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力和机械
12.1 重力
熟了的苹果为什么会向地面下落?抛出去的石块为什么总会落向地面?河水为什么总是从高处流向低处?
智 能 提 要
问:重力的方向总是“竖直向下”,为什么不能说成“垂直向下”?
答:“竖直向下”指垂直于水平面向下,而“垂直向下”是指垂直于某个面向下,这个面不一定是水平面。如果这个面是斜面(如图12-1所示),这时竖直向下和垂直向下就是两个不同的方向。所以,我们不能把重力方向说成“垂直向下”。
问:利用公式G=mg应注意什么?
答:① G=mg是一个物理公式,而不是单位换算.
② 明确公式中各物理量都必须用国际单位.m的单位用kg,G的单位用N.
③ 公式中g=9.8N/kg,读作9.8牛每千克,它的物理意义是:质量为1kg的物体受到的重力是9.8N.
④ 要会将公式正确变形,灵活应用,如已知物体的重力求质量时,可变形为m=.
⑤ 在理解重力与质量的联系时,我们不能说物体的质量和它受到的重力成正比.
问:重力和质量的区别和联系有哪些?
答:如下表所示:
质量 重力
区
别 定义 物体所含物质的多少 由于地球的吸引而使物体受到的力
方向 没有方向 竖直向下
大小 不随物体所处位置的改变而改变 随在地球上位置的改变而变化
符号 m G
单位 千克(kg) 牛顿(N)
测量工具 托盘天平 弹簧测力计
联系 G=mg,其中g=9.8N/kg
问:怎样确定物体的重心?
答:(1)质地均匀、形状规则的物体,重心在其几何中心,大多数物体的重心在物体上,少数物体的重心不在物体上(如环形物体).
(2)薄板形物体的重心可用悬挂法来确定. 方法是:在物体上任取一点,用细绳从这点将物体悬挂起来,静止时沿悬绳方向在物体上画一条直线,然后用细绳 这条直线外的任一点将物体悬挂起来,静止时沿悬绳方向在物体上画一条直线,这两条直线的交点即为该物体的重心.
中 考 撷 要
重力是最常见也是最重要的一种力,对地面上的物体进行受力分析时,离不开重力.在中考试题中,本节内容不仅单独考查(考查范围为重力的概念、方向、计算及应用),还大量出现在综合题中.
智 能 拓 展
1.“失重”与“超重”
地球周围物体都受到重力的作用,这是由于地球对物体的吸引而造成的.如果物体在空中只受重力的作用,则物体在重力作用下会做自由落体运动——竖直地,愈来愈快地落向地面.
在用弹簧测力计称物重时,物体挂在弹簧测力计上,对支持它使之不下落的弹簧测力计有一个力的作用,弹簧伸长了.由于这个力的大小与重力相等,所以我们读出的弹簧测力计的示数就等于物体重力的大小.
但是,如果你放了手,弹簧测力计和物体在重力作用下都自由下落,这时物体对弹簧测力计不再有力的作用,弹簧测力计指针会回到零.我们看起来物体就没有重力了.
如果用手提着挂有物体的弹簧测力计使之急剧加速上升,那么弹簧测力计的示数就会增加,大于物体的重力.我们看起来好像物体的重力变大了.
可见弹簧测力计的示数并不总是等于物体真正受到的重力.弹簧测力计的示数即物体对弹簧测力计或支持物的作用力称做“视重”.“视重”的大小与物体的运动状态密切相关.当“视重”小于物体的重力时,称为“失重”.当“视重”大于物体重力时,称为“超重”.
同学们可以这样试一试:用手托起一块较重的砖,静止时手上感到的压力大小与砖相等.当你突然下蹲,使砖急剧加速下降,会感到砖比静止时轻得多;或者猛抬手,使砖加速上升,会感到砖比静止时重得多.这就是上面讲的“失重”与“超重”现象.不过你要明白这仅仅是你手的感觉而已,物体由于地球的吸引受到的重力并没变.
2.宇航员的生活趣事
在宇宙飞船里,宇航员睡的是比公共电话亭稍大一些的单人房间.因处于失重状态,他不是躺着睡,而是在墙壁上的袋子里站着睡.每周洗一次淋浴,淋浴的时候也要钻到袋子里去,“袋”的上下四周有喷水口,而且排水也要用水泵抽,如果不用水泵抽水,水就会变成小水珠在房间里飞溅.刷牙的牙膏也是特制的,刷完之后要将牙膏咽到肚子里去.禁止使用电动剃刀,因为胡子渣会变成粉
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