物体的重心 1

重心是物体各部分所受重力合力的作用点。重力的作用点不易直接观察,一般是用施加外力并分析外力的作用线是否通过重心的方法来寻找重心位置的。方法一、二、三中的外力分别是细线的拉力、手指的弹力和水的浮力。

方法一

目的 确定任意形状薄木板重心的位置。

器材 细线,重锤,刻度尺,小铁钉,薄木板等。

操作
  1. 在木板边沿某处钉上一个小铁钉,将一根细线和一根重锤线绑在铁钉上。(2)拉住细线将木板吊起。当木板静止后,沿着重锤线在木板上画一条直线(图
  1. 改变小铁钉的位置,用同样的方法在木板上画下另一条直线,两条直线的交点C 就是木板的重心。

  2. 用小铁钉顶在上述交点C 处,如果木板呈水平状态,证明C 点确是木板的重心。

  3. 本实验可测定(图 b)中各种形状薄板的重心,它们的重心可以在板上也可以在板外。实验结果证实,圆形木板 1 的重心在它的圆心上,三角形木板 2 的重

物体的重心 1 - 图1心在它三边中线的交点上,任意形状的木板 3 的重心在板外。

物体的重心 1 - 图2方法二

目的 测定杆状物体的重心。

原理 两个支点A、B 支承一根杆状物体时(图a),如果CA>CB(设C 为杆的重心),则 NB>NA,fB>fA。当两个支点的距离缩小时,一定是摩擦力小的一边

先滑动。所以A、B 两支点一定相遇在重心C 处。

器材 杆状物体。

操作 把杆状物体水平搁在两手食指上,两手慢慢地靠拢,直至碰到(图 b)。相遇处就是杆的重心。

注意 杆状物体的表面性质要基本一致。

方法三

目的 检验木轮的重心是否在其圆心上。

器材 粘泥,木轮。

操作
  1. 将木轮平放在水面上。当木轮静止后,如果木轮呈水平状态,说明它的重心在圆心上;如果木轮向一边倾斜,则说明它的重心偏向位置较低的一边。

  2. 将粘泥加在木轮位置较高的一边,直至木轮呈水平状态为止。设木轮、粘泥受的重力分别为G1 和G2,粘泥离圆心的距离是R,则木轮重心偏离圆心的距离

s=RG2/G1。

物体的重心 1 - 图3方法四

目的 说明物体的重心与它的质量分布有关。

器材 铁丝,细线。

操作
  1. 将铁丝理直,用细线悬吊其中点 C,铁丝呈水平状态,说明铁丝的重心在 C 点上(图a)。

  2. 将铁丝在右侧的一半对折起来,细线悬吊位置不变。尽管左右两部分铁丝所受重力仍然相同,但铁丝却失去平衡。由此可见物体的重心与它的质量分布有关

(图b)。

  1. 将细线的悬吊点逐渐向左移动,可以找到新的一个悬吊点 C′,这就是铁丝此时的重心(图c)。