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第三节 重力
1. 重力
引言:宇宙间的任何物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在着相互吸引的力,称为万有引力。重力也是一种万有引力,是发生在地球和附近物体之间的万有引力。
万有引力是是对现实物质世界的观察总结和推理而来的,如地球一直在高速运动却一直没有逃离太阳,还有苹果往地上掉而不是飞到天空中去等。
说明:
(1) 重力作为一种具体形式的力同广泛的力具有相同的基本特征,即重力是发生在物体间的力,并不是单个物体自身所具有的。是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
(2) 地球上的物体都受到重力作用,不管质量大还是质量小,也不论有无生命,一切物体,皆受重力作用。
(3) 重力是由于地球的吸引力而产生的,但重力的大小不等于地球对物体吸引力,而是小于。
(4) 重力是非接触力,抛出去的物体在空中运动与静止时所受到的重力相等。
(5) 重力的施力物体是地球,同时地球也受到物体的吸引力。
(6) 重力通常叫重量,在物理学中用子母G表示,注意区别物理上的重量与生活中的重量
2. 重力的大小
核心公式:物体所受的重力跟它的质量成正比。关系式:G=mg,g为9.8N/kg
说明:
(1) 重力的大小可用弹簧测力计测量。
(2) 利用G=mg计算时,要注意式中各量的单位:m的单位为kg;g的单位为N/kg;G的单位为N。粗略计算时g可取10N/kg,但没特别强调G=10N/kg时决不能取G=10N/kg进行计算,而应用G=9.8N/kg
(3) 同一物体的重力在不同的地点将发生改变,在地球的两极重力最大,赤道最小。
(4) 物体所受的重力是由于它所在的星球对它的吸引而产生的。不同的星球对同一物体的吸引强度不同,因此同一物体在不同天梯上所受的重力大小也是不同的。
例1
运动员将足球从后场踢到前场,足球在空中运动的过程中,不及空气阻力,其受力的情况是 ( )
A.只受踢力 B.只受重力
C.受踢力和重力 D.不受力的作用
例2
有一个铅球,用弹簧测力计测出它重4.9N,能否用称量350g的天平称它的质量?
3、重力的方向
重力的方向总是竖直向下,即总垂直于当地的水平面向下。
几点说明:
(1)“竖直向下”与“垂直向下”是不同的。“竖直向下”与物体的接触面(或地形)无关,如图2中的方向l;而“垂直向下”与物体的接触面(或地形)有关,是指垂直于接触平面向下,如图2中的方向2。
(2)重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态也无关。
(3)用细线将重物悬挂起来,将会发现线的方向与物体所受重力方向一致,在建筑上称为重垂线,建筑工人常用重垂线来检查墙壁是否竖直。
4、重力的作用点——重心
(1)物体受到的重力可以看成集中在一个点上,这个点叫做物体的重心。说明物体的重心位置跟物体的形状、材料是否均匀等有关。
(2)对于材料均匀形状规则的物体,重心就是这一物体的几何中心。如:均匀正方体的重心在它的中心,均匀球体的重心在它的球心,粗细均匀的木棒的重心在棒的中点等。
(3)对于“不倒翁”现象:不倒翁不倒的原因是它的重心较低,并且重力的作用使它回到原来的位置。
(4)对于走钢丝演员表演时当身体出现不平衡时摆动杆的动作。走钢丝演员的重心必须落在钢丝上才不会倾倒,手中握有一根长杆是为了调整重心的方便。
5、稳度(重心在生活中的应用主要是稳度的应用)
稳度就是物体稳定的程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。重心的高低会影响到物体的稳度,重心越低,稳度越大,不倒翁之所以不会倒就是因为重心很低的缘故
提高稳度的方法:一、增大支持面,二、降低重心。如:高大的烟囱下部修的较粗;摔跤运动员在比赛时弓着腿;装货时,重的货物装在下面,轻的装在上面,而且货物不能装的过高。
6、请同学结合所学知识比较质量与重力的联系与区别
重力与质量的关系
物理量
区别与联系
质量
重力
区别
概念
物体所含物质的多少
由于地球的吸引而使物体受到的力
符号
m
G
属性
只有大小,没有方向
既有大小,也有方向,且方向竖直向下
单位
千克
牛顿
大小与地理
位置的关系
同一物体在任何位置质量大小均不变(物体的属性)
物体的重力随位置的变化而变化
计算公式
m =ρv
G=mg
测量工具
天平 秤
测力计
联系
重力与质量成正比 G=mg g=9.8 N/kg
重力
一、选择题
1.宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相_______________的力,这就是_____.
2.___________________叫做重力,地球上的所有物体,都受_____.
3.已知物体的质量,计算物体受到的重力的公式是_____,其中G表示物体的 ______,它的单位要用_________________,m表示物体的 _____ 它的单位要用_____,公式表示的物理意义是_______.
4.g=_____________________,它的物理意义是___________________________.
