重力课外拓展由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“课外拓展活动”。
一、不倒翁与重心
有趣的不倒翁，不论你怎么使劲推，它都不会翻倒。甚至你把它横过来放，一松手，“倔强”的不倒翁又会站在你面前。这是怎么回事呢？
一块水平放置的砖头，不论雨打风吹，总是稳稳地呆在原地。如果把它竖起来，一有风吹草动它就可能翻倒。这是因为砖头平放时，重心很低，接触地面的面积又很大。也就是说，它的重心较低，不容易翻倒。
其他物体也是这样。如果你到过工厂，会发现许多机器设备的机座都比较大，也很沉，目的就是防止机器翻倒，增加机器的稳定性。往车或船上装货物时，是把重的东西放在下面，还是把轻的东西放在下面呢？你一定猜到了，要先把重的东西放在底部。因为这样一来，整个车或船的重心较低，可以保证行驶的安全。
那么不倒翁为什么不会倒呢？一方面因为它上轻下重，底部有一个较重的铁块，所以重心很低；另一方面，不倒翁的底面大而圆滑，当它向一边倾斜时，它的重心和桌面的接触点不在同一条铅垂线上，重力作用会使它向另外一边摆动。比如，当不倒翁向左倒时，重心和重力作用线在接触点的右边，在重力作用下，不倒翁就又向右倒。当倒向左边时，重心和重力作用线又跑到接触点左边，迫使不倒翁再向左倒。不倒翁就是这样摆过来，又摆过去，直到因为摩擦和空气阻力，能量逐渐损失，减少到零时，重力作用线恰好通过接触点，它才不会继续摆动。
二、不可思议的平衡表演
找到了物体的重心，就能使它平衡；重心越低，物体越容易平衡。在下面的实验中，有几个物体的平衡，就是这个道理。
一、将一把小折刀打开一半，把刀尖插进一支铅笔的一侧，距笔尖约2厘米。将笔尖放在手指头上，铅笔会稳稳地站立着。稍稍调整一下小刀的开合度，把笔尖放在任何物体上，你会发现，铅笔都不会倾倒。
二、找一把尺子、一把锤子和26厘米长的细绳。把细绳两端结一个扣，使绳变成一个环，套在尺子与锤于把上。将尺子末端放在桌子边缘，适当调整绳环在尺子上的位置，奇怪的是，锤子和木尺居然不掉下来。
三、将火柴杆的一端切成“V”形槽，另一端插入软木塞底部的正中心。另找两把叉子对称地插在软木塞的两侧上（要插紧）。然后，双手绷紧一根细线，请你的朋友将火柴杆“V”形槽骑在线上，撒手。这个怪家伙竟然象杂技演员走钢丝一样，直立在线上保持平衡。如果把线倾斜一下，它还能稳稳地沿线滑动。
这几种奇妙的平衡，是多么不可思议呀！当你给你的小朋友表演这套“平衡魔术”时，一定会使他们瞠目结舌的。
三、重力列车
重力列车是一种集现代化高科技于一身的未来新型车。重力列车不是在通常轨道上行驶，也不是利用通常的“动力资源”，而是利用重力作为列车前进的动力。开行重力列车的基本条件是必须具有下坡路轨和上坡路轨。列车靠下坡轨面起动、加速、储能，靠上坡轨面减速、停车。电子计算机的全面使用，则是重力列车构想中不可缺少的重要环节。重力列车所用能源清洁，运行中无污染、低噪音，与现行列车相比具有明显优势。
四、重力与地球引力
17世纪未，英国科学家牛顿在前人观察天体运动的基础上，发现了万有引力定律，即任何两个物体之间都存在着引力，引力的大F跟两个物体的质量之积m1m2成正比，跟两个物体间距离的二次方r2成反比。式中的G0为引力常数。地球引力即地球与物体之间的万有引力。
重力是地球对物体的引力，但是一般地说重力并不等于地球引力。这是因为地球上的物体随着地球自转做匀速圆周运动，而需要向心力。这个向心力也来自地球引力。如图1所示，地球对物体的引力F分解为两个力。一个是物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力F＇，另一个是重力G。困此重力G等于地球引力F与向心力F＇的矢量差，即重力略小于地球引力。方向竖直向下但并不指向地心。
重力与地球引力的差值随纬度而异，在纬度不同的地方物体随地球自转做匀速圆周运动的半径不同，由向心力公式
可知，半径越大所需要的向心力越大。因而在赤道重力与地球的引力差值大些，而在两极可以认为差值等于零。
另外根据万有引力定律可知，在同一纬度物体所受重力的大小随高度的增加而减小。把一个物体从赤道移到两极增加的重力大约是在纬度45℃（海平面）时的千分之五；从地面物体每升高1千米所减小的重力不超过原来的万分之三。相差的数值很小。
此外，由于地球各处地质构造不同对重力也有影响，这是重力探矿的依据。
五、有关“重心”的几个小实验
在学习物体“重心”时，我们先来看几个简单有趣的小实验。
实验1：拿一个米尺，用两手的食指托住米尺两端，两个食指要伸直，使米尺呈水平状态，然后两手带动食指向中间一起靠拢，直到两手的食指并在一起。在此过程中，米尺要一直保持水平，拇指和手的其他部位尽量不要碰到米尺。可以发现，无论是两个食指一起向中间运动，或者是一个手的食指不动，另一个手的食指向它靠拢，米尺总要做对应的运动，最后两个食指合在一起的位置，正好是米尺的中间部位50厘米处。注意使米尺没有刻度的一面和食指接触，极容易成功。它验证了均匀规则物体的重心的位置在其几何中心。
实验2：使身体的一侧从上到下（包括脚跟），紧贴在竖直的墙上站好，看不靠墙的那一只脚能否抬起来坚持一会儿？
六、反重力房屋
一个人如何能够斜站在墙上而不摔下来呢?
