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18. 小宇在探究“重力的大小与质量的关系”时，利用如图甲所示的装置进行实验。
(1)在此实验中，需要的测量工具是弹簧测力计和
(2)测量物体重力前，除了观察弹簧测力计的测量范围和分度值外，还应将弹簧测力计在竖直方向
(3)测量物体的重力时，应将物体挂在弹簧测力计的下端，并让它处于
(4)图乙是小宇根据测量数据绘制的图像，由图像可知：
(5)建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定墙壁是否竖直，图丙所示的是水平仪放置在窗台上时的情形，则该窗台
(1)在此实验中，需要的测量工具是弹簧测力计和
天平
。(2)测量物体重力前，除了观察弹簧测力计的测量范围和分度值外，还应将弹簧测力计在竖直方向
调零
，接着要轻轻拉动弹簧测力计挂钩，确保没有卡壳等现象。(3)测量物体的重力时，应将物体挂在弹簧测力计的下端，并让它处于
静止
状态，这时弹簧测力计的示数等于物体的重力大小，使弹簧测力计中弹簧伸长的力是物体对弹簧的拉力
(选填“物体的重力”或“物体对弹簧的拉力”)。(4)图乙是小宇根据测量数据绘制的图像，由图像可知：
物体所受的重力跟它的质量成正比
。(5)建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定墙壁是否竖直，图丙所示的是水平仪放置在窗台上时的情形，则该窗台
右侧
(选填“左侧”或“右侧”)偏低。答案
18. (1)天平 (2)调零
(3)静止 物体对弹簧的拉力
(4)物体所受的重力跟它的质量成正比 (5)右侧
(3)静止 物体对弹簧的拉力
(4)物体所受的重力跟它的质量成正比 (5)右侧
解析
【分析】
本题是探究“重力的大小与质量的关系”的实验题，需结合实验原理、仪器使用、实验结论及重力的相关知识逐一分析：
1. 第(1)问：实验目的是探究重力与质量的关系，需要测量物体的质量和重力，测重力用弹簧测力计，测质量的工具是天平，由此确定所需器材。
2. 第(2)问：弹簧测力计使用前需调零，由于是竖直方向测量重力，所以要在竖直方向进行调零，同时检查是否卡壳，保证测量准确。
3. 第(3)问：测量重力时，物体静止时，弹簧测力计的拉力与物体重力是平衡力，大小相等；弹簧伸长是受到物体对它的拉力作用，明确施力物体是物体，而非物体的重力。
4. 第(4)问：观察图乙的G-m图像，是过原点的倾斜直线，说明重力随质量的增大而均匀增大，二者成正比关系。
5. 第(5)问：铅垂线利用重力方向竖直向下的特点，铅垂线偏向哪一侧，说明哪一侧的位置更低，据此判断窗台高低。
【解析】
(1) 探究重力与质量的关系，需要测量物体的质量和重力，测量质量的工具是天平，故填天平。
(2) 弹簧测力计使用前，除观察量程和分度值外，还需在竖直方向调零，确保初始示数为0，保证测量准确。
(3) 测量物体重力时，物体处于静止状态，此时弹簧测力计对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以弹簧测力计的示数等于物体重力；使弹簧伸长的力是物体对弹簧的拉力，因为弹簧受到物体的拉力才会发生形变。
(4) 由图乙可知，G-m图像是一条过原点的倾斜直线，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。
(5) 铅垂线的方向是竖直向下的，图丙中铅垂线偏向右侧，说明窗台右侧偏低。
【答案】
(1) 天平
(2) 调零
(3) 静止；物体对弹簧的拉力
(4) 物体所受的重力跟它的质量成正比
(5) 右侧
【知识点】
重力与质量的关系、弹簧测力计的使用、重力的方向
【点评】
本题是重力相关的基础实验题，涵盖实验器材选择、仪器使用规范、实验结论推导及重力方向的实际应用，注重对实验细节和基础知识的考查，帮助学生深化对重力与质量关系的理解。
【难度系数】
0.8
本题是探究“重力的大小与质量的关系”的实验题，需结合实验原理、仪器使用、实验结论及重力的相关知识逐一分析：
1. 第(1)问：实验目的是探究重力与质量的关系，需要测量物体的质量和重力，测重力用弹簧测力计，测质量的工具是天平，由此确定所需器材。
2. 第(2)问：弹簧测力计使用前需调零，由于是竖直方向测量重力，所以要在竖直方向进行调零，同时检查是否卡壳，保证测量准确。
3. 第(3)问：测量重力时，物体静止时，弹簧测力计的拉力与物体重力是平衡力，大小相等；弹簧伸长是受到物体对它的拉力作用，明确施力物体是物体，而非物体的重力。
4. 第(4)问：观察图乙的G-m图像，是过原点的倾斜直线，说明重力随质量的增大而均匀增大，二者成正比关系。
5. 第(5)问：铅垂线利用重力方向竖直向下的特点，铅垂线偏向哪一侧，说明哪一侧的位置更低，据此判断窗台高低。
【解析】
(1) 探究重力与质量的关系，需要测量物体的质量和重力，测量质量的工具是天平，故填天平。
(2) 弹簧测力计使用前，除观察量程和分度值外，还需在竖直方向调零，确保初始示数为0，保证测量准确。
(3) 测量物体重力时，物体处于静止状态，此时弹簧测力计对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以弹簧测力计的示数等于物体重力；使弹簧伸长的力是物体对弹簧的拉力，因为弹簧受到物体的拉力才会发生形变。
