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第七章 第三节 重力 课后巩固练习卷
一、单选题
1.学习物理时,经常要进行估测。下面是小昀同学对自己身体相关物理量的估测,其中明显不合理的是( )
A.体重大约为500N
B.脉搏跳动约60 次/s
C.身体的平均密度大约是1.0×103kg/m3
D.体积大约为50L
2.下面是对于日常生活中一些物理量的估计,其中符合实际的是( )
A.一支普通 铅笔的质量约为
B.一个中学生的体积约为
C.物理课本的重力约
D.一个普通鸡蛋的密度约为
3.关于物体的重心,下列说法中正确的是( )
A.重心一定在物体上
B.物体的重心在物体的几何中心上
C.重心指物体所受重力的作用点
D.物体的重心在物体的中间位置
4.下列说法中正确的是( )
A.物体受的重力越大,产生的压力越大
B.斜面上的物体对斜面的压力的方向与其受到的重力的方向相同
C.物体对支持面的压力一定等于物体受到的重力
D.压力的方向应是垂直于被压物体表面的
5.日常生活中,为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下是他们交流时的一些估测数据,你认为最符合实际的是( )
A.一枚小铁钉受到的重力约为5N
B.成年人正常步行的速度约为1m/s
C.洗澡水的温度约为85℃
D.一名普通中学生的质量约为200kg
6. 长时间低头玩手机是在“谋杀”你的颈椎!“短信脖”是新一代人全球性疾病!据报道,当人前倾看手机等电子设备时,颈部肌肉承受着相当于一个正常中学生人体重力一半的负载,这个负载大约是( )
A.25N B.6000N C.300N D.25kg
7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动.当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将( )
A.在B点保持静止 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.沿BD方向运动
8.下面关于重力方向的表述,正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于物体表面向下
B.重力的方向总是垂直于地面
C.重力的方向总是竖直向下
D.重力方向有可能朝上
9.如图所示,是一个常见的一次性医用外科口罩,关于它的重力大小,以下估测中最接近实际的值是( )
A.0N B.3N C.0.3N D.0.03N
10.以下为小明的物理笔记摘录,正确的是( )
A.游泳时,产生了使人前进的力,这个力的施力物体是人
B.互相不接触的物体,彼此间也可能发生力的作用
C.足球被踢出后在空中飞行,此时足球受到重力和脚的踢力
D.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
二、填空题
11.甲、乙两个物体的质量之比是 8∶3,在地球同一地点他们所受重力之比为 ,他们所受重力的施力物体是 。
12.跳伞运动员连同装置共重720N,他从飞机上跳下,降落伞打开前,受到的空气阻力为60N,则这两个力的合力大小为 N,合力的方向是 。
13.某同学体重为490N,该力的施力物体是 ,这个同学的质量是 kg.
14.重力在物体上的 叫做重心.粗细均匀的棒的重心在它的 ,球的重心在 ,方形薄板的重心在 .
15.如图所示的水平仪检验是否水平,当它在东西方向放置时,人在水平仪北边看,重垂线锥体偏在水平仪刻度线下端的左方,此时桌面的 高;当把它南北放置时,人在水平仪东边观看,锥体偏在右方,此时桌面的 高.水平仪所依据的物理知识是 .
16.小海同学选取质量已知的钩码作为被测物体,探究“重力大小与质量的关系”,记录的数据如下表所示:
实验序号 质量/kg 重力/N 重力与质量的比值(N/kg)
1 0.10 1.0 10
2 0.15 1.5 10
3 0.25 2.5 10
①实验需要的测量工具是 。
②分析数据,得到的结论是:物体所受的重力与它的质量成 。
③小海又选取了苹果、水杯、课本三件物品替代钩码,增加了所需的测量工具继续完成探究实验,你认为他的做法 (选填“合理”或“不合理”)。
17.我们都有这样的经验:平放的砖头很稳定,竖放的砖头很容易翻倒.为了增大物体的稳定性,我们通常可以采用 、 等措施.
