第4章第1节 重力与重心第2课时.docx
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第4章第1节重力与重心第2课时
第2节 重力与重心(第2课时)
学习目标
核心提炼
1.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。
2个概念——重力、重心
1个公式——G=mg
2.知道重力大小和方向。
会用公式G=mg(g=9.8m/s2)计算重力。
3.知道重心的概念以及均匀物体重心的位置。
一、重力和重心
阅读教材第47~48页“重力、重力的大小及重心”部分,了解重力产生的原因,结合课本图2-2-3,体会决定重心位置的因素。
产生
由于地球的而使物体受到的力
大小
(1)大小:
G=mg,式中G、m、g的单位分别为、、N/kg
(2)测量:
用弹簧测力计悬挂被测物体,当处于静止状态时,示数即为其重力大小
方向
总是
重心
(1)定义:
物体的都受重力作用,从效果上看可认为各部分所受到的重力作用,即为物体的重心
(2)决定重心位置的因素:
①物体的;②物体
思考判断
(1)地球上所有物体的重力的施力物体都是地球。
()
(2)重力的方向也可以表述为指向地心。
()
(3)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上。
()
二、重力影响着我们的世界
阅读教材第48页,了解物体由于受到重力作用,其运动和变化都会受到重力的制约。
1.地球上任何物体的运动和变化受到重力的制约。
2.地球上的山、树的高度由于重力受到一定限制。
3.人和其他动物体的身高,由于重力的作用不会变成巨人,否则会变得不成比例的粗大、笨重。
预习完成后,请把你疑惑的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
对重力的理解
[要点归纳]
1.重力的产生:
重力的施力物体是地球,是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”。
2.重力的大小:
G=mg,g为重力加速度,g=9.8m/s2。
(1)同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点因g值不同而不同。
(2)在不同地点,同一物体的重力随纬度的增加而增大;随海拔的增加而减小。
(3)物体重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关。
3.重力的方向:
重力的方向总是竖直向下,竖直向下是指与水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心。
[精典示例]
[例1](多选)关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心
B.重力的方向总是垂直向下
C.质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小
D.物体对悬绳的拉力大小可以不等于重力
[针对训练1]一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化( )
A.把物体从赤道拿到南极
B.把物体放到加速上升的电梯里
C.把物体放到水里
D.用一个气球使物体悬浮在屋子内
对重心的理解
[要点归纳]
1.重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心。
2.重心的位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心。
(1)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。
一个实心铅球重心在物体上,一个篮球重心就不在物体上。
(2)对形状不规则的薄物体,可以采用悬挂法来确定重心的位置。
3.重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置的状态以及运动状态都无关,但一个物体的质量分布或者形状发生改变,其重心在物体上的位置可能发生变化。
比如空载卡车和装满货物的卡车重心的位置不同。
[例2]下列关于重心的说法中正确的是( )
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关
[针对训练2](多选)下列关于重心的说法正确的是( )
A.重心位置随质量分布的变化而变化
B.物体的重心可能在物体上也可能在物体外
C.形状规则的物体的重心一定在几何中心上
D.如果从质量分布均匀圆盘的中心挖去一块,圆盘就没有重心了
1.(多选)如果重力消失了,将会发生的情况是( )
A.天不会下雨,也不会刮风
B.一切物体的质量都没有了
C.用天平仍然可以测出物体的质量
D.河水不会流动
2.关于重力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.物体重力的大小等于它对竖直悬绳拉力的大小或等于它对水平支持面压力的大小
B.在地球各处的重力方向都是相同的
C.重心是理想化的物理模型
D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化
3.下列说法正确的是( )
A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变
D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小与方向都不变
4.(多选)关于物体的重心,下列说法正确的是( )
A.物体的重心一定在物体上
B.用线竖直悬挂的物体静止时,线的方向一定通过重心
C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变
D.舞蹈演员在做各种优美的动作时,其重心在体内位置不变
5.如图1所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口。
在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会( )
图1
A.一直下降B.一直不变
C.先下降后上升D.先上升后下降
基础过关
1.下列说法正确的是( )
A.重力是物体的固有属性,不随位置而改变
B.形状规则的物体的重心,不一定在它的几何中心上
C.物体放在斜面上,物体所受重力的方向垂直指向斜面
D.物体对水平支持面压力的大小总是等于物体的重力
2.(多选)关于重力的大小,下列说法中正确的是( )
A.悬挂在竖直绳子上的物体静止时,绳子对物体的拉力大小等于物体重力的大小
B.静止放在水平面上的物体对水平面的压力大小等于该物体重力的大小
C.在天空飞行的飞机不会掉下来,说明飞机所受的重力等于零
D.浮于水面的物体,由于水的浮力作用,物体的重力将变小
