第 3 节 重力
第 1 课时
一、选择题
测试时间:15 分钟
高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。如图所示,高楼上抛出的重物总会落向地面,其原因是重物( )
A.受到重力的作用 B.自身落地的属性
C.具有较大的密度 D.重物是由物质组成的
答案 A 重物会落向地面是由于受到了重力的作用。
关于 g=9.8 牛顿/千克的物理意义,下列说法中正确的是( )
千克等于 9.8 牛顿
B.1 牛顿等于 9.8 千克
质量为 1 千克的物体所受到的重力是 9.8 牛顿
质量为 9.8 千克的物体所受到的重力是 1 牛顿
答案 C 千克是质量单位,牛顿是力的单位,二者不能相等,故 A、B 选项错误;g=9.8 N/kg,表示质量为 1 千克的物体受到的重力是 9.8 牛顿,故 C 选项正确,D 选项错误。
如果没有重力,下列说法中不正确的是( ) A.河水不再流动,再也看不到大瀑布
B.人一跳起来就离开地球,再也回不来C.杯子里的水,也倒不进嘴里
D.一切物体的质量都为零
答案 D 质量是物体本身的一种属性,表示物体所含物质的多少,与物体是否受重力无关,D 选项符合题意。
如图所示的物体中,重力最接近 2 N 的是( )
???? 2N
答案 A 在不精确计算时,g 可取 10 N/kg,重 2 N 的物体的质量 m=????=10N/kg=0.2 kg,一张课桌和一辆汽车的质量要比
0.2 kg 大得多,一枚别针的质量要比 0.2 kg 小得多,一个苹果的质量与 0.2 kg 最为接近。5.假如地球上的物体所受的重力突然消失,下列各种假想的现象中错误的是( )
水不会自动向低处流
人一跳起来就会离开地球C.悬在空中的人不会掉下来D.人将水喝到肚子里更方便
答案 D 由于重力人会很容易将水喝到肚子里,没有重力很难将水喝到肚子里,故 D 选项错误。
????
公式 G=mg 或 g=????,下列判断中正确的是( )
A.m 与 G 成正比 B.g 与 m 成正比 C.g 与 m 成反比 D.G 与 m 成正比
答案 D 质量是物质本身的一种属性,与重力的大小无关,故 A 选项错误;重力大小跟物体的质量成正比,但 g 的大小与物体的质量和重力无关,故 B、C 选项不正确,D 选项正确。
二、填空题
体育课上小雨将铅球抛出后,若不计空气阻力,球在飞行过程中只受到 力的作用,施力物体是 。
答案 重 地球
解析 抛出去的铅球在空中飞行时,不考虑空气阻力,铅球只受到重力的作用;重力是物体由于地球吸引而受到的力,所以重力的施力物体是地球。
同学们平时上课时都喜欢用圆珠笔写字,如果把笔尖向上在纸上写字,一会儿就发现写着写着就 了,这是物理学中研究的 方面的知识。
答案 写不上 重力
解析 如果把笔尖向上在纸上写字,笔油由于重力的作用,向下运动,远离笔尖,一会儿就发现写着写着就写不上了,这是物理学中研究的重力方面的知识。
甲、乙两球的质量之比为 2∶3,则它们所受的重力之比为 ,若甲球所受的重力为 60 N,则乙球所受的重力为N。
9.答案 2∶3 90
3 3
解析 由 G=mg 可得,甲、乙两球的重力之比 G 甲∶G 乙=m 甲g∶m 乙g=m 甲∶m 乙=2∶3,G 乙=2G 甲=2×60 N=90 N。
三、实验探究题
为了探究重力的大小与质量的关系,小明找来了三个质量不同的铁块进行实验。(1)在实验过程中,需要用到的测量工具是 和弹簧测力计。
