第3节 重力（讲义）物理新教材人教版八年级下册

第3节 重力 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 重力的概念 知识点2. 重力的大小 知识点3. 重力的方向 知识点4. 重心 B、综合练习 重力的概念 1. 重力 由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力，通常用字母G表示，重力的单位为N。重力的施力物体是地球，受力物体是地球附近的物体。 2. 重力的特点 ①普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。 ②不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力并不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力。 ③非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力。 3. 重力的由来 （1）牛顿的观点：宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。 （2）重力与万有引力的大小关系：重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的吸引力，除在两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处物体的重力都略小于万有引力（选填“等于”或“小于”）。 【例题】如图所示，中国的空间站围绕地球旋转，是由于它受到 力。重力是由于宇宙间任何两物体间都存在 力而产生的。 【答案】 重 万有引 【详解】地球周围的一切物体，都受到重力，这个力是中国空间站围绕地球旋转的原因。 宇宙任何两个物体之间，大到天体、小到尘埃，都存在相互吸引的力，即万有引力，重力是由于万有引力而产生的。 【练习1】如图所示，北京时间2024年4月26日05时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。航天员要在完全失重的太空舱内进行体育锻炼，下列哪项活动可以达到锻炼身体的目的（ ） A．俯卧撑 B．举哑铃 C．用弹簧拉力器健身 D．引体向上 【答案】C 【详解】ABD．做俯卧撑、做引体向上、举哑铃都需要克服重力作用，太空中物体处于失重状态，做俯卧撑、做引体向上、举哑铃不能起到锻炼作用，故ABD不符合题意。 C．弹簧在力的作用下发生形变，在太空中可以用弹簧拉力器健身，故C符合题意。故选C。 【练习2】小明是一名初中生，最近因为“早恋”问题被班主任吴老师约谈。吴老师耐心的规劝：“小明啊，你现在就像被一股无形的力量吸引着，想要靠近那个同学。然而这种吸引力却是广泛存在的，甚至你和桌子、椅子甚至饮水机都会存在着相互吸引的力。所以我们才常说初中阶段的爱情是盲目的，是不够平衡的。你应该把精力更多的放在学习上，等自己足够成熟，内心足够稳重时，再去看清真正的爱情。”吴老师提到了广泛存在的相互吸引的力，以下几种说法不正确的是（　　） A．这种宇宙中任意两个有质量的物体，相互吸引的力叫“万有引力” B．重力就是万有引力 C．地球上的重力方向总是竖直向下的 D．重力的大小受地理位置的影响，不同纬度和海拔，会有所不同 【答案】B 【详解】A．万有引力是宇宙中任意两个有质量的物体之间的相互吸引力，故A正确，不符合题意； B．重力是由于地球的吸引而产生的力，说明重力来源于万有引力，但不是万有引力，故B错误，符合题意； C．无论在地球上的哪个位置，重力方向始终竖直向下，故C正确，不符合题意； D．重力大小受纬度和海拔影响，纬度越高重力越大，海拔越高重力越小，故D正确，不符合题意。 故选B。 2 重力的大小 1. 实验探究：重力大小跟质量的关系 【实验过程】 （1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码所受的重力，记录在表格中。 测量钩码所受的重力 探究重力大小跟质量的关系 （2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，记录在表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 钩码的质量m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 钩码的重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 重力跟质量的比值 N/kg 【分析论证】 （1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出G-m图象。 （2）分析归纳： ①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。 ②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。 （3）实验结论：物体所受的重力跟它的质量成正比。 2. 重力的计算 （1）计算公式：G=mg。 重力的单位是牛（N）；质量的单位是千克（kg）；所以g的单位是牛/千克（N/kg）。 （2）理解g的意义：通过精确实验得出，在地球上，g的大小约9.8N/kg，表示质量1kg的物体受到的重力大小为9.8N。g=9.8N/kg是通常的取值，在地球上的不同位置，其值略有不同，但一般不考虑其变化，精确度要求不高时，也可取g=10 N/kg。