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第四节来自地球的力【体验】重力活动1：用手托住橡皮，松手后下落，观察橡皮运动情况。活动2：将橡皮向上抛出，观察橡皮运动情况。橡皮最终都落向。提示：地面1.重力是怎样产生的?2.重力的大小与质量有什么关系?3.重力的方向是怎样的?有哪些应用?4.如何确定物体的重心?探究1重力结合“体验”中的活动，思考以下问题：1.在体验中，橡皮为什么总是落向地面?提示：橡皮在运动过程中运动状态改变了，是因为受到了力的作用，它们都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。这个力是由于地球的吸引产生的，我们叫它重力。参考答案：受到重力2.重力的施力物体是，受力物体是。提示：重力是由于地球的吸引而受到的力，它的施力物体是地球，受力物体是地面上的一切物体。参考答案：地球地面上的一切物体3.猜想如果失去重力物体会怎么样呢?参考答案：如果失去重力，一切物体都会飘在空中，人们会飞行等。探究2探究重力的大小(物重)和物体质量的关系1.重力的测量：如何测量重力的大小?参考答案：把物体挂在弹簧测力计的挂钩上，在竖直方向静止时，弹簧测力计的示数等于物体受到的重力。2.实验设计：如图所示选多个相同的钩码，测出钩码的，对数据进行分析找出重力与质量的关系。提示：用相同质量的钩码，测出它们的重力，由于每个钩码的质量相同，不同个数的钩码，质量有倍数关系，重力也成倍数的增加，便于寻找重力与质量的关系。参考答案：质量重力3.实验数据及分析：从这些数据中能得出什么结论?实验次数123456钩码的质量/kg0.050.10.150.20.250.3钩码受到的重力/N0.490.981.471.962.452.94提示：从表中数据可以看出，随着钩码质量的增加，钩码受到的重力也在增加，而且重力大小和质量的比值始终为一定值9.8N/kg，可以得出结论：物体受到的重力大小与质量成正比。参考答案：物体受到的重力大小与质量成正比，且比值恒定。4.交流与评估：(1)实验时添加钩码需要怎样添加，为什么?提示：这个实验主要是探究物重与质量的关系，添加钩码时要逐个添加，而且要让钩码有规律地增加，这样便于寻找物重和质量之间的关系。参考答案：钩码要逐个添加，这样方便寻找物重和质量之间的关系。(2)在收集数据时为什么要收集多组数据(测量多个不同质量的物体受到的重力)?提示：如果只测量一两次，找不到重力与质量的关系，也具有偶然性，只有多次测量才能寻找它们之间的关系，消除偶然性。参考答案：便于寻找规律，消除偶然性。(3)我们实验测出的比值与实际提供的比值(g=9.8N/kg)相同吗?为什么?提示：我们测出的比值g=10N/kg，实际值g=9.8N/kg，不相同；g=9.8N/kg是科学家在精确测量时取得的，在现有条件下我们只能测出g=10N/kg，并不是我们测量错误；在精确度要求不高的情况下，可取g=10N/kg。参考答案：不相同存在实验误差，在精确度要求不高的情况下，可取g=10N/kg。探究3重力的方向结合“体验”，思考以下问题：1.如图所示，将一小锥体悬挂在细线下，下方放置一个装有水的水槽。逐渐将台面倾斜，观察两条细线的方向，它们的方向相同吗?。重力的方向与垂直，即________。提示：由图可知两条细线的方向相同，始终与水平面垂直；在倾斜时与支持面不垂直。参考答案：相同水平面竖直向下2.怎样利用重垂线判断我们教室的墙壁是否竖直，窗台及课桌面是否水平?参考答案：如果窗台及课桌的表面与重垂线垂直，则窗台及课桌水平；利用重垂线判断墙壁是否竖直，如果墙壁与重垂线平行，则墙壁竖直。3.用地球仪模拟地球，有人在地球上如图所示的A点，为什么他没有掉下去呢?参考答案：因为他受到重力，重力的方向竖直向下，即指向地心，地球是圆的，在地球上任何位置受力的方向都指向地心，所以不会掉下去。探究4物体的重心1.重力的作用点是物体的重心，请指出寻找下列物体重心的方法。质量分布及形状质量分布均匀、形状规则的物体质量分布不均匀、形状不规则的物体物体判断方法提示：根据物体的质量分布和形状采用对应的方法。