第 5 章 第 2 节 弹力 重力

蹦床运动有“空中芭蕾”之称。图5–2–1中运动员借助蹦床高高跃起，在空中做出各种高难度的动作。为什么运动员借助蹦床能跳得很高呢？

什么是弹力？

把橡皮筋拉长，松手后橡皮筋会恢复到原来的长度。如图 5–2–2 所示，手捏橡胶球使它发生形变，松手后，橡胶球会恢复原状。蹦床运动员将蹦床床面压得凹陷，运动员离开床面后，床面也会恢复原状。

橡皮筋、橡胶球、蹦床床面等物体在外力作用下发生形变，撤去外力后又能恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做弹性。橡皮泥、面团等物体发生形变后不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。我们用手捏橡胶球或

力也越大。物体的弹性都有一定的限度，如果把弹簧过度拉伸，弹簧就不能恢复到原来形状。

如何测量力的大小？

在一定范围内，弹簧所受的拉力越大，弹簧的形变程度越大。根据这个原理，人们制造了实验室中常用的测力仪器——弹簧测力计，其结构如图 5–2–6 所示。使用弹簧测力计时，先将圆环固定，当挂钩受到拉力时，弹簧就会伸长，指针会随弹簧的伸长而移动。弹簧形变稳定时，指针所指的刻度值即为此刻挂钩所受的拉力大小。

大小与物体的质量成正比。物理学中，将重力与质量的比用字母 g 表示，物体所受的重力 G 与它的质量 m 之间的关系可以写为：

\[g = \frac{G}{m}，即\;G = mg。\]

在国际单位制中，重力的单位是牛，质量的单位是千克，因此 g 的单位是牛/千克，符号是 N/kg，读作牛每千克。实验测得，在地球表面附近，g 的大小约为 9.8 N/kg，它表明在地球表面附近，质量为 1 kg 的物体所受的重力约为 9.8 N。

 

示例 ·  一辆汽车的质量为 1.2 t，它受到的重力大小为多少？

解：已知地球表面附近 g = 9.8 N/kg，汽车的质量 m_车 = 1.2 t = 1.2×10³ kg。

汽车受到的重力

G_车 = m_车g = 1.2×10³ kg×9.8 N/kg = 11 760 N。

 

物体的各个部分都受到重力的作用。对于整个物体而言，各部分所受到的重力可以看成是作用在某一个点上，这个点叫做重心（center of gravity）。如图 5–2–9 所示，粗细均匀的直棒的重心在它的几何中心，均匀球的重心在球心。