在其他星球上，物体也会受到重力作用，g值与在地球上不同，比如在月球上，g月=g地球/6。 【例题】 如图所示，是航天员太空高钙饼干，其质量是420g，则它在地球上受到的重力为 N（g取10N/kg），重力的施力物体是 ；研究表明，物体在月球上的“重力”大约是地球上重力的六分之一，若航天员把这款饼干带到月球上，它的“重力”为 N。这款饼干的质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 4.2 地球 0.7 不变 【详解】饼干在地球上受到的重力为G=mg=0.42kg×10N/kg=4.2N 地球上饼干受到的重力的施力物体是地球。 在月球上的重力为 质量不随位置改变，所以饼干从地球带到月球，质量不变。 【练习1】 小明驾驶一辆载有石块的卡车，行驶中看到公路桥旁有一块如图所示的标志牌。卡车空载时重为，石块的密度为，体积为。求： （1）卡车空载时的质量是多少kg？ （2）石块的质量是多少kg？ （3）通过计算说明，这辆卡车能否允许通过此桥？ 【答案】（1）2000kg；（2）7500kg；（3）见解析。 【详解】（1）卡车空载时的质量 （2）石块的质量 （3）卡车和石块的总质量 然后，根据标志牌可知，该桥允许通过的车辆最大质量为 因为，所以这辆卡车能允许通过此桥。 【练习2】 在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，探究小组利用电子天平和弹簧测力计测量不同物体的质量和重力，记录实验数据如下表： 被测物体 鸡蛋 笔袋 杯子 苹果 铁块 白菜 质量m/kg 0.06 0.12 0.22 0.24 0.31 1.8 重力G/N 0.6 1.2 2.3 2.4 （1）测量铁块的重力时，弹簧测力计示数如图甲所示，铁块的重力是 ； （2）实验时发现白菜的重力无法测量，原因是 ，白菜受到的重力G= N。 （3）请在图乙中用描点法画出G-m关系图像； 【答案】（1）3N；（2）弹簧测力计的量程小于白菜的重力；18N；（3）见下图。 【详解】（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为3N，故铁块的重力是3N。 （2）弹簧测力计的量程小于白菜的重力，因此无法测量。 由前几组数据可知重力与质量的比值约为10N/kg，白菜质量为1.8kg，故重力 （3）根据表格数据，在G-m坐标系中描出、、、各点，用直线连接，如图所示： 3 重力的方向 1. 探究重力的方向 实验步骤： ①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，浸没在烧杯的水中。用三角尺的直角边比较细线的方向和水面的关系。 ②将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向，用三角尺比较细线的方向和水面的关系。 ③继续改变铁架台倾斜的角度，观察细线的方向是否变化。 实验现象：无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是垂直的。 实验结论：重力的方向是竖直向下（即垂直于当地的水平面向下）。 2. 对重力方向的理解 （1）重力的方向“竖直向下”是指与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。 如图所示，放在斜面上的物体受到的重力方向正确的是甲；错误的是乙。 重力的方向指向地心 图甲 图乙 （2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态无关。 3. 重力方向的应用——铅垂线 （1）检查是否竖直：例如，如图甲所示，建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，这是因为悬线的方向与重力方向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，或检查装饰画是否竖直，这种悬挂重物的细线叫做铅垂线。 甲 乙 丙 （2）检查是否水平 方法一：用如图乙所示自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成），检查时将水平仪放在物体表面上，若铅垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若铅垂线偏向刻线的右侧，则表明物体表面左高右低。（选填“高”或“低”） 方法二：如图丙所示，将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上，看铅垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行，若平行，则物体表面水平；若不平行，则物体表面不水平（选填“水平”或“不水平”）。 【例题】课堂上老师实验探究了“重力的方向”，请小明上台和他配合完成： （1）如图甲是探究重力方向的实验装置，将小球用细线悬挂在支架上，并让其自由下垂，此时通过悬线的方向来确定 的方向。若要进一步证明重力的方向，接下来的操作是 ； （2）如图乙，为进一步研究重力的方向，小明缓慢改变支架与桌面的夹角，观察到悬线的方向 （选填“改变”或“不变”），如图丙，为判断悬线的方向，需要创设一个水平面，小明在烧杯内倒入适量的水，将小球浸入水中，待水面静止，缓慢改变支架与桌面的夹角，用量角器可测出悬线与水面的夹角始终为 度，由此可判定悬线的方向； （3）请在图乙中作出小球受到的重力示意图。 【答案】（1）重力；改变支架与桌面夹角，剪断悬线，观察小球下落方向；（2）不变； 90；（3）见下图。 