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沪粤版初中物理 八年级(下)
第六单元 力和机械
第 3 课 重 力
力
力
力
力
英国有一个名叫艾萨克牛顿的物理学家。有一天,他正坐在苹果树下休息,忽然一个熟苹果掉下来,砸在他的旁边的草地上。他捡起掉下来的苹果,想到一个问题:为什么苹果不向上升去,而总是向下掉呢?难道有一种看不见的力量在起作用,把苹果拉向了地面?思考了很久,牛顿终于想通了这个问题。
新课导入
苹果受到了地球的吸引
学习目标
1、知道重力是由于地球的吸引而产生的。
2、知道重力的方向和重心。
3、懂得g=9.8N/kg的物理意义。
4、探究重力大小与质量的关系以及重力公式应用
投出的篮球,最终落向地面
水总是由高处流向低处
运动员跳高后很快落回地面
探究思考
这些现象都和苹果掉落一样,是因为受到地球的吸引吗?
新课讲授
1.定义:因地球的吸引而受到的力叫做重力。
知识点 1
知识点 1
1
重力的产生
2.重力的符号:G
3.重力的施力物体:地球
注:地球附近的所有物体都受到重力的作用。
探究思考
如果没有重力,我们的生活会是什么样子?
模拟失重
中国太空站
探究思考
如果没有重力,我们的生活会是什么样子?
生活中拧毛巾
太空中拧毛巾
典型例题
例1.(2019·全国·八年级单元测试)小民上体育课训练投掷铅球,他用力将铅球投掷出去后,若不计空气阻力,铅球在飞行过程中受到的力有( )
A.手的推力 B.重力 C.手的推力和重力 D.不受力
【答案】B
【详解】小民上体育课训练投掷铅球,他用力将铅球投掷出去后,若不计空气阻力,铅球在飞行过程中受到的力只有重力.所以选B.
【点睛】由于地球周围的一切物体都要受到重力的作用,所以铅球球在空中运动的过程中,能够确定其一定要受到重力的作用。
变 式
1.(2021·全国·八年级课时练习)运动员将足球从后场踢到前场,足球在空中运动的过程中,不计空气阻力,其受力的情况是( )
A.只受踢力 B.只受重力
C.受踢力和重力 D.不受力的作用
【答案】B
【详解】在空中飞行的足球,不计阻力,只受到地球的引力作用(即重力)。故选B。
变 式
2.(2022·福建建瓯·八年级期末)假如失去重力,将会出现的现象是( )
A.人可以正常行走 B.河水不会总向低处流
C.跳水比赛可以正常进行 D.抛出去的物体都会落向地面
【答案】B
【详解】A.假如失去重力,人对地面轻轻一用力就会离开地面,漂向空中,人无法正常行走,故A不符合题意;B.水往低处流是由于水受到重力作用的缘故,如果失去了重力,水就不会总向低处流,可能会四处飘散,故B符合题意;C.跳水运动员从跳板上跳起后会落向下方的水中,是由于运动员受到重力作用,如果失去了重力,运动员跳起后就不会下落,跳水比赛就不能正常进行,故C不符合题意;D.抛出去的物体由于受到重力作用,都会落向地面,如果失去了重力,抛出去的物体就不会再落向地面,故D不符合题意。
归纳小结
重力是地球附近的物体因受到地球的吸引而产生的力。
探究思考
我们站在中国的土地上,脚朝下,站得很稳。但地球是球形的,在我们“脚下”的阿根廷人,却好像是脚也是朝上的。他们为什么也站得很稳呢?我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢?
重力的方向大约指向地心。
新课讲授
知识点 2
知识点 2
1
重力的方向
物体由静止自由下落方向
悬挂重物的悬线竖直下垂的方向
结论:总是竖直向下的,即垂直于水平面。
新课讲授
知识点 2
知识点 2
1
重力的方向
注意:重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态及位置无关。
重力的方向总是竖直向下。
新课讲授
重垂线的应用
知识点 2
知识点 2
1
重力的方向
用铅垂线检查墙是否砌得竖直
T型尺检查工作台是否水平
重力的方向总是竖直向下。因为在一根线下挂重物时,重物静止后,在重力的作用下,悬线下垂的方向跟重力的方向一致。
探究思考
不一样!
正确
错误
放在斜面上的物体受到的重力方向是哪个?
G
G
竖直向下与垂直向下一样吗?