实验过程中得到如下数据,从中可以发现,铁块的质量不同,其重力也不相同,铁块重力 G 与其质量 m 的关系式是 。
实验序号 物体 质量 m/kg 重力 G/N
1 铁块甲 0.1 1.0
2 铁块乙 0.3 3.0
3 铁块丙 0.2 2.0
请在图甲中,根据表格数据描点连线,画出铁块的 G-m 图象。
甲
用弹簧测力计测量某铁块的重力,示数如图乙所示,则根据上述实验的结论可以推算该铁块的质量为 。
乙
小明又找来一些不同形状的铁块,分别测其重力发现各不相同,从而得出“物体所受重力的大小与形状有关”的结论。你认为这个结论合理吗? 说明理由: 。
答案 (1)天平 (2)G=m×10 N/kg (3)如图所示 (4)0.36 kg (5)不合理 没有控制质量相同
解析 (1)在实验过程中,要用弹簧测力计测量重力,用天平测量质量,故需要的测量工具有:天平、弹簧测力计;(2)分析
1.0N 3.0N 2.0N
表中数据,根据重力和质量的比值即0.1kg=0.3kg=0.2kg=10 N/kg,得出物体的重力大小与物体的质量成正比,即 G=m×10
N/kg;(3)根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点,然后作出图象即可;(4)图中弹簧测力计的分度值为 0.2 N,示数为
3.6N
3.6 N,根据 G=m×10 N/kg 知,铁块的质量为 m=10N/kg=0.36 kg;(5)要探究重力大小是否与形状有关,应选取质量相同而
形状不同的几个物体,分别测出它们的重力大小,用到了控制变量法,实验中小明没有控制质量相同,所以得出的结论错误。
四、综合能力题
公路桥梁的两端都有类似如图的标志,说明标志牌的含义。一辆总重为 300 000 N 的汽车,试通过计算说明它能否通过这座桥?(g 取 10 牛/千克)
答案 见解析
解析 “27 t”是限重标志,表示这座桥允许通过车辆的最大质量是 27 吨。故本题有以下两种分析方法:
方法一:比较重力。该桥允许通过车辆的最大重力 G 限重=mg=27 t×10 N/kg=27×103 kg×10 N/kg=2.7×105 N<3×105 N,故汽车不能通过。
???? 3 × 105 N
方法二:比较质量。汽车的总质量 m 车=????= 10N/kg =3×104 kg=30 t>27 t,故汽车不能通过。
从前,一个商人在荷兰向渔民买了重为 4.9×107 N 的青鱼,装上船运往靠近赤道的索马里首都摩加迪沙。到了那里,
用弹簧测力计一称,青鱼竟少了 2.5×105 N。轮船沿途没有靠过岸,装卸中损耗也不可能那么大。分析下表中的数据,你能说出这是什么原因吗?
地点 g 值的大小 地球纬度 地点 g 值的大小 地球纬度
赤道 9.780 0° 北京 9.801 39°56'
广州 9.788 23°06' 莫斯科 9.816 55°45'
上海 9.794 31°12' 北极 9.832 90°
答案 在地球上不同纬度的地方 g 值不同
解析 因为青鱼的质量没有改变,由 G=mg 和表中数据可知,荷兰靠近北极,g 值大,物体受到的重力就大,而索马里靠近赤道,g 值小,物体受到的重力就小。所以,青鱼会少了 2.5×105 N。这是在地球上不同纬度的地方 g 值不同所造成的。 13.小货车一次最大载货量为 1.2 t,车自重 10 000 N。拉货途中经过一标有 2 t 字样的桥梁,如图所示,需运几趟才能把
总重为 1.01×105 N 的货运完?
