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(共28张PPT)
2-1 力
现象与思考
力
重力
稳定问题
弹力
摩擦力
现象与思考
如图2.1-1，人们跳得再高最终也还是离不开大地，撑杆跳高运动员能跳得很高，人们能捏住钢笔写字，能拿着工具工作，这是为什么呢？
图 2.1-1
力是物体间的相互作用，是使物体的运动状态发生变化的原因。
1. 力的概念
一、力
只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。有时为了方便，只说物体受到了力，而没有指明施力物体，但施力物体一定存在。
2.力的三要素
力的大小、方向、作用点，如图 2.1-1
F
●
F
●
图2.1-1
3.力的图示
力用带箭头的线段来表示。线段是按照一定比例(标度)画出的，其长短表示力的大小，其指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
10N
F
F
图 2 .1-2 力的图示和示意图
4.力的作用效果
（2）使物体发生形变 。
（1）改变物体的运动状态。
(物体作用效果视频 )
注意：力的示意图一般只在图中画出力的方向，表示物体在这个方向上受到了力就可以了，图 2 .1-2 。
二、重力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
1.重力的概念
重力的大小可以用弹簧秤测出。
2.重力的大小
重力与质量的关系是:G = mg
通常取 g = 9. 8 N/kg
G
图 2.1-3 重力
3.重力的方向
竖直向下，如图2.1-4。
G
（1）地球上任何物体都受到地球的吸引力，即重力的作用。
（2）重力的方向不受其他作用力的影响，与运动状态也没有关系。
注意：
G
图 2.1-4 重力方向
一个物体的各个部分都要受到重力的作用。为了方便起见，人们通常认为整个物体所受的重力作用在物体的一个点上，这个点称为物体的重心。
4.重心
（1）质量分布均匀的物体，如果形状又规则，它的重心就在其几何中心上，图 2.1-５ 。
G
G
图 2.1-５ 物体的重心
（2）质量分布不均匀的物体，重心的位置除了与物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关，图 2.1-６ 。
G
G
图 2.1-６ 物体的重心变化
例如，砖块有三种不同的放置方式，其中平放的最稳定，侧放的次之，而竖放的最不稳定，受到冲击后容易翻倒，图 2.1-７。
三、稳定问题
物体的重心越低，支撑面越大，物体的稳定性就越强。
图 2.1-７ 物体的重心变化
增大物体的稳定程度有重要的实际意义。
在工程技术中，为增强物体稳定性，许多机器都是底部较重，并且较大；堆放货物或为车船装载时，要把重物放在底部，使重心降低；照相机和某些测量仪要安装在三脚架上，以增大支撑面；高压输电线的铁塔，工厂的烟囱等，都要做成往上逐渐缩小的形状，也都是为了降低重心，且有较大的支撑面；在设计交通工具时，也要尽量降低重心。
1.弹力的概念
四、弹力
在外力作用下弹性物体形变后所产生的恢复力称为弹力，弹力的大小和物体的形变大小成正比。
通常所说的压力和支持力都是弹力。图 2.1-８
压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体。
2.弹力的方向
FN
′
FN
图 2.1-８ 压力和支持力
通常所说的拉力也是弹力。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总沿着绳而指向绳收缩的方向。
挂在电线下面的电灯，由于重力的作用而拉紧电线，使电灯和电线发生微小的形变。
电灯由于发生微小的形变，而对电线产生竖直向下的弹力F1，这就是电灯对电线的拉力。图 2.1-9
电线由于发生微小的形变对电灯产生竖直向上的弹力F2，这就是电线对电灯的拉力。
F1
F2
图 2.1-９电线下的电灯
物体的弹性形变是有限的，超过了这个限度物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度。
在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧伸长（或压缩）的长度x 成正比。
F = k x
（1）弹性限度的概念
3.胡克定律
即
（2）胡克定律的内容及表达式
（1）k 称为劲度系数，单位为 N/m（牛每 米）。
注意：
（2）k的值与弹簧的几何形状和材料有关。
k 是反映弹簧性质的物理量，k 越大，弹
簧越难发生形变。
相互接触的两个物体发生相对运动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的力，称为滑动摩擦力。
五、摩擦力
1.滑动摩擦力的概念
注意：
不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来，摩擦力可以作为动力，驱使物体运动，但必然阻碍物体间的相对运动。
滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动的方向相反，如图 2.1-10
2.滑动摩擦力的方向
F
Ff
v
图 2.1-10滑动摩擦力的方向
3.滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小除了与接触面的粗糙程度有关外，还与哪些因素有关呢？
表 2.1-1 几种材料间的动摩擦因数
材 料
钢—钢
木—木
钢—冰
木—冰
木—金属
轮胎—路面
动摩擦因 数
0.25
0.30
0.02
0.03
0.20
0. 71
实验表明：滑动摩擦力Ff 的大小跟压力FN 成正比。
其中 μ 叫做动摩擦因数，它的大小由相互接触的两个面的材料、表面粗糙程度和干燥程度决定，如表 2.1-1。
例题 在东北的冬季伐木工作中，许多伐下的木料被装在雪橇上，用马拉着雪橇（图 2.1-11）
在冰道上滑行，将木料运送出去。一个有钢制滑板的雪橇，上面装着木料，总重为 4.9×10 N。在水平的冰道上，马要用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进
4
图 2.1-11马拉着雪橇
F
G
F
N
分析雪橇的受力，如图所示解：。
F
f
因为马拉着雪橇匀速前进，所以
相互接触的两个物体存在相对运动趋势时（图2.1-11；图2.1-12），在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力，这个力称为静摩擦力。
跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的概念
5.静摩擦力的方向
图2.1-11物体有向右运动的趋势
图2.1-12物体有沿斜面向下运动的趋势
随着外力的增大，静摩擦力也在逐渐增大，始终与外力保持平衡。
当外力增大到某一数值时，物体开始滑动，这时的摩擦力称为最大静摩擦力。
最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
6.静摩擦力的大小
7.静摩擦力的应用
拿在手中的瓶子、笔不会滑落，就是静摩擦力作用的结果。皮带运输机是靠货物和皮带之间的静摩擦力来运输货物的。
图 2.1-13 皮带运输机运送货物
练习
1.用手指捏住一个竖直的瓶子使之悬空，为什么瓶子越重，手指要捏得越紧
答：因为瓶子与手之间的静摩擦力等于瓶子的重力，所以瓶子越重，手指要捏得越紧。
2.填空：一个挂在绳子上的静止的物体，质量为5kg，它受重力大小为 ，它拉紧悬绳的力的大小为 ，这两个力性质 。
49N
49N
不同
3.下列关于力的说法中，错误的是（ ）
A.力是不能离开物体而独立存在的
B.物体无论静止还是运动，受到的重力是一样的
C.马拉着车前进，说明马对车有拉力，车对马没有拉力
D.受力物体同时也是施力物体，施力物体同时也是受力物体
C

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