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力的基本概念:力是物体间相互的机械作用

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:由此,得到力的科学概念:力是物体间相互的机械作用,这种作用能引起物体运动状态发生改变或引起物体产生变形。也就是说,必须当力的三要素惟一确定下来时,力对物体作用的效果才能唯一地确定。

力的基本概念:力是物体间相互的机械作用

1.什么是力

力的概念是从实践活动中产生的。当人们用手提、举或推某一物体时,从肌肉的紧张收缩中人应感觉到对物体施加了力。如人推小车时,人对小车施加了力,小车可能从静到动,或速度增大或速度减少,人同时也感觉到车对人也有力的作用;又如用力作用在钢筋上可以使钢筋由直变弯。由此,得到力的科学概念:力是物体间相互的机械作用,这种作用能引起物体运动状态发生改变或引起物体产生变形。前者称为力对物体的外效应,后者称为力对物体的内效应。

既然力是物体间相互的机械作用,那么力就不能脱离物体而单独存在,且应成对出现,物体间这种成对出现的力叫做作用力和反作用力。实验证明:作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用线在一条直线上,且作用在两个不同的物体上。在研究物体受力问题时,应分清哪个是施力物体,哪个是受力物体。

2.力的三要素

力对物体的作用效果取决于力的大小、力的方向和力的作用点,称为力的三要素。

(1)力的大小 是指物体间相互作用的强弱程度。在国际单位中度量力的大小用N(牛顿)或kN(千牛顿)为单位。1kN=1000N。

(2)力的方向 通常是包括方位和指向两个涵义。例如,重力的方向“竖直向下”,“竖直”是重力的方位,“向下”是重力的指向。(www.xing528.com)

(3)力的作用点 是指力作用在物体上的位置,通常是一块面积而不是一个点,但当作用面积很小或对研究的问题影响不大时,可以近似地看成一个点。

实践证明,改变力的三要素中的任意一个,都将改变力对物体的作用效果。也就是说,必须当力的三要素惟一确定下来时,力对物体作用的效果才能唯一地确定。

数学力学中,有两种量——标量和矢量。只有大小而没有方向的量叫标量,如温度、质量、时间等;不仅有大小而且有方向的量称为矢量。所以力是个矢量,我们用带箭头的线段来表示,如图1-1所示。按一定力的比例尺画出来线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段所顺延的直线表示力的作用线。

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图1-1 力的表示方法

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