資源簡介

第七章 力
7.3 重力
一、認識重力
概念 地面附近的物體，由于地球的吸引而受到的力叫重力
符號、單位 重力的符號是G，單位是N
三要素 （1）大小：物體所受重力大小跟它的質量成正比 （2）方向：豎直向下（指向地心） （3）作用點——重心。注意重心的位置可以不在物體上
特點 （1）地面附近的一切物體，無論固體、液體、氣體都受地球的吸引。 （2）重力特指地球對物體的吸引。 （3）重力的施力者是地球，受力者是物體。
理解 （1）重力的施力物體是地球，受力物體是地球表面附近的一切物體，無論固體、液體、氣體都受地球的吸引。 （2）在地球附近的物體都會受到重力的作用，不論物體運動還是靜止。 （3）重力是非接觸力，天上飛的飛機也受到重力的作用。 （4）物體和地球之間的作用是相互的，物體受到地球的吸引力，地球也受到物體的吸引力。 （5）重力的產生原因：重力是由于地球的吸引而產生的力，但重力的大小不一定等于地球對物體的吸引力。除了在地球兩極處的物體的重力等于地球對物體的吸引力，在地球其他各處物體的重力都略小于地球對物體的吸引力。
二、重力大小的計算
1．物體的重力大小與其質量的關系為G＝mg，其中G表示重力，單位是N；m表示質量，單位是kg；g取9.8N/kg，粗略計算時，可取g＝10N/kg。
2．對g的理解
（1）g=9.8N/kg表示質量為1 kg的物體所受的重力為9.8 N，但不能說1 kg=9.8 N。
（2）在地球上的不同位置，g的數值也略有不同。g值在赤道上最小，越往兩極越大。
（3）在不同星球上（物體受不同星球的吸引作用）時，g值是不同的。比如在月球上g月=g地/6。
三、探究物重與物體質量的關系
1．實驗器材：彈簧測力計，質量為50克的鉤碼。
2．過程與記錄：
（1）物體受到的重力可以用彈簧測力計來測量。在做實驗之前，請你結合生活經驗做出關于影響重力大小的因素的猜想，并用實驗的方法來驗證你的想法。
你的猜想是：
重力的大小與質量有關，理由是通常我們感覺物體的質量越大，就越重。
（2）研究物體受到的重力跟物體的質量的關系。
把測力計的圓環固定在鐵架臺的鐵桿上，分別把1只、2只、3只……6只鉤6馬掛在彈簧測力計上（注意：不能超過量程），測出它們所受到的重力，記錄在下面的表格中。
鉤碼數/只 1 2 3 4 5 6
質量/千克
重力/牛
重力/質量
（3）以質量為橫坐標、重力為縱坐標，將測得的數據進行描點。連接這些點，你發現它們是落在一條直線上還是曲線上（你認為重力和質量之間有什么關系）
（4）結論：物體所受的重力跟它的質量成正比，重力和質量的比值大約是9.8 N/kg。
如果用g表示這個比值，則重力G和質量m的關系可以表示為：G＝mg。
3．討論：
（1）掛在彈簧測力計上的物體受到哪幾個力的作用？這些力的施力物體分別是什么？
（2）在學校的健康檢查中，你已知道你的體重（質量），你的體重是 千克，那么你受到的重力有____牛頓。
【題型1】 對重力和重心的理解
方法點撥 1．重力區別于其他力的基本特征是： （1）地面附近的一切物體，無論固體、液體、氣體都受地球的吸引。 （2）重力特指地球對物體的吸引。 （3）重力的施力者是地球，受力者是物體。 2．實際生活中說的物重、體重、多重一般指的是物體的質量，在物理中提到的物重一般指的是物體的重力，這點要注意區分。 3．重心的位置不一定總在物體上，如圓環的重心在圓心，空心球的重心在球心。 4．重心位置求法： （1）質量分布均勻的形狀規則的物體的重心在其幾何中心上； （2）質量不均勻的物體重心，跟其形狀、質量的分布有關；對于質量分布不均勻、形狀不規則的薄板其重心位置可以通過懸掛法得到。
