八年级物理下册 7.3 重力（解析版）（人教版）

7.3重力（解析版）知识清单1.重力及其大小；2.重心及重力的方向；3.重力与质量的区别和联系知识点1重力及其大小1.重力（1）定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。用G表示。（2）施力物体：地球。温馨提示对重力的理解（1）地面附近的一切物体，都受重力作用；（2）重力是由地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力；（3）重力是非接触力，空中飞行的小鸟、枝头上的水果都受重力作用。同一物体被抛出后在空中运动时所受的重力与其静止时所受的重力相等；（4）由于物体间力的作用是相互的，地球吸引物体的同时，物体也在吸引地球。2.重力的大小物体所受重力跟它的质量成正比，即G=mg。其中，G表示重力，单位是N；m表示质量，单位是kg；g=9.8N/kg，表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。温馨提示（1）物体所受重力跟它的质量成正比，但不能说质量跟重力成正比；（2）地球上不同位置，g的取值并不一定是个定值。在地球赤道附近g值最小，越靠近两极g越大；（3）g的值在不同的星球上数值不同，如在月球上g月≈（1/6）g地。3.重力的测量重力大小可以用弹簧测力计来测量。当挂在弹簧测力计上的物体静止时，弹簧测力计的示数就等于物体受到的重力。知识点2：重心及重力的方向1.重心（1）重力在物体上作用点叫做重心。物体的重心的位置与物体的形状、质量分布有关。（2）质量分布均匀、形状规则的物体，它的重心在物体的几何中心上。如正方体（长方体）的重心为对角线的交点，球体的重心为球心（如图）。（3）物体的重心可能不在物体上，如一个质量分布均匀的金属环的重心在环所形成的圆的圆心上。重心的位置随质量分布的变化而变化。如将一块质量分布均匀的圆铁饼偏离圆心的地方去掉一小块，则铁饼的重心就会发生变化。知识拓展不规则物体重心的确定方法1.悬挂法：如图所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点竖直线AB上。然后在D点把薄板悬挂起来，同理知，薄板的重心一定在通过D点的数值线DE上，AB和DE的交点就是薄板重心O的位置。2.支持法：如图所示，把薄木板放在手指上，仔细调节支撑点的位置，使薄木板在手指上平衡，这时就可知道薄木板的重心就在支点的上方。2.重力的方向重力的方向总是竖直向下的。即垂直于地球的水平面，指向地心的方向。如图所示。易混对比“竖直向下”与“垂直向下”“垂直向下”指压力的方向垂直受力面向下，如图甲图和乙图压力F的方向，图甲中受力面为水平面，压力方向为垂直于水平面向下，图乙中受力面（接触面）为斜面，压力方向为垂直于斜面向下。“竖直向下”可理解为“垂直于水平面向下”。如图甲和图乙中重力G的方向；当物体放在水平面时，图甲中的物体所受重力水平面所受压力方向相同，但重力作用点在物体的重心，压力作用点在水平面上，二者是不同的两个力。3.重垂线的应用人们在一根线下吊一个重物，做成重锤线。重锤线可以显示重力的方向—竖直向下。利用重锤线可以检查桌面是否水平，相框是否挂正，如图所示。重锤线与桌面垂直表示桌面水平重锤线与竖墙平衡表示墙壁不歪斜典例一：如图所示，是水平仪放置于某桌面上时的情形，它是利用了______的原理；此时说明桌面______面较高。（选填“左”或“右”）【答案】重力方向总是竖直向下；左。【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，重力的方向始终竖直向下，此特点有着重要的应用。如图所示，是水平仪放置于某桌面上时的情形，它就是利用了重力方向竖直向下的原理；此时重垂线与支架不重合，说明桌面不水平，如图可知，重垂线偏向右侧，说明桌面左侧高。