内容正文:
6.3 重力
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 3
【知识梳理】 3
知识点1:重力 3
知识点2:重力的方向 5
知识点3:重力的大小 7
知识点4:物体的重心 12
【方法技巧】 15
方法技巧1 重力方向判断“不变法” 15
方法技巧2 公式G=mg应用“三步骤” 15
方法技巧3 重心判断“几何中心法+实验法” 15
方法技巧4 重力示意图作图“四规范” 15
【巩固训练】 16
【基础题】 16
【提升题】 18
【易混易错题】 23
【真题链接】 30
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
知道重力的定义和产生原因,能识别生活中与重力相关的现象
物理观念:建立重力的基本认知,理解重力与地球吸引的关联
2
掌握重力的方向(竖直向下),了解铅垂线的原理和应用,能解释相关现象
科学应用:将重力方向知识与生活工具结合,培养实际应用能力
3
理解重力大小与质量的正比关系,掌握公式 的含义和应用,能进行相关计算(含 的取值说明)
科学思维:建立定量分析能力,理解物理公式的意义和适用场景
4
知道重心的定义,了解形状规则、质量分布均匀物体的重心特点,能确定简单物体的重心位置
物理观念:认识重力的作用点,理解重心与物体稳定性的关系
5
会画重力的示意图,能结合重心位置规范绘制不同场景下物体受到的重力
科学探究:通过图形表征重力的三要素,提升具象化表达能力
重点:
1.重力的定义、产生原因(地球吸引)和方向(竖直向下)
2.重力与质量的关系(正比)及公式 G=mg 的应用(计算、单位换算)
3.重心的判断(形状规则、质量均匀物体的几何中心)
4.重力示意图的规范绘制(作用点在重心,方向竖直向下)
难点:
1.区分“竖直向下”与“垂直向下”(竖直向下指向地心,垂直向下指向接触面垂线)
2.公式 G=mg 中各物理量的单位统一(质量 m 用kg,重力 G 用N)
3.理解重心的物理意义(等效作用点)及与物体稳定性的关系
4.复杂场景(如斜面上的物体)中重力方向的判断和示意图绘制
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:重力
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。地球对物体的吸引力使物体具有向地球中心的加速度,这就是重力。重力是物体在地球表面或附近时所受到的最基本的力之一。
瀑布从高处向低处落
扔出去的小球落回地面
苹果总是落向地面
衣服上的水总是落到地面上
(1)重力:地面附近物体因地球的吸引而受到的力。
(2)符号:G。
(3)施力物体:地球。
【典例1】(基础题)下列关于重力的说法中,正确的是( )
A. 重力是地球对物体的引力,两者完全相同
B. 太空中的宇航员不受重力作用
C. 地面附近的一切物体都受到重力的作用
D. 重力的方向是垂直向下的
【解析】A错误:重力是地球引力的一个分力,不完全等同(地球自转产生的离心力会抵消部分引力);
B错误:太空中宇航员处于“失重状态”,但仍受地球重力(是重力提供圆周运动的向心力),并非不受重力;
C正确:地面附近的一切物体都受地球吸引,因此都受重力;
D错误:重力的方向是“竖直向下”,而非“垂直向下”(垂直向下是针对接触面,如斜面上物体的垂直向下与竖直向下不同)。
答案:C
【变式1】(易混题)下列现象中,不能说明重力存在的是( )
A. 熟透的苹果从树上落下
B. 水往低处流
C. 磁铁吸引铁钉
D. 抛出去的篮球最终落回地面
答案:C(解析:C是磁力现象,与重力无关;A、B、D均是重力作用的结果)
【变式2】(应用题)如果没有重力,下列说法中不正确的是( )
A. 河水不会流动
B. 人跳起来后不会落回地面
C. 物体没有质量
D. 大气会从地球周围逃逸
答案:C(解析:质量是物体的固有属性,与重力无关;没有重力时,河水、人、大气均不受向下的拉力,出现A、B、D现象)
【变式3】(拓展题)关于重力的产生,下列说法正确的是( )
A. 物体对地球的吸引产生重力
B. 地球对物体的吸引产生重力
C. 物体间的相互吸引产生重力
D. 物体的质量产生重力
答案:B(解析:重力的施力物体是地球,受力物体是地面附近的物体,由地球对物体的吸引产生)
知识点2:重力的方向
重力的方向总是竖直向下,指向地球的中心。无论物体处于什么位置,重力的方向都是竖直向下的。
1.探究重力的方向
图例
实验操作
物体由静止自由下落的方向
物体悬挂起来静止时悬线的方向
现象分析
重力的方向是竖直向下的
2.理解竖直向下
实验操作
现象分析
重力的方向:垂直水平面向下(竖直向下)
3.重力方向的应用
铅垂线
检查墙壁是否竖直
检查画是否挂正
水平器
检查桌面是否水平
检查窗台是否水平
特别提醒
地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于其所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是圆形,所以地球上不同位置上的“下”实际都指向地球的中心,因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”,背离地心的方向就应该叫做“向上”。
【典例2】(中档题)关于重力的方向,下列说法正确的是( )
A. 物体放在斜面上时,重力方向垂直于斜面
B. 物体放在水平桌面上时,重力方向竖直向下
C. 物体自由下落时,重力方向竖直向上
D. 重力方向会随物体的位置变化而变化
【解析】A错误:物体在斜面上时,重力方向仍竖直向下,而非垂直于斜面;
B正确:无论物体放在水平、斜面还是其他位置,重力方向始终竖直向下;
C错误:物体自由下落时,运动方向与重力方向一致,均为竖直向下;
D错误:重力方向始终竖直向下,与物体位置无关。
答案:B
【变式1】(基础题)铅垂线是利用重力的______性质制成的,它的用途是______。
答案:方向总是竖直向下;检查物体是否竖直或表面是否水平
【变式2】(应用题)用铅垂线检查课桌是否水平时,若铅垂线与桌面边缘垂直,则桌面( )
A. 一定水平
B. 一定不水平
C. 可能水平
D. 无法判断
答案:A(解析:铅垂线竖直向下,若与桌面边缘垂直,说明桌面边缘水平,即桌面水平)
【变式3】如图所示,将铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处。若不计空气的阻力,铅球在飞行过程中,受 力作用,该力的施力物体是 ,该力的方向是 。
【答案】 重 地球 竖直向下
【解析】[1]铅球在飞行过程中,若不计空气的阻力,只受重力作用。
[2]铅球的重力是由于地球对铅球的吸引而受到的力,所以其施力物体是地球。
[3]重力的方向是竖直向下。
知识点3:重力的大小
物体所受重力的大小,简称物重,可以直接用弹簧测力计测量。
1.探究重力大小和质量的关系
实验目的:物体所受的重力跟物体质量的关系。
实验器材:弹簧测力计、钩码。
实验过程:
