
1.知道重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的;
2.認(rèn)識(shí)影響重力大小的因素;
3.熟悉重力的概念;
4.了解重心的概念及應(yīng)用。
【基礎(chǔ)知識(shí)】
一、重力
1.萬有引力:宇宙間任何兩個(gè)物體都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。
2.重力:地面附近的物體,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符號(hào)是G。
3.重力的特點(diǎn)
(1)地球附近的所有物體都受到重力作用,不管它是運(yùn)動(dòng)的還是靜止的(重力是非接觸力,只要在地球附近就受到重力作用)。
(2)重力的施力物體是地球,受力物體是地球附近的物體。
(3)重力的效應(yīng):使物體從高處落向地面或使物體由向下落的趨勢(shì)。
(4)物體間力的作用是相互的,地球吸引物體的同時(shí),物體也吸引地球。
★特別提醒
日常生活中說的“物體有多重”中的“重”指的是物體的質(zhì)量。物理學(xué)中說的“物重”指的是物體的重力。這是生活語言和物理語言的區(qū)別。
二、重力的大小和方向
1.現(xiàn)象探究:質(zhì)量的大小和質(zhì)量的關(guān)系
2.重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(1)物體重力大小與其質(zhì)量的關(guān)系為G=mg,其中重力G的單位是N,質(zhì)量m的單位是kg,g的單位是N/kg。g取9.8N/kg,粗略計(jì)算時(shí)取10N/kg。
(2)g=9.8N/kg表示的物理意義:質(zhì)量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N。
(3)使用公式G=mg時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①公式中各物理量都必須使用國際單位;
②要會(huì)將公式進(jìn)行變形,能靈活運(yùn)用。如已知物體的重力求質(zhì)量時(shí),可將公式G=mg變形為。
★特別提醒
(1)注意“質(zhì)量”和“重力”的因果關(guān)系:物體受到的重力是因?yàn)槲矬w本身具有質(zhì)量,因而在描述重力和質(zhì)量關(guān)系時(shí),應(yīng)說“物體所受重力與其質(zhì)量成正比”,而不能說“物體質(zhì)量與重力成正比”。
(2)g值不是定值:g值雖然是一常數(shù),但它跟物體所處的地理位置有關(guān)。
1)在同一地區(qū)的物體,g值隨其離地面高度的增加而減?。ǜ叨茸兓淮髸r(shí),g值的變化可以忽略不計(jì))。
2)距離海平面相同高度的物體,g值隨地理位置的變化而變化,在赤道處g值最小,在兩極處g值最大。
3)月球上的物體由于被月球吸引也受月球的“重力”。但是月球上的g值大約是地球上g值的,所以物體在月球表面受到的重力越是其在地球表面受到重力的。
3.重力的方向:豎直向下(指向地心)。
(1)重力的方向總是豎直向下,而不是垂直向下。
(2)重力的方向不受其他作用力的影響,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及位置無關(guān)。
★特別提醒:豎直向下≠垂直向下
“豎直向下”是指處置以是水平面向下,近似指向地心?!按怪毕蛳隆笔侵复怪庇谀硞€(gè)面向下,這個(gè)面不一定是水平面。所以“豎直向下”是“垂直向下”的一個(gè)特例,我們不能把重力方向說成是“垂直向下”。
G豎直向下,F(xiàn)垂直向下
(3)重力方向的應(yīng)用
人們?cè)谝桓€下吊一重物,就做成了一根鉛垂線。因?yàn)橹亓Ψ较蚴冀K豎直向下,所以鉛垂線靜止時(shí)總豎直向下,故用鉛垂線可以檢查工作臺(tái)面是否水平,墻壁上的畫是否掛正等。
鉛垂線與臺(tái)面垂直,說明臺(tái)面水平 畫的豎邊沒與鉛垂線平行,說明畫沒掛正
三、重心
1.重力的作用點(diǎn)—重心
