【第7.01讲】“力拔山兮”与“缚鸡之力”
同学们好!欢迎来到物理老师讲物理。
从八年级下学期起,我们要正式开始探究力学了。前面我们已经学习了关于运动的知识,这些是我们探究力学的基础,因为力与运动密不可分。
什么是力呢?
“力”这个字很简单,关于力的话语,很小的时候就不绝于耳。刚会走路的孩子搬着一把小椅子走过来,大人在旁边就会说:“哎呀,好有力呀!” 可是对于“力”,我们真的理解吗?
当一个人提着一桶水过来,我们说人对水用了力;
马拉着车走,马对车用了力;
用球拍把球打出去,拍子对球用了力……
这里的提、拉、打,或者还有推、压、吸、托、举等等,都是一种作用,是甲对乙或者乙对甲的作用。甲或乙,可以是人、是动物、或是某个物件儿,统称为物体。那么什么是力呢?从上述例子可以归纳出:
力是物体对物体的作用。
这就算理解了“力”吗?非也,这还只是入门。
单从这句话当中,我们至少还可以辨析出3点重要知识点:
力是“物体”对“物体”的作用。首先,从这句话我们是不是知道了,力离不开物体吧?换句话说,力是不能离开物体而单独存在的。如果没有物体,也就无所谓力。此其一。
再注意,“物体对物体”的作用,这里有两个物体。也就是说,一个物体不能产生力。人们不是常说“一个巴掌拍不响”吗,说得文雅点叫“孤掌难鸣”,就是这个道理。任何一个力,都关联着两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体。此其二。
“物体对物体的作用”,并没有说一定要相互接触,那不接触的两个物体隔空能不能有力的作用呢?想想磁铁吸引铁钉,地球吸引苹果落地,你就知道了,不接触的物体之间也可以产生力的作用。反过来,相互接触的两个物体,比如教室里摆在一起的两张课桌,虽然相互接触,却并不一定发生力的作用。
相互作用力
还是以人提水为例,人的手臂是施力物体,水桶是受力物体。可是,时间一长人累了,你会发现手臂酸痛。这说明什么?很简单,说明手臂受力了,受到来自水桶的力。这样一来,手臂原来作为施力物体,同时也成了受力物体。也就是说,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。这背后其实隐藏着一个重要的规律——物体间力的作用是相互的,并且两个物体受到的力大小相等,方向相反,在同一条直线上。
生活中这种例子,比比皆是,比如推车上坡,如果力量不够,会反被车推下来,说明人在推车的同时,车也在推人。又比如划船,浆向后划水,同时水也向前推动了船。
很多同学学到这里,都问过我一个问题:既然说力的作用是相互的,那人家打我一拳,为什么我鼻子都出血了,对方却没事呢?
这个问题很有迷惑性,你想想,该怎么解释呢?其实这个例子,并不能否定力的相互作用原理。之所以力的效果会出现如此大的反差,主要是不同的受力部位承受能力的区别,拳头硬,鼻子软,力的大小虽然相同,造成的破坏却是不同的。就好比鸡蛋碰石头一样。
力的作用能产生哪些效果呢?
下面我们一起想象一下射箭的场景。当人用力拉弓时,弓被拉得更弯了,也就是发生了形变。此时,射箭的人手一松,弓和弦的弹力使箭射出,箭由静止变成了运动,也就是运动状态发生了改变。归纳起来,力的作用效果有两种:一种是改变物体的形状,另一种是改变物体的运动状态。我可以告诉你,力的作用效果也只有这两种,可以是其中单独的某一种,也可以两种兼而有之。
这里需要注意的是,运动状态的改变,包括3种情形:①改变运动的快慢;②改变运动的方向;③快慢和方向都发生变化。
至此,我们理解了什么是力。接下来,就要对力进行描述了。
首先,力有大小之别,既有形容力小的 “手无缚鸡之力”,也有诗云“力拔山兮气盖世”。我们已经学过不少物理量了,凡是要说大小,就一定得有单位。力的国际单位是牛顿,简称牛,符号是N。1kg重物放在桌面上,它对桌面的压力,大约就是9.8N。
除了大小,力还有方向的区别。集体拔河的时候,队友得往同一个方向用力才能取胜,如果方向不一致,效果就差远了。说明力的方向对力的作用效果也有重要影响。
还有一点,容易被忽略的,就是力的作用点,也对效果有重要影响。比如开门或关门,如果推门的外缘,很轻松就能推动;如果在很靠近门轴的地方推,就会很费劲。又比如推车,如果在车的重心处推,车会前进;如果单推车的边缘,车会打转。说明力的作用点不同,产生的效果差别也很大。
以上就是力的3要素:力的大小、力的方向、力的作用点。每一个要素都影响力的作用效果。
为了更简洁的描述一个力,我们还可以用一个箭头来表现力的三要素。力的大小用箭头线段的长短来表示;箭头所指的方向表示力的作用方向;箭头的起点或终点表示力的作用点。这样一条带箭头的线段,就表示清楚了一个力,一目了然。
【小结一下】
听了这一讲,力的概念在你的脑海里逐渐清晰起来。那什么是力呢?力是物体对物体的作用。任何一个力,都联系着两个物体,施力物体和受力物体。且物体间力的作用是相互的,两物中的任何一个,都既是施力物体,又是受力物体。它们所受的力,大小相等,方向相反,在同一条直线上。
力的作用效果有两种:①改变形状;②改变运动状态。
影响力的作用效果有3要素:①力的大小;②力的方向;③力的作用点。力的示意图可以用一个带箭头的线段简明表示出力的三要素。
【思考题】
悬在空中的气球受到地球的吸引作用,问地球是否也受到气球的吸引力作用?好了,咱们下一讲再见!
后面的呢?怎么只有这么几节呀?
物理老师卢耀兴 回复 @1389892tauh: 《压强与浮力》专辑已上线,可以在喜马拉雅搜索“退休老教师讲物理”。
每天晚上都会听,讲的很透彻
物理老师卢耀兴 回复 @1322712lskb: 你能坚持每天听,说明你学习很主动,有热情也有毅力。坚持下去,一定会有成效的。祝你有更多提高!
我想知道答案
老师棒棒哒!小小的一节课包涵了很多知识点呢!o(^o^)o
物理老师卢耀兴 回复 @璃可可儿: 加小助手的weixin【lujuexiao】,他会介绍我的公众号给你,那你还有更多好内容。
千金难买好老师,谢谢卢老师
好。喜欢听
物理老师卢耀兴 回复 @to7d5v1xp6cjkua33jg0: 千金难买你喜欢
很不错
讲的太好了!很喜欢!
物理老师卢耀兴 回复 @小然姐姐睡前故事: 谢谢你的肯定。
谢谢老师
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你拉着我,我拉着你,我们一起用力拔萝卜喽!
地球也受到气球🎈的吸引力作用吧,老师你说是吗?
在下张太岳 回复 @百科全书小姐: 也许吧