高中物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-第二章：力 物體的平衡02-重力

　　二．重力

　　1.產(chǎn)生：重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。

　　說明：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但它并不就等于地球時(shí)物體的引力．重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力，另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小，所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。

　　（1）重力的大小：重力大小等于mg，g是常數(shù)，通常等于9.8N/kg．（說明：物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關(guān)）

　　（2）重力的方向：豎直向下的．（說明：不可理解為跟支承面垂直）

　　（3）重力的作用點(diǎn)—重心：重力總是作用在物體的各個(gè)點(diǎn)上，但為了研究問題簡(jiǎn)單，我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在物體的一點(diǎn)上，這一點(diǎn)稱為物體的重心．

　　①質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心．

　　②不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置．

　　說明：（l）重心可以不在物體上．物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。

　　（2）有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體，其重心在它的幾何中心．質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。

　　（3）薄物體的重心可用懸掛法求得．

　　規(guī)律方法

　　類型題：對(duì)重力的正確認(rèn)識(shí)

　　重力實(shí)際上是物體與地球間的萬有引力的一部分（另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力）重力是非接觸力。非特別說明，凡地球上的物體均受到重力。

　　重力的大小：，為當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度，且隨緯度和離地面的高度而變。（赤道上最小，兩極最大；離地面越高，g越小。在地球表面近似有：）

　　例：關(guān)于重力的說法正確的是（C）

　　A．物體重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大，當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力小。

　　B．重力的方向跟支承面垂直

　　C．重力的作用點(diǎn)是物體的重心

　　D．重力的方向是垂直向下

　　解析：物體無論是處于超重或失重狀態(tài)，其重力不變，只是視重發(fā)生了變化，物體的重力隨在地球上的緯度變化而變化，所以A錯(cuò)．重力的方向是豎直向下，不可說為垂直向下，垂直往往給人們一種暗示，與支承面垂直，重力的方向不一定很支承面垂直，如斜面上的物體所受重力就不跟支承面垂直．所以DB錯(cuò)．重心是重力的作用點(diǎn)，所以c對(duì)．

　　例：下面關(guān)于重力、重心的說法中正確的是（）

　　A．風(fēng)箏升空后，越升越高，其重心也升高

　　B．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上

　　C．舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作的時(shí)，其重心位置不斷變化

　　D．重力的方向總是垂直于地面

　　解析：實(shí)際上，一個(gè)物體的各個(gè)部分都受到重力，重心的說法是從宏觀上研究重力對(duì)物體的作用效果時(shí)而引入的一個(gè)概念，重心是指一個(gè)點(diǎn)（重力的作用點(diǎn)）。由此可知，重心的具體位置應(yīng)該由物體的形狀和質(zhì)量分布情況決定，也就是說只要物體的形狀和質(zhì)量分布情況不變，重心與物體的空間位置關(guān)系就保持不變。重心可能在物體外，也可能在物體內(nèi)，對(duì)具有規(guī)則集合形狀質(zhì)量均勻分布的物體，重心在物體的幾何中心上。物體位置升高，其重心也跟著升高，根據(jù)以上分析可以判斷選項(xiàng)A、C是正確的，選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。重力的方向是“豎直向下”的，要注意“豎直向下”與“垂直于地面”并不完全相同，所以選項(xiàng)D的說法是錯(cuò)誤的。

　　例：一人站在體重計(jì)上稱體重，保持立正姿勢(shì)稱得體重為G，當(dāng)其緩慢地把一條腿平直伸出臺(tái)面，體重計(jì)指針穩(wěn)定后讀數(shù)為G/，則（C）

　　A．G＞G/B．G＜G/C、G＝G/’D．無法判定

　　【錯(cuò)因分析】以為人的一條腿伸出臺(tái)面，壓在臺(tái)面上的力將減少，錯(cuò)選A；以為人腿伸出后人將用力保持身體平衡，易錯(cuò)選B，無從下手分析該題易選D。

　　解：人平直伸出腿后，身體重心所在的豎直線必過與臺(tái)面接觸的腳，即重心仍在臺(tái)面內(nèi)。重心是重力的作用點(diǎn)，故應(yīng)選C。

