运动和力的因果关系辨析
运动力学原理在体育运动中的应用探讨

第22卷 第2期 牡丹江大学学报 Vol.22 No.2 2013年2月 Journal of Mudanjiang University Feb. 2013131文章编号:1008-8717(2013)02-0131-04运动力学原理在体育运动中的应用探讨张生芳 王志勇(河西学院体育学院, 甘肃 张掖 734000)摘 要:从肌肉力学和运动过程特征等方面,对运动力学原理在体育运动中的应用进行了分析、探讨。
认为运动力学原理在体育运动中应用的局限性,是由于人体运动的特征性造成的,它不影响运动力学原理在体育运动中的应用。
关键词:运动力学原理;局限性;探讨 中图分类号:G642 文献标识码:A 一、引言体育运动是以人的身体运动为基本活动特征的,无论是以身体运动为指标判断运动成绩,还是以器械运动效果为指标判断运动成绩。
力是人体或器械运动的充要条件。
在实践中,人们为了正确的认识体育运动过程中力与运动的关系,把物理学中的运动力学引入到体育运动技术的研究中,运用物理学中的运动力学原理,为科学地探索和揭示人体运动过程中的基本规律奠定了基础。
对体育运动技术的改进、发展和运动成绩的提高起到了很大的作用。
现代体育基础理论中,技术过程的运动力学分析是研究和认识运动技术不可缺少的一个重要环节。
它的作用主要体现在:(一)帮助人们正确认识体育运动技术;(二)应用运动力学原理来科学地设计和完善人体运动的形式(运动技术);(三)通过研究力与运动的关系,实现发挥人体(或器械)运动最大的力学效果。
所以,运动力学原理是体育运动技术训练的理论基础和依据。
但在实践中,人们发现运动力学原理在应用中存在一定的局限性和不适宜性。
本文从肌肉力学、运动力学等方面,就这一问题进行了较为全面的分析,旨在为运动力学原理在体育实践中的应用提供借鉴。
二、结果与分析 1. 体育运动的分类运动效果、运动形式和力是体育运动技术过程的基本因素,同时它们是三个相互关联、相互影响的效果指标。
力和运动评课稿

《力和运动》评课稿
在听了吴老师《力和运动》一课后,进行了以下分析。
1 整体感觉:老师从新课程的理念出发,采取了分阶段逐渐深入的教学模式,由浅入深给学生创设了一个开放的课堂,动态的课堂,充分让学生开展合作学习和自主学习。
在轻松,平等的氛围里让学生小试牛刀,初步品尝了科学探究活动中成功的喜悦,又通过教师的例题讲解和习题落实了知识与技能目标。
吴老师落落大方,亲切自然,板书规范。
本节课取得了良好的教学效果。
2 教学过程中的亮点:在教学过程中,学生的实验设计能力,运用科学方法能力有了极大的提高。
课堂的气氛和谐,在师生互动,生生互动中,学生收集信息,积极寻求着现象中的因果关系,并归纳总结,最后两个同学一组上台交流,培养了学生的团结合作能力,逻辑思维能力和口头表达能力。
在知识的传播中注重方法。
如:在科学探究的过程中启发学生用控制变量法设计进行实验。
学生的科学素养在教师的方法中得到了逐步的提高。
吴老师在讲授例题和学生通过视频展示平台展示解题过程时,对书写、单位、科学记数等等方面,做了的规范和训练,培养学生思维的逻辑性和严谨的科学态度。
3 改进意见:教无定法,每一位老师对每节课都有自己的看法和做法。
我谈谈在这节课的教学中,我觉得几个值得商榷的地方和我的改进建议。
在概念的教学上,要注意学生的理解,突破难点。
在学生提出猜想时,老师不应该对猜想带有过多的指向性痕迹。
以上就是我对本节课一些不成熟的看法,请各位老师批评指正!。
第5章 第3节 牛顿第二运动定律

第3节 牛顿第二运动定律
1
2
3
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必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
6.国际单位制中的七个基本物理量和相应的基本单位
物理量名称 长度 质量 时间 电流
物质的量 热力学温度
发光强度
物理量符号 l m t I
n,(ν) T
I,(Iv)
单位名称 米__
千__克__ 秒__ 安__
度是这些加速度的矢量和
相对性 牛顿第二定律只适用于惯性参考系
第3节 牛顿第二运动定律
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必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
