苏科版（2024）八年级下册（2024）第七章 力二、重力 力的示意图优质ppt课件

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第二节 重力 力的示意图
想一想高山上的流水、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？而在天宫空间站里，王亚平的“马尾”变成了“冲天辫”。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。
1. 了解重力的概念。2. 会用弹簧测力计测量物重；知道物体所受重力和物体质量的关系。3. 知道重力的方向及其应用。4. 知道力的三要素，会用力的示意图表示力。5. 初步了解重力势能的概念。
1. 重力的大小和方向.2. 力的示意图.3. 重力势能.4. 课堂总结.5. 实践与练习.6. 综合提升训练.
1. 观察生活中的重力现象 倾泻而下的瀑布；空中的跳伞运动员；抛出的套圈会下落。2. 重力这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。用字母G表示，其施力物体是地球。
3. 重力的发现熟透了的苹果会自动从树上落下。据说，在苹果树下纳凉的牛顿正是受这一现象的启发，开始探索万有引力的奥秘。4. 对重力的理解（1）重力的普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，是固态、液态还是气态，都受到重力的作用。（2）非接触性：重力是非接触力，与地面没有接触的物体，比如空中飞着的飞机和鸟，都受到重力的作用。（3）相互性：由于物体间力的作用是相互的，物体受重力的同时，对地球也有吸引力。
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。
1. 重力的测量生活中常把物体所受重力的大小简称为物重。物体所受重力的大小可以用弹簧测力计来测量。把物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，当物体静止时，弹簧测力计的示数就显示了物体所受重力的大小。
2. 实验：探究物重与物体质量的关系
【提出问题】物体重力的大小可能与什么因素有关？【猜想与假设】日常我们感觉到物体的质量越大，就越重。例如，两位运动员进行举重比赛，所举杠铃的质量越大，用力越大，表明重力越大。因此可作出猜想：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。
右面运动员用力大，因为所举的杠铃质量大，重力大。
【设计实验】本实验需要测量的两个量分别是物体的质量和物体受到的重力，故我们需要用天平测出质量（或选用质量已知的钩码），用弹簧测力计测出重力，分析实验数据，得出结论。【实验器材】弹簧测力计、钩码多个（质量已知）。
【进行实验与收集证据】（1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码所受的重力，记录在表格中。（2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，并把结果记录在表格中。
【分析论证】（1）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，画出重力与质量的关系图象。（2）分析表格中数据，观察画出的G-m图像，归纳结论。
①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，重力与质量的比值不变。②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。
【实验结论】物体所受的重力与它的质量成正比。其比值约为9.8N/kg。如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量的比值，则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 g=G/m。
演示实验——《探究重力的大小与质量的关系》
3. 重力的计算公式 G=mgG表示重力，单位是牛（N）；m表示质量，单位是千克（kg）；g约为9.8N/kg，表示质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N。（1）理解g的意义g=9.8N/kg是通常的取值，在地球上的不同位置，其值略有不同，但一般不考虑其变化，精确度要求不高时，也可取g=10 N/kg。在其他星球上，物体也会受到重力作用，g值与在地球上不同，比如在月球上，g月=g地球/6.