地球吸引物體的每一部分,物體的各部分都受到重力的作用。但是,對(duì)于整個(gè)物體,重力的作用的表現(xiàn)就好像它作用在某一點(diǎn)上,這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心。重心實(shí)際上是物體各部分受到重力作用的等效作用點(diǎn)。
2.重心的位置
(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,它的重心在它的幾何中心處,如圖所示。
(2)質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。如圖所示是空杯、少半杯水、大半杯水時(shí)杯子和水重心大致位置。
(3)物體的重心不一定在物體上。如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)的重心在環(huán)的中心處,不在環(huán)上。
(4)重心的位置與物體所在的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。
(5)為了研究問題方便,在受力物體上畫力的示意圖時(shí),常把力的作用點(diǎn)畫在重心上。
3.穩(wěn)度:穩(wěn)度就是物體的穩(wěn)定程度,穩(wěn)度越大,物體就越不容易傾倒。
提高穩(wěn)度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
【考點(diǎn)剖析】
考點(diǎn)一:重力的估測(cè)
【答題技巧】
解答估測(cè)物體重力的題目時(shí),可以把重力通過變形公式轉(zhuǎn)化為我們相對(duì)比較熟悉的質(zhì)量,然后進(jìn)行估測(cè)。
【例1】下列物體的重力最接近500N的是( )。
A.一頭大象B.一輛小轎車 C.一名中學(xué)生D.一個(gè)雞蛋
【答案】C。
【解析】由G=mg得,重力為500N的物體的質(zhì)量為
A.一頭大象的質(zhì)量可達(dá)5t=5000kg,故A不符合題意;
B.一輛小轎車的質(zhì)量約1000kg,故B不符合題意;
C.一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量約50kg,故C符合題意;
D.一個(gè)雞蛋的質(zhì)量約50g=0.05kg,故D不符合題意。
故選C。
考點(diǎn)二:重力大小的計(jì)算
【答題技巧】
質(zhì)量不變是橋梁:
物體質(zhì)量的大小與外界條件無關(guān),只取決于物體本身所含物質(zhì)的多少。航天員在月球上所受重力雖然大小不同,但在月球上的質(zhì)量和地球上的質(zhì)量是相等的。
【例2】甲、乙兩同學(xué)質(zhì)量之比為10:9,甲同學(xué)重588N,則乙同學(xué)身體質(zhì)量和重力分別是( )。
A.529.2kg,529.2N B.54kg,588N C.54 kg,529.2N D.66.7kg,653.3N
【答案】C。
【解析】因?yàn)槲矬w的重力和質(zhì)量成正比,所以,則G乙=G甲=×588N=529.2N;
乙的質(zhì)量:m乙==54kg;故選C。
考點(diǎn)三:質(zhì)量的方向及應(yīng)用
【答題技巧】重力的方向在任何情況下都是豎直向下的,鉛垂線就是利用重錘靜止時(shí)懸線總是豎直下垂的原理制成的。
【例3】過春節(jié)時(shí)貼年畫是我國的傳統(tǒng)習(xí)俗。在豎直墻壁上貼長方形年畫時(shí),可利用重垂線來檢查年畫是否貼正。如圖所示的年畫的長邊與重垂線不平行,為了把年畫貼正,則下列操作方法中正確的是( )。
A.換用質(zhì)量大的重錘;
B.上下移動(dòng)年畫的位置;
C.調(diào)整年畫,使年畫的長邊與重垂線平行;
D.調(diào)整重垂線,使重垂線與年畫的長邊平行
【答案】C。
【解析】根據(jù)重力方向豎直向下,如果畫框和重錘線是平行的,畫框是豎直的,否則畫框不豎直。所以為了把年畫貼正,應(yīng)調(diào)整年畫,使年畫的長邊與重垂線平行。
故選C。
考點(diǎn)四:探究重力與質(zhì)量的關(guān)系
