2019_2020学年八年级物理下册第七章第3节重力课件新版新人教版20200519360.pptx

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1、第七章力第七章力1.重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。2.万有引力:宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在互相吸引的力,这就是万有引力。拓展拓展万有引力和重力的关系:比较项目万有引力重力区别范围宇宙间的任何两个物体之间地球对其周围的所有物体施力物体宇宙间的任何物体地球受力物体宇宙间的任何物体地面附近的一切物体联系地球能够吸引地球上的物体就是万有引力的结果知识点一知识点一重力及其由来例例1(2019广东深圳罗湖期中)下列关于重力的说法中,正确的是()A.只有与地面接触的物体才受到重力的作用B.物体在上升过程中不受重力的作用C.只有静止在地面上的物体才受到重力的作用D.地面附近的所有物体都受

2、到重力的作用解析解析地球附近的一切物体由于地球吸引而使物体受到的力叫重力,重力是由于地球的吸引而产生的,故D选项符合题意;物体只要在地球周围,无论是地面上,还是在空中(地面附近),无论是静止,还是运动,物体都要受到重力作用,故A、B、C选项均不符合题意。答案答案D知识点二知识点二重力的三要素1.重力的大小重力的大小实验探究:探究重力的大小跟质量的关系(1)实验器材:弹簧测力计、质量为100g的钩码多只。(2)实验步骤:逐次增挂钩码,如图7-3-1所示,分别测出它们所受的重力。图7-3-1(3)实验记录:质量m/kg0.100.200.300.400.50重力G/N0.981.962.943.9

3、24.90(4)数据分析:比值法:由实验数据可知,在误差允许的范围内,当质量成倍增加时,重力也成倍增加,重力与质量的比值不变。说明物体所受的重力跟它的质量成正比。图象法:以质量为横坐标,重力为纵坐标建立坐标系,根据实验记录的数据描点连线,就会发现这些点落在一条直线上,如图7-3-2所示,这是正比例函数图象,说明物体所受的重力跟它的质量成正比。图7-3-2(5)实验结论:物体所受的重力跟它的质量成正比。公式:G=mg,其中G表示重力,单位是N,m表示质量,单位是kg;g是一个常数,在地面附近,g=9.8N/kg。说明说明(1)公式G=mg可变形为m=,若变形为g=就没太大意义了,因为g是一个定值

4、。(2)g=9.8N/kg表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。粗略计算时,g可取10N/kg。事实上,这个值并不是固定不变的,离地心的远近不同,g值也不同。在月球上的物体也受到月球的引力,但仅为在地球上重力的六分之一。2.重力的方向重力的方向重力的方向总是竖直向下的。“竖直向下”与“垂直向下”有区别:竖直向下指的是一种与接触面情形无关的方向,如图7-3-3中的方向1;而垂直向下指的是一种与接触面情形有关的方向,如果接触面倾斜,与接触面垂直的方向不是竖直向下,如图中的方向2。图7-3-3建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来检查墙壁是否竖直,这正是利用了重力的方向竖直向下这一特点。3.重

5、力的等效作用点重力的等效作用点重心重心地球吸引物体的每一部分。但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫做物体的重心。说明说明(1)质地均匀、形状规则的物体的重心在它的几何中心。(2)一般情况下,重心都在物体上,但并不是所有的物体的重心都在物体上,如圆环的重心就在圆环的圆心上,而圆心却不在圆环上。拓展重心的高低影响物体的稳定程度,重心越低,物体越稳定。不倒翁之所以不倒,就是因为其重心低。例例2如图所示,利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平的做法正确的是()解析解析利用三角尺和铅垂线判断桌面是否水平,要利用三角尺的两条直角边互相垂直,让一条边贴紧桌面,铅垂线与另一条直角边

6、平行,就说明铅垂线与桌面垂直。因为在重力的作用下,铅垂线一定是竖直向下的,所以可以通过观察铅垂线与该直角边的关系来判断桌面是否水平。故选择A。答案答案A题型一题型一作重力的示意图例例1如图7-3-4所示,一小球正在斜坡上向下滚动,请画出小球在斜坡上受到重力的示意图。图7-3-4解析解析小球所受重力的作用点在小球的球心,过球心沿竖直向下的方向画一条线段,在线段的末端标上箭头表示重力的方向,并标出符号G。答案答案如图7-3-5所示图7-3-5点拨点拨题型二题型二重力及其相关计算例例2(2019吉林长春六中月考)一辆载重汽车及所载货物共重5104N。当行至某桥头处时,司机发现桥头处竖立着“最大限重6

