重心理论与应用

孟惠敏

重心是物体所受重力的作用点，一个形状规则且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上。对于不均匀物体的重心位置，可以采用悬挂法或支撑法寻找重心。下面通过一道中考真题帮助同学们掌握重心理论及其应用。

真题呈现

例 （2021·江苏·扬州）如图1是有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）。

A.选用越粗的蜡烛效果越好

B.转轴位置离蜡烛重心越远越好

C.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方

D.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些

解析：制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，故A错误;转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛越容易发生翻转，故B错误;为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故C正确;为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，故D错误。

答案：C

[拓展探究]

通过上题对制作蜡烛跷跷板的实验效果的分析可知，物体在某一方向上的稳定程度与重心高低有关，重心越低，物体越稳定。例如，用卡车运送多个物体时，总是将较重的物体放在最下面，将较轻的物体放在上面，这样可降低整体的重心，使卡车在运输过程中保持稳定。

物体的稳定程度还与支撑物体的面积大小有关，支撑物体的面积越大，物体越稳定。当物体倾斜时，若重心始终落在支撑面以内，物体一般不易倾倒;若重心落在支撑面以外，则物体容易倾倒。例如，一块长方体形状的砖块水平横放时要比竖直立放时更加穩定。

[应用提升]

（原创题）如图2所示，小亮同学所背书包中的书本有轻有重，为了能够平稳走路而不向后倾倒，他应该（ ）。

A. 把重的书本放在书包下部

B. 把重的书本放在书包上部

C. 把重的书本放在书包中部

D. 随意摆放都可以

解析：小亮同学背着书包在路面上行走时，为了能够平稳走路而不向后倾倒，应该使书本的重心与小亮同学的重心在一条直线上。如图3是小亮同学的重力示意图，这里需尽可能使书本的重心在小亮同学的重力的作用线上，即把重的书本放在书包上部。如果把重的书本放在书包下部，此时书本的重心离小亮同学的重力作用线距离偏大，行走不稳，易向后倾倒。故本题应该选择B。

答案：B

重心理论归纳：（1）重心是物体重力的集中等效点，形状规则且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心，不规则物体的重心可以采用悬挂法或支撑法寻找重心;（2）重心高低决定物体的稳定程度，重心越低越稳定，同时支撑物体的底面积也决定物体的稳定程度，支撑面越大，稳定程度越好，即提高物体的稳定程度可以采用以下两种方法：降低重心，增大支撑面的面积。

（作者单位：江苏省扬州市朱自清中学）