2-3 几种常见的力
2-3 几种常见的力
B
FTB
y
θ
A
FTA
Ff = F N
2
FT sin
2
+ FN = 0
O'
dθ dθ sin ≈ 2 2
dθ cos ≈1 2
Ff
FT
O
FN ds
x
dFT = Ff = FN
1 dFTdθ + FTdθ = FN 2
dθ / 2
FT + dFT dθ / 2 dθ
O'
2 – 3
几种常见的力
FT A
几种常见的力
第二章 牛顿定律
3. 摩擦力 两个互相接触的物体发生相对运动或存在相对 运动趋势时, 运动趋势时,在它们的接触面上将产生阻碍相 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力. 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力.
摩擦力的起因较为复杂, 摩擦力的起因较为复杂,科学家先后曾提出过 凸凹说,分子说, 凸凹说,分子说,粘合说等说明摩擦起因的理 论.
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动, 摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动,但 不一定阻碍物体的运动, 不一定阻碍物体的运动,即在运动中也可以充 当动力. 当动力.
2 – 3
几种常见的力
例1 质量为
第二章 牛顿定律
m ,长为 l 的柔软细绳,一端 的柔软细绳, 的物体, 系着放在光滑桌面上质量为 m' 的物体,如图所示 .
P=F
GmE g = 2 ≈ 9.80 m s - 2 R
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
视重:物体对支持它的其他物体的作用力 视重:物体对支持它的其他物体的作用力G' 超重:视重大于重力. 超重:视重大于重力. G' = m ( g + a ) > G G' a>0 失重:视重小于重力. 失重:视重小于重力. G' = m ( g + a ) < G G a
23几种常见力
得
a
F m＇
m
m＇
F FT0＇ ma
FT0 m＇ m F
（2） dm mdx / l
FT
(FT dFT ) FT
(dm)a m adx l
mF dFT (m＇ m)l dx O
dm
FT
dFT
dx
l
dm
dx
x
mF dFT (m＇ m)l dx
FT
dm
FT
dFT
dx
∞
∞
1018 1015
1039
103 1012 101
＊表中强度是以两质子间相距为 1015m 时的相互
作用强度为1给出的．
一、万有引力 （1）万有引力：存在于两个物体之间的吸引力。
质量为 m1 和m2 的两个物体相距r 时，它们之间的 引力为：
f
G
m1m2 r2
其中引力常数
m1
m2
r
G 6 6721011 N m2 kg2
F ：接触面受到的正压力。
静摩擦系数与两物体的材料和接触面的粗 糙程度有关。实验可测定或从工程手册中查 出。
②滑动摩擦力：
当物体受到的外力超过最大静摩擦力时，相 互接触的物体间就会产生相对运动，这时的摩 擦力叫滑动摩擦力 方向：总与该物体相对另一物体滑动的方向相反。。 大小：与接触面受正压力力大小成正比。
重力是由地球对它表面附近物体的引力引起的万 有引力的一个特例。
f重
f
G mM R2
而 f重 mg
g
G
M R2
其中：M 5 98 1024 kg R 6370km
得： g 9 8m s2
二、弹性力
发生形变的物体，由于要恢复形变，对与 它接触的物体会产生力的作用，这种力称之为 弹力.
2-3+几种常见的力
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用
电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 .
鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖 .
电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用
“大统一”（尚待实现）
第二章 牛顿定律
50kg
胜负的关键在于脚下的摩擦力.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
四种基本相互作用
物理学教程 （第三版）
力的种类 相互作用的粒子 力的强度 力程
万有引力 一切质点
1038
无限远
弱力 电磁力
强力
大多数粒子 电荷
核子、介子等
1013
102
1＊
小于 1017 m
无限远
1015 m
＊ 以距源 1015 m 处强相互作用的力强度为 1
➢ 重力: 地球对地面附近物体的万有引力. P mg
g GmE r 2 GmE R2 9.82m s2
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
二 弹性力:（压力、支持力、张力、弹簧弹性力等）
物体在受力形变时,有恢复原状的趋势, 这种抵抗外 力, 力图恢复原状的的力就是弹性力.
