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【寒假分层作业】2023年人教版物理八年级-第16天《重力》寒假精品练习(含解析)
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1.知道重力是如何产生的。
2.知道重力的大小和方向。
3.知道重心的概念。
知识点01 重力的概念
定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。符号:G
地面附近的一切物体,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。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球。
知识点02 重力的三要素
1、重力的大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。
公式:G=mg或g=G/m,其中g=9.8N/㎏,粗略计算可以取g=10N/kg。
注意:利用公式G=mg进行计算时,质量m的单位必须是㎏,不能用g,否则计算得出的数据就会有错误。
2、重力的方向:重力的方向是竖直向下的。据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
注意:竖直向下与垂直向下不同,所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直,其方向是固定不变的。
3、重心:重力的作用点叫做物体的重心。
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。如球的重心是它的球心。为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。
【例1】如图是小明利用重垂线检查墙上的画是否挂平的情景。当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,为了把画挂平,下列做法中正确的是( )
A.把画的左边调低一些
B.把画的左边调高一些
C.换用质量较大的重锤
D.调整重垂线,使重垂线与桌面垂直
【答案】A
【解析】重力的方向总是竖直向下的,如果这幅画的长边和重垂线是平行的,则画是竖直的(即放正),否则画不竖直;所以为了把画贴正,应调整画的位置,使画的长边与重垂线平行,也就是需要将画的左边调低一些,故A正确,BCD错误。
故选A。
解题归纳:物体重力的利用
【方法技巧】物体重力的利用,主要利用重力的方向是始终向下。生活中的应用有铅垂线、水平仪等。
【例2】(2021·北京市平谷区峪口中学八年级期中)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)钩子砝码所受重力的大小用_______进行测量,测量时钩码必须处于静止状态;
(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_________。
【答案】弹簧测力计 1.5 在同一地点,物体所受重力与质量成正比
【解析】[1]为了探究物体所受的重力与质量的关系,实验中需要测量出物体的质量与对应的重力,弹簧测力计是测量力的工具,当钩码静止时,根据二力平衡的条件可知重力与拉力大小相等。
[2]由表格中的数据可知,当物体的质量为100g时,重力为1N;300g物体的重力应该为100g物体的重力的3倍,故数据1.5出错了,应该为3。
[3] 由表格中的数据可知,当物体的质量增加到原来几倍,受到的重力也增加到原来的几倍,即物体的重力与质量的比为定值。故在同一地点,物体所受重力与质量成正比。
解题归纳:重力和质量的探究实验
【方法技巧】主要考查点有重力的方向是竖直向下的;测量物体重力的仪器是弹簧测力计;重力和质量的关系:在同一地点,物体所受重力与质量成正比。
1.(2022·福建·中考真题)“摘星星”的妈妈王亚平从空间站回到地球,把来自太空的纸星星送给女儿。纸星星从太空返回地面后( )
A.质量变小B.质量不变
C.重力变小D.重力不变
【答案】B
【解析】AB.质量是物体的一种属性,质量的大小与物体的位置、状态和形状无关。纸星星从太空返回地面,位置变化了,但质量不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.太空中物体处于微重力状态,回到地球又重新重力的作用,根据G=mg可知,当m不变时,重力变大,故CD不符合题意。
故选B。
2.(2022·辽宁朝阳·中考真题)如图,水杯静止在水平桌面上,O是水杯的重心,在图中画出水杯受力示意图.
