第八章力本章將介紹力的基本概念、力的作用效果和力的分類。我們將學習如何描述力和分析力的作用。本章內容將為我們理解和解決后續運動學和動力學問題打下堅實基礎。ghbygdadgsdhrdhad8.1力的概念力的定義力是物體間的相互作用。力可以使物體發生形變，也可以使物體運動狀態發生改變。力的作用效果力可以改變物體的形狀。例如，用力壓一個彈簧，彈簧會發生形變。力也可以改變物體的運動狀態。例如，用力踢一個足球，足球會從靜止狀態變為運動狀態。力的定義力是物體間的相互作用力是物體間的相互作用，表現為推、拉、壓、吸引、排斥等形式。物體之間力的作用是相互的，力不能脫離物體而存在。力可以改變物體的運動狀態力的作用可以改變物體的運動狀態，例如使物體運動起來、靜止下來或改變運動速度和方向。力可以改變物體的形狀力的作用可以改變物體的形狀，例如用力捏橡皮泥、壓縮彈簧等。力的表示力可以用箭頭表示，箭頭指向力的方向，箭頭長度表示力的強度。力的表示方法包括力的作用點、力的方向、力的強度。力的作用點是力作用在物體上的位置。力的方向是指力作用的方向，用箭頭指向表示。力的強度是指力的大小，用力的單位表示。力的單位力的單位是牛頓，簡稱牛，符號為N。1牛頓的定義是：使質量為1千克的物體獲得1米每秒平方的加速度所需的力。力的單位還可以用其他單位來表示，例如：千克力（kgf）、磅力（lbf）、達因（dyn）等。8.2力的合成力的合成是將多個力的作用效果合并成一個力的過程。力的合成遵循平行四邊形法則和三角形法則，可以利用這兩種法則來計算合力的大小和方向。力的合成在生活中應用廣泛，例如在橋梁、建筑等工程領域，需要考慮多個力的作用效果，才能保證結構的穩定性和安全性。力的合成概念1多個力共同作用多個力同時作用在一個物體上，稱為力的合成。2等效力多個力的合力是一個等效力，可以替代多個力共同作用的效果。3效果一致合力的作用效果與多個力共同作用的效果相同。4簡化問題研究力的合成可以簡化力的分析問題，使問題更容易解決。力的合成規律平行四邊形法則兩個力合成時，以這兩個力為鄰邊作平行四邊形，這兩個力的合力就是以這兩個力為鄰邊的平行四邊形的對角線。三角形法則兩個力合成時，以這兩個力為兩邊作平行四邊形，這兩個力的合力就是以這兩個力為兩邊的三角形的第三邊。矢量疊加將兩個力沿著同一方向進行矢量疊加，它們的合力大小等于兩個力的矢量和的大小，合力的方向與兩個力相同。力的合成方法1平行四邊形法則兩個力合成時，以這兩個力為鄰邊作平行四邊形，兩鄰邊對角線的長度和方向就表示合力的大小和方向。2三角形法則兩個力合成時，以這兩個力為兩邊作平行四邊形，這兩邊所夾的第三邊就表示合力的大小和方向。3矢量疊加法將兩個力的矢量平移到同一個點，再將兩個矢量首尾相連，由第一個矢量的起點指向最后一個矢量的終點，該矢量即為合力。8.3力的分解力的分解是指將一個力分解成兩個或多個力的過程。力的分解是力的合成的逆過程。力的分解概念力的分解將一個力分解為兩個或多個力的過程，稱為力的分解。分解后的力分解后的力稱為分力，它們共同作用的效果與原來的力相同。力的分解規律力的分解是指將一個力分解為兩個或多個力的過程。力的分解遵循平行四邊形法則，即一個力可以分解為兩個相互垂直的力的合力。分解后的兩個力稱為力的分力，這兩個分力的大小和方向由原力的方向和大小決定。力的分解方法1平行四邊形法則將兩個力作為平行四邊形的相鄰兩邊，則這兩個力的合力就是以這兩個力為鄰邊的平行四邊形的對角線。2三角形法則將兩個力作為三角形的相鄰兩邊，則這兩個力的合力就是以這兩個力為鄰邊的三角形的第三邊。3正交分解法將力分解為兩個互相垂直的分力，便于進行力的合成和分解，簡化計算。8.4平衡的條件物體保持靜止或勻速直線運動的狀態稱為平衡狀態。處于平衡狀態的物體受到的合力為零，這是平衡的條件。平衡的概念靜止平衡物體保持靜止狀態，不受外力作用，或受平衡力的作用，處于靜止狀態。