人教版物理八年级下学期期末总复习 必考实验详解01 探究重力与质量的关系 重心.docx

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人教版物理八年级下学期期末总复习必考实验详解01探究重力与质量的关系重心

专题01探究重力与质量的关系重心

1．在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中，得到如表数据：

m/kg

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

G/N

0.98

1.96

2.94

3.92

4.90

5.88

（1）本实验中用到的测量器材有：

　　和　　。

（2）分析如表数据可知：

物体的质量为0.7kg时，它受到的重力是　　N。

（3）以下四个图象中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是　　。

2．为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验，

（1）钩码所受重力的大小用　　进行测量，测量时钩码必须处于　　状态；

（2）他们将测出的数据记录在表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题，这个数据是　　；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：

　　。

m（g）

G（N）

G/m（N/kg）

100

1

10

200

2

10

300

1.5

5

3．小军在学习重力知识的过程中，经历了以下的活动。

（1）在判断重力方向时，小军利用了图甲所示的装置进行了实验。

首先将铁架台放在水平桌面BC上，用细线将铁球悬挂在铁架台的O点，实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC间的倾角，根据　　的现象可以判断出重力的方向。

实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角，是为了　　。

（2）物体所受重力大小和质量的关系是G＝mg．查阅资料发现：

g值大小不仅与地球纬度有关，还与海拔高度有关。

表为某地区的g值与海拔高度的大致关系：

海拔高度h/km

0

0.5

1

1.5

2

2.5

g/（N•kg﹣1）

9.7949

9.7934

9.7918

9.7903

9.7888

9.7873

小军认为利用该表格数据可以粗测该地区某山峰的海拔高度（约几百米），并选用了图乙所示的器材进行实验。

该实验的原理是　　。

小军利用图乙的器材　　。

（选填“能”或“不能”）粗略测出此山峰的高度。

4．为探究“重力的大小跟什么因素有关”，小明准备了规格为50g的钩码一盒，得到如表数据：

（1）本实验中还需用到的测量器材是　　；

（2）小明漏记最后一组数据中的钩码重力，根据表数据规律可知：

钩码质量为300g时，所测得的重力是　　N；

m/g

50

100

150

200

250

300

G/N

0.49

0.98

1.47

1.96

2.45

（3）根据表中数据，可得重力与质量的比值＝　　N/kg。

（4）如图3四个图象中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是　　。

（5）小明添加了一些器材后，用图1所示的装置判断重力的方向。

缓慢改变木板的倾角θ，可观察到悬线OA的方向　　（改变/不变）；若要得出重力方向竖直向下的结论，下一步还应进行的操作是：

　　。

在建造房屋时，建筑工人常常利用如图2所示的重垂线检测墙体是否竖直，这是运用了　　的原理，图2中所示的墙体向　　（选填“左”或“右”）倾斜

5．地球附近物体都要受到重力，小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。

（1）你　　（选填“同意”或“不同意”）物体的重力大小与物体的质量有关，依据是　　。

（2）如图甲是他第2次测量弹簧测力计的读数，该测力计的量程是　　N，分度值是　　N，请将此时测力计的示数填入下表的空格处。

（3）请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象。

（4）由图象可知：

物体的重力跟物体的质量成　　。

（5）若干年后，小考在我国建成的太空站工作时，你认为他用同样的器材　　（选填“能”或“不能”）完成该探究。

次数

1

2

3

4

质量m/kg

0.1

0.2

0.3

0.4

重力G/N

1

3

4

6．形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在它的　　上。

图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。

（1）操作方法：

　　。

（2）判断方法：

　　即为薄木板的重心。

（3）实验中没有利用到的物理知识：

　　（填写序号）

①二力平衡的条件

②重力的方向是竖直向下的

③重力的大小跟物体质量成正比

7．阅读短文，回答问题。

重心

各种规则几何形状的物体，若质量是均匀分布的，则重心在物体的几何中心。

如球的重心是球心，长方形薄板的重心是两条对角线的交点，三角形薄板的重心是三条中线的交点，圆板的重心就是圆心。

形状不规则的重心可用下图所示的悬挂法求出。

（1）影响物体重心位置的因素有　　

A．物体的几何形状和质量分布B．物体的质量分布及组成物质的密度

C．物体的几何形状和质量密度D．物体的质量分布及物体所处的位置

（2）图A、B是利用　　法，确定形状不规则的物体重心O的图示。

用语言描述其确步骤：

①间隔适当的距离在薄板上取　　；

②　　将薄板悬挂起来，沿　　方向画直线；

③　　即为重心。

（3）图C用铅笔尖在重心O处顶起形状不规则的物体，物体　　。

（选填“能”、“不能”或“不一定”）处于平衡状态。

8．在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上。

如图所示，一个质量为M＝80kg、半径为R＝0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。

用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止。

多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。

（1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图　　。

A．轴心正下方的某一位置B．轴心左侧的某一位置C．轴心右侧的某一位置

（2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m＝0.4kg的金属后，再用力推动飞轮，当观察到每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了。

试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l＝　　m．（提示：

利用杠杆平衡条件）

试题解析

1．在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中，得到如表数据：

m/kg

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

G/N

0.98

1.96

2.94

3.92

4.90

5.88

（1）本实验中用到的测量器材有：

　天平　和　弹簧测力计　。

（2）分析如表数据可知：

物体的质量为0.7kg时，它受到的重力是　6.86　N。

（3）以下四个图象中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是　A　。

解：

（1）分析表格数据可知，需要测量物体的质量和重力，故需要的测量工具有天平和弹簧测力计；

（2）分析数据可得，重力与质量的比值

＝9.8N/kg，

当物体的质量为0.7kg时，它受到的重力为：

G＝m×9.8N/kg＝0.7kg×9.8N/kg＝6.86N；

（3）

＝9.8N/kg为正比例函数，说明物体所受的重力跟它的质量成正比，图象过坐标原点，故选A图。

故答案为：

（1）天平、弹簧测力计；

（2）6.86；（3）A。

2．为了探究物体所受重力与质量的关系，某实验小组进行了实验，

（1）钩码所受重力的大小用　弹簧测力计　进行测量，测量时钩码必须处于　静止（平衡）　状态；

（2）他们将测出的数据记录在表格中并进行了处理，通过分析发现有一次测量数据存在问题，这个数据是　1.5N　；重新测量并进一步分析数据，得出的结论是：

　在同一地点，物体所受重力与质量成正比　。

m（g）

G（N）

G/m（N/kg）

100

1

10

200

2

10

300

1.5

5

解：

（1）钩码所受重力的大小用弹簧测力计进行测量，测量钩码重力时，必须让钩码处于静止状态，这样测力计的拉力与重力是一对平衡力，大小相等；

（2）由表格中的数据可知，当物体的质量为100g时，重力为1N；300g的物体的重力应该为100g物体重力的3倍，故数据1.5出错了，应该是3；此时

＝

＝10N/kg；由数据可知，物体的重力与质量的比值为定值，故结论为：

在同一地点，物体所受重力与质量成正比。

故答案为：

（1）弹簧测力计；静止；

（2）1.5；在同一地点，物体所受重力与质量成正比。

3．小军在学习重力知识的过程中，经历了以下的活动。

（1）在判断重力方向时，小军利用了图甲所示的装置进行了实验。

首先将铁架台放在水平桌面BC上，用细线将铁球悬挂在铁架台的O点，实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC间的倾角，根据　0A始终与水平面BC垂直　的现象可以判断出重力的方向。

实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角，是为了　多次实验获得普遍规律　。

（2）物体所受重力大小和质量的关系是G＝mg．查阅资料发现：

g值大小不仅与地球纬度有关，还与海拔高度有关。

表为某地区的g值与海拔高度的大致关系：

海拔高度h/km

0

0.5

1

1.5

2

2.5

g/（N•kg﹣1）

9.7949

9.7934

9.7918

9.7903

9.7888

9.7873

小军认为利用该表格数据可以粗测该地区某山峰的海拔高度（约几百米），并选用了图乙所示的器材进行实验。

该实验的原理是　g＝

　。

小军利用图乙的器材　不能　。

（选填“能”或“不能”）粗略测出此山峰的高度。

解：

（1）实验中缓慢增大铁架台底面与水平桌面BC间的倾角，0A始终与水平面BC垂直，据此可以判断出重力的方向是竖直向下的；

为了使结论更具有普遍性，实验中不断改变铁架台底面与水平桌面间的倾角，进行多次实验。

（2）因为g值大小随海拔高度的增加而减小，所以可以根据g值的大小判断海拔高度；所以该实验的原理是g＝

；

由表中数据可知，g值的大小随海拔高度变化不明显，所以小军利用图乙的器材不能粗略测出此山峰的高度。

故答案为：

（1）0A始终与水平面BC垂直；多次实验获得普遍规律；

（2）g＝

；不能。

4．为探究“重力的大小跟什么因素有关”，小明准备了规格为50g的钩码一盒，得到如表数据：

（1）本实验中还需用到的测量器材是　弹簧测力计　；

（2）小明漏记最后一组数据中的钩码重力，根据表数据规律可知：

钩码质量为300g时，所测得的重力是　2.94　N；

m/g

50

100

150

200

250

300

G/N

0.49

0.98

1.47

1.96

2.45

（3）根据表中数据，可得重力与质量的比值＝　9.8　N/kg。

（4）如图3四个图象中，关于物体重力的大小与其质量的关系，正确的是　A　。

（5）小明添加了一些器材后，用图1所示的装置判断重力的方向。

缓慢改变木板的倾角θ，可观察到悬线OA的方向　不变　（改变/不变）；若要得出重力方向竖直向下的结论，下一步还应进行的操作是：

　剪断悬线OA观察小球下落的方向　。

在建造房屋时，建筑工人常常利用如图2所示的重垂线检测墙体是否竖直，这是运用了　重力方向始终竖直向下　的原理，图2中所示的墙体向　左　（选填“左”或“右”）倾斜

解：

（1）分析表格数据可知，需要测量物体的重力，故需要的测量工具是弹簧测力计；

（2）（3）分析数据可得，重力与质量的比值

＝9.8N/kg，

当物体的质量为0.3kg时，它受到的重力为：

G＝m×9.8N/kg＝0.3kg×9.8N/kg＝2.94N；

（4）由

＝9.8N/kg为正比例函数，说明物体所受的重力跟它的质量成正比，图象过坐标原点，故选A图。

（5）重力的方向始终是竖直向下的，小球A由于受到竖直向下的重力，对绳子施加了一个竖直向下的拉力，使绳子处于竖直方向，改变木板的倾角α，

可观察到悬线OA的方向保持不变；

若要进一步验证重力方向向下的结论，可以剪断悬线OA，观察小球的下落情况。

建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直，这是利用了重力的方向始终是竖直向下的。

由图可知重垂线上端与墙紧靠，下端垂线的位置在墙的左侧，故墙向左倾斜。

故答案为：

（1）弹簧测力计；

（2）2.94；（3）9.8；（4）A；（5）不变；剪断悬线OA观察小球下落的方向；重力方向始终竖直向下；左。

5．地球附近物体都要受到重力，小考同学认为物体的重力大小与物体的质量有关，他用天平、钩码、弹簧测力计进行了探究。

（1）你　同意　（选填“同意”或“不同意”）物体的重力大小与物体的质量有关，依据是　质量增大为原来的几倍，重力也增大为原来的几倍　。

（2）如图甲是他第2次测量弹簧测力计的读数，该测力计的量程是　0﹣5　N，分度值是　0.2　N，请将此时测力计的示数填入下表的空格处。

（3）请你根据表格中的实验数据，在图乙中作出重力随质量变化的图象。

（4）由图象可知：

物体的重力跟物体的质量成　正比　。

（5）若干年后，小考在我国建成的太空站工作时，你认为他用同样的器材　不能　（选填“能”或“不能”）完成该探究。

次数

1

2

3

4

质量m/kg

0.1

0.2

0.3

0.4

重力G/N

1

3

4

解：

（1）分析表数据可知，重力大小随质量的增大而增大，并且增大的倍数相等，从而得出重力与质量的关系；

（2）观察图象发现，弹簧测力计的量程是0﹣5N，弹簧测力计的分度值是0.2N；读图可知，此时弹簧测力计的示数为2N；

（3）根据表中的数据先画点，再描线，如图所示；

（4）由表中数据可见：

质量增大几倍，重力也相应的增大几倍，但是重力和质量的比值是不变的，比值的大小是一定值。

因此可以得出的结论是：

物体的重力和质量成正比；

（5）太空处于失重状态故与重力有关的实验不能完成；

故答案为：

（1）同意；质量增大为原来的几倍，重力也增大为原来的几倍；

