重力與壓力的區(qū)別和聯(lián)系

翁華

重力和壓力是初中物理力學(xué)部分同學(xué)們較早接觸的兩個(gè)概念.由于兩者有很多共同點(diǎn).所以很容易引起混淆.搞清重力和壓力的區(qū)別和聯(lián)系是避免混淆的最好方法.

重力與壓力的區(qū)別

重力與壓力本質(zhì)上是兩種不同的力，重力源于地球?qū)ρ芯繉?duì)象（物體）的吸引作用，屬于主動(dòng)施加的力.而壓力是彈力的一種，屬于被動(dòng)施加的力.

1.產(chǎn)生原因不同

重力是地球附近的物體由于地球的吸引而受到的力.屬于萬有引力的范疇.無論物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，是位于地面還是在空中，只要它處于地球附近.就會(huì)受到重力作用.這也是我們進(jìn)行受力分析時(shí)第一步就標(biāo)出重力的原因.與此不同的是，壓力是由被壓物體的彈性形變引起的.產(chǎn)生壓力的首要因素是研究對(duì)象與施力物體接觸并產(chǎn)生彈性形變，屬于彈力的范疇.

例1 （2019.河南）少林功夫馳名中外.一武術(shù)愛好者在以圖1所示的姿勢(shì)練功時(shí).他對(duì)水平地面的壓力是由于

發(fā)生形變而產(chǎn)生的.

解析：武術(shù)愛好者對(duì)水平地面的壓力源于他的鞋（或腳）與地面接觸并擠壓，因此他對(duì)水平地面的壓力是由于鞋（或腳）發(fā)生形變而產(chǎn)生的，

答案：鞋（或腳）

2.施力物體不同

重力的施力物體是地球.壓力的施力物體是與研究對(duì)象接觸并對(duì)其產(chǎn)生擠壓的物體.

3.方向不同

力的方向是力的三要素之一，重力和壓力的方向有著本質(zhì)的不同，無論研究對(duì)象處于何種狀態(tài)，重力的方向總是豎直向下的，不會(huì)改變.壓力的方向垂直于受力面，并指向受力物體，它與受力面上物體的放置方式有關(guān)，不是唯一確定的.幾種常見場(chǎng)景的重力和壓力方向如表1所示.

4.影響力大小的因素不同

影響重力和彈力大小的決定因素是不同的.

物體的地理位置不變，所處的高度不變，則物體所受重力大小不變，重力的大小與物體的質(zhì)量成正比，即G=mg.通常g取9.8 N/kg，粗略計(jì)算時(shí)取10 N/kg.

壓力的大小取決于施力物體發(fā)生彈性形變的程度，而與質(zhì)量的大小無關(guān)，同一物體，彈性形變程度越大，壓力越大.同一物體因放置方式不一樣，會(huì)導(dǎo)致物體的彈性形變程度不同，從而對(duì)受力面的壓力也不同.

例2 同一物體A，重為G，分別靜止在如圖2所示的位置.求物體A對(duì)受力面產(chǎn)生的壓力分別是多少，

解析：（1）當(dāng)物體A靜止在水平地面上時(shí)，物體所受重力G和物體對(duì)水平地面的壓力F壓大小相等，方向相同，只是作用點(diǎn)不同，F(xiàn)壓=G.

（2）當(dāng)物體A被壓在豎直墻壁上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，F(xiàn)壓=F.

（3）當(dāng)物體A被壓在頂面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，F(xiàn)壓=F2-G.

答案：物體A對(duì)水平地面的壓力F壓=G.對(duì)豎直墻壁的壓力F壓=F1，對(duì)頂面的壓力F壓=F2-G.

5.作用點(diǎn)不同

重力的作用點(diǎn)在物體的重心上.具體位置與物體的質(zhì)量分布情況有關(guān).不一定在物體上，形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體，重心在它的幾何中心上：不均勻或者不規(guī)則的物體，我們通常利用懸線法獲得其重心的位置.壓力的作用點(diǎn)在相互接觸的物體的接觸面上，只要找準(zhǔn)接觸面就找到了壓力的作用點(diǎn).

例3 （2019.河北）形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體的重心在它的幾何中心上.圖3所示為質(zhì)量分布均勻但形狀不規(guī)則且?guī)в行】椎谋∧景?，?qǐng)用細(xì)棉線、刻度尺、筆和鐵架臺(tái)來確定它的重心.

解析：我們可以采用如下方法來確定薄木板的重心：（1）用細(xì)棉線系住小孔將不規(guī)則的薄木板懸掛起來，當(dāng)木板靜止時(shí)，用筆和刻度尺在木板上畫出重力的作用線.（2）利用同樣的方法再畫出另一條重力作用線，兩條重力作用線的交點(diǎn)即為薄木板的重心，

答案：見解析.

重力與壓力的聯(lián)系

表2總結(jié)歸納了幾種情形下重力與壓力的關(guān)系，由表2可知：當(dāng)物體放置在水平面或斜面上時(shí)，壓力的產(chǎn)生與重力有關(guān).特別地.當(dāng)物體靜止在水平面上時(shí).壓力和重力的大小相等.當(dāng)物體對(duì)受力面施加水平方向的壓力時(shí).壓力的產(chǎn)生與重力無關(guān).

責(zé)任編輯 蔡華杰