3.如图1所示为木匠常用的曲尺,它是用粗细不同、质量分布均匀的木料制成的,AB、BC质量相等。
D是AC连线的中点,E是AB的中点F和BC的中点G连线的中点,则曲尺的重心在( )
图1
A.B点B.D点C.E点D.G点
4.一人站在体重计上称体重,保持立正姿势时称得体重为G,当其缓慢地将一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G′,则( )
图2
A.G>G′B.G C.G=G′D.无法判断 5.跳高运动员在如图所示的四种过杆姿势中,重心最能接近甚至低于横杆的是( ) 6.在图3中,质量分布均匀的物体A受到的重力都是8N,试画出物体A所受重力的示意图。 图3 能力提升 7.如图4所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为( ) 图4 A.马跑得快的缘故 B.马蹄大的缘故 C.马的重心在飞燕上 D.马的重心位置和飞燕在一条竖直线上 8.中国的嫦娥工程探月计划分“绕、落、回”三步,然后实施载人登月,假若质量为60kg的宇航员登上了月球,已知月球表面g′=1.6N/kg,而地球表面g= 9.8N/kg,则该宇航员在月球上的质量为多少? 所受重力多大? 在地球上所受重力多大? 一、 产生 吸引 大小 (1)N、kg (2)竖直 方向 竖直向下 重心 (1)各部分,集中于一点, (2)形状;②质量的分布 思考判断 (1)(√) (2)(×) (3)(×) 二、 [例1] 解析 重力是由于地球对物体的吸引而产生的,但重力不一定等于地球对物体的吸引力,重力的方向竖直向下,但并不一定指向地心,所以A、B错误;当质量大的物体与质量小的物体处在地球的不同位置时,因g值有差异,所以质量大的物体有可能所受重力反而小,C正确;用一根悬绳吊起一个物体,只有当物体静止或匀速运动时,物体对悬绳的拉力大小才等于物体的重力,否则就不等于物体的重力,D正确。 答案 CD [针对训练1] 解析 重力加速度随着纬度的升高而增大,所以把物体从赤道拿到南极,其重力变大,故A正确;重力加速度与物体的运动状态无关,在电梯里或在水中或用气球悬浮,重力加速度都没变,重力G=mg,即重力没有变化;故选项A正确。 答案 A [例2 解析 重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则,质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心,A错误,D正确;用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态时,物体的重力与绳子的拉力平衡,由二力平衡的知识可知,物体的重心一定在绳子的延长线上,B错误;重心是物体各部分所受重力的等效作用点,可以在物体上也可以在物体之外,C错误。 答案 D [针对训练2] 解析 重心的位置是由物体的形状和质量分布共同决定的,质量分布发生变化,重心位置也随之变化,所以A正确,C错误;均匀圆盘的中心挖去一块,剩余部分仍然有重力,有重心,只不过重心可能不在物体上了,所以B正确,D错误。 答案 AB 1. 解析 下雨、刮风以及河水流动都是由于物体受到重力作用而引起的,如果重力消失,这些自然现象都不会发生,故A、D正确;质量是物体本身的固有属性,与重力是否消失无关,故B错;如果重力消失,放在天平托盘上的物体对托盘天平无压力,所以天平也就无法测量物体的质量了,所以C错误。 答案 AD 2. 解析 物体的重力大小与它对竖直悬线的拉力大小或它对水平支持面压力的大小并不一定相等,只有在物体静止或做匀速直线运动时才相等,故A错误;在地球上各处的重力方向都是竖直向下的,但各个地方的竖直向下并不是指向同一方向,例如南极和北极的重力方向恰好相反,同一物体在不同纬度处的重力大小也是不同的,在地球表面上,越靠近两极其重力的大小也越大,故B、D错误;重心是为研究问题的方便引入的一个物理模型,物体各个部分都受重力作用,可以等效地看做集中在一点上,故C正确。 答案 C 3. 解析 在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错误;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错误;重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,故C错误。 答案 D 4. 解析 物体的重心是重力的等效作用点,不一定在物体上,所以A错误;悬挂法确定物体重心时,线的方向一定通过重心,因此B正确;物体重心与质量分布和形状有关,当质量分布不变、形状不变时,其重心不变,而形状改变时重心位置也改变,所以C正确,D错误。 答案 BC 5. 解析 在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但水的重心下降,二者共同的重心在下降,当水流完时,重心又回到球心,故C正确。 答案 C 1. 解析 重力是地球对物体吸引产生的,不是物体的固有属性,A错误;只有质量分布均匀,形状规则的物体的重心才在它的几何中心上,如果质量分布不均匀,则不一定在几何中心,B正确;重力的方向总是竖直向下,C错误;当在物体上施加一个竖直向下的力,则此时对水平面的压力等于重力与施加力之和,D错误。 答案 B 2. 解析 物体静止时,物体处于二力平衡状态,绳对物体的拉力和物体的重力是一对平衡力,所以大小相等,A项正确;物体对水平面的压力和水平面对物体的支持力是一对相互作用力,大小相等,当物体静止时,水平面对物体的支持力和物体的重力是一对平衡力,也是大小相等,所以静止在水平面上的物体对水平面的压力大小等于该物体重力的大小,B项正确;物体所受重力的大小跟物体的运动状态以及物体是否受其他作用力无关,只与物体的质量以及所处位置的g值有关,C、D项错误。 答案 AB 3. 解析 把曲尺看成两部分形状规则的物体组成,则其各自的重心在其中点F、G上,故公共重心应在F、G连线上。 答案 C 4. 解析 人平直伸出腿后,身体重心所在的竖直直线必须过与台面接触的脚,由二力平衡的条件可知,人对体重计的压力的大小仍等于重力,所以两次示数应相同,C正确。 答案 C 5. 解析 四种过杆姿势中,前三种过杆时重心均在横杆之上,而背越式过杆时,头、躯干、腿依次过杆,身体的大部分与杆接近,甚至低于杆。 答案 D 6. 答案 7. 解析 马的重心位置在马身上而不在飞燕上,但只有马的重心位置和飞燕在一条竖直线上,才能保持平衡,故A、B、C错误,D正确。 答案 D 8. 解析 由于物体的质量与所处的位置无关,所以宇航员在月球上的质量为m= 60kg。 由重力的计算公式G=mg得 在月球上G′=mg′=60kg×1.6N/kg=96N 在地球上G=mg=60kg×9.8N/kg=588N。 答案 60kg 96N 588N
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