科学第3节 重力教案

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3.3 重力
目录
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一、重力及其方向
1.重力
(1)定义：地面附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力，用符号G表示。
(2)产生原因：地球的吸引。
(3)施力物体：地球。
(4)受力物体：地面上及地面附近的一切物体。无论固体、液体还是气体，不管质量大小，也不论有无生命，皆是重力的受力物体。
(5)作用效果：使得吊起的物体把悬线拉紧；使物体对支撑它的表面产生压力；使抛向空中的物体落回地面。
(6)由于物体间力的作用是相互的，地球吸引其他物体的同时，其他物体对地球也有吸引作用，而重力特指地球对其他物体的吸引力。
2.重力的方向
(1)探究重力的方向
实验结论：悬线下端小球所受重力的方向总是竖直向下的。
(2)重力的方向：重力的方向总是竖直向下的。
【注意】竖直向下与垂直向下不同。所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直，其方向是固定不变的。垂直向下是指垂直于某个平面向下。
【教材剖析】[思考与讨论]教材P103
利用重垂线制作的水平仪如下图所示(T形)。
二、重力的大小
1.重力与质量的关系
物体所受重力的大小与质量成正比。
2.重力的大小
G=mg
在地球表面附近g=9.8N/kg，其物理意义是质量为1kg的物体在地球表面附近所受重力为9.8N。在粗略计算时，g的值可以取10N/kg。
(1)公式“G=mg”中各个物理量必须用国际单位：m的单位是kg，G的单位是N，g的单位是N/kg。
(2)对公式“G=mg”的理解：
①理解质量与重力之间的关系时，不能说物体的质量与它受到的重力的大小成正比。
②g在不同的位置其大小是不同的，其取值随所在纬度的增加而增大，在赤道最小，在两极最大，g=9.8N/kg是个平均值。
三、重心
1．重心：地球吸引物体的每一部分，但是，对于整个物体，重力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。为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在重心上。
2．重心的特点
(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上。如空心球的重心是它的球心。
(2)物体的重心不一定在物体上。例如：圆环状的光盘，其重心位于圆心处，并不在物体上。
(3)重心是物体每个部位受到重力作用点的等效点，而不是物体受到的所有重力只作用在这一点上。
(4)重心与物体的形状和质量分布有关。降低重心，可以提高物体的稳定程度。
(5)对于质量分布不均匀或者形状不规则的物体，我们很难通过作图或计算直接找到重心的位置，因此常采用实验的方法确定重心。
如图所示，将物体用细线挂起，待物体静止时，在物体上画出细线的延长线。此时，物体的重心恰好在细线的延长线上。换一个位置，将物体再次挂起，重复之前的做法。那么，两条线的交点即为物体重心的位置。
1.重力与质量的区别
【例1】(2019•温州测试)把一个物体从地球带到月球上，它的( )
A.质量不变，重力变小 B.重力不变，质量变小
C.质量和重力都发生变化 D.质量和重力都不发生变化
2.【实验】探究重力的大小跟质量的关系
实验器材：弹簧测力计、钩码。
实验步骤：①如图所示，把钩码挂在调好的弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计的示数等于钩码所受重力的大小；
②逐次增加钩码，分别测出它们所受的重力，并记录在下面的表格中；
③在坐标系中，以质量为横坐标、重力为纵坐标描点并连接这些点。观察后思考：物体所受的重力跟它的质量之间有什么关系？
精确的实验表明，物体所受的重力跟它的质量______。计算公式：______，其中g 表示重力与质量的比值，大小为9.8N/kg ，粗略计算时可以取10N/kg 。
注意：利用公式G=mg进行计算时，质量m 的单位必须是kg，不能用g，否则计算得出的数据会有错误。
【解答】成正比； G=mg
【常考1】重力及其方向
【例1】(北京中考)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。如下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
