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第七章 力
第3節(jié) 重力
1. 能通過分析生活及實驗現(xiàn)象得出重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。
2. 經(jīng)歷探究影響重力大小因素的實驗過程，了解重力大小跟物體質(zhì)量的關(guān)系。會根據(jù)G-m圖像分析處理實驗結(jié)果。能根據(jù)G=mg進行簡單的計算。
3. 確認重力的方向是豎直向下的。并能應(yīng)用解決于實際生活中的一些問題。能找到質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心。會畫重力的示意圖。
4. 了解重力的由來。
學習目標
第3節(jié) 重力
向空中撒開的漁網(wǎng)，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
第3節(jié) 重力
導(dǎo)入新課
重力
一
地球?qū)λ浇奈矬w有吸引作用
空中撒開的漁網(wǎng)會飄落到水里
上拋的石塊會落向地面
樹上熟透的蘋果會落向地面
物體運動狀態(tài)改變
（1）定義：由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力.
（2）符號：通常用字母G表示.
（3）重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的物體。
重力的大小
二
托起兩個雞蛋
托起一本書
托起一個蘋果
托起質(zhì)量不同的物體，會感覺所用的力不同.大量的生活經(jīng)驗告訴我們，質(zhì)量不同的物體所受的重力不同.
物體所受的重力跟它的質(zhì)量有什么關(guān)系
思考
重力的大小
二
1. 實驗探究：重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系
實驗思路
要測量物體所受的重力，可以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.實驗時，既可以用天平測量物體的質(zhì)量，也可以選用已知質(zhì)量的物體作為被測物體.最后根據(jù)測量結(jié)果找出重力跟質(zhì)量的關(guān)系.
【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(shù)，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(jié)果記錄在表格中。
重力的大小
二
①由實驗數(shù)據(jù)可知，當質(zhì)量成倍增加時，重力也成倍增加，重力與質(zhì)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(shù)圖像，說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
（2）歸納結(jié)論
重力的大小
二
重力的大小
二
如果用G表示重力，m表示質(zhì)量，g表示重力與質(zhì)量之比，那么地球附近的物體所受的重力跟它的質(zhì)量之間的關(guān)系可以寫成 ，即
G=mg
G 的單位：N
m 的單位：kg
g 的單位：N/kg
g = 9.8 N/kg，在粗略計算時，g可以取10 N/kg
g=9.8 N/kg讀作什么？表示的物理意義是什么？
思考
g=9.8 N/kg讀作“9.8牛每千克”，它的物理意義是“質(zhì)量是1 kg的物體受到的重力是9.8 N”.
重力G 質(zhì)量m
概念
影響因素
方向
單位
測量工具
聯(lián)系 由于地球的吸引使物體受到的力
物體所含物質(zhì)的多少
質(zhì)量、地理位置
物體質(zhì)量與位置無關(guān)
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(zhì)量成正比G＝mg
2. 重力和質(zhì)量的區(qū)別與聯(lián)系
重力的大小
二
【例題1】質(zhì)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(zhì)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(zhì)量
m人=G人/g=450N/（10N/kg）=45kg
重力的大小
二
重力的方向
三
【重力的方向是怎樣的？】
懸掛電燈的電線靜止時總是豎直下垂的
物體自由下落的方向總是豎直向下的
重力的方向
三
1. 實驗探究——重力的方向
垂直于水平面向下
重力的方向總是豎直向下的.
豎直向下
用細線把物體懸掛起來，沿細線向下的方向跟物體所受重力的方向一致.