18.物体在月球表面,所受到的引力约为地球表面所受引力的1/6,质量为60kg的宇航员在地球上的重力是 N,他在月球上的重力是 N,质量是
kg.
三、计算题
19.北京时间2020年12月1日23时许,嫦娥五号探测器成功着陆月球表面(如图),成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。在地球表面测得探测器质量为8.2t,地球表面g取10N/kg,物体在月球所受重力约为地球的六分之一,则:
(1)在月球表面时探测器的质量是多少?说明理由。
(2)在月球表面时探测器所受重力是多少?
20.小明同学的体重为490牛,他的质量是多少千克?小华同学的质量是40千克,她的体重是多少牛?g取10牛/千克.
四、作图题
21.如图所示,小球在竖直细绳的拉力作用下在光滑斜面上处于平衡状态,请画出小球的受力示意图。
22.一辆重120N的小车受到与水平方向成30° 角的向右的拉力60N,请在图中用力的示意图画出小车受到的重力和拉力.
23.用“悬挂法”可找出形状不规则薄板的重心, 请在如图中选择合适的图画出薄板的受力情况。
五、实验探究题
24.小明与同学们一起探究“物体所受的重力与质量的关系”,他们进行了如下探究:
(1)实验前同学们观察所用的弹簧测力计(如图甲所示),发现它的量程是 ,分度值为 ,为正确测量物体所受的重力,还应将弹簧测力计在 方向调零;
(2)开始测量物体所受重力时,小明将钩码挂在弹簧测力计下方,手持弹簧测力计在晃动中读数,老师告诉他应保持弹簧测力计竖直静止才能读数,这样做的目的是: 。如图甲是小明第二次正确测量时弹簧测力计的示数;
(3)同学们将实验数据记录在表中,并在图乙坐标系中完成了部分数据的描点,请你帮他们将缺少的数据描点,作出图像 ,根据图像你得出的结论是: ;
次数 质量m/(kg) 重力G/(N)
1 0.05 0.5
2 0.10 1
3 0.15 1.4
4 0.20 2.0
5 0.25 2.6
6 0.30 3.0
(4)小红利用图丙所示的实验装置探究另一个问题,她将该装置放在水平桌面,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”),由实验现象可得出重力的方向总是 。
25.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数 1 2 3 4 5 6 ……
质量m/g 40 100 160 200 240 300 ……
重力 G/N 0.4 1.4 ▲ 2.0 2.3 3.00 ……
(1) 测量前,检查弹簧测力计的指针是否指在 上;
(2) 实验中弹测力计的量程是 N;
(3) 第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图所示,表中空缺的实验数据“▲”是 N;
(4) 由实验可知,物体所受的重力跟它的质量成 。
26.探究“重力的大小与方向”。现有器材:规格为50g的钩码六只、铁架台、细线、剪刀。
(1)探究重力的大小,还需用到的测量器材是 ;
m/g 50 100 150 200 250 300
G/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
(2)使用六只钩码进行测量,得到如上表数据。进行数据分析时,小明提出:观察重力大小和质量大小的变化关系,发现规律;小红提出:用数据作出重力随质量变化的图像,发现规律。你认为______(填写字母);
A.只有小明方案可行
B.只有小红方案可行
C.小明和小红的方案都可行
(3)数据显示,物体的重力与它的质量的比值= N/kg;
(4)用如图所示的装置探究重力的方向,缓慢改变木板的倾角θ,可观察到悬线OA的方向 (改变/不变);剪断悬线OA,观察小球下落的方向是 。
27.地球附近物体都要受到重力,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)你 (选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关,依据是 。
(2)如图甲是他第2次测量弹簧测力计的读数,该测力计的量程是 N,分度值是 N,请将此时测力计的示数填入上表的空格处 。
(3)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象。
(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成 。
(5)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
六、综合题
28.秦一杰,海军退役特种兵,昔两次赶索马里护航,退伍后组建了中国特战救授队,参加过四川雅安地震、云南鲁甸地震等自然灾害救援工作。2016年11月13日晚,央视《挑战不可能》节目,他的挑战项目是直升机高空百米11秒索降。也就是说,要在11秒内从百米高空实施索降100m(如图所示)。他不仅成功了,而且只用时8秒,创造了一项新的纪录,成功进入荣誉殿堂。(g取10N/kg)