7、t”的提示牌。请通过计算说明,这辆车是否超重?(g取10N/kg)解析解析方法一:比较重力。该桥允许通过的最大重力G限重=mg=6t10N/kg=6103kg10N/kg=6104N5104N,故汽车不超重。方法二:比较质量。汽车的总质量m车=5103kg6t,故汽车不超重。答案答案见解析点拨点拨利用重力与质量的关系式G=mg及其变形公式进行计算时,计算过程要注意各个物理量单位的统一。“谈谈”“弹弹”实验探究实验探究素养呈现素养呈现“科学探究”是物理学科核心素养之一。通常科学探究涉及提出物理问题、形成猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素。本章涉

8、及的探究实验主要是“探究重力的大小跟质量的关系”及“弹簧(橡皮筋)的伸长与所受拉力的关系”,这两个实验均重在考查“数据(信息)的获取与处理”、“结论的应用”、“实验的评估”等科学素养。典例剖析典例剖析例例(2019福建漳州漳浦期末)小辉利用如图7-3-6所示的装置探究“弹簧片弯曲时末端的形变量x与弹簧测力计对它的拉力F大小的关系”。在一定弹性限度范围内,用弹簧测力计对同一弹簧片施加竖直向上大小不同的拉力F,实验数据如下表:图7-3-6实验次数123456形变量x/cm0.61.21.82.43.0拉力F/N12345(1)实验次数4中弹簧测力计的示数如图所示,为N;(2)分析可知,实验次数4时

9、,弹簧片弯曲时末端的形变量x大约是cm;(3)根据表中的数据,可知弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F成关系;(4)请你猜想弹簧片弯曲时末端的形变量x可能还与弹簧片的、等有关。答案答案(1)3.5(2)2.1(3)正比(4)长度厚度解析解析(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,故其示数为3N+0.1N5=3.5N。(2)(3)根据实验记录表中已知的5组实验数据,可知=,故可知,在一定弹性限度范围内,弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F成正比关系。根据实验结论可知,=,代入数据可解得:x4=2.1cm。(4)根据生活经验知弹簧片弯曲时末端的形变量x可能还与弹簧片的长度、厚度、宽度、材

10、料等有关。素养解读素养解读本题以“弹簧片弯曲时末端的形变量x与所受拉力F大小的关系”的实验探究为背景综合考查了“科学探究”和“物理观念”等学科核心素养和学科能力,如:(1)问借助通过弹簧测力计的读数考查了“使用基本的器材获得数据”的能力;(2)、(3)问考查了“分析数据,发现特点,形成结论,并用结论进行解释问题”的能力;(4)问考查了“根据经验和已有知识对问题提出猜想”的能力。知识点一知识点一重力及其由来1.(独家原创试题)如图7-3-1所示,一只企鹅由空中跳向水中,若不计空气阻力,企鹅在空中下落过程中只受到力的作用,施力物体是。图7-3-1答案答案重地球解析解析空中下落的企鹅,不考虑空气阻力

11、,企鹅只受到重力的作用;重力是物体由于地球吸引而受到的力,所以重力的施力物体是地球。知识点二知识点二重力的三要素2.(2018天津五区联考)g=9.8N/kg所表示的物理意义是()A.1kg=9.8NB.质量为1kg的物体所受重力为9.8NC.这是一个要记忆的数,没有什么物理意义D.质量为1kg的物体所受重力为9.8N/kg答案答案Bg=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力大小是9.8N。3.如图7-3-2所示,在生活、生产中我们常遇到下面事例:打夯时夯锤被高高抛起又下落,砸在工作面上若夯锤落到地面上时的重力为300N,那么它的质量为kg(g取10N/kg),不考虑高度对g的影响,

