1、第一节 重力和弹力 第一部分重力 一、重力 1产生原因：重力是由于地球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大小：Gmg，g 为重力加速度，g9.8 m/s2，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(注意：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) 说明： （1）同一地点，不同物体重力的大小与其质量成正比。 （2）不同地点，同一物体在地面上所在位置的纬度越高，所受重力越大；在地球上空的位置海拔越 高，重力越小。 （3）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方向：重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直
2、于支撑面向下，不一定指向地心) 4作用点：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集 中于一点，这一点叫做物体的重心。物体重心的位置与物体的形状及物体内质量的分布有关。 说明： (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)重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，如一个圆形平板的重心在板上，而一个铜环的 重心就不在环上。 (3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布 或形状发生变化时，其重心在物体上的位置也发生变化。 (4)重心的确定方法：质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上；对形状
3、不规则的 薄物体，可用支撑法或悬挂法来确定其重心。 5.重力的测量 （1）测量工具：弹簧测力计是测量力的重要工具，物体的重力一般用它来测量。 （2）对应状态：要准确测量某物体的重力，应让它处于静止状态或者保持匀速直线运动状态。 （3）测量原理：处于静止状态或者保持匀速直线运动状态的物体所受力为平衡力，若物体只受 重力及另外一个力，则另一个力与重力大小相等、方向相反，若知道另一个力，则可以知道重力。 （4）测量方法：将被测物体悬于弹簧测力计的下端或是放在弹簧测力计上，让它们处于静止状 态或者保持匀速直线运动状态，读出弹簧测力计的示数就是物体的重力的大小。 6力的表示 (1)力的图示：能表示出力的
4、大小、方向和作用点。 (2)力的示意图：只能表示出力的作用点和方向。 （3）力的图示和力的示意图的比较 作图 步骤 力的图示力的示意图 选 标度 选定标度(用某一长度表示一定的力的大 小) 无需选标度 画 线段 从作用点开始沿力的方向画一线段， 根据 选定的标度和力的大小按比例确定线段 长度 从作用点开始沿力的方向画一适当长度 线段即可 标 方向 在线段的末端标出箭头，表示方向在线段末端标出箭头，表示方向 【典例精析】 例 1 关于重力的大小和方向，下列说法中正确的是() A在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关，也与是否存在其他力 的作用无关 B在地球各处的重力方向都
5、是相同的 C同一物体向上运动时所受重力可能小于向下运动时所受重力 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 答案：A 解析：在地球上方的物体都要受到重力作用，所受的重力与它的运动状态无关，与是否受其他力也 无关，故 A 正确，C 错误物体的重力大小在同一地点是恒定的，不同地点可能是变化的，比如在 地球上不同的高度或不同的纬度同一物体的重力不同，故 B、D 错误 例 2 关于重心，下列说法中正确的是() A重心就是物体上最重的一点 B重心就是物体的几何中心 C直铁丝弯曲后，重心便不在中点，但一定还在铁丝上 D可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心 答案：D 解析：重
6、心是重力的等效作用点，并不是物体上最重的一点，故选项 A 错误质量均匀分布的、有 规则形状的物体的重心才在其几何中心，故选项 B 错误物体的重心不一定在物体上，如粗细均匀 的铁丝被弯曲成圆圈时，其重心在圆心处，而不在铁丝上，故选项 C 错误；根据二力平衡，重力与 绳的拉力方向总是在同一直线上且方向相反，所以可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心，D 正 确 【变式训练】关于物体所受的重力，以下说法正确的是() A物体只有在地面上静止时才受到重力作用 B物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重力 C物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力 D同一物体在同一地点，不论其运动状态如何
7、，它所受到的重力都是一样大的 答案：D 解析：物体的重力是由于地球对它的吸引而使它受到的力，与物体的运动状态无关，仅与其质 量及所在地理位置和高度有关系，故选项 A、B、C 错误，D 正确。 例 3.如图所示，物体 A 对物体 B 的压力是 10 N，试画出这个力的图示和示意图。 答案：如图 解析：画力的图示，要严格按照以下步骤进行： (1)选定标度：此题选 2 mm 长的线段表示 2 N 的力。 (2)从力的作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加 刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从 O 点(用 O 点代替 B 物体)竖直向下画一段五倍于标度的 线段。
8、(3)在线段上加箭头表示力的方向。 画力的示意图：从作用点或从 B 的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明 FN10 N 即可，如图丙所示。 【变式训练】在图甲中木箱 P 点，用与水平方向成 30角斜向右上的 150 N 的力拉木箱；在图乙中 木块的 Q 点，用与竖直方向成 60角斜向左上的 20 N 的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中 所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图 答案：如图所示 【自我检测】 1.一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称的体重为 G，当其缓慢地把一条腿伸出台面，体 重计指针稳定后读数为 G，则() AGGBGG CGGD无法判