【例4】地球附近物體都要受到重力,小明同學(xué)認(rèn)為物體的重力大小與物體的質(zhì)量有關(guān),他用天平、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行了探究。
(1)你________(選填“同意”或“不同意”)物體的重力大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。依據(jù)是_________。
(2)如圖甲是他第2次測(cè)量中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),該測(cè)力計(jì)的量程是______N,分度值是_______N,請(qǐng)將此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)填入下表的空格處。
(3)請(qǐng)你根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖乙中作出重力隨質(zhì)量變化的圖象。(______)
(4)由圖象可知:物體的重力跟物體的質(zhì)量成________。
(5)若干年后,小明在我國建成的太空站工作時(shí),你認(rèn)為他用同樣的器材________(選“能”或“不能”)完成該探究。
【答案】同意;舉物體,物體質(zhì)量越大,越費(fèi)力;0—5;0.2;2;見解析;正比;不能。
【解析】(1)重力大小隨質(zhì)量的增大而增大,并且增大的倍數(shù)相等,從而得出重力與質(zhì)量的關(guān)系;
故同意物體的重力大小與物體的質(zhì)量有關(guān)的猜想;
(2)觀察圖象發(fā)現(xiàn),彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0-5N,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N;
(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn),連線得重力隨質(zhì)量變化的圖像,如圖所示;
(4)由圖像可知::質(zhì)量增大幾倍,重力也相應(yīng)的增大幾倍,即是重力和質(zhì)量的比值是不變的,因此可以得出的結(jié)論是:物體的重力和質(zhì)量成正比;
(5)太空處于失重狀態(tài),無法測(cè)出物體的重力,故此實(shí)驗(yàn)不能完成;
考點(diǎn)五:重心及其應(yīng)用
【答題技巧】
重力的作用點(diǎn)叫重心。重心實(shí)際上是物體各部分受到重力作用的等效作用點(diǎn)。(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,它的重心在它的幾何中心處,質(zhì)量分布不均勻的物體,重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。物體的重心不一定在物體上。
【例5】關(guān)于重心,下列說法正確的是( )。
A.空心的足球沒有重心;
B.物體的重心不一定在物體上;
C.將質(zhì)地均勻的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了;
D.物體受到的力全部都作用在重心上
【答案】B。
【解析】A.任何物體都有重心,故A錯(cuò)誤;
B.重心不一定在物體上,也可以物體之外,比如均勻的圓環(huán),重心在環(huán)外,故B正確;
C.物體重心的位置可以在物體上,也可以在物體外,如圓環(huán).空心球它們的重心在中間的空心部位上,所以質(zhì)地均勻的木球的中心挖去后,重心仍在其球心處,故C錯(cuò)誤;
D.重心是物體各部分所受重力的集中點(diǎn),而物體受到的力并非都作用在重心上,故D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)六:重力的示意圖
【答題技巧】畫重力示意圖的步驟
第一步:確定重力作用點(diǎn),即重心;
第二步:從重心豎直向下畫一條線段;
