高中物理 相互作用（力）——重心

一个物体的各部分都受到重力的作用，从作用效果上看，可以认为各部分重力的作用都集中于一点，这一点就叫做重心（center of gravity）。

可以认为重心是各部分重力的等效作用点。或者各部分所受重力的合力的作用点。引入重心的概念以后，研究具体的物体时，可以把物体各部分受到的重力，用一个作用于重心的力表示，原来的物体就可以用一个有质量的点“O”来表示。这样把物体的质量集中于一点，不影响研究的结果，是一种等效的思维方式，即等效替代。

那么，物体的重心是如何确定的呢？

物体的重心与物体的形状有关，还与物体的质量分布有关。对于质量分布均匀的物体，重心只跟物体的形状有关。最特殊的情况就是质量分布均匀，形状规则的物体，重心在其几何中心上。

如果球体是质量分布均匀的球壳，立方体是质量分布均匀的箱体，它们的重心也在几何中心。这里一定要注意是质量分布均匀，如果质量分布不均匀，就算是形状规则的物体，重心也不在几何中心上。

另外一种情况是质量分布均匀，但形状不规则的物体，这样的物体不存在几何中心，但是可以用几何方法来判断，如图是一把直角尺，质量分布均匀，但形状不规则，可以把它看做是两把直尺，一把长度为，宽度为d，质量为，重心在处；另一把长度为，宽度为d，质量为，重心在处；那么整个直角尺的重心一定在的连线上。

设为，为，则有，可以看出哪部分质量大，重心就靠近哪一部分（这个结论记住就可以，具体推导将在大学力学课程中学习）。对于这两把宽度相同的尺子来说还有。这样的话，这把直角尺就可以用质点O来代替了，质量为，重心就在点O处。

这个例子可以看出，质量分布均匀但形状规则的物体，如果可以分成形状规则的物体，那么就可以先求出各部分的重心，然后再求整体的重心。

重心的特点

一、物体的重心不一定在物体上。比如质量均匀的空心球壳，质量均匀的圆环等，重心在几何中心而不在物体上；

二、重心是重力的等效作用点，所以重心与物体的位置和运动状态无关；

三、只是等效的认为重力集中作用于重心，不能因此认为物体的各部分不受重力的作用，也不能认为重心是物体上最重的点；

四、物体的重心由物体的质量分布和形状决定，重心不是中心，只有质量分布均匀，几何对称的物体，重心才是中心。一旦质量分布改变，或者形状发生改变，重心的位置就会发生变化。