第九講 重力【寒假自學(xué)課】2024年八年級物理寒假提升學(xué)與練（解析版）

第九講重力（預(yù)習(xí)篇）（解析版）目錄新知導(dǎo)航：熟悉課程內(nèi)容、掌握知識脈絡(luò)基礎(chǔ)知識：知識點(diǎn)全面梳理，掌握必備小試牛刀：基礎(chǔ)題+中等難度題，合理應(yīng)用一、重力的概念1.重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，通常用字母G表示。2.重力的特點(diǎn)（1）地球附近的所有物體都受到重力作用，不管它是運(yùn)動的還是靜止的（重力是非接觸力，只要在地球附近就受到重力作用）。（2）重力的施力物體是地球，受力物體是地球附近的物體。（3）重力的效應(yīng)：使物體從高處落向地面或使物體有向下落的趨勢。（4）物體間力的作用是相互的，地球吸引物體的同時(shí)，物體也吸引地球。二、重力的大小1.現(xiàn)象探究：質(zhì)量的大小和質(zhì)量的關(guān)系提出問題物體所受重力與它質(zhì)量有什么關(guān)系猜想與假設(shè)通常我們感覺到物體的質(zhì)量越大，就越重。因此可以作出猜想：物體所受的重力與質(zhì)量存在一定的關(guān)系，物體的質(zhì)量越大，它所受的重力越大設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃用彈簧測力計(jì)分別測出總質(zhì)量不同的鉤碼所受重力的大小，觀察、比較鉤碼所受總重力的大小與總質(zhì)量有何關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)（1）固定彈簧測力計(jì)，使其保持豎直狀態(tài)。（2）把一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在彈簧測力計(jì)的掛鉤上，當(dāng)鉤碼靜止時(shí)，讀出的彈簧測力計(jì)的示數(shù)即鉤碼所受重力的大小，將其記錄在表格中。（3）用同樣的方法分別測出2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)相同的鉤碼的重力，并把測量結(jié)果記錄在表格中。（4）以質(zhì)量為橫坐標(biāo)，重力為縱坐標(biāo)，作出鉤碼重力大小跟其質(zhì)量的關(guān)系圖像，如圖所示。質(zhì)量m/kg0.050.100.150.200.250.300.35重力G/N0.490.981.471.962.452.943.43重力與質(zhì)量的比值/（N·kg-1）9.89.89.89.89.89.89.8分析論證（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)質(zhì)量成倍數(shù)增加時(shí)，重力也成倍數(shù)增加，物體所受的重力與其質(zhì)量的比值不變。（2）由G-m圖像可知，此圖線是一條過原點(diǎn)的直線，說明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。歸納總結(jié)大量精確的實(shí)驗(yàn)表明，物體所受重力跟它的質(zhì)量成正比。如果用G表示重力，m表示質(zhì)量，g表示重力與質(zhì)量的比值，地球附近的物體所受重力跟它的質(zhì)量之間的關(guān)系可以寫成，即G=mg。2.重力的計(jì)算（1）物體重力大小與其質(zhì)量的關(guān)系為G=mg，其中重力G的單位是N，質(zhì)量m的單位是kg，g的單位是N/kg。g取9.8N/kg，粗略計(jì)算時(shí)取10N/kg。（2）g=9.8N/kg表示的物理意義：質(zhì)量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N。（3）使用公式G=mg時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①公式中各物理量都必須使用國際單位；②要會將公式進(jìn)行變形，能靈活運(yùn)用。如已知物體的重力求質(zhì)量時(shí)，可將公式G=mg變形為。