5.2 弹力 重力(第2课时)(讲义)物理新教材沪科版(五四学制)八年级上册
2026-09-08
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精品
摘要:
本初中物理讲义聚焦重力核心知识点,系统梳理重力的概念(地球吸引产生、普遍性等)、大小计算(G=mg及g值理解)、方向(竖直向下及实验探究)、重心(定义与确定方法),通过易错提醒、随学随练、题型讲解构建完整学习支架。
资料以科学探究为核心,设计重力方向实验(器材、步骤、结论)培养探究能力,通过易错提醒(区分重力与吸引力、g值变化)和题型技巧(单位统一、公式规范)发展科学思维,联系空间站失重、重垂线应用等实例深化物理观念。课中辅助教师高效教学,课后助力学生巩固提升,查漏补缺。
内容正文:
第5章
运动和力
第2节 弹力 重力(第2课时)
课标要点
了解重力。
学习重难点
重点:重力的概念;会计算重力的大小。
难点:重力的方向。
知识点 重力
1. 重力:物理学中,地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫做重力,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。
易错提醒 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。
随学随练
1.在问天实验舱与天和舱成功对接后,我国的空间站建设又向前推进了一步。已知空间站内处于失重状态,在问天实验舱内航天员一定不能完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用握力器练习握力
C.用弹簧测力计测重力 D.让笔记本悬浮在空中
【答案】C
【详解】A.弹簧测力计测拉力的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比,该过程与重力无关,在失重状态下可完成,故A不符合题意;
B.握力器依靠弹簧弹力工作,练习握力时只需手对握力器施加力,与重力无关,在失重状态下可完成,故B不符合题意;
C.弹簧测力计测重力的原理是利用物体静止时弹簧拉力等于物体重力,但失重状态下物体对弹簧测力计无拉力或拉力远小于重力,无法测出重力,故C符合题意;
D.失重状态下重力效果被抵消,笔记本可以悬浮在空中,故D不符合题意。
故选C。
2. 关于重力,下列说法正确的是( )
A.空中飞行的小鸟不受重力的作用 B.地球上的所有物体都受到重力的作用
C.氢气球在空中上升时不受重力的作用 D.地面附近只有静止的物体才受到重力的作用
【答案】B
【详解】地球上的所有物体都受到重力的作用,无论物体是运动的还是静止的,在地面上的还是在空中飞的,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
知识点 重力的大小
1. 计算重力大小的公式
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量之比,那么物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成:
g=G/m,即 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,在地球表面附近,g的大小约9.8N/kg,它表明在地球表面附近,质量为1 kg的物体所受的重力约为9.8 N。在地球上的不同位置,g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值与地球上不同,如在月球上,g月=g地球/6。
2. 常见一些物体的重力大小:一瓶500ml可乐的重力约5N;一个篮球重力约5N;一个中学生的重力约500N;一头成年大象的重力约50000N。
易错提醒 初中物理重力计算的核心易错点集中在3个高频失分处:
1. 概念混淆:牢记质量是物体固有属性,不随位置改变,但g值会随星球变化,月球上g约为地球的1/6,不少同学误把月球上的重力直接当成质量换算,导致结果偏差6倍。
2. 公式规范:计算时必须先写原始公式G=mg,再推导变形式,直接写m=G/g容易丢失步骤分,同时要统一单位,质量必须用千克,不能用克直接代入。
3. 细节忽略:g值优先按题目指定取值,没说明时再用9.8N/kg或10N/kg。
随学随练
1.下列关于力的估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为5N B.中学生的重力约为500N
C.托起一本初中物理课本的力约为20N D.一瓶矿泉水的重力约为1N
【答案】B
【详解】根据公式G=mg估算四个选项中物体的重力。
A.一个鸡蛋质量大约为50g,重力约为0.5N,故A错误;
B.中学生质量大约为50kg,重力约为500N,故B正确;
C.一本初中物理书质量大概为0.2kg,重力约为2N,故C错误;
D.一瓶矿泉水的质量大约为0.5kg,重力约为5N,故D错误。 故选B。
2.某同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量的不同质量钩码所受重力数据画出的G-m图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.测量前弹簧测力计需要在水平方向上调零
B.实验得出的结论是:物体所受的重力与其质量成正比
C.由实验可推知:质量为200kg的物体受到的重力为2N
D.若用石块代替钩码进行实验,则会得到不同的结论
【答案】B
【详解】A.弹簧测力计测重力时需要竖直方向使用,由于弹簧自身有重力,测量前需要在竖直方向上调零,故A错误;
B.由图可知,G-m图像是过原点的倾斜直线,说明物体所受的重力与其质量成正比,故B正确;
C.由图像可知,当时,,计算得比例系数
则质量为的物体受到的重力为 ,故C错误;
D.重力与质量的关系是物体的普遍规律,用石块代替钩码实验,仍能得到相同结论,故D错误。
故选B。
知识点 重力的方向
1. 探究重力的方向
【实验器材】铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。
【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的(即垂直于当地的水平面向下)。
2. 重力方向的应用——重垂线
(1)利用重垂线检查是否竖直。例如,建筑工人在砌墙时常利用重垂线来确定竖直方向,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,如图甲所示。
甲 重垂线 乙 水平仪 丙 检查桌面是否水平
(2)检查是否水平
方法一:用如图乙所示的自制水平仪(由倒T形平板与铅垂线组成)检查。将水平仪放在物体表面上,若重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,若重垂线偏向刻线的右侧,则表明物体表面左高右低。
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,看重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。
易错提醒 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”。放在斜面上的物体受到的重力方向,如图甲所示是正确的;图乙是错误的。
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。
随学随练
1.投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。不考虑空气阻力,选项图中铅球在空中受力示意图正确的是( )