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
三 摩擦力 当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势
时, 它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力.
➢ 湿摩擦: 液体内部或液体和固体表面的摩擦.
➢ 干摩擦: 固体表面之间的摩擦. （滑动摩擦、静摩
擦、滚动摩擦） 滑动摩擦力
在力学中常见的力
在力学中常见的力在力学中常见的力主要有摩擦力、重力、弹力、拉力等。
这里的介绍如下：1、摩擦力：阻碍物体相对运动趋势的力叫做摩擦力。
摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。
摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。
摩擦力与我们的生活紧密相连，有对我们利益的摩擦力，也有与我们有害的摩擦力。
比如我们在地上行走，汽车在公路上奔驰等，都是对我们有利的摩擦力；发动机气缸之间的运动产生的摩擦力，轴承转动产生的摩擦力，这是对我们生产生活不利的摩擦力。
2、重力：物体由于地球的吸引而受到的力叫重力，所以重力的施力物体是地球。
就是由于有重力的存在，我们才能看到的很多奇妙的自然现象和自然景观。
比如我们看到美丽壮观的瀑布，高耸入云的建筑物，奔流不息的河流，水力发电等，都是利用重力的作用。
但是当我们发射火箭和卫星时，重力对我们来说，不是一件好事，需要我们的科研人员想办法脱离地球的引力，再能将火箭和卫星发射到预定的轨道。
3、弹力：物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能恢复到原来形状的力，叫作弹力。
弹力的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。
例如，我们在一块木板上放一重物，被压弯的木板要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对重物的支持力。
我们用弹簧的弹力制作成了弹簧秤，将一袋水果挂在弹簧上，水果把弹簧拉长，被拉长的弹簧要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对物体的拉力，把拉力显示出来就是这一袋水果的重量。
小时候我们用橡皮制作成弹弓，利用橡皮拉伸后产生的弹力，能够把石子等物体弹出去，而可以用来打猎。
不过有的形变比较明显，能直接见到；而有的形变相当微小，必须用仪器才能觉察出来。
4、拉力：拉力是弹力的一种，在弹性限度以内，物体受外力的作用而产生的形变与所受的外力成正比。
形变随力作用的方向不同而异，使物体延伸的力称拉力。
而从力的作用对象来看，拉力可能是内力，也可能是外力。
比如，我们用来锻炼臂力的拉力器，两节火车厢利用拉力连在一起，水果利用拉力挂满枝头等等，都是由于拉力的作用。
2-3 几种常见的力
4
非惯性系
惯性力
11
r
2
er m1 F12
F21
m2
讨论： （1）万有引力公式适用于质点、质量均匀分布的球体或质 量成球对称分布的物体。 Mm （2）物体重量： P G 2 mg g≈9.8m/s2 称为重力加速度 R
第二章 牛顿运动定律
二
弹性力
发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的
物体会产生力的作用，这种力叫弹性力。
例
F kx
——胡克定律
拉力 F
T1
张力
T2
Hale Waihona Puke 第二章 牛顿运动定律三
摩擦力
1. 静摩擦力
当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接 触面有相对运动趋势时，在接触面间会产生一对阻止上述
运动趋势的力，称为静摩擦力。
0≤f ≤fmax
2. 滑动摩擦力
f max 0 N
( µ0 为静摩擦系数)
两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触
处出现的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。
f μ N
( µ 为滑动摩擦系数)
0 一般情况下 0
本章目录
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2-0 教学基本要求 2-1 牛顿定律 2-2 物理量的单位和量纲 2-3 几种常见的力 2-4 牛顿定律的应用举例
