6.4来看地球的力

沪科版八年级物理6.4来自地球的力学案学习目标1．通过实验探究，了解物体所受重力和物体质量的关系。

2．知道 g = 9.8N/kg和它所表示的物理意义。

3．知道重力的方向是竖直向下的，以及重垂线的广泛应用。

课前准备预习记录通过预习课文，你学会了什么，有哪些疑问，请简要记录下来：合作探究一、重力的产生活动1：观察下列三幅图，它们有什么共同之处？二、重力的大小活动2：实验探究：探究物重和物体质量的关系1．知识准备：物体叫质量。

质量的国际单位是，符号为：，此外还有、等单位，换算关系为1Kg ＝ g 1t ＝ Kg2．观察你身边的物体，它们受重力吗？猜想物体所受重力和什么因素有关？3.探究实验：实验器材：、质量为50g的钩码若干实验过程：分别把1只、2只、3只…钩码挂在弹簧测力计下，记下弹簧测力计每一次的示数，填在下表中：说明：结合自然界的一些现象和生活中经验，体会物体的重力。

让学生通过实验思考：除了探究中利用重力跟质量之比为定值的方法判断重力与质量的比例关系，你还能有其他的方法来确定它们之间的比例关系吗？活动3：计算物体受到的重力阅读教材P89例题，并根据例题估算你自己受到的重力。

已知：求：重力G ＝？解：答：三、重力的方向活动3：阅读教材P90 “重力的方向”1．列举生活中物体受重力的现象，体会重力的方向。

2.生活中重垂线有哪些应用？。

3.自己制作一个重垂线，结合其它物品，检验你的课桌的桌面、教室的窗台是否水平？探究，明确重力跟物体的质量成正比例关系的结论，并学会在试验探究中试验数据的处理方法。

常数g 的物理意义是学生较难把握的，这里通过填一填使学生明确化。

四、重力的作用点---重心活动4：阅读教材P90“重心”回答：（1）重心是。

（2）质量均匀，形状规则的物体的重心在。

活动5：阅读教材P91【信息窗】提高稳度的诀窍，你还能举出生活中类似的例子吗？通过动手实验，进一步感受重力的方向总是竖直向下的，同时享受知识应用的乐趣。

第六章 地球重力场模型随着空间技术的进步和发展，现在不但有可能根据卫星轨道根数的变化精确地确定地球动力形状因子2J ，而且有可能结合卫星测高仪、卫星追踪卫星技术、卫星重力梯度仪等空间技术的测量结果以及地面重力测量结果计算出地球大地位球函数展开的高阶项系数。

以一组数值球函数展开系数表示的地球大地位称为地球重力场模型，地球重力场模型一方面支持卫星轨道的精确计算，另一方面可以给出地面上的长波重力异常场，为研究地球内部结构及其动力学过程提供重要的地面约束条件。

6.1 大地位的球函数展开现将第二章已经讨论过的大地位球函数展开中的有关公式汇总如下。

用r 表示地球外部空间任一点P 的径矢，则根据（2.2.18）式，地球在P 点的大地位球函数展开表示为其中kM 为地球的地心引力常数，a 为地球的赤道半径，θ、λ分别为P 点的地心余纬和经度，(cos )mn P θ为cos θ的n 阶m 次伴随勒让德多项式，(cos )cos mn P m θλ、(cos )sin mn P m θλ为归一化的n 阶m 次球面函数，根据（2.2-1.3）式、（2.2-1.6）式和（2.2-1.8）式，()n P x 、()n P x 、()mn P x 、()mn P x 分别为m n c 、m n s 和mn c 、mn s 分别为大地位球函数展开系数和规一化的大地位球函数展开系数，根据（2.2.20）式，有根据（2.3.4）式、（2.3.5）式，大地位二阶球函数展开系数等于其中A 、B 、C 分别为地球绕1Ox 、2Ox 和其旋转轴3Ox 轴的转动惯量，12I 、23I 、13I 分别为地球绕相应轴的惯性积，大地位球函数展开有时写成下面的形式nm J 、nm K 与大地位球函数展开系数m n c 、m n s 之间的关系为2J 称为地球的动力形状因子。