12、它抛起和落下时的重力相比是(选填“变化”或“不变”)的。图7-3-2答案答案30不变解析解析由G=mg可知,m=30kg,因m和g不变,故G也不变。4.(2019广东汕头澄海期中)在图7-3-3中画出重40N的物体的重力示意图。图7-3-3答案答案如图所示解析解析重力的方向是竖直向下的,过物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,大小为40N。1.(2018湖北武汉武区七校联考)关于地球上物体所受的重力,下列有关说法正确的是()A.物体的质量与重力成正比B.同一个物体在地球上的不同位置重力可能不同C.物体的重力可以用天平测得D.重力的方向不总是竖直向下答案答案B质量是物质本身的一种

13、属性,与重力无关,故A错误;同一个物体在地球上的不同位置时,质量保持不变,由于重力的大小与g的大小有关,不同地点的g可能不同,故重力可能不同,故B正确;物体的质量可以用天平测得,重力可以用弹簧测力计测量,故C错误;重力的方向总是竖直向下的,故D错误。2.(2019四川遂宁二中月考)关于重力的说法,正确的是()A.直升机停在空中不动,是因为它不受重力B.重力的大小等于地球的引力C.重力就是地球的引力D.重力是由于地球的吸引使物体受到的力答案答案D地球附近的物体都受到重力作用,故A选项说法错误;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力并不是地球的引力,故其大小不一定等于地球的引力,故B、C选项错

14、误,D选项正确。3.关于重力,下列说法中正确的是()A.G=mg表明物体受到的重力跟它的质量成正比B.m=表明物体的质量跟它受到的重力成正比C.1kg等于9.8ND.物体受到的重力是由物体的质量产生的答案答案AG=mg表明物体所受重力与质量成正比,故A选项正确;质量是物体的属性,与所受重力的大小无关,故B选项错误;1kg的物体所受的重力是9.8N,而不是1kg等于9.8N,故C选项错误;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,故D选项错误。4.(2017江苏南京江宁期中)质量为0.5kg的小球被抛出后,总是会下落,是因为受的作用,该力的施力物体是,大小为N。答案答案重力地球4.9解析解析抛出去的

15、小球由于受到重力的作用,所以要落回到地面上,该力的施力物体是地球;小球受到的重力G=mg=0.5kg9.8N/kg=4.9N。5.(2018山东泰安中考)一足球静止在水平地面上,如图所示,画出足球所受重力的示意图。答案答案如图所示解析解析足球的重心在其几何中心(球心),从重心起沿竖直方向向下作出重力的示意图即可。1.(2019山东济南历下期末)图是小鹏在玩蹦蹦杆时,他所受重力的示意图。其中正确的图是()答案答案C重力的作用点在重心,重力的方向是竖直向下的,而图中人体的重心大约在“腰部”,故C选项正确。2.(2019四川成都期中)电影流浪地球中,在为地球探路的空间站的宇航员处于完全失重状态。如果

16、空间站宇航员要在“失重”状态时进行体能锻炼,下述活动中可采用的是()A.举哑铃B.做俯卧撑C.用弹簧拉力器健身D.用单杠做引体向上答案答案C当宇航员处于完全失重状态时,哑铃、人体、单杠均不受重力作用,故A、B、D三种活动均起不到体能锻炼的效果;没有重力时,不影响用力拉弹簧,所以可以用拉力器进行锻炼,故C选项符合题意。3.(2019江苏扬州江都期中)小明用如图7-3-4所示的装置判断重力的方向:缓慢改变木板M的倾角,可观察到悬线OA的方向(改变/不变);若要进一步验证重力方向向下的结论,还应进行的操作是。用来检查墙壁砌得是否竖直的就是根据这一原理制成的。图7-3-4答案答案不变剪断悬线OA,观察

17、小球下落的方向铅垂线解析解析重力的方向始终是竖直向下的;小球A由于受到竖直向下的重力,对悬线施加了一个竖直向下的拉力,使悬线处于竖直方向,改变木板的倾角,可观察到悬线OA的方向保持不变;若要进一步验证重力方向向下的结论,可以剪断悬线OA,观察小球的下落情况;建筑工人常用铅垂线检查墙壁是否竖直,这利用了重力的方向始终是竖直向下的这一原理。1.(2018湖北鄂州梁子湖期中)如果没有重力,下列说法中不正确的是()A.河水不再流动,再也看不到大瀑布B.杯子里的水倒不进口里C.人一跳起来就离开地球D.物体将失去质量答案答案D河水在重力作用下由高处流向低处,瀑布也是由于水受到重力而形成的,如果没有重力河水

