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6.3 重力
第六章 力和機械
知識點
什么是重力
知1－講
1
1. 現象分析
熟了的蘋果總是落向地面 晾衣服時，衣服上的水總是落向地面 被打出去的小球總是落向地面
分析：物體都落到地面上說明地球對地面附近的一切物體都有吸引作用
知1－講
2. 重力
(1)定義：物理學中，把地面附近物體因地球的吸引而受到的力叫做重力。
(2)符號：G。
(3)施力物體：地球。受力物體：地面附近的物體。
知1－講
關聯思考重力是所有物體都受到的力嗎？離開地球后，物體還受重力作用嗎？受到重力的物體一定要與地球互相接觸嗎？
關聯結果
地球附近的所有物體都受到重力作用。離開了地球表面，到了外太空，如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,這種狀態通常叫失重狀態。重力是非接觸力, 重力的產生不需要物體與地球相互接觸。
知1－講
[模擬·黃岡]“重”字在不同語境中代表不同的意義，下列說法中指重力的是( )
A. 鐵比棉花“重”
B. 一個蘋果由月球運至地球變“重”
C. 載重為5 t 的卡車
D. 秉節持重
例 1
知1－講
答案：B
解題秘方：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。
解析：鐵比棉花“重”，指的是鐵比棉花的密度大，故A 不符合題意；一個蘋果由月球運至地球變“重”，指的是蘋果的重力變大，故B 符合題意；載重為5 t 的卡車，指的是卡車所載貨物的質量為5 t，故C 不符合題意；秉節持重的意思是保持節操，謹慎穩重，故D 不符合題意。
知1－講
1.[月考· 臨汾] 如圖所示， 水總是由高處向低處流， 這是因為水受到了重力的作用，這個力的施力物體是______；若物體所受的重力突然消失，請你展開想象，可能發生的現象有_______________(寫出一例即可)。
地球
物體將飄在空中
知2－講
知識點
重力的方向
2
1. 探究重力的方向
實驗操作 物體由靜止自由下落的方向
物體懸掛起來靜止時懸線的方向
現象分析 重力的方向是豎直向下的
知2－講
2. 理解豎直向下
實驗操作 鐵架臺豎直放置，鉛垂線與水平方向垂直
鐵架臺傾斜放置，鉛垂線與水平方向垂直
現象分析 重力的方向：垂直水平面向下(豎直向下)
知2－講
3. 應用
鉛垂線 檢查墻壁是否豎直
檢查畫是否掛正
水平器 檢查桌面是否水平
檢查窗臺是否水平
知2－講
關聯思考怎樣理解處于地球各處的人所受重力方向均為豎直向下？
關聯結果
地球上不同地方的人或物受到的重力的方向對于其所處的位置來說都是豎直向下的。因為地球是圓形，所以地球上不同位置的“下”實際都指向地球的中心，因此我們所說的豎直向下的“下”指的是指向“地心”，背離地心的方向就應該叫做“向上”。
知2－練
[期末·襄陽]如圖1 所示，水準儀的構造：在一個長方
體木塊中，嵌入一個較小的透明密封容器，內部裝有大量的水，僅留下一個小氣泡。有一次，工人師傅用它去檢驗某臺面是否水平時，觀察到小氣泡移動到了左端，則該臺面( )
A. 左邊高 B. 右邊高
C. 是水平的 D. 無法確定
例 2
知2－練
答案：A
解析：當水準儀位于一個傾斜面上時，液體由于受重力作用而向下運動，氣泡由于密度小而向上運動，故氣泡向哪端運動哪端位置高，所以觀察到小氣泡移動到了左端，則該臺面左邊高，故選A。
知2－練
2.在工人師傅砌墻時，通常利用自制的鉛垂線檢查墻壁砌得是否豎直，這是因為重力的方向總是_________的。如圖所示， 一堵南北走向的墻上掛著鉛垂線， 則這堵墻是向 ______ (填“東”或“西”)傾斜了。
豎直向下
西
知3－講
知識點
重力的大小
3
1. 探究重力大小和質量的關系
(1)提出問題：物體所受的重力與質量有什么關系？
