第一节 重力
[学习目标] 1．知道力是物体间的相互作用，会用力的图示和力的示意图表示力．2．知道重力的产生原因，知道重力的大小与方向，了解重力的应用．3．知道重心的概念及影响因素，会用悬挂法确定重心．
知识点一 重力
1．定义：由于____________而使物体受到的力．
2．重力的大小：可用公式G＝____计算得出，式中g是自由落体加速度，g＝_____________．
3．重力的方向：总是__________．
4．重力的表示方法
(1)重力的示意图
用一条带箭头竖直向下的__________表示重力．
(2)重力的图示
选定标度后，用与标度________的长度表示重力的大小，有向线段的箭尾表示重力的作用点，得到的图就称为重力的图示．
重力方向总是竖直向下，垂直于水平面．
1．(1)重力的大小会随位置变化，方向总是竖直向下，所以方向不变． ( )
(2)同一物体在地球上和在月球上质量是一样的，但重力不同． ( )
(3)g＝9.8 N/kg＝________m/s2．
知识点二 重心
1．重心：物体的各组成部分都受重力作用，从效果上看，
可认为各部分所受到的______作用集中于一点，这一点称为物体的重心．
2．决定物体重心位置的因素
(1)物体的______．
(2)物体的__________．
3．确定物体重心的方法
(1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在__________．
(2)薄板重心可用________来确定．
1．物体的重心可以不在物体上．
2．任何一个物体有且只有一个重心．
2．(1)物体上只有重心处才受到重力作用． ( )
(2)球体的重心一定在球心处． ( )
(3)物体的稳定程度与重心高低有关． ( )
知识点三 重力的应用
1．利用重垂线检验墙身是否竖直
2．抛秧
3．重力探矿
如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直．为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢？
考点1 重力和力的图示
1．重力的产生、大小和方向
(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的吸引力．
(2)重力的大小
①重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．
②重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大．
(3)重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．
2．画力的图示和力的示意图的流程
【典例1】 关于地面上物体的重力，下列说法正确的是( )
A．只有静止时，物体才受重力
B．物体对地面的压力就是物体的重力
C．弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小
D．同一地点，物体的重力与其质量成正比
思路点拨：①重力是由地球吸引而产生的，与物体运动状态无关．
②明确物体的重力和对地面的压力的施力物体和受力物体．
[听课记录]___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
[跟进训练]
1．如图所示，图甲中在木箱的P点，用一与水平方向成30°角斜向上的150 N的力拉木箱；图乙中在木块的Q点施一与竖直方向成60°角斜向上的20 N的推力，把木块抵在墙壁上．试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出丙中电灯所受重力和拉力的示意图．
甲 乙 丙
思路点拨：根据力的图示的画法，正确选取标度画出力的图示．
[听课记录]___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
力的图示与力的示意图的作图技巧
(1)画力的图示，要严格按以下步骤进行．
①选标度：以某一长度表示一定大小的力．
②画线段：从力的作用点沿力的方向画一线段，长短根据标度和力的大小确定．
③定刻度．
④画箭头．
(2)力的图示一定要画在受力物体上，标度选取适当，所画线段的长度应是标度的整数倍．
(3)力的示意图与力的图示不同，力的示意图是便于分析受力，画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小．
考点2 对重心的理解
1．重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．
2．重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关．
(1)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．