第三步:在線段末端標(biāo)上箭頭、符號(hào)G(大小)。
【例6】如圖,小明正在打排球,請(qǐng)畫出排球所受重力的示意圖。
【解析】重力的方向是豎直向下的,過重心畫一條帶箭頭的豎直向下的有向線段,用G表示,如圖所示:
【真題演練】
1.(重慶中考真題)下列物理量最接近實(shí)際的是( )。
A.一個(gè)雞蛋重約為0.5N;
B.教室門高約為10m;
C.一個(gè)中學(xué)生的質(zhì)量約為500kg;
D.初中生百米跑成績約為6s
【答案】A。
【解析】A.一個(gè)雞蛋的質(zhì)量在50g=0.05kg
左右,受到的重力為G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
故A符合題意;
B.教室的門的高度肯定大于人的身高,約2m,故B不符合題意;
C.成年人的質(zhì)量在65kg左右,中學(xué)生的質(zhì)量比成年人小一些,在50kg左右,故C不符合題意;
D.初中生百米跑成績約為14s,故D不符合題意。故選A。
2.(湖南衡陽市)小華根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖所示的甲乙丙丁四幅圖像,其中對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像分析正確的是( )。
A.圖甲說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài);
B.圖乙說明物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng);
C.圖丙說明物體的質(zhì)量與它的體積成正比;
D.圖丁說明物體所受重力與它的質(zhì)量成正比
【答案】CD。
【解析】A.圖甲是v-t圖象,且v保持不變,所以物體作勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B.圖乙是s-t圖象,而s保持不變,說明物體處于靜止?fàn)顟B(tài),故B錯(cuò)誤;
C.圖丙中的m與V的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線,所以物體的質(zhì)量與它的體積成正比,故C正確;
D.圖丁中的G與m的關(guān)系圖線是過原點(diǎn)的傾斜直線,所以物體所受的重力與它的質(zhì)量成正比,故D正確。故選CD。
3.(湘潭)如圖所示紙做的“不倒翁小鳥翅膀上裝有兩個(gè)回形針,將鳥嘴放在指尖上轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)掉下來。下列說法正確的是( )。
A.裝回形針降低了小鳥的重心; B.裝回形針升高了小鳥的重心;
C.小鳥的重心一定在其幾何中心上;D.小鳥不掉下來是因?yàn)轼B嘴上有膠水
【答案】A。
【解析】解:裝上回形針小鳥的重心降低,穩(wěn)定性增強(qiáng);小鳥的形狀不規(guī)則,重心不在幾何重心上,鳥嘴上并沒有膠水,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A。
4. (天津)利用鉛垂線和三角尺判斷桌面是否水平,如圖所示的做法正確的是( )。
A. B. C. D.
【答案】A。
【解析】物體由于地球吸引而產(chǎn)生的力叫做重力,重力的方向是豎直向下的,生活中的水平儀、鉛垂線都是利用了重力的方向是豎直向下的。故題中利用鉛垂線和三角尺判斷桌面是否水平,做法正確的是如A所示,故本題正確選項(xiàng)是A。
5.(浙江嘉興市)帶著移居火星生活,實(shí)現(xiàn)人類真正走出地球的夢(mèng)想,“天問一號(hào)”火星探測(cè)器于2020年7月23日發(fā)射,歷時(shí)10個(gè)月,于2021年5月15日成功在火星著陸(如圖)。中國成為第3個(gè)觸摸這顆紅色星球的國家!
(1)“天問一號(hào)”火星探測(cè)器由“長征五號(hào)”運(yùn)載火箭擔(dān)任發(fā)射任務(wù)。幾乎所有火箭發(fā)射都選擇朝東方向是因?yàn)榈厍騙______,使火箭在地面未發(fā)射之前,已經(jīng)具有了一個(gè)向東的速度,從而節(jié)省推進(jìn)劑。
