正文 第二章 力學(一)(1 / 1)

怎樣理解力的概念

力是物理學一個重要的基本概念,深刻理解力的概念,應該注意以下幾個方麵。

1.力的物質性

力是物體對物體的作用,力的作用離不開物質,不論是直接接觸的物體間的相互作用,還是不直接接觸的物體間的力的作用,不論是宏觀物體間的力的作用,還是微觀物體間的力的作用,有力就一定存在施力物體和受力物體,兩者間失去任何一方,也就失去了力存在的前提,力發自於物體,又作用於物體,力不能離開物體而存在,我們把力的這一特性叫做力的物質性。

根據力的物質性,當我們研究物體受力時,必須明確受力物體(即研究對象)和施力物體,不能脫離施力物體和受力物體主觀想象臆造力。

例如,有的同學認為離弦的箭受到重力和一個向前的“推力”作用,重力作用是地球施予箭的,而推力作用的施力物體是誰呢?找不到施力物體,推力的存在就違背了力的物質性。像這樣脫離了力的物質性去分析力,把物體的慣性表現等跟力混為一談,是初學物理者常犯的錯誤,應加以注意。

2.力的矢量性

力是矢量,既有大小,又有方向。大小相同的力,如果力的作用的方向不同,會產生不同的效果。A物體放在光滑的水平麵上,大小為F的力豎直向下作用在A上使力物體發生形變;力F沿水平方向作用於A,使A沿水平麵運動起來,可見大小相同方向不同的力分別作用於A的效果是不同的。因此隻有將力的大小和方向都確定,力的描述才是唯一的。同樣,我們如果要判斷一個力是否有變化,木僅要觀察力的大小是否變化,而且,還要觀察力的方向是否變化,隻有在力的大小和方向都不變時,才能作出該力為恒力的結論;而當我們比較兩個力是否相等時,也必須同時比較兩個力的大小和方向,隻有當這兩個力的大小和方向都相同時,此兩力才相等。

3.力的相互性

兩個物體之間的作用總是相互的,A物體施予B物體力的作用,B物體一定同時對力物體“回敬”一個力,即受力的物體同時也是施力的物體,施力的物體同時也是受力的物體,力是物體與物體之間的相互作用。

4.力的作用效果

力作用於物體是要產生一定的效果的,使受力物體發生形變稱為力的靜力學效果。例如,彈簧受力後伸長或縮短;單杠受運動員的作用力作用發生彎曲等。使受力物體的運動狀態發生改變稱為力的動力學效果。例如,落體受重力作用而運動得越來越快;關閉油門後的汽車受地麵阻力的作用運動得越來越慢等。由此可見,力的作用效果是由受力物體體現出來的。分析力的作用效果,進而研究力及力與運動的關係,是力學研究的重要方麵。

怎樣分析彈力的存在與否

1.彈力產生的條件

彈力存在於相互接觸的兩個物體之間,但是相互接觸的兩物體不一定有彈力,隻有當接觸麵間有互相擠壓,物體發生形變時,才會存在這種反抗物體的形變的力彈力。

例如:靜止在光滑水平麵上質量均勻的圓球緊靠著擋板財,這時圓球隻受到重力與水平麵對它的支持力#的作用,球與擋板雖然接觸但沒有相互擠壓,因此它們的接觸麵間不發生彈力作用。

小球係在豎直拉緊的細繩下端,球又恰與斜麵接觸並處於靜止狀態。則小球受到的力為重力和線的拉力。球雖然與斜麵接觸,但沒有相互擠壓,兩物體不發生形變因而沒有彈力。

2.彈力的方向

彈力是被動力,彈力的方向與形變方向相反或與使物體產生形變的外力方向相反,且垂直於接觸麵。硬棒除受到重力作用外,還受到下麵物體對它的彈力隊和作用通過接觸點與接觸麵或切麵垂直。

如果用繩索懸掛、牽拉物體時,繩索隻能承受拉力而發生形變,其彈力的方向總是沿著繩子的方向,而與繩子收縮的方向相同。

3.彈力的大小

彈力的大小與形變的大小有關,形變越大,彈力也越大。如果是輕質彈簧,則彈簧在彈性限度內發生形變時,彈力的大小遵循胡克定律。但一般的物體的形變很小,很難被看出。所以物體的彈力大小常根據物體的運動狀態來確定。