1、 第3节 重力【学习目标】1知道重力是由于地球的吸引而产生的力。2经历探究物体重力和质量的过程得到它们的关系：G=mg。3知道重力的方向总是竖直向下。4知道重心的概念及规则物体的重心的位置。【学习重点】1理解重力与质量的关系。2理解重力的方向。【学习难点】1. 理解重力的方向。2理解重心的概念。【自主预习】1地球对它附近的物体有吸引作用，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力重力的施力物体是地球，地球上的所有物体都受到重力的作用，重力的符号是G。2. 物体受到的重力可以用弹簧测力计来测量。物体所受的重力跟它的质量成正比，用公式表示为Gmg。3. 重力的方向是竖直向下的，即与水平方向垂直，不同于
2、垂直向下。4重力的作用点在物体的重心上。质地均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心，形状不规则物体的重心可用悬挂法找到。5 宇宙间任何两个物体之间都存在相互吸引的力，这就是万有引力。【合作探究】探究一：重力的概念观察思考：生活中的现象：抛出去的物体为什么往下掉？ 水往低处流 散开的渔网飘落到水里 熟透的苹果向地面下落分析归纳：地球对它附近的物体有吸引作用，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，地球附近的所有物体都受到重力的作用。1重力产生的原因：地球的吸引；2重力的施力物体是地球。受力物体是地面附近的一切物体。3重力具有普遍性：不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的
3、作用。由于物体间力的作用是相互的，地球吸引物体的同时，物体也吸引地球。4重力是一种非接触力，物体不一定非要在地面上才受到重力，在空中运动或静止的物体同样受重力作用。5重力是由于地球吸引而产生的，但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力。探究二：重力的大小提出问题:物体的重力的大小可能与什么因素有关呢？有什么关系呢？托起质量不同的物体，会感觉所用的力不同。大量的生活经验告诉我们，质量不同的物体所受的重力不同。猜想与假设：重力的大小跟物体的质量有关.我们通过实验，来探究重力小与质量存在怎样的数量关系设计实验：（1）用什么工具测量重力？用弹簧测力计测量重力。（2）需要测量哪些物理量？物体的质量、物体受
4、到的重力大小。（3）实验器材：弹簧测力计、质量为50g的钩码（数个）、铁架台。（4）实验方法：钩码的质量已知(50 g)，挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，其大小等于钩码的重力。比较质量不同的钩码受到的重力大小，找出二者之间的关系。进行实验：（1）调节弹簧测力计指针到零刻度线处； （2）将一个钩码挂在弹簧测力计下，用弹簧测力计测出其重力G，填写在表格中；（3）逐次增加钩码个数，分别测出对应的重力G，并填写在表格中； (4)在下方的坐标图中，以质量为横坐标，重力为纵坐标描点，并连接这些点；实验数据：质量 m/kg0.050.10.150.200.250.30重力 G/N0.4
5、90.981.471.962.452.94重力/质量 （N/kg）9.89.89.89.89.89.8数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量关系图像。分析表格中的数据和观察画出的图像，从中你能得到什么结论？通过分析数据可以看出，在误差允许范围内，当质量成倍增加时，物重也成倍增加，但它们的比值不变。这是一条通过原点的直线，即正比例函数图像，由此可以得出物体所受的重力与质量成正比：实验结论：物体受到的重力和质量成正比，重力与质量的比值为一个定值。1.重力的大小：物体所受的重力跟它的质量成正比。 2. 比值：这个比值约是9.8 N/kg，用字母g表示，g = ，其
6、物理意义是：在地面附近质量为1 kg的物体受到的重力是9.8 N。 3公式：Gmg。其中G表示重力，单位是N； m表示质量，单位是kg；g取98 Nkg，粗略计算时，可取g=10 Nkg。4. 重力的大小与物体的质量、地理位置有关，即质量越大，物体受到的重力越大；在地球上，越靠近赤道，物体受到的重力越小，越靠近两极，物体受到的重力越大例题质量为0.25 kg的木块，受到的重力是多少N？一个人所受的重力为450 N，那么，他的质量是多少kg？(g取10 N/kg)解：由Gmg可知，木块受到的重力G木m木 g0.25 kg10 N/kg2.5 N由Gmg可得m，因此人的质量m人45 kg.答：木块
7、的重力为2.5 N，人的质量为45 kg。探究三：重力的方向实验探究：重力的方向实验器材：铁架台、细线、重物、水槽、三角尺。实验步骤：（1）用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，观察细线静止时的方向；（2）将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向；（3）调整铁架台倾斜的角度，观察细线静止时的方向； （4）将铁架台放置在桌面上,并在台面上放置一烧杯,倒入适量水形成一个水平面。与水槽内的水平面对比。（5）通过比较不同情况下细线静止时的方向分析总结结论。 实验结论：重力的方向竖直向下。用细绳悬挂重物静止时，由于它们受到重力的作用，细线一定沿着重力的方向，即竖直向下（垂直于水平面向下）。1重力的方向：
8、重力的方向总是竖直向下的。“竖直向下”指与水平面垂直向下，所以“竖直向下”决不能说成“垂直向下”或“向下”。 2应用：重垂线、水平仪。重垂线：用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时,细线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫重垂线。(1)利用重锤线，判断墙体是否竖直，墙上的画是否挂正。 (2)利用水准仪：判断窗台、地面是否水平。想想议议：我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是圆形的，在我们脚下的阿根廷人，好像是脚朝上的，他们为什么也站得很稳呢？想想看，通常所说的“下”，到底指的是什么方向？我们通常所说的“下”是指向地心。探究四：重心物体的每一部分都被地球吸引着，但对于整个物体，从效果上看，可
9、以认为各部分受到的重力集中于一点，这个点叫做物体的重心。1.重心：重力的作用点。(1)重心是等效作用点，重心不是重力的实际作用点，也不是物体最重的点。(2)重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系。2物体的重心(1)外形规则、质量分布均匀的物体重心在它的几何中心上。如：方形薄木板的重心在两条对角线的交点；球的重心在球心；粗细均匀的棒的重心在它的中点。（2）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。质量分布不均匀或形状不规则的物体，可用以下两种方法确定物体的重心。悬挂法：如图甲所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线