【详解】（1）小球自由下垂时，悬线的方向与重力方向一致，因此通过悬线方向可确定重力的方向。 为进一步证明重力方向，可改变支架与桌面夹角，剪断悬线（小球只受到重力），观察小球下落的方向（小球会竖直下落，从而验证重力方向竖直向下）。 （2）重力方向始终是竖直向下的，与支架的夹角无关。因此，缓慢改变支架与桌面的夹角时，悬线的方向不变。 水面静止时是水平面，重力方向竖直向下（与水平面垂直），因此悬线与水面的夹角始终为90度。 （3）重力的作用点在小球的球心，方向竖直向下。如图所示： 【练习1】 过春节贴年画是我国的传统习俗。小旋同学在贴年画时，利用铅垂线来检查年画是否贴正。当铅垂线静止时，年画及铅垂线如图所示，为了把年画贴正，小旋应进行下列哪项操作（　　） A．更换质量较小的重锤 B．左右或上下平移年画的位置 C．调整铅垂线，使铅垂线与年画的长边平行 D．调整年画，使年画的长边与铅垂线平行或重合 【答案】D 【详解】A．铅垂线工作原理是重力方向竖直向下，与重锤质量无关，更换质量较小的重锤不能解决问题，故A不符合题意； B．左右或上下平移年画位置，无法使年画的边与铅垂线平行，不能让年画贴正，故B不符合题意； C．不应调整铅垂线去适应年画，而应调整年画，故C不符合题意； D．重力方向竖直向下，调整年画使年画的长边与铅垂线平行或重合，可让年画贴正，故D符合题意。故选D。 【练习2】 如图甲所示是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬质物体时会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，请在图乙画出手机受到的重力示意图。 【答案】见下图。 【详解】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，其方向总是竖直向下的，作用点在物体的重心上。则重力的作用点为O点，从O点竖直向下画一条带箭头的线段，并用符号G表示重力。如图所示： 4 重心 1.重心 地球吸引物体的每个部分，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，这个点叫做物体的重心。 2. 对重心的理解 （1）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。 （2）质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在它的几何中心上。 （3）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还与物体的质量分布有关。 （4）物体的重心不一定在物体上。比如均匀铁环的重心不在环上，而在圆心处，如图所示。 （5）重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关。 （6）有时为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在重心上。 铁环的重心在圆心处 力的作用点画在重心 3. 寻找不规则物体重心的方法 （1）支撑法确定重心：如图甲所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一条竖直线上，在支点的上方。 （2） 悬挂法确定重心：如图乙所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线l1上。然后在B点把薄板悬挂起来（图丙），同理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上，l1和l2的交点就是薄板重心的位置。 甲 乙 丙 【例题】智能手机内部有重力感应器，可以实现自动旋转屏幕画面的功能。当手机旋转90度时，手机画面也自动转动90度，保持画面正立，如图所示。这是因为手机旋转时，内部的重力感应器会检测手机的（　　） A．重力大小发生了变化 B．重心的高度发生了变化 C．重力作用点发生了变化 D．重力大小和方向同时发生了变化 【答案】B 【详解】手机质量不变，由公式G=mg可知，手机的重力不变。 重力作用在物体的重心上，对于同一物体，自身的重心位置不会改变，即重力作用点不变；但是手机旋转时，重心的高度会发生变化，且重力的方向（始终竖直向下）和大小都没有发生变化，故B正确，ACD错误。 故选B。 【练习1】如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是（    ） A．按倒不倒翁，其重心高度降低 B．不倒翁不容易倾倒，是因为它的重心较低 C．不倒翁不容易倾倒，是因为材料特殊 D．不倒翁左右摇晃时，重力的方向发生改变 【答案】B 【详解】A．不倒翁在竖立状态处于平衡时，重心最低。当把站立的不倒翁按倒在桌面上，其重心高度是升高的，而不是降低，故A错误； B．不倒翁通常上轻下重，底部较重，使得重心位置非常低。重心越低，物体越稳定，越不容易倾倒，故B正确； C．不倒翁不容易倾倒主要是因为其重心低以及特殊的形状设计等，而不是因为材料特殊。虽然材料的选择对不倒翁的质量分布有影响，但不是其不易倾倒的主要原因，故C错误； D．重力的方向总是竖直向下，与不倒翁的运动状态无关，不倒翁左右摇晃时，重力的方向不会发生改变，故D错误。 故选B。 【练习2】图中是形状不同的四块薄硬纸片：重心在物体上的是 ，重心不在物体上的是 。（两空均选填a、b、c、d） 【答案】 a、b、c d 【详解】a、b、c、d四个物体，都符合形状规则、质量分布均匀，所以它们的重心都在它的几何中心上。