(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．
【典例2】 (多选)某中学教学楼的读书角迎来了一位新客人，如图所示．这个小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣．关于这个装饰瓶，下列说法正确的是( )
A．装饰瓶重心一定在其几何中心
B．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关
C．若装饰瓶底部出现一个小洞，则在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低
D．若装饰瓶底部出现一个小洞，则在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先下降后升高
[听课记录]___________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
重心确定的方法
质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心；形状不规则的物体的重心可用二力平衡的方法确定，包括支撑法和悬挂法．若不规则物体可分为几个规则物体，也可以将这几个规则物体的重心找到，再逐步确定整个物体重心的位置．
[跟进训练]
2．在体育运动中，人的身体重心位置随着姿势的变化而改变．下列各姿势中身体重心位于体外的是( )
A B C D
1．下列说法正确的是( )
A．鸡蛋碰石头，虽然鸡蛋碎了而石头完好无损，但鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是完全相同的
B．放在桌面上的书本对桌面的压力不是由书本的形变而产生的
C．“风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，但未见到施力物体，说明没有施力物体的力也是可以存在的
D．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
2．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )
A．重心是重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外
B． 弹簧测力计和杆秤都可以直接用来测重力
C． 挂在细线下面的物体处于静止状态时，重心一定在通过悬点的竖直线上
D． 有规则形状的物体的几何中心一定与重心重合
3．(新情境题，以“轰－6N”为背景考查重力)(多选)如图为轰－6N新型远程战略轰炸机，关于轰－6N的说法正确的是( )
A．轰－6N受到的重力指向地心
B．轰－6N受重力的同时，它也对地球产生引力
C．轰－6N受到重力的施力物体是地球
D．轰－6N匀速飞行时，它不受重力
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．重力就是地球对物体的吸引力吗？
2．重力的方向一定指向地心吗？
3．决定重心位置的因素有哪些？
3 / 6第一节 重力
[学习目标] 1．知道力是物体间的相互作用，会用力的图示和力的示意图表示力．2．知道重力的产生原因，知道重力的大小与方向，了解重力的应用．3．知道重心的概念及影响因素，会用悬挂法确定重心．
知识点一 重力
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．重力的大小：可用公式G＝mg计算得出，式中g是自由落体加速度，g＝9.8_m/s2．
3．重力的方向：总是竖直向下．
4．重力的表示方法
(1)重力的示意图
用一条带箭头竖直向下的有向线段表示重力．
(2)重力的图示
选定标度后，用与标度成比例的长度表示重力的大小，有向线段的箭尾表示重力的作用点，得到的图就称为重力的图示．
重力方向总是竖直向下，垂直于水平面．
1．(1)重力的大小会随位置变化，方向总是竖直向下，所以方向不变．( )
(2)同一物体在地球上和在月球上质量是一样的，但重力不同．( )
(3)g＝9.8 N/kg＝________m/s2．
[答案] (1)× (2)√ (3)9.8
知识点二 重心
1．重心：物体的各组成部分都受重力作用，从效果上看，
可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心．
2．决定物体重心位置的因素
(1)物体的形状．
(2)物体的质量分布．
3．确定物体重心的方法
(1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何中心．
(2)薄板重心可用悬挂法来确定．
1．物体的重心可以不在物体上．
2．任何一个物体有且只有一个重心．
2．(1)物体上只有重心处才受到重力作用． ( )
(2)球体的重心一定在球心处． ( )
(3)物体的稳定程度与重心高低有关． ( )
[答案] (1)× (2)× (3)√
知识点三 重力的应用