10、上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来，同理知，薄板的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。支撑法：如果物体的重心正好被另一个物体支起，物体就是平稳的不会掉落。如图乙所示，把勺子放在手指上，仔细调节勺子的位置，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一竖直线上，在支点的上方。 甲 乙（3）物体重心的位置，可以在物体上，也可以不在物体上。如均匀圆环的重心在圆环的中心不在圆环上。如一个充气的篮球，其重心在几何中心处。 （4）为了研究问题的方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力
11、时，作用点也都画在重心上。探究四：重力的由来想想做做：用一根细线栓住一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动，这时，你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉。 分析：橡皮正是受到手的拉力的作用才不会离开手。思考:月亮绕地球做圆周运动,没有细线,拉住月球的力是什么力呢?同样的，月亮在绕地球做类似的运动， 在地球和月亮之间也有一个类似绳子拉力的力在束缚着月亮。其实，早在300多年前，伟大的物理学家牛顿就通过大量实验研究，发现了宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力，这就是万有引力.地球和月亮之间存在互相吸引的力，地球吸引月亮的这个力使月亮绕地。1万有引力：宇宙间任何两个物体，大到天
12、体，小到灰尘，都存在相互吸引的力，这就是万有引力。2. 重力的由来：重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。重力与质量的区别和联系项目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方向没有方向总是竖直向下符号mG单位kgN大小变化不随物体位置变化而变化随物体所在位置（如高度、纬度）变化而变化测量工具天平、杆秤、案秤弹簧测力计联系物体的重力跟它的质量成正比，即G=mg【精讲点拨】1地球吸引物体的同时，物体也吸引地球，物体间力的作用是相互的重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不等于地球对物体的引力。2因为在不同位置时，g的取值不同，同一物体所受重力大小并不是不变的，g的取值随纬度增
13、加而增大赤道最小，两极最大3竖直与垂直的区别：竖直是指与水平面成90夹角的方向，垂直是指与任意受力面成90夹角的方向，只有与水平面垂直才叫竖直.4穏度就是物体的稳定程度，穏度越大，物体就越不容易倾倒。提高物体的穏度的方法：一是增大支持面，支持面越大穏度越大；二是降低重心，重心越低穏度越大。【归纳整理】 【当堂练习】1.（2020 吉林）下列与中学生实际最相符的数据是（）A体重约为50NB正常体温约为36.5C手掌宽度约为20cmD百米赛跑成绩约为60s【答案】B【解析】A、中学生的质量在50kg左右，受到的重力大约为Gmg50kg10N/kg500N左右，故A不符合实际；B、正常情况下，人的体
14、温在3637之间，变化幅度很小，故B符合实际；C、中学生手掌宽度在8cm左右，故C不符合实际；D、中学生百米成绩一般在16s左右，故D不符合实际。故选：B。2.（2020 湖北省恩施州）在没有风的室内向上抛出皮球，在球升到最高点静止的瞬间，不计空气阻力，它受到的力有（ ）A. 只有重力B. 重力和手的推力C. 不受力D. 重力和惯性力【答案】A【解析】在没有风的室内向上抛出皮球，球升至最高点静止的瞬间，球只受到重力，球已离开手，不受到到推力。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3.（2020 咸宁 ）如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动若该同学上半身的质量约为全身质量的3/5，则
15、她上半身的重力约为_N。【答案】 300 【解析】1她上半身的重力：G上=G=mg=50kg10N/kg=300N上半身的重力为300N。4.（2020 吉林）请在图中画出北京冬奥会吉祥物所受重力的示意图。【答案】【解析】吉祥物的重心在其几何中心、在O点，从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示。如上图所示。5.（2020 盐城）在图中画出小车受到重力的示意图。【答案】;【解析】重力的方向是竖直向下的，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如上图所示。6.（2020 毕节）一个木块从斜面上滑下，在水平面上继续滑动，请分别画出木块在斜面和水平面时木块所受重力的示意图。
16、【答案】：【解析】由于木块是形状规则的物体，其重心在其几何中心上；不管是在斜面还是水平面，重力的方向总是竖直向下的力，如上图所示。7（2020 四川省内江市） 在探究“重力与质量的关系”实验中，采用的实验装置如图甲所示。实验中，以钩码作为被测物体，每个钩码的质量m均为50g。实验步骤如下(1)将弹簧测力计在竖直方向上调零，使指针对准零刻度线。(2)把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数_（选填“大于”、“小于”或“等于”）钩码所受的重力。(3)逐渐增加所挂钩码的个数，测出相应钩码的重力，并记录在下面的表格中。请你在乙图坐标纸上，用描点法作出G-m图像。 (4)根据图像得出结论：物体所受的重力与它的质量成_。钩码数 / 个12345质量 m/kg0.050.100.150.200.25重力 G/N0.490.971.471.972.45【答案】 (1). 等于 (2). (3). 正比【解析】（1）把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数；根据二力平衡，此时弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力；（2）根据表中数据，采用描点法作出G-m图像如上图所示；（3）根据图像可知，物体所受的重力与它的质量成线性正比例变化关系。【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 10