第二章 牛顿运动定律
§2.3 几种常见的力
一 万有引力
引力常数 G 6.67 10 N m kg m1m2 F21 G 2 er F12 F21 r m1m2 由施力物体指向受力物体方向的单位矢量。 F G 2 er er r
2
m1m2 F G 2 r
22,3量纲 几种力
3、摩擦力 Frictional force 相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或有相对 运动趋势时，在接触面之间产生一对阻止相对运动 的力。（静摩擦力、动摩擦力、滑动摩擦力、滚动 摩擦力等）
理学院 物理系
大学物理
§2-3 几种常见的力 Ordinary Force
大学物理
§§2-23 -几2种物常见理的力量Or的dina单ry Fo位rce 和量纲
Unit and Dimension of the Physical Quantity
力学的基本量长度、质量、时间
单位：长度：米(m)，质量：千克(kg)，时间：秒(s) 量纲：长度(L)，质量(M)，时间(T)
其它力学量Q的量纲与基本量量纲之间的关系：
和轻子（电子、中微子、 fundamental force
1、万有引力 Gravitation
2、电磁力 Electromagnetic force
3、强 力 Strong nuclear force 在微观领域中的一种短程力(<10-15m)，存在于 强子(核子、介子和超子)之间
4、弱 力 weak nuclear force 微观领域中的一种短程力（<10-17m),存在于强子
dim Q LpM qT s
理学院 物理系
大学物理
§2-3 几种常见的力 §2-3 几种常见的力 Ordinary Force
Ordinary Force
1、重 力 Weight 地球表面附近的物体受到地球的吸引作用，属于 万有引力
2、弹性力 Elastic force 物体由于形变后要恢复原状，而产生的力。（压
生活中常见的力
一、重力1、重力是由于地球对物体的吸引而产生的。
注意：重力是由于地球的吸引而产生，但不能说重力就是地球的吸引力，重力是万有引力的一个分力。
但在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力2、重力的大小:地球表面G=mg ，离地面高h 处G ’=mg ’，其中g ’=[R/（R+h ）]2g3、重力的方向:竖直向下（不一定指向地心）。
4、重心:物体的各部分所受重力合力的作用点，物体的重心不一定在物体上.二、 弹力1、产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.2、产生条件:①直接接触；②有弹性形变.3、弹力的方向:与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体。
4、弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.★胡克定律:在弹性限度内，弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比，即F=k △x,k 为弹簧的劲度系数，它只与弹簧本身因素有关，△x 为形变量，单位是N/m.三、摩擦力1、产生的条件:①相互接触的物体间存在压力；②接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动（滑动摩擦力）或相对运动的趋势（静摩擦力），这三点缺一不可.2、摩擦力的方向：沿接触面切线方向，与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，与物体运动生活中常见的力7的方向可以相同也可以相反.3、判断静摩擦力方向的方法:①假设法:首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.4、大小:先判明是何种摩擦力，然后再根据各自的规律去分析求解.①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N进行计算，其中F N是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max 之间变化，一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.【例题1】下述各力中，不是根据力的性质命名的有（）A．重力B．拉力C．弹力D．摩擦力【例题2】关于物体的重心，下列说法正确的是（）A．形状规则的物体的重心，一定在它的几何中心上B．