初中物理竞赛培优：第7章 力 力与运动

中小学教育资源及组卷应用平台 第 7章 力 力与运动 “力”似乎是一个大家都十分熟悉的知识。有的人力气很大，有些东西很轻小……这些似乎都与“力”有着某种联系。力到底是什么 力是怎么产生的 通常我们都会接触到哪些力 物理学是如何认识力的 请注意，力是物理学中最基本、最重要的概念之一。物理学对许多问题的研究，常常是从对力的认识开始的。 作为初学者，我们要注意学习有关力的知识。在此基础上，我们还要进一步学习和认识力与运动的关系。 力与运动有什么关系是物理学要解决的最重要问题之一，它涉及人类对客观世界运动规律的基本认识。 早在两千多年前，一位古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家，古希腊的亚里士多德就提出并研究了这个问题。他认为，“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”，即亚里士多德认为物体的运动是受到力作用的结果。 尽管我们知道，亚里士多德的这种认识是错误的，但是应该看到，在两千多年前就能够提出这个问题并进行研究，做出自己的结论，是很了不起的事情。亚里士多德这种错误认识的原因是什么 这需要我们认真学习和思考，否则我们也会不自觉地犯与亚里士多德相同的错误。 由于力的知识、力与运动的关系是中学物理学习的重要内容，对于初学者会有一定难度，本章中我们先学习有关力的基础知识，然后再进一步认识力与运动的关系。 知识要点和基本方法 一、力的概念 1.力的概念 在日常生活和劳动中，人们从对物体的推、拉、打、压等作用中逐渐认识了力的概念。力是物体之间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在。力是改变物体运动状态的原因。 相互作用的物体之间最常见的作用力包括重力、弹力和摩擦力。 尽管我们感到对力的知识很熟悉，但真正理解和认识力的概念，掌握有关知识，需要在今后的学习过程中不断努力，尤其是在学习“力与运动”的知识后，才可能对力的概念和有关知识有进一步理解和认识。 2.力的作用效果 力的作用效果：一是使受力物体发生形变；二是使受力物体的运动状态发生变化。 一般来说，受到力的作用的物体，可能形状和运动状态都发生变化，但在处理具体问题时，我们要分清主要方面和次要方面。例如坚硬的石块受到力的作用时，其运动状态发生变化是力作用效果的主要方面，而它的形变通常可以忽略。这时我们将研究力与物体运动状态变化的关系；如果一根弹簧在其两端同时受到大小相同的拉力，弹簧的伸长形变是力作用的主要结果，这时我们将研究力与弹簧形变的问题，而不考虑它的运动状态变化问题。 有关物体运动状态及物体运动状态发生变化等问题，将在本章后面学习。 3.力的三要素 力的图示 力的示意图 力的作用效果与力的大小、力的方向以及力的作用点有关。我们将力的大小、力的方向和力的作用点叫做力的三要素。 我们可以用一根带箭头的线段表示力，将力的三要素同时表示出来，这种方法叫做力的图示。如图7-1所示，线段的端点表示力的作用点，箭头的方向表示力的方向，线段的长度与力的大小成正比，从图中可以看到，物体所受到水平向右方向的力大小为4 N。 在许多问题的研究过程中，我们并不需要严格按照力的图示方法作出物体受力情况，因为我们首先需要了解的是物体受到哪些力的作用，这些力的方向如何等。这时我们更常用的是力的示意图。力的示意图与力的图示最大区别在于，力的示意图不必严格按照力的大小画出有向线段。如图7-2所示，一个木块在水平拉力作用下沿水平地面滑行，木块受到重力G，地面的支持力N，水平拉力 F 和与运动方向相反的摩擦力∫作用，图7-3就是物体受力情况的示意图。 在“力与运动”中，我们将讲述如何对物体受力情况进行分析，如何画出物体受力情况的示意图。 4.力的测量 根据力的作用效果来量度力。例如，根据力对物体的作用使受力 ... ...