人教版2023年八年级物理下册同步精品讲义课时7.3 重力【学生版+教师版】

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课时7.3 重力（解析版） 【学习目标】 1.知道重力是由于地球吸引而产生的； 2.认识影响重力大小的因素； 3.熟悉重力的概念； 4.了解重心的概念及应用。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一、重力的概念 1.现象探究 2.重力 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，通常用字母G表示。 3.重力的特点 （1）地球附近的所有物体都受到重力作用，不管它是运动的还是静止的（重力是非接触力，只要在地球附近就受到重力作用）。 （2）重力的施力物体是地球，受力物体是地球附近的物体。 （3）重力的效应：使物体从高处落向地面或使物体由向下落的趋势。 （4）物体间力的作用是相互的，地球吸引物体的同时，物体也吸引地球。 【典例1】如果没有重力，下列说法不正确的是（ ）。 A．河水不再流动，再也看不见大瀑布； B．人一跳起来就离开地球，再也回不来； C．物体将失去质量； D．杯子里的水倒不进嘴里 【答案】C。 【解析】A．如果没有重力，水不会往低处流，有可能流向高处，不会出现瀑布，A说法正确，不符合题意； B．站在地球表面的人受到重力作用，使人不能轻易脱离地球，如果地球上的物体没有重力作用，人一跳就可能离开地球，B说法正确，不符合题意； C．质量是物体本身的一种属性，与物体所含物质的多少有关，与是否受到重力无关，C说法错误，符合题意； D．杯里的水倒进嘴里，是由于水受到重力作用，若没有重力，杯里的水将倒不进嘴里，D说法正确，不符合题意。 知识点二、重力的大小 1.现象探究：质量的大小和质量的关系 【典例2】图所示能表示物体所受重力和质量的关系的是（　　）。 A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】物体所受重力和质量成正比，当质量为零时，重力也是零，所以重力G和质量m的关系图象是一条过原点的倾斜直线。 故选：A。 2.重力的计算 （1）物体重力大小与其质量的关系为G=mg，其中重力G的单位是N，质量m的单位是kg，g的单位是N/kg。g取9.8N/kg，粗略计算时取10N/kg。 （2）g=9.8N/kg表示的物理意义：质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N。 （3）使用公式G=mg时应注意以下几点： ①公式中各物理量都必须使用国际单位； ②要会将公式进行变形，能灵活运用。如已知物体的重力求质量时，可将公式G=mg变形为。 【典例3】月球对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球上的1/6。一个连同随身装备共90kg的宇航员，在月球上质量为_______kg，重为_______N。 【答案】90；150。 【解析】质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变，如果只是改变了位置则质量不会发生改变，即宇航员连同随身装备的质量仍然为90kg。 宇航员在地球上的重力：G=mg=90kg×10N/kg=900N， 由题意知，宇航员在月球上的引力：。 知识点三、重力的方向 1.现象探究：重力的方向 2.对重力方向的理解 （1）重力的方向总是竖直向下，而不是垂直向下。 （2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态及位置无关。 3.重力方向的应用 人们在一根线下吊一重物，就做成了一根铅垂线。因为重力方向始终竖直向下，所以铅垂线静止时总竖直向下，故用铅垂线可以检查工作台面是否水平，墙壁上的画是否挂正等。 铅垂线与台面垂直，说明台面水平 画的竖边没与铅垂线平行，说明画没挂正 【典例4】下列物体所受重力的的示意图正确的是（ ）。 A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】重力的方向竖直向下，由于球是形状规则的物体，其重心在其几何中心（球心）上。 故只有A正确。 知识点四、重心 1.概念 地球吸引物体的每一部分，物体的各部分都受到重力的作用。但是，对于整个物体，重力的作用的表现就好像它作用在某一点上，这个点叫做物体的重心。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。 2.重心的位置 （1）形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的几何中心处，如图所示。 （2）质量分布不均匀的物体，重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。如图所示是空杯、少半杯水、大半杯水时杯子和水重心大致位置。 （3）物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处，不在环上。 （4）重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。 （5）为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在重心上。 【典例5】关于重心，下列说法正确的是（ ）。 A．空心的足球没有重心； B．物体的重心不一定在物体上； C．将质地均匀的木球的中心挖去后，木球的重心就消失了； D．物体受到的力全部都作用在重心上 【答案】B。 【解析】A．任何物体都有重心，故A错误； B．重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外，故B正确； C．物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如圆环。空心球它们的重心在中间的空心部位上，所以质地均匀的木球的中心挖去后，重心仍在其球心处，故C错误； D．重心是物体各部分所受重力的集中点，而物体受到的力并非都作用在重心上，故D错误。 知识点五、重力的由来 1.类比法分析重力的由来 宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在相互吸引的力，这就是万有引力。 2.重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引力而产生的。但质量的大小并不一定等于地球对物体的吸引力，除在两极处的物体的重力大于万有引力外，在地球其他各处物体的重力都略小于万有引力。 【典例6】质量为4kg的铅球，被掷出后在空中飞行时（不计空气阻力），则铅球只受___________力的作用，这个力的大小是___________N，施力物体是___________。（g取10N/kg） 【答案】重；40；地球。 【解析】[1][2]球被抛出后若不计空气阻力，则只受到重力的作用，由G=mg可求为 G=mg=4kg×10N/kg=40N [3]重力的施力物体为地球。 【方法帮】 题型一：对重力和重心的理解 地球附近的所有物体都会受到重力的作用，重力的方向是竖直向下的，重力的大小与物体的质量有关，与物体的运动状态无关。 【典例7】关于重力的一些说法，正确的是（ ）。 A．在空中飞行的物体不受重力的作用； B．重的方向总是垂直向下； C．重力的作用点可能不在物体上； D．质量与重力成正比 【答案】C。 【解析】A、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，其施力物体是地球，在空中飞行的物体也受到重力作用，故A错误； B、重力的方向总是竖直向下，故B错误； C、物体的重心与物体的形状和质量分布情况有关，可以在物体上，比如实心球，也可以在物体外，比如均匀圆环，故C正确； D、物体的质量和重力的关系是：物体所受的重力与其质量成正比，故D错误。 故选C。 【典例8】关于重心，下列说法正确的是（　　）。 A．空心的足球没有重心； B．物体的重心不一定在物体上； C．将质地均匀的木球的中心挖去后，木球的重心就消失了； D．物体受到的力全部都作用在重心上 【答案】B。 【解析】A、任何物体都有重心，故A错误； B、重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外。故B正确； C、物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如圆环、空心球它们的重心在中间的空心部位上，所以质地均匀的木球的中心挖去后，重心仍在其球心处，故C错误； D、重心是物体各部分所受重力的集中点，而物体受到的力并非都作用在重心上，故D错误。故选：B。 题型二：重力的大小 【角度1】重力的估测 解答估测物体重力的题目时，可以把重力通过变形公式转化为我们相对比较熟悉的质量，然后进行估测。 【典例9】下列物体的重力最接近500N的是（　　）。 A．一头大象B．一辆小轿车 C．一名中学生D．一个鸡蛋 【答案】C。 【解析】由G＝mg得，重力为500N的物体的质量为 A.一头大象的质量可达5t＝5000kg，故A不符合题意； B.一辆小轿车的质量约1000kg，故B不符合题意； C.一个中学生的质量约50kg，故C符合题意； D.一个鸡蛋的质量约50g＝0.05kg，故D不符合题意。 故选C。 【角度2】质量大小的计算 质量不变是桥梁 物体质量的大小与外界条件无关，只取决于物体本身所含物质的多少。航天员在月球上所受重力虽然大小不同，但在月球上的质量和地球上的质量是相等的。 【典例10】甲、乙两同学质量之比为10：9，甲同学重588N，则乙同学身体质量和重力分别是（ ）。 A．529.2kg，529.2N B．54kg，588N C．54 kg，529.2N D．66.7kg，653.3N 【答案】C。 