（2023春 秦都區期末）關于重力，下列說法中正確的是（　　）
A．重力的方向總是垂直向下的
B．“水往低處流”是由于重力的作用
C．物體的質量與它所受重力成正比
D．在空中運動的物體不受重力作用
【答案】B
【分析】（1）重力的方向是豎直向下的；
（2）重力大小與質量成正比，比值為g，g＝9.8N/kg；
（3）重力是指由于地球的吸引而使物體受到的力，地球附近的物體都有受到重力。
【解答】解：A、重力的方向總是豎直向下，故A錯誤；
B、重力的方向是豎直向下的，在重力的作用下，“水往低處流”，故B正確；
C、物體所受的重力跟它的質量成正比，故C錯誤；
D、地球上或地球附近的任何物體都要受到重力作用，不論物體運動還是靜止，也不論物體做什么樣的運動，故D錯誤。
【點評】該題考查重力的概念以及重力的方向以及重力與質量的關系，知道重力的方向總是豎直向下，是基礎題目。
【變式1-1】（2023春 廬江縣期中）下列關于質量和重力的說法，正確的是（　　）
A．重力就是地球的吸引力
B．物體的質量與重力成正比
C．把物體送到月球，物體的重力變小，質量不變
D．1kg＝9.8N
【答案】C
【分析】（1）物體含有物質的多少叫做質量，質量是物體的一種屬性，它不隨物體的狀態、位置、形狀、溫度的改變而改變；
（2）地球表面及附近的一切物體都受到重力的作用，重力的方向總是豎直向下的；重力與質量的關系：G＝mg。
【解答】解：A、重力是由于地球的吸引產生的，但重力不是地球的吸引力，故A不正確；B、物體的重力與質量成正比，即重力隨質量的變化而變化。質量是物體的一種屬性，只與所含物質的多少有關，故B不正確；C、把物體送到月球，由于物體的位置發生了變化，故物體的重力變小，但質量與位置無關，故質量不變，故C正確；D、質量為1kg的物體，受到的重力為9.8N，重力和質量是兩個不同的物理量，1kg不等于9.8N，故D不正確。
【點評】此題考查了質量和重力的特點，正確理解概念是解答的基礎。
【變式1-2】（2023春 橫縣期中）關于物體的重心，下列說法中正確的是（　　）
A．物體的重心一定在物體上
B．形狀規則、質量分布均勻的物體的重心在它的幾何中心上
C．空心球沒有重心
D．物體受到的所有外力，力的作用點一定在重心上
【答案】B
【分析】重力在物體上的作用點，叫做物體的重心，形狀規則、質量分布均勻的物體的重心在物體的幾何中心上；重心只是重力在作用效果上的作用點，重心并不是物體上最重的點，重心的位置可以在物體之外；空心物體也有重心。
【解答】解：A、C重心可以在物體上，也可以在物體之外，如空心的球體重心在球心上，不在物體上。故A、C錯誤；B、只有質地均勻，形狀規則的物體的重心在它的幾何中心上。故B正確；D、物體受到的所有外力，力的作用點不一定在重心上，故D錯誤。
【點評】本題利用我們身邊常見的物體考查學生對重心概念的理解與掌握，有助于激發學生的學習興趣。
【變式1-3】（2023春 路南區期中）如果沒有重力，下列現象不可能出現的是（　　）
A．再也看不到瀑布
B．物體將失去質量
C．杯子里的水倒不出來
D．人一跳起來就離開地球，再也回不來
【答案】B
【分析】物體含有物質的多少叫做質量，質量是物體的一種屬性，它不隨物體的狀態、位置、形狀、溫度的改變而改變；地球表面及附近的一切物體都受到重力的作用，重力的方向總是豎直向下的。
【解答】解：A、水由于重力的作用由上向下流動，若沒有了重力，河水不再流動，瀑布將從此消失，故A可能發生；B、質量是物體的一種屬性，指物體所含物質的多少，與是否有重力無關，故B不可能出現；C、杯子里的水能倒出來是因為受到重力的作用，而重力是豎直向下的，沒有了重力，水將倒不出來，故C可能發生；D、人跳起后，如果沒有重力，由于不再受到重力作用將不再落回地面，故D可能發生。
