3.3重力（導(dǎo)學(xué)案）七年級科學(xué)下冊（浙教版）2

3.3重力（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解重力及重力產(chǎn)生的原因；2.了解重力的方向以及重垂線的應(yīng)用；3.了解重力的大小與質(zhì)量的關(guān)系；【學(xué)習(xí)重點】重力的概念；重力的方向；【學(xué)習(xí)難點】重力產(chǎn)生的原因；區(qū)分豎直與垂直；【自主學(xué)習(xí)】（此模塊是回顧與預(yù)習(xí)）1.地球?qū)χ車囊磺形矬w都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。2.重力的受力物體：地球表面附近的物體；施力物體：地球；3.重力的方向總是豎直向下，與水平地面垂直指向地心。4.重力方向的應(yīng)用：重垂線檢測墻體是否豎直、利用水平儀檢查桌面等。5.物體受到的重力跟它的質(zhì)量成正比。6.g=9.8N/kg的物理意義：質(zhì)量為1千克的物體受到的重力是9.8N。【課堂探究】一、重力及其方向拋出的物體落到地上，蘋果下落，水總往地處流等等，由以上事實可知：地球?qū)χ車囊磺形矬w都有向下吸引的作用。物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力。我們進一步分析一下重力1.理解重力：（1）重力的施力物體：地球；受力物體：地球表面附近的一切物體；（2）地面附近的一切物體都受到重力的作用；重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但注意重力不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力。（3）重力是非接觸力，如在空中的物體，不論靜止還是運動所受重力與原來相同；（4）物體和地球之間的作用是相互的，物體受到地球的吸引力，地球也受到物體的吸引力?；顒樱?．如圖甲，將小球懸掛在鐵架臺的橫桿上，待球靜止時，在圖上畫出球靜止時細(xì)線的位置。2．如圖乙，將鐵架臺傾斜一定的角度，在圖上畫出球靜止時細(xì)線的位置。3．根據(jù)實驗現(xiàn)象確認(rèn)重力的方向。實驗事實表明，重力的方向總是豎直向下。2.重力方向的理解（1）重力的方向豎直向下是指垂直于所在地的水平面向下，近似指向地心；（2）重力的方向與運動狀態(tài)無關(guān)，不管物體是否運動，怎樣運動，重力的方向不變。3.重力方向的應(yīng)用重力的方向豎直向下在生活和生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。例如，在建造房屋時，墻體的豎直性是房屋質(zhì)量的重要指標(biāo)，建筑工人常常利用如圖所示的重垂線檢測墻體是否豎直，還可以檢驗平面是否水平，畫是否掛正等。思考與討論：你能用重垂線做一個水平儀嗎？在三角板的頂端懸掛一個重錘，看重垂線是否和水平面垂直，來檢查被測平面是否水平。地球吸引物體的每一部分。但是，對于整個物體，重力作用的表現(xiàn)就好像它作用在某一個點上，這個點叫做物體的重心。4.重心（1）重力在物體上的等效作用點叫重心。常把重力的作用點畫在重心上。（2）重心的位置：①質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體重心在它的幾何中心上。②質(zhì)量分布不均勻的或形狀不規(guī)則的物體可以利用懸掛法來確定重心。用線將薄板懸掛起來，在板上作懸線的延長線，兩次懸掛所作延長線的交點就是板的重心。重心不一定在物體上，如圓環(huán)的重心在幾何中心，不在圓環(huán)上。重心會偏向質(zhì)量大的那一側(cè)，質(zhì)量分布改變，重心也會改變。二、重力的大小試著將身邊的物品放在手中掂掂，你可以感受到不同的物體輕重并不相同。這表明不同的物體受到重力的大小并不相同。接下來我們探究以下重力大小的相關(guān)因素。1.重力大小影響因素的探究探究：重力大小的相關(guān)因素重力作為一個力，其大小可以直接用彈簧測力計測量。但是，重力的大小跟什么因素有關(guān)呢？一只西瓜要比一只蘋果重，一桶水要比一杯水重。根據(jù)生活中的經(jīng)驗，你也許會作出如下假設(shè)：①重力跟物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，重力越大；②重力跟物體的體積有關(guān)，體積越大，重力越大……采用如下兩個實驗，可以對上述兩個假設(shè)進行檢驗。（1）檢驗假設(shè)①：將體積相同的鋁塊和銅塊分別放在天平的兩個托盤上，銅塊的質(zhì)量較大。用彈簧測力計測得銅塊受到的重力較大。（2）檢驗假設(shè)②：用天平測得質(zhì)量相同的木塊和銅塊，木塊的體積較大。用彈簧測力計測得兩者受到的重力相同（填“相同”或“不同”）。以上實驗表明，重力的大小跟物體的質(zhì)量有關(guān)（填“有關(guān)”或“無關(guān)”），跟物體的體積無關(guān)（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。這時，我們可以提出一個新的問題：重力的大小與質(zhì)量之間究竟存在怎樣的關(guān)系？【提出問題】重力的大小與質(zhì)量有什么關(guān)系；【作出假設(shè)】結(jié)合生活經(jīng)驗，通常物體的質(zhì)量越大時，我們感覺它就越沉重，由此可以猜想———質(zhì)量越大，重力越大；【實驗步驟】1．每小組準(zhǔn)備1個彈簧測力計、4個質(zhì)量均為100克的鉤碼。2．用彈簧測力計依次測出1～4個鉤碼受到的重力，把測量結(jié)果記錄在表中。鉤碼數(shù)（只）1234質(zhì)量（千克）0.10.20.30.4重力（牛）0.981.962.943.92重力/質(zhì)量（牛/千克）9.89.89.89.8【數(shù)據(jù)處理和分析】以質(zhì)量為橫坐標(biāo)，重力為縱坐標(biāo)，建立如圖所示的直角坐標(biāo)系。