5.重2 N的物体放在手掌中,对物体施力的物体有_____________和_________________,手向上运动突然停止,物体被竖直上抛,此时物体受到_____个力的作用,施力物体为______.(空气阻力不计)
6.一物体在月球受重力等于地球上所受重力的1/6,将12 kg的物体放到月球上,其质量是 _____ kg,重力是 ______________N.
7.建筑房屋时,用来检查墙壁是否竖直的重锤线是根据_______ 制成的.
8.质量是10 kg的木块放在斜面上,则它受到的重力大小是____ N,方向 _________,施力物体是____,受力物体是 ____.
9、静止在水平桌面上的一本书,质量为0.2千克,受到____力的作用,大小为____牛,方向是_______,此力的施力物体是_______;同时书还受到____力的作用,大小是______牛,方向是_______
此力的施力物体是_______,这两个力的关系是___________.
10.重5 N的电灯,由灯绳吊着在竖直方向静止不动,电灯受_____力和 _____力作用,施力物体分别是_________________和 _____,这两个力的关系是______ .
11.一名伞兵,它的质量是70 kg,他随身所带的全部装备总质量是20 kg,当他匀速下落时,受到的空气阻力是_____ N.
二、判断题
12.氢气球放开后会升上天空,所以空中飞行的气球不受重力.( )
13.质量为2 kg的物体受到的重力是19.6 N. ( )
14.力并不总是成对出现,物体受到的重力就不是成对出现.( )
15.因为宇宙间的任何两个物体间都存在万有引力,所以两个桌子间也存在万有引力. ( )
16.假如没有重力,人用脚一蹬地就会离开地球.( )
三、选择题
17.下列说法中正确的是 ( )
A. 放在支持面上的物体,其所受重力的方向总是与支持面垂直
B. 树上的苹果在下落时受到重力,落到地面后静止时不受重力作用
C. 重力产生的原因是由于地球的吸引
D. 地球吸引物体,物体不吸引地球
18.从手中推出的铅球,在空中飞行时,若不计空气阻力,它受到的力是( )
A. 重力和推力 B. 重力 C. 冲力 D. 惯性力
19.一只鸡蛋的重力接近于( ),一个中学生的重力大约是( )
A. 5 N B. 50 N C. 500 N D. 0.5 N
20.一个铁球沿斜面滚下,铁球所受重力的方向是( )
A. 沿斜面向下 B. 垂直于斜面向下 C. 竖直向下 D. 以上三种说法都不对
21.关于重力下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
B. 物体受到的重力大小跟常数g成正比
C. 物体受到的重力和物体的质量是一回事不必加以区别
D. 不同物体受到的重力跟它的质量的比值是不相等的
22.关于物体的重心,下列说法中正确的是( )
A. 任何有规则形状的物体,它的几何中心必然与重心重合
B. 重心就是物体内最重的一点
C. 重心总是在物体上,不可能在物体之外
D.重力在物体上的作用点,叫做物体的重心
四、作图和实验题
23.如图12—1所示,斜面上物体的质量是5 kg,画出物体受到的重力.
图12—1
24. 如图12—2所示,物体的重力是20 N,试画出物体所受的力.
图12—2
25.找两块木板A、B,相互垂直钉在一起,如图12—3所示,在A木板中间画一条线,在线的上端钉一个钉子,将重锤线拴在上面.用它可检查窗台、桌面是否水平,做一做,并说明道理.
图12—3
五、计算题
26.质量是500 g的物体,能否用测量范围是0~5 N的弹簧秤测量其重力?
27.一根绳子所能承受的拉力是2.0×104 N,能不能用它一次提起10块长2 m、宽1 m、厚1 cm的钢板?(ρ钢=7.8×103 kg/m3)
重力
一、填空题
1.吸引 万有引力
2.由于地球的吸引力而使物体受到的力 重力
3.G=mg 重力 牛顿 质量 千克 物体受到的重力与它的质量成正比
4.9.8牛/千克 质量是1千克的物体受到的重力为9.8牛顿
5.地球 手掌 一 地球
6.12 19.6
7.重力的方向竖直向下
8.98 竖直向下 地球 木块
9.980 N 980 N
10.重 拉 地球 灯绳 平衡力
11.882
二、判断题
12.(×) 13.(√) 14.(×) 15.(√)16.(√)
三、选择题
17.C 18.B 19.D、C 20.C 21.A 22.D
四、作图和实验题
23.略 24.略
25.当把它放在桌面上时,如果重锤线与所画的直线重合,说明桌面是水平的,若不重合,被检查的桌面就不水平.因为A木板与B木板互相垂直.若桌面水平,B木板就是水平的,A木板上的刻线就在竖直方向上,由于重力的方向总是竖直向下,重锤线总是在竖直方向上,这时两线重合.桌面不水平时,B木板也不水平,刻线就不在竖直方向上,重锤线就不能与它重合.
五、计算题
26.G=4.9 N<5 N,能测量.
27.G=1.53×104 N<2.0×104 N,能一次提起10块钢板.
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