【解析】因为物体的重力和质量成正比,所以，则G乙＝G甲＝×588N＝529.2N； 乙的质量：m乙＝＝54kg；故选C。 题型三：重力的方向及应用 重力的方向在任何情况下都是竖直向下的，铅垂线就是利用重锤静止时悬线总是竖直下垂的原理制成的。 【典例11】过春节时贴年画是我国的传统习俗．在竖直墙壁上贴长方形年画时，可利用重垂线来检查年画是否贴正．如图所示的年画的长边与重垂线不平行，为了把年画贴正，则下列操作方法中正确的是（　　）。 A．换用质量大的重锤； B．上下移动年画的位置； C．调整年画，使年画的长边与重垂线平行； D．调整重垂线，使重垂线与年画的长边平行 【答案】C。 【解析】根据重力方向竖直向下，如果画框和重锤线是平行的，画框是竖直的，否则画框不竖直。所以为了把年画贴正，应调整年画，使年画的长边与重垂线平行。 故选C。 题型四：实验探究重力与质量的关系 【典例12】地球附近物体都要受到重力，小明同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。 (1)你________(选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关。依据是_________。 (2)如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数，该测力计的量程是______N，分度值是_______N，请将此时测力计的示数填入下表的空格处。 (3)请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象。（______） (4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成________。 (5)若干年后，小明在我国建成的太空站工作时，你认为他用同样的器材________(选“能”或“不能”)完成该探究。 【答案】同意；举物体，物体质量越大，越费力；0—5；0.2；2；见解析；正比；不能。 【解析】（1）重力大小随质量的增大而增大，并且增大的倍数相等，从而得出重力与质量的关系； 故同意物体的重力大小与物体的质量有关的猜想； （2）观察图象发现，弹簧测力计的量程是0-5N，弹簧测力计的分度值是0.2N，此时弹簧测力计的示数为2N； （3）根据表中的数据描点，连线得重力随质量变化的图像，如图所示； （4）由图像可知：：质量增大几倍，重力也相应的增大几倍，即是重力和质量的比值是不变的，因此可以得出的结论是：物体的重力和质量成正比； （5）太空处于失重状态，无法测出物体的重力，故此实验不能完成； 题型五：重力的示意图 画重力示意图的步骤 第一步：确定重力作用点，即重心； 第二步：从重心竖直向下画一条线段； 第三步：在线段末端标上箭头、符号G（大小）。 【典例13】如图，小明正在打排球，请画出排球所受重力的示意图。 【解析】重力的方向是竖直向下的，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示： 【中考帮】 考点一：重力的计算 【典例14】（2021·浙江嘉兴市）带着移居火星生活，实现人类真正走出地球的梦想，“天问一号”火星探测器于2020年7月23日发射，历时10个月，于2021年5月15日成功在火星着陆（如图）。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家！ （1）“天问一号”火星探测器由“长征五号”运载火箭担任发射任务。几乎所有火箭发射都选择朝东方向是因为地球_______，使火箭在地面未发射之前，已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂。 （2）本次探测的几个重要任务之一是寻找火星上是否存在_______，以回答“火星是否存在支持生命的环境”。 （3）假如能成功移居火星，我们会比在地球上跳得更高，树木会长得更高，原因是火星的质量比地球小，其重力加速度比地球上的重力加速度（9.8牛/千克）也小的缘故。若质量为240千克的“祝融号”在火星上受到的重力为902.4牛，则火星上的加速度大小为多少？（________） 【答案】自西向东自转；水；3.76N/kg。 【解析】[1]因为地球自西向东自转，所以在地球上的物体都有一个向东的速度，所以向东发射，可以节省推进剂。 [2]水是生命之源，所以能否支持生命存在，只需要寻找火星上是否存在水。 [3]根据重力的计算公式可得 答：火星上的重力加速度大小为3.76N/kg。 中考考题要求同学们理解重力的概念，能从物理学视角认识生活中的现象，能区分重力和质量的不同，这是物理核心素养的物理观念的体现。 考点二：重力的示意图 【典例15】（2021·辽宁中考真题）攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动，如图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景。