A. B.C. D.
【答案】D
【详解】投掷出去的铅球在空中运动,不考虑空气阻力,铅球只受竖直向下的重力,作用点在铅球的重心(球心),从作用点沿力的方向画一带箭头的线段,在箭头附近标上G,如图所示:
故D正确,ABC错误。故选D。
2.如图,往墙上挂矩形画框时,将重锤线紧靠画框侧边悬挂来检验画框是否挂正,这是利用了( )
A.重力的方向 B.重力的大小 C.重力的作用点 D.重力与质量的关系
【答案】A
【详解】重锤线的工作原理是重力的方向总是竖直向下,若画框的侧边与重锤线平行,就说明画框挂正,该方法利用了重力方向总是竖直向下的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
知识点 重心
1. 重心:物体的各个部分都受到重力的作用。对于整个物体而言,各部分所受到的重力可以看成是作用在某一个点上,这个点叫做重心。质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在它的几何中心上。
2. 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。
甲 乙 丙
(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。
易错提醒 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。
3. 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。
4. 重心的位置与物体所在位置及运动状态无关。
随学随练
1.在生活中,人们会采取各种方式增加物体的稳定性:小强乘公交车上学时,两脚分开会站得更稳,理由是增大了_______;相同速度下,赛车比集装箱车有更好的稳定性,赛车主要通过_______,来增加稳定性;不倒翁之所以不易倾倒,是因为它的重心位置较_______(选填“高”或“低”)。
【答案】 支撑面 降低重心 低
【详解】[1]小强两脚分开站立,双脚与地面的支撑面变大,因此不容易摔倒,站得更稳。
[2]赛车主要通过降低重心来增加稳定性,因此比重心较高的集装箱车稳定性更好。
[3]不倒翁质量分布不均匀,使其整体重心位置极低,无论怎么推,重力都会将其拉回平衡位置,因此不易倾倒。
2.如图甲所示,玩具“不倒翁”扳倒后自动立起,其摆动中所受重力大小________(选填“不变”或“改变”),方向总是__________。如图乙,把汤匙放手指尖,调节支点使汤匙水平静止,是为了找汤匙的_______。
【答案】 不变 竖直向下 重心
【详解】对于玩具“不倒翁”,其质量是固定不变的,在同一地点重力加速度g也基本不变,所以其重力大小不变。重力的方向总是竖直向下。
当把汤匙放手指尖,调节支点使汤匙水平静止时,此时汤匙所受的重力和手指对汤匙的支持力是一对平衡力,这两个力大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,而重力的作用点就是物体的重心,所以此时手指尖所对应的位置就是汤匙的重心。
题型 重力的大小
初中物理重力大小的解题核心技巧可归纳为三点,帮你避开常见失分坑。
第一,先统一单位再代入公式。计算前必须把质量单位换算成千克,比如500g的物体要先转成0.5kg,再用G=mg计算,直接用克代入很容易得出1000倍偏差的错误结果。
第二,明确g的取值规则。题目无特殊说明时优先用9.8N/kg,若题干给出g取10N/kg,就按指定值计算,能大幅简化运算,不少同学硬套9.8反而算错。
第三,区分重力与质量的本质差异。选择题里“1kg等于9.8N”这类表述绝对错误,二者是不同物理量,只能说质量1kg的物体重力约为9.8N。
解题时还要注意隐含条件:地球附近所有物体无论运动状态如何,重力都只和质量、g有关,和速度、接触面情况无关,遇到斜面上的物体也不用额外调整重力大小,直接按公式计算即可。
活学活用
1.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,弹簧测力计指针位置如图所示,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”)。
【答案】(1)天平 (2)竖直 (3) 3;物体对弹簧的拉力
【详解】(1)本实验需要测量物体的质量和重力,重力用弹簧测力计测量,质量需要用天平测量,因此实验还需要天平。
(2)测量重力时,弹簧测力计沿竖直方向使用,因此测量前需要在竖直方向上调零。
(3)弹簧测力计分度值为0.2N,指针对准3N刻度线,因此示数为3N。
使弹簧伸长的力是作用在弹簧上的拉力,即物体对弹簧的拉力,物体的重力是地球对物体的作用力,作用在物体上,并不是使弹簧伸长的力。
2.如图所示是竖立在桥头的限重标志牌。一辆运油车自重为,车内装了8200kg的石油。(g取10N/kg)问:
(1)卡车的质量是多少?
