探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)

1.器材及作用：（1）通過(guò)懸掛不同個(gè)數(shù)的50 g鉤碼可以改變質(zhì)量的大??；（2）彈簧測(cè)力計(jì)用來(lái)測(cè)懸掛鉤碼的重力。

2.注意事項(xiàng)：（1）彈簧測(cè)力計(jì)使用前，應(yīng)觀察量程和分度值，觀察指針是否指在零刻度線上，若沒(méi)有，則應(yīng)在豎直方向上調(diào)零；（2）測(cè)鉤碼的重力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)保持豎直靜止?fàn)顟B(tài)，使軸線在豎直方向上，待示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)；（3）為得出普遍規(guī)律，應(yīng)測(cè)量多組數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)處理：（1）列表法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即計(jì)算出重力與質(zhì)量的比值，并記錄在表格中；（2）圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即以質(zhì)量m為橫坐標(biāo)、重力G為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，將表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并連接這些點(diǎn)，作出重力大小跟質(zhì)量的關(guān)系圖像。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體所受重力跟它的質(zhì)量成正比，其比值是定值，這個(gè)定值用字母g表示，約等于9.8 N/kg。

實(shí)驗(yàn)拓展

1.若鉤碼質(zhì)量未知，還需用天平測(cè)其質(zhì)量。

2.為了得出普遍性的結(jié)論，要用不同質(zhì)量、不同材料的物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。

3.在描點(diǎn)時(shí)，可能會(huì)有個(gè)別點(diǎn)不在圖線上，主要是因?yàn)樵跍y(cè)量中有誤差。

4.用描點(diǎn)法繪制的G - m圖像不過(guò)原點(diǎn)的原因是彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零。

5.地球上不同位置g值一般有微小差異，一般g值在兩極比在赤道處大，在地勢(shì)低處比在地勢(shì)高處大。通常情況下，我們將g值取為9.8 N/kg。粗略計(jì)算時(shí)，g值取為10 N/kg。

能力提升

例1 小明同學(xué)在探究“重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，得到下表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（1）實(shí)驗(yàn)中，需要的測(cè)量工具包括彈簧測(cè)力計(jì)以及 。

（2）第3次實(shí)驗(yàn)“物體3”的重力如圖1甲（物體處于靜止?fàn)顟B(tài)），根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果填寫上表第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（3）根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：同一物體重力與質(zhì)量的比值為 N/kg。

（4）月球?qū)λ砻娓浇奈矬w也有引力，這個(gè)引力是地球?qū)Φ孛娓浇晃矬w引力的[16]。若一個(gè)連同隨身裝備共90 kg的航天員到達(dá)月球表面，根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)結(jié)果，月球?qū)λ囊κ?N。

（5）小明對(duì)太空中的星球比較感興趣，他從網(wǎng)上查得：甲、乙兩個(gè)星球表面上物體的重力G與其質(zhì)量m的關(guān)系如圖1乙所示。從圖中信息可知，相同質(zhì)量的物體在甲星球表面上的重力 （選填“大于”“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力。

答案：（1）天平 （2）4.9 9.8 （3）9.8 （4）147 （5）大于

綜合實(shí)踐

例2 某實(shí)踐小組在探究“物體所受重力的大小與它的質(zhì)量的關(guān)系”。

【器材】彈簧測(cè)力計(jì)、天平、空桶（1 N）、綠豆或紅豆。

【步驟】選取綠豆或紅豆，測(cè)得多組的質(zhì)量與物重?cái)?shù)據(jù)，并繪制出G-m圖像。

【結(jié)論】圖像是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，由此可知“物體所受重力的大小與它的質(zhì)量成 ”。

【分析】在同一坐標(biāo)內(nèi)，繪出綠豆、紅豆的G-m圖像，如圖2所示，圖像可能是 ，可以判斷重力與物質(zhì)的種類無(wú)關(guān)。（已知ρ綠豆 gt; ρ紅豆）

【延伸】（1）當(dāng)空桶加滿水，指針指在刻度“3”處時(shí)，此空桶的容積為 mL。（g取10 N/kg）

（2）小華在測(cè)力計(jì)的刻度盤上標(biāo)注密度值，制成簡(jiǎn)單而實(shí)用的液體密度秤。密度為“0”刻度應(yīng)標(biāo)在原刻度 N處。當(dāng)容器中加滿某待測(cè)液體時(shí)，指針位置如圖3所示，則“稱”出該液體的密度為

g/cm3。要增大此密度秤的量程，可采取的措施是

（寫出一種即可）。

答案：【結(jié)論】正比 【分析】丙 【延伸】（1）200 （2）1 0.9 減小容器的質(zhì)量

（作者單位：山東省棗莊市薛城區(qū)教學(xué)研究中心）