物理人教版（2024）第3节 重力评优课教学ppt课件

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1. 通过观察和实验，了解重力及其产生的原因。2. 通过实验探究，理解重力与质量的关系，会用公式G=mg 计算重力。3. 知道重力的方向是竖直向下的，及铅垂线的应用。4. 能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心，会画重力示意图。
本节课我们一起来学习在地面附近的物体，在没有支撑时，为什么会落到地面上来的原因。
观察下面的图片并思考问题：瀑布为什么高处往低处流？撒出去的渔网为什么会落到水面？抛出去的铅球问什么会落到地面上？
2. 重力定义 地球附近的物体由于受到地球的吸引而具有的力，即为重力，用G表示。
苹果、雪花、水流和铅球最终会落到地面，是因为它们受到地球引力的作用，这个引力即为重力。
地球上一切物体受到的重力的施力物体都是地球。
【思考】踢出去的足球、投掷出去的飞枪、扔出去的铅球，它们最终是否会落到地面，是什么原因呢？
【原因分析】飞出去的足球、飞枪、铅球最终落到地面上，是因为受到重力的缘故。
抛在空中的物体将不会落下；人将会很容易脱离地球而进入太空；人很容易搬动大石块；水不会由高处向低处流动；杯子中的水不会顺利倒入口中；由于刮风形成的浮尘将永远停在空中；落叶将不会归根，而会停在空中等。总之，失去重力，我们的生活将是一片混乱。
【思考】假如我们生活在一个没有重力的世界，有会出现什么情况呢？
3.重力的三个特点（1）普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。（2）不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力。（3）非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力的作用。
【典例1】下列关于重力的说法中正确的是（　　）A．重力的施力物体是地球B．向上抛出的硬币在上升过程中不受重力作用C．空中飞行的蜜蜂不受重力作用D．从树上掉下的苹果，下落时不受重力
【详解】A．重力是由于地球的吸引而产生的力，地面附近的物体都受重力作用；重力的施力物体是地球，故A正确；B．地球附近的一切物体都受重力作用，则向上抛出的硬币在上升过程中始终受到重力作用，故B错误；C．地球附近的一切物体都受重力作用，则空中飞行的蜜蜂也受重力作用，故C错误；D．地球附近的一切物体都受重力作用，则从树上掉下的苹果，下落时也受重力，故D错误。
物体所受到的重力与其质量之间有什么关系呢？
通常我们感觉到物体的质量越大，物体就越重。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。
【制定计划与设计实验】
本实验需要用弹簧测力计测量两个量，分别是物体的质量和物体受到的重力。所以我们需要用天平测物体质量（或选用质量已知的钩码），用弹簧测力计测重力，分析实验数据，得出结论。
1. 实验：探究重力的大小跟质量的关系
弹簧测力计、50g的钩码若干
把已知质量的钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，记下弹簧测力计的示数；改变钩码质量，重复上述实验并记录实验数据。
以质量为横坐标、重力为纵坐标描点并连接这些点。观察并思考：物体所受重力跟它的质量有什么关系？
（1）物体受到的重力大小跟它的质量成 ___ 关系。
（2）物体所受的重力跟质量的比为等于______＿。
2. 实验注意事项（1）测量前，要在竖直方向上调零，测量时要使弹簧测力计的轴线方向在竖直方向上。（2）由于50g钩码所受的重力大小不是一个整数，所以读数时应尽量准确些。（3）当钩码静止时，弹簧测力计对钩码的拉力大小与钩码所受的重力大小相等，所以读取弹簧测力计的示数即为钩码的重力，且读数方便、准确。
（4）实验中测量多组数据的目的是得出普遍规律，防止结论的偶然性。（5）对于物体重力的大小与质量的关系不能叙述为“物体的质量跟物体的重力大小成正比”。 因为质量是物体的一种固有属性，与重力等外因无关。（6）如果一个物理量和另一个物理量的比值不变，或两个物理量的关系是一条过原点的倾斜直线，都可以判定这两个物理量是成正比关系。
视频讲解：探究重力的大小跟质量的关系
重力常数，一般取9.8N/kg，粗略计算可取10N/kg.
