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第六章 熟悉而陌生的力
第三节 来自地球的力
观察思考
产生这些现象的原因是什么?是什么作用把这些物体“拉”向地面?
因为物体受到了地球的吸引作用。
生活中的现象
水往低处流
散开的渔网落到水里
熟透的苹果落向地面
八大行星为什么能绕着太阳转,那是因为宇宙间任意两个物体,大到天体,小到灰尘微粒之间,都存在相互作用的吸引力,这就是万有引力。同样,地球对其表面的一切物体都有这种吸引力。这种吸引力的一部分,就是我们所说的重力。
九大行星因为受太阳吸引而绕着太阳公转
重力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,用字母“G”表示。
地球附近的所有物体都受到重力的作用。
施力
物体
受力
物体
单位:牛顿 简称“牛” 符号:N
(1)地球附近的所有物体都受到重力的作用。
(2)重力不等于地球的吸引力,重力是吸引力的一部分,重力是物体由于受到地球的吸引而产生的,但地球的吸引作用不仅仅是产生重力,还有带着物体绕地球转动的作用(向心力)。
(3)日常生活中说的“物体有多重”中的“重”指的是物体的质量。物理学中说的“物重”指的是物体的重力。
特别提醒!
如果没有重力我们的生活会是什么样子?
大量的生活经验告诉我们,质量不同的物体所受的重力不同。举起不同物体的感受也不同。
我们如何找出地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系呢?
举哑铃
举重
重力的大小
提出问题:物体重力的大小可能与什么因素有关?有什么关系呢?
猜想假设:物体的质量越大,它所受的重力可能越大。
(1)实验器材:弹簧测力计、钩码数个(质量已知)
设计实验:探究钩码重力大小与其质量的关系
(2)实验方案:用弹簧测力计分别测量不同数量的钩码所受的重力。分析比较质量不同的钩码受到的重力大小,得出重力与质量之间的关系。
(3)如何测量钩码重力的大小?
将弹簧测力计竖直放置,把已知质量的钩码挂在弹簧测力计上,静止时,弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力大小。
进行实验:
逐次增加钩码个数,分别测出50g、100g、150g、200g钩码所受的重力G,并填写在表格中。
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码的质量 m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
钩码受到的重力G /N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
重力跟质量的比值g N/kg 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
(1)根据实验数据,计算出重力和质量的比值。
数据处理:
(2)以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线,画出重力与质量关系图象
分析表格中的数据和观察画出的图像,从中你能得到什么结论?
由实验数据可知,当质量成倍增加时,重力也成倍增加,但它们的比值不变。图像是一条过原点的直线,即正比例函数图像。
实验结论:
(1)物体受到的重力大小跟它的质量成正比关系;
(2)重力与质量的比值上是一个不变的值,比值大约是9.8N/kg .
1.重力的大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。
2.计算公式:
G=mg
3.g=9.8N/kg的意义:
质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。
4.重力的大小与物体的质量、地理位置有关.
如果用g表示重力与质量的比值,则:
g 跟物体的位置有关,赤道最小,两极最大,粗略计算时可取g=10N/kg.
例题 一辆汽车的质量是3 t,则这辆汽车受到的重力是多少?(g=10 N/kg)
解:
由重力计算公式得
G = mg
=3 000 kg×10 N/kg
=30 000N
答:质量为3 t的汽车重力是30 000 N。
例题 一个中学生所受重力为500牛,则他的质量是多少?
由G=mg得
解:
答:中学生的质量是50kg。
重力的方向朝哪?
通过观察发现,无论铁架台是否倾斜,重物静止时悬线总是处于竖直向下的方向,即和水平面垂直。这个方向就是重力的方向,所以重力的方向总是竖直向下的。
重力的方向
重力的方向总是竖直向下
注意: “竖直向下”不等于“垂直向下”。
那竖直向下的“下”到底是指向哪里呢?
重力的方向指向地心。
例 下面四幅图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中的虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( )
B
重力沿竖直方向的应用:重垂线、水平仪。
重垂线:悬挂重物的细线叫做重垂线。
重锤线
①利用重锤线,判断墙体是否竖直,墙上的画是否挂正。
②利用水平仪:判断窗台、地面是否水平。
重锤线
重心
1.重力的等效作用点叫做重心。
2.形状规则、质量分布均匀的物体的重心就在它的几何中心。
方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
球的重心在球心
G
G
3.质地不均匀、外形不规则物体的重心。
利用“悬挂法”或“支撑法”寻找
4.物体的重心不一定在物体上。
物体的重心是物体所受重力的等效作用点,重心不一定在物体上。
悬挂法
支撑法
物体的每一部分都被地球吸引着,但对于整个物体,从效果上看,可以等效为各部分受到的重力集中于一点,这个点就是物体的重心。
每一个部分都受到重力作用
对于整个物体,作用效果就好像作用在某一点上的一个力。
等效于
物体是只有重心受到重力作用吗?
重心的应用—稳度
赛车车身很低,轮子相距尽量远,在快速行驶时不易翻倒
冲浪者弓着腰,又开腿,更有助于在惊涛骇浪中保持平稳
提高稳度的方法 1、降低重心
重心的应用—稳度
提高稳度的方法 2、增大支持面
起重汽车放下支腿扩大支面
台灯有个大底座
下大上小的茶壶