2-3+几种常见的力
2-3 几种常见的力
B
FTB
y
θ
A
FTA
Ff = F N
2
FT sin
2
+ FN = 0
O'
dθ dθ sin ≈ 2 2
dθ cos ≈1 2
Ff
FT
O
FN ds
x
dFT = Ff = FN
1 dFTdθ + FTdθ = FN 2
dθ / 2
FT + dFT dθ / 2 dθ
O'
2 – 3
几种常见的力
FT A
几种常见的力
第二章 牛顿定律
3. 摩擦力 两个互相接触的物体发生相对运动或存在相对 运动趋势时, 运动趋势时,在它们的接触面上将产生阻碍相 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力. 对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力.
摩擦力的起因较为复杂, 摩擦力的起因较为复杂,科学家先后曾提出过 凸凹说,分子说, 凸凹说,分子说,粘合说等说明摩擦起因的理 论.
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动, 摩擦力是总是阻碍物体间的相对运动,但 不一定阻碍物体的运动, 不一定阻碍物体的运动,即在运动中也可以充 当动力. 当动力.
2 – 3
几种常见的力
例1 质量为
第二章 牛顿定律
m ,长为 l 的柔软细绳,一端 的柔软细绳, 的物体, 系着放在光滑桌面上质量为 m' 的物体,如图所示 .
P=F
GmE g = 2 ≈ 9.80 m s - 2 R
2 – 3
几种常见的力
第二章 牛顿定律
视重:物体对支持它的其他物体的作用力 视重:物体对支持它的其他物体的作用力G' 超重:视重大于重力. 超重:视重大于重力. G' = m ( g + a ) > G G' a>0 失重:视重小于重力. 失重:视重小于重力. G' = m ( g + a ) < G G a
初中物理力的概念与分类全面梳理
初中物理力的概念与分类全面梳理按照题目的要求，本文将对初中物理中力的概念与分类进行全面梳理，从而帮助读者更好地理解和应用力的知识。
一、力的概念力是物体相互作用时产生的影响物体运动状态或形状的物理量。
力的大小用牛顿（N）作为单位，方向用箭头表示，箭头的长度表示力的大小。
力可以使物体静止保持静止，也可以使物体运动保持运动。
二、力的分类1. 接触力接触力是物体直接接触产生的力。
常见的接触力有支持力、摩擦力、弹力等。
- 支持力：物体受到支撑物的作用力，垂直向上的力称为支持力。
例如，书放在桌子上时，书受到桌面支持力的作用，使其不会下沉。
- 摩擦力：物体在相互接触的表面上相互滑动时产生的力。
摩擦力的大小与物体表面间的粗糙程度、压力的大小有关。
例如，两个物体相互摩擦时，会产生摩擦力，使得物体受到阻碍。
- 弹力：物体被压缩或拉伸时产生的力。
弹力的大小与物体的弹性系数有关。
例如，弹簧被压缩时会产生弹力，使得物体产生回弹的作用。
2. 非接触力非接触力是物体之间没有直接接触，但能产生相互作用的力。
常见的非接触力有重力和电磁力。
- 重力：地球对物体的吸引力。
物体的重力与其质量有关，与地球的质量和物体与地球的距离有关。
例如，一个物体从高处自由下落时，受到的重力会使其加速下降。
- 电磁力：电荷间的相互作用力。
包括引力、斥力和磁力等。
例如，两个带电物体之间会有相互引力或斥力的作用，同样地，磁体之间也会有相互作用的磁力。
3. 引力引力是所有物体普遍存在的相互作用力。
根据万有引力定律，物体间的引力与物体质量和距离的平方成反比。
例如，地球对物体的引力使得物体具有重量。
4. 浮力浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力。
根据阿基米德定律，浸没在液体中的物体受到的浮力大小等于所排开液体的重量。
例如，潜水时，身体受到的浮力可以使人浮在水面上。
5. 引力和弹力的合力当一个物体既受到引力又受到弹力时，两者合起来称为引力和弹力的合力。
根据合力的大小和方向，物体的运动状态会发生变化。
2-3 几种常见的力
2-3 几种常见的力
m1
m2
万有引力定律：
r
任何两个质点之间都存在互相作用的引力,引力 的方向沿着两个质点的连线方向；其大小与两个质
点质量ml和m2的乘积成正比，与两质点之间的距离 R的平方成反比。
F G m1m2 R2
引力常量: G 6.6726 1011 N m 2 kg 2
（2）滑动摩擦力
当物体相对于接触面滑动时，物体所受到接触 面对它的阻力。其方向与滑动方向相反。
Ff FN
mg v
Ff
为滑动摩擦因数
FN
一般情况滑动摩擦系数 0 静摩擦系数
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力 讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施与的力 是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小 相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关？
50kg
胜负的关键在于脚下的摩擦力.