【典例 1】 (多选)对牛顿第二定律的理解正确的是( ) A.由 F=ma 可知,F 与 a 成正比,m 与 a 成反比 B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作 用 C.加速度的方向总跟合外力的方向一致 D.当外力停止作用时,加速度随之消失
理量的单位共同决定,若三个量都取国际单位,则 k=1,所以牛顿
第二运动定律的表达式可写成 F=_m_a_。
第3节 牛顿第二运动定律
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必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业
4.力的单位:_牛__顿_,符号是 N。 5.1 N 的物理意义:使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/s2 的加速度 所用的力为 1 kg·m/s2,称为 1 N,即 1 N=_1_k__g_·m__/s_2__。
加速度方向相同,B、C 错误;根据 a=mF,a 等于作用在物体上的合 力与质量的比值,也可以说成是每个力产生的加速度的矢量和,D 正确。]
“因果关系”的结构、表述、分歧和出路

“因果关系”的结构、表述、分歧和出路许平中哲学上把引起和被引起的关系叫做因果关系。
因果关系本身是客观的,但狭义认识和广义认识几乎存在无穷大的差别,这就使任何精确的因果关系定义都很难令人满意。
因果关系由主体、对象、作用和结果四要素组成,其经典表述为“M作用于N的结果是P”。
由于把完整的“四要素结构”简化为“因——果”两要素结构,于是因果关系表述引发了无穷无尽的争论。
“因果关系”大致有主客型、相互型、控制型、系统型四种基本类型。
复杂因果关系都可以看作是基本因果关系的变形、连接或复合。
因果关系常用“因为……所以……”表述,但用“因为……所以……”表述的并不都是因果关系。
哲学家早就发现,“原因”概念本身就模糊不清,科学的出路在于引入数学方法,用“自变量”和“因变量”的关系准确阐述事物的变化。
任何一门学科只有在成功地应用数学而把因果关系概念驱逐出去之后,才能真正成为科学。
一、因果关系的基本结构哲学上把引起某种现象产生的现象叫做“原因”,把被引起的现象叫做“结果”,把“引起”和“被引起”的关系叫做因果关系。
我们把这一表述称为“因果关系的哲学定义”。
“锤砸玻璃碎”是因果关系的简单例证,它由锤、砸、玻璃和碎四要素组成。
我们把锤看作“主体”,把玻璃看作“对象”,砸则是主体对对象的“作用”,而碎则是“结果”,于是因果关系就是“主体”“作用”于“对象”而得到某个“结果”,其一般表述形式应当是“M作用于N的结果是P”,可用符号表示为:“M♂N→P”。
这里M是主体,N是对象,♂是作用,P是结果,而→则表示因果关系。
因果关系都由主体、对象、作用和结果四要素组成。
主体和对象是因果关系发生的前提,它们在“作用”出现之前早已存在,但它们并没有“引起”结果的发生,根据定义,它们就不是结果得以发生的“原因”。
而“作用”的出现则直接“引起”了结果的发生(所以经常有人把结果叫做“作用的结果”),根据定义,“作用”就应当是导致结果发生的“原因”。
牛顿第二定律详解

牛顿第二定律详解实验:用控制变量法研究:a与F的关系,a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=ma揭示了:①力与a的因果关系,力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是米/秒2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系);只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合;Fx合=ax合;Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2.物理解题的一般步骤:(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
