初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）来自地球的力学案及答案

这是一份初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）来自地球的力学案及答案，共10页。学案主要包含了题型导航，重难题型讲解，能力培优练，链接中考，典例1-1，典例1-2，典例2-1，典例2-2等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc6902" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc6902 \h 1
\l "_Tc11532" 题型1 重力的大小 PAGEREF _Tc11532 \h 1
\l "_Tc29278" 题型2 重力的方向 PAGEREF _Tc29278 \h 5
\l "_Tc18648" 题型3 重心 PAGEREF _Tc18648 \h 10
\l "_Tc18052" 【能力培优练】 PAGEREF _Tc18052 \h 13
\l "_Tc11494" 【链接中考】29
【重难题型讲解】
题型1 重力的大小
1. 重力定义：
地面附近的物体，由于地球的吸引而受的力叫重力。
（1）地球上及地球附近的物体都受重力作用。
（2）重力的产生原因：万有引力（宇宙中任何两个物体间，都存在相互吸引的力）。
（3）重力的施力物体是：地球。
（4）地球吸引物体，物体也吸引地球，二力大小相等。
2. 重力的测量：
把物体挂在弹簧测力计上，静止时，弹簧测力计的示数就等于物体所受的重力大小。
A.方法：转换法。
B.原理：二力平衡。
3. 重力与质量的关系：
（1）实验器材：
弹簧测力计、钩码多个
（2）实验步骤：
分别把1个、2个、3个、4个、5个、6个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，即为每次钩码所受的重力，记录在表格中，然后求出每次物重与质量的比值。
（3）记录表格：
（4）实验结论：
体所受重力的大小跟它的质量成正比，其比值是定值，这个定值用字母g表示，约等于9.8N/kg。
（5）数据处理方法：
（1）求出物重与质量之比，看是否是一个定值。
（2）作出物重与质量的关系图像，看是否是一条过原点的直线。
4. 重力的计算公式：
G=mg 。
G：表示重力，单位N。m：表示质量，单位Kg。
g=9.8N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。
粗略计算时，可以取10N/kg。
【典例1-1】“夜来风雨声，花落知多少”是唐代诗人孟浩然《春晓》中的诗句，用物理知识解释其中现象，“花落”指花瓣落地，是由于花瓣受到________的作用，其施力物体是________.
【典例1-2】为探究重力的大小跟质量的关系，某小组换用质量不同的物体，测出它们所受的重力，并根据实验数据描点作图。图甲为某次测量物体所受重力的情景，图乙为根据实验所得的图像。下列说法错误的是（ ）
A．图甲中，弹簧测力计的示数为4.6N
B．由图乙可知，重力为3.8N的物体其质量为380g
C．由图乙可以初步得出结论：物体所受的重力跟它的质量成正比
D．换用质量不同的物体多做几组实验的目的是为了求平均值
跟踪训练1如图所示，手中这个粽子所受的重力大小约为（g=10N/kg）（ ）
A．0.2N B．2NC．20ND．200N
跟踪训练2小明在做探究“物体所受的重力跟物体质量的关系”实验。
(1)使用弹簧测力计之前要把测力计沿 方向（填“水平”或“竖直”）调零，并检查指针 与外壳有没有摩擦；
(2)分别用图甲、乙两种方式使用弹簧测力计测量钩码所受的重力，正确的握持方式是 （ 填“甲”或“乙”）；
(3)当钩码质量为0.16kg时，弹簧测力计的示数如图丙，请读出此时物体的重力，在表格相应的位 置应填 ；
(4)小明测得的实验数据如表所示。请你帮小明在图丁中以重力G 为纵坐标，质量m 为横坐标的直 角坐标系中描点，并连线作出G-m关系图象 ，从而得到物体所受的重力跟物体质量成 ；
(5)实验时，为得到重力与质量关系，多次测量的目的是 （填“减小误差”或“使结论更具有普遍性”）；
(6)月球上的重力大约是地球上的，若在月球上做此实验，则所测的物理量会发生变化的是 （填“质量”或“重力”）。
题型2 重力的方向
1.重力的方向：
重力的方向总是竖直向下的。