（2）常见一些物体的重力大小
4. 重力和质量的区别
由于地球的吸引而使物体受到的力
质量是物体的属性，与形状、状态、地理位置等因素无关
物体所受的重力与质量成正比G＝mg
【例题2】质量为200g的一袋牛奶，受到的重力是多少？小敏同学所受的重力为450N，那么，她的质量是多少千克？（g取10N/kg）
①m=200g=0.2kg 由G = mg可知，牛奶受到的重力 G牛奶= mg=0.2kg×10 N/kg=2N②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的质量 m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg
【例题3】在探究“重力的大小跟什么因素有关”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）把表格中的空格填写完整；（2）根据表格中的实验数据，在图中画出重力与质量的关系图象；（3）由此可知物体所受的重力跟质量成_____；（4）若测力计水平校零后去测重力，则测量值比真实值偏____，若测力计倒过来，用挂环吊物体测重力，测量值比真实值偏____ 。
（1）通过分析表格中相关数据可知，重力与质量的比值不变，则重力为4N时质量为400g。（2）通过描点作出重力与质量的关系图象为：（3）根据重力与质量的关系图象可知质量是原来几倍，重力也是原来几倍，物体所受的重力跟它的质量成正比。（4）测力计水平校零后去测重力，没有考虑弹簧自身重力，则测量值比真实值偏大。如果将弹簧测力计拿倒了，它自身的重力会使弹簧在没挂重物之前就提前伸长，显示一定的示数，再挂上重物时，必然使总示数偏大。
【想想议议】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？1. 实验探究——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？ 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。
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的（竖直方向就是与水平面垂直的方向）
2. 对重力方向的理解（1）重力的方向“竖直向下” 指与水平面垂直向下，即指向地心 ，不能说成“垂直向下” 。（2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态无关。如图所示，放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确？
3. 重力的方向的应用——铅垂线人们在一根线下吊一个重物，就做成一根铅垂线。用铅垂线可以指示重力的方向——竖直向下。 （1）检查是否竖直例如：建筑工人在砌墙时常利用铅垂线来确定竖直方向，这是因为铅垂线的方向与重力方向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，或检查装饰画是否竖直。
墙壁竖直 不竖直
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
（2）检查是否水平方法一：用如图所示自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成），检查时将水平仪放在物体表面上，若铅垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若铅垂线偏向刻线的一侧，则表明物体表面不水平。如图所示，桌面左低右高。
方法二如图所示，将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上，看铅垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行（或重合）。若平行，则物体表面水平；若不平行，则物体表面不水平。
【例题4】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，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。
（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，建筑工人使用的重垂线就是利用这个原理制成的。
四、重力的作用点——重心
1. 概念物体的每一部分都受到重力作用，对于整个物体，我们可以认为重力的作用等效于集中在一个点上，这一点叫作物体的重心。
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
2. 重心位置与物体的质量分布和形状有关（1）质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上，所以物体的重心有可能不在物体上，比如均匀铁环的重心在圆心处，如图所示。（2）重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关，但质量分布发生变化，重心位置一般会发生变化。比如一个空心球，其重心在球心处，但注入一半容积的水后，重心就会向下偏移靠近有水的一侧。
3. 寻找不规则物体重心的方法（1）支撑法确定重心如图所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一条竖直线上，在支点的上方。
（2）悬挂法确定重心如图甲所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线l1上。然后在B点把薄板悬挂起来（图乙），同理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上。l1和l2的交点O就是薄板重心的位置。
