北方課堂重力專題

北方老師原創

一、重力的概念

(1)重力是地球上的物體由于地球的吸引而受到的力，用字母G表示。

(2)重力是最常見的一種力,地球上的一切物體都要受到重力作用,其施力物體是地球,受力物體是地球上所有物體。

Ø 重力的本質來源是地球的引力。

Ø 重力是一個表觀的概念，是物體随地球一起轉動時受到地球的引力。

Ø 重力等于物體受地球的引力和随地球繞軸轉動所需向心力的矢量差。

Ø 重力的方向總是豎直向下的。（不是垂直向下）

Ø 重力是由于地球的吸引産生的，但不能說重力就是地球的引力。

二、重力的大小

(1)物體所受重力的大小與它的質量成正比。計算公式為:G=mg其中G表示重力,單位為牛,符号為N;m表示質量,單位為千克符号為kg。g為重力常數,數值約為9.8,單位為N/kg,在粗略計算時,g可以取10N/kg。重力作用在物體上的作用點叫重心。

(2)重力的大小可以用彈簧測力計來進行測量。測量時把物體挂在豎直放置的彈簧測力計的挂鈎上,當物體靜止時,根據二力平衡條件的原理可知,彈簧測力計的示數等于物體所受重力的大小。

(3)重力随着緯度大小改變而改變。

三、重力的方向

(1)重力的方向總是豎直向下的(即任何時候都垂直于水平面)。根據這一原理可以制成重垂線來檢查牆壁的面是否豎直或工作台面是否水平。

(2)重力在物體上的作用點稱為重心。它與物體的形狀及密度分布有關。質量分布均勻、形狀規則的物體,重心在其幾何中心上,如球體的重心在球心,長方體的重心在體對角線的交點上。對于密度均勻、形狀不規則的物體,其重心可以采用懸挂法或支撐法來确定。在對物體進行受力分析時,習慣上把力的作用點都集中畫在重心處。

四、重力的誤區

(1)重力與質量

①把質量和重力的定義混淆,認為質量就是重力,造成單位kg和N混用,甚至有1kg=9.8N的錯誤寫法;

②把質量和重力的性質混淆,認為質量和重力一樣,當物體的位置發生改變時,質量和重力要麼都會改變或要麼都不變,尤其是錯誤地認為物體的質量和所受的重力在月球上都會變小;

③把兩者的因果關系相互倒置,将重力和質量的關系說成是物體的質量和重力成正比。例如物體所受重力越大,其質量越大。

(2)重力與壓力

常見的錯誤是認為“壓力就是重力”或說“壓力是由重力産生的”、重力越大,滑動摩擦力越大”以及“重力越大,壓力的作用效果越明顯”等。為了讓同學們對這兩個力有更深刻的認識,可以從如下五個方面進行辨别

①從力的性質上看:壓力屬于彈力性質,而重力則屬于引力性質,是由地球的吸引而使物體受到的力

②從施力物體來看:壓力的施力物體是相互擠壓的物體,而重力的施力物體是地球;

③從力的作用來看:壓力作用在發生相互擠壓的兩個物體的接觸面上,而重力的作用點是物體的重心;

④從力的方向上看:壓力的方向總是與接觸面垂直并指向受壓物體,而重力的方向總是豎直向下,并與水平方向垂直指向地心;

⑤從力的大小來看:重力的大小用公式G=mg來計算,當g

定時,其大小取決于物體質量的大小,而壓力的大小取決于兩個物體相互擠壓、發生形變的情況,不一定與重力有關,有時壓力與重力有關,例如木塊對水平桌面的壓力,這時壓力大小等于木塊的重力,F=G。

五.重心介紹

重力在物體上的作用點叫做重心 。地球對物體的重力，好像就是從這一點向下拉物體。若用其他物體來支持着重心，物體就能保持平衡。

質地均勻、外形規則的物體的重心，在他的幾何中心上，例如粗細均勻的棒的重心在他的中點；球的重心在球心；方形薄闆的重心在兩條對角線的交點。

但是，重心不一定在重物上。

物體的重心位置，質量均勻分布的物體（均勻物體），重心的位置隻跟物體的形狀有關。有規則形狀的物體，它的重心就在幾何中心上，例如，均勻細直棒重心在棒的中點，均勻球體的重心在球心，均勻圓柱的重心在軸線的中點。不規則物體的重心，可以用懸挂法來确定。物體的重心,不一定在物體上。

質量分布不均勻的物體，重心的位置除跟物體的形狀有關外，還跟物體内質量的分布有關。載重汽車的重心随着裝貨多少和裝載位置而變化，起重機的重心随着提升物體的重量和高度而變化。

重心位置在工程上有相當重要的意義。例如起重機在工作時，重心位置不合适，就容易翻倒；高速旋轉的輪子，若重心不在轉軸上，就會引起激烈的振動。增大物體的支撐面，降低它的重心，有助于提高物體的穩定程度。

1折疊重心的影響因素

規則幾何物體∶重心在幾何中心上或幾何中心内

不規則幾何物體∶

a、物體形狀

b、質量的分布

此外，同一個物體重力的大小與所處的緯度有關。因為一切物體在地球上與地球一起運動，這個運動可以近似看成勻速圓周運動。物體作勻速圓周運動需要向心力，既一個繞地軸轉動的力。而緯度低的地方所需向心力大，緯度高的地方所需向心力小。

2重力方向的應用

（1）重垂線：檢查物體是否與地球重力垂直。

（2）水平儀：檢查桌面或窗台是否水平。

（3）力的三要素：大小、方向、作用點。

（4）物體所受重力跟它的質量成正比，其比值是定值，約等于9.8N/kg，在精确度要求不高的情況下可取值為10N/kg。

（5）重力的方向總是豎直向下的（注意是豎直，不是垂直）。