重力及力的表示方法[1]01

1、重力及力的表示方法常見的力：（一）重力1. 定義：地面附近的一切物體都要受到地球的吸引作用。由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。用“G”表示。2. 重力的施力物體：地球。(要注意“地球”和“地面”這兩個概念的不同。)重力的受力物體：地球附近的所有物體。明確：地面上以及地面附近所有物體都受到重力作用。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. 重力的三要素：1）重力的方向用一根線將物體懸掛起來，物體靜止時，在重力作用下，懸線下垂的方向跟重力的方向一致，這樣的線叫重垂線，如下圖甲，沿著重垂線向下的方向叫豎直向下。重力的方向總是豎直向下的。靜止的水面總跟重力方向垂直，叫做水平

2、面。下圖乙中重垂水準(zhǔn)儀的重垂線方向豎直向下，因為沒與中軸線重合，說明下面的桌面不是水平面。重垂線在生活和生產(chǎn)上有廣泛的應(yīng)用。如圖丙人們用重垂線檢查墻壁上的畫是否掛正；建筑工地上常用重垂線檢查墻砌的是否豎直；工廠中用重垂線檢查工作臺面是否水平。甲乙丙2）重力的大小：可以直接用彈簧秤來測量重力大小，如圖。物體受到的重力的大小跟它的質(zhì)量成正比關(guān)系。其比值g9.8牛/千克，表示質(zhì)量是1千克的物體受到的重力是9.8牛頓。在要求不太精確的情況下，可取g10牛/千克。Gmg擴(kuò)展了儀器的測量范圍：3）重力的作用點重心（物體受到的重力可以看成集中在一個點上，這個點叫做重力的作用點。）均勻物體的重心：在幾何中心。

3、如：粗細(xì)均勻的同材料制成的棒重心在中央。 長直尺的重心在食指所托的尺的中央。 單一材料制成的圓球重心在球心。 長方形、正方形薄木板重心在兩條對角線的交叉點。注意：重心不一定在物體上。例如上圖中光盤的重心在圓盤的中心。對于不規(guī)則、不均勻的薄板狀物體，可采用“懸掛法”（二）壓力、支持力和拉力（1）壓力：垂直壓在物體表面上的力叫壓力，通常用F表示，壓力不是重力，也不一定大小等于重力。如：用手將圖釘按進(jìn)墻中，釘對墻的壓力既不等于釘?shù)闹亓Γ膊坏扔谌说闹亓?。壓力的方向總是垂直被壓的物體表面，壓力的作用點總是在被壓的物體上。（2）支持力：一個物體放在某一物體表面上，它對這個物體表面有壓力，同時，它也受到這

4、個物體的反作用力，這個力就叫支持力，也叫托力。常用N表示。 支持力的方向總是垂直被支持的物體表面，支持力的作用點總是在被支持的物體上。（3）拉力：繩的拉力是繩對所拉物體的力，方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向，常用F表示。（三）摩擦力（見下講）力的表示方法：力是普遍存在的，但是力又是抽象的，力無法直接看到，只能通過力的作用效果間接地表現(xiàn)出來。為了使物體受到的力更形象，更具體，更直觀地展現(xiàn)在人們眼前，我們借助畫圖的方法把力表示出來。用一根帶箭頭的線段把力的三要素都表示出來，這種表示力的方法叫做力的圖示。其中線段的長短表示力的大小，線段的起點（或終點）表示力的作用點，箭頭的指向表示力的方向。如果要在

5、一個圖中用力的圖示來表示兩個（或兩個以上）大小不同的力，那么標(biāo)度只能選一個，且這幾個力的大小都應(yīng)是所選定標(biāo)度的整數(shù)倍。 具體做法是： 1. 首先確定某一長度的線段表示多少牛的力，把它作為標(biāo)度。 2. 從力的作用點沿力的方向畫一條線。 3. 按力的大小在線上截取相應(yīng)長度的線段，線段的末端畫出箭頭。 4. 最后在箭頭的旁邊標(biāo)出力的大?。ㄗ⒁鈱懞梅柡蛦挝唬?。力的示意圖：在表示力的時候，有時只需要表示出力的方向，而不嚴(yán)格要求表示力的大小和作用點，這時，可以從物體上的某一點起，沿力的方向畫一條帶有箭頭的線段，線段的長度適當(dāng)即可。這樣畫出的圖叫力的示意圖，用它可以粗略地表示物體的受力情況。如下圖甲，斜面

