第三节 重力的认识
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1. 知道重力产生的原因及重力的方向。
2. 理解重心的概念。
3. 能够通过实验总结重力和质量的关系,并能够用公式计算重力。
4. 理解合力的概念和计算,掌握等效替代法。
知识精讲
1. 重力概念:在地球附近,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。通常用G来表示。
注:① 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,但重力不一定完全等于地球的吸引力,一般情况重力小于地球的吸引力;② 重力的施力物体是地球。
2. 重力的方向:竖直向下(如图1-3-1甲和乙所示)。
图1-3-1
注:重力的方向总是竖直向下的。
3. 重力的大小:G=mg(g=9.8N/kg)
注:① 在同一地点,G/m数值不变;② 粗略计算时,g也可以取做10N/kg。
4. 重心的概念:重力的等效作用点叫做重心,密度分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心(如图1-3-2中的黑点所示)。
注:重心不一定在物体上,例如唱片的重心在它的圆心上,而圆心并没有在唱片上,如图1-3-3所示。
图1-3-2
图1-3-3
5. 力的合成。
(1)合力与分力:几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力称为那几个力的合力;那几个力为这一个力的分力。
(2)同一直线上二力的合成:
① 若F1与F2方向相同,则F=F1+F2,方向与F1、F2方向相同(如图1-3-4所示)。
图1-3-4
② 若F1与F2方向相反,则F=|F1-F2|,方向与较大力的方向相同(如图1-3-5所示)。
图1-3-5
③ 合力的范围:F大-F小≤F合≤F大+F小,合力方向与大力方向相同。
方法提炼
图1-3-6
探究物体重力与质量的关系的数据分析方法
数据分析方法一:归纳法。
G/m数值不变
m2/m1=G2/G1
m3/m1=G3/G1
m4/m1=G4/G1
m3/m2=G3/G2
……
数据分析方法二:图像法(如图1-3-6)
典例精析
例题1. 如图1-3-7所示,小球在斜面上往下滚,画出小球所受重力的示意图。
【思路分析】 重力的方向是竖直向下的。
【答案】 如图1-3-8所示。
图1-3-7
图1-3-8
例题2. 小红在研究“物体所受的重力跟物体质量的关系”的实验中,用天平测量不同物体的质量,用弹簧测力计依次测量这些物体受到的重力,实验数据记录在表1-3-1中。
表1-3-1
(1)根据小红的实验数据,可以得出的结论是__________。关系式为________。
(2)实验中,测某物体的重力如图1-3-9所示,则该物体质量为_____kg。
图1-3-9
【思路分析】 根据表格数据得结论的思路:确定自变量和因变量,因变量和自变量之间存在一定的函数关系,本题是正比关系。
【答案】 (1)在同一地理位置,物体所受的重力跟它的质量成正比;G=(10N/kg)×m:(2)0.24。
巩固提高
1. 下列测量工具中,能够直接称量物体重力的是( )。
A. 天平
B. 弹簧测力计
C. 杆秤
D. 磅秤
2. 下列说法正确的是( )。
A. “G=mg”表明:物体受到的重力跟它的质量成正比
B. “m=G/g”表明:物体的质量跟它的重力成正比
C. “g=G/m”表明:g值大小等于物体受的重力跟它质量的比值,且是一个恒定的值
D. 上述说法都正确
3. 下列关于常数g的叙述中正确的是( )。
A. 质量为1kg的物体受到的力是9.8N
B. 在地球表面,质量为1kg的物体受到的重力是9.8N
C. g=9.8N/kg,表示9.8N=1kg
D. g是常数,因此质量为1kg的物体在月球受到的重力仍是9.8N
4. 月球对物体的吸引力大约是地球对物体吸引力的六分之一,在地球上质量为60kg的物体到月球上的质量和受到的重力分别是( )。
A. 10kg、98N
B. 10kg、588N
C. 60kg、588N
D. 60kg、98N
5. 如图1-3-10所示用重垂线来检查墙壁上的画是否挂正,利用了重力的方向始终是_____的。
图1-3-10
6. 如图1-3-11所示是褔娃踢出去的足球,请在图中画出足球在空中飞行时的受力示意图。(不考虑空气阻力)
图1-3-11
7. 实验探究:(1)如图1-3-12所示,把不同质量的钩码依次挂在弹簧测力计上,分别读出它们的大小记在表1-3-2中,并计算出每次重力和质量的比值,根据上述实验与数据,得出结论如下:_____。
图1-3-12
表1-3-2
(2)由题(1)可知,在一般情况下g为定值,但经过科学家的精确测量,g值仍有差异。表1-3-3为各个不同城市的g值大小,观察分析表中提供的数据,回答下列问题:
表1-3-3
g值相同的城市是__________;
g值相差最大的两地是__________;
试猜想g值变化的原因可能是_____。
8. 小华同学的质量是50kg,她的体重是多少N?小芳同学的体重是392N,她的质量是多少kg(g=9.8N/kg)?
9. 图1-3-13中,甲同学用力100N,乙同学用力200N(二力在同一直线上),则:在(1)图中,合力为________N,方向________;在图(2)中,合力为________N,方向向________。
图1-3-13
10. 跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直下落,他所受的重力和空气阻力的合力为10N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,求运动员所受的空气阻力大小及方向。
中考真题
真题1. (北京中考)图1-3-14是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中的虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( )
图1-3-14
真题2. (贵州中考)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6,一个连同装备共120kg的宇航员,在月球上( )
A. 宇航员连同随身装备的质量约为地球表面附近的1/6
B. 宇航员连同随身装备的质量约为地球表面附近的6倍
C. 宇航员连同随身装备受到的引力约为200N
D. 宇航员连同随身装备受到的引力约为1200N