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常见性质力的深入剖析
一、力的概念
1
力的性质
1．力的性质
⑴物质性：由于力是物体对物体的作用，所以力概念
是不能脱离物体而独立存在的，任意一个力必然与
两个物体密切相关，一个是其施力物体，另一个是
两个物体密切相关，
个是其施力物体，另
个是
其受力物体。
⑵矢量性：力不仅有大小
而且有方向
在相关的运算中所遵从的
⑵矢量性：力不仅有大小，而且有方向，在相关的运算中所遵从的
是平行四边形定则，也就是说，力是矢量。
⑶瞬时性
力与其作用效果是在同
瞬间产生的
⑶瞬时性：力与其作用效果是在同一瞬间产生的。
⑷独立性：力的作用效果是表现在受力物体上的，“形状变化”或
“速度变化”。而对于某一个确定的受力物体而言，它除了受到
某个力的作用外，可能还会受到其它力的作用，力的独立性特征
指的是某个力的作用效果与其它力是否存在毫无关系，只由该力
的三要素来决定。
⑸相互性：力的作用总是相互的，物体1施力于物体2的同时，物体
2也必将施力于物体1。而两个物体间相互作用的这一对力总是
满足大小相等，方向相互，作用线共线，分别作用于两个物体
上，同时产生，同种性质等关系。
3．力的分类
⑴按性质分：重力
弹力
摩擦力(静摩擦力；滑动摩擦
⑴按性质分：重力、弹力、摩擦力(静摩擦力；滑动摩擦
力：)、万有引力、电场力、安培力、洛伦兹力、分子
力
核力
力、核力
⑵按效果分：合力(牛顿第二定律、动能定理、动量定
(
理)、回复力(简谐振动)、向心力(曲线运动)
1
二、重力
1
重力的产生：重力是由于地球的吸引而使物体受到的
1．重力的产生：重力是由于地球的吸引而使物体受到的
力。
重力是由
地球的
引
产生的力
但它并
等
地球
重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不等于地球
时物体的引力。
2．重力的性质
⑴大小：重力大小等于mg
g是常数
通常取g＝10m/s2
⑴大小：重力大小等于mg ，g是常数，通常取g＝10m/s2
重力加速度在赤道上最小，两极处最大；
离地面越高，越小。
忽略地球自转影响近似有：
2
(
)
GM
g R
h
忽略地球自转影响近似有：
物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关。
(
)
GM
g R
h
⑵方向：竖直向下
⑵方向：竖直向下。
不可理解为跟支承面垂直！
⑶重心：
重力总是作用在物体的各个点上
重力总是作用在物体的各个点上，
但为了研究问题简单，
我们认为一个物体的重力集中作用在物体的一点上，这一点
称为物体的重心。
称为物体的重心。
①
质
①重心可以不在物体上。物体的重心与物体的形状和质量分
布都有关系。重心是一个等效的概念。
②有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心。
质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同
而不同。
③薄物体的重心可用悬挂法求得。
O
O
O
G
G
O
O
O
G
G
G
2
【例1】如图所示，矩形均匀薄板长AC＝60cm ，宽CD＝10cm ，
在B点以细线悬挂，板处于平衡，AB＝35cm ，则悬线
在点以细线悬挂，板处于平衡，
，则悬线
和板边缘CA的夹角α＝______。
三、弹力
1．弹力的产生：
弹力的产生
发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物
体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
⑴形变：物体形状或体积的改变叫形变。
在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变，
课本中提到的形变，一般都是指弹性形变。
⑵弹力产生的条件：
①物体直接相互接触；
①物体直接相
接触；
②物体发生弹性形变。
⑶弹力的效果
⑶弹力的效果
压力、拉力、支持力
微小形变的测定
放大的思想
卡文迪许的扭秤实验
卡文迪许的扭秤实验
库伦的扭秤实验
【例2】在图中a、b均处于静止状态，则a、b间一定有弹力的
是(
)
是( )
3
某球用A、B 两根绳悬挂起来，若A绳竖直且A、B
两绳的延长线都通过球心，球受几个力( )
【变式】
两绳的延长线都通过球心，球受几个力( )
A．1个
个
B．2 个
C．3 个
C
3 个
D．无法确定
2．弹力的方向和大小
⑴方向：弹力的方向跟物体恢复形变的方向相同
⑴方向：弹力的方向跟物体恢复形变的方向相同。
①一般规律：
弹力的方向跟接触面垂直。即面面接触、点面接触模型
中时弹力的方向都是垂直于过接触点的切面，指向形变
中时弹力的方向都是垂直于过接触点的切面，指向形变
的反方向
②轻绳模型
绳对物体的力是拉力
总是沿绳的方向
②轻绳模型：绳对物体的力是拉力，总是沿绳的方向。
③轻杆模型：杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。
⑵大小：与形变大小有关，同一物体形变越大弹力越大。
①一根张紧的轻绳上的相邻节点(受外力的点)之间张力大小
①一根张紧的轻绳上的相邻节点(受外力的点)之间张力大小
处处相等。
②弹力
被动力
由力的平衡条件或牛
动定律求
②弹力是被动力，可由力的平衡条件或牛顿运动定律求得。
【例3】吊篮重G1＝150N ，人重G2＝600N ，两者通过定滑
轮连接，静止放在水平地面上，绳的质量及绳与滑轮
轮连接，静止放在水平地面上，绳的质量及绳与滑轮
的摩擦不计。当此人用F＝100N 的力拉绳时，人对
吊篮底板的压力是
N
地面对篮的支持力是
吊篮底板的压力是____N，地面对篮的支持力是
____N。
4
【变式】
