目录
- 〇、前言
- 一、生活中的力
- 二、力的定义和本质
- 三、补充知识
- 四、力学难学的原因
- 五、结语
〇、前言
有不少同学觉得力学难学,究其原因,力这东西比较抽象,而同学们缺乏抽象联系实际的能力。本文尝试通过一些例子和补充知识点来帮助提高这种联系能力。
一、生活中的力
生活中,大家会有意无意地提及这些力:
名称 | 说明 |
---|---|
推力 | 你推门时的力 |
拉力 | 你提手袋时的拉力 |
风力 | 树叶被风吹得晃动的力 |
碰撞力 | 你被别人撞了一下,因为受到碰撞力而被撞开甚至跌倒 |
摩擦力 | 你拧开饮料瓶的瓶盖时用的力 |
压力 | 一块海绵,你在上面放一只杯子,海绵受到压力而变扁 |
重力 | 你把笔提到空中,然后放手,笔会因为受到重力而跌落到地上 |
磁力 | 磁铁吸引铁块时所表现出来的力 |
请记住这些力的名称,下面会通过它们来解释力的本质。
二、力的定义和本质
力
被定义为:
- 物体之间的相互作用
- 改变物质运动状态的原因
这两个定义,其实已经说出了力的本质,都可以被关联到上述的力的例子中。只是因为它们过于抽象,所以同学们觉得难以理解。
下面我们先补充一些基础知识,然后再关联那些例子,希望让你有豁然开朗的感觉。
三、补充知识
要理解力的本质,需要一些基础知识。你觉得力难以理解,可能正是因为缺乏了其中的一些知识点,所以请先认真理解一下。
三.1、静止也是一种运动状态
- 老师:静止也是一种运动状态。
- 学生:什么?静止跟运动不是对立、矛盾的吗?
- 老师:“静止”和“运动”都是
状态
,只是这类状态我们称之为“运动状态”。 - 学生:如何理解“静止”也是一种“运动状态”呢?
- 老师:你银行账号里有100元,这叫“有余额”;你把它取出来了,里面就没钱了,这种没钱的状态也叫“有余额”,只是余额为0元。
- 学生:“有余额”类比于“运动状态”,“余额为0元”类比于“静止”?
- 老师:对!就这么理解。
三.2、力的两大种类
我们可以按接触与否把力分为两类:
种类 | 例子 | 特征 |
---|---|---|
接触力 | 推力、风力 | 需要两个物体接触才能体现出来、产生作用 |
非接触力 | 重力、磁力 | 不需要接触即可体现出来、产生作用 |
注意,风力也是一种接触力,施力的是空气;风是气压差引起的气体流动。
三.3、力是相互作用的
所谓相互作用
,你理解为有反作用力就可以了,具体可以结合生活中的体验来理解一下:
- 你推门时,你能感受到门的“阻力”,你这感觉其实就是门对你的手的反作用力;
- 你把一瓶水提起来,你感受到它有重量,那是那瓶水对你的手的反作用力;
- 你把一块小磁铁放在桌面上,然后把铁块靠近磁铁,靠得差不多时,磁铁会被突然被吸引到铁块上----这是铁块对磁铁的反作用力。
有些同学可能有疑惑:好像不是所有场景都有反作用力吧,
- 例如,我推门,门被我推开了,但我并没有因为推门而后退呀?
- 再比如,苹果因为地球引起而落到地面上,但我并没有感觉地球因为苹果的反作用力而动呀?
要消除这点疑惑,请看下一节。
三.4、有力并不一定就改变运动状态
有力并不一定就改变运动状态。例如:
- 你用力推一堵墙,你站得很稳,结果墙不动,你也没往后退;
- 你尝试拧开一瓶饮料,但瓶盖太紧,没有拧开;
- 一只灯泡被电线悬挂在半空中,受到重力,但没有往下掉;
- 一艘船浮在水面上,虽然受到重力,但没有下沉。
上述例子,有力在作用,但都没有运动,因为它们都处于一种平衡状态
,或者说,一方的力没有超过另外一方的承受力的极限。
这里分别就平衡原因和破坏平衡的方式分别说明。
A、平衡原因:
序号 | 场景 | 原因 |
---|---|---|
1 | 墙不动你不动 | 墙因自身物质结构而有的支撑力,它对你的身体有反作用力,此反作用力与你脚底与地面间的摩擦力达到平衡状态 |
2 | 瓶盖没拧开 | 你手与瓶盖外侧的摩擦力,没有超过瓶盖内侧与瓶口间的摩擦力,因而处于一种平衡状态 |
3 | 灯泡没往下掉 | 灯泡受到的重力,没有超过电线能承受的拉力,因而处于一种平衡状态 |
4 | 船没有下沉 | 船受到地球的引力,但这引力小于船受到的水对船的浮力,因而处于一种平衡状态 |
B、打破平衡的方法:
序号 | 场景 | 方法 |
---|---|---|
1 | 墙不动你不动 | 把书堆成50厘米高,然后用手去推,以此来模拟推墙壁 |
2 | 瓶盖没拧开 | 用布或衣服盖在盖在外面,再去拧,以此加大拧瓶盖的摩擦力 |
3 | 灯泡没往下掉 | 把电线换成蜘蛛丝,蜘蛛丝承受不了灯泡重量而断开,灯泡往下掉 (同学们在家切莫模仿) |
4 | 船没有下沉 | 往船上装更多东西,使其总重量超过其能受到的最大浮力,船就沉了 |
三.5、惯性与力的关系
这一点因为较长需要单独成文。你先记住这两点再往下读吧:
- 滚动的足球最终停下来,是因为受到
摩擦力
,因而速度在慢慢减少,最后速度减为0,就停下来了; - 你推着一辆小推车,让它匀速前进,此时,你用在小推车上的推力和它受到地面的摩擦力平衡了,所以可以保持
匀速运动
。
四、力学难学的原因
力学之所以难学,原因有:
- 需要上述5点基本知识作为基础,有如理解了加法才能更好地理解乘法一样,问题是,课本对这5点说得不够透彻;
- 生活中的力,基本上是处于力的平衡的状态,而这种平衡往往是多于两个物体间相互作用而达成的,物体数量一多,就难理解了;
- 例如,船浮在水面上,船同时受到重力和浮力;
- 拧瓶子盖时,涉及到手、瓶盖、瓶口三者之间一共两对
力与反作用力
;
- 要理解力的分解、相互作用,需要一定的
平面几何
甚至立体几何
知识,而这两者本来就比较抽象;
知道了上述3个原因和5点知识点后,只要你多运用它们去分析、理解生活中的事物的静止、运动情况,就能较好地学好力学。
五、结语
请再看看本文介绍的5点知识和3个原因吧,这里就不再复述了。