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1、第3节重力体体验重力重力活活动1:1:用手托住橡皮用手托住橡皮,分分别由静止由静止释放、向上抛出、向前抛出放、向上抛出、向前抛出,抛出后的橡皮最抛出后的橡皮最终会落向哪里会落向哪里?活活动2:2:用用细线将橡皮拴住吊起将橡皮拴住吊起,分分别将将细线的另一端挂在的另一端挂在竖直的直的墙壁和壁和倾斜的椅子上斜的椅子上,细线的指向是否相同的指向是否相同?细线的指向与水平的指向与水平面之面之间有什么关系有什么关系?活活动3:3:分分别用手用手举起橡皮和物理起橡皮和物理课本本,感感觉托起哪个物体所用的托起哪个物体所用的力大一些力大一些?【参考答案参考答案】活动活动1:1:最终橡皮都会向下落回地面最终橡皮
2、都会向下落回地面活动活动2:2:相同细线的指向与水平面垂直相同细线的指向与水平面垂直活动活动3:3:物理课本物理课本1.1.重力重力:由于由于使物体受到的力。符号使物体受到的力。符号:。2.2.重力的大小重力的大小:(1)(1)物体所受的重力跟物体所受的重力跟质量成量成。(2)(2)关系式关系式:。3.3.重力的方向重力的方向:(1)(1)方向方向:。(2)(2)应用用:利用利用确定确定竖直方向直方向,检查所砌的所砌的墙壁是否壁是否。4.4.重心重心重力的作用点重力的作用点:形状形状规则、质量分布均匀的物体的重量分布均匀的物体的重心在心在。【参考答案参考答案】1.1.地球的吸引地球的吸引G G
3、2.(1)2.(1)正比正比(2)G=mg(2)G=mg3.(1)3.(1)竖直向下竖直向下(2)(2)铅垂线竖直铅垂线竖直4.4.几何中心几何中心探究探究1 1 重力重力结合合“体体验”中的活中的活动,思考以下思考以下问题:1.1.由由“活活动1 1”分析分析,无无论橡皮橡皮处于哪种状于哪种状态,为什么都会向下落什么都会向下落向地面向地面?参考答案参考答案:因为受到了重力的作用因为受到了重力的作用2.2.重力是怎重力是怎样产生的生的?施力物体和受力物体分施力物体和受力物体分别是什么是什么?提示提示:地球附近的所有物体都受到地球的吸引地球附近的所有物体都受到地球的吸引,我们把由于地球我们把由于
4、地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。由分析可知的吸引而使物体受到的力叫作重力。由分析可知,施力物体是施力物体是地球地球,受力物体是地球附近的所有物体。受力物体是地球附近的所有物体。参考答案参考答案:由于地球的吸引而使物体受到的力地球地球附由于地球的吸引而使物体受到的力地球地球附近的所有物体近的所有物体3.3.如果没有重力如果没有重力,我我们的生活会怎么的生活会怎么样?提示提示:人能在地面上行走人能在地面上行走,是因为人受到重力的作用是因为人受到重力的作用,如果地球如果地球上没有了重力上没有了重力,则人就会漂浮在空中则人就会漂浮在空中;水往低处流水往低处流,是因为水受是因为水受到重力的作用到重力
5、的作用,如果地球上没有了重力如果地球上没有了重力,则水就不会向低处流则水就不会向低处流,而是漂浮在空中而是漂浮在空中;地球周围有一层厚厚的大气层地球周围有一层厚厚的大气层,这是由于大气这是由于大气层受到重力层受到重力,如果地球上没有了重力如果地球上没有了重力,则空气就会逃离地球则空气就会逃离地球,地地面附近就没有人类和动物赖以生存的大气层了。面附近就没有人类和动物赖以生存的大气层了。参考答案参考答案:水不会向低处流水不会向低处流;空气会逃离地球空气会逃离地球,地面附近没有大地面附近没有大气层气层(或人走路会轻飘飘的或人走路会轻飘飘的;抛出去的物体不会落回地面等抛出去的物体不会落回地面等)【微点
6、拨微点拨】(1)(1)重力重力地球吸引力地球吸引力:地球吸引力是因地球吸引力是因,重力是果。重力是果。(2)(2)重力是非接触力重力是非接触力,地球附近的一切物体都受到重力的作用地球附近的一切物体都受到重力的作用,无论固体、液体和气体无论固体、液体和气体,无论处于何种运动状态。无论处于何种运动状态。(3)(3)由于物体间力的作用是相互的由于物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时地球吸引物体的同时,物体物体对地球也有吸引作用。对地球也有吸引作用。【知识拓展知识拓展】重力与地球引力重力与地球引力重力是地球对物体的引力重力是地球对物体的引力,但是一般来说重力并不等于地球的但是一般来说重力并不等于