【答案】
【解析】水杯静止在水平桌面上,受到重力G和支持力F的作用,重力的方向是竖直向下的,支持力的方向是竖直向上的.两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力.两个力的作用点都画在重心O处,注意表示两个力的线段长度要相等,如图所示:
3.(2022·辽宁葫芦岛·中考真题)攀岩是年轻人非常喜欢的一种运动,如图甲是一名攀岩运动员拉着绳子停在峭壁上的情景。图乙是这一时刻的简化图,请你以重心O为作用点,在图乙中画出。
(1)运动员所受的重力;
(2)峭壁对运动员的支持力;
(3)绳子对运动员的拉力。
【答案】
【解析】当物体受到多个力作用时把多个力的作用点都画在物体的重心上,(1)运动员所受的重力,作用在运动员的重心,方向竖直向下;(2)峭壁对运动员的支持力,作用在运动员的重心,方向垂直支持面向上;(3)绳子对运动员的拉力,作用在运动员的重心,方向沿着绳子向上;如图
4.(2022·黑龙江大庆·中考真题)如图,利用轻杆将小球A固定在小车上,整体静止在水平面上。以球心为作用点。作出小球A所受力的示意图。
【答案】
【解析】利用轻杆将小球A固定在小车上,整体静止在水平面上,小球处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,作用点在球心。
5.(2022·云南昆明·中考真题)联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止,如图所示,然后右脚抬离地面,若能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后,人______(选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是______。
【答案】 不能 人的重心居中,右脚抬起时,左脚所受支持力与重力不在同一直线上,无法平衡
【解析】[1][2]由图,左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止,左右脚会受地的支持力,人的重心居中,重力方向与左右脚支持力都不在同一直线上,当右脚抬起时,左脚所受支持力与重力不能成为平衡力,无法保持静止不动。
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.(2022·山东临沂·八年级期末)北京冬奥会开幕在即,跳台滑雪是其中的赛项之一(如图所示),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】运动员在空中滑翔时所受重力的作用点在运动员的重心,方向是竖直向下的。故ABC错误,D正确。
故选D。
2.(2022·广东河源·八年级期末)关于重力,下列说法中正确的是( )
①重力的方向总是垂直向下
②重力的方向总是竖直向下
③重力的方向总是和支持物体的支持面垂直
④重力的方向总是垂直水平面向下
⑤重力的大小总是等于支持力的大小
⑥重力的大小与运动状态无关
A.①③⑤B.③④⑥C.②③⑤D.②④⑥
【答案】D
【解析】①②③④.重力指的是由于地球的吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,方向是竖直向下,垂直水平面,指向地心,故①③错误,②④正确;
⑤⑥.物体受到的重力与其质量成正比,即,与物体的运动状态,支持力的大小等无关,故⑤错误,⑥正确。
故选D。
3.(2022·吉林长春·八年级期末)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接,中国空间站开启有人长期驻留时代。适合航天员在空间站进行的体育锻炼项目是( )
A.拉弹簧拉力器B.跳远
C.举重D.推铅球
【答案】A
【解析】A.在太空中弹簧的弹性依然存在,所以可以使用拉弹簧拉力器锻炼,故A符合题意;
B.在太空中人失去重力,所以航天员不能通过跳远锻炼,故B不符合题意;
C.在太空中杠铃失去重力,所以航天员不能通过举重锻炼,故C不符合题意;
D.在太空中铅球失去重力,所以航天员不能通过推铅球锻炼,故D不符合题意。
故选A。
4.(2022·安徽合肥·八年级期末)一只蚂蚁沿着碗从A点爬到B点(如图所示),此过程中蚂蚁所受重力的大小和方向( )
A.大小和方向都改变B.大小和方向都不变
C.大小改变,方向不变D.大小不变,方向改变
【答案】B
【解析】如图所示,蚂蚁沿着碗从A点爬到B点,因为质量不变,由G=mg可知此过程中蚂蚁所受重力的大小不变,方向总是竖直向下的。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
5.(2022·安徽合肥·八年级期中)关于重力的方向可利用如图所示的装置来探究:随着β角的改变,悬线OA与水平面的夹角将___________(选填“改变”或“保持不变”),据此可知,重力方向总是___________,生活或生产中的___________就是根据这一原理制成的(试举一例)。
【答案】 保持不变 竖直向下 重垂线
【解析】[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,故悬线OA与水平面的夹角将保持不变。
[2][3]重力的方向始终是竖直向下的,用来检查墙壁砌得是否竖直的重垂线就是根据这一原理制成的。
6.(2022·江苏常州·八年级期末)一物体的质量为60kg,它在地球表面受到重力为_________N。已知物体在月球表面受到重力是其在地球表面受到重力的,则该物体在月球表面的重力为________N,其质量为________kg。(g取10N/kg)。
【答案】 600 100 60
【解析】[1][2][3] 一物体的质量为60kg,它在地球表面受到重力为
物体在月球表面受到重力是其在地球表面受到重力的 ,故在月球上面受到的重力为