（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(tài)無關(guān)。
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
重力的方向
三
2. 對重力方向的理解
G
正確
錯誤
G
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。
重力的方向
三
3. 重力方向的應(yīng)用——鉛垂線
墻壁不豎直
墻壁豎直
（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(cè)，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
重力的方向
三
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。
重力的方向
三
鉛錘線
【例題2】如圖所示是同學們在老師指導(dǎo)下探究重力方向的實驗裝置。
（1）將該裝置放在水平桌面上后，逐漸改變木板M與桌面的夾角α，會觀察到懸線OA的方向______（填“變化”或“不變”）；
（2）剪斷懸線OA，觀察小球下落的方向是__________ ；
（3）從以上實驗現(xiàn)象分析可得出：重力方向__________，建筑工人經(jīng)常使用的_________就是該原理的應(yīng)用。
不變
豎直向下
豎直向下
重垂線
重力的方向
三
重心
四
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(xiàn)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
1. 重心
重心
四
（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(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在它的幾何中心上。
2. 對重心的理解
質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心
重心
四
（3）質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外，還與物體的質(zhì)量分布有關(guān)。
（4）物體的重心不一定在物體上。比如均勻鐵環(huán)的重心不在環(huán)上，而在圓心處，如圖所示。
重心
四
（5）重心的位置與物體所在位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關(guān)。
（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
重心
四
（1）支撐法確定重心
如圖所示，把物體放在手指上，仔細調(diào)節(jié)物體，使其在手指上達到一個平衡狀態(tài)，物體的重心與支點在同一條豎直線上，在支點的上方。
3. 尋找不規(guī)則物體重心的方法
重心
四
（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。
【例題3】由中國自行設(shè)計研制的月球車乘坐“嫦娥”三號探月衛(wèi)星“親近”月球，實施無人登月探測。已知月球車在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6，若將一個在地球上重為1200N的月球車放到月球上，它受到的重力是______N，質(zhì)量是______kg。
200
120
萬有引力
五
閱讀教材第15頁《飛出地球》，回答問題：
1. 哪一個國家成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星？
2. 我國是第幾個獨立自主研制和發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家？
3. 我國第一位進入太空的航天員是誰？
中國空間站
4. 我國空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位，“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成的時間是哪年哪月？
1. 哪一個國家成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星？
1957年10月4日蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星。
2. 我國是第幾個獨立自主研制和發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家？
我國是第5個獨立自主研制和發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。
3. 我國第一位進入太空的航天員是誰？
2003年10月15日，我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，楊利偉成為我國進入太空的第一位航天員。
4. 我國空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位，“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成的時間是哪年哪月？
2022年11月3日，我國空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位。
課堂總結(jié)
六
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(zhì)量成正比.
②公式 G=mg
③g為比例系數(shù)，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(yīng)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(guī)則、質(zhì)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?qū)λ浇矬w的萬有引力.
重力的由來
重力的方向
重力的大小
物體的重心
重力的概念
七
練習與應(yīng)用
第3節(jié) 重力
練習與應(yīng)用
七
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(tài)，即鉛球經(jīng)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(jīng)過最高點后的運動軌跡是一條向下的曲線，如圖所示。
練習與應(yīng)用
七
2. 某實驗小組在“探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)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(shù)據(jù)。為分析重力G和質(zhì)量m的定量關(guān)系，請你在圖中建立坐標軸并確定坐標軸的標度，根據(jù)數(shù)據(jù)描點作圖，通過圖像得出實驗結(jié)論。
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
質(zhì)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
練習與應(yīng)用
七
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
質(zhì)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(zhì)量，縱坐標代表重力，描出對應(yīng)的點，將各點連接起來，如圖所示。根據(jù)圖像可得，重力與質(zhì)量的圖像為過原點的一條直線，即正比例函數(shù)圖像，故可初步結(jié)論是：物體受的重力與質(zhì)量成正比。
練習與應(yīng)用
七
3. 像地球一樣，月球?qū)λ砻娓浇奈矬w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
練習與應(yīng)用
七
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(zhì)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(zhì)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
練習與應(yīng)用
七
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。
八
提升訓練
第3節(jié) 重力
提升訓練
八
1. 關(guān)于物體的重力，下列說法中正確的是（　　）
A．物體的重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B．因為物體本身就有重力，所以重力沒有施力物體
C．物體的重心是物體所受重力的作用點，所以重心一定在物體上
D．物體受到的重力跟它所含物質(zhì)的多少成正比
D
解析見下頁
提升訓練
八
A．物體的重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，大小不等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，不能說物體的重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，A錯誤；
B．地球附近的物體都受重力的作用，重力的施力物體是地球，B錯誤；
C．重心是物體整體所受到的總重力的作用點，質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心在幾何中心上，但如空心物體、質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則的物體，重心也可能不在物體上，C錯誤；
D．物體所含物質(zhì)的多少叫質(zhì)量，而物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比，D正確。
故選D.