实验
步骤
分别用弹簧测力计测量50 g、100 g、150 g、200 g……钩码所受的重力,并填在相应表格内
数据
记录
质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
…
重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
3
…
分析
论证
以质量为横坐标,重力为纵坐标,描点并连接这些点
用作图的方法得出了重力跟质量的关系,这种用图像法解决物理问题的方法比较直观简单。
总结
物体所受的重力跟它的质量成正比,即
特别提醒
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。其比值约为10 N/kg,即G=mg,g=10 N/kg。精确实验测量出g=9.8 N/kg。
(2)g=10 N/kg 的意义:质量为1 kg 的物体受到的重力为10 N。
2.重力的计算
重力计算公式G=mg。
(1)各个字母代表的物理量和单位:
字母
G
m
g
物理量
重力
质量
重力跟质量的比值
单位
N
kg
N/kg
(2)利用公式计算时式中所有物理量单位应统一。
(3)g=9.8 N/kg,在粗略计算时,可取g=10 N/kg。
特别提醒
重力跟质量的区别与联系(比较法)
项目
质量
重力
区
别
符号
m
G
概念
物体中含有物质的多少,是物体的一种属性
由于地球吸引而使物体受到的力
方向
无方向
竖直向下
大小
同一物体在任何地方质量不变m=ρV
同一物体在地球上不同高度或不同地点,所受重力不同G=mg
单位
kg
N
测量工具
天平
弹簧测力计
联系
重力跟质量成正比,即G=mg
【典例4】小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的重力,据图可得甲星球表面上的物体的重力G与其质量m的关系式是 ;若将乙星球上重40N的物体带到甲星球上,则该物体质量为 kg。
【答案】 大于 G甲=m甲×15N/kg 8
【解析】[1]由图可知,当质量都为8kg时,甲的重力为120N,乙的重力为40N,则在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。
[2]甲星球表面上物体的重力G甲=120N时,与其质量m甲=8kg的比值为
则重力G甲与其质量m甲的关系式为G甲=m甲×15N/kg
[3]由图可知乙星球上重40N的物体质量是8kg,质量是物体的一种属性,不随物体位置的改变而改变,故将此物体带到甲星球上质量为8kg。
【变式1】在学习完“力”这一章的知识后,同学们通过交流,归纳出以下未能统一见解的观点。
观点
甲方
乙方
①
从地球上移到月球上,物体的重力不变
从地球上移到月球上,物体的重力改变
②
从地球上移到月球上,物体的质量不变
从地球上移到月球上,物体的质量改变
③
在太空中可以使用天平
在太空中不可以使用天平
④
物体相互接触,一定有力的作用
物体不相互接触,一定没有力的作用
⑤
力不能脱离物体而单独存在
力可以脱离物体而单独存在
⑥
力的产生总是涉及两个物体
一个物体也可以产生力的作用
⑦
弹力和弹性形变可以独立存在
弹力和弹性形变必定同时存在
(1)甲方正确的观点有 (填序号);
(2)甲、乙两方均不正确的观点是 (填序号),可改正为 。
【答案】(1)②⑤⑥ (2)④ 物体相互接触 不一定有力的作用,而两物体不接触也可能有力的作用
【解析】(1)①重力是物体由于地球的吸引力而受到的力,将物体从地球上移到月球 上,物体的重力变小,故甲方错误,乙方正确;
②质量是表示物体所含物质多少的物理量,是物体的属性,与物体所处的位置无关,将物体从地球上移到月球上,物体的质量不变,故甲方正确,乙方错误;
③天平的实质是等臂杠杆,如果没有重力,杠杆两端没有了作用力,无论天平两端挂质量多大的物 体,天平都能平衡,在失重条件下,不能用天平测质量,故甲方错误,乙方正确;
④两个物体相互接触,不一定会产生力的作用(如紧靠竖直的墙放在水平地面的木箱,与墙之间不存在力的作用);两个物体不接触,也不一定就不会产生力的作用(如磁体间的相互吸引),故甲、乙 方均错误;
⑤力不能脱离物体而单独存在,且有力作用是必须同时存在两个物体,故甲方正确,乙方错误;
⑥力是一个物体对另一个物体的作用,一个力涉及两个物体,故甲方正确,乙方错误;
⑦相互接触的物体间只有发生弹力形变时才能产生弹力,故甲方错误,乙方正确。
根据上述分析可知,甲方正确的观点有:②⑤⑥。
(2)[1][2]上述分析中,甲、乙两方均不正确的观点是:④,可以改为:物体相互接触不一定有力的作用,而两物体不接触也可能有力的作用。
【变式2】如图所示,小明用自制的铅锤线来检查宣传画是否挂正,这是利用了重力的方向总是 的特点,如果将重锤拿到月球上,它的质量 ,它所受重力 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 竖直向下 不变 变小
【解析】[1]重力的方向总是竖直向下,用自制的铅锤线来检查宣传画是否挂正,利用了重力的方向是竖直向下的。
[2][3]质量是物体的一种属性,与位置无关,如果将它拿到月球上,它的质量不变,因为月球对物体的引力约为地球引力的,所以它所受重力是变小。
【变式3】如图是航天员专用压缩饼干,其质量为120g,则它在地球上受到的重力G为 N,重力的方向是 。研究表明:物体在月球上的重力大约是在地球上重力的六分之一,若航天员把它带到月球上,它的重力是 N,质量是 g。
【答案】 1.2 竖直向下 0.2 120
【解析】【小题1】[1]压缩饼干的质量为120g,则它在地球上受到的重力
[2]重力方向永远是竖直向下的。
[3]物体在月球上的重力大约是在地球上重力的六分之一,若航天员把它带到月球上,它的重力为
[4]由于质量是物体本身属性,与物体的位置无关,所以物体到月球上的质量不变,仍为120g。
知识点4:物体的重心
1.重心:重力的作用点
意义:地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为是集中在某一个点上,这个点叫物体的重心。
2.重心的位置
(1)规则物体的重心位置
规则物体的重心
总结
质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心。
(2)不规则物体的重心位置
寻找不规则物体的重心
用一个支点支承物体,不断变化位置,越稳定的位置,越接近重心
先用细绳系住木板的一点悬挂起来,沿着细绳的方向在木板上画出一条线;再用细绳系住木板的另一个点悬挂起来。按刚才的方法在木板上画出另一条线,两条线的交点就是这个木板的重心
(3)空心物体的重心位置
重心不一定在物体上重心不一定在物体上。
3.稳度
(1)提高物体稳定程度的方法:增大支承面积。
起重汽车放下支腿增大支承面积
台灯有个大底座
下大上小的茶壶
增大支承面积可以提高稳度。
(2)提高物体稳定程度的方法:降低重心。
降低重心可以提高稳度。
特别提醒
等效法