形状不规则的物体的重心，不可能在它的几何中心上C．物体的重心一定在物体上D．用悬挂法寻找物体的重心，当物体静止时，细线的方向一定通过重心【例题3】关于弹力方向的有关说法正确的是（）A．放在水平桌面上的物体受弹力方向是竖直向下的B．放在斜面上的物体受斜面弹力方向是竖直向上的C．将物体用绳吊在天花板上，绳受物体的弹力方向是向上的D．弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线，指向受力物体【例题4】一弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸，弹簧伸长了6cm，现将其中的一端固定于墙上，另一端用5N的外力来拉伸它，则弹簧的伸长量应为（）A．6cm B．3cm C．1.5cm D．0.75cm【例题5】重100N的物体，静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当物体受到一个大小为10N，方向水平向右的拉力作用后，水平面对物体的摩擦力大小和方向是（）A．10N，水平向左B．10N，水平向右C．20N，水平向左D．20N，水平向右【例题6】在公式G=mg中，在地球表面处g=9.8N/kg，在月球表面处g′=1.63N/g。
《几种常见的力核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年科学华东师大版2012
《几种常见的力》导学案导学目标：通过进修本节课内容，学生能够理解什么是力以及几种常见的力，掌握力的观点和分类。
导学内容：一、什么是力？力是使物体发生位移、改变速度或形状的原因。
力的作用效果有两种：一是使物体发生运动，二是改变物体的形状。
力是互相作用的，必须有物体受力，才能有力的作用。
二、几种常见的力1. 重力：是地球对物体的吸引力，是一种万有引力。
重力的大小与物体的质量成正比，与地球的质量和距离成反比。
2. 弹力：是一种物体内部分子之间的互相作用力，当物体受到压缩或拉伸时，分子之间会产生互相斥力或互相吸引力，形成弹力。
3. 摩擦力：是物体之间互相接触时产生的阻碍运动的力，主要有静摩擦力和动摩擦力两种。
静摩擦力是物体相对静止时的摩擦力，动摩擦力是物体相对运动时的摩擦力。
4. 引力：是物体之间的吸引力，是一种互相作用力。
引力的大小与物体的质量以及距离有关，符合万有引力定律。
导学问题：1. 什么是力？力的作用效果有哪两种？2. 重力是什么？它的大小与哪些因素有关？3. 弹力是怎么产生的？4. 摩擦力有哪两种？它们分别在什么情况下产生？5. 引力是什么？它的大小与哪些因素有关？导学任务：1. 阅读课实情关内容，了解力的观点和分类。
2. 观察周围的物体，分析它们受到的力的作用效果。
3. 完成导学问题，加深对力的理解。
拓展延伸：1. 请列举几个你在平时生活中常常遇到的力的例子。
2. 了解一下牛顿三定律，分析其中涉及的力的观点。
3. 设计一个实验，验证不同物体受到同一力作用时的运动情况。
导学总结：通过本节课的进修，我们了解了力的观点和分类，掌握了几种常见的力的特点和作用效果。
力是物体运动和形状改变的原因，是我们生活中不可或缺的重要观点。
在今后的进修和实践中，我们要不息加深对力的理解，运用力的知识解决问题，提高自己的科学素养。
力的种类资料
力的种类
在物理学中，力是指导致物体产生运动或形变的物理量。
力的种类多种多样，
常见的力包括：
1.重力：地球或其他天体吸引物体的力，是最普遍的力之一。
重力使
物体朝着地球的中心运动，决定了物体在重力场中的运动轨迹。
2.弹力：当物体受到挤压或拉伸时，恢复原状的力就是弹力。
弹簧、
橡皮等材料都具有弹性，可以产生弹力。
3.摩擦力：当两个物体相对运动或相互接触时产生的阻碍运动的力。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力，影响物体在表面上的滑动或滚动。
4.拉力：以拉拽形式作用在物体上的力。
例如绳索或链条拉扯物体时
施加的力就是拉力。
5.压力：在物体表面向内或外方向的力。
压力是单位面积上的力，可
以是气体或液体对物体施加的力。
6.电磁力：电荷之间相互作用的力称为电力，磁场中的磁性物质所受
的力称为磁力。
电磁力是一种非接触力，广泛存在于自然界中。
7.核力：原子核内部质子和中子之间的相互作用力，主要负责维持原
子核的结构稳定。
8.弯曲力：作用于梁、柱等结构上的力，使结构产生弯曲或变形的力。
以上列举的力只是物理学中常见的一部分，不同环境和情况下会有更多种类的
力作用在物体上，影响着物体的运动和形变。