【例2】(2018湘西州中考)关于小球的重力示意图，下列画法正确的是( )
【常考2】重力的大小
【例3】(漳州中考)下暴雨前，婷婷用一个底面积为700cm2的圆柱形空桶放在露天的院子里收集雨水。雨停后，测得桶内雨水的质量为3.5kg，这些雨水受到的重力为_______N，这场暴雨的降水量约为_______mm。(g取9.8N/kg，ρ水=1.0×103kg/m³)
【常考3】重心
【例4】(2019河南省洛阳市期中)下列关于重心的说法中，正确的是( )
A．物体所受重力的作用点叫做重心 B．只有物体的重心才受到重力的作用
C．物体的重心一定在物体上 D．物体的重心一定在它的几何中心处
【热点题型1】重力方向
【例5】(2019•泰安模拟)有关重力的方向可利用如图甲所示的装置来探究。实验中发现，随着β角的改变，α角也跟着改变，而悬线OA的方向始终不变。据此可知，重力方向总是_______，建筑工人用来检查墙壁砌得是否竖直的重垂线就是根据这一原理制成的，如图乙。一堵南北走向的墙上，所挂重垂线如图丙所示，则这堵墙一定是向_______倾斜(填“东”“西”“南”或“北”)。
【易错】误认为重力的方向是垂直向下的。
【方法归纳】判断砌墙是否竖直的方法如果墙和重垂线平行，即墙壁就是竖直的；如果墙和重垂线不平行，重垂线下端在墙的哪一侧，墙就向哪一侧倾斜。
【热点题型2】计算重力的大小
【例6】(2019•舟山月考)小明在体检时站在磅秤上，秤的读数是60kg，这时小明受到的重力为_______N，如果他到月球上，月球对它表面上物体的引力只有地球对地球表面物体引力的，则月球上小明的质量为_______，重力约为_______。(g取9.8N/kg)
【易错】物体的质量与位置无关，但是物体的重力与所处的位置有关。
【方法归纳】计算重力的大小应注意的问题：公式G=mg中各个物理量必须用国际单位：m的单位是kg，G的单位是N，g的单位是N/kg。
1.下列关于重力的说法，正确的是( )
A.重力是质量的一种习惯叫法，它们实际上是同一个物理量
B.重垂线总是竖直下垂的，所以重力的方向一定是垂直于地面的
C.物体向上抛出去，上升过程重力增大，下落过程重力减小
D.人在跑步时，人的重心位置在变化
2.关于重心，下列说法正确的是 ( )
A.重心就是物体的几何中心
B.重心就是物体上最重的点
C.物体上只有重心这一点才受到地球引力的作用
D.重心的位置与物体的质量分布情况有关
3.下列各现象不是重力导致的是 ( )
A.苹果从树上落下 B.爬山比走平路要累
C.水往低处流 D.宇航员在太空中穿厚厚的宇航服
4.“g=9.8牛/千克”表示的物理意义是( )
A.重力为1牛的物体，其质量是9.8千克
B.质量为1千克的物体，其重力是9.8牛
C.质量为9.8牛的物体，其重力是1千克
D.质量为1千克的物体，其重力是9.8牛/千克
5.一个成年人身体的重力大约为( )
A.60牛 B.100牛 C.600牛 D.1200牛
6.下列说法中正确的是 ( )
A.物体的质量跟它受到的重力成正比
B.重力的施力物体是地球，方向总是竖直向下
C.质量为1千克的物体重9.8牛，可以写成1千克=9.8牛
D.重力的方向总是垂直于物体表面
7.在图中，小球在斜面上自由滚下时所受重力的示意图，其中描述正确的是 ( )
8.下列四个物体中，重力大约等于1牛的是 ( )
A.一头牛 B.两个鸡蛋 C.一枚缝衣针 D.一台电视机
9．用天平和弹簧测力计测量同一个物体，把物体从地球拿到月球上称量时( )
A．天平称量结果将变小，弹簧测力计的示数不变
B．天平、弹簧测力计测量的结果都变小
C．弹簧测力计的示数变小，天平示数不变
D．天平、弹簧测力计测量的结果都不变
10．设想如果没有重力，下列哪些现象不可能发生( )
A．“人往高处走，水往低处流”这个谚语就不会有了
B．人们“一步登天”将成为可能
C．玻璃杯掷到地上不会破碎
D．人们在体重计上称不出自己的体重
11．如图所示是小明在双休日时去公园玩过山车的情景。下列关于此过程中小明自身重力情况的叙述正确的是( )

A．大小变化，方向不变 B．方向变化，大小不变
C．大小和方向都变化 D．大小和方向都不变
12.地球附近的一切物体都会因为地球的吸引而受到________。斜向上抛到空中的气球与它漂浮在水面上时受到的重力相比较，大小________，方向________。
13.(湖州中考)如图所示是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息，一名质量为50千克的中学生在火星上所受的重力大小为________牛，质量是________千克。(g取10牛/千克)