答 案 11
???? 10 000N
解析 车的质量 m=????= 10N/kg =1 000 kg=1 t,桥梁限载 2 t,所以,最多一次运送货物的质量 m'=2 t-1 t=1 t,货物的总质
???? 总 1.01 × 105 N ???? 总 10.1t
量 m 总= ???? =
10N/kg
=1.01×104 kg =10.1 t,需运的次数 n= ????' =
1t =10.1 趟≈11 趟。
第 3 节 重力
第 2 课时
一、选择题
测试时间:20 分钟
1.关于重力,下列说法中正确的是( )
A.向上抛出去的排球,在上升过程中不受重力的作用B.汽车在斜坡上行驶,受到的重力垂直于坡面
物体的重心总是在物体上
地球附近的物体在没有支撑的时候,要落向地面,是因为受到重力的作用
答案 D 向上抛出去的排球,在上升过程中还在地面附近,还受到重力作用,故 A 选项错误。汽车在斜坡上行驶,受到的重力竖直向下,和斜坡是不垂直的,故 B 选项错误。重力的作用点是重心,物体的重心不一定在物体上,如圆环的重心, 就不在圆环上,故 C 选项错误。地球附近的物体在没有支撑的时候,要落向地面,是因为受到重力的作用,故 D 选项正确。2.如图,旅游登ft时背囊中的物品有轻有重,应该怎样摆放才能使人不易向后倾倒( )
A.把重的物品放在背囊下部B.把重的物品放在背囊上部C.把重的物品放在背囊中部D.随意摆放都可以
答案 B 人在行走时,人的重心大约在如图位置,为了使人不易向后倾倒,背囊中的重物到人的重心所在竖直线的距离应最短,故需把重的物品放在背囊上部。
被足球运动员踢飞的足球在整个飞行过程中受到的重力( ) A.大小、方向都不变
大小不变,方向不断改变
大小不断改变,方向始终不变D.大小、方向都不断发生改变
答案 A 被足球运动员踢飞的足球在整个飞行过程中,足球的质量不变,所以重力不变;重力的方向永远是竖直向下的, 故大小、方向都不变。
过春节时贴年画是我国的传统习俗。在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是( )
A.换用质量大的重锤 B.上下移动年画的位置
C.调整年画,使年画的长边与重垂线平行 D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
答案 C 重力的方向与重锤质量无关,A 项错误;上下移动年画的位置,不能使年画的长边与重垂线平行,B 项错误;重力的方向竖直向下,所以,重垂线是竖直向下的,调整年画,使年画的长边与重垂线平行,则可使年画贴正,C 项正确;要贴正年画,应以重垂线为标准来调整年画的位置,D 项错误。故选 C。
如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变
C.先下降后上升 D.先上升后下降
答案 C 装满水的球壳和水整体的重心在球心,随着水从阀门不断流出,重心位置不断下降,当水流完时,重心处于球心,所以,重心的位置先下降后上升,故 C 选项正确。
在失重的宇宙飞船上,下列能起到锻炼身体的活动有( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.拉弹簧拉力器 D.做引体向上
答案 C 当处于失重状态时,人不用力就能举起哑铃、做俯卧撑、做引体向上,起不到锻炼的作用;处于失重状态不影响拉弹簧拉力器,可以用弹簧拉力器健身。
二、填空题
伟大的物理学家牛顿,他发现了日月星辰的运动与苹果落地的相似之处。结合图甲、乙回答牛顿的猜想:地球拉住月球不能脱离的力和地球拉住苹果使它落回地面的力 (填“是”或“不是”)同一种力。请列举与图甲、乙中相似的现象
如
。
答案 是 抛向空中的石块落向地面、通信卫星绕地球运动
解析 地球拉住月球不能脱离的力和地球拉住苹果使它落回地面的力是同一种力,都是地球的引力;抛向空中的石块落向地面、通信卫星绕地球运动等都与甲、乙图示情景相似。
使用图示的管式气泡水准仪(测量水平的工具如果支持面水平,小气泡居中),若某时刻气泡偏向 a 一侧,则说明(a/b)侧偏高。气泡之所以偏向 a 一侧是因为 在 的作用下向低处运动的结果。
答案 a 水 重力
