力的概念————高中物理力图解 力的类型 静摩擦* 力是物体之间的相互作用。当一个物体受到力的作用时，必然有另一个物体施加这种作用。前者是受力物体，后者是施力物体。只要有力发生，就必然有受力物体和施力物体。有时为了方便，只说物体受到了力，而不指明施力物体，但施力物体必须存在。力的大小 力的大小可以用测力计（弹簧秤）来测量。在国际单位制中，力的单位为牛顿，简称牛顿，符号为N。能影响力作用效果的因素有力的大小和力的大小。方向和力的作用点。力的大小、方向和作用点称为力的三要素。力可以用带箭头的线段表示。线段是按照一定比例（比例）绘制的。它的长度代表力的大小，它的指向代表力的方向，箭头或尾部代表力的作用点。 ，力的方向所沿的直线称为力的作用线。这种表示力的方法称为力图。图中的受力图表明作用在汽车上的力是方向。有时只需要画出力的示意图，即图中只画出力的方向，以表明物体受到了这个方向的力。 100N 向左水平移动的各种力可以用两种不同的方式分类。一是根据力的性质，如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等；另一个是基于力的性质。按作用分类，如张力、压力、支撑、力量、阻力等。以后我们还会遇到按作用命名的力的名称。力学中经常遇到重力、弹性和摩擦力。地球上的所有物体都受到地球的吸引，地球的吸引力对物体施加的力称为重力。如果一个物体受到10N的重力，也可以说该物体的重量是10N。重力的大小可以用弹簧秤来测量。物体静止时对弹簧秤施加的拉力（图A）或压力（图B）等于施加在物体上的重力。用吊绳悬挂的静止物体由静止的水平支架支撑。对于一个物体来说高中物理 力的概念，垂直吊索上的拉力或水平支撑上的压力等于物体上的重力。当物体的质量已知时，重力的大小可以根据关系式G=mg计算出来，其中g=9.8N/kg，也就是说质量为1kg的物体所受的重力为9.8N。重力不仅有大小，而且还有方向。悬挂物体的绳子在静止时始终垂直悬挂。从静止状态落到地面的物体总是垂直下落。可以看出，重力方向是垂直向下的。物体的每个部分都必须受到重力的影响。
从效果的角度来看，我们可以认为，各部分的引力作用集中在一点上，这个点称为物体的重心。对于重心质量分布均匀的物体（均匀物体）来说，重心的位置只与物体的形状有关。形状规则的物体 对于均匀的物体，其重心位于几何中心。例如，均匀直杆的重心在杆的中点，均匀球的重心在球心，均匀圆柱的重心在球的中点。轴。对于质量分布不均匀的物体，重心位置不仅与物体的形状有关，还与物体内部质量的分布有关。卡车的重心随着装载货物的数量和装载位置的变化而变化。起重机的重心随着被吊物的重量和高度的变化而变化。不规则薄板的重心位置可以采用悬浮法计算。拉长或压缩的弹簧对与其接触的小车施加力，可以使小车移动。弯曲的细木棍或细竹竿对与其接触的原木施加力，可以将圆木推开。弯曲的跳板对与之接触的运动员施加一个力，可以将运动员弹起。物体的伸长、缩短、弯曲等，总之物体形状或体积的变化称为变形。上面的例子表明，变形的物体会对与其接触的物体施加力，因为它想恢复到原来的形状。这种力称为弹性力。地球对物体施加重力，而地球与物体之间没有直接接触。弹力不同。直接接触的物体之间会产生弹力并发生变形。放置在水平桌面上的书籍由于重力的作用压迫桌面，导致书籍和桌面同时发生轻微变形。由于书本的轻微变形，书本桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，即书本对桌面的压力；由于轻微变形，桌面产生垂直于书本向上的弹力F2高中物理 力的概念，该弹力F2为桌面对书本的支撑力。静态放置在倾斜木板上的书会由于重力也压在木板上而发生轻微变形。结果，书对木板施加垂直于木板的斜向下方向的压力F1，并且木板对书施加垂直于字迹的斜向上的压力。支撑力F2。可见，通常所说的压力和支撑力都是弹力。压力的方向始终垂直于支撑面并指向被按压的物体，支撑力的方向始终垂直于支撑面并指向被支撑的物体。 。悬挂在电线下方的电灯由于重力的作用将电线拉紧，导致灯和电线同时发生轻微的变形。