劉榮剛

重力和質(zhì)量是一對(duì)既有聯(lián)系又有區(qū)別的物理量，探究重力和質(zhì)量的關(guān)系.就是要探究重力和質(zhì)量之間的聯(lián)系和規(guī)律，進(jìn)而應(yīng)用規(guī)律解決問題，

例題某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在探究物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系時(shí).進(jìn)行了如下的思考和探究，請(qǐng)結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)情況回答下列問題.

1.小組中的小明想探究影響物體所受重力大小的因素，請(qǐng)你給他提出一個(gè)適合探究的問題.

提出的問題：____

分析：提出問題是解決問題的前提.由于不同人的生活經(jīng)驗(yàn)不同，提出的問題可能不同，但都應(yīng)緊密結(jié)合物理知識(shí)，提出的問題能夠用現(xiàn)有的儀器驗(yàn)證真?zhèn)?，本題可提出問題：物體所受重力大小與什么因素有關(guān)？或重力的大小與質(zhì)量是什么關(guān)系？

2.針對(duì)小明提出的問題，你能提出哪些猜想？

分析：猜想和假設(shè)要緊扣主題，直截了當(dāng)，本題中由于小明想探究影響物體所受重力大小的因素，所以重在回答“影響因素”.而不是其他，所以可以假設(shè)：物體所受重力大小可能受物體形狀影響，物體所受重力大小可能受物體質(zhì)量影響，物體所受重力大小可能受物體位置影響等，如果提出的問題是：重力的大小和質(zhì)量有什么關(guān)系？則可以猜想如下：重力的大小與質(zhì)量可能成正比：重力的大小隨質(zhì)量的增大而增大等，這里面的差別請(qǐng)大家仔細(xì)體會(huì)，不要提出的問題和猜想不一致.猜想和假設(shè)要能直接回答提出的問題.

3.為了驗(yàn)證物體所受重力大小可能與物體質(zhì)量有關(guān)，小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：

實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)，相同的鉤碼若干，

①測(cè)出1個(gè)鉤碼所受重力的大??；②測(cè)出2個(gè)鉤碼所受重力的大??；③測(cè)出3個(gè)鉤碼受重力的大小.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：______

分析：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是將猜想具體化，借助具體的儀器和手段，進(jìn)行計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)，判斷前面的假設(shè)和猜想與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否一致.從而得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或規(guī)律.本題中，物體所受的重力與物體質(zhì)量的關(guān)系是：物體所受的重力隨質(zhì)量的增大而增大.

4.小明用天平、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)探究物體所受重力跟物體質(zhì)量大小的關(guān)系.測(cè)量記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示.

實(shí)驗(yàn)前，小明要觀察彈簧測(cè)力計(jì)的____、

及指針是否指到零刻度線.

（1）某次測(cè)量中，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)如圖1所示，請(qǐng)你將彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)填人表1空格中.

（2）由實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是：

（3）在用天平稱量鉤碼質(zhì)量時(shí)，要注意使用天平之前，應(yīng)該使游碼停留在_______位置，

分析：本階段圍繞實(shí)驗(yàn)中儀器的使用、讀數(shù)、結(jié)論展開，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器使用是否規(guī)范.誤差大小，數(shù)據(jù)讀取是否正確等直接影響結(jié)論的準(zhǔn)確性，甚至影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，本題中，使用彈簧測(cè)力計(jì)，應(yīng)先觀察它的量程、分度值并調(diào)零；使用天平，應(yīng)先調(diào)節(jié)天平平衡，注意將游碼移至零刻度位置.圖1中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2N.分析表1中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：物體受到的重力與物體的質(zhì)量成正比（或物體質(zhì)量越大，所受的重力越大；或物體受到的重力與物體的質(zhì)量的比值是定值：或物體受到的重力與物體的質(zhì)量的比值是10）.

5.結(jié)合表1的數(shù)據(jù)，作出重力隨質(zhì)量變化的圖象，分析圖象，你認(rèn)為重力與質(zhì)量之間有什么關(guān)系？

分析：處理數(shù)據(jù)的方法有很多，如列表法、圖象法、函數(shù)法等，目的就是用高度概括的方法表達(dá)出物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律，數(shù)形結(jié)合不只是數(shù)學(xué)方法，也是物理方法，具體方法是：用5組數(shù)據(jù)在圖象中描點(diǎn)并繪出圖線.如圖2.觀察發(fā)現(xiàn)，圖象是過原點(diǎn)的一條直線，得出結(jié)論：物體受到的重力與物體的質(zhì)量成正比.

6.實(shí)驗(yàn)后，物理小組進(jìn)行了反思與交流.組長(zhǎng)發(fā)言說：“我們知道，g值反映了重力與質(zhì)量的關(guān)系，而實(shí)際上在地球上不同的位置，g的值并不是一個(gè)定值.通過查資料我知道：一般在地球的赤道附近g值最小，越靠近兩極g值越大.”根據(jù)組長(zhǎng)的發(fā)言，為了比較準(zhǔn)確地測(cè)定某個(gè)城市位置的g值，請(qǐng)你完成測(cè)量方案的相關(guān)項(xiàng)目.

（1）需要用到的器材是：____

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄表，并寫上要測(cè)量的物理量（名稱、符號(hào)和單位）.

（3）寫出數(shù)據(jù)的處理方法.

分析：我們知道物體所受重力與物體的質(zhì)量有關(guān).質(zhì)量大的物體受到的重力大.但同時(shí)也應(yīng)看到：重力的大小不是一成不變的，在不同情況下有些細(xì)微變化.例如，離地面的高度增加時(shí)，地球?qū)ξ矬w的吸引力會(huì)減小，物體受到的重力會(huì)減?。挥捎诘厍蚴浅嗟缆怨?、兩極稍扁的橢球體，所以同一物體在緯度越高的地方，所受重力會(huì)越大.同一物體從月球到地球，它的質(zhì)量不變，但由于它在月球上受到的吸引力比在地球上要小，所以所受重力變小.故本題測(cè)量方案所需器材為彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表如表2（只要有鉤碼質(zhì)量和鉤碼所受重力兩項(xiàng)即可1。