(1)若秦一杰的体重为70kg,则他所受重力为 N,方向
(2)秦一杰百米索降的平均速度为多少米/秒 合多少千米/小时
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第七章 第三节 重力 课后巩固练习卷
一、单选题
1.学习物理时,经常要进行估测。下面是小昀同学对自己身体相关物理量的估测,其中明显不合理的是( )
A.体重大约为500N
B.脉搏跳动约60 次/s
C.身体的平均密度大约是1.0×103kg/m3
D.体积大约为50L
【答案】B
【解析】【解答】A.中学生的质量约为50kg,体重大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N
A合理,不符合题意;
B.脉搏跳动约每秒钟一次,即60 次/min,B不合理,符合题意;
C.身体的平均密度与水的密度接近约为1.0×103kg/m3,C合理,不符合题;
D.中学生的质量约为50kg,密度接近水的密度,体积为 ,D合理,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】该题目考查的是重力、时间、密度和体积常见物理量的估计,平时注意积累记忆即可。
2.下面是对于日常生活中一些物理量的估计,其中符合实际的是( )
A.一支普通 铅笔的质量约为
B.一个中学生的体积约为
C.物理课本的重力约
D.一个普通鸡蛋的密度约为
【答案】C
【解析】【解答】A.一支普通 铅笔的质量约为5g,A不符合题意;
B.一个中学生的质量约50kg,而人的密度和水的密度差不多,约为 故中学生的体积约为 ,B不符合题意;
C.物理课本的质量约为200g,即0.2kg,重力约为 ,C符合题意;
D.个普通鸡蛋的密度和水的密度差不多,约为 ,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据生活常见的物体的重力、质量、密度和体积大小,结合数据解答。
3.关于物体的重心,下列说法中正确的是( )
A.重心一定在物体上
B.物体的重心在物体的几何中心上
C.重心指物体所受重力的作用点
D.物体的重心在物体的中间位置
【答案】C
【解析】【解答】解:
A、重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外,故A错误;
B、只有形状规则,质量分布均匀的物体,重心才在物体的几何中心上,故B错误;
C、重心就是物体重力的作用点,故C正确;
D、物体的重心不仅与形状有关,还与物体的质量分布有关,所以物体的重心不一定在物体的中间位置,故D错误.
故选C.
【分析】重心是物体所受重力的作用点,不是物体上最重的一点.重心位置与物体的形状和质量分布情况有关.重心不一定在物体上,也可以在物体之外.
4.下列说法中正确的是( )
A.物体受的重力越大,产生的压力越大
B.斜面上的物体对斜面的压力的方向与其受到的重力的方向相同
C.物体对支持面的压力一定等于物体受到的重力
D.压力的方向应是垂直于被压物体表面的
【答案】D
【解析】【解答】解:(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;重力的施力物是地球,所以重力的方向总是竖直向下的;故B错误、D正确;(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,只有物体放在水平面上,物体对桌面的压力等于重力;故AC错误.
故选D.
【分析】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面,重力的施力物是地球;(2)只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力.
5.日常生活中,为了让同学们养成关注生活和社会的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下是他们交流时的一些估测数据,你认为最符合实际的是( )
A.一枚小铁钉受到的重力约为5N
B.成年人正常步行的速度约为1m/s
C.洗澡水的温度约为85℃
D.一名普通中学生的质量约为200kg
【答案】B
【解析】【解答】解:
A、一枚小铁钉的质量在5g=0.005kg左右,受到的重力在G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N左右.故A不符合实际;
B、成年人正常步行的速度在4km/h=4×m/s≈1m/s左右.故B符合实际;
C、人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,不可能达到70℃.故C不符合实际;
D、成年人的质量在65kg左右,中学生的质量比成年人小一些,在50kg左右.故D不符合实际.