　　例：關(guān)于重力的論述中正確的是（A、C）

　　A．物體受到的重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的

　　B．只有靜止的物體才受到重力的作用

　　C．無論是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的物體都受到重力的作用

　　D．物體靜止時(shí)比它運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的重力要大些

　　〖解析〗重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力，但要區(qū)分地球?qū)ξ矬w的吸引力與重力，如圖2-1-1所示，地球?qū)ξ矬w的吸引力為F指向地心O，由于地球上的物體要隨地球自轉(zhuǎn)，故F分解為垂直于地軸的F向和另一個(gè)分力G（與水平面垂直），前者提供物體隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，后者即為重力。重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，大小僅由重力加速度g和質(zhì)量有關(guān)，根據(jù)上述分析，故A、C正確．

　　例：下列說法中正確的是（D）

　　A．自由下落的石塊速度越來越大，說明石塊所受重力越來越大

　　B．在空中飛行的物體不受重力作用

　　C．一拋出的石塊軌跡是曲線，說明石塊所受重力的方向始終在改變

　　D．將石塊豎直向上拋出，在先上升后下落的整個(gè)過程中，石塊所受重力的大小和方向都保持不變

　　例：一個(gè)物體重力為2N，在下列情況下它所受的重力仍是2N的是（ABD）

　　A．將它豎直向上拋起

　　B．將它放到水里，它被浮起來

　　C．將它放到月球或木星上

　　D．將它放到高速行駛的列車上

　　類型題：對(duì)重心的正確認(rèn)識(shí)

　　例：下面關(guān)于物體重心的說法中正確的是（A）

　　A．汽車上的貨物卸下后，汽車的重心位置降低了

　　B．物體在斜面上上滑時(shí)，物體的重心相對(duì)物體的位置降低了

　　C．對(duì)于有規(guī)則幾何形狀的物體，重心一定在物體的幾何中心

　　D．對(duì)于重力一定的物體，無論其形狀如何變化，其重心位置不變

　　例：如圖所示，一容器內(nèi)盛有水，容器的下方有一閥門k，打開閥門讓水從小孔慢慢流出，在水流出的過程中，水和容器的共同重心將（D）

　　A．一直下降

　　B．一直上升

　　C．先升高，后降低

　　D．先降低，后升高

　　例：如圖2-1-2所示，有一等邊三角形ABC，在B、C兩點(diǎn)各放一個(gè)質(zhì)量為m的小球，在A處放一個(gè)質(zhì)量為2m的小球，求這三個(gè)球所組成的系統(tǒng)的重心在何處．

　　〖解析〗根據(jù)題意，可先求出B、C兩球的重心，由于B、C兩球質(zhì)量相等，故它們的重心在B、C連線的中點(diǎn)D處，質(zhì)量等效為2m。接著再將這個(gè)2m的等效球與A一起求重心，顯然它們?cè)贏、D連線的中點(diǎn)E處（圖略）。

　　例：某種汽車的制造標(biāo)準(zhǔn)是車身在橫向傾斜300角時(shí)不翻倒，如圖2-1-3所示。若車輪間距離為2m，那么車身重心G離斜面的高度應(yīng)不超過多少米？

　　〖解析〗以車為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，只要重力的作用線不超過車輪的支持面，車就不會(huì)翻倒。車輪與斜面的接觸點(diǎn)A是支持面的接觸邊緣。在直角三角形AGO中，∠AGO=300，AO==1m，則重心高h(yuǎn)==m=1.73m。

　　例：如圖2-1-4所示，矩形均勻薄板長(zhǎng)AC=60cm，寬CD=10cm．在B點(diǎn)以細(xì)線懸掛，板處于平衡，AB=35cm，則懸線和板邊緣CA的夾角α等于多少？

　　〖解析〗均勻矩形薄板的重心在其對(duì)角線AD、CE交點(diǎn)O處，如圖2.1—2(解)所示，根據(jù)二力平衡可知重力G與懸線拉力等大反向，且共線．過O作OH交AC于H，由幾何關(guān)系可知tanα====1，則α=450．