当3n 时，()n P x 、()mn P x 的表达式如表6.1.1所示。

2016级高一物理学案 班级： 姓名： 使用日期 ：6.4 《万有引力理论的成就》探究案主备人：高玉芳 审核人：高一物理组学习目标：1．会用万有引力定律测量天体质量2．基本掌握综合应用万有引力定律和圆周运动的知识分析具体问题的方法重点：用万有引力定律测量地球质量难点：万有引力定律和圆周运动的知识的综合应用复习：1．万有引力定律的基本公式：F ＝2．匀速圆周运动的向心加速度：a n ＝ ＝ ＝3．行星围绕太阳运转可近似处理成匀速圆周运动：圆心在太阳的中心，行星所需的向心力是太阳对行星的 提供的。

其他类似问题也可以如此处理，例如 。

合作探究一：测定地球的质量方法1：利用地球表面的物体的重力，计算地球的质量，已知赤道半径r ≈6.4×610m ,一个质量为60kg 的人站在赤道上的一点A ，随着地球的自转，则该人的向心加速度为 ，向心力为 。

通过计算知道该向心力远远 人的重力，通过上章学习的知识知道：地球对物体的引力等于重力和向心力的合力，所以地球对地球表面上的物体的引力可近似等于物体的重力，即 2G M m mg R = ， 其中g 表示 ，M 表示 ，R 表示 ，G 表示 。

有上式可得到2gR M G= ，即只要测出g 、R ，就可算出地球的质量。

注意：1.地球表面上的物体的重力近似等于地球对物体的引力，这个关系的应用之一就是计算地球的质量。

2.2GM g R = 给出了 重力加速度， 质量， 半径三者之间的关系，要熟记该公式。

3.由于宇宙每个行星之间的情况非常相似，可把地球表面上的物体的情况类似地推至其它行星上。

例如，已知木星的质量为M ，木星的半径为R ，则木星表面的重力加速度的表达式为 。

例1 若已知地球表面的重力加速度近似为102/m s ，地球的半径为36.410km ⨯，试计算地球的质量。

方法2：利用地球的卫星（地球的卫星的轨道近似看成圆周，其向心力是地球对卫星的引力提供），设地球质量为M ，卫星质量为m ，卫星到地心的距离为r ，若卫星转一周的时间为T ，则地球对卫星的引力F= ，卫星需要的向心力n F = ，由牛顿第二定律得到，地球的质量为M= ，只要测出卫星的轨道半径和周期则可计算地球的质量，此方法亦可推广到测其它星球的质量。

给我一个支点，可以撬起整个地球。

——阿基米德6.4来自地球的力同步测试一．选择题1．关于重力，下列说法错误的是（）A．施力物体是地球B．可以用弹簧测力计测量其大小C．其方向一定与地面垂直D．其大小与质量成正比2．下列关于地球附近物体受到重力的说法中正确的是（）A．重力就是地球的吸引力B．重力的方向是垂直水平地面向下的C．g＝10N/kg，表示1kg＝10ND．悬浮在高空中的热气球不受地球的重力3．下列物体所受重力最接近2N的是（）A．一名中学生B．一支2B铅笔C．一枚大头针D．一个苹果4．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．5．太空舱中的物体处于失重状态，宇航员在太空舱中可以实施的是（）A．用天平测物体质量B．用哑铃锻炼手臂肌肉C．用弹簧测力计测量摩擦力D．用弹簧拉力器健身6．小萱用天平测出6个不同物体的质量m，再用弹簧测力计测出它们所受的重力G．她根据所测数据绘制的图象如图所示。

根据图象提供的信息，下列判断正确的是（）A．该图象表明物体的质量跟其所受重力成正比B．该图象表明物体所受的重力跟其质量成正比C．该图象表明物体所受的重力跟其质量的比值为10D．根据数据点E可知：质量为0.21kg的物体受到的重力为2.1N7．如图所示，将手中的苹果竖直向上抛出，苹果上升到最高点后落回，再用手接住，不计空气阻力，下列有关说法正确的是（）A．苹果在上升过程中始终受到重力和手的作用力B．苹果在最高点时不受力的作用C．苹果在下落过程中始终受到重力和手的作用力D．苹果在离开手的整个过程中只受到重力8．某同学用夹子把小刀和勺子固定成“八”字后，将牙签插到“八”的中间位置，再把牙签的中间部分搭在水杯口的边缘上。