故选B.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个.
6. 长时间低头玩手机是在“谋杀”你的颈椎!“短信脖”是新一代人全球性疾病!据报道,当人前倾看手机等电子设备时,颈部肌肉承受着相当于一个正常中学生人体重力一半的负载,这个负载大约是( )
A.25N B.6000N C.300N D.25kg
【答案】D
【解析】【解答】中学生质量在50kg左右,当人前倾看手机等电子设备时,颈部肌肉承受着相当于一个正常中学生质量的50%的负载,这个负载大约是25kg。
故答案为:D。
【分析】中学生质量在50kg左右,颈部肌肉承受着相当于一个正常中学生质量的50%的负载,据此计算。
7.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动.当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将( )
A.在B点保持静止 B.沿BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.沿BD方向运动
【答案】B
【解析】【解答】由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A、B两点间来回摆动.当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落,所以,将沿BE方向运动,选项B符合题意.
故答案为:B.
【分析】重力的方向是竖直向下的,力是改变物体运动状态的原因.
8.下面关于重力方向的表述,正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于物体表面向下
B.重力的方向总是垂直于地面
C.重力的方向总是竖直向下
D.重力方向有可能朝上
【答案】C
【解析】【解答】在地面附近,重力的方向都是竖直向下的,即与水平面垂直向下,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
【分析】根据对重力方向的认识判断。
9.如图所示,是一个常见的一次性医用外科口罩,关于它的重力大小,以下估测中最接近实际的值是( )
A.0N B.3N C.0.3N D.0.03N
【答案】D
【解析】【解答】一个医用外科口罩的质量为3g,则它的重力大约G=mg=0.003kg×10N/kg=0.03N。
故选D。
【分析】根据对物体重力大小的认识判断。
10.以下为小明的物理笔记摘录,正确的是( )
A.游泳时,产生了使人前进的力,这个力的施力物体是人
B.互相不接触的物体,彼此间也可能发生力的作用
C.足球被踢出后在空中飞行,此时足球受到重力和脚的踢力
D.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
【答案】B
【解析】【解答】解:A、游泳时,人对水施加力的作用,由于力的作用是相互的,使人前进的力的施力物体是水。A不符合题意;
B、没有接触的物体之间也可能存在力的作用。如地球对周围物体的重力作用。B符合题意;
C、脚踢足球,当脚和足球接触时,此时脚会对足球有一个力的作用,足球在这个力的作用下由静止变为运动,而当足球离开脚以后,脚和足球之间的作用就会消失,所以踢出去的足球就不再受到脚的踢力;重力是地球附近的物体由于地球的吸引而受到的力,所以在空中运动的足球仍然会受到重力作用。C不符合题意;
D、力的作用是相互的,提水桶时,手对水桶有力的作用,同时水桶对手也有反作用力。D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体间力的作用是相互的. (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力).
重力是地球附近的物体由于地球的吸引而受到的力.
二、填空题
11.甲、乙两个物体的质量之比是 8∶3,在地球同一地点他们所受重力之比为 ,他们所受重力的施力物体是 。
【答案】8∶3;地球
【解析】【解答】甲、乙两个物体的质量之比是 8∶3,由G=mg可知在地球同一地点他们所受重力之比也是8∶3。重力的施力物体是地球。
【分析】物体受到的重力和质量成正比,重力的施力物体是地球。
12.跳伞运动员连同装置共重720N,他从飞机上跳下,降落伞打开前,受到的空气阻力为60N,则这两个力的合力大小为 N,合力的方向是 。
【答案】660;竖直向下
【解析】【解答】同一直线上方向相反的两个的合力,大小等于二力之差,方向与较大力方向相同,故这两个力的合力大小为F=G-f=720N-60N=660N
方向与重力方向相同,竖直向下。
【分析】求两个方向相同的力的合力,大小等于两个力相加,方向与他们相同;求两个方向相反的力的合力,大小等于两个力相减,方向与较大的力相同。
13.某同学体重为490N,该力的施力物体是 ,这个同学的质量是 kg.
