初中物理八年级下册第七章《力》第3节重力知识清单

初中物理八年级下册第七章《力》第3节重力知识清单【学科】初中物理【学段】八年级下册一、重力的产生与定义【基础】【必考点】（一）重力的起源：万有引力与地球吸引宇宙间任何两个物体之间都存在相互吸引的力，这就是万有引力。牛顿在发现万有引力定律时曾思考过苹果落地与月球绕地球转动的关系，正是地球与苹果之间的万有引力，使得苹果被拉向地面。重力是万有引力在地球表面附近的一种具体表现，是由于地球的吸引而使物体受到的力。需要明确的是，重力并不完全等同于地球对物体的万有引力，由于地球自转的影响，重力略小于万有引力，且在初中学段，我们通常将重力近似看作地球的吸引作用。（二）重力的施力物体与受力物体重力的施力物体是地球，受力物体是研究物体本身。这意味着，我们分析任何一个物体的重力时，都必须明确这个力是地球施加给它的。例如，放在桌面上的书本受到的重力，施力物体是地球，受力物体是书本；悬挂在细线下的小球受到的重力，施力物体依然是地球，受力物体是小球。无论物体处于何种状态——静止、运动、匀速上升、加速下降，只要它处于地球附近，就一定受到重力的作用。【重要】（三）重力的符号与单位在物理学中，重力通常用大写字母G表示。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。重力的单位自然也是牛顿。生活中常说的“重量”实际上就是指物体所受重力的大小，但严格意义上，质量（单位千克）与重量（单位牛顿）是两个截然不同的概念，需谨慎区分。（四）深度辨析：重力与质量的区别【高频易错点】【非常重要】初学者极易混淆重力与质量，必须从概念、符号、单位、影响因素等多个维度进行彻底区分。重力是一种力，有大小、方向和作用点；而质量是物体所含物质的多少，是物体的固有属性，没有方向。具体来说：质量是物体的属性，不随位置、形状、状态和温度的改变而改变；而重力是地球对物体的吸引力，随地理位置（纬度、高度）的变化而变化。例如，同一物体从地球拿到月球上，它的质量保持不变，但受到的重力会减小，约为地球上的六分之一。符号上，质量用m表示，重力用G表示；单位上，质量单位是千克（kg），重力单位是牛顿（N）。测量工具也不同，质量用天平或杆秤测量，重力用弹簧测力计测量。两者的联系则通过公式G=mg建立，即重力与质量成正比。二、重力的大小：G=mg【核心】【高频考点】（一）探究实验：重力与质量的关系【必做实验】测量工具：需要用天平测量质量，用弹簧测力计测量重力。实验过程：分别将质量均为50g的钩码逐个挂在弹簧测力计下，待钩码静止时读出弹簧测力计的示数，记录每次所挂钩码的质量和对应的重力。数据处理：以质量m为横坐标、重力G为纵坐标建立直角坐标系，将多组数据在坐标系中描点，并用平滑的直线连接这些点。实验结果表明，图像是一条过原点的直线。（二）实验结论【重要】物体所受的重力跟它的质量成正比。其比值是一个定值，用g表示，则关系式为G=mg。需要注意的是，实验中必须保证弹簧测力计在竖直方向调零和使用，读数时视线应与刻度盘垂直，且要待示数稳定后再读数。（三）常数g的理解【难点】g表示重力与质量的比值，物理意义是：质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。在初中阶段，g通常取9.8N/kg，但在粗略计算或题目特别说明时，也可取10N/kg。需要强调的是，g值并不是固定不变的，它随纬度的增加而增大，随海拔的升高而减小。例如，北极地区的g值略大于赤道地区的g值，山顶的g值略小于海平面的g值。（四）重力计算公式的应用【必考】公式G=mg可进行变形为m=G/g，用于已知重力求质量。