(2)本次探測(cè)的幾個(gè)重要任務(wù)之一是尋找火星上是否存在_______,以回答“火星是否存在支持生命的環(huán)境”。
(3)假如能成功移居火星,我們會(huì)比在地球上跳得更高,樹木會(huì)長得更高,原因是火星的質(zhì)量比地球小,其重力加速度比地球上的重力加速度(9.8牛/千克)也小的緣故。若質(zhì)量為240千克的“祝融號(hào)”在火星上受到的重力為902.4牛,則火星上的加速度大小為多少?(________)
【答案】自西向東自轉(zhuǎn);水;3.76N/kg。
【解析】[1]因?yàn)榈厍蜃晕飨驏|自轉(zhuǎn),所以在地球上的物體都有一個(gè)向東的速度,所以向東發(fā)射,可以節(jié)省推進(jìn)劑。
[2]水是生命之源,所以能否支持生命存在,只需要尋找火星上是否存在水。
[3]根據(jù)重力的計(jì)算公式可得
答:火星上的重力加速度大小為3.76N/kg。
6.(四川自貢)如圖所示,物體A與彈簧連接,靜止在光滑的斜面上,請(qǐng)畫出A的受力示意圖。
【解析】光滑的斜面,即不計(jì)斜面對(duì)物體的摩擦力,木塊受到重力、斜面的彈力和彈簧的彈力,重力方向豎直向下,斜面彈力與斜面垂直向上,彈簧彈力平行于斜面向上。如圖所示:
7.(云南?。┤鐖D所示,“冰墩墩”單腳站在水平地面上向右滑行,請(qǐng)?jiān)贠點(diǎn)作出它所受摩擦力f的示意圖;
【解析】“冰墩墩”單腳站在水平地面上向右滑行過程中,受到的摩擦力總是阻礙它的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以摩擦力的方向水平向左,作用點(diǎn)為O點(diǎn),故過O點(diǎn)水平向左畫線段,在線段的末尾畫箭頭表示力的方向,并標(biāo)出f,作圖如下:
8.(湖北隨州)多米諾骨牌是一種用木制、骨制或塑料制成的長方體骨牌,起源于中國北宋時(shí)期,由意大利傳教士帶往歐洲。玩時(shí)將骨牌按一定間距排列成各種造型(如圖甲),輕輕碰倒第一張骨牌,其余的骨牌就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng),依次倒下(如圖乙)。多米諾骨牌效應(yīng)的說法被廣泛用來比喻許多社會(huì)現(xiàn)象。用物理學(xué)知識(shí)對(duì)多米諾骨牌效應(yīng)發(fā)生過程進(jìn)行分析:
(1)在骨牌依次擊倒的過程中,骨牌的重心如何變化:__________;
(2)骨牌依次擊倒,從能量的角度分析,涉及到不同形式的能量間的轉(zhuǎn)化,請(qǐng)分析其中的能量轉(zhuǎn)化情況:_______________。
【答案】①重心降低;②重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
【解析】(1)[1]實(shí)際上,每張骨牌的重心先微小提升,然后有明顯的降低,整體而言重心是降低的。
(2)[2]骨牌倒下時(shí)質(zhì)量不變,重心會(huì)降低,所以其重力勢(shì)能會(huì)減??;重力勢(shì)能減小后會(huì)使得骨牌倒下速度增大,動(dòng)能增大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能。
【過關(guān)檢測(cè)】
1.對(duì)下列物理量的認(rèn)識(shí)中,最符合常識(shí)的是( )。
A.一名中學(xué)生身高約165mm;
B.一名中學(xué)生的步行速度約10m/s;
C.一名中學(xué)生的受到重力約500N;
D.一名中學(xué)生的質(zhì)量約500kg
【答案】C。
【解析】A.一名中學(xué)生身高約165cm,故A不符合題意;
B.一名中學(xué)生的步行速度約1m/s,故B不符合題意;
C.一名中學(xué)生的受到重力約500N,故C符合題意;
D.一名中學(xué)生的質(zhì)量約50kg,故D不符合題意。
故選C。
2.如圖所示,一輛汽車沿斜面向下行駛,下圖能正確表示該車在行駛過程中所受重力的方向的是( )。
A.B.C.D.