地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为是集中在某一个点上,这个点叫物体的重心,这样可以使问题变得简单,这是“等效法”。
指点“谜”津
不倒翁不倒之谜
不倒翁的重心很低。将不倒翁扳倒后,重力的作用就会使它回到原来的位置,所以扳不倒。
比萨斜塔不倒之谜
从重心引出的铅垂线,如果通过支点或在物体底部的支承面内,物体就不会倒下。如图
中左边两个物体不会倾倒。比萨斜塔不倒的原因是从重心引出的铅垂线在塔基的支承面内。
【典例4】(基础题)关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A. 物体的重心一定在物体上
B. 形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其几何中心
C. 物体的重心位置与质量分布无关
D. 物体的重心越高,稳定性越好
【解析】A错误:重心不一定在物体上(如圆环的重心在圆心,不在圆环上);
B正确:形状规则、质量均匀的物体,重心在几何中心;
C错误:质量分布不均匀会改变重心位置(如直尺一端粘重物,重心向粘重物的一端偏移);
D错误:重心越低,物体稳定性越好(如不倒翁底部重,重心低,不易倾倒)。
答案:B
【变式1】(易混题)下列物体的重心在几何中心的是( )
A. 一端粗一端细的木棒
B. 质量分布均匀的正方体
C. 内部空心的球体
D. 质量分布不均匀的圆盘
答案:B(解析:A、D质量分布不均匀,重心不在几何中心;C内部空心但质量分布均匀的球体,重心仍在球心(几何中心),但选项未说明质量分布均匀,B明确质量分布均匀且形状规则,故选B)
【变式2】(应用题)不倒翁被扳倒后会自动立起来,这是因为( )
A. 不倒翁的重心很高
B. 不倒翁的重心很低,且铅垂线落在支承面内
C. 不倒翁的质量很大
D. 不倒翁受到的重力很小
答案:B(解析:不倒翁底部重,重心低,扳倒后重心升高,重力会使它回到重心最低的位置,且铅垂线始终落在支承面内,因此自动立起)
【变式3】
【方法技巧】
方法技巧1 重力方向判断“不变法”
无论物体处于静止、运动、斜面、水平面等任何状态,重力方向始终“竖直向下”,可通过铅垂线方向辅助判断(铅垂线指向即为重力方向)。
方法技巧2 公式G=mg应用“三步骤”
1.统一单位:将质量m的单位换算为kg(如50g=0.05kg);
2.确定g值:根据题目要求选择g=9.8N/kg或g=10N/kg;
3.代入计算:G=mg,计算结果带单位N,复杂场景(如月球)需结合g的比例关系。
方法技巧3 重心判断“几何中心法+实验法”
1.形状规则、质量均匀物体:直接取几何中心(如正方体中心、球体球心);
2.形状不规则或质量不均匀物体:用悬挂法(两次悬挂,铅垂线交点为重心)。
方法技巧4 重力示意图作图“四规范”
1.定点:重心位置不偏离(形状规则物体画几何中心);
2.定向:竖直向下不改变(与接触面无关);
3.画线:线段长度反映大小(同一幅图中,重力越大线越长)。
4.标注:符号、大小、单位齐全(如G=25N)。
【巩固训练】
【基础题】
1.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图所示,这是某同学在劳动基地摘下的一个苹果,请画出苹果所受重力的示意图。(重心已标出)
【答案】
【解析】重力的方向是竖直向下的,从物体重心O画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
2.(24-25八年级下·广东河源·期中)小明的质量是55kg,他的重力是多少?
【答案】539N
【解析】小明的重力
3.(24-25八年级下·山东菏泽·期中)下列物体重力最小的是( )
A.乒乓球 B.羽毛球 C.篮球 D.铅球
【答案】A
【解析】根据G=mg可知,当物体的质量最小时,物体的重力最小。乒乓球的质量约为3g,羽毛球的质量约为5g,篮球的质量约为500g,铅球的质量大于4kg,故乒乓球的重力最小,其重力最小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(24-25八年级下·吉林·随堂练习)重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,但是对于整个物体,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 。质量分布均匀、形状规则的物体的重心,就在它的 上。
(2)对重心的几点认识
①有时为了研究问题方便,在画力的示意图时,常把力的作用点画在受力物体的重心上。
②重心的高度影响物体的稳定程度,重心越高,物体的稳定程度越低。
【答案】 重心 几何中心
【解析】[1] 地球吸引物体的每一部分,但是,对于整个物体,重力作用的表现等效作用在某一个点上,这个点叫做物体的重心。
[2] 重心可能在物体上,也可能不在物体上,对于形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。
5.(24-25八年级下·湖南衡阳·月考)过年贴年画是我国的传统习俗。为了把年画贴正,小明自制了一个重垂线,这里主要利用的知识是( )
A.重力的方向竖直向下
B.重力的方向垂直向下
C.重垂线的重心比较低
D.重锤的重力比较大
【答案】A
【解析】由于重力的方向总是竖直向下的,所以重垂线静止时一定是竖直的。当画的竖边与重锤线重合或平行时,画就贴正了。利用的是重力的方向是竖直向下,故BCD错误,不符合同意,A正确,符合题意。
故选A。
6.(24-25八年级下·广东惠州·月考)“海宝”是2010年世博会的吉祥物,“海宝”的质量为3000kg,体积为2m3假设“海宝”是实心的且质地均匀。求:
(1)“海宝”的重力;(g=10N/kg)
(2)如果“海宝”此刻在月球上,已知月球上的“重力”是地球的六分之一,求月球上“海宝”的“重力”。
【答案】(1)3×104N;(2)
【解析】(1)“海宝”的重力为
(2)月球上的重力是地球的六分之一,月球上“海宝”的“重力”
【提升题】
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)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)
实验次序
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
3.92
4.90
(1)如图乙所示,利用液晶屏拉力器测量这袋米所受的重力,使液晶屏拉力器内弹簧伸长的力是________。
A.米的重力 B.米和测力计的总重力 C.弹簧对米袋的拉力 D.米袋对弹簧的拉力
(2)分析上表中数据可得: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)分析表中数据可知:若米的质量为0.7kg,它受到的重力是 N。