力
2-3 几种常见的力
（1）静摩擦力
当物体与接触面存在相对滑动趋势时，物体所
受到接触面对它的阻力。其方向与相对滑动趋势方
向相反。
mg
vr
F
Ff F
Ff
FN
静摩擦力的大小随外力的变化而变化。
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
最大静摩擦力： Fmax FN 为静摩擦因数
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
重力 P mg,
g
GmE r2
地表附近
g
GmE R2
9.80 m s-2
第二章 牛顿定律
2-3 几种常见的力
二 弹性力 ——物体因形变而产生的恢复力 常见弹性力有:正压力,张力,弹簧弹性力等
23几种常见力
得
a
F m＇
m
m＇
F FT0＇ ma
FT0 m＇ m F
（2） dm mdx / l
FT
(FT dFT ) FT
(dm)a m adx l
mF dFT (m＇ m)l dx O
dm
FT
dFT
dx
l
dm
dx
x
mF dFT (m＇ m)l dx
FT
dm
FT
dFT
dx
∞
∞
1018 1015
1039
103 1012 101
＊表中强度是以两质子间相距为 1015m 时的相互
作用强度为1给出的．
一、万有引力 （1）万有引力：存在于两个物体之间的吸引力。
质量为 m1 和m2 的两个物体相距r 时，它们之间的 引力为：
f
G
m1m2 r2
其中引力常数
m1
m2
r
G 6 6721011 N m2 kg2
F ：接触面受到的正压力。
静摩擦系数与两物体的材料和接触面的粗 糙程度有关。实验可测定或从工程手册中查 出。
②滑动摩擦力：
当物体受到的外力超过最大静摩擦力时，相 互接触的物体间就会产生相对运动，这时的摩 擦力叫滑动摩擦力 方向：总与该物体相对另一物体滑动的方向相反。。 大小：与接触面受正压力力大小成正比。
重力是由地球对它表面附近物体的引力引起的万 有引力的一个特例。
f重
f
G mM R2
而 f重 mg
g
G
M R2
其中：M 5 98 1024 kg R 6370km
得： g 9 8m s2
二、弹性力
发生形变的物体，由于要恢复形变，对与 它接触的物体会产生力的作用，这种力称之为 弹力.
2-3 几种常见的力
4
非惯性系
惯性力
11
r
2
er m1 F12
F21
m2
讨论： （1）万有引力公式适用于质点、质量均匀分布的球体或质 量成球对称分布的物体。 Mm （2）物体重量： P G 2 mg g≈9.8m/s2 称为重力加速度 R
第二章 牛顿运动定律
二
弹性力
发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的
物体会产生力的作用，这种力叫弹性力。
例
F kx
——胡克定律
拉力 F
T1
张力
T2
Hale Waihona Puke 第二章 牛顿运动定律三
摩擦力
1. 静摩擦力
当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接 触面有相对运动趋势时，在接触面间会产生一对阻止上述
运动趋势的力，称为静摩擦力。
0≤f ≤fmax
2. 滑动摩擦力
f max 0 N
( µ0 为静摩擦系数)
两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触
处出现的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。
f μ N
( µ 为滑动摩擦系数)
0 一般情况下 0
本章目录
选择进入下一节：
2-0 教学基本要求 2-1 牛顿定律 2-2 物理量的单位和量纲 2-3 几种常见的力 2-4 牛顿定律的应用举例
第二章 牛顿运动定律
§2.3 几种常见的力
一 万有引力
引力常数 G 6.67 10 N m kg m1m2 F21 G 2 er F12 F21 r m1m2 由施力物体指向受力物体方向的单位矢量。 F G 2 er er r
2
m1m2 F G 2 r
2-3 几种常见的力lgy
电磁力：存在于静止电荷之间的电性力以及 存在于运动电荷之间的磁性力，本质上相互联系， 总称为电磁力。
分子或原子都是由电荷系统组成，它们之间 的作用力本质上是电磁力。例如：物体间的弹力、 摩擦力，气体的压力、浮力、粘滞阻力。
强力：亚微观领域，存在于核子、介子和超
子之间的、把原子内的一些质子和中子紧紧束缚
相邻质子间 力的大 小
10-34N
电磁力
长程 0~ 102N
强力 弱力
短程 短程 <10-15m <10-15m
104N
10-2N
第二章 牛顿定律
4
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用
电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖．
鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互
