用悬挂法确定物体的重心

　　【目的和要求】

　　知道用悬挂法求物体重心的方法。

　　【仪器和器材】

　　厚度均匀的硬纸板(纤维板或胶合板)、线和钩码组成的重垂线、图钉等。

　　【实验方法】

　　各种不同形状的均匀薄板，都可以用悬挂法确定它们的重心位置。

　　1.取一长方形纸板，打两个小孔A和B。用钉子穿进A孔将纸板挂起来，并使纸板能在竖直平面内自由摆动。将重垂线系在A处的钉子上，并在纸板上沿重垂线记下直线AM(左图)。用同样的方法，将钉子穿过B孔挂起来，沿重垂线记下直线BN(右图)。AM、BN两条直线的交点C就是纸板的重心位置。

　　2.取一L形均匀纸板，通过A、B两点悬挂，亦可确定其重心位置。实验中可以发现AM和BN两条直线的交点C(即重心)不在纸板上。为便于观察，可用粘胶剂将两条细线分别沿AM、BN粘在纸板上，两条线的交点就是L形纸板的重心。

　　上述实验表明：物体的重心可能在物体上;也可能不在物体上。

　　3.对任意形状不规则的均匀薄板的重心位置，可采用下述方法确定。

　　取一任意形状的硬纸板，在纸板靠近边沿的某一位置按入一个图钉。将重垂线绕在图钉上按右图所示的方法悬挂起来，这时，要使纸板可以灵活地摆动。摆动停止后用铅笔沿重垂线在纸板上画一直线。再将图钉拔出，选定另一位置用同样的方法将纸板悬挂起来，用铅笔在纸板上画出直线。这两条直线的交点就是它的重心位置。用铅笔竖直支撑在此交点处，纸板能保持平衡。

　　【注意事项】

　　1.用L形硬纸板实验肘，两条线交点不在纸板上，这说明有些物体的重心不一定在物体上，有可能在物体外。

　　2.纸板应竖直悬挂，孔不能太大，能使纸板自由转动即可。

　　【参考资料】

　　一、重心

　　物体各部分所受重力是平行力，重心就是物体各部分所受重力的合力的作用点。重心是一个定点，与物体所在位置和如何放置无关，且与质心的位置重合。质心是质量中心的简称，是研究物体或物体系机械运动的一个重要参考点。当作用力或合力通过该点时，物体只作平动而不发生转动，否则在发生移动的同时将绕该点转动。在研究质心的运动时，可把物体的质量看作集中于质心上。

　　均匀物体的重心，只与物体的形状有关。有规则形状的均匀物体的重心就在几何中心上。例如：均匀球体的重心在球心上，均匀圆柱体的重心在轴线的中点。

　　不均匀物体的重心的位置，与物体的形状和物体内部质量的分布有关。用本节实验中悬挂的方法可以找到物体的重心。

　　二、用手指移动的方法找重心

　　取一把直尺(或粗细均匀的木棒)水平地搁在左、右食指上，然后使左右食指向中间方向移动，你会发现直尺(或木捧)将在你的左右食指上交替滑动。这是由于两个物体之间的压力越大，它们的摩擦力也就越大。如果左(或右)食指和直尺之间的摩擦力较小，那么尺就在左(或右)食指上滑动。随着左(或右)食指向重心方向靠拢，左(或右)食指承受直尺的重力逐渐增大。当这个摩擦力增大到比右(或左)食指和尺之间的摩擦力大的时候，尺就转变为左右(或左)食指上滑动。最后当两食指接触时，两食指中间的一点，就是直尺的重心。只要用一个指头托在重心下，直尺就处于平衡状态。

　　如果用丁字尺做这一个实验，就会发现重心不在尺的中点，而是偏向尺重的一端，丁字尺头部越重，重心距头部越近。