高中物理知识点：重力

　　重力的概念

　　我们高中物理教材(物理必修1的51页)中有重力的定义：地球附近一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。

　　重力的表达式G=mg;其中m为物体的质量，g为地球表面的重力加速度。

　　重力与万有引力的关系

　　(高一上学期刚接触重力学生可以跳过此段)实际上重力G只是万有引力F的一个分力(具体分析参看图所示)。

　　对地球表面上的物体，万有引力的另一个分力是使物体随地球自转的向心力f。f比G小很多(f与G的比值不超过0.35%);因此高考说明中已经明确指出：在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。

　　要给大家强调一点，只有在极轴上的物体，所受的重力等于万有引力;原因是，南北极轴点物体不随着地球旋转，向心力为零。

　　三者的运算关系满足矢量的三角形法则;也就是说重力加速度与质量的乘积等于万有引力与向心力的矢量差。

　　从图中，我们还可以看出来，重力的方向不是指向地球中心的。所以我们从初中物理开始，就一直用“竖直向下”这一说法来说重力的方向。

　　为什么物体在地球的两极重力大?

　　在这里，我们做一个分析，来深入理解为什么两极重力大?

　　首先，由于地球不是标准的球形，而是椭圆体;夸张一点来说，就像个椭球体的“橘子”。因此“距离地心近”的两极万有引力大一些，自然重力加速度也较大。

　　从天体学的相关知识(F向=mvω)可知，赤道附近的向心力大(高一上学期学生对向心力和万有引力不理解的，下文中有说明)。

　　相对而言，物体在北极(或者说两极)向心力为零，根据矢量运算法则自然重力也就大一些。

　　综上两个因素所述：

　　1两极的周围万有引力较大;

　　2南北极没有向心力。

　　因此，南北极附近的重力加速度大。请注意是两个因素，仅强调第二个向心力关系大小的因素，这是不科学的。下面我们来探究重力加速度值的问题。

　　重力加速度值

　　课本和辅导书上常看到的重力加速度值g=9.8m/s^2实际上是大概值，并不精确。如果要找某地g的精确值，最简单的就是利用单摆来测定当地的重力加速度了。在下面，给出大家几个城市的重力加速度值。

　　赤道附近g=9.780m/s2;

　　广州g=9.788m/s2;

　　武汉g=9.794m/s2;

　　上海g=9.794m/s2;

　　北京g=9.801m/s2;

　　纽约g=9.803m/s2;

　　莫斯科g=9.816m/s2;

　　北极地区g=9.832m/s2;

　　便于大家理解重力加速度的例子

　　在课堂上我个人喜好典型例子教学。在这里给大家举个例子来帮助大家理解。

　　同样10米深的一个坑，一个是在北极，一个是在赤道。北极熊掉进坑底的加速度要比袋鼠大，也较早落地;请注意，不是因为北极熊质量大，这个伽利略先生早在几百年前就做了比萨斜塔实验了。当然了，这个差异是非常、非常小的，你用肉眼观察不出来。

　　很多学生都应该玩过沙漏。如果是同样的沙漏，在北极漏的更快。