重力

重力(gravity)的概念


重力的定义:

    地球附近一切物体都受到地球的吸引,这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力

重力的表达式:

    G=mg;其中m为物体的质量,g为地球表面的重力加速度

重力的方向:

    重力的方向是竖直向下,而不是指向地心,也不是垂直向下。

重力的作用点:

    一个物体的各个部分都受到重力作用,从效果看,可以认为各部分受到的重力作用于一点,称之为重心

    1、重心,是在重力场中,物体处于任何方位时所有各组成质点的重力的合力都通过的那一点,相当于整个物体受力的等效作用点规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心

    2、不规则物体的重心,可以用悬挂法来确定。质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关

    3、载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化,起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。

    4、物体的重心,不一定在物体上,例如圆形的铁丝,重力在圆心,不在铁丝上。

重力与万有引力的关系


    实际上重力G只是万有引力F的一个分力(具体分析参看图所示)。

    对地球表面上的物体,受到地球的万有引力,从效果上看,一个分力是使物体随地球自转的向心力F。F比G小很多;另一个分力就是重力,重力的大小与物体的质量成正比。

    三者的运算关系满足矢量的运算法则;也就是说重力等于万有引力与向心力的矢量差。

    因为物体随地球自转的向心力F比重力G小很多,可以认为重力近似等于万有引力

    只有在两极的物体,所受的重力等于万有引力;原因是,南北极点物体不随着地球旋转,向心力为零

    在地球上不同纬度的物体,由于其做匀速圆周运动是在垂直于地轴的平面内,向心力也在平面内,指向地轴。所以重力的方向不是指向地球中心的。所以用"竖直向下"来表述重力的方向。

重力大小与那些因素有关

     1、同一地点,物体的重力与物体的质量成正比。G=gm。

在同一地点,重力大小G=mg。其中m是物体的质量,g是重力加速度。

     2、同一质量的物体,在地球不同纬度受到重力不同。

    首先,由于地球不是标准的球形,而是两极略扁的椭圆体。因此"距离地心近"的两极万有引力大一些,自然重力加速度也较大。

    另外地球上的物体随地球做圆周运动,不同纬度的物体的半径不同,向心力不同,安装平行四边形法则,纬度增加,向心力减小,重力变大。在两极向心力为零,受重力最大,而赤道上的物体做圆周运动的半径最大,因此同一物体所受重力最小。

    3、同一质量的物体,在同一地点不同海拔受到重力不同。

    因为海拔升高,万有引力作用的两个物体距离增加,万有引力减小,重力也相应减小。

    上述的第2和第3条,实际上是物体重力变化,但是质量没变,故物体的重力加速的g也是变化了的。

超重与失重

timshisiz.jpg

超重和失重的定义:

    1. 超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于物体所受重力的现象叫做超重。

    2. 失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)小于物体所受重力的现象叫做失重。

    实际上,超重是物体获得一个向上的加速度;而失重是物体获得了向下的加速度。向下的加速度为g时,我们称之为完成失重状态,此时,物体对支持物的作用力为0。对于“向上的加速度”理解要全面,比如,向上加速运动时是超重,示例是火箭发射;向下运动的物体减速时,也是加速度向上,示例是向下运动的电梯停止的过程,也是超重。

    关于超重和失重的问题,以掌握和理解为主,能进行区分和解释实际现象。