部沙子的重心一直下降 B．上方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升 C．下方玻璃球和内部沙子的重心一直上升 D．下方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升 【答案】BD 【详解】AB．充满沙子的上方玻璃球的重心在几何中心处，随着沙子流出，上方玻璃球和内部沙子的重心逐渐下降，沙子快流完时，上方玻璃球和内部沙子的重心上升，最后处于几何中心处，故上方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升，故A错误，B正确； CD．下方玻璃球无沙子时，重心在几何中心处，沙子刚流入时，下方玻璃球和内部沙子的重心下降，随着沙子流入，下方玻璃球和内部沙子的重心逐渐上升，最后处于几何中心处，故下方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升，故C错误，D正确。故选BD。 10.下列几个有关重心的问题，说法正确的是（　　） A．如图甲所示，规则长方形薄板长，宽，在B点用轻绳悬挂，。当板处于平衡状态时，轻绳和薄板边缘CA的夹角应是45°。 B．如图乙所示，沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成，初始时上方玻璃球中装满沙子，下方玻璃球内无沙子。沙子穿过管道流入底部空玻璃球的过程中，上方玻璃球和内部沙子的重心位置一直下降。 C．如图丙所示，在水杯中将一颗实心铁球从图中位置释放直到触碰杯底，则整个杯子的重心位置一直降低。 D．如图丁所示，风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置越来越高。 【答案】A 【详解】A．如图 重心O在长方形薄板片的中心位置，根据二力平衡，O点一定在悬绳的下方，过O点做OE垂直于AC，则 可知 A正确； B．开始随着细沙下降，重心下降，当细沙所占比例过小时，随着细沙的下降，重心升高，当细沙流完后，重心又升高到原来球心位置，B错误； C．铁球下降的过程中，铁球所占的位置相当于将相应的水球挤压到上方，等效成水球上升，此时整个杯子的重心升高，C错误； D．风筝上升，风筝的重心相对风筝的位置不变，D错误。 故选A。 11.《西游记》中孙悟空的武器如意金箍棒大小可随心变化，深受读者喜爱。假设金箍棒可以变长到地球直径的高度，把金箍棒立在地面上，若变长的金箍棒质量分布均匀，其长度的中点在处，那么金箍棒的重心位置（　　） A．也在点处 B．在点右方，比点更远离地球 C．在点左方，比点更靠近地球 D．无法确定在点左方还是右方 【答案】C 【详解】因为质量分布均匀，但越靠近地面重力加速度越大，所以重心与中点不重合，在O点左方，比质心更靠近地球。 故选C。 12.质量分布均匀、厚度相等的三角薄板，用一根细绳将其悬挂在空中。为使三角薄板在空中保持水平，细绳应该系在三角薄板上的（　　） A．甲图中过点的的垂线与过的点的垂线的交点 B．乙图中点与的中点连线和点与的中点连线的交点 C．丙图中的角平分线与的角平分线的交点 D．丁图中的中垂线与的中垂线的交点 【答案】B 【详解】细绳系在三角薄板重心位置时，可使其在空中保持水平，质量分布均匀的三角薄板重心在其几何中心处，即乙图中点与的中点连线和点与的中点连线的交点。 故选B。 13.未来的某天，一名宇航员在月球上做自由落体实验。让一个质量为1kg的小球从离月球表面20m的高度处自由下落，测得小球经过5s刚好落到月球表面上。则（　　） A．月球表面的重力加速度大小为 B．小球在月球表面受到的重力大小为10N C．小球刚落到月球表面时的速度大小为 D．小球刚落到月球表面时的速度大小为 【答案】AD 【解析】根据自由落体运动公式 可得月球表面的重力加速度大小为 小球在月球表面受到的重力大小为 小球刚落到月球表面时的速度大小为 故选AD。 14.2025年2月，“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示，该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水，顺利避开障碍物，能跑、能跳，还能空中翻转360°，甚至单脚站立保持静止。“山猫”在（　　 A．避开障碍物时可以被看作质点 B．空中翻转时重心位置始终保持不变 C．单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上 D．起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力 【答案】C 【详解】A．