【答案】A。
【解析】斜面上的汽車受到重力作用,重力的方向豎直向下,與水平面垂直。
故選A。
3.如圖,玩具“不倒翁”被扳倒后會(huì)自動(dòng)立起來,其奧妙是( )。
A.重心低,不易傾倒 B.里面有自動(dòng)升降的裝置
C.重力小,可以忽略 D.重力的方向總是豎直向下的
【答案】A。
【解析】玩具“不倒翁”被扳倒后會(huì)自動(dòng)立起來,原因就是不倒翁底部放有密度較大的鉛粒,重心下降,增大穩(wěn)度,不易摔倒,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
4.下列說法正確的是( )。
A.空中飛行的飛機(jī)不受重力的作用;
B.重力的方向總是豎直向下的;
C.物體上最重的點(diǎn)就是重心;
D.只要物體質(zhì)量分布均勻,重心就在它的幾何中心上
【答案】B。
【解析】A.地球?qū)ζ浔砻婕案浇囊磺形矬w都受到重力的作用,所以空中的飛機(jī)始終受到重力的作用,故A錯(cuò)誤;
B.重力的方向總是豎直向下的,故B正確;
C.重心是物體受到的重力的作用點(diǎn),并不是物體上最重的點(diǎn),故C錯(cuò)誤;
D.物體的重心位置由物體的幾何形狀和質(zhì)量分布情況決定,物體的重心可以不在這個(gè)物體上,質(zhì)量均勻分布的形狀規(guī)則的物體的重心一定在幾何中心上,故D錯(cuò)誤。
故選B。
5.關(guān)于重力和彈力,下列說法正確的是( )。
A.物體的質(zhì)量與物體的重力成正比,即G=mg;
B.形狀規(guī)則的物體,其重心一定在它的幾何中心;
C.地面對(duì)人的支持力是由于人發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的;
D.在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量與其受到的拉力成正比
【答案】D
【解析】A.應(yīng)該說物體所受的重力與物體的質(zhì)量成正比,即G=mg,故A錯(cuò)誤;
B.形狀規(guī)則且密度分布均勻的物體,其重心在它的幾何中心,故B錯(cuò)誤;
C.地面對(duì)人的支持力是由于地面發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的,故C錯(cuò)誤;
D.在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長量與其受到的拉力成正比,彈簧測(cè)力計(jì)就是依據(jù)這一原理制成的,故D正確。
故選D。
6.工人師傅在對(duì)窗臺(tái)施工時(shí),將水平儀放置于窗臺(tái)上,鉛垂線靜止后的情形如圖所示。鉛錘線的工作原理是利用重力________的特點(diǎn),圖示情形說明窗臺(tái)_______(選填“左”或“右”)面較低。
【答案】方向豎直向下;右。
【解析】[1][2]重力的方向始終豎直向下,根據(jù)重力的方向豎直向下,制成鉛垂線檢查物體是否豎直,如果物體豎邊與鉛垂線平行則物體豎直,由圖可知,窗臺(tái)右面較低。
7.由中國自行設(shè)計(jì)研制的月球車(如圖所示)乘坐“嫦娥”三號(hào)探月衛(wèi)星“親近”月球,實(shí)施無人登月探測(cè)。已知月球車在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的,若將一個(gè)在地球上重為1200N的月球車放到月球上,它受到的重力是____N,質(zhì)量是____kg。
【答案】200;120。
【解析】[1][2]由題意可得,月球車放到月球上,它受到的重力
月球車在地球上的質(zhì)量
因質(zhì)量是物體本身的一種屬性,和物體的形狀、狀態(tài)、位置無關(guān),所以月球車在月球上的質(zhì)量仍然為120kg。
8.“夜來風(fēng)雨聲,花落知多少”,這是唐代詩人孟浩然《春曉》中的詩句詩中“花落”是指花瓣落地,實(shí)際上是由于花瓣受到___________的作用,其施力物是___________。
【答案】重力;地球。
【解析】[1]花瓣落地是因?yàn)槭艿搅酥亓Φ淖饔?,向下運(yùn)動(dòng)。
[2]而重力是由于地球的吸引,故施力物體是地球。
9.重力的施力物體是______;提高物體穩(wěn)定程度的方法,一是增大支承面,二是降低______。
【答案】地球;重心。
【解析】[1]由于受到地球的吸引而使物體受到的力即為重力,故重力的施力物體是地球。
[2]提高穩(wěn)定程度的方法,可以采取降低重心的方法。
10.某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”和“判斷重力方向”的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究。
(1)在探究物體所受重力大小與物體質(zhì)量關(guān)系時(shí),實(shí)驗(yàn)記錄如表:
①在探究過程中,需要的測(cè)量工具有___________、___________。
②分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出的結(jié)論是:___________。
③根據(jù)上表中測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖甲,其中能正確描述物體所受的重力G與質(zhì)量m關(guān)系的圖像是___________。
(2)該組同學(xué)在探究重力方向時(shí),實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示,操作如下:
