陸海均
“力”看不見摸不著,人們最初認(rèn)識力是人類在勞動中通過肌肉緊張而感覺到的.墨子看到人們通過肌肉的動作,如舉、持、擲、踢、蹬,可以使別的物體發(fā)生位置移動,從而歸納出力是物體由靜而動或由慢到快的原因(也就是我們現(xiàn)在所說的力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)).物理學(xué)上給出的力的定義是:力是物體對物體的作用.如何正確理解力的概念呢?下面我們從幾方面來分析.
一、怎樣理解力是物體對物體的作用?
可以從以下兩個方面去理解.
1.力不可能離開物體而單獨(dú)存在.只有一個物體不可能產(chǎn)生力,即力的作用必須發(fā)生在兩個或兩個以上物體間.平常說的“一個巴掌拍不響”,說的就是這個意思.有受力物體,必有施力物體,施力物和受力物是同時存在的.
2.力的產(chǎn)生與物體間是否接觸無關(guān).即直接接觸的物體間不一定有力的作用,不直接接觸的物體間也可能產(chǎn)生力的作用.例如,放在水平地面上的課桌靠在豎直墻邊,課桌與水平地面間有擠壓作用,它們之間存在作用力,而課桌與豎直墻面間無擠壓作用,它們之間就沒有作用力.磁鐵在不接觸鐵釘?shù)那闆r下也能吸引鐵釘;帶電的玻璃棒靠近紙屑,紙屑被玻璃棒吸引;拋在空中的球同樣受到地球的吸引,這些都說明不直接接觸的物體間也可能產(chǎn)生力的作用.
例1 關(guān)于力的概念,下列說法中正確的是( ).
A.力可以離開物體而單獨(dú)存在
B.兩個物體只要相互接觸,就一定有力的作用
C.兩個不相互接觸的物體之間,一定沒有力的作用
D.有力的作用就一定有施力物體和受力物體
解析 要解答此題需掌握:力是物體對物體的作用,物體間力的作用是相互的.物體相互接觸時可能會產(chǎn)生力,不接觸的物體間也會有力的作用.產(chǎn)生力的兩個物體一個是施力物體,另一個是受力物體.
力不能離開物體而單獨(dú)存在.A不合題意.如果兩個物體僅僅是接觸,并沒有發(fā)生擠壓作用,那么它們之間就不會產(chǎn)生力,當(dāng)然就不會有力的作用.B不合題意.兩個不相互接觸的物體間,也會有力的作用.如磁鐵吸引鐵釘.C不合題意.力是物體對物體的作用,其中一個是施力物體,另一個就是受力物體.D符合題意.故選D.
二、為什么說物體間力的作用是相互的?
甲對乙施加力的同時,乙對甲也施加了力的作用,物體間力的作用是相互的,是同時產(chǎn)生、同時消失的.甲、乙兩物體都是受力物體,同時也都是施力物體,以誰為研究對象,誰就叫受力物體,和它相互作用的另一個物體叫施力物體.施力物和受力物之間的力是一對相互作用力,它們大小相等、方向相反、作用在不同的物體上.如手提水桶,手對水桶有向上的拉力,同時我們也感到水桶對手也施加一個向下的拉力.這里要注意物體間力的相互作用沒有先后之分,如運(yùn)動員踢球,當(dāng)腳踢球的一瞬間,球受到腳的作用力,同時腳也受到球的作用力;當(dāng)球飛離時,球不再受腳的作用力,同時腳也不再受球的作用力.
例2 力的作用都是相互的,下列現(xiàn)象中沒有利用這一原理的是( ).
A.向前劃船時,要用槳向后撥水
B.人向前跑步時,要向后下方蹬地
C.火箭起飛時,要向下方噴氣
D.頭球攻門時,要向球門方向用力頂球
解析 一個物體對另一個物體有力的作用時,另一個物體也同時對這個物體有力的作用,即力的作用是相互的.
向前劃船時,要用槳向后撥水,水同時也會給漿一個向前的力,故船前進(jìn),利用了力的作用是相互的原理,A不符合題意;人向前跑步時,要向后下方蹬地,地同時也會給人向前的力,利用了力的作用是相互的原理,B不符合題意;火箭起飛時,要向下方噴氣,火箭對噴出的燃?xì)猱a(chǎn)生向下的推力,反之燃?xì)鈱鸺a(chǎn)生向上的推力,使火箭升空,利用了力的作用是相互的原理,C不符合題意;頭球攻門時,要向球門方向用力頂球,只是說明了力可以改變運(yùn)動狀態(tài)與方向,沒有利用力的作用是相互的原理,D符合題意.故選D.
3.怎樣判斷一個物體是否受到力的作用?
一個物體受到力的作用,將產(chǎn)生兩種效果.一是物體的形狀發(fā)生改變,二是改變物體的運(yùn)動狀態(tài).運(yùn)動狀態(tài)的改變有以下三種情況:(1)運(yùn)動方向不變,速度大小發(fā)生改變,如從樹上掉下來的蘋果,方向不變,快慢變化:(2)速度大小不變,運(yùn)動方向發(fā)生改變,如勻速轉(zhuǎn)彎的火車,快慢不變,方向變化;(3)運(yùn)動速度大小和方向同時改變,如斜向上投出去的鉛球,在重力作用下做曲線運(yùn)動,速度的大小和方向都在發(fā)生變化.
一個物體的運(yùn)動狀態(tài)改變了或它的形狀改變了,說明一定有別的物體對它施加了力的作用.值得注意的是,物體運(yùn)動狀態(tài)沒有改變,并不能說明這個物體沒有受力,此時,物體可能沒有受力,也可能受到了力.例如,靜止在水平桌面上的物體,水平方向可能沒有受力,也可能受到了力.但物體一定發(fā)生了形變,這個形變可能很明顯,我們用肉眼很容易觀察到,也可能不明顯,我們用肉眼很難觀察出來.
例3 下列過程中,有一個力的作用效果與其他三個不同類,它是( ).
A.把橡皮泥捏成不同造型
B.進(jìn)站的火車受阻力緩緩?fù)O?/p>
C.蘋果受重力豎直下落
D.用力把鉛球推出
解析 解決本題的關(guān)鍵是掌握力的作用效果.
把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形狀發(fā)生變化,所以選項(xiàng)A屬于力改變物體的形狀;進(jìn)站的火車受阻力緩緩?fù)O?,速度在減小,所以選項(xiàng)B屬于力改變物體的運(yùn)動狀態(tài);蘋果受重力作用豎直下落,蘋果在重力作用下,速度越來越快,所以選項(xiàng)C屬于力改變物體的運(yùn)動狀態(tài);用力把鉛球推出,鉛球在重力作用下,運(yùn)動速度和運(yùn)動方向都在發(fā)生改變,所以選項(xiàng)D屬于力改變物體的運(yùn)動狀態(tài).故選A.