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高中物理重力的知识点详解
重力的知识点在初中也学习过，但是在高中学习的会更加
的全面，下面本人的本人将为大家带来高中物理关于重力的知
识点介绍，希望能够帮助到大家。
高中物理重力的知识点
重力的概念
我们高中物理教材(物理必修 1 的 51 页)中有重力的
定义：地球附近一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸
引而使物体受到的力叫做重力。
重力的表达式 G=mg;其中 m 为物体的质量，g 为地球
表面的重力加速度。
重力与万有引力的关系
(高一上学期刚接触重力学生可以跳过此段)实际上重
力 G 只是万有引力 F 的一个分力(具体分析参看图所示)。
对地球表面上的物体，万有引力的另一个分力是使物
体随地球自转的向心力 f。f 比 G 小很多(f 与 G 的比值不超过
%);因此高考说明中已经明确指出：在地球表面附近，可
以认为重力近似等于万有引力。
要给大家强调一点，只有在极轴上的物体，所受的重
力等于万有引力;原因是，南北极轴点物体不随着地球旋转，
向心力为零。
三者的运算关系满足矢量的三角形法则;也就是说重
力加速度与质量的乘积等于万有引力与向心力的矢量差。
从图中，我们还可以看出来，重力的方向不是指向地
球中心的。所以我们从初中物理开始，就一直用“竖直向下”
这一说法来说重力的方向。 : .
为什么物体在地球的两极重力大?
在这里，我们做一个分析，来深入理解为什么两极重
力大?
首先，由于地球不是标准的球形，而是椭圆体;夸张
一点来说，就像个椭球体的“橘子”。因此“距离地心近”的
两极万有引力大一些，自然重力加速度也较大。
从天体学的相关知识(F 向=mvω)可知，赤道附近的
向心力大(高一上学期学生对向心力和万有引力不理解的，下
文中有说明)。
相对而言，物体在北极(或者说两极)向心力为零，根
据矢量运算法则自然重力也就大一些。
综上两个因素所述：
1 两极的周围万有引力较大;
2 南北极没有向心力。
因此，南北极附近的重力加速度大。请注意是两个因
素，仅强调第二个向心力关系大小的因素，这是不科学的。下
面我们来探究重力加速度值的问题。
重力加速度值
课本和辅导书上常看到的重力加速度值 g=^2
实际上是大概值，并不精确。如果要找某地 g 的精确值，最简
单的就是利用单摆来测定当地的重力加速度了。在下面，给出
大家几个城市的重力加速度值。
赤道附近 g=²;
广州 g=²;
武汉 g=²;
上海 g=²;
北京 g=²; : .
纽约 g=²;
莫斯科 g=²;
北极地区 g=²;
便于大家理解重力加速度的例子
在课堂上我个人喜好典型例子教学。在这里给大家举
个例子来帮助大家理解。
同样 10 米深的一个坑，一个是在北极，一个是在赤
道。北极熊掉进坑底的加速度要比袋鼠大，也较早落地;请注
意，不是因为北极熊质量大，这个伽利略先生早在几百年前就
做了比萨斜塔实验了。当然了，这个差异是非常、非常小的，
你用肉眼观察不出来。
很多学生都应该玩过沙漏。如果是同样的沙漏，在北
极漏的更快。
超重与失重
物体的加速度向上，我们称之为超重;物体的加速度
方向向下，我们称之为失重。向下的加速度为 g 时，我们称之
为完成失重状态。
关于超重和失重的问题，目前高考很少考到，因为在
重力中，它知识点过于单调，和其他知识点交叉联系很少。但
是最基本的概念我们必须记熟练，也不必刻意去记忆。
现在开始，一口气念五十遍保证你能记到五十岁：加
(速)下(降)减(速)上(升)为失重。
重力势能的概念
(高一上学生请跳过)重力势能是高中物理第二个涉及
到的能量;第一个能量是动能。
重力势能广泛地应用于日常生活中，人们在打桩时，
先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里。 : .