力的作用效果

题一力和运动(1)——力的作用效果【内容要点】综述:力的概念几乎贯穿于整个高中物理。
本专题分三部分进行,第一:力的作用效果;第二:力与运动的关系;第三:电磁现象中的力。
通过本专题的学习,达到对力和运动有更广和更深的认识。
(1)瞬时效果:物体在受力的同时所产生的效果。
力与效果在原理上有因果关系但在时间上无先后的关系。
①形变:一般情况下力都能使物体发生形变。
大多数物体(除弹簧、弹性绳等弹性体)的形变可不计形变的时间。
(例1)②运动状态的改变:力是改变物体运动状态的原因,定量地说力是物体产生加速度的原因,且加速度与力同时产生、同时改变、同时消失,即牛顿第二定律的瞬时性。
(例2)(2)积累效果:物体在受力的过程中(一段时间或一段位移)所积累起来的效果。
力所产生的效果与这段时间或这段位移有关。
①冲量:力作用在物体上随时间过程所积累起来的效果。
表达式:I=Ft方向由F的方向决定。
冲量与所积累的效果的关系,即动量定理。
关系式:I=ΔP。
(例3)②功:力作用在物体上在力的方向上位移增大而积累起来的效果。
表达式:W=Fs。
功是标量,但有正负。
功与所积累的效果的关系,即动能定理。
关系式:W合=ΔE k。
(例4、例5)【典型例题】例1①如图所示,质量为m的小球系于长度分别为L1、L2两根细线上,L1与竖直方向成θ角,L2水平现将线L2剪断,求剪断瞬间小球的加速度。
②若将上题中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,其他条件不变,则结果如何?例2一个质量为60kg的运动员,用12s跑完100m。
设他在运动中受阻力保持不变,并且在开始运动前2s内作匀加速直线运动,后10s内保持他在第2s末的功率值不变,继续作直线运动,最后一段时间作匀速直线运动。
已知他在做匀速运动时的速度大小为11m/s,求:(1)他在跑这100m的过程中,平均功率多大?(2)他在运动中受到的阻力多大?例3把质量为50g的砝码放在纸带上,用一水平力缓慢拉动纸带,砝码跟着一起运动;若迅速拉动纸带,纸带将会从砝码下面抽出,解释这些现象的正确说法是:A.缓慢拉动纸带时,纸带给砝码的摩擦力大B.迅速拉动纸带时,纸带给砝码的摩擦力小C.缓慢拉动纸带时,纸带给砝码的冲量大D.迅速拉动纸带时,纸带给砝码的冲量小例4用恒力F向上拉一物体,使其由地面处开始加速上升到某一高度,若考虑空气阻力而不考虑空气浮力,则在此过程中A.力F所做的功减去阻力所做的功即重力势能的增量B.物体克服重力所做的功等于重力势能的增量C.力F、重力、空气阻力三者的合力所做的总功等于重力势能的增量D.力F和空气阻力的合力所做的功等于物体机械能的增量例5如图所示,质量都是1kg的物体A、B中间用一轻弹簧连接,放在光滑的水平面上。
哲学因果联系的例子素材高中
哲学因果联系的例子素材高中哲学因果联系的例子素材哲学是研究人类生存及其意义的学科,而因果联系则是哲学中的重要概念之一。
因果联系指的是事物之间相互作用的关系,其中一个事件或物体的存在或动作引起另一个事件或物体的发生或动作。
在生活和自然界中,存在着许多因果联系的例子,下文将介绍一些与高中课程相关的例子。
一、生物学方面1. 饥饿与饮食在生物学中,饥饿和饮食是两个相互影响的因素。
当人们感到饥饿时,他们就会食欲大增,这时身体内的胃肠道会向大脑发出信号,告诉它们需要更多的食物来供能。
随着进食的增加,身体内的胰岛素分泌也会增加,将糖分转化为能量,帮助身体维持生命。
反之,当人们摄入过量的食物时,他们可能会感到饱腹,此时胃肠道会向大脑发出信号告诉它们停止进食。
过多的食物可能会导致身体存储过多的能量,引起肥胖等健康问题。
2. 疾病与免疫人体的免疫系统可以帮助人们抵御感染和疾病。
当身体感染病原体时,免疫系统会产生抗体来攻击和清除这些病原体。
此时,人体产生的炎症和反应可以帮助人体恢复健康。
然而,过度的免疫反应可以引起自身免疫疾病,如风湿性关节炎、尘肺等。
因此,免疫和疾病是两个相互联系的因素,医学中研究它们之间的关系也是十分重要的。
二、物理学方面3. 牛顿第三定律牛顿第三定律指出,每个作用力都有一个与之等大的相反的反作用力。
例如,当两个物体相互碰撞时,它们会施加相等大小的力来反作用对方。
这种相互作用与反作用是我们常见的一种因果关系。