通过深入了解各种力的性质和作用方式，可以更好地理解物体运动和结构力学的基本原理。
几种常见的力
我们的生活中，时时刻刻离不开摩擦力， 摩擦力有时给我们带来了很多方便。有时 也给我们带来了不应有的损失怎么办呢？
对我们有利的我们就要加以利用，有害的 我们就要加以防止。怎样利用有益摩擦防 止有害摩擦呢？
增大摩擦的方法
1、增大接触面的粗糙程度
2、增大压力
你能举出更多 的例子吗？
怎样使小提琴拉得更响？
实验次数
1 2
接触面材料
长木板 长木板
压力大小
相同 相同
接触面积
大 小
摩擦力大小
相同 相同
实验结论： 在接触面的粗糙程度和压力大小相同时，摩擦力的大小 与接触面积的大小无关。
5、实验结论：
在压力、受力面积相同时，接触面越粗 糙，摩擦力越大。
在接触面的粗糙程度与受力面积相同时， 压力越大，摩擦力越大。
摩擦力的种类
4、摩擦力的分类
物体在将要运动时，在接触面阻碍物体运动的力叫做静摩擦力。
物体在滑动过程中，在接触面阻碍物体运动的力叫做滑动摩擦力。
物体在滚动过程中，在接触面阻碍物体运动的力叫做滚动摩擦力。
摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。
摩擦力的大小与什么因素有关？
摩擦力的大小与什么因素有关
探究的课题： 摩擦力的大小与接触面积的大小关系 实验器材： 长木板、木块、弹簧测力计 实验方法： 控制变量法，保持压力和接触面粗糙程度不变，改变接触面积大小 实验方案： ①将同一个长方体木块分别平放、侧放在同一块木板上，匀 速拉动木块使它沿长木板滑动从而测出木块与长木板之间的摩擦 力f1和f2 ，② 比较两次摩擦力的大小。 表格数据：
摩 擦 力
增大压力。如：刹车时，就是利用增 三、增大摩擦的方法 大压力来增大摩擦的。
几种常见的力四种基本力
本文介绍了四种基本力：引力、电磁力、弱相互作用力和强相互作用力。通 过丰富的例子，解释了这些力的应用和意义。
引力
1 万有引力
地球吸引物体向下落，在宇宙中任何两个物体之间都存在引力。
2 行星运转
引力使行星绕太阳旋转，维持宇宙中的星系稳定。
3 天体测量
引力可以帮助测量天体的质量和距离。
电磁力和强相互作用力用于设计电子设备、建筑结构和材料。
结论
这些基本力在我们的生活和宇宙中起着重要作用。了解它们的应用和意义， 有助于我们更好地理解世界的奥秘。
互作用力。
3
太阳能产生
太阳通过核聚变反应产生能量，其中涉 及弱相互作用力。
强相互作用力
子粒子
强相互作用力约束了原子核内的质子和中子。
核聚变
强相互作用力在恒星内部产生高温、高压条件，使 核聚变反应发生。
粒子加速器
通过强相互作用力，科学家可以研究微观世界的基 本粒子。
凝胶态夸克
在极端高温和高能量条件下，强相互作用力释放了 夸克，并形成凝胶态夸克。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常见的例子
1 落叶
重力将落叶拉向地面。
2 磁铁吸附
电磁力使磁铁吸附金属物体。
3 核电站
强相互作用力驱动核裂变反应，产生能量。
4 放射性衰变
弱相互作用力导致放射性核元素衰变。
应用和意义
天体物理学
通过研究引力和电磁力，了解宇宙的起源和结构。
能源产生
核能、水力、太阳能利用了强相互作用力和引力。
工程和技术
电磁力
静电吸引
通过吸引和排斥，电磁力控制着原子中的电子运 动。
光的传播
电磁力使光在真空和介质中传播。
2-3 几种常见的力jm
µ
µ ≈ µ0
2-3 -
几种常见的力
m
M
h
1
2-3 几种常见的力 一 万有引力 m1 r
−11
m2
m1m2 大小 F = G 2 r
引力常数 G = 6.67 ×10 矢量表示
2
N ⋅ m ⋅ kg
m1
−2
m1 → m2
er
r F
r
m2
m1m2 F = −G 2 er r
r er = r
2
重力
P = mg ,
l
m＇
m
F
5
绳作用在物体上的力； 求：(1) 绳作用在物体上的力； F（ 知 已 ） (2) 绳上任意点的张力． 绳上任意点的张力． 解 隔离物体, 受力分析 隔离物体 (1)
m＇
l
m
F
m＇
FT0
FT0＇
m
a
a
a FT0 = m＇
F
F − FT0＇ ma FT0 = FT0＇ =
6
（1）绳作用在物体上的力 ）
4
的柔软细绳， 例1 质量为m 、长为l 的柔软细绳， 一端系着放在光滑桌面上质量为＇ 的物体， m 的物体， 设绳的长度不变， 在绳的另一端加力 F ．设绳的长度不变， 质量分布是均匀的．求： 质量分布是均匀的． (1)绳作用在物体上的力； )绳作用在物体上的力； (2)绳上任意点的张力． )绳上任意点的张力．
FT＇ dFT′ +
