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第3節(jié) 重 力
第七章 力
知識點
重力
知1－講
感悟新知
1
1.重力的證據(jù)
實例
現(xiàn)象 水總是從高處流向低處 樹上熟透的蘋果落向地面 拋出的籃球落向地面
分析 地球附近的這些物體都會落向地面，是因為受到地球的吸引作用
知1－講
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2.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。
3.重力的特點
(1)地球附近的所有物體都受到重力的作用。
(2)重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的物體。
(3)重力是非接觸力，重力的產(chǎn)生不需要物體相互接觸。
知1－講
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4. 重力的測量 物體所受重力的大小簡稱物重，重力的大小可以用彈簧測力計來測量。測量時，把鉤碼掛在彈簧測力計上，當鉤碼靜止時，彈簧測力計的示數(shù)等于鉤碼所受重力的大小。
5. 重力的由來 宇宙間的物體，大到天體，小到塵埃，都存在相互吸引的力，這就是萬有引力。重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。
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深度思考 重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，重力就是萬有引力嗎？
深度理解
重力并不是萬有引力，重力是地球?qū)ξ矬w萬有引力的一部分。在特定的位置，如兩極，物體的重力等于萬有引力，而在地球的其他位置，物體的重力都要略小于萬有引力。
知1－講
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延伸拓展
失重狀態(tài)：在宇宙飛船和航天飛機中，航天員雖然受到重力作用，但由于其圍繞地球高速飛行，就好像不受重力似的，這種狀態(tài)通常叫失重狀態(tài)。
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假如沒有重力，下列說法錯誤的是( )
A. 水不往低處流 B. 地球附近沒有空氣
C.“登天”不再難 D. 玻璃杯擲到地上不會破碎
例 1
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解題秘方：若沒有重力，則由于重力而產(chǎn)生的現(xiàn)象就會消失，但本身與重力無關(guān)的現(xiàn)象仍將存在。
解析：水往低處流，地球附近空氣聚集，“登天”難，都是重力作用的緣故，若沒有重力，這些現(xiàn)象都將消失。玻璃杯擲到地上，玻璃杯受到地面對它的彈力作用而破碎。
答案：D
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1. 下列現(xiàn)象與重力無關(guān)的是( )
A. 成熟的蘋果落回地面
B. 跳高運動員越過橫桿后落回地面
C. 投出去的籃球落回地面
D. 拉彎的弓將箭射出去
D
知識點
重力的大小
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2
1. 探究重力的大小和質(zhì)量的關(guān)系
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(shù)等于物體所受重力的大小。選用已知質(zhì)量的鉤碼作為被測物體。最后根據(jù)測量結(jié)果找出重力跟質(zhì)量的關(guān)系。
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實驗過程
(1)將彈簧測力計在豎直方向上調(diào)零，使指針對準零刻度線。
(2)如圖1 甲，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(shù)。
彈簧測力計對鉤碼的拉力才等于它受到的重力。
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(3)逐漸增加所掛鉤碼的個數(shù)，測出相應(yīng)鉤碼的重力，并記錄在下面的表格中。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
質(zhì)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
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(4)以質(zhì)量為橫坐標，重力為縱坐標，用描點法作出G-m 圖像如圖乙所示。
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溫馨提示
1. 關(guān)于G-m 圖像：由于m=0 kg時G=0 N，所以圖像應(yīng)從原點開始連線，到最高點再延長。利用圖像可以更清晰地反映重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。
2. 實驗中測量多組數(shù)據(jù)的目的是得出普遍規(guī)律，防止結(jié)論的偶然性。
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2. 重力的計算
(1)公式：物體所受的重力跟它的質(zhì)量之間的關(guān)系為G=mg，變形公式m=。
(2)單位：重力G 的單位是N，質(zhì)量m 的單位是kg，g 的單位是N/kg。
(3)關(guān)于g 值：比值g=9 .8 N/kg，粗略計算時，g 可以取10 N/ kg。
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深度思考(1)g=9.8 N/ kg 的物理意義是什么？
