專題14重力 一、知識精講一、知識精講1．地球?qū)λ浇奈矬w都有吸引作用，由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力．重力的施力物體是地球，地球上的所有物體都受到重力的作用，重力的符號是G。2.物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比，用公式表示為G＝mg。其中g(shù)=9.8N/kg（在地球上）表示的意義是：質(zhì)量是1kg的物體受到的重力為9.8N。3.重力的方向是豎直向下的，即與水平方向垂直，不同于垂直向下。4．重力的在物體上的作用點(diǎn)叫做重心。質(zhì)地均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在其幾何中心，形狀不規(guī)則物體的重心可用懸掛法找到。5．宇宙間的任何兩個物體之間都存在相互吸引的力，這就是萬有引力。重力正是源自地球?qū)λ浇矬w的萬有引力。二、題型先知二、題型先知一．重力的概念（共5小題） 2二．重力的大小估測（共5小題） 3三．重力的計算（共5小題） 5四．重力的方向（共4小題） 7五．探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系（共3小題） 9六．重心（共4小題） 12七．重力示意圖（共2小題） 15TOC\o"1-1"\h\u三、實(shí)戰(zhàn)演練三、實(shí)戰(zhàn)演練一．重力的概念（共5小題）1．蘋果從樹上落下的過程中，有關(guān)重力的描述，正確的是（）A．重力變大 B．重力不變 C．重力變小 D．不受重力【解答】解：蘋果在下落過程中質(zhì)量不變，根據(jù)物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比，可知質(zhì)量不變，所受的重力不變。故選B。2．2021年12月9日，“天宮課堂”第一課正式開講并直播。這是中國航天員在中國新空間站的第一次太空授課活動，以下在空間站微重力的情況下能順利完成的是（）A．用天平測物體質(zhì)量 B．用開口的水杯喝水 C．用彈簧測力計測拉力 D．用重垂線檢查物體是否豎直放置【解答】解：A、空間站內(nèi)處于失重狀態(tài)，物體對天平托盤沒有壓力，所以不能用天平測物體質(zhì)量，故A錯誤；B、空間站內(nèi)物體幾乎沒有重力，因此無法用開口的水杯喝水，故B錯誤；C、彈簧測力計靠彈簧發(fā)生彈性形變產(chǎn)生拉力，與重力無關(guān)，因此在失重環(huán)境中可以用彈簧測力計測拉力，故C正確；D、空間站內(nèi)處于失重狀態(tài)，物體幾乎沒有重力，因此不能用重垂線檢查物體是否豎直放置，故D錯誤。故選：C。3．如圖所示為運(yùn)動員踢足球時的情景，當(dāng)足球在空中飛行時，關(guān)于足球所受重力的說法正確的是（）A．大小、方向都不變 B．大小、方向都在改變 C．大小改變、方向不變 D．大小不變、方向改變【解答】解：當(dāng)足球在空中飛行時，質(zhì)量不變，由公式G＝mg知，受到的重力不變；重力的方向始終是豎直向下的。故選：A。4．投向空中的籃球，籃球在空中飛行過程中，如果不考慮空氣阻力，那么籃球只受到重力的作用，這個力的施力物體是地球?！窘獯稹拷猓翰挥嬁諝庾枇Γ断蚩罩械幕@球，在空中飛行過程中只受到重力的作用；而重力是物體由于地球吸引而受到的力，所以重力的施力物體是地球。故答案為：重；地球。5．“秋天到，秋天到，田里莊稼長得好，高粱漲紅臉，稻子笑彎了腰…”，其實(shí)稻子彎腰是因為它受到重力的緣故，這個力的施力物體是地球?！窘獯稹拷猓旱咀訌澭褪且驗榈咀邮艿搅酥亓Φ淖饔枚l(fā)生了形變；重力的施力物體是地球。故答案為：重力；地球。二．重力的大小估測（共5小題）6．以下哪個物體的重力最接近0.5N（）A．一張課桌 B．一個手機(jī) C．一個雞蛋 D．一個中學(xué)生【解答】解：重力為0.5N的物體質(zhì)量約為m＝＝0.05kg＝50g，一張課桌的質(zhì)量約為15kg，一個手機(jī)的質(zhì)量約為150g，一個雞蛋的質(zhì)量約為50g，一個中學(xué)生的質(zhì)量約為50kg。