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第七章 力
第3節 重力
學習目標-新課導入-新知探究-課堂小結-課堂訓練
人教版-物理-八年級下冊
1．知道什么叫重力。會用彈簧測力計測量物體的重力。
2．理解重力的大小與質量成正比G=mg。
3．理解重力的方向豎直向下。
4．知道重心的概念及規則物體的的重心的位置。
學習目標
【重點】重力的方向及重力與物體質量的關系。
【難點】重力的方向。
新課引入
向空中撒開的漁網，會飄落到水里；向上拋出的石塊，最終也會落向地面.....你知道這是什么原因嗎
撒網
新課引入
現象分析
它們最后都要落向地面，是因為這些物體都受到地球的吸引力。
探究結論
在地球附近的物體，都受到地球的吸引作用。
新知探究
知識點1 重力
由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力，通常用字母G表示，重力的單位為N。
重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的物體。
（1）普遍性：地球附近的物體都受到重力的作用。不論它是運動還是靜止，是固態、液態還是氣態，都受到重力的作用。
（2）不等性：重力是由于地球的吸引而產生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一個分力。
（3）非接觸性：重力是非接觸力，空中的飛機、樹上的蘋果都受到重力的作用。
1. 重力的概念
2. 重力的特點
【實驗思路】
將物體懸掛在彈簧測力計上，當物體靜止時，彈簧測力計的示數等于物體所受重力的大小。
物體的質量既可以用天平測量，也可以選用已知質量的物體作為被測物體。最后根據測量結果找出重力跟質量的關系。
1.探究重力的大小跟質量的關系
新知探究
知識點2 重力的大小
測量鉤碼
所受的重力
探究重力的大小跟質量的關系
新知探究
知識點2 重力的大小
【實驗過程】
（1）把1個50g的鉤碼掛在彈簧測力計的掛鉤上，當鉤碼靜止時，讀出彈簧測力計的示數，即為鉤碼所受的重力，記錄在表格中。
（2）用同樣的方法分別測出2個、3個、4個、5個、6個鉤碼所受的重力，并把結果記錄在表格中。
新知探究
實驗序號 1 2 3 4 5 6
鉤碼的質量 m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
鉤碼的重力 G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
【分析論證】
（1）數據處理：以質量為橫坐標、重力為縱坐標建立坐標系。描點連線，畫出重力與質量的關系圖象（G-m圖像）。
新知探究
①由實驗數據可知，當質量成倍增加時，重力也成倍增加，重力與質量的比值不變。
②由G-m圖像可知，圖像是一條過原點的傾斜直線，這是正比例函數圖像，說明物體所受的重力跟它的質量成正比。
（2）歸納結論
知識點2 重力的大小
新知探究
【實驗結論】
如果用G表示重力，m表示質量，g表示重力與質量的比值，則地球附近的物體所受的重力跟它的質量之間的關系可以寫成 g=G/m，即 G=mg。
物體所受的重力跟它的質量成正比，其比值約為9.8Nkg.
知識點2 重力的大小
新知探究
（1）計算公式 G=mg
G表示重力，單位是牛（N）；m表示質量，單位是千克（kg）；g約為9.8N/kg.
（2）理解g的意義
g=9.8N/kg，表示質量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N。g=9.8N/kg是通常的取值，在地球上的不同位置，其值略有不同，但一般不考慮其變化，精確度要求不高時，也可取g=10 N/kg。
在其他星球上，物體也會受到重力作用，g值與在地球上不同，比如在月球上，g月=g地球/6.
2. 重力的計算
新知探究
（3）常見一些物體的重力大小
一瓶可樂的
重力約5N
一個中學生的
重力約500N
成年大象的
重力約50000N
一個籃球
重力約5N
知識點2 重力的大小
新知探究
重力G 質量m
概念
影響因素
方向
單位
測量工具
聯系 由于地球的吸引使物體受到的力
物體所含物質的多少
質量、地理位置
物體質量與位置無關
豎直向下
沒有方向
牛頓（N）
千克（kg）
彈簧測力計
天平、秤
物體所受的重力與質量成正比G＝mg
3. 重力和質量的區別與聯系
新知探究
【例】質量為0.25kg的木塊，受到的重力是多少牛？一個人所受的重力為450N，他的質量是多少千克？g取10N/kg。
①由G = mg可知，木塊受到的重力
G木= m木g=0.25kg×10 N/kg=2.5N
②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的質量
m人=G人/g=450N/（10N/kg）=45kg
知識點2 重力的大小
新知探究
知識點3 重力的方向
我們知道力是有方向的，那么重力的方向是向哪的呢？
物體懸掛起來靜止時，懸線的方向跟物體所受重力的方向一致，這個方向就是我們所說的“豎直向下”的方向。我們可以通過觀察懸線的方向就知道重力的方向。
重力的方向
1. 實驗探究——重力的方向
知識點3 重力的方向
新知探究
鐵架臺、細線、重物、盛水的燒杯、三角尺。
實驗器材
①用細線將重物吊在鐵架臺上自由下垂，浸沒在燒杯的水中。用三角尺比較細線的方向和水面的關系。
②將鐵架臺傾斜一定的角度，觀察細線靜止時的方向，用三角尺比較細線的方向和水面的關系。
③繼續改變鐵架臺傾斜的角度，觀察細線的方向是否變化。
實驗步驟
知識點3 重力的方向
新知探究
無論鐵架臺怎樣傾斜，細線的方向和水面始終是垂直的。
結論：重力的方向是豎直向下的（豎直方向就是與水平面垂直的方向）.
