物理八年级下册7.3 重力学案

这是一份物理八年级下册7.3 重力学案，共13页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，看看想想，分析论证，猜想与假设等内容，欢迎下载使用。

【学习目标】
1. 能通过分析生活及实验现象得出重力是由于地球的吸引而产生的。
2. 经历探究影响重力大小因素的实验过程，了解重力大小跟物体质量的关系。会根据G-m图像分析处理实验结果。能根据G=mg进行简单的计算。
3. 确认重力的方向是竖直向下的。并能够应用解决于实际生活中的一些问题。能找到质量分布均匀、形状规则的物体的重心。会画重力的示意图。
4. 了解重力的由来。
【学习重点】
1．理解重力与质量的关系。 2．理解重力的方向。
【学习难点】
1. 重力的方向。 2．重心的概念。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．地球对它附近的物体都有吸引作用，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力．重力的施力物体是地球，地球上的所有物体都受到重力的作用，重力的符号是G。
2. 物体所受的重力跟它的质量成正比，用公式表示为G＝mg。其中g=9.8N/kg（在地球上）表示的意义是：质量是1kg的物体受到的重力为9.8N。
3. 重力的方向是竖直向下的，即与水平方向垂直，不同于垂直向下。
4．重力的在物体上的作用点叫做重心。质地均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心，形状不规则物体的重心可用悬挂法找到。
5．宇宙间的任何两个物体之间都存在相互吸引的力，这就是万有引力。重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
【合作探究】
探究一、重力的概念
【看看想想】①观看奔腾的黄河、长江，倾泻而下的瀑布，空中的跳伞，投掷出去的篮球等与重力有关的画面，它们最终都落到地面。
这是为什么？

【做一做】 观察乒乓球在高处由静止下落的运动情况。观察乒乓球沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出的运动情况。
【分析论证】以上各物体的运动状态都发生了变化，表明它们都受到力的作用。这些物体所受到的力不是由接触产生的，它们最后都要落向地面，与这些物体有着共同联系的物体是地球，这些物体都受到地球的吸引力，这个力叫做重力。
1. 重力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力（gravity），符号G。

①重力的施力物体是地球。受力物体是地面及附近的一切物体。
②物体不一定非要在地面上才受到重力，在空中的物体同样受重力作用。
【例题1】下列说法正确的是（ D ）
A. 空中飞行的小鸟，不受重力作用
B. 只有静止的物体受重力作用
C. 在空中向上运动的物体不受重力作用
D. 抛出去的物体总会落回地面，是由于物体受到重力的作用
【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，地球附近的所有物体都受到重力的作用，与物体的运动状态无关，故ABC错误；抛出去的物体总会落回地面，是由于物体受到重力的作用。D正确。
【想一想】物体重力的大小可能与什么因素有关？
2. 学生实验——探究重力大小跟质量的关系
【猜想与假设】质量越大的物体，所受的重力越大。
支持事例：两位运动员进行举重比赛，运动员所举杠铃的质量越大，用力越大，表明重力越大。

【设计实验】
（1）实验器材：弹簧测力计、钩码多个（质量已知）。
（2）实验方法：
①用弹簧测力计分别测量不同质量的钩码所受的重力。分析比较质量不同的钩码受到的重力大小，得出重力与质量之间的关系。
②设计实验记录表格（见下）。
③数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出重力与质量关系图象。
【进行实验与收集证据】
①用弹簧测力计测量100g钩码所受的重力，并填在相应表格内。
②用弹簧测力计测量200g钩码所受的重力，并填在相应表格内。
③根据实际情况，可以做3次以上实验。
④记录实验数据。
【分析与论证】
（1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标描点连线，画出重力与质量的关系图象。

（2）分析表格中数据，观察画出的G-m图像，归纳结论。
①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，图像是一条过原点的直线，即正比例函数图像。
②对实验数据进一步分析，计算出每一次实验中重力与质量的比值，该比值是一个不变的值，大约是10.0N/kg。
实验结论：
物体所受的重力跟它的质量成正比，比值约为 10.0N/kg（精确实验9.8N/kg）。

【例题2】 在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中.