(2)猜想：提起質量越大的物體用力越大，由此猜想：物體的質量越大，所受的重力越大。
(3)設計實驗：用彈簧測力計測出不同數目的質量均為5 0 g的鉤碼所受的重力，分析歸納得出結論。
日常生活中說物體有多重，指的是物體的質量；物理學中說的物重指的是重力。
知3－講
(4)進行實驗：
①將1 個鉤碼掛在彈簧測力計的掛鉤上，如圖2所示。當鉤碼靜止時，讀出彈簧測力計的示數，即鉤碼所受的重力。用同樣的方法分別測出2 個、3 個、4 個、5 個鉤碼所受的重力，并記錄在表格中。
彈簧測力計對鉤碼的拉力等于鉤碼受到的重力。
知3－講
質量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
重力G/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45
重力與質量比值/(N/kg) 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
知3－講
②以質量m 為橫坐標，重力G 為縱坐標，作出鉤碼所受的重力與質量關系的圖像，如圖3 所示。
知3－講
(5)分析論證：
①由表中數據可知，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由圖3 可知，G-m 圖像是一條過原點的直線，說明物體所受的重力與質量成正比。
知3－講
(6)歸納總結：
①物體所受的重力與質量成正比，用公式表示為G=mg(g表示重力與質量的比值)。
②由實驗可知，重力與質量的比值g=9.8 N/kg。在粗略計算中，g 可以取10 N/kg。
知3－講
2. 重力大小的計算
計算公式：G=mg；變形公式：m=，g=。
知3－講
溫馨提示
關于G-m 圖像：
●由于m = 0時G = 0，所以圖像應從原點開始連線，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量的關系。
知3－講
特別說明
由于測量誤差和地理位置不同，所以算出的重力與質量的比值可能不等于9.8 N/kg。
知3－講
深度理解
1.物體所受重力的大小不僅跟物體的質量有關，還跟物體的位置有關。
2.不能說物體的質量與重力成正比。
3.關于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。
(4)g=9.8 N/kg的物理意義：質量為1 kg 的物體受到的重力為9.8 N。
知3－練
晶晶帶著25 kg 的水果去福利院看望老人，這些水果的重力是______N，重力的施力物體是______ 。(g 取10 N/kg)
例 3
250
地球
知3－練
解題秘方：解答本題應掌握重力大小的計算公式及重力產生的原因。
解析：水果的重力G=mg=25 kg×10 N/kg ＝ 250 N；地球表面的所有物體由于地球的吸引而受到了豎直向下的重力，故重力的施力物體為地球。
知3－練
3. [教材改編題]一座平直橋的橋頭立著如圖所示的限重標志牌，這座橋的橋面受到的壓力超過多少時，橋就可能損壞 (g 取10 N/kg)
解：F＝G＝mg＝15×103 kg×10 N/kg＝1.5×105 N。
知4－講
知識點
物體的重心
4
1. 重心：重力的作用點。
地球吸引物體的每一部分，但物體受到的重力可以認為是集中在某一個點上，這個點叫物體的重心。
知4－講
2. 重心的位置
(1)規則物體的重心位置
規則物體 的重心
總結 質地均勻、外形規則的物體的重心，在它的幾何中心
知4－講
(2)空心物體的重心位置
總結：重心不一定在物體上 總結歸納：物體的重心可能在物體上，也可能在物體之外。
知4－講
3. 穩度
(1)增大支承面積。
起重汽車放下支腿增大支承面積 臺燈有個大底座
下大上小的茶壺
增大支承面積可以提高穩度