實驗現象
水平面
知識點3 重力的方向
新知探究
（1）重力的方向“豎直向下” 指與水平面垂直向下，即指向地心 ，不能說成“垂直向下” 。
（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。
如圖所示，放在斜面上的物體受到的重力方向哪一個正確？
重力的方向豎直向下
理解為指向地心
G
G
√
×
2. 對重力方向的理解
想想議議：
重力的方向指向哪里？
我們站在地面上，腳朝下，站得很穩．但地球是球形的，在我們“腳下”的阿根廷人，好像是腳朝上的，他們為什么也站得很穩，會不會掉下去呢？
重力的方向大致指出向地心 。
新知探究
知識點3 重力的方向
人們在一根線下吊一個重物，就做成一根鉛垂線。用鉛垂線可以指示重力的方向——豎直向下。
（1）檢查是否豎直
例如，建筑工人在砌墻時常利用鉛垂線來確定豎直方向，這是因為鉛垂線的方向與重力方向在同一直線上，用這種原理來檢查墻壁是否豎直，或檢查裝飾畫是否豎直。
3. 重力方向的應用——鉛垂線
墻壁不豎直
墻壁豎直
新知探究
知識點3 重力的方向
（2）檢查是否水平
方法一：用如圖所示的水平儀放在物體表面上，若鉛垂線與水平板上的中心刻線（圖中紅色標記）重合，則說明物體表面是水平的，若鉛垂線偏向刻線的一側，則表明物體表面不水平。如圖所示，桌面左低右高。
簡易水平儀
鉛垂線與桌面垂直，桌面是水平的
鉛垂線與桌面不垂直，桌面是傾斜的
T形架
鉛垂線
新知探究
知識點3 重力的方向
方法二：如圖所示，將直角三角尺的一條直角邊平放在物體表面上，看鉛垂線和直角三角尺的另一直角邊是否平行（或重合）。若平行，則物體表面水平；若不平行，則物體表面不水平。
鉛錘線
新知探究
知識點4 重心
物體的每一部分都受到重力作用，對于整個物體，重力作用的表現作就好像它作用在某一個點上，這個點叫作物體的重心。
物體的每一部分
都受到重力作用
對于整個物體，重力的作用效果就好像作用在某一點上的一個力
等效于
新知探究
（1）重心是一個物體各部分受到的重力作用的等效作用點。
（2）質量分布均勻、形狀規則的物體，其重心在它的幾何中心上。
對重心的理解
質量分布均勻、形狀規則的物體的重心
（3）質量分布不均勻的物體，其重心的位置除與物體的形狀有關外，還與物體的質量分布有關。
（4）物體的重心不一定在物體上。比如均勻鐵環的重心不在環上，而在圓心處，如圖所示。
知識點4 重心
新知探究
知識點4 重心
新知探究
（5）重心的位置與物體所在位置、放置狀態及運動狀態無關。
（6）有時為了研究問題方便，在受力物體上畫力的示意圖時，常把力的作用點畫在重心上。
人受到重力
和支持力
新知探究
（1）支撐法確定重心
如圖所示，把物體放在手指上，仔細調節物體，使其在手指上達到一個平衡狀態，物體的重心與支點在同一條豎直線上，在支點的上方。
尋找不規則物體重心的方法
知識點4 重心
新知探究
（2）懸掛法確定重心
如圖甲所示，先在A點把薄板懸掛起來，薄板靜止時，所受的重力方向與懸繩的拉力方向在同一豎直線上，所以薄板的重心一定在通過A點的豎直線l1上。
然后在B點把薄板懸掛起來（圖乙），同理知，薄板的重心一定在通過B點的豎直線l2上。
l1和l2的交點O就是薄板重心的位置。
知識點4 重心
新知拓展
知識點5 萬有引力
早在300多年前偉大的科學家牛頓從蘋果落地這一司空見慣的現象中得到啟發，并總結前人研究成果而發現“宇宙間任何兩個物體，大到天體，小到灰塵之間，都存在互相吸引的力”，這就是“萬有引力”。
牛頓認為，地球和月球之間存在互相吸引的力。這個力跟地球吸引它附近的物體使物體下落的力是同一種力。
新知探究
假如失去重力，我們的生活會怎樣呢？
學生討論：
1：我們可以在天花板上睡覺。
2：我們要用水槍來喝水。
3：我們的食物要做成牙膏狀。
4：我們可以像鳥一樣在天空中飛。
……
課堂小結
由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力.