a、b、c三个物体的几何中心，都在物体上，所以它们的重心在物体上；d的几何中心是圆心，不在物体上，所以d的重心不在物体上。 1．如图所示，是榕江民中校队在打篮球的场景，下列说法中不正确的是（　　） A．当起跳投篮时，小东所受重力不变 B．当起跳投篮时，小东所受重力方向不变 C．小东所受重力施力物体是地球 D．小东常采用“下蹲”的姿势是为了增高重心 【答案】D 【详解】A．根据G=mg，当起跳投篮时，小东的质量和重力加速度都不变，因此重力大小不变，故A正确，不符合题意； B．重力的方向始终是竖直向下的，与运动状态无关，故B正确，不符合题意； C．重力是由于地球的吸引而产生的，施力物体是地球，，故C正确，不符合题意； D．下蹲的姿势是为了降低重心，从而增加身体的稳定性，而不是增高重心，故D错误，符合题意。 故选D。 2．春节贴春联是我国传统习俗。利用重垂线可以检查春联是否贴正，如图所示。下列分析中正确的是（   ） A．从不同角度都能看到春联是光发生了折射 B．将卷在一起的春联摊平，春联的质量减小 C．重垂线与春联长边平行，说明春联贴正了 D．换用体积更大的重锤，可以把春联贴得更正 【答案】C 【详解】A．从不同角度都能看到春联是光发生了漫反射，反射光线朝向各个方向，故A错误； B．质量是物体的一种属性，与形状、物态、位置无关，所以将卷在一起的春联摊平，春联的质量不变，故B错误； C．重垂线利用的是重力的方向竖直向下，重垂线与春联长边平行，说明春联贴正了，故C正确； D．重垂线利用的是重力的方向竖直向下，与重锤的体积大小没有关系，所以并非换用体积更大的重锤就可以把春联贴得更正，故D错误。 故选C。 3．下列实例中，不能说明物体受重力的是（   ） A．黄河水向东流 B．瀑布向下流 C．无边落木萧萧下 D．火箭升空 【答案】D 【详解】A．黄河水向东流，是因为中国地势西高东低，黄河水在重力作用下向东流，故A不符合题意； B．瀑布向下流，是因为水流受重力作用而向下运动，故B不符合题意； C．无边落木萧萧下，是因为落木受重力作用而向下运动，故C不符合题意； D．火箭升空，是由于火箭向下喷出火焰，由于物体间力的作用是相互的，火焰给火箭一个向上的力，使火箭升空，不能说明物体受重力，故D符合题意。 故选D。 4．2025年春晚的舞台上，如图所示机器人秧歌表演《秧BOT》展现了科技与文化的完美融合，表演的机器人大约与一名中学生的质量相等，则该机器人所受的重力约为（　　） A．5N B．50N C．500N D．5000N 【答案】C 【详解】一名中学生的质量约为50kg，表演的机器人大约与一名中学生的质量相等，则表演机器人的质量约为m=50kg；该机器人所受的重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N 故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 5．智能手机屏幕的旋转功能是基于手机内置的重力感应实现的，如图所示当手机从竖放转为横放时，下列分析正确的是（　　） A．手机所受重力的大小改变 B．重力感应器所受重力的方向不变 C．手机所受重力的方向改变 D．图中手机竖放时比横放时重心高 【答案】B 【详解】A．由G=mg可知，当手机从竖放转为横放时，手机所受重力的大小不变，故A错误； BC．重力的方向竖直向下，重力感应器所受重力的方向不变，故B正确，C错误； D．物体重心的位置和物体的形状、材料以及是否均匀有关，均匀、规则物体的重心在它的几何中心上，如图手机竖放时比横放时重心低，故D错误。 故选B。 6．周末，小明跟着爸爸给新家装修，同时完成物理老师布置的“重力现象观察与分析”作业。他在忙碌中记录了四个和重力相关的场景，并做了初步分析。结合沪科版教材中重力的相关知识，下列分析正确的是（　　） A．小明用弹簧测力计悬挂质量为2kg的钩码（g取10N/kg），他觉得静止时测力计示数是20N；还猜想把钩码带到月球表面，测力计示数会变成0N B．爸爸用重垂线检查墙体是否竖直，小明看到墙体略倾斜时，觉得重垂线的细线会和墙体表面平行，这是因为重力方向是“垂直向下”的 C．休息时小明把一块质量分布均匀的长方体橡皮沿长轴切成两块形状规则的小长方体，他判断每块小橡皮的重心依然在各自的几何中心处 D．晚上父子俩看天宫空间站的直播，小明说航天员处于失重状态，是因为他们离地球太远，已经不受重力作用了 【答案】C 【详解】A．根据G=mg，则钩码在地球上重力G=mg=2kg×10N/kg=20N 弹簧测力计示数等于钩码重力为20N；月球上有引力，把钩码带到月球表面，它仍受重力，约是地球表面重力的，测力计示数不为0N，故A错误； B．重力方向是竖直向下，不是垂直向下，用重垂线检查墙体是否竖直，墙体略倾斜时，重垂线的细线不会和墙体表面平行，故B错误； C．质量分布均匀、形状规则的物体重心在其几何中心，把一块质量分布均匀的长方体橡皮沿长轴切成两块形状规则的小长方体，每块小橡皮质量分布仍均匀、形状规则，重心依然在各自的几何中心处，故C正确； D．航天员处于失重状态，是因为他们随空间站做圆周运动，重力提供了向心力，不是不受重力作用，故D错误。 故选C。 7．图甲是我国高超音速导弹“东风-17”从发射到击中目标的轨迹示意图，其具有突防能力强、难以拦截的特点。图乙中能正确表示导弹到达最高点时所受重力方向的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】A 【详解】地面附近的物体都受到重力的作用，重力的方向总是竖直向下的，导弹在最高点时所受重力的方向依然是竖直向下的，图乙中符合要求的是①，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 8．