18、不会流动,瀑布从此消失,故A正确;杯中的水能倒入嘴中是重力的作用,如果没有重力,水不会倒入嘴里,故B正确;人能够站在地面上是重力的作用,如果没有重力,人轻轻一跳就会离开地球,故C正确;质量是物体所含物质的多少,与重力无关,故D不正确。2.(2017陕西西安高新区期中)如图为一款宠物饮水器,其整体质量分布均匀,将饮水器里装满水,若宠物将水全部喝完,在此过程中,饮水器与水的整体重心位置移动为。答案答案先下降后上升解析解析装满水的饮水器和水整体的重心在底部的上方,设为O点,随着宠物不断喝水,其重心位置先不断下降,当水喝完后,重心又处于底部的上方O点,则知饮水器与水的整体重心位置先下降后上升。3.(2

19、017江苏南京雨花台期中)甲、乙两个物体的质量之比是52,则甲和乙受到的重力之比是;若甲物体的质量为250g,则乙物体所受的重力是N。(g=10N/kg)答案答案521解析解析由题知,m甲m乙=52,由G=mg可得,甲、乙两物体受到的重力之比G甲G乙=m甲gm乙g=m甲m乙=52;因为m甲m乙=52,m甲=250g=0.25kg,则乙物体的质量m乙=m甲=0.25kg=0.1kg,乙物体的重力G乙=m乙g=0.1kg10N/kg=1N。4.(2018江苏江阴期中)小明用刚学的知识做了一个坡度自动测量仪,如图(a)所示,图中的指针和重锤A会绕O点转动,若放在斜坡上,则如图(b)所示,图(b)所示

20、的斜坡坡度为,此装置的原理是利用,如果用此装置测量竖直墙壁,则指针应指在位置。答案答案15重力方向竖直向下90解析解析坡度自动测量仪是利用“重力的方向在任何情况下都是竖直向下的”的原理工作的。由图可知,一大格为45,则每一小格为15,若放在斜坡上,则如图(b)所示,图(b)所示的斜坡坡度为15,用此装置测量竖直墙壁,则指针应指90,此装置可以检查路面是否水平。5.如图所示是我国古人发明的一种容器欹器。它空着时就倾斜,盛水适中就端正,盛满了水便会整个倒翻过来,水流尽时,它又像开始那样倾斜,正所谓“虚则欹,中则正,满则覆”。当盛水适中时,容器和水的整体重心应该在转轴的(填“上”或“下”)方。请你猜

21、想,盛满水时,欹器整个倒翻过来的原因是。答案答案下容器和水整体的重心移动到转轴的上方,且偏离转轴所在竖直面解析解析物体重心越低,越稳定。当盛水适中时,容器端正,说明此时容器和水整体的重心较低,应该在转轴的下方;盛满水时,容器和水整体的重心上移,到了转轴上方,并且偏离转轴所在竖直面,故欹器会整个倒翻过来。1.(2019陕西咸阳兴平期中,1,)下列哪个物体的重力最接近20N()A.一个中学生B.一匹马C.一辆卡车D.一袋大米答案答案D重力最接近20N的物体,其质量约为2kg,与一袋大米的质量接近。2.(2017陕西西北大学附中期中,16,)踢毽子是人们喜爱的一项体育活动。用脚将毽子踢起后,空中飞舞

22、的毽子最终要落向地面,这是由于受作用。建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,如图7-3-5甲,一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向倾斜。图7-3-5答案答案重力西解析解析空中飞舞的毽子受到重力作用,并且重力的方向竖直向下,所以最终要落回地面;由图乙可知,铅垂线上端与墙紧靠,下端铅垂线的位置在墙的西侧,说明墙向西倾斜。3.(2019吉林长春一模,19,)如图7-3-6是地球表面附近的一些物体,请画出飞机所受重力的示意图。(2分)图7-3-6答案答案如图所示解析解析可以认为地球是一个匀质的球体,重力的方向是指向地心的,故连接飞机的重心和球心的连线,作出飞机的重力示