1．利用重垂线检验墙身是否竖直
2．抛秧
3．重力探矿
如图所示，树上的苹果会落向地面；建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直．为什么树上的苹果总要落向地面？为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直呢？
提示：物体落向地面是因为受到了竖直向下的重力作用；重垂线能检测墙壁是否竖直也是因为重力的方向是竖直向下的，重锤静止时，悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的，如果墙壁与细线平行，就说明墙壁是竖直的，没有倾斜．
考点1 重力和力的图示
1．重力的产生、大小和方向
(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的吸引力．
(2)重力的大小
①重力的大小G＝mg，只与物体的质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．
②重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大．
(3)重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．
2．画力的图示和力的示意图的流程
【典例1】 关于地面上物体的重力，下列说法正确的是( )
A．只有静止时，物体才受重力
B．物体对地面的压力就是物体的重力
C．弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小
D．同一地点，物体的重力与其质量成正比
思路点拨：①重力是由地球吸引而产生的，与物体运动状态无关．
②明确物体的重力和对地面的压力的施力物体和受力物体．
D [物体是否受重力与物体运动状态无关，A错误；物体对地面的压力与物体的重力的施力物体和受力物体不同，故不是一个力，B错误；杆秤的原理是杠杆原理，只能测质量不能测重力，C错误；在同一地点g为常数，由G＝mg可知，重力与质量成正比，D正确．]
[跟进训练]
1．如图所示，图甲中在木箱的P点，用一与水平方向成30°角斜向上的150 N的力拉木箱；图乙中在木块的Q点施一与竖直方向成60°角斜向上的20 N的推力，把木块抵在墙壁上．试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出丙中电灯所受重力和拉力的示意图．
甲 乙 丙
思路点拨：根据力的图示的画法，正确选取标度画出力的图示．
[解析] (1)此题可按以下步骤对P点的拉力进行作图：
①选定一段长4 mm的线段表示50 N的力．②从作用点P沿力的作用方向画一线段，根据选定的标度与力的大小确定线段的长度，并在线段上加刻度(即画出线段长度为×4 mm＝12 mm)，如图甲′．
③在线段的尾端加上箭头表示力的方向．
(2)可按同样的步骤画出Q点推力的图示如图乙′，作图时，注意Q点推力的方向．
(3)画丙图中力的示意图时，可按以下步骤进行：
①选定电灯为研究对象．
②从作用点沿拉力方向(沿绳的方向)画出一适当长度的线段，在线段的末端标出箭头表示拉力的方向，这就是绳对电灯拉力的示意图．同样沿重力方向(竖直向下)画出一适当长度的线段，在线段的末端标出箭头表示重力的方向，这就是电灯所受重力的示意图，注意表示拉力与重力的线段长度应该相等，且在一条直线上，如图丙′所示．
甲′ 乙′ 丙′
[答案] 见解析
力的图示与力的示意图的作图技巧
(1)画力的图示，要严格按以下步骤进行．
①选标度：以某一长度表示一定大小的力．
②画线段：从力的作用点沿力的方向画一线段，长短根据标度和力的大小确定．
③定刻度．
④画箭头．
(2)力的图示一定要画在受力物体上，标度选取适当，所画线段的长度应是标度的整数倍．
(3)力的示意图与力的图示不同，力的示意图是便于分析受力，画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小．
考点2 对重心的理解
1．重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．
2．重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关．
(1)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．
(2)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．
【典例2】 (多选)某中学教学楼的读书角迎来了一位新客人，如图所示．这个小瓶子非常漂亮，不经意之间增添了许多审美的情趣．关于这个装饰瓶，下列说法正确的是( )
A．装饰瓶重心一定在其几何中心
B．装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关
C．若装饰瓶底部出现一个小洞，则在水滴完的过程中，装饰瓶的重心一直在降低