▲拓展培優(yōu)g值不是定值g值雖然是一常數(shù)，但它跟物體所處的地理位置有關(guān)。（1）在同一地區(qū)的物體，g值隨其離地面高度的增加而減小（高度變化不大時(shí)，g值的變化可以忽略不計(jì)）。（2）距離海平面相同高度的物體，g值隨地理位置的變化而變化，在赤道處g值最小，在兩極處g值最大。（3）月球上的物體由于被月球吸引也受月球的“重力”。但是月球上的g值大約是地球上g值的，所以物體在月球表面受到的重力約是其在地球表面受到重力的。三、重力的方向1.現(xiàn)象探究：重力的方向圖示現(xiàn)象將小球用細(xì)線懸掛在支架上，將裝置放在水平面上，靜止時(shí)發(fā)現(xiàn)懸線豎直向下將同樣的裝置與水平面成一角度α，靜止時(shí)發(fā)現(xiàn)懸線豎直向下歸納重力的方向總是豎直向下的2.對重力方向的理解（1）重力的方向總是豎直向下，而不是垂直向下。（2）重力的方向不受其他作用力的影響，與物體的運(yùn)動狀態(tài)及位置無關(guān)?！锾貏e提醒豎直向下≠垂直向下“豎直向下”是指垂直于水平面向下，近似指向地心。“垂直向下”是指垂直于某個(gè)面向下，這個(gè)面不一定是水平面。所以“豎直向下”是“垂直向下”的一個(gè)特例，我們不能把重力方向說成是“垂直向下”。G豎直向下，F(xiàn)垂直向下3.重力方向的應(yīng)用：人們在一根線下吊一重物，就做成了一根鉛垂線。因?yàn)橹亓Ψ较蚴冀K豎直向下，所以鉛垂線靜止時(shí)總豎直向下，故用鉛垂線可以檢查工作臺面是否水平，墻壁上的畫是否掛正等。鉛垂線與臺面垂直，說明臺面水平畫的豎邊沒與鉛垂線平行，說明畫沒掛正四、重心1.概念：地球吸引物體的每一部分，物體的各部分都受到重力的作用。但是，對于整個(gè)物體，重力的作用的表現(xiàn)就好像它作用在某一點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心。重心實(shí)際上是物體各部分受到重力作用的等效作用點(diǎn)。2.重心的位置（1）形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，它的重心在它的幾何中心處，如圖所示。（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外，還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。如圖所示是空杯、少半杯水、大半杯水時(shí)杯子和水重心大致位置。（3）物體的重心不一定在物體上。如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)的重心在環(huán)的中心處，不在環(huán)上。（4）重心的位置與物體所在的位置及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。（5）為了研究問題方便，在受力物體上畫力的示意圖時(shí)，常把力的作用點(diǎn)畫在重心上。▲拓展培優(yōu)“支撐法”和“懸掛法”確定重心（1）支撐法：適用于長條狀物體。把掛有兩個(gè)鸚鵡的長條棍放在手指上，仔細(xì)調(diào)節(jié)手指在長條棍的位置，使其在手指上平衡，這時(shí)就可以找到長條棍的重心（即在支點(diǎn)上方，如圖甲所示）。甲乙丙（2）懸掛法：適用于薄板，如圖乙所示，用細(xì)線通過薄板上某一點(diǎn)A將其懸掛起來。當(dāng)薄板靜止時(shí)，用鉛筆沿懸線在薄板上畫出豎線AB；如圖丙所示，用細(xì)線再通過另一點(diǎn)C把薄板懸掛起來，當(dāng)薄板靜止時(shí)，沿懸線在其上畫出另一條豎線CD，則AB、CD兩直線的交點(diǎn)O就是薄板的重心。五、重力的由來1.類比法分析重力的由來現(xiàn)象原因如圖所示，當(dāng)橡皮筋起來之后，需要用細(xì)繩緊緊拉住橡皮，若松開手，橡皮會沿切線向外飛出橡皮能繞手做圓周運(yùn)動，是因?yàn)楸患?xì)繩拉住，手通過細(xì)繩給了橡皮一個(gè)力，橡皮才會繞手做圓周運(yùn)動而不向外飛出月球是地球的衛(wèi)星，月球在不停地繞地球做圓周運(yùn)動，如圖所示月球繞地球轉(zhuǎn)動而不會跑掉，是因?yàn)樵虑蚺c地球之間有一條無形的“線”，它就是地球和月球間的引力。