视频演示——《确定薄板的重心》
【例题6】下列关于重心的说法中，正确的是（ ）A. 物体所受重力的等效作用点叫做重心B. 物体的重心处才受到重力作用C. 物体的重心一定在物体上D. 球体的重心总在球心
物体各部分都受到重力，从效果上看，认为重心是重力的作用点，故A正确，B错误；质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心上，对于圆环、空心球等物体，重心不在物体上，如果球的质量分布不均匀，重心便不在球心，故CD错误。 故选A
力越大，拉开的弹簧越长
力的大小能够影响力的作用效果
用大小相同的力压弹簧，可以使弹簧缩短；拉弹簧，可以使弹簧伸长
力的方向能够影响力的作用效果
用大小、方向都相同的力推门的不同位置，开门的难易程度不同
力的作用点能够影响力的作用效果
实验结论：力的大小、方向和作用点能够影响力的作用效果
视频演示—《力的作用效果与力的作用点的关系》
（1）概念 在物理学中，把力的大小、方向、作用点称为力的三要素。（2）理解力的三要素①任何一个力都有大小、方向和作用点三个因素。②力的三要素决定力，当其中的任何一个要素改变时，力的作用效果就会随之改变。③因为力的三要素决定了力的作用效果，所以我们要描述一个力时，就必须指明该力的三个要素。
视频讲解—《力的三要素》
【例题1】关于力的作用效果，下列说法中正确的是（ ）A. 大小相等的两个力作用效果一定相同B. 作用点相同的两个力作用效果一定相同C. 方向相同的两个力作用效果一定相同D. 三要素都相同的两个力作用效果相同
力的三要素都会影响力的作用效果，一个要素改变，力的作用效果就会改变，两个力的作用效果要一样，必须三要素都相同。故选D。
1. 概念：用带箭头的线段来表示物体所受的力，这样的图称为力的示意图。2. 画法：在受力物体上沿力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。如图所示是小车受到100N向右斜向上的拉力的示意图。
3. 画力的示意图的注意事项（1）力的作用点要画在受力物体上，用圆点表示，不能画在施力物体上。（2）如果要在图中画出物体受到的几个力，除了要画出各个力的作用点和方向，还应当用线段的长短粗略地区分力的大小。（3）箭头要画在线段的末端，其长度计算在线段的长度内。（4）力的示意图可以只表示出力的作用点和方向，也可以在箭头旁标出力的大小，把力的三要素都表示出来。若题中给出了力的大小或符号，要在箭头旁标示清楚。
【例题3】如图所示，小华拉着箱子行走，拉杆对箱子的拉力为20N，拉力方向与水平面成45°角。试画出箱子所受拉力的示意图。
如图所示，图中点O为力的作用点，线段的长度反映力的大小，箭头和标注的45°反映力的方向。
【例题4】小车在100N拉力的作用下向前运动，如图所示是该拉力的示意图。以下说法不正确的是（ ） A．该示意图把拉力的三要素表示出来了B．在同一图中，力越大，线段应该越长C．只有力的大小、方向会影响力的作用效果D．图中小车所受100N拉力的施力物体是绳子
A、该示意图把拉力的大小、方向、作用点都表示出来了，A正确；B、在同一图中，力越大，线段应该越长，故B正确；C、力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果，C错误；D、木块与绳子之间直接接触并有力的作用，所以木块所受拉力的施力物体是绳子，故D正确。
1. 现象探究：被举高的物体能做功。①观察打桩机打桩的过程：如图所示，打桩机在工作时，先把“重锤”高高举起，“重锤”落下，可以把桩打入地里。分析：被举高的重锤能够对桩做功，说明被举高的重锤具有能量。
②高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。它曾与“乱扔垃圾”齐名，排名第二。高空抛物，既伤人又伤物。分析：高空的物体能够做功，说明高处的物体具有能量。探究归纳：高处的物体都具有能量。
想一想：高处的物体具有什么能呢？
2. 重力势能 在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能量，叫做重力势能。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
山顶的巨石、举高的重锤都能对外做功，具有能量。这种能量是物体由于受到重力产生的.
①概念：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力.②大小：物体所受的重力与它的质量成正比，G=mg. ③重力的方向：是竖直向下的.④铅垂线：利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的； 可以判断物体是否竖直或水平。⑤重心：对于整个物体，重力的作用等效于集中在一个点上， 这一点叫作物体的重心。①力的三要素：力的大小、方向、作用点称为力的三要素.②力的示意图：用带箭头的线段来表示物体所受的力.被举高的物体具有能量，这种能量叫作重力势能.
1. 铅垂线在生产和生活中有广泛的应用。图中的铅垂线各有什么作用?用身边的物品自制铅垂线，并试着用它检验墙体、门框等是否竖直。
左右两幅图中，铅垂线的作用依次为：检查墙体是否竖直，检查窗台是否水平（水平仪）。由于学生缺乏必要的生活经验，若能自制相应的仪器，在演示的基础上再分析各铅垂线的作用，则更有利于学生理解。
2. 用弹簧测力计测得一个物体重4.9N，该物体的质量是多少克？
由G=mg可得：
3. 试一试，按如图所示的三种方法关门，哪一种方法最省力？哪一种方法不能将门关上？这说明力的作用效果与哪些因素有关?
