探究重力的大小跟質(zhì)量的關系

實驗要點

1.器材及作用：（1）通過懸掛不同個數(shù)的50 g鉤碼可以改變質(zhì)量的大??；（2）彈簧測力計用來測懸掛鉤碼的重力。

2.注意事項：（1）彈簧測力計使用前，應觀察量程和分度值，觀察指針是否指在零刻度線上，若沒有，則應在豎直方向上調(diào)零；（2）測鉤碼的重力時，彈簧測力計應保持豎直靜止狀態(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，應測量多組數(shù)據(jù)。

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

4.實驗結論：物體所受重力跟它的質(zhì)量成正比，其比值是定值，這個定值用字母g表示，約等于9.8 N/kg。

實驗拓展

1.若鉤碼質(zhì)量未知，還需用天平測其質(zhì)量。

2.為了得出普遍性的結論，要用不同質(zhì)量、不同材料的物體進行多次實驗。

3.在描點時，可能會有個別點不在圖線上，主要是因為在測量中有誤差。

4.用描點法繪制的G - m圖像不過原點的原因是彈簧測力計未調(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，在地勢低處比在地勢高處大。通常情況下，我們將g值取為9.8 N/kg。粗略計算時，g值取為10 N/kg。

能力提升

例1 小明同學在探究“重力的大小跟質(zhì)量的關系”實驗中，得到下表的實驗數(shù)據(jù)。

（1）實驗中，需要的測量工具包括彈簧測力計以及 。

（2）第3次實驗“物體3”的重力如圖1甲（物體處于靜止狀態(tài)），根據(jù)實驗結果填寫上表第3次實驗數(shù)據(jù)。

（3）根據(jù)上面實驗結果可知：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，這個引力是地球?qū)Φ孛娓浇晃矬w引力的[16]。若一個連同隨身裝備共90 kg的航天員到達月球表面，根據(jù)上面實驗結果，月球?qū)λ囊κ?N。

（5）小明對太空中的星球比較感興趣，他從網(wǎng)上查得：甲、乙兩個星球表面上物體的重力G與其質(zhì)量m的關系如圖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

綜合實踐

例2 某實踐小組在探究“物體所受重力的大小與它的質(zhì)量的關系”。

【器材】彈簧測力計、天平、空桶（1 N）、綠豆或紅豆。

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

【結論】圖像是一條經(jīng)過原點的直線，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)的種類無關。（已知ρ綠豆 gt; ρ紅豆）

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

（2）小華在測力計的刻度盤上標注密度值，制成簡單而實用的液體密度秤。密度為“0”刻度應標在原刻度 N處。當容器中加滿某待測液體時，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)教學研究中心）