通过研究相互作用和反作用的关系,理论物理学家可以更好地理解物理现象,了解我们周围的世界。
4. 重力与运动重力是物理学中非常重要的因素,它在日常生活中和自然界中发挥着广泛的作用。
例如,重力可以影响天体运动、液体流动和机械运动。
重力也是行星和恒星形成和维持的一个重要因素。
它的影响还可以帮助我们预测物体的运动轨迹和其他物理现象。
三、历史学方面5. 农业与政治在人类历史上,农业与政治的关系可以说密不可分。
运动的基本原理
运动的基本原理运动是生活中不可或缺的一部分,它贯穿于人类的日常活动和各种体育运动之中。
想要了解运动,我们首先需要了解运动的基本原理。
本文将介绍运动的基本原理,包括力、加速度、质量和作用反作用原理等。
一、力力是引起物体运动状态变化的原因,它可以使物体从静止状态转变为运动状态,也可以改变物体的运动速度和方向。
根据牛顿第一定律,物体如果受到合力作用,将产生加速度;如果受到合力的作用,速度将保持恒定。
力的大小和方向可以通过矢量来描述,常用单位是牛顿(N)。
二、加速度加速度是指单位时间内速度的变化量。
通过施加力,物体可以产生加速度。
牛顿第二定律给出了力、质量和加速度之间的关系,即F=ma,其中F表示力,m表示物体的质量,a表示加速度。
根据牛顿第二定律可以得出当力作用于物体上时,物体的加速度与力成正比,与物体的质量成反比。
三、质量质量是物体所固有的属性,也是物体惯性的度量,代表了物体对力的响应程度。
质量越大,物体对力的响应反应越小;质量越小,物体对力的响应反应越大。
国际单位制中,质量的单位是千克(kg)。
四、作用反作用原理根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等、方向相反,作用在不同物体上。
这意味着每一个物体施加的力都会有一个相应的反作用力。
例如,当你站在地上,你的重力向下作用在地面上,地面同时向上施加了一个与你的重力大小相等、方向相反的反作用力,使你保持平衡。
五、摩擦力摩擦力是物体相互接触时产生的一种力。
它有两种类型,一种是静摩擦力,当物体处于静止状态时,阻碍物体开始运动;一种是动摩擦力,当物体处于运动状态时,阻碍物体继续保持其运动状态。
摩擦力的大小取决于物体之间的接触面积和物体表面的粗糙程度。
六、牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律是描述天体间引力作用的定律。
根据牛顿万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
该定律说明了星球、行星和其他天体之间相互吸引的原理。
总结本文介绍了运动的基本原理,包括力、加速度、质量、作用反作用原理、摩擦力和牛顿万有引力定律等。
八年级下册物理力学知识点总结
八年级下册物理力学知识点总结些情况下受到的力相互抵消,使物体保持静止或匀速直线运动的情况。
2.牛顿第一定律的意义1)揭示了物体运动状态的本质。
物体的运动状态取决于外力的作用,没有外力作用,物体就不会改变运动状态。
2)为研究物体的运动提供了基础。
牛顿第一定律是力学研究的基础。
3)指导了人们的生产和生活。
人们在生产和生活中,需要充分利用物体的惯性,如汽车制动、电梯制动等都是利用物体的惯性原理实现的。
知识点5:牛顿第二定律1.牛顿第二定律的内容物体所受合外力等于物体的质量与加速度的乘积,即F=ma。
2.牛顿第二定律的意义1)揭示了力的本质和作用规律。
牛顿第二定律表明了力的大小和物体的质量、加速度之间的关系,说明了力是使物体产生加速度的原因。
2)为研究物体的运动提供了基础。
牛顿第二定律是力学研究的基础。
3)指导了人们的生产和生活。
人们在生产和生活中,需要根据物体的质量和加速度来确定所需的力的大小,如汽车加速、物体升降等都需要考虑牛顿第二定律。
知识点6:牛顿第三定律1.牛顿第三定律的内容相互作用的两个物体之间,彼此的作用力大小相等、方向相反、作用点在同一直线上。
2.牛顿第三定律的意义1)揭示了物体间相互作用的本质。
牛顿第三定律表明了物体间相互作用的本质是相互的,即作用力和反作用力相等。
2)为研究物体的运动提供了基础。
牛顿第三定律是力学研究的基础。
3)指导了人们的生产和生活。
