内容正文:
第六章 力和机械
第3节 重力
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为什么地球上所有的物体都往下落呢?
雨滴
瀑布
蹦极
抛石落地
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重力的产生
苹果会掉下来
月球绕着地球转动
包围地球的大气不会逃逸
地球对地面附近的一切物体都有吸引作用。
物理学中,把地面附近物体因地球的吸引而受到的力,叫做重力。
重力的大小
在搬东西的时候,物体质量越大,所需要的力气就越大,
思考:质量大的物体,其所受的重力会如何?
实验
探究物重与物体质量的关系
1. 实验装置
实验装置如图,所需的器材有:
弹簧测力计
质量为50g的钩码6只
测量重力的大小
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实验
探究物重与物体质量的关系
2. 实验操作
分别把1只、2只、3只……6只钩码挂在弹簧测力计下,记下弹簧测力计每一次的示数,填入表格。
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实验
探究物重与物体质量的关系
3. 实验过程
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实验
探究物重与物体质量的关系
4. 实验表格
钩码数 1 2 3 4
质量m/g 50 100 150 200
物重G/N
钩码数 1 2 3 4
质量m/g 50 100 150 200
物重G/N 0.5 1 1.5 2
钩码数 1 2 3 4
质量m/kg
0.05 0.1 0.15 0.2
物重G/N 0.5 1 1.5 2
物重跟质量的比值/N·kg-1
10 10 10 10
结论一:在误差允许的范围内,当质量成倍增加时,其所受重力也在成倍增加。
结论二:物体所受重力大小与它的质量成正比,其比值约为10N/kg。
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0 50 100 150 200 0 0.5 1 1.5 2 m/g
G/N
重力的大小
物体所受重力的大小与它的质量成正比,其比值是定值,用g来表示。
如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值,地球附近的物体所受重力跟它的质量之间的关系可以写成:
重力的大小
已知:木块的质量m1 =0.5 kg,人的重力G2 =450N。
例1:质量为0.5kg的木块,受到的重力是多少牛?一个人所受的重力为是450N,她的质量是多少千克? g 取10N/kg
求:张华同学的体重G1 ,王芳同学的质量m2 。
解:根据G = mg,得
G1 = m1g = 0.5kg×10N/kg = 5N
答:木块所受的重力为2.5N ,人的质量45kg 。
重力的大小
不同地区的重力常数不同,在地球上一般取g = 9.8N/kg,精确度要求不高时:g = 10N/kg。
g:重力常数
地区 新加坡 广州 柏林 赤道 南极
g/N·kg-1 9.7807 9.7883 9.8128 9.7804 9.8322
g的物理意义:质量为1kg的物体,所受重力大小约为10N。
重力的大小
例2:一个物体在地球上重为240N,则它的质量为_______kg.若将它移至月球上,则它的重力为_______N。(g地=10N/kg,设 )
分析:(1)知道地球物体受到的重力,根据G=mg求出其质量;
(2)质量是物体的固有属性,与所处的位置无关,又知道 ,根据G月=mg月求出在月球上重力。
重力的方向
受重力影响,地球上所有的物体都是往下落的,那么重力的方向呢?
重力的方向
重力的方向总是竖直向下的。注意:不是垂直向下!
思考:当铁架台的一端被垫高,此时小球所受重力的方向是如何的呢?
G
G
G
请试着画出下列物体的重力
请画出地球表面埃菲尔铁塔所受的重力示意图。
请画出地球表面比萨斜塔所受的重力示意图。
G
G
请画出地球表面任一物体所受的重力示意图。
重力的方向总是竖直向下的,即垂直于水平面
重力方向的应用
在一根线下吊一个重物,就做成一根重垂线,用重垂线可以指示重力的方向——竖直向下,利用重垂线可以检验墙壁是否竖直。
用重垂线检查墙壁是否竖直
重力方向的应用
水平方向与竖直方向垂直,因此利用重垂线也可以检验地面是否水平。
用重垂线检查地面是否水平
重力的作用点
思考:直尺为什么能平稳地静止在手指上呢?
直尺的各个部分都受到重力的作用,
从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用在一个O点上。
物体的重心
重心:物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力集中作用在一个点上,这个点就叫做物体的重心。
质量分布均匀、形状规则的物体的重心,就在它的几何中心上。
质量不均匀,形状不规则的物体的重心在哪呢?
首先找一根细绳,在物体上找一点,用绳悬挂,待物体静止后,通过悬挂点连一条竖直线。在该竖直线外再找一点悬挂,两条竖直线的交点就是不规则物体的重心。
1. 悬挂法
2. 支撑法
用一个支点支撑物体,不断变化位置,越稳定的位置,越接近重心