(2)请通过计算说明这辆卡车通过该桥是否违章。
【答案】(1) (2)违章
【详解】(1)由可知,卡车质量
(2)油的质量为
卡车的质量
车和石油的总质量
限重标志牌“20t”表示该桥允许通过的最大总质量为20t,因为,总质量超过桥的限重,因此这辆卡车通过该桥违章。
题型 重力的方向
初中物理里,重力方向的核心考点是竖直向下,它特指垂直于当地水平面、指向地心的方向,很多同学容易把它和“垂直向下”混淆,这也是这类题型最常见的易错点。
解题时可以记住两个实用技巧:第一,遇到重垂线、水平仪类题目,先牢牢抓住“重锤线永远竖直向下”这个不变量,不受题图里倾斜的桌面干扰,再画出和重锤线垂直的线,这就是标准水平面,以此判断物体的倾斜状态——重锤线向左偏就说明桌面左低右高,向右偏则是右低左高,不用额外复杂推导就能快速选对答案。第二,遇到重力方向作图题,无论物体放在斜面、水平面还是其他支撑面上,重力的箭头都要画成竖直向下,不能顺着接触面垂直画,作用点统一标在物体的重心(规则均匀物体的几何中心)上。
这类题型的核心逻辑就是“抓死竖直向下,忽略题图干扰”,避开“垂直于接触面”的思维陷阱,就能轻松避开出题人设置的易错点。
活学活用
1.如图所示的是“判断重力的方向”实验。为了能与重力的方向形成对比,特使用了一杯水,以水面作为参考面,改变悬线OA与虚线的夹角,我们观察到OA与水面______(选填“垂直”或“不垂直”)。
【答案】垂直。
【详解】重力的方向始终是竖直向下,悬线OA挂着小球,静止后,悬线的方向始终沿重力方向,即竖直向下;而静止的水面属于水平面,竖直方向和水平方向始终相互垂直,因此无论怎么改变悬线夹角,OA始终和水面垂直。
2.智能手机都有这样一个功能:将手机旋转90°从竖放变为横放,手机显示的画面就自动跟着转动,保持画面正立,如图所示。这源于手机内部的重力感应器,手机用它来判定方向。关于上述从竖放变为横放的过程,下列分析正确的是( )
A.手机所受重力的方向不变 B.重力感应器所受重力的方向改变
C.手机所受重力的大小改变 D.横屏时重力感应器不受重力
【答案】A
【详解】AB.重力的方向始终是竖直向下,不会随物体摆放方向的改变而改变,故A正确,B错误;
C.重力大小满足G=mg,手机旋转过程中质量不变,g是常量,因此重力大小不变,故C错误;
D.所有地球附近的物体都受到重力作用,因此横屏时重力感应器依然受重力,故D错误。
故选 A。
题型 重心
初中物理中重心相关题目看似灵活,其实掌握核心技巧就能快速突破。
首先是规则物体类题型:遇到质地均匀、形状规则的物体,直接记住重心在几何中心,比如均匀球体的重心在球心,长方形薄板重心在对角线交点,这类题可直接跳过复杂推导,快速定位答案。
其次是不规则物体实验题:考察悬挂法时,要明确两次悬挂的悬线延长线交点就是重心,背后用到的二力平衡、重力方向竖直向下的原理,是实验题填空的高频考点。
还要避开常见误区:重心不一定在物体上,比如圆环、空心球的重心就在空心区域,遇到判断类选择题要优先排查这个陷阱。遇到结合生活的应用题,比如不倒翁、背越式跳高,核心逻辑都是“降低重心提升稳定度”,用这个规律分析就能快速理清解题思路。
活学活用
1.小明做了一个“不倒翁”,如图所示:
(1)“不倒翁”对桌面的压力是由于______发生弹性形变而产生的,此力的受力物体是_____(均选填“不倒翁”或“桌面”);
(2)“不倒翁”不倒的原因是它的重心设计得非常________(选填“高”或“低”);
(3)在图中画出不倒翁的重力示意图。
【答案】(1) 不倒翁;桌面;(2)低;(3)见解析
【详解】(1)弹力的本质是施力物体发生弹性形变后,对受力物体产生的力。不倒翁对桌面的压力,施力物体是不倒翁,因此是不倒翁发生弹性形变产生压力,受力物体是桌面。
(2)物体稳度和重心高度有关:重心越低,物体稳度越高,因此不倒翁不倒的原因是重心设计得很低。
(3)重力的作用点在重心,方向始终竖直向下。如图所示:
2.关于重力,下列说法正确的是( )
A.重心就是物体的几何中心
B.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
C.只有静止在地面上的物体才会受到重力
D.质量大的物体受到的重力一定大
【答案】B
【详解】A.重心是物体所受重力的等效作用点。对于形状规则且质量分布均匀的物体,其重心才恰好位于几何中心。如果物体形状不规则,或者质量分布不均匀,重心不一定在几何中心。故A错误;
B.因为重力的方向始终是竖直向下的,根据二力平衡,当用悬挂法时,将形状不规则的薄板通过两次不同位置悬挂,沿悬线方向画直线,两条直线的交点就是薄板的重心,所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心,故B正确;
C.重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,其方向竖直向下,物体只要在地球附近,无论处于静止状态还是运动状态,都会受到重力作用。故C错误;
D.由重力计算公式G=mg可知,重力大小不仅和物体质量有关,还和所处位置的有关。不同位置的可能不同,比如在地球上和在月球上,重力加速度不同,同一个物体受到的重力也不同。因此质量大的物体受到的重力不一定大,例如一个在月球上质量很大的物体,其受到的重力可能比一个在地球上质量较小的物体要小,故D错误。
故选B。
基础通关
1.下列物体受到的重力最接近2N的是( )
A.一片树叶 B.一本物理书 C.两个鸡蛋 D.一头大象
【答案】B
【详解】A.一片树叶质量约,受到的重力约
故A不符合题意;
B.一本物理书质量约,受到的重力约
故B符合题意;
C.两个鸡蛋质量约,受到的重力约
故C不符合题意;
D.一头大象质量约3000kg,受到的重力约
故D不符合题意。
故选B。
2.下列关于重力的说法错误的是( )
A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.山间的溪水会由高处流向低处是由于受到重力的作用
C.建筑工人砌墙时,常利用铅垂线检查墙壁是否竖直,这是利用重力方向总是竖直向下
D.任何物体的重心都在它的几何中心上
【答案】D
【详解】A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故A正确;
B.山间溪水由高处流向低处,是因为水受到竖直向下的重力作用,使其自然向地势低处流动,故B正确;
C.建筑工人用铅垂线检查墙壁是否竖直,其原理正是利用了重力方向始终竖直向下的特性,铅垂线静止时与重力方向一致,从而提供竖直参考线,故C正确;
D.只有形状规则且质量分布均匀的物体,其重心才位于其几何中心。对于形状不规则或质量分布不均匀的物体,其重心不一定在几何中心,故D错误。
本题选择描述错误的,故选D。
3. 关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力方向总是垂直向下 B.物体所受的重力与质量成正比
C.物体的重心一定在物体上 D.物体在地球与在月球所受重力大小相等
【答案】B
【详解】A.重力方向是竖直向下,“垂直向下”是相对于接触面的描述,重力方向始终竖直指向地心,故A错误;
B.根据重力公式G=mg,同一位置为定值,因此物体所受重力与质量成正比,故B正确;
