探究重力的大小跟质量的关系

实验要点

1.器材及作用：（1）通过悬挂不同个数的50 g钩码可以改变质量的大小；（2）弹簧测力计用来测悬挂钩码的重力。

2.注意事项：（1）弹簧测力计使用前，应观察量程和分度值，观察指针是否指在零刻度线上，若没有，则应在竖直方向上调零；（2）测钩码的重力时，弹簧测力计应保持竖直静止状态，使轴线在竖直方向上，待示数稳定后再读数；（3）为得出普遍规律，应测量多组数据。

3.数据处理：（1）列表法处理实验数据，即计算出重力与质量的比值，并记录在表格中；（2）图像法处理实验数据，即以质量m为横坐标、重力G为纵坐标建立坐标系，将表中的数据在坐标系中描点并连接这些点，作出重力大小跟质量的关系图像。

4.实验结论：物体所受重力跟它的质量成正比，其比值是定值，这个定值用字母g表示，约等于9.8 N/kg。

实验拓展

1.若钩码质量未知，还需用天平测其质量。

2.为了得出普遍性的结论，要用不同质量、不同材料的物体进行多次实验。

3.在描点时，可能会有个别点不在图线上，主要是因为在测量中有误差。

4.用描点法绘制的G - m图像不过原点的原因是弹簧测力计未调零。

5.地球上不同位置g值一般有微小差异，一般g值在两极比在赤道处大，在地势低处比在地势高处大。通常情况下，我们将g值取为9.8 N/kg。粗略计算时，g值取为10 N/kg。

能力提升

例1 小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，得到下表的实验数据。

（1）实验中，需要的测量工具包括弹簧测力计以及 。

（2）第3次实验“物体3”的重力如图1甲（物体处于静止状态），根据实验结果填写上表第3次实验数据。

（3）根据上面实验结果可知：同一物体重力与质量的比值为 N/kg。

（4）月球对它表面附近的物体也有引力，这个引力是地球对地面附近同一物体引力的[16]。若一个连同随身装备共90 kg的航天员到达月球表面，根据上面实验结果，月球对他的引力是 N。

（5）小明对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力G与其质量m的关系如图1乙所示。从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力 （选填“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

综合实践

例2 某实践小组在探究“物体所受重力的大小与它的质量的关系”。

【器材】弹簧测力计、天平、空桶（1 N）、绿豆或红豆。

【步骤】选取绿豆或红豆，测得多组的质量与物重数据，并绘制出G-m图像。

【结论】图像是一条经过原点的直线，由此可知“物体所受重力的大小与它的质量成 ”。

【分析】在同一坐标内，绘出绿豆、红豆的G-m图像，如图2所示，图像可能是 ，可以判断重力与物质的种类无关。（已知ρ绿豆 gt; ρ红豆）

【延伸】（1）当空桶加满水，指针指在刻度“3”处时，此空桶的容积为 mL。（g取10 N/kg）

（2）小华在测力计的刻度盘上标注密度值，制成简单而实用的液体密度秤。密度为“0”刻度应标在原刻度 N处。当容器中加满某待测液体时，指针位置如图3所示，则“称”出该液体的密度为

g/cm3。要增大此密度秤的量程，可采取的措施是

（写出一种即可）。

答案：【结论】正比 【分析】丙 【延伸】（1）200 （2）1 0.9 减小容器的质量

（作者单位：山东省枣庄市薛城区教学研究中心）