参考答案：质量分布及形状质量分布均匀、形状规则的物体质量分布不均匀、形状不规则的物体物体判断方法找几何中心支承法悬挂法2.物体的重心都在物体上吗?举一例说明。参考答案：不一定。如图，三角板的重心在三条中线的交点上，在中间空白处，重心不在物体上3.不倒翁、有大底座的台灯、下大上小的茶壶等，为什么下部设计得比较大且很重?如何提高稳度?提示：下部设计得比较大，支承面比较大，则稳定性就很好。下部设计得很重，重心很低，稳定性也很高。故可以通过降低重心和增大支承面的方法提高稳度。参考答案：为了增加稳定性降低重心和增大支承面一、重力1.概念：地球附近的物体由于___________而受到的力。2.施力物体：_____。地球的吸引地球二、重力的三要素1.大小：(1)测量工具：___________。(2)物重：物体所受___________。(3)物重和质量的关系①关系：物体所受重力跟它的质量成_____，其比值是定值，约等于________。②关系式：G=___，其中g=________。③g的含义：________________________________________。弹簧测力计重力的大小正比9.8N/kgmg9.8N/kg质量为1kg的物体，所受重力的大小约为9.8N2.方向：(1)方向：_________。(2)应用：利用_______检测墙壁是否竖直等。3.重心：(1)概念：各部分所受重力的_______。(2)位置确定：质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其_________上。(3)提高稳度的方法①_____底部支承面。②_____重心位置。竖直向下重垂线集中点几何中心增大降低【拓展延伸】对于g=的理解对于g=，能不能说g与物体重力G成正比，与物体质量m成反比?不能。通过探究我们知道，物体所受的重力G与物体的质量m的比值g是一个定值，它与物体所受重力的大小和质量的大小没有关系。一个物体的质量是另一个物体质量的几倍，它的重力也一定是另一个物体重力的几倍，而G与m的比值不变。物理量和物理公式都有确定的物理意义，理解物理量和物理公式时，我们不能从纯数学的角度去分析，而应结合物理知识进行理解，否则，可能会产生一些错误的看法。GmGm考点1探究重力与质量的关系【典例1】(2012·襄阳中考)某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如表：实测物体物体质量m/kg重力G/N物体10.54.9物体219.9物体3219.4(1)在实验过程中，需要的测量工具有：、_____。(2)根据实验测得的数据可知：物体所受重力G与物体质量m的比值为N/kg。(3)分析表中实验数据，得出的结论：________________________________________________________________________。【思路导引】解决本题的关键：【精讲精析】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。(1)探究物体所受重力大小与物体质量的关系时，需要测量质量和重力，需要的测量工具是天平和弹簧测力计。(2)平均值为：312123GGG4.9N9.9N19.4Nmmm0.5kg1kg2kgg33(9.89.99.7)N/kg9.8N/kg3(3)从表中的数据分析，物体受到的重力跟质量的比值不变，所以物体所受的重力跟它的质量成正比。答案：(1)天平弹簧测力计(2)9.8(3)物体所受的重力大小跟它的质量成正比【方法归纳】(1)大小测量:需用天平测量物体质量，用弹簧测力计在竖直方向测量重力。(2)分析数据：对比重力和质量的比值关系，排除实验误差，得出结论。考点2重力的示意图【典例2】(2012·海南中考)在图中画出抛出去的篮球所受重力的示意图。【思路导引】解题关键：找出球的重心和明确重力的方向。【精讲精析】本题考查重力示意图的作法。