C.重心不一定在物体上,例如空心圆环、篮球的重心在其几何中心,不在物体本体上,故C错误;
D.同一物体在月球受到的重力约为地球上的,重力大小不相等,故D错误。
故选B。
4.苹果成熟后落到地面,引发牛顿对万有引力定律的思考。苹果下落过程中( )
A.一定不吸引地球 B.不一定吸引地球 C.一定吸引地球 D.以上说法均正确
【答案】C
【详解】力的作用是相互的,物体间的引力是相互的,地球吸引苹果使其下落,苹果同时也会吸引地球,二者引力大小相等、方向相反,因此苹果一定吸引地球。
故选C。
5.若地球上的物体所受的重力突然消失,则①物体将没有质量;②弹力将不存在;③天平将无法测量物体的质量;④瀑布将消失。其中说法正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】C
【详解】①质量是物体自身的一种属性,与物体是否受重力无关,所以不受重力时,物体仍具有质量;
②弹力产生的条件是两个物体相互接触时且发生了弹性形变,所以即使没有重力,弹力仍可能存在;
③天平是等臂杠杆,利用的是两边托盘受到的压力相等测量物体的质量,如果没有重力,物体就不会产生压力,所以天平无法测量物体质量。此情况可能发生;
④瀑布是水由于受竖直向下的重力而向下流动形成的,所以当没有重力时,瀑布将消失。
综上可知,③④正确,①②错误,故C正确,ABD错误。
故选C。
6.小强要在书房悬挂一幅科幻画作品,为了确保画框端正,他用细线绑一块小石头制作重垂线进行检查(如图)。下列方法正确的是( )
A.更换一个更加标准的重垂线
B.将画框顺时针转动一定角度
C.逆时针转动画框,使竖边与重垂线平行
D.调节重垂线,使其与画框的竖边平行
【答案】C
【详解】AD.重垂线利用重力方向竖直向下原理制成,本身标准,无需更换或调节,故AD错误;
B.由图可知画框顺时针倾斜,顺时针转动会使其更倾斜,故B错误;
C.画框端正时竖边应与重垂线平行,图中画框顺时针倾斜,需逆时针转动画框使竖边与重垂线平行,故C正确。
故选C。
7. 某同学利用弹簧测力计和若干质量已知的钩码,探究重力的大小跟质量的关系,实验得到数据如下表所示,下列说法正确的是( )
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
A.实验前,需要在水平方向上对弹簧测力计调零
B.分析表中数据可知,物体所受到的重力与它的质量成正比
C.重力和质量的比值为,表示
D.改变钩码个数,分别测出其所受重力是为了减小实验误差
【答案】B
【详解】A.重力方向竖直向下,测重力时需要在竖直方向上对弹簧测力计调零,故A错误;
B.分析数据,物体所受的重力与质量的比值保持不变,说明物体所受到的重力与它的质量成正比,故B正确;
C.重力和质量的比值为,表示1kg的物体所受的重力是9.8N,但质量和力是不同物理量,不能画等号。故C错误;
D.改变钩码个数,分别测出其所受重力,是为了得出重力与质量关系的普遍规律,不是为了减小误差,故D错误。
故选B。
8. 一个质量为0.2kg的苹果从树上落下,这是由于苹果受________的作用,这个力的施力物体是________,这个力的大小为________N,方向是________。(g取10N/kg)
【答案】 重力 地球 2 竖直向下
【详解】地球表面附近的一切物体都要受到地球吸引力,即重力的作用。
在重力的作用下苹果从树上掉落,其方向是竖直向下的,这个力的施力物体是地球,苹果受到的重力是
9. 作图题
(1)一只重为6牛的足球沿着如图所示的轨迹在空中运动,请用力的图示法画出它所受的重力G。
【答案】见下图。
【详解】足球所受重力的作用点在重心,方向竖直向下,大小为6N,如图所示:
(2)小甜用如图所示的装置判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是________,在图中画出球A所受重力示意图________。缓慢改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向________(选填“改变”或“不变”)。
【答案】 地球 见右图 不变
【详解】地球表面附近所有物体都受到地球的吸引力,也叫重力。球A所受重力的施力物体是地球。
球A所受重力的方向始终是竖直向下的,作用点在小球的重心。
小球A由于受到竖直向下的重力,对绳子施加了一个竖直向下的拉力,使绳子处于竖直方向,改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向保持不变。
10. 我们知道,物体在太空里处于失重状态(没有重力),那么在寂静太空里,托盘天平是______(能/不能)使用的,弹簧测力计是______(能/不能)使用测量拉力的。人们研究表明:物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的。一个在地球上最多能举2000N物体的举重运动员,若让他到月球上举重,他最多能举______kg的物体。
【答案】 不能 能 1200
【详解】[1]分析托盘天平的使用原理;托盘天平是利用物体重力来工作的,它是根据等臂杠杆的原理,通过比较物体和砝码所受重力来测量物体质量。在太空里物体处于失重状态,即物体没有重力,那么放在托盘天平上的物体和砝码对托盘都没有压力,天平无法根据两边的重力平衡来测量物体质量,所以托盘天平在太空里不能使用。
[2]分析弹簧测力计:弹簧测力计是根据在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比的原理制成的。测量拉力时,只要有拉力作用在弹簧上,使弹簧发生形变,就可以测量出拉力的大小,与物体是否受重力无关。所以在太空里弹簧测力计能使用来测量拉力。
[3]物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的,运动员的最大举力不因地点改变而改变,其大小。在月球上能举起物体的月球重力
该物体在地球上的重力为
则其质量
素养提升
11.关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力
B.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
C.物体的重心是物体所受重力的作用点,所以重心一定在物体上
D.物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
【答案】D
【详解】A.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,是地球对物体的吸引力的一个分力,不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力,A错误;
B.地球附近的所有物体都受到重力的作用,物体所受重力的施力物体是地球,B错误;
C.重心是物体整体所受到的总重力的作用点,质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在几何中心上,但重心不一定在物体上,如空心物体环状物体;质量分布不均匀、形状不规则的物体,重心也可能不在物体上,C错误;
D.物体所含物质的多少叫质量,而物体所受的重力跟它的质量成正比,即物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比,D正确。
