張健

一、重力

由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力.它不是地球?qū)ξ矬w的吸引力，而是萬有引力的一個(gè)分力，因而它的方向一般不是指向地心，是豎直向下.而且物體在兩極時(shí)重力最大，在赤道時(shí)最小.一般情況下可認(rèn)為重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力.課本對這部分內(nèi)容作了詮釋，在學(xué)了必修2的向心力和萬有引力定律后可理解它.

二、彈力

發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力.要明確彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體，受力物體是與它接觸的物體.分析受力時(shí)彈力的有無及方向尤為重要.

1.彈力有無的判斷方法

（1）條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變判斷是否存在彈力.此方法多用來判斷形變較明顯的情況.

（2）假設(shè)法：分析如圖1中A球的受力情況.假設(shè)4球與斜面間存在彈力，物體不能靜止.所以4球只受重力和繩的拉力作用.

（3）狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，判斷彈力是否存在.圖2中所有接觸面均光滑，判斷汽車剎車時(shí)物體A是否受到汽車側(cè)壁的彈力作用.汽車做減速運(yùn)動，A由于慣性要保持勻速運(yùn)動，兩者之間有擠壓，所以A受到汽車側(cè)壁的彈力作用.如果汽車做勻速直線運(yùn)動，則兩者之間無彈力.

2.彈力方向的判斷方法

（1）根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷.

（2）根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向.

例1 如圖3所示，小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的球.試分析下列情況下桿對球的彈力的方向.

（1）小車靜止；

（2）小車以加速度α水平向右加速運(yùn)動.

解析（1）根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知該彈力豎直向上.

（2）小球受重力和桿的彈力兩個(gè)力，其合力水平向右，如圖4所示，，β和α不一定是互余的關(guān)系，

桿的彈力方向不一定沿桿的方向.

三、摩擦力

1.靜摩擦力方向的判斷方法

例2 如圖5所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上一起向右做減速直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中B受到的摩擦力方向是________，A受到B的摩擦力方向是____.

我們可試著用假設(shè)法（假設(shè)接觸面光滑）、狀態(tài)法兩種方法判斷B受到的摩擦力方向，用牛頓第三定律判斷A受到的摩擦力方向.這也是判斷靜摩擦力方向的三種常用方法.

2.摩擦力大小的計(jì)算

（1）滑動摩擦力由公式計(jì)算，要注意以下兩點(diǎn)：

①μ為動摩擦因數(shù)，F(xiàn)_N為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力.

②滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動速度、接觸面積的大小都無關(guān).

（2）靜摩擦力的計(jì)算

①它的大小和方向都跟產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的力密切相關(guān)，跟接觸面的正壓力F_N無直接關(guān)系，對具體問題要具體分析物體的運(yùn)動狀態(tài)，根據(jù)物體所處的狀態(tài)（平衡、加速等），由力的平衡條件或牛頓運(yùn)動定律求解.

②最大靜摩擦力F_max：是物體將要發(fā)生相對運(yùn)動這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力.在F_N不變的情況下，F(xiàn)_max比滑動摩擦力稍大些，通常認(rèn)為二者相等，而靜摩擦力在O～F_max間變化.

例3如圖6所示，物塊A放在傾斜的木板上，木板的傾角α為30°和45°時(shí)A所受的摩擦力大小恰好相等，則4和木板間的動摩擦因數(shù)為多少？

解析 同學(xué)們解這一題時(shí)往往無從下手，就是沒有分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力.木板的傾角α為30°和45°時(shí)A所受的摩擦力大小恰好相等，不可能同時(shí)為靜摩擦力或滑動摩擦力，所以α= 30°時(shí)A受的是靜摩擦力，α= 45°時(shí)A受的是滑動摩擦力，即mgsin30°=μmgcos45°，解得

3.摩擦力認(rèn)識上的兩個(gè)誤區(qū)

（1）摩擦力一定是阻力.靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動趨勢，并不是阻礙物體的運(yùn)動，它可以是阻力，也可以是動力.例2中如果A、B一起加速運(yùn)動，則B受的靜摩擦力向右，與運(yùn)動方向相同.同理，滑動摩擦力也不一定是阻力，主要看準(zhǔn)“相對”二字.

（2）運(yùn)動的物體只能受到滑動摩擦力，靜止的物體只能受到靜摩擦力.例2中，B向右運(yùn)動，受到的是靜摩擦力.在圖7中，A在拉力F作用下運(yùn)動，靜止的B受到滑動摩擦力.

判斷物體具有“相對運(yùn)動趨勢”或“相對運(yùn)動”不是以地面為參考系，而是以相互作用的另外一個(gè)物體作為參考系，因此靜止的物體也可能受到滑動摩擦力，運(yùn)動的物體也可能受到靜摩擦力，

四、合力與分力

當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí)，如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力的共同效果相同，這一個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，原來的幾個(gè)力就叫做分力.合力與分力的本質(zhì)是作用效果相同，它們具有等效替代的關(guān)系，遵循平行四邊形定則.

1.力的分解的唯一性問題

（1）已知合力F及一個(gè)分力的大小和方向，則另一個(gè)分力是唯一的.

（2）已知合力F及兩個(gè)分力的方向，則兩個(gè)分力的大小是唯一的.因此我們分解力時(shí)根據(jù)力的作用效果找出兩分力方向，兩分力大小是唯一的.

（3）已知合力F、一個(gè)分力的方向（如分力F1與F的夾角α）和另一個(gè)分力的大小F2，求分力F.的大小和F2的方向，有如下幾種情況，

①F

②F2=Fsinα?xí)r有唯一解.如圖9所示.

③Fsinα

④F2≥F時(shí)有唯一解，如圖11所示.

2.已知兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力為F，如果它們之間的夾角θ固定不變，當(dāng)其中一個(gè)力F.逐漸增大時(shí)，合力F-定增大嗎？

（1）當(dāng)θ≤90°時(shí)逐漸增大F1的大小，作出兩個(gè)力的合力可知，隨著F1逐漸增大，F(xiàn)逐漸增大.

（2）當(dāng)θ>90。時(shí)逐漸增大F.的大小，作出兩個(gè)力的合力如圖12所示，當(dāng)F與F1垂直時(shí)F最小，所以當(dāng)F1從零逐漸增大時(shí)，F(xiàn)先減小后增大.

以上分析可知，合力不一定大于分力，合力可以大于、等于或小于分力.

3.正交分解法：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法，是一種很重要的分解方法.

建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn).共點(diǎn)力平衡時(shí)，以少分解力為原則（即盡量多的力在坐標(biāo)軸上）；應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，一般以加速度方向和垂直加速度方向建立坐標(biāo)系.

注意力的正交分解是在物體受三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用下求合力的一種方法，分解的目的是為了更方便地求合力，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算.另外，建立坐標(biāo)系時(shí)，一般情況下應(yīng)盡量使所求量（或未知量）“落”在坐標(biāo)軸上，這樣解方程較簡單.