知识点3：重力与质量的区别和联系质量重力区别概念物体所含物质的多少由于地球吸引而使物体受到的力符号mG大小、方向只有大小，没有方向既有大小，又有方向单位千克（kg）牛顿（N）与地理位置的关系无关有关公式m=ρVG=mg测量工具天平弹簧测力计联系重力与质量的关系是：G=mg（g=9.8N/kg）温馨提示g=9.8N/kg的意义为：质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。典例二：关于g＝9.8N/kg，下列说法正确的是（）。A．物体受到的重力是它质量的9.8倍；B．物体的质量是重力的9.8倍；C．1kg的物体所受的重力是9.8N；D．1kg＝9.8N【答案】C。【解析】AB．重力和质量是不同的物理量，不能说物体受到的重力是它质量的9.8倍或物体的质量是重力的9.8倍，故AB不符合题意；C．质量为1kg的物体重力是：，故C符合题意；D．在地球上1kg的物体所受的重力为9.8N，而不是1kg＝9.8N，故D不符合题意。实验清单实验探究“物重与物体质量的关系”实验探究探究“物重与物体质量的关系”【提出问题】有的物体所受的重力大，有的物体所受的重力小，重力的大小跟什么有关呢？【猜想与假设】重力的大小可能和质量有关。【设计并进行实验】（1）认清弹簧测力计的量程和分度值。（2）如图所示，分别把1只、2只、3只…6只钩码挂在弹簧测力计下，记下弹簧测力计每一次的示数，并填在表中。【分析论证】钩码数量/只质量m/kg物体重力G/N物体重力跟质量的比值N/kg10.050.5010.020.100.979.730.151.479.840.201.949.750.252.459.860.302.959.8物体所受重力跟它的质量成正比，其比值是定值，约等于9.8N/kg。重力跟质量的关系：G=mg。【交流与评估】（1）实验前先观察弹簧测力计的量程，还要检查指针是否指零。（2）拉力方向要与弹簧测力计的轴线方向一致。（3）多次实验是为了获取多组数据，从而分析归纳出物体重力和质量的关系。典例三：在“探究重力的大小跟质量的关系”实验中，得到如下表数据所示：m/kg0.10.30.50.70.9G/N0.982.944.906.86（1）本实验中用到的测量器材有：和。（2）分析表中数据可知：物体的质量为0.9kg时，它受到的重力是N。（3）在如图所示的四个图象中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是。【答案】（1）弹簧测力计；天平；（2）6.86；（3）B。【解析】（1）实验目的是探究重力与质量的关系，因此需要测量物体的质量和重力，测量质量需要托盘天平，测重力需要弹簧测力计。（2）分析表中数据可得，重力与质量的比值＝9.8N/kg，当物体的质量为0.7kg时，它受到的重力为：G＝m×9.8N/kg＝0.7kg×9.8N/kg＝6.86N；（3）＝9.8N/kg为正比例函数，说明物体所受的重力跟它的质量成正比，图象过坐标原点的倾斜直线，故选B图。故答案为：（1）弹簧测力计；天平；（2）6.86；（3）B。方法清单1.画重力的示意图；2.重力方向的应用；3.物体重心的变化；4.重力的相关计算题型一画重力的示意图画重力示意图的步骤：（1）定物：确定受力物体；（2）定点：确定并画出重心；（3）定向：竖直向下；（4）画线：沿力的方向画一条线段；（5）标记：在线段的末端标箭头，在箭头的旁边标出所画重力的符号、数值大小和单位。注意：做力的示意图时，若没有明确要求，则物体受力受力的作用点可平移到重心上。典例四：画出图中斜面上静止的茶杯受到的重力示意图。【解析】重力的方向是竖直向下的，从茶杯的重心O点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段表示重力，标出重力符号G，如图所示：题型二重力方向的应用★解题指导重锤线是利用重力方向总是竖直向下的原理制成的。用水平仪检测平面时，沿重锤线锥体总是偏向桌面较低的方向。典例五：如图所示，工人们用“重垂线”来检查壁画是否竖直，它是利用重力方向总是而制成的，重力的施力物体是。【答案】竖直向下；地球。【解析】因为重力的方向总是竖直向下的，所以重垂线是竖直的，只要让壁画的一个边与重垂线平行，壁画就挂正了，所以重垂线是利用了重力的方向总是竖直向下的原理制成的。