如图，一空烧杯静止放置在水平桌面上，向空烧杯内缓慢加水直至加满的过程中，则（　　） A．烧杯的重心在烧杯上 B．杯与水的共同重心将一直上升 C．杯与水的共同重心将先上升后降低 D．杯与水的共同重心将先降低后上升 【答案】D 【详解】空烧杯的重心在杯子中心偏低，对空烧杯缓慢加水的过程中，开始时，只有下部有水，重心位置先不断下降，当水加满后，重心又基本回到原来位置，故重心的位置先下降后上升，故ABC错误，D正确。故选D。 9．如图甲所示，支杆OB固定在木板BC上，小球A通过细绳悬挂在杆端O 处，利用此装置可以研究重力的方向。现从图示位置缓慢增大木板与水平面的倾角，此过程中细绳OA的方向 （选填“改变”或“不改变”）；在建造房屋时，建筑工人常常利用如图乙所示的铅垂线检测墙体是否竖直，图中所示的墙体向 （选填“东”或“西”）倾斜。图丙所示为一种用透明吸管自制的气泡水平仪，当仪器中气泡居中时表示桌面水平，若气泡在左端，则表示所放木板的左端偏 （选填“高”或“低”）。 【答案】 不改变 西 高 【解析】小球A受到重力作用，重力方向始终是竖直向下的。所以因此，无论木板如何倾斜，只要小球静止，细绳 OA始终保持竖直方向。 重垂线是利用重力方向竖直向下的原理制成的。当墙体竖直时，重垂线应与墙面平行。图乙中，铅垂线（虚线）偏向墙的西侧，说明墙体没有与重垂线对齐。重垂线是竖直的，而墙体向右偏（即向西侧偏离），说明墙体向西倾斜。 气泡水平仪的工作原理是：液体在重力作用下会流向低处，气泡则被挤向高处。当木板水平时，管内液体均匀分布，气泡居中。若木板左端较高，则液体由于重力会流向右侧（低处），气泡被推向左侧（高处）。 10．作图题。 （1）如图所示，把汤匙放在手指上，使其在手指上平衡，已知汤匙的重力为0.3N，请画出汤匙所受重力的示意图。 （2）请在图中画出汽车冲上避险车道斜坡过程中所受到的重力G和支持力F的示意图。（O为重心，支持力的作用点画在重心上） 【答案】见下图。 【详解】（1）图中所示汤匙静止时，手指尖与汤匙接触的位置即为重心的位置，过重心作竖直向下的重力，大小为0.3N，如图所示： （2）重力G和支持力F的作用点画在物体的重心O上，重力的方向竖直向下，支持力的方向与斜面垂直，垂直斜面向上。如图所示。 11．某实验小组在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，用几个20g、50g的钩码进行实验，下表是他们记录的实验数据。为分析重力G和质量m的定量关系，请你在图中建立坐标轴并确定坐标轴的标度，根据数据描点作图__________，通过图像得出实验结论：____________。 次数 1 2 3 4 5 6 质量m/kg 0.05 0.07 0.09 0.14 0.19 0.24 重力G/N 0.5 0.7 0.9 1.4 1.9 2.4 【答案】见下图；物体所受的重力与质量成正比 【详解】横坐标表示质量，以一大格为0.05kg作为标度，纵坐标表示重力，以一大格为0.5N作为标度，描出对应的点，将各点连接起来，如图所示： 由图像可知，物体所受重力与它的质量关系图像是一条过原点的直线，所以物体所受重力与其质量成正比。 12．2024年6月25日嫦娥六号返回器降落在内蒙古的四子王旗地区，嫦娥六号返回器上面携带装有1935.3g月壤，已知月球对附近物体的引力大约是地球对附近物体引力的六分之一，g=10N/kg。求： （1）月球样品在月球上的质量是多少kg？ （2）月球样品在地球上受到的重力是多少N？ （3）月球样品在月球表面受到月球对它的引力大约是多少N？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）质量是物体的一种基本属性，它不随物体的位置、形状或状态的改变而改变。因此，月球样品从月球带到地球，其质量保持不变。所以，月球样品在月球上的质量为1.9353kg。 （2）月球样品在地球上受到的重力 （3）根据题意，月球对附近物体的引力大约是地球对附近物体引力的六分之一。因此，同一物体在月球上受到的引力（即月球上的重力）是在地球上受到重力的六分之一，大小是 13. 如图所示，物理兴趣小组在实践活动中利用弹簧测力计（0~5N）和小桶制作一个简易的液体密度秤；已知空小桶重2N，用小桶装满水后弹簧测力计的示数为3N，测量时将小桶装满待测液体，通过重新标注的刻度盘即可读出待测液体的密度。，g=10N/kg。求： （1）小桶的容积； （2）若小桶装满某液体后总重力为4N，则该液体的密度是多少？ （3）该密度秤能测的最大密度值； （4）请提出一条可以增大该密度秤量程的措施。 【答案】（1）1×10-4 m3；（2）；（3）；（4）换用量程更大的弹簧测力计 【详解】（1）小桶内水的重力 小桶内水的质量 小桶的容积 （2）装满液体后，该液体的重力 小桶内液体的质量 小桶内液体的体积 该液体的密度 （3）因为弹簧测力计的量程为0~5N，所以弹簧测力计能施加的最大拉力 能测量的液体的最大重力 能测量的液体的最大质量 该密度秤能测的最大密度值 （4）需要增大该密度秤量程，只需要增大该密度计可测量的最大密度即可。 因为该密度秤可测量的最大密度可以表示为 因为g是常数，则可通过以下这些措施提高该密度计的量程：增大弹簧测力计能施加的最大拉力，即换用量程更大的弹簧测力计。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 重力 内容导航 A、知识讲练 知识点1. 重力的概念 知识点2. 重力的大小 知识点3. 重力的方向 知识点4. 重心 B、综合练习 重力的概念 1. 重力 由于 而使物体受到的力叫作重力，通常用字母G表示，重力的单位为 。