力的示意图的作法是从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段，在线段末端标出箭头，表示方向，用字母表示物理量，重力的方向竖直向下，大小用G表示，重心在球的几何中心，故作用点画在球的中心位置。答案：如图所示【方法归纳】画重力示意图的方法1.假如地球上没有重力，下列现象可能发生的是()A.小学生单手举起卡车B.黄河水照样奔流不息C.熟透的苹果从树上落下D.抛出去的石头会落回地面【解析】选A。本题考查对重力的理解。重力是由地球的吸引而产生的力，方向竖直向下；如果没有重力，卡车也不受重力，小学生能举起卡车；水不再由高处流向低处，苹果也不会落地，抛出去的石头不再落回地面。2.g=9.8N/kg，关于它的含义，下列说法中正确的是()A.1N的力是9.8kgB.1kg=9.8NC.质量为9.8kg的物体，受到的重力是1ND.质量为1kg的物体，受到的重力是9.8N【解析】选D。本题考查对g=9.8N/kg的理解。g=9.8N/kg的物理意义是在地面附近，质量为1kg的物体，所受到的重力大小等于9.8N。3.(2012·温州中考)体育课中，被推出的铅球落地后沿水平地面向前滚动(如图所示)，图中能正确表示铅球所受重力的方向的是()【解析】选C。本题考查重力的方向。地球表面所有的物体，无论运动状态如何都受到重力作用，且重力的方向竖直向下。4.如图，旅游登山时背囊中的物品有轻有重，应该怎样摆放才能使人不易向后倾倒()A.把重的物品放在背囊下部B.把重的物品放在背囊上部C.把重的物品放在背囊中部D.随意摆放都可以【解析】选B。本题考查对重心的理解和应用。人在行走时，人的重心大约在如图所示位置，为了使人不易向后倾倒，背囊中的重物到人的重心的竖直线的距离最短，应把重的物品放在背囊上部。5.建筑房屋时，用来检查墙壁是否竖直的重垂线是根据制成的。【解析】本题考查重力方向的应用。重垂线是利用了重力的方向始终是竖直向下这一原理制成的，重垂线方向和重力的方向一致，即始终竖直向下，这样就可以用来判断墙壁是否竖直。答案：重力的方向竖直向下6.2013年，由中国自行设计研制的“中华牌”月球车(如图所示)将乘坐“嫦娥三号”探月卫星“亲近”月球，实施无人登月探测，月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的，在地球上一个重1200N的月球车放到月球上，它受到的重力是______，质量是。(取g=10N/kg)16【解析】本题考查重力和质量的概念和计算。月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的。所以，月球车在月球上受到的重力是=200N；月球车的质量不随位置的变化而变化，还是在地球上的质量，即m==120kg。答案：200N120kg1200N6G1200Ng10N/kg167.(2012·济南中考)如图是一名跳水运动员在跳板上准备起跳时的情景。请在图中画出她此时受到的重力的示意图。【解析】本题考查重力示意图的画法。由图可知，重力的作用点在其重心上，方向是竖直向下的，表示符号为G。答案：如图所示8.为了研究“重力和质量的关系”，某同学做了一个实验。(1)实验的数据填在了下表中，但他漏填了几个数据，请把它填上。(2)在测重力时，必须使弹簧测力计竖直，因为重力的方向是的。(3)观察表中的数据，你得出的结论是___________________。质量/kg重力/N重力和质量的比值/N/kg19.89.82______9.8329.4【解析】本题考查“探究重力大小跟什么因素有关”的实验。(1)质量为2kg的物体所受的重力等于质量和重力与质量比值的乘积，G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N，质量为3kg的物体，重力和质量的比值(2)重力的方向竖直向下，所以弹簧测力计要竖直放置。(3)由表格中数据可知：物体的质量增大时，重力也随之增大，而且重力和质量的比值是一个定值，所以物体所受的重力跟它的质量成正比。答案：(1)19.69.8(2)竖直向下(3)物体所受的重力和质量成正比29.4N9.8N/kg3kg。找找你容易错在哪里?如图，物体A在斜面上，请作出A受重力