(共30张PPT)
第3节 重 力
学习目标
物理观念:知道什么叫重力,了解重力产生的原因;知道重力的方向、重心以及重垂线的应用,会画重力的示意图;通过实验知道重力的大小与质量成正比,并能用公式G=mg进行简单计算。
科学思维:通过“实验分析”强化理解重力方向及重心;经历重力大小与质量的关系探究,能对实验过程进行合理的分析和评估。
科学探究:经历探究重力的大小跟什么因素有关的过程,探究重力大小跟物体质量的关系。会根据Gm图像分析处理实验结果。
科学态度与责任:培养学生乐于探究自然现象、物理规律的兴趣,提高学生辩证地分析物理知识的意识;培养学生的交流意识与团队协作精神。
课堂引入
瀑布、雪花、篮球、橡皮的运动状态是否发生改变？这些物体是否受到力的作用？
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探究新知
探究点一 重力
重力的符号：g
定义：因地球的吸引而受到
的力叫做重力（gravity）。
施力物体：地球
受力物体：地球附近的所有物体
地球附近的所有物体都受到重力的作用
探究新知
列举日常生活中观察到物体受到重力作用的现象。
探究新知
如果没有重力我们的生活会是什么样子？
天宫授课－－失重
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假如地球重力变化会发生什么
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用绳子绑着橡皮，拉着绳子旋转，体验自己的手有怎样的感受。
思考：
（1）橡皮为什么没有飞出去？
（2）同样的，图中月亮在绕地球做类似的运动，为何不会飞走？
类比
橡皮因受绳子的拉力才没被甩出去
月球因受地球的吸引力才没被甩出去
重力的由来
探究新知
探究新知
牛顿研究后提出：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到尘埃之间，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。
重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
万有引力
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探究新知
探究重力大小跟质量的关系
弹簧测力计
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。
1.用什么工具测量重力？
2.如何测量重力的大小？
探究点二 重力的大小
探究新知
探究新知
1.逐次增挂钩码，分别测出它们所受重力，并记录在表格中。
进行实验
质量m/kg
重力G/N
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
探究新知
2.以质量为横坐标、重力为纵坐标描点并连接这些点，观察后思考：物体所受重力跟它的质量有什么关系？
进行实验
m/kg
G /N
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.3
0.25
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
物体所受的重力跟它的质量成正比。
探究新知
重力的大小
物体所受的重力跟它的质量成正比。
G = mg
=
G
m
g
精确的实验表明：
地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成
G ——
m——
重力——牛顿（N）
质量——千克（kg）
g= 9.8 N/kg。它表示质量为1 kg的物体所受到的重力是9.8 N。为计算方便在粗略计算时可取g =10 N/kg。
探究新知
一些常见物体的重力大小
一瓶可乐的
重力约5N
物理课本的重力约2N
一个中学生的
重力约500N
一个篮球重力约7N
例题1 质量是0.25kg的木块，受到的重力是多少牛？一个人所受的重力为450N，那么他的质量是多少千克？g取10N/kg。
注意：运用公式、规范书写步骤。计算过程中 要带入数字和单位，带有单位的计算既可以使计算过程有意义，又可以通过单位之间的关系判断计算是否正确。
探究新知
探究点三 重力的方向
1.如图，用细线悬挂物体，将物体浸在水中，观察细线的方向；
2.将铁架台底部垫起倾斜，杯内水依然水平，观察细线的方向；
3.将烧杯拿走，用细线剪断细线，观察物体坠落的方向。
探究新知
探究新知
无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是垂直的。
结论：重力的方向是竖直向下（垂直于水平面向下）
实验现象
水平面
探究新知
我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的。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？
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指向地心
探究新知
“竖直向下”指与水平面垂直向下，不能说成“垂直向下” 。
注意：垂直向下 ≠ 竖直向下
如图所示，放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确？
重力的方向竖直向下
理解为指向地心
G
G
√
×
重力方向竖直向下的应用
水平仪
铅垂线
重锤仪
水平仪：判断台面是否水平，地面是否水平。
铅垂线（重锤仪）：判断墙壁是否竖直，墙上的画是否挂正。
四、各节教学建议
走钢丝
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探究新知
探究新知
重心
物体的每一部分都被地球吸引着，但对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点上， 这个点叫做物体的重心。
物体的每一部分
都受到重力作用
对于整个物体，重力的作用效果就好像作用在某一点上的一个力。
等效于
探究新知
形状规则、质量分布均匀的物体重心在其几何中心上
重心：重力在物体上的作用点
方形薄板的重心在对角线的交点上
粗细均匀的棒的重心在中点
球的重心在球心
G
唱片的重心在
它的圆心上。
探究新知
这些物体的重心不在物体上
物体的重心是物体所受重力的等效作用点，重心可以不在物体上。
篮球的重心在球心
而不在球面上
例题2 画出下列物体所受重力示意图
重心与物体的稳定性
探究新知
探究新知
物体的重心越低，稳定性越好。
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，叉开腿，更有助于在惊涛骇浪中保持平稳。
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第3节《重力》导学案
【学习目标】
1．知道重力是由于地球的吸引而产生的力.
