一個物體的各個部分都受到地球對它們的作用力,這些力的合力就是物體的重力,這些合力的作用點就叫物體的重心.
質量分佈均勻、形狀規則物體的重心位置就在物體的幾何中心處,如均勻球體的重心在它的球心.質量分佈不均勻物體的重心位置除了跟它的形狀有關外,還與它的質量分佈情況有關,例如載重汽車的重心隨著載重重物質量和高度而變化.
一個物體的重心與物體的放置位置和運動狀態無關;重心的位置也不一定在物體上,例如質量分佈均勻圓環的重心位於圓環的圓心處.
用實驗——懸掛法可以找出質量不均勻或形狀不規則薄板的重心:將薄板懸掛,並使其平衡,這時重力的作用點一定在懸線方向上,再換一個懸掛點,新的懸線也一定透過重心,前後兩線的交點就是重心的位置.
重心位置還可以利用轉動平衡條件透過計算來求得,如摺尺的重心計算. 物體重心位置的確定
【器材】
米尺(或細長均勻木條),規則幾何形薄木板(或硬紙板)數塊,不規則的薄木板(或硬紙板)數塊,鉛筆,大頭針,細線,圓環形和摺尺形薄木板各一塊。
【操作】
(1)兩手分開,把米尺水平地架在左右手的食指上,如圖7-36所示,把兩食指相對交替靠攏,直到並在一起為止。用一個食指支在此處,米尺能呈水平平衡,表明此處是米尺的重心。觀察米尺此處的刻度,恰為米尺的中心。
(2)找出規則薄木板的幾何中心(如圓板的圓心、平行四邊形板的對角線交點、三角形板中線的交點等),用鉛筆在幾何中心處將薄板項起,可見到薄板能保持平衡,表明均勻規則物體的重心在其幾何中心。
(3)將不規則的薄木板(如半圓形木板,鋸成人形式動物形的木板)邊緣鑽幾個小孔。用細線把板懸掛起來,待板靜止時,用鉛筆沿懸線方向在板上畫一條直線(如圖7-37所示的AB)。把細線穿入另一小孔將板懸掛,畫出另一懸線位置(如圖7-38所示的CD)。則兩條直線的交點O就是木板的重心。用鉛筆將板在O處支起,木板能保持平衡。
(4)與(3)相同,用懸掛法找出圓環形薄木板的重心位置在圓環中空處的圓心;摺尺形薄木板的重心也在摺尺外。實驗表明,物體的重心不一定在物體上。
【注意事項】
(1)所取的規則幾何形薄板的質料分佈應均勻(可用夾板、硬紙片及薄金屬皮)。
(2)把不規則形薄板做成人體形、動物形來找重心,可引起學生興趣,但應注意比例。比如人的實際重心在小腹處,如果找得的人體形薄板的重心在胸部,那就不恰當了。
一個物體的各個部分都受到地球對它們的作用力,這些力的合力就是物體的重力,這些合力的作用點就叫物體的重心.
質量分佈均勻、形狀規則物體的重心位置就在物體的幾何中心處,如均勻球體的重心在它的球心.質量分佈不均勻物體的重心位置除了跟它的形狀有關外,還與它的質量分佈情況有關,例如載重汽車的重心隨著載重重物質量和高度而變化.
一個物體的重心與物體的放置位置和運動狀態無關;重心的位置也不一定在物體上,例如質量分佈均勻圓環的重心位於圓環的圓心處.
用實驗——懸掛法可以找出質量不均勻或形狀不規則薄板的重心:將薄板懸掛,並使其平衡,這時重力的作用點一定在懸線方向上,再換一個懸掛點,新的懸線也一定透過重心,前後兩線的交點就是重心的位置.
重心位置還可以利用轉動平衡條件透過計算來求得,如摺尺的重心計算. 物體重心位置的確定
【器材】
米尺(或細長均勻木條),規則幾何形薄木板(或硬紙板)數塊,不規則的薄木板(或硬紙板)數塊,鉛筆,大頭針,細線,圓環形和摺尺形薄木板各一塊。
【操作】
(1)兩手分開,把米尺水平地架在左右手的食指上,如圖7-36所示,把兩食指相對交替靠攏,直到並在一起為止。用一個食指支在此處,米尺能呈水平平衡,表明此處是米尺的重心。觀察米尺此處的刻度,恰為米尺的中心。
(2)找出規則薄木板的幾何中心(如圓板的圓心、平行四邊形板的對角線交點、三角形板中線的交點等),用鉛筆在幾何中心處將薄板項起,可見到薄板能保持平衡,表明均勻規則物體的重心在其幾何中心。
(3)將不規則的薄木板(如半圓形木板,鋸成人形式動物形的木板)邊緣鑽幾個小孔。用細線把板懸掛起來,待板靜止時,用鉛筆沿懸線方向在板上畫一條直線(如圖7-37所示的AB)。把細線穿入另一小孔將板懸掛,畫出另一懸線位置(如圖7-38所示的CD)。則兩條直線的交點O就是木板的重心。用鉛筆將板在O處支起,木板能保持平衡。
(4)與(3)相同,用懸掛法找出圓環形薄木板的重心位置在圓環中空處的圓心;摺尺形薄木板的重心也在摺尺外。實驗表明,物體的重心不一定在物體上。
【注意事項】
(1)所取的規則幾何形薄板的質料分佈應均勻(可用夾板、硬紙片及薄金屬皮)。
(2)把不規則形薄板做成人體形、動物形來找重心,可引起學生興趣,但應注意比例。比如人的實際重心在小腹處,如果找得的人體形薄板的重心在胸部,那就不恰當了。