胡丽
“高空王子”的高空走钢丝是不是让人觉得心惊胆战(图1)?不倒翁(图2)总是屹立不倒.是不是又让人觉得新颖有趣?
谈到这些的时候,我们几乎都会说到一个词——重心.说走钢丝的运动员对自己的“重心”掌握得很好.说不倒翁的“重心”很低等,
什么是重心
地球附近的物体由于地球的吸引而受到的力,叫作重力.物体上的每一部分都受到重力的作用.对于整个物体.重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,我们把这个点叫作重心,
力的三要素告诉我们,力都有作用点.重心其实就是重力在物体上的作用点,那物体的重心在哪里,又该如何去找呢?
重心在哪儿
形状规则、质量分布均匀的物体.它的重心很好找,就在它的几何中心上,例如.正方形、长方形等的重心在其对角线的交点上.圆形的重心就是它的圆心,球体的重心是它的球心.粗细均匀的长木棒的重心在它的中点等.如何找重心
形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心的位置,形状不规则、质量分布不均匀的物体的重心又在哪里?如何寻找确定呢?这里给同学们介绍两种常用的方法.
1.悬挂法
对于形状不规则的薄木板,它的重心我们可以通过悬挂法来确定.首先在薄木板上任意找一点A.在A点用细线将薄木板悬挂起来.当薄木板静止时,沿悬线方向在薄板上画出竖直线AB.然后任选另一点C再次悬挂.在薄木板上画出另一条竖直线CD,AB与CD的交点O即为重心(如图3所示).因为当薄木板在AB位置静止时,其所受重力和拉力是一对平衡力,所以重力作用线一定是沿着AB竖直向下的.而薄木板在∞位置静止时,其所受重力作用线又和CD在同一条直线上.这样重心既在直线AB上,又在直线CD上.所以两条直线的交点O就是这块薄木板的重心了,
2.平衡法
我们选择任意一物体.用一个支点把物体支撑起来,不断改变支点或物体在支点上的位置,直到物体刚好能在支点上水平平衡并静止,此时该物体的重心就在这个支点位置正上方,如图4所示,这种方法也称之为针顶法,中国的传统杂技转盘,可以说就是这种平衡法的最好诠释.通过一个支杆,顶住旋转的盘子,让支点与重心始终重合,或支点与重力的作用线重合,盘子才不会掉落(如图5).
找重心的方法还有很多.大部分物体的重心都能通过我们介绍的简单方法轻松找到.重心在以后的力学作图题中会经常用到.因此准确找到重心对后面的学习还是非常重要的.
值得大家注意的是,虽然说重心是重力在物体上的作用点,但重心不一定就在物体上,比如质地均匀的圆环的重心在它的圆心上.
其次.物體的重心也不是固定不变的,几何形状固定的物体.其重心位置是固定不变的.当物体的形状改变或物体个别部分的质量改变时.物体的重心位置也会随之改变.有些运动的物体,其重心在不断地改变,如在体育运动中,人体的重心位置就会随着姿势的变化而变化.
学即用,练一练:
1.如图6所示,“走钢丝”是一项传统的杂技项目.常常给观众带来惊险、刺激的感觉.在走钢丝过程中,演员往往手拿一根长杆.关于长杆的作用,下列说法正确的是( ).
A.为了调节演员身体的重心位置以保持平衡
B.为了增大演员与钢丝间的摩擦力
C.为了增大演员对钢丝的压力
D.为了增加观赏性
2.如图7所示.玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,其奥秘是( ).
A.重力小.可以忽略
B.重力的方向总是竖直向下的
C.重心低.不易倾倒
D.里面有自动升降的装置
3.关于物体的重心,下列说法中正确的是( ).
A.任何物体的重心都一定在这个物体上
B.形状规则的物体.其重心可能不在物体的中心
C.重心就是物体上最重的点
D.物体重心的位置一定会随物体形状的改变而改变
4.跑步时,人的重心位置 一(填“不变”或“改变”);人在高处时心慌害怕,往往蹲下来,主要是为了____.
参考答案:1.A2.C3.B4.改变降低身体重心
责任编辑 蔡华杰