23、意图即可。4.(2019山东青岛五十一中期中,14,)地球附近的物体都受到重力的作用,小李同学认为物体的重力大小与物体的质量有关,他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。(6分)图7-3-7(1)如图7-3-7甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的分度值是N,请将此时测力计的示数填入下表的空格处。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象。(2)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成。你认为在太空站工作时,用同样的器材(选填“能”或“不能”)完成该探究。次数1234质量m/kg0.10.20.30.4重力G/N134答案答案(1)0.22如图所示(2)正比不能解析解析(1)

24、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。纵坐标一个格为1N,横坐标一个格为0.1kg,描出(0.1,1)(0.2,2)(0.3,3)(0.4,4)各点,然后用平滑的线连接起来即可。(2)由图象知,重力随质量的变化图线为一过原点的直线,故物体的重力跟物体质量成正比;任何物体在太空中都不再受到地球的重力作用,故不能进行此实验。1.(2019安徽淮南潘集期中,7,)下列估测值最接近实际的是()A.一名中学生的重力大约是500NB.一只鸡重力约150NC.一个苹果重力约15ND.一个鸡蛋重力约5N答案答案A一名中学生的质量为50kg左右,重力G=mg=50kg10N/

25、kg=500N,所以A选项符合题意。2.(2018山西百校联考,12,)爸爸想在客厅的竖直墙壁上挂一幅全家福,相框的上端有两个挂钩。小明在墙上钉了第一根钉子A,确定了左侧挂钩悬挂的位置如图所示。之后他们发现若想把相框挂正,确定第二根钉子B(右侧挂钩)的位置比较困难。请你利用生活中的物品帮他们提出解决方案。你需要的物品:,具体办法:。答案答案细线、橡皮将一块橡皮拴在细线的底端,做成一个简易的重垂线。手拿重垂线靠近相框的一侧,调整相框位置,直至相框的这一侧与重垂线平行,则此时右侧挂钩处即钉子B的位置(合理即可)。提示提示利用重力的方向竖直向下做一个重垂线。3.(2017江苏盐城盐都期中,26,)某

26、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时,实验记录如表:(1)在实验过程中,需要的测量工具是和;(2)上表空白处对应的数据是;(3)分析表中实验数据,得出的结论是:;(4)为了探究物体所受重力大小是否与形状有关,小组同学找了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论。请问这种探究方法可行吗?。被测物体物体质量m(kg)重力G(N)G/m(N/kg)G/m的平均值(N/kg)物体10.10.999.9物体20.21.969.8物体30.32.919.7答案答案(1)天平弹簧测力计(2)9.8(3)在误差允许范围内,物体所受重力与质量成正比(4)不可行解析解析

27、(1)在实验中要用弹簧测力计测量物体的重力,用天平测量物体的质量;(2)本实验是通过多次测量求平均值的方法来减小误差的,故空白处的数据为:=9.8;(3)从表格中数据知,在误差允许范围内,重力和质量的比值不变,质量增大几倍,物体的重力也增大几倍,所以物体的重力与质量成正比;(4)因为物体所受重力大小与质量有关,所以在探究重力大小与形状之间的关系时,应保证质量不变。该小组的同学用小刀将橡皮泥刻成不同形状进行实验,未保持橡皮泥的质量不变,所以得到了错误的结论,故该实验方案是不可行的。1.(2019湖南湘潭中考,8,)如图7-3-8所示纸做的“不倒翁小鸟翅膀上装有两个回形针,将鸟嘴放在指尖上转动而不

28、会掉下来”。下列说法正确的是()图7-3-8A.装回形针降低了小鸟的重心B.装回形针升高了小鸟的重心C.小鸟的重心一定在其几何中心上D.小鸟不掉下来是因为鸟嘴上有胶水答案答案A装上回形针小鸟的重心降低,稳定性增强;小鸟的形状不规则,重心不在其几何中心上,鸟嘴上并没有胶水,故A选项正确。2.(2017浙江杭州中考,25,)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7-3-9。从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力其在乙星球表面上的重力(选填“大于”“等于”或“小于”);据图可得甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是。

