沪科版第六章+第四节来自地球的力

沪科版第六章+第四节来自地球的力

第四节　来自地球的力 【体验】重力 活动1：用手托住橡皮，松手后下落，观察橡皮运动情况。 活动2：将橡皮向上抛出，观察橡皮运动情况。 橡皮最终都落向　　　　　。 提示：地面 1.重力是怎样产生的? 2.重力的大小与质量有什么关系? 3.重力的方向是怎样的?有哪些应用? 4.如何确定物体的重心? 探究1 重力 结合“体验”中的活动，思考以下问题： 1.在体验中，橡皮为什么总是落向地面? 提示：橡皮在运动过程中运动状态改变了，是因为受到了力的 作用，它们都落回了地面一定是受到了指向地面的力的作用。 这个力是由于地球的吸引产生的，我们叫它重力。 参考答案：受到重力 2.重力的施力物体是　　　　　，受力物体是　　　　　。 提示：重力是由于地球的吸引而受到的力，它的施力物体是地 球，受力物体是地面上的一切物体。 参考答案：地球　地面上的一切物体 3.猜想如果失去重力物体会怎么样呢? 参考答案：如果失去重力，一切物体都会飘在空中，人们会飞 行等。 探究2 探究重力的大小(物重)和物体质量的关系 1.重力的测量：如何测量重力的大小? 参考答案：把物体挂在弹簧测力计的挂钩上，在竖直方向静止 时，弹簧测力计的示数等于物体受到的重力。 2.实验设计：如图所示 选多个相同　　　　的钩码，测出钩码的　　　　，对数据进 行分析找出重力与质量的关系。 提示：用相同质量的钩码，测出它们的重力，由于每个钩码的 质量相同，不同个数的钩码，质量有倍数关系，重力也成倍数 的增加，便于寻找重力与质量的关系。 参考答案：质量　重力 3.实验数据及分析： 从这些数据中能得出什么结论? 实验次数 1 2 3 4 5 6 钩码的质量/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 钩码受到的重力/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 提示：从表中数据可以看出，随着钩码质量的增加，钩码受到 的重力也在增加，而且重力大小和质量的比值始终为一定值 9.8N/kg，可以得出结论：物体受到的重力大小与质量成正比。 参考答案：物体受到的重力大小与质量成正比，且比值恒定。 4.交流与评估： (1)实验时添加钩码需要怎样添加，为什么? 提示：这个实验主要是探究物重与质量的关系，添加钩码时要 逐个添加，而且要让钩码有规律地增加，这样便于寻找物重和 质量之间的关系。 参考答案：钩码要逐个添加，这样方便寻找物重和质量之间的 关系。 (2)在收集数据时为什么要收集多组数据(测量多个不同质量的 物体受到的重力)? 提示：如果只测量一两次，找不到重力与质量的关系，也具有 偶然性，只有多次测量才能寻找它们之间的关系，消除偶然性。 参考答案：便于寻找规律，消除偶然性。 (3)我们实验测出的比值与实际提供的比值(g=9.8N/kg)相同吗? 为什么? 提示：我们测出的比值g=10N/kg，实际值g=9.8N/kg，不相 同；g=9.8N/kg是科学家在精确测量时取得的，在现有条件下 我们只能测出g=10N/kg，并不是我们测量错误；在精确度要求 不高的情况下，可取g=10N/kg。 参考答案：不相同　存在实验误差，在精确度要求不高的情况 下，可取g=10N/kg。 探究3 重力的方向 结合“体验”，思考以下问题： 1.如图所示，将一小锥体悬挂在细线下，下方放置一个装有水 的水槽。逐渐将台面倾斜，观察两条细线的方向，它们的方向 相同吗?　　　　。重力的方向与　　　　垂直，即________。 提示：由图可知两条细线的方向相同，始终与水平面垂直；在 倾斜时与支持面不垂直。 参考答案：相同　水平面　竖直向下 2.怎样利用重垂线判断我们教室的墙壁是否竖直，窗台及课桌 面是否水平? 参考答案：如果窗台及课桌的表面与重垂线垂直，则窗台及课 桌水平；利用重垂线判断墙壁是否竖直，如果墙壁与重垂线平 行，则墙壁竖直。 3.用地球仪模拟地球，有人在地球上如图所示 的A点，为什么他没有掉下去呢? 参考答案：因为他受到重力，重力的方向竖直 向下，即指向地心，地球是圆的，在地球上任 何位置受力的方向都指向地心，所以不会掉下 去。 探究4 物体的重心 1.重力的作用点是物体的重心，请指出寻找下列物体重心的方 法。 质量分布 及形状 质量分布均匀、 形状规则的物体 质量分布不均匀、形状 不规则的物体 物体 判断 方法 　　　    　　　　　　 　 　　　 　　　  提示：根据物体的质量分布和形状采用对应的方法。 