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- 2021-10-27 发布
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8.2 重力 力的示意图
熟了的苹果为什么会向地面下落?抛出去的石块为什么总会落向地面?河水为什么总
是从高处流向低处?
智 能 提 要
问:重力的方向总是“竖直向下”,为什么不能说成“垂直向下”?
答:“竖直向下”指垂直于水平面向下,而“垂直向下”是
指垂直于某个面向下,这个面不一定是水平面。如果这个面是
斜面(如图 8-6 所示),这时竖直向下和
垂直向下就是两个不同的方向。所以,我
们不能把重力方向说成“垂直向下”。
问:利用公式 G=mg 应注意什么?
答:① G=mg 是一个物理公式,而不是单位换算.
② 明确公式中各物理量都必须用国际单位.m 的单位用 kg,G 的单位用 N.
③ 公式中 g=9.8N/kg,读作 9.8 牛每千克,它的物理意义是:质量为 1kg 的物体受到的
重力是 9.8N.
④ 要会将公式正确变形,灵活应用,如已知物体的重力求质量时,可变形为 m=
g
G .
⑤ 在理解重力与质量的联系时,我们不能说物体的质量和它受到的重力成正比.
问:重力和质量的区别和联系有哪些?
答:如下表所示:
质量 重力
区
别
定义 物体所含物质的多少 由于地球的吸引而使物体受到
的力
方向 没有方向 竖直向下
大小 不随物体所处位置的改变
而改变
随在地球上位置的改变而变
化
符号 m G
单位 千克(kg) 牛顿(N)
测量工具 托盘天平 弹簧测力计
联系 G=mg,其中 g=9.8N/kg
智 能 拓 展
1.“失重”与“超重”
地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的.如果物体在空
中只受重力的作用,则物体在重力作用下会做自由落体运动——竖直地,愈来愈快地落向地
重 力
定 义
方向:竖直向下
大 小:G=mg
重 力 势 能
友情提示:也不
能简单地说成
是向下的.
图 8-6
面.
在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,对支持它使之不下落的弹簧测力计
有一个力的作用,弹簧伸长了.由于这个力的大小与重力相等,所以我们读出的弹簧测力计
的示数就等于物体重力的大小.
但是,如果你放了手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测
力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零.我们看起来物体就没有重力了.
如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增
加,大于物体的重力.我们看起来好像物体的重力变大了.
可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力.弹簧测力计的示数即物体对
弹簧测力计或支持物的作用力称做“视重”.“视重”的大小与物体的运动状态密切相关.当
“视重”小于物体的重力时,称为“失重”.当“视重”大于物体重力时,称为“超重”.
同学们可以这样试一试:用手托起一块较重的砖,静止时手上感到的压力大小与砖相
等.当你突然下蹲,使砖急剧加速下降,会感到砖比静止时轻得多;或者猛抬手,使砖加速
上升,会感到砖比静止时重得多.这就是上面讲的“失重”与“超重”现象.不过你要明白
这仅仅是你手的感觉而已,物体由于地球的吸引受到的重力并没变.
2.宇航员的生活趣事
在宇宙飞船里,宇航员睡的是比公共电话亭稍大一些的单人房间.因处于失重状态,他
不是躺着睡,而是在墙壁上的袋子里站着睡.每周洗一次淋浴,淋浴的时候也要钻到袋子里
去,“袋”的上下四周有喷水口,而且排水也要用水泵抽,如果不用水泵抽水,水就会变成
小水珠在房间里飞溅.刷牙的牙膏也是特制的,刷完之后要将牙膏咽到肚子里去.禁止使用
电动剃刀,因为胡子渣会变成粉末在房间里四处乱飞.每天还要把下半身放到如同铁肺的装
置里,施加压力,使血液流回上半身.如果不这样,长期处于失重状态,就会出现心跳迟缓、
血液循环不好及血液积存下半身的现象.