7、地球的引力。这是因为地球上的物体随着地球自转做匀速圆周运动引力。这是因为地球上的物体随着地球自转做匀速圆周运动,而需要向心力。这个向心力也来自地球引力。地球对物体的引而需要向心力。这个向心力也来自地球引力。地球对物体的引力分解成两个力力分解成两个力,一个是物体随着地球自转做匀速圆周运动的一个是物体随着地球自转做匀速圆周运动的向心力向心力,另一个就是重力。因此重力大小应是地球对物体引力另一个就是重力。因此重力大小应是地球对物体引力和向心力的矢量差和向心力的矢量差,故重力略小于地球的引力故重力略小于地球的引力,方向竖直向下方向竖直向下,但并不指向地心。但并不指向地心。探究探究2 2 探究重力与探究
8、重力与质量的关系量的关系结合合“体体验”中的中的“活活动3 3”,思考以下思考以下问题:1.1.猜想猜想:由由“活活动3 3”可知可知,重力大小与重力大小与有关有关,猜想的理由猜想的理由是是 。提示提示:结合生活实际结合生活实际,通常我们感觉到物体的质量越大通常我们感觉到物体的质量越大,它就越它就越重重,所以猜想重力的大小可能跟质量有关。所以猜想重力的大小可能跟质量有关。参考答案参考答案:质量物体的质量越大质量物体的质量越大,感觉越重感觉越重2.2.实验设计:(1)(1)测量工具量工具:测量量钩码的重力的重力:。参考答案参考答案:弹簧测力计弹簧测力计(2)(2)如何如何测量物体的重力量物体的重
9、力?提示提示:测量物体的重力需用弹簧测力计测量物体的重力需用弹簧测力计,因为重力的方向总是竖因为重力的方向总是竖直向下直向下,所以测量重力必须保证弹簧测力计处于竖直状态所以测量重力必须保证弹簧测力计处于竖直状态,且物且物体静止时开始读数。体静止时开始读数。参考答案参考答案:将物体挂在弹簧测力计挂钩上将物体挂在弹簧测力计挂钩上,使弹簧测力计处于竖使弹簧测力计处于竖直状态直状态,当物体静止时开始读数。弹簧测力计的示数即为物体当物体静止时开始读数。弹簧测力计的示数即为物体所受重力的大小。所受重力的大小。(3)(3)如如图所示所示,逐次增加逐次增加钩码,并依次并依次读出出弹簧簧测力力计的示数。的示数。
10、质量量m/kgm/kg0.050.05 0.10.1 0.150.15 0.20.2 0.250.250.30.3重力重力G/NG/N0.50.51.01.01.51.52.02.02.52.53.03.0重力重力/质量量/(N/(Nkgkg-1-1)101010101010101010101010(4)(4)分析数据分析数据,描点描点连线。分析以上分析以上实验数据数据,根据数据作根据数据作图,用用图线表示重力与表示重力与质量的关量的关系系,可得出可得出结论 。提示提示:根据实验数据在坐标系上描点作图根据实验数据在坐标系上描点作图,注意横纵坐标的设定。注意横纵坐标的设定。作出的图线是一条过原点
11、的直线作出的图线是一条过原点的直线,说明物体所受的重力跟它的说明物体所受的重力跟它的质量成正比。质量成正比。参考答案参考答案:如图所示如图所示物体所受的重力跟它的质量成正比物体所受的重力跟它的质量成正比3.3.交流与交流与评估估:(1)(1)实验中是通中是通过作作图像来分析像来分析实验结论的的,这样做有什么好做有什么好处?提示提示:图像可以形象、直观地反映一个物理量随另一个物理量图像可以形象、直观地反映一个物理量随另一个物理量的变化规律的变化规律,用在坐标系上作图的方法得出了重力跟质量的关用在坐标系上作图的方法得出了重力跟质量的关系系,这种做法思路简捷这种做法思路简捷,容易理解。容易理解。参考
12、答案参考答案:可以形象、直观地反映物理规律可以形象、直观地反映物理规律(2)(2)如果将如果将钩码换成成质量不同的物体量不同的物体,还需要什么需要什么测量量仪器器,是否是否能得出能得出结论?提示提示:用天平测出物体的质量用天平测出物体的质量,再用弹簧测力计测量出物体的重再用弹簧测力计测量出物体的重力力,将数值记录在表格中将数值记录在表格中,计算物体所受的重力与质量的比值计算物体所受的重力与质量的比值,利用比值不变的特性利用比值不变的特性,分析得出物体所受重力跟质量的关系。分析得出物体所受重力跟质量的关系。参考答案参考答案:天平利用比值法分析能够得出物体所受重力跟质天平利用比值法分析能够得出物体
