解读力学中三种基本的力

解读力学中三种基本的力

一、重力

1、由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。计算公式为：G=mg；方向竖直向下。

2、重心：物体所受重力的等效作用点。物体衷心的位置与物体的的形状以及质量分布有关。质量分布均匀且有规则几何形状的物体的重心就在其几何中心上，不过需要注意的是，物体的重心不一定在物体上，可以在物体之外，比如圆环的重心就在圆环之外。

3、重力是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的，但重力并不等同于该力，它仅仅是万有引力的一个分力，因此，同一物体在地球上不同纬度处的重力大小是不同的，虽然它们的差别很小。

二、弹力

1、产生的条件：两个物体直接接触且产生弹性形变。

2、方向：弹力的方向与物体的形变方向相反，具体情形有

（1）：轻绳只能产生拉力，方向沿着绳子且指向绳子收缩的方向；

（2）：轻杆产生的弹力，既可以产生压力，也可以产生拉力，而且方向不一定沿着杆子；（3）：弹簧产生的压力或者拉力的方向沿着轴线的方向；

（4）：压力和支持力方向总垂直于接触面，指向受力物体。

3、弹力的大小

（1）：弹簧的弹力根据虎克定律F=kx来计算；

（2）：一般物体受到的非弹簧类弹力的大小，应该根据其具体的运动状态，利用平衡条件或者动力学规律进行解答。

4、弹力的判断

对于两个接触的物体之间是否存在着弹力作用的判断，是我们学习过程中的一个难点，特别是对于那些微小形变的情形，所以分析弹力是否产生时要注意两个条件：接触而且要相互挤压发生弹性形变。当难以直接进行判断时，我们可以采用假设法，即先假设弹力存在，再结合物体的具体运动状态看假设的前提是否和物体当前的状态相符合；或者我们可以采用隔离法进行分析，即将与研究对象相接触的物体一一拿走，看所研究的对象的运动状态是否发生变化。

例1、如图1所示，静止在光滑水平面上的均匀圆球A，紧贴着挡板MN，这时圆球是否受到挡板的弹力作用？

解析1、假设法。假设挡板对球的弹力为N/，方向斜向上，同时球还受到重力和地面的支持力作用，在水平方向N/的分力向右，会产生向右的加速度，但事实上，球处于静止状态，所以挡板对球没有弹力的作用。

解析2、隔离法。把挡板MN拿走，球的状态没有改变，所以挡板对球没有弹力的作用。

例2、如图2所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于平衡状态，则小球受

到的力是（）

A、重力、绳子的拉力；

B、重力、斜面的弹力；

C、重力、绳子的拉力、斜面的弹力；

D、绳子的拉力、斜面的弹力。

解析、细绳竖直拉紧，小球受到重力和竖直向上的拉力，利用假设法或者隔离法很容易判断出，斜面对小球没有支持力。故选A。

三、摩擦力

1、静摩擦力

两个直接接触的物体，当接触面存在相对运动趋势却又没有相对运动时，接触面间就会产生阻碍相对运动的静摩擦力。

（1）、产生条件：物体间相互接触具有正压力；接触面不光滑；物体间具有相对运动趋势。

（2）、方向：与接触面相切，且和相对运动趋势方向相反。

（3）、静摩擦力的大小：取值范围为0

2、静摩擦力存在的判断

（1）、假设法。即假设接触面光滑，看物体是否发生相对运动。若发生相对运动，则说明物体原来有相对运动的趋势，物体受到静摩擦力的作用。此时假设接触面光滑后物体的相对运动方向就是原来物体的相对运动趋势的方向，从而也可以进一步确定静摩擦力的方向。

（2）、由物体所处的状态，用动力学规律来解答。

例3、如图3所示，物体B压在物体A上，它们一起处于光滑水平地面上，外力F作用在A 物体上，使得它们一起运动，试分析B物体所受的摩擦力。

解析1、假设法。假设B不受摩擦力，当F使得物体A向右加速运动时，物体B 将保持原来的静止状态，经过一段时间后，物体B相对物体A 向左运动，即物体B相对于A有向左运动的趋势，B受到摩擦力的作用，且方向想右。

解析2、力F使得物体A、一起向右加速运动，对于B来说，其水平方向上唯一能受到的力就是摩擦力，由牛顿第二定律可知，B受到的摩擦力方向向右，大小为f=ma，其中m为物体B的质量，a为物体B的加速度。

3、滑动摩擦力

（1）、大小：滑动摩擦力与正压力成正比，f=μN，N指的是对接触面的压力，大小不一定等于物体的重力。

（2）、方向：沿着接触面，与物体的相对运动方向相反。

（3）、滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，并不总是阻碍物体相对于地面的运动，有

时它还充当物体运动的动力，对物体做正功。例如，如图4所示，在运行的传送带上放一个初速度为零的物体A ，在物体A 未达到与传送带速度相等之前，A相对于传送带向左滑动，但是相对于地面向右运动，所以物体所受的滑动摩擦力的方向与其运动方向相同。此时滑动摩擦力是物体A相对于地面运动的动力，对物体A做正功。类似的还有人走路时脚所受的摩擦力的情景。