運動平衡物體做勻速直線運動，不受外力作用，或受平衡力的作用，處于勻速直線運動狀態。平衡力的作用使物體保持靜止或勻速直線運動狀態。靜止平衡的條件條件描述合力為零物體所受的各個力的合力為零，即物體處于平衡狀態。合力矩為零物體所受的各個力的力矩之和為零，即物體不會發生旋轉運動。靜止平衡是指物體保持靜止狀態，滿足這兩個條件。平衡的判斷平衡的條件物體處于平衡狀態時，它所受的合力為零，合力矩也為零。靜止平衡物體處于靜止狀態，它所受的合力為零，合力矩也為零。勻速直線運動物體保持勻速直線運動狀態，它所受的合力為零，合力矩也為零。實驗驗證可以通過實驗來驗證物體是否處于平衡狀態，例如測量物體所受的合力和合力矩。8.5摩擦力摩擦力是物體之間由于接觸而產生的阻礙相對運動或相對運動趨勢的力。摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度以及正壓力的大小有關。摩擦力的概念11.接觸面兩個物體接觸時，會在接觸面上產生摩擦力。22.相對運動摩擦力產生于兩個物體之間發生或試圖發生的相對運動。33.阻礙運動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動或企圖運動。44.方向摩擦力方向與物體相對運動方向或企圖運動方向相反。摩擦力的種類靜摩擦力靜摩擦力是指物體相對靜止時，接觸面之間產生的摩擦力。靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢方向相反。滑動摩擦力滑動摩擦力是指物體在接觸面上滑動時，接觸面之間產生的摩擦力。滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反。滾動摩擦力滾動摩擦力是指物體在接觸面上滾動時，接觸面之間產生的摩擦力。滾動摩擦力的大小一般比滑動摩擦力小得多。摩擦力的特點方向摩擦力總是與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反。大小摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。產生條件摩擦力的產生需要兩個條件：物體間有接觸且有相對運動或相對運動趨勢。類型摩擦力主要分為靜摩擦力和滑動摩擦力兩種，靜摩擦力是物體處于靜止狀態時產生的摩擦力，滑動摩擦力是物體相對運動時產生的摩擦力。摩擦力的作用產生熱量摩擦會使物體相互接觸的表面溫度升高，例如搓手可以使手變暖。阻礙運動摩擦力總是阻礙物體的運動，例如物體在水平面上滑動時，會受到摩擦力的阻礙。使物體靜止摩擦力可以使物體保持靜止，例如我們能在地面上行走，就是因為鞋底與地面之間的摩擦力。改變運動狀態摩擦力可以改變物體的運動狀態，例如旋轉的陀螺會因為摩擦力的作用而逐漸停止旋轉。8.6重力和彈力重力和彈力是自然界中常見的兩種力，它們在我們的生活中扮演著重要的角色。重力是由于地球的吸引而產生的力，彈力則是物體發生形變時產生的力。重力的概念11.地心引力重力是由地球對物體的吸引力產生的，也稱作萬有引力。22.方向重力的方向總是指向地心，即豎直向下。33.大小重力的大小與物體的質量成正比，質量越大，重力越大。44.公式重力的大小可以用公式G=mg來計算，其中G表示重力，m表示物體的質量，g表示重力加速度。重力的特點方向重力的方向總是豎直向下，指向地心。大小重力的大小與物體的質量成正比，質量越大，重力越大。作用點重力的作用點是物體的重心，重心是指物體各部分重力合力的作用點。影響因素重力的大小還與物體所處的位置有關，在地球的不同地方，重力的大小略有不同。彈力的概念彈性形變當物體受到外力作用發生形變時，如果撤去外力，物體能夠恢復原來形狀的性質叫做彈性。彈力物體由于發生彈性形變而產生的力叫做彈力，