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重力的作用点

重力的作用点

2023-09-05 10:34:49 278浏览

物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物体是地心。重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。

重力的作用点:

1、物体的各个部分都受重力的作用。但是,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的等效作用点,叫做物体的重心。

2、重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。形状规则,质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心,例如粗细均匀的棒的重心在他的中点;球的重心在球心;方形薄板的重心在两条对角线的交点。地球对物体的重力,好像就是从重心向下拉物体。若用其他物体来支持着重心,物体就能保持平衡。但是重心的位置不一定在物体之上。可以用悬挂法来确定。

3、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。载重汽车的重心随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、重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时,重心位置不合适,就容易翻倒;高速旋转的轮子,若重心不在转轴上,就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面,降低它的重心,有助于提高物体的稳定程度。

重力的特征:

1、独特性

重力与弹力、摩擦力、电场力等有本质区别。只有万有引力和惯性力有资格成为重力的分力,因为万有引力和惯性力都是同时作用在物体的每一个质元上,使物体获得重量。

弹力和摩擦力只能作用的物体的局部。电场力也只能作用在物体的局部,因为电场中的导体静电平衡时电荷分布在导体的局部,绝缘体被极化后电荷也分布在绝缘体的局部。磁场力也只能作用在物体的局部,因为永磁体有磁极,软磁体在磁场中也会被磁化出现磁极。这些作用在物体局部的力,不能像万有引力和惯性力那样使物体获得重量。

2、虚拟性

力的分解是按照力的多个作用效果,把一个力想象成与各作用效果对应的几个分力,并用这些想象出来的分力把原来的那个力替换掉。

力的合成是把几个力的共同作用效果,想象成是一个力的作用效果,这个力称作合力。并用想象出来的合力把原来的几个分力替换掉。

不论在惯性系下,定义重力是万有引力的一个分力,还是在非惯性系下,定义重力是万有引力与惯性力的合力,重力都是被想象出来的,重力是虚拟力。

重力的应用:

1、在地面附近的范围内,重力的研究和应用采用了近似的方法。近似方法忽略了地球的自转,重力近似等于万有引力,同一物体在各处受的万有引力相同。这样重力就近似为恒力。

2、在这样的前提下,建立起中学阶段的重力概念。运用近似方法,在地面附近可以顺利地进行有重力参与的动力学问题的研究,尤其是对抛体运动的研究。为了顺从难度的要求,在中学阶段近似的方法是研究和应用重力的独一选择。但是这里所采用的重力定义存在实质性的问题。

3、在近似研究中展现到面前的是披着重力外衣的万有引力,实际上不是在研究重力而是在研究万有引力。让万有引力脱掉虚幻莫测的外衣,与弹力、摩擦力组合成中学力学中三个基础的力(万有引力的测量会因地球自转存在微小的系统误差,是近似研究所允许的)。

4、没有把重力设定为恒力的前提,就不能建立起中学阶段的重力概念和定义。

重力和生活:

1、重力与人类生活的关系密切。人类很早就用重力来度量物体受力的大小。弹簧出现前,秤就是人类用来比较物体重量的工具;弹簧出现后,又使用弹簧秤来称重量,同一物体的重力在地面附近的空间里变化甚小,所以在日常生活中可视为常数,这就是把重力用作量力单位的方便之处。

2、由于物体的重力几乎不变,所以伽利略意识到重力加速度也是一个常量。伽利略的研究为牛顿的研究奠定了基础。牛顿在1687年发表万有引力定律后,找到了重力的物理根源,从此人类对重力有了较正确的认识,牛顿是通过物体落地和月球不落地这两种现象的对比而得到万有引力概念的。

3、通过万有引力定律和牛顿运动定律,人类终于把力学基本理论以及物体的机械运动弄清楚。按牛顿的观念,重力是一种超距力,牛顿把重力推广到万有引力,从而解释了天体运动的开普勒定律,同时建立了工程上广泛应用的经典力学。