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同学们好!欢迎来到今天的物理课堂。我们先观察两个有趣的现象:球员踢足球时,足球的运动状态发生了改变;当我们捏橡皮泥时,橡皮泥的形状也会发生变化。是什么神奇的东西让它们产生这些变化呢?这就是我们今天要学习的重要概念——力。
物理学上,力是物体对物体的作用。力不能脱离物体而独立存在,总是存在于物体与物体之间的相互作用中。比如人推箱子,人对箱子施加推力,同时箱子也对人施加反作用力。力具有相互性。地球对苹果有引力,苹果也对地球有引力。力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。一牛顿的力大约相当于拿起两个鸡蛋所用的力。
力的作用效果主要有两个方面。第一,改变物体的运动状态。比如推车可以让静止的车运动起来,刹车可以让运动的车停下来,踢球可以改变球的运动方向。第二,改变物体的形状。比如拉弹簧会让弹簧变长,压面团会让面团变扁,捏橡皮泥可以让它变成各种形状。这些都是力产生的效果。
要完整地描述一个力,必须知道它的三个要素:大小、方向和作用点。力的大小表示力的强弱程度。力的方向表示力的指向。力的作用点表示力作用的位置。比如推门时,推门把手容易推开,推靠近门轴的地方就很难推开,这说明作用点很重要。同样大小的力,向右推和向左推效果完全不同,这说明方向很重要。改变力的任何一个要素,力的作用效果都可能改变。
为了方便研究力,我们用带箭头的线段来表示力,这叫做力的示意图。线段的起点或终点表示力的作用点,箭头方向表示力的方向,线段长短表示力的大小。比如书受到的重力,作用点在重心,方向竖直向下。推箱子的力,作用点在接触处,方向水平向右。今天我们学习了力的定义、作用效果、三要素和示意图,这些是学习力学的基础知识。