第 5 章 第 1 节 力
第 章 运动和力
“春分到，蛋儿俏”。我国民间在春分有”竖蛋”的习俗。将鸡蛋竖立在一颗螺丝钉上保持不动，其背后涉及物体受力的平衡。本章我们将学习力的基本知识，从物理学视角认识物体间的相互作用。
通过本章内容的学习，你将了解力、力的作用效果和生活中常见的力；认识二力平衡的条件和牛顿第一定律；学会力的测量方法；经历探究影响滑动摩擦力因素的过程，体会控制变量和等效替代等思想方法在科学探究中的作用；初步建立运动和相互作用的观念；感悟人类认识客观世界的方式由思辨向实证的演化。
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力
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图 5–1–1 为拔河比赛中一位运动员正用力拉绳的情境。比赛时，双方各执绳的一端，通过手、腰、腿一齐用力，向相反方向拽动绳子，决出胜负。人们在用力时总会感到肌肉绷紧，“力”最早是人们在劳动时从肌肉的紧张中感受到的。那么，力就是“肌肉的紧张”吗？
什么是力？
拔河时，人对绳子施加了“拉”的作用。提水桶时，人对水桶施加了“提”的作用。短道速滑接力时，后面的运动员对前面的运动员施加了“推”的作用，如图 5–1–2 所示。
在物理学中常把生活中的“拉”“提”“推”等称为“作用”。这样，我们可以说，力（force）
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动
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是物体对物体的作用。发生作用的两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。拔河时人拉绳子，人是施力物体，绳子是受力物体。
在物理学中，力的符号用 F 表示，力的单位是牛顿（newton），简称牛，符号是 N。用手托着两个鸡蛋所需的力大约为 1 N。
如图 5–1–3 所示，在木板上放置一个装水的气球。将两根相同弹簧的上端分别固定在铁架台上，把装水的气球悬挂在一根弹簧的下端挂钩上。观察弹簧与气球在悬挂前后的变化。
上述实验中，弹簧被气球拉长，挂在弹簧下端的气球形状也发生了变化。图 5–1–4 中，两辆相距很近的小车上各固定一块条形磁体，异名磁极相对。由于两车上的条形磁体相互吸引，松手后两车将互相靠近。
这些现象表明一个物体对另一个物体施力时，受力物体也会反过来对施力物体施加力的作用。也就是说，力的作用是相互的。提水桶时，
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手也感受到水桶向下的拉力。可见，手对水桶施加力的同时，水桶对手也施加了力。
力有哪些作用效果？
如图 5–1–5 所示，用力揉面团，面团会被揉成各种形状；坚硬的钢锭受到液压机巨大的压力而变形。大量事实证明，力可以使物体发生形变。
如图 5–1–6 所示，在锥形瓶中装满水，塞上穿有细玻璃管的橡皮塞，用手压瓶底后再松开，观察细玻璃管中水面位置的变化。
上述实验中，用手压锥形瓶底部，细玻璃管中水面上升。松手后，水面就恢复到原来的位置。由于锥形瓶内水的体积是一定的，管内水面上升说明锥形瓶底部受到压力时发生了微小的形变。
除了可以使物体发生形变外，力还有其他的作用效果吗？
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用电吹风吹静置于水平桌面上的塑料小球，小球将由静止变为运动。如图 5–1–7（a）所示，让塑料小球从斜面上滚下，在它的运动路径上用电吹风正对着它吹，小球运动会变慢。如图 5–1–7（b）所示，再用电吹风在塑料小球的运动路径上对其侧吹，小球的运动方向会发生改变。
大量事实证明，力可以改变物体运动的快慢，也可以改变物体运动的方向，即力可以改变物体的运动状态。
力的作用效果与力的哪些因素有关？
手拉（或压）弹簧时，用力越大，弹簧被拉得越长（或压得越短）。打乒乓球时，球拍击球的力的大小和方向都会影响乒乓球运动的情况。生活经验表明，力的作用效果与力的大小和方向有关。
如图 5–1–8 所示，分别在 A、B、C 三处推窗，在靠近窗把手处的A点推窗最容易，靠近窗轴处的 C 点推窗最费力。由此可见，力的作用效果还与力的作用点有关。我们把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
物理学中经常用一根带箭头的线段来表示
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力。如图 5–1–9 所示，从力的作用点开始沿着力的方向画一条线段，在线段的末端处画一个箭头表示力的方向，并在线段旁标出力的名称，这样的方法叫做力的示意图。如果在同一图中表示多个力，力越大，线段越长。
1．划船时，手拿船桨向后划水时会感觉船桨受到“阻碍”，简述这个“阻碍”是如何产生的？
2．两人站在滑板上，双手相抵，若其中一人用力推另一人的手掌，简述可能出现的现象及原因。
3．试举例说明力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。
4．用线将吊灯悬挂在天花板上，线对灯的拉力 F = 6 N。在图 5–1–10 中画出拉力 F 的示意图。
5．一位同学沿水平方向用 50 N 的力推箱子，在图 5–1–11 中画出这个力的示意图。
发布时间：2026/2/7 上午9:56:14 阅读次数：30