故選：C。7．初二物理課本約重（）A．0.2牛 B．2牛 C．20牛 D．200?！窘獯稹拷猓阂槐境醵锢碚n本的質(zhì)量約200g＝0.2kg，受到的重力為G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N。故選：B。8．下列物體中所受重力約為0.5牛的是（）A．一瓶礦泉水 B．一只雞蛋 C．一枚一元硬幣 D．一枚針【解答】解：A、一瓶礦泉水的重力約5N；故A錯誤；B、一斤（500g）雞蛋可稱8﹣﹣10個，那么一個雞蛋的質(zhì)量約為50g；故1個雞蛋的質(zhì)量為50g，故其重力約為0.5N；故B正確；C、一枚一元硬幣的重力約0.05N，故C錯誤；D、一枚針的重力約0.01N，故D錯誤；故選：B。9．下列物體中受到的重力約為40牛的是（）A．一只大象 B．中學(xué)生的書包 C．一聽可樂 D．一只雞蛋【解答】解：由公式m＝＝＝4kg，4kg＝4公斤＝8市斤，結(jié)合選項中的物體可知，中學(xué)生的書包的質(zhì)量大約為4kg左右。故選：B。10．下列物體的重力接近20N的是（）A．一個學(xué)生 B．一支鋼筆 C．一只公雞 D．一輛汽車【解答】解：根據(jù)G＝mg，可得m＝＝＝2kg，2kg可能是一只公雞的質(zhì)量；故選：C。三．重力的計算（共5小題）11．如圖所示，甲、乙兩個高度相同的均勻?qū)嵭膱A柱體放置在水平地面上?，F(xiàn)沿水平方向?qū)⑺鼈兦腥ハ嗤叨?，剩余部分所受的重力G甲＜G乙，則它們原來的質(zhì)量m甲、m乙的關(guān)系是（）A．m甲一定大于m乙 B．m甲可能等于m乙 C．m甲可能小于m乙 D．m甲一定小于m乙【解答】解：均勻?qū)嵭膱A柱體的重力G＝mg＝ρVg＝ρgSh；由題可知，切去相同高度后，剩余部分所受的重力G甲＜G乙，則有：ρ甲gS甲h甲剩＜ρ乙gS乙h乙剩﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由題知，兩圓柱體原來的高度相同，即h甲＝h乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣②則切去相同高度后，剩余部分的高度也相同，即h甲剩＝h乙剩﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由①③可得ρ甲gS甲＜ρ乙gS乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④由②④可得：ρ甲gS甲h甲＜ρ乙gS乙h乙，即G甲原＜G乙原；根據(jù)G＝mg可知，它們原來的質(zhì)量m甲一定小于m乙，故ABC錯誤，D正確；故選：D。12．質(zhì)量為0.5千克的物體位于地球表面附近。下列說法中正確的是（）A．物體只有靜止時，所受的重力才等于4.9牛 B．物體向上運(yùn)動時，所受的重力小于4.9牛 C．物體在空中自由下落時，所受的重力等于零 D．無論靜止還是運(yùn)動，物體所受的重力都等于4.9?！窘獯稹拷猓嘿|(zhì)量為0.5千克的物體位于地球表面附近，它受到的重力：G＝mg＝0.5kg×9.8N/kg＝4.9N，同一位置（或空間位置變化不大）的物體所受重力只跟質(zhì)量有關(guān)，跟物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，所以無論物體舉高或者拋出，靜止還是運(yùn)動，所受重力都是4.9N，故ABC錯誤，D正確。故選：D。13．甲、乙兩球的質(zhì)量之比為2：3，甲球所受的重力為60N，則乙所受的重力為90N，乙球的質(zhì)量為9kg．（g取10N/kg）【解答】解：根據(jù)G＝mg可得，甲、乙兩球的重力之比為：＝＝，∴G乙＝G甲＝×60N＝90N；乙球的質(zhì)量m乙＝＝＝9kg。故答案為：90；9。14．一名宇航員的質(zhì)量為60千克。①當(dāng)他在地球表面附近時，求他所受到的重力G地。