计算时务必注意单位的统一：质量m的单位必须是千克（kg），若题目给的是克（g）或吨（t），必须先换算成千克。同样，重力G的单位是牛顿（N），若题目给的是千牛（kN），也需换算。g的取值若无特别说明，一般采用9.8N/kg，若用10N/kg会更便于口算。解题步骤通常是：首先明确已知量，其次确定g的取值，然后代入公式计算，最后写出答案并注明单位。三、重力的方向【核心】【高频考点】（一）“竖直向下”的准确含义【非常重要】重力的方向总是竖直向下的。“竖直向下”指的是垂直于水平面向下，或者说沿着重力方向线，即指向地心的方向。这里必须严格区别于“垂直向下”。“垂直向下”是一个笼统的概念，它只是说垂直于某个参照面向下，如果参照面是倾斜的，那么垂直向下的方向也是倾斜的；而“竖直向下”是特指垂直于地球表面的水平面，指向地心。例如，斜面上的物体所受重力方向是竖直向下的，而不是垂直于斜面向下的。（二）重力方向不变性的理解无论物体处于什么状态——静止、匀速直线运动、加速运动、自由落体，还是被抛向空中，它所受重力的方向始终保持不变，总是竖直向下。这一点在受力分析和作图时尤其重要，不能因为物体的运动方向改变而错误地画出重力的方向。比如，被抛向空中的篮球，上升过程中重力方向依然是竖直向下，而不是向上或斜向上。（三）重力方向的应用：铅垂线【生活与物理】铅垂线是利用重力的方向总是竖直向下的原理制成的工具。建筑工人常用铅垂线来检查墙壁是否竖直，也可以用它来检查窗台、桌面是否水平。如果铅垂线与墙壁平行，说明墙壁是竖直的；如果铅垂线与墙壁不平行，则墙壁倾斜。检查水平面时，可以用铅垂线配合直角尺，或者观察铅垂线的悬线与水平面上的标记是否垂直。（四）地球上不同位置的重力方向示意图【难点辨析】在地球的不同位置，重力的方向虽然都指向地心，但方向却是不同的。站在地球上不同纬度的人，他们所说的“竖直向下”实际上是不同的方向，都沿着他们所在位置的半径指向地心。因此，在画地球上不同位置物体所受重力方向时，应画成指向地心的射线，而不是互相平行的直线。四、重力的作用点——重心【难点】【高频考点】（一）重心的概念【基础】重心是指物体各部分所受重力之合力的作用点。通俗地说，我们可以认为整个物体的重力都集中作用在重心这一点上。重心概念的引入，是为了简化物体受重力问题的分析，将分布在整个物体上的重力等效为一个集中力。（二）重心位置的确定【重要】对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心就在它的几何中心上。例如，均匀直棒的重心在中点，均匀圆盘的重心在圆心，均匀球体的重心在球心，均匀长方体或正方体的重心在对角线交点。对于质量分布不均匀或形状不规则的物体，重心位置则与质量分布和形状都有关。一般来说，物体哪部分质量越大，重心就越靠近那一部分。（三）重心的位置特点【易错点】重心不一定在物体上。例如，圆环的重心位于环的中心，而这个中心点并不在环的材料上；又如，空心球的重心在球心，也不在球壳材料上。此外，物体重心的位置与物体的放置状态、运动状态无关，它是由物体的质量分布和形状决定的固有位置。但当物体的形状改变或质量分布改变时，重心位置可能发生移动。（四）找重心的方法【拓展】悬挂法适用于找薄板状物体的重心。具体做法是：用细线在薄板边缘任取一点A悬挂起来，待薄板静止后，沿悬线方向在薄板上画一条竖直线AB；再换另一点C悬挂起来，同样沿悬线方向画一条竖直线CD。两条直线的交点O就是薄板的重心。其原理是：悬挂法中，物体静止时，悬线的拉力与重力平衡，重心必然在悬线的延长线上。支撑法（或平衡法）适用于细长物体。将物体放在支点上，调节支点位置直至物体水平平衡，此时支点的正上方（对于均匀细杆来说就是支点位置）就是重心。