第三章 力一、力

力是物体之间的相互作用 人们对力的认识，最初是从日常生活和生产劳动中得到的，是和人力相联系的。用手推动小车，提起重物，拉长或压缩弹簧，肌肉会感到紧张，我们就说，人对小车、重物、弹簧用了力。后来人们把力的概念加以扩展，把凡是能和人力起相同效果的作用都叫做力。机车牵引列车前进，机车对列车施加了力，同时列车对机车也施加了力。汽锤锻打工件，汽锤对工件施加了力，同时工件对汽锤也施加了力。这样，人们建立了如下的认识：力是物体之间的相互作用。

一个物体受到力的作用，一定有另一个物体施加这种作用。前者是受力物体，后者是施力物体。只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。有时为了方便，只说物体受到了力，而没有指明施力物体，但施力物体一定是存在的。其实，受力物体和施力物体只具有相对意义，因为力是物体之间的相互作用，施力物体也同时受到力的作用。在相互作用的物体中， 把哪个物体作为受力物体，这要看我们把哪个物体作为受力的研究对象， 通常就把这个研究对象作为受力物体。

举出几个实例，说明力是物体之间的相互作用。

力的作用效果 物体受到力的作用，会产生什么效果呢？

力可以改变物体的运动状态，也就是改变速度的大小和方向。原来静止的足球被踢出去，在力的作用下由静止变为运动。飞机起飞时，在牵引力的作用下速度越来越大。汽车刹车后，在阻力的作用下速度越来越小。这些都是力使物体的运动状态发生改变的实例。

力可以使物体发生形变。用力拉弹簧，弹簧就伸长。用力压弹簧，弹簧就缩短。用力拉开弓，弓就发生弯曲。物体的伸长、缩短、弯曲等等， 总之物体的形状或体积的改变，叫做形变。上述例子就是力使物体发生形 变的实例。

我们判断一个物体是否受力以及力的大小和方向，就是从力产生的效果来看的。

力的大小和方向 我们在初中学过，力的大小可以用弹簧秤来测量。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，国际符号是 N。

力不但有大小，而且有方向，物体受到的重力是竖直向下的，物体在液体中受到的浮力是竖直向上的。力的方向不同，它的作用效果也不同。作用在运动物体上的力，如果方向与运动方向相同，将加快物体的运动； 如果方向与运动方向相反，将阻碍物体的运动。可见，要把一个力完全表达出来，除了说明力的大小之外，还要指明力的方向。

力可以用一根带箭头的线段来表示。线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭头或箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线叫做力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。

图 3－1 中的力的图示表示作用在小车上的力为 100 牛，方向水平向

左。有时可画出力的示意图，即只在图中画出力的方向，表示物体受到这个方向的力。

力的平衡 力可以改变物体的运动状态，但是几个力同时作用在一个物体上，物体的运动状态也可以不发生改变。这时，这几个力的作用效果相互抵消，物体仍保持原来的运动状态，即保持静止或者做匀速直线运动。这种情形叫做力的平衡。

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有两个力同时作用在一个物体上，如果这两个力大小相等，方向相反， 且作用在同一直线上，物体将保持静止或者做匀速直线运动。这就是在初中学过的二力平衡。今后在分析某些问题时要常常用到二力平衡。至于多个力的平衡，将在第七章学习。

力的分类 自从我们学习物理以来，见过的力的名称已经不少了。各种力可以用两种不同的方法来分类。一种是根据力的性质来分类的，如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等等；另一种是根据力的效果来分类的，如拉力、压力、支持力、动力、阻力等等。效果不同的力，性质可能相同。例如，拉力、压力、支持力实际上都是弹力，只是效果不同。性质不同的力，效果可能相同。例如不论是什么性质的力，只要效果是加快物体的运动，就可以称它为动力；效果是阻碍物体的运动，就可以称它为阻力。今后我们还会遇到根据效果来命名的力的名称。

从力的性质来看，力学中经常遇到的有重力、弹力摩擦力。下面几节就分别介绍这三种力。