②當(dāng)他在月球表面附近時，求他所受到的重力G月（g月＝g地）。【解答】解：（1）宇航員在地球上受到的重力：G地＝mg＝60kg×9.8N/kg＝588N；（2）因為在月球上物體受到月球的吸引力只有地球上物體所受重力的六分之一，所以宇航員在月球上受到的重力：G月＝G地＝×588N＝98N。答：①他所受到的重力為588N。②他所受到的重力G月為98N。15．月面巡視探測器（月球車）是集工程和智能機(jī)器人為一體的復(fù)雜航天器，具備地﹣﹣月遙控能力，有獨(dú)立驅(qū)動的六輪搖臂式行走系統(tǒng)，高1.5米，質(zhì)量為120千克。求：（1）月球車在地球上受到的重力。（2）在地球上重6牛的物體放到月球上時重為1牛，那么月球車被送到月球上時的質(zhì)量和受到的重力分別是多少？（g取10牛/千克）【解答】解：（1）月球車在地球表面上受到的重力：G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N；（2）月球車到達(dá)月球后，質(zhì)量不變，還是120kg；月球車在月球表面上受到的重力：F＝G＝×1200N＝200N。答：（1）月球車在地球上受到的重力為1200N。（2）月球車被送到月球上時的質(zhì)量是120kg；受到的重力是200N。四．重力的方向（共4小題）16．籃球在空中運(yùn)動時所受重力的大小和方向，下列判斷中正確的是（）A．大小不變，方向在改變 B．大小和方向均在改變 C．大小在改變，方向不變 D．大小和方向均不改變【解答】解：籃球在空中運(yùn)動時，所受重力為：G＝mg，由于物體的質(zhì)量m是一種屬性，不發(fā)生變化，g＝9.8N/kg，故重力的大小不變；物體所受重力的方向總是豎直向下的，故方向不變。故ABC錯誤；D正確。故選：D。17．以下關(guān)于重力及其方向的說法中正確的是（）A．重力方向總是垂直向下 B．正在空中飛行的飛機(jī)不受重力作用 C．g＝9.8N/kg表示1kg＝9.8N D．重力方向總是豎直向下【解答】解：AD、重力的方向總是豎直向下的，故A錯誤、D正確；B、地面附近的物體均受重力，空中的飛機(jī)同樣受重力作用，故C錯誤；C、質(zhì)量和力是兩個不同的量，故1kg＝9.8N錯誤，故C錯誤。故選：D。18．如圖所示，工人拿著用來檢驗是否豎直或水平的儀器——重垂線，它是利用重力的方向是豎直向下的性質(zhì)制成的。工人在檢驗中觀察墻面與線是否平行（選填“平行”或“垂直”）可以知道墻體是豎直的；觀察水平面與線是否垂直（選填“平行”或“垂直”）可以知道是水平的?！窘獯稹拷猓汗と四弥脕頇z驗是否豎直或水平的儀器——重垂線，它是利用重力的方向是豎直向下的性質(zhì)制成的；由于重力的方向總是豎直向下的，所以如果墻和重垂線相平行，就說明墻是豎直的；如果水平面和重垂線相垂直，就說明水平面是水平的。故答案為：豎直向下；平行；垂直。19．找兩塊木板A、B，相互垂直釘在一起，如圖所示，在A木板中間畫一條線，在線的上端釘一個釘子，將重錘線拴在上面。用它可檢查窗臺、桌面是否水平，它是利用重力方向是豎直向下制成的，測量重力的儀器是彈簧測力計?！窘獯稹拷猓核絻x是利用重力的方向總是豎直向下的原理制成的；力的大小可以使用彈簧測力計測量。故答案為：重力方向是豎直向下；彈簧測力計。五．探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系（共3小題）20．表格是小山同學(xué)在探究“在地球上物體受到的重力與其質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗中得到的實(shí)驗數(shù)據(jù)。測量對象質(zhì)量m（千克）重力G（牛）物體10.10.98物體20.21.96物體30.32.94①實(shí)驗中，需要的測量工具是彈簧測力計和天平。②分析表中第2列和第3列數(shù)據(jù)，可以得到的初步結(jié)論是：在地球上，物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。