不，他并不是被无形的绳子吊起的。
球又怎能自己平稳地滚上斜坡呢？
这是怎么回事？！
根据有关这些旅游胜地的旅游指南，我们所看到的现象是起因于一种超出现代科学范围的力量。然而，他们又解释说，这些反重力的力量是起源于UFOS,超正常的活动性，源于百幕大群岛三角地带的磁性异物，等等（取决于你参观的旅游胜地）。
在我到桑特克鲁兹的“神秘”球进行旅行期间，向导并没有给我们以确实科学的解释，只是声明“科学家们对他们所看到的现象十分困惑”。或许他们觉得，如果神秘得到了解释，他们将不得不称这个地方为“球”，那么那个地方将不再吸引众多游客。
不过,这些旅游胜地包括一些为人所知的最强烈的视觉幻象。而熟知了这些幻象是如何构成的并不会破坏这些幻觉。到一个反重力的房屋中进行参观是很需要费些力的，因为一些区域是倒过来设置。
当你进入这个房屋时，你会注意到它有一种强烈的倾斜性。所有相对于真实水平线的参照物都从你的视野中移走，这样无论你在房屋里还是在房屋外一切都总是真实的。例如，把所有相对于真实水平线的明显对照物移走后房屋的周围看起来总是有一个木制的篱笆。
“反重力”的房屋实际上是以偏离于真实水平面二十五度的倾斜度来建造的。这样就可以解释我们所看到的一切效果。而一旦你处在一个反引力的房屋的某区域，你就会总把其中的效果与你过去所习惯的一切－－正常水平的地面和垂直于地面的墙进行比较。
斜站在墙上的效果
在左上方的图中你会看到房屋相对于真实水平面来说确实是倾斜的。
任何一种情况下人们都垂直于真实的水平面。在左下方（的那幅图中），你可以看到（“反重力”）房屋中的人们所能察觉到的那种情形。
他们没法达到真实的水平面，（只好）根据房屋中人为创造的水平面来判断他们周围的环境。这样就使得人们在参考框架上有了一种内部的变化，这种变化又使得人们看起来象真的一样斜站在墙上了。
粘性物体效应
与上面对这种神秘现象的解释有相同的原因，在中间那幅图中的上面部分你可以看到地球的引力完全控制了椅子，使得它靠在墙上。然而，对于房屋内的观察者来说椅子看起来就极其神秘地贴在墙上了。反引力房屋的历史 许多旅游胜地都声称自己是最先发现这种（反引力）效应的原始场所。而有关它们年表的一点点研究就已经让我们能够确定谁剽窃了谁。金山俄勒冈州的沃特克斯有一个神秘屋，俄勒冈州是第一个建立这种房屋的地区。这个神秘屋最初兴建于十九世纪三十年代，成为了经济大低谷时期的一个极具吸引力的地方。这个胜地后来被很普遍地仿制，其它的“反重力”房屋也就开始出现了，每一个房屋在建筑，外观和各种效应的陈述上都完全相同。因此，这就开始了各个“屋主”之间的诉讼纠纷。
甚至传说中的有关背景各个“反重力”房屋都是完全相同的。例如，建筑物意外地滑下山坡，最终停靠在树边上（这是因为它奇怪的倾斜），然后屋主就注意到了一些奇怪而神秘的效应，但只是在当地一些区域出现罢了。而就几乎所有的导游都声称这些效应是起因于当地的奇怪现象，磁性物质等等。
七、日全食降低地球重力 宇宙存在神秘力量?