14.交通干道上有一座桥，桥梁旁竖着一块如图所示的标志牌，它表示的物理意义是___________
_____________________________________；一辆总重为392000牛的卡车能不能通过这座大桥?
15．(徐州中考)试通过计算判断：一根最多能承受1×104N拉力的钢绳，能否吊起体积为0.3m3，密度为2.5×103kg/m3的石块？(g＝10N/kg)
1.小球沿斜面向下滚动，球受到重力的方向是( )
A.垂直斜面向下 B.沿斜面向下 C.竖直向下 D.以上都正确
2.下列关于重力的说法中，正确的是 ( )
A.在空中飞行的物体不受重力的作用 B.重力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
3.没有重力，下列现象不会发生的是( )
A.成熟的苹果不会落向地面 B.茶杯里的水倒不进嘴里
C.物体的质量也随重力而消失 D.人轻轻一跳就跳得很高
4.在地球上，用量程是0~36牛的弹簧测力计去测质量分别是3千克和4千克的两铁块，则该弹簧测力计( )
A.能测3千克的铁块，不能测4千克的铁块 B.两铁块都能测
C.两铁块都不能测 D.无法确定
5.我们日常生活中常说的“这条鱼多重?”“这块石头太重了搬不动”中对两个“重”分析较科学的是 ( )
A.前一个“重”指重力，后一个“重”指质量 B.两个“重”都是指重力
C.前一个“重”指质量，后一个“重”指重力 D.两个“重”都是指质量
6.下列事例中，属于运用了重力方向的是 ( )
7.小玲同学把两个50克的钩码挂到弹簧测力计的挂钩上(图甲)，图乙是弹簧测力计的示数。下列有关说法错误的是 ( )
A.测量时弹簧测力计中的弹簧在拉力的作用下发生了形变
B.钩码受到的重力方向是竖直向下的
C.弹簧测力计的示数为1牛
D.钩码的质量与它受到的重力成正比
8．生活在北极圈内的北极熊受到重力，方向竖直向下。由于地球是球形的，在北极熊看来，南极洲的企鹅正头朝下脚朝上地生活着。下面说法中正确的是( )
A．重力的方向并不总是竖直向下的
B．在南极洲，重力的方向总是竖直向上的
C．在赤道地区，重力的方向是水平的
D．在地球上，重力的方向总是竖直向下的
9.(2016•舟山中考)墙体的竖直性是房屋质量的重要指标，在建造房屋时，建筑工人常常利用如图所示的重垂线检测墙体是否竖直，这是运用了重力的方向是_________，图中所示的墙体向________ (填“左”或“右”)倾斜。
10．(厦门中考)在图中，投出去的篮球在空中飞行，不考虑空气阻力，请在图中画出篮球的受力示意图。
11.某校初二(1)班物理实验兴趣小组的同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中，进行了如下的实验探究。某小组“探究物体重力的大小跟物体形状的关系”时，他们用橡皮泥做实验对象，用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验，实验数据如下表所示。
分析实验数据，第一组的同学得出实验结论：物体重力的大小与物体的形状有关。他们的结论正确吗?请你对此实验过程及实验结论做出评价。
评价：_____________________________________________。
实验
图示
内容
现象
实验1
把装置放在水平地面上，观察悬线自由下垂的方向
悬线竖直向下
实验2
把装置放在斜面上，观察悬线自由下垂的方向
悬线竖直向下
实验3
把装置中的悬线剪断，观察小球自由下落的方向
小球竖直下落
项目
重力
质量
区别
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
物体所含物质的多少
方向
竖直向下
没有方向
大小
随物体所处位置的改变而改变
不随物体所处位置的改变而改变
符号
G
m
单位
牛顿(N)
千克(kg)
测量工具
弹簧测力计
托盘天平
质量/ kg m
重力/ N G
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方形
4.8牛
圆形
4.2牛
三角形
3.6牛