公式G=mg的物理意义是:在地球表面上的物体受到重力的大小与其质量成正比,质量越大的物体受到的重力越大。 第一、 公式G=mg是怎么来的。 在G=mg中,G代表重力,m代表质量,g=9.8N/kg。在初中物理学中,有质量的物体由于地球的吸引而具有重力,其施力物体是地球,方向总是竖直向下,而重力与质量的关系可以用天平和测力计来探究,只要用天平测量出一个物体的质量,用测力计测量同一个物体受到的重力,就可以找到物体质量与受到的重力之间的关系。下表是一次实验的多组数据。 上述表格中的数据,如果以m为横轴, G为纵轴画出G--m图像,就可以得到一条通过原点的正比例函数图像,即G与m的比值为一个定值,这个定值约等于9.8,从而得到结论:物体所受重力的大小与质量成正比。 第二,由于g值大小与地球纬度有关,因此,根据公式G=mg计算出来的重力大小也与地球的纬度有关。 一般情况下,在地球的同一个地点,g为定值,经过科学家的精确测量, g值大小与地球纬度有关。如赤道(0°)是 9.780 N/kg,广州(23°06′)是 9.788 N/kg,武汉 (30°33′)是9.794 N/kg, 北京(39°56′)是 9.801 N/kg, 纽约(40°40′)是 9.803 N/kg 莫斯科 (55°45′)是9.816 N/kg ,北极(90°) 是9.832 N/kg。 第三、在初中物理与高中物理中,G=mg表达的物理意义有区别。 1、在地球表面上,G=mg表达的物理意义是统一的。 物体运动状态的改变是因为受到力的作用,这个力是由于地球对它产生的竖直向下引力,就是说g=9.8N/kg与g=9.8m/s2是一致的。 我们可以根据牛顿第二定律推导出来。根据牛顿第二定律∑F=ma:1牛顿(N)的力是这样规定的:使质量1kg的物体获得1m/s2加速度的力规定为1牛顿(N),即1N=1kg×1m/s2,代入g=9.8N/kg中,就可以得到g=9.8m/s2。 2、在高空中,G=mg表达的物理意义不同。 公式G=mg只适合于计算在地球表面上物体受到的重力,属于初中物理知识点。实际上,在高空中,比如太空站的人会产生失重,是因为太阳月球的吸引力超过了地球的引力。 第四、G=mg(重力)的应用。 1、重力对人类有益:重力的作用使物体不会飘向宇宙;重力使植物竖直向上生长;重力使水从高处往低处流,可以用来发电;飞机可以从高空中投掷救灾物体。假如没有了重力,地球上的一切物体都会飘向宇宙。 2、重力对人类有害:高处的物体落下,由于重力的作用,能够砸伤动植物;重力使人行走、爬山感觉到困难;重力使质量大的物体难以移动。 |
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