13、所受重力跟质量的关系量的关系【微点拨微点拨】(1)(1)质量和重力的区别质量和重力的区别:质量不随位置的变化而变化质量不随位置的变化而变化,重力随物重力随物体位置的变化而变化。体位置的变化而变化。(2)g=9.8 N/kg(2)g=9.8 N/kg的物理意义的物理意义:质量是质量是1 kg1 kg的物体在地球附近所受的物体在地球附近所受的重力为的重力为9.8 N9.8 N。【知识拓展知识拓展】g g的理解的理解在地球的不同位置在地球的不同位置,g,g的数值并不是一个定值的数值并不是一个定值,在地球的赤道附在地球的赤道附近近g g值最小值最小,越靠近两极越靠近两极g g的值越大。因此的值越大。因
14、此,同一物体在不同的位同一物体在不同的位置重力是不相等的置重力是不相等的,只能是近似地认为只能是近似地认为g g为定值。为定值。探究探究3 3 重力的方向重力的方向结合合“体体验”中的中的“活活动1 1、2 2”,思考以下思考以下问题:1.1.由由“活活动1 1、2 2”可知可知,无无论橡皮朝哪个方向运橡皮朝哪个方向运动,最最终都会向都会向落落,细线吊着的橡皮无吊着的橡皮无论处于何种状于何种状态,细线总是是处于于方向方向,这些些现象象说明重力的方向是明重力的方向是。提示提示:“活动活动1 1”中中,橡皮运动过程中都会受到重力的作用橡皮运动过程中都会受到重力的作用,最终最终向下落回地面向下落回地
15、面,说明重力的方向是竖直向下的说明重力的方向是竖直向下的;“活动活动2 2”中细中细线的指向总是与水平方向垂直线的指向总是与水平方向垂直,与水平方向垂直的方向称为竖与水平方向垂直的方向称为竖直方向直方向,所以重力的方向是竖直向下的。所以重力的方向是竖直向下的。参考答案参考答案:下竖直竖直向下下竖直竖直向下2.2.由由图中所示中所示,能不能能不能说重力的方向垂直向下重力的方向垂直向下?为什么什么?提示提示:重力的方向是竖直向下的重力的方向是竖直向下的,总与当地的水平面垂直总与当地的水平面垂直,与斜与斜面不垂直面不垂直,不能说成垂直向下。不能说成垂直向下。参考答案参考答案:不能重力的方向是竖直向下
16、的不能重力的方向是竖直向下的,与水平面垂直与水平面垂直,与与斜面不垂直斜面不垂直3.3.生活中重力的方向有哪些生活中重力的方向有哪些应用用?提示提示:重力的方向总是竖直向下的重力的方向总是竖直向下的,因此利用这一点可以检验墙因此利用这一点可以检验墙壁砌得是否竖直壁砌得是否竖直,桌面是否水平桌面是否水平,墙上的相框是否挂正。墙上的相框是否挂正。参考答案参考答案:用铅垂线检查墙面是否竖直用铅垂线检查墙面是否竖直;用水平仪检查桌面是否用水平仪检查桌面是否水平。水平。【微点拨微点拨】(1)(1)竖直向下竖直向下垂直于接触面垂直于接触面:竖直向下是指垂直于水平面竖直向下是指垂直于水平面,垂垂直向下才是指
17、垂直于接触面。直向下才是指垂直于接触面。(2)(2)重力的方向始终竖直向下重力的方向始终竖直向下,指向地心。与物体的运动状态、指向地心。与物体的运动状态、重力大小等因素无关。重力大小等因素无关。(3)(3)铅垂线的方向是竖直向下而不是垂直向下。铅垂线的方向是竖直向下而不是垂直向下。探究探究4 4 重心重心观察三个物体的重心察三个物体的重心,思考以下思考以下问题:1.1.“只有物体的重心只有物体的重心处才受重力才受重力,物体的其他部位不受重力物体的其他部位不受重力”,这句句话对吗?提示提示:物体的每一部分都受到地球的吸引物体的每一部分都受到地球的吸引,人们只是为了研究问人们只是为了研究问题方便题