图乙是这一时刻的简化图，请你以重心O为作用点，在图乙中画出。 （1）运动员所受的重力； （2）峭壁对运动员的支持力； （3）绳子对运动员的拉力。 【解析】当物体受到多个力作用时把多个力的作用点都画在物体的重心上，（1）运动员所受的重力,作用在运动员的重心，方向竖直向下；（2）峭壁对运动员的支持力，作用在运动员的重心，方向垂直支持面向上；（3）绳子对运动员的拉力，作用在运动员的重心，方向沿着绳子向上；如图 考点三：探究重力与质量的关系 【典例16】小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，得到下表中的实验数据 (1)实验中，需要的测量工具包括弹簧测力计，以及______； (2)第3次实验“物体3”的重力如图a所示(物体处于静止状态)，根据实验结果完成表格中第3次实验的有关数据。 (3)根据上面实验结果可知：同一物体重力与质量的比值为______N/kg； (4)月球对它表面附近的物体也有引力，这个引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面，根据上面实验结果，月球对他的引力是______N； (5)小明对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图b所示，从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力______(选填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的重力。 【答案】① 天平；②4.9；③9.8；④9.8；⑤147；⑥大于。 【解析】 (1)[1]实验要探究“重力的大小跟质量的关系”，需用弹簧测力计测物体的重力，用天平测物体的质量，故需要的测量工具包括弹簧测力计和天平。 (2)[2]分析图a可知，该弹簧测力计的分度值为0.1N，读出弹簧测力计示数为4.9N，即物体重力G=4.9N。 [3]G与m的比值 (3)[4]将表中三次测得的比值取平均值，即 (4)[5]地球对该物体的吸引力 月球对他的吸引力只有地球对他吸引力的1/6，所以月球对他的引力 (5)[6]分析图b可知，质量相同的物体在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。 该中考题要求同学们能根据已有的科学探究方案，使用基本实验仪器获得数据，能分析数据、发现其中的规律，并能运用规律解决物理问题，这是物理核心素养的科学探究的体现。 【作业帮】 一、基础练（知识巩固） 1.下列力的大小与1N较接近的是（ ）。 A．托起两个鸡蛋所用的力； B．投出一个篮球所用的力； C．上学时背书包所用的力； D．走路时脚对地面的作用力 【答案】A。 【解析】A．一斤（500g）鸡蛋可称8~10个，那么一个鸡蛋的质量约为50g；2个鸡蛋的质量为100g，其重力约为1N；故托起两个鸡蛋所用的力为1N，故A符合题意； B．投出一个篮球所用的力在20N左右，故B不符合题意； C．中学生的书包质量约为5kg，重力约50N左右，故C不符合题意； D．中学生的质量约为50kg，其重力约为500N，走路时脚对地面的作用力大小等于重力，故D不符合题意。 故选A。 2.内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡．下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（   ）。 A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】重力的方向始终竖直向下，故CD错误； 根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故A正确，B错误。 故选A。 3.关于重心，下列说法正确的是（ ）。 A．空心的足球没有重心； B．物体的重心不一定在物体上； C．将质地均匀的木球的中心挖去后，木球的重心就消失了； D．物体受到的力全部都作用在重心上 【答案】B。 【解析】A．任何物体都有重心，故A错误； B．重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外，故B正确； C．物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如圆环．空心球它们的重心在中间的空心部位上，所以质地均匀的木球的中心挖去后，重心仍在其球心处，故C错误； D．重心是物体各部分所受重力的集中点，而物体受到的力并非都作用在重心上，故D错误。 4.完成交会对接后，宇航员在天宫一号和神舟十号飞船组合体工作生活12天，这期间他们要锻炼身体，以下方式中有效的是（  ）。 A．引体向上 B．做俯卧撑 C．举哑铃 D．原地蹬自行车 【答案】D。 