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力学是初二物理最关键的部分,而“力”这一章又是后面压强、浮力、功和机械的基础。学这一章最重要的能力,是明确研究对象、判断受力、分析作用效果

箱子受力分析示意图

学习目标

  • 会说出力的概念和力的三要素。
  • 会区分重力、支持力、拉力、摩擦力等常见力。
  • 会画基础受力图。
  • 会用二力平衡分析静止和匀速直线运动。

核心概念

1. 力是什么

力是物体对物体的作用。

力的作用效果通常有两个:

  • 改变物体的形状;
  • 改变物体的运动状态。

2. 力的三要素

  • 大小;
  • 方向;
  • 作用点。

只改变其中一个,力的作用效果就可能不同。

3. 常见的力

产生原因方向特点
重力地球吸引物体竖直向下
支持力物体相互挤压垂直于接触面
拉力绳、手等拉物体沿拉的方向
摩擦力接触面阻碍相对运动与相对运动或趋势相反

公式与规律

重力大小:

G=mgG = mg

其中:

  • GG 是重力;
  • mm 是质量;
  • gg 在初中常取 10N/kg10\,\mathrm{N/kg}

二力平衡条件:

  • 作用在同一物体上;
  • 大小相等;
  • 方向相反;
  • 在同一直线上。

典型例题

例 1:重力计算

质量为 2kg2\,\mathrm{kg} 的物体,重力是多少?

G=mg=2×10=20NG = mg = 2 \times 10 = 20\,\mathrm{N}

例 2:匀速推箱子

箱子在水平地面上被推着做匀速直线运动。

分析:

  • 研究对象是箱子;
  • 水平方向上有推力和摩擦力;
  • 匀速说明受力平衡;
  • 所以推力和摩擦力大小相等、方向相反。

易错点

  • 把施力物体和受力物体弄反。
  • 认为静止物体一定不受力。
  • 说摩擦力总是和运动方向相反,而不是和相对运动方向或趋势相反。
  • 受力分析时漏掉重力或支持力。

规则总结

  • 受力分析第一步先定研究对象。
  • 重力方向总是竖直向下。
  • 静止或匀速直线运动时,可能处于平衡状态。

练习题

  1. 基础题:力的三要素是什么?
  2. 提高题:质量 5kg5\,\mathrm{kg} 的物体重力约为多少?
  3. 提高题:静止放在桌上的书受到哪些力?
  4. 综合题:为什么说“静止不等于不受力”?

参考答案

  1. 大小、方向、作用点。
  2. G=5×10=50NG = 5 \times 10 = 50\,\mathrm{N}
  3. 受到重力和桌面对它的支持力。
  4. 因为物体虽然静止,但可能受到平衡力,例如书同时受到重力和支持力。