物体的质量是物体的固有属性,不会随着地理位置的变化而变化,故质量不变,仍未60kg。
7.(2022·江苏苏州·八年级期末)小明用所学的物理知识做了一个小发明:坡度自动测量仪,如图甲所示,图中的指针和重锤A连在一根直杆上并能绕O点转动。此装置是利用了___________的原理;若坡度自动测量仪放在某一斜坡上,指针指示如图乙所示,则此斜坡坡度大约为___________度。
【答案】 重力的方向是竖直向下的 15
【解析】[1]坡度自动测量仪是利用重力的方向是竖直向下的原理来进行工作的。
[2]如图所示,一大格为45度,则每小格是15度,若放在斜坡上,指针指示如图乙所示,因为重力的方向是竖直向下的,则此斜坡坡度大约为15度。
8.(2022·湖南娄底·八年级期末)建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,如图甲所示,铅垂线是根据重力方向总是______的原理制成的;一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向______(选填“东”或“西”)倾斜的。
【答案】 竖直向下 西
【解析】[1]建筑工人常用铅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原理。
[2]首先铅垂线一定是竖直的,由图可知墙的根部应该紧靠铅垂线的下端,说明是墙的上端向西倾斜造成的,故墙向西倾斜。
三、实验题
9.(2022·山东淄博·八年级期末)在探究“重力的大小跟什么因素有关系”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,并记录在如表的表格中。
(1)把如表表格中的空格填写完整;
(2)图甲中弹簧测力计的量程为______,此时弹簧测力计的示数为______;
(3)根据表格中数据,在图乙中画出重力与质量关系图象(保留“描点”痕迹);______
(4)由此实验数据或坐标图象得出的结论是______。
【答案】 300 0~5N 2N 物体所受的重力跟物体的质量成正比
【解析】(1)[1]由得m=300g。
(2)[2][3]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,弹簧测力计指针指示的数字是2,故图甲中弹簧测力计的示数为2N。
(3)[4]根据表格中记录的数据在表格中描绘出相应的点,再连成线,如图所示:
(4)[5]根据表中数据可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图象也能发现这两个量是成正比的,由此可知物体所受的重力跟物体的质量成正比。
10.(2022·广东珠海·八年级期末)小海同学选取质量已知的钩码作为被测物体,探究“重力大小与质量的关系”,记录的数据如下表所示:
①实验需要的测量工具是 ______。
②分析数据,得到的结论是:物体所受的重力与它的质量成 ______。
③小海又选取了苹果、水杯、课本三件物品替代钩码,增加了所需的测量工具继续完成探究实验,你认为他的做法 ______(选填“合理”或“不合理”)。
【答案】 弹簧测力计 正比 合理
【解析】①[1]重力大小与质量的关系,需要知道每次实验钩码的质量和重力,其中钩码的质量已知,用弹簧测力计测出钩码的重力即可。
②[2]分析表格中数据,物体所受的重力与它的质量比值为一定值,说明物体所受的重力与它的质量成正比。
③[3]选取其他物品代替钩码完成探究实验,使结论更具有普遍性、广泛性,做法是合理的。
四、计算题
11.(2022·山东青岛·八年级期末)涮火锅是冬季北方人喜爱的一种美食烹饪方式,冻豆腐又是涮火锅中的必备食材。冻豆腐的做法是:将鲜豆腐冰冻保存,食用时解冻,豆腐内的冰会熔化成水并且全部从豆腐中流出,形成有孔洞的海绵状的豆腐。将冻豆腐放入火锅中,汤汁就会进入孔洞中,美味无比。妈妈从超市买了375g鲜豆腐,体积约为300cm3,求:
(1)鲜豆腐的密度;
(2)鲜豆腐所受重力是多大?
(3)若买的豆腐含水的质量占总质量的60%,求冻豆腐内冰所形成的所有孔洞的总体积是多大?(ρ冰=0.9g/cm3;设豆腐解冻后孔洞的体积和形状不变)
【答案】(1)1.25g/cm3;(2)3.675N;(3)250cm3
【解析】解:(1)鲜豆腐的密度为
(2)鲜豆腐所受重力
G=mg=0.375kg×9.8N/kg=3.675N
(3)由题意可得,海绵豆腐的质量
m1=(1-60%)m=(1-60%)×375g=150g
冻豆腐中冰的质量(即原来含水的质量)为
m冰=m-m1=375g-150g=225g
海绵豆腐内所有孔洞的总体积为
答:(1)鲜豆腐的密度为1.25g/cm3;
(2)鲜豆腐所受重力是3.675N;
(3)海绵豆腐内所有孔洞的总体积为250cm3。
五、作图题
12.(2022·福建厦门·八年级期末)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,在图中画出小球所受的重力和拉力示意图。
【答案】
【解析】重力的方向竖直向下,作用点在小球的重心上,绳子的拉力作用点也可画在小球的重心上,方向沿绳子向上。如图所示
13.(2022·陕西西安·八年级期中)如图所示,在空中运动的小球质量为50g,请在图中画出小球此时受到重力的示意图。(取g=10N/kg)
【答案】
【解析】小球的质量
受到竖直向下的重力
重力的作用点在球心,从球心沿竖直向下的方向画一带箭头的线段,如图所示:
m(g)
G(N)
G/m(N/kg)
100
1
10
200
2
10
300
1.5
5
质量m/g
100
200
__
400
500
重力G/N
1
2
3
4
5
实验序号
质量/kg
重力/N
重力与质量的比值(N/kg)
1
0.10
1.0
10
2
0.15
1.5
10
3
0.25
2.5
10
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