重锤是由于被举高而能够做功的，举高的物体具有的
能量就是重力势能。从日常生活经验也有这样的结论：物体的
质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。
高中物理必修 2 中给出了重力势能的定义：物体由于
被举高而具有的能(mgh)叫做物体的重力势能。
物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有
的重力势能就越大。对于重力势能的“高度”，其大小由地球
和地面上物体的相对位置决定。
重力势能的定义公式为：E 重=mgh;其中 h 是相对于
零势能面的竖直高度。
重力势能是标量，单位为焦(J)。与功不同的是，功
的正负号表示作用效果，比较大小时仅比较数值;而重力势能
中正数一律大于负数。在重力势能的表示式中，由于高度 h 是
相对的，因此重力势能的数值也是相对的。
万有引力定律
便于大家对比理解重力与万有引力，在这里把万有引
力给大家做一个简单的介绍(高一上的学生可以参考下)。
万有引力是自然界的四大基本相互作用之一，另外三
种相互作用分别是电磁相互作用、弱相互作用及强相互作用。
万有引力定律是牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学
原理》上发表的。如何可以的话推荐大家看看。
牛顿的普适万有引力定律表示如下：任意两个质点通
过连心线方向上的力相互吸引。
该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离
的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质
无关(一般我们称这样的力为场力)。
万有引力定律的公式为 F 引=Gm1m2/(R^2); : .
重心
重心，是在重力场中，物体处于任何方位时所有各组
成质点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的
重心就是它的几何中心。
不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。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。
物体的重心，不一定在物体上，比如三角板或者铁皮
文具盒。
重心的概念大家了解一下即可，在这里留给大家一个
思考题：在书本中，讲解重力时，为什么可以用悬挂法测定薄
板的重心?
向心力不是力
在上文中讲到重力概念时候，提到了向心力，在这里，
我们把向心力这个比较模糊的概念给大家做一个解释。
很多学生都有这样的疑问：向心力是力吗?答案是否
定的，向心力不是力，因为它不满足力的定义：“两个物体间
的相互作用”;当然我们也可以通过力的三要素来进行更加
“细致”的判断。
我们知道，合外力不是力。合外力从定义上来说，是
很多个外力的表现形式。比如重力和支持力的合力，或者电场
力和重力的合力等等。
同样，向心力也不是力，也是其他力的表现形式。只
不过用“向心”二字来让“表现形式”具体了起来。或者说是
“表达出来”这些力的综合效果是“向心”的。 : .
当然，对于向心力来说，也有一个力来提供向心力的
情况。比如，洛伦兹力下带电粒子在匀强磁场中的运动。
高中物理弹力的知识点
弹力的概念
在新课标必修 1 第 55 页有弹力的如下定义：发生弹
性形变的物体，由于要恢复原长，对其接触的物体产生力的作
用，这种力叫弹力。
定义中的弹性形变指的是能够恢复原状的形变;并不
是所有的形变都是弹性形变。
弹力与重力、摩擦力一起并称力学三大典型力。
我们在高中物理题目中最典型的弹力就是弹簧的弹力。
从弹力定义来说，日常生活中的压力、支持力、绳子拉力都是
弹力。比如，一本书放在桌面上，桌面给其的支持力就是弹力，
只不过桌面的弹性形变很小，我们肉眼观察不到。
弹力的方向
弹力的方向研究是一个考点，如果是综合题，涉及到
复杂的运动模式，弹力方向判断就很不容易;比如，竖直方向
弹簧放置的振动模式。
下面我们来一起研究弹力的方向。弹力的方向的规定：
压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被挤压或被支持
的物体。
绳对物体的拉力(拉力是弹力中的一种)总是沿着绳指
向绳收缩的方向。不难看出，弹力方向的分析远比重力方向复
杂。
弹力的大小
高中物理中弹力问题是非常重要的考点。尤其是涉及
到竖直放置弹簧、多物体连接的，且涉及到摩擦了综合问题， : .
在高考试题和模考题中经常出现。
我们还是先来复习课本上弹力的大小的相关规定。高
中物理阶段，我们研究弹力的大小都是满足胡克定律的。胡克
定律可表示为(在弹性限度内)：F=kx，(形变量可以是伸长量
也可以是压缩量);此公式还可以表示成 Δ F=kΔ x，即弹簧弹
力的大小改变量和弹簧形变量的改变量也成正比。