重力的施力物体是 ，受力物体是地球附近的物体。 2. 重力的特点 ①普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。 ②不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力并不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力。 ③非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力。 3. 重力的由来 （1）牛顿的观点：宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。重力正是源自地球对它附近物体的 。 （2）重力与万有引力的大小关系：重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的吸引力，除在两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处物体的重力都略 万有引力（选填“等于”或“小于”）。 【例题】如图所示，中国的空间站围绕地球旋转，是由于它受到 力。重力是由于宇宙间任何两物体间都存在 力而产生的。 例题图 练习1图 【练习1】如图所示，北京时间2024年4月26日05时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。航天员要在完全失重的太空舱内进行体育锻炼，下列哪项活动可以达到锻炼身体的目的（ ） A．俯卧撑 B．举哑铃 C．用弹簧拉力器健身 D．引体向上 【练习2】小明是一名初中生，最近因为“早恋”问题被班主任吴老师约谈。吴老师耐心的规劝：“小明啊，你现在就像被一股无形的力量吸引着，想要靠近那个同学。然而这种吸引力却是广泛存在的，甚至你和桌子、椅子甚至饮水机都会存在着相互吸引的力。所以我们才常说初中阶段的爱情是盲目的，是不够平衡的。你应该把精力更多的放在学习上，等自己足够成熟，内心足够稳重时，再去看清真正的爱情。”吴老师提到了广泛存在的相互吸引的力，以下几种说法不正确的是（　　） A．这种宇宙中任意两个有质量的物体，相互吸引的力叫“万有引力” B．重力就是万有引力 C．地球上的重力方向总是竖直向下的 D．重力的大小受地理位置的影响，不同纬度和海拔，会有所不同 2 重力的大小 1. 实验探究：重力大小跟质量的关系 【实验过程】 测量钩码所受的重力 探究重力大小跟质量的关系 （1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码所受的重力，记录在表格中。 （2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，记录在表格中。 实验序号 1 2 3 4 5 6 钩码的质量m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 钩码的重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 重力跟质量的比值 N/kg 【分析论证】 （1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出G-m图象。 （2）分析归纳： ①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，说明物体所受的重力跟它的质量成 。 ②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力跟它的质量成 。 （3）实验结论：物体所受的重力跟它的质量成 。 2. 重力的计算 （1）计算公式：G= 。 重力的单位是牛（N）；质量的单位是千克（kg）；所以g的单位是牛/千克（N/kg）。 （2）理解g的意义：通过精确实验得出，在地球上，g的大小约9.8N/kg，表示质量1kg的物体受到的重力大小为9.8N。g=9.8N/kg是通常的取值，在地球上的不同位置，其值略有不同，但一般不考虑其变化，精确度要求不高时，也可取g=10 N/kg。在其他星球上，物体也会受到重力作用，g值与在地球上不同，比如在月球上，g月=g地球/6。 【例题】 如图所示，是航天员太空高钙饼干，其质量是420g，则它在地球上受到的重力为 N（g取10N/kg），重力的施力物体是 ；研究表明，物体在月球上的“重力”大约是地球上重力的六分之一，若航天员把这款饼干带到月球上，它的“重力”为 N。这款饼干的质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【练习1】 小明驾驶一辆载有石块的卡车，行驶中看到公路桥旁有一块如图所示的标志牌。卡车空载时重为，石块的密度为，体积为。求： （1）卡车空载时的质量是多少kg？ （2）石块的质量是多少kg？ （3）通过计算说明，这辆卡车能否允许通过此桥？ 【练习2】 在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，探究小组利用电子天平和弹簧测力计测量不同物体的质量和重力，记录实验数据如下表： 被测物体 鸡蛋 笔袋 杯子 苹果 铁块 白菜 质量m/kg 0.06 0.12 0.22 0.24 0.31 1.8 重力G/N 0.6 1.2 2.3 2.4 （1）测量铁块的重力时，弹簧测力计示数如图甲所示，铁块的重力是 ； （2）实验时发现白菜的重力无法测量，原因是 ，白菜受到的重力G= N。 （3）请在图乙中用描点法画出G-m关系图像； 3 重力的方向 1. 