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第四节 重力

作者:未知来源:中央电教馆时间:2006/4/5 10:02:59阅读:nyq
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"重量"的定义

  关于重量,可以这样说,人们对重量的熟悉程度要强于对质量的熟悉程度.但长期以来,由于重量的定义也具有多种表述,结果在物理学等方面,使重量这个概念变得含混不清.

  综观现行的物理教材和参考书,关于重量的定义亦有多种表述.第一种为:"重量是一种力,它是由地球吸引而产生的,是使物体产生重力加速度的原因."第二种为:"重量就是重力."第三种为:"重量是物体对水平支持物的压力或物体对竖直悬挂绳子的拉力."第四种为:"重量就是重力的大小."

  以上重量的第一、第二、第三种表述都给重量赋予了力的含义.但第一、第二种表述说明重量的力性属万有引力,而第三种表述说明重量的力性属弹性力;重量的第四种表述扬弃了重量的力性,它既保留了重量和重力的数量关系,又克服了重量作为一种力所带来的缺陷和麻烦(指与引力、重力相混淆).重量既然作为重力的量度,就能用弹簧秤直接来测得物体所受的重力大小.

  物体重量的多种定义,哪一种好些?这问题历来是有争论的.但是,由于定义本来是人为的,是为了便于解释问题而指出的,重要的是,若采用某一种表述作定义,那么,有关的现象就应当用这个定义所规定的含义去解释,不能前后矛盾.现行中学物理采用"重量就是重力"的定义,尽管如此,但是习惯上只说"重力的分解",而不说"重量的分解";只说"物体有重量",而不说"物体有重力";只说"重力加速度"而不说"重量加速度".

  从以上重量定义的多种表述可以看出,重量仅在物理学上就已含有多重意义了,若考虑到重量一词在日常生活中的运用,其含义就更多了.譬如,日常生活中,我们购买粮食、水果等物品时,常说它们的重量是多少克或多少公斤,这里说的重量实际上是质量.因为售货员使用的台秤或杆秤,跟天平一样,都属于杠杆类量具,只能测量物体的质量.另外,公斤和克都是质量的单位.

  重量术语的多重意义,给教学、科研、图书出版以及国际交往等带来很多不便.事实上,质量、万有引力、重力及物体作用在支撑物上的力,各自都有明确的定义和名称.直接利用这些概念完全可以很好地分析和解决有关问题.在此情形下,保留"重量"概念已无实际意义.国际计量大会早就建议在科学术语中取消重量一词,而把日常生活中的重量看作是质量的别名.世界上已有80多个国家接受国际计量大会的建议.国际计量大会已在近年通过规定,重量这一名称,今后不再具有力的含义,重量是质量的别名.1984年4月27日国务院发布的《中华人民共和国法定计量单位使用方法》也接受国际计量大会通过的上述规定.今后凡在指力的场合"重量"应改成"重力".在科学技术领域中最好不采用"重量"一词.当然,在日常生活中仍可采用"重量"一词,但注意,它只是"质量"一词的同义词.

弹力
选自《中学教学实用全书》

  直接接触的物体间因发生弹性形变而产生的相互作用力,或发生弹性形变物体内部相邻两部分间产生的相互作用力,称为弹力.

      弹力的产生以物体发生弹性形变为先决条件,因而不可认为相互接触的物体间一定存在弹力作用.从本质上讲,弹力起源于物质内部带电的或具有磁矩的微粒间的电磁力.

      弹力的大小和方向是由物体的形变来决定的.在弹性限度内,弹力的大小与形变的大小成正比.弹力的方向与形变的方向相反.

      弹力是一种被动力.分析相互接触的物体间是否存在弹力时,要根据物体受到其它力作用的情况及物体的运动状态来加以确定.

      对于发生弹性形变物体内部的弹力,通常把相邻两部分间每单位截面积上的弹力称为应力.其中与截面垂直的应力称为正应力,而与截面相切的应力称为切应力.在国际单位制中,应力的单位是

重力
选自《中学教学实用全书》

  处于地面附近的物体,主要受到的是地球的万有引力,因而把地球对物体的万有引力称为重力.方向指向地心.严格地讲还应考虑到地球自转这一因素,从作用效果上把地球对物体的万有引力F等效成两个分力 看待(如图所示),其中分力 提供了物体随地球自转的力,而把另一分力 称为重力,方向竖直向下.

      把重力视为物体由于地球的吸引而受到的力看待时,重力和万有引力是有区别的.由于地球并非理想球体,物体处在不同纬度上随地球自转所需的向心力不同,以及地球的密度分布不均匀等因素,物体受到的重力(及重力加速度)是随纬度变化的.同一物体在赤道的重力最小,在两极的重力最大.

  把重力视为地球对物体的万有引力看待时,物体受到的重力(及重力加速度)要随距地面的高度变化.从广义上讲,在宇宙空间的星体表面的物体都要受到由星体的引力而产生的重力作用.

重心
自《中学教学实用全书》

  处于地面附近重力场中的物体,若比地球小得多,物体各部分受到的重力可看作是连续分布的平行力,这些平行力的合力作用点称为重心.

  重心的位置与物体的形状及质量分布情况有关.形状规则、质量分布均匀的物体,重心位于它的几何中心处.某些形状不规则物体的重心,可以通过实验的方法测定其位置.例如,薄板状物体的重心,可采用悬挂法测定.物体的重心可以在它的内部,也可以在它的外部.

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