6、上的物體受到一個100牛的沿著斜面向上的拉力作用 ，試分別用力的圖示法和力的示意圖法表示出這個力。解析：用力的圖示法表示（如圖乙所示）先定出表示力大小的標(biāo)度在物體重心沿斜面向上的方向畫一條線段，按標(biāo)度畫出力的大小100牛在線段的末端畫上箭頭，且標(biāo)注F100N用力的示意圖法表示（如圖丙所示） 知識小結(jié)【典型例題】例1. 關(guān)于重力的說法正確的是（ ）A. 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力 B. 正在上升的物體也受到重力的作用C. 地面附近的一切物體都受到重力的作用，其重力方向垂直向下D. 重力也叫物重，它的單位是千克 分析與解答：重力是指由于地球的吸引而使物體受到的力，它與地球?qū)ξ矬w的吸引力是兩個不同的

7、概念，所以A不正確；地面附近的一切物體都受到重力作用，其重力方向總是豎直向下，；重力的單位是牛頓，所以C、D也不正確。答案選B例2. 重為30N的鉛球拋出后的運動軌跡如圖，請畫出鉛球在A位置時所受重力的圖示 分析與解答：這道題重點考查拋出后的鉛球所受重力的方向，題目給出了一個干擾條件，鉛球向上沿弧線運動，此時有的同學(xué)就認(rèn)為鉛球受的力方向也應(yīng)該向上，從而忽略了重力的方向總是豎直向下的根據(jù)力的圖示法作圖：先定出表示力大小的標(biāo)度為10N，球受的重力方向豎直向下，且力的大小是所給標(biāo)度的3倍，如上圖。例3. 放在斜面上的方木塊受到的重力是60牛，畫出該重力的圖示 分析與解答：此題關(guān)鍵是正確理解重力的方向

8、總是豎直向下的，與水平面垂直而不是垂直于斜面；然后根據(jù)力的圖示法作圖，如上圖右。例4. 物體受到繩AC的拉力為27N，受到繩CB 的拉力為18N，請用力的圖示來表示這兩個力。 分析與解答：此題關(guān)鍵是標(biāo)度的選取，當(dāng)一個物體受到2個以上的力作用時，幾個力應(yīng)是標(biāo)度的整數(shù)倍，顯然27N和18N的公共倍數(shù)為9N然后根據(jù)力的圖示法作圖，如上圖右。例5. 能否用量程是5N的彈簧測力計測量質(zhì)量為0.5kg的物體的重力？ 分析與解答：可以先求出0.5kg的物體所受的重力，利用公式Gmg9.8N/kg×0.5Kg4.9N 4.9N<5N 結(jié)論：能可以先求出量程5N的彈簧測力計最多可以測量出質(zhì)量是多

9、大的物體。 Gmg m0.51kg 0.51kg>0.5kg 結(jié)論：能例6. 我國著名舉重運動員占旭剛在悉尼奧運會上成功地舉起402.5kg的杠鈴獲得冠軍，那么他在月球上能舉起質(zhì)量最大為多大的杠鈴？（物體在月球上的重力只有它在地球上重力的1/6） 分析與解答：402.5kg的杠鈴的重力是Gmg420.5kg×9.8N/kg3944.5N,說明占旭剛身體能產(chǎn)生3944.5N的舉力（抓舉和挺舉之和），這個力量在月球上是不會發(fā)生變化的，即在月球上同樣也能舉起3944.5N的重物。由于質(zhì)量相同的物體在月球上的重力只有在地球上的1/6，即當(dāng)m月m地，G月1/6G地，那么：G月G地時，應(yīng)有

10、m月6m地，即m月6m地6×402.5kg2415kg 說明：雖然杠鈴的質(zhì)量是地球的6倍，但其重力卻與地球上的重力相同，都等于占旭剛的最大舉力。例7. 物體的質(zhì)量和它所受的重力有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 分析與解答：物體的質(zhì)量和它所受的重力是兩個不同的概念，我們可以從以下幾個方面來說明它們的不同：從定義上看，質(zhì)量表示物體所含物質(zhì)的多少，而重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引作用而使物體受到的力；質(zhì)量只有大小沒有方向，而重力是一種力，具備了力的三要素；質(zhì)量不隨地理位置改變而改變，重力則隨地理位置改變而改變；質(zhì)量的單位是千克，而重力的單位是牛頓；作為物理量，質(zhì)量的符號是m，而重力的符號是G；測量質(zhì)量的工具

11、是天平，而測量重力的工具是彈簧秤。重力和質(zhì)量之間也有聯(lián)系,在地球上一定地點,物體的重力跟它的質(zhì)量成正比。如果兩個物體的重力相等，它們的質(zhì)量也相等，即重力和質(zhì)量可用公式G mg聯(lián)系起來。例8. 如圖是某同學(xué)探究物體受到的重力與質(zhì)量關(guān)系的實驗圖示，每個鉤碼的質(zhì)量是100g。 （1）完成下表： （2）分析實驗數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論為： _ （3）由（2）題可知，在一般情況下g為定值，但經(jīng)過科學(xué)家的精確測量，g值仍有差異。下表為各個不同城市的g值大小，觀察分析表中提供的數(shù)據(jù)，回答下列問題： g值相同的城市是_。 g值相差最大的兩地是_。 試猜想g值變化的原因可能是_。 分析與解答：（1）10 （2）物體所