探究重力的方向 实验步骤： ①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，浸没在烧杯的水中。用三角尺的直角边比较细线的方向和水面的关系。 ②将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向，用三角尺比较细线的方向和水面的关系。 ③继续改变铁架台倾斜的角度，观察细线的方向是否变化。 实验现象：无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是 的。 实验结论：重力的方向是 （即垂直于当地的水平面向下）。 2. 对重力方向的理解 （1）重力的方向“竖直向下”是指与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。 如图所示，放在斜面上的物体受到的重力方向正确的是 ；错误的是 。 重力的方向指向地心 图甲 图乙 （2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态无关。 3. 重力方向的应用——铅垂线 （1）检查是否竖直：例如，如图甲所示，建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，这是因为悬线的方向与重力方向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，或检查装饰画是否竖直，这种悬挂重物的细线叫做铅垂线。 甲 乙 丙 （2）检查是否水平 方法一：用如图乙所示自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成），检查时将水平仪放在物体表面上，若铅垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若铅垂线偏向刻线的右侧，则表明物体表面左 右 。（选填“高”或“低”） 方法二：如图丙所示，将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上，看铅垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行，若平行，则物体表面 ；若不平行，则物体表面 （选填“水平”或“不水平”）。 【例题】课堂上老师实验探究了“重力的方向”，请小明上台和他配合完成： （1）如图甲是探究重力方向的实验装置，将小球用细线悬挂在支架上，并让其自由下垂，此时通过悬线的方向来确定 的方向。若要进一步证明重力的方向，接下来的操作是 ； （2）如图乙，为进一步研究重力的方向，小明缓慢改变支架与桌面的夹角，观察到悬线的方向 （选填“改变”或“不变”），如图丙，为判断悬线的方向，需要创设一个水平面，小明在烧杯内倒入适量的水，将小球浸入水中，待水面静止，缓慢改变支架与桌面的夹角，用量角器可测出悬线与水面的夹角始终为 度，由此可判定悬线的方向； （3）请在图乙中作出小球受到的重力示意图。 【练习1】 过春节贴年画是我国的传统习俗。小旋同学在贴年画时，利用铅垂线来检查年画是否贴正。当铅垂线静止时，年画及铅垂线如图所示，为了把年画贴正，小旋应进行下列哪项操作（　　） A．更换质量较小的重锤 B．左右或上下平移年画的位置 C．调整铅垂线，使铅垂线与年画的长边平行 D．调整年画，使年画的长边与铅垂线平行或重合 【练习2】 如图甲所示是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬质物体时会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，请在图乙画出手机受到的重力示意图。 4 重心 1.重心 地球吸引物体的每个部分，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 。 2. 对重心的理解 （1）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。 （2）质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在它的 上。 （3）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还与物体的质量分布有关。 （4）物体的重心不一定在物体上。比如均匀铁环的重心不在环上，而在 处，如图所示。 （5）重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关。 （6）有时为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在 上。 铁环的重心在圆心处 力的作用点画在重心 3. 寻找不规则物体重心的方法 （1）支撑法确定重心：如图甲所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一条竖直线上，在支点的上方。 （2） 悬挂法确定重心：如图乙所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线l1上。然后在B点把薄板悬挂起来（图丙），同理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上，l1和l2的 就是薄板重心的位置。 甲 乙 丙 【例题】智能手机内部有重力感应器，可以实现自动旋转屏幕画面的功能。当手机旋转90度时，手机画面也自动转动90度，保持画面正立，如图所示。