確定物體重心位置的常用方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上確定物體重心位置的常用方法 一個(gè)物體的各部分都要受到重力作用，從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在它的幾何中心，質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān).載重汽車的重心隨著裝貨多少和裝載位置而變化，起重機(jī)的重心隨著提升物體的重量和高度而變化. 確定物體重心的方法通常有以下幾種， 一、幾何法 質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在它的幾何中心.如圖1，均勻細(xì)直棒的重心在棒的中點(diǎn)，均勻球體的重心在球心，均勻網(wǎng)柱的重心在軸線的中點(diǎn). 從中不難發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)規(guī)律，若

2、質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體有對(duì)稱軸、對(duì)稱中心、對(duì)稱面，則重心必在此對(duì)稱軸、對(duì)稱中心、對(duì)稱面上. 例1 質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體重心在它的_，為增大物體的穩(wěn)定性，可以_物體重心的位置和增大物體底部的_. 解析 重力在物體的作用點(diǎn)叫做重心.形狀規(guī)則質(zhì)量分布均勻的物體，重心在物體的幾何中心；形狀不規(guī)則的物體，有可能重心不在物體中心，甚至不在物體上， 提高穩(wěn)定性的方法主要有兩種：一是增大支承面，二是降低重心. 答案 幾何中心，降低，面積. 例2 下列有規(guī)則形狀的物體質(zhì)量分布均勻，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出A、B、C、D各物體的重心位置. 解析 分析圖例根據(jù)對(duì)稱性，質(zhì)地均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心上

3、，如方形物體的重心在其幾何中心，如果是方形薄物體，它的重心在兩條對(duì)角線交點(diǎn)上.球的重心在球心，粗細(xì)均勻棒的重心在它的中點(diǎn)，所以各物體的重心如圖3所示， 二、懸掛法 用懸掛法可以確定薄板的重心位置.首先找一根細(xì)繩，在薄板上找一點(diǎn)，用繩懸掛，畫出薄板靜止后的重力線，同理再找一點(diǎn)懸掛，兩條重力線的交點(diǎn)就是物體重心. 例3 如圖4所示是確定薄板重心的方法，先在A點(diǎn)把薄板懸掛起來，然后在C點(diǎn)把薄板再懸掛一次，由此可知，薄板的重心在哪里？該過程應(yīng)用的物理原理是什么？ 解析 重心是重力的作用點(diǎn)，是一個(gè)物體受重力的總效果的反映.可根據(jù)重力的方向是豎直向下和二力平衡的條件來突破此題.如圖4，先在A點(diǎn)把薄板懸掛起

4、來，對(duì)于靜止的薄板而言，只受重力和繩子上的拉力，由于這兩個(gè)力必等大反向共線，即重力與繩子處于一條直線上，因此繩子的直線通過重心（重力作用點(diǎn)），即薄板的重心一定在AB直線上.然后在C點(diǎn)把薄板再懸掛一次，同理可知，薄板的重心一定在通過C點(diǎn)的豎直線CD上，AB、CD的交點(diǎn)在O，就是薄板的中心位置. 三、支撐法 只適用于細(xì)棒（不一定均勻）.如圖5，用一個(gè)支點(diǎn)支撐物體，不斷變化位置，越穩(wěn)定的位置，越接近重心. 一種可能的變通方式是用兩個(gè)支點(diǎn)支撐，然后施加較小的力使兩個(gè)支點(diǎn)靠近，因?yàn)殡x重心近的支點(diǎn)摩擦力會(huì)大，所以物體會(huì)隨之移動(dòng)，使另一個(gè)支點(diǎn)更接近重心，如此可以找到重心的近似位置. 四、針頂法 同樣只適用于薄板.用一根細(xì)針頂住板子的下面，當(dāng)板子能夠保持平衡，那么針頂?shù)奈恢媒咏匦?與支撐法同理，可用3根細(xì)針互相接近的方法，找到重心位置的范圍，不過這就沒有支撐法的變通方式那樣方便了. 五、鉛垂線法（任意一圖形，質(zhì)地均勻） 用繩子找其一端點(diǎn)懸掛，后用鉛垂線掛在此端點(diǎn)上（描下來）.而后用同樣的