(2)表格中的重力與質(zhì)量的比值為什么不是 9.8 N/ kg ？
深度理解
g=9.8 N/kg表示地球附近的質(zhì)量為1 kg的物體所受的重力為9.8 N。
因為測量誤差或地理位置的影響，物體所受重力大小與它的質(zhì)量比值往往不恰好等于9.8 N/kg。
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3. 一些常見物體的重力
中學(xué)生的重力約為5 0 0 N ；一個蘋果的重力約為2 .5 N ；
一支鉛筆的重力約為0.2 N ；一個雞蛋的重力約為0.5 N ；
八年級物理課本的重力約為2 .5 N 。
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深度理解：
1.物體所受重力的大小不僅跟物體的質(zhì)量有關(guān)，還跟物體的位置有關(guān)。
2.不能說物體的質(zhì)量與重力成正比。
3. 關(guān)于g 值:
(1) 在地球上同一地點，g 是定值。
(2) 地球上不同緯度的地方，g值不同。
(3) 不同星球上的g值不同。


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[新視角表格分析題中考·長沙]小明用家里的器材探究重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系。如圖4 甲、乙所示，小明用布袋裝著質(zhì)量不同的米，用電子秤測其質(zhì)量，用液晶屏拉力器測其所受重力，實驗數(shù)據(jù)記錄如表：
例2
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實驗次數(shù) 1 2 3 4 5
電子秤的示數(shù)/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示數(shù)/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
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解題秘方：對數(shù)據(jù)進行分析時，若數(shù)據(jù)均是增大的，則可考慮正比例關(guān)系，即看是否以相同倍數(shù)變化，或它們的比值是否是定值。
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(1)在圖乙中，當米袋靜止時，拉力器的示數(shù)與這袋米所受重力的大小_______ 。
解析：米袋靜止時，拉力器的示數(shù)等于米袋所受的重力。
相等
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(2)分析表格數(shù)據(jù)可得，物體所受重力的大小與它的質(zhì)量成_____；下列數(shù)據(jù)處理方法可以得到此結(jié)論的是____ 。
A. 計算每一次實驗中重力的大小與質(zhì)量的比值
B. 計算每一次實驗中重力的大小與質(zhì)量的乘積
正比
A
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解析：實驗中重力的大小與質(zhì)量的比值：==
====9.8 N/kg，可見，物體所受的重力與其質(zhì)量成正比。
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2.[常州期中] 在探究重力大小與質(zhì)量的關(guān)系實驗中， 小明用如圖所示的彈簧測力計測量物體的重力， 該彈簧測力計的分度值為_____N， 圖中所測物體的重力為_____N。記錄多次實驗的質(zhì)量、重力數(shù)據(jù)后， 可通過以下兩種方法分析數(shù)據(jù)， 總結(jié)結(jié)論。方法一： 計算重力與質(zhì)量的_______，發(fā)現(xiàn)接近一個定值。方法二：作出____________的關(guān)系圖像， 發(fā)現(xiàn)是正比例函數(shù)的圖像。
0.2
2.6
比值
重力與質(zhì)量
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[母題 教材習(xí)題改編題]如圖3 所示是橋頭限重標志牌，一輛卡車自重為1.5×105N，車上裝有5×104 kg 的鋼材(g 取10N/kg)。問：
例 3
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(1)這輛卡車總重是多少？
(2)這輛卡車通過該橋是否違章？
解：鋼材所受的重力為G鋼=m鋼g=5×104 kg×10 N/kg=
5×105 N，這輛卡車總重是G總=G車+G鋼=1.5×105 N+
5×105 N= 6.5×105 N 。
載有鋼材的卡車總質(zhì)量是m 總===6.5×
104 kg= 65 t ，由于65 t< 70 t ，卡車通過該橋不違章。
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3. 小高在超市買了一箱臍橙， 該箱臍橙總質(zhì)量為16.5 kg，則它的總重力是多少？ 假如一個臍橙的平均質(zhì)量是425 g， 包裝箱的重力為3.5 N，那么一箱臍橙大約有多少個？(g 取10 N/kg)
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知識點
重力的方向
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3
1. 實驗探究 重力的方向
探究過程
觀察現(xiàn)象 裝置水平，懸線OA 豎直向下 增大傾角，懸線OA 的方向不改變 剪斷懸線，小球自由下落
歸納 懸線豎直向下 懸線豎直向下 小球豎直下落
知3－講
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探究歸納 重力的方向總是豎直向下。