(4)2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船顺利发射,国人备受鼓舞,小明希望有一天能在空间站做实验。他在空间站用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
【答案】(1)D
(2) 正比 A
(3)6.86
(4)不能
【解析】(1)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,使测力计内弹簧伸长的力是米袋对弹簧的拉力,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
(2)[1][2]由表格中的数据得,计算每一次实验中重力的大小与质量的比值为由此可以得出结论:物体所受的重力与其质量成正比,故A符合题意,B不符合题意。故选A。
(3)米受到的重力为。
(4)由于太空中,物体处于失重状态,不受到重力作用,所以没法测出物体的重力,则无法完成该探究。
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)若体重为50kg的小明在地球上最多能举起重力为600N的杠铃,如果他随飞船到达月球,则小明在月球上最多可举起重力为 N的杠铃,杠铃的质量为 kg。(取)
【答案】 600 360
【解析】[1][2]杠铃在地球上的重力。根据题意可知,小明在月球上能举起物体的重力;物体在月球上受到的重力只有在地球上受到的重力的,即,则由可知,小明在月球上最多能举起的物体的质量。
9.(24-25八年级下·全国·课后作业)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。我国的嫦娥五号成功将1731g月球样品带回地球,这些月球样品在月球上的质量是 kg,在地球上受到的重力是 N,在月球表面受到月球对它的引力大约是 N。(取10N/kg)
【答案】 1.731 17.31 2.885
【解析】[1][2][3]质量是物体本身的一种属性,与物体的位置无关,所以月球样品在月球上的质量与在地球上相同,即;月球样品在地球上受到的重力;月球样品在月球表面受到的月球引力。
10.(25-26八年级上·山东济南·月考)同一石头在不同行星上所受的重力大小,如图所示,以下说法正确的是( )
A.在木星上,这块石头的质量最大
B.在水星上,这块石头所受的重力最小
C.在不同星球上,石头所受重力与质量的比值相同
D.在不同星球上,石头所受的重力相同
【答案】B
【解析】A.质量是物体本身的属性,与位置无关,所以这块石头在不同星球上质量相同,故A错误;
B.由图可知,这块石头在水星上所受的重力最小,故B正确;
CD.不同星球对同一物体的吸引力不同,所以同一物体在不同星球上受到的重力不同,由可知,在不同星球上,石头所受重力与质量的比值不同,故CD错误。
故选B。
11.(25-26八年级上·福建泉州·月考)小林同学在探究“重力大小与质量的关系”实验中,选择了不同的物体进行实验。
实验次数
被测物体
质量m/kg
重力G/N
1
物体1
0.1
1
2
物体2
0.2
2
3
物体3
0.3
4
物体4
0.5
4.9
(1)实验需要的测量工具是弹簧测力计和 。
(2)测量前弹簧测力计应在 方向上调零,使指针对准零刻度线。
(3)测量“物体3”的重力时,弹簧测力计指针如图所示,示数为 N。此时,使弹簧测力计中弹簧伸长的力是 (选填“物体的重力”或“物体对弹簧的拉力”)。
(4)小林多次实验,记录的相关数据如表格,分析数据可知:物体所受重力大小与它的质量成 。
(5)本实验更换不同物体进行多次实验的目的是 。
【答案】(1)天平
(2)竖直
(3) 3.0 物体对弹簧的拉力
(4)正比
(5)使实验具有普遍性,避免偶然性
【解析】(1)实验中需要测量物体的质量和重力,用弹簧测力计测量重力,而质量需用天平测量。
(2)由于重力方向竖直向下,测量时弹簧测力计需竖直悬挂物体,若水平调零,竖直使用时指针会因弹簧自身重力偏移,导致测量误差,所以测量前弹簧测力计应在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线。
(3)[1]该弹簧测力计的分度值为0.2N,则测量“物体3”的重力时,弹簧测力计的示数为3.0N;
[2]力可以改变物体的形状,弹簧的伸长是由作用在弹簧上的力形成的。物体静止时,弹簧受到的拉力与物体的重力大小相等,但直接作用在弹簧上的是物体对弹簧的拉力。
(4)由表格数据可得重力与质量的比值近似相等,则可得结论:物体所受重力大小与它的质量成正比。
(5)本实验更换不同物体进行多次实验的目的是使实验具有普遍性,避免偶然性。
12.(24-25九年级下·全国·周测)中国空间站在太空中飞行时,处于失重状态。航天员想在飞船中进行下列实验,其中不能完成的是( )
A.用秒表测时间 B.用卷尺测距离
C.用测力计测拉力 D.用量筒测液体的体积
【答案】D
【解析】ABC.用秒表测时间、用卷尺测距离、用测力计测拉力,都与重力无关,故A、B、C可以完成,不符合题意;
D.用量筒测液体的体积,需要将液体装入量筒,失重状态下液体不能倒入量筒,故D不能完成,符合题意。
故选D。
【易混易错题】
13.(24-25八年级下·湖南永州·期末)现在智能手机都有这样一个功能:把手机竖着放在桌面转90度横放,手机显示画面就自动反向转动90度,保持画面正立,如图所示。这源于手机内部有一个重力感应器,手机用它来判定方向。在把手机在桌面上从竖放转为横放的过程中,下列分析正确的是( )
A.感应器会检测到重力的大小发生了变化
B.手机的重力方向没有改变,感应器会检测到手机的位置变化
C.感应器会检测到重力作用点发生了变化
D.手机的重心位置不变,重心高度也不变
【答案】B
【解析】A.重力的大小与物体的质量有关,手机的质量不变,其重力是不变的,故A错误;
B.重力的方向是竖直向下的,是不会发生变化的。当手机由竖放改为横放时,重力感应器应该是感应到手机位置的变化,使系统自动调节画面的显示。故B正确;
C.重力的作用点作用在物体的重心,物体质量、质量分布、形状没有发生变化,重心是不变的。故C错误;
D.手机由竖放改为横放时,重心的高度降低了。故D错误。
故选B。
14.(24-25八年级下·江苏无锡·月考)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中 ,以此判断重力与物质种类的关系。(已知
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 kg/m3,如果小明在装另一种液体时因为疏忽没有装满,则所测液体密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
①该“密度秤”的零刻度线应在 N刻度处。
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度范围是 g/cm3。
③通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是( )
A.B.
C.D.