29、图7-3-9答案答案大于=15N/kg解析解析由题图可知,当物体的质量为8kg时,在甲星球表面的重力为120N,在乙星球表面的重力为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。甲星球表面上物体的重力为120N时,其质量为8kg,两者的比值为=15N/kg,则甲星球表面物体的重力G与其质量m的关系式为=15N/kg。3.(2017山东济南中考,22,)2017年4月20日19时41分,搭载天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭在文昌航天发射场点火发射,图7-3-10为长征七号遥二运载火箭在空中飞行时的雄姿,请你画出它受到的重力示意图。(3分)图7-3-10答案答案如图所示解析解析从

30、火箭重心,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标出符号G。4.(2016福建莆田中考,24,)在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到如表数据:(4分)(1)本实验中用到的测量器材有:和。(2分)(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是N。(1分)(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是。(1分)质量/kg0.10.20.30.40.5重力/N0.981.962.943.924.9重力与质量的比值/(Nkg-1)9.89.89.89.89.8答案答案(1)天平弹簧测力计(2)6.86(3)A解析解析(1)分析表格中数据可知,需要测量物体的质

31、量和重力,故需要的测量工具有天平和弹簧测力计;(2)分析数据可得,重力与质量的比值g=9.8N/kg,当物体的质量为0.7kg时,它受到的重力G=mg=0.7kg9.8N/kg=6.86N;(3)物体所受的重力跟它的质量成正比,故图象为过坐标原点的倾斜直线,应选A。1.(2018广西玉林中考,3,)下列物体重力约为1N的是()A.一枚大头针B.两个鸡蛋C.一头奶牛D.一个篮球答案答案B根据物体重力约为1N可计算出其质量m=G/g=0.1kg=100g;选项中“两个鸡蛋”的质量在100g左右;一枚大头针质量远小于100g;而一头奶牛、一个篮球的质量远远大于100g。2.(2019重庆中考B卷,1

32、4,)在图中画出静止在水平面上的木块所受重力的示意图。答案答案如图所示解析解析找出木块的重心,画一竖直向下的线段,标上箭头和符号G即可。3.(2015山东青岛中考,8,)要验证“物体所受重力跟它的质量成正比”,请完成实验设计方案,要求用上给定的所有器材。器材天平,弹簧测力计,体积相同的铝块、铁块和铜块各一个实验步骤分析数据,得出结论数据记录表格答案答案步骤:用天平测出铝块的质量m1,用弹簧测力计测出铝块的重力G1,将数据填入表格。换用铁块和铜块,重复上述实验。解析解析因为探究重力与质量的关系,所以表格中记录的物理量为物体的质量和受到的重力,实验时分别用天平和弹簧测力计测出记入表格,分析数据即可

33、。表格:质量m/kg重力G/N1.一个物体的重力跟自身质量的比值g,在同一个地点一般来说是定值。科学家们经过精确测量发现,不同地点g值的大小有差异(如表所示)。请回答下列问题:(1)表一中g值相同的城市是和。g值相差最大的两地是和。表一(2)认真分析数据,你认为g值大小与地理纬度的关系可能是:地点赤道广州武汉上海北京纽约莫斯科北极g值大小9.7809.7889.7949.7949.8019.8039.8169.832地理纬度023063033311239564040554590。(3)张华同学质量是50kg,他在北京的体重是多少?(要求写出计算过程,结果保留到小数点后两位)(4)从理论上说,在

34、地球的不同地点举行运动会,对铅球等项目的成绩是有影响的。仅地点不同,其余所有条件相同的前提下,在表一中所列的各地点中,铅球运动员成绩最好的地点应该是。(5)g值的大小对火箭的发射能力有着较大影响,嫦娥二号、三号的发射对火箭发射能力的要求有较大提高,考虑到g值对发射能力的影响,你认为嫦娥二号、三号在表二所列各地点中的卫星发射中心发射最好。理由是。解析解析本题借助“表格”呈现数据,考查“获取和处理信息”的能力;通过实际问题分析,考查“应用物理知识解决实际问题的能力”。(1)由表中数据可知:g值相同的城市是武汉和上海;g值相差最大的两地是赤道和北极。(2)分析表中数据发现g值与地理纬度的关系是:纬度