典型例题
例2.(2021·江苏南京·八年级期末)下列事例中属于应用了重力方向的特点的是( )
A. 往前推车 B. 敲打钉子
C. 用力拉拉力器 D. 用重锤线检查相框是否挂正
【答案】D
【详解】A.往前推车的力是水平方向的力,与重力方向无关,故A不符合题意; B.敲打钉子的力是锤子施加的,与重力方向无关,故B不符合题意; C.用力拉拉力器的力是水平方向的拉力,与重力方向无关,故C不符合题意; D.由于重力的方向竖直向下,重锤线静止后与水平面垂直,用重锤线检查相框是否挂正,利用了重力的方向竖直向下,故D符合题意。
变 式
3.(2022·贵州·贵阳市)如图是小明利用重垂线检查墙上的画是否挂平的情景。当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,为了把画挂平,下列做法中正确的是( )
A.把画的左边调低一些
B.把画的左边调高一些
C.换用质量较大的重锤
D.调整重垂线,使重垂线与桌面垂直
【答案】A
【详解】重力的方向总是竖直向下的,如果这幅画的长边和重垂线是平行的,则画是竖直的(即放正),否则画不竖直;所以为了把画贴正,应调整画的位置,使画的长边与重垂线平行,也就是需要将画的左边调低一些,故A正确,BCD错误。
归纳小结
重力的方向总是竖直向下的,即垂直于水平面,重垂线的有关应用正是运用了这一个原理。
探究思考
每个物体所受到的重力一样吗
如果不一样,那么它和什么有关?
知识点 3
知识点 3
重力的大小
新课讲授
物体所受重力的大小可以用弹簧测力计或弹簧磅秤来测量,物体所受重力的大小简称为物重,用G表示
弹簧磅秤
N
弹簧测力计
知识点 3
知识点 3
重力的大小
新课讲授
物体所受的重力跟它的质量有什么关系呢?
实验记录表格
次数 1 2 3
质量m(kg)
重力G(N)
重力/质量 即G/m(N/kg)
9.8
9.8
9.8
0.05
0.1
0.15
0.49
0.98
1.47
知识点 3
知识点 3
重力的大小
新课讲授
重力与质量关系的图象
0.05
0.1
0.15
以质量为横坐标、重力为纵坐标描点。连接这些点,你发现什么?
结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。
G/N
m/kg
知识点 3
知识点 3
重力的大小
新课讲授
重力与质量关系
1.物体所受的重力跟它的质量成正比。
2.重力与质量的比值大约是9.8N/kg
3.如果用g表示这个比值,重力与质量的关系可以写成
或
g =9.8N/kg的物理意义:质量为1kg的物体受到的重力为9.8N
注意:1.同一个物体,不同地方质量一定,g值不一样,重力不一样。纬度越高,g值越大,重力越大;离地面越近,g值越大,重力越大。
2.粗略计算时,可取 g = 10N/kg。
3.生活中的所说的重量是指质量,物理学中所说的重量是指重力。
知识点 3
知识点 3
重力的大小
新课讲授
重力估算
两个鸡蛋受到 的重力大约为1N
一个苹果受到的重力大约为2N
一个中学生的体重大约为500N
例3.(2021·湖南·长沙市·八年级阶段练习)由中国自行设计研制的月球车(如图所示)乘坐“嫦娥”三号探月卫星“亲近”月球,实 施无人登月探测。已知月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的六分之一 ,若将一个在地球上重为1200N的月球车放到月球上,它受到的重力是____N,质量是____kg。
【答案】200 120
【详解】由题意可得,月球车放到月球上,它受到的重力 ,月球车在地球上的质量 ,因质量是物体本身的一种属性,和物体的形状、状态、位置无关,所以月球车在月球上的质量仍然为120kg。
典型例题
变 式
4.(2019·全国·八年级单元测试)一个航天员在地球上重是784N,当他到达月球上时,他的质量是( )
A.80N B.784kg C.80kg D.784N
【答案】C
【详解】一个航天员在地球上重是784N,其质量为,质量是80千克的宇航员,由地球到达月球后,他所含物质的多少没有改变,所以质量不会改变,还是80kg。
例4.(2018·广西钦州·八年级阶段练习)对于g=9.8N/kg的理解,正确的是( )
A.质量是 1 kg 的物体所受的力是9.8N
B.1 kg =9.8 N
C.质量为 1 kg 的物体受到的重力大小为9.8 N
D.受力为9.8N的物体其质量一定是 1 kg
【答案】C
【详解】g是物体重力与质量的比值,是一个常量,g=9.8N/kg表示在地球上,质量为1kg的物体受到的重力是9.8N,故选C.