④要减小该“密度秤”的分度值,可采取的方法有( )
A.增大桶的容积 B.减小桶的容积
C.减小桶的质量 D.增大桶的质量
【答案】(1)物体所受重力大小与质量成正比
(2)C
(3) /1500 偏小 1 0~2 B A
【解析】(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明物体所受重力大小与质量成正比。
(2)因物体所受重力大小与质量成正比,为一定值,故图线可能是图乙中C,以此判断重力与物质种类的关系。
(3)[1]装满水后,水的重力为
装满液体,液体的重力为
桶的容积
因桶的容积不变,则
[2]如果装另一种液体时没有装满,那么液体的实际体积,液体重力等于总重力减去桶重,可以求出没装满时的质量,但是液体体积却按桶容积算的,这就导致液体体积偏大,根据可知,所测液体密度会偏小。
[3]挂上小桶,弹簧测力计显示的刻度位置即为“密度秤”的零刻度,小桶的重力为1N,则密度秤零刻度处即为1N处。
[4]“密度秤””最大称量的密度则为弹簧测力计最大量程处,据此计算对应的密度值。密度最大时液体的重力为
密度最大时液体的质量
小桶的容积不变,则密度最大时液体的密度为
所以,该密度秤的量程为。
[5]液体密度为,液体重力为,弹簧测力计示数
F与是一次函数关系,且当时,,所以,图像是不过原点的倾斜直线,故图像B符合题意,故选B。
[6]由图知道,1N~5.0N之间有20个格,故该“密度秤”的分度值是,由以上[4]分析知道,该弹簧测力计称量范围一定,则对应着液体的最大重力一定,液体的最大质量一定,若增大桶的容积,可以减小该“密度秤”的分度值。结合公式,该密度秤的分度值是指弹簧测力计每变化 1 个小格对应的密度变化量。设弹簧测力计的分度值为ΔF(比如 0.2N),则对应的密度变化量,即密度秤的分度值为,当增大桶的容积V时,弹簧测力计的分度值ΔF是固定的(比如 0.2N),V越大,越小,即 “密度秤的分度值越小,故选A。
15.(24-25八年级下·江苏苏州·期中)老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小亮一组用同一小桶分别盛满不同的液体,用弹簧测力计(量程5N,分度值0.2N)测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 。用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度;该密度秤的分度值为 。以下不能增加密度秤量程的是 (填字母)。
A.增大桶的容积 B.减小桶的容积 C.减小桶重 D.换量程更大的测力计
【答案】 1.5 0.1 A
【解析】[1]由图得,筒中水的体积等于筒中液体的体积,筒中水的重力为
由得,筒中水的体积为
则液体的体积为
筒中液体的重力为
由得,液体密度为
[2]用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度,则1N位置应标记0g/cm3,3 N位置应标记1g/cm3,4 N位置应标记1.5g/cm3,则该密度秤一大格表示0.5 g/cm3,一大格分为5小格,一小格表示0.1 g/cm3,即分度值为0.1 g/cm3。
[3]A.当测力计的量程不变时,筒装满液体时的总重力的最大值不变,由得,筒的总质量不变,筒的质量不变,桶中装满液体时,所装的液体的质量不变,若增大桶的容积,由得,筒中液体的密度减小,故A不可行,符合题意;
BC.测力计的量程不变,则筒装满液体时的总重力的最大值不变,此时若筒的质量不变,则筒中装满的液体时,所装的液体质量不变,由得,可以减小液体的体积,即减小筒的容积能增加密度秤量程;若筒装满液体的体积不变,即筒的容积不变时,由得,增大桶中装满液体时所装的液体的质量,在测力计的测量值不变时,桶中装满液体时,筒的总重力不变,由得,筒的总质量不变时,则可以通过减小筒的质量,即减小筒的重力,来增加密度秤量程。故BC可行,不符合题意;
D.换量程更大的测力计,测力计的最大测量值变大,筒装满液体时的总重力的最大值变大,由得,筒装满液体时的总质量的最大值变大,筒的质量不变,桶中装满液体时,筒中所装的液体的质量变大,筒的容积不变,筒中液体的体积不变,由得,液体密度变大,故D可行,不符合题意。
故选A。
16.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析表格中的数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图所示的 图,由图表和图像可知该弹簧制成的弹簧测力计能准确测量的最大值是 N。
A.B.C.
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (偏大/偏小/相等)。
【答案】(1)伸长量
(2) B 3.0
(3) 100 1 4 0.2
(4)偏小
【解析】(1)从表中数据知:钩码的拉力每增加0.5N,弹簧的伸长量增加0.5cm,所以弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,前提是钩码的拉力不能大于3.0N(弹性限度)。
(2)[1]结合表中数据读图像可知,弹簧的原长为2.5cm,所以横坐标应从2.5cm处开始;当超过弹簧的弹性限度时,即使再增加钩码所受的重力,弹簧也不会再伸长,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]由图表和该图像可知,钩码的拉力不大于3.0N时,弹簧的伸长量与钩码的拉力成正比例关系,所以弹簧测力计能准确测量的最大值为3N。
(3)[1]如图乙所示,容器和水的总重力为2N,则装满水时,水的重力为
则水的质量为
所以水的体积为
即容器的容积为
[2]容器挂在秤钩上,示数为1N,容器的重力为1N,没有放入液体,即1N位置为密度秤的零刻度。
[3]容器中倒入100mL的待测液体,测力计示数为最大值5N时,液体的最大重力为
则液体的最大质量为
所以“密度秤”的最大测量值是
[4]弹簧测力计1~5N刻线之间共有20格,表示密度0~4g/cm3,则一格表示0.2g/cm3,则此“密度秤”的分度值是0.2g/cm3。
(4)容器中的液体没有装满,则重力偏小,弹簧测力计示数偏小,测量密度也会偏小。
【真题链接】
17.(2025·山东青岛·中考真题)2024年5月3日,长征五号遥八火箭成功将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道。6月25日,嫦娥六号返回器携带从月球背面采回的月壤样品准确着陆,为未来我国开展月球和行星物质探测奠定了坚实基础。
(1)火箭点火后,下方会产生大量的“白气”,“白气”的产生是由于发生了 (填物态变化名称)现象;
(2)火箭升空过程中与大气摩擦产生大量的热,火箭外壁的涂层材料会迅速发生物态变化,这些物态变化会 热,起到保护火箭的作用;
(3)物体在月球表面上的重力约为地球表面的六分之一,月壤样品的质量约为,这些月壤样品在月球上的重力约为 N(,结果保留一位小数);
(4)将这些月壤样品带回地球后,质量将 ,测得月壤样品体积约为,月壤样品的密度约为 (结果保留一位小数)。
【答案】(1)液化
(2)吸
(3)3.3
(4) 不变 1.5
【解析】(1)火箭点火后,下方会产生大量的“白气”,这是因为火箭发射时喷出的高温火焰使下方的水先汽化为水蒸气,水蒸气遇冷又液化为小水滴,形成“白气”,所以“白气”的产生是由于发生了液化现象。
(2)火箭升空过程中与大气摩擦产生大量的热,火箭外壁的涂层材料会迅速熔化(或升华),这些物态变化会吸热,从而降低火箭表面的温度,起到保护火箭的作用。
(3)已知物体在月球表面上的重力约为地球表面的六分之一,月壤样品的质量,根据重力公式,可先算出月壤样品在地球上的重力
那么在月球上的重力
(4)[1]质量是物体所含物质的多少,是物体的一种基本属性,不随物体的形状、状态、位置的改变而改变。所以将这些月壤样品带回地球后,质量将不变,仍为2kg=2000g。