智 能 归 例
题型一 知道重力的概念、方向
例 1 关于重力,下列的说法中正确的是 ( )
A.地球对物体的吸引力就是物体的重力
B.在空中向上运动的物体不受重力作用
C.重力的方向总是垂直向下的
D.抛出去的物体总会落向地面,这是由于物体受到重力作用的缘故
闯关点拨 物体的重力是由于地球的吸引而产生的,但重力大小不等于地球对它的吸
引力,故 A 选项不正确;地球附近一切物体都受到重力作用,与物体的运动状态无关,因此
B 选项不正确;重力的方向总是竖直向下,但不是垂直向下,竖直向下是一种特定的垂直,
是指与水平面垂直,故 C 选项也是错误的;由于重力作用,抛向空中的物体最终都要落回地
面,所以 D 选项正确.
解 选 D
例 2 关于重力的方向,下列说法正确的是( )
A.物体放在斜面上,物体所受重力的方向垂直指向斜面
B.物体放在支持面上,物体所受重力的方向垂直指向支持面
C.在任何情况下,物体所受重力的方向总是垂直向下
D.在任何情况下,物体所受重力的方向总是竖直向下
闯关点拨 解答本题的关键在于正确区分“竖直向下”和“垂直向下”
解 竖直向下是指垂直于水平面向下,而垂直向下是垂直于某个平面向下,这个平面
不一定是水平面,可能是斜面,这时竖直向下和垂直向下就是两个不同的方向了。只有当物
体放在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下的方向才是一致的。重力的方向总是竖直向
下的,“总是”指在任何情况下都不变,故选项 D 是正确的。
答 选 D
题型二 理解重力大小与质量的正比关系,会利用公式 G=mg 进行有关计算
例 1 甲、乙两物体的质量之比为 5:2,若甲物体的质量是 20 kg,则乙物体的重力大
小是 ;甲、乙两物体的重力之比为 .
闯关点拨 物体所受的重力大小与它的质量成正比,即 G 甲:G 乙=m 甲:m 乙
解 G 甲=m 甲 g=20kg×9.8N/kg=196N,G 甲:G 乙=m 甲:m 乙=5:2,
乙的重力大小 G 乙= 甲G5
2 =78.4N
答 5:2 78.4N
例 2 重 29.4N 的铜块,能否用最大称量是 500g 的天平称它的质量?
闯关点拨 这道题目可从两个方面入手:一是通过 m=
g
G ,求出铜质量,与天平的称
量 500g 进行比较,若 m<500g,就可用这个天平去称.二是通过 G=mg 算出天平所能称量的
质量为 500g 物体的最大重力,再与要称的铜块重 29.4 N 比较,得出答案.
解法 1 因为 G=mg,所以 m=
g
G =
8.9
4.29 kg=3kg=3000g>500g ,故不能用最大称
量是 500g 的天平去称该铜块的质量.
解法 2 根据 G=mg=0.5kg×9.8 N/kg=4.9
N,小于要称的铜块重 29.4 N,所以,不能用该天平
去称重 29.4 N 的铜块质量.
例 3 瓶子的质量为 300g,瓶内装有 500cm3 的
某种液体,瓶子和液体的总重力为 7N
求:① 瓶内液体的质量; ②液体的密度.
(g=10N/kg)
闯关点拨 此题目的在于让学生能灵活应用 m=G/g 及密度公式来解题
解 ① 瓶子和液体的总质量 m 总= gkgkgN
N
g
G 7007.0/10
7 ,
瓶内液体的质量 m 液=m 总-m 瓶 =700g-300g=400g。
②液体的密度 。液 3
3 /8.0
500
400 cmg
cm
g
V
m
智 能 训 练
基础知识训练
1. 恐龙的质量可达 50 t,则它的体重为______________N,相当于__________个质量
为 50kg 的同学的体重.(题型二)
2.重垂线是根据______________的原理制成的,瓦工常用它来检查墙壁
______________, 木工常用它来检查工作台______________.(题型一)
3.物体所受重力大小跟它的质量成__比.公式 G=mg 中 g 表示物体受到重力与__
_之比,约等于___N/kg.在要求不精确的情况下,可取 g=10 N/kg.甲、乙两同学
在计算过程中要注意各个物理
量单位的统一,公式 G=mg 中,
m 的单位要换算成 kg.
