3.4.1 重力（练习）（解析版）

3.4.1重力一、单选题1．下列物体的重力最接近500N的是（）A．一头大象 B．一辆小轿车C．一名中学生 D．一个鸡蛋【答案】C【解析】由G＝mg得，重力为500N的物体的质量为A.一头大象的质量可达5t＝5000kg，故A不符合题意；B.一辆小轿车的质量约1000kg，故B不符合题意；C.一个中学生的质量约50kg，故C符合题意；D.一个鸡蛋的质量约50g＝0.05kg，故D不符合题意。故选C。2．关于重力的叙述，下列说法中正确的是（）A．物体的质量越大，受到的重力也越大，所以物体的重力是由物体的质量产生的B．重力是物体本身的一种属性C．放在支撑面上的物体受到的重力的方向总是垂直向下的D．重力的方向总是竖直向下的【答案】D【解析】A．物体的质量越大，受到的重力也越大，物体的重力是地球的吸引产生的，故A错误；B．重力不是物体本身的一种属性，因为物体所受重力大小与位置有关，太空中的物体处于失重状态，故B错误；C．放在支撑面上的物体受到的重力的方向总是竖直向下的，故C错误；D．重力的方向总是竖直向下的，指向地心，故D正确。故选D。3．关于重力，下列说法中正确的是（）A．物体受到的重力是由物体质量产生的B．表明g值大小与物体的质量成反比C．表明物体的质量跟它受到的重力成正比D．表明物体受到的重力跟它的质量成正比【答案】D【解析】A．重力是由于地球的吸引而受到的力，不是由物体质量产生的，故A错误。B．物体所受重力与物体的质量成正比，比值为g是一个定值，故B错误。C．质量是物体的属性，与所受重力大小无关，故C错误。D．表面物体所受重力与质量成正比，故D正确；故选D。4．北京冬奥会开幕在即，跳台滑雪是其中的赛项之一（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正确的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】运动员在空中滑翔时所受重力的作用点在运动员的重心，方向是竖直向下的。故ABC错误，D正确。故选D。5．下列关于常数g＝9.8N/kg的叙述中正确的是（）A．其读法是“每千克的物体受到的重力是9.8牛顿”B．g表示重力与质量的比值C．因为g＝9.8N/kg，所以1kg＝9.8ND．质量为1kg的物体受到的力是9.8N【答案】B【解析】A．9.8N/kg的读法是“9.8牛每千克”，故A错误；B．因为，g表示重力与质量的比值，故B正确；C．千克是质量单位，牛顿是力的单位，二者不能相等，故C错误；D．9.8N/kg表示在地球上，质量为1千克的物体受到的重力是9.8牛顿，故D错误。故选B。6．关于重力，下列说法中正确的是（）①重力的方向总是垂直向下②重力的方向总是竖直向下③重力的方向总是和支持物体的支持面垂直④重力的方向总是垂直水平面向下⑤重力的大小总是等于支持力的大小⑥重力的大小与运动状态无关A．①③⑤ B．③④⑥ C．②③⑤ D．②④⑥【答案】D【解析】①②③④．重力指的是由于地球的吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，方向是竖直向下，垂直水平面，指向地心，故①③错误，②④正确；⑤⑥．物体受到的重力与其质量成正比，即，与物体的运动状态，支持力的大小等无关，故⑤错误，⑥正确。故选D。7．如图所示是地球上不同位置的人释放石块的示意图，图中的虚线表示石块的路径，则石块下落路径最接近实际的示意图是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】地球上不同位置的人释放手中石块后，石块受的重力的方向总是竖直向下的，并指向地心，即向地心的方向下落。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。8．月球对其表面物体的引力只有地球对地面物体引力的，设想假如我们乘宇宙飞船到达月球，下列说法正确的是（）A．地球上质量为3kg的物体，在月球上只有0.5kgB．在地球上重为600N的人，在月球上只有100NC．一个金属球在月球上的密度仅为它在地球上的D．同样大小的拉力，在地球上能使弹簧伸长10cm，在月球上可使弹簧伸长60cm【答案】B【解析】A．质量是物体的固有属性，把质量为3kg的物体由地球移到月球上时，物体不变，物体质量不变，仍为3kg，故A错误；B．物体在地球上受到的引力（重力）为600N，该物体在月球上受到的引力（重力）故B正确；C．密度是物质的属性，与材料、温度等因素有关，与它所处于的位置无关；故C错误。D．弹簧的弹力只与弹簧本身有关，与拉动时的环境无关，故D错误。故选B。9．2011年5月，法国科学家发现行星“葛利斯581d”较适合地球生命居住，且同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍，设想航天员从地球携带标有“100g”字样的方便面、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”上，分别用天平和弹簧测力计测方便面的质量和重力。下列关于方便面的测量结果符合实际的是（g取10N/kg）（）A．天平示数为100g，弹簧测力计示数为1N B．天平示数为100g，弹簧测力计示数为2NC．天平示数为200g，弹簧测力计示数为1N D．天平示数为200g，弹簧测力计示数为1N【答案】B【解析】因为物体的质量与其空间位置无关，所以在“葛利斯581d”行星上方便面的质量仍然为100g；方便面在地球上受到的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N由于“葛利斯581d”行星的重力是地球的2倍，所以方便面在“葛利斯581d”行星受到的重力1N×2=2N故选B。10．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（a）所示，此时链条的重心为C1．若在链条两端各挂一个质量为m/2的小球，如图（b）所示，此时链条的重心为C2．若在链条两端和中央各挂一个质量为m/2的小球，如图（c）所示，此时链条的重心为C3（C1、C2、C3在图中均未标出）．比较三个重心的高度h1、h2和h3的关系A．h1=h2=h3B．h1<h2<h3C．h1>h2>h3D．h1>h3>h2【答案】D【分析】利用对称性将链条分成两部分，则可很容易找出两部分链条的重心；连接两重心，则连线与角平分线的交点即为实际重心．【解析】分别研究桌面以上部分和桌面以下部分，则可得出两部分的重心；连接两点，则连线与角平分线的交点即为重心，如图所示；图（a）两段重心都在线段的中心；图（b）的上、下两段的重心分别偏向左侧和下侧，所以连接后与角平分线的交点低，即重心低；图（c）中央的小球归上面的一段考虑，则下面的一半链条重心偏低，由图则可得出h1＞h3＞h2；故选D．二、填空题11．物体所受________跟物体的_____成正比，比值g＝9.8N/kg的物理意义________。【答案】

