二、高中部分力 物体的平衡一、疑难分析

  1. 力的种类、力的作用效果和力的特征

力是物体间的相互作用。力一般可分为三种：场力（如电场力、磁场力、重力等）、弹力和摩擦力。在力学中常见的是重力、弹力和摩擦力。力的两个作用效果是：使受力物体发生形变和使受力物体的运动状态发生变化，即产生加速度。力是矢量，有三个特征（俗称三要素）：即力的大小、方向、作用点，可用矢量图示法表示。

  1. 为什么不直接讲“重力就是地球对物体的吸引力”？

这是因为重力并不等于地球对物体的吸引力，重力与物体随地球自转所需的向心力之合力才等于地球对物体的吸引力。重力的大小随地理位置的改变而改变，重力的方向始终竖直向下。

  1. 弹力的产生条件是什么？方向如何判定？

弹力产生的条件是直接接触并发生弹性形变，两者不可缺一，其方向必定与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。

  1. 摩擦力产生的原因比较复杂、至今未有定论。然究其原因，除了因接触面凸凹不平所引起的啮合作用外，分子间的吸引力以及因为电荷在接触面间的转移而引起的静电引力等都是不可忽略的原因。

  2. 摩擦力的方向一定与物体运动方向相反吗？

相互接触的两个物体有相对运动或相对运动趋势时，产生在两物体的接触表面上阻碍相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。但若见到“阻碍”两字就认定摩擦力的方向一定与物体运动方向相反，一定是阻力，那就错了。如放在卡车上的木箱，随卡车一起加速运动时，木箱受到的静摩擦力虽是阻碍它与卡车相对滑动趋势的，但该力却是动力，正是它使木箱获得了加速度。即使是木箱与卡车间发生了相对滑动，其滑动摩擦力仍是木箱获得加速度的动力，虽然该力仍是阻碍箱、车的相对滑动的。可见， 摩擦力可以作动力，其方向也可能与物体运动方向一致。

  1. 静摩擦力的大小及其方向的判断方法

滑动摩擦力在正压力与接触面性质确定后有一定数值，但静摩擦力不仅大小可以在零与最大静摩擦力 fm 之间随物体受力情况的变化而改变，其

方向也常是可变的。遇到静摩擦力方向难于判断时，可以用“假设接触表面接近光滑”的方法“化静为动”，用运动时滑动摩擦力的方向来替代静止时静摩擦力的方向，从而达到“化难为易”的目的。

  1. 矢量与标量的根本区别是什么？

矢量是既有大小又有方向的物理量。但若以为“有正、负的量一定是矢量”就错了，如温度就有正负，但却是标量。矢量与标量的根本区别是在于它们的运算法则不同：标量的合成是代数法，矢量的合成是平行四边形法则。而且，平行四边形法则是适用于全体矢量的运算法则。

  1. 力的合成和分解的特点

力的合成和分解，是力学上为了方便地解决问题而采用的一种重要的研究方法，其特点是：在维持力对物体作用效果不变的前提下，进行了一个力与一组力之间的相互替换。合力可以大于分力、等于分力和小于分力。力的分解的关键在于确定分力的方向。合力与分力的作用点相同。

  1. 物体的平衡种类

物体的平衡状态包括静平衡与动平衡两类。静平衡有稳定平衡、不稳定平衡与随遇平衡三种状况。动平衡有匀速直线运动和匀速转动两种情 况。

  1. 力矩是使物体保持转动的原因吗？

没有转动的物体，若没有受到力矩的作用，将保持不转动状态；转动的物体，若没有受到力矩的作用，将保持匀速转动状态。物体的这种特性称为转动惯性。可见力矩的作用效果并不是维持转动，而是改变物体的转动状态：使静止的转动，使转动的静止或使之转动得更快或更慢。我们之所以不考虑转动轴的受力情况，其原因在于不论该力大小、方向如何，只要它通过转轴，其力臂就为零，力矩必为零，不会引起转动状态的变化。