張瑞
相傳,偉大的科學巨匠牛頓在鄉(xiāng)下一棵蘋果樹下讀書,結果被一個蘋果砸中,牛頓摸著砸疼了的腦袋思考:為什么熟透了的蘋果會落向地面,而不是飛向天空呢?于是他開始了研究.并總結出了一個偉大的定律——萬有引力定律.
正是牛頓的發(fā)現,使我們認識到蘋果熟了要落向地面的原因,就是蘋果受到了重力的作用!
重力是最常見的力之一,重力的相關知識是力學體系的基礎和重點,學習重力,要關注以下四個方面:重力的由來、重力大小的計算、重力的方向和重力的作用點,
重力的由來
任何兩個物體間都存在著相互吸引的力.這就是萬有引力.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,所以,重力源于萬有引力.地面附近物體所受到的重力只是萬有引力在地表附近的一種表現.例如,無論向上、向前、向下拋出去的籃球最終都要落回地面.就是因為籃球受到了重力的作用,又如水往低處流,熟了的蘋果、梨會落向地面,向上跳起的人最終落向地面……總之,地面附近的一切物體都受到重力的作用.
重力用字母G表示.重力的施力物體是地球.受力物體是地面附近的一切物體,
例1 下列關于重力的說法中正確的是( ).
A.正在空中向上運動的羽毛球不受重力作用
B.如果沒有重力.物體將失去質量
C.地球對物體的吸引力就是物體所受的重力
D.拋出去的乒乓球總會落向地面.這是乒乓球受到重力作用的緣故
解析:地球附近一切物體都受到重力作用,與物體的運動狀態(tài)無關,因此選項A不正確;物體所含物質的多少叫作質量,由于地球的吸引而使物體受到的力是重力.如果離開地球,物體將失去重力,但質量依然存在,因此選項B不正確:物體所受的重力是由于地球的吸引而產生的.但重力并不等于地球對它的吸引力,因此選項C不正確;由于重力作用,拋向空中的物體最終都要落回地面.因此選項D正確.
答案:D
重力大小的計算
生活經驗告訴我們.物體質量越大,我們會感到它越重.那么.物體受到的重力與它的質量有什么關系呢?
通過實驗可以得出物體所受的重力與質量成正比,這個結論的數學表達式是G=mg,一般情況下取g=9.8 N/kg,在粗略計算時,g可以取10 N/kg.
例2“節(jié)能減排,低碳生活”旨在倡導節(jié)約能源和減少二氧化碳排放.李明同學堅持騎自行車上下學,他的質量為50 kg,所騎自行車重為150 N.取g=10 N/kg,求:
(1)李明受到的重力為多大?
(2)李明與自行車的總質量為多大?
解析:(1)李明受到的重力G1-m.g=50 kgx10 N/kg=500 N.
(2)已知自行車受到的重力G2=150N,又因為G2=m2g,所以自行車的質量m2=G2/g= 150N10N/kg =15 kg,則李明與自行車的總質量m=m1+m2=50 kg+15 kg =65 kg.
答案:(1)李明受到的重力為500 N.(2)李明與自行車的總質量為65 kg.
點評:根據重力與質量的關系表達式G=mg,已知質量與重力其中一個物理量,就可以利用此公式求得另一個,提醒同學們注意的是千萬不要寫成50 kg=500 N,因為重力與質量是兩個不同類的物理量.
重力的方向
用一根細線將一小石塊懸掛起來.細線所顯示的方向就是豎直方向.生活經驗告訴我們.重力的方向總是豎直向下的.
例3利用鉛垂線和三角尺判斷桌面是否水平,下圖所示的做法正確的是( ).
解析:因為重力的方向是豎直向下的,把三角尺豎直放置,一個直角邊放在桌面上,另一個直角邊放上鉛錘線.如果鉛垂線與直角邊是平行的,則表明桌面是水平的;如果鉛垂線與直角邊不平行.則桌面不水平.
答案:A
重力的作用點
一個物體的各個部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力作用集中在一點.這一點叫作物體的重心.質量均勻分布、形狀規(guī)則的物體的重心在這個物體的幾何中心,物體的重心可能不在物體上.例如圓環(huán)的重心,
例4(2019.郴州)關于重心,下列說法正確的是( ).
A.空心的足球沒有重心
B.物體的重心不一定在物體上
C.將質地均勻的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了
D.物體受到的力全部都作用在重心上
解析:重心是重力的等效作用點,質量均勻分布、形狀規(guī)則的物體的重心在這個物體的幾何中心.因為足球的幾何中心是球心,所以足球的重心就是球心.由此可知重心不一定在物體上,故A錯誤,B正確,將質地均勻的木球的中心挖去后.木球依然受到重力的作用,所以依然有重心.若中心部分是被均勻挖掉,那木球的重心還在球心,故C錯誤.不同的力的作用點是不同的.所以物體所受的力并不都作用在重心上.故D錯誤.
答案:B
責任編輯 蔡華杰