【答案】地球;50
【解析】【解答】解:物体由于受到地球的吸引而产生的力叫重力,所以重力的施力物体是地球.
这个同学的质量m= = =50kg.
故答案为:地球;50.
【分析】重力计算公式G=mg,重力的方向竖直向下.重力的施力物体是地球,方向是竖直向下的.
14.重力在物体上的 叫做重心.粗细均匀的棒的重心在它的 ,球的重心在 ,方形薄板的重心在 .
【答案】作用点;几何中心;球心;几何中心
【解析】【解答】解:由于重心就是物体的作用点,因此重力在物体的作用点上;质地均匀,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上,粗细均匀的一根直棒,它的重心在棒的几何中心,方形薄木板的重心在几何中心,球的重心在球心.
故答案为:作用点;几何中心;球心;几何中心.
【分析】重心就是重力的作用点;
物体的重心在物体的几何中心上有两个条件:质地均匀,外形规则.
15.如图所示的水平仪检验是否水平,当它在东西方向放置时,人在水平仪北边看,重垂线锥体偏在水平仪刻度线下端的左方,此时桌面的 高;当把它南北放置时,人在水平仪东边观看,锥体偏在右方,此时桌面的 高.水平仪所依据的物理知识是 .
【答案】西边;南边;重力的方向总是竖直向下的
【解析】【解答】解:重力的方向总是竖直向下的,而水平仪就是利用重力的方向制成的;
当它在东西方向放置时,人在水平仪北边看,重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的西边高;当把它在桌面上南北方向放置,人站在水平仪东方观察,发现铅垂线锥体偏向水平仪刻度线下端的右方;说明此桌面南边高.
故答案为:西边;南边;重力的方向总是竖直向下的.
【分析】(1)地面附近的物体都受到地球施加的重力的作用,重力的方向是竖直向下的;(2)水平仪检测平面时,重垂线椎体总是偏向桌面较低的方向.
16.小海同学选取质量已知的钩码作为被测物体,探究“重力大小与质量的关系”,记录的数据如下表所示:
实验序号 质量/kg 重力/N 重力与质量的比值(N/kg)
1 0.10 1.0 10
2 0.15 1.5 10
3 0.25 2.5 10
①实验需要的测量工具是 。
②分析数据,得到的结论是:物体所受的重力与它的质量成 。
③小海又选取了苹果、水杯、课本三件物品替代钩码,增加了所需的测量工具继续完成探究实验,你认为他的做法 (选填“合理”或“不合理”)。
【答案】弹簧测力计;正比;合理
【解析】【解答】①重力大小与质量的关系,需要知道每次实验钩码的质量和重力,其中钩码的质量已知,用弹簧测力计测出钩码的重力即可。
②分析表格中数据,物体所受的重力与它的质量比值为一定值,说明物体所受的重力与它的质量成正比。
③选取其他物品代替钩码完成探究实验,使结论更具有普遍性、广泛性,做法是合理的。
【分析】(1)探究重力和物体质量的关系时,需要利用弹簧测力计测量力,利用天平测量质量;
(2)根据多次实验可知,物体的重力和质量成正比;
(3)换用不同的物体进行实验,可以探究普遍性。
17.我们都有这样的经验:平放的砖头很稳定,竖放的砖头很容易翻倒.为了增大物体的稳定性,我们通常可以采用 、 等措施.