【解析】因为同一物体在太空上比在地球上轻很多，宇航员和物体都处于一种失重状态，所以可以使用原地蹬自行车锻炼身体，而引体向上、做俯卧撑、举哑铃都不能用。 故选D。 5.以下关于重力的说法错误的是（ ）。 A．地球上任何物体所受重力的施力物体都是地球； B．地球上任何物体所受重力的方向总是竖直向下的； C．地球表面附近物体所受重力跟它的质量成正比； D．因为g＝9.8牛/千克，所以1千克就等于9.8牛 【答案】D。 【解析】A．地球上任何物体都由于地球的吸引而受到重力，所以重力的施力物体都是地球，故A正确； B．重力和方向总是竖直向下，指向地心的，故B正确； C．物体的重力跟它的质量成正比，比值为9.8N/kg，故C正确； D．g＝9.8 N/kg，表示质量是1千克物体受到的重力是9.8牛，它们之间单位不同，不能画等号，故D错误； 符合题意，故选D。 6.下面关于重力方向的表述，正确的是（ ）。 A．重力的方向总是竖直向下    B．重力的方向总是垂直于地面 C．重力的方向总是垂直于物体表面向下 D．重力方向有可能朝上 【答案】A。 【解析】由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的方向总是竖直向下的。故A正确。 故选：A。 7.如图所示纸做的“不倒翁小鸟翅膀上装有两个回形针，将鸟嘴放在指尖上转动而不会掉下来。下列说法正确的是（　　）。 A．装回形针降低了小鸟的重心； B．装回形针升高了小鸟的重心； C．小鸟的重心一定在其几何中心上； D．小鸟不掉下来是因为鸟嘴上有胶水 【答案】A。 【解析】装上回形针小鸟的重心降低，稳定性增强；小鸟的形状不规则，重心不在几何重心上，鸟嘴上并没有胶水，故A正确，BCD错误。 故选：A。 8.如图，一个长方体木块立在桌面上，用手指沿水平方向推它的下部A点，木块向左滑动，相同的情况下，用手指改推木块的上部B点，木块向左翻倒，这说明力的作用效果与力的_________有关。木块向左翻倒，最终落向地面是因为受到_________的作用。 【答案】作用点；重力。 【解析】[1]用手指沿水平方向推它的下部，木块滑动；用手指推开它的上部，木块翻倒，力的大小和方向相同，力的作用点不同，力的作用效果不同，这说明力的作用效果与力的作用点有关。 [2]木块向左翻倒，最终落向地面是因为受到重力的作用，而重力的方向是竖直向下的，所以最终会落向地面。 9.（1）填写合适的单位：一位中学生大约重500___________； （2）单位换算：50cm3=___________m3（要求科学记数）； （3）如图所示，木块的长度为___________cm，弹簧测力计的示数为___________N。 【答案】N；5×10﹣5；2.25；1.2。 【解析】（1）[1]中学生的质量在50kg左右，受到的重力大约为 （2）[2]。 （3）[3]由图甲知：1cm之间有10个小格，所以1个小格代表的是，即此刻度尺的分度值为1mm；木块左端与3.00cm刻度线对齐，右端与5.25cm对齐，所以物体的长度为 [4]图乙在弹簧测力计上，最大示数是5N，所以其量程为；1N之间有5个小格，一个小格代表0.2N，即弹簧测力计的分度值为0.2N，指针所指示的刻度值为1.2N。 10.地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫________，这个力的施力物体是________．宇宙间任何两个物体，都存在互相________的力，这就是________。 【答案】重力；地球；吸引；万有引力。 【解析】物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。 重力的方向总是竖直向下，重力的施力物体是地球。 万有引力的定义：宇宙间任何两个物体，都存在互相吸引的力。 11.如图所示，平衡鹰玩具静止在手指尖上，请画出平衡鹰的受力示意图。 【解析】平衡鹰玩具处于静止状态，受到的重力和支持力是平衡力，手指尖与平衡鹰玩具接触的位置即为重心，，过重心作竖直向下的重力，过重心作竖直向上的支持力，两个力的大小相等，如图所示： 二、综合练（能力提升） 11.如图所示，是我们常见的图象，这种图象如果在横纵坐标加上适当的物理量及单位，可以用来描述（　　）。 A．弹簧的伸长与弹簧所受拉力的关系； B．物体的密度与质量的关系； C．物体所受重力与质量的关系； D．匀速直线运动中路程与时间的关系 【答案】ACD。 【解析】图像表示的是按正比例关系变化，只要按照正比例关系变化的就符合题意； 弹簧的伸长与弹簧所受拉力成正比；物体的密度与质量无关； 物体所受重力与质量成正比；匀速直线运动中路程与时间成正比；所以与图像吻合的是ACD。 12.图中关于重力的示意图正确的是（　　）。 A．正在上升的小球；B．斜面上静止的木块 C．斜抛向空中的铅球；D．挂在墙上的小球 【答案】D。 【解析】重力方向是竖直向下（垂直于水平面）、作用点在重心； A、图中力的方向竖直向上，故A错误； B、图中力的方向垂直斜面向下，是物体对斜面的压力，不是重力，故B错误； C、图中力的方向斜向上，故C错误， D、小球受到的重力方向竖直向下，作用点在重心，故D正确。 