2.物體重心的位置跟物體的形狀和物體內(nèi)質(zhì)量的分布都有關(guān)系,跟物體的放置情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。只有形狀規(guī)則、質(zhì)量均勻分布的物體的重心才在物體的幾何中心。重心的位置可在物體上,也可以在物體外。
一個(gè)物體的各部分都要受到重力的作用。從效果上看,可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫做物體的重心。
1.重心是重力的等效作用點(diǎn)。引入重心的概念,就把實(shí)際作用于整個(gè)物體各部分的重力用作用于重心的一個(gè)力等效地代替了,于是原來(lái)的整個(gè)物體就可以用一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)代替,從而使研究問(wèn)題大為簡(jiǎn)便。這種方法,在物理學(xué)上叫等效方法。等效方法是研究物理問(wèn)題常用的思維方法,它是在保證效果不變的前提下用一種簡(jiǎn)化的形式來(lái)替代原來(lái)的形式以使研究問(wèn)題方便些。注意:重心并不是重力的實(shí)際作用點(diǎn),也不是物體上最重的一點(diǎn),更不能認(rèn)為地球只吸引物體的這一點(diǎn)。
4.重力的作用點(diǎn):重心。
3.重力的大小由物體的質(zhì)量和所處的地理位置共同決定
①在同一地點(diǎn),重力G與質(zhì)量m成正比;同一物體,在不同地點(diǎn)所受的重力可能不同(隨地理緯度的增加而增大,隨離地高度的增加而減小),不過(guò)這種差異很小,一般在地面附近不太大的范圍內(nèi),可認(rèn)為其重力大小恒定不變。
②重力大小的計(jì)算公式是G=mg.式中m是物體的質(zhì)量,單位用kg;g是一個(gè)與地理位置有關(guān)的量,反映地球?qū)ξ矬w作用力的強(qiáng)弱。(g值隨地理緯度的增加而增大,隨離地面高度的增大而減小)通常情況下(在地球表面附近),取g=9.8N/kg,表示質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是9.8N。
③重力的大小可以用彈簧秤測(cè)出。其依據(jù)的原理是二力平衡條件和力作用的相互性:用懸繩掛著的靜止物體或用靜止的水平支持物支持的物體,對(duì)豎直懸繩的拉力或?qū)λ街С治锏膲毫,大小等于物體受到的重力。特別注意:拉力或壓力與重力大小相等是有條件(平衡)的;且不能認(rèn)為拉力或壓力就是重力,因力的性質(zhì)不同,施力物體和受力物體也不同。
④重力的大小在一般情況下小于地球?qū)ξ矬w的引力大小(學(xué)過(guò)“萬(wàn)有引力”就明白了)。
2.重力的方向總是豎直向下的
豎直向下即垂直于(當(dāng)?shù)氐?水平面向下,沿重錘線向下。物體只在重力作用下從靜止開始下落的方向是豎直向下的。不能將“豎直向下”理解為“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”。重力的方向不一定指向地心。
1.重力的產(chǎn)生
靜止釋放的物體豎直下落。拋出的物體會(huì)落回地面,水會(huì)從高處流向低處,這眾多的事例說(shuō)明地球上的一切物體都受到地球的吸引。重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的。重力也叫重量,常用符號(hào)G表示。
①重力的施力物體是地球,其本質(zhì)是地球?qū)ξ矬w的吸引力,但不能說(shuō)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。
②地球表面附近的一切物體,不論是靜止的,還是運(yùn)動(dòng)的,不論是否與地面接觸,都受重力作用。重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和接觸面情況均無(wú)關(guān)。
(1)按力的性質(zhì)和力的效果分類
①性質(zhì)力:重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等。
②效果力:支持力、壓力、拉力、動(dòng)力、阻力、向心力等。
(2)按作用方式可分為接觸力(如支持力、壓力等)和場(chǎng)力(如重力等)。
(3)按研究對(duì)象可分為內(nèi)力和外力。
(4)按力的關(guān)系可分為:共點(diǎn)力、共面力、平行力、平衡力、作用力與反作用力等。
(5)注意:正確區(qū)分性質(zhì)力和效果力是對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ),也是正確解決力學(xué)問(wèn)題的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)效果命名的不同名稱的力,性質(zhì)可能相同,如壓力和支持力都是彈力性質(zhì)不同的力,可以叫同一個(gè)名稱,如重力、彈力都可使物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),都可叫動(dòng)力,其作用效果可以相同。同一個(gè)力,可以有不同的名稱,如用繩子拉小車前進(jìn),繩子對(duì)小車施以拉力,又叫彈力、動(dòng)力等。
與力的圖示相比,只要求在圖中準(zhǔn)確畫出力的方向,表達(dá)出物體在這個(gè)方向受力即可,不要求準(zhǔn)確畫出力的大小。
3.注意:①箭尾通常畫在力的作用點(diǎn)上。②若在同一個(gè)圖上作出不同的力的圖示,一定要用同一個(gè)標(biāo)度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作,側(cè)重于畫準(zhǔn)力的方向,帶箭頭的線段上沒(méi)有標(biāo)度,線段的長(zhǎng)度只定性表示力的大小。
2.畫力的圖示的步驟
①選定標(biāo)度:畫出某一長(zhǎng)度的線段表示一定大小的力,并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標(biāo)度要適當(dāng)(力的圖示上刻度不能過(guò)少,也不能多而密,要便于作圖計(jì)算),一般標(biāo)度的大小應(yīng)是所圖示的力的1/n,n為除“1”以外的正整數(shù)。
②畫一個(gè)方塊或一個(gè)點(diǎn)表示受力物體,并確定力的作用點(diǎn)。
③從力的作用點(diǎn)開始,沿力的作用方向畫一線段(根據(jù)所選標(biāo)度和力的大小確定線段的長(zhǎng)度),并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。
④在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標(biāo)出表示這個(gè)力的字母或數(shù)值。
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