不规则物体的重心

实验目的

用悬挂法找出不规则薄板的重心,理解重心的含义。

实验原理

重心是物体各部分所受重力的等效作用点。薄板悬挂静止时,受到向上的拉力和向下的重力,二力平衡,必在同一直线上,所以重心在悬线所在的竖直线上。换一个悬挂点再画一条线,两线的交点就是重心。

实验器材

• 不规则硬纸板或薄木板
• 铁架台
• 细线
• 重垂线
• 笔和直尺
• 大头针
• 针尖或尖头支架

实验步骤

1. 在薄板边缘不同位置钻三个小孔。
2. 用细线穿过第一个孔把薄板悬挂在铁架台上,静止后在板上标出悬线的位置。
3. 在同一线旁挂上重垂线,沿悬线用直尺画出这条竖直线。
4. 换第二个孔悬挂,同样画出竖直线,两线交点即重心。
5. 再用第三个孔悬挂检验,并用针尖托住交点,看板是否保持平衡。

实验现象与结论

不同孔悬挂画出的几条竖直线相交于同一点,这点就是重心。用针尖支撑该点时,薄板能保持水平平衡。结论:重心在悬线的延长线上,重心位置与物体形状和质量分布有关。

注意事项

• 打孔和使用大头针、针尖时注意不要扎伤手。
• 悬挂时等薄板完全静止再画线。
• 细线要系牢,防止薄板掉落。

常见问题

为什么至少要悬挂两次?

一次悬挂只能确定重心在一条直线上,两次画出的两条线交点才能确定重心位置。

重心一定在物体上吗?

不一定。例如质量均匀的圆环,重心在圆心,不在环上。