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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（或支撑法）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：使乒乓球从高处由静止下落；使乒乓球沿水平、斜向上、斜向下、竖直方向抛出；观
察乒乓球的运动情况。
（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作重力，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，但重力并不是地球的吸引力，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。故选D。
【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？
举起质量不同的杠铃，用的力不同
【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。
【实验思路】要测量物体所受的重力，可以将物体悬挂在弹簧测力计上，当物体静止时，弹簧测力计
的示数等于物体所受重力的大小（见下图）。
物体的质量既可以用天平测量，也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重
力跟质量的关系。测量钩码所受的重力 探究重力大小跟质量的关系
【实验过程】
（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。
（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。
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
【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）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。
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. 常见一些物体的重力大小
一瓶500ml可乐的重力约5N；一个篮球重力约5N；一个中学生的重力约500N；一头成年大象的重力
约 5 0000 N 。
4. 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
【例题2】质量为0.25kg的一袋木块，受到的重力是多少牛？一个人所受的重力为450N，他的质量是
多少千克？（g取10N/kg）
【答案】2.5N；45kg。
【解析】①由G = mg可知，木块受到的重力G = m g=0.25kg×10 N/kg=2.5N
木 木
②由G = mg可得 m=G/g， 因此人的质量m=G/g=450N/（10N/kg）=45kg
【例题3】 在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中，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）见右图；（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。
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。
2. 对重力方向的理解
（1）重力的方向“竖直向下”是指与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。 如图所示，放
在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确？
解答：图甲正确；图乙错误。
（2）重力的方向不受其他作用力的影响，与物体的运动状态无关。
重力的方向指向地心 图甲 图乙
【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。
3. 重力方向的应用——铅垂线
（1）检查是否竖直
例如，如图甲所示，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。
甲 乙 丙
（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。
【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. 对重心的理解
（1）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。
（2）质量分布均匀、形状规则的物体，其重心在它的几何中心上。
（3）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，还与物体的质量分布有关。（4）物体的重心不一定在物体上。比如均匀铁环的重心不在环上，而在圆心处，如图所示。
（5）重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关。
（6）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。
铁环的重心在圆心处 力的作用点画在重心
【想一想】怎样确定形状不规则的物体的重心呢？
3. 寻找不规则物体重心的方法
（1）支撑法确定重心
如图甲所示，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。
（2） 悬挂法确定重心
如图乙所示，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（图丙），同理知，薄
1
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
甲 乙 丙
探究五、重力的由来
1.分析重力的由来
（1）现象探究与分析
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）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。
（3） 结论：重力正是源自地球对它附近物体的万有引力。
2. 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。
3. 阅读教材第15页《飞出地球》，回答问题：
（1）哪一个国家成功发射了世界上第一颗人造地球卫星？
（2）我国是第几个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家？
（3）我国第一位进入太空的航天员是谁？
（4）我国空间站梦天实验舱顺利完成转位，“T”字基本构型在轨组装完成的时间是哪年哪月？
【解析】（1）1957年10月4日苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。
（2）我国是第5个独立自主研制和发射人造地球卫星的国家。
（3）2003年10月15日，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，杨利伟成为我国进入
太空的第一位航天员。
（4）2022年11月3日，我国空间站梦天实验舱顺利完成转位；“T”字基本构型在轨组装完成。
【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．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. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 一辆自重是5.0×104N的卡车，装着25箱货物，每箱货物的质量是300kg，行驶到一座立有限重标
志（如图所示）的桥前，问：（g取10N/kg）
（1）这辆卡车受到的总重力为多少N？
（2）这辆卡车能不能通过这座桥？为什么？
【答案】 （1）1.25×105N；（2）见解析。
【详解】（1）根据题意可知，卡车自重为G =5.0×104N
卡
货物的质量为 m =300kg×25=7500kg
物
则货物受到的重力为 G =m g=7500kg×10N/kg=7.5×104N
物 物
这辆卡车受到的总重为 G =G +G =5.0×104N+7.5×104N=1.25×105N
总 卡 物
（2）由G=mg可得，这辆卡车的总质量为
G 1.25×105N
m = = =1.25×104kg=12.5t＞10t
总 g 10N/kg所以这辆卡车不能通过这座桥。
5. 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。
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
（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”）。
【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。
6. 在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，通过规范操作，测量数据如下表所示。
（1）表格中的空格应填______；
（2）实验测量多组数据的目的是_________；
（3）分析表中实验数据，可以得出的结论是：物体的重力和质量成______比，你判断的依据是
______________________；
（4）在坐标图中，以质量为横坐标，重力为纵坐标，根据表格中的数据，画出重力与质量之间关系
的图线。
质量m/g 100 200 300 500
重力G/N 1 2 3 4 5
【答案】（1） 400；（2）寻求普遍规律，避免偶然性；（3）正，物体所受重力与质量的比值为定
值；（4）见下图。【解析】（1）重力跟质量成正比，所以当重力是4N时，质量是0.4kg，因此表格中应填写的数据是
400g。
（2）该实验多次测量是为了找到重力和质量之间所存在的关系，因此多次测量的目的是为了寻求普
遍规律，避免偶然性。
（3）分析表格数据可知，重力和质量的比值是不变的，因此重力和质量成正比。
（4）如图所示。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