避开障碍物时，“山猫”的大小形状不能忽略不计，不可以被看作质点，选项A错误； B．空中翻转时“山猫”的形体结构会发生改变，则重心位置会发生变化，选项B错误； C．单脚静止时地面对它作用力与重力等大反向，则地面对其作用力的方向竖直向上，选项C正确； D．起跳时地面对它的作用力等于它对地面的作用力，选项D错误。 故选C。 15．（2022·浙江·高考真题）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（　　） A．水桶自身重力的大小 B．水管每秒出水量的大小 C．水流对桶撞击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 【答案】D 【详解】水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转。 故选D。 16．欹（qī）器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器，其特点是“水少则倾，中则正，满则覆”，如图1所示为仿制欹器的空桶，桶可绕水平轴转动，图2为其截面图，OOʹ为桶的对称轴，下列说法正确的是（　　） A．空桶静止时其重心高于水平轴 B．空桶静止时其重心不在水平轴的正下方 C．注水的过程中桶与水整体的重心远离OOʹ D．桶装满水后重心位于水平轴上方 【答案】D 【详解】AB．空桶静止时，若重心在转轴正上方，则不会倾斜，若容器略有倾斜，容器即刻翻倒，一旦静止则重心比在转轴下方，故A B错误； C．注水的过程中整体的重心位置先降低然后逐渐升高，不是远离OOʹ，故C错误； D．当盛满水时，容器和水的整体重心在转轴的上方，在重力的作用下，容器倾斜，水流出，故D正确。 故选D。 17．如图所示，粗细均匀的直棒OAB由两种不同材料组成，长为L，OA＝AB，OA段的密度是AB段的两倍，则直棒的重心距O点距离可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】OA段的重心位于OA段的中点，AB段的重心位于AB段的中点，则OA段的重心与AB段的重心之间的距离为 由于OA段的密度是AB段的两倍，且OA＝AB，则OA段的质量是AB段的质量的两倍，则直棒的重心与之间的距离是与之间的距离的两倍，设与之间的距离为，则有 解得 则直棒的重心距O点距离为 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1． 重力与重心 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、重力 1 二、重心 2 【拓思维·重难突破】 3 【链高考·精准破局】 4 一、重力 1．关于重力，下列说法正确的是（　　） A．重力的施力物体是地球 B．重力的方向总是垂直向下 C．把同一物体从北京移到广州重力大小不变 D．把物体放在水平支持物上，静止时物体对水平支持物的压力就是物体受到的重力 2.如图所示，仿东汉马踏飞燕制作的文创作品，马蹄与飞燕连接处不固定，也具有“马踏飞燕”而不倒的效果．下列关于该文创作品的说法正确的是（　　） A．只有铜奔马的重心位置才受到重力作用 B．铜奔马的重心在“飞燕”踏点正上方 C．铜奔马在不同省份时，受到的重力可能略有差异 D．铜奔马在不同省份时，受到的重力一定相同 3．我们知道，放置在地球表面的物体会受到重力作用。关于重力，下列说法正确的是（　　） A．重力的方向总是垂直于支持面向下 B．重力的方向总是指向地心 C．某物体在长沙受到的重力小于其在北京受到的重力 D．在喜马拉雅山，某物体在山脚受到的重力小于其在山顶受到的重力 4．杂技绝活《顶灯》是传统艺术殿堂中的一件瑰宝。一位演员头顶着一盏油灯做出各种滑稽表演，引人入胜。如图所示，现在演员用一只脚站在一条板凳上，保持不动。下列说法正确的是（　　） A．盛放油的碗及碗中油所组成的整体的重心与油的多少无关 B．油灯和演员整体的重心所在的竖直线一定过演员的支撑脚 C．盛放油的碗所受重力一定指向地心 D．演员伸出手臂和腿只是单纯为了姿势好看，不会影响他的重心位置 5．滑板是深受年轻朋友追捧的极限运动。如图所示，当人站在滑板上运动时，下列说法正确的是（　　） A．人的重心位置固定不变 B．人对滑板的压力就是人的重力 C．人的重心一定在人身上 D．水平地面对滑板的弹力方向竖直向上 二、重心 6．如图所示，轻轻下压“平衡鹰”尾部A处或翅膀B处，在晃动几次后依然能静止在支架上。关于“平衡鹰”重心的位置最有可能的是（　　） A．鹰的腹部中心 B．鹰的尾部中心 C．鹰嘴的正下方 D．鹰嘴的正上方 7.关于物体的重心，下列说法正确的是（　　） A．物体升高或降低时重心在物体中的位置也随之升高或降低 B．