故选D。
12. 小梦在“探究重力的大小与质量的关系”实验,如图所示。以下是她在实验报告中记录的内容,其中正确的是( )
A.本实验使用的弹簧测力计分度值是0.1 N
B.由图像可知:物体受到重力大小与物体的质量成正比
C.此时弹簧测力计的示数是3.4 N
D.本实验多次测量的目的是求平均值以减小实验误差
【答案】B
【详解】A.由图可知,弹簧测力计0~1N之间有5个格,所以分度值是0.2N,故A错误;
B.从图像上看,重力随质量变化的图像是一条过原点的直线,这些都表明物体受到的重力跟物体的质量成正比,故B正确;
C.由图可知,此时指针在2下方3格,所以弹簧测力计的示数是2.6N,故C错误;
D.本实验要得到重力的大小与质量的关系,所以多次测量的目的是为了得到普遍规律,故D错误。
故选B。
13.(多选题)关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力施力物体是地球 B.在同一地点,物体的质量越大,重力越大
C.重力只存在于地面上的物体 D.物体重心一定在物体上
【答案】AB
【详解】A.重力是地球对物体的吸引产生的力,重力的施力物体就是地球,故A正确;
B.根据重力公式G=mg,在相同的地理位置,g值不变,物体的质量越大,其所受重力也越大,故B正确;
C.地球附近所有物体都会受到重力,不只是地面上的物体,比如空中飞行的飞机、绕地球运行的卫星都受重力,故C错误;
D.重心是物体重力的等效作用点,重心不一定在物体上,比如均匀空心圆环的重心在圆心,不在圆环上,故D错误。
故选AB。
14. 探究“重力的大小跟质量的关系”:
(1)实验中,测量物体质量的工具是天平,测量物体所受重力的工具是__________。
(2)实验中,我们改变物体的______,多次测量对应的重力,目的是寻找普遍规律。
(3)实验数据表明:物体所受重力跟它的质量成______比。
(4)重力与质量的比值约g=_____N/kg,这个比值在同一地点是一个定值。
(5)若用不同质量的钩码做实验,得到的G-m图像是一条过原点的______。
(6)本实验多次测量的目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
【答案】(1)弹簧测力计;(2)质量;(3)正;(4)9.8/10;(5)直线;(6)寻找普遍规律
【详解】(1)实验室测量力的工具是弹簧测力计,因此测量重力用弹簧测力计。
(2)本实验探究重力随质量的变化规律,需要改变自变量也就是物体的质量,多次测量对应的重力,寻找普遍规律。
(3)通过实验记录不同质量物体对应的重力数据,发现物体所受重力跟它的质量的比值为定值,因此物体所受重力跟它的质量成正比。
(4)在地球表面附近,重力与质量的比值是一个常数,约为,在粗略计算中有时取;这个比值在同一地点是一个定值。
(5)因为重力与质量成正比,即 ,所以对应的图像是一条过原点的直线。
(6)本实验是探究规律的实验,多次测量的目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
15. 中国探月工程已经取得巨大进展。毛泽东主席“可上九天揽月”的愿望成为了现实。已知物体在月球表面受到的引力约等于在地球表面受到的引力的六分之一,嫦娥六号是人类首次月球背面采样返回,带回1935.3克月背样品。将这些样品放入一个容器中,样品与容器的总质量达到4.2kg。()
(1)在月球表面的水平地面上,该容器所受地面支持力多大?
(2)返回地球后,样品与容器的总质量为多少?所受重力为多少?
【答案】(1)7N (2)4.2kg,42N
【详解】(1)容器与样品在月球表面静止,支持力与总重力平衡,容器与样品的总重力为
故
(2)质量不随位置的改变而变化,故质量仍为4.2kg;
所受重力为
迁移创新
16. 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?
【答案】(1)4N/kg (2)960N
【详解】(1)由题图乙的G-m图像可知,当物体质量时,物体在火星上受到的重力。可得火星上重力与质量的比值
(2)火星车在火星上受到的重力
17.相传这样一个故事:二位商人在荷兰买进了大量的鱼,用船从荷兰运往赤道附近的索马里首都摩加迪沙。到了那里,称得全部鱼的重力比原来少了3×105N。原来,同一物体在地球上不同位置放置所受的重力是不一样的,测量发现,G=mg公式中的g值不是固定不变的,表中列出了一些不同地方的g值的大小,请回答下列问题:
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.78
0°
北极
9.832
90°
北京
9.801
39°56'
上海
9.794
31°12'
莫斯科
9.816
55°45'
纽约
9.803
40°41'
(1)就地球表面而言,同一个物体所处的纬度越低,所受重力越 ______(大/小)。从鱼“失踪”的现象可以知道,荷兰的纬度要比摩加迪沙的纬度______(高/低);
(2)如果在表中的六个地点,分别用同一架天平测同一物体的质量,那么 (填选项字母)。
A.在赤道处最大 B.在北极处最大 C.一样大 D.无法判断
【答案】(1) 小 高 (2)C
【详解】(1)根据公式G=mg,同一物体的质量保持不变,结合表格数据可知,纬度越低,g值越小,因此物体所受重力越小。
鱼的重力减小,说明目的地的g值更小,对应纬度更低,由此可知荷兰的纬度比摩加迪沙更高。
(2)天平的工作原理是利用等臂杠杆测量物体质量,质量是物体的固有属性,不随物体的位置变化而改变,因此同一物体在六个地点用同一架天平测量,结果一样大。故选C。
18.小明在学习重力知识后,分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。
(1)在实验过程中,需要的测量工具是_______和_______;
(2)将支架按图甲、乙、丙缓慢倾斜,支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论的现象是_______;
(3)小明利用钩码探究重力与质量的关系,数据如表所示,请在图丁所示坐标系中画出G-m关系图像_______(请自主标出横坐标和纵坐标所表示的物理量及标度);
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
分析数据能够得到的结论是:在同一地方,_______,得到这个结论的依据是_______;
(4)利用弹簧测力计测量物体的重力时,使测力计内弹簧伸长的力是_______(填入序号);
A.物体的重力 B.物体和测力计的总重力
C.物体对弹簧的拉力 D.弹簧对物体的拉力
(5)老师又给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸,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。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,观察绘制的图像可能是图戊中的_______图,以此判断重力是否与物质种类有关。
