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重力
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重力(gravity )，指物体由于地球的吸引而受到的力。重力的施力物体是地心。重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，计算公式是：G=mg，g为比例系数，重力大小约为9.8N/kg，重力随着纬度大小改变而改变，表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。重力作用在物体上的作用点叫重心。

基本信息

中文名称 ：重力

外文名称： gravity

表达式： G=mg

提出者： 艾萨克·牛顿

提出时间： 1687年

应用学科：物理、天文

概念成因

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由于地球的吸引而使物体受到的阻力，叫做重力。方向总是竖直向下，但不一定是指向地心的（只有在赤道和两极指向地心）。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，同样，当m一定时，物体所受重力的大小与重力加速度g成正比，用关系式G=mg可以表示。通常在地球表面附近，g值约为9.8牛每千克，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值；在赤道上g最小，g=9.79N/kg；在两极上g最大，g=9.83N/kg。牛是力的单位，字母表示为N，1N大约是拿起两个鸡蛋的力)

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，这个点就是重力的等效作用点，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，但是重心的位置不一定在物体之上。

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其中F1=mrw^2(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。

大小与方向

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方向

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。

大小

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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。

其中，G表示重力，单位用牛顿(N)来表示，m表示质量，单位用千克（kg），g等于9.8牛/千克（9.8N/kg） 根据大量的实验数据，可以得出，：物体所受的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值大约是9.8牛/千克。

由万有引力定律可知，G(重力）=G（万有引力常数，G≈6.67259×10^-11 米2/(千克·秒^2)）*M（地球质量）*m（受力物体质量）/R（物体距地心距离）^2。

所以g（重力加速度）=G*M/R^2

g值在粗略计算中可为10N/kg计算【因为物理学认为所有的测量都是有误差的】且g值的大小随着纬度的大小而变化。如：赤道的地球纬度为0°g值为9.780，北极的地球纬度90°，g值为9.832.而且g值与高度有关，海拔越高，g值越小，反之则越大。

重力与地面的接触面积无关

另外，由重力与加速度的相关定义可知，重力与加速度的作用效果某些程度上是相同的。举个简单的例子：想象地球上有个电梯，现在电梯厢很高很高以致脱离了地心引力。有如下两种情况，（1）突然在电梯厢下方施加方向为竖直向下的重力（2）电梯厢忽然作竖直向上的匀变速运动，可以想象这两种情况下电梯厢内的物体的运动状态会是一样的——“啪”地一下摔在电梯厢底部。

物理释义

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重力是力学中最重要、最基本的概念之一。目前对重力的定义大致有以下三类。

1、第一类定义很明确，重力就是指地球对物体的吸引力。重力即是力，就是矢量，其方向就是地球对物体引力的方向，即竖直指向地球中心。按这类定义，重力就成了引力的同义词，但重力并不代表万有引力。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。

2、第二类定义：“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”。

3、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．

重力的特点

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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。（不是垂直向下）

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。

重心介绍

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重力在物体上的作用点叫做重心(center of gravity) 。地球对物体的重力，好像就是从这一点向下拉物体。若用其他物体来支持着重心，物体就能保持平衡。

质地均匀、外形规则的物体的重心，在他的几何中心上，例如粗细均匀的棒的重心在他的中点；球的重心在球心；方形薄板的重心在两条对角线的交点。

但是，重心不一定在重物上。

物体的重心位置，质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，例如，均匀细直棒重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心,不一定在物体上。

质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。

重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时，重心位置不合适，就容易翻倒；高速旋转的轮子，若重心不在转轴上，就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面，降低它的重心，有助于提高物体的稳定程度。

重力方向的应用

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1、重垂线：检查物体是否与地球重力垂直。

2、水平仪：检查桌面或窗台是否水平。

3、力的三要素：大小、方向、作用点。

4、物体所受重力跟它的质量成正比，其比值是定值，约等于9.8N/kg，在精确度要求不高的情况下可取值为10N/kg。

5、重力的方向总是竖直向下的（注意是竖直，不是垂直）。    

应用

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重力与人类生活的关系密切。人类很早就用重力来度量物体受力的大小。弹簧出现前，秤就是人类用来比较物体重量的工具；弹簧出现后，又使用弹簧秤来称重量。

同一物体的重力在地面附近的空间里变化甚小，所以在日常生活中可视为常数，这就是把重力用作量力单位的方便之处。由于物体的重力几乎不变，所以伽利略意识到重力加速度也是个常量。伽利略的研究为牛顿的研究奠定了基础。

牛顿在1687年发表万有引力定律后，找到了重力的物理根源，从此人类对重力有了较正确的认识，牛顿是通过物体落地和月球不落地这两种现象的对比而得到万有引力概念的。通过万有引力定律和牛顿运动定律，人类终于把力学基本理论以及物体的机械运动弄清楚。按牛顿的观念，重力是一种超距力，牛顿把重力推广到万有引力，从而解释了天体运动的开普勒定律，同时建立了工程上广泛应用的经典力学。

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