这时，在没有其它外力的作用下，小刀和勺子竟然在牙签上保持住了平衡。

如果把夹子、小刀、勺子和牙签视为整体，牙签与杯口接触点为支点，以下说法正确的是（）A．整体重心位于支点的正下方B．整体重心位于靠近小刀的一侧C．整体重心位于靠近勺子的一侧D．整体重心位于靠近杯口中心处9．小明在利用钩码和测力计探究重力的大小与质量的关系，关于这个实验，下列说法中正确（）A．要测出物体的重力的大小，只能拉着物体沿竖直方向做匀速直线运动或使物体保持静止B．物体所受重力的方向永远垂直向下C．由实验可知物体所受的重力跟它的质量成正比D．使测力计中弹簧伸长的力是钩码的重力10．本学期段考结束后，各校都举办了体育艺术节。

6.4 来自地球的力一、单选题1．关于重力以下说法错误的是（）A．重力是由于地球的吸引而产生的B．地面附近的一切物体都受到重力C．物体所受重力跟它的质量成正比D．重力的方向总是与接触面垂直【答案】D【解析】A．物体受到的重力是由于地球的吸引而产生的，故A正确，不符合题意；B．地面附近的一切物体都受重力，故B正确，不符合题意；C．根据G＝mg可知，物体所受重力跟它的质量成正比，故C正确，不符合题意；D．重力的方向总是竖直向下的，故D错误，符合题意。

故选D。

2．如图，玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来，“不倒翁”在摆动过程中所受重力（）A．大小不变，方向改变B．大小不变，方向不变C．大小改变，方向改变D．大小改变，方向不变【答案】B，在摆动过程中，不倒翁的质量不变，受到的重力【解析】物体所受的重力与物体的质量成正比，G mg不变，重力的方向总是竖直向下，方向不变，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

3．关于物体所受重力方向，如图所示表示正确的是（）A．B．C ．D ．【答案】C【解析】物体所受的重力方向总是竖直向下的，与物体的运动状态无关。

故ABD 错误、C 正确。

故选C 。

4．月球对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的16。

一个连同随身装备共90kg 的宇航员，他在月球上质量和重力为（g 取10N/kg ）（ ） A ．90kg 900N B ．90kg 150N C ．15kg 900N D ．15kg 150N【答案】B【解析】质量是物体的一种属性，它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变，故宇航员在月球上质量还是90kg ，宇航员在地球上的重力为90kg?10N/kg 900N G mg ＝＝＝月球对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的16，在月球上的重力为11×900N 150N 66G G 月地＝＝＝ ACD 不符合题意，B 符合题意。

罗塘中学五元教学导学案6.4 来自地球的力导学案 班级 组别 姓名【学习目标】：1、 知道什么是重力；重力的方向及其应用、重力的作用点（重心）2、 物体所受重力和物体质量的关系式；知道g=9.8N/kg 的物理意义；能进行简单计3、 能熟练使用弹簧测力计 ，测物体的重力；会画重力的示意图【学习重点】：重力的大小跟质量的关系式，g 的物理意义；探究“重力大小”的实验过程【自主学习】细心看书、认真思考完成下列问题1.重力是由于 而使物体受到的力；地球附近（包括地面上、低空）的 物体都受到重力作用；重力的施力物体都是 ；重力的受力物体是 。

2.重力的作用点在受力物体的 ；重力的方向总是 ；重力的大小叫做 ，用字母 表示，单位是 。

物体 叫质量，主单位： 。

【合作探究与展示评议】小组合作完成下列问题：探究活动1：探究物重和物体质量的关系实验器材： 、质量为50g 的钩码若干实验过程：分别把1只、2只、3只…钩码挂在弹簧测力计下，记下弹簧测力计每一次的示数，填在下表中，并完成表格中的填空：分析数据得出结论：质量增大几倍，重力 。

（1）物体所受重力跟它的质量成 比；其比值是定值，约等于9.8N/kg 。

(2)物重跟质量的关系式为：G ＝ ；或G m = 。

公式变形：m= 其中g 表示物重跟质量比值，通常取g ＝9.8N/kg ，其物理意义是：质量是1kg 的物体受重力为 N 。

（实际应用时常取g=10N/kg 计算） 探究活动2：计算物体受到的重力或由物重算质量张华同学的质量是50kg ，他受到的重力是多少牛？王芳同学的体重是392N ，她的质量是多少kg ？已知：m 1=50kg G 2=392N g=9.8N/kg求： G 1=？ m 2=？解: G 1=m 2=答：探究活动3： 重力的方向用线任意悬吊一物体站在水平地面上，把物体提到一定高度后松开手，观察物体下落路线 ；再站在斜坡上，提起物体然后松开手，观察物体下落的路线 。