第七章 力
第 3 节 重力
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 B 质量是物质本身的一种属性,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 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 G 明物体的质量跟它受到的重力成正比
g
C.1 kg 等于 9.8 N
D.物体受到的重力是由物体的质量产生的
答案 A G=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;1 kg 的物体所受的重力是 9.8 N,而不是 1 kg 等于 9.8 N,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.质量为 0.5 kg 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 重力 地球 4.9
解析 抛出去的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=0.5 kg×9.8 N/kg=4.9 N。
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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 如图所示
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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.(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
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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.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 先下降后上升
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.甲、乙两个物体的质量之比是 5∶2,则甲和乙受到的重力之比是 ;若甲物体的质量为
250 g,则乙物体所受的重力是 N。(g=10 N/kg)
答 案 5∶2 1
解析 由题知,m 甲∶m 乙=5∶2,由 G=mg 可得,甲、乙两物体受到的重力之比 G 甲∶G 乙=m 甲g∶m 乙g=m 甲∶m 乙=5∶2;因为 m
2 2
甲∶m 乙=5∶2,m 甲=250 g=0.25 kg,则乙物体的质量 m 乙= m 甲= ×0.25 kg=0.1 kg,乙物体的重力 G 乙=m 乙g=0.1 kg×10
5 5
N/kg=1 N。
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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 15° 重力方向竖直向下 90°
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。请你猜想,盛满水时,欹器整个倒翻过来的原因是 。
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 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 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 500 N
B. 一只鸡重力约 150 N
C. 一个苹果重力约 15 N
D. 一个鸡蛋重力约 5 N
答案 A 一名中学生的质量为 50 kg 左右,重力 G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,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:
。
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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 利用重力的方向竖直向下做一个重垂线。
3.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时,实验记录如表:
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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) |
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物体 1 |
0.1 |
0.99 |
9.9 |
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物体 2 |
0.2 |
1.96 |
9.8 |
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物体 3 |
0.3 |
2.91 |
9.7 |
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(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? 。
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 (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: 9.9+9.8+9.7=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
3
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.(2018 广西玉林中考,3,★★☆)下列物体重力约为 1 N 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 B 根据物体重力约为 1 N 可计算出其质量 m=G/g ≈ 1 N =0.1 kg=100 g;选项中“两个鸡蛋”的质量在 100 g
10 N/kg
左右;一枚大头针质量远小于 100 g;而一头奶牛、一个篮球的质量远远大于 100 g。2.(2019 重庆中考 B 卷,14,★☆☆)在图中画出静止在水平面上的木块所受重力的示意图。
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答案 如图所示
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.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。
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器材 |
天平,弹簧测力计,体积相同的铝块、铁块和铜块各一个 |
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实验步骤 |
分析数据,得出结论 |
数据记录表格 |
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答案 步骤:①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。②换用铁块和铜块,重复上述实验。
表格:
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质量m/kg |
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重力 G/N |
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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。
1. 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 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 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。
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小军在学习重力知识的过程中,经历了以下的活动。
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 。
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,还与海拔高度有关。下表为某地区的 g 值与海拔高度的大致关系:
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海拔高度h/km |
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
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g/(N·kg-1) |
9.794 9 |
9.793 4 |
9.791 8 |
9.790 3 |
9.788 8 |
9.787 3 |
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。
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=G 不能
n
解析 本题考查了实验的操作、原理分析及结论的应用。
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。
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=G。由表
n
中数据可知,g 值的大小随海拔高度变化不明显,每升高 500 m,g 值约减小 0.001 5 N/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 200 km 的高度也没有降多少,大约降为 0.94g,而在 1 000 km 的高度大约降为 0.75g。也就是说,一个物体在地面重 100 N,到了
1 000 km 高度,依然受到 75 N 的重力。国际空间站离地球的距离不超过 420 km,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。
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