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高中物理 相互作用(力)——重力

2023-09-07 18:31 作者:南宫很二  | 我要投稿

我们常说水往低处流,掉下来的东西最终会落到地上,地球在自转但海水不会洒向太空。以上现象有一个共同的特征,都是物体受到地球的吸引,由此我们把由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力(Gravity)。通常用首字母G表示,重力的施力物体是地球,在地球附近的一切物体都会受到重力的作用,并且物体所受的重力与物体的运动状态完全无关,也与物体是否受到其它力无关。重力始终是存在的,不论物体是在地面还是在空中,都要受到重力的作用。所以重力属于非接触力。

那么重力是否就是地球对物体的吸引力呢?严格的讲重力并不是地球对物体的吸引力,而只是地球对物体吸引力的一部分,这个在万有引力定律的内容里会具体的讲。所以重力的定义是由于地球的吸引而使物体受到的力。不能说地球对物体的吸引力就是物体的重力。不过由于两者相差很小,通常解题的时候可以认为重力等于吸引力。

重力的大小

重力的大小可以用弹簧测力计进行测量,当物体处于平衡状态时,物体所受的重力G与弹簧秤对物体的拉力F是一对平衡力,大小相等;而弹簧秤对物体的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F%5E%7B'%7D是作用力与反作用力,大小也相等;所以物体对于竖直弹簧秤的拉力F%5E%7B'%7D大小等于物体所受的重力G,即F%5E%7B'%7D%3DG

同理,物体对于水平台秤的压力F%5E%7B'%7D也等于物体所受到的重力G。此时弹簧秤或者台秤指针的读数大小就是重力的大小。要注意的是,不能认为这里的拉力和压力就是物体的重力,它们不是同一个力,受力物体与施力物体也都不相同,仅仅只是大小相同,而且还必须满足物体处于平衡状态的条件,如果物体在竖直方向上具有加速度(即失重或者超重),则重力的大小就会与拉力或者压力大小不相同。

理论与实验均表明,在地球表面附近物体所受重力的大小G与物体的质量m成正比,比例系数为g,即G%3Dmg,g就是前面学过的重力加速度,通常取g%3D9.8m%2Fs%5E2%3D9.8N%2Fkg,后面的单位表示1kg的物体受到的重力为9.8N。

实际中,同样一个物体放在地球上不同的地方,所受到的重力是不同的,这是因为g的大小与物体所处的高度和纬度都有关,在自由落体的章节中学习过,纬度越高g的值越大,两极g的值最大,赤道g的值最小;同一纬度高度增加时g的值减小。在做题的时候,题目会告诉我们g%3D10m%2Fs%5E2,如果题目没有说明,通常取g%3D9.8m%2Fs%5E2

比如一个货物在上海称得重力为10000N,到了赤道上称得重力就会变成9985.7N,这里物体所受到的重力发生了变化,但绝对不能认为货物的质量发生了变化。物体的质量是物体的固有属性,不会因为物体是否受力而改变,也不会因为地理位置发生变化,物体在地球上和其它星球上的质量都是相同的。

但是重力是会发生变化的,有时题目会说“重力忽略不计”,此时绝对不能认为物体没有质量。此外,重力是用测力计进行测量的,而质量是用天平来测量,涉及的是杠杆平衡原理。重力是一个矢量,而质量是一个标量,这些概念上的区别请同学们要区分清楚。

总结

重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力,大小可以用测力计进行测量,也可以用G%3Dmg进行计算。

重力和质量的关系。

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