从十个方面理解重力

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1、第26卷第3期中学物理教学参考Vol.26No.31997年3月PhysicsTeachinginMiddleSchoolMar.1997●教材教法●从十个方面理解重力田培银(四川省简阳市镇金中学,641416)重力是中学物理中最常见的一种力,它的匀的具有中心对称形状的物体,其对称中心就出现几乎遍布整个中学物理之中,因此,对重是重心,即物体重力的等效作用点.力的理解也是随着学习内容的不断加深拓宽例1如图1,一个而逐步深入和完善的.质量为m的球放在光滑一、在静力学中理解重力的斜面上,斜面倾角为“重力是物体由于受到地球

2、的吸引而产生T,在斜面上有一光滑的的力”.从重力的定义中我们只能知道两点:一不计厚度的木板挡住,是重力产生的原因是地球的吸引;二是重力的使球处于静止状态.今性质是万有引力.其实,对重力的这种理解,是使板与斜面夹角U缓慢相当抽象和空洞的,也是相当肤浅的.那么重增大,问在此过程中,球图1力与地球对物体的万有引力有什么定量关系对挡板、斜面的压力如何变化?呢?又如何确定重力的大小呢?解析由于板与斜面夹角U缓慢增大,小教材没有按上述思路演绎下去,而是从另球的任一个状态均可视为平衡状态,即小球所外一个角度来回答这个问题.受的重

3、力G、斜面对它的作用力N1、挡板对它1.重力的大小可以用弹簧秤称出,静止时的作用力N2三个矢量构成一个首尾相连的三物体对弹簧秤的拉力或压力等于物体受到的角形.其中G=mg(大小方向均不变),N1方向重力.如果不用弹簧秤,而是把物体挂在竖直不变.由图1可知:随U增大,N1减小,N2先悬绳上或放在水平支持物上,在静止的情况减小后增大.下,物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的二、在运动学中理解重力压力,也等于物体受到的重力.纯运动学中的重力,首先出现在自由落体2.物体所受的重力大小G跟物体的质量运动中.由自由落体运动引入

4、了自由落体加速m成正比,用关系式G=mg表示.通常,在地度即重力加速度,其方向“总是竖直向下”,大球表面附近,g取值为9.8牛每千克,表示质量2小“通常取9.8米/秒……在粗略的计算中,还为1千克的物体受到的重力是9.8牛.2可以把g取10米/秒.”至此,我们知道了自由至于重力的方向,教材说得很清楚:“重力落体运动可以看做初速度为零、加速度恒为g的方向总是竖直向下的.”通常理解的“竖直向的匀加速直线运动.推而广之,竖直上抛、平抛下”,是指垂直水平面而不一定指向地心.和斜抛等运动中的物体,只受重力,其加速度利用重心概

5、念也可理解重力.重心是通过均竖直向下,大小恒为g,都做匀变速直线或曲等效的方法得到的重力的作用点,它可能在物线运动.体上也可能在物体外.中学阶段只研究质量分例2运动员推铅球,在初速度v0和出手布均匀、形状规则物体的重心,如质量分布均·10·高度h一定的条件下,为了使铅球的水平射程的加速度为零,则最大,试分析最佳抛射角应多大?最大水平射F-G=ma=0,程是多少?即F=G=mg.解析这是斜上抛运动问题.设抛射角为此时,弹簧秤的读数等于物体所θ,将物体的运动分解为抛出方向的匀速直线受重力的大小.可见,在匀速运运动和竖直

6、方向的自由落体运动.抛体任一时动中,物体对竖直悬绳的拉力,刻的合速度vt为此时也等于物体所受重力的大小.综两分运动速度的矢量合静力学中的结论:当物体处于图3和(如图2).平衡状态时,物体对竖直悬绳的由机械能守恒可拉力或对水平支持物的压力,都等于物体受到知物体落地时的速度的重力的大小.大小v2当升降机匀加速上升时,物体的加速度方t=v0+2gh,向向上,设大小为a,由牛顿第二定律得设方向与地面成T角.图2F-G=ma,故F=mg+ma.在vt、v0及v⊥构成的矢量三角形中,由拉密定此时F>G=mg.理得gt/sin(

7、θ+T)=vt/cosθ.当升降机匀减速上升时,物体的加速度方物体的射程可表示为:x=(v0cosθ)t.向向下,同理可得G-F=ma,故故x=v0vtsin(θ+T)/gF=mg-ma.2=v0v0+2ghsin(θ+T)/g.此时FG时,称超重;当Q

8、当θ=arctg(v0/v0+2gh)时,物重,物体的实重G=mg并不发生变化,在地球2表面附近,我们认为g变化不大.体的射程最大,为xm=v0v0+2gh/g.四、在动量中理解重力三、在动力学中理解重力力对时间的累积效果是力对物体的冲量.一个力作用在物体上,总要产生相应的作力对物体有冲量,物体的动量就要发生变化,用效果,如形变、体变和运动效果.动力学主要→