Kn--千牛,重力单位
KN与KG是两个不同的概念.
KN是力的单位,叫千牛或千牛顿,KG是质量或者重量的单位,叫千克.
1、质量
(1)质量的概念
质量是物体中所含物质的多少,只要物体存在就必定有质量,它是物
体固有的基本属性。质量表示了物体惯性和引力大小的量度,是物体
惯性质量和引力质量的统称。惯性质量由牛顿第二定律表示,引力质
量由万有引力定律表示。惯性质量和引力质量反映了同一物体的两种
不同属性,在实际生活中,我们使用衡器(如秤)称量出来的质量是
引力质量,而用质谱仪测量出来的是惯性质量。
虽然惯性质量和引力质量是同一物体的两种不同物理属性,但是他们
之间存在非常密切的联系。通过大量高精度实验表明,任何物体的引
力质量与惯性质量存在这严格的正比关系:引力质量大的物体,其惯
性质量必然大;引力质量小的物体,其惯性质量必然小。
当采用国际单位制时,物体的引力质量值等于它的惯性质量值,在平
时生活中,对一般质量的计量,就不再区分引力质量和惯性质量,而
统称为质量。
(2)质量的计量单位
质量是自然界三个基本量之一(另两个是:长度、时间。质量单位为
千克,符号为kg,它是国际单位制(SI)中七个基本单位之一,它
等于国际千克原器的质量,称千克为质量的主单位。
常用质量计量单位包括:毫克(mg)、克(g)、吨(t),其换算关系为:
1mg=1×10^-6kg,1g=1×10^-3kg,1t=1×10^3kg。
2、力
(1)力的概念
力是物体与物体之间的一种相互作用,这种作用对物体产生两种效
应,一是使物体产生加速度,称为动力效应;二是使物体产生变形,
称为静力效应。力是物体间的相互作用,因此力不能脱离物体而单独
存在。力是一个矢量,要确定一个力,必须知道它的大小、方向和作
用点,即力的三要素。
(2)力的单位
国际单位制(SI)中,力的计量单位为牛顿,简称牛,符号为N。牛
顿是一个导出单位(非基本单位),其定义为:作用在1kg物体上,
使之产生1m/s^2加速度的力为1N,即:1N=1kg·m/s^2,量纲为
[LMS^-2]。
力的常用计量单位有:微牛(μN)、毫牛(mN)、千牛(kN)、兆
牛(MN)等,其换算关系是:1MN=1×10^3kN;1kN=1×10^3N;1N
=1×10^3mN;1mN=1×10^3μN。
1kg
由于地球的吸引而产生的力,叫做重力。方向竖直向下。地面上同一
点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比,用关系式G=mg表
示。通常在地球表面附近,g取值为9.8牛每千克,表示质量是1千
克)
物体的各个部分都受重力的作用。但是,从效果上看,我们可以
认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的作用
点,叫做物体的重心。重心的位置与物体的几何形状及质量分布有关。
形状规则,质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心。
重力并不等于地球对物体的引力。由于地球本身的自转,除了两
极以外,地面上其他地点的物体,都随着地球一起,围绕地轴做近似
匀速圆周运动,这就需要有垂直指向地轴的向心力,这个向心力只能
由地球对物体的引力来提供,我们可以把地球对物体的引力分解为两
个分力,一个分力F1,方向指向地轴,大小等于物体绕地轴做近似
匀速圆周运动所需的向心力;另一个分力G就是物体所受的重力(图
示)其中F1=mw2r(w为地球自转角速度,r为物体旋转半径),可见F1
的大小在两极为零,随纬度减少而增加,在赤道地区为最大F1max。
因物体的向心力是很小的,所以在一般情况下,可以近似认为物体的
重力大小等于万有引力的大小,即在一般情况下可以略去地球转动的
影响。其中引力的重力分量提供重力加速度,引力的向心力分量提供
保持随地球自转的向心加速度。
重力大小可以用测力计测量,静止或匀速直线运动的物体对测力
计的拉力或压力的大小等于重力的大小。
附加解释:
[编辑本段]
重力的大小除可用万有引力大小计算以外,还可以由牛顿第二定律
F=ma计算,这时重力可以写成:G=mg。重力是矢量,它的方向总是
竖直向下的。重力的作用点在物体的重心上。
此外,有密度较大的矿石附近地区,物体的重力要比周围地区稍
大些,利用重力的差异可以探矿,这种方法叫重力探矿。
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重力的定义
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重力是力学中最重要、最基本的概念之一.但是,国内外各种课
本及参考书对重力概念的定义不尽一致,目前对重力的定义大致有以
下三类.
第一类定义:“地球对物体的引力称重力”.“重力就是由于地
球吸引而使物体受到的力”.
第一类定义很明确,重力就是指地球对物体的万有引力.重力即
是力,就是矢量,其方向就是地球对物体引力的方向,即指向地球中
心.按这类定义,重力就成了引力的同义词.其实,这类定义只有在
不考虑地球自转所引起的效果时才有意义.
第二类定义:“地球对其附近物体吸引的力是重力”.“地球对
地球表面附近物体的引力称重力”.
第二类定义的共同特点是有“表面”、“附近”此类限制性词.这
些“表面”、“附近”表达着怎样的意思呢?如只是一个区域性概念
的话,那就是说只有地球表面附近的引力才称重力,除此以外,就只
称引力,不再称重力了;另外,到底距地球表面多远才不算“表面”、
“附近”呢?可见,第二类重力定义给读者的概念是模糊的、不确切
的.
第三类定义:“质点以线悬挂并相对于地球静止时,质点所受重
力的方向沿悬线且竖直向下,其大小在数值上等于质点对悬线的拉
力”.“实际上,重力就是悬线对质点拉力的平衡力”.“物体在地
球表面附近自由下落时,有一竖直方向的重力加速度g,产生此重力
加速度的力称为重力”.
第三类定义分别从静力学形式和动力学形式给出了重力的“操作
性定义”,并暗示了重力不是纯地球引力,而是把地球自转影响考虑
在内的地球引力和物体随地球绕地轴转动所受的向心力之差.这类定
义美中不足的是未能明确表达出重力的主要本质,即“地球引力”这
一本质因素.
综上所述,以上三类关于重力的定义都不够确切.重力的比较确
切的定义是:“随地球一起转动的物体,所表现出的、所受地球的引
力,称物体的重力.”根据这种定义,重力概念的内涵有:
(1)重力的本质来源是地球的引力.
(2)重力是一个表观的概念,是物体随地球一起转动时受到地
球的引力.
(3)重力等于物体受地球的引力和随地球绕轴转动所需向心力
的矢量差.
(4)重力的方向总是竖直向下的.
(5)重力是由于地球的吸引产生的,但不能说重力就是地球的
引力。
重力实际上是万有引力和离心力的合力,可由平行四边形法则
合成。因为赤道是最长的纬线,所以赤道上的物体受到的离心力最大,
而因为地球只是一个两极略扁的球体,所以近似看做规则圆球体,所
以物体在地球上各点受到的万有引力基本不变。又因为重力是万有引
力和离心力的合力,所以在赤道上,物体受到的重力小,在两极受到
的重力大。即地球上,重力常数g是随纬度升高而增大。
重力的影响因素
a.形状
b.质量分布
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