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高中物理/力與運動/常见的作用力

重力编辑

苹果树上的苹果为什么回落下来?为什么你跳得再高还得回到地面上?这一切司空见惯,看似平常的现象,其实都是重力引起的。

什么是重力编辑

定义:物体由于地球的吸引而受到的力,叫做重力。

地面上的一切物体都受到重力,在地面上同一点,重力对任何物体产生恒定的加速度,叫做重力加速度,符号一般为" "。由牛顿第二定律我们可以知道,重力(一般记作"G")的大小应当与物体的质量m成正比,用关系式 表示。

重力加速度的大小编辑

在一般的计算中,重力加速度g取 ,如果精度要求不是很高,出于计算简便的考虑,取为 

然而实际上,重力加速度在各个地区有微小的差异。纬度越高,重力加速度越大,因此南北极的重力加速度最大,赤道的重力加速度最小,原因一方面在于地球的形状是“扁平”的,两级离地心比较近;另一方面,则是由于地球自转需要向心力,“抵消”了一部分万有引力(稍后章节会有详细介绍)。

另一方面,海拔越高,重力加速度越小,这很容易理解——海拔越高,你离地球越远,受到地球的束缚自然就变小了——事实上,学完万有引力,你还可以计算出地球上某一海拔处的重力加速度。

重力的方向编辑

我们规定重力的方向也即是“竖直向下”的方向,因为重力的方向也即是物体自由下落的方向,注意“竖直向下”和“垂直向下”并不相同,考虑你如果站在一个斜坡上的话,这种差别是非常明显的。即使将地球视作正球体,严格来说,重力也并不指向地心(至于原因,实际上......也是由于那个神秘的“向心力”)。

自由落体运动编辑

“自由落体”一个非常常见的名词,举个例子说,如果你现在从窗户上跳下去,那你的运动就可近似看成自由落体运动(可别真跳啊~~)。不过,若是将羽毛从窗户上扔下去,情况显然并不相同,那片羽毛会缓缓地飘啊飘啊飘,最后轻轻地落在地上。

这是怎么回事呢?根据之前学习的内容,我们知道,自由下落的人和羽毛由于重力产生的加速度都是g,不应当呈现出不同的运动状态。实际上,秘密就在于我们周边一种无所不在的物质——空气。羽毛不仅密度小,而且其特殊的形状可以加强空气对它下落的阻碍,因此,羽毛的下落时的加速度是很小的。后来,人们在真空做实验,羽毛果然与其它物体下落得一样快了。

说到这里,不得不提起提古希腊的一位先哲,那就是亚里士多德,这个人虽然哲学的思辨水平很高,但在自然科学的各个方面都犯下了严重的错误——比方说,之前提到过的“力是维持物体运动的原因”就是他的观点,这里,他又提出过“轻的物体下落得慢,重的物体下落得快”的理论,而且这些理论对于后来人们的研究也造成过不利的影响。

好啦,不多说废话了。定义:物体由静止开始,仅在重力作用下发生的运动叫做自由落体运动。

注意哦,不是说物体只受重力运动就叫自由落体运动,比方说你把一个球上抛,抛出之后它也只受重力......物体必须得是由静止开始运动。另外,对于“仅受重力”的理解可以宽松一些,好比说在空气中,哪怕是运动的铅球也是受空气的浮力和阻力的,只不过由于铅球很沉,这种影响可以忽略不计,我们仍然认为物体在做自由落体运动。

万有引力编辑

任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。

弹性力编辑

 弹性物体因外力产生形变后的恢复力,弹性力不适用存在范性形变的物体。

摩擦力编辑

两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。摩擦力在本质上是由电磁力引起的。 条件: 1.两物体相互接触. 2.两物体相互挤压,发生形变,有弹力. 3.两物体发生相对运动或相对趋势. 4.两接触面不光滑. 四个条件缺一不可。 摩擦力分为:

  • 滑动摩擦力
  • 静摩擦力
  • 滚动摩擦力