【答案】增大物体底部的支撑面积;降低物体重心的位置
【解析】【解答】解:稳度与物体的重心,底面积的大小有关.在底面积不变时,重心越低越稳;在重心不变时,底面积越大越稳;所以增大物体的底面积或降低物体重心都能增大物体的稳定性.
故答案为:增大物体底部的支撑面积;降低物体重心的位置.
【分析】根据提高稳定性的方法主要有两种:一是增大支承面;二是降低重心.
18.物体在月球表面,所受到的引力约为地球表面所受引力的1/6,质量为60kg的宇航员在地球上的重力是 N,他在月球上的重力是 N,质量是
kg.
【答案】588;98;60
【解析】【解答】解:物体的质量不随位置的改变而改变,因此在月球上物体的质量还是60kg.宇航员在地球受到的重力G=mg=60kg×9.8N/kg=588N;因为月球表面,所受到的引力约为地球表面所受引力的 ,所以宇航员在月球受到的重力G′=588N× =98N.
故答案为:588,98,60.
【分析】质量是物质的一种属性,不会随物质的状态、形状、位置等的变化而变化.根据重力计算公式G=mg计算宇航员在月球和地球上受到的重力.
三、计算题
19.北京时间2020年12月1日23时许,嫦娥五号探测器成功着陆月球表面(如图),成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。在地球表面测得探测器质量为8.2t,地球表面g取10N/kg,物体在月球所受重力约为地球的六分之一,则:
(1)在月球表面时探测器的质量是多少?说明理由。
(2)在月球表面时探测器所受重力是多少?
【答案】(1)解:物体的质量与所处的位置无关,所以它在月球探测器的质量也是
答:探测器在月球表面时的质量是8.2t
(2)解:因为
所以物体在地球上受到的重力
物体在月球表面受到的重力
答:探测器在月球表面时的物重是13666.7N。
【解析】【分析】(1)质量是物体的属性,和空间位置无关;
(2)根据质量计算重力,结合地球和月球的重力关系,计算重力。
20.小明同学的体重为490牛,他的质量是多少千克?小华同学的质量是40千克,她的体重是多少牛?g取10牛/千克.
【答案】解:①小明同学的体重G=mg=490N,g=10N/kg,
小明的质量:m= = =49kg.
②已知小华同学的质量m′=40kg,g=10N/kg,
小华的受到的重力:G′=m′g=40kg×10N/kg=400N
【解析】【分析】根据重力与物体质量的关系式G=mg,可以利用质量求得物体的重力,也可以根据物体的重力求得物体的质量.
四、作图题
21.如图所示,小球在竖直细绳的拉力作用下在光滑斜面上处于平衡状态,请画出小球的受力示意图。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:因为是光滑的斜面,且绳子处于竖直状态(球与斜面虽然接触但不发生挤压),所以小球不受摩擦力和支持力的作用;则小球受到重力和拉力的作用,重力的方向竖直向下,拉力的方向沿绳子向上,两个力的作用点都画在球的重心上,这两个力是一对平衡力,大小相等,作图时两条线段的长度相等。如图所示:
【分析】斜面光滑,不受摩擦力作用,仅受摩擦力作用,利用力的示意图的画法画出即可.
22.一辆重120N的小车受到与水平方向成30° 角的向右的拉力60N,请在图中用力的示意图画出小车受到的重力和拉力.
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:
重力的作用点在小车的重心,大小为120N,方向竖直向下;
拉力的作用点可画在小车右边缘的中点处,大小是60N,方向与水平方向成30°角且斜向右上方,如图所示:
.
【分析】力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的三要素,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向.
作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等.
