揭示规律。小试身手 【方法点拨】应特别说明的是:地球上以及地球附近的任何物体都受到地球的重力作用,在日常生活和贸易中,质量也习惯地称为重量。但两者是两个不同的概念,不能混淆。 【变式训练】 1、正在空中飞行的炮弹受到 _____个力的作用,(不计空气阻力),这些力的施力物体各是 _______。
1、1,地球;【分析】先确定受力物体是炮弹在空中飞行,首先是地面附近的物体一定受到重力的作用,题中又不计空气的阻力。因此该炮弹只受到1个力——重力的作用,其施力物体是地球。
2、人推铅球,当铅球出手后在空中向前运动时,如果不考虑空气的作用力,铅球受哪些力的作用?
2、铅球在空中向前运动时只受重力;【分析】分析物体受力时,要保证不疏漏,就要找全周围物体哪些跟它发生了联系。要保证不臆造力,就要找出各力的施力物体,弄清物体是否对它施加了力。 本题当铅球脱离手之前,铅球受到手的推力作用;当铅球出手后,手和铅球已脱离了接触,手对铅球的推力就不再存在了。当铅球脱离手后,是否有向前的冲力存在呢?要判断这个力,我们就要弄清这个冲力的施力物体是谁?无法找出施力物体,铅球当然也不受这个力。所以不计空气阻力作用时,铅球在空中向前运动时只受重力。
【方法点拨】重力的方向不一定与地面重直,主要是由于地面的情况相当复杂,但重力的方向和水平方向是垂直的。 【变式训练】 3、怎样用重要垂线来检查桌面或窗台面是否水平?
【解析】把重垂线的线头那端固定在一个等边直角三角板的直角顶端处,让三角板的斜边紧贴桌面。因为三角形底边与高线垂直,重垂线的方向又总是竖直向下的。当重垂线与三角板的高线重合时,它必与三角板的斜边垂直,又因为三角板的纠边紧贴在桌面上,由此可以判断桌面是水平的(图3)。
4、画出图中两物体受到的重力的示意图。 【分析】在小学自然课中学过,重力的方向是竖直向下的。以图中的中心点为作用点,竖直向下画一线 段,在线段的尾画出箭头,作图如下。 点评:作用点可选在起点上,也可选在线段终点上。
【方法点拨】重力是由于物体受到地球的吸引产生的。由于地球并不是一个球体,地面上各点到球心距离并不相等,再加上地球还在自转等原因,所以物体重力是要变的。同一个物体在两极比赤道重,在高山顶比在山脚下轻。有换算关系,不能划等号。正确的表述是:质量1千克的物体受到的重力是10牛顿。 【变式训练】 5、有一个铁块,它的质量是600克,能否用量程为5牛顿的弹簧秤称量?为什么? 5、不能;【分析】铁块的质量是600克,它受到的重力应为G=gm=0.6千克×10牛/千克=6牛。又知弹簧秤的最大测量值是5牛顿。铁块的物重(6牛)大于弹簧秤的量程。所以不能用这个弹簧秤测量。
6、下列有关重力概念的说法中正确的是() A.重力方向总是垂直于物体的支持面 B.重力不随物体位置变化而变化 C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小 D.空中向上飘的汽球没有受到重力
6、C;【分析】选题目的:通过本题加深学生对重力的基本概念问题的理解.地面附近任何物体都受到重力作用,D错重力方向总是竖直向下,当支持面不在水平位置时,重力与支持面不垂直,A错,在同一地点重力与质量成正比,但比值与位置有关,B错. 【方法点拨】(1)重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关,质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的几何中心上. (2)重心的位置不一定在物体上.
【变式训练】
7、把一条盘放在地上、长l的均质链向上刚好拉直时,它的重心位置升高多少?把一个边长为a的均质立方体,绕图1中ab棱翻到对角面abcd处于竖直位置时,重心位置升高多少?