12、受的重力跟它的質(zhì)量成正比。 （3）武漢與上海；赤道與北極；與地球的緯度有關(guān)，緯度越大g值越大。例9. 放在水平桌面的排球受到哪幾個力的作用？畫出排球受力的示意圖 分析與解答：注意力的圖示和力的示意圖的畫法 放在水平桌面的排球受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力的作用。豎直向下的重力其施力物體是地球；豎直向上的支持力其施力物體是桌子【模擬試題】一. 填空題 1. 地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫_，施力物體是_。 2. 放在桌面上的茶杯受到_和_兩個力的作用，它們的施力物體分別是_和_。 3. 人們常在一根線的下端掛上一個重物做成_，建筑房屋或掛鏡框時，可以用來檢查墻壁或鏡框是否_，這是

13、根據(jù)_的原理制成的。 4. 如圖是一個物體所受重力的圖示，由圖可知，G_，該物體的質(zhì)量約_kg，該物體的重心是_點。 5. 物體重力與其質(zhì)量的關(guān)系是G_，一般取g_，其物理意義是_。 6. 重垂線是指_的線，利用重垂線可以檢查墻砌得是否_，還可以測桌面是否_。 7. 乒乓球從球臺上跳起來后，受到_力的作用，方向是_，作用點在_。 8. 一個人在買米時關(guān)心的是物體的_，在背米時關(guān)心的是物體的_。二. 選擇題 1. 對于g9.8N/kg的理解，正確的是（ ） A. 質(zhì)量是1kg的物體所受的力是9.8N B. 1kg9.8N C. 在地球上，質(zhì)量為1kg的物體所受的重力大小為9.8N D. 受力為9

14、.8N的物體其質(zhì)量一定是1kg 2. 下列物體所受的重力最接近0.5N的是（ ） A. 一只雞蛋B. 一個中學(xué)生C. 一個鉛球D. 一只螞蟻 3. 有一磚塊先平放在地面上，然后再將磚塊側(cè)放在地面上，最后豎直放在地面上，則其重心位置（ ） A. 高度不變B. 高度減小C. 高度增加D. 不能確定 4. 從手中拋出的石塊，在空中正向上飛行時，如不計空氣的阻力，則石塊受到的力有（ ） A. 手中的推力B. 重力和手的推力 C. 重力 D. 不受到任何作用力 5. 足球前鋒隊員面對已封住角度的守門員，輕輕將球一挑，足球在空中劃過一條弧線進(jìn)入球門，若不計空氣的阻力，足球離開腳面后使其在空中運動狀態(tài)發(fā)生變

15、化的施力物體是（ ） A. 前鋒隊員B. 足球C. 地球D. 守門員 6. 用天平和彈簧秤分別在地球和月球上稱同一物體，稱量的結(jié)果是（ ） A. 天平、彈簧秤測量結(jié)果都不變 B. 天平稱的結(jié)果不變，彈簧秤測量的結(jié)果變小 C. 天平測量的結(jié)果變小，彈簧秤測量的結(jié)果不變 D. 天平、彈簧秤測量的結(jié)果都變大 7. 中國已計劃在2003年下半年發(fā)射“神舟”5號，實現(xiàn)中國人登月的夢想，試分析，在月球上下列哪些活動不可能實現(xiàn)（ ） A. 利用激光進(jìn)行遠(yuǎn)程測距B. 利用聲波進(jìn)行遠(yuǎn)程測距 C. 利用天平測物體的質(zhì)量D. 利用彈簧秤測物體重力三. 作圖題： 1. 如圖所示，河邊一棵樹上掛著一個重為2N的小球正在

16、擺動，請畫出小球在圖中位置時受到的重力的圖示，并在圖上用點A標(biāo)出小球最終靜止的位置。 第1題 第2題 第3題2. 如圖為一個從斜面向下滑動的木塊，請畫出此時木塊所受重力的示意圖。3. 重為2N的小球拋出后的運動軌跡如圖所示，畫出小球在A位置時所受重力的示意圖。四. 實踐探究 1. 某物理實驗小組的同學(xué)在探究物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系時，實驗記錄如下表： （1）在實驗過程中，需要的測量工具有_。 （2）在上表空白處填出比值G/m的平均值。（3）分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是_。 2. 問題：對重力和質(zhì)量的關(guān)系Gmg中的g研究。 一臺質(zhì)量為10kg的電腦顯示器在美國的紐約和中國的上海所受的重