重力

质量

质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。【解析】[1][2][3]物体所受重力的大小跟它的质量成正比，用公式表示为G＝mg其中g＝9.8N/kg表示的物理意义是质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。12．月球对它的表面附近的物体也有引力，这个引力大约是地球对地面附近物体引力的。一个质量为60kg的宇航员，在月球上的质量是______，在月球上受到的吸引力是_______N。（g=10N/kg）【答案】

60kg

100【解析】[1][2]宇航员的质量从地球到月球，没有发生变化，依然为60kg。在月球上所受的吸引力G’=G=mg=60kg××10N/kg=100N13．2020年12月17日，我国探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四王子旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。这也是人类时隔44年再次从月球带回月壤。本次共采集月壤1731g，合___________kg，它在地球上重___________N（g=10N/kg），从月球来到地球，它的质量___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】

1.731

17.31

不变【解析】[1]因为，所以[2]月壤样品在地球上受到的重力为[3]月壤样品从月球运到地球，位置发生变化，物质多少不变，所以质量不变。14．小明用所学的物理知识做了一个小发明：坡度自动测量仪，如图甲所示，图中的指针和重锤A连在一根直杆上并能绕O点转动。此装置是利用了___________的原理；若坡度自动测量仪放在某一斜坡上，指针指示如图乙所示，则此斜坡坡度大约为___________度。【答案】

