高中物理 相互作用(力)——重力

我們常說水往低處流,掉下來的東西最終會落到地上,地球在自轉(zhuǎn)但海水不會灑向太空。以上現(xiàn)象有一個共同的特征,都是物體受到地球的吸引,由此我們把由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力(Gravity)。通常用首字母G表示,重力的施力物體是地球,在地球附近的一切物體都會受到重力的作用,并且物體所受的重力與物體的運動狀態(tài)完全無關(guān),也與物體是否受到其它力無關(guān)。重力始終是存在的,不論物體是在地面還是在空中,都要受到重力的作用。所以重力屬于非接觸力。
那么重力是否就是地球?qū)ξ矬w的吸引力呢?嚴格的講重力并不是地球?qū)ξ矬w的吸引力,而只是地球?qū)ξ矬w吸引力的一部分,這個在萬有引力定律的內(nèi)容里會具體的講。所以重力的定義是由于地球的吸引而使物體受到的力。不能說地球?qū)ξ矬w的吸引力就是物體的重力。不過由于兩者相差很小,通常解題的時候可以認為重力等于吸引力。
重力的大小
重力的大小可以用彈簧測力計進行測量,當物體處于平衡狀態(tài)時,物體所受的重力G與彈簧秤對物體的拉力F是一對平衡力,大小相等;而彈簧秤對物體的拉力F與物體對彈簧秤的拉力是作用力與反作用力,大小也相等;所以物體對于豎直彈簧秤的拉力
大小等于物體所受的重力G,即
。

同理,物體對于水平臺秤的壓力也等于物體所受到的重力G。此時彈簧秤或者臺秤指針的讀數(shù)大小就是重力的大小。要注意的是,不能認為這里的拉力和壓力就是物體的重力,它們不是同一個力,受力物體與施力物體也都不相同,僅僅只是大小相同,而且還必須滿足物體處于平衡狀態(tài)的條件,如果物體在豎直方向上具有加速度(即失重或者超重),則重力的大小就會與拉力或者壓力大小不相同。
理論與實驗均表明,在地球表面附近物體所受重力的大小G與物體的質(zhì)量m成正比,比例系數(shù)為g,即,g就是前面學過的重力加速度,通常取
,后面的單位表示1kg的物體受到的重力為9.8N。
實際中,同樣一個物體放在地球上不同的地方,所受到的重力是不同的,這是因為g的大小與物體所處的高度和緯度都有關(guān),在自由落體的章節(jié)中學習過,緯度越高g的值越大,兩極g的值最大,赤道g的值最??;同一緯度高度增加時g的值減小。在做題的時候,題目會告訴我們,如果題目沒有說明,通常取
。
比如一個貨物在上海稱得重力為10000N,到了赤道上稱得重力就會變成9985.7N,這里物體所受到的重力發(fā)生了變化,但絕對不能認為貨物的質(zhì)量發(fā)生了變化。物體的質(zhì)量是物體的固有屬性,不會因為物體是否受力而改變,也不會因為地理位置發(fā)生變化,物體在地球上和其它星球上的質(zhì)量都是相同的。
但是重力是會發(fā)生變化的,有時題目會說“重力忽略不計”,此時絕對不能認為物體沒有質(zhì)量。此外,重力是用測力計進行測量的,而質(zhì)量是用天平來測量,涉及的是杠桿平衡原理。重力是一個矢量,而質(zhì)量是一個標量,這些概念上的區(qū)別請同學們要區(qū)分清楚。
總結(jié)
重力是物體由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的力,大小可以用測力計進行測量,也可以用進行計算。
重力和質(zhì)量的關(guān)系。