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1、电子课文第一章 力电子课文一 力 力是物体间的相互作用 我们在初中已经学过，力是物体之间的相互作用用手提水桶，手对水桶施加了力，同时我们感到水桶向下拉手，即水桶对手也施加了力用手压弹簧，手对弹簧施加了力，同时弹簧对手也施加了力机车牵引列车前进，机车对列车施加了力，同时列车对机车也施加了力汽锤锻打工件，汽锤对工件施加了力，同时工件对汽锤也施加了力一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用前者是受力物体，后者是施力物体只要有力发生，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，但施力物体一定是存在的力的图示 我们在初中学过，力的大小可以用测力计（弹簧秤）来测
2、量在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N力不但有大小，而且有方向物体受到的重力是竖直向下的，物体在液体中受到的浮力是竖直向上的力的方向不同，它的作用效果也不同作用在运动物体上的力，如果方向与运动方向相同，将加快物体的运动；如果方向与运动方向相反，将阻碍物体的运动可见，要把一个力完全表达出来，除了力的大小，还要指明力的方向力可以用一根带箭头的线段来表示线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫做力的作用线这种表示力的方法，叫做力的图示图1-1中的力的图示表示作用在小车上的力为100N，方向水平向左有时只需要
3、画出力的示意图，即只在图中画出力的方向，表示物体在这个方向上受到了力力的种类 从力的性质来看，力学中经常遇到的有重力、弹力、摩擦力我们还会见到拉力，压力、支持力、动力、阻力等，这是根据力的效果来命名的效果不同的力，性质可以相同例如压力和支持力都是弹力，只是效果不同性质不同的力，效果可以相同例如不论是什么性质的力，只要效果是加快物体运动的，就可以称它为动力；效果是阻碍物体运动的，就可以称它为阻力今后我们还会遇到根据效果来命名的力的名称电子课文二 重力 重力 地球上一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力一个物体受到10N的重力，也可以说这个物体的重量是10N重力不但有
4、大小，而且有方向悬挂物体的绳子静止时总是竖直下垂的，由静止开始落向地面的物体总是竖直下落的，可见重力的方向是竖直向下的重力的大小可以用弹簧秤测出物体静止时对弹簧秤的拉力（图1-2甲）或压力（图1-2乙），大小等于物体受到的重力用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力在已知物体质量的情况下，重力的大小可以根据初中学过的重力G跟质量m成正比的关系式G=mg计算出来，式中g=9.8Nkg，表示质量是1kg的物体受到的重力是9.8N重心 一个物体的各部分都要受到重力的作用从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一
5、点叫做物体的重心质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何重心上例如，均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点（图1-3）质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化（图1-4）起重机的重心随着提升物的重量和高度而变化电子课文实验 薄板的重心位置可以用悬挂法求出（图1-5）先在A点把物体悬挂起来，当物体处于平衡时，由二力平衡条件知道，物体所受的重力跟悬绳的拉力在同一直线上，所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上然后在D点把物
6、体悬挂起来，同样可以知道，物体的重心一定在通过D点的竖直线DE上AB和DE的交点C，就是薄板重心的位置电子课文三 弹力 被拉长或被压缩的弹簧对跟它接触的小车产生力的作用，可以使小车运动起来（图1-7）被压弯的细木棍或细竹竿对跟它接触的圆木产生力的作用，可以把圆木推开（图1-8）发生弯曲的跳板对跟它接触的运动员产生力的作用，可以把运动员弹起来（图1-9）物体的伸长、缩短、弯曲等等，总之物体的形状或体积的改变，叫做形变上面的例子说明，发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用这种力叫做弹力如果形变过大，超过一定限度，物体的形变将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度地球对物体产生重
7、力，并不需要地球和物体直接接触弹力则不同，弹力产生在直接接触并发生形变的物体之间不仅细木棍、弹簧等能发生形变，任何物体都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的，不过有的形变比较明显，可以直接看出；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来把物体挂在弹簧上，弹簧伸长，对被挂物体产生向上的弹力把物体挂在细线上，细线也伸长，对被挂物体产生向上的弹力，只是细线的伸长很微小，直接观察不到电子课文实验 图1-10是一种显示微小形变的装置，它可以把微小形变“放大”到可以直接看出来在一张大桌子上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射到一个刻度尺上，形成一个光点用力压桌面，镜子要向箭头所示的方向
8、倾斜由于两面镜子之间的距离较大，光点会在刻度尺上有明显的移动，把桌面的形变显示出来弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失对于拉伸形变（或压缩形变）来说，伸长（或缩短）的长度越大，产生的弹力就越大例如弹簧伸长或缩短的长度越大，弹力就越大对于弯曲形变来说，弯曲得越厉害，产生的弹力就越大把弓拉得越满，箭就射出得越远用力扭横杆，可以使金属丝发生扭转形变（图1-11）扭转得越厉害，产生的弹力就越大【例1】 放在水平桌面上的书，由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小的形变书由于发生微小的形变，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于