（五）重心与稳度【联系实际】物体的稳定程度叫做稳度。稳度与重心的高低和支持面的大小有关。重心越低、支持面越大，物体越稳定；重心越高、支持面越小，物体越容易倾倒。这就是为什么不倒翁的重心被设计得很低，为什么照相机三脚架要把支架尽量撑开，为什么赛车车身很低且轮距很宽。五、重力的示意图作图规范【必考】【操作技能】（一）作图步骤首先要确定受力物体，明确要画哪个物体所受的重力。然后找到重心，对于规则物体，直接标在几何中心；对于不规则物体，需先确定重心位置。再确定方向，过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段。最后标注符号，在线段末端标上箭头表示方向，并在箭头旁标注字母G，有时还需要标出重力的大小。（二）注意事项【非常重要】重力的示意图只能画在受力物体上，不能画在施力物体（地球）上。箭头必须画在线段的末端，方向必须竖直向下，也就是与水平面垂直，不能画成垂直于斜面或沿着斜面方向。线段的长短可以大致表示重力的大小，在同一图中，重力较大的物体线段应画得更长一些。如果题目要求同时画出多个力，重力一般画在重心，而支持力、拉力等弹力一般画在接触面上，但有时为了研究方便，也可将各力都画在重心。（三）典型作图示例例如，画出斜面上静止的木块所受重力的示意图。作图步骤是：先找出木块的重心（大致在几何中心），然后从重心开始，竖直向下（即垂直于水平地面，而不是垂直于斜面）画一条带箭头的线段，最后标上字母G。又如，画出空中足球飞行时所受重力的示意图（不计空气阻力），足球只受重力，依然是从重心竖直向下画箭头，标G。六、重力与其他力的辨析【综合】【难点】（一）重力与压力的区别【高频易错点】重力是由于地球吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，受力物体是物体本身，方向总是竖直向下。而压力是垂直作用在物体表面上的力，施力物体是放在接触面上的物体，受力物体是被压的接触面，方向垂直于接触面指向被压物体。只有当物体静止在水平支撑面上，且没有其他外力作用时，物体对水平面的压力大小才等于物体重力的大小，但即使如此，压力和重力也是两个不同的力，不能混淆。（二）重力与拉力的区别用细线悬挂物体静止时，物体所受的拉力与重力是一对平衡力，它们大小相等、方向相反、作用在同一直线上，但拉力的施力物体是细线，方向沿着细线向上；重力的施力物体是地球，方向竖直向下。当物体在斜面上被绳子拉着静止时，拉力沿斜面方向，而重力方向竖直向下，两者方向不同。（三）重力与支持力的区别放在水平面上的物体受到的支持力，施力物体是水平面，方向垂直于水平面向上，与重力方向相反。当物体静止时，支持力与重力平衡。但如果物体放在斜面上，支持力垂直于斜面向上，而重力竖直向下，此时支持力与重力并不在一条直线上。七、重力相关的计算题型归纳【综合】【高分突破】（一）基础计算型已知质量求重力，或已知重力求质量。这类题直接代入公式G=mg或m=G/g即可，关键是注意单位换算和g的取值。例如：一个质量为500g的物体，受到的重力是多少N？（g=10N/kg）解：m=500g=0.5kg，G=mg=0.5kg×10N/kg=5N。（二）比例关系型利用重力与质量成正比的关系，通过比例求解。例如：甲、乙两物体质量之比为3:2，求它们所受重力之比。解：由G=mg可知，g相同，G∝m，故G甲:G乙=m甲:m乙=3:2。（三）图像分析型给出Gm图像，要求判断哪个图像正确，或根据图像求g值。正确的Gm图像是一条过原点的倾斜直线，直线的斜率即为g值。若图像给出的是G与m的几组对应值，可通过描点法判断是否成正比。