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高一物理必修一第三章第一節的知識點

時間:2018-10-28 物理 我要投稿

高一物理必修一第三章第一節的知識點匯總

  重力的概念

高一物理必修一第三章第一節的知識點匯總

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  我們高中物理教材(物理必修1的51頁)中有重力的定義:地球附近一切物體都受到地球的吸引,這種由于地球吸引而使物體受到的力叫做重力。重力的表達式G=mg;其中g為地球表面的重力加速度。

  重力、萬有引力、向心力關系

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  (高一上學期剛接觸重力學生可以跳過此段)實際上重力G只是萬有引力F的一個分力(具體分析參看圖所示)。

  對地球表面上的物體,萬有引力的另一個分力是使物體隨地球自轉的向心力f。f比G小很多(f與G的比值不超過0.35%);因此高考說明中已經明確指出:在地球表面附近,可以認為重力近似等于萬有引力。在這里王尚老師要給大家強調一點,只有在極軸上的物體,所受的重力等于萬有引力。

  三者的運算關系滿足矢量的三角形法則;也就是說重力加速度與質量的乘積等于萬有引力與向心力的矢量差。從圖中,我們還可以看出來,重力的方向不是指向地球中心的。所以我們從初中物理開始,就一直用“豎直向下”這一說法來說重力的方向。

  為什么物體在地球的兩極重力大?

  在這里,我們做一個分析,來深入理解為什么兩極重力大?

  首先,由于地球不是標準的球形,而是橢圓體;夸張一點來說,就像個橢球體的“橘子”。因此“距離地心近”的兩極萬有引力大一些,自然重力加速度也較大。

  從天體學的相關知識(F向=mvω)可知,赤道附近的向心力大(高一上學期學生對向心力和萬有引力不理解的,下文中有說明)。

  相對而言,物體在北極(或者說兩極)向心力為零,根據矢量運算法則自然重力也就大一些。

  綜上兩個因素所述:

  1兩極的周圍萬有引力較大;

  2南北極沒有向心力。

  因此,南北極附近的重力加速度大。請注意是兩個因素,在王尚的教學中發現很多老師不嚴謹,僅強調第二個向心力關系大小的因素,這是不科學的'。下面我們來探究重力加速度值的問題。

  重力加速度值

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  課本和輔導書上常看到的重力加速度值g=9.8m/s^2實際上是大概值,并不精確。如果要找某地g的精確值,最簡單的就是利用單擺來測定當地的重力加速度了。在下面,給出大家幾個城市的重力加速度值。

  赤道附近g=9.780米/秒^2,

  廣州g=9.788米/秒^2。

  武漢g=9.794米/秒^2。

  上海g=9.794米/秒^2。

  北京g=9.801米/秒^2。

  紐約g=9.803米/秒^2。

  莫斯科g=9.816米/秒^2。

  北極地區g=9.832米/秒^2。

  便于大家理解重力加速度的例子

  在課堂上我個人喜好典型例子教學。在這里給大家舉個例子來幫助大家理解。

  同樣10米深的一個坑,一個是在北極,一個是在赤道。北極熊掉進坑底的加速度要比袋鼠大,也較早落地;請注意,不是因為北極熊質量大,這個伽利略先生早在幾百年前就做了比薩斜塔實驗了。當然了,這個差異是非常、非常小的,你用肉眼觀察不出來。

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