知4－講
(2) 降低重心。
降低重心可以提高穩度 不倒翁的重心很低。將不倒翁扳倒后,在重力的作用會使它回到原來的位置,所以扳不倒。
知4－講
總結歸納：
(1)穩度：物體的穩定程度。
(2)提高穩度的方法：重心越低，支承面積越大，穩度越高。
知4－講
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, 畫出物體靜止時的重力作用線,同理再找另一點懸掛,兩條重力作用線的交點就是物體的重心(如圖4 甲)。
支撐法找重心:用一個支點支
撐物體，不斷變化位置, 越穩定
的位置越接近重心(如圖乙)。
知4－講
拓展延伸
比薩斜塔不倒之謎
從重心引出的鉛垂線，如果通過支點或在
物體底部的支承面內，物體就不會倒下。如圖
5左邊兩個物體不會傾倒。
比薩斜塔不倒的原因是從重心引出的鉛垂線
在塔基的支承面內。
知4－練
[科學思維 科學探究]支承面上物體的穩定程度叫做穩度。電風扇、落地燈等都有大而重的底座，使它們不易翻倒。小諾據此提出兩個猜想：①物體的穩度可能與物體重心的高低有關；②物體的穩度可能與支承面的大小有關。
例 4
知4－練
接著，她將三塊相同的橡皮泥分別固定在三個相同的長方體的底部、中部和頂部(其重心位置如圖6 甲所示)，分別將它們放在表面粗糙的水平木板上，讓木板在力F 的作用下繞A 點轉動，通過觀察長方體剛好翻倒時木板轉過的角度θ 的大小(長方體不滑動)來比
較物體穩度的大小(如圖乙所示)。
知4－練
解題秘方：根據穩度的大小由物體重心的高度和支承面的大小決定解答。探究過程中應用了轉換法和控制變量法。
知4－練
(1)小諾通過觀察角度θ 的大小來比較物體的穩度，所用的實驗方法是______。
解析：小諾通過觀察角度θ 的大小來比較物體的穩度，
所用的實驗方法是轉換法。
轉換法
知4－練
(2)分析表中信息可知，物體的支承面一定時，重心越低，穩度越______(填“大”或“小”)。
實驗次數 1 2 3
重心高低 低 中 高
角度θ 大 較大 小
穩度 大 較大 小
解析：分析表中信息可知，物體的支承面一定時，重心越低，角度θ 越大，物體的穩度越大。
大
知4－練
(3)根據(2)問得出的結論，在向卡車上裝載貨物時，應把較重的貨物放在卡車的______(填“上層”或“下層”) 。
解析：卡車裝貨物時，應把較重的貨物裝在下層，降低重心，從而提升穩度。
下層
知4－練
(4)為了驗證猜想②：物體的穩度可能與支承面的大小有關，小諾將三個相同長方體上粘黏的橡皮泥去除干凈，再分別將三個長方體平放、側放和豎放(如圖丙)到木板上進行實驗，你認為這一實驗方案可行嗎？ ______(填“可行”或“不可行”)，理由是__________
__________________________________。
不可行
未控制三個
長方體的重心高度相等(答案合理即可)
知4－練
解析：為了驗證猜想②：物體的穩度可能與支承面的大小有關，根據控制變量法可知要控制物體的重心高度相同，而小諾將三個相同長方體上粘黏的橡皮泥去除干凈，再分別將三個長方體平放、側放和豎放到木板上進行實驗，這樣將導致三個長方體的重心高度不同，因此實驗方案不可行。
知4－練
4. 璀璨的歷史文化是文旅行業發展的寶貴財富，如圖甲為“大唐不夜城”的不倒翁表演。表演者需要將下半身完全固定在如圖乙所示的上輕下重的鐵架子上，僅靠腰部發力運作不倒翁的底座。
知4－練
下列說法中正確的是( )
A. 不倒翁因為重力小，所以不倒
B. 不倒翁的重心低，所以更穩定
C. 不倒翁所受的重力方向是豎直向上的
D. 不倒翁偏離如圖丙所示的豎直平衡位置后， 重心不在物體上
B
重力
萬有引力
重力
施力物體
受力物體
方向：豎直向下
大小：G=mg
重心及穩度

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