A. B. C.
【答案】(1)天平;弹簧测力计;(2)悬线方向始终与水平面垂直;(3)见解析;物体的重力与质量成正比;重力与质量之比为一定值;(4)C;(5)C
【详解】(1)在探究“重力的大小跟质量的关系”时,需要测量物体的质量和受到的重力大小,故需要的测量工具是天平和弹簧测力计。
(2)在甲、乙、丙三图中,可以观察到悬线的方向始终保持竖直向下,且悬挂的重物会自然下垂,即悬线始终与水平面垂直,即支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论。
(3)在坐标系中,横坐标标注“质量m/kg”,纵坐标标注“重力G/N”,将表格中的对应数据依次描出,再用线连接这些点,即可得到G-m关系图像,如图所示:
根据表格中数据可知,物体的重力与其质量之比始终为一定值,故可得出结论:在同一地方,物体的重力与质量成正比。
(4)在利用弹簧测力计测量物体的重力时,弹簧受到物体对弹簧的拉力,这个力改变了弹簧的形状,使弹簧伸长,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(5)重力的大小与质量成正比,这个比值是一个定值,绿豆和黄豆的质量相同时,重力也相同,即两组数据的图像应该是重叠在一起的,故AB不符合题意,C符合题意。故选C。
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第5章
运动和力
第2节 弹力 重力(第2课时)
课标要点
了解重力。
学习重难点
重点:重力的概念;会计算重力的大小。
难点:重力的方向。
知识点 重力
1. 重力:物理学中,地球表面附近的物体由于 而受到的力叫做重力,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。
易错提醒 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。
随学随练
1.在问天实验舱与天和舱成功对接后,我国的空间站建设又向前推进了一步。已知空间站内处于失重状态,在问天实验舱内航天员一定不能完成的是( )
A.用弹簧测力计测拉力 B.用握力器练习握力
C.用弹簧测力计测重力 D.让笔记本悬浮在空中
2. 关于重力,下列说法正确的是( )
A.空中飞行的小鸟不受重力的作用 B.地球上的所有物体都受到重力的作用
C.氢气球在空中上升时不受重力的作用 D.地面附近只有静止的物体才受到重力的作用
知识点 重力的大小
1. 计算重力大小的公式
(1)物体所受的重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量之比,那么物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成:
g= ,即 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 (N/kg)。
(2)理解g的意义:通过精确实验得出,在地球表面附近,g的大小约9.8N/kg,它表明在地球表面附近,质量为1 kg的物体 约为9.8 N。在地球上的不同位置,g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值与地球上不同,如在月球上,g月=g地球/6。
2. 常见一些物体的重力大小:一瓶500ml可乐的重力约 N;一个篮球重力约5N;一个中学生的重力约 N;一头成年大象的重力约50000N。
易错提醒 初中物理重力计算的核心易错点集中在3个高频失分处:
1. 概念混淆:牢记质量是物体固有属性,不随位置改变,但g值会随星球变化,月球上g约为地球的1/6,不少同学误把月球上的重力直接当成质量换算,导致结果偏差6倍。
2. 公式规范:计算时必须先写原始公式G=mg,再推导变形式,直接写m=G/g容易丢失步骤分,同时要统一单位,质量必须用千克,不能用克直接代入。
3. 细节忽略:g值优先按题目指定取值,没说明时再用9.8N/kg或10N/kg。
随学随练
1.下列关于力的估测最符合实际的是( )
A.一个鸡蛋的重力约为5N B.中学生的重力约为500N
C.托起一本初中物理课本的力约为20N D.一瓶矿泉水的重力约为1N
2.某同学在“探究重力与质量的关系”的实验中,根据测量的不同质量钩码所受重力数据画出的G-m图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.测量前弹簧测力计需要在水平方向上调零
B.实验得出的结论是:物体所受的重力与其质量成正比
C.由实验可推知:质量为200kg的物体受到的重力为2N
D.若用石块代替钩码进行实验,则会得到不同的结论
知识点 重力的方向
1. 探究重力的方向
【实验器材】铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。
【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 的(即垂直于当地的水平面向下)。
2. 重力方向的应用——重垂线
(1)利用重垂线检查是否竖直。例如,建筑工人在砌墙时常利用重垂线来确定竖直方向,这是因为悬线的方向与 方向在同一直线上,用这种原理来检查墙壁是否竖直,如图甲所示。
甲 重垂线 乙 水平仪 丙 检查桌面是否水平
(2)检查是否水平
方法一:用如图乙所示的自制水平仪(由倒T形平板与铅垂线组成)检查。将水平仪放在物体表面上,若重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,若重垂线偏向刻线的右侧,则表明物体表面左高右低。
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,看重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。
易错提醒 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”。放在斜面上的物体受到的重力方向,如图甲所示是正确的;图乙是错误的。
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。
随学随练
1.投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。不考虑空气阻力,选项图中铅球在空中受力示意图正确的是( )