这是因为手机旋转时，内部的重力感应器会检测手机的（　　） A．重力大小发生了变化 B．重心的高度发生了变化 C．重力作用点发生了变化 D．重力大小和方向同时发生了变化 【练习1】如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是（    ） A．按倒不倒翁，其重心高度降低 B．不倒翁不容易倾倒，是因为它的重心较低 C．不倒翁不容易倾倒，是因为材料特殊 D．不倒翁左右摇晃时，重力的方向发生改变 【练习2】图中是形状不同的四块薄硬纸片：重心在物体上的是 ，重心不在物体上的是 。（两空均选填a、b、c、d） 1．如图所示，是榕江民中校队在打篮球的场景，下列说法中不正确的是（　　） A．当起跳投篮时，小东所受重力不变 B．当起跳投篮时，小东所受重力方向不变 C．小东所受重力施力物体是地球 D．小东常采用“下蹲”的姿势是为了增高重心 2．春节贴春联是我国传统习俗。利用重垂线可以检查春联是否贴正，如图所示。下列分析中正确的是（   ） A．从不同角度都能看到春联是光发生了折射 B．将卷在一起的春联摊平，春联的质量减小 C．重垂线与春联长边平行，说明春联贴正了 D．换用体积更大的重锤，可以把春联贴得更正 3．下列实例中，不能说明物体受重力的是（   ） A．黄河水向东流 B．瀑布向下流 C．无边落木萧萧下 D．火箭升空 4．2025年春晚的舞台上，如图所示机器人秧歌表演《秧BOT》展现了科技与文化的完美融合，表演的机器人大约与一名中学生的质量相等，则该机器人所受的重力约为（　　） A．5N B．50N C．500N D．5000N 5．智能手机屏幕的旋转功能是基于手机内置的重力感应实现的，如图所示当手机从竖放转为横放时，下列分析正确的是（　　） A．手机所受重力的大小改变 B．重力感应器所受重力的方向不变 C．手机所受重力的方向改变 D．图中手机竖放时比横放时重心高 6．周末，小明跟着爸爸给新家装修，同时完成物理老师布置的“重力现象观察与分析”作业。他在忙碌中记录了四个和重力相关的场景，并做了初步分析。结合沪科版教材中重力的相关知识，下列分析正确的是（　　） A．小明用弹簧测力计悬挂质量为2kg的钩码（g取10N/kg），他觉得静止时测力计示数是20N；还猜想把钩码带到月球表面，测力计示数会变成0N B．爸爸用重垂线检查墙体是否竖直，小明看到墙体略倾斜时，觉得重垂线的细线会和墙体表面平行，这是因为重力方向是“垂直向下”的 C．休息时小明把一块质量分布均匀的长方体橡皮沿长轴切成两块形状规则的小长方体，他判断每块小橡皮的重心依然在各自的几何中心处 D．晚上父子俩看天宫空间站的直播，小明说航天员处于失重状态，是因为他们离地球太远，已经不受重力作用了 7．图甲是我国高超音速导弹“东风-17”从发射到击中目标的轨迹示意图，其具有突防能力强、难以拦截的特点。图乙中能正确表示导弹到达最高点时所受重力方向的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 8．如图，一空烧杯静止放置在水平桌面上，向空烧杯内缓慢加水直至加满的过程中，则（　） A．烧杯的重心在烧杯上 B．杯与水的共同重心将一直上升 C．杯与水的共同重心将先上升后降低 D．杯与水的共同重心将先降低后上升 9．如图甲所示，支杆OB固定在木板BC上，小球A通过细绳悬挂在杆端O 处，利用此装置可以研究重力的方向。现从图示位置缓慢增大木板与水平面的倾角，此过程中细绳OA的方向 （选填“改变”或“不改变”）；在建造房屋时，建筑工人常常利用如图乙所示的铅垂线检测墙体是否竖直，图中所示的墙体向 （选填“东”或“西”）倾斜。图丙所示为一种用透明吸管自制的气泡水平仪，当仪器中气泡居中时表示桌面水平，若气泡在左端，则表示所放木板的左端偏 （选填“高”或“低”）。 10．作图题。 （1）如图所示，把汤匙放在手指上，使其在手指上平衡，已知汤匙的重力为0.3N，请画出汤匙所受重力的示意图。 （2）请在图中画出汽车冲上避险车道斜坡过程中所受到的重力G和支持力F的示意图。（O为重心，支持力的作用点画在重心上） 11．某实验小组在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，用几个20g、50g的钩码进行实验，下表是他们记录的实验数据。为分析重力G和质量m的定量关系，请你在图中建立坐标轴并确定坐标轴的标度，根据数据描点作图__________，通过图像得出实验结论：____________。 次数 1 2 3 4 5 6 质量m/kg 0.05 0.07 0.09 0.14 0.19 0.24 重力G/N 0.5 0.7 0.9 1.4 1.9 2.4 12．2024年6月25日嫦娥六号返回器降落在内蒙古的四子王旗地区，嫦娥六号返回器上面携带装有1935.3g月壤，已知月球对附近物体的引力大约是地球对附近物体引力的六分之一，g=10N/kg。求： （1）月球样品在月球上的质量是多少kg？ （2）月球样品在地球上受到的重力是多少N？ （3）月球样品在月球表面受到月球对它的引力大约是多少N？ 13. 如图所示，物理兴趣小组在实践活动中利用弹簧测力计（0~5N）和小桶制作一个简易的液体密度秤；已知空小桶重2N，用小桶装满水后弹簧测力计的示数为3N，测量时将小桶装满待测液体，通过重新标注的刻度盘即可读出待测液体的密度。，g=10N/kg。求： （1）小桶的容积； （2）若小桶装满某液体后总重力为4N，则该液体的密度是多少？ （3）该密度秤能测的最大密度值； （4）请提出一条可以增大该密度秤量程的措施。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $