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7.3 重力（导学案）
【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】
探究重力的大小与质量的关系。
【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 .8 N。
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
1. 现象探究：地球附近的物体受到地球的吸引作用
（1）观察现象：倾泻而下的瀑布，空中的跳伞，投掷出去的篮球。
现象分析：倾泻而下的瀑布、空中的跳伞、投掷出去的篮球，都受到地球的吸引作用，所以从高
处落向低处。
（2）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。（3）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。
2. 重力
（1）定义
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，通常用字母G表示，重力的单位为N。重力的施力
物体是地球，受力物体是地球附近的物体。
（2）重力的特点
①普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，不论它是固态、液
态还是气态，都要受到重力的作用。
②不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一
个分力。
③非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力。
【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？
探究二、重力的大小
1. 实验探究：重力大小跟质量的关系
【提出问题】物体重力的大小可能与什么因素有关？
【猜想与假设】
通常我们感觉到物体的质量越大，就越重。例如，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。因此可作出猜想：物体所受的重力与质量存在一定的关系，物
体的质量越大，所受的重力越大。
【设计实验】
本实验需要测量的两个量分别是物体的质量和物体受到的 重 力 ，故我们需要用天平测出质量（或
选用质量已知的钩码），用弹簧测力计测出重力，分析实验数据，得出结论。
【实验器材】弹簧测力计、钩码多个（质量已知）。
【进行实验与收集证据】
（1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为
钩码所受的重力，记录在表格中。
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
（2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，记录在表格中。
【分析论证】
（1）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G-m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，重力与质量的比值不变。
②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力
跟它的质量成正比。【实验结论】物体所受的重力跟它的质量成正比，其比值约为9.8Nkg。
如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量的比值，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=G/m。
【例题2】 在探究“重力的大小跟什么因素有关”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）把表格中的空格填写完整 ；
（2）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象 ；
（3）由此可知物体所受的重力跟质量成 ；
质量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
（4）若测力计水平校零后去测重力，则测量值比真实值偏 ，若测力计倒过来，用挂环吊物
体测重力，测量值比真实值偏 。
【答案】（1）400；（2）2；（3）右图；（4）正比；（5）大，大。
【解析】（1）通过分析表格中相关数据可知，重力与质量的比值不变，则重力为 4N时质量为
400g。
（2）通过描点（1N，100g）（2N，200g）（3N，300g）（4N，400g）（5N，500g）作出重力与
质量的关系图象为：
（3）根据重力与质量的关系图象可知质量是原来几倍，重力也是原来几倍，物体所受的重力跟它
的质量成正比。
（4）测力计水平校零后去测重力，没有考虑弹簧自身重力，则测量值比真实值偏大。如果将弹簧
测力计拿倒了，它自身的重力会使弹簧在没挂重物之前就提前伸长，显示一定的示数，再挂上重物时，
必然使总示数偏大。
2. 重力的计算
（1）公式：G=mg
G表示重力，单位是牛顿（N）；m表示质量，单位是千克（kg）；在地球上，g约为9.8N/ kg，粗略计算中，可取10N/ kg。
（2）g=9.8N/ kg，表示质量为1kg的物体在地球上 受到的重力为 9.8N 。
（3）使用公式G=mg时应注意以下两点：
①公式中各物理量都必须用国际单位制单位。
②会将公式正确变形，并能灵活运用。如已知物体的重力求质量时，可将G=mg变形为m=G/g。
3. 重力和质量比较
项目 重力G 质量m
由于地球的吸引而
概念 物体所含物质的多少
使物体受到的力
物体所受的重力 质量是物体的属性，与形
影响因素
与质量成正比 状、状态、位置无关
单位 N kg
方向 竖直向下 无方向
测量工具 天平、秤 弹簧测力计
联系 G=mg
4. 常见一些物体的重力大小
一瓶500ml可乐的重力约5N；物理课本的重力约2N；一个篮球重力约5N；一个中学生的重力约
500N。
【例题3】质量为200g的一袋牛奶，受到的重力是多少？小敏同学所受的重力为450N，那么，她
的质量是多少千克？（g取10N/kg）
【答案】2.5N；45kg。
【解析】①m=200g=0.2kg由G = mg可知，牛奶受到的重力
G = mg=0.2kg×10 N/kg=2N
牛奶②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的质量
m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg
探究三、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？
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探究重力的方向。
（1）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。
重力的方向“竖直向下”理解为与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。
【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？原来，站在我们“脚下”的阿根廷人也受到重力的
作用，重力的方向都是竖直向下的，即指向地心，所以站得很稳。2. 重力方向竖直向下的应用
（1）检查是否竖直
例如：建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，这是因为悬线的方向与重力方
向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，或检查装饰画是否竖直，这种悬挂重物的细线叫
做铅垂线，如图甲所示。
（2）检查是否水平
方法一：用如图乙所示自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成），检查时将水平仪放在物体表
面上，若铅垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若铅垂线
偏向刻线的右侧，则表明物体表面左高右低。（选填“高”或“低”）
方法二：如图丙所示，将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上，看铅垂线和直角三角尺的
另一直角边是否平行，若平行，则物体表面水平；若不平行，则物体表面不水平（选填“水平”或
“不水平”）。
【例题4】如图所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。（1）将该装置放在水平桌面上后，逐渐改变木板M与桌面的夹角α，会观察到悬线OA的方向
（填“变化”或“不变”）；
（2）剪断悬线OA，观察小球下落的方向是 ；
（3）从以上实验现象分析可得出：重力方向 ，建筑工人经常使用的 就是该原
理的应用。
【答案】（1）不变；（2）竖直向下；（3）竖直向下，重垂线。
【详解】（1）因为重力的方向总是竖直向下的，所以悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向
不变。
（2）剪断悬线OA，小球在竖直向下的重力的作用下就会竖直向下运动。
（3）通过分析得出的结论：重力的方向总是竖直向下的，建筑工人使用的铅垂线就是利用这个原
理制成的。
探究四、重心
1.重心
（1）地球吸引物体的每一部分，但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点
上，这个点叫做物体的重心。重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。
【想一想】怎样确定物体的重心？形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心在哪里？质量分布
不均匀的物体的重心在哪里？
（2）对重心的认识
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，例如方形薄板的重心、球的重
心等，如图所示。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。如
图所示是小半杯水、大半杯水时杯子和水总重力的重心的大致位置。
③物体重心的位置不一定都在物体上。如图所示，铁环的重心不在环上，而在环心处。
④有时为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在重心上。同一物
体受到几个力时，作用点也都画在重心上。
【想一想】怎样确定形状不规则的物体的重心呢？
2. 确定重心的方法
（1）悬挂法确定重心
如图甲所示，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l 上。然后在B点把薄板悬挂起来（图乙），同
1
理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线l 上，l 和l 的交点就是薄板重心的位置。
2 1 2
（2）支撑法确定重心
如图丙所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，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条竖直线上，在支点的上方。
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。不倒翁的重心很低；另一方面，
当不倒翁向一边倾斜时，由于和桌面的接触点发生变动，重心和支点就不再在同一条重垂线上了，这
时重力的作用会使它绕支点摆动，使不倒翁恢复正常的位置。
探究五、重力的由来
1.类比分析重力的由来
现象 原因
如图，当橡皮甩起来之后，需要用细绳紧紧拉 橡皮能绕手做圆周运动，是因为
住橡皮，若松开手，橡皮会沿切线向外飞出。 被细绳拉住，细绳给了橡皮一个
拉力。在这个拉力作用下，橡皮
才会绕手做圆周运动而不向外飞
出。
月球是地球的卫星，月球在不停地绕地球做圆 月球能绕地球转动而不会跑掉，
周运动，如图。 是因为月球与地球之间有一条无
形的“线”，它就是地球和月球
间的引力。在这个引力作用下，
月球绕地球转动而不会跑掉。
2.重力的由来
（1）牛顿的观点
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”。
牛顿认为，地球和月球之间存在互相吸引的力。这个力跟地球吸引它附近的物体使物体下落的力
是同一种力。归纳：宇宙间的物体，大到天体，小到尘埃，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。
（2） 结论：重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
3. 重力与万有引力的大小关系
重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的
吸引力，除在两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处物体的重力都略小于万有引力。
【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
1 1
G = G= ×1200N=200N
1 6 6
月球车在地球上的质量
G 1200N
m= = =120kg
g 10N/kg
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。
4. 重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一个分力。
重力的大小都略小于万有引力。
【归纳整理】【课堂练习】
1. “估测”是物理学中常见的一种方法，下列关于重力大小的估测不合理的是（ ）
A．一颗小铁钉所受的重力约为10N
B．一名中学生所受的重力约为450N
C．两个鸡蛋所受的重力约为1N
D．一个苹果所受的重力约为2N
【答案】A
【详解】A. 一颗小铁钉的质量约10g，重约0.1N，估测不合理，故A符合题意；
B. 一名中学生的质量是45kg，一名中学生所受的重力约为
G=mg=45kg×10N/kg=450N
估测合理，故B不符合题意；
C. 一个鸡蛋的重力是0.5N，所以，两个鸡蛋所受的重力约为1N，估测合理，故C不符合题意；
D. 一个苹果的质量约200g =0.2kg 受到的重力为G=mg =0.2kg× 10N/kg = 2N
估测合理，故D不符合题意。
故选A。
2. 关于物体的重力，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的重力就是地球对物体的吸引力
B．因为物体本身就有重力，所以重力没有施力物体
C．物体的重心是物体所受重力的作用点，所以重心一定在物体上
D．物体受到的重力跟它所含物质的多少成正比
【答案】D【详解】A．物体的重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，是地球对物体的吸引力的一个分力，
不能说物体的重力就是地球对物体的吸引力，A错误；
B．地球附近的所有物体都受到重力的作用，重力的施力物体是地球，B错误；
C．重心是物体整体所受到的总重力的作用点，质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在几何中
心上，但重心不一定在物体上，如空心物体环状物体；质量分布不均匀、形状不规则的物体，重心也
可能不在物体上，C错误；
D．物体所含物质的多少叫质量，而物体所受的重力跟它的质量成正比，即物体受到的重力跟它所
含物质的多少成正比，D正确。
故选D。
3. 图是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图，图中虚线表示石块下落的路径，则
对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是（ ）
A B C D
【答案】B
【详解】由于重力的方向总是竖直向下的，地球上不同位置的人释放手中石块后，石块受的重力
的方向是竖直向下的，也就是指向地心，故选B．
4. 过春节时贴年画是我国的传统习俗，在竖直墙壁上贴长方形年画时，可利用重垂线来检查年画
是否贴正，如图所示的年画的长边与重垂线不平行为了把年画贴正，则下列操作方法中正确的是（
）
A．换用质量大的重锤
B．上下移动年画的位置
C．调整年画，使年画的长边与重垂线平行
D．调整重垂线，使重垂线与年画的长边平行【答案】C
【详解】因为重力的方向总是竖直向下的，在生活中有好多应用：检查工作台面是否水平、检查
墙砌的是否竖直、检查墙上挂的画是否挂正等。为了把年画贴正，通常做法是调整年画，使年画的长
边与重垂线平行，因为重力方向竖直向下，所以年画的边长也竖直向下，此时年画就挂正了，故C正
确，ABD错误。故选C。
5. 画出图中，斜向上运动的篮球受到的重力示意图。
【答案】见右图。
【详解】重力的方向是竖直向下，作用点在重心上，如图所示。
6. 空易拉罐里放一些水，调整后可在如图所示位置保持静止，请在图中画出此时易拉罐所受重力
的示意图。
【答案】 见右图。
【详解】重力是物体受到的力，重心在支点的正上方，重力的方向总是竖直向下的，过物体的重
心表示出重力的方向，即从支点的正上方画带箭头的线段，方向竖直向下，符号为G，如图所示。
7. 由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，地球附近的物体都受到重力的作用，跟地球一
样，在其它星球上的物体也受到重力作用，如表列出的是质量是1kg的物体，在不同星球上受到的重
力。
（1）由如表可知，同一物体放在 星上受到的重力最大，在金星上的8.50N/kg表示的物理意义是 ；
（2）一宇航员质量为70kg，这个宇航员在海王星上的重力为 ；
（3）地球上重力的方向总是 （选填“垂直向下”或者“竖直向下”）。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力N 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.0
【答案】（1）木，在金星上，质量是1kg的物体受到的重力是8.50N；（2）770N；（3） 竖直向
下.
【详解】（1）由表中数据可知，同一物体在木星上受到的重力最大。
金星上g=8.50N/kg，它表示的物理意义是：在金星上，质量是1kg的物体受到的重力是8.50N。
（2）根据图表可知，1kg的物体在海王星的受到的重力为11.0N，即
G 11.0N
g = 海 = =11.0N/kg
海 m 1kg
所以宇航员在海星上的重力为
G=m g =70kg×11.0N/kg＝770N
宇 海
（3）在地球上，重力的方向总是竖直向下的。
8. 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．形状不规则的物体重
心可用悬挂法确定．
（1）影响物体重心位置的因素有 （选填正确选项前的字母）；
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密度
C．物体的几何形状和物质密度 D．物体的质量分布及物体的体积
（2）图A、B是利用悬挂法，确定形状不规则的薄板重心的图示。实验步骤：
①间隔适当的距离在薄板上取两点a、b；
②分别在a、b两点将薄板悬挂起来，沿 方向画出两条直线； 位置即为重心．
（3）图C用铅笔尖在重心处顶起该薄板，则薄板 （选填“能”、“不能” 或“不一
定”）处于平衡状态．
【答案】（1）A；（2）悬线（重锤线、沿悬点竖直向下等，合理即可），两直线的交点；（3）能.
【详解】（1）几何形状影响了质量的分布，质量的分布又影响了重力的分布，而密度和物体所处
的位置都不会影响物体重心的位置；
（2）悬挂法确定不规则几何体的重心，是利用重力的方向总是竖直向下的，且重心位于重力的作
用线上，选取两个以上不同的位置悬挂重物，分别作出重物的重力的作用线，两线的交点即为重心．
第二空．悬线（重锤线、沿悬点竖直向下等）；第三空．两线的交点；
（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，它周围的重力分布
是相对均匀的，以O为支点，水平位置形成杠杆，可以平衡掉自重的影响，它能够处于平衡状态．
【课后反思】