典型例题
变 式
5.(2020·陕西师大附中八年级期中)以下关于重力说法中正确的是( )
A.g=9.8N/kg表示1kg=9.8N
B.在同一地理位置,物体的质量与物体所受重力成正比
C.每个物体所受重力的方向总是相互平行的
D.有时重力的方向也可以是垂直接触面向下
【答案】D
【详解】A.g=9.8N/kg表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N,故A错误;B.物体所受重力与物体的质量成正比,不能说物体的质量与物体受到的重力成正比,故B错误;
C.重力的方向竖直向下,即指向地心,也就是说,不论物体在什么位置,所受重力方向都指向地心,所以物体所受重力的方向不可能是相互平行的,故C错误;D.如果接触面水平,重力方向就垂直接触面,故D正确。
例5.(2021·江苏·苏州市·八年级阶段练习)在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。(g取10N/kg)
典型例题
质量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
(1)把表格中的空格填写___________。
(2)图中弹簧测力计的示数为___________N。
(3)如图利用弹簧测力计测量钩码重力,使测力计内弹簧伸长的力是________。
A.钩码的重力 B.钩码和测力计的总重力
C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
(4)实验测量多组数据的目的是________。
(5)分析表中实验数据,可以得出的结论是物体的重力和质量成______比,你判断的依据是________。
被测物体 形状 重力
橡皮泥 正方形 4.8N
圆形 4.2N
三角形 3.6N
(6)该小组的同学在探究“物体重力的大小跟物体形状是否有关”的实验,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表所示。
分析实验数据得出的实验结论是:物体重力的大小与物体的形状有关他们的结论正确吗?_________,请你对此实验过程及实验结论做出评价__________________。
【答案】 400 2 C 得到普遍规律 正 物体所受的重力跟质量的比值是一个定值 错误 当物体的形状改变时,没有控制橡皮泥的质量保持不变
【详解】(1)通过观察表格中的数据可得解得m=400g;
(2)由图知,弹簧测力计的量程是5N,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计指针指示的数字是2,故图中弹簧测力计的示数为2N。
(3)力能使物体发生形变,利用弹簧测力计测量钩码重力时,使测力计内弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力,故ABD错误,C正确。故选C。
(4)多测几次的目的是为了避免结论的偶然性,从多组数据中找到共同遵循的普遍规律。
(5)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值(或质量增大几倍,重力也增大几倍),满足正比例函数关系,由此可知物体所受的重力跟质量成正比。
(6)因为物体所受重力大小与质量有关,所以在探究重力大小与形状之间的关系时,应保证物体的质量不变。该小组的同学用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,没有控制橡皮泥的质量不变,所以得到的结论是错误的。
典型例题
变 式
6.((2019·全国·八年级单元测试)某校物理实验兴趣小组的几位同学在探究“影响物体重力大小的因素”实验中,进行了如下的实验探究:
(1)第一组:探究“物体重力的大小跟物体形状的关系”,他们用橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如表一所示:
表一
分析上述实验数据,第一组的同学得出实验结论:物体重力的大小与物体的形状有关.这个结论是否可靠________(选填“可靠”或“不可靠”),理由是_____________________________________________。
变 式
(2)第二组:探究“物体的重力的大小跟物体的质量的关系”,实验装置如图甲,实验过程中他将实验数据记录在设计的表二中:
表二
请你在图乙方格纸中作出关于G与m的关系图象。
(3)分析实验数据可以得出的结论:________________________________________.
变 式
【答案】不可靠 没有控制质量相等
物体受到的重力与质量成正比
【详解】(1)要探究物体重力和物体形状的关系我们就要控制质量一定,由三种形状橡皮泥的重力可知没有保证橡皮泥的多少不变;故他们的结论不正确.(2)根据表一实验数据,应用描点法作图,G m图象如答案中图所示。(3)由表一实验数据(或G m图象)可知:物体所受的重力与它的质量成正比;
归纳小结
1.物体所受的重力跟它的质量成正比,G=mg,g=9.8N/kg,粗略计算g=10N/kg;
2.不同地方,质量一定,重力不一样,g越大,重力越大。
我们知道力有三要素,重力除了方向和大小,应该还有作用点。那么重力的作用点在哪里呢?