[2]根据密度公式,可得月壤样品的密度
18.(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示的空心砖常用于非承重墙体。一块某型号空心砖的质量为2.4kg,材料密度为,空心部分体积为,g取10N/kg。求:
(1)这块空心砖所受重力的大小;
(2)这块空心砖因空心部分而减少的质量。
【答案】(1)24N;(2)1.5kg
【解析】(1)这块空心砖所受重力的大小为
(2)这块空心砖因空心部分而减少的质量
19.(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
【答案】A
【解析】A.为了减小测量误差,弹簧测力计使用前应在受力方向上调零,故A正确;
B.由图可知,图中弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故B错误;
C.由于力的作用是相互的,所以头发受到图中左侧手施加的拉力,还受到弹簧测力计的拉力,故C错误;
D.一根头发大约最大能吊起一个苹果,一个苹果的质量约150g,则一根头发能承受的最大拉力约为
故D错误。
故选A。
20.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,请画出挂在墙上的足球所受重力的示意图。
【答案】
【解析】重力的方向竖直向下,足球的重心在其几何中心,过重心竖直向下画一条带箭头的线段,标上重力的符号“G”,如图所示:
21.(2025·湖南益阳·中考真题)冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是( )
A.向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B.榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C.年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D.年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
【答案】C
【解析】A.向下砸榔头时,榔头受到重力和糯米的支持力,故A错误;
B.榔头打击年糕时,榔头对年糕有力的作用,人与年糕不接触,人对年糕没有力的作用,故B错误;
C.榔头的打击力使年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状,故C正确;
D.物体间力的作用是相互的,榔头对年糕有打击力,年糕对椰头也有作用力,故D错误。
故选C。
22.(25-26八年级上·福建泉州·月考)如图甲,通过观察重锤线来检查墙壁上的画是否挂正,利用了重力的方向总是 的;若画的质量为0.2kg,则其所受重力为 N。(g取10N/kg)
【答案】 竖直向下 2
【解析】[1]重力的方向总是竖直向下的,通过观察重锤线与画框右边是否平行来检查墙壁上的画是否挂正,利用了重力的方向总是竖直向下的。
[2]根据可得,该画的重力为
23.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)甲、乙两个物体的质量之比为3∶2,密度之比为3∶4,则这两个物体的体积之比为 ,若甲的质量是45kg,则乙的重力大小为 N。
【答案】 2∶1 300
【解析】[1][2]已知,
根据可知这两个物体的体积之比
若甲的质量是45kg,则乙的质量
乙的重力
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6.3 重力
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 3
【知识梳理】 3
知识点1:重力 3
知识点2:重力的方向 4
知识点3:重力的大小 6
知识点4:物体的重心 9
【方法技巧】 12
方法技巧1 重力方向判断“不变法” 12
方法技巧2 公式G=mg应用“三步骤” 12
方法技巧3 重心判断“几何中心法+实验法” 12
方法技巧4 重力示意图作图“四规范” 12
【巩固训练】 13
【基础题】 13
【提升题】 14
【易混易错题】 17
【真题链接】 20
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
知道重力的定义和产生原因,能识别生活中与重力相关的现象
物理观念:建立重力的基本认知,理解重力与地球吸引的关联
2
掌握重力的方向(竖直向下),了解铅垂线的原理和应用,能解释相关现象
科学应用:将重力方向知识与生活工具结合,培养实际应用能力
3
理解重力大小与质量的正比关系,掌握公式 的含义和应用,能进行相关计算(含 的取值说明)
科学思维:建立定量分析能力,理解物理公式的意义和适用场景
4
知道重心的定义,了解形状规则、质量分布均匀物体的重心特点,能确定简单物体的重心位置
物理观念:认识重力的作用点,理解重心与物体稳定性的关系
5
会画重力的示意图,能结合重心位置规范绘制不同场景下物体受到的重力
科学探究:通过图形表征重力的三要素,提升具象化表达能力
重点:
1.重力的定义、产生原因(地球吸引)和方向(竖直向下)
2.重力与质量的关系(正比)及公式 G=mg 的应用(计算、单位换算)
3.重心的判断(形状规则、质量均匀物体的几何中心)
4.重力示意图的规范绘制(作用点在重心,方向竖直向下)
难点:
1.区分“竖直向下”与“垂直向下”(竖直向下指向地心,垂直向下指向接触面垂线)
2.公式 G=mg 中各物理量的单位统一(质量 m 用kg,重力 G 用N)
3.理解重心的物理意义(等效作用点)及与物体稳定性的关系
4.复杂场景(如斜面上的物体)中重力方向的判断和示意图绘制
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:重力
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。地球对物体的吸引力使物体具有向地球中心的加速度,这就是重力。重力是物体在地球表面或附近时所受到的最基本的力之一。
瀑布从高处向低处落
扔出去的小球落回地面
苹果总是落向地面
衣服上的水总是落到地面上
(1)重力:地面附近物体因地球的吸引而受到的力。
(2)符号:G。
(3)施力物体:地球。
【典例1】(基础题)下列关于重力的说法中,正确的是( )
A. 重力是地球对物体的引力,两者完全相同
B. 太空中的宇航员不受重力作用
C. 地面附近的一切物体都受到重力的作用
D. 重力的方向是垂直向下的
【变式1】(易混题)下列现象中,不能说明重力存在的是( )
A. 熟透的苹果从树上落下 B. 水往低处流
C. 磁铁吸引铁钉 吧 D. 抛出去的篮球最终落回地面
【变式2】(应用题)如果没有重力,下列说法中不正确的是( )
A. 河水不会流动 B. 人跳起来后不会落回地面
C. 物体没有质量 D. 大气会从地球周围逃逸
【变式3】(拓展题)关于重力的产生,下列说法正确的是( )
A. 物体对地球的吸引产生重力 B. 地球对物体的吸引产生重力
C. 物体间的相互吸引产生重力 D. 物体的质量产生重力
知识点2:重力的方向
重力的方向总是竖直向下,指向地球的中心。无论物体处于什么位置,重力的方向都是竖直向下的。
1.探究重力的方向
图例
实验操作
物体由静止自由下落的方向
物体悬挂起来静止时悬线的方向
现象分析
重力的方向是竖直向下的
2.理解竖直向下
实验操作
现象分析
重力的方向:垂直水平面向下(竖直向下)
3.重力方向的应用
铅垂线
检查墙壁是否竖直
检查画是否挂正
水平器
检查桌面是否水平
检查窗台是否水平
特别提醒
地球上不同地方的人或物受到的重力的方向对于其所处的位置来说都是竖直向下的。因为地球是圆形,所以地球上不同位置上的“下”实际都指向地球的中心,因此我们所说的竖直向下的“下”指的是指向“地心”,背离地心的方向就应该叫做“向上”。
【典例2】(中档题)关于重力的方向,下列说法正确的是( )