近年来，一个奇怪的现象吸引了国际诸多科学家和媒体越来越多的关注：在发生日全食前后，地球上的重力仪数据会出现突然的降低。然而，依据牛顿的万有引力理论和爱因斯坦广义相对论，用在一定范围内物体的重力变化理论将很难解释该现象。难道还存在着目前尚不为人们所知的力量？
2001年6月21日，非洲大陆再次出现日全食现象，成为世人瞩目的焦点。中国6位科学家亲赴赞比亚，就此“重力异常现象”再次勘测。从17日晚到23日早晨，四台仪器昼夜运作，对日全食前后的重力和磁场变化作了全程跟踪记录。
此行领队、中科院地质和地球物理研究所汤克云教授接受晨报记者采访时透露，这次获得的数据令人非常满意，精确的分析结果将在1个月后揭晓。
中科院三位科学家描述20年艰辛历程
20世纪70年代末，中科院原物理研究所的科学家们注意到，国外一物理学家Alis于1954、1959年两次实验，发觉日全食前后地球重力会有异常变化现象。1979年，该所张平华教授与数十位同事进行过一次日全食观测重力实验。已72岁高龄的张平华老先生接受采访时告诉记者，那也是国内科学家对该现象的首次实地观测分析。他至今仍清晰地记得，或许由于仪器的简陋，当时并未观测到异常动态。
据介绍，当时科学家们的研究主要集中在日全食发生过程中，与近年来集中于初亏和盈满时的研究不同。
1980年2月16日，中科院地质和地球物理研究所王谦身教授与近百位科学家来到云南昆明，再次探索日全食期间的“神秘力量”。据他回忆，早在1979年底，科学家们就为此次探测进行筹备工作。在有关部门支持下，他们带着一台照相机，两大盘胶片和一个马达开始了工作。“当时只能用肉眼看，没有仪器，怎么办？我们想出一个办法，用马达驱动相机快门，连续拍摄日照光线引起的重力变化。”他至今仍保存着两盘珍贵的胶卷。记者看到，在长达2000余米的胶片上，密密麻麻写着不同的时刻。但由于误差过大，此次观测又是无果而终。与此同时，国外学者也开始越来越多地关注这一现象。1995年，印度科学家首次观测到日全食发生期间，重力仪出现了12个微加（重力度量单位）的“重力低谷”（正常情况应是1－2个微加）。这一发现引起国际学术界的“大地震”。
1997年3月9日，机遇终于降临———我国漠河地区将观测到日食。以中科院院士艾国祥为首的科学家们发出了“向困难挑战”的号召，多方奔走努力，在科技部、基金会、中科院的三方支持下，100余名科研人员奔赴现场。
参与此次考察的汤克云教授向记者回忆起当时的情景：“最主要的仪器———重力仪只有两台，到现场后还坏了一台。配套设备只有简易的打印机，经费只有15万元人民币，而国外同规模经费比我国高出10多倍。那里堪称冰天雪地，白天零下20℃、夜晚零下30℃，保温条件差，但最要命的是洗涤和如厕问题：14天没有冲浴，男女共用一个棚架式厕所。”经过14个昼夜的奋战，奇迹终于出现了：此次观测中，我国科学家在全球首次发现4－5个微加的“重力双谷”。事后，同行的日本九州大学专家不无赞叹地说：“长这么大，从未吃过这样的苦，中国人真了不起！”
该发现在全球引起了巨大震动，同时也将科学家们带入了一个极大的谜团———万有引力学说、广义相对论是否需要修正？
学术界尚存三大分歧
1观测时间
是否必须在日全食期间，才能获取论证“重力异常”的数据？
2观测方式
部分学者认为，进行“重力异常现象”研究将是一件非常困难的事。中科院理论物理所张仲平研究员认为，首先，引力场是四大作用力场中最弱的作用力，数据获得很难，而且偶然性因素极大；其次，在国内外众多次数的观测中，观测到该现象的微乎其微，即便目前存在两次实例，也不排除有干扰因素（周围环境、人流、车流、光线进入等）。因此，必须在同一地点，用同样的仪器反复多次进行观测，而且必须由多名科学家共同得出数据。对此，中国气象科学研究院任振球持不同态度，认为并不需要在同一地点进行。而汤克云教授也认为，通过以后多年的观测，作出结果并非不可能。
3观测原理
王谦身教授20年来一直坚持国外60年代提出的“屏蔽原理”，即当日全食发生时，月亮不但将太阳光线遮住，而且将其引力也遮住，用来解释突然性的重力异常变化。但汤克云与任振球两位教授认为，若真是如此，按力学原理，地球上重力变化只可能出现“重力波峰”，这与实测中的“重力低谷”相矛盾。有趣的是，当记者采访王教授时，这位老科学家诚恳地表示：“的确是我的解释有问题，我今年3月被他们说服了，但并不表示我对„屏蔽原理‟的放弃，有可能这是一小部分原因。”