重力的方向是竖直向下的

15【解析】[1]坡度自动测量仪是利用重力的方向是竖直向下的原理来进行工作的。[2]如图所示，一大格为45度，则每小格是15度，若放在斜坡上，指针指示如图乙所示，因为重力的方向是竖直向下的，则此斜坡坡度大约为15度。15．关于重力的方向可利用如图所示的装置来探究：随着β角的改变，悬线OA与水平面的夹角将___________（选填“改变”或“保持不变”），据此可知，重力方向总是___________，生活或生产中的___________就是根据这一原理制成的（试举一例）。【答案】

保持不变

竖直向下

重垂线【解析】[1]因为重力的方向总是竖直向下的，所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变，故悬线OA与水平面的夹角将保持不变。[2][3]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重垂线就是根据这一原理制成的。16．水平仪是利用重力的方向是______的原理制成的，水平仪可以检验一个平面是否水平，如图所示，在水平仪检查桌面时，重垂线锥体偏在中央刻度线的左侧，说明此桌面较高的是______（选填“左”成“右”）侧，我们推水平仪的底部，水平仪会向前运动，而推水平仪的顶部它会向前倾倒，这主要是因为力的______不同，会使力的作用效果不同。【答案】

竖直向下

右

作用点【解析】[1]水平仪是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的。将水平仪放在桌面上，如果重垂线锥体在刻度线中央，则桌面是水平的。[2]因为重力的方向总是竖直向下的，如果重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方，说明此桌面的右边高。重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的右方，说明此桌面的左边高。[3]力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，推水平仪的底部，作用点在底部，推水平仪的顶部，作用点在顶部，所以作用效果会不相同。我们会看到推水平仪的底部时水平仪会向前运动，推水平仪的顶部时它会向前倾倒。17．下列表格是研究物体所受到的重力跟物体质量的关系实验得到的数图据，请分析表中实验数据，写出物体所受到的重力与物体质量的关系式：G=___________________。m/kg123456G/N9.819.629.439.24958.8【答案】（9.8N/kg）m【解析】横向比较表格中的数据可知，质量是原来的几倍，对应的重力就是原来的几倍，所以物体受到的重力跟它的质量成正比，重力与质量的比值为故物体所受到的重力与物体质量的关系式为18．小金对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力（G）与其质量（m）的关系如图，从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力，据图可得甲星球表面上的物体的重力G与其质量m的关系式是______；若将乙星球上重40N的物体带到甲星球上，则该物体质量为______kg。【答案】

大于

G甲=m甲×15N/kg

8【解析】[1]由图可知，当质量都为8kg时，甲的重力为120N，乙的重力为40N，则在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。[2]甲星球表面上物体的重力G甲=120N时，与其质量m甲=8kg的比值为则重力G甲与其质量m甲的关系式为G甲=m甲×15N/kg[3]由图可知乙星球上重40N的物体质量是8kg，质量是物体的一种属性，不随物体位置的改变而改变，故将此物体带到甲星球上质量为8kg。三、作图题19．请在图中画出海豚所受力的示意图（不计空气阻力）。【答案】【解析】图中海豚离开水面，跳到空中，不计空气阻力，只受到重力的作用，过海豚重心画一条竖直向下的带箭头的有向线段，用G表示。如图所示20．一小球质量为3千克，画出在空中飞行时该小球的重力的示意图。【答案】【解析】小球的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N过小球的球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，用符号G表示，并标出重力的大小。如图所示21．如图所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置，在图中画出小球所受的重力和拉力示意图。【答案】【解析】重力的方向竖直向下，作用点在小球的重心上，绳子的拉力作用点也可画在小球的重心上，方向沿绳子向上。如图所示四、计算题22．寒假里某同学到北方旅游，该同学的质量为60千克，他准备背着40千克的物品经过冰冻的河面，如果该冰面在人行走的情况下最大能承受的力为900牛．（1）该同学能否背着这些物品顺利通过冰冻的河面．（2）为能安全通过河面，该同学可携带物品的质量是多少（小数点后保留一位）．【答案】（1）不能安全通过（2）见解析所示【解析】(1)该同学与携带物品的总质量mm人m160kg40kg100kg，则重力Gmg100kg×10N/kg1000NN，所以不能顺利通过冰冻的河面．(2)为能安全通过河面，该同学和携带物品的总重力为900N，总质量为90kg，故可携带物品的质量是30kg．