8
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
力
解
FT
和
F设T＇大想小在相点等P，将方绳向分相为反两段其间张
（1）绳作用在物体上的力；
FT＇
P
FT
m＇FT0
FT0＇
m
F
a
a
第二章 牛顿定律
9
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
FT0 FT0＇ FT0 m＇a F FT0＇ ma
a
F m＇
m
FT0
方向：指向要恢复 弹簧原长的方向。
第二章 牛顿定律
7
物理学
第五版
2-3 几种常见的力
例1 质量为m 、长为l 的柔软细绳，
一 在端绳系的着另放一在端光加滑力桌F 面．上设质绳量的为长度m＇不的变物，体，
初中物理力的分类
初中物理力的分类力是物理学中的重要概念之一，它是描述物体运动状态和相互作用的基本量。
根据不同的性质和作用方式，力可以分为多种不同的分类。
一、接触力接触力是指物体之间直接接触而产生的力，它是由物体表面之间的分子间作用力引起的。
接触力包括摩擦力、弹力和支持力。
1. 摩擦力摩擦力是物体表面之间由于相互接触而产生的阻碍相对滑动的力。
它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指物体相对滑动前的阻力，而动摩擦力是物体相对滑动时的阻力。
摩擦力的大小与物体间的粗糙程度和接触面积有关。
2. 弹力弹力是指物体被压缩或拉伸后恢复原状时产生的力。
弹力的大小与物体的弹性系数和形变量有关。
当物体恢复到原状时，弹力的方向与形变的方向相反。
3. 支持力支持力是指物体受到支撑时由支撑物对其的作用力。
例如，一个放在桌子上的书受到桌子对其的支持力。
支持力的大小等于物体所受重力的大小，方向向上。
二、重力重力是地球对物体的吸引力，是由于物体间的万有引力产生的。
重力的大小与物体的质量有关，与物体间的距离的平方成反比。
重力的方向是向下的，垂直于物体所在的表面。
三、弹力弹力是指物体被压缩或拉伸后恢复原状时产生的力。
弹力的大小与物体的弹性系数和形变量有关。
当物体恢复到原状时，弹力的方向与形变的方向相反。
四、浮力浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的支持力。
浮力的大小等于物体所排开液体或气体的体积乘以液体或气体的密度以及重力加速度的乘积。
根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力与物体的重量相等，可以使物体浮起或漂浮。
五、拉力拉力是指物体被拉伸时产生的力。
拉力的大小与物体的弹性系数和形变量有关。
当物体被拉伸时，拉力的方向与形变的方向相同。
六、推力推力是指物体被推动或推开时产生的力。
推力的大小与物体的质量和加速度有关。
当物体被推动时，推力的方向与物体的运动方向相同。
七、电磁力电磁力是指由电荷或电流产生的相互作用力。
电荷之间的相互作用力称为静电力，电流所产生的磁场与电流所受的力称为磁力。
2-3 几种常见的力12级
10
18
105
1
10
15
以强相互作用为1来表示它们的相对强度， 以力程表示它们的作用范围。
2-3 几种常见的力
温伯格 弱相互作用 电弱相互 萨拉姆 电磁相互作用 作用理论 格拉肖 三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖． 鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互 作用，1984年获诺贝尔奖．
N m kg
2
2
Gm E 重力 P mg , g 2 r Gm E -2 9.80 m s 地表附近 g 2 R
2-3 几种常见的力
二
弹性力
由物体形变而产生的．
常见弹性力有：正压力、张力、弹簧 弹性力等． 弹簧弹性力 F kx ——胡克定律
2-3 几种常见的力
FT＇
P
FT
m＇
FT0
FT0＇
m
a
a
F
2-3 几种常见的力
FT0 FT0＇
a FT0 m＇
F FT0＇ ma
F a m＇ m m＇ FT0 F m＇ m
m＇
FT0
FT0＇
m
a
a
F
2-3 几种常见的力
（2） dm mdx / l
FT
有绞盘
TB TAe 100e0.2510
0.0388 吨力
在座的哪个人都行！
39kg力
2-3 几种常见的力
四种相互作用的力程和强度的比较
种 类 相互作用粒子 所有粒子、质点 带电粒子 力程/m ∞ ∞ 相对强度
引力作用 电磁作用
1039
102
弱相互作用 强子等大多数粒子
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第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
温伯格 萨拉姆 格拉肖
弱相互作用 电磁相互作用
电弱相互 作用理论
三人于1979年荣获诺贝尔物理学奖 .