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。
3. 重力的方向的应用
人们在一根线下吊一个重物，就做成一根重垂线。用重垂线可以指示重力的方向——竖直向下。
（1）检查是否竖直
建筑工人在砌墙时常利用重垂线来确定竖直方向，这是因为重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。

（2）检查是否水平
用如图所示自制水平仪（由倒T形平板与重垂线组成），检查时将水平仪放在物体表面上，若重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。
【典例2-1】如图所示，水杯静止在水平桌面上，则该水杯（ ）
A．所受重力的方向竖直向下
B．重心在其几何中心
C．所受支持力的施力物体是水杯
D．所受支持力是由水杯发生形变产生的
【典例2-2】如图甲所示“倾斜小屋”在娱乐场所流行，它的原理如图乙，把小屋倾斜建设，以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉.在屋内桌面上放一桶水，静止时，屋内视角如图丙所示，若在屋顶用软绳悬挂一个重锤，则重锤静止时，它的位置应为选项中的（ ）
A．B．C．D．
【典例2-3】如图所示是同学们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。
跟踪训练1贴年画是中国新年独有的风俗习惯，由古时候贴门神演化而来，原为避邪，后变为衬托新春繁华氛围和表述大家快乐的心态。在竖直墙壁上贴年画时，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，应使年画的长边与重垂线 （选填“平行”或“垂直”）。
跟踪训练2(1)如图甲所示，踢足球时，脚对足球施加力的同时，脚也感到痛，这一现象说明物体间力的作用是 ，同时球由静止变为运动，说明力可以 。
(2)如图乙所示，重垂线是根据 的原理制成的，工人师傅常用它来检查墙壁是否 ，用它来检查工作台面是否 。质地均匀、外形规则的物体的重心在它的 。
跟踪训练3水往低处流是由于水受到 力的作用；建筑工人常常利用如图所示的重垂线检测墙体是否竖直，这是利用重力方向是 的原理，图中的墙体向 （选填“东”或“西”）倾斜。
题型3 重心
1.重心定义：
物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用在一个点上，这个点就叫物体的重心
（1）三要素：大小、方向、作用点。
（2）力的三要素影响力的作用效果。
2. 重心的位置：
（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。
（2）形状不规则物体重心：利用平衡法确定。（如图：悬挂法）。
①用支撑法确定重心：把汤匙放在手指上，仔细调节支撑汤匙的支点，使其在手指上平衡，由此可确定汤匙的重心就在过支点的竖直线上。
②用悬挂法确定重心：将薄板用细线悬挂起来，静止后，过悬挂点A画一条沿细线方向的线段AB；然后换一个悬挂点，再次静止悬挂，用同样的方法画出线段CD。AB和CD的交点E，就是薄板的重心。
【典例3-1】如图所示，是高速公路上一些隧道口、桥梁、宽阔路段设置的注意横风的标志和风向袋。垂直于车身方向吹来的猛烈横风，会改变面包车、大型客车、帆布篷货车等厢式车的行驶方向，甚至使其侧翻、因为这些车辆的整体重心较 （选填“高”或“低”），稳定性差。横风能吹翻车辆说明力能改变物体的 。
【典例3-2】如图所示，现在智能手机都有自动旋转屏幕画面的功能，当手机旋转90度时，手机画面也自动转动90度，保持画面正立，这是通过手机内部的重力感应器来实现的。关于手机的这一功能，下列分析正确的是（ ）
A．感应器会检测到手机重力的大小发生了变化
B．感应器会检测到手机重力的方向发生了变化
C．感应器会检测到手机的重心发生了变化
D．感应器会检测到手机的重心的高度发生了变化
跟踪训练1一般情况下，我们把物体重力的作用点称为重心。重心通常是均匀的规则物体的几何中心，例如圆心、长方形对角线的交点。那么如图所示中的不规则物体的重心是点 （A/B/C/D/E），此物体上的F（未画出）点 （选填“受”或“不受”）重力。重垂线可以帮助我们确定重力的方向是 。
跟踪训练2关于物体所受重力的三要素，下列说法正确的是（ ）
①重力的方向垂直水平面向下；②外形规则的物体，其重心在它的几何中心处；
③重心不一定在物体上；④质量相同的物体，其所受重力大小也一定相同。
