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八年級物理重力講解

教育 更新时间:2024-07-26 11:09:41

八年級物理重力講解?重力是力學中最重要、最基本的概念之一但是,國内外各種課本及參考書對重力概念的定義不盡一緻,目前對重力的定義大緻有以下三類,我來為大家講解一下關于八年級物理重力講解?跟着小編一起來看一看吧!

八年級物理重力講解(初中物理之重力與重量)1

八年級物理重力講解

重力與重量

重力是力學中最重要、最基本的概念之一。但是,國内外各種課本及參考書對重力概念的定義不盡一緻,目前對重力的定義大緻有以下三類。

第一類定義:“地球對物體的引力稱重力”。“重力就是由于地球吸引而使物體受到的力”。

第二類定義:“地球對其附近物體吸引的力是重力”。“地球對地球表面附近物體的引力稱重力”。

第三類定義:“質點以線懸挂并相對于地球靜止時,質點所受重力的方向沿懸線且豎直向下,其大小在數值上等于質點對懸線的拉力。”“實際上,重力就是懸線對質點拉力的平衡力”。“物體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,産生此重力加速度的力稱為重力”。

第一類定義很明确,重力就是指地球對物體的萬有引力。重力即是力,就是矢量,其方向就是地球對物體引力的方向,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,這類定義隻有在不考慮地球自轉所引起的效果時才有意義。

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”表達着怎樣的意思呢?如隻是一個區域性概念的話,那就是說隻有地球表面附近的引力才稱重力,除此以外,就隻稱引力,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、不确切的。

第三類定義分别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,而是把地球自轉影響考慮在内的地球引力和物體随地球繞地軸轉動所受的向心力之差。這類定義美中不足的是未能明确表達出重力的主要本質,即“地球引力”這一本質因素。

綜上所述,以上三類關于重力的定義都不夠确切。重力的比較确切的定義是[1]:“随地球一起轉動的物體,所表現出的、所受地球的引力,稱物體的重力。”根據這種定義,重力概念的内涵有;

(1)重力的本質來源是地球的引力。

(2)重力是一個表觀的概念,是物體随地球一起轉動時受到地球的視在的引力。

(3)重力等于物體受地球的引力和随地球繞軸轉動所需向心力的矢量差。

為了能對重力的大小、方向有一個較直觀、明确的認識,下面以地球表面的物體為例加以說明。設地球是均勻球體,其自轉角速度為ω,,則處于地球上P點的物體受到地球的引力為F,随地球自轉所需的向心力為f,f是F的一個分力。根據我們關于重力的定義,F的另一個分力G就是所論物體的重力(見圖)。

從圖示可見,物體重力G确是引力F與向心力f的矢量差,其方向一般并不指向地球中心,而偏離一個小角度θ,指向平常所說的豎直方向。平常我們所說物體的自由落體加速度,就是在重力的作用下産生的,所以,這加速度又稱重力加速度,方向當然也不嚴格指向地心。至于重力的大小,一方面可用彈簧秤測定,另一方面可根據圖示計算得:

G=G0-mω2Rcos2φ

式中R是地球半徑,φ為物體所在處的緯度,M為地球質量,m為物體質量,G0為引力常數。

由上式可看出,在赤道處,φ=0,G最小,與G0相差的百分比約為3.5×10-3;在兩極處G=G0,G最大;在其他緯度處,G介于兩者之間。

至于重量,可以這樣說,人們對重量的熟悉程度要強于對質量的熟悉程度。但長期以來,由于重量的定義也具有多種表述,結果在物理學等方面,使重量這個概念變礙含混不清。

綜觀現行的物理教材和參考書,關于重量的定義亦有多種表述。第一種為:“重量是一種力,它是由地球吸引而産生的,是使物體産生重力加速度的原因。”第二種為:“重量就是重力。”第三種為:“重量是物體對水平支持物的壓力或物體對豎直懸挂繩子的拉力。”第四種為:“重量就是重力的大小。”

以上重量的第一、第二、第三種表述都給重量賦予了力的含義。但第一、第二種表述說明重量的力性屬萬有引力,而第三種表述說明重量的力性屬彈性力;重量的第四種表述揚棄了重量的力性,它既保留了重量和重力的數量關系,又克服了重量作為一種力所帶來的缺陷和麻煩(指與引力、重力相混淆)。重量既然作為重力的量度,就能用彈簧秤直接來測得物體所受的重力大小。

物體重量的多種定義,哪一種好些?這問題曆來是有争論的。但是,由于定義本來是人為的,是為了便于解釋問題而指出的,重要的是,若采用某一種表述作定義,那麼,有關的現象就應當用這個定義所規定的含義去解釋,不能前後矛盾。現行中學物理采用“重量就是重力”的定義,盡管如此,但是習慣上隻說“重力的分解”,而不說“重量的分解”;隻說“物體有重量”,而不說“物體有重力”;隻說“重力加速度”而不說“重量加速度”。

從以上重量定義的多種表述可以看出,重量僅在物理學上就已含有多重意義了,若考慮到重量一詞在日常生活中的運用,其含義就更多了。譬如,日常生活中,我們購買糧食、水果等物品時,常說它們的重量是多少克或多少公斤,這裡說的重量實際上是質量。因為售貨員使用的台秤或杆秤,跟天平一樣,都屬于杠杆類量具,隻能測量物體的質量。另外,公斤和克都是質量的單位。

重量術語的多重意義,給教學、科研、圖書出版以及國際交往等帶來很多不便。事實上,質量、萬有引力、重力及物體作用在支承物上的力,各自都有明确的定義和名稱。直接利用這些概念完全可以很好地分析和解決有關問題。在此情形下,保留“重量”概念已無實際意義。國際計量大會早就建議在科學術語中取消重量一詞,而把日常生活中的重量看作是質量的别名。世界上已有80多個國家接受國際計量大會的建議。國際計量大會已在近年通過規定,重量這一名稱,今後不再具有力的含義,重量是質量的别名。千克是質量單位的名稱—公斤的别名。1984年4月27日國務院發布的《中華人民共和國法定計量單位使用方法》也接受國際計量大會通過的上述規定。今後凡在指力的場合,“重量”應改成“重力”。在科學技術領域中最好不采用“重量”一詞。當然,在日常生活中仍可采用“重量”一詞,但注意,它隻是“質量”一詞的同義詞。


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