【新高一預習】力的概念、重力、彈力知識點及例題，搶先學！

在我們生活的世界有形形色色的物體，他們之間不是孤立存在的，各種物體之間都存在著各式各樣的相互作用。由於這些相互作用的存在，物體的運動狀態，以及存在形態等都隨時在發生變化。在物理學中把這種相互作用稱之為：力。

力學是物理學的基礎部分，重力、彈力又是力學部分的基礎。

要對力有深刻的理解，應從以下幾個方面領會力的概念。

1、力的本質

(1)力的物質性：力是物體對物體的作用。提到力必然涉及到兩個物體一—施力物體和受力物體，力不能離開物體而獨立存在。有力時物體不一定接觸。

(2)力的相互性：力是成對出現的，作用力和反作用力同時存在。作用力和反作用力總是等大、反向、共線，屬同性質的力、分別作用在兩個物體上，作用效果不能抵消.

(3)力的矢量性：力有大小、方向，對於同一直線上的矢量運算，用正負號表示同一直線上的兩個方向，使矢量運算簡化為代數運算；這時符號只表示力的方向，不代表力的大小。

(4)力作用的獨立性：幾個力作用在同一物體上，每個力對物體的作用效果均不會因其它力的存在而受到影響，這就是力的獨立作用原理。

2、力的作用效果

力對物體作用有兩種效果：一是使物體發生形變_，二是改變物體的運動狀態。這兩種效果可各自獨立產生，也可能同時產生。通過力的效果可檢驗力的存在。

3、力的三要素：大小、方向、作用點

1212，但是當他們作用在不同物體上或作用在同一物體上的不同點時可以產生不同的效果。

力的大小可用彈簧秤測量，也可通過定理、定律計算，在國際單位制中，力的單位是牛頓，符號是N。

4、力的圖示和力的示意圖

(1)力的圖示：用一條有向線段表示力的方法叫力的圖示，用帶有標度的線段長短表示大小，用箭頭指向表示方向，作用點用線段的起點表示。

(2)力的示意圖：不需畫出力的標度，只用一帶箭頭的線段示意出力的大小和方向。

5、力的分類

(1)性質力：由力的性質命名的力。如；重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力、分子力等。

(2)效果力：由力的作用效果命名的力。如：拉力、壓力、支持力、張力、下滑力、分力：合力、動力、阻力、衝力、向心力、回復力等。

6、重力

（1）重力的產生：

重力是由於地球的吸收而產生的,重力的施力物體是地球。

a、由G=mg計算，g為重力加速度，通常在地球表面附近，g取9.8米／秒2，表示質量是1千克的物體受到的重力是9.8牛頓。

b、由彈簧秤測量：物體靜止時彈簧秤的示數為重力大小。

（3）重力的方向：

重力的方向總是豎直向下的，即與水平面垂直，不一定指向地心.重力是矢量。

（4）重力的作用點——重心

a、物體的各部分都受重力作用，效果上,認為各部分受到的重力作用都集中於一點，這個點就是重力的作用點，叫做物體的重心。

b、重心跟物體的質量分佈、物體的形狀有關，重心不一定在物體上。質量分佈均勻、形狀規則的物體其重心在物體的幾何中心上。

（5）重力和萬有引力

重力是地球對物體萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力提供物體隨地球自轉的向心力，同一物體在地球上不同緯度處的向心力大小不同，但由此引起的重力變化不大，一般情況可近似認為重力等於萬有引力，即：mg=GMm/R2。除兩極和赤道外，重力的方向並不指向地心。

重力的大小及方向與物體的運動狀態無關，在加速運動的系統中，例如：發生超重和失重的現象時，重力的大小仍是mg 。

7、彈力

1、產生條件：

(1)物體間直接接觸；

(2)接觸處發生形變(擠壓或拉伸)。

2、彈力的方向：彈力的方向與物體形變的方向相反，具體情況如下：

(1)輕繩只能產生拉力，方向沿繩指向繩收縮的方向.

(2)彈簧產生的壓力或拉力方向沿彈簧的軸線。

(3)輕桿既可產生壓力，又可產生拉力，且方向沿桿。

3、彈力的大小

彈力的大小跟形變數的大小有關。

a、彈簧的彈力，由胡克定律F=kx,k為勁度係數，由本身的材料、長度、截面積等決定，x為形變數，即彈簧伸縮后的長度L與原長L0|，不能將x當作彈簧的長度L。

b、一般物體所受彈力的大小，應根據運動狀態，利用平衡條件和牛頓運動定律計算，例2小車的例子就說明這一點。

【例1】下列關於力的說法中，正確的是

A、只有相互接觸的兩物體之間才會產生力的作用

B、力是不能離開物體而獨立存在的，一個力既有施力物體，又有受力物體

C、一個物體先對別的物體施加力后，才能受到反作用力

D、物體的施力和受力是同時的

【分析與解答】力是物體間的相互作用，不一定發生在直接接觸的物體間，直接接觸而發生的作用叫接觸力，如彈力、摩擦力；通過場發生的作用叫場力，如重力、電場力、磁場力等。物體的施力和受力不分先後，總是同時的。正確答案為B、D。

【例2】關於物體的重心，以下說法正確的是

A、物體的重心一定在該物體上

B、形狀規則的物體，重心就在其中心處

C、用一根懸線掛起的物體靜止時，細線方向一定通過物體的重心

D、重心是物體上最重的一點

【分析與解答】重心是物體各部分的重力的合力的作用點，薄板物體的重心位置可以用懸挂法確定，其他形狀的物體重心位置也可以用懸挂法想象的討論。重心不一定在物體上，也當然不是物體中最、重的一點，故AB錯，(如一根彎曲的桿，其重心就不在桿上)用懸線掛起物體處於靜止時，由二力平衡原理知細線拉力必與重力等大、反向、共線，故C正確。

【例3】如圖所示，小車上固定一根折成α角的曲桿，桿的另一端一固定一質量為m的球，則當小車靜止時和以加速度a向右加速運動時桿對球的彈力大小及方向如何?

【分析與解答】當小車靜止時，根據物體平衡條件可知，桿對球的彈力方向豎直向上，大小等於mg。

當小車加速運動時，設小球受的彈力F與豎直方向成θ角，如圖所示，根據牛頓第二定律，有：Fsinθ=ma Fcosθ=mg

可見，桿對球彈力的方向與加速度大小有關，只有當加速度a=gtanα、且方向向右時，桿對球的彈力才沿著桿；否則不沿桿的方向。

知識要點：

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