a
(FT + dFT ) − FT = (dm)a m dm = dx l F a= (见上） 见上） 见上 m＇ m +
mF dFT = dx (m＇ m)l +
2-3 几种常见的力
2-3 几种常见的力
m1
m2
万有引力定律：
r
任何两个质点之间都存在互相作用的引力,引力 的方向沿着两个质点的连线方向；其大小与两个质
点质量ml和m2的乘积成正比，与两质点之间的距离 R的平方成反比。
F G m1m2 R2
引力常量: G 6.6726 1011 N m 2 kg 2
（2）滑动摩擦力
当物体相对于接触面滑动时，物体所受到接触 面对它的阻力。其方向与滑动方向相反。
Ff FN
mg v
Ff
为滑动摩擦因数
FN
一般情况滑动摩擦系数 0 静摩擦系数
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力 讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施与的力 是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小 相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关？
50kg
胜负的关键在于脚下的摩擦力.
力
2-3 几种常见的力
（1）静摩擦力
当物体与接触面存在相对滑动趋势时，物体所
受到接触面对它的阻力。其方向与相对滑动趋势方
向相反。
mg
vr
F
Ff F
Ff
FN
静摩擦力的大小随外力的变化而变化。
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
最大静摩擦力： Fmax FN 为静摩擦因数
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
重力 P mg,
g
GmE r2
地表附近
g
GmE R2
9.80 m s-2
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
二 弹性力 ——物体因形变而产生的恢复力 常见弹性力有:正压力,张力,弹簧弹性力等
初中物理力的概念与分类全面梳理
初中物理力的概念与分类全面梳理按照题目的要求，本文将对初中物理中力的概念与分类进行全面梳理，从而帮助读者更好地理解和应用力的知识。
一、力的概念力是物体相互作用时产生的影响物体运动状态或形状的物理量。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用箭头表示，箭头的长度表示力的大小。
力可以使物体静止保持静止，也可以使物体运动保持运动。
二、力的分类1. 接触力接触力是物体直接接触产生的力。
常见的接触力有支持力、摩擦力、弹力等。
- 支持力：物体受到支撑物的作用力，垂直向上的力称为支持力。
例如，书放在桌子上时，书受到桌面支持力的作用，使其不会下沉。
- 摩擦力：物体在相互接触的表面上相互滑动时产生的力。
摩擦力的大小与物体表面间的粗糙程度、压力的大小有关。
例如，两个物体相互摩擦时，会产生摩擦力，使得物体受到阻碍。
- 弹力：物体被压缩或拉伸时产生的力。
弹力的大小与物体的弹性系数有关。
例如，弹簧被压缩时会产生弹力，使得物体产生回弹的作用。
2. 非接触力非接触力是物体之间没有直接接触，但能产生相互作用的力。
常见的非接触力有重力和电磁力。
- 重力：地球对物体的吸引力。
物体的重力与其质量有关，与地球的质量和物体与地球的距离有关。
例如，一个物体从高处自由下落时，受到的重力会使其加速下降。
- 电磁力：电荷间的相互作用力。
包括引力、斥力和磁力等。
例如，两个带电物体之间会有相互引力或斥力的作用，同样地，磁体之间也会有相互作用的磁力。
3. 引力引力是所有物体普遍存在的相互作用力。
根据万有引力定律，物体间的引力与物体质量和距离的平方成反比。
例如，地球对物体的引力使得物体具有重量。
4. 浮力浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体受到的浮力大小等于所排开液体的重量。
例如，潜水时，身体受到的浮力可以使人浮在水面上。
5. 引力和弹力的合力当一个物体既受到引力又受到弹力时，两者合起来称为引力和弹力的合力。
根据合力的大小和方向，物体的运动状态会发生变化。
2-3 几种常见的力lgy
电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及 存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系， 总称为电磁力。
