初中物理人教版八年级下册第七章 力7.3 重力完整版备课教学课件ppt
展开像很多体育项目一样,攀岩运动中蕴含了非常丰富的力学知识。从本章开始,让我们一起走进力学的世界,揭开它神秘的面纱。
在险峻的绝壁上,徒手攀岩者稳如壁虎又矫似雄鹰。这项挑战自然、超越自我的惊险运动,被誉为勇敢者的“壁岩芭蕾”。说他惊险,是因为攀岩者仅靠手脚灵活运用抓、撑、蹬等动作,用力实现身体的平衡,从而达到难以企及的顶点。
能通过分析生活及实验现象得出重力是由于地球的吸引而产生的。
经历探究影响重力大小因素的实验过程,了解重力大小跟物体质量的关系。会根据G-m图像分析处理实验结果。能根据G=mg进行简单的计算。
确认重力的方向是竖直向下的。并能够应用解决于实际生活中的一些问题。能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心。会画重力的示意图。
高山上的流水、从跳板起跳的运动员最终都会下落到地面,这是什么力作用的结果?
产生这些现象的原因是什么?原来这都与地球的吸引作用有关,今天我们一起学习。
而在天宫空间站里,王亚平的“马尾”变成了“冲天辫”。
①观察乒乓球在高处由静止下落的运动情况。②观察沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的乒乓球的运动情况。
观看奔腾的黄河、长江,倾泻而下的瀑布,空中的跳伞,投掷出去的篮球等与重力有关的画面。
以上各物体的运动状态都发生了变化,表明它们都受到力的作用。这些物体所受到的力不是由接触产生的,它们最后都要落向地面。与这些物体有着共同联系的物体是地球,这些物体都受到地球的吸引力,这个力叫做重力。
①重力: 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力(gravity),符号G。
地球附近的所有物体都受到重力的作用。
视频欣赏——《重力的概念》
【例题1】下列说法正确的是( )A. 空中飞行的小鸟,不受重力作用B. 只有静止的物体受重力作用C. 在空中向上运动的物体不受重力作用D. 抛出去的物体总会落回地面,是由于物体受到重力的作用
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,地球附近的所有物体都受到重力的作用,与物体的运动状态无关,故A、B、C错误;抛出去的物体总会落回地面,是由于物体受到重力的作用。
物体重力的大小可能与什么因素有关?
请你比较下面的两幅图,两位运动员进行举重比赛,哪一位运动员用的力大?原因是什么?(每个杠铃的质量都相等)
右面运动员用力大,因为所举的杠铃质量大,重力大。
质量越大的物体,所受的重力越大。
2. 探究重力大小跟质量的关系
①用弹簧测力计分别测量不同质量的钩码所受的重力。 分析比较质量不同的钩码受到的重力大小,得出重力与质量之间的关系。
②测量钩码重力的大小的方法
将弹簧测力计竖直放置,把钩码挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力大小。
1. 实验器材:弹簧测力计、钩码多个(质量已知)。
④数据处理以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量关系图象。
①弹簧测力计沿竖直方向调零。
②用弹簧测力计测量100g钩码所受的重力,并填在相应表格内。
③用弹簧测力计测量200g钩码所受的重力,并填在相应表格内。
根据实际情况,可以做3次以上实验。
注意:钩码的质量数是标在钩码上的,可以不用进行测量;用弹簧测力计测量钩码的重力时,读数时,可以估读到0.1N。
一个钩码质量m=100g=0.1kg
以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量的关系图象。
2. 分析表格中数据,观察画出的G-m图像,从中你能得到什么结论?
①由实验数据可知,当质量成倍增加时,重力也成倍增加,图像是一条过原点的直线,即正比例函数图像。
②对实验数据进一步分析,计算出每一次实验中重力与质量的比值,该比值是一个不变的值,大约是10.0N/kg 。
物体所受的重力跟它的质量成正比,比值约为 10.0N/kg(精确实验9.8N/kg)。
视频演示——《探究重力大小跟质量的关系》
【例题2】 在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,按照图甲所示,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中.
(1)使用前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计的指针调节到__________刻度线;把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,弹簧测力计示数______钩码所受的重力大小。
(2)读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。(3)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像______。(4)由此得出实验结论:__________。
(4)根据重力与质量的关系图像可知,质量是原来的几倍,重力也是原来的几倍,即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
物体所受的重力跟它的质量成正比。
重力,单位牛顿(N)
质量,单位千克 (kg)
g — 比例系数,在地球上,约为9.8N/ kg
地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成
在地球上,物理学家测定的 g约为9.8N/kg,但是在不同地点的值不同。
在地球上,g 会随着纬度与海拔高度的不同而有所变化。
g =9.8N/kg的物理意义:表示质量为1千克的物体在地球上受到的重力为9.8N
③常见一些物体的重力大小
【例题3】质量为0.25kg的木块,受到的重力是多少?一个人所受的重力为450N,那么,他的质量是多少千克?(g取10N/kg)
由G = mg可知,木块受到的重力
G木= m木g=0.25kg×10 N/kg=2.5N
木块所受的重力为2.5N,人的质量为45kg。
由G = mg可得 m= G /g , 因此人的质量
我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。但地球是球形的,在我们“脚下”的阿根廷人,好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢?为什么在不同地点的人或物体的“脚”脚都“粘”在地面上呢?我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢?