解析 当管式气泡水准仪水平时,气泡会在水平仪的中间位置,当 a 侧偏高时,水在重力作用下,会向较低的 b 侧流动,从而将气泡挤向 a 侧。
小华用如图所示的装置判断重力的方向,球 A 所受重力的施力物体是 ,缓慢改变木板的倾角 α,可观察到悬线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,可以进行的操作是: 。
答案 地球 不变 剪断悬线 OA
解析 重力的施力物体是地球;重力的方向始终是竖直向下的,小球 A 由于受到竖直向下的重力,对悬线 OA 施加了一个竖直向下的拉力,使悬线 OA 处于竖直方向。改变木板的倾角 α,可观察到悬线 OA 的方向保持不变;若要进一步验证重力方向竖直向下的结论,可以剪断悬线 OA,观察小球的下落情况。
三、作图题
在图中用带箭头的线段标出水平尺上端固定在 O 处的重垂线的位置。
答案 如图所示
解析 重力的方向始终竖直向下。
已知图中袋鼠的质量为 100 kg,请画出袋鼠所受重力的示意图。(g 取 10 N/kg)
答案 如图所示
解析 袋鼠的质量是 100 kg,所以袋鼠的重力是 G=mg=100 kg×10 N/kg=1 000 N,重力的方向是竖直向下的,可以认为地球是匀质球体,故方向是指向地心的。
四、简答题
北京时间 2018 年 11 月 4 号,在土库曼斯坦首都阿什哈巴德拉进行的 2018 年世界举重锦标赛,中国女选手陈桂明在
59 公斤级中,以 133 公斤,挺举夺得冠军,创造了该项目的新的世界纪录,则(1)她举起的物重为多少?(g=10 N/kg)
(2)根据表中信息请你分析,假设陈桂明到火星上最多能举起物体的质量为多少千克?(保留一位小数)
行星名称 水星 金星 火星 木星 天王星 海王星
1 kg 物体受到的重力/N 3.6 8.5 3.76 22.9 8.3 11.0
12.答案 (1)1 330 N (2)353.7 kg
解析 (1)她举起的物重 G=mg=133 kg×10 N/kg=1 330 N;(2)由表格数据可知陈桂明如果到火星上最多能举起物体的质
????
量 m 火=????
1 330N
=3.76N/kg≈353.7 kg。
火
1
长度为 L 的砖叠放在地面上,上面一块相对下面一块伸出10L,如图所示。求在水平地面上最多可以堆多少块而不翻倒?
13.答案 10
解析 砖块质量分布均匀,形状规则,重心在其几何中心,设能放 n 块砖,恰好不翻倒。可以将放在水平地面上的砖块视为一个整体,作出其重心位置,当砖在水平位置恰好平衡时,说明它的重心正好落在最下面那块砖的边缘。砖在水平地面的排列情况如图所示。由图可看出,在水平地面上最多可以堆 10 块砖而不翻倒。
第七章 力
第 3 节 重力
基础闯关全练拓展训练
1.(2018 湖北武汉武区七校联考)关于地球上物体所受的重力,下列有关说法正确的是( )
物体的质量与重力成正比
同一个物体在地球上的不同位置重力可能不同C.物体的重力可以用天平测得
D.重力的方向不总是竖直向下
答案 B 质量是物质本身的一种属性,与重力无关,故 A 错误;同一个物体在地球上的不同位置时,质量保持不变,由于重力的大小与g 的大小有关,不同地点的 g 可能不同,故重力可能不同,故 B 正确;物体的质量可以用天平测得,重力可以用弹簧测力计测量,故C 错误;重力的方向总是竖直向下的,故D 错误。
2.(2019 四川遂宁二中月考)关于重力的说法,正确的是( ) A.直升机停在空中不动,是因为它不受重力
B.重力的大小等于地球的引力C.重力就是地球的引力
D.重力是由于地球的吸引使物体受到的力
答案 D 地球附近的物体都受到重力作用,故 A 选项说法错误;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力并不是地球的引力,故其大小不一定等于地球的引力,故 B、C 选项错误,D 选项正确。
3.关于重力,下列说法中正确的是( ) A.G=mg 表明物体受到的重力跟它的质量成正比
(
= 表
)B.m G 明物体的质量跟它受到的重力成正比
g
C.1 kg 等于 9.8 N
D.物体受到的重力是由物体的质量产生的