人们在生产和生活中,需要考虑物体间相互作用的本质,如电梯、吊车等的设计都需要考虑牛顿第三定律。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律是通过实验推理得出的,它描述了在没有外力作用时物体的运动状态,即物体将保持原来的状态,静止的物体将保持静止,运动的物体将保持匀速直线运动状态。
这种保持运动状态不变的性质称为惯性,是所有物体固有的本性,与物体所处的运动状态无关,只与物体的质量有关。
惯性大小越大,改变物体运动状态的难度就越大。
需要注意的是,惯性不是力,它是物体具有的性质,与力是两个不同的概念。
因果的定律法则
因果的定律法则因果的定律法则是指一种自然规律,它描述了导致和结果之间的关系。
这个法则表明,任何事件都有一个原因,这个原因会导致一系列结果。
无论是在生活中还是在自然界中,我们都可以看到因果关系的存在。
本文将分步骤来阐述这个定律法则。
第一步,定义因果关系。
因果关系是指,一个事件的发生会导致另一个事件的发生。
这些事件之间的关系可以是直接的,也可以是间接的。
例如,如果我们在厨房里开启煤气,那么这个行为将会导致气体在空气中扩散,最终导致燃烧和火灾的发生。
因果关系是一个关键的概念,它可以帮助我们理解自然界中的许多现象。
第二步,列出因果定律中的三条法则。
因果定律中包含着三个法则。
首先是时间上的因果关系,这个法则表明,一个事件必须在它所导致的事件之前发生。
其次是空间上的因果关系,这个法则表明,两个事件之间必须有一个直接的联系,才能被认为是因果关系。
最后是因果关系必须是必然的,即一个事件必须导致其他事件的发生。
第三步,探讨因果关系的应用。
因果关系在科学和工程领域中得到了广泛的应用。
例如,在物理学中,牛顿定律描述了物体运动和力的作用之间的因果关系。
在化学中,反应物的化学性质决定了化学反应的结果。
在工程领域中,因果关系帮助我们了解如何改变系统的一部分以影响整个系统。
第四步,总结因果定律法则的重要性。
因果定律法则是自然界中的一个基础概念。
我们可以应用这个定律法则来理解自然界中的现象,从交通事故到飓风的形成,从人类行为到企业决策。
通过理解因果关系,我们可以更好地预测发生什么事情,并制定更有效的应对策略。
总之,在这篇文章中,我们探讨了因果定律法则,阐述了其中的定义和三个法则,探讨了其在科学和工程中的应用,并总结了其重要性。
因果定律法则是一项非常重要的自然规律,是我们理解自然界和创造更好的世界的一个基础概念。
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运动和力的因果关系辨析
——从超重、失重的条件说起
湖北省恩施高中 陈恩谱
一、问题的缘起:“超重、失重的条件”这个说法引起的困惑
关于物体超重还是失重的条件,我们通常从加速度的方向来判断:若物体有竖直向上
加速度,物体处于超重状态(支持力或拉力大于重力);若物体有竖直向下加速度,物体
处于失重状态(支持力或拉力小于重力)。
不过,有的老师认为,这种说法欠妥——他们认为,加速度只是物体受力的结果,怎
么可以说成是物体受力的条件?所以,他们认为,按如下说法讲将更加科学:物体处于超
重状态的运动学特征是体有竖直向上加速度,物体处于失重状态的运动学特征是体有竖直
向下加速度。
那么,前述划线部分的说法真的就把力和运动的因果关系弄错了吗?
二、类似的问题:运动成为产生力或引起力变化的原因的例子
为了突出这个困惑,我们再来看下列情形,仔细思考这些情形中运动和力的因果关
系。
1、汽车加速或者刹车过程中货物受力问题
货物放在车厢底板上随车一起匀速运动;现在车突然加速,那么货物必定立即受到向
前的摩擦力;反过来,若车立即减速,货物必定立即受到向后的摩擦力。
显然,汽车有无加速度以及加速度方向,成为货物受不受摩擦力以及什么方向的摩擦
力的条件。
2、篮球砸向篮板时,篮球受力大小问题
篮球垂直砸向篮板时,我们都知道,篮球速度越大,其受篮板的反弹力就越大。这
里,篮球的速度大小成为篮板对篮球反弹力大小的决定因素之一。
类似的问题还有锤子锤钉子——锤子初速度越大,其对钉子的打击力就越大;两车相
撞时,两车相对初速度越大,相互撞击的力就越大,等等。
3、空气阻力、粘滞阻力、洛伦兹力的大小与方向均与物体相对空气、液体运动的速度
大小和方向有关。
很明显,加速度、速度都可以成为力产生或者变化的原因。这么说,是不是推翻了牛
顿定律所揭示的力和运动的关系(力产生加速度,力是加速度产生的原因)了呢?