鲁比亚, 范德米尔实验证明电弱相互作用， 1984年获诺贝尔奖 .
电弱相互作用 强相互作用 万有引力作用
“大统一”（尚待实现）
第二章 牛顿定律
50kg
胜负的关键在于脚下的摩擦力.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
四种基本相互作用
物理学教程 （第三版）
力的种类 相互作用的粒子 力的强度 力程
万有引力 一切质点
1038
无限远
弱力 电磁力
强力
大多数粒子 电荷
核子、介子等
1013
102
1＊
小于 1017 m
无限远
1015 m
＊ 以距源 1015 m 处强相互作用的力强度为 1
➢ 重力: 地球对地面附近物体的万有引力. P mg
g GmE r 2 GmE R2 9.82m s2
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
二 弹性力:（压力、支持力、张力、弹簧弹性力等）
物体在受力形变时,有恢复原状的趋势, 这种抵抗外 力, 力图恢复原状的的力就是弹性力.
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
三 摩擦力 当相互接触的物体作相对运动或有相对运动的趋势
时, 它们中间所产生的阻碍相对运动的力称为摩擦力.
➢ 湿摩擦: 液体内部或液体和固体表面的摩擦.
➢ 干摩擦: 固体表面之间的摩擦. （滑动摩擦、静摩
擦、滚动摩擦） 滑动摩擦力
接触面间正压力
Ff FN
静摩擦力
0 Ff0 Ff0m
最大静摩擦
Ff0m 0 FN
一般情况滑动摩擦系数 0 静摩擦系数
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
摩擦在实际中的意义
➢ 害处: 消耗大量有用的能量, 使机器运转部分发热等.
➢ 减少摩擦的主要方法: 化滑动摩擦为滚动摩擦, 化干摩擦为湿摩擦.
➢ 摩擦的必要性: 人行走, 车辆启动与制动, 机器转动（皮带轮）,
弦乐器演奏等. 失重状态下悬浮在飞船舱内的宇航员, 因几乎受
不到摩擦力将遇到许多问题. 若他去拧紧螺丝钉, 自 己会向相反的方向旋转, 所以必须先将自己固定才行.
பைடு நூலகம்
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
讨论：胖子和瘦子拔河,两人彼此之间施与的力 是一对作用力和反作用力（绳子质量可略），大小 相等，方向相反，那么他们的输赢与什么有关？
➢ 在弹性限度内弹性力遵从胡克定律 F kx
FP
FT
F FT
FT (l) FT (l)
al
l
FT (l l) FT (l l)
绳静止时
FT (l l) FT (l) 0
绳加速时 FT FT (l l) FT (l) la
若线密度 0, FT 0 绳各处张力相等.
第二章 牛顿定律
2 – 3 几种常见的力
物理学教程 （第三版）
“从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些 力去说明其他现象”. 牛顿定律是以力的概念为核心的.
一 万有引力
➢
物F体 间的万G有m引r1m2力2：er
m1
er
F
m2
r
引力常量： G 6.67 10 11N m2 kg -2
➢ 万有引力定律适用于两个质点.