重力的施力物体是地球。故答案为：竖直向下；地球。题型三物体重心的变化★解题指导重心是重力的作用点，物体重心的变化会引起物体的稳定性。典例六：玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来。如图所示，点O为“不倒翁”的重心，OA、OB为两根带箭头的线段，其中能正确表示“不倒翁”所受重力方向的线段为______。（选填“OA”或“OB”）【答案】OB。【解析】重力的方向总是竖直向下的，所以表示“不倒翁”所受重力方向的线段为OB。题型四重力的相关计算典例七：某集装箱的质量是1.8t，所用材料密度ρ＝2.5×103kg/m3，装满货物时总质量为19.8t，那么：（1）集装箱装满货物时，其所受总重力为多少？（g取10N/kg）（2）集装箱所用材料的体积是多少？【答案】（1）1.98×105N；（2）0.72m3。【解析】（1）集装箱装满货物时总质量m总＝19.8t＝19.8×103kg＝1.98×104kg，其总重力：G总＝m总g＝1.98×104kg×10N/kg＝1.98×105N。（2）集装箱的质量m箱＝1.8t＝1.8×103kg，由ρ＝可得，集装箱所用材料的体积：V箱＝＝＝0.72m3。答：（1）集装箱装满货物时，其所受总重力为1.98×105N；（2）集装箱所用材料的体积是0.72m3。易错清单1.对质量和重力概念的理解；2.对重力方向的理解★易错预警一：对质量和重力概念的理解质量是物体所含物质的多少，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。二者是两个不相同的物理量，它们的关系是G=mg。其中g表示重力与质量的比值，其值一般为9.8N/kg，表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N。典例八：如图所示的图像中，不能正确反映各物理量之间的关系的是（）。A．B．C．D．【答案】B。【解析】AB．物体的重力与物体质量成正比，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；CD．g是物体重力与质量的比值，与重力、质量无关，在同一地点是一个定值，故CD正确，不符合题意。★易错预警二：对重力方向的理解重力是由于地球的吸引而产生的力，因此重力的方向总是竖直向下的。重力的方向不受其他作用力的影响，物体所受的重力方向与其运动状态、所处的位置无关典例九：如图所示为运动员踢足球时的情景，当足球在空中飞行时，关于足球所受重力的说法正确的是（）。A．大小、方向都不变 B．大小、方向都在改变 C．大小改变、方向不变 D．大小不变、方向改变【答案】A。【解析】当足球在空中飞行时，质量不变，由公式G＝mg知，受到的重力不变；重力的方向始终是竖直向下的。故选：A。中考清单1.重力的计算；2.重力方向的应用★中考解析一：重力的计算主要考查重力的计算，涉及G=mg和密度公式的应用。解题的关键是熟记相关的公式，找出公式中相关的物理量，最后代入数值计算。典例十：（2017·成都）远距离货物流通大多采用集装箱运输，某规格的集装箱参数如下表所示。（1）若g=10N/kg，该集装箱装满货物时总质量为27.3t，则总重力为多少？（2）若该集装箱体所用材料密度ρ=2.5×103kg/m3，则该箱体所用材料体积为多少？类型内长/m内宽/m内高/m自身质量/t载货重/t普通箱5.932.352.352.325【答案】（1）总重力为2.73×105N；（2）若该集装箱体所用材料密度ρ=2.5×103kg/m3，则该箱体所用材料体积为0.92m3。【解析】利用公式G=mg代入数值计算即可；根据密度公式求出体积的大小。（1）总重力为：G总=m总g=27.3×103kg×10N/kg=2.73×105N；（2）由表格数据可知集装箱体的质量：m=2.3t=2300kg，由ρ=可得，该箱体所用材料体积：V===0.92m3。★中考解析二：重力方向的应用考查重力方向的应用。这类题一般难度不大，关