力的概念编辑.doc

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1、力的概念编辑力是看不见摸不着的，它是人们在长期生产实践中，观察物体之间相互作用的表面现象而抽象出来的概念。这里所说的相互作用，仅指物体间的机械作用，这种机械作用的结果，总伴随着物体机械运动状态发生变化（包括变形）的表面现象。由此力的定义为：力是物体间的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化或使物体的形状发生变化。物体间相互作用的方式，有的是直接接触，例如：机车对车厢的牵引力、物体表面之间的摩擦力等；也有的不是直接接触，例如：地球对物体的吸引力、磁性物体间的引力和斥力等。实践表明，力对物体的作用效果决定于三个要素

2、：力的大小、力的方向、力的作用点。改变任何要素都会改变力对物体的作用效果。我们用带箭头的直线段表示力矢量的三要素，矢量的长度（AB）按一定比例尺表示力的大小；矢量的方向表示力的方向；矢量的始端（点A）表示力的作用点。矢量AB所沿着的直线表示力的作用线。我们常用黑体字母F表示力的矢量，而用普通字母F表示力的大小。为了衡量力的大小，必须确定力的单位。在国际单位制（SI制）中，以“牛顿”作为力的单位，记作N。有时也以“千牛顿”作为单位，记作kN。在工程单位制中，力的常用单位是“公斤力”，记作kgf；有时也采用“千公斤力”即“

3、吨力”，记作tf。本书采用国际单位制。牛顿和公斤力的换算关系是1kgf≈9.8N力是物体间的相互作用，因此它们必然是成对出现的。一物体以一力作用于另一物体上时，另一物体必以一个大小相等、方向相反且沿同一作用线的力作用在此物体上。即作用力和反作用力大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上。力的起源两个物体之间或者两个系统之间什么情况下会产生力呢？有且只有它们二者之间存在不平衡，换句话说，两者只有存在不平衡才会有力的产生。不论是引力，电磁力，强力，弱力，还是宇观或者微观，这个定义皆适用。力系所谓力系，是指作用于物体上的一群

4、力。按照力系中各力的作用线是否在同一平面内来分，可将力系分为平面力系和空间力系两类；按照力系中各力的作用线是否相交来分，力系可分为汇交力系、平行力系和任意力系三类。平面汇交力系指各力的作用线都在同一平面内，且汇交于一点的力系。平面任意力系指作用在物体上的力都分布在同一平面内，或近似地分布在同一平面内，但它们的作用线任意分布不交于一点的力系。约束和约束反力有些物体，例如：飞行的飞机、炮弹和火箭等，它们在空间的位移不受任何限制。位移不受限制的物体称为自由体。而有些物体，例如：机车、电机转子、吊车钢索上悬挂的重物等，它们在空

5、间的位移都受到一定的限制。机车受铁轨的限制，只能沿轨道运动；电机转子受轴承的限制，只能绕轴线转动；重物受钢索的限制，不能下落。位移受到限制的物体称为非自由体。对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体称为约束。例如，铁轨对于机车，轴承对于电机转轴，吊车钢索对于重物等，都是约束。既然约束阻碍着物体的运动，也就是约束能够起到改变物体运动状态的作用，所以约束对物体的作用，实际上就是力，这种力称为约束反力。因此，约束反力的方向必与该约束所能阻碍的运动方向相反。应用这个准则，可以确定约束力的方向或作用线的位置。至于约束反力的大小总

6、是未知的。在静力学问题中，约束反力和物体受的其他已知力（称主动力）组成平衡力系。因此可用平衡条件求出约束反力。[2]在物理学中，力是任何导致自由物体历经速度、方向或外型的变化的影响。力也可以借由直觉的概念来描述，例如推力或拉力，这可以导致一个有质量的物体改变速度（包括从静止状态开始运动）或改变其方向。一个力包括大小和方向，这使力是一个矢量。加速力的相关概念包括使物体速度增加的推进力，使任何物体减速的阻力，与改变对轴的转速的力矩。当力不会一致地作用在物体的所有地方时为应力，此技术术语的影响是会造成物体的形变。当应力可以持

7、续的作用在固态物体上时，会逐渐的使其变形，在流体中，应力决定了其压力与体积的改变量。现代对量子力学的了解与技术可以加速粒子到接近光速，粒子物理学设计了标准模型来描述比原子还要小的粒子之间的力。标准模型预测交换被称作规范玻色子的粒子是力的发射与吸收的基础意义。只有四种主要交乎作用是已知的：依强度排序为强力、电磁力、弱力、引力。