A. 物体放在斜面上时,重力方向垂直于斜面
B. 物体放在水平桌面上时,重力方向竖直向下
C. 物体自由下落时,重力方向竖直向上
D. 重力方向会随物体的位置变化而变化
【变式1】(基础题)铅垂线是利用重力的______性质制成的,它的用途是______。
【变式2】(应用题)用铅垂线检查课桌是否水平时,若铅垂线与桌面边缘垂直,则桌面( )
A. 一定水平
B. 一定不水平
C. 可能水平
D. 无法判断
【变式3】如图所示,将铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处。若不计空气的阻力,铅球在飞行过程中,受 力作用,该力的施力物体是 ,该力的方向是 。
知识点3:重力的大小
物体所受重力的大小,简称物重,可以直接用弹簧测力计测量。
1.探究重力大小和质量的关系
实验目的:物体所受的重力跟物体质量的关系。
实验器材:弹簧测力计、钩码。
实验过程:
实验
步骤
分别用弹簧测力计测量50 g、100 g、150 g、200 g……钩码所受的重力,并填在相应表格内
数据
记录
质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
…
重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
3
…
分析
论证
以质量为横坐标,重力为纵坐标,描点并连接这些点
用作图的方法得出了重力跟质量的关系,这种用图像法解决物理问题的方法比较直观简单。
总结
物体所受的重力跟它的质量成正比,即
特别提醒
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。其比值约为10 N/kg,即G=mg,g=10 N/kg。精确实验测量出g=9.8 N/kg。
(2)g=10 N/kg 的意义:质量为1 kg 的物体受到的重力为10 N。
2.重力的计算
重力计算公式G=mg。
(1)各个字母代表的物理量和单位:
字母
G
m
g
物理量
重力
质量
重力跟质量的比值
单位
N
kg
N/kg
(2)利用公式计算时式中所有物理量单位应统一。
(3)g=9.8 N/kg,在粗略计算时,可取g=10 N/kg。
特别提醒
重力跟质量的区别与联系(比较法)
项目
质量
重力
区
别
符号
m
G
概念
物体中含有物质的多少,是物体的一种属性
由于地球吸引而使物体受到的力
方向
无方向
竖直向下
大小
同一物体在任何地方质量不变m=ρV
同一物体在地球上不同高度或不同地点,所受重力不同G=mg
单位
kg
N
测量工具
天平
弹簧测力计
联系
重力跟质量成正比,即G=mg
【典例4】小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的重力,据图可得甲星球表面上的物体的重力G与其质量m的关系式是 ;若将乙星球上重40N的物体带到甲星球上,则该物体质量为 kg。
【变式1】在学习完“力”这一章的知识后,同学们通过交流,归纳出以下未能统一见解的观点。
观点
甲方
乙方
①
从地球上移到月球上,物体的重力不变
从地球上移到月球上,物体的重力改变
②
从地球上移到月球上,物体的质量不变
从地球上移到月球上,物体的质量改变
③
在太空中可以使用天平
在太空中不可以使用天平
④
物体相互接触,一定有力的作用
物体不相互接触,一定没有力的作用
⑤
力不能脱离物体而单独存在
力可以脱离物体而单独存在
⑥
力的产生总是涉及两个物体
一个物体也可以产生力的作用
⑦
弹力和弹性形变可以独立存在
弹力和弹性形变必定同时存在
(1)甲方正确的观点有 (填序号);
(2)甲、乙两方均不正确的观点是 (填序号),可改正为 。
【变式2】如图所示,小明用自制的铅锤线来检查宣传画是否挂正,这是利用了重力的方向总是 的特点,如果将重锤拿到月球上,它的质量 ,它所受重力 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【变式3】如图是航天员专用压缩饼干,其质量为120g,则它在地球上受到的重力G为 N,重力的方向是 。研究表明:物体在月球上的重力大约是在地球上重力的六分之一,若航天员把它带到月球上,它的重力是 N,质量是 g。
知识点4:物体的重心
1.重心:重力的作用点
意义:地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为是集中在某一个点上,这个点叫物体的重心。
2.重心的位置
(1)规则物体的重心位置
规则物体的重心
总结
质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心。
(2)不规则物体的重心位置
寻找不规则物体的重心
用一个支点支承物体,不断变化位置,越稳定的位置,越接近重心
先用细绳系住木板的一点悬挂起来,沿着细绳的方向在木板上画出一条线;再用细绳系住木板的另一个点悬挂起来。按刚才的方法在木板上画出另一条线,两条线的交点就是这个木板的重心
(3)空心物体的重心位置
重心不一定在物体上重心不一定在物体上。
3.稳度
(1)提高物体稳定程度的方法:增大支承面积。
起重汽车放下支腿增大支承面积
台灯有个大底座
下大上小的茶壶
增大支承面积可以提高稳度。
(2)提高物体稳定程度的方法:降低重心。
降低重心可以提高稳度。
特别提醒
等效法
地球吸引物体的每一部分,但物体受到的重力可以认为是集中在某一个点上,这个点叫物体的重心,这样可以使问题变得简单,这是“等效法”。
指点“谜”津
不倒翁不倒之谜
不倒翁的重心很低。将不倒翁扳倒后,重力的作用就会使它回到原来的位置,所以扳不倒。
比萨斜塔不倒之谜
从重心引出的铅垂线,如果通过支点或在物体底部的支承面内,物体就不会倒下。如图
中左边两个物体不会倾倒。比萨斜塔不倒的原因是从重心引出的铅垂线在塔基的支承面内。
【典例4】(基础题)关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A. 物体的重心一定在物体上
B. 形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其几何中心
C. 物体的重心位置与质量分布无关
D. 物体的重心越高,稳定性越好
【变式1】(易混题)下列物体的重心在几何中心的是( )
A. 一端粗一端细的木棒
B. 质量分布均匀的正方体
C. 内部空心的球体
D. 质量分布不均匀的圆盘
【变式2】(应用题)不倒翁被扳倒后会自动立起来,这是因为( )
A. 不倒翁的重心很高
B. 不倒翁的重心很低,且铅垂线落在支承面内
C. 不倒翁的质量很大
D. 不倒翁受到的重力很小
【变式3】
【方法技巧】
方法技巧1 重力方向判断“不变法”
无论物体处于静止、运动、斜面、水平面等任何状态,重力方向始终“竖直向下”,可通过铅垂线方向辅助判断(铅垂线指向即为重力方向)。
方法技巧2 公式G=mg应用“三步骤”
1.统一单位:将质量m的单位换算为kg(如50g=0.05kg);
2.确定g值:根据题目要求选择g=9.8N/kg或g=10N/kg;
3.代入计算:G=mg,计算结果带单位N,复杂场景(如月球)需结合g的比例关系。
方法技巧3 重心判断“几何中心法+实验法”
1.形状规则、质量均匀物体:直接取几何中心(如正方体中心、球体球心);
2.形状不规则或质量不均匀物体:用悬挂法(两次悬挂,铅垂线交点为重心)。
方法技巧4 重力示意图作图“四规范”
1.定点:重心位置不偏离(形状规则物体画几何中心);
2.定向:竖直向下不改变(与接触面无关);
3.画线:线段长度反映大小(同一幅图中,重力越大线越长)。
4.标注:符号、大小、单位齐全(如G=25N)。
【巩固训练】
【基础题】
1.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图所示,这是某同学在劳动基地摘下的一个苹果,请画出苹果所受重力的示意图。(重心已标出)
2.(24-25八年级下·广东河源·期中)小明的质量是55kg,他的重力是多少?