【點評】本題考查對質量和重力概念的理解，是一道基礎題。
【題型2】 重力的大小
方法點撥 1．使用公式G＝mg時，應注意各物理量都用國際單位制單位；此外，要會將公式變形，能靈活運用。比如，會用變形公式m=G/g計算質量。 2．生活中常用、常見物品重力的估測： （1）根據物體的質量估測它的重力大小。例如：一個雞蛋的質量在50g左右，兩個雞蛋的質量約100g，受到的重力約1N。 （2）已知物體的重力，可根據變形公式m=G/g把重力大小變為我們比較熟悉的質量，然后進行估測判斷。
（2023 德陽）重力的方向總是　 　的，一物體質量m＝10kg，則物體的重力G＝　 　N。
【答案】豎直向下；100。
【分析】重力方向總是豎直向下；根據G＝mg計算重力大小。
【解答】解：重力的方向總是豎直向下的，根據重力的公式可知，一個10kg的物體受到的重力G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N。
【點評】本題考查重力的方向和重力大小。
【變式2-1】（2023春 荔城區期中）甲、乙兩個實心正方體，棱長之比為1：2，密度之比為3：1，它們的重力之比為（　　）
A．2：3 B．3：2 C．3：8 D．8：3
【答案】C
【分析】已知甲、乙兩個正方體的棱長之比可求體積之比；根據m＝ρV可求質量之比；根據G＝mg可求重力之比。
【解答】解：甲、乙兩個正方體的棱長之比L甲：L乙＝1：2，根據V＝L3可得：
V甲：V乙＝1：8，由m＝ρV、G＝mg，且ρ甲：ρ乙＝3：1，可得：
。故ABD錯誤，C正確。
【點評】此題考查了重力的簡單計算，難度不大，屬基礎題目。
【變式2-2】（2023春 賓陽縣期中）下列物體所受重力接近500N的是（　　）
A．兩個雞蛋 B．一盒牛奶
C．一名中學生 D．一本八年級物理課本
【答案】C
【分析】估測物體的質量，利用G＝mg求解即可。
【解答】解：A．一個雞蛋的質量約50g，則兩個雞蛋的重力約為G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，故A不正確；B．一盒牛奶的質量約200g＝0.2kg，重力約為G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，故B不正確；C．一名中學生的質量約50kg，重力約為G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，故C正確；D．一本八年級物理課本的質量約200g＝0.2kg，重力約為G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，故D不正確。
【點評】解答估測選擇題的方法：利用生活中我們熟悉的一些數據作為根據，進行單位換算，有時要利用基本公式求未知物理量。
【變式2-3】（2023 赤峰）小明在科技博覽閱讀中，查閱了不同星球上重力與質量的關系，如圖所示。通過圖象可知，在甲、乙兩個星球上，重力與質量都成　 　。一物體質量為10kg，它在甲星球上受到的重力為　 　N。
【答案】正比；150。
【分析】由重力G與其質量m的關系圖像得到兩者的關系，由圖可得出在甲星球上重力與質量的比值，從而質量為10kg，它在甲星球上受到的重力。
【解答】解：不同星球上重力與質量的關系是過原點的直線，因而重力與質量都成正比；由圖知，由G＝mg得在甲星球上重力與質量的比值為：