的质量之比是 10:9,甲同学重为 540N,乙同学重为_____N.(题型二)
4. 从大坝流下的水能冲击水轮机发电,正在工作的打桩机能将桩打人地下。表明被举
高的物体也具有能量,这种能叫做__________.它的大小与______________和
______________有关。弹性势能和重力势能统称为___________.
5. 下列物体的质量和重力估计正确的是 ( ) (题型二)
A.一个中学生的体重大约是 50N B.一个苹果的质量大约是 0.15kg
C.一只母鸡的重力大约是 1.5N D.一个鸡蛋的质量大约是 0.5kg
6.下列关于重力的说法,正确的是 ( ) (题型一)
A.重力的大小可以用弹簧测力计直接测量
B.重力的方向是竖直向下的
C 重力在物体上的作用点叫做重心
D.重力的单位是 kg
7.如果没有重力,下列说法中不正确的是 ( ) (题型一)
A.河水不再流动,再也看不见大瀑布 B.人一跳起来就离开地球,再也回不来
C.物体将失去质量 D.杯子里的水倒不进口里面
8.2002 年 12 月,我国发射了神舟四号宇宙飞船,为载人飞行进行了仿真人实验。飞
船在轨道上正常飞行时处于“失重”状态,在这种环境中,以下哪个实验不能在地面一样正
常进行( )(题型一)
A.用刻度尺测长度 B.用放大镜看物体
C.用平面镜改变光路 D.用弹簧测力计测物重
9.一容器质量为 1kg,内盛 10dm3 液体.现将该容器挂在弹簧测力计下测得其重力为
88.2N.求该液体的密度是多少? (题型二)
综合提高训练
1.一个物体竖直悬挂在弹簧测力计上并静止时,弹簧测力计示数为 29.4 N,若改用天
平测该物体的质量,其示数应为________kg.若把它带到月球上,用天平称它的示数为__
__kg,用弹簧测力计称它的示数与地球相比将________ (选填“不变”、“变大”或“变
小”).(题型二)
2.一座限重为 4.9X10 4 N 的桥,一辆自身质量为 1.1t 的卡车要能
安全过桥,所能装载的货物不能超过___________ kg.(题型二)
3.如图 8-7 所示的水平仪检验是否水平,当它在东西方向放置时,
人在水平仪南边看,重垂线锥体偏在水平仪刻度线下端的左方,当把它
南北放置时,人在水平仪东边观看,锥体偏在右方,此时桌面的________
高。
(题型一)
4.我国首位叩访太空的航天员杨利伟在地球上重 637N,则他乘坐“神舟 5 号”载人飞
船在太空中飞行时,他的质量为________kg.北京时间 2003 年 10 月 16 日 6 时 23 分,在太
空中围绕地球飞行 14 圈后,杨利伟安全返回,降落在预定的着陆场——内蒙古四子王旗北
部的阿木古郎牧场上.则杨利伟从太空返回地面的过程中,他的重力势能将________ (选
填“不变”、“变大”或“变小”).(题型二)
5.下列关于重力的说法中正确的是 ( ) (题型一)
A. 在斜面上向下滚动的物体所受的重力方向是沿斜面向下的
B. —投出的篮球上升过程中不受重力,下落过程中才受重力作用
C. 物体的重心一定是在物体上
图 8-7
D. 地面附近的物体在失去支持时,要向地面降落,这是由于物体受到重力作用的缘故
6. 某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时,错将物体挂在了拉环
上,如图 8-8 所示.当物体静止时,弹簧测力计的示数为 8N,则物体的重力
为 ( )
A. 一定等于 8N B.一定小于 8N
C. 一定大于 8N D. 以上情况部有可能
7.下列计算 10 kg 物体所受重力的运算过程,正确的是 ( ) (题型
二)
A.G=mg=10×9.8 N/kg=98 N
B.G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
C.G=mg=10 kg×9.8 N=98 N
D.G=mg=10 kg×9.8=98 N
8.一个物体被竖直向上抛出去,则 ( ) (题型二)
A.物体上升过程中,速度越来越小,重力也越来越小
B.物体下落过程中,速度越来越小,重力却越来越大
C.物体上升和下落过程中,重力不变
D.物体上升到最高点时重力为零
9.从前,一个商人在荷兰向渔民买了重为 4.9×107N 的青鱼,装上船运往靠近赤道的
索马里首都摩加迪沙.到了那里,用弹簧测力 计一称,青鱼竟少了 2.94×105N.轮船沿途
没有靠过岸, 装卸中损耗也不可能那么大.你能推测这是什么原因吗? (题型二)
10. 公式 G= mg 中,g 表示物体受到重力与质量之比,约等于 9.8N/kg,在要求不
精确的情况下,可取 g 等于 10N/kg.
