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2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第二讲力与物体的平衡第一节--第1页
第二讲力与物体的平衡
第一节几种常见的力
力是物体与物体之间的相互作用,日常生活中的物体间往往存在着力的作用。常见的力有重力、
弹力和摩擦力。
一、重力
重力即地球表面的物体由于地球的吸引而受到的力,地球表面任何物体部受到重力的作用,重
力的方向是竖直向下或者表达为垂直于水平面向下,重力的大小与物体质量成正比,可用公式表示
Gmggg9.8N/kgg10N/kg
为,其中为比例系数。通常情况下取,粗略计算中可以取。但值
ggg
得注意的是,地球上不同位置的的值不尽相同,的值随着纬度的升高而变大,赤道处的最小,
9.780N/kgg9.832N/kg
约为,两极处的最大,约为,因此,同一物体在极地和在赤道所受重力大
小是不同的。
物体各个部分都受到重力作用,各部分重力的作用点分散在物体各个部位,物体所受到的总重
力可以等效地认为作用在某一点,该点即为物体的重心。对于质量分布均匀、形状规则的物体,重
心的位置在它们的几何中心。如图4.1所示的C点即为常见均匀几何体的重心。
对于形状不规则、质量分布不均匀的薄板型物体,可以用悬挂法来确定重心的位置。
下面介绍计算物体重心位置的方法:
1.两个物体的重心
如图4.2所示,设两物体的质量分别为m,m,它们重心之间的距离
12
为L,这两个物体所受的总重力mmg的等效作用点即为两物体组成的
12
系统的重心。若以不计质量的轻细杆将m,m连接,再支起轻杆使其水平
12
1
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第二讲力与物体的平衡第一节--第1页
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第二讲力与物体的平衡第一节--第2页
平衡,则支点即为物体的等效重心。设m,m的重心到系统重心C的距离分别为x,x,则
1212
mm
xxL,由杠杆平衡条件可得mgxmgx,解得x2L,x1L。可见,
1211221mm2mm
1212
两物体重心的位置必在两物件各自重心的连线上,且两物体的重心距离系统重心的距离与物体质量
成反比,即系统重心离质量较大的物体较近。
2.几个物体的重心
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