弹力与重力

弹力与重力

例1 如图所示，工人用200N的沿斜面向上的推力，将一个质量为30kg的木箱推上斜面.用力的图示法将木箱受到的重力和推力表示出来(g取10N/kg).

点拨：注意力的三要素(重力的作用点在物体重心，方向竖直向下)，同一题中只能用一个标度.

例2某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时，进行了如图所示的实验.已知每个钩码重为0.5N，刻度线的最小分度值是1mm.

(1)请将观察到的数据填入下面的实验记录表中.

(2)根据实验数据，在如图所示坐标格内作出弹簧长度L 随拉力F 变化的图象. (3)此实验中弹簧长度L 与拉力F 的关系是________.

点拨：先将读数填人表格，再描点画出L —F 图象，最后分析图象性质.拉力越大，弹簧越长，弹簧的伸长与拉力成正比.

例3 某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如表：

(1)在实验过程中，需要的测量工具有：________.

(2)根据实验测得的数据可知：物体所受重力G 与物体质量m 的比值为________N/kg. (3)分析表中试验数据，得出的结论是：________.

分析与解 (1)探究物体所受重力大小与物体质量的关系时，需要测量质量和重力，需要的测量工具是：天平和弹簧测力计.

(2)

平均值为：312122 4.9N 9.9N 19.4N (9.89.99.7)N/kg 0.5kg 1kg 2kg

==9.8N /kg 333

G G G m m m g ++++++=

. (3)从表中的数据分析，在误差范围内，物体受到的重力跟质量的比值不变，所以物体所受的重力跟它的质量成正比.

例4 牛奶被营养学家誉为“最接近完善的食物”，但市面上有些牛奶掺水较多.能否用身边的物品作为实验器材，通过测量牛奶的密度来鉴别其是否掺水呢?某同学经过认真思考后，在没有天平、量筒的情况下，选用弹簧秤、空饮料瓶、水、细线等物品进行实验.

他实验的第一步是用弹簧秤测出空饮料瓶的重力G 1；第二步是在空饮料瓶中装满水，

用弹簧秤测出瓶和水的总重力G 2，求得水的体积21

G G V g ρ-=水

. (1)根据该同学的思路，他测算的第三步是

(说出具体方法和要测算的物理量并用字母表示).

(2)求得牛奶密度ρ奶=________(用测出的物理量的字母表示).

(3)测出牛奶密度ρ奶=1.01g/cm 3后，他又上网查询得知牛奶的密度ρ标=1.03g/cm 3，试问他可否通过比较ρ奶与ρ标来确定所测牛奶是否掺水，为什么?

分析与解 (1)将瓶中水倒出，在瓶中装满牛奶，用弹簧秤测出牛奶和瓶的总重力G 3，可求出牛奶的质量是31()

G G m g

-=

. (2) 31

21G G G G ρρ-=

⋅-水

. (3)可以判断，因为实际测量值ρ奶小于ρ标；或不能判断，因为测量存在误差.

新视野 g 值与纬度、经度的关系

严格讲g 值会受纬度与经度的影响.一方面与地球的自转有关，另一方面与到地心的距离有关.在地球上引力有两个分量，重力与向心力.向心力是由于地球的自转物体绕地轴作圆周运动所需要的力.物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，g 值也变大.地球南北两极处的圆周运动轨道半径为0，需要的向心力也为0，重力等于万有引力，此时的g 值也达到最大.相比之下，经度的影响很小，因为地球表面的高低起伏相比地球半径太小，一般都是忽略不计的.使得经度对g 的影响不大. 在初中物理中，一般不考虑g 值的变化，认为g=9.8N/kg ，粗略计算时取10 N/kg. 没有天平称质量，可以使用弹簧秤称出重力，再用G=mg 求出质量.没有量筒测体积，可以运用等体积(等量代换)思想用空饮料瓶和水求体积.牛奶中是否掺水，应看测出的牛奶密度是否就是牛奶应该有的密度，如果ρ测与ρ牛奶相差较大，则牛奶中已掺水.