力 FB所示的方法最省力，力 FA不能将门关上。说明力的三要素中只要有一个不同，力的作用效果就可能不同。
4. 如图所示，小明沿与地面成30°角的滑道下滑。滑道对他的支持力大小为300N，力的方向与滑道垂直。请画出这个力的示意图。提示：可以在原图上画，也可用方框表示人体另外作图。
本题要求学生画在作业本上时应强调不要画人，可按图所示作图.
5. 如图所示，生活在南半球的人会从地球上掉出去吗？为什么?若地球上的物体所受的重力突然消失，将会出现什么情景？请你设想的情景与同学交流.
这是一个开放性问题，有多种答案。应充分发挥学生的想象力，在发现想象合理时，应给予充分肯定。南半球的重力方向仍然是竖直向下的，因为地球上各地的人都是以自己地区的地面为参照物的。例如：人无法将水喝入肚中，悬在空中的人不会落下来，水不会往低处流，人轻轻一蹬地面就可匀速飞往太空。发射人造地球卫星不需要推力巨大的火箭等。
1. 过年贴窗花是中华民族的传统习俗，小明在贴窗花时感觉窗花贴歪了，于是用铅垂线做了检查，如图所示。为了把窗花贴正，下列操作方法中正确的是（　　 ）A．向左移动铅垂线B．上下移动窗花的位置C．调整铅垂线，使得铅垂线与窗花的左右对称线平行D．调整窗花，使得窗花的左右对称线与铅垂线平行
根据重力方向竖直向下，如果窗花的左右对称线和铅垂线是平行的，那么窗花是贴正的，否则窗花贴歪了；所以为了把窗花贴正，应调整窗花，使得窗花的左右对称线与铅垂线平行。故D正确，ABC错误。故选D。
2. 下列受力示意图中，正确的是________。A. 水平仪重锤受到的重力； B. 空中铅球受到的力；C. 斜面上的物体受到的重力。
AC．重力的方向竖直向下，作用在物体重心上，故AC图重力图示正确；B．空中铅球只受到重力和阻力，但阻力方向与速度方向相反，故B错误；
3. 如图所示，小明分别在门上ABC三点用同样大小的力推门，发现在A点更容易把门推开，小明这样做是为了探究力的作用效果与什么因素有关？（　　）A．力的大小 B．力的方向C．力的作用点 D．力的单位
小明分别在门上ABC三点用同样大小的力推门，力的大小、方向相同，作用点不同，产生的效果不同，所以，小明这样做是为了探究力的作用效果与力的作用点有关，故C符合题意，ABD不符合题意。
4. 如图所示，小车A受到与水平面成45°角的斜向右上方、大小是25N的拉力，作用点在C点，请在图中作出该拉力。
由题意可知，拉力的作用点在C点，方向是与水平面成45°角的斜向右上方，大小是25N，根据力的三要素作出该拉力的示意图如图所示。
5. 一辆自重是5.0×104N的卡车，装着25箱货物，每箱货物的质量是300kg，行驶到一座立有限重标志（如图所示）的桥前，问：（g取10N/kg）（1）这辆卡车受到的总重力为多少N？（2）这辆卡车能不能通过这座桥？为什么？
6. 为了探究重力的大小跟质量的关系，实验小组进行了如下的实验。（1）上表是设计的实验数据记录表格，请把表格中的空格填写完整； （2）实验中，需要的测量工具有_____ 和_____________；（3）如图是由实验数据画出的G-m图像，分析可知：物体所受的重力跟它的质量成________ ；（4）表格在设计上存在不足，请你给出改进方案：____________；（5）中学生体检单上有一项“学生体重”，实质上应该是中学生的__________ 。
表格中增加重力与质量的比值