用细线竖直悬挂的物体静止时，细线的方向一定通过该物体的重心 C．形状规则的物体，其几何中心一定与其重心重合 D．因物体的重心是重力的等效作用点，所以物体的重心一定在物体上 8．中国结是一种中国特有的手工编织工艺品，它身上所显示的情致与智慧正是中华古老文明中的一个侧面。一质量为的中国结用细绳悬挂于点处于静止状态，如图所示，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．细绳一定竖直 B．中国结的重心一定在它的几何中心 C．中国结的重心可能不在直线上 D．中国结对细绳的拉力就是中国结的重力 9．如图所示，古代计时工具沙漏也叫做沙钟，是一种测量时间的装置。其中一种沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成。通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部空玻璃球所需要的时间来对时间进行测量，对这个过程，下列说法正确的是（　　） A．上方玻璃球和内部沙子的重心一直下降 B．上方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升 C．下方玻璃球和内部沙子的重心一直上升 D．下方玻璃球和内部沙子的重心先下降后上升 10.下列几个有关重心的问题，说法正确的是（　　） A．如图甲所示，规则长方形薄板长，宽，在B点用轻绳悬挂，。当板处于平衡状态时，轻绳和薄板边缘CA的夹角应是45° B．如图乙所示，沙漏由两个玻璃球和一个狭窄的连接管道组成，初始时上方玻璃球中装满沙子，下方玻璃球内无沙子。沙子穿过管道流入底部空玻璃球的过程中，上方玻璃球和内部沙子的重心位置一直下降。 C．如图丙所示，在水杯中将一颗实心铁球从图中位置释放直到触碰杯底，则整个杯子的重心位置一直降低 D．如图丁所示，风筝升空后，越升越高，说明风筝的重心相对风筝的位置越来越高 11.《西游记》中孙悟空的武器如意金箍棒大小可随心变化，深受读者喜爱。假设金箍棒可以变长到地球直径的高度，把金箍棒立在地面上，若变长的金箍棒质量分布均匀，其长度的中点在处，那么金箍棒的重心位置（　　） A．也在点处 B．在点右方，比点更远离地球 C．在点左方，比点更靠近地球 D．无法确定在点左方还是右方 12.质量分布均匀、厚度相等的三角薄板，用一根细绳将其悬挂在空中。为使三角薄板在空中保持水平，细绳应该系在三角薄板上的（　　） A．甲图中过点的的垂线与过的点的垂线的交点 B．乙图中点与的中点连线和点与的中点连线的交点 C．丙图中的角平分线与的角平分线的交点 D．丁图中的中垂线与的中垂线的交点 13.未来的某天，一名宇航员在月球上做自由落体实验。让一个质量为1kg的小球从离月球表面20m的高度处自由下落，测得小球经过5s刚好落到月球表面上。则（　　） A．月球表面的重力加速度大小为 B．小球在月球表面受到的重力大小为10N C．小球刚落到月球表面时的速度大小为 D．小球刚落到月球表面时的速度大小为 14.2025年2月，“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示，该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水，顺利避开障碍物，能跑、能跳，还能空中翻转360°，甚至单脚站立保持静止。“山猫”在（　　 A．避开障碍物时可以被看作质点 B．空中翻转时重心位置始终保持不变 C．单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上 D．起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力 15．（2022·浙江·高考真题）如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是（　　） A．水桶自身重力的大小 B．水管每秒出水量的大小 C．水流对桶撞击力的大小 D．水桶与水整体的重心高低 16．欹（qī）器是我国古代一种倾斜易覆的盛水器，其特点是“水少则倾，中则正，满则覆”，如图1所示为仿制欹器的空桶，桶可绕水平轴转动，图2为其截面图，OOʹ为桶的对称轴，下列说法正确的是（　　） A．空桶静止时其重心高于水平轴 B．空桶静止时其重心不在水平轴的正下方 C．注水的过程中桶与水整体的重心远离OOʹ D．桶装满水后重心位于水平轴上方 17．如图所示，粗细均匀的直棒OAB由两种不同材料组成，长为L，OA＝AB，OA段的密度是AB段的两倍，则直棒的重心距O点距离可能是（　　） A． B． C． D． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$