23.用“悬挂法”可找出形状不规则薄板的重心, 请在如图中选择合适的图画出薄板的受力情况。
【答案】
【解析】【解答】由于重力的方向始终竖直向下,所以利用两图中绳子延长线的交点可以得出重力作用点O,即为重心,从而画出重力和拉力的示意图即可
【分析】首先通过重力方向始终竖直向下,找出重心,过重心画出重力和拉力的示意图即可
五、实验探究题
24.小明与同学们一起探究“物体所受的重力与质量的关系”,他们进行了如下探究:
(1)实验前同学们观察所用的弹簧测力计(如图甲所示),发现它的量程是 ,分度值为 ,为正确测量物体所受的重力,还应将弹簧测力计在 方向调零;
(2)开始测量物体所受重力时,小明将钩码挂在弹簧测力计下方,手持弹簧测力计在晃动中读数,老师告诉他应保持弹簧测力计竖直静止才能读数,这样做的目的是: 。如图甲是小明第二次正确测量时弹簧测力计的示数;
(3)同学们将实验数据记录在表中,并在图乙坐标系中完成了部分数据的描点,请你帮他们将缺少的数据描点,作出图像 ,根据图像你得出的结论是: ;
次数 质量m/(kg) 重力G/(N)
1 0.05 0.5
2 0.10 1
3 0.15 1.4
4 0.20 2.0
5 0.25 2.6
6 0.30 3.0
(4)小红利用图丙所示的实验装置探究另一个问题,她将该装置放在水平桌面,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”),由实验现象可得出重力的方向总是 。
【答案】0~5N;0.2N;竖直方向;钩码保持静止时受力平衡,弹簧测力计的示数等于钩码的重力;;物体所受重力与其质量成正比;不变;竖直向下
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N。重力的方向是竖直向下的,所以应将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)实验中钩码保持静止时,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于钩码的重力相等。
(3)按表中数据,描点连线,如图所示:
由图像可知,物体所受重力与其质量成正比。
(4)悬线OA的方向与小球受重力方向相同,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,悬线OA的方向不变,说明是重力的方向总是竖直向下的。
综上 第1空、0~5N; 第2空、0.2N; 第3空、竖直方向; 第4空、钩码保持静止时受力平衡,弹簧测力计的示数等于钩码的重力; 第6空、 物体所受重力与其质量成正比;第7空、 不变; 第8空、竖直向下。
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、弹簧测力计:使用前弹簧测力计竖直调零,分度值为0.2N,重力方向竖直向下,据图读数,对钩码的拉力与弹簧测力计的弹簧轴线一致。
25.在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,实验小组的同学们测量了相关数据并记录在如表中:
次数 1 2 3 4 5 6 ……
质量m/g 40 100 160 200 240 300 ……
重力 G/N 0.4 1.4 ▲ 2.0 2.3 3.00 ……
(1) 测量前,检查弹簧测力计的指针是否指在 上;
(2) 实验中弹测力计的量程是 N;
(3) 第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图所示,表中空缺的实验数据“▲”是 N;
(4) 由实验可知,物体所受的重力跟它的质量成 。
【答案】(1)零刻度线
(2)0~5
(3)1.6
(4)正比
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计时候,首先要“调零”,即检查指针是否在零刻度线。
(2)由图知道,弹簧测力计上最大刻度是5N,所以量程为0~5N。
(3)第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲所示,由图知道,该测力计的最小分度值为0.2N,指针在1刻度线下方3格,则弹簧测力计的示数是1N+3×0.2N=1.6N
(4)由于重力与质量的关系图像为原过点的直线,可以得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成正比。
【分析】(1)使用弹簧测力计时,指针先调零;
(2)根据弹簧测力计的测量范围,判断量程;
(3)根据测力计指针位置, 测量力的大小。
26.探究“重力的大小与方向”。现有器材:规格为50g的钩码六只、铁架台、细线、剪刀。
(1)探究重力的大小,还需用到的测量器材是 ;
m/g 50 100 150 200 250 300