7、 【解析】一条盘放在地上的长为l的均匀铁链,开始时重心在地面,竖直向上刚好拉直时重心的高度为,所以它的重心位置升高了。边长为l的质量分布均匀的立方体,开始时重心的高度为,绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直位置时重心的高度为,所以它的重心位置升高了。 |
知识全解。吃透教材 【知识点1】重力的产生 1. 定义:地面附近的一切物体都要受到地球的吸引作用。由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。用“G”表示。
2. 重力的施力物体:地球。(要注意“地球”和“地面”这两个概念的不同。) 重力的受力物体:地球附近的所有物体。明确:地面上以及地面附近所有物体都受到重力作用。如:踢出去的球仍然受到重力的作用。重力的大小通常叫做物重。 3、必须指出:重力与质量是两个完全不同的物理量,重力是一种力,它不仅有大小,而且有方向,其大小可随位置的变化而变化(如物体从地球上移到月球上,其重力就发生了变化).而质量是物体本身的一种属性,不随物体的位置的变化而变化,它只有大小,没有方向.
【例1】判断下列关于重力的说法正确与否? [ ] a.只有静止在地面上的物体才会受到重力. b.重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向一定指向地心. c.质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大. d.物体对支持面的压力必定等于物体的重力. 【分析】(1)地球周围的任何物体,都会受到重力作用. (2)地球对物体的引力方向指向地心,物体所受重力的方向竖直向下. (3)在不同地方时,因g值不同,质量大的物体受到的重力不一定比质量小的物体受到的重力大. (4)当支持面倾斜时,物体对支持面的压力就不等于重力. 【答案】a,b,c,d四种说法都错.
【知识点2】重力的方向 重力的方向:竖直向下(指向地球的球心或者说与水平面垂直) 用一根线将物体悬挂起来,物体静止时,在重力作用下,悬线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫重垂线,如下图甲,沿着重垂线向下的方向叫竖直向下。重力的方向总是竖直向下的。静止的水面总跟重力方向垂直,叫做水平面。下图乙中重垂水准仪的重垂线方向竖直向下,因为没与中轴线重合,说明下面的桌面不是水平面。 重垂线在生活和生产上有广泛的应用。如图丙人们用重垂线检查墙壁上的画是否挂正;建筑工地上常用重垂线检查墙砌的是否竖直;工厂中用重垂线检查工作台面是否水平。
甲 乙 丙
【例2】重为30N的铅球抛出后的运动轨迹如图,请画出铅球在A位置时所受重力的图示。
【解析】这道题重点考查抛出后的铅球所受重力的方向,题目给出了一个干扰条件,铅球向上沿弧线运动,此时有的同学就认为铅球受的力方向也应该向上,从而忽略了重力的方向总是竖直向下的. 根据力的图示法作图:先定出表示力大小的标度为10N,球受的重力方向竖直向下,且力的大小是所给标度的3倍,如上图。
【知识点3】重力的大小 ①物体受到的重力的大小跟它的质量成正比关系。其比值g=9.8牛/千克,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。在要求不太精确的情况下,可取g=10牛/千克。
通过实验研究:物体重力与质量的关系图象是一条经过原点的直线。
得到:物体的重力跟它的质量成正比。
其中,G表示重力,单位:牛顿(N)。 m表示质量,单位:千克(kg)。 g=9.8N/kg,通常取g=10N/kg。
③扩展了仪器的测量范围:
【例.3】甲、乙两个物体的质量之比是10:7,已知甲重200牛顿,乙重多少牛顿?
这种比列关系的题,还可以用其它方法做,关键是理解G/m不变或抓住m甲/m2=G甲/G2的关系。 【答案】140牛。
【知识点4】物体的重心 重力的作用点——重心(物体受到的重力可以看成集中在一个点上,这个点叫做重力的作用点。) ①均匀物体的重心:在几何中心。
如:粗细均匀的同材料制成的棒——重心在中央。长直尺的重心在食指所托的尺的中央。单一材料制成的圆球——重心在球心。长方形、正方形薄木板——重心在两条对角线的交叉点。 注意:重心不一定在物体上。例如上图中光盘的重心在圆盘的中心。 ②对于不规则、不均匀的薄板状物体,可采用“悬挂法”
【例4】如图所示,把不规则的均匀薄板用细线悬挂起来处于静止状态时,薄板的重心一定在细线的延长线上,请你回答:为什么重心一定在细线的延长线上?
【解析】绳对板的拉力与板受到的重力为一对平衡力,必在一条直线上。(大小相等,方向相反,作用在一条直线上,且作用在一个物体上)
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