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力的定义和需要注意的一点
2011.04.13 15:02

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您目前所在的网页为“高中物理基础-力学”编号【力学01】

【上次课回顾】还记得上次课我们讲到的“七力八运动”吗?记得不牢固了,赶紧再去看看从一句话开始洞悉高中物理。在后面的每次课都会给大家来温习前面的东西。注意,并非是紧挨着的上次课的内容,也有可能在第十课的时候问道第一次课的知识。相信您会在我们不断的科学循环前进和网页互相链接中学得越来越好。

力的定义

物体之间的相互作用称为“力”。从力的定义“相互”两个字,说明力总是存在于两个物体之间的。你推我的同时,其实我也推了你;两个力是等大反向的,称之为“作用力和反作用力”。

力的概念示意图

高中讲到的几个重点的力简介

重力:我们高中物理教材(物理必修1的51页)中有重力的定义:地球附近一切物体都受到地球的吸引,这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。重力的表达式G=mg;其中g为地球表面的重力加速度。

弹力:在新课标必修1第55页有弹力的如下定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原长,对其接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。定义中的弹性形变指的是能够恢复原状的形变;并不是所有的形变都是弹性形变。

摩擦力:阻碍两个相邻物体之间运动或运动趋势的力叫做摩擦了。根据相对运动与否,摩擦力分为滑动摩擦力和静摩擦力。题目中的摩擦力到底是静摩擦还是滑动摩擦,这个判断以及摩擦力方向判断是物理力学部分的难点之一,我们会在后面的文章中重点讲解。

库仑力:在真空中两个静止的点电荷q1及q2之间的相互作用力称之为库仑力。其大小和q1、q2的乘积成正比,和它们之间的距离r的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸引。其中要注意库仑定律成立的条件:处在真空中,必须是点电荷。

匀强电场力:在匀强静电场中收到的力叫做匀强电场力。更为严谨的定义是:相互作用是通过电场发生的,只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场。如果电场是匀强的,基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做匀强电场力。公式F电=Eq;我们高中静电场部分研究的力只有匀强电场力和库仑力两种。

洛伦兹力:带电粒子在磁场中运动收到的力叫做洛伦兹力,其大小为F洛=Bvq;方向满足左手定则;(公式中的矢量均垂直)。

安培力:通电导体棒在磁场中收到的磁场力称之为安培力,其大小为F安=BIL,方向满足左手定则;(公式中的矢量均垂直)。安培力通常出现在电磁感应的综合题目中。

力的分类

力有多种的方式存在,有为人所知的作用力、反作用力、动力、重力、地心吸力、摩擦力、磁力、冲力、张力、弹力和向心力。以至比较像力学上的专有用词的库仑力(电荷间的引力)、洛伦兹力(带电粒子在一个磁场中所受的力)、引力(物体与物体的相吸作用)。这所有的称呼,也是力,也同样可以施在物体之上。

力按性质分:重力,弹力,摩擦力,分子力,电磁力,核力······

力按作用效果分:压力,支持力,拉力,动力,阻力,浮力,向心力,回复力·······

此外,还可以将力分为这两类:场力与接触力。

受力分析

高中物理必修1的一个重点内容便是受力分析

除了要知道上面力的分类外,在处理物理题的大部分情况下我们还必须知道如何去处理这些力。这便涉及到受力分析的研究。在教材必修一第三章中介绍了力的合成与分解,使得我们的受力分析可以在空间内展开。从应试的角度来看,受力分析无非在于如下的三个知识应用。

1,合成与分解;

2,直角坐标系分解;

3,力的封闭三角形法则;

第一种方法一般是实验,验证平行四边形法则的。

第二种方法最为常见,也是大部分解题的首选,大家要注意建立坐标系的方向选择问题。

第三种方法是研究三个力的问题,或者可以简化为三个力的受力情况。

从难度上来看,最后一种方法,可以命比较难的物理题目,大家在处理的时候尤其要注意。

补充几个课本的概念。

几个力共同作用产生的的效果可以用一个力来代替,这个力就叫做那几个力的合力,求一个已知力的分力的过程叫做力的分解。已知合力要求分力叫做力的分解

力的平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。

力的相互作用性

力的作用是相互的,相互作用的力大小相等反向相反,作用在不同的两个物体上。这是非常需要注意的一点。看似简单的话,在涉及到高中物理中的其他领域应用的时候,“相互力”问题却不是每个人都能熟练解决的。所以,“相互力的具体应用”是我们非常需要注意的一点。在此,王尚老师暂不去深入去讲。有兴趣和程度较好的学生,可以考虑一下“相互力”在以下两个领域的运用:1动量守恒定律基础讲到的“内力”(这是高中物理里最模糊的一个概念),2电磁感应中双杆切割运动是两个杆件受力情况的问题。如果您脑中没有出现上述两模块对应“相互力”的典型题,那说明您还没有形成系统化网状的物理思维。

后记

王尚建议您在后面的学习中,涉及到最基本的力和运动的分析,经常复习前面的内容。当然王尚老师的“高中物理基础”网络化教学,中也会时常带您回顾。掌握了力的定义基本概念,知道了“相互力”是其一个难点即可。具体难点的应用我们会在动量守恒定律应用,给出大家若干习题辅助大家理解这一需要注意的地方。本页知识比较少,我们开始下一节的学习:《力的三要素》。力的三要素是大小、方向、作用点,还记得吗?

于2012年6月王尚第三次编辑修改。

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