初中物理测量重力的方法:
1. 悬挂法:用一个弹簧秤悬挂待测物体,逐渐增加悬挂的个数,使弹簧秤的读数等于重力。
2. 支撑法:用一个支架将待测物体支撑起来,调节支架的高度,待物体平衡时,读出支架的支持力。
相关例题:
【例题1】一个物体在地球上的重力为20N,把它放在太空飞船中,使其在太空飞船中受到的地球万有引力变为原来的1/2,求此时该物体的重力及受到的重力加速度。
【分析】
太空飞船中物体处于完全失重状态,物体对支持物的压力为零,不能使用悬挂法测重力。根据万有引力定律列式求解。
解:由万有引力定律得:$G\frac{Mm}{R^{2}} = mg$
太空飞船中物体处于完全失重状态,物体对支持物的压力为零,物体与支持物间无弹力作用,物体对支持物的压力等于重力,即$G = mg^{\prime}$
所以$g^{\prime} = \frac{1}{2}g = \frac{GM}{R^{2}}$
【例题2】一个质量为$m$的物体放在电梯的顶部,当电梯以加速度$a$匀加速上升时,求物体的重力大小和方向。
【分析】
物体随电梯一起匀加速上升,加速度方向向上,根据牛顿第二定律求解物体的重力大小和方向。
解:根据牛顿第二定律得:$F_{合} = ma$
其中$F_{合} = mg - F_{N}$
由于物体处于超重状态,所以$F_{N} > mg$
所以物体的重力大小为$mg - F_{N}$,方向竖直向下。
初中物理测量重力方法:
1. 原理:根据重力与质量的关系,G=mg,其中m为物体的质量,g为常数。
2. 工具:天平(测量质量)、弹簧测力计(测量重力)。
3. 步骤:使用弹簧测力计提起物体,读取刻度值,即可得到重力。
相关例题:
某同学用弹簧测力计测量一物体的重力,如下图所示,图中指针在“0.4N”的刻度上,则物体的重力为______N。
图1
解:由图可知,弹簧测力计的分度值为0.05N,指针在“0.4N”的刻度上,所以物体的重力为$G = 0.4N + 0.3N = 0.7N$。
故答案为:$0.7$。
在读弹簧测力计的示数时,要明确分度值,再读数。同时注意区分弹簧测力计的示数与重力的大小关系。
初中物理测量重力的一般方法是使用弹簧测力计。首先,将弹簧测力计竖直悬挂,调整零点,确保测力计正常工作。接着,将待测物体挂在测力计下,读取测力计的示数F,这就是物体的重力。
常见问题包括:
1. 为什么使用弹簧测力计测量重力?
答:使用弹簧测力计测量重力可以直观地了解物体重力的数值,同时也可以检验弹簧测力计是否正常工作。
2. 能否用弹簧测力计测量一个未悬挂的物体的重力?
答:不能。弹簧测力计的用途是测量物体在重力作用下的拉力,因此只有当物体处于悬挂状态且施加拉力时,才能用弹簧测力计测量其重力。
3. 在测量重力时,如何避免误差?
答:为了避免误差,可以多次测量取平均值,或者选择质量较重的物体进行测量。质量大的物体受到的重力更明显,测量结果更准确。
4. 能否用其他工具或方法测量重力?
答:除了使用弹簧测力计测量重力外,还可以通过计算天平读数来间接测量重力。例如,已知物体在天平上的质量,可以利用万有引力公式计算重力。但这种方法需要已知物体的其他相关信息,如密度等。
以下是一道例题:
某同学用弹簧测力计测量一个苹果的重力。他先把弹簧测力计调整到零点,然后将苹果挂在测力计下。当苹果静止时,他读出的数值为$3.5N$,则该苹果的重力为多少?
答案:根据题意,苹果的重力为$3.5N$。这是因为苹果受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力而处于平衡状态,根据二力平衡条件,重力大小等于拉力大小,即$G = F = 3.5N$。