下面我们一起学习重力的方向。
物体悬挂起来静止时,悬线的方向跟物体所受重力的方向一致,这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向。
我们可以通过观察悬线的方向就知道重力的方向。
我们知道力是有方向的,那么重力的方向是向哪的呢?
铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。
①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂,浸没在烧杯的水中。用三角尺比较细线的方向和水面的关系。
②将铁架台倾斜一定的角度,观察细线静止时的方向,用三角尺比较细线的方向和水面的关系。
③继续改变铁架台倾斜的角度,观察细线的方向是否变化。
无论铁架台怎样倾斜,细线的方向和水面始终是垂直的。
结论:重力的方向是竖直向下(垂直于水平面向下)
“竖直向下”指与水平面垂直向下,不能说成“垂直向下” 。
理解重力的方向“竖直向下”
如图所示,放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确?
重力的方向竖直向下理解为指向地心
小华同学画出的下列物体所受的重力方向正确吗?
正确。重力的方向总是竖直向下,与物体运动的状态、方向无关。
用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时,细线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫做铅垂线(也叫重锤线)。
②铅垂线的原理: 是利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
比萨斜塔相对于竖直方向倾斜度数为4度左右
墙壁竖直 不竖直
利用铅锤线,判断物体是否水平
只要铅垂线与三角板的直角边重合(或平行)即可判断桌面水平。
只要铅垂线与壁画的边重合(或平行)即可判断壁画水平。
利用水平仪判断窗台、地面是否水平。
水平仪(实质还是铅垂线)
铅垂线与桌面垂直,桌面是水平的。
铅垂线与桌面不垂直,桌面是倾斜的。
【例题4】用直角三角尺、重垂线来判断桌面是否水平.(1)操作方法:_____________(也可以用图描述操作方法);(2)实验现象:①若桌面水平,______;②若桌面不水平,_____;(3)实验中利用的物理知识:重力的方向总是____________。
(1)实验操作:将重垂线固定在锐角顶点上,将其顶点向上放在桌面上,使一直角边与桌面重合,观察重垂线是否与另一直角边平行;改变三角尺在桌面上的位置,重复上述操作,如图所示。
(2)实验现象:①若桌面水平,重垂线始终与另一直角边平行;②若桌面不水平,重垂线与另一直角边不平行;(3)实验所用的的物理知识为:重力的方向总是竖直向下的。
物体的每一部分都被地球吸引着,但对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上, 这个点叫做物体的重心。
物体的每一部分都受到重力作用
对于整个物体,重力的作用效果就好像作用在某一点上的一个力。
重心是等效作用点,不是重力的实际作用点;重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系。
①形状规则、质量分布均匀的物体,重心在它的几何中心上。
方形薄板的重心在对角线的交点上
粗细均匀的棒的重心在中点
唱片的重心在它的圆心上。
②质量分布不均匀、外形不规则的物体的重心
这些物体的重心不在物体上。
物体的重心是物体所受重力的等效作用点,重心可以不在物体上。
篮球的重心在球心而不在球面上。
③在画物体受到的重力时,常把力的作用点画在物体的重心上。为了研究问题的方便,同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
3. 利用“悬挂法”寻找重心
质地不均匀、外形不规则物体的重心可以利用“悬挂法”确定。
①找一根细绳,在物体上找一点,用绳悬挂,待物体静止后,通过悬挂点连一条竖直线AB。
②在该竖直线外再找一点悬挂,通过悬挂点再连一条竖直线CD。
③两条直线的交点O就是不规则物体的重心。
视频演示——《悬挂法寻找重心》
物理学家经研究证明:增大支撑面或降低重心可以提高物体的稳定程度,在实际生活中人们常常要用到这些知识。
赛车车身很低,轮子相距尽量远,在快速行驶时不易翻倒。
4. 重心的应用—稳度
当不倒翁在竖立状态时,重心最低。偏离平衡位置后,重心总是升高的。因此,这种状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆,总是不倒的。
用一根细线栓住一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动,这时,你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉。
月球因受地球的吸引力才没被甩出去
早在300多年前,伟大的物理学家牛顿就通过大量实验研究,发现了宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力。
宇宙间任何两个物体,都存在着互相吸引的力,叫做万有引力(universal gravitatin)。
正是地球对它附近物体的引力,使得水向低处流、抛出的石块落向地面………事实证明,牛顿的结论是正确的。重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
视频欣赏——《模拟引力》
【例题5】由中国自行设计研制的月球车(如图)乘坐“嫦娥”三号探月卫星“亲近”月球,实施无人登月探测。已知月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6,若将一个在地球上重为1200N的月球车放到月球上,它受到的重力是______N,质量是______kg。
由于地球的吸引而使物体受到力叫做重力。
②形状规则、质量分布均匀的物体,重心在几何中心。
①总是竖直向下,垂直于水平面,指向地心。
①物体所受重力跟它的质量成正比。
②应用:利用铅垂线确定竖直方向; 利用水平仪判断桌面是否水平等。
①重力的等效作用点叫做重心。
①宇宙间的物体都存在相互吸引的力,叫做万有引力。
②重力正是源自地球对他附近物体的万有引力。
③g 为 比例系数,在地球上约为9.8牛/千克
③可用悬挂法来确定物体重心。
重力与质量的区别
1. 一个南瓜所受的重力是30N,它的质量是多少千克?