由于轻微的变形，电灯对电线施加垂直向下的弹力F1。这就是灯对电线的影响。紧张;由于导线的轻微变形，灯上受到垂直向上的弹力F2。这是电线对灯的拉力。可见，通常所说的拉力也是弹力。绳子的拉力是绳子对被拉物体的弹力。方向始终沿着绳索并指向绳索收缩的方向。胡克定律弹力的大小与变形的大小有关。变形越大，弹力越大。当变形消失时，弹力也消失。对于拉伸变形（或压缩变形），伸长（或缩短）的长度越大，产生的弹力越大。例如，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹力越大。对于弯曲变形来说，弯曲越剧烈，产生的弹力越大。弓拉得越满，箭射得越远。用力扭转横杆，可以使金属丝发生扭转变形。扭转越剧烈，产生的弹力越大。挂一个弹簧，在下面挂一个重物，测量弹簧的延伸长度。然后分别挂上两个、三个、四个相同的重物，测量弹簧的伸长长度。弹力等于重物所受的重力。可见，弹簧的弹力与弹簧伸长的长度有关。如果在弹簧上放一个重量，还可以知道弹簧的弹力与弹簧缩短的长度之间的关系。实验表明，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度有关。长度x成正比。写出的公式是F=kx。这个定律是由英国科学家胡克发现的，称为胡克定律。式中，k为比例常数，称为弹簧的刚度系数，简称刚度。刚度是一个有单位的量。在国际单位制中，F的单位是N，x的单位是m，k的单位是N/m。刚度在数值上等于弹簧每单位长度伸长（或缩短）时的弹力。不同的弹簧有不同的刚度。弹簧的刚度与弹簧的长度、弹簧的材料、弹簧钢丝的粗细等有关。弹簧钢丝粗的硬弹簧比弹簧钢丝细的软弹簧刚度大。胡克定律有其适用范围。当物体的变形过大并超过一定限度时，即使去掉外力，物体也不能完全恢复到原来的形状。这个极限称为弹性极限。胡克定律在弹性极限内适用。在弹性极限内的变形称为弹性变形。回到滑动摩擦 两个相互接触的物体之间也会产生摩擦。
当一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体滑动时留学之路，它会受到来自另一个物体的力，阻碍其相对滑动。这种力称为滑动摩擦力。其中，μ为比例常数，称为动摩擦因数。其值与相互接触的两个物体的材质有关。不同的材料在两个物体之间会有不同的动摩擦因数。动摩擦因数还与接触表面的状况（如粗糙度）有关。相同压力下，动摩擦系数越大，滑动摩擦力越大。动摩擦系数是两个力的比值，没有单位。滑动摩擦的方向总是与接触面相切，与物体的相对运动方向相反。实验表明，滑动摩擦力与压力成正比，即与一个物体对另一物体表面的垂直力成正比。这就是所谓的滑动摩擦定律。用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则F=μFN 除了滑动摩擦之外，几种材料之间的动摩擦因素还包括滚动摩擦。滚动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。滚动轴承利用了滚动摩擦力小的特点。制成。 【例】东北冬季伐木工作中，大量砍伐的木材被装载在雪橇上，用马匹在冰道上拉动雪橇来运输木材。带钢滑板的雪橇上装有木头。重量为4.9×104N。在水平冰道上，马需要在水平方向施加多大的力才能拉动雪橇匀速前进？分析雪橇（包括木头）在水平方向受到两个力：马对雪橇的拉力F1，冰道对雪橇的滑动摩擦力F2（分析雪橇的受力）。在这两个力的作用下，雪橇以匀速向前运动（清除雪橇的运动）。根据两力平衡的条件，F1和F2大小相等，方向相反，即F1=F2。滑动摩擦力F2的大小可由滑动摩擦定律F2=μFN得到。 FN的大小等于雪橇G的总重量，即FN=G；钢与冰之间的动摩擦系数μ的值可查表：μ=0.02。已知重量G，由此可求出F2，进而可求出马的拉力F1。解 设G=4.9×104N，μ=0.02，求拉力F1。 F1=F2=μFN=μG。代入数值F1=0.02×4.9×104N=980N 马必须用水平方向980N的力来拉动雪橇匀速前进。 *