故选D。 13.小金对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图。从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力_______其在乙星球表面上的重力(选填“大于”“等于”或“小于”)；据图可得甲星球对表面上物体的重力G与其质量m的关系式是_______。 【答案】大于；G=m×15N/kg。 【解析】由图可知，当质量都为8kg时，甲的重力为120N，乙的重力为50N，则在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力； 甲星球表面上物体的重力120N时，与其质量m=8kg的比值为：120N/8kg =15N/kg，则重力G与其质量m的关系式为：G=m×15N/kg。 14.如图所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。 （1）将该装置放在水平桌面上后，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向_____（填“变化”或“不变”）； （2）剪断悬线OA，观察小球下落的方向是__________； （3）从以上实验现象分析可得出：重力方向_________，建筑工人经常使用的____就是该原理的应用。 【答案】不变；竖直向下；重力方向是竖直向下；重垂线。 【解析】(1)因为重力的方向总是竖直向下的，所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变； (2)剪断悬线OA，小球在竖直向下的重力的作用下就会竖直向下运动； (3)通过分析得出的结论：重力的方向总是竖直向下的，建筑工人使用的铅垂线就是利用这个原理制成的。 三、培优练（挑战自我） 15.形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的____________上。如图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。 （1）操作方法：______________________________； （2）判断方法：________________________即为木板的重心； （3）实验中没有利用到的物理知识:____________（填写序号）； ①二力平衡的条件；②重力的方向是竖直向下的③重力的大小跟物体质量成正比。 【答案】几何中心；详见解析；详见解析；③。 【解析】形状规则且质量分布均匀的物体，其重心才在物体的几何中心上。 （1）①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB； ②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD； （2）AB、CD的交点就是薄木板的重心。 （3）木板静止时，根据二力平衡知识可知，受到的拉力和重力是一对平衡力，作用在同一直线上，由于重力的方向是竖直向下的，这样可保证重心一定在所画的线上，而两条线的交点就是重心的位置。综上所述，本实验没有用到的物理知识的③。 16.某物理小组在探究“物体所受重力大小与物体质量关系”和“探究重力方向”实验中，进行了如下的实验测量和操作： （1）其中在探究“物体所受重力大小与物体的质量关系”时，记录的实验数据如下表所示： ①在该实验探究过程中，需要的测量工具有弹簧测力计和________； ②分析上表中的实验数据可初步得出的实验结论是________； ③根据上表中测量的实验数据分析图甲，其中能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图象是________（字母）； ④本实验需要多次测量，其目的与下列实验中多次测量的实验目的相同的是________（选填字母） A探究物体质量和体积的关系； B．用刻度尺测量物理课本的长度； （2）在探究重力方向时，采用的实验装置如图乙所示，将该装置放在水平桌面上后，缓慢改变木板M与桌面的夹角a，会观察到悬线OA的方向不变；如果剪断悬线OM，则原来静止的小球将会________（选填“竖直”或“垂直于木板M”）下落。 【答案】（1）①天平；②物体所受的重力跟它的质量成正比；③B；④A；（2）竖直。 【解析】（1）①实验中需要测量的物理量有质量与重力，所以测量工具为：弹簧测力计和天平； ②分析表中数据，物体所受的重力随质量的增加而增大，且重力与质量的比值是常数，说明：物体所受的重力跟它的质量成正比； ③因物体所受的重力跟它的质量成正比，故重力随质量的变化关系图象为过原点的直线，故选B； ④本实验需要多次测量，是为了避免实验的偶然性得出普遍性的结论：A．探究质量和体积的关系，多次测量是为了得出质量和体积的普遍性规律；B．