（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到____刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数______钩码所受的重力大小。
（2）读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。
（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图像______。
（4）由此得出实验结论：__________。
【答案】（1）零，等于；（2）2.6；（3）下图；（4）物体所受的重力跟它的质量成正比。
【解析】（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到零刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数等于钩码所受的重力大小。
（2）弹簧测力计示数为2.6N。（3）见下图。
（4）根据重力与质量的关系图像可知，质量是原来的几倍，重力也是原来的几倍，即物体所受的重力跟它的质量成正比。
3. 重力的大小
①精确的实验表明：物体所受的重力跟它的质量成正比。地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成： G/m=g G=mg
G表示重力，单位是牛顿（N）； m表示质量，单位是千克 (kg)
g 表示比例系数，在地球上约为9.8N/ kg；表示质量为1千克的物体在地球上受到的重力为9.8N。
②重力的大小除与物体的质量有关，还与地理位置有关。在地球上，越靠近赤道，物体受到的重力越小，越靠近两极，物体受到的重力越大.
③常见一些物体的重力大小：
一瓶可乐的
重力约5N
物理课本的
重力约2N
一个中学生的
重力约500N
【例题3】质量为0.25kg的木块，受到的重力是多少？一个人所受的重力为450N，那么，他的质量是多少千克？(g取10N/kg)
【答案】2.5N；45kg。
【解析】①由G = mg可知，木块受到的重力 G木= m木g=0.25kg×10 N/kg=2.5N
②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的质量 m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg
探究二、重力的方向
【想一想】我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？为什么在不同地点的人或物体的“脚”都“粘”在地面上呢？
我们知道力是有方向的，那么重力的方向是向哪的呢？
1.重力的方向
【做一做】把一重物用一条细线悬挂起来，待静止后，观察细线的方向。
物体悬挂起来静止时，悬线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向。我们可以通过观察悬线的方向就知道重力的方向。
【实验】探究重力的方向
实验器材：铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺。
实验步骤：
①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂，浸没在烧杯的水中。用三角尺的直角边比较细线的方向和水面的关系。
②将铁架台倾斜一定的角度，观察细线静止时的方向，用三角尺比较细线的方向和水面的关系。
③继续改变铁架台倾斜的角度，观察细线的方向是否变化。
实验现象：无论铁架台怎样倾斜，细线的方向和水面始终是垂直的。

实验结论：
重力的方向是竖直向下（垂直于水平面向下）。
重力的方向“竖直向下”理解为指向地心，与水平面垂直向下，不能说成“垂直向下”。下图中，重力的方向正确的是甲，错误的是乙。
甲 乙 铅垂线

2. 铅锤线
用一根细线将物体悬挂起来,物体静止时，细线下垂的方向跟重力的方向一致,这样的线叫做铅垂线。
（1）铅锤线的原理：是利用重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
（2）铅垂线的应用：
①检查墙壁是否竖直： ②利用铅垂线检查桌面是否水平。
检查物体是否竖直 检查桌面是否水平
【想想议议】我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的。他们为什么也站得很稳呢？我们通常所说的“下”到底指的是什么方向呢？
重力的方向“竖直向下”理解为指向地心。指向地心的方向为“向下”；远离地心的方向为“向上”。
重力的方向指向地心 重锤线检查桌面是否水平

【例题4】用直角三角尺、重垂线来判断桌面是否水平．
（1）操作方法：_____________（也可以用图描述操作方法）；
（2）实验现象：①若桌面水平，______；②若桌面不水平，_____；
（3）实验中利用的物理知识：重力的方向总是____________。
【答案】见解析.
【解析】（1）实验操作：将重垂线固定在锐角顶点上，将其顶点向上放在桌面上，使一直角边与桌面重合，观察重垂线是否与另一直角边平行；改变三角尺在桌面上的位置，重复上述操作，如图所示。
（2）实验现象：①若桌面水平，重垂线始终与另一直角边平行；②若桌面不水平，重垂线与另一直角边不平行；
（3）实验所用的的物理知识为：重力的方向总是竖直向下的。
探究三、重心
【阅读课本P12《重心》】物体的每一部分都被地球吸引着，但对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上，这个点叫做物体的重心。
1.重心：重力在物体上的等效作用点叫做重心。
2.重心的位置
（1）形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的几何中心上，如方形薄木板的重心在两条对角线的交点；球的重心在球心；粗细均匀的棒的重心在它的中点。

