白话说物理--相互作用

2019-11-28 11:59:56

  第三章——相互作用,力,物体的平衡

  相互作用是力的主要特点,本章主要的内容主要是这样几个方面,几个基本的性质的力,力的合成与分解,共点力作用下物体的平衡问题,

  拓展开来的话,基本性质的力就是重力,弹力,摩擦力,合成与分解在后面的矢量的合成与分解作为基础,共点力作用下物体的平衡问题涉及了整体法与隔离法和矢量三角形的应用。

  力的基本概念与性质

  定义:力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用

  力的性质

  (1)物质性:由于力是物体对物体的作用,所以力概念是不能脱离物体而独立存在的,任意一个力必然与两个物体密切相关,一个是其施力物体,另一个是其受力物体。把握住力的物质性特征,就可以通过对形象的物体的研究而达到了解抽象的力的概念之目的。

  (2)矢量性:作为量化力的概念的物理量,力不仅有大小,而且有方向,在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则,也就是说,力是矢量。把握住力的矢量性特征,就应该在定量研究力时特别注意到力的方向所产生的影响,就能够自觉地运用相应的处理矢量的“几何方法”。

  (3)瞬时性:力作用于物体必将产生一定的效果,物理学之所以十分注重对力的概念的研究,从某种意义上说就是由于物理学十分关注力的作用效果。而所谓的力的瞬时性特征,指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的。把握住力的瞬时性特性,应可以在对力概念的研究中,把力与其作用效果建立起联系,在通常情况下,了解表现强烈的“力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更为容易。

  (4)独立性:力的作用效果是表现在受力物体上的,“形状变化”或“速度变化”。而对于某一个确定的受力物体而言,它除了受到某个力的作用外,可能还会受到其它力的作用,力的独立性特征指的是某个力的作用效果与其它力是否存在毫无关系,只由该力的三要素来决定。把握住力的独立性特征,就可以采用分解的手段,把产生不同效果的不同分力分解开分别进行研究。

  (5)相互性:力的作用总是相互的,物体A施力于物体B的同时,物体B也必将施力于物体A。而两个物体间相互作用的这一对力总是满足大小相等,方向相互,作用线共线,分别作用于两个物体上,同时产生,同种性质等关系。把握住力的相互性特征,就可以灵活地从施力物出发去了解受力物的受力情况。

  力的分类:

  ①按性质分类:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四种基本相互作用:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。)

  ②按效果分类:拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等

  ③按研究对象分类:内力和外力。

  ④按作用方式分类:重力、电场力、磁场力等为场力,即非接触力,弹力、摩擦力为接触力。

  说明:性质不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性质相同的。这个可以通过举例子进行一下证明。

  4、力的作用效果:是使物体发生形变或改变物体的运动状态。

  A、瞬时效应:使物体产生加速度F=ma。

  B、时间积累效应:产生冲量I=Ft,使物体的动量发生变化Ft=△p。

  C、空间积累效应:做功W=Fs,使物体的动能发生变化W=△Ek。

  力的三要素是:大小、方向、作用点。

  另外,要从根本上掌握力,最好还要弄清力的产生。在受力分析的时候最好是结合力的产生的原因或者是力的作用效果,把这两个结合到受力分析里面,可以很大程度上提高受力分析的准确性。

  力的图示:用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。

  力的示意图:用一根带箭头的线段粗略的表示力的大小和方向的方法。

  两种方法中,图示具有较高的准确性,要求也多,需要指明单位长度代表的力的大小,在表示力的大小的时候有严格的要求,不过用的地方比较少,基本上只在验证力的平行四边形定则实验中使用。

  示意图相应的比较粗略,但是在受力分析的时候比较常用,用的比较多,在画的时候一开始的时候是凭借感觉大概的画出大小,但是方向必须准确,可以平移,但是不能该表角度。在受力分析的结果应用于平行四边形定则或者是三角形的时候,可以适当的沿着力的方向进行适当的延长或缩短。

  力的单位:是牛顿,使质量为1千克的物体产生1m/s2加速度力的大小为 1N。

  来源:海之味的博客