D．若装饰瓶底部出现一个小洞，则在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先下降后升高
BD [装饰瓶内装有水，则其重心不一定在其几何中心，选项A错误；装饰瓶的重心与其形状结构及质量分布有关，选项B正确；若装饰瓶底部出现一个小洞，在水滴完的过程中，装饰瓶的重心先下降后升高，选项C错误，D正确．]
重心确定的方法
质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心；形状不规则的物体的重心可用二力平衡的方法确定，包括支撑法和悬挂法．若不规则物体可分为几个规则物体，也可以将这几个规则物体的重心找到，再逐步确定整个物体重心的位置．
[跟进训练]
2．在体育运动中，人的身体重心位置随着姿势的变化而改变．下列各姿势中身体重心位于体外的是( )
A B C D
B [A选项中若保持平衡，重力应与支持力在一条直线上，所以重心在脚的正上方，在身体上；C、D选项中，重力所在竖直线在两脚之间，重心也在身体上；B选项中重心位置应在身体正下方，在体外．]
1．下列说法正确的是( )
A．鸡蛋碰石头，虽然鸡蛋碎了而石头完好无损，但鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是完全相同的
B．放在桌面上的书本对桌面的压力不是由书本的形变而产生的
C．“风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，但未见到施力物体，说明没有施力物体的力也是可以存在的
D．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体
D [鸡蛋碰石头，虽然鸡蛋碎了而石头完好无损，但鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力大小相等，方向相反，A错误；放在桌面上的书本对桌面的压力是由书本的形变而产生的，B错误；力不能脱离物体而单独存在，“风吹草低见牛羊”，草受到了力而弯曲，风是施力物体，C错误；任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体，D正确．故选D．]
2．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )
A．重心是重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外
B． 弹簧测力计和杆秤都可以直接用来测重力
C． 挂在细线下面的物体处于静止状态时，重心一定在通过悬点的竖直线上
D． 有规则形状的物体的几何中心一定与重心重合
C [重心是重力的作用点，重心可能在物体上，也可能在物体外，A不符合题意； 弹簧测力计可以直接用来测重力，杆秤不能测重力，B不符合题意；挂在细线下面的物体处于静止状态时，根据二力平衡知识可知，重心一定在通过悬点的竖直线上，C符合题意；有规则形状且质量分布均匀的物体的几何中心一定与重心重合，D不符合题意．]
3．(新情境题，以“轰－6N”为背景考查重力)(多选)如图为轰－6N新型远程战略轰炸机，关于轰－6N的说法正确的是( )
A．轰－6N受到的重力指向地心
B．轰－6N受重力的同时，它也对地球产生引力
C．轰－6N受到重力的施力物体是地球
D．轰－6N匀速飞行时，它不受重力
BC [轰－6N的重力方向竖直向下，不一定指向地心，故选项A错误；由于地球对轰－6N的引力而产生重力，同时轰－6N对地球也产生引力，故选项B正确；轰－6N的施力物体是地球，故选项C正确；地球附近的任何物体都受到重力，故选项D错误．]
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．重力就是地球对物体的吸引力吗？
提示：不是．
2．重力的方向一定指向地心吗？
提示：不是．
3．决定重心位置的因素有哪些？
提示：形状和质量分布．
课时分层作业(九) 重力
?题组一 力、重力
1．如图是某人正通过绳索拉着汽车运动．则汽车所受拉力的施力物体和受力物体分别是( )
A．人、汽车 B．人、绳索
C．绳索、汽车 D．汽车、绳索
C [要研究的是汽车，直接对汽车产生拉力的是绳索而不是人，汽车所受拉力是绳索和汽车之间的相互作用力，故其施力物体是绳索，受力物体是汽车．]
2．下列说法正确的是( )
A．空中飞行的小鸟不受重力
B．落在地面的树叶不受重力
C．跃出海面的海豚不受重力
D．地球上的任何物体都受重力
D [空中飞行的小鸟受重力，A错误；落在地面的树叶受重力，B错误；跃出海面的海豚受重力，C错误；地球上的任何物体都受重力，D正确．]
3．如图所示是小车所受外力的图示，所选标度都相同，则对于小车的运动，作用效果相同的是( )
A．F1和F2 B．F1和F4
C．F1和F3、F4 D．都不相同
B [判断力的作用效果是否相同，应从力的三要素即大小、方向和作用点去考虑，力的三要素相同则作用效果相同，B正确．]