如图甲所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的A
如图甲所示，将
条轻而柔软的细绳
端固定在天花板上的A
点，另一端固定在竖直墙上的B点，A和B点到O点的距离相
等
绳的长度为OA的两倍
图乙所示为
质量和半径可忽略
等，绳的长度为OA的两倍。图乙所示为一质量和半径可忽略
的动滑轮K，滑轮下悬挂一质量为m的重物，摩擦力可忽略，
现将动滑轮和重物
起挂到细绳上
在达到平衡时
绳所受
现将动滑轮和重物一起挂到细绳上，在达到平衡时，绳所受
的拉力是多大？
【例4】重力是20N的物体，由轻绳悬在水平轻质横梁BC的端
点C上，横梁的B端通过铰链固定在竖直墙上，横梁上
点C上，横梁的B端通过铰链固定在竖直墙上，横梁上
的C点由轻绳AC拉住，AC与BC夹角为300，求悬绳AC
所受到的拉力为多大？
所受到的拉力为多大？
【变式1】
水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻
绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝
10kg的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到绳子的
作用力为(取g＝10m/s2)( )
A．50N
B．50
N
C
100N
3
C．100N
D．100 N
3
【变式2】一根弹性杆的一端固定在倾角为300 的斜面上，杆
的另一端固定一个重力为2N 的小球
小球处于静
的另
端固定
个重力为2N 的小球，小球处于静
止状态时，弹性杆对小球的弹力为( )
大小为
方向平行
斜
向上
A．大小为2N ，方向平行于斜面向上
B．大小为1N ，方向平行于斜面向上
C．大小为2 N ，方向垂直于斜面向上
D．大小为2 N ，方向竖直向上
D．大小为2 N ，方向竖直向上
5
【变式3】
小车上固定着一根弯成α角的轻杆，杆的另一端固定一个质量
小车上固定着
根弯成α角的轻杆，杆的另
端固定
个质量
为m 的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：
①小车静止；
①小车静止；
②小车以加速度a水平向右加速运动。
③小车以加速度水平向左加速运动
③小车以加速度a水平向左加速运动。
3．弹簧的弹力：对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，其弹
力的大小可以由胡克定律计算。
力的大小可以由胡克定律计算。
⑴轻质弹簧：质量不计的弹簧上各个点的加速度相同，各点
的弹力也相同
的弹力也相同。
高中研究的弹簧都是轻弹簧。
⑵胡克定律：在弹性限度内，ΔF＝kΔx
即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比
即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。
【例5】弹簧秤和细绳的重力均可忽略，一切摩擦都可不计，
物体重G＝5N
弹簧秤A和B的读数分别应为(
)
物体重G＝5N，弹簧秤A和B的读数分别应为(
)
A. 5N，0N；
B. 5N，10N；
；
；
C. 5N，5N；
D. 10N，5N。
【变式1】
四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小
四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小
皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同:
①中弹簧的左端固定在墙上
①中弹簧的左端固定在墙上
②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用
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【变式1】
③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动
③中弹簧的左端拴
小物块，物块在光滑的桌面上滑动
④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动
若认为弹簧的质量都为零
以l
l
l
l 依次表示四个弹
若认为弹簧的质量都为零，以l1 、l2 、l3 、l4 依次表示四个弹
簧的伸长量，则有( )
A．l2＞l1
B
l ＞l
B．l4＞l3
C．l1＞l3
D．l2＝l4
【变式2】
一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的一
质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上，l1的
端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l2水平拉直，物体
处于平衡状态
现将l 线剪断
处于平衡状态。现将l2线剪断。
⑴求剪断瞬时物体的加速度。
⑵若将左图中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，
如图所示，其他条件不变，你认为给与前一问中的情况结
如图所示，其他条件不变，你认为给与前
问中的情况结
果相同吗？请说明理由。
如图所示，质量为m的物体被劲度系数为k2的轻弹簧2
悬挂在天花板上，下面还拴着劲度系数为k1的轻弹簧
【变式】
悬挂在天花板上，下面还拴着劲度系数为k1的轻弹簧
1，托住下面弹簧的端点A用力向上压，当弹簧2的弹
力大小为mg/2时
弹簧l的下端点A上移的高度是多
力大小为mg/2时，弹簧l的下端点A上移的高度是多
少?
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