力

定义：力是物体之间的相互作用。

　　理解要点：

　　（1） 力具有物质性：力不能离开物体而存在。

　　说明：①对某一物体而言，可能有一个或多个施力物体。

　　②并非先有施力物体,后有受力物体

　　（2）力具有相互性：一个力总是关联着两个物体，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。

　　说明：①相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触。

　　②力的大小用测力计测量。

　　（3）力具有矢量性：力不仅有大小，也有方向。

　　（4）力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化。

　　（5）力的种类：

　　①根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。

　　②根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。

　　说明：根据效果命名的，不同名称的力，性质可以相同；同一名称的力，性质可以不同。

重力

　　定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。

　　说明：①地球附近的物体都受到重力作用。

　　②重力是由地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力。

　　③重力的施力物体是地球。

　　④在两极时重力等于物体所受的万有引力，在其它位置时不相等。

　　（1）重力的大小：G=mg

　　说明：①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体在两极比在赤道重力大。

　　②一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它力也无关系。

　　③在处理物理问题时，一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。

　　（2） 重力的方向：竖直向下（即垂直于水平面）

　　说明：①在两极与在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心。

　　②重力的方向不受其它作用力的影响，与运动状态也没有关系。

　　（3）重心：物体所受重力的作用点。

　　重心的确定：①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。

　　②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。

　　③薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。

　　说明：①物体的重心可在物体上，也可在物体外。

　　②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。

　　③引入重心概念后，研究具体物体时，就可以把整个物体各部分的重力用作用于重心的一个力来表示，于是原来的物体就可以用一个有质量的点来代替。

弹力

　　（1） 形变：物体的形状或体积的改变，叫做形变。

　　说明：①任何物体都能发生形变，不过有的形变比较明显，有的形变及其微小。

　　②弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变，叫做弹性形变，简称形变。

　　（2）弹力：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，这种力叫弹力。

　　说明：

①弹力产生的条件：接触；弹性形变。

　　②弹力是一种接触力，必存在于接触的物体间，作用点为接触点。

　　③弹力必须产生在同时形变的两物体间。

　　④弹力与弹性形变同时产生同时消失。

（3）弹力的方向：与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。

　　几种典型的产生弹力的理想模型：

　　① 轻绳的拉力（张力）方向沿绳收缩的方向。注意杆的不同。

　　② 点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。

　　③ 平面与平面接触，弹力方向垂直于平面，且指向受力物体；球面与球面接触，弹力方向沿两球球心连线方向，且指向受力物体。

（4）大小：弹簧在弹性限度内遵循胡克定律F=kx，k是劲度系数，表示弹簧本身的一种属性，k仅与弹簧的材料、粗细、长度有关，而与 运动状态、所处位置无关。其他物体的弹力应根据运动情况，利用平衡条件或运动学规律计算。

　　摩擦力

　　（1） 滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相当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。

　　说明：①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。

　　②摩擦力具有相互性。

　　ⅰ滑动摩擦力的产生条件：A.两个物体相互接触；B.两物体发生形变；C.两物体发生了相对滑动；D.接触面不光滑。

　　ⅱ滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并跟物体的相对运动方向相反。

　　说明：①“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”

　　②滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。

　　ⅲ滑动摩擦力的大小：F=μFN

　　说明：①FN两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力。应具体分析。

　　②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，无单位。

　　③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。

　　ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动。

　　ⅴ滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。

　　（2）静摩擦力：两相对静止的相接触的物体间，由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。

　　说明：静摩擦力的作用具有相互性。

　　ⅰ静摩擦力的产生条件：A.两物体相接触；B.相接触面不光滑；C.两物体有形变；D.两物体有相对运动趋势。

　　ⅱ静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并总跟物体的相对运动趋势相反。

　　说明：①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。

　　②静摩擦力的方向可以与运动方向相同，可以相反，还可以成任一夹角θ。

　　③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。

　　ⅲ静摩擦力的大小：两物体间的静摩擦力的取值范围0＜F≤Fm，其中Fm为两个物体间的最大静摩擦力。静摩擦力的大小应根据实际运动情况，利用平衡条件或牛顿运动定律进行计算。

　　说明：①静摩擦力是被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡，在取值范围内是根据物体的“需要”取值，所以与正压力无关。

　　②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数（选学）Fm＝μsFN。

　　ⅳ效果：总是阻碍物体间的相对运动的趋势。

　　对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学的重要方法，受力分析的程序是：

　　1. 根据题意选取适当的研究对象，选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便，研究对象可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统。