A．①④B．②④C．①②③D．①③
【能力培优练】
1．蛇年春晚上，人形机器人“福兮”和演员们联袂主演的舞蹈节目《秧BOT》深受欢迎，如图所示。机器人所受的重力略小于一名普通中学生所受的重力，请你据此估测该机器人所受的重力约为（ ）
A．B．
C．D．
2．关于物理的重力和重心，下列说法正确的是 （ ）
A．质量和重力是不同单位表示的同一个物理量
B．在不同地点，物体的质量是会发生改变的，而重力是不变的
C．重心是物体所受重力的作用点，所以重心总在物体上，不可能在物体外
D．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心
3．下图中，能表示物体所受重力与质量的关系是（ ）
A．B．C．D．
4．有两个实心铁球甲和乙，甲球的体积是乙球的一半，下列说法正确的是（ ）
A．两铁球质量相同，重力相同B．两铁球密度相同，乙球的重力较大
C．乙球的密度较大，重力也较大D．乙球的质量和密度都是甲球的两倍
5．如图是儿童常玩的玩具不倒翁，将站立的不倒翁按倒在桌面上，不倒翁会重新立起，下列说法正确的是（ ）
A．按倒不倒翁，其重心高度降低
B．不倒翁不容易倾倒，是因为它的重心较低
C．不倒翁不容易倾倒，是因为材料特殊
D．不倒翁左右摇晃时，重力的方向发生改变
6．月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的六分之一。设想我们乘宇宙飞船到达月球后，下列说法中正确的是（ ）
A．地球上质量为60kg的物体，在月球上质量只有10kg
B．一个金属球在月球上的密度仅为它在地球上的六分之一
C．在地球上受到重力为600N的人，在月球上受到的重力为100N
D．一根轻弹簧，在地球上将它拉长1cm需6N的拉力，在月球上将它拉长1cm只需要1N的拉力（在弹性限度内）
7．航天员所在舱内部为“失重”环境，若航天员在舱内进行体能锻炼以达到锻炼效果，下列活动可进行的是（ ）
A．做俯卧撑B．用弹簧拉力器健身
C．举哑铃D．用单杠做引体向上
8．如图所示，在一次综合实践活动中，大家正在进行贴年画的环节，小晋提出可以用铅垂线来检测年画是否挂正的建议。下列分析正确的是（ ）
A．铅垂线利用了重力方向总是垂直向下的原理
B．铅锤所受重力的施力物体是细线
C．要把年画挂正，可调整铅垂线，使铅垂线与年画的右边平行
D．要把年画挂正，可调整年画，使年画的右边与铅垂线平行
9．智能手机屏幕的旋转功能是基于手机内置的重力感应实现的，如图所示当手机从竖放转为横放时，下列分析正确的是（ ）
A．手机所受重力的大小改变B．重力感应器所受重力的方向不变
C．手机所受重力的方向改变D．图中手机竖放时比横放时重心高
10．小明在家中利用天平、弹簧测力计测量了鸡蛋、桔子、苹果的质量和重力，并在关系图像中描点，以下图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
11．树上的苹果成熟后，会落到地面，这是由于它受到 力的缘故，这个力的方向是 的，这个力的施力物体是 ；如图所示为水平仪放置于某桌面上时的情形，则该桌面的高低情况是 。（选填“左边高”、“右边高”）
12．如图甲，建筑工人利用重垂线可以判断砌好的墙是否符合标准，这是利用了重力的方向总是 的，重力的施力物体是 。如图乙，门把手一般装在距离门轴较远的位置，便于打开门，这是说明力的 会影响力的作用效果。
13．嫦娥五号月球探测器简称嫦娥五号，由轨道器、返回器、着陆器、上升器等多个部分组成，其中着陆器和上升器的组合体（简称“着上组合体”）的总质量达到4.2t，由于质量和体积庞大，故使用中国新一代的重型运载火箭——长征五号发射。
(1)已知物体在月球表面受到的引力约等于在地球表面受到的引力的六分之一，嫦娥五号的“着上组合体”在月球上的质量为 kg，在月球表面受到的重力是 N；
(2)若一名宇航员在地球上最多能举起1000N的重物，登上月球后，在月球表面他最多能举起质量为 kg的重物。
14．在房屋建造和装修时，常用到铅垂线和水平仪。图甲中铅垂线是根据“ ”原理来工作的；用水平仪检测地面是否水平时，出现图乙所示的情形，则地面 边高。此外，还有一种气泡水平仪，通常是一个透明的玻璃管。玻璃管内填充了液体，并且在液体中有一个气泡。如图丙，是利用水平仪检测墙体是否水平的情景，玻璃管中的空气泡居中时表示墙体 （选填“水平”或“不水平”），若空气泡在A端，则表示所测墙体的 （选填“左”或“右”）端偏低。
