姚俊松

1666年，23歲的牛頓坐在花園中休息，一個(gè)蘋果落下來砸到他的頭上，愛思考的牛頓沒有放過這個(gè)平常的現(xiàn)象.經(jīng)過反復(fù)地思考、推理，他發(fā)現(xiàn)地球?qū)ζ渲車奈矬w是有吸引力的，從此發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，也建立了重力的概念.那么，什么是重力，其大小、方向如何？今天我們一起來進(jìn)行學(xué)習(xí).

從“蘋果落地“看重力源頭

當(dāng)蘋果脫離樹枝的拉力之后就會(huì)落向地面，類似地，所有的物體沒有受到支撐時(shí).都會(huì)落向地面.這說明地球?qū)ζ浔砻娓浇奈矬w有吸引力.這種由于地球的吸引而使物體受到的力叫作重力.重力的施力物體是地球，受力物體是被研究的物體， 將物體懸掛，靜止時(shí)物體與繩子總會(huì)指向豎直方向；讓物體從高處自由下落，物體會(huì)沿著豎直方向落地，這些現(xiàn)象說明物體所受重力的方向是豎直向下的.

重力的方向在生活中，尤其是在建筑上有著廣泛的應(yīng)用.利用重力方向豎直向下這一特性設(shè)計(jì)的鉛垂線，可以檢測(cè)墻壁是否豎直. 重力是力的一種，它的單位也是牛頓.簡(jiǎn)際牛，記作“N”.生活中我們經(jīng)常說自己的體重是多少，這里的體重說的是質(zhì)量，其單位是“千克”，我們要區(qū)分對(duì)待.

例1 運(yùn)動(dòng)員將足球從后場(chǎng)踢到前場(chǎng).足球在空中運(yùn)動(dòng)的過程中，不計(jì)空氣阻力，其受力的情況是（）.

A.只受踢力

B.只受重力

C.受踢力和重力D.不受力的作用

分析：在空中飛行的足球，已經(jīng)離開腳，不會(huì)受到腳對(duì)它的踢力，地球附近的一切物體都會(huì)受到地球的吸引，故足球會(huì)受到重力.在不計(jì)空氣阻力時(shí)，在空中運(yùn)動(dòng)的足球只受重力.

答案：B

例2 圖1是描述地球上不同位置的人釋放手中石塊的示意圖，圖中虛線表示石塊下落的路徑.對(duì)石塊下落路徑的描述最接近實(shí)際的示意圖是（）.

分析：重力的方向總是豎直向下的.豎直向下是指向地心的，故B圖最接近實(shí)際. 答案：B

從力的三要素看重力特性

我們知道，影響力作用效果的要素有三個(gè)：力的大小、方向、作用點(diǎn).已知重力的方向是豎直向下的，那么如何找重力的作用點(diǎn)和判斷重力的大小呢？

1.重心.

一個(gè)物體各部分都要受到重力的作用.從效果上看，可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫作物體的重心.（1）對(duì)于質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心位置在物體的幾何中心處，如均勻球體的重心在它的球心處.（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心位置除了跟它的形狀有關(guān)外，還與它的質(zhì)量分布情況有關(guān)，如載重汽車的重心會(huì)隨著載重物質(zhì)量和高度的變化而變化.（3）重心的位置不一定在物體上，如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)重心位于圓環(huán)的圓心處.

2.重力的大小與質(zhì)量成正比，

我們用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體所受的重力，用天平測(cè)出物體的質(zhì)量，對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出：物體受到的重力與物體的質(zhì)量成正比.如果用G表示重力，用m表示質(zhì)量，用g力的計(jì)算方法G=mg，其中g(shù)是一個(gè)常數(shù)，g=9.8N/kg，粗略計(jì)算時(shí)取g=10N/kg.g的物理意義是：在地面附近，質(zhì)量為1 kg的物體所受的重力為9.8N.

物體所受重力與其質(zhì)量成正比，但質(zhì)量與重力有著本質(zhì)的不同.我們要區(qū)分對(duì)待.質(zhì)量表示物體所含物質(zhì)的多少，是物體的屬性，它不隨物體的溫度、位置、物態(tài)的改變而改變，重力是地球表面物體由于地球的吸引而受到的力，當(dāng)位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，重力可能發(fā)生變化.比如在同步地球衛(wèi)星中，物體質(zhì)量不變，但卻是處于失重狀態(tài)；在月球上.物體的質(zhì)量不變，而受到的引力卻是地球

例3 如圖2所示的圖象中，能正確表示物體所受重力與質(zhì)量關(guān)系的是（）.

分析：重力與質(zhì)量成正比，所以重力一質(zhì)量關(guān)系圖象應(yīng)該是正比例函數(shù)圖象.

答案：A

例4重力與質(zhì)量的比值是9.8 N/kg，意思是（）.

A.1kg等于9.8 N

B.物體所受的重力是9.8N

C.物體所受的重力是9.8kg

D.質(zhì)量是1 kg的物體所受的重力是9.8N

分析：質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，二者的性質(zhì)不同，不存在等量或倍數(shù)關(guān)系，A錯(cuò)；物體所受的重力是9.8N，沒有指明物體的質(zhì)量是多少，B錯(cuò)；重力的單位是牛頓（N），9.8kg表示物體的質(zhì)量，C錯(cuò)；在地面附近，質(zhì)量為1 kg的物體所受的重力為9.8N，D正確.

答案：D

3.如何作重力示意圖，

我們可以用力的示意圖將重力的三要素表示出來：（1）重力的作用點(diǎn)在物體的重心處；（2）重力的方向豎直向下；（3）用帶箭頭的線段表示重力大小.在箭頭處標(biāo)注G表示重力.

例5 請(qǐng)?jiān)趫D3中作出蘋果所受重力的示意圖，

分析：物體所受重力的作用點(diǎn)在物體的重心處，方向豎直向下，重力的示意圖如圖4所示，

答案：如圖4所示.