③進(jìn)一步分析表中第2列和第3列數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是：，人們把該值稱作重力系數(shù)，其值為9.8N/kg?！窘獯稹拷猓海?）在探究“重力的大小跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗中，需要的測量重力及質(zhì)量的大小，用到彈簧測力計及天平；（2）從表中數(shù)據(jù)知：物體的質(zhì)量增大幾倍，物體所受的重力大小也增大幾倍，重力大小與質(zhì)量的比值相等，可得到結(jié)論：在地球上，物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比；（3）由表中數(shù)據(jù)可知：，可以得到的結(jié)論是：，人們把該值稱作重力系數(shù)，其值為9.8N/kg。故答案為：①彈簧測力計；天平；②物體受到的重力的大小與它的質(zhì)量成正比；③；9.8N/kg。21．某同學(xué)用天平、彈簧測力計、幾個相同的鉤碼和幾個相同的沙袋研究物體在地球上受到重力與物體質(zhì)量的關(guān)系，如圖所示是根據(jù)所測數(shù)據(jù)繪制的G﹣m圖象。（1）分析比較A、B、C（或D、E、F）的實(shí)驗數(shù)據(jù)，可以歸納出的初步結(jié)論是：在地球上，物體受到的重力與它的質(zhì)量成正比。（2）根據(jù)圖象可知＝10.0N/kg，物理學(xué)中用g表示這一比值。（3）進(jìn)一步綜合分析比較（a）和（b）兩圖象中重力和質(zhì)量的關(guān)系，可歸納出的結(jié)論是：在地球上，物體受到的重力與它質(zhì)量的比值是一個定值。（4）如果把圖中（a）（b）兩個圖象合并在同一坐標(biāo)系中，則兩傾斜直線是重疊（選填“重疊”或“不重疊”）的?！窘獯稹拷猓海?）分析比較A、B、C（或D、E、F）的實(shí)驗數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，物體受到的重力與它的質(zhì)量的比值都為一個定值，由此判斷物體受到的重力與它的質(zhì)量成正比；（2）根據(jù)圖象中數(shù)據(jù)的計算可知＝10.0N/kg，物理學(xué)中把這個定值稱為重力系數(shù)，用g表示這一比值；（3）綜合分析比較（a）和（b）兩圖象中重力和質(zhì)量的關(guān)系，因兩者成正比，且結(jié)果是力學(xué)中的重力系數(shù)，由此可知，在地球上，物體受到的重力與它質(zhì)量的比值是一個定值；（4）通過對（a）（b）兩個圖象的計算可知，兩圖物體受到的重力與它的質(zhì)量比值都是10N/kg，圖象上表示為斜率相同，因此兩個圖象合并在同一坐標(biāo)系中，兩傾斜直線是重疊的。故答案為：（1）成正比；（2）10.0N/kg；g；（3）比值是一個定值；（4）重疊。22．圖示測量力的儀器是彈簧測力計，它的測量范圍為0～5N，最小刻度為0.2N，使用此儀器前應(yīng)先調(diào)零，此時的示數(shù)為3.6N。在“探究物體受到的重力與其質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗中，測得數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗序號鉤碼質(zhì)量（千克）重力（牛）重力與質(zhì)量的比值（牛/千克）10.1120.2230.44（1）在表格中填寫“重力與質(zhì)量的比值”，發(fā)現(xiàn)該比值不變（選填“改變”或“不變”），其物理意義是每千克的物體受到的重力為10牛；（2）分析表中數(shù)據(jù)，可得出的初步規(guī)律是：物體所受的重力大小跟它的質(zhì)量成正比。【解答】解：①彈簧測力計一個大格表示1N，里面有5個小格，一個小格表示0.2N，其分度值為0.2N．其測量范圍為：0～5N，使用時不能超出其最大測量值5N．使用此儀器前應(yīng)先調(diào)零；彈簧測力計的示數(shù)為3N+0.6N＝3.6N。