用刻度尺测物理课本的长度，是为了多次测量求平均值，减小误差；所以与本实验目的相同的是A； （2）因为重力的方向总是竖直向下的，所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变；剪断悬线OA，则原来静止的小球将会竖直向下运动。 图示现象熟透了的瓶盖落向地面天上的雪花飘落大地水总是从高处流向低处推出的铅球落向地面分析物体都落向地面是因为地球对它附近的一切物体都有吸引作用★特别提醒 日常生活中说的“物体有多重”中的“重”指的是物体的质量。物理学中说的“物重”指的是物体的重力。这是生活语言和物理语言的区别。提出问题物体所受重力与它质量有什么关系猜想与假设通常我们感觉到物体的质量越大，就越重。因此可以作出猜想：物体所受的重力与质量存在一定的关系，物体的质量越大，它所受的重力越大设计实验与制定计划用弹簧测力计分别测出总质量不同的钩码所受重力的大小，观察、比较钩码所受总重力的大小与总质量有何关系进行实验与收集证据（1）固定弹簧测力计，使其保持竖直状态。 （2）把一个质量为50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出的弹簧测力计的示数即钩码所受重力的大小，将其记录在表格中。 （3）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个、7个相同的钩码的重力，并把测量结果记录在表格中。 （4）以质量为横坐标，重力为纵坐标，作出钩码重力大小跟其质量的关系图像，如图所示。 质量m/kg0.050.100.150.200.250.300.35重力G/N0.490.981.471.962.452.943.43重力与质量的比值/（N·kg-1）9.89.89.89.89.89.89.8分析论证（1）由实验数据可知，当质量成倍数增加时，重力也成倍数增加，物体所受的重力与其质量的比值不变。 （2）由G-m图像可知，此图线是一条过原点的直线，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。归纳总结大量精确的实验表明，物体所受重力跟它的质量成正比。如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量的比值，地球附近的物体所受重力跟它的质量之间的关系可以写成，即G=mg。★特别提醒 注意“质量”和“重力”的因果关系 物体受到的重力是因为物体本身具有质量，因而在描述重力和质量关系时，应说“物体所受重力与其质量成正比”，而不能说“物体质量与重力成正比”。▲拓展培优 g值不是定值 g值虽然是一常数，但它跟物体所处的地理位置有关。 （1）在同一地区的物体，g值随其离地面高度的增加而减小（高度变化不大时，g值的变化可以忽略不计）。 （2）距离海平面相同高度的物体，g值随地理位置的变化而变化，在赤道处g值最小，在两极处g值最大。 （3）月球上的物体由于被月球吸引也受月球的“重力”。但是月球上的g值大约是地球上g值的，所以物体在月球表面受到的重力越是其在地球表面受到重力的。图示现象将小球用细线悬挂在支架上，将装置放在水平面上，静止时发现悬线竖直向下将同样的装置与水平面成一角度α，静止时发现悬线竖直向下归纳重力的方向总是竖直向下的★特别提醒 竖直向下≠垂直向下 “竖直向下”是指处置以是水平面向下，近似指向地心。“垂直向下”是指垂直于某个面向下，这个面不一定是水平面。所以“竖直向下”是“垂直向下”的一个特例，我们不能把重力方向说成是“垂直向下”。 G竖直向下，F垂直向下▲拓展培优“支撑法”和“悬挂法”确定重心 （1）支撑法：适用于长条状物体。把挂有两个鹦鹉的长条棍放在手指上，仔细调节手指在长条棍的位置，使其在手指上平衡这是就可以找到长条棍的重心（即在支点上方，如图甲所示）。 甲 乙 丙 （2）悬挂法：适用于薄板，如图乙所示，用细线通过薄板上某一点A将其悬挂起来。当薄板静止时，用铅笔沿悬线在薄板上画出竖线AB；如图丙所示，用细线再通过另一点C把薄板悬挂起来，当薄板静止时，沿悬线在其上画出另一条竖线CD，则AB、CD两直线的交点O就是薄板的重心。现象原因如图所示，当橡皮筋起来之后，需要用细绳紧紧拉住橡皮，若松开手，橡皮会沿切线向外飞出橡皮能绕手做圆周运动，是因为被细绳拉住，手通过细绳给了橡皮一个力，橡皮才会绕手做圆周运动而不向外飞出月球是地球的卫星，月球在不停地绕地球做圆周运动，如图所示月球绕地球转动而不会跑掉，是因为月球与地球之间有一条无形的“线”，它就是地球和月球间的引力。在这个引力的作用下，月球绕地球转动而不会跑掉次数1234质量m/kg0.10.20.30.4重力G/N1________34实验次数被测物体物体质量m(kg)重力G(N)比值G/m(N/kg)1物体10.10.999.92物体20.43.88973物体30.5____________实验次序012345被测物体无物体1物体2物体3物体4物体5物体质量m（kg）00.10.20.30.40.5所受重力G（N）012345比值（G/m）（N/kg）01010101010