3.(24-25八年级下·山东菏泽·期中)下列物体重力最小的是( )
A.乒乓球 B.羽毛球 C.篮球 D.铅球
4.(24-25八年级下·吉林·随堂练习)重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,但是对于整个物体,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 。质量分布均匀、形状规则的物体的重心,就在它的 上。
(2)对重心的几点认识
①有时为了研究问题方便,在画力的示意图时,常把力的作用点画在受力物体的重心上。
②重心的高度影响物体的稳定程度,重心越高,物体的稳定程度越低。
5.(24-25八年级下·湖南衡阳·月考)过年贴年画是我国的传统习俗。为了把年画贴正,小明自制了一个重垂线,这里主要利用的知识是( )
A.重力的方向竖直向下
B.重力的方向垂直向下
C.重垂线的重心比较低
D.重锤的重力比较大
6.(24-25八年级下·广东惠州·月考)“海宝”是2010年世博会的吉祥物,“海宝”的质量为3000kg,体积为2m3假设“海宝”是实心的且质地均匀。求:
(1)“海宝”的重力;(g=10N/kg)
(2)如果“海宝”此刻在月球上,已知月球上的“重力”是地球的六分之一,求月球上“海宝”的“重力”。
【提升题】
7.(24-25八年级下·全国·课后作业)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)
实验次序
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
3.92
4.90
(1)如图乙所示,利用液晶屏拉力器测量这袋米所受的重力,使液晶屏拉力器内弹簧伸长的力是________。
A.米的重力 B.米和测力计的总重力 C.弹簧对米袋的拉力 D.米袋对弹簧的拉力
(2)分析上表中数据可得: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)分析表中数据可知:若米的质量为0.7kg,它受到的重力是 N。
(4)2025年4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船顺利发射,国人备受鼓舞,小明希望有一天能在空间站做实验。他在空间站用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
8.(24-25八年级下·全国·课后作业)若体重为50kg的小明在地球上最多能举起重力为600N的杠铃,如果他随飞船到达月球,则小明在月球上最多可举起重力为 N的杠铃,杠铃的质量为 kg。(取)
9.(24-25八年级下·全国·课后作业)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。我国的嫦娥五号成功将1731g月球样品带回地球,这些月球样品在月球上的质量是 kg,在地球上受到的重力是 N,在月球表面受到月球对它的引力大约是 N。(取10N/kg)
10.(25-26八年级上·山东济南·月考)同一石头在不同行星上所受的重力大小,如图所示,以下说法正确的是( )
A.在木星上,这块石头的质量最大
B.在水星上,这块石头所受的重力最小
C.在不同星球上,石头所受重力与质量的比值相同
D.在不同星球上,石头所受的重力相同
11.(25-26八年级上·福建泉州·月考)小林同学在探究“重力大小与质量的关系”实验中,选择了不同的物体进行实验。
实验次数
被测物体
质量m/kg
重力G/N
1
物体1
0.1
1
2
物体2
0.2
2
3
物体3
0.3
4
物体4
0.5
4.9
(1)实验需要的测量工具是弹簧测力计和 。
(2)测量前弹簧测力计应在 方向上调零,使指针对准零刻度线。
(3)测量“物体3”的重力时,弹簧测力计指针如图所示,示数为 N。此时,使弹簧测力计中弹簧伸长的力是 (选填“物体的重力”或“物体对弹簧的拉力”)。
(4)小林多次实验,记录的相关数据如表格,分析数据可知:物体所受重力大小与它的质量成 。
(5)本实验更换不同物体进行多次实验的目的是 。
12.(24-25九年级下·全国·周测)中国空间站在太空中飞行时,处于失重状态。航天员想在飞船中进行下列实验,其中不能完成的是( )
A.用秒表测时间 B.用卷尺测距离
C.用测力计测拉力 D.用量筒测液体的体积
【易混易错题】
13.(24-25八年级下·湖南永州·期末)现在智能手机都有这样一个功能:把手机竖着放在桌面转90度横放,手机显示画面就自动反向转动90度,保持画面正立,如图所示。这源于手机内部有一个重力感应器,手机用它来判定方向。在把手机在桌面上从竖放转为横放的过程中,下列分析正确的是( )
A.感应器会检测到重力的大小发生了变化
B.手机的重力方向没有改变,感应器会检测到手机的位置变化
C.感应器会检测到重力作用点发生了变化
D.手机的重心位置不变,重心高度也不变
14.(24-25八年级下·江苏无锡·月考)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)分析图像是一条经过原点的直线,说明 ;
(2)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中 ,以此判断重力与物质种类的关系。(已知
(3)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 kg/m3,如果小明在装另一种液体时因为疏忽没有装满,则所测液体密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
①该“密度秤”的零刻度线应在 N刻度处。
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度范围是 g/cm3。
③通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是( )
A.B.
C.D.
④要减小该“密度秤”的分度值,可采取的方法有( )
A.增大桶的容积 B.减小桶的容积
C.减小桶的质量 D.增大桶的质量
15.(24-25八年级下·江苏苏州·期中)老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小亮一组用同一小桶分别盛满不同的液体,用弹簧测力计(量程5N,分度值0.2N)测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 。用这样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应其它液体的密度;该密度秤的分度值为 。以下不能增加密度秤量程的是 (填字母)。
A.增大桶的容积 B.减小桶的容积 C.减小桶重 D.换量程更大的测力计
16.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)在探究“弹簧长度与外力的变化关系”时,有一根弹簧以及几个相同质量的钩码,先用弹簧来做实验。并记录了相应的数据,如表。
钩码总重/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
指针位置/cm
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
5.8
5.8
弹簧的伸长量/cm
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.3
3.3
(1)分析表格中的数据,可以得出的结论是:在弹簧的弹性范围内,弹簧的 跟所受拉力成正比;
(2)根据实验数据作出“弹簧长度与外力的变化关系”图像是如图所示的 图,由图表和图像可知该弹簧制成的弹簧测力计能准确测量的最大值是 N。
A.B.C.
(3)在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图乙所示,则此容器的容积为 mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度 N处。此“密度秤”的最大测量值是 g/cm3,此“密度秤”的分度值是 g/cm3。
(4)改装完成后,小明利用此密度秤测量某液体密度时,发现小桶中的液体没有装满,则该密度秤所测得的液体密度与真实值相比 (偏大/偏小/相等)。
【真题链接】
17.(2025·山东青岛·中考真题)2024年5月3日,长征五号遥八火箭成功将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道。6月25日,嫦娥六号返回器携带从月球背面采回的月壤样品准确着陆,为未来我国开展月球和行星物质探测奠定了坚实基础。
(1)火箭点火后,下方会产生大量的“白气”,“白气”的产生是由于发生了 (填物态变化名称)现象;
(2)火箭升空过程中与大气摩擦产生大量的热,火箭外壁的涂层材料会迅速发生物态变化,这些物态变化会 热,起到保护火箭的作用;
(3)物体在月球表面上的重力约为地球表面的六分之一,月壤样品的质量约为,这些月壤样品在月球上的重力约为 N(,结果保留一位小数);
(4)将这些月壤样品带回地球后,质量将 ,测得月壤样品体积约为,月壤样品的密度约为 (结果保留一位小数)。
18.(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示的空心砖常用于非承重墙体。一块某型号空心砖的质量为2.4kg,材料密度为,空心部分体积为,g取10N/kg。求:
(1)这块空心砖所受重力的大小;
(2)这块空心砖因空心部分而减少的质量。
19.(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
20.(2025·山东东营·中考真题)如图所示,请画出挂在墙上的足球所受重力的示意图。
21.(2025·湖南益阳·中考真题)冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是( )
A.向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B.榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C.年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D.年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
22.(25-26八年级上·福建泉州·月考)如图甲,通过观察重锤线来检查墙壁上的画是否挂正,利用了重力的方向总是 的;若画的质量为0.2kg,则其所受重力为 N。(g取10N/kg)
23.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)甲、乙两个物体的质量之比为3∶2,密度之比为3∶4,则这两个物体的体积之比为 ,若甲的质量是45kg,则乙的重力大小为 N。
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