探究思考
知识点 4
知识点 4
物体的重心
新课讲授
重心:重力的等效作用点
1.质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上。
G
G
G
知识点 4
知识点 4
物体的重心
新课讲授
2.质地不均匀、外形不规则的薄板物体的重心可以用悬挂法确定。
知识点 4
知识点 4
物体的重心
新课讲授
3.物体的重心可以不在物体上.
例6.(2021·广西·南宁三中九年级开学考试)如图,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,其奥妙是( )
A.重心低,不易倾倒 B.里面有自动升降的装置
C.重力小,可以忽略 D.重力的方向总是竖直向下的
【答案】A
【详解】玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,原因就是不倒翁底部放有密度较大的铅粒,重心下降,增大稳度,不易摔倒,故A符合题意,BCD不符合题意。
典型例题
变 式
7.(2021·黑龙江鸡西·八年级期末)下列说法正确的是( )
A.物体的重心一定在物体上
B.物体的重心越高越稳定
C.重力的方向垂直于接触面
D.物体的重力是由于地球的吸引而产生的
【答案】D
【详解】A.形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心上,但重心不一定在物体上,例如,圆形铁环的重心在圆心,故A错误;
B.物体的重心越低,稳定性越好,故B错误;
C.重力的方向总是竖直向下的,不一定垂直于接触面,故C错误;
D.物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故D正确。
例7.(2021·全国·八年级单元测试)如图所示是小球所受重力的示意图,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】重力是由于地球吸引而使物体受到的力,重力的作用点在物体的重心,重力的方向是竖直向下的。
典型例题
变 式
8.(2021·山东寒亭·八年级期末)如图所示,斜面上的小球被挡板A挡住,请作出小球受重力的示意图。
【详解】小球所受重力的作用点在小球的球心,方向竖直向下,过球心沿竖直方向画一条带箭头的向下的线段,如答案中图所示。
【答案】
归纳小结
1.重心是重力的等效作用点;
2.质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上;
3.悬挂法可以确定质地不均匀、外形不规则的薄板物体的重心;
4.物体的重心不一定在物体上。
课堂练习
1.(2021·辽宁昌图·八年级期末)关于重力的特点,下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,受到的重力越大,所以物体的质量大小等于其受到的重力
B.地面附近的一切物体都受到重力的作用
C.重力是物体本身的一种属性,其大小不随位置的改变而改变
D.从空中落下的雨滴受到重力的作用,落地后就不受重力的作用了
【答案】B
【详解】A.物体的质量越大,受到的重力越大,质量和重力是两个不同的物理量,物体的质量大小不等于重力,故A错误;BD.物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的,在地球附近任何物体都受到重力作用,故B正确,D错误;C.质量是物体本身的一种属性,物体的重力是由于地球对它的吸引而产生的,重力大小会随位置的改变而改变,故C错误。
基础巩固题
课堂练习
2.(2021·黑龙江·齐齐哈尔市)下列物体中物重最接近15N的是( )
A.一袋方便面 B.一名中学生 C.一枚大头针 D.一只鸡
基础巩固题
【答案】D
【详解】根据可得重力接近15N的物体的质量。A.一袋方便面的质量约为0.15kg,故不符合题意;B.一名中学生的质量在40kg左右,故不符合题意;C.一枚大头针的质量在2g左右,故不符合题意;D.一只鸡的质量大约在1.5kg左右,故符合题意。
课堂练习
3.(2019·四川省遂宁市第二中学校八年级阶段练习)月球对它表面的物体也有引力,并且这个引力是地球的,一个在地球上能搬动600N重的物体的人,在月球上能搬动( )
A.大于600N重的物体 B.小于600N重的物体
C.等于600N重的物体 D.无法确定
基础巩固题
【答案】C
【详解】人能够举起的物体的重量与人的最大上举力有关.人的最大上举力不受所在星球的影响.在地球能举起重力为600N的物体,在月球上也可以举起物体的重力为600N的物体。故选C。
课堂练习
4.(2019·北京市三帆中学八年级期中)运动员用踢力F将重为G的足球踢向空中.足球在空中飞行的过程中,不计空气阻力,图所示的各图中,能正确表示足球受力情况的是( )
基础巩固题
【答案】B
【详解】空中的足球受空气阻力和重力的作用,作用在球的重心,重力方向竖直向下,如果不计空气阻力,则只受大小为G的重力作用.故ACD错误,B正确.