g甲15N/kg，一物體質量為10kg，它在甲星球上受到的重力G甲＝mg甲＝10kg×15N/kg＝150N。
【點評】本題考查了重力的計算和根據圖象分析問題的能力。
【題型3】 重力的方向及應用
方法點撥 1．重力的方向總是豎直向下（近似指向地心）。 （1）豎直向下是指和物體所在處水平面垂直向下的方向，應注意“豎直向下”與“垂直向下”是有區別的，“垂直向下”是指垂直于某個平面向下，如圖所示； （2）重力的方向不受其他作用力的影響，與物體的運動狀態無關。 2．重力方向的應用：鉛垂線。
（2023 南陽期末）物理實踐活動中，小聰利用鉛垂線制作了一個“水平儀”，檢驗課桌是否水平。當把“水平儀”放在課桌面上時，鉛垂線的方向如圖所示。下列說法正確的是（　　）
A．“水平儀”利用了重力的方向總是垂直向下的原理
B．被檢驗的課桌桌面左高右低
C．被檢驗的課桌桌面是水平的
D．被檢驗的課桌桌面右高左低
【答案】B
【分析】重力的方向是豎直向下的，據此制成了鉛垂線。
【解答】解：重力的方向是豎直向下的，如果桌面是水平的，鉛垂線應該指著正下方，現在鉛垂線向右偏，說明桌面的左面高。故選：B。
【點評】正確理解重力的方向豎直向下，以及在生活中的應用。鉛垂線與水平面垂直時，桌面是水平的。
【變式3-1】（2023 天津）如圖所示，建筑工人在砌墻時常用鉛垂線來檢查墻壁是否豎直。這是利用了（　　）
A．重力的方向 B．重力的大小
C．重力的作用點 D．重力與質量的關系
【答案】A
【分析】鉛垂線是利用重力的方向始終豎直向下而制成的。
【解答】解：建筑工人常用鉛垂線檢查墻壁是否豎直，這是利用了重力的方向始終是豎直向下的原理，故A正確，BCD錯誤。
【點評】本題考查重力方向的應用，屬于基礎題。
【變式3-2】（2023 云浮期末）下面關于重力方向的表述，正確的是（　　）
A．重力的方向總是豎直向下
B．重力的方向總是垂直于地面
C．重力的方向總是垂直于物體表面向下
D．重力方向有可能朝上
【答案】A
【分析】重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，重力的方向是豎直向下的。
【解答】解：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力，重力的方向總是豎直向下的。故A正確。
【點評】此題考查學生對于重力的了解，熟知重力的概念和重力三要素是解題關鍵。
【變式3-3】（2023 江西）如圖所示，圭表是中國古代重要的天文儀器，圭表通過測量正午日影長度來推測二十四節氣，日影是光的　 　形成的。為了提高其測量精度，天文學家使用鉛垂線來確保“表”垂直于水平放置的“圭”。鉛垂線是利用了重力的方向總是　 　。
【答案】直線傳播；豎直向下。
【分析】光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，小孔成像、日食、月食、激光準直、影子的形成都是光的直線傳播的實例；重力的方向總是豎直向下。
【解答】解：日影是光的直線傳播形成的；鉛垂線是利用了重力的方向總是豎直向下的原理。
【點評】此題考查了光在同種均勻介質中沿直線傳播、重力的方向，比較簡單，屬基礎題目。
【題型4】 探究重力大小與質量的關系
方法點撥 1．探究“重力的大小跟什么因素有關”，需要測出重力及質量的大小，用到彈簧測力計及天平；使用彈簧測力計時候，首先要“調零”，即檢查指針是否在零刻度線。 2．根據實驗目的可知時要尋找重力和質量的關系規律，多次測量的目的是尋找普遍規律。 3．根據測量數據作出的物體的重力隨質量的變化關系圖像為一條過原點的直線，可以得出結論：物體所受的重力與其質量成正比。