参考答案： 质量分布 及形状 质量分布均匀、 形状规则的物体 质量分布不均匀、形状 不规则的物体 物体 判断方法 找几何中心 支承法 悬挂法 2.物体的重心都在物体上吗?举一例说明。 参考答案：不一定。如图，三角板的重心在三条中线的交点 上，在中间空白处，重心不在物体上 3.不倒翁、有大底座的台灯、下大上小的茶壶等，为什么下部 设计得比较大且很重?如何提高稳度? 提示：下部设计得比较大，支承面比较大，则稳定性就很好。 下部设计得很重，重心很低，稳定性也很高。故可以通过降低 重心和增大支承面的方法提高稳度。 参考答案：为了增加稳定性　降低重心和增大支承面 一、重力 1.概念：地球附近的物体由于___________而受到的力。 2.施力物体：_____。 地球的吸引 地球 二、重力的三要素 1.大小： (1)测量工具：___________。 (2)物重：物体所受___________。 (3)物重和质量的关系 ①关系：物体所受重力跟它的质量成_____，其比值是定值， 约等于________。 ②关系式：G=___，其中g=________。 ③g的含义：________________________________________。 弹簧测力计 重力的大小 正比 9.8N/kg mg 9.8N/kg 质量为1kg的物体，所受重力的大小约为9.8N 2.方向： (1)方向：_________。 (2)应用：利用_______检测墙壁是否竖直等。 3.重心： (1)概念：各部分所受重力的_______。 (2)位置确定：质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其 _________上。 (3)提高稳度的方法 ①_____底部支承面。②_____重心位置。 竖直向下 重垂线 集中点 几何中心 增大 降低 【拓展延伸】对于g= 的理解 对于g= ，能不能说g与物体重力G成正比，与物体质量m成反 比? 不能。通过探究我们知道，物体所受的重力G与物体的质量m的 比值g是一个定值，它与物体所受重力的大小和质量的大小没 有关系。一个物体的质量是另一个物体质量的几倍，它的重力 也一定是另一个物体重力的几倍，而G与m的比值不变。 物理量和物理公式都有确定的物理意义，理解物理量和物理公 式时，我们不能从纯数学的角度去分析，而应结合物理知识进 行理解，否则，可能会产生一些错误的看法。 G mG m 考点1 探究重力与质量的关系 【典例1】(2012·襄阳中考)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”的实验记录如表： 实测物体 物体质量m/kg 重力G/N 物体1 0.5 4.9 物体2 1 9.9 物体3 2 19.4 (1)在实验过程中，需要的测量工具有：　　　、_____。 (2)根据实验测得的数据可知：物体所受重力G与物体质量m的 比值为　　　　N/kg。 (3)分析表中实验数据，得出的结论：____________________ ____________________________________________________。 【思路导引】解决本题的关键： 【精讲精析】本题考查物体的重力跟质量的关系、多次测量求 平均值减小误差和根据实验要求选择实验器材。(1)探究物体 所受重力大小与物体质量的关系时，需要测量质量和重力，需 要的测量工具是天平和弹簧测力计。 (2)平均值为： 31 2 1 2 3 GG G 4.9 N 9.9 N 19.4 N m m m 0.5 kg 1 kg 2 kgg 3 3 (9.8 9.9 9.7) N / kg 9.8 N / kg 3           (3)从表中的数据分析，物体受到的重力跟质量的比值不变， 所以物体所受的重力跟它的质量成正比。 答案：(1)天平 弹簧测力计 (2)9.8 (3)物体所受的重力大小跟它的质量成正比 【方法归纳】 (1)大小测量: 需用天平测量物体质量，用弹簧测力计在竖直 方向测量重力。 (2)分析数据：对比重力和质量的比值关系，排除实验误差， 得出结论。 考点2 重力的示意图 【典例2】(2012·海南中考)在图中画出抛出去的篮球所受重 力的示意图。 【思路导引】解题关键：找出球的重心和明确重力的方向。 【精讲精析】本题考查重力示意图的作法。