(1)为探究 g 的大小,小宇同学把不同质量的钩码挂在弹簧测力计上,分别读出它
们的大小,记在下面表格中,再算出每次重力跟质量的比值.
根据上述实验与数据,得出的结论是
____________________________________________。
(2)经科学家的精确测量,g 值并不是固定不变的,在不同的地理位置,仍有差异.下
表为各个不同城市的 g 值大小,观察分析表中提供的数据,回答下列问题.
图 8-8
①g 值相同的城市是:_________________.
②g 值相差最大的两地是:__________________________ .
③ 试猜想 g 值变化的原因可能是:________________________________ .
11.公路桥梁的两端都有类似右图的标志(t 是“吨”的符号,13t 表示桥梁最大能承受
质量为 13t 的物体的重力).一辆自身质量为 5 t 的汽车,装有 5 m3 的砖,已知ρ砖=2×103kg
/m3,试通过计算说明它能否通过这座桥? (题型二)
12.现有一把弹簧测力计和一个带绳套的小的空矿泉水瓶、足量的水及煤油。用这些器
材和物质测定煤油的密度。(题型二)
(1)依次写出测量步骤和该步骤中被测物理量的符号:
(2)用上述测得的物理量计算煤油的密度ρ煤油=_____________。
8.2 参考答案
基础知识训练 1.4.9×105 1000
2.重力方向总是竖直向下 是否竖直 是否水平
3.正 质量 9.8 486
4.重力势能 高度 质量 势能
5.B 6.D 7.C 8.D
9.0.8×103kg/m3
综合提高训练 1.3 3 变小
2.3.9×103
3.东南 析:由题意得水平仪东边高和南边高,故答案为“东南”
4.65 变小 析:同一物体的质量不随所处位置的改变而改变.杨利伟在地球上的
质量根据公式 m=G/g=(637/9.8)N=65kg,因此,他在太空中飞行时的质量也是 65kg.因
为物体的重力势能大小跟物体的质量和被举起的高度有关.杨利伟在返回地面过程中,他的
质量没有发生改变,但离地的高度不断减小,所以他的重力势能也不断减小.
5.D
6.B 析:此时弹簧测力计的示数实际上是物体和弹簧测力计的重力之和
7.B 8.C
9.相同质量的货物,因地球的吸引而受到的重力大小会地理位置的变化而变化,在地
面上越靠近赤道,物体所受的重力越小
10.(1)重力与质量的比值一定
(2) ① 武汉与上海 ② 赤道与北极 ③ 纬度越高 g 值越大
11.因为车总重 G 总=m 货 g+m 车 g=ρ砖 Vg +m 车 g
=2×103kg/m3×5m3×9.8N/kg+5×103kg×9.8N/kg=1.47×105N
桥能承重 G 桥=m 桥 g=13×103kg×9.8N/kg=1.274×105N<1.47×105N,所以不能过桥。
12.(1)①用弹簧测力计测出空瓶子的重 G1;
②用弹簧测力计测出瓶子内装满水的总重 G2;
③用弹簧测力计测出瓶子内装满待测煤油时的总重 G3
(2)ρ煤油= 水
12
13
GG
GG