6.3 重力
题组1 重力及其方向
1.“夜来风雨声,花落知多少”,这是唐代诗人孟浩然《春晓》中的诗句。花瓣向下落,是由于花瓣受到 力的作用,其施力物体是 ,方向是 。?
2.如图所示,我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。在地球的另一面,站在我们“脚下”的南美洲居民不掉下来,是因为他受到 力的作用,南美洲居民受到的这个力的方向,相对于他们是 的。?
3.如图所示是研究重力方向的装置。现从图示位置将板缓慢放平,在此过程中绳与虚线(虚线与BC垂直)之间的夹角α将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。从实验中可知重力的方向总是 的,利用它制成 ,可用来检测墙壁是否竖直。?
4. 如图所示,在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图(图)正确的是 ( )
5.如图所示是水平仪,若放置于某桌面上时,重锤偏离B点右侧,则该桌面 ( )
A.左面高,右面低 B.右面高,左面低
C.左面与右面高低一样 D.无法判断
6.如果地球上物体所受的重力消失,下列现象不正确的是 ( )
A.水壶里的水很容易倒入人的口中
B.河水不会自动向低处流动
C.人轻轻一跳就可能离开地球
D.地球上的物体将浮在空中不会自动落下来
7.如图所示为老师演示的“敲击音叉弹乒乓球”实验,请你作出乒乓球此时所受重力的示意图。
题组2 探究物体的重力与质量的关系
8.在探究“重力的大小跟什么因素有关”时,需要的测量工具是 和 。实验中选用钩码代替普通的物体,这样可以免去的一步操作是 。?
9.探究“物体所受重力大小与质量的关系”时,小东取质量不同的苹果、小木块、小铁球等不同物质进行实验,而没有使用多个钩码进行实验。你认为他的做法 ( )
A.不合理,没有用同种物质的物体做实验
B.合理,得出的结论更可靠
C.不合理,没有使物体的质量成整数倍变化
D.不合理,收集的数据没有规律
10.在“探究重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,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10 N/kg)
质量m/g
100
200
300
?
500
重力G/N
1
2
3
4
5
(1)把表格中的数据补充完整。
(2)图中弹簧测力计的示数为 N。?
(3)利用弹簧测力计测量钩码的重力,使弹簧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:物体的重力和质量成 比,你判断的依据是 ? 。?
(6)在图乙中,以质量为横坐标,重力为纵坐标,根据表格中的数据,画出重力与质量之间关系的图像。
(7)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”的实验时,他们以橡皮泥为实验对象,用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,实验数据如下表所示。
被测物体
形状
重力
橡皮泥
正方形
4.8 N
圆形
4.2 N
三角形
3.6 N
分析实验数据得出实验结论: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。
评价: , ? 。?
题组3 重力的计算
11.感受身边的物理——重力为15 N的物体可能是图中的 ( )
12.重力计算公式为G=mg,下列对此公式理解正确的是 ( )
A.重力是物质的一种属性
B.g=9.8 N/kg表示的物理意义是9.8 kg的物体受到的重力是9.8 N
C.物体受到的重力与其质量成正比
D.g=9.8 N/kg表示的物理意义是9.8 kg的物体受到的重力是1 N
13.小雯推铅球时,推出去的铅球在空中沿一条弧线运动,并最终落向地面,关于铅球在空中运动时所受重力的大小和方向,下列判断中正确的是( )
A.大小不变,方向在改变
B.大小和方向均在改变
C.大小在改变,方向不变
D.大小和方向均不变
14.一辆自重是5.0×104 N的卡车,装着25箱货物,每箱货物的质量是300 kg,行驶到一座立有限重标志牌(如图所示)的桥前,问:(g取10 N/kg)
(1)这辆卡车总重多少牛?
(2)要想安全过桥需要卸下几箱货物?
15.月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的16。若一根质量是1.5 kg的金属杆被宇航员从地球带到月球,则:(g地取10 N/kg)
(1)金属杆在地球表面时受到的重力是多少?
(2)金属杆在月球表面时的质量是多少?
(3)金属杆在月球表面时受到月球的引力大约是多少?
题组4 重心及稳度
16.重力的作用点在物体的 上。质地均匀、形状规则的物体,其重心就是它的 ,如球的重心在 。重心不一定在物体上。?
17.表演走钢丝的杂技演员,手上总拿着一根木棒,他是在利用木棒来调整自己的 ,当他向右倒时,他要及时把木棒送向 边,使自己稳定不倒,这也说明力的 会影响力的作用效果。?