G/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94
(2)使用六只钩码进行测量,得到如上表数据。进行数据分析时,小明提出:观察重力大小和质量大小的变化关系,发现规律;小红提出:用数据作出重力随质量变化的图像,发现规律。你认为______(填写字母);
A.只有小明方案可行
B.只有小红方案可行
C.小明和小红的方案都可行
(3)数据显示,物体的重力与它的质量的比值= N/kg;
(4)用如图所示的装置探究重力的方向,缓慢改变木板的倾角θ,可观察到悬线OA的方向 (改变/不变);剪断悬线OA,观察小球下落的方向是 。
【答案】(1)弹簧测力计
(2)C
(3)9.8
(4)不变;竖直下落
【解析】【解答】(1)实验需要测量钩码重力的大小,因此还需要用到弹簧测力计。
(2)实验时即可以通过分析重力和质量的大小变化关系发现规律,也可以利用实验得到的数据作出图像寻找规律,也可以两种方式结合寻找规律,所以两位同学的方案都是可行的。
故答案为:C。
(3)由数据可知,重力与它的质量的比值为
(4)物体受到的重力和拉力是一对平衡力,重力的方向始终是竖直向下的,所以拉力方向竖直向上,所以可观察到悬线OA的方向不变。因为重力的方向始终竖直向下,剪断悬线OA,小球在重力的作用下会竖直下落。
【分析】(1)利用弹簧测力计测量物体的重力,利用天平测量物体的质量;
(2)可以直接分析表格数据,也可以结合表格数据画图像分析;
(3)g的取值与所处的位置有关,纬度越高,g越大;
(4)重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,方向竖直向下,重力大小与质量的关系为G=mg。
27.地球附近物体都要受到重力,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。
(1)你 (选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关,依据是 。
(2)如图甲是他第2次测量弹簧测力计的读数,该测力计的量程是 N,分度值是 N,请将此时测力计的示数填入上表的空格处 。
(3)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象。
(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成 。
(5)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同样的器材 (选填“能”或“不能”)完成该探究。
【答案】(1)同意;质量增大为原来的几倍,重力也增大为原来的几倍
(2)0~5;0.2;2
(3)
(4)正比
(5)不能
【解析】【解答】(1)分析表数据可以知道,重力大小随质量的增大而增大,并且增大的倍数相等,从而得出重力与质量的关系;(2)观察图象发现,弹簧测力计的量程是0~5N,弹簧测力计的分度值是0.2N;读图可以知道,此时弹簧测力计的示数为2N;(3)根据表中的数据先画点,再描线,如右图所示; (4)由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,但是重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值,因此可以得出的结论是:物体的重力和质量成正比;(5)太空处于失重状态,故与重力有关的实验不能完成。
【分析】(1)根据测量的物体的质量和重力,说明重力和质量有关;
(2)观察测力计,最大刻度值是量程, 最小刻度是分度值,根据指针位置读出力的大小;
(3)根据测量的力在坐标图像中描点连线;
(4)根据图像是过原点的直线判断,重力和质量成正比;
(5)太空中是失重状态,不能测量重力的大小,实验不能进行。
六、综合题
28.秦一杰,海军退役特种兵,昔两次赶索马里护航,退伍后组建了中国特战救授队,参加过四川雅安地震、云南鲁甸地震等自然灾害救援工作。2016年11月13日晚,央视《挑战不可能》节目,他的挑战项目是直升机高空百米11秒索降。也就是说,要在11秒内从百米高空实施索降100m(如图所示)。他不仅成功了,而且只用时8秒,创造了一项新的纪录,成功进入荣誉殿堂。(g取10N/kg)
(1)若秦一杰的体重为70kg,则他所受重力为 N,方向
(2)秦一杰百米索降的平均速度为多少米/秒 合多少千米/小时
【答案】700;竖直向下;12.5m/s,合45km/h
【解析】【解答】(1)他所受重力为;重力的方向总是竖直向下,所以他受到的重力方向是竖直向下的。
(2)[3]秦一杰百米索降的平均速度为。
【分析】(1)根据计算秦一杰的体重;重力的方向竖直向下;
(2)根据计算秦一杰百米索降的平均速度;速度单位的换算关系:1m/s=3.6km/h。
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