第3节 重力
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第3节 重力
1.如图所示是小明画的重力与质量的关系图象,其中正确的是( )
2.如图所示,被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢
慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会( )
A.一直下降 B.一直不变
C.先下降后上升 D.先上升后下降
3.如图所示,旅游登山时背囊中的物品有轻有重,应该怎样摆放才能使人不易向后倾倒
( )
A.把重的物品放在背囊下部 B.把重的物品放在背囊上部
C.把重的物品放在背囊中部 D.随意摆放都可以
4.挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。
当石英钟内电池的电能耗尽而停止走动时,其秒针往往停在表盘上的( )
A.“3”的位置 B.“6”的位置
C.“9”的位置 D.“12”的位置
5.2011年5月,天空出现百年一遇的水星、金星、火星、木星、天王星和海王星“六星连
珠”天文奇观。仰望星空,这六大行星大致处在一条线上。分析下表数据,1千克物体在
“六星”表面所受的重力比地球上的重力大的行星有哪
些? 。
行星名称 水星 金星 火星 木星 天王星 海王星
1千克物体受到的重力/牛 3.6 8.5 3.76 22.9 8.3 11.0
6.在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序,该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的
位移,以使它准确位于轴心上。如图所示,一个质量为M=80 kg、半径为R=0.6 m的金
属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动,用力推动一下大飞轮,
飞轮转动若干周后停止,多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。
(1)根据以上情况,可以初步确定飞轮重心P可能在图中 。
A.轴心正下方的某一位置
B.轴心左侧的某一位置
C.轴心右侧的某一位置
(2)工人在飞轮边缘上的某点E处,焊接上质量为m=0.4kg的金属后,再用力推动飞
轮,当观察到 的现象时,说明飞轮的重心已调整到轴心上了。
拓展延伸
7.演绎式探究——探索宇宙:
(1)牛顿认为,宇宙中任何两个物体之间都存在引力,引力大小122mmFkr引,其中m1、
m2分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离,k=6.67×l0-11 m3/(kg•s2)。可见,当
两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变 。
(2)当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时,绳子对小球有一个向圆心拉
的力,这个力叫做向心力,这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件,宇宙中的星体也是
如此:
子星绕母星(卫星绕行星,行星绕恒星)的运动可以近似地看作是匀
速圆周运动(如图所示),子星受到一个恒定的指向圆心(母星)的向
心力,向心力的大小2vFmr心,其中m为子星质量,v为子星绕母星
匀速运动的速度,r为运动半径(即两星之间的距离),并且,向心力
的大小等于母星对它的引力F引。
已知月球绕地球一周所用的时间为T,地月之间的距离为r,请你推导出地球质量M的
数学表达式。
(3)已知地球到太阳的距离为1.5×l011 m,一年为3.2×l07 s,则太阳的质量为 kg。
参考答案
1.B 【解析】重力和质量成正比,当质量为零时,重力也是零,所以重力和质量的关系图
象是一条过原点的直线。
2.C 【解析】装满细沙的球壳和细沙整体的重心在球心,随着细沙从阀门不断流出,重心
位置不断下降,当细沙流完后,重心又上升,处于球心,故重心的位置先下降后上升,
故C正确。
3.B 【解析】人在行走时,人的重心大约在如图所示位置,为了使人不易向后倾倒,背囊
中的重物到人的重心的竖直线的距离最短,故应把重的物品放在背囊上部。
4.C 【解析】当秒针在“9”点时,重力(是阻力)的力臂最大,此时阻力的作用效果最
大,当电能耗尽而停止走动时,一般停在“9”点。
5.木星 海王星
【解析】根据1 kg物体在地球上受到的重力是9.8 N;比较实验数据可知:重力比9.8 N
大的数据有22.9 N和11.0 N,即1千克物体在“六星”表面所受的重力比地球上的重
力大的行星有:木星、海王星。
6.(1)A (2)每次推动飞轮后,飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置
【解析】(1)重心在最低点时,飞轮才能静止,因每次F都与转轴在同一水平面上,则
说明重心应在轴心的正下方,故选A;(2)如果重心在轴心处,则停止时,飞轮可以停
在任意位置,即F可能出现在任意位置,故答案为:每次推动飞轮后,飞轮边缘上的标
记F可以停在任意位置。
7.(1)小 (2)2324rMkT (3)1.95×1030
【解析】(1)由122mmFkr引知:当两个物体间的距离增大时,它们之间的引力将变小;
(2)向心力222222()(2)4svrrTFmmmmrrrTT心,设月球质量为m,地球质量为M,
月球绕地球做圆周运动的向心力由地球对月球的万有引力提供,即:2224kmMrmrT,
所以2324rMkT;(3)已知:r=1.5×l011m,T=3.2×l07s,k=6.67×l0-11m3/(kg•s2),所
以地球质量232113302113272443.14(1.510m)1.9510kg6.6710m/(kgs)(3.210s)rMkTg。