答案 A G=mg 表明物体所受重力与质量成正比,故 A 选项正确;质量是物体的属性,与所受重力的大小无关,故 B 选项错误;1 kg 的物体所受的重力是 9.8 N,而不是 1 kg 等于 9.8 N,故 C 选项错误;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力, 故 D 选项错误。
4.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。
答案 重力 地球 4.9
解析 抛出去的小球由于受到重力的作用,所以要落回到地面上,该力的施力物体是地球;小球受到的重力 G=mg=0.5 kg×9.8 N/kg=4.9 N。
5.(2018 山东泰安中考)一足球静止在水平地面上,如图所示,画出足球所受重力的示意图。
答案 如图所示
解析 足球的重心在其几何中心(球心),从重心起沿竖直方向向下作出重力的示意图即可。
能力提升全练拓展训练
1.(2018 湖北鄂州梁子湖期中)如果没有重力,下列说法中不正确的是( )
A.河水不再流动,再也看不到大瀑布B.杯子里的水倒不进口里
C.人一跳起来就离开地球D.物体将失去质量
答案 D 河水在重力作用下由高处流向低处,瀑布也是由于水受到重力而形成的,如果没有重力河水不会流动,瀑布从此消失,故 A 正确;杯中的水能倒入嘴中是重力的作用,如果没有重力,水不会倒入嘴里,故B 正确;人能够站在地面上是重力的作用,如果没有重力,人轻轻一跳就会离开地球,故 C 正确;质量是物体所含物质的多少,与重力无关,故 D 不正确。2.如图为一款宠物饮水器,其整体质量分布均匀,将饮水器里装满水,若宠物将水全部喝完,在此过程中,饮水器与水的整体重心位置移动为 。
答案 先下降后上升
解析 装满水的饮水器和水整体的重心在底部的上方,设为 O 点,随着宠物不断喝水,其重心位置先不断下降,当水喝完后, 重心又处于底部的上方 O 点,则知饮水器与水的整体重心位置先下降后上升。
3.甲、乙两个物体的质量之比是 5∶2,则甲和乙受到的重力之比是 ;若甲物体的质量为
250 g,则乙物体所受的重力是 N。(g=10 N/kg)
答 案 5∶2 1
解析 由题知,m 甲∶m 乙=5∶2,由 G=mg 可得,甲、乙两物体受到的重力之比 G 甲∶G 乙=m 甲g∶m 乙g=m 甲∶m 乙=5∶2;因为 m
2 2
甲∶m 乙=5∶2,m 甲=250 g=0.25 kg,则乙物体的质量 m 乙= m 甲= ×0.25 kg=0.1 kg,乙物体的重力 G 乙=m 乙g=0.1 kg×10
5 5
N/kg=1 N。
4.(2018 江苏江阴期中)小明用刚学的知识做了一个坡度自动测量仪,如图(a)所示,图中的指针和重锤 A 会绕 O 点转动,若放在斜坡上,则如图(b)所示,图(b)所示的斜坡坡度为 ,此装置的原理是利用 ,如果用此装置测量竖直墙壁,则指针应指在 位置。
答案 15° 重力方向竖直向下 90°
解析 坡度自动测量仪是利用“重力的方向在任何情况下都是竖直向下的”的原理工作的。由图可知,一大格为 45°, 则每一小格为 15°,若放在斜坡上,则如图(b)所示,图(b)所示的斜坡坡度为 15°,用此装置测量竖直墙壁,则指针应指90°,此装置可以检查路面是否水平。
5.如图所示是我国古人发明的一种容器——欹器。它空着时就倾斜,盛水适中就端正,盛满了水便会整个倒翻过来,水流 尽时,它又像开始那样倾斜,正所谓“虚则欹,中则正,满则覆”。当盛水适中时,容器和水的整体重心应该在转轴的 (填“上”或“下”)方。请你猜想,盛满水时,欹器整个倒翻过来的原因是 。
答案 下 容器和水整体的重心移动到转轴的上方,且偏离转轴所在竖直面
解析 物体重心越低,越稳定。当盛水适中时,容器端正,说明此时容器和水整体的重心较低,应该在转轴的下方;盛满水时,容器和水整体的重心上移,到了转轴上方,并且偏离转轴所在竖直面,故欹器会整个倒翻过来。
三年模拟全练拓展训练
1.(2019 安徽淮南潘集期中,7,★★☆)下列估测值最接近实际的是( )
一名中学生的重力大约是 500 N
一只鸡重力约 150 N
一个苹果重力约 15 N
一个鸡蛋重力约 5 N
答案 A 一名中学生的质量为 50 kg 左右,重力 G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,所以 A 选项符合题意。