物体重心的位置，不一定都在物体上。如下图所示物体的重心分别在圆心、球心、环心处。

（2）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关。
3. 确定形状不规则物体重心的方法
（1）悬挂法：如图所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来，同理知，薄板的重心一定在通过C点的竖直线CD上，AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。
悬挂法测重心 支撑法确定重心
（2）支撑法确定重心：如果物体的重心正好被另一个物体支起，则物体就会静止，不会掉落。
如图所示，把勺子放在手指上，仔细调节勺子的位置，使其在手指上达到一个平衡状态，物体的重心与支点在同一竖直线上，在支点的上方。
为了研究问题的方便，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时，作用点也都画在重心上。

4.提高物体的稳定程度
研究证明：增大支撑面或降低重心可以提高物体的稳定程度。在生活中人们常常要用到这些知识。
【想想议议】 “不倒翁”为什么“不倒”？
【分析】上轻下重的物体比较稳定，也就是说重心越低越稳定。当不倒翁在竖立状态处于平衡时，重心和接触点的距离最小，即重心最低。偏离平衡位置后，重心总是升高的。因此，不倒翁在竖立状态的平衡是稳定平衡。所以不倒翁无论如何摇摆，总是不倒的。

探究四、重力的由来
【做一做】用一根细线栓住一块橡皮，甩起来，使橡皮绕手做圆周运动，这时，你会觉得橡皮需要用线拉住才不会跑掉。


【分析】橡皮因受绳子的拉力才没被甩出去。月亮绕地球转动，由于地球与月亮之间有相互吸引的力，月球因受地球的吸引力才没被甩出去。这个力与地球吸引苹果，使苹果下落的力是一样的。
早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发，并总结前人研究成果而发现“宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力”，这就是“万有引力”。
重力的由来：
重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
【例题5】由中国自行设计研制的月球车（如图）乘坐“嫦娥”三号探月卫星“亲近”月球，实施无人登月探测。已知月球车在月球上的引力是它在地球表面受到的引力的1/6，若将一个在地球上重为1200N的月球车放到月球上，它受到的重力是______N，质量是______kg。

【答案】200，45.
【解析】由题意可得，月球车放到月球上，它受到的重力
G1=16G=16×1200N=200N
月球车在地球上的质量m=Gg=1200N10N/kg=120kg
因质量是物体本身的一种属性，和物体的形状、状态、位置无关，所以月球车在月球上的质量仍然为120kg。
【精讲点拨】
1． 在不同的地理位置，g的取值不同， g的取值随纬度增加而增大，赤道最小，两极最大。
2．重力的方向“竖直向下”是指与水平面垂直向下指向地心，不能说成“垂直向下”。
3．稳度就是物体的稳定程度，稳度越大，物体就越不容易倾倒。提高物体的稳度的方法：一是增大支持面，支持面越大稳度越大；二是降低重心，重心越低稳度越大。
【归纳整理】
重力的由来：重力正是源自地球对他附近物体的万有引力。
重心
重力的
方向
①方向：总是竖直向下，垂直于水平面，指向地心。
②应用：利用铅垂线确定竖直方向；
利用水平仪判断桌面等是否水平等。
重力的
大小
重力
①由于地球的吸引而使物体受到力叫做重力。
②物体所受重力跟它的质量成正比。
③公式：G=mg g为比例系数，在地球上约为9.8N/kg
①重力的等效作用点叫做重心。
②形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何中心。
③可用悬挂法来确定物体重心。