2．经历探究物体重力和质量的过程得到它们的关系：G=mg.
3．知道重力的方向总是竖直向下.
4．知道重心的概念及规则物体的重心的位置.
【学习重点】
重力的方向、重力的大小跟质量的关系.
【学习难点】
探究重力的大小与质量的关系.
【自主预习】
1．地球对它附近的物体有吸引作用，由于______而使物体受到的力叫做重力．重力的施力物体是______，地球上的所有物体都受到______的作用，重力的符号是______.
2. 物体受到的重力可以用______来测量.物体所受的重力跟它的质量成______，用公式表示为______.
3. 重力的方向是______的，即与______方向垂直，不同于垂直向下.
4．重力的作用点在物体的______上.质地均匀、形状规则的物体，重心在其______.
5．宇宙间任何两个物体之间都存在相互吸引的力，这就是______.
【探究新知】
探究点一 重力的概念
1.重力的概念
观察思考：生活中的现象：抛出去的物体为什么往下掉？
水往低处流 飘落地面的雪花 篮球落地
分析归纳：地球对它附近的物体有______作用，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做______，地球附近的所有物体都受到______的作用.
（1）重力产生的原因：__________________；
（2）重力的施力物体是______，受力物体是地面附近的一切物体.
2.思考：如果没有重力，我们的生活会是怎样的.
.
3.万有引力
活动：用绳子绑着橡皮，拉着绳子旋转，体验自己的手有怎样的感受.
（1）橡皮为什么没有飞出去？
这是因为橡皮受到绳子的______.
（2）同样的，图中月亮在绕地球做类似的运动，为何不会飞走？
这是因为月亮受到地球的______.
（3）归纳：
①地面上物体受到地球吸引力下落与地球和月亮之间的吸引力是同一性质的力，这就是______.
②宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在相互吸引的______.
探究点二 重力的大小
1.提出问题:物体的重力的大小可能与什么因素有关呢？
活动：手拿质量不同的钩码，体验重力大小和什么因素有关？请提出猜想.
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，因此重力的大小可能跟物体的______有关.
2.设计实验：
（1）用什么工具测量重力？用______测量重力.
（2）需要测量哪些物理量？物体的______、物体受到的______大小.
（3）实验器材：______、质量为50g的钩码（数个）、铁架台.
（4）实验方法：钩码的质量已知(50 g)，挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，其大小等于钩码的______.比较质量不同的钩码受到的重力大小，找出二者之间的关系.
3.进行实验：
（1）调节弹簧测力计指针到______线处；
（2）将一个钩码挂在弹簧测力计下，用弹簧测力计测出其重力G，填写在表格中；
（3）逐次增加钩码个数，分别测出对应的重力G，并填写在表格中；
(4)在下方的坐标图中，以质量为横坐标，重力为纵坐标描点，并连接这些点；
4.实验数据：
质量m/kg 0.05 0.1 0.15 0.20 0.25 0.30
重力G/N
重力/质量（N/kg）
5.数据处理：
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像.
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？
通过分析数据可以看出，在误差允许范围内，当质量成倍增加时，物重也成倍增加，但它们的比值______.
