力的概念 三种性质力
一、力 1.概念
力是是物体对物体的作用，不能离开实力物体和受力物体而存在。
（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。 （2）力的作用是相互的。 （3）力的作用效果： ①形变
②改变运动状态
（4）力的图示（课件演示） 2.分类
（1）按性质分
重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 ……
注：按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电
磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。 （2）按效果分
压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 …… （3）按产生条件分
场力（非接触力）、接触力。 二、重力：
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。 2．方向：总是竖直向下 3．大小：G＝mg
注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，
在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力
等于万有引力。
4.重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定。 三、弹力 1．产生条件
（1）两个物体直接接触 （2）并发生弹性形变 2．方向
（1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 （2）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
（3）杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
【例1】如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。
解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A点，弹力F1应该垂直于球面，所以沿半径方向指向球心O；在B点弹力F2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O。
点评：注意弹力必须指向球心，而不一定指向重心。又由于F1、F2、G为共点力，重力的作用线必须经过O点，因此P和O必在同一竖直线上，P点可能在O的正上方（不稳定平衡），也可能在O的正下方（稳定平衡）。
【例2】如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。
解析：A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向，因此沿绳向斜上方；B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。
点评：由于此直杆的重力不可忽略，其两端受的力可能不沿杆的方向。 杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下，因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。
【例3】图中AC为竖直墙面，AB为均匀横梁，其重为G，处于水平位
置。BC为支持横梁的轻杆，A、 B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力的方向。
F1 A F2 B F1 F2 F A B
解析：轻杆BC只有两端受力，所以B端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方。
【例4】画出图中物体A所受的力（P为重心，接触面均光滑）
解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所示。
3．弹力的大小
对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。
（1）胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力
的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。
（2）“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量Δx较小） （3）几种典型物体模型的弹力特点如下表。 项目 形变情况 轻绳 伸长忽略不计 轻杆 认为长度不变 弹簧 可伸长可缩短 同杆 沿弹簧轴向 只能发生渐变 施力与受力情况 只能受拉力或施出拉力 能受拉或受压可施出拉力或压力 力的方向 力的变化 始终沿绳 可发生突变 不一定沿杆 同绳
【例5】如图所示，两物体重力分别为G1、G2，两弹簧劲度系数分别为k1、k2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G2，最后平衡时拉力F=G1+2G2，求该过程系统重力势能的增量。
解析：关键是搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/间的关系。
无拉力F时Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2= G2/k2，（Δx1、Δx2为压缩量） 加拉力F时Δx1/=G2/k1，Δx2/=(G1+G2) /k2，（Δx1/、Δx2/为伸长量） 而Δh1=Δx1+Δx1/，Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2) 系统重力势能的增量ΔEp= G1?Δh1+G2?Δh2
Δx2
G2
G2 Δx2k2 / k2 G1 k1 ?G?G2G2?整理后可得：?EP??G1?2G2??1 ???k?k2?1?四、摩擦力 1．摩擦力产生条件
（1）两物体直接接触且相互挤压 （2）接触面粗糙
（3）有相对运动或相对运动的趋势。 以上三个条件缺一不可。
G1 Δx1/ Δx1 k1
两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力） 2．滑动摩擦力大小
（1）在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。
（2）只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN，其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。 【例6】如图所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小。
解析：由竖直方向合力为零可得FN=Fsinα-G，因此有：f =μ(Fsinα-G)
3．静摩擦力大小
（1）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既
F α F2 f f F2 α F F α GFN G FN F1 F1
相关推荐：
loading