分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间 的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、 摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。
强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超
子之间的、把原子内的一些质子和中子紧紧束缚
相邻质子间 力的大 小
10-34N
电磁力
长程 0~ 102N
强力 弱力
短程 短程 <10-15m <10-15m
104N
10-2N
第二章 牛顿定律
4
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用
电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖．
鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互
8
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
力
解
FT
和
F设T＇大想小在相点等P，将方绳向分相为反两段其间张
（1）绳作用在物体上的力；
FT＇
P
FT
m＇FT0
FT0＇
m
F
a
a
第二章 牛顿定律
9
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
FT0 FT0＇ FT0 m＇a F FT0＇ ma
a
F m＇
m
FT0
方向：指向要恢复 弹簧原长的方向。
第二章 牛顿定律
7
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
例1 质量为m 、长为l 的柔软细绳，
一 在端绳系的着另放一在端光加滑力桌F 面．上设质绳量的为长度m＇不的变物，体，
2-3 几种常见的力-new
FT＇
P
FT
m＇
FT0
FT0＇
m
a
a
F
例题
FT0 FT0＇ a FT0 m＇
F FT0＇ ma
F a m＇ m m＇ FT0 F m＇ m
m＇
FT0
FT0＇
m
a
a
F
例题 （2） dm mdx / l
FT
dm FT dFT
10
18
10 12
10
1
强相互作用 核子、介子等强子
10
15
表中强度是以两质子间相距为 10 15 m 时的相互作
用强度为1给出的．
3
四种相互作用
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用 电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖． 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖． 源自弱相互作用 强相互作用 万有引力作用
B
FTB
A
FTA
13
O＇
例题
解 取一小段绕 F O f 在圆柱上的绳 取坐标如图 FT d / 2 F ( d ) F ( ) T ds 两端的张力 T ，
ds 的张角 d
圆柱对 ds 的摩擦力 Ff 圆柱对 ds 的支持力 FN
y
FN ds
x
FT ( d ) d / 2 d
O＇
B
FTB
A
FTA
14
O＇
例题
sin
d d FT ( d )cos FT ( )cos Ff 0 2 2 d d FT ( d )sin FT ( )sin FN 0 2 2 y Ff FN FN d d d F
大学物理2-3 几种常见的力
P
FT
细而轻的绳子，绳子上各处的张力相等
2 – 3
三
几种常见的力
第二章 牛顿定律
摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力
Ff FN
Ff0 Ff0m 0 FN
一般情况
F
0
物体未动，为什么？
2 – 3
几种常见的力
四种基本相互作用
第二章 牛顿定律
力的种类 相互作用的物体 力的强度
2 – 3
一
几种常见的力
万有引力
第二章 牛顿定律
引力常量
m1m2 F G 2 r
重力
G 6.67 1011 N m2 kg2
只适用于两个质点间的万有引力 地球对地球附近物体的万有引力
P mg ,
二 弹性力
mE为地球质量，R为地球半径
Gm E g 2 9.80m s - 2 R
当 m=0 时，
FT F
绳上张力处处相等
在绳的另一端加如图所示的力 F .