18.1 t钢铁的重力和1 t棉花的重力 。将它们都做成正方体放在同一水平面上,钢铁的重心比棉花的重心 (选填“高”或“低”)。?
19. 关于重心,下列说法中正确的是 ( )
A.空心的足球没有重心
B.物体的重心不一定在物体上
C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了
D.物体受到的力全部都作用在重心上
20. 健身者在没有其他辅助的情况下,图中的姿势不可能在水平地面上保持的是 ( )
21.如图所示,小明发现,大风过后学校的欢迎靠牌经常被吹倒。下列是他提出的一些防止措施,你觉得合适的是 ( )
A.将靠牌的支架做得高一些
B.将靠牌支架之间的夹角做得大些
C.选用密度小的材料,将靠牌做得轻一些
D.在靠牌的支架A点上加压一个重物
22.重心是一个很神奇的概念,它不是真实的存在,而是一个等效概念;重心可能在物体上,也可能在物体之外。那你是如何确定物体重心的呢?现有一形状不规则,质量分布不均匀的薄板,你能想办法确定它的重心吗?写出你选取的实验器材、实验步骤及结论。
(1)实验器材: 。?
(2)实验步骤:
① ;?② 。?
(3)结论: 。?
23.用直角三角尺、铅垂线来判断桌面是否水平。
(1)简述操作方法(也可以用图描述操作方法)。
(2)实验现象:①若桌面水平: ;?②若桌面不水平: 。?
(3)实验中利用的物理知识:重力的方向总是? 。?
24.已知月球上的物体被月球吸引也受到“重力”作用,月球上物体的“重力”与其质量是否成正比呢?假如你是一名航天员,驾驶飞船到达月球,请对此问题进行探究。
(1)要完成实验,除需要若干个质量均为50 g的钩码外,还需要的测量器材是 。?
(2)测量结束后,你如何根据实验数据判断物体受到的“重力”与质量是否成正比?请说出一种方法:? 。?
(3)本实验需要多次测量,其目的是 (填字母)。?
A.得到可靠的结论
B.减小实验误差
答案详析
1.重 地球 竖直向下
解析: 地面附近的一切物体都要受到重力的作用,花瓣向下落是由于受到重力的作用,其施力物体是地球,方向竖直向下。
2.重 竖直向下
3.变小 竖直向下 铅垂线
解析: 因为重力的方向总是竖直向下的,所以悬线OA由于受重力的作用,始终保持竖直向下的方向不变;将板BC缓慢放平时,悬线OA的方向不变,而虚线与BC垂直,所以在此过程中绳与虚线之间的夹角α将变小;重力的方向始终是竖直向下的,用来检查墙壁砌得是否竖直的铅垂线就是根据这一原理制成的。
4.D
5.A 解析: 由于重力的方向总是竖直向下的,重锤偏离B点右侧,所以桌面是左面高,右面低。
6.A 解析: 水壶里的水由于受到竖直向下的重力作用会倒入口中;若地球上的物体不受重力作用,则水壶里的水将无法倒入人口中,故A符合题意。河水由于受到竖直向下的重力作用才向低处流;若地球上的物体不受重力作用,则河水不能自动向低处流动,故B不符合题意。站在地球表面的人受到重力作用,使人不能轻易脱离地球;如果地球上的物体不受重力作用,人一跳就可能离开地球,故C不符合题意。由于重力的作用,地球上的物体能够停留在地面上;如果重力消失,这些物体将浮在空中不会自动落下来,故D不符合题意。
7.如图所示
8.弹簧测力计 天平 用天平测质量
解析: 在“探究重力的大小跟什么因素有关”的实验中,需要测量重力及质量的大小,用到弹簧测力计及天平;钩码的质量已知,选用钩码代替普通的物体,可以免去用天平测质量这一步操作。
9.B 解析: 物体所受重力跟是不是同种物质无关,故A错误;物体所受重力与物体的质量成正比,只要得出这一结论即可,故B正确;做这个实验跟质量是不是成整数倍变化无关,故C错误;数据有规律不能代表物理规律,故D错误。
10.(1)400 (2)2 (3)C
(4)得到普遍规律
(5)正 物体所受重力与它的质量的比值为定值(或质量增大几倍,重力也增大几倍)
(6)如图所示
(7)不正确 当物体的形状改变时,没有控制橡皮泥的质量不变
解析: (1)通过观察表格中的数据可得2 N200 g=4 Nm,解得m=400 g。
(2)由图知,弹簧测力计的量程是0~5 N,弹簧测力计的分度值是0.2 N,故图中弹簧测力计的示数为2 N。
(3)力能使物体发生形变,利用弹簧测力计测量钩码的重力时,使弹簧测力计内弹簧伸长的力是钩码对弹簧的拉力。
(4)实验测量多组数据的目的是得到普遍规律。
