細說力與力的作用效果

趙宇

對于力學知識，我們有很豐富的感性認識.但這些認識多是零碎的，到底什么是力？如何精準地定義它？和學習其他物理概念一樣，同學們在學習力的概念時必須要經(jīng)歷感知、描述、測量等認知過程，才能達到逐步認識、掌握、深化的目的，

力的概念

人推車，人用了力，車受到了力;雙手拉彈簧，人用了力，彈簧受到了力，人可以對物體施力.其他物體也可以對別的物體施力.壓路機壓路，壓路機對路面施力;磁鐵吸引鐵釘時.磁鐵對鐵釘施力，

為了便于研究問題.在物理學中常把生活中所說的“推”“拉”“擠”“壓”“吸引”“排斥”等概括為“作用”.這樣，我們可以說，力是物體對物體的作用.發(fā)生作用的兩個物體.施加力的叫施力物體.另一個叫受力物體，

力的作用效果

用力捏橡皮泥，橡皮泥的形狀發(fā)生了變化，撤去力，橡皮泥不能恢復原狀：用力壓或拉彈簧，彈簧縮短或伸長，形狀（長度）也發(fā)生了變化，撤去力，彈簧恢復原狀，可見，力能改變物體的形狀.使它發(fā)生形變.

足球比賽中，運動員大力射門，足球由靜止開始運動：守門員魚躍跳起，干凈利落地將足球捕獲，足球又由運動變?yōu)殪o止;進攻隊員門前搶點.頭球攻門，足球改變運動軌跡飛向球門，球的運動方向和快慢均發(fā)生了變化.在物理學中，物體由靜止開始運動或由運動變?yōu)殪o止、物體運動的快慢或方向發(fā)生改變，這幾種情況都叫作物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，大量的實驗和事實表明.力可以改變物體的運動狀態(tài).

由此可見，力的作用效果有兩個：一是力能使物體發(fā)生形變，二是力可以改變物體的運動狀態(tài).

例1 下圖所示的各種現(xiàn)象中.物體運動狀態(tài)沒有改變的是（）.

解析：運動狀態(tài)的改變就是指速度改變，包括速度的大小發(fā)生變化，或方向發(fā)生變化，或大小和方向同時發(fā)生變化：運動狀態(tài)不變一定滿足速度的大小和方向都不變，運動員把飛來的足球踢出去，足球的運動狀態(tài)改變了：小孩勻速從滑梯滑下，小孩的運動速度大小和方向均未發(fā)生變化，所以其運動狀態(tài)不變：核外電子繞原子核勻速轉動時，速度的方向時刻在發(fā)生變化：剛剛起飛的火箭在不斷加速上升.火箭的運動狀態(tài)在變化.

答案：B

力的三要素

用力拉彈簧，彈簧伸長，用力越大，彈簧被拉得越長;用力壓彈簧，彈簧縮短，用力越大，彈簧被壓得越短;打臺球時，擊球力量的大小和方向都會影響球能否入袋.可見，力的大小、方向不同，作用效果就不同，關門時，越靠近門軸推門，越費力，說明力的作用點也會影響力的作用效果，我們把力的大小、方向、作用點叫作力的三要素.

在研究力的問題時，為了簡單、方便地表示力，物理學中通常用一條帶箭頭的線段表示力.在受力物體上沿著力的方向畫一條線段.線段的長短表示力的大小，在線段的末端畫一個箭頭表示力的方向，線段的起點（或末點）表示力的作用點，這種表示力的方式叫力的示意圖，

例2如圖l所示.小亮同學把一把鋼尺下端固定，然后分別用力F1、F2、F3、F4去推它，使它發(fā)生甲、乙、丙、丁各圖所示的形變，若F1=F3=F4（ ）.

A.圖甲和圖乙說明力的作用效果跟力的大小有關

B.圖丙和圖丁說明力的作用效果跟力的方向有關

C.圖乙和圖丁說明力的作用效果跟力的作用點有關

D.圖乙和圖丙說明力的作用效果跟力的方向有關

解析：圖甲和圖乙，力的方向和作用點相同.研究力的作用效果跟力的大小的關系.力越大鋼尺形變越大，故A正確;圖丙和圖丁，力的大小相同，力的作用點和方向不同，沒有遵循控制變量的研究方法.無法研究力的作用效果跟力的方向的關系，故B錯誤;圖乙和圖丁，力的方向相同，力的大小和力的作用點不同，沒有遵循控制變量的研究方法.無法研究力的作用效果跟力的作用點的關系，故C錯誤;圖乙和圖丙，力的作用點相同，力的大小和力的方向不同，沒有遵循控制變量的研究方法，無法研究力的作用效果跟力的方向的關系.故D錯誤.

答案：A

力的作用是相互的

我們提重物時.會感到手也受到重物向下的拉力.可見，手對重物施力的同時，重物也對手施加了力，這種現(xiàn)象在日常生活中很常見.游泳時，我們向后劃水，對水施加了力，同時，水也給我們施加了力，推動我們前進，實驗結果表明，施力物體對受力物體施力時，受力物體也同時對施力物體施加力的作用，也就是說，物體間力的作用是相互的.

例3 甲、乙兩只相同的船以相同的速度駛向岸邊，當靠近岸且距離相同時，甲船上的水手將纜繩拋出套在岸邊的木樁上.自己用力拉船：乙船上的水手把纜繩拋給岸上的另一個人，兩人共同用力拉船.若三個人用力一樣大，則（）.

A.甲船先靠岸

B.乙船先靠岸

C.兩船同時靠岸

D.條件不足，無法判斷誰先靠岸

解析：甲船上的水手用力拉拴在木樁上的繩子，因為力的作用是相互的，所以木樁也以同樣大小的力通過繩子拉船.從物理本質上看.甲船的受力情況和乙船完全一樣.只要三個人用力一樣大，甲船的運動情況和乙船毫無區(qū)別，所以兩船會同時靠岸，

答案：C

責任編輯 豢華杰