35、越高,g值越大。(3)张华在北京的体重是G=mg=50kg9.801N/kg=490.05N。(4)铅球运动员成绩最好的地点应该是g值最小的地点,从表一中可以找出g值最小的地点是赤道。(5)从表二中可以找出纬度较低的地点是海南文昌;因为海南文昌纬度低,g值小。答案答案(1)武汉上海赤道北极(2)地理纬度越高,g值越大(3)见解析(4)赤道(5)海南文昌海南文昌纬度低,g值小表二地点海南文昌西昌太原纬度191282382.演绎式探究探索宇宙牛顿认为,宇宙中任何两个物体之间都存在引力,引力大小F引=k,其中m1、m2分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离,k=6.6710-11m3/(kgs2

36、)。可见,当两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变。当我们用绳子拴着一个小球使它以手为圆心转动时,绳子对小球有一个向圆心拉的力,这个力叫做向心力。这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件。宇宙中的星体也是如此:子星绕母星(卫星绕行星,行星绕恒星)的运动可以近似地看做是匀速圆周运动(如图7-3-11),子星受到一个恒定的指向圆心(母星)的向心力,向心力的大小F心=m,其中m为子星质量,v为子星绕母星匀速转动的速度,r为运动半径(即两星之间的距离)。并且,子星所受向心力的大小等于母星对它的引力F引。图7-3-11(1)已知月球绕地球运动一周所用的时间为T,地、月之间的距离为r,请你推导出地球质量M的

37、数学表达式。(2)已知地球到太阳的距离为1.51011m,一年为3.2107s,则太阳的质量为kg。解析解析本题以材料阅读的形式呈现了“引力公式”,考查了科学推理能力和应用公式解决问题的能力。根据引力公式F引=k可知,当半径r增大时,引力变小。(1)由F引=k得:M=F引=F心=m=m=mM=(2)将r=1.51011m,T=3.2107s代入M=,可得,太阳的质量为M=1.951030kg答案答案小(1)M=(2)1.9510301.生活中有许多的说法和物理学中的概念是混淆的。小明为了正确认识“质量和重力”,进行了社会调查和资料收集。下面是两段小明收集的材料:(1)“购买大米、蔬菜等商品,应

38、该以质量(而不是重力)来标明单价。因为人们在买卖时关心的是它的质量多少而不是重力的大小,所以,市场中应该用天平称量商品而不是用弹簧测力计来称量商品。”(2)“举重比赛,比的是运动员的力气,运动员能不能举起杠铃和杠铃的重力有关,而不是杠铃质量决定的,因此,举重记录所标明的应该是重力而不是质量。”你认为从物理学的角度来评判,小明的说法正确与否?从实践角度看,应不应该遵循小明的看法?谈谈你的观点。答案答案从物理学的角度来评判,小明的说法是正确的。从实践角度看,不应该遵循小明的看法。解析解析该题考查了我们“对不同观点和结论提出质疑和评判”的“科学思维”素养。天平测量的是物体的质量,但是实际上按小明的办

39、法很不方便,天平要移动或增减砝码来测定质量,非常麻烦,弹簧测力计直接放上去就有结果了;杠铃生产后用kg为单位来标定质量,要是比赛中每次都要换算成N比较麻烦,所以,从实践角度看,不应该遵循小明的看法。2.小军在学习重力知识的过程中,经历了以下的活动。(1)在判断重力方向时,小军利用了图甲所示的装置进行了实验。首先将铁架台放在水平桌面BC上,用细线将铁球悬挂在铁架台的O点,实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC间的倾角,根据的现象可以判断出重力的方向。实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角,是为了。(2)物体所受重力大小和质量的关系是G=mg。查阅资料发现:g值大小不仅与地球纬度有关,还与海拔

40、高度有关。下表为某地区的g值与海拔高度的大致关系:小军认为利用该表格数据可以粗测该地区某山峰的海拔高度(约几百米),并选用了图乙所示的器材进行实验。该实验的原理是。小军利用图乙的器材(选填“能”或“不能”)粗略测出此山峰的高度。海拔高度h/km00.511.522.5g/(Nkg-1)9.79499.79349.79189.79039.78889.7873答案答案(1)OA始终与水平桌面BC垂直多次实验获得普遍规律(2)g=不能解析解析本题考查了实验的操作、原理分析及结论的应用。(1)实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC间的倾角,OA始终与水平桌面BC垂直,据此可以判断出重力的方向是竖直向下