由 G=mg 可得此南瓜的质量
2. 月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约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,月球对他的引力大约是多少N?
3. 一个桥头立着如图所示的限重标志牌,汽车对该桥面的压力超过多少时,桥就可能被损坏?
此限重标志牌的含义是: 通过此桥的车辆质量不得超过15t m=15t=15×103kg=1.5×104kg 桥能承受的最大压力: F=G=mg=1.5×104kg×9.8N/kg =1.47×105N
4. 若用三角尺判断桌面或地面是否水平,还需要哪些物品?怎样操作?请作图说明。
还需要铅锤线。操作方法:将铅垂线固定在三角尺的一个锐角顶点上,将直角三角尺竖直放在被测桌面(或地面)上,使一直角边与被测桌面重合,观察铅垂线是否与另一直角边平行。若平行,则表明该面是水平的;否则,不水平(如图所示)。
5. 一个木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请分别画出木块在斜面和水平面时所受重力的示意图。
地球附近的物体(包括与地球接触的和地球周围与地球不接触的)都受到重力作用,重力的施力物体是地球。
1. 关于重力,下列说法正确的是 ( )A.苹果只有下落时才受到重力作用B.重力的施力物体是地球C.上升的物体不受重力D.从斜面上下滑的物体不受重力
一个中学生的质量取50kg 重力和质量成正比,根据G=mg可求出重力大小 G=mg= 50kg ×10.0N/kg=500N
2. 对一名普通中学生所受重力的估计,最接近实际的是( ) A.5 N B.50 N C.500 N D.5000 N
重心是物体所受重力的作用点,质量分布均匀,形状规则的物体的重心在物体的几何中心,不规则物体的重心不一定在物体的几何中心上,可用悬挂法找到。
3. 关于物体的重心,下列说法中正确的是 ( )A.重心一定在物体上B.重心在物体的几何中心上C.重心指物体所受重力的作用点D.重心在物体的中间位置
4. 如图所示的几种情况,小球所受重力的示意图,正确的是( )
重力的方向始终是竖直向下的,与水平面垂直,重力的作用点作用在球心上。所以只有C正确。
任何有质量的物体间的相互吸引力都是万有引力。太阳与地球之间的吸引力属于万有引力。两个异名磁极之间的吸引力不是万有引力。只有C正确。
5. 下列叙述的力中,属于万有引力的是 ( )A.马拉车的力B.钢绳吊起重物的力C.太阳与地球之间的吸引力D.两个异名磁极之间的吸引力
重力的方向竖直向下,拉力的方向沿细线的方向。如图所示。
6. 如图所示,小钟同学在做模拟万有引力实验时,用一根细线拴一块橡皮甩起来,使橡皮绕手做圆周运动。如图所示,请你画出橡皮受到的重力和拉力的示意图。
重力大小与物体的质量有关,而质量大小与重力无关。只有在地球上,g=9.8 kg/N,不能写成1kg=9.8 N。
7. 对于公式G=mg的正确理解是 ( ) A.质量与重力成正比 B.重力与质量成正比 C.g=9.8 kg/N D.1 kg=9.8 N
易错警示:把重力与质量成正比的关系错误表述成“质量与重力成正比”。
8.如下表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中得到的实验数据。①实验中,需要的测量工具是______和_______。
②分析表中数据,可以得出的结论是: 。
③根据表中数据可知:重力和质量的比值是g=9.8 N/kg,意思是________。A.1kg=9.8 NB.重1N的物体质量为9.8 kgC.质量为1kg的物体所受重力为9.8 N
重力和质量的比值是g=9.8N/kg,意思是:质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N,故选C.
④小明同学取了质量不同的苹果、小木块、小铁球各一个,并分别测出它们的质量和重力,来探究物体所受重力大小与质量的关系你认为小明同学的做法______。A.不合理,因为他没有用同种物质的物体做实验B.不合理,因为他没有使物体的质量成整数倍变化C.合理,因为他同样可以得出物体所受重力与质量的关系D.合理,因为他的操作比甲同学更简便
④要探究物体所受重力的大小与质量的关系,必须改变物体的质量,苹果、小木块、小铁球的材料不同,不影响探究结果。所以小明同学的做法合理,故选C。
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