9、发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力（图1-12）静止地放在倾斜木板上的书，由于重力的作用也压迫木板，它们都发生微小形变，致使书对木板有垂直于木板斜向下方的压力F1，木板对书有垂直于书面斜向上方的支持力F2（图1-13）可见，通常所说的压力和支持力都是弹力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【例2】 挂在电线下面的电灯，由于重力的作用而拉紧电线，使电灯和电线同时发生微小的形变电灯由于发生微小的形变，对电线产生竖直向下的弹力F1，这就是电灯对电线的拉力；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
10、线对电灯的拉力（图1-14）可见，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，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 显示微小形变 用简单的装置也可以显示微小形变：找一个大玻璃瓶，装满水，瓶口用中间插有细管的瓶塞塞上（图1-15）用手按压玻璃瓶，细管中的水面就上升；松开手，水面又降回原处这说明玻璃瓶受到按压时发生形变电子课文四 摩擦力 滑动摩擦 摩擦力也是在两个互相接触的物体之间产生的一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力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（图1-18）实验表明：滑动摩擦力跟压
11、力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有F=FN其中是比例常数，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体之间的动摩擦因数也不同动摩擦因数还跟接触面的情况（如粗糙程度）有关在相同的压力下，动摩擦因数越大，滑动摩擦力就越大动摩擦因数是两个力的比值，没有单位 ：希腊字母，汉语拼音读法是miu 除了滑动摩擦，还有滚动摩擦滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦滚动摩擦比滑动摩擦小得多，滚动轴承就是利用滚动摩擦小的事实制成的【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，
12、用马拉着雪橇在冰道上滑行，将木料运送出去（图1-19）一个有钢制滑板的雪橇，上面装着木料，总重量为4.9104N在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？分析 雪橇（包括木料）在水平方向受到两个力的作用：马对雪橇的拉力F1，冰道对雪橇的滑动摩擦力F2（分析雪橇的受力情况）在这两个力的作用下，雪橇匀速前进（明确雪橇的运动情况）从初中学过的二力平衡的知识知道，F1和F2大小相等，方向相反，即F1=F2滑动摩擦力F2的大小可以由F2=FN求出其中FN的大小等于雪橇的总重量G，即FN=G；钢和冰之间的动摩擦因数的数值可在课文的表中查出：=0.02重量G是已知的，由此可求出F2，
13、进而求出马的拉力F1（运用已学过的知识把待求量与已知量联系起来）解 已知G=4.9104N，=0.02，求拉力F1F1=F2=FN=G代入数值得 F1=0.024.9104N=980N马要在水平方向用980N的力，才能够拉着雪橇匀速前进静摩擦 滑动摩擦是一个物体在另一个物体表面上有相对运动的时候发生的互相接触的两个物体处于相对静止的时候，是不是也可以发生摩擦呢？我们用不大的水平力在水平地板上推箱子，虽然箱子有相对于地板运动的趋势，但箱子并没有动，就是因为箱子跟地板之间发生了摩擦这个摩擦力和推力都作用在箱子上，它们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此箱子保持不动这时发生的摩擦叫做静摩擦静摩擦力的
14、方向总跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反（图1-20）逐渐增大对箱子的推力，如果推力还不够大，箱子仍旧保持不动静摩擦力跟推力仍旧彼此平衡可见静摩擦力随着推力的增大而增大但是静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力推力超过最大静摩擦力，就可以把箱子推动了最大静摩擦力等于使箱子刚要运动时的推力两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间，即0FFmax静摩擦力是很常见的拿在手中的瓶子、毛笔不会滑落，就是静摩擦力作用的结果能把线织成布，把布缝成衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用静摩擦力在生产技术中的应用也很多皮带运输机（图1-21）是靠货物和传送
15、皮带之间的静摩擦力，把货物送往别处的 关于摩擦力 在桌面上放一些铁质的小物体（如曲别针、小铁钉等），让磁铁慢慢地靠近它们，尽管磁铁对它们的吸引力逐渐增大，它们仍可能静止不动当磁铁靠近到某一程度时，可以看到，它们会突然迅速奔向磁铁做这个实验，解释看到的现象电子课文实验 图1-26甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长了EO这样的长度图1-26乙表示撤去F1和F2，用一个力F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同产生的效果相同，所以力F等于F1和F2的合力合力F跟力F1和F2有什么关系呢？在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小（图1-26丙）以OA和OB为邻边作平行四边形OACB量出这个平行四边形的对角线OC的长度，可以看出，根据同样的标度，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来改变力F1和F2的大小和方向，重做