这是一条通过原点的直线，即正比例函数图像，由此可以得出物体所受的重力与质量成______：
实验结论：物体受到的______和______成正比，重力与质量的比值为一个定值.
6.归纳：
①重力的大小：物体所受的重力跟它的质量成______.
②比值：这个比值约是9.8 N/kg，用字母g表示，g =，其物理意义是：在地面附近质量为1 kg的物体受到的重力是______ N.
③公式：.
其中G表示重力，单位是N；m表示质量，单位是kg；g取9．8 N／kg，粗略计算时，可取g=10 N／kg.
④重力的大小与物体的______、地理______有关，即质量越大，物体受到的重力越大；在地球上，越靠近赤道，物体受到的重力越小，越靠近两极，物体受到的重力越大
例题 质量为0.25 kg的木块，受到的重力是多少N？一个人所受的重力为450 N，那么，他的质量是多少kg？(g取10 N/kg)
探究点三 重力的方向
1.实验探究：重力的方向
实验器材：铁架台、细线、重物、水槽、三角尺.
实验步骤：
①如图，用细线悬挂物体，将物体浸在水中，观察细线的方向；
②将铁架台底部垫起倾斜，杯内水依然水平，观察细线的方向；
③将烧杯拿走，用细线剪断细线，观察物体坠落的方向.
实验现象：无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是______的.
实验结论：重力的方向______向下.
用细绳悬挂重物静止时，由于它们受到______的作用，细线一定沿着重力的方向，即______（垂直于水平面向下）.
2.归纳：
（1）重力的方向：重力的方向总是______的.
“竖直向下”指与______垂直向下，所以“竖直向下”决不能说成“垂直向下”或“向下”.
（2）应用：______、______.
重垂线：用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时，细线下垂的方向跟重力的方向一致，这样的线叫重垂线.
①利用重垂线，判断墙体是否竖直，墙上的画是否挂正.
②利用水准仪：判断窗台、地面是否水平.
3.想想议议：我们站在地面上，脚朝下，站得很稳.但地球是圆形的，在我们脚下的阿根廷人，好像是脚朝上的，他们为什么也站得很稳呢？想想看，通常所说的“下”，到底指的是什么方向？
我们通常所说的“下”是指向______.
探究点四 重心
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，可以认为各部分受到的重力集中于一点，这个点叫做物体的重心.
1.重心：重力的______.
(1)重心是作用点，重心不是重力的实际作用点，也不是物体最重的点.
(2)重心的位置跟物体______和______的分布有关系.
2．物体的重心
(1)外形规则、质量分布均匀的物体重心在它的______上.如：方形薄木板的重心在两条______的交点；球的重心在______；粗细均匀的棒的重心在它的______.
（2）物体重心的位置，可以在物体上，也可以______物体上.如均匀圆环的重心在圆环的中心不在圆环上.如一个充气的篮球，其重心在几何中心处.
（3）为了研究问题的方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在______上.同一物体同时受到几个力时，作用点也都画在______上.
3.物体的稳度：观察以下图片，物体的稳度与重心有什么关系？
归纳总结：物体的重心______，稳定性越好.
4.练习：画出下列物体或人所受重力示意图.
规范要求：
(1)在物体上找到物体的重心.
(2)从重心开始画出竖直向下的方向.
(3)在箭头旁边标出重力的符号和大小.
【当堂练习】
1.在没有风的室内向上抛出皮球，在球升到最高点静止的瞬间，不计空气阻力，它受到的力有（）
A. 只有重力 B. 重力和手的推力
C. 不受力 D. 重力和惯性力
2.下列说法中正确的是（）
A 物体受到的重力的大小跟它的体积成正比
B 物体受到的重力的大小跟它所含物质的多少成正比
C 物体受到的重力跟物体的质量是一回事，不必加以区别
D 物体受到的重力与物质的种类有关
3.“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球，把来自太空的纸星星送给女儿.纸星星从太空返回地面后（ ）
A. 质量变小B. 质量不变 C. 重力变小D. 重力不变
4.一个质量为0.2 kg的苹果从树上落下，这是由于苹果受______的作用，这个力的施力物体是______，受力物体是______，这个力的大小为________N，方向是_______.(g取10 N/kg)
5.请在图中画出北京冬奥会吉祥物所受重力的示意图.