2.(2018 山西百校联考,12,★★☆)爸爸想在客厅的竖直墙壁上挂一幅全家福,相框的上端有两个挂钩。小明在墙上钉了第一根钉子 A,确定了左侧挂钩悬挂的位置如图所示。之后他们发现若想把相框挂正,确定第二根钉子 B(右侧挂钩)的位置比较困难。请你利用生活中的物品帮他们提出解决方案。你需要的物品: ,具体办法:
。
答案 细线、橡皮 将一块橡皮拴在细线的底端,做成一个简易的重垂线。手拿重垂线靠近相框的一侧,调整相框位置, 直至相框的这一侧与重垂线平行,则此时右侧挂钩处即钉子B 的位置(合理即可)。
提示 利用重力的方向竖直向下做一个重垂线。
3.某物理实验小组的同学在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时,实验记录如表:
被测 物体 物体 质量m(kg) 重力 G(N) G/m (N/kg) G/m 的平 均值(N/kg)
物体 1 0.1 0.99 9.9
物体 2 0.2 1.96 9.8
物体 3 0.3 2.91 9.7
(1)在实验过程中,需要的测量工具是 和 ; (2)上表空白处对应的数据是 ;
分析表中实验数据,得出的结论是: ;
为了探究物体所受重力大小是否与形状有关,小组同学找了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论。请问这种探究方法可行吗? 。
答案 (1)天平 弹簧测力计 (2)9.8 (3)在误差允许范围内,物体所受重力与质量成正比 (4)不可行
解析 (1)在实验中要用弹簧测力计测量物体的重力,用天平测量物体的质量;(2)本实验是通过多次测量求平均值的方法
来减小误差的,故空白处的数据为: 9.9+9.8+9.7=9.8;(3)从表格中数据知,在误差允许范围内,重力和质量的比值不变,质
3
量增大几倍,物体的重力也增大几倍,所以物体的重力与质量成正比;(4)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,应保证质量不变。该小组的同学用小刀将橡皮泥刻成不同形状进行实验,未保持橡皮泥的质量不变,所以得到了错误的结论,故该实验方案是不可行的。
五年中考全练拓展训练
1.(2018 广西玉林中考,3,★★☆)下列物体重力约为 1 N 的是( )
A.一枚大头针 B.两个鸡蛋C.一头奶牛 D.一个篮球
答案 B 根据物体重力约为 1 N 可计算出其质量 m=G/g ≈ 1 N =0.1 kg=100 g;选项中“两个鸡蛋”的质量在 100 g
10 N/kg
左右;一枚大头针质量远小于 100 g;而一头奶牛、一个篮球的质量远远大于 100 g。2.(2019 重庆中考 B 卷,14,★☆☆)在图中画出静止在水平面上的木块所受重力的示意图。
答案 如图所示
解析 找出木块的重心,画一竖直向下的线段,标上箭头和符号 G 即可。
3.要验证“物体所受重力跟它的质量成正比”,请完成实验设计方案,要求用上给定的所有器材。
器材 天平,弹簧测力计,体积相同的铝块、铁块和铜块各一个
实验步骤 分析数据,得出结论 数据记录表格
答案 步骤:①用天平测出铝块的质量 m1,用弹簧测力计测出铝块的重力 G1,将数据填入表格。②换用铁块和铜块,重复上述实验。
表格:
质量m/kg
重力 G/N
解析 因为探究重力与质量的关系,所以表格中记录的物理量为物体的质量和受到的重力,实验时分别用天平和弹簧测力计测出记入表格,分析数据即可。
核心素养全练拓展训练
生活中有许多的说法和物理学中的概念是混淆的。小明为了正确认识“质量和重力”,进行了社会调查和资料收集。
下面是两段小明收集的材料:
“购买大米、蔬菜等商品,应该以质量(而不是重力)来标明单价。因为人们在买卖时关心的是它的质量多少而不是重力的大小,所以,市场中应该用天平称量商品而不是用弹簧测力计来称量商品。”
“举重比赛,比的是运动员的力气,运动员能不能举起杠铃和杠铃的重力有关,而不是杠铃质量决定的,因此,举重记录所标明的应该是重力而不是质量。”
你认为从物理学的角度来评判,小明的说法正确与否?从实践角度看,应不应该遵循小明的看法?谈谈你的观点。答案 从物理学的角度来评判,小明的说法是正确的。从实践角度看,不应该遵循小明的看法。