①將該裝置放在水平桌面上后,逐漸改變木板M與桌面的夾角α,會(huì)觀察到懸線OA的方向___________(選填“變化”或“不變”);剪斷懸線OA,小球___________(選填“豎直”或“垂直”)下落。
②從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得到:重力的方向總是___________。
【答案】天平;彈簧測(cè)力計(jì);物體所受重力與其質(zhì)量成正比;B;不變;豎直;豎直向下。
【解析】(1)①[1][2]根據(jù)表中數(shù)據(jù),要測(cè)量質(zhì)量和重力,故實(shí)驗(yàn)所需要的測(cè)量工具是:天平和彈簧測(cè)力計(jì)。
②[3]因重力與質(zhì)量之比為一定值,故分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是:物體所受重力與其質(zhì)量成正比。
③[4]由于物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比,所以,重力隨質(zhì)量的變化關(guān)系圖像為過原點(diǎn)的直線,故選B。
(2)①[5][6]因?yàn)橹亓Φ姆较蚩偸秦Q直向下的,所以逐漸改變木板M與桌面的夾角α,會(huì)觀察到懸線OA由于受重力的作用方向保持豎直方向不變;剪斷懸線OA,小球受到重力的作用會(huì)豎直下落。
②[7]從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得到:重力的方向總是豎直向下的。
11.如圖所示是某地的橋梁旁豎著的一塊標(biāo)志牌。一輛重型卡車自重為1.5×105N,若該車運(yùn)送8m3鋼材,行駛到該大橋處。求:(ρ鋼=7.9×103kg/m3)
(1)汽車的質(zhì)量?
(2)鋼材的質(zhì)量?
(3)通過計(jì)算回答該車能否通過此橋?
【答案】(1)15t;(2)63.2t;(3)不能,計(jì)算見詳解。
【解析】(1)汽車的質(zhì)量
(2)鋼材的質(zhì)量
(3)卡車的總質(zhì)量
所以該車不能通過此橋。
答:(1)汽車的質(zhì)量15t;(2)鋼材的質(zhì)量63.2t;(3)該車不能通過此橋。
提出問題
物體所受重力與它質(zhì)量有什么關(guān)系
猜想與假設(shè)
通常我們感覺到物體的質(zhì)量越大,就越重。因此可以作出猜想:物體所受的重力與質(zhì)量存在一定的關(guān)系,物體的質(zhì)量越大,它所受的重力越大
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃
用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出總質(zhì)量不同的鉤碼所受重力的大小,觀察、比較鉤碼所受總重力的大小與總質(zhì)量有何關(guān)系
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
(1)固定彈簧測(cè)力計(jì),使其保持豎直狀態(tài)。
(2)把一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,當(dāng)鉤碼靜止時(shí),讀出的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即鉤碼所受重力的大小,將其記錄在表格中。
(3)用同樣的方法分別測(cè)出2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)相同的鉤碼的重力,并把測(cè)量結(jié)果記錄在表格中。
(4)以質(zhì)量為橫坐標(biāo),重力為縱坐標(biāo),作出鉤碼重力大小跟其質(zhì)量的關(guān)系圖像,如圖所示。
質(zhì)量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
重力G/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
2.94
3.43
重力與質(zhì)量的比值/(N·kg-1)
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
分析論證
(1)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)質(zhì)量成倍數(shù)增加時(shí),重力也成倍數(shù)增加,物體所受的重力與其質(zhì)量的比值不變。
(2)由G-m圖像可知,此圖線是一條過原點(diǎn)的直線,說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
歸納總結(jié)
大量精確的實(shí)驗(yàn)表明,物體所受重力跟它的質(zhì)量成正比。如果用G表示重力,m表示質(zhì)量,g表示重力與質(zhì)量的比值,地球附近的物體所受重力跟它的質(zhì)量之間的關(guān)系可以寫成,即G=mg。
次數(shù)
1
2
3
4
質(zhì)量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
重力G/N
1
________
3
4
被測(cè)物體
物體質(zhì)量m(kg)
重力G(N)
G與m的比值(N/kg)
物體1
0.1
0.98
9.8
物體2
0.2
1.96
9.8
物體3
0.3
2.94
9.8
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