绳被拉紧时会略
现
有伸长（形变），一般伸长甚微，可略去不计.
设绳的长度不变，质量分布是均匀的. 求：（1）绳
作用在物体上的力；（2）绳上任意点的张力.
l
m＇
m
F
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
解 设想在点 P 将绳分为两段 其间张力 FT 和 F ＇ T 大小相等，方向相反 （1）
l
0
dm
dx
x
mF dFT dx (m＇ m)l F l mF FT dFT (m＇ m)l x dx x F FT (m＇ m ) l m＇ m
FT dm FT dFT
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2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第二版）
讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施与的力 是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小 相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关？
50kg
胜负的关键在于脚下的摩擦力.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第二版）
四种基本相互作用
力的种类 相互作用的粒子 力的强度
万有引力 弱力 电磁力 强力 力程 无限远 小于 10 17 m 无限远
10
15
一切质点
大多数粒子 电荷 核子、介子等
15
10
10
38
13
10
2
1
＊
m
＊ 以距源 10
第二章 牛顿定律
m 处强相互作用的力强度为 1
2 – 3 几种常见的力 一 万有引力
F G m1 m 2 r
2
物理学教程 （第二版）
m1
r
m2
m1 F 21
m 2 F12
求m2 所受的力 F12
m1 m 2 F12 G 2 r
er
m1 m 2 F12 F12 e r G er 2 r
接触面间正压力
滑动摩擦力 静摩擦力
Ff F N
0 F f0 F f0m
F f0m 0 F N
最大静摩擦
一般情况滑动摩擦系数
第二章 牛顿定律
0
静摩擦系数
2 – 3 几种常见的力 摩擦在实际中的意义
物理学教程 （第二版）
害处: 消耗大量有用的能量, 使机器运转部分发热等. 减少摩擦的主要方法: 变滑动摩擦为滚动摩擦, 化干摩擦为湿摩擦. 摩擦的必要性: 人行走, 车辆启动与制动, 机器转动（皮带轮）, 弦乐器演奏等. 失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员, 因几乎受 不到摩擦力将遇到许多问题. 若他去拧紧螺丝钉, 自 己会向相反的方向旋转, 所以必须先将自己固定才行.
重力: 地球对地面附近物体的万有引力. P m g
g Gm
E
r
2
Gm
E
R
2
9 . 82 m s
2
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力 二
物理学教程 （第二版）
弹在受力形变时,有恢复原状的趋势, 这种抵抗外 力, 力图恢复原状的的力就是弹性力. 在弹性限度内弹性力遵从胡克定律 F kx P FT ( l ) F FT ( l l ) F l FT a FT ( l ) FT ( l l ) FT l 绳加速时 F T F T ( l l ) FT ( l ) la
绳静止时 FT ( l l ) FT ( l ) 0 若线密度 0 , FT 0 绳各处张力相等.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
F
物理学教程 （第二版）
F
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力 三
物理学教程 （第二版）
摩擦力 当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势 时, 它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力.
m1 m 2 F 21 F 21 e r G er 2 r
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力 一 万有引力 物体间的万有引力：
物理学教程 （第二版）
m1 F
m2 F
m1m 2 F G er 2 r
万有引力常数：G 6 . 67 10 11 N m 2 kg -2 万有引力定律适用于两个质点.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力 一 万有引力
F G m1 m 2 r
2
物理学教程 （第二版）
er
m1
r
m2
m1 F 21
m 2 F12
求m1 所受的力
F 21
m1 m 2 F12 F12 e r G er 2 r m1 m 2 F 21 F12 G 2 r