（四）受力分析综合型将重力与二力平衡、力的合成等知识结合。例如：弹簧测力计下挂一重物，示数为5N，则重物受重力和拉力，二力平衡，重力大小为5N。若用弹簧测力计拉着重物加速上升，则拉力大于重力。又如，跳伞运动员匀速下降时，所受空气阻力等于重力。（五）月球重力问题【热点】月球对它表面附近物体的引力大约是地球的六分之一。常见考题给出地球上物体的质量或重力，求在月球上的质量或重力。注意：质量不变，重力变为原来的六分之一。例如：一个质量为60kg的宇航员，在地球上重力约588N，到月球上质量仍为60kg，重力变为98N。（六）g值变化问题【拓展】给出不同纬度或不同高度的g值，判断重力变化。例如：同一物体从赤道运到北极，g值变大，重力变大；从地面运到高空，g值变小，重力变小。但无论怎样变化，只要题目未特殊说明，质量始终保持不变。八、实验探究：探究重力大小与质量的关系【必做实验】【高频考点】（一）实验器材铁架台、弹簧测力计、多个质量相等的钩码（或不同质量的物体）、天平（若物体质量未知时使用）。（二）实验步骤【重要】将弹簧测力计竖直悬挂并调零。依次将1个、2个、3个……钩码挂在弹簧测力计下，待钩码静止时读出弹簧测力计的示数，记录每次的钩码质量（每个钩码质量已知，如50g）和对应的重力。改变钩码数量，重复实验多次，获得多组数据。将数据记录在表格中，表格应包括实验次数、质量m/kg、重力G/N、重力与质量的比值g/(N/kg)。（三）数据处理与结论【核心】计算出每次重力与质量的比值，发现比值近似不变。以质量m为横坐标、重力G为纵坐标，描点连线画出Gm图像，发现图像是一条过原点的直线。得出结论：物体所受的重力与它的质量成正比。关系式为G=mg，其中g是比例系数，约为9.8N/kg。（四）实验评估与交流为什么每次测量前要调零？保证弹簧测力计读数准确。为什么要在钩码静止时读数？此时弹簧测力计的拉力等于钩码的重力。为什么需要多次测量？为了得出普遍规律，避免偶然性。如果图像不过原点可能是什么原因？弹簧测力计未调零，或测量前弹簧已发生塑性形变。九、易错点与解题技巧总结【必背】【提分必看】（一）易错点清单【非常重要】错将重力的方向当作垂直于接触面：务必牢记，重力方向永远是竖直向下，与接触面无关。混淆重力和质量：认为质量随位置改变，或认为重力与质量是同一个概念。误认为重心一定在物体上：要清楚重心可以在物体外部。认为物体运动状态改变时重力改变：重力只与质量和g有关，与运动状态无关。在示意图中将重力画在施力物体上：重力必须画在受力物体上。（二）解题技巧点拨受力分析时，只要有物体在地球附近，第一反应就是画出重力，不要遗漏。计算题中，若题目未明确g的取值，一般用9.8N/kg；若题目数据是10的倍数，常取10N/kg以简化计算。涉及比值问题时，灵活运用G=mg和比例性质。作图题中，要求画“所受重力”，必须画在重心，方向竖直向下；要求画“压力”，则画在接触面上，方向垂直于接触面。（三）常考题型归纳选择题：考查重力的概念、方向、重心位置辨析，以及与质量的区别。填空题：考查重力计算、g的物理意义、铅垂线原理。作图题：画重力的示意图。实验探究题：考查重力与质量关系实验的器材、步骤、结论、图像分析。计算题：简单计算G=mg，或结合平衡力、合成进行简单计算。简答题：解释生活中的重力现象，如铅垂线的工作原理、不倒翁的原理等。十、跨学科视野与拓展应用（一）重力与地理地球上不同纬度的g值不同，赤道附近g值较小，两极g值较大，这与地球的自转和形状有关。同一物体从赤道运到两极，质量不变，重力变大。不同星球上的g值差异更大，例如月球g约为地球的1/6，木星g约为地球的2.5倍，这决定了人类在不同星球上的体重变化和运动方式