41、的;实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角,进行多次实验,是为了使结论更具有普遍性。(2)因为g值大小随海拔高度的增加而减小,所以可以根据g值的大小判断海拔高度,故该实验的原理是g=。由表中数据可知,g值的大小随海拔高度变化不明显,每升高500m,g值约减小0.0015N/kg,利用图乙的器材时,重力的减小量太小,测力计不能测出,因此不能粗略测出此山峰的高度。3.(2019广东深圳龙文教育期中)科普阅读题2016年4月6日凌晨1点38分,“实践十号”卫星成功升空。这是空间科学战略性先导专项首批确定的科学卫星项目中唯一的返回式卫星,也是中国第一个专用的微重力实验卫星。平时我们感觉到自己有多重

42、时,这种感觉来自支持力。如果失去支持力,我们就将失去对重力的感觉。例如,一个人从高处坠落,在坠落的过程中,因为失去了支持力,所以此人将体验到类似太空中才有的失重。但是,失重环境中物体的重力却仍然存在。要想造出失重的环境,可以让物体自由坠落,如自由坠落的电梯、飞机等。不过这只能带来短暂的失重,而各种航天器如空间站、卫星等则是长期处在失重环境中。那么问题来了,太空不都是失重环境吗?这个微重力又是怎么回事?微重力就是微小的重力吗?显然不是!我们平常说的重力是由地球引力产生的,不少人会误认为,人造卫星所在的轨道距离地面比较远,因此地球对它们的引力很小,所以叫做微重力。这是不对的。根据G=mg,同一个物

43、体我们常用g来衡量重力的大小。距离地球越远,g值就越小,然而,就算是在距离地面200km的高度也没有降多少,大约降为0.94g,而在1000km的高度大约降为0.75g。也就是说,一个物体在地面重100N,到了1000km高度,依然受到75N的重力。国际空间站离地球的距离不超过420km,因此,它受到的地球引力并没有减少多少。如果我们把“微重力”理解为微小的重力,或者是微小的地球引力,肯定是不对的。只有当距离地球很遥远时,才会出现地球引力很小的情况,那么,微重力又是怎么回事呢?通常我们说的微重力环境,它其实跟地球引力的关系不是很大,因为它主要是由其他外在因素造成的,如太空残余大气的阻力、航天器

44、进行姿态调整时产生的推力、人员在航天器内的走动,以及重力梯度等。要想获得微重力环境,最好的当然是大型空间站,但它们通常都很贵。而微重力落塔的微重力持续时间太短。中科院微重力实验室的百米微重力实验落塔,自由下落提供的微重力环境只能持续约3.6s,而且每天只能进行两次实验。相比之下,“实践十号”卫星的条件就好得多。它使用化学电池供电,因为无人而且任务时间相对短,就不需要考虑对接和人类活动等干扰;又因为使用化学电池,所以不需要展开太阳翼。此外,它作为返回式卫星还有一个优点:机动性很高。可以说,以返回式卫星为基础的“实践十号”科学卫星,不只是未来空间站的补充,更有不可替代的作用。同学们也许知道失重环境

45、中,水滴是一个近乎完美的球体。还有许多诸如此类在太空环境中表现出来的不同于地面上的现象,因此,在失重或微重力环境下进行物理、化学、生物等相关学科的实验研究,显得非常有意义。(1)失重状态下的人造地球卫星(选填“受到”或“不受”)重力。(2)一个重为100N的物体在距离地面200km的高度处所受的重力为N。(3)“实践十号”微重力水平为10-6g,空间站的微重力水平一般为10-3g。(选填“实践十号”或“空间站”)的微重力环境更好。(4)请你猜测一种在微重力环境下的实验研究:。答案答案(1)受到(2)94(3)实践十号(4)进行新型材料的研究解析解析本题以“科普阅读题”的形式介绍了失重、微重力、g与高度的关系等知识,考查了对新知识的获取和应用能力。(1)由材料可知,失重环境中物体的重力仍然存在,所以失重状态下的人造地球卫星仍然受到重力;(2)一个在地面上重为100N的物体在距离地面200km的高度处所受的重力为G=0.94100N=94N;(3)10-6g10-3g,“实践十号”的微重力环境更好;(4)在失重或微重力环境下可以进行物理、化学、生物等相关学科的实验研究,比如:进行新型材料的研究。