课堂练习
5.(2019·全国·八年级单元测试)下列图象中能用来表示物体的重力跟质量关系的是( )
基础巩固题
【答案】B
【详解】图象中,横轴表示质量,纵轴表示重力,根据重力和质量的关系作出解答.
解:重力和质量成正比,当质量为零时,重力也是零,所以重力和质量的关系图象是一条过原点的直线.
课堂练习
6.(2019·全国·八年级单元测试)一个集装箱的质量是2×103kg,则它所受的重力大小为________N.若吊起这个集装箱的起重机的重力大小为5×104N,则这个起重机的质量为________kg.(g取10N/kg)
基础巩固题
【答案】 2×104 5000
【详解】集装箱所受重力G箱=m箱g=2×103kg×10N/kg=2×104N;由G=mg得,起重机的质量:
。
课堂练习
7.((2018·全国·八年级单元测试)如图所示是确定物体重心的方法,由图可知物体的重心在__________________点,该过程应用的物理知识有________________________.(说一点)
基础巩固题
【答案】 O 重力的方向是竖直向下的
【详解】悬挂法确定物体的重心,具体做法是将物体某点用细线悬吊起来,根据二力平衡原理可得物体重心在悬点所在的竖直线上,另选一点重复实验,两直线的交点即为重心,故图中的物体重心在O点,该过程用到的物理知识有重力的方向是竖直向下的,二力平衡等.
8.(2021·湖南·长沙市长雅中学八年级阶段练习)关于重力和质量的关系,以下几种说法中正确的是( )
A.1kg 等于 9.8N,重力方向总是竖直向下
B.将10kg 物体从地球带到月球上,其质量和重力都要变小
C.天平和弹簧测力计在月球上将无法正常使用
D.地面某位置处,同一物体受到的重力跟它的质量成正比
课堂练习
能力提升题
【答案】D
【详解】A.kg是质量的单位,N是力的单位,故不能说1kg等于9.8N,故A错误;B.质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了位置,则质量不会发生改变,故将10kg物体从地球带到月球上质量不变,月球上物体的重力是地球上重力的,所以物体到达月球后,其受到的重力减小,故B错误;C.天平是利用压力等于重力来测量物体质量的,弹簧测力计可以通过弹簧形变的大小反映拉力的大小,月球引力虽然小于地球,但物体和砝码受到的引力减小程度相同,所以在月球上可以正常使用天平和弹簧测力计,故C错误;D.物体受到的重力与物体质量的关系为G=mg,即物体受到的重力跟它的质量成正比,故D正确。
课堂练习
能力提升题
【答案】 5 不变 变小
【详解】由物体的重力,根据重力与质量的关系求质量 ,物体被带到月球上,位置发生了改变,因质量是物体本身的一种属性,所以质量不变;又因为天平的工作原理是等臂杠杆,测量的是物体的质量,则其示数与在地球上的相比将不变。在月球上,受到的引力是在地球上受到重力的六分之一,所以用弹簧测力计称它的示数与地球相比变小。
9.(2020·江苏·模拟预测)用弹簧测力计测出一个物体受到的重力为50N,g取10N/kg,若改用天平测其质量,其示数为_____kg;若把它带到月球上,用天平测其示数与地球相比将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”),用弹簧测力计称它的示数与地球相比将_____选填“变大”、“变小”或“不变”)。
课堂练习
能力提升题
【答案】 3:5 100
【详解】已知m甲:m乙=3:5,因为物体所受的重力跟它的质量成正比,所以它们所受的重力之比为G甲:G乙=m甲g:m乙g=m甲:m乙=3:5;甲的重力为G甲=m甲g=6kg×10N/kg=60N
因为G甲:G乙=3:5,所以乙的重力为 。
10.(2021·湖北黄冈·八年级期中)甲、乙两物体的质量之比为3:5,则它们所受的重力之比为______;若甲的质量为6kg,则乙物体重______N(取g=10N/kg)。
课堂练习
能力提升题
【答案】1)400g;(2)0.8g/cm3
【详解】① 瓶子和液体的总质量 ,瓶内液体的质量m液=m总-m瓶 =700g-300g=400g
②液体的密度
答:①瓶内液体的质量为400g;②液体的密度0.8g/cm3。
11.2021·江苏·扬州市八年级期中)瓶子的质量为300g,瓶内装有500cm3的某种液体,瓶子和液体的总重力为7N;求:
① 瓶内液体的质量;
②液体的密度.(g=10N/kg)
课堂总结