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《太空生活趣事多》重力基本概念及成因由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,叫做重力。方向豎直向下。地面上同一點處物體受到重力的大小跟物體的質(zhì)量m成正比,用關(guān)系式G=mg表示。通常在地球表面附近,g取值為牛每千克,表示質(zhì)量是1千克的物體受到的重力是牛。物體的各個部分都受重力的作用。但是,從效果上看,我們可以認為各部分受到的重力作用都集中于一點,這個點就是重力的作用點,叫做物體的重心。重心的位置與物體的幾何形狀及質(zhì)量分布有關(guān)。形狀規(guī)則,質(zhì)量分布均勻的物體,其重心在它的幾何中心。重力并不等于地球?qū)ξ矬w的引力。由于地球本身的自轉(zhuǎn),除了兩極以外,地面上其他地點的物體,都隨著地球一起,圍繞地軸做近似勻速圓周運動,這就需要有垂直指向地軸的向心力,這個向心力只能由地球?qū)ξ矬w的引力來提供,我們可以把地球?qū)ξ矬w的引力分解為兩個分力,一個分力F1,方向指向地軸,大小等于物體繞地軸做近似勻速圓周運動所需的向心力;另一個分力G就是物體所受的重力,其中F1=mw2r(w為地球自轉(zhuǎn)角速度,r為物體旋轉(zhuǎn)半徑),可見F1的大小在兩極為零,隨緯度減少而增加,在赤道地區(qū)為最大F1max。因物體的向心力是很小的,所以在一般情況下,可以近似認為物體的重力大小等于萬有引力的大小,即在一般情況下可以略去地球轉(zhuǎn)動的影響。其中引力的重力分量提供重力加速度,引力的向心力分量提供保持隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度。重力大小可以用測力計測量,靜止或勻速直線運動的物體對測力計的拉力或壓力的大小等于重力的大小。附加解釋:重力的大小除可用萬有引力大小計算以外,還可以由牛頓第二定律F=ma計算,這時重力可以寫成:G=mg。重力是矢量,它的方向總是豎直向下的。重力的作用點在物體的重心上。此外,有密度較大的礦石附近地區(qū),物體的重力要比周圍地區(qū)稍大些,利用重力的差異可以探礦,這種方法叫重力探礦。重力的定義重力是力學中最重要、最基本的概念之一。但是,國內(nèi)外各種課本及參考書對重力概念的定義不盡一致,目前對重力的定義大致有以下三類。第一類定義:“地球?qū)ξ矬w的引力稱重力”?!爸亓褪怯捎诘厍蛭刮矬w受到的力”。第一類定義很明確,重力就是指地球?qū)ξ矬w的萬有引力。重力即是力,就是矢量,其方向就是地球?qū)ξ矬w引力的方向,即指向地球中心。按這類定義,重力就成了引力的同義詞。其實,這類定義只有在不考慮地球自轉(zhuǎn)所引起的效果時才有意義。第二類定義:“地球?qū)ζ涓浇矬w吸引的力是重力”?!暗厍?qū)Φ厍虮砻娓浇矬w的引力稱重力”。第二類定義的共同特點是有“表面”、“附近”此類限制性詞。這些“表面”、“附近”表達著怎樣的意思呢?如只是一個區(qū)域性概念的話,那就是說只有地球表面附近的引力才稱重力,除此以外,就只稱引力,不再稱重力了;另外,到底距地球表面多遠才不算“表面”、“附近”呢?可見,第二類重力定義給讀者的概念是模糊的、不確切的。第三類定義:“質(zhì)點以線懸掛并相對于地球靜止時,質(zhì)點所受重力的方向沿懸線且豎直向下,其大小在數(shù)值上等于質(zhì)點對懸線的拉力”?!皩嶋H上,重力就是懸線對質(zhì)點拉力的平衡力”?!拔矬w在地球表面附近自由下落時,有一豎直方向的重力加速度g,產(chǎn)生此重力加速度的力稱為重力”。第三類定義分別從靜力學形式和動力學形式給出了重力的“操作性定義”,并暗示了重力不是純地球引力,而是把地球自轉(zhuǎn)影響考慮在內(nèi)的地球引力和物體隨地球繞地軸轉(zhuǎn)動所受的向心力之差。這類定義美中不足的是未能明確表達出重力的主要本質(zhì),即“地球引力”這一本質(zhì)因素。綜上所述,以上三類關(guān)于重力的定義都不夠確切。重力的比較確切的定義是:“隨地球一起轉(zhuǎn)動的物體,所表現(xiàn)出的、所受地球的引力,稱物體的重力?!备鶕?jù)這種定義,重力概念的內(nèi)涵有:(1)重力的本質(zhì)來源是地球的引
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