15．重垂线古时候的叫法是“墨绳”，是建筑工人检测房子砌得正不正的工具，原理是利用重力方向始终 ，重垂线静止时如图甲，则表示墙体向 （左/右）倾斜。图乙利用悬挂法测形状不规则物体的重心，如果在图中E点再悬挂一次，所画出的直线一定会经过图中的 点。
16．如图所示，支杆OB固定在木板BC上，小球A通过细绳悬挂在杆端O处，利用此装置可以研究重力的方向。现从图示位置缓慢增大木板与水平面的倾角，此过程中细绳OA的方向 （选填“不变”或“改变”）。剪断悬线，小球将沿 （选填“OA”、“OA偏左”或“OA偏右”）方向下落，由此得到重力的方向是 的。
17．小玄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的关系如上页图所示。小金的质量为50kg，他到乙星球上所受重力的大小 N；若小金在地球上能举起最多150kg的物体，到甲星球上他能举起最多 kg的物体。
18．某同学把铅垂线固定在三角板的直角顶点，做成“水平仪”。把水平仪的底边紧贴在桌面上（图中未画出），铅垂线与三角板底边的相对位置如图所示，分析可知该桌面的 （选填“左”或“右”）侧偏高，铅垂线利用了重力的方向总是 的。
19．西汉时期，出现了如图所示专门清除谷物中杂质的旋转式风扇车，工作时手摇动风扇，开启调节门，让谷物上方的入料口缓缓落下，谷壳及轻质杂物被风力吹出机外，谷粒在 力的作用下从下方的出料口被分离出来。谷壳和轻质杂物被风力吹出，说明力能改变物体的 。
20．如图是航天员专用压缩饼干，其质量为120g，则它在地球上受到的重力G为 N，重力的方向是 。研究表明：物体在月球上的重力大约是在地球上重力的六分之一，若航天员把它带到月球上，质量是 g。（g=10N/kg）
21．中国跳水队在2024年巴黎奥运会上再创佳绩，获得8金2银1铜。如图所示，运动员正在跳板上准备起跳，跳板被压弯，说明力可以改变物体的 ，此时运动员所受重力的方向是 。
22．科普阅读题
失重是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象。失重有时也泛指零重力和微重力环境，失重现象主要发生在轨道上或太空内等情况下。如图所示的宇航员在太空中处于失重状态。
经常有人认为失重是不受重力，这是错误的，失重环境中物体在距离地面100km的高度处的重力仍然存在。研究表明，物体在距离地面100km的高度处所受的重力仅仅比在地球表面所受重力减小约3%。我们生活在地球上，一举一动都受到重力的影响，人们也早已习以为常了。一旦失去了重力，我们的生活会变成什么样子呢？这是一个很有趣的问题。
(1)关于图中处于失重状态下的宇航员，下列说法正确的是__________（只填序号）；
A．因为宇航员处于失重状态，所以他不受重力
B．太空中处于失重状态的宇航员，其质量大小与在地面上相同
(2)质量为70kg的航天员在距离地面100km的高度处所受的重力约为 ；（g取10N/kg）
(3)如果没有重力，我们的生活会变成什么样子呢？请列举一例。
23．阅读《火星探测器“天问一号”》，回答问题
2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器成功登陆火星，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。宇宙深处充满了奥秘。小明同学想探究其中的奥秘，他查阅了以下资料：
跟地球一样，在其他星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到指向该星球球心的力。如果我们把这些力也叫重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体本身的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关。由于不同星球的质量和半径各不相同，所以，同一个物体在不同星球上受到的重力并不相同。下表列出的是质量为1kg的物体，在不同星球上受到的重力。
(1)同一个物体放在不同星球上，质量 ，重力 ；（均填“不变”或“改变”）
(2)由上表可知，同一物体放在 （填写星球名称）上受到的重力最大，它表示的物理意义是 ；
(3)天问一号探测器的质量是5t，在火星上的重力是 N；
(4)在空间站内，所有物体处于失重状态，不能正常操作的实验是______。
A．用秒表测量时间B．用温度计测量温度
C．用弹簧测力计测重力D．用刻度尺测量长度
24．如图所示是某地的桥梁旁竖着的一块标志牌。一辆重型卡车自重为1.5×105N，若该车运送8m3材行驶到该大桥处。（ρ钢=7.9×103kg/m3，g取10N/kg）
