【力和运动】
力是物体间的相互作用,它的单位是牛顿,简写为N。力的存在需要两个物体:施力物体和受力物体,它们之间必须有相互作用,但并不一定要直接接触。力的作用效果体现在两方面,一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。力的三要素包括力的大小、方向和作用点,通常用一条带有箭头的线段来表示力,箭头代表力的方向,线段起点或终点则表示力的作用位置。
在物理学习中,力的示意图是一个重要的工具,它可以帮助我们直观地描绘出力的作用情况。力的相互性表明,物体间力的作用是相互的,每个物体既是施力者也是受力者。测量力的工具通常是弹簧测力计,它基于胡克定律,即在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,其伸长量就越长。
【重力】
重力是地球对物体的引力,由地球的质量引起,施力物体是地球。地球上所有物体都会受到向下的重力作用,其大小可以通过公式G=mg计算,其中m是物体的质量,g是重力加速度,一般取9.8 N/kg。重力的方向始终是竖直向下,可以用来制作铅垂线以判断垂直方向。
【弹力】
弹力是物体因弹性形变而产生的力,其大小与物体的弹性强弱和形变程度有关。弹簧测力计是测量弹力的工具,使用时需注意零点校准,确保弹簧的伸长方向与所测力的方向一致,并避免弹簧与外壳的干涉。
【摩擦力】
摩擦力是在两个相互接触的物体表面间产生的阻碍相对运动的力。摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。滑动摩擦力的大小与正压力和接触面的粗糙程度有关。增大摩擦力的方法包括增大正压力、增大接触面粗糙度、变滚动为滑动;减小摩擦力则可通过减小正压力、减小接触面粗糙度、变滑动为滚动(如使用滚动轴承)以及使接触面分离(如添加润滑油)。
【牛顿第一定律与惯性】
牛顿第一定律,又称惯性定律,指出物体在不受外力作用时,要么保持静止,要么保持匀速直线运动。惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,所有物体都有惯性,且惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度和形状无关。在实际应用中,惯性使得物体在没有外力作用时仍会保持原有的运动状态,而阻力会改变物体的运动状态。通过理想斜面实验,我们可以理解阻力对物体运动的影响,若表面绝对光滑,物体将以恒定速度运动,这就是惯性的表现。