A. B.C. D.
2.如图,往墙上挂矩形画框时,将重锤线紧靠画框侧边悬挂来检验画框是否挂正,这是利用了( )
A.重力的方向 B.重力的大小 C.重力的作用点 D.重力与质量的关系
知识点 重心
1. 重心:物体的各个部分都受到重力的作用。对于整个物体而言,各部分所受到的重力可以看成是作用在某一个 上,这个点叫做重心。质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在它的 上。
2. 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。
甲 乙 丙
(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。
易错提醒 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。
3. 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。
4. 重心的位置与物体所在位置及运动状态无关。
随学随练
1.在生活中,人们会采取各种方式增加物体的稳定性:小强乘公交车上学时,两脚分开会站得更稳,理由是增大了_______;相同速度下,赛车比集装箱车有更好的稳定性,赛车主要通过_______,来增加稳定性;不倒翁之所以不易倾倒,是因为它的重心位置较_______(选填“高”或“低”)。
2.如图甲所示,玩具“不倒翁”扳倒后自动立起,其摆动中所受重力大小________(选填“不变”或“改变”),方向总是__________。如图乙,把汤匙放手指尖,调节支点使汤匙水平静止,是为了找汤匙的_______。
题型 重力的大小
初中物理重力大小的解题核心技巧可归纳为三点,帮你避开常见失分坑。
第一,先统一单位再代入公式。计算前必须把质量单位换算成千克,比如500g的物体要先转成0.5kg,再用G=mg计算,直接用克代入很容易得出1000倍偏差的错误结果。
第二,明确g的取值规则。题目无特殊说明时优先用9.8N/kg,若题干给出g取10N/kg,就按指定值计算,能大幅简化运算,不少同学硬套9.8反而算错。
第三,区分重力与质量的本质差异。选择题里“1kg等于9.8N”这类表述绝对错误,二者是不同物理量,只能说质量1kg的物体重力约为9.8N。
解题时还要注意隐含条件:地球附近所有物体无论运动状态如何,重力都只和质量、g有关,和速度、接触面情况无关,遇到斜面上的物体也不用额外调整重力大小,直接按公式计算即可。
活学活用
1.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,弹簧测力计指针位置如图所示,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”)。
2.如图所示是竖立在桥头的限重标志牌。一辆运油车自重为,车内装了8200kg的石油。(g取10N/kg)问:
(1)卡车的质量是多少?
(2)请通过计算说明这辆卡车通过该桥是否违章。
题型 重力的方向
初中物理里,重力方向的核心考点是竖直向下,它特指垂直于当地水平面、指向地心的方向,很多同学容易把它和“垂直向下”混淆,这也是这类题型最常见的易错点。
解题时可以记住两个实用技巧:第一,遇到重垂线、水平仪类题目,先牢牢抓住“重锤线永远竖直向下”这个不变量,不受题图里倾斜的桌面干扰,再画出和重锤线垂直的线,这就是标准水平面,以此判断物体的倾斜状态——重锤线向左偏就说明桌面左低右高,向右偏则是右低左高,不用额外复杂推导就能快速选对答案。第二,遇到重力方向作图题,无论物体放在斜面、水平面还是其他支撑面上,重力的箭头都要画成竖直向下,不能顺着接触面垂直画,作用点统一标在物体的重心(规则均匀物体的几何中心)上。
这类题型的核心逻辑就是“抓死竖直向下,忽略题图干扰”,避开“垂直于接触面”的思维陷阱,就能轻松避开出题人设置的易错点。
活学活用
1.如图所示的是“判断重力的方向”实验。为了能与重力的方向形成对比,特使用了一杯水,以水面作为参考面,改变悬线OA与虚线的夹角,我们观察到OA与水面______(选填“垂直”或“不垂直”)。
2.智能手机都有这样一个功能:将手机旋转90°从竖放变为横放,手机显示的画面就自动跟着转动,保持画面正立,如图所示。这源于手机内部的重力感应器,手机用它来判定方向。关于上述从竖放变为横放的过程,下列分析正确的是( )
A.手机所受重力的方向不变 B.重力感应器所受重力的方向改变
C.手机所受重力的大小改变 D.横屏时重力感应器不受重力
题型 重心
初中物理中重心相关题目看似灵活,其实掌握核心技巧就能快速突破。
首先是规则物体类题型:遇到质地均匀、形状规则的物体,直接记住重心在几何中心,比如均匀球体的重心在球心,长方形薄板重心在对角线交点,这类题可直接跳过复杂推导,快速定位答案。
其次是不规则物体实验题:考察悬挂法时,要明确两次悬挂的悬线延长线交点就是重心,背后用到的二力平衡、重力方向竖直向下的原理,是实验题填空的高频考点。
还要避开常见误区:重心不一定在物体上,比如圆环、空心球的重心就在空心区域,遇到判断类选择题要优先排查这个陷阱。遇到结合生活的应用题,比如不倒翁、背越式跳高,核心逻辑都是“降低重心提升稳定度”,用这个规律分析就能快速理清解题思路。
活学活用
1.小明做了一个“不倒翁”,如图所示:
(1)“不倒翁”对桌面的压力是由于______发生弹性形变而产生的,此力的受力物体是_____(均选填“不倒翁”或“桌面”);
(2)“不倒翁”不倒的原因是它的重心设计得非常________(选填“高”或“低”);
(3)在图中画出不倒翁的重力示意图。
2.关于重力,下列说法正确的是( )
A.重心就是物体的几何中心
B.可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
C.只有静止在地面上的物体才会受到重力
D.质量大的物体受到的重力一定大
基础通关
1.下列物体受到的重力最接近2N的是( )
A.一片树叶 B.一本物理书 C.两个鸡蛋 D.一头大象
2.下列关于重力的说法错误的是( )
A.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
B.山间的溪水会由高处流向低处是由于受到重力的作用
C.建筑工人砌墙时,常利用铅垂线检查墙壁是否竖直,这是利用重力方向总是竖直向下
D.任何物体的重心都在它的几何中心上
3. 关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力方向总是垂直向下 B.物体所受的重力与质量成正比
C.物体的重心一定在物体上 D.物体在地球与在月球所受重力大小相等
4.苹果成熟后落到地面,引发牛顿对万有引力定律的思考。苹果下落过程中( )
A.一定不吸引地球 B.不一定吸引地球 C.一定吸引地球 D.以上说法均正确
5.若地球上的物体所受的重力突然消失,则①物体将没有质量;②弹力将不存在;③天平将无法测量物体的质量;④瀑布将消失。其中说法正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