提升訓練
八
2. 過春節(jié)時貼年畫是我國的傳統(tǒng)習俗，在豎直墻壁上貼長方形年畫時，可利用重垂線來檢查年畫是否貼正，如圖所示的年畫的長邊與重垂線不平行為了把年畫貼正，則下列操作方法中正確的是（ ）
A．換用質(zhì)量大的重錘
B．上下移動年畫的位置
C．調(diào)整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行
D．調(diào)整重垂線，使重垂線與年畫的長邊平行
C
解析見下頁
提升訓練
八
因為重力的方向總是豎直向下的，在生活中有好多應(yīng)用：檢查工作臺面是否水平、檢查墻砌的是否豎直、檢查墻上掛的畫是否掛正等。為了把年畫貼正，通常做法是調(diào)整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行，因為重力方向豎直向下，所以年畫的邊長也豎直向下，此時年畫就掛正了，故C正確，ABD錯誤。
故選C.
提升訓練
八
3. 畫出圖中，斜向上運動的籃球受到的重力示意圖。
重力的方向是豎直向下，作用點在重心上，如圖所示。
4. 一輛自重是5.0×104N的卡車，裝著25箱貨物，每箱貨物的質(zhì)量是300kg，行駛到一座立有限重標志（如圖所示）的橋前，問：（g取10N/kg）
（1）這輛卡車受到的總重力為多少N？
（2）這輛卡車能不能通過這座橋？為什么？
提升訓練
八
提升訓練
八
5. 由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力，地球附近的物體都受到重力的作用，跟地球一樣，在其它星球上的物體也受到重力作用，如表列出的是質(zhì)量是1kg的物體，在不同星球上受到的重力。
（1）由如表可知，同一物體放在______星上受到的重力最大，在金星上的8.50N/kg表示的物理意義是__________________________ ；
（2）一宇航員質(zhì)量為70kg，這個宇航員在海王星上的重力為______；
（3）地球上重力的方向總是___________（選填“垂直向下”或者“豎直向下”）。
木
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力/N 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.0
在金星上，質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是8.50N
770N
豎直向下
提升訓練
八
提升訓練
八
6. 在探究“重力的大小跟什么因素有關(guān)系”的實驗中，通過規(guī)范操作，測量數(shù)據(jù)如下表所示。
（1）表格中的空格應(yīng)填______；
（2）實驗測量多組數(shù)據(jù)的目的是_________；
（3）分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：物體的重力和質(zhì)量成
_______比，你判斷的依據(jù)是______________________；
（4）在坐標圖中，以質(zhì)量為橫坐標，重力為縱坐標，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出重力與質(zhì)量之間關(guān)系的圖線。
400
物體所受重力與質(zhì)量的比值為定值
尋求普遍規(guī)律，避免偶然性
質(zhì)量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
正
提升訓練
八
（1）重力跟質(zhì)量成正比，所以當重力是4N時，質(zhì)量是0.4kg，因此表格中應(yīng)填寫的數(shù)據(jù)是400g。
（2）該實驗多次測量是為了找到重力和質(zhì)量之間所存在的關(guān)系，因此多次測量的目的是為了尋求普遍規(guī)律，避免偶然性。
（3）分析表格數(shù)據(jù)可知，重力和質(zhì)量的
比值是固定不變的，因此重力和質(zhì)量成正比。
（4）如圖所示：

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