（2023春 韶關校級期中）在探究“重力與質量的關系”實驗中，采用的實驗裝置如圖甲所示。實驗中，以鉤碼作為被測物體，每個鉤碼的質量m均為50g。實驗步驟如下：
（1）實驗中，需要的測量工具是天平和　 　；將彈簧測力計在　 　（選填“豎直”或“水平”）方向上調零，使指針對準零刻度線；
（2）把鉤碼掛在彈簧測力計上，當鉤碼靜止時，讀出彈簧測力計的示數。此時彈簧測力計的示數　 　 （選填“大于”、“小于”或“等于”）鉤碼所受的重力；
（3）逐漸增加所掛鉤碼的個數，測出相應鉤碼的重力，并記錄在表格中。請你在乙圖坐標紙上，用描點法作出G﹣m圖像；
鉤碼數/個 1 2 3 4 5
質量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
重力G/N 0.49 0.97 1.47 1.97 2.45
（4）實驗時，多次測量的目的是　 　；根據圖像得出結論：　 　；
（5）探究物體所受重力大小是否與形狀有關，同學們找了一些橡皮泥，用小刀刻成不同的形狀，分別測量出重力，從而得出結論。請問這種探究方法可行嗎？　 　，理由是　 　。
【答案】（1）彈簧測力計；豎直；（2）等于；（3）如圖所示；（4）尋找普遍規律；物體所受的重力與它的質量成線性正比例變化關系；（5）不可行；沒有控制質量不變。
【分析】（1）實驗中需測量物體的質量和重力，所以要用到天平和彈簧測力計；將彈簧測力計在豎直方向上調零，使指針對準零刻度線；
（2）根據二力平衡的知識解答；
（3）利用描點法畫圖；
（4）根據實驗目的可知時要尋找重力和質量的關系規律，所以，多次測量的目的是尋找普遍規律；根據圖象可知，物體所受的重力與它的質量成線性正比例變化關系；
（5）在探究重力與物體形狀是否有關時，要保持質量不變。
【解答】解：（1）根據實驗的探究目的可知，實驗中，需要的測量工具還差彈簧測力計。根據彈簧測力計的使用規則可知，將彈簧測力計在豎直方向上調零，使指針對準零刻度線。
（2）根據二力平衡的知識可知，此時彈簧測力計的示數等于鉤碼所受的重力。
（4）根據實驗目的可知時要尋找重力和質量的關系規律，所以，多次測量的目的是尋找普遍規律。根據圖象可知，物體所受的重力與它的質量成線性正比例變化關系。
（5）根據題意可知，這種探究方法不可行，理由是要探究物體所受重力大小是否與形狀有關的前提要控制其他變量一定，用小刀刻成不同的形狀沒有控制質量不變。
【點評】本題考查了重力的大小跟什么因素有關，考查了所需的實驗器材、實驗數據的分析以及重力與質量的關系圖像。
【變式3-1】（2023春 沾化區期末）如圖為小明在探究重力與質量的關系時的操作。他將測得的實驗數據記入表格中分析實驗過程及所測數據，相關說法正確的是（　　）
物體質量m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
測力計示數F/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.9 5.88
A．測量鉤碼重力時，測力計應該水平調零
B．質量為1kg的物體受到的重力為9.8N
C．物體的質量跟它所受的重力成正比
D．手對測力計的拉力與鉤碼對測力計的拉力是一對平衡力
【答案】B
【分析】（1）彈簧測力計在豎直測量力的大小時，必須豎直調零；
（2）9.8N/kg表示質量為1kg的物體受到的重力是9.8N；
（3）物體所受重力與其質量成正比，質量不同的物體，受到的重力不同，但重力與質量的比值一定；
（4）手對彈簧測力計的拉力等于鉤碼和彈簧測力計的總重力。
【解答】解：A、彈簧測力計在豎直測量力的大小時，必須豎直調零，故A錯誤；