17、力一樣嗎？ 猜想和假設(shè)：a. 由Gmg計算顯示器在兩處所受重力可能相同。b. 實際測量可能不同。 過程和方法：收集事實數(shù)據(jù)：某科研小組在地球上不同緯度城市對10kg的電腦顯示器所受重力進(jìn)行了精確測量，所測數(shù)據(jù)如下表，并根據(jù)gG/m算出了g的值。 （1）g值相同的城市是_。 （2）g值相差最大的兩地是_。 （3）試猜想g值變化的原因可能是_。 （4）從前發(fā)生過這樣一件事：一個商人從荷蘭的漁民那里買了N的青魚，裝船后運到赤道附近的索馬里后再用彈簧測力計稱，發(fā)現(xiàn)少了N，青魚在途中不可能被偷，損耗也不可能那么大，這究竟是什么原因呢？五. 問題答 1. 如圖所示，地球上幾個地方的蘋果都可以向“下”落，但

18、從地球外面看，幾個蘋果下落的方向顯然不同，為什么都叫向下落呢？ 2. 物體的重心一定在物體上嗎？舉例說明。 3. 人的重心在腰部附近，我們觀察到跳高運動員大多腿長且身材“苗條”，而且多采用背越式跳法，試就所學(xué)的物理知識分析這樣做的好處。4. 閱讀文章，回答問題。失重狀態(tài) 我們生活在地球上，一舉一動都受到重力的影響，人們也早已習(xí)以為常了。要是一旦失去重力，我們的生活又會變成什么樣子呢？這是一個很有趣的問題。有了宇宙飛船和航天飛機，宇航員們體驗到了人在失去重力的情況下的生活。宇宙飛船和航天飛機上的宇航員，也還是受到重力的，只不過由于他們高速圍繞地球飛行，就像不受重力似的（道理到高中物理才學(xué)），這種

19、狀態(tài)叫做失重狀態(tài)。在失重狀態(tài)下，人可以飄浮在空中，要舉起笨重的物體，也不用費力氣，真是“輕而易舉”。宇航員要睡覺，躺著、站著都行，沒有不同的感覺。實際上，宇航員是鉆進(jìn)固定的艙壁上的睡袋里去睡的，就像蟲繭掛在樹枝上那樣。 在太空中吃、喝也很特別，不能吃碎渣飛濺的餅干。早先宇航員的食物是裝在像牙膏樣的管里，吃的時候往嘴里擠?，F(xiàn)在有了很大改善，也可以吃普通的飯菜，但需在外面加一層包裝。在失重狀態(tài)下，杯里的水倒不進(jìn)嘴里，宇航員喝水時要把水?dāng)D到嘴里去。 （1）試簡要說明什么是“失重狀態(tài)”？ （2）你認(rèn)為太空中不能吃碎渣飛濺的餅干的理由是什么？ （3）根據(jù)你剛才自學(xué)的知識，試給要步出飛船進(jìn)入太空行走的宇航

20、員提出一點建議。 （4）查找宇航員在失重的空間中如何生活的資料。（提示：從圖書館、互聯(lián)網(wǎng)或書店等處查找）六. 計算題 1. 一條質(zhì)量為50kg的大蟒蛇在吞吃一只小豬后，體重達(dá)到600N，被吞吃的小豬的質(zhì)量是多少千克？（取g10N/kg） 2. 一座橋只能承受N壓力，問質(zhì)量為4t的卡車能否通過該橋？ 3. 我國著名舉重運動員占旭剛在悉尼奧運會上成功地舉起402.5kg的杠鈴獲得冠軍，那么他在月球上能舉起質(zhì)量最大為多大的杠鈴？（物體在月球上的重力只有它在地球上重力的1/6）【試題答案】一. 填空題 1. 重力 地球 2. 支持力 重力 桌面 地球 3. 重垂線 豎直 重力的方向豎直向下 4. 30

21、N 3 O 5. mg 9.8N/kg 在地球上，質(zhì)量為1kg的物體所受重力為9.8N 6. 與重力方向一致 豎直 水平 7. 重 豎直向下 球心上 8. 質(zhì)量 重力二. 選擇題 1. C2. A3. C4. C5. C 6. B7. B三. 作圖題 1. 2. 3. 四. 實踐探究 1. （1）彈簧測力計；（2）9.8 ；（3）物體所受重力與物體質(zhì)量成正比。 2. （1）武漢和上海； （2）北極和赤道； （3）緯度的變化； （4）赤道處緯度小，g的值較小，重力會減小。五. 問答題 1. 重力的方向豎直向下，可以認(rèn)為指向地心； 2. 不一定，如圓環(huán)，拐尺等物體的重心不在物體上。 3. 腿長，使得重心高，便于達(dá)到更高的高度；身材“苗條”所受重力小，更易克服重力，越過更高的高度。