【课堂练习】
1. 关于重力，下列说法正确的是 （ ）
A．苹果只有下落时才受到重力作用 B．重力的施力物体是地球
C．上升的物体不受重力 D．从斜面上下滑的物体不受重力
【答案】B.
【解析】地球附近的物体(包括与地球接触的和地球周围与地球不接触的)都受到重力作用，重力的施力物体是地球。所以选B.
2. 对一名普通中学生所受重力的估计，最接近实际的是（ ）
A．5 N B．50 N C．500 N D．5000 N
【答案】C。
【解析】一个中学生的质量取50kg
重力和质量成正比，根据G＝mg可求出重力大小
G＝mg= 50kg ×10.0N/kg=500N
3. 关于物体的重心，下列说法中正确的是 （ ）
A．重心一定在物体上 B．重心在物体的几何中心上
C．重心指物体所受重力的作用点 D．重心在物体的中间位置
【答案】C。
【解析】重心是物体所受重力的作用点，质量分布均匀，形状规则的物体的重心在物体的几何中心，不规则物体的重心不一定在物体的几何中心上，可用悬挂法找到。
4. 如图所示的几种情况，小球所受重力的示意图，正确的是（ ）

【答案】C。
【解析】重力的方向始终是竖直向下的，与水平面垂直，重力的作用点作用在球心上。所以C正确。
5.下列叙述的力中，属于万有引力的是 ( )
A．马拉车的力 B．钢绳吊起重物的力
C．太阳与地球之间的吸引力 D．两个异名磁极之间的吸引力
【答案】C.
【解析】任何有质量的物体间的相互吸引力都是万有引力。太阳与地球之间的吸引力属于万有引力。两个异名磁极之间的吸引力不是万有引力。只有C正确。
6．如图所示，小钟同学在做模拟万有引力实验时，用一根细线拴一块橡皮甩起来，使橡皮绕手做圆周运动。如图所示，请你画出橡皮受到的重力和拉力的示意图。

【答案】如图.
【解析】重力的方向竖直向下，拉力的方向沿细线的方向。如图所示。
7. 对于公式G＝mg的正确理解是（ ）
A．质量与重力成正比 B．重力与质量成正比
C．g＝9.8 kg/N D．1 kg＝9.8 N
【答案】B.
【解析】重力大小与物体的质量有关，而质量大小与重力无关。
只有在地球上，g＝9.8 kg/N，不能写成1kg＝9.8 N。故选B。
8. 在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中.

（1）使用前，除了观察弹簧测力计的量程和分度值外，还应将弹簧测力计的指针调节到______刻度线；把钩码挂在弹簧测力计上，当钩码静止时，弹簧测力计示数_____钩码所受的重力大小。
（2）读出图甲弹簧测力计示数填入上表格的空格横线中______。
（3）根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图像______。
（4）由此得出实验结论：物体所受的重力跟它的质量成______。
（5）如图丙所示是做“判断重力方向”的实验装置。将装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角a，观察到悬线方向是______（选填“OA”或“OB”）；从实验观察到的现象可以得出：重力的方向总是______。
【答案】（1）零，等于；（2）2.6；（3）见图；（4）正比；（5）OA，竖直向下。
【解析】（1）测量物体重力时，由于重力是竖直向下的，应将弹簧测力计在竖直方向调零。测量物体重力时，当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等。
（2）由图可知，测力计的量程为0-5N，分度值为0.2N，示数为2.6N。
（3）通过描点的方法画出重力与质量的关系图像，如图所示。
（4）根据重力与质量的关系图像可知，质量是原来几倍，重力也是原来几倍，即物体所受的重力跟它的质量成正比。
（5）将装置放在水平桌面上，逐渐改变木板M与桌面的夹角a，悬线的方向始终为竖直方向，悬线方向是OA，从而得到重力的方向总是竖直向下。

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？实验序号
1
2
3
4
5
6
钩码的质量m/kg
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
钩码的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
重力跟质量的比值 N/kg
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
____
3
4
5
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
______
3
4
5