B、由g＝9.8N/kg可知，質量為1kg的物體受到的重力是9.8N，故B正確；
C、物體受到的重力跟質量成正比，其比值g9.8N/kg，不能說物體的質量跟它受到的重力成正比，故C錯誤；
D．手對彈簧測力計的拉力和鉤碼對彈簧測力計的拉力，大小不等，且作用在同一個物體上，所以不是一對平衡力，故D錯誤。
【點評】本題考查了學生對重力與質量關系、重力公式的理解與掌握，是一道基礎題。
【變式3-2】（2022 四川）如圖所示，物理興趣小組利用彈簧測力計、質量未知的鉤碼等器材，探究物體重力與質量的關系。
（1）用　 　測出鉤碼的質量。
（2）測量鉤碼重力前，應將彈簧測力計在　 　（填“水平”或“豎直”）方向調零。
（3）把鉤碼懸掛在豎直的彈簧測力計上，當彈簧測力計和鉤碼都靜止時，彈簧測力計的示數　 　（填“等于”或“不等于”）鉤碼所受的重力的大小。
（4）實驗小組測出多個鉤碼的質量和重力后，根據測量數據作出的G﹣m關系圖像如圖所示。分析數據表明：物體所受的重力跟它的質量成　 　（填“正比”或“反比”）。
【答案】（1）托盤天平；（2）豎直；（3）等于；（4）正比。
【分析】（1）測量質量的工具是托盤天平；
（2）彈簧測力計使用前應調零，使用時拉力方向與彈簧伸長方向一致；重力的方向是豎直向下的；
（3）根據二力平衡分析；
（4）圖象為過原點的直線說明兩物理量成正比。
【解答】解：（1）直接測量質量的儀器：托盤天平，利用托盤天平測量質量。
（2）因為重力的方向豎直向下，所以在測重力之前應將彈簧測力計在豎直方向上調零。
（3）當彈簧測力計和鉤碼都靜止時，鉤碼所受拉力和重力是一對平衡力，故拉力和重力的大小相等。
（4）由題圖像可知，G﹣m的圖線符合正比例函數的關系，所以物體的重力跟它的質量成正比。
【點評】本題考查探究重力與質量關系的實驗，關鍵是將實驗操作要求及結論掌握清楚，仔細分析即可。
【變式3-3】（2023春 公安縣期中）在“探究物重與物體質量關系”的實驗中，A、B兩組同學利用彈簧測力計、鉤碼等器材進行實驗。
（1）如圖甲所示，此時鉤碼所受重力是　 　N；
（2）A組同學利用鉤碼多次實驗后根據實驗數據繪制了如圖乙所示的G﹣m圖象，由圖象可知：物體所受重力與質量比值約為10 　 　（填寫單位）；
（3）B組同學則利用文具袋、書本、桔子等不同質量的物品作為研究對象，分別測量出它們的質量與重力，分析數據從而得出物重與物體質量關系。請分析B組同學的實驗方案　 　（選填“可行”或“不可行”），理由是：　 　。
【答案】（1）1；（2）N/kg；（3）可行；因為他同樣可以得到的物體所受重力大小與質量的關系，使實驗結論具有普遍性
【分析】（1）明確彈簧測力計的量程與分度值，可根據指針位置讀出示數；
（2）分析圖象得出重力與質量的關系，根據可知比值約為10單位；
（3）根據實驗步驟分析實驗方案是否可行。
【解答】解：（1）實驗中鉤碼保持靜止時，鉤碼受力平衡，彈簧測力計的示數等于鉤碼所受拉力的大小，且大小與鉤碼的重力相等；一大格表示1N，且中間有5條刻度線，所以兩條相鄰的刻度線的長度表示0.2N，即此彈簧測力計的分度值為0.2N，此時的示數為1N；
（3）因物體的重力隨質量的變化關系圖象為過原點的直線，故可得結論：物體所受重力跟它的質量成正比；由圖像可得10N/kg；
（3）重力大小與質量的比值是一個定值，該定值與物質的種類無關，用質量不同的課本、文具盒、壓卷石各做一次做實驗，使結論更具有普遍性。
【點評】此題是探究重力和質量的關系，在探究過程中，需要用到彈簧測力計和天平這兩個器材來測量重力和質量。同時考查了學生分析數據總結結論的能力。

展開更多......

收起↑