6.小强要在书房悬挂一幅科幻画作品,为了确保画框端正,他用细线绑一块小石头制作重垂线进行检查(如图)。下列方法正确的是( )
A.更换一个更加标准的重垂线
B.将画框顺时针转动一定角度
C.逆时针转动画框,使竖边与重垂线平行
D.调节重垂线,使其与画框的竖边平行
7. 某同学利用弹簧测力计和若干质量已知的钩码,探究重力的大小跟质量的关系,实验得到数据如下表所示,下列说法正确的是( )
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
A.实验前,需要在水平方向上对弹簧测力计调零
B.分析表中数据可知,物体所受到的重力与它的质量成正比
C.重力和质量的比值为,表示
D.改变钩码个数,分别测出其所受重力是为了减小实验误差
8. 一个质量为0.2kg的苹果从树上落下,这是由于苹果受________的作用,这个力的施力物体是________,这个力的大小为________N,方向是________。(g取10N/kg)
9. 作图题
(1)一只重为6牛的足球沿着如图所示的轨迹在空中运动,请用力的图示法画出它所受的重力G。
(2)小甜用如图所示的装置判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是________,在图中画出球A所受重力示意图________。缓慢改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向________(选填“改变”或“不变”)。
10. 我们知道,物体在太空里处于失重状态(没有重力),那么在寂静太空里,托盘天平是______(能/不能)使用的,弹簧测力计是______(能/不能)使用测量拉力的。人们研究表明:物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的。一个在地球上最多能举2000N物体的举重运动员,若让他到月球上举重,他最多能举______kg的物体。
素养提升
11.关于物体的重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的重力就是地球对物体的吸引力
B.因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
C.物体的重心是物体所受重力的作用点,所以重心一定在物体上
D.物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
12. 小梦在“探究重力的大小与质量的关系”实验,如图所示。以下是她在实验报告中记录的内容,其中正确的是( )
A.本实验使用的弹簧测力计分度值是0.1 N
B.由图像可知:物体受到重力大小与物体的质量成正比
C.此时弹簧测力计的示数是3.4 N
D.本实验多次测量的目的是求平均值以减小实验误差
13.(多选题)关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力施力物体是地球 B.在同一地点,物体的质量越大,重力越大
C.重力只存在于地面上的物体 D.物体重心一定在物体上
14. 探究“重力的大小跟质量的关系”:
(1)实验中,测量物体质量的工具是天平,测量物体所受重力的工具是__________。
(2)实验中,我们改变物体的______,多次测量对应的重力,目的是寻找普遍规律。
(3)实验数据表明:物体所受重力跟它的质量成______比。
(4)重力与质量的比值约g=_____N/kg,这个比值在同一地点是一个定值。
(5)若用不同质量的钩码做实验,得到的G-m图像是一条过原点的______。
(6)本实验多次测量的目的是______(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
15. 中国探月工程已经取得巨大进展。毛泽东主席“可上九天揽月”的愿望成为了现实。已知物体在月球表面受到的引力约等于在地球表面受到的引力的六分之一,嫦娥六号是人类首次月球背面采样返回,带回1935.3克月背样品。将这些样品放入一个容器中,样品与容器的总质量达到4.2kg。()
(1)在月球表面的水平地面上,该容器所受地面支持力多大?
(2)返回地球后,样品与容器的总质量为多少?所受重力为多少?
迁移创新
16. 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?
17.相传这样一个故事:二位商人在荷兰买进了大量的鱼,用船从荷兰运往赤道附近的索马里首都摩加迪沙。到了那里,称得全部鱼的重力比原来少了3×105N。原来,同一物体在地球上不同位置放置所受的重力是不一样的,测量发现,G=mg公式中的g值不是固定不变的,表中列出了一些不同地方的g值的大小,请回答下列问题:
地点
g值的大小
纬度
地点
g值的大小
纬度
赤道
9.78
0°
北极
9.832
90°
北京
9.801
39°56'
上海
9.794
31°12'
莫斯科
9.816
55°45'
纽约
9.803
40°41'
(1)就地球表面而言,同一个物体所处的纬度越低,所受重力越 ______(大/小)。从鱼“失踪”的现象可以知道,荷兰的纬度要比摩加迪沙的纬度______(高/低);
(2)如果在表中的六个地点,分别用同一架天平测同一物体的质量,那么 (填选项字母)。
A.在赤道处最大 B.在北极处最大 C.一样大 D.无法判断
18.小明在学习重力知识后,分别探究了“重力的方向”和“重力的大小跟质量的关系”。
(1)在实验过程中,需要的测量工具是_______和_______;
(2)将支架按图甲、乙、丙缓慢倾斜,支持“重力的方向总是竖直向下”的这一结论的现象是_______;
(3)小明利用钩码探究重力与质量的关系,数据如表所示,请在图丁所示坐标系中画出G-m关系图像_______(请自主标出横坐标和纵坐标所表示的物理量及标度);
实验次序
1
2
3
4
5
物体质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
所受重力G/N
0.5
1
1.5
2
2.5
分析数据能够得到的结论是:在同一地方,_______,得到这个结论的依据是_______;
(4)利用弹簧测力计测量物体的重力时,使测力计内弹簧伸长的力是_______(填入序号);
A.物体的重力 B.物体和测力计的总重力
C.物体对弹簧的拉力 D.弹簧对物体的拉力
(5)老师又给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸,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。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,观察绘制的图像可能是图戊中的_______图,以此判断重力是否与物质种类有关。
A. B. C.
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