内容正文:
第三讲 重力
【思维导图】
【知识精讲】
知识点一:重力
一、基本概念
1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力
2.符号:G
3.施力物体:地球
4.方向:竖直向下(垂直于水平面向下)
5.单位:牛顿(N)
二、重心
1.定义:对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心
2.位置:
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上
②不规则物体的重心:悬挂法
三、万有引力
1.定义:宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在互相吸引的力,这就是牛顿提出的万有引力
【例题精讲】
【例1】2021年东京奥运会中,铅球运动员巩立姣凭借最后一投,为中国田径队夺得首金。比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的__________;用力投掷时,如果运动员投掷的力度越大,铅球就越飞越远,这是由于力的作用效果与力的__________有关;铅球运动员将铅球掷出后,铅球最终落向地面是由于铅球受到__________的作用。
【例2】地球上一切物体都会受到重力的作用,物体的重心______(选填“一定”或“不一定”)在物体上;重力的方向总是_______;如图所示是放在桌面上的水平仪,可得知桌子的_______(左/右)边较高。
【例3】“落叶归根”说明树叶受到________的作用,这个力的施力物体是________,方向是________。“不倒翁”由于________低而稳定不倒。
知识点二:重力的计算
一、基本概念
1.实验结论:物体所受的重力跟它的质量成正比
2.公式:
3.g的单位是牛每千克,g=9.8 N/kg,在粗略计算时,g可以取10 N/kg。
【例题精讲】
【例4】下表是小华探究“重力大小与质量的关系”
测量对象
质量m/kg
重力G/N
比值
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)实验中,需要的测量工具是__________和__________;
(2)表格中的横线应填_________;
(3)分析表中数据,可以得出的结论是:_______________;
(4)小明同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系,你认为小明同学的做法( )
A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验
B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化
C.合理,因为他同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他的操作比小华同学更简便
(5)根据表中数据,该小组作出的重力与质量的关系图像如图中图线__________(填图线序号,下同)所示;另一小组在测量前忘记调零,指针指在0.2N刻度处,则该小组描绘的图线应该是图中的图线__________。
【例5】在地球上一个物体竖直悬挂在弹簧测力计上静止时,弹簧测力计示数为30N;若把它带到月球上用天平测质量,示数为________kg(物体在月球上所受重力约为地球上的六分之一,g地=10N/kg)。
【例6】如图所示是竖立在桥头的限重标志牌。一辆运油车自重为1.2×105N,车内装了10m3的石油,从车中取出30mL的石油,称得质量为24.6g。(g取10N/kg)问:
(1)卡车的质量?
(2)这种石油的密度是多少?
(3)请通过计算说明这辆卡车通过该桥是否违章。
【课堂练习】
1.文学中蕴含很多物理知识,下列说法不正确的是( )
A.“孤掌难鸣”说明一个物体不能产生力的作用
B.“僧敲月下门”中敲门的力的施力物体是人
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”是由于水受到重力的方向是垂直向下的
2.在“探究重力的大小跟什么因素有关”的实验中,按照图甲,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/g
100
200
300
________
500
重力G/N
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
(1)把表格中的数据补充完整
(2)图甲中弹簧测力计的示数为________N。
(3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像
(4)由图像可知,物体所受的重力跟质量成________(选填“正”或“反”)比。
(5)实验结束后,小明提出:还可以测量钩码以外的其他物体的质量和重力,将这些数据与上述实验数据放到一起来寻找规律。而同组的小红不赞同,认为必须全部用钩码的重力与质量的数据来寻找规律。你认为________________的观点是正确的。
3.深空探测是当前世界航天发展的前沿之一。小军对太空中的星球充满了好奇,他到图书馆查阅相关的科普资料得知:甲、乙两个星球对在它表面上物体的重力G与该物体质量m的关系如图坐标图像所示中的“直线甲”“直线乙”。已知一物体质量m为3kg,体积为。按要求完成下列各小题:(地球上g=10N/kg)
(1)在地球上,该物体受到的重力是多少?
(2)该物体的密度是多少?
(3)航天员登陆两星球后,分别在其表面测物体的重力G,在哪个星球表面的G值更大?其值是多少?
4.用力的示意图画出物体所受的重力。
【课后练习】
1.以下有关重力的描述,正确的是( )
A.重力的方向总是竖直向下
B.挂在树上的苹果没有掉下来时不受重力
C.物体所受重力的作用点一定在物体上
D.同一个物体受到的重力不可能改变
2.2021年,质量达240kg的火星车“祝融号”登陆火星,发现火星表面有液态水存在的痕迹。在火星上物体所受重力与其质量的关系如图所示。
(1)物体在火星上受到的重力与质量的比值g火的大小是多少N/kg?
(2)“祝融号”火星车在火星上受到的重力为多少N?
(3)如果在火星上使用托盘天平测量两个鸡蛋的质量,约为多少kg?
3.(1)如图所示,有一铅球放在水平桌面上,请画出桌面对铅球的支持力的示意图;
(2)如图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景,图乙是这一时刻的简化图。请在图乙中画出攀岩运动员所受重力和拉力的示意图(O为攀岩运动员的重心);
4.奋斗者号总质量为2.0×104kg在某次下潜任务之前,奋斗者号向海底发射超声波,经过8s后收到海底反射来的信号。(海水中声速v=1500m/s,g取10N/kg)求奋斗者号:
(1)受到的重力;
(2)发射超声波时与海底的距离。
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