23．月面巡视探测器（月球车）是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器，具备地﹣月遥控能力，有独立驱动的六轮摇臂式行走系统，高1.5米，质量为120千克。求：（1）月球车在地球上受到的重力。（g取10牛/千克）（2）在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛，那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少？（3）若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N，则返回地球后这个随身装备的质量是多少？【答案】（1）1200N；（2）120kg，200N；（3）1.2kg【解析】解：（1）月球车在地球表面上受到的重力G地＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N（2）月球车到达月球后，质量不变，还是120kg；月球车在月球表面上受到的重力（3）随身装备的航天员返回地球后的重力G地1＝6G月＝6×2N＝12N返回地球后这个随身装备的质量答：（1）月球车在地球上受到的重力为1200N；（2）月球车被送到月球上时的质量为120kg，受到的重力为200N；（3）返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg。五、实验题24．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）10.101.01020.151.51030.252.510①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】①[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[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[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。25．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，并记录在如表的表格中。质量m/g100200__400500重力G/N12345（1）把如表表格中的空格填写完整；（2）图甲中弹簧测力计的量程为______，此时弹簧测力计的示数为______；（3）根据表格中数据，在图乙中画出重力与质量关系图象（保留“描点”痕迹）；______（4）由此实验数据或坐标图象得出的结论是______。【答案】

300

0~5N

2N

物体所受的重力跟物体的质量成正比【解析】（1）[1]由得m=300g。（2）[2][3]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，弹簧测力计指针指示的数字是2，故图甲中弹簧测力计的示数为2N。（3）[4]根据表格中记录的数据在表格中描绘出相应的点，再连成线，如图所示：（4）[5]根据表中数据可知，物体所受的重力跟质量的比值是一个定值，满足正比例函数关系，分析图象也能发现这两个量是成正比的，由此可知物体所受的重力跟物体的质量成正比。26．规则几何形状的物体，若质量是均匀分布的，则重心在物体的几何中心．形状不规则的物体重心可用悬挂法确定．(1)影响物体重心位置的因素有____________(选填正确选项前的字母)A．物体的几何形状和质量分布

B．物体的质量分布及组成物质密度C．物体的几何形状和物质密度

D．物体的质量分布及物体的体积(2)图A、B是利用悬挂法，确定形状不规则的薄板重心的图示．实验步骤：①间隔适当的距离在薄板上取两点a、b；②分别在a、b两点将薄板悬挂起来，沿__________方向画出两条直线；________位置即为重心．(3)图C用铅笔尖在重心处顶起该薄板，则薄板__________(选填“能”、“不能"或“不一定")处于平衡状态．【答案】

A

悬线（重锤线、沿悬点竖直向下等，合理即可）

两直线的交点

能【解析】第一空．几何形状影响了质量的分布，质量的分布又影响了重力的分布，而密度和物体所处的位置都不会影响物体重心的位置；悬挂法确定不规则几何体的重心，是利用重力的方向总是竖直向下的，且重心位于重力的作用线上，选取两个以上不同的位置悬挂重物，分别作出重物的重力的作用线，两线的交点即为重心．第二空．悬线（重锤线、沿悬点竖直向下等）；第三空．两线的交点；第四空．因为O点是重力的作用点，即重心，所以用铅笔尖在O处顶起这一物体，它周围的重力分布是相对均匀的，以O为支点，水平位置形成杠杆，可以平衡掉自重的影响，它能够处于平衡状态．27．在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，实验小组的同学门测量了相关数据并记录在如表中：次数123456…质量m/g40100160200240300…重力G/N0.41.4▲2.02.43.0…（1）测量前，要检查弹簧测力计的指针是否指在___________上。（2）第3次测量的弹簧测力计指针指示位置如图甲，表中空缺处数据“▲”是___________N。（3）根据表中的数据得到如图乙所示的对应点，请画出物体受到重力的大小跟质量关系的图像。()（4）由图像可知，物体所受的重力跟它的质量成___________，比值约为___________N/kg。【答案】