力的示意图的作法 是从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段，在线段末端标 出箭头，表示方向，用字母表示物理量，重力的方向竖直向 下，大小用G表示，重心在球的几何中心，故作用点画在球的 中心位置。 答案：如图所示 【方法归纳】画重力示意图的方法 1.假如地球上没有重力，下列现象可能发生的是(　　) A.小学生单手举起卡车 B.黄河水照样奔流不息 C.熟透的苹果从树上落下 D.抛出去的石头会落回地面 【解析】选A。本题考查对重力的理解。重力是由地球的吸引 而产生的力，方向竖直向下；如果没有重力，卡车也不受重 力，小学生能举起卡车；水不再由高处流向低处，苹果也不会 落地，抛出去的石头不再落回地面。 2.g=9.8N/kg，关于它的含义，下列说法中正确的是(　　) A.1N的力是9.8kg B.1kg=9.8N C.质量为9.8kg的物体，受到的重力是1N D.质量为1kg的物体，受到的重力是9.8N 【解析】选D。本题考查对g=9.8N/kg的理解。g=9.8N/kg的物 理意义是在地面附近，质量为1kg的物体，所受到的重力大小 等于9.8N。 3.(2012·温州中考)体育课中，被推出的铅球落地后沿水平地 面向前滚动(如图所示)，图中能正确表示铅球所受重力的方向 的是(　　) 【解析】选C。本题考查重力的方向。地球表面所有的物体， 无论运动状态如何都受到重力作用，且重力的方向竖直向下。 4.如图，旅游登山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 【解析】选B。本题考查对重心的理解和 应用。人在行走时，人的重心大约在如 图所示位置，为了使人不易向后倾倒， 背囊中的重物到人的重心的竖直线的距 离最短，应把重的物品放在背囊上部。 5.建筑房屋时，用来检查墙壁是否竖直的重垂线是根据 　　　　制成的。 【解析】本题考查重力方向的应用。重垂线是利用了重力的方 向始终是竖直向下这一原理制成的，重垂线方向和重力的方向 一致，即始终竖直向下，这样就可以用来判断墙壁是否竖直。 答案：重力的方向竖直向下 6.2013年，由中国自行设计研制的“中 华牌”月球车(如图所示)将乘坐“嫦娥 三号”探月卫星“亲近”月球，实施无 人登月探测，月球车在月球上的引力是 它在地球表面受到的引力的 ，在地球 上一个重1200N的月球车放到月球上，它受到的重力是______， 质量是　　　　。(取g=10N/kg) 1 6 【解析】本题考查重力和质量的概念和计算。月球车在月球上 的引力是它在地球表面受到的引力的 。所以，月球车在月球 上受到的重力是 =200 N；月球车的质量不随位置的变 化而变化，还是在地球上的质量，即m= =120 kg。 答案：200 N 120 kg 1 200 N 6 G 1 200 N g 10 N / kg  1 6 7.(2012·济南中考)如图是一名跳水运动员在跳板上准备起跳 时的情景。请在图中画出她此时受到的重力的示意图。 【解析】本题考查重力示意图的画法。由图可知，重力的作用 点在其重心上，方向是竖直向下的，表示符号为G。 答案：如图所示 8.为了研究“重力和质量的关系”，某同学做了一个实验。 (1)实验的数据填在了下表中，但他漏填了几个数据，请把它 填上。 (2)在测重力时，必须使弹簧测力计竖直，因为重力的方向是 　　　　的。 (3)观察表中的数据，你得出的结论是___________________。 质量/kg 重力/N 重力和质量的比值/N/kg 1 9.8 9.8 2 ______　　 9.8 3 29.4 　　　  【解析】本题考查“探究重力大小跟什么因素有关”的实验。 (1)质量为2 kg的物体所受的重力等于质量和重力与质量比值 的乘积，G=mg=2 kg×9.8 N/kg=19.6 N，质量为3 kg的物体， 重力和质量的比值 (2)重力的方向竖直向下，所以弹簧测力计要竖直放置。 (3)由表格中数据可知：物体的质量增大时，重力也随之增 大，而且重力和质量的比值是一个定值，所以物体所受的重力 跟它的质量成正比。 答案：(1)19.6 9.8 (2)竖直向下 (3)物体所受的重力和质量成正比 29.4 N 9.8 N / kg 3 kg  。 找找你容易错在哪里? 如图，物体A在斜面上，请作出A受重力的示意图。 【学生自答】 【教师点评】 ①重力的受力物体和作用点正确。 ②错误：重力的方向竖直向下。 ③错误：重力的符号用G，不能用F。 【标准解答】