　　2. 把研究对象从周围的环境中隔离出来，按照先场力，再接触力的顺序对物体进行受力分析，并画出物体的受力示意图，这种方法常称为隔离法。

　　3. 对物体受力分析时，应注意一下几点：

　　（1）不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。

　　（2）对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源，不能无中生有。

　　（3）分析的是物体受哪些“性质力”，不要把“效果力”与“性质力”重复分析。

　　力的合成

　　求几个共点力的合力，叫做力的合成。

　　（1） 力是矢量，其合成与分解都遵循平行四边形定则。

　　（2） 一条直线上两力合成，在规定正方向后，可利用代数运算。

　　（3） 互成角度共点力互成的分析

　　①两个力合力的取值范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2

　　②共点的三个力，如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力，那么这三个共点力的合力可能等于零。

　　③同时作用在同一物体上的共点力才能合成（同时性和同体性）。

　　④合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能等于某一个分力。

　　力的分解

　　求一个已知力的分力叫做力的分解。

　　（1） 力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则。

　　（2） 已知两分力求合力有唯一解，而求一个力的两个分力，如不限制条件有无数组解。

　　要得到唯一确定的解应附加一些条件：

　　①已知合力和两分力的方向，可求得两分力的大小。

　　②已知合力和一个分力的大小、方向，可求得另一分力的大小和方向。

　　③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向，求F1的方向和F2的大小：

　　若F1＝Fsinθ或F1≥F有一组解

　　若F＞F1＞Fsinθ有两组解

　　若F＜Fsinθ无解

　　（3） 在实际问题中，一般根据力的作用效果或处理问题的方便需要进行分解。

　　（4） 力分解的解题思路

　　力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形，接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题。因此其解题思路可表示为：

　　必须注意：把一个力分解成两个力，仅是一种等效替代关系，不能认为在这两个分力方向上有两个施力物体。

　　矢量与标量

　　既要由大小，又要由方向来确定的物理量叫矢量；

　　只有大小没有方向的物理量叫标量

　　矢量由平行四边形定则运算；标量用代数方法运算。

　　一条直线上的矢量在规定了正方向后，可用正负号表示其方向。

　　思维升华——规律•方法•思路

　　一、物体受力分析的基本思路和方法

　　物体的受力情况不同，物体可处于不同的运动状态，要研究物体的运动，必须分析物体的受力情况，正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。

　　分析物体的受力情况，主要是根据力的概念，从物体的运动状态及其与周围物体的接触情况来考虑。具体的方法是：

　　1. 确定研究对象，找出所有施力物体

　　确定所研究的物体，找出周围对它施力的物体，得出研究对象的受力情况。

　　（1）如果所研究的物体为A，与A接触的物体有B、C、D……就应该找出“B对A”、“C对A”、“D对A”、的作用力等，不能把“A对B”、“A对C”等的作用力也作为A的受力；

　　（2）不能把作用在其它物体上的力，错误的认为可通过“力的传递”而作用在研究的对象上；

　　（3） 物体受到的每个力的作用，都要找到施力物体；

　　（4） 分析出物体的受力情况后，要检查能否使研究对象处于题目所给出的运动状态（静止或加速等），否则会发生多力或漏力现象。

　　2. 按步骤分析物体受力

　　为了防止出现多力或漏力现象，分析物体受力情况通常按如下步骤进行：

　　（1）先分析物体受重力。

　　（2）其研究对象与周围物体有接触，则分析弹力或摩擦力，依次对每个接触面（点）分析，若有挤压则有弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则有摩擦力。

　　（3）其它外力，如是否有牵引力、电场力、磁场力等。

　　3. 画出物体力的示意图

　　（1）在作物体受力示意图时，物体所受的某个力和这个力的分力，不能重复的列为物体的受力，力的合成与分解过程是合力与分力的等效替代过程，合力和分力不能同时认为是物体所受的力。

　　（2）作物体是力的示意图时，要用字母代号标出物体所受的每一个力。

　　二、力的正交分解法

　　在处理力的合成和分解的复杂问题上的一种简便的方法：正交分解法。

　　正交分解法：是把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，其目的是便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。

　　力的正交分解法步骤如下：

　　（1）正确选定直角坐标系。通常选共点力的作用点为坐标原点，坐标轴方向的选择则应根据实际情况来确定，原则是使坐标轴与尽可能多的力重合，即是使需要向两坐标轴分解的力尽可能少。

　　（2）分别将各个力投影到坐标轴上。分别求x轴和y轴上各力的投影合力Fx和Fy，其中：

　　Fx＝F1x＋F2x＋F3x＋…… ；Fy＝F1y＋F2y＋F3y＋……

　　注意：如果F合＝0，可推出Fx＝0，Fy＝0，这是处理多个作用下物体平衡物体的好办法，以后会常常用到。