(4) 由图乙可知，G-m图像是一条过原点的倾斜直线，说明物体所受的重力跟它的质量成正比。
(5) 铅垂线的方向是竖直向下的，图丙中铅垂线偏向右侧，说明窗台右侧偏低。
【答案】
(1) 天平
(2) 调零
(3) 静止；物体对弹簧的拉力
(4) 物体所受的重力跟它的质量成正比
(5) 右侧
【知识点】
重力与质量的关系、弹簧测力计的使用、重力的方向
【点评】
本题是重力相关的基础实验题，涵盖实验器材选择、仪器使用规范、实验结论推导及重力方向的实际应用，注重对实验细节和基础知识的考查，帮助学生深化对重力与质量关系的理解。
【难度系数】
0.8
19. 如图甲所示，月面巡视探测器（月球车）是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器，具备“地 - 月”遥控能力，有独立驱动的六轮摇臂式行走系统，高 1.1 m，在地球上时的重力为 $ 1.4 × 10^{3} $ N，图乙是月球表面附近物体的重力 $ G $ 与其质量 $ m $ 之间的关系图像。求：
（1）月球车的质量是多少？
（2）月球车被送到月球上后所受的重力是多少？
（3）某举重运动员在地球上时，最多可举起 136 kg 的杠铃。若该运动员登上月球，且运动员的最大举力不变，则该运动员在月球上最多可举起杠铃的质量是多少？
（1）月球车的质量是多少？
（2）月球车被送到月球上后所受的重力是多少？
（3）某举重运动员在地球上时，最多可举起 136 kg 的杠铃。若该运动员登上月球，且运动员的最大举力不变，则该运动员在月球上最多可举起杠铃的质量是多少？
答案
19. (1)月球车的质量：
$m_{1}=\dfrac{G_{1}}{g_{地}}=\dfrac{1.4× 10^{3}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
(2)由图乙可得，月球上的重力与质量的比值：
$g_{月}=\dfrac{G_{月}}{m_{月}}=\dfrac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$；
月球车在月球上受到的重力：
$G_{2}=m_{1}g_{月}=140\ \mathrm{kg}× 1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=238\ \mathrm{N}$。
(3)该运动员在地球表面的最大举力：
$F=G_{3}=mg_{地}=136\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=1\ 360\ \mathrm{N}$，
该运动员在月球上最多可举起的物体的质量：
$m_{3}=\dfrac{G_{3}}{g_{月}}=\dfrac{1\ 360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
$m_{1}=\dfrac{G_{1}}{g_{地}}=\dfrac{1.4× 10^{3}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
(2)由图乙可得，月球上的重力与质量的比值：
$g_{月}=\dfrac{G_{月}}{m_{月}}=\dfrac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$；
月球车在月球上受到的重力：
$G_{2}=m_{1}g_{月}=140\ \mathrm{kg}× 1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=238\ \mathrm{N}$。
(3)该运动员在地球表面的最大举力：
$F=G_{3}=mg_{地}=136\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=1\ 360\ \mathrm{N}$，
该运动员在月球上最多可举起的物体的质量：
$m_{3}=\dfrac{G_{3}}{g_{月}}=\dfrac{1\ 360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】
1. 第一问：质量是物体的固有属性，不随位置改变。已知月球车在地球上的重力，根据地球表面的重力公式$G=mg$，变形为$m=\frac{G}{g}$，代入数据即可求出月球车的质量。
2. 第二问：先从图乙的$G-m$图像中选取一组对应数据，利用$g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}$计算出月球表面的重力与质量的比值；再结合第一问求出的月球车质量，根据$G=mg_{月}$计算月球车在月球上受到的重力。
3. 第三问：运动员的最大举力不随位置改变，先根据地球表面的重力公式算出运动员在地球上的最大举力，再利用月球上的重力公式变形，求出该举力在月球上能举起的杠铃质量。
【解析】
(1) 已知月球车在地球上的重力$G_{1}=1.4×10^{3}\ \mathrm{N}$，取地球表面的重力加速度$g_{地}=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$G=mg$变形可得月球车的质量：
