科学四下第四单元《苹果为什么会落地》参考资料

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【牛顿】

牛顿(1642～1727)英国伟大的物理学家、数学家、天文学家。恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。”的确，牛顿在自然科学领域里做出了奠基性的贡献，堪称科学巨匠。

牛顿出身英国北部林肯郡的一个农民家庭。1661年考上剑桥大学特里尼蒂学校，1665年毕业，当时正赶上鼠疫，牛顿回家避疫两年，其间几乎考虑了他一生中所研究的各个方面，特别是他一生中的几个重要贡献：万有引力定律、经典力学、微积分和光学。

牛顿发现万有引力定律，建立了经典力学，他用一个公式将宇宙中最大天体的运动和最小粒子的运动统一起来，使宇宙变得如此清晰：任何一个运动都不是无故发生，都是长长的一系列因果链条中的一个状态、一个环节，是可以精确描述的。人们打破了几千年来神的意志统治世界的思想，开始相信没有任何东西是智慧所不能确切知道的。相比于他的理论，牛顿更伟大的贡献是使人们从此开始相信科学。

牛顿是一位远远超过那个时代所有人智慧的科学巨人，他对真理的探索是如此痴迷，以至于他的理论成果都是在别人的敦促下才公之于世的，对牛顿来说创造本身就是最大的乐趣。

【重力】

一切物体在没有支持的时候都要向地面降落，这是因为地球对它周围的物体有引力，因此能把它们拉向地面。这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。一个物体受到10牛顿的重力，也可以说这个物体的重量是10牛顿。

【重力的大小】

通过实验我们可以知道，不同物体受到的重力是有大有小的。重力的大小可以用测力计测出。物体静止时对测力计的拉力大小等于物体受到的重力。用悬绳挂着的静止物体、用静止的水平物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小等于物体受到的重力。事实上，质量增大几倍，重力也增大几倍，即重力跟质量成正比。

【重力的方向】

用一根线把物体悬挂起来，物体静止时，线的方向跟重力的方向一致，这个方向叫做竖直方向。所以重力的方向是竖直向下的。这是因为当一个物体在几个力作用下处于静止状态时，则所有作用于该物体的力的合力必定为零。当我们用一根线把物体悬挂起来，待物体静止，那么这个物体不仅受到线的竖直向上的拉力，还受到重力，而它们的合力为零，所以重力的方向一定与拉力的方向相反，是竖直向下的。

【重力与地球引力】

17世纪末，英国科学家牛顿在前人观察天体运动的基础上，发现了万有引力定律：

即任意两个物体之间都存在着引力，引力的大小F跟两个物体的质量之积m₁m₂成正比，跟两个物体间距离的二次方r²成反比。式中的G₀为引力常数。地球引力即地球与物体之间的万有引力。

重力是地球对物体的引力，但是一般地说重力并不等于地球引力。这是因为地球上的物体随着地球自转做匀速圆周运动，而需要向心力。这个向心力也来自地球引力。如图所示，地球对物体的引力F分解为两个力，一个是物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力F’，另一个是重力G。因此重力G等于地球引力F与向心力F’的矢量差，即重力略小于地球引力，方向竖直向下但并不指向地心。

重力与地球引力的差值随纬度而异，在纬度不同的地方物体随地球自转做匀速圆周运动的半径不同，由向心力公式F’=mV²/r。可知，半径越大所需要的向心力越大，因而在赤道重力与地球引力的差值大些，而在两极可以认为差值等于零。

另外根据万有引力定律可知，在同一纬度物体所受重力的大小随高度的增加而减小。把一个物体从赤道移到两极，增加的重力大约是在纬度450（海平面）时的千分之五；地面物体每升高1千米所减小的重力不超过原来的万分之三，相差的数值很小。此外，由于地球各处地质构造不同对重力也有影响，这是重力探矿的依据。

【重心】

一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。质量均匀分布的物体，重心的位置只决定于物体的形状。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。例如：均匀的细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点。质量分布不均匀的物体，重心的位置除了与物体的形状有关外，还与物体内质量的分布有关。如载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化。

薄板的重心位置可以用悬挂法求出。先在A点把物体悬挂起来，当物体处于平衡时，由二力平衡条件知道，物体所受的重力跟悬绳的拉力在同一直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上。然后在D点把物体悬挂起来，同样可以知道，物体的重心一定在通过D点的竖直线DE上。AB和DE的交点C，就是薄板重心的位置。