9、定 答案：C 解析：重力与物体形状无关，人站在体重计上缓慢地把一条腿伸出台面时，仍处于静止状态， 人依然只受两个力，体重计的示数仍等于人重力的大小。 2.关于物体的重心，下列说法中正确的是() A物体升高或降低时，重心在物体上的位置也相应升高和降低 B物体改变形状时，重心位置一定发生变化 C物体的重心可能位于物体之外 D重心是物体上最重的一点 答案：C 解析：对于某一确定物体，它的重心位置相对于物体是固定不变的，A 项错；物体的重心位置 与物体的形状和质量分布均有关。形状改变，重心位置不一定变，B 项错；物体的重心不一定在物 体上，如环形绳子的重心就不在绳子上，C 项正确；重心是物体各部分所受
10、重力的等效作用点。重 心并非集中了物体的全部重力，也不是物体上最重的点，D 项错。 3.如图所示，“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() 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 答案：D 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 4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
11、向一定通过重心 C一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置变化 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 答案：B 解析：重心是物体各部分所受重力的等效作用点，可在物体上，也可在物体外，A 错误；重力 作用线一定过重心，拉力与重力等大反向，故拉力作用线过重心，B 正确；质量分布均匀、形状规 则的物体形状不变时，其重心在其几何中心不变，C 错误；物体形状发生变化时，其重心往往改变， D 错误。 5一个铁球在空中飞行，所受重力为 120 N，方向竖直向下，试画出重力的图示和示意图，并 说明施力物体和受力物体。 答案;见解析 解析:要严格按以下步骤画力的图示。 (1)选定标度：选 4
12、 mm 长的线段表示 30 N 的力； (2)用一圆形表示物体，从圆心沿力的方向画一线段，线段的长度按选定的标度和力的大小画， 线段上加上刻度，如图甲所示，从 O 点竖直向下画一条 4 倍于标度即 16 mm 的线段； (3)在线段上加上箭头表示力的方向。也可以按照如图乙所示那样，不画物体，而用 O 点表示物 体，画出重力 G 的图示。 画力的示意图，如图丙所示，用一圆形表示物体，从圆心沿竖直方向向下画一线段，并加上箭 头，表示方向，然后标明 G120 N 即可。 重力的施力物体是地球，受力物体是铁球。 6 （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
13、的物体静止时，线的方向一定通过重心 C一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的相对位置不变 D舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内相对位置不变 答案:BC 解析；物体的重心可以在物体上，也可以在物体外，A 错误用线悬挂物体静止时，重力与拉力等 大、反向、共线，所以线的方向一定过重心，B 正确物体形状不变时，重心相对物体的位置不变， 如果物体形状变化了，重心相对物体的位置改变，所以 C 正确，D 错误 7一个物体所受重力在下列哪种情况下要发生变化() A把它从赤道拿到南极B把它放到水里 C让它自由下落D让它加速运动 答案：A 解析;从赤道到两极，g 值增大，物体所受重力增大，A 正确；同一
14、地点，物体所受重力大小与 物体所处的状态和环境无关，B、C、D 错误。 8.如图所示， 一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，在水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳 和水的共同重心将会() A一直下降 B一直上升 C先升高后降低 D先降低后升高 答案:D 解析:当注满水时，球壳和水的重心均在球心，故它们共同的重心在球心随着水的流出，球壳的重 心虽然仍在球心，但水的重心逐渐下降，开始一段时间内，球壳内剩余的水较多，随着水的重心下 降，球壳和水共同的重心也下降；后来一段时间内，球壳内剩余的水较少，随着水的重心的下降， 球壳和水共同的重心却升高；最后，水流完时，重心又回到球心故球壳和水的共
15、同重心先降低后 升高，选项 D 正确 9.有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图 4 所示，下面说法正确的 是() A重心向外侧偏移，重力减小 B重力和重心都没有变 C重力减小，重心位置没有变 D重力减小，重心位置不存在 答案:C 解析：圆板和圆环均属于质量分布均匀、有规则形状的物体，其重心均在几何中心，故重心的位置 不变，C 正确 10.(1)如图所示，各物体的质量相等且都处于静止状态，在图上分别画出它们所受重力的示意图。 答案：(1)见解析图 解析：(1)画重力的示意图，特别要注意重力的方向，重力的方向总是竖直向下，竖直向下是垂 直于水平面，而不是垂直于支持面，它们
16、所受重力的示意图如图所示： 11一个重 20 N 的物体沿斜面下滑，关于该物体重力的图示，下列所示的四个图中正确的是 () 答案：A 解析：首先由重力的方向竖直向下，可判定 B、C 错误因重力为 20 N，标度为 5 N，所以线 段应有 4 个标度长度，D 错，A 对 12一个质量为 60 kg 的人，在地球上的重力为 588 N，在月球上的重力为 98 N。该人在地球 上的弹跳高度为 0.5 m。那么，他在月球上的弹跳高度为多少？ 答案：3.0 m 解析：人在地球和月球上的质量相等，由 Gmg 得地球表面的自由落体加速度 gG m 588 60 m/s29.8 m/s2 月球表面的自由落体加速度 gG m 98 60 m/s21.63 m/s2 设人在地球上的弹跳高度为 h，在月球上的弹跳高度为 h，人跳起时的初速度为 v0 由 v2v202ax 和 v0 得 h h g g ， 解得 h g gh 9.8 1.630.5 m3.0 m。
