重力:
定义 |
由于地球的吸引而使物体受到的力 |
大小 |
G=mg |
方向 |
竖直向下 |
作用点 |
物体的重心 |
施力物体 |
地球 |
重力方向的应用 |
重锤线 |
重心 |
重力在物体上的作用点 |
失重:
定义:物体在引力场中自由运动时有质量而不表现重量的一种状态,又称零重力。失重有时泛指零重力和微重力环境。
所谓失重,就是物体不被引力所作用。所谓重力,是物体所受地球的引力的一个分力(大小几乎等于引力)。引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。在失重状态下,人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。
超重:
定义:超重是物体所受限制力(拉力或支持力)大于物体所受重力的现象。
只要物体相对于地球有竖直向上的加速度时,就会产生超重现象
当人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器在加速上升阶段,其中的人和物体处于超重状态,他们对其下方物体的压力是其自身重力的几倍。
定义:重力在物体上的作用点,叫作重心。
重心的位置:
重力在物体上的作用点叫做重心,物体重心的位置和物体的形状、材料以及是否均匀有关。均匀、规则物体的重心在它的几何中心上。物体的重心可能不在物体上,如一个密度均匀的金属环的重心在环所形成圆的圆心上。
说明:重心的位置并不是固定不变的。它随质量的分布变化而变化。如将一块质地均匀的圆铁饼偏离圆心的地方去掉一小块,则铁饼的重心就要发生变化。
悬挂法、支持法找物体重心 1.
悬挂法:如图所示,先在A点把薄板悬挂起来,薄板静止时,所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在C点把薄板悬挂起来,同理知,薄板的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点O就是薄板重心的位置。
2.
支持法:将物体平放,用手或一支铅笔顶起来,耐心调整支持点,直到能将物体水平顶在空中,则支持点就是物体的重心。如:把汤匙放在手指上,仔细调节支撑汤匙的支点,使其在手指上平衡,这时就可知道汤匙的重心就在支点上方,如图所示。
定义:用力的示意图表示重力的大小和方向。
“重力”的图示和示意图:
力的图示和力的示意图都反映了力的三要素,力的图示精确,力的示意图简约。由于重力的方向是竖直向下的,也就是与水平面垂直,所以在画图时,或是找到竖直方向,或是找到水平方向都可以。但不少要求画出重力示意图的习题常有干扰因素出现,致使学生容易产生误解,下面我们看几个这样的例子。
例1:如图1所示,请画出在地面上滚动的足球所受重力的示意图。
解析:这是个滚动的足球,但无论球怎样滚动,它所受重力的方向并没有变,依照水平地面的方向,重力的方向应该垂直水平面向下,画出的示意图如图2所示。本题的干扰因素是“滚动”,容易让人误认为重力的方向是向前的。
例2 :在图2中画出斜面上的物体所受重力的示意图。
解析:物体在斜面上静止,它所受重力的方向仍是竖直向下的,参照水平地面的方向,画出的示意图如图4所示。本题的干扰因素是“斜面”,容易让人误认为重力的方向是与斜面平行的。
例3:小球悬挂在细绳下来回摆动,请画出小球在如图位置时所受绳子拉力F和重力G的示意图。
解析:小球被悬挂在细绳下,并且来回摆动,在如图5所示的位置时,重力的方向仍是竖直向下的,对照竖直向下的垂线,画出重力的示意图如图所示。绳子拉力F一定沿绳子的方向,二者的大小关系不明确,所以只要标上箭头就可以了。该题的干扰因素是“摆动”,容易让人误认为重力的方向是斜向下的。
例4:重为6牛的小球用细线悬挂在天花板上,用力的图示法在图7中画出它所受的重力G。
解析:该题是让画力的图示,首先明确重力作用在球上,所以选取球心作为力的作用点,然后沿着竖直方向向下作一直线,根据重力的大小是6N,选取3N为一标准长度,则在直线上截取2段,表示的就是重力的大小,最后在线段末端标上向下的箭头表示重力的方向即可,如图8所示。
本题是力的图示,画法虽然复杂了些,但题意还是非常明确的。
总之,无论是画重力的图示还是示意图,其方向都是向下的,我们不要被题意中的其他因素所干扰。