(5)根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值为定值(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)根据表格中数据进行描点,并用平滑的曲线连接起来。
(7)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。
11.B 解析: 将重力换算成我们更熟悉的质量,由公式G=mg得,m=Gg=15 N10 N/kg=1.5 kg。一辆自行车的质量约15 kg,故A不符合题意;一只小白兔的质量约1.5 kg,故B符合题意;一支钢笔的质量约15 g,故C不符合题意;一名中学生的质量约50 kg,故D不符合题意。
12.C 解析: 重力不是物质的一种属性,因为物体所受重力与物体所处的位置有关,故A错误;g=9.8 N/kg表示的物理意义是质量为1 kg的物体在地球上受到的重力是9.8 N,故B、D错误;物体受到的重力与其质量成正比,即G=mg,故C正确。
13.D
14.(1)25箱货物的总质量:m货=25×300 kg=7500 kg,
这些货物的总重力:G货=m货g=7500 kg×10 N/kg=7.5×104 N,
则这辆卡车总重:G总=G货+G车=7.5×104 N+5.0×104 N=1.25×105 N。
(2)这辆卡车的总质量:m总=G总g=1.25×105N10 N/kg=1.25×104 kg=12.5 t>10 t,
要想安全过桥需要卸下货物的质量:
Δm=m总-m=12.5 t-10 t=2.5 t=2.5×103 kg,
卸下货物的箱数:n=2.5×103kg300 kg≈9。
15.(1)金属杆在地球表面时受到的重力:
G=mg地=1.5 kg×10 N/kg=15 N。
(2)质量是物体的一个基本属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是物体的位置发生改变,则物体的质量不变,即金属杆的质量仍然为1.5 kg。
(3)由题意知,金属杆在月球表面时受到月球的引力:
G'=16G=16×15 N=2.5 N。
16.重心 几何中心 球心
17.重心 左 作用点 解析: 物体的重心越低,稳度越高,所以重心是影响物体稳度的重要因素;杂技演员向右倒时说明他的重心偏右,要调整重心,就要使自己左侧的质量增大;当他的重心移动到适当的位置,就可以避免其倾倒,所以说明力的作用点会影响力的作用效果。
18.相等 低
解析: 1t棉花和1t钢铁的质量相等,重力也相等;由于钢铁的密度比棉花大,根据ρ=mV可知,当它们的质量相同时,钢铁的体积比棉花的体积小,所以将它们都做成正方体放在同一水平面上,钢铁的重心比棉花的重心低。
19.B 解析: 任何物体都有重心,故A错误;重心不一定在物体上,比如均匀的圆环,重心在环心,故B正确;如圆环、空心球它们的重心在中间的空心部位上,所以质地均匀的木球的中心被挖去后,重心仍在其球心处,故C错误;重心是物体各部分所受重力的作用点,而物体受到的力并非都作用在重心上,故D错误。
20.A 解析: 估测健身者重心的位置,作出重力的示意图,只有重力的作用线通过支持面,健身者才能保持稳定。由图可知,姿势A重力的作用线没有通过支持面,所以不可能在水平地面上保持住。
21.D 解析: 将靠牌的支架做得高一些,重心会升高,稳定性变差,故A不符合题意;将靠牌支架之间的夹角做得大些,会使靠牌的重心升高,稳定性变差,故B不符合题意;靠牌密度越小,质量越小,重力越小,稳定性越差,故C不符合题意;在靠牌的支架A点上加压一个重物,可以降低重心,增加其稳定性,故D符合题意。
22.(1)细线、薄板、刻度尺、笔
(2)①用细线系住薄板将其竖直悬挂,静止后沿细线的方向在薄板上画一直线
②用细线系住薄板的不同位置,再次悬挂并画线
(3)两线交点处即为重心的位置
23.(1)将铅垂线固定在直角三角尺锐角顶点,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,如下图所示,改变三角尺在桌面上的位置,重复上述操作。
(2)①铅垂线始终与另一直角边平行
②铅垂线与另一直角边不平行
(3)竖直向下的
24.(1)弹簧测力计
(2)作出G-m图像,若是一条过原点的直线,则说明“重力”与质量成正比(或求出“重力”与质量的比值,若是一定值,则说明“重力”与质量成正比) (3)A