18、方便,才把整个物体所受的重力近似看成作用在一个点上即才把整个物体所受的重力近似看成作用在一个点上即重心上。重心上。参考答案参考答案:不对。人们只是为了研究问题方便不对。人们只是为了研究问题方便,才把整个物体所才把整个物体所受的重力近似看成作用在一个点上即重心上。受的重力近似看成作用在一个点上即重心上。2.2.物体的重心一定在物体上物体的重心一定在物体上吗?举一例一例说明。明。参考答案参考答案:不一定。圆环的重心在其环心上不一定。圆环的重心在其环心上,球体的重心在其球球体的重心在其球心上心上,都不在物体上。都不在物体上。3.3.分析上分析上图,可知形状可知形状规则、质量分布均匀的物体的重心在什么
19、量分布均匀的物体的重心在什么位置位置?提示提示:方形薄板的重心在两条对角线的交点方形薄板的重心在两条对角线的交点,球的重心在球心球的重心在球心,粗细均匀的直棒的重心在它的中点粗细均匀的直棒的重心在它的中点,所以形状规则、质量分布所以形状规则、质量分布均匀的物体的重心的位置应该在它的几何中心上。均匀的物体的重心的位置应该在它的几何中心上。参考答案参考答案:物体的几何中心上物体的几何中心上【微点拨微点拨】(1)(1)物体的重心与物体所在位置、放置方式、运动状态无关。物体的重心与物体所在位置、放置方式、运动状态无关。(2)(2)物体的重心越低物体的重心越低,物体的稳定性越好。物体的稳定性越好。【知识
20、拓展知识拓展】确定形状不规则的物体的重心方法确定形状不规则的物体的重心方法(1)(1)悬挂法悬挂法:在物体上任取一点在物体上任取一点,用细线从这点将物体悬挂起来用细线从这点将物体悬挂起来,静止时沿悬线方向在物体上画一条直线静止时沿悬线方向在物体上画一条直线,然后用细线从这条直然后用细线从这条直线外的任一点将物体再次悬挂起来线外的任一点将物体再次悬挂起来,静止时沿悬线方向在物体静止时沿悬线方向在物体上再画一条直线上再画一条直线,这两条直线的交点即为该物体的重心这两条直线的交点即为该物体的重心,如图所如图所示。示。(2)(2)支撑法支撑法:将物体平放将物体平放,用手顶起来用手顶起来,仔细调整被支撑
21、物体的位仔细调整被支撑物体的位置置,使其能在手指上平衡使其能在手指上平衡,直到能将物体水平顶在空中直到能将物体水平顶在空中,则该物则该物体的重心就在支点上方体的重心就在支点上方,如图所示。如图所示。地球的吸引地球的吸引重心重心竖直向下竖直向下G=mgG=mg考点考点1 1 探究物体重力与物体探究物体重力与物体质量的关系的量的关系的实验【示范示范题1 1】某物理某物理实验小小组的同学在探究的同学在探究“物体所受重力大小物体所受重力大小与物体与物体质量的关系量的关系”的的实验记录见下表下表:实测物体物体物体物体质量量m/kgm/kg重力重力G/NG/N物体物体1 10.50.54.94.9物体物体
22、2 21 19.99.9物体物体3 32 219.419.4(1)(1)在在实验过程中程中,需要的需要的测量工具有量工具有:、。(2)(2)根据根据实验测得的数据可知得的数据可知:物体所受重力物体所受重力G G与物体与物体质量量m m的比的比值为N/kgN/kg。(3)(3)分析表中分析表中实验数据数据,得出的得出的结论:。【解解题指南指南】(1)(1)测量量质量的工具是什么量的工具是什么?测量重力的工具是什量重力的工具是什么么?(2)(2)如何分析表中的数据如何分析表中的数据?物体所受重力物体所受重力G G与物体与物体质量量m m的比的比值是是多少多少?提示提示:(1)(1)测量质量的工具是
23、天平测量质量的工具是天平,测量重力的工具是弹簧测力测量重力的工具是弹簧测力计。计。(2)(2)按题意把表格中每个物体的重力与质量的比值计算出来按题意把表格中每个物体的重力与质量的比值计算出来,然然后求取平均值后求取平均值,计算得出物体所受重力计算得出物体所受重力G G与质量与质量m m的比值为的比值为9.8N/kg9.8N/kg。【精讲精析精讲精析】本题考查物体的重力跟质量的关系、多次测量求本题考查物体的重力跟质量的关系、多次测量求平均值减小误差和根据实验要求选择实验器材。平均值减小误差和根据实验要求选择实验器材。(1)(1)探究物体探究物体所受重力大小与物体质量的关系时所受重力大小与物体质量