在這個(gè)引力的作用下，月球繞地球轉(zhuǎn)動而不會跑掉宇宙間的物體，大到天體，小到塵埃，都存在相互吸引的力，這就是萬有引力。重力是由于地球附近的物體受到地球的吸引力而產(chǎn)生的。但重力的大小并不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力，除在兩極處的物體的重力大于萬有引力外，在地球其他各處物體的重力都略小于萬有引力。一、選擇題1.對下列物理量的認(rèn)識中，最符合常識的是（）。A．一名中學(xué)生身高約165mm；B．一名中學(xué)生的步行速度約10m/s；C．一名中學(xué)生的受到重力約500N；D．一名中學(xué)生的質(zhì)量約500kg【答案】C?！窘馕觥緼．一名中學(xué)生身高約165cm，故A不符合題意；B.一名中學(xué)生的步行速度約1m/s，故B不符合題意；C.一名中學(xué)生的受到重力約500N，故C符合題意；D.一名中學(xué)生的質(zhì)量約50kg，故D不符合題意。故選C。2.下列關(guān)于重力的說法中不正確的是（）。A．向上拋出的籃球，在上升過程中受到重力的作用；B．汽車沿斜坡下行時(shí)，受到的重力方向是豎直向下的；C．成熟的果實(shí)落到地面上，是因?yàn)樗艿街亓Φ淖饔?；D．物體的重心一定在物體上【答案】D?！窘馕觥緼．向上拋出的籃球，在上升過程中仍然由于地球的吸引而受到重力的作用。故A正確，不符合題意。B．任何時(shí)候物體受到的重力方向都是豎直向下的。故B正確，不符合題意。C．成熟的果實(shí)由于地球的吸引而受到重力作用，所以果實(shí)會落到地面上。故C正確，不符合題意。D．物體的重心不一定在物體上，比如空心的籃球等物體的重心在空心部分的球心上，沒有在籃球上。故D錯(cuò)誤，符合題意。3.如圖所示，一輛汽車沿斜面向下行駛，下圖能正確表示該車在行駛過程中所受重力的方向的是（）。A．B．C．D．【答案】A?！窘馕觥啃泵嫔系钠囀艿街亓ψ饔茫亓Φ姆较蜇Q直向下，與水平面垂直。故選A。4.如圖，玩具“不倒翁”被扳倒后會自動立起來，其奧妙是（）。A．重心低，不易傾倒 B．里面有自動升降的裝置C．重力小，可以忽略 D．重力的方向總是豎直向下的【答案】A?！窘馕觥客婢摺安坏刮獭北话獾购髸詣恿⑵饋恚蚓褪遣坏刮痰撞糠庞忻芏容^大的鉛粒，重心下降，增大穩(wěn)度，不易摔倒，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。5.如圖所示的圖像中，不能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是（）。A．B．C．D．【答案】B?！窘馕觥緼B．物體的重力與物體質(zhì)量成正比，故A正確，不符合題意，B錯(cuò)誤，符合題意；CD．g是物體重力與質(zhì)量的比值，與重力、質(zhì)量無關(guān)，在同一地點(diǎn)是一個(gè)定值，故CD正確，不符合題意。6.關(guān)于g＝9.8N/kg，下列說法正確的是（）。A．物體受到的重力是它質(zhì)量的9.8倍；B．物體的質(zhì)量是重力的9.8倍；C．1kg的物體所受的重力是9.8N；D．1kg＝9.8N【答案】C?！窘馕觥緼B．重力和質(zhì)量是不同的物理量，不能說物體受到的重力是它質(zhì)量的9.8倍或物體的質(zhì)量是重力的9.8倍，故AB不符合題意；C．質(zhì)量為1kg的物體重力是：，故C符合題意；D．在地球上1kg的物體所受的重力為9.8N，而不是1kg＝9.8N，故D不符合題意。二、填空題7.一個(gè)南瓜所受的重力是30N，它的質(zhì)量是________kg，重力的方向_______。（g取10N/kg）【答案】3；豎直向下?！窘馕觥坑蒅=mg知道，南瓜的質(zhì)量是：；重力的方向是豎直向下的。8.工人師傅在對窗臺施工時(shí)，將水平儀放置于窗臺上，鉛垂線靜止后的情形如圖所示。鉛垂線的工作原理是利用重力________的特點(diǎn)，圖示情形說明窗臺_______（選填“左”或“右”）面較低?！