解析 该题考查了我们“对不同观点和结论提出质疑和评判”的“科学思维”素养。天平测量的是物体的质量,但是实际上按小明的办法很不方便,天平要移动或增减砝码来测定质量,非常麻烦,弹簧测力计直接放上去就有结果了;杠铃生产后用 kg 为单位来标定质量,要是比赛中每次都要换算成 N 比较麻烦,所以,从实践角度看,不应该遵循小明的看法。
小军在学习重力知识的过程中,经历了以下的活动。
在判断重力方向时,小军利用了图甲所示的装置进行了实验。首先将铁架台放在水平桌面BC 上,用细线将铁球悬挂在铁架台的 O 点,实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC 间的倾角,根据 的现象可以判断出重力的方向。实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角,是为了 。
物体所受重力大小和质量的关系是 G=mg。查阅资料发现:g 值大小不仅与地球纬度有关,还与海拔高度有关。下表为某地区的 g 值与海拔高度的大致关系:
海拔高度h/km 0 0.5 1 1.5 2 2.5
g/(N·kg-1) 9.794 9 9.793 4 9.791 8 9.790 3 9.788 8 9.787 3
小军认为利用该表格数据可以粗测该地区某山峰的海拔高度(约几百米),并选用了图乙所示的器材进行实验。该实验的原理是 。小军利用图乙的器材 (选填“能”或“不能”)粗略测出此山峰的高度。
答案 (1)OA 始终与水平桌面 BC 垂直 多次实验获得普遍规律 (2)g=G 不能
n
解析 本题考查了实验的操作、原理分析及结论的应用。
实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC 间的倾角,OA 始终与水平桌面 BC 垂直,据此可以判断出重力的方向是竖直向下的;实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角,进行多次实验,是为了使结论更具有普遍性。
因为 g 值大小随海拔高度的增加而减小,所以可以根据 g 值的大小判断海拔高度,故该实验的原理是 g=G。由表
n
中数据可知,g 值的大小随海拔高度变化不明显,每升高 500 m,g 值约减小 0.001 5 N/kg,利用图乙的器材时,重力的减小量太小,测力计不能测出,因此不能粗略测出此山峰的高度。
3.(2019 广东深圳龙文教育期中)科普阅读题
2016 年 4 月 6 日凌晨 1 点 38 分,“实践十号”卫星成功升空。这是空间科学战略性先导专项首批确定的科学卫星项目中唯一的返回式卫星,也是中国第一个专用的微重力实验卫星。
平时我们感觉到自己有多重时,这种感觉来自支持力。如果失去支持力,我们就将失去对重力的感觉。例如,一个人从高处坠落,在坠落的过程中,因为失去了支持力,所以此人将体验到类似太空中才有的失重。但是,失重环境中物体的重力却仍然存在。
要想造出失重的环境,可以让物体自由坠落,如自由坠落的电梯、飞机等。不过这只能带来短暂的失重,而各种航天器如空间站、卫星等则是长期处在失重环境中。
那么问题来了,太空不都是失重环境吗?这个微重力又是怎么回事? 微重力就是微小的重力吗?显然不是!
我们平常说的重力是由地球引力产生的,不少人会误认为,人造卫星所在的轨道距离地面比较远,因此地球对它们的引力很小,所以叫做微重力。这是不对的。
根据 G=mg,同一个物体我们常用 g 来衡量重力的大小。距离地球越远,g 值就越小,然而,就算是在距离地面 200 km 的高度也没有降多少,大约降为 0.94g,而在 1 000 km 的高度大约降为 0.75g。也就是说,一个物体在地面重 100 N,到了
1 000 km 高度,依然受到 75 N 的重力。国际空间站离地球的距离不超过 420 km,因此,它受到的地球引力并没有减少多少。如果我们把“微重力”理解为微小的重力,或者是微小的地球引力,肯定是不对的。只有当距离地球很遥远时,才会出现地球引力很小的情况,那么,微重力又是怎么回事呢?
通常我们说的微重力环境,它其实跟地球引力的关系不是很大,因为它主要是由其他外在因素造成的,如太空残余大气的阻力、航天器进行姿态调整时产生的推力、人员在航天器内的走动,以及重力梯度等。