(1)标志牌“70t”的物理意义∶ 。
(2)通过计算说明该车能否通过此桥 ？
25．小红发现书包里的书本越多书包就越重，背着就越感到吃力。所以她猜想“物体的重力大小与物体的质量有关”，于是小红和创新实验小组的成员利用钩码和弹簧测力计进行下列实验。
(1)从上表可以看出，该小组同学设计的表格存在的不足之处是： 。
(2)实验前，为了提高测量的准确程度，应在 （选填“竖直”或“水平”）方向上对弹簧测力计进行调零。
(3)第2次测量时弹簧测力计示数如图甲所示，弹簧测力计的示数为 N。
(4)根据实验数据，请在图乙中作出重力随质量变化的G-m图像 ，分析数据可知，物体所受重力随着它质量的增大而 （选填“增大”或“减小”）。
(5)随着我国航天事业的发展，我国已有自己的空间站，请判断在位于太空的空间站内 （选填“能”或“不能”）完成该探究。
26．月面巡视探测器（月球车）是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器，具备地月遥控能力，有独立驱动的六轮摇臂式行走系统，高1m，质量为60kg。已知在地球上物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。（g取10N/kg）
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少？
(2)若航天员的一个随身装备在月球表面时重力是4N，则返回地球后这个随身装备的质量是多少？
27．如图甲所示，月面巡视探测器（月球车）是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器，具备“地-月”遥控能力，有独立驱动的六轮摇臂式行走系统，高1.1m，在地球上时的重力为1.4×103N，图乙是月球表面附近物体的重力G与其质量m之间的关系图像。问：（g地取10N/kg）
(1)月球车的质量是多少？
(2)月球车被送到月球上后所受的重力是多少？
(3)某举重运动员在地球上时，最多可举起136kg的杠铃。若该运动员登上月球，且运动员的最大举力不变。则该运动员在月球上最多可举起杠铃的质量是多少？
【链接中考】
1．（2026·江苏连云港·中考真题）下列物理量最接近实际值的是（ ）
A．中学生的重力大小约为 B．正常人步行的速度约为
C．初中物理课本的宽度约为 D．做一遍眼保健操的时间约为
2．（2026·四川·中考真题）如图所示，小球静止在水平地面上，其重心O已标出，请作出小球所受重力G的示意图。
3．（2026·四川广元·中考真题）如图所示，小虎把重为5N的篮球装在网袋里并挂在墙上，请作出篮球所受重力的示意图。
4．（2026·甘肃兰州·中考真题）如图所示，木块静止在光滑的斜面上，请画出木块的受力示意图。
5．（2026·山西·中考真题）电线杆是常见的市政设施，传统电线杆多为实心圆柱结构，而现代电线杆多采用空心圆柱结构。它们的抗弯强度一样吗？实践小组的同学们设计实验，探究杆的抗弯强度与杆的空心程度的关系。
实验思路：选择材料、长度和质量相同但空心程度不同的杆，在杆的相同位置施加相同的拉力，通过测量杆的形变量，比较杆的抗弯强度。
实验过程：如图所示，将杆的一端水平固定在铁架台上，在杆的另一端挂一定数量的钩码，用刻度尺测量杆的下弯距离。换用不同的空心杆，重复上述操作，记录数据如下表。
实验结论：
(1)通过分析实验数据可初步得出：材料、长度和质量都相同的杆，空心程度越大，抗弯强度 （选填“越大”“不变”或“越小”）。
应用拓展：
(2)结合以上信息，请你写出生产生活中采用空心结构的一个实例： 。杆的抗弯强度还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题： 。钩码个数
质量m/Kg
物重G/N
物重/质量N/Kg
1
2
3
质量m/kg
0.06
0.12
0.16
0.2
0.24
重力G/N
0.6
1.2
2.0
2.4
星球
月球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
重力/N
1.62
3.60
8.50
9.80
3.76
22.9
9.05
8.30
11.0
实验次数
①
②
③
质量m/g
100
200
300
重力G
1.0
3.0
次数
杆长Ucm
杆的质量
杆的空心程度
钩码质量
杆的下弯距离
1
15
10
100
9
2
15
10
100
6
3
15
10
100
3
4
15
10
100
1