力是什么的作用_物理学中的力是指什么
在物理学的世界里,力与运动息息相关。力不仅是物体之间的相互作用,它的大小、方向和作用点构成了其基本特性。了解力的概念及其分类,能够帮助我们更深入地探讨物理现象。以下将详细介绍力、弹力和重力的相关知识,以及如何通过实验巩固这些概念。
第一部分:知识要点
§一、力:
(一)力的概念:
力是物体之间的相互作用。
在物理学中,通常将物体之间的推、拉、提、压、排斥和吸引等行为称为力的作用。
当一个物体受到力的影响时,必定有另一个物体施加这种作用。前者被称为受力物体,而后者则是施力物体。力的存在总是伴随着物体的相互关系,无法独立于物体存在。
物体间的力可以分为两种作用方式:直接接触产生的力(如拉力、推力、压力等)和没有直接接触产生的力(如重力、磁力等)。
(二)单位:
在物理学中,力的符号为F,单位是牛顿(N)。
(三)力的作用效果:
力可以影响物体的形状或改变其运动状态(包括运动方向与速度的变化)。力不仅改变物体的运动状态,也能改变物体的速度。
反之,若物体的形状或运动状态发生变化,则说明它一定受到了力的作用。
(四)力的三要素:
力的作用效果受到三个因素的影响,分别是力的大小、方向和作用点,统称为力的三要素。
三要素中的任一变化都会导致力的效果不同,只有三要素完全一致,力的大小才相同。
(五)力的示意图:
在物理学中,力的三要素通常用带箭头的线段来表示。线段的方向表示力的方向,箭头指向表示作用的方向,起点或终点则代表力的作用点。在同一图中,力越大,线段应越长,必要时还可标注力的大小。
(六)力的相互作用:
物体之间的力是相互的,一个物体对另一个物体施加的力同时也会遭到反作用力的影响。若将其中一个称为作用力,另一个则为反作用力,二者大小相等、方向相反。
§二、弹力:
(一)弹力的定义:
当物体发生弹性形变时,会产生弹力。
物体在受力时会变形,而当不再受力时会恢复原状,物体的这种特性称为弹性。
弹性物体的形变有一定的限度,称为弹性限度,只有在此限度内的形变称为弹性形变。
(二)弹力产生的条件:
两物体之间必须直接接触并发生弹性形变,二者缺一不可。
(三)弹力的大小:
弹力的大小与物体的弹性强弱和形变程度有关。
(四)弹力的方向:
弹力方向与形变方向相反,压力方向垂直于受力面并指向物体内部;拉力方向沿绳子收缩方向;支持力方向则与物体表面垂直。
(五)弹簧测力计:
1、制作原理
:在弹性限度内,弹簧的伸长量与施加的拉力成正比。
2、构造:
如图所示
3、使用方法:
①认清量程:了解最小刻度和测量范围,施加的力不能超过量程,以免损坏测力计。
②认清零点:测量前检查指针是否在零刻度线上,若不在,应调整至零刻度线上;如无法调整,应记录零点误差。
③轻拉秤钩几次,检查指针是否回到零刻度;
④测量时,弹簧测力计的轴线与力的方向需一致,以避免过大摩擦。
⑤读数时,视线应与指针所对的刻度线垂直。
4、注意事项:
①保证拉力方向与弹簧轴线一致。
②弹簧的伸长量与弹簧长度需区别,未受力时的长度称原长(L₀);受力后的长度称L;伸长量为△L=L-L₀。
§三、重力:
(一)定义:
物体因地球吸引而受到的力称为重力。
重力的施力物体是地球,受力物体为地球附近的物体,用G表示。
(二)大小:
物体重力与质量成正比,比例约为9.8N/kg,通常用g表示,g=9.8N/kg,意味着1kg物体的重力为9.8N。
不同星球上g的值不同,例如月球上的g为地球的六分之一,而在地球的不同位置,g值也有所差异。
(三)方向:
重力方向始终指向地球中心,即竖直向下。
(四)重心:
重力的作用点称为重心,是物体各部分所受重力的等效作用点。
重心不一定在物体内部,比如质量分布均匀的圆环,其重心在环心;空心球的重心则在球心。
第二部分:巩固练习
1、下雨时小水滴落地,是因为它们受到地球的重力作用,方向竖直向下。
2、在弹簧测力计两侧施加4N的拉力并保持静止,此时示数为(
A.0N;B.2N;
C.
4N
;D.8N。
【解析】选D为错误选项。
3.小球沿斜面加速下滑,其重力方向竖直向下,示意图正确的是(
4.如图所示,质量为2kg的小球悬挂在细绳上来回摆动,请画出小球在摆动过程中所受重力的示意图。
5.如图所示,工人用50N的力向右推车,请画出推力的示意图。
6.如图所示,质量为10kg的物体放在水平地面上,画出它对地面的压力示意图。
【解析】压力方向垂直于地面向下。
4.如图所示,工
人用200N的推力沿斜面向上推动一个重为300N的木箱,请绘制木箱受到的重力和推力的示意图。
【解析】推力方向沿斜面向上,重力方向则始终竖直向下。
通过以上的知识和练习,可以更好地理解力的多样性及其在日常生活中的实际应用。从弹力到重力,这些物理概念相互关联,帮助我们更深入地认识自然界的运行规律。每个物理现象都蕴含着丰富的科学原理,进一步探索这些原理将有助于我们揭示更深层次的知识。希望读者能够在理解这些基础知识的激发对物理学更深的兴趣与探索。