6.一个木块从斜面上滑下，在水平面上继续滑动，请分别画出木块在斜面和水平面时木块所受重力的示意图.
7．如图所示是研究重力的方向实验，球A所受重力的施力物体是_____，实验时，缓慢改变斜面倾角，观察悬线OA的方向_____（改变/不变）.若要进一步验证重力方向竖直向下的结论，还应进行的操作的是_____.
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会.
.
参考答案
【自主预习】
1．地球的吸引 地球 重力G
2.弹簧测力计 正比 G＝mg
3.竖直向下 水平
4．重心 几何中心
5．万有引力
【探究新知】
探究点一 重力的概念
1.吸引 重力 重力 （1）地球的吸引 （2）地球
2.河水不再流动，杯子中的水倒不进嘴里，空气会远离地球，人轻轻一跳会远离地面，汽车无法行驶……
3.（1）拉力（2）吸引力 （3）①万有引力②万有引力
探究点二 重力的大小
1.质量
2.（1）弹簧测力计 （2）质量 重力 （3）弹簧测力计（4）重力
3.进行实验：
（1）零刻度
5.如图所示 不变 正比 重力 质量
6.①正比② 9.8 ③G＝mg④质量 位置
例题 2.5N 4.5kg
解：由G＝mg可知，木块受到的重力G木＝m木g＝0.25 kg×10 N/kg＝2.5 N．
由G＝mg可得m＝，因此人的质量m人＝＝＝45 kg.
探究点三 重力的方向
1.垂直 竖直 重力 竖直向下
2.（1）竖直向下 水平面 （2）重垂线、水平仪.
3.地心
探究点四 重心
1.作用点 (1)等效(2)形状 质量
2．(1)几何中心 对角线 球心 中点 （2）不在（3）重心 重心
3.越低
4.如图所示
【当堂练习】
1.A 2.B 3.B 4.重力 地球 苹果2竖直向下
5.如图所示
6.如图所示
7.地球 不变 剪断悬线OA，观察小球的下落情况
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第3节 重力
一、重力
由于 而使物体受到的力叫作重力,通常用字母 表示。重力的施力物体是 。
[注意] 一个物体无论是在地面上还是被抛在空中,无论是静止还是运动,都受重力的作用。
二、重力的大小
物体所受的重力跟它的质量 ,重力跟它的质量之间的关系可以用公式 表示,其中公式中重力G的单位是 ,质量m的单位是 ,比值g的单位是 ,符号是 。比值g的大小是 N/kg。
知识清单
地球的吸引
G
地球
成正比
G=mg
牛
千克
牛每千克
N/kg
9.8
三、重力的方向
物体所受重力的方向总是 的, 就是利用重力方向竖直向下来检查所砌的墙壁是否竖直。
[注意] 重力的方向是竖直向下,而不是垂直向下。如图所示
竖直向下
铅垂线
四、重心
1.对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的 。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 上。
2.宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在 的力,这就是万有引力。
重心
几何中心
互相吸引
深度理解
4.物体的重心不一定在物体上,质地均匀、外形规则的物体的重心在它的几何中心上,比如圆环、空心球的重心就不在物体上。
【典例分析】
[例]下列关于重力的说法正确的是( )
A.物体的质量越大,受到的重力也越大,所以重力是由物体的质量产生的
B.利用重力垂直向下的方向可以检查相框是否挂正
C.根据g=9.8 N/kg可知:1 kg=9.8 N
D.物体的重心不一定都在物体上
D
基础题
1.重力为30 N的物体可能是( )
A.一个鸡蛋 B.一支钢笔
C.一头牛 D.一只鸡
2.关于重力,下列说法正确的是( )
A.苹果只有下落时才受到重力作用
B.重力的施力物体是地球
C.上升的物体不受重力
D.从斜面上下滑的物体不受重力
D
B
3.下列重力的示意图正确的是( )
D
A.正在上
升的小球
B.斜面上静
止的木块
C.斜抛向空
中的铅球
D.挂在墙上
的小球
4.关于g=9.8 N/kg所表示的物理意义,正确的是( )
A.质量是9.8 kg的物体受到的重力是1 N
B.质量是1 kg的物体受到的重力是9.8 N
C.1 kg=9.8 N
D.物体受到的重力是它的质量的9.8倍
B
5.关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A.任何物体的重心都一定在这个物体上