零刻度线

1.6

正比

10【解析】（1）[1]由于弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确测量，必须在测之前校零，即要检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上。（2）[2]测力计分度值是0.2N，指针位于1N以下第3个小格处，则示数为1.6N。（3）[3]根据表中的数据得到如图乙所示的对应点，对于第2次测量结果有些偏差，可能是记录错误或测量错误，不是有效数据，利用描点法得到物体受到重力的大小跟质量关系的图像如图所示：（4）[4]根据表中数据可知，物体所受的重力跟质量的比值是一个定值，满足正比例函数关系，分析图象也能发现这两个量是成正比的，由此可知物体所受的重力跟质量成正比，即28．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，他进行了探究。（1）在实验过程中，需要的两个测量工具是：______、______；（2）如图甲所示是他第2次测量中弹簧测力计的读数，请将此时测力计的示数填入下表的空格处；次数1234质量m/kg0.10.20.30.4重力G/N1______34（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像______；（4）由数据与图像可知，结论是：______；（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______（填“能”或“不能”）完成该探究。【答案】

天平

弹簧测力计

2

物体的重力跟物体质量成正比

不能【解析】（1）[1][2]本实验要测量物体的重力与质量，因此须用到弹簧测力计和天平。（2）[3]由图知，测力计的量程为0~5N；弹簧测力计的一个大格代表1N，一个小格代表0.2N，弹簧测力计示数是2N。（3）[4]据表中实验数据，在坐标纸上描点，然后用平滑的线连接起来；如图所示：（4）[5]由图像知，G﹣m图像为一条过原点的斜线，则可以得出结论：物体的重力跟物体质量成正比。（5）[6]由于在太空站中，物体处于失重状态，不能用弹簧测力计测出物体受到的重力，所以用同样的器材，在太空站中不能完成该实验。29．小明和小华在“探究物体所受重力的大小与哪些因素有关”时，根据生活经验猜测：物体所受的重力可能与体积、质量和物体的材料有关。（1）小明找了一只铅球与一只篮球，测出铅球的重力远大于篮球的重力，因此可以认定物体的重力与物体的体积无关。你认为小明的推理过程______。（选填“正确”或“错误”）（2）在确认物体的重力与体积无关后，他们分别用手提着弹簧测力计测量一些质量已知的“五谷杂粮”所受的重力，并把实验数据记录在表一、表二和表三中。表一（被测物体：红豆）实验序号质量（千克）重力（牛）10.121.220.242.430.363.6表二（被测物体：绿豆）实验序号质量（千克）重力（牛）40.121.250.242.460.363.6表三（被测物体：花生）实验序号质量（千克）重力（牛）70.121.280.242.490.363.6①分析比较实验序号______中的数据及相关条件，可初步得出：______，即物体所受的重力与物体的材料无关。②分析比较实验序号1、2与3或4、5与6或7、8与9中的数据及相关条件，可初步得出：______。③他们把实验数据在G-m图像中描点后进一步分析时，发现这些点几乎都在一条过原点的倾斜直线上，可初步得出：______是一个确定的值。（3）他们对实验过程进行了交流，发现在测量时存在弹簧测力计的指针抖动、难以精确读出测量值等困难，请你针对实验过程中的困难提出一条改进建议：______。【答案】

错误

1、4、7##2、5、8##3、6、9

相等质量，不同材料的物体所受的重力相等

同种材料的物体受到的重力大小与它的质量成正比

重力与质量的比值

把弹簧测力计固定在支架上，并换用更精密的测力计【解析】（1）[1]一只铅球与一只篮球的质量、体积和材料都不同，要探究重力是否与体积有关，则需要控制质量与材料相同，没有控制变量。（2）①[2][3]在确认物体的重力与体积无关后，根据控制变量法，要探究物体所受的重力与物体的材料是否有关，需控制质量相同，使材料不同，于是可以选择实验序号1、4、7或者2、5、8或者3、6、9都可以。分析数据可以得出：相等质量，不同材料的物体所受的重力相等。②[4]分析数据可知，同种材料的物体，质量增加为原来的2倍，重力也会增加为原来的2倍；质量增加为原来的3倍，重力也会增加为原来的3倍，即同种