质量，单位：千克（kg)
大量实验数据表面，物体所受的重力跟它的质量成正比。
（1）海拔：随着海拔的增加，g在减小；（2）纬度：随纬度的增加，g在不断增加。在赤道上，g最小，在南北两极时，g最大。（即同一个物体在赤道上时，重力最小，在南北两极时，重力最大）
比例系数g并非恒定不变的，它受海拔和纬度的影响。一般g为9.8N/kg，表示地球附近质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。在粗略计算时，g可以取 10 N/Kg。
思考：同一个物体在地球上和月球上，它们的重力是否也一样呢？
常见一些物体的重力大小
【典例2】在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图1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）表格中的空格应填 ；
重力跟质量成正比，所以当重力是4N时，质量是0.4kg，因此表格中应填写的数据是400g。
（2）如图1利用弹簧测力计测量钩码重力，使测力计内弹簧伸长的力是 ；A．钩码的重力B．钩码和测力计的总重力C．钩码对弹簧的拉力D．弹簧对钩码的拉力（3）实验测量多组数据的目的是_______________________________ ；
根据物体间力的作用是相互的。如图所示，钩码受到弹簧对它向上的拉力，同时弹簧也会受到钩码对它向下的拉力，因此使弹簧伸长的力是钩码。
该实验多次测量是为了找到重力和质量之间所存在的关系，因此多次测量的目的是为了寻求普遍规律，避免偶然性。
寻求普遍规律，避免偶然性
（4）分析表中实验数据，可以得出的结论是：物体的重力和质量成 比，你判断的依据是 ；（5）在图2中，以质量为横坐标，重力为纵坐标，根据表格中的数据，画出重力与质量之间关系的图线。
分析表格数据可知，重力和质量的比值是固定不变的，因此重力和质量成正比
物体所受重力与质量的比值为定值
【典例3】3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型。小明选用ABS塑料来打印自己设计的作品，如图所示。打印出来作品质量是21g，体积是20cm3。g取10N/kg，求：（1）ABS塑料的密度；（2）作品的重力。
观察：将小球由静止施放，小球会怎么运动？
结论：物体由静止下落时的运动方向即为重力的方向。
通过观察发现，无论铁架台是否倾斜，重物静止时悬线总是处于竖直向下的方向，即和水平面垂直。这个方向就是重力的方向，所以重力的方向总是竖直向下的。
思考：重力的方向总是竖直向下的，那“下”到底是指什么方向呢？
通常所说的“下”指的是垂直于地球表面指向地心的方向，或者说人站在地面上时，从头到脚的指向称为“下”。
【特别提示】只有当物体在水平面上时，垂直向下与竖直向下才是相同的
【典例4】在建造房屋时，建筑工人常常利用如图甲的重垂线检墙体是否竖直，这是利用了重力的方向总是 ；如图乙，若增大木板的倾角α，悬线OA静止时的方向将 （选填“往左偏”“往右偏”或“保持不变”）。
【详解】[1]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直，这是利用了重力的方向始终是竖直向下的，如果重垂线和墙面平行，则说明墙体是竖直的。[2]重力的方向始终是竖直向下的，所以悬线OA始终指示重力的方向，故增大木板的倾角α，悬线OA静止时的方向将保持不变。
地球吸引物体的每一个部分。
作用效果上就好像重力作用在某一点上。这个点叫做物体的重心。
（1）质地均匀、外形规则的物体，其重心在它的几何中心上。
（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。
（3）物体的重心可以不在物体上
（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。
（1）悬挂法：质量不均匀、外形不规则物体
3. 确定重心确定方法
（2）支撑法：适用于长条状物体
【典例5】学生在大课间做篮球操前，小宁将一个重为3N的皮球在手指尖处静止，如图所示，画出皮球所受重力的示意图。
【典例6】如图所示，用细线将一块质量分布均匀的半圆形量角器悬挂在天花板上，请用作图的方法找到该量角器重心O点的位置。（A点是圆心，保留作图痕迹）
1. 牛顿的观点 牛顿认为，地球和月球之间存在相互吸引的力。这个力跟地球吸引它附近的物体使物体下落的力是同一种力。
绳子对物体产生的拉力使物体做圆周运动
地球对月球的引力使月球做圆周运动
2. 类别法分析重力的由来
【归纳总结】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，这就是万有引力。
3. 重力与万有引力的关系
重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的吸引力,除在两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处物体的重力都略小于万有引力。
1．下列图像中，能正确反映“物体所受的重力跟它的质量的关系”的是（　　）
2．若先在地球上后在月球上，分别用天平和弹簧测力计测同一个物体，会发现（　　）A．天平示数变大，弹簧测力计示数不变B．天平示数变小，弹簧测力计示数不变C．天平示数不变，弹簧测力计示数变大D．天平示数不变，弹簧测力计示数变小
3．宇航员想在完全失重的飞船中进行下列实验，其中不能完成的是（　　）A．用弹簧测力计测物体重力B．用卷尺测距离C．用握力计测握力 D．用秒表测时间
【详解】A．在失重状态下，无法用弹簧测力计测量重力，故A符合题意；BCD．失重状态，对卷尺、握力计及秒表的使用无影响，故BCD不符合题意。
4．踢毽子是人们喜爱的一项运动。如图所示，小丽用脚将毽子踢起后，空中飞舞的毽子的质量将 （选填“变大”“不变”或“变小”）；毽子最终落向地面，是由于受到 力的作用，该力的方向是__________的。
【详解】[1]质量指的是物体所含物质的多少，与物体的位置无关，所以空中飞舞的毽子的质量不变。[2][3]地球表面的物体受到地球对其的吸引力，即重力的作用，重力的方向竖直向下，所以毽子最终会落向地面。
6．小明手提重垂线，匀速行走在不同的道路上（如图甲），由重垂线的方向可以说明力的方向总是 的：如图乙，赛车的车身很低，轮子相距尽量远，目的是增大赛车的 面，降低赛车的重心，有助于提高赛车的稳定程度，在快速行驶时不易翻车。
【详解】[1]重垂线在静止时总保持竖直下垂，这是由于重垂受到方向为竖直向下的重力的作用。[2]增大支撑面，降低重心，赛车车身很低，轮子相距尽量远，从而增大了支撑面，降低了重心有助于提高赛车的稳定度。
7．如图所示，“不倒翁”是个有趣的玩具，它之所以不易倾倒，是因为它重心位置较 （选填“高”或“低”）；在墙上挂字画时，可自制一个重锤来检查是否挂正，观察字画竖边是否与重垂线 ，这是利用了重力方向总是 的道理。
【详解】[1]不倒翁的质量分布是不均匀的，下部的质量大，所以不倒翁的重心很低，稳度大。[2][3]因为重力的方向总是竖直向下的，如果画框和重垂线是平行的，则画框的竖边是竖直的，否则画框的竖边不竖直，由图知，画的左端偏高，为了把画贴正，应将画的左边向下移动，直到画的右边框与重垂线重合。
8．如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。请在图中乙位置画出篮球的受力示意图。
9．一座桥的桥头立着如图所示的限重标志牌，它表示只允许质量不超过15t的车从桥上通过。为确保桥梁安全，汽车所受的重力超过多少牛时，不能从该桥上通行?