“力”知識(shí)延伸

彭征

“力”這章主要介紹抽象的力的概念。認(rèn)識(shí)重力、彈力這兩個(gè)具體的力。通過本章的學(xué)習(xí)，同學(xué)們可以將日常生活中豐富的力學(xué)方面的感性認(rèn)識(shí)逐步深化。從而形成力的物理概念。了解下面這些知識(shí)。將有助于你更深入地理解本章內(nèi)容。

物體的形變與彈力之間的關(guān)系

彈力，又稱彈性力。當(dāng)物體受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，在物體內(nèi)部即產(chǎn)生一種抗拒形變力圖使物體恢復(fù)原來形狀的力。這種力就叫作彈力。

彈力產(chǎn)生于直接接觸的物體之間。并且以物體產(chǎn)生彈性形變?yōu)橄葲Q條件，所以。凡是相互接觸而且發(fā)生彈性形變的物體之間。都存在著彈力的相互作用。同時(shí)，由于產(chǎn)生形變。物體內(nèi)部各部分之間，也存在著彈力的相互作用。

在彈性限度內(nèi)，彈力的大小跟形變量成正比：達(dá)到平衡時(shí)，彈力大小等于引起形變的外力，就兩個(gè)物體來說，彈力的方向總是跟引起形變的作用力的方向相反。兩個(gè)堅(jiān)硬物體之間由于拉伸或壓縮形變產(chǎn)生的彈力，其方向垂直于接觸面，并且與形變的趨向相反：繩等柔軟物體與其他物體之間由于拉伸形變而產(chǎn)生的彈力。其方向沿柔軟物體本身，也與形變的趨向相反。

彈力產(chǎn)生的原因

在彈性限度內(nèi)，物體受到外力作用發(fā)生形變時(shí)，物質(zhì)的分子之間要發(fā)生相對位移。這時(shí)分子之間的斥力與引力的平衡狀態(tài)被破壞，當(dāng)對物體施加壓力時(shí)，分子之間的距離變小，斥力較引力增加得快，分子之間斥力作用占優(yōu)勢，物體就表現(xiàn)出彈性壓力：當(dāng)對物體施加拉力時(shí)，分子之間的距離增大。引力較斥力增加得快，分子之間引力作用占優(yōu)勢，物體就表現(xiàn)出彈性張力，當(dāng)外力撤去后，正是這種斥力或引力作用，使物體恢復(fù)原來的形狀。

胡克定律的內(nèi)容

彈力的大小跟形變的大小有關(guān)系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失，定量地研究各種形變中彈力和形變的關(guān)系比較復(fù)雜，我們經(jīng)常遇到的是彈簧的拉伸（或壓縮）形變。實(shí)驗(yàn)表明，彈簧彈力的大小F和彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比，寫成公式就是F=kx，其中k是比例常數(shù)。叫作彈簧的勁度系數(shù)。勁度系數(shù)是一個(gè)有單位的量。在國際單位制中，F(xiàn)的單位是牛，x的單位是米，k的單位是牛每米，勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時(shí)的彈力，勁度系數(shù)跟彈簧的長度、彈簧的材料、彈簧絲的粗細(xì)等都有關(guān)系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細(xì)的軟彈簧勁度系數(shù)大。這個(gè)規(guī)律是英國科學(xué)家胡克發(fā)現(xiàn)的，叫作胡克定律。

胡克定律有它的適用范圍。物體的形變過大，超出一定限度，上述正比關(guān)系將不再適用，這時(shí)即使撤去外力，物體也不能完全恢復(fù)原狀，這個(gè)限度叫作彈性限度。胡克定律在彈性限度內(nèi)適用，彈性限度內(nèi)的形變叫作彈性形變。