②計算“重力與質(zhì)量的比值”，分別為：10、10、10，（1）分析表中數(shù)據(jù)，物體所受的重力隨質(zhì)量的增加而增大，且比值不變，其物理意義是每千克的物體受到的重力為10牛；（2）可得出的初步規(guī)律是：物體所受的重力大小跟它的質(zhì)量成正比。故答案為：0～5N；0.2N：調(diào)零；3.6N；實(shí)驗序號鉤碼質(zhì)量（千克）重力（牛）重力與質(zhì)量的比值（牛/千克）10.111020.221030.4410不變；每千克的物體受到的重力為10牛；物體受到的重力大小與質(zhì)量成正比。六．重心（共4小題）23．病人在醫(yī)院里輸液時，液體一滴滴從玻璃瓶中滴下，在液體不斷滴下的過程中，玻璃瓶連同瓶中的液體共同的重心將（）A．一直下降 B．一直上升 C．先降后升 D．先升后降【解答】解：在液體不斷滴下的過程中，玻璃瓶連同瓶中的液體共同的重心在玻璃瓶內(nèi)，先隨著液體一滴滴從玻璃瓶中滴下，重心下降，當(dāng)液體滴完后，重心又上升，故重心先降后升。故選：C。24．關(guān)于物體的重心，下列說法中正確的是（）A．任何有規(guī)則形狀的物體，它的幾何中心必然與重心重合 B．重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn) C．重心總是在物體上，不可能在物體之外 D．重力在物體上的作用點(diǎn)，叫做物體的重心【解答】解：A、只有形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻的物體，重心才在物體的幾何中心上，故A錯誤；B、重心只有在作用效果上的一個點(diǎn)，該點(diǎn)并不是物體上最重的一點(diǎn)，故B錯誤；C、重心可以在物體上，也可以在物體之外，如空心的球體重心在球心上，不在物體上，故C錯誤；D、重心是重力在物體上的作用點(diǎn)，故D正確；故選：D。25．對于某些均勻不規(guī)則物體的重心，我們可以根據(jù)二力平衡的條件，采用懸掛法確定。①物體甲靜止時如圖（a）所示，物體甲的重心在虛線a上，這是由于細(xì)繩對物體的拉力與物體受到的重力在同一直線上。②若將圖（a）的B點(diǎn)懸掛在細(xì)繩上，能否進(jìn)一步確定物體甲的重心位置，理由是：若將B點(diǎn)懸掛在細(xì)繩上，力的作用線與虛線a重合。③若改變懸掛的位置，物體甲靜止時如圖（b）所示，為確定物體甲的重心位置，接下來應(yīng)做的操作是過懸掛點(diǎn)沿豎直方向畫一條虛線，與虛線a交于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體的重心?！窘獯稹拷猓孩賵D（a）中，細(xì)繩對物體的拉力與物體受到的重力在同一直線上，因此，物體甲的重心在虛線a上；②若將圖（a）的B點(diǎn)懸掛在細(xì)繩上，則拉力與重力的作用線仍在一條直線上，且與虛線a重合，因此無法進(jìn)一步確定物體甲的重心位置；③若想確定物體甲的重心位置，應(yīng)改變懸掛的位置，當(dāng)物體甲靜止時過懸掛點(diǎn)沿豎直方向畫一條虛線，與虛線a交于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體的重心。故答案為：①同一直線；②B；若將B點(diǎn)懸掛在細(xì)繩上，力的作用線與虛線a重合；③過懸掛點(diǎn)沿豎直方向畫一條虛線，與虛線a交于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體的重心。26．有四塊完全相同的磚，長均為30cm，建筑工人將它們按如圖所示的方式疊放，使每塊磚壓著下面的磚伸出一部分。求：（1）放置一塊磚時能夠伸出的最大距離；（2）四塊磚能伸出水平面的最大長度。（可先畫出疊放思路）【解答】解：（1）如下圖所示：放置第一塊時使重心在水平面內(nèi)，且伸出的距離最大，則重心A恰好在邊緣處O4豎直上方，記磚塊的長度為L＝30cm，所以最大距離d1＝L＝×30cm＝15cm；（2）如圖乙為四塊磚疊放