内容正文:
第1节 重力 学案
学习目标:
1.理解重力是地球对物体的吸引而产生的;掌握重力的大小(G=mg)和方向(竖直向下);理解重心的概念及其影响因素。
2.认识重力在日常生活和工程技术中的应用;
知识梳理:
一、重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力并不是地球对物体的引力,产生差异的原因是地球自转。
2.大小:与物体的质量成正比,即G=。可用弹簧测力计测量重力。
3.方向:总是竖直向下的。
二.力的示意图、力的图示两种矢量作图方法
示意图仅用带箭头线段标注力的方向、作用点,无标度;图示必须先设定统一标度,线段长度严格按照标度比例对应重力大小,箭头、作用点不可省略。
三、物体的重心
1.重心:物体的各部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点,即物体的重心.
①影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.
②不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.
注意:重心的位置不一定在物体上.
疑、难点理解:
对重力的理解
1.重力
(1)产生:重力是由于地球的吸引而产生的,但由于其自转的影响,重力一般不等于地球对物体的引力.
(2)大小
①同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比.
②不同地点,同一物体的重力随所处纬度的升高而增大,随海拔高度的增大而减小.
(3)方向:重力的方向总是竖直向下.重力的方向不一定“垂直地面向下”或“指向地心”.
典例1、关于重力的方向,下列说法中正确的是( )
A.重力的方向总是垂直向下
B.重力的方向总是竖直向下
C.重力的方向总是和支持物的支持面垂直
D.重力的方向总是垂直于地面向下
解析:选B.根据重力的特点可知,重力的方向总是竖直向下,选项B正确,A、C、D错误.
典例2:歼20战机是中国最近研制出的第五代隐身重型歼击机.它以具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统让世界震惊.关于歼20战机的受力下列说法正确的是( )
A.战机受到的重力指向地心
B.战机受重力的同时,它也对地球产生引力
C.战机向前运动的推力无施力物体
D.战机匀速飞行,它不受重力作用
解析:选B.重力的方向竖直向下,不一定指向地心,故A错误.由于地球对战机的吸引而产生了重力,同时战机也对地球有引力作用,力的作用是相互的,故B正确.任何力都有施力物体,战机向前的推力来自于空气,故C错误.任何在地球附近的物体都受重力作用,故D错误.
力的示意图及图示
力的图示与力的示意图的比较
作图步骤
力的图示
力的示意图
选标度
选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)
画线段
从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度
从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段
标方向
在线段的末端标出箭头,表示力的方向
在线段的末端标出箭头,表示力的方向
力的图示是严格表示力的方法,需要把力的三要素全部表示出来,而力的示意图只表示力的作用点和方向。
典例3:[多选]在下表中,分别表示了A、B、C、D四个力的图示,其中正确的是( )
题号
力的图示
施力物体
受力物体
A
地球
灯绳
B
地球
气球
C
铁锤
道钉
D
书本
桌面
A.重3 N的电灯受到灯绳的拉力
B.静止在空中重力是2 500 N的气球受到的重力
C.铁锤对道钉竖直向下的大小为2.5×103 N的打击力
D.重5 N的书对水平桌面的压力
解析:选BC 四种情况下各力的图示长度都是正确的。而灯绳对电灯的拉力,施力物体是绳,受力物体是电灯,且方向竖直向上,故A选项错误;B、C选项中力的图示所表示的力的方向、大小及作用点都正确;D选项中力的图示的作用点不应画在书上,应画于桌面上,故B、C选项正确,D选项错误。
典例4:如图所示,一个重G=12 N的水壶放在水平桌面上,处于静止状态。问:
(1)水壶一共受几个力,大小和方向如何?
(2)画出物体受力的图示和示意图。
解析:(1)水壶共受两个力:一个是地面对物体的支持力FN=12 N,方向竖直向上;另一个力是重力G=12 N,方向竖直向下。
(2)如图所示,图左为力的图示,图右为力的示意图。
当堂达标:
1.关于重力,下列说法正确的是( )。
A.重力就是地球对物体的吸引力,重力的方向总是指向地球中心
B.质量大的物体受到的重力可能比质量小的物体受到的重力小
C.物体对支持面的压力大小总等于物体重力的大小
D.重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出
2.下列关于重力和重心的说法正确的是( )。
A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B.物体静止时,对支持面的压力大小总等于物体的重力
C.用细线将物体悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
3.在城市楼房的建筑工地上经常见到塔吊,工人师傅在安装塔吊时,常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱,并在铁箱内装入很重的沙子(如图所示),其主要目的是( )
A.为了左右对称,美观
B.增加塔吊重量,防止被风吹得左右摇摆
C.防止沙子不够用,做临时补充
D.使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上,工作起来更加平衡、安全
4.假若质量为60 kg的宇航员登上了月球,已知月球表面重力加速度g′=1.6 N/kg,而地球表面重力加速度g=9.8 N/kg,则该宇航员在月球上的质量为多少?所受重力多大?在地球上所受重力多大?
参考答案:
1.答案:B解析:重力是地球对物体吸引力的一个分力,其方向竖直向下,但并不总指向地球中心,只有在赤道上和地球两极上物体受到的重力方向指向地心,其他位置重力方向并不指向地球中心,A错误;由G=mg得质量较大的物体若处于重力加速度小的位置,其重力也可能小,B正确;物体处于不同的位置,重力产生的效果是不同的,如物体放在斜面上静止时,物体的重力对斜面的压力比其重力小,C错误;弹簧测力计可以测量重力的大小,但杆秤是测量质量的,D错误。
2.答案:C解析:重力是由地球吸引产生的,是引力的一个分力,两者一般不等,A错误;当支持面是倾斜的时候,物体对支持面的压力小于物体的重力,B错误;由平衡条件知,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,C正确;重心跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如折弯成直角的均匀直杆,D错误。
3.答案:D解析:物体的重心与物体的形状和质量分布有关,塔吊臂未装滑轮端安装铁箱并配重后,当吊起重物时,可以使重心落在竖直固定架上,增加稳度,所以选项D正确.
4.解析:由于物体的质量与所处的位置无关,
所以宇航员在月球上的质量为m=60 kg
由重力的计算公式G=mg得,
在月球上G′=mg′=60 kg×1.6 N/kg=96 N
在地球上G=mg=60 kg×9.8 N/kg=588 N。
答案:60 kg 96 N 588 N
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