B.形状规则的物体,其重心可能不在物体的中心
C.重心就是物体上最重的点
D.物体重心的位置一定会随物体形状改变而改变
B
6.如图所示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是( )
D
7.质量为0.5 kg的小球被抛出后,总是会下落,是因为受 的作用,该力的施力物体是 ,大小为 N。
8.(物理学与日常生活)在墙上挂画框时,可自制一个铅垂线来检查是否挂正,如图所示是某同学挂年画时的情景,若要将画挂正,应将画的下部向 (选填“左”或“右”)移动,直至画的竖边与铅垂线重合,这是利用了重力的方向是 的原理。
地球
重力
4.9
右
竖直向下
9.(2024毕节织金县期末)“村超”作为贵州省文旅项目的名片,不仅让我们看到中国足球的未来,更为乡村振兴开辟了一条新道路。如图所示为足球在空中的运动轨迹,请画出该时刻足球所受力的示意图
(不计空气阻力)。
答案:如图所示
中档题
10.如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力( )
A.大小不变,方向改变
B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变
D.大小改变,方向不变
B
11.利用一根细棉线和一个小铁球,对一根立柱是否竖直展开实验探究,现象如图甲、乙所示。相对于立柱底端而言,该立柱顶端( )
A.略向东南方向倾斜
B.略向西南方向倾斜
C.略向西北方向倾斜
D.略向东北方向倾斜
B
12.如图所示,一根羽毛放置在长木片上,并保持静止状态。下列对羽毛受到重力的分析中错误的是( )
A.重力是由于地球的吸引而受到的力
B.重力方向是竖直向下的
C.重心位置在羽毛上的a点
D.重心位置在羽毛上的b点
D
13.甲、乙两物体质量之比为3∶5,甲物体的重力为 300 N,则乙物体的质量为 kg,重力为 N。(g取10 N/kg)
14.一个木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请分别画出木块在斜面和水平面时所受重力的示意图。
50
500
答案:如图所示
15.小明同学认为物体所受重力的大小可能与物体的质量有关,于是他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)如图甲所示是他第2次测量中弹簧测力计的读数,请将此时弹簧测力计的示数填入表中的空格处。
次数 1 2 3 4
质量m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4
重力G/N 1 3 4
2
(2)请你根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化的
图像。
答案:如图所示
(3)根据图像可以得出的结论是物体的重力与质量成 。
(4)在探究重力方向时,实验装置如图丙所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向 (选填“变化”或“不变”);通过以上实验现象可以分析得出,重力的方向总是 的。
正比
不变
竖直向下
16.(课后T4改编)一辆自重是 4.0×104 N的卡车,装着24箱货物,每箱货物的质量是 300 kg,行驶到一座立有限重标志(如图所示)的桥前,求:(g取10 N/kg)
(1)卡车质量。
答案:(1)4×103 kg
(2)这辆卡车所受的总重力。
解析:(2)24箱货物的总质量
m货=24×300 kg=7 200 kg,
这些货物的总重力
G货=m货g=7 200 kg×10 N/kg=7.2×104 N,
则这辆卡车所受的总重力
G总=G货+G车=7.2×104 N+4.0×104 N=1.12×105 N。
答案:(2)1.12×105 N
(3)要想安全过桥需要卸下几箱货物
答案:(3)4箱
素养题
17.用直角三角尺、铅垂线来判断桌面是否水平。请简述操作方法。(也可以用图描述操作方法)
答案:操作方法:将铅垂线固定在三角尺的锐角顶点上,将三角尺竖直放在被测桌面上,使一直角边与桌面重合,观察铅垂线是否与另一直角边平行,改变三角尺在桌面上的位置,重复上述操作。
用图描述的操作方法:如图所示
实验现象:(1)若桌面水平, 。
(2)若桌面不水平, 。
实验中利用的物理知识:重力的方向总是 。
铅垂线始终与另一直角边平行
铅垂线与另一直角边不平行
竖直向下