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系上描點，連接這些點，看看重力和質(zhì)量有什么關(guān)系。分析圖像可知，此圖線是條過原點的直線，說明物體所受重力大小跟它的質(zhì)量成正比，用g表示比值時，則g=【實驗結(jié)論】物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。重力和質(zhì)量的比值大約是9.8牛/千克。2.重力的計算公式如果用G表示物體受到的重力，m表示物體的質(zhì)量，g表示9.8牛/千克，則上述結(jié)論可表示為g=Gm，即g=9.8N/kg的物理意義：質(zhì)量為1千克的物體受到的重力是9.8N。在粗略計算中，g的值可以取10牛/千克。注意：重力的大小還跟物體所在的緯度和高度有關(guān)。物體在極地受到的重力比在赤道要略大些，在山腳受到的重力比在山頂要略大些。不同星球g的值也不同，如月球g的值是地球的六分之一。同一個物體在地球和月球的質(zhì)量相等，月球上重力是地球上重力的六分之一?！拘轮喿x】不同星球上的重力跟在地球上一樣，在其他星球上，物體也會由于星球?qū)λ奈艿搅Φ淖饔谩Ｈ绻堰@些力也叫做重力的話，那么，物體在某星球上受到的重力不僅跟物體的質(zhì)量有關(guān)，還跟該星球的質(zhì)量、半徑等因素有關(guān)。由于不同星球的質(zhì)量和半徑各不相同，所以同一個物體在不同星球上受到的重力并不相等。下表是質(zhì)量為1千克的物質(zhì)在不同星球上受到的重力。星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星重力（牛）1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00【自我測評】典例1下列關(guān)于重力的說法中正確的是（）A.物體只有靜止時才受重力作用B.自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受的重力越來越大C.物體所受的重力是由地球吸引產(chǎn)生的D.同一物體，在地球上受到的重力大小總保持不變，與物體所在的位置無關(guān)【答案】C【解析】ABC.物體所受的重力是由地球吸引產(chǎn)生的，與物體質(zhì)量和重力加速度有關(guān)，與運動狀態(tài)無關(guān)，物體速度增大、靜止時，重力不變，故AB錯誤，C正確；D.在地球上不同的位置的重力加速度不一定相等，所以質(zhì)量為m的物體受到的重力大小并不是在任何地方都相等，故D錯誤。故選C。典例2過春節(jié)時貼年畫是我國的傳統(tǒng)習(xí)俗。在豎首墻壁上貼長方形年畫時，可利用重錘線來檢査年畫是否貼正。如圖所示的年畫的長邊與垂直線不平行，為了把年畫貼正，則下列操作方法中正確的是（）A.換用質(zhì)量大的重錘B.上下移動年華的位置C.調(diào)整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行D.調(diào)整重垂線，使重垂線與年畫的長邊平行【答案】C【解析】因為重力的方向總是豎直向下的，所以，為了把年畫貼正，通常做法是調(diào)整年畫，使年畫的長邊與重垂線平行，因為重力方向豎直向下，所以年畫的邊長也豎直向下，此時年畫就掛正了，故C正確，ABD錯誤。故選C。典例3正在太空中運行的我國首個真正意義上的空間實驗室“天官二號”，假設(shè)該實驗室處于完全失重狀態(tài)，則不能完成的是（）A.用彈簧測力計測拉力B.讓筆記本懸浮在空中C.用重錘線校正物體是否豎直放置D.用握力棒鍛煉臂力【答案】C【解析】A.用彈簧測力計測拉力利用的是彈簧的彈力，太空中彈力是可存在的，故A可以完成，不符合題意；B.太空中是失重狀態(tài)，筆記本懸浮在空中，故B可以完成，不符合題意；C.用重錘線校正物體是否豎直放置利用了重力，但太空中物體完全失重，故C不能完成，符合題意；D.用握力棒鍛煉臂力利用了彈力，太空中彈力是可存在的，故D可以完成，不符合題意；故選C。典例4探測月壤的力學(xué)性質(zhì)是嫦娥五號登月的科研任務(wù)之一，2020年12月17日凌晨嫦娥五號攜帶著月壤樣本成功返回地球。根據(jù)要求回答下列問題：（1）列式計算1千克月壤樣品在地球上所受重力是多少？。（2）科學(xué)家對月球上重力與質(zhì)量的關(guān)系進行了探究，請完成下表。請你根據(jù)上表，可以得出的結(jié)論：。（3）在地球上，用大小為F的拉力使彈簧伸長ΔL；若在月球上使同一彈簧伸長ΔL，所需的拉力大小為（選填“大于”“小于”“等于”）F?！敬鸢浮浚?）9.8N；（2）1.6；月球上重力與質(zhì)量比值是一個定值，為1.6（3）等于【解析】（1）月壤樣品在地球表面所受重力G=mg=lkgx9.8N/kg=9.8N；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，重力和質(zhì)量之比均為1.6N/kg；由此可得結(jié)論：月球上重力與質(zhì)量比值是一個定值，為1.6；（3）在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與所受的拉力成正比，這個規(guī)律與地、月環(huán)境無關(guān)，所以若在月球上使同一彈簧伸長ΔL，所需的拉力大小等于F。典例5興趣小組的同學(xué)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）分析表中的實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是。（2）上表中計算物體重力與質(zhì)量的比值的目的是。（3）本實驗多次測量獲得多組數(shù)據(jù)的目的是（選填編號）①為了求平均值，使