（2）0﹣5；0.2；2；（3）如图所示；（4）正比；（5）不能。

6．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。

图所示为质量分布均匀但形状不规则带有小孔的薄木板，请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。

（1）操作方法：

　①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB；

②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD　。

（2）判断方法：

　AB、CD的交点　即为薄木板的重心。

（3）实验中没有利用到的物理知识：

　③　（填写序号）

①二力平衡的条件

②重力的方向是竖直向下的

③重力的大小跟物体质量成正比

解：

形状规则且质量分布均匀的物体，其重心才在物体的几何中心上。

（1）①用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB；

②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD；

（2）AB、CD的交点就是薄木板的重心。

（3）木板静止时，根据二力平衡知识可知，受到的拉力和重力是一对平衡力，作用在同一直线上，

由于重力的方向是竖直向下的，这样可保证重心一定在所画的线上，而两条线的交点就是重心的位置。

综上所述，本实验没有用到的物理知识的③。

故答案为：

几何中心；

（1）用细棉线系住小孔将不规则的薄木板悬挂起来，当木板静止时，用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB；

②利用同样的方法再画出另一重力作用线CD；

（2）AB、CD的交点；

（3）③。

7．阅读短文，回答问题。

重心

各种规则几何形状的物体，若质量是均匀分布的，则重心在物体的几何中心。

如球的重心是球心，长方形薄板的重心是两条对角线的交点，三角形薄板的重心是三条中线的交点，圆板的重心就是圆心。

形状不规则的重心可用下图所示的悬挂法求出。

（1）影响物体重心位置的因素有　A　

A．物体的几何形状和质量分布B．物体的质量分布及组成物质的密度

C．物体的几何形状和质量密度D．物体的质量分布及物体所处的位置

（2）图A、B是利用　悬挂　法，确定形状不规则的物体重心O的图示。

用语言描述其确步骤：

①间隔适当的距离在薄板上取　取两点a、b　；

②　分别在a、b两点　将薄板悬挂起来，沿　悬线　方向画直线；

③　两线的交点位置　即为重心。

（3）图C用铅笔尖在重心O处顶起形状不规则的物体，物体　能　。

（选填“能”、“不能”或“不一定”）处于平衡状态。

解：

（1）几何形状影响了质量的分布，质量的分部又影响了重力的分部。

而密度和物体所处的位置都不会影响物体重心的位置，故只有A符合题意；

（2）读图可知，a、b两点是悬挂点，沿重垂线画出的两条线会相交于一点，这便是悬挂法找重心的基本思路；

（3）因为O点是重力的作用点，即重心，所以用铅笔尖在O处顶起这一物体，它周围的重力分部是相对均匀的，它能够处于平衡状态。

故答案为：

（1）A；

（2）悬挂；①取两点a、b；②分别在a、b两点；悬线；③两线的交点位置；（3）能。

8．在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上。

如图所示，一个质量为M＝80kg、半径为R＝0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。

用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止。

多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。

（1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图　A　。

A．轴心正下方的某一位置B．轴心左侧的某一位置C．轴心右侧的某一位置

（2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m＝0.4kg的金属后，再用力推动飞轮，当观察到每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了。

试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l＝　3×10﹣3　m．（提示：

利用杠杆平衡条件）

解：

（1）重心在最低点时，飞轮才能静止，因每次F都与转轴在同一水平面上，则说明重心应在轴心的正下方，故选A；

（2）如果重心在轴心处，则停止时，飞轮可以停在任意位置，即F可能出现在任意位置，考虑到调整后，飞轮可以停在任意位置，

那么当飞轮的重心P和焊接点E转动到同一水平线上时，如图所示：

根据杠杆平衡条件：

Mgl＝mgR，

解得：

l＝

＝

＝3×10﹣3m；

故答案为：

（1）A；

（2）3×10﹣3。