誤區(qū)警告
不可混淆豎直向下與垂直向下，豎直向下一般是指始終指向地球中心(與水平方向垂直)，垂直向下是與接觸面垂直且向下。
知3－講
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2. 對重力方向的理解 (1)重力的方向是豎直向下，而不是垂直向下。(2)重力的方向與物體所處的位置、運動狀態(tài)無關(guān)，也不隨外力的改變而改變。
3. 重力方向的應(yīng)用 制作鉛垂線，檢查墻砌得是否豎直，或用水平儀來檢查桌面是否水平。
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[母題 教材想想議議改編題]如圖所示是描述地球上不同位置的人釋放手中石塊的四個示意圖，圖中的虛線表示石塊下落的路徑，則對石塊下落路徑的描述最接近實際的是( )
例4
解析：重力的方向總是豎直向下的，這里的豎直向下指的是垂直于該地的水平面向下，所以地球上不同位置的人釋放手中石塊后，石塊都要落向地球，顯然只有圖D 正確。
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解題秘方：解題的關(guān)鍵是正確理解重力的方向，即地球上各地的重力的方向是豎直向下。
答案：D
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4. 航天員在地面上經(jīng)歷失重狀態(tài)的“魔鬼式訓(xùn)練”后，才獲得“漫步太空”的輝煌。如圖所示，能正確表示出艙的航天員受到地球重力的示意圖的是( )
A. ①
B. ②
C. ③
D. ④
C
知識點
重心
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4
1. 定義 重力在物體上的作用點。
2. 位置
(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻
的物體的重心在其幾何中
心上，如圖4甲、乙、丙
所示。
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(2)質(zhì)量分布不均勻的物體，重心位置不僅與物體的形狀有關(guān)，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。
(3)重心可能在物體上，也可能不在物體上。如圖丁所示，鐵環(huán)的重心在鐵環(huán)中心，但不在鐵環(huán)上。
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(4)物體重心的位置可以發(fā)生改變。如人的重心會隨著人體站立的姿勢而改變，人下蹲時，重心降低；當人側(cè)身彎腰時，人的重心還可能不在身體上。
(5)重心的位置與物體所在的位置和運動狀態(tài)無關(guān)。
(6)為了研究問題方便，在畫力的示意圖時，常把力的作用點畫在重心上。
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延伸拓展：
懸掛法找重心：將一細繩固定在物體上某一點，將繩懸掛，畫出物體靜止后的重力作用線，同理再找一點懸掛，兩條重力作用線的交點就是物體的重心(圖6 甲)。
支撐法找重心：用一個支點支撐物體，不斷變化位置，越穩(wěn)定的位置，越接近重心(圖6 乙)。
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深度思考 如圖5 所示，不倒翁為什么不會傾倒？
深度理解
不倒翁上輕下重，它的重心很低。不倒翁的底部通常有較重的鐵塊或鉛塊，使得重心保持在較低水平的位置，增加了穩(wěn)定性。當不倒翁向一邊傾斜時，它的支點(與平面的接觸點)會發(fā)生變化，導(dǎo)致重心和支點不在同一條鉛垂線上。這時，重力的作用會使不倒翁繞支點擺動，使其恢復(fù)正常位置。
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[新趨勢 真實情境]現(xiàn)在智能手機都有這樣一個功能：把手機豎著放在桌面旋轉(zhuǎn)90 度橫放，手機顯示畫面就自動反向轉(zhuǎn)動90 度，保持畫面
正立，如圖7 所示。這源于手
機內(nèi)部有一個重力感應(yīng)器，
手機用它來判定方向。
例5
感悟新知
知4－練
在把手機在桌面上從豎放轉(zhuǎn)為橫放的過程中，下列分析正確的是( )
A. 感應(yīng)器會檢測到重力的大小發(fā)生了變化
B. 感應(yīng)器會檢測到重力的方向發(fā)生了變化
C. 手機重力的方向不變，但重心高度變高
D. 手機重力的方向不變，但重心高度變低
感悟新知
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解題秘方：重力的方向總是豎直向下，把手機豎著放在桌面旋轉(zhuǎn)90 度橫放，手機重心高度發(fā)生變化。
解析：重力是物體由于地球的吸引而受到的力，在地球附近，物體的重力大小幾乎不變，故A 錯誤；重力的方向始終是豎直向下的，手機橫放時重力方向不變，故B 錯誤；
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物體的重力作用在重心上，對于同一物體自身的重心不會改變，但是在把手機在桌面上從豎放轉(zhuǎn)為橫放的過程中，重心的高度變低，故C 錯誤，D 正確。
答案：D
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5. 如圖所示紙做的“不倒翁” 小鳥翅膀上裝有兩個回形針， 將鳥嘴放在指尖上轉(zhuǎn)動而不會掉下來。下列說法正確的是( )
A. 裝回形針降低了小鳥的重心
B. 裝回形針升高了小鳥的重心
C. 小鳥的重心一定在其幾何中心上
D. 小鳥不掉下來是因為鳥嘴上有膠水
A
重 力
萬有引力
重力
施力物體
受力物體
大小：G與m成正比
方向：豎直向下
作用點：重心

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