①物體所受重力跟它的質量成正比.
②公式 G=mg
③g為比例系數，在地球上約為9.8牛/千克.
①總是豎直向下，垂直于水平面，指向地心.
②應用：用鉛垂線確定豎直方向；用水平儀判斷水平.
①重力的等效作用點叫作重心.
②形狀規則、質量分布均勻的物體，重心在幾何中心.
③可用懸掛法、支撐法來確定物體重心.
①宇宙間的物體都存在相互吸引的力，叫做萬有引力.
②重力正是源自地球對他附近物體的萬有引力.
重力的由來
重 力
重力的方向
重力的大小
物體的重心
重力的概念
課堂訓練
1. 投擲出去的鉛球在空中的運動軌跡如圖所示。不考慮空氣阻力，鉛球在空中受到什么力的作用，這個力的作用效果是什么 畫出鉛球在P點的受力示意圖。
不考慮空氣阻力，鉛球在空中只受重力的作用，由于重力的方向是豎直向下的，所以重力的作用效果是改變了鉛球的運動狀態，即鉛球經過最高點之后，高度逐漸降低，又由于鉛球有水平方向的速度，所以鉛球經過最高點后的運動軌跡是一條向下的曲線，如圖所示。
課堂訓練
2. 某實驗小組在“探究重力的大小跟質量的關系”的實驗中，用幾個20g、50 g的鉤碼進行實驗，下表是他們記錄的實驗數據。為分析重力G和質量m的定量關系，請你在圖中建立坐標軸并確定坐標軸的標度，根據數據描點作圖，通過圖像得出實驗結論。
次數 1 2 3 4 5 6
質量m/kg 0.05 0.07 0.09 0.14 0.19 0.24
重力G/N 0.05 0.7 0.9 1.4 1.9 2.4
課堂訓練
次數 1 2 3 4 5 6
質量m/kg 0.05 0.07 0.09 0.14 0.19 0.24
重力G/N 0.05 0.7 0.9 1.4 1.9 2.4
橫坐標代表質量，縱坐標代表重力，描出對應的點，將各點連接起來，如圖所示。根據圖像可得，重力與質量的圖像為過原點的一條直線，即正比例函數圖像，故可初步結論是：物體受的重力與質量成正比。
課堂訓練
3. 像地球一樣，月球對它表面附近的物體也有引力，這個力是月球表面物體所受的“重力”，它大約是同一個物體在地球上所受重力的1/6。我國的嫦娥五號成功將1731g月球樣品帶回地球，這些樣品在月球上時受到月球的“重力”大約是多少
月球樣品在地球上受到的重力
G地=mg=1.731kg×10N/kg=17.31N
月球樣品在月球表面受到的月球引力為

課堂訓練
4. 一座橋的橋頭立著如圖所示的限重標志牌，它表示只允許質量不超過15t的車從橋上通過。為確保橋梁安全，汽車所受的重力超過多少牛時，不能從該橋上通行
此限重標志牌的含義是：通過此橋的車輛質量不得超過15t
m=15t=15×103kg=1.5×104kg
橋能承受的最大壓力：
F=G=mg=1.5×104kg×9.8N/kg =1.47×105N
課堂訓練
5. 我們通常用水平儀來判斷一個面是否水平。請你利用一個三角板和鉛垂線制作一個水平儀，說明怎樣利用它來判斷桌面是否水平。
1. 制作水平儀：首先，我們需要一個三角板和一根鉛垂線。將鉛垂線系在三角板的一個頂點上，確保鉛垂線能夠自由懸掛并保持豎直。這樣，我們就制作好了一個簡單的水平儀。
2. 三角尺有兩個直角邊，把三角尺豎直放置，一個直角邊放在桌面上，另一個直角邊旁邊放上鉛錘線，因為重力的方向是豎直向下的，如果鉛垂線與豎直的直角邊平行，則表明桌面是水平的，如圖所示。

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