实际上,产生这个困惑,是因为对事物间的因果关系的认识不清楚导致的。
三、关于因果关系的逻辑常识
如果某一现象或事件的发生或存在引起另一现象或事件的发生或存在,这两个现象或
事件间就具有因果联系,这两个现象或事件也就组成因果系列。 原因系指这样的现象或事
件:在一个给定的因果系列中,它直接产生并先于其它现象或事件。结果系指在另一现象
或事件之后被另一现象或事件所直接引起的现象或事件。从因果关系看,事物的每一结果
都在自身之外有其原因,因果链之内的每个环节都是因果链环节中上一事物的“果”,而这
个“果”又可以做下一事物的“因”。
简单一点说:原因在先,结果在后(简称先因后果)是因果联系的特点之一,但原因
和结果必须同时具有必然的联系,即二者的关系属于引起和被引起的关系。
另外,从逻辑角度讲,与因果关系相近的还有一组逻辑关系,即条件与结果。如果
A,就B——即:A是B的充分条件;只有A,才B——即:A是B的必要条件。若A是
B的充分条件,则B是A的必要条件。
四、运动和力的因果关系的辨析
1、在超失重问题和车加减速问题中因果关系
稍微细心一点会发现,其实,在这两个问题中,涉及的研究对象是两个层次,第一个
层次是整体(系统),第二层次是部分(子系统)。对每一个确定的研究对象而言,牛顿
定律揭示的因果关系都是成立的。
比如:升降机(包括里面的重物)之所以加速上升,是因为钢索拉力超过了升降机的
重力;里面重物之所以有向上的加速度,是因为支持力超过了重力。汽车之所以减速,是
因为地面的摩擦力,货物之所以跟着减速,也是因为车厢底部对货物的摩擦力对其提供了
向后的加速度。
但是,升降机问题中,升降机的加速上升,成为其内物体所受支持力超过物体重力的
原因;汽车刹车问题中,汽车减速,是车厢底部对货物产生摩擦力的原因。即:整体加速
度是其内部分受力的产生或者变化的原因。
用因果链的形式表示如下:
钢索拉力超过升降机系统重力→升降机的加速上升→机内物体所受支持力超过物体重
力→机内物体加速上升。
地面对汽车向后的摩擦力→汽车减速→车内货物受到向后的摩擦力→车内货物减速。
2、篮球撞击篮板问题、空气阻力(粘滞阻力)和洛伦兹力问题中的因果关系
篮球减速,是因为受到了篮板反弹力——这个反弹力是篮球加速度的产生原因,这并
没有问题。问题是,这个弹力怎么产生的呢?是因为篮球有速度,篮球挤压了篮板,导致
篮板发生了形变,从而产生的反弹力。也就是说,篮球相对篮板的速度,是反弹力产生的
原因。
光滑水平面上物体受到空气阻力而减速——这个问题中,物体减速是因为受到了空气
阻力,即空气阻力是物体加速度产生的原因。但是,这个问题中,空气阻力怎么产生的
呢?是因为物体与空气的相对运动!粘滞阻力分析与此相同。
带电粒子垂直磁场进入匀强磁场后做圆周运动,是因为洛伦兹力为其提供了向心加速
度;但是,洛伦兹力是怎么产生的?是因为带电粒子有垂直磁场方向的速度!
用因果链的形式表示如下:
篮球有碰向篮板的速度→篮球受到的反弹力→篮球减速。
物体有相对空气的速度→物体受空气阻力→物体减速运动。
带电粒子有垂直磁场的速度→带电粒子受到洛伦兹力→带电粒子做匀速圆周运动。
五、结论
关于升降机内物体超失重的条件,这样的表述是科学的:升降机竖直方向的加速度,
是其内物体超失重的条件——若升降机有竖直向上加速度,其内的物体处于超重状态(支
持力或拉力大于重力);若升降机有竖直向下加速度,其内的物体处于失重状态(支持力
或拉力小于重力)。
另外,这种执果索因的表述也是科学的:若物体有竖直向上加速度,则说明物体所受
支持力或拉力大于重力——物体处于超重状态;若物体有竖直向下加速度,则说明物体所
受支持力或拉力小于重力——物体处于失重状态。这种说法,研究对象时确定的,因果关
系的表述也没有错误。
另外,可以这样说,支持力大于重力(超重)是使物体产生向上加速度的充分条件,
物体具有向上加速度是物体超重的必要条件。因此,说成物体具有向上的加速度,是物体
超重的(必要)条件,也未尝不可。