敬鸢浮糠较蜇Q直向下；右?！窘馕觥縖1][2]重力的方向始終豎直向下，根據(jù)重力的方向豎直向下，制成鉛垂線檢查物體是否豎直，如果物體豎邊與鉛垂線平行則物體豎直，由圖可知，窗臺右面較低。9.由中國自行設(shè)計(jì)研制的月球車（如圖所示）乘坐“嫦娥”三號探月衛(wèi)星“親近”月球，實(shí)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，若將一個(gè)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。【答案】200；120。【解析】[1][2]由題意可得，月球車放到月球上，它受到的重力月球車在地球上的質(zhì)量因質(zhì)量是物體本身的一種屬性，和物體的形狀、狀態(tài)、位置無關(guān)，所以月球車在月球上的質(zhì)量仍然為120kg。10.“夜來風(fēng)雨聲，花落知多少”，這是唐代詩人孟浩然《春曉》中的詩句詩中“花落”是指花瓣落地，實(shí)際上是由于花瓣受到___________的作用，其施力物是___________?！敬鸢浮恐亓?；地球。【解析】[1]花瓣落地是因?yàn)槭艿搅酥亓Φ淖饔?，向下運(yùn)動。[2]而重力是由于地球的吸引，故施力物體是地球。11．一個(gè)橋頭立著如圖所示的限重標(biāo)志牌，這座橋面受到的壓力超過__________N時(shí)，就可能發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)汽車行駛在橋面上時(shí)，它所受重力的方向是_____________。（取g＝10N/kg）【答案】2×105；豎直向下?！窘馕觥繕蛎媸艿降膲毫葱旭傑囕v的重為：F=12.甲、乙兩個(gè)物體的質(zhì)量之比是8：3，在地球同一地點(diǎn)它們所受重力之比為，它們所受重力的施力物體是。【答案】8：3；地球?！窘馕觥浚?）因?yàn)橥坏攸c(diǎn)的常數(shù)g相等，m甲：m乙＝8：3，所以由G＝mg可得，甲乙物體受到的重力之比：G甲：G乙＝m甲g：m乙g＝m甲：m乙＝8：3；（2）因?yàn)橹亓κ怯捎诘厍虻奈刮矬w受到的力，所以它們所受重力的施力物體是地球。故答案為：8：3；地球。三、作圖題13．請?jiān)趫D中畫出蘋果所受重力的示意圖?！窘馕觥刻O果所受的重力豎直向下，從重力的作用點(diǎn)﹣﹣蘋果的重心豎直向下畫有向線段，即可畫出蘋果所受重力的示意圖，如圖所示：四、實(shí)驗(yàn)題14.某興趣小組在探究“影響物體重力大小的因素”和“判斷重力方向”的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究。(1)在探究物體所受重力大小與物體質(zhì)量關(guān)系時(shí)，實(shí)驗(yàn)記錄如表：被測物體物體質(zhì)量m（kg）重力G（N）G與m的比值（N/kg）物體10.10.989.8物體20.21.969.8物體30.32.949.8①在探究過程中，需要的測量工具有___________、___________。②分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：___________。③根據(jù)上表中測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析圖甲，其中能正確描述物體所受的重力G與質(zhì)量m關(guān)系的圖像是___________。(2)該組同學(xué)在探究重力方向時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，操作如下：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___________（選填“變化”或“不變”）；剪斷懸線OA，小球___________（選填“豎直”或“垂直”）下落。②從以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得到：重力的方向總是___________。【答案】天平；彈簧測力計(jì)；物體所受重力與其質(zhì)量成正比；