24、的关系时,需要测量质量和重力需要测量质量和重力,需要需要的测量工具是天平和弹簧测力计。的测量工具是天平和弹簧测力计。(2)(2)平均值为平均值为:(3)(3)从表中的数据分析从表中的数据分析,物体受到的重力跟质量的比值不变物体受到的重力跟质量的比值不变,所所以物体所受的重力跟它的质量成正比。以物体所受的重力跟它的质量成正比。答案答案:(1)(1)天平弹簧测力计天平弹簧测力计(2)9.8(2)9.8(3)(3)物体所受的重力大物体所受的重力大小跟它的质量成正比小跟它的质量成正比【互互动探究探究】结合合【示范示范题】,思考以下思考以下问题:在通常情况下在通常情况下,我我们认为g=9.8N/kg,g
25、=9.8N/kg,但但经过科学家的精确科学家的精确测量量,发现在不同的地点在不同的地点g g值存在微小差异。下表存在微小差异。下表为部分地点的部分地点的g g值大大小小:地点地点赤道赤道广州广州上海上海北京北京莫斯科莫斯科北极北极g g值大小大小9.7809.7809.7889.7889.7949.7949.8039.8039.8169.8169.8329.832地理地理纬度度0 023230606 N N31311212 N N39395656 N N55554545 N N9090N N分析表中数据分析表中数据,可以可以发现:(1)g(1)g值最大的位置在最大的位置在 。(2)(2)影响影
26、响g g值大小的原因是大小的原因是 。【解析解析】(1)(1)从表中第二行中获知从表中第二行中获知:g:g值最大的位置在北极。值最大的位置在北极。(2)(2)从表中第三行知从表中第三行知,g,g值变化可能与地理纬度有关值变化可能与地理纬度有关,纬度越高纬度越高,g,g值越大。值越大。答案答案:(1)(1)北极北极(2)(2)地理纬度地理纬度【通关金钥匙通关金钥匙】重力的测量和对重力大小的理解重力的测量和对重力大小的理解(1)(1)大小测量大小测量:用天平测量物体质量用天平测量物体质量,用弹簧测力计在竖直方向用弹簧测力计在竖直方向测量重力。测量重力。(2)(2)分析数据分析数据:对比重力和质量的
27、比值关系对比重力和质量的比值关系,排除实验误差排除实验误差,得出得出结论。结论。(3)(3)重力随着物体位置的改变而改变。在太空中重力随着物体位置的改变而改变。在太空中,物体处于失重物体处于失重状态状态,物体的重力为物体的重力为0 0。(4)(4)一个物体的重力大小不受运动状态改变的影响一个物体的重力大小不受运动状态改变的影响,与是否受其与是否受其他力也没有关系他力也没有关系,但同一物体在不同的星球上但同一物体在不同的星球上,其重力是不同的其重力是不同的,如月球表面上如月球表面上g=1.6N/kg,g=1.6N/kg,即物体在月球表面上受到的重力约为即物体在月球表面上受到的重力约为在地球表面上
28、的在地球表面上的 。考点考点2 2 重力的示意重力的示意图【示范示范题2 2】(2014(2014广安中考广安中考)如如图所示是正在足球所示是正在足球场上上滚动的的足球足球,请画出足球受到的重力的示意画出足球受到的重力的示意图。【解解题指南指南】(1)(1)足球所受重力的作用点在什么位置足球所受重力的作用点在什么位置?(2)(2)滚动的物体所受重力指向哪个方向的物体所受重力指向哪个方向?提示提示:(1)(1)形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上心上,所以足球的重心应该在足球的中心。所以足球的重心应该在足球的中心。(2)(2)重力的方向
29、始终重力的方向始终是竖直向下的。是竖直向下的。【精讲精析精讲精析】本题考查重力的示意图的画法。足球的重心在足本题考查重力的示意图的画法。足球的重心在足球的中心位置球的中心位置,重力的方向都是竖直向下的重力的方向都是竖直向下的,与运动状态无关与运动状态无关,以重心为力的作用点作竖直向下的作用线以重心为力的作用点作竖直向下的作用线,并在线段的末端标并在线段的末端标上箭头上箭头,重力用字母重力用字母G G表示。表示。答案答案:如图所示如图所示【通关金钥匙通关金钥匙】画重力示意图的方法画重力示意图的方法【变式式训练】如如图所示所示,物体静止在斜面上物体静止在斜面上,O,O是它的重心是它的重心,请在在图中作出它所受重力的示意中作出它所受重力的示意图。【解析解析】本题考查重力的示意图的画法。本题考查重力的示意图的画法。O O处是物体的重心处是物体的重心,重重力的方向竖直向下。力的方向竖直向下。答案答案:如图所示如图所示