$m_{1}=\dfrac{G_{1}}{g_{地}}=\dfrac{1.4× 10^{3}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
(2) 从图乙中选取数据：当$m_{月}=8\ \mathrm{kg}$时，$G_{月}=13.6\ \mathrm{N}$，计算月球表面的重力与质量的比值：
$g_{月}=\dfrac{G_{月}}{m_{月}}=\dfrac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$；
质量不随位置改变，月球车质量仍为$140\ \mathrm{kg}$，则月球车在月球上受到的重力：
$G_{2}=m_{1}g_{月}=140\ \mathrm{kg}× 1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=238\ \mathrm{N}$。
(3) 运动员在地球上的最大举力等于136kg杠铃在地球上的重力，即：
$F=G_{3}=m_{地}g_{地}=136\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=1360\ \mathrm{N}$；
运动员的最大举力不变，在月球上该举力等于杠铃的重力，根据$G=mg$变形可得月球上能举起的杠铃质量：
$m_{3}=\dfrac{F}{g_{月}}=\dfrac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{140\ \mathrm{kg}}$
(2) $\boldsymbol{238\ \mathrm{N}}$
(3) $\boldsymbol{800\ \mathrm{kg}}$
【知识点】
重力与质量的关系，质量的属性，图像信息提取
【点评】
本题结合月球车的实际情境，考查重力公式的灵活应用，需从图像提取有效信息，理解质量的固有属性和举力的不变性是解题关键。
【难度系数】
0.7
1. 第一问：质量是物体的固有属性，不随位置改变。已知月球车在地球上的重力，根据地球表面的重力公式$G=mg$，变形为$m=\frac{G}{g}$，代入数据即可求出月球车的质量。
2. 第二问：先从图乙的$G-m$图像中选取一组对应数据，利用$g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}$计算出月球表面的重力与质量的比值；再结合第一问求出的月球车质量，根据$G=mg_{月}$计算月球车在月球上受到的重力。
3. 第三问：运动员的最大举力不随位置改变，先根据地球表面的重力公式算出运动员在地球上的最大举力，再利用月球上的重力公式变形，求出该举力在月球上能举起的杠铃质量。
【解析】
(1) 已知月球车在地球上的重力$G_{1}=1.4×10^{3}\ \mathrm{N}$，取地球表面的重力加速度$g_{地}=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$G=mg$变形可得月球车的质量：
$m_{1}=\dfrac{G_{1}}{g_{地}}=\dfrac{1.4× 10^{3}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
(2) 从图乙中选取数据：当$m_{月}=8\ \mathrm{kg}$时，$G_{月}=13.6\ \mathrm{N}$，计算月球表面的重力与质量的比值：
$g_{月}=\dfrac{G_{月}}{m_{月}}=\dfrac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$；
质量不随位置改变，月球车质量仍为$140\ \mathrm{kg}$，则月球车在月球上受到的重力：
$G_{2}=m_{1}g_{月}=140\ \mathrm{kg}× 1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=238\ \mathrm{N}$。
(3) 运动员在地球上的最大举力等于136kg杠铃在地球上的重力，即：
$F=G_{3}=m_{地}g_{地}=136\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=1360\ \mathrm{N}$；
运动员的最大举力不变，在月球上该举力等于杠铃的重力，根据$G=mg$变形可得月球上能举起的杠铃质量：
$m_{3}=\dfrac{F}{g_{月}}=\dfrac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{140\ \mathrm{kg}}$
(2) $\boldsymbol{238\ \mathrm{N}}$
(3) $\boldsymbol{800\ \mathrm{kg}}$
【知识点】
重力与质量的关系，质量的属性，图像信息提取
【点评】
本题结合月球车的实际情境，考查重力公式的灵活应用，需从图像提取有效信息，理解质量的固有属性和举力的不变性是解题关键。
【难度系数】
0.7