4．(多选)弹簧测力计竖直悬挂一个静止的小球，下列说法正确的是( )
A．小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力
B．弹簧测力计对小球的拉力大小等于小球的重力大小
C．小球所受重力的施力物体是弹簧测力计
D．小球所受重力的施力物体是地球
BD [重力是地球对小球的作用力，而拉力是小球对弹簧测力计的作用力，这两个力不是同一个力，故A错误；可用弹簧测力计测重力，所以弹簧测力计对小球的拉力与小球所受重力的大小相等，B正确；重力是由于地球的吸引产生的，所以小球所受重力的施力物体是地球，故C错误，D正确．]
5．歼-20战机是中国研制出的第五代隐身重型歼击机．它具有隐身性、高机动性以及先进的航电系统．关于歼-20战机的受力下列说法正确的是( )
A．战机受到的重力指向地心
B．战机受重力的同时，它也对地球产生引力
C．战机向前运动的推力无施力物体
D．战机匀速飞行，它不受重力作用
B [重力的方向竖直向下，不一定指向地心，故A错误；由于地球对战机的引力而产生重力，同时战机也对地球有引力作用，力的作用是相互的，故B正确；任何力都有施力物体，故C错误；在地球附近的任何物体都受重力作用，故D错误．]
?题组二 重心
6．关于物体重心的描述，下列说法正确的是( )
A．物体的重心一定在物体上
B．一个物体的重力发生变化，其重心相对物体的位置也会发生变化
C．重心概念的建立，是物理学上“等效思想”的运用
D．形状规则的物体，重心一定在其几何中心
C [重心是物体各部分所受重力的等效作用点，重心位置与物体的质量分布及物体的形状有关．重心可以不在物体上，如木匠用的拐尺的重心和圆环的重心都不在物体上，故A错误；一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心，一个物体的形状不变重力改变时，重心在物体上的位置不变，故B错误；重心是将整个物体所受重力等效集中到一点上，这点就是重心，属于“等效思想”的运用，故C正确；只有形状规则、质量分布均匀的物体，重心才一定在其几何中心上，故D错误．故选C．]
7．如图所示，在水平地面上的凹形底座上，放置一个顶部开有小孔的中空金属球壳，小孔的正上方有个小水管通过小孔往球壳内缓慢地注水，在球壳内的水面逐渐上升至小孔处的过程中，球壳及壳内的水的整体重心将会( )
A．先下降后上升 B．先上升后下降
C．逐渐上升 D．逐渐下降
A [球壳的重心在球心，随着水从小孔不断流入，重心位置不断下降，当水快流满时，重心又上升，处于球心，故重心的位置先下降后上升，故A正确．]
8．在城市楼房的建筑工地上经常见到塔吊，工人师傅在安装塔吊时，常在塔吊臂的未装滑轮端安装一个大的铁箱，并在铁箱内装入很重的沙子，其主要目的是( )
A．为了左右对称，美观
B．增加塔吊重量，防止被风吹得左右摇摆
C．防止沙子不够用，做临时补充
D．使塔吊起吊建材时重心落在竖直固定架上，工作起来更加平衡、安全
D [物体的重心与物体的形状和质量分布有关，塔吊臂未装滑轮端安装铁箱并配重后，当吊起重物时，可以使重心落在竖直固定架上，增加稳度，所以选项D正确．]
9．关于重力和重心，下列说法正确的是( )
A．重力就是地球对物体的吸引力
B．同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等
C．重力方向竖直向下，所以地球上一切物体所受的重力方向都一样
D．物体的重心不一定在物体的几何中心
D [重力是地球对物体的吸引而使物体受到的力，不是地球对物体的吸引力，故A错误；高纬度地区的重力加速度比低纬度地区的重力加速度大，同一物体在赤道受到的重力小于在北极受到的重力，故B错误；重力的方向总是竖直向下，考虑到地球是圆的，所以物体在地球上不同的地方所受的重力方向不一定相同，故C错误；物体的重心不一定在物体的几何中心，故D正确．故选D．]
10．(多选)一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是( )
A B
C D
[答案] BC
11．如图甲、乙所示，应用弹簧测力计或台秤测量物体的重力大小．
(1)重力大小与物体的质量有什么关系？
(2)同一物体分别在北京和上海用测力计称其重力是否相同？
[解析] (1)重力与质量的关系式为G＝mg．
(2)因为北京和上海的重力加速度g不相同，所以同一物体分别在北京和上海用测力计称其重力不相同．
[答案] (1)G＝mg (2)不同
12．一个质量为60 kg的人，在地球上重为588 N，在月球上重为98 N．该人做摸高运动时，在地球上的高度为0.5 m．那么，在月球上触摸高度为多少？
[解析] 人在地球和月球上的质量相等，由G＝mg得，地球表面的自由落体加速度g＝＝
月球表面的自由落体加速度g′＝＝ m/s2
设人在地球上触摸高度为h，在月球上触摸高度为h′
由＝2as得2gh＝2g′h′，即 ＝
解得h′＝h＝3.0 m．
[答案] 3.0 m
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