学习之道‖这样学,再也不用担心搞不懂“力”了

新知识的获得是建立是已有的知识和经验之上的,在学习新知识时,若能找到它与旧知识的联系点,新知识的生长就有了根。

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[张氏物语·力的三要素]做一件事有多大的毅力、往哪个方向努力、从哪里开始做起,决定了最终能取得什么样的成绩,就像力的作用效果与力的大小、方向和作用点都有关系。

力按性质来分有摩擦力、弹力、重力、磁力、……;按效果来分有升力、浮力、压力、支持力、……等等。

这些力各不相同,有相通之处吗?

有!我们都有一个家,名字叫做“力”。

既然归根结底都属于“力”的家族,那么就可以根据“力”这个概念来理解这些具体的力。

首先,让我们来看一下“力”都有哪些基础知识?

为了具体一些,我们不妨让“重力”站出来,当做一次榜样:

第一步:明确重力的定义

地球附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力。

第二步:认清重力的产生条件

从重力的定义中我们知道,只要物体在地球附近就一定受到重力,比如地面上的房屋、树木,公路上行驶的汽车,大海里航行的轮船,天空中飞行的飞机等等,都受到了重力。

有些力的产生需要直接接触,而有的力不需要直接接触就能产生。

重力的情况是什么样呢?

天空中飞行的大雁并没有与地球接触,但中箭的大雁总是落向地面,类似的例子数不胜数。

由此可知,与地球直接接触并不是重力产生的必要条件,根本的条件是物体要在地面的附近,有“吸引”的作用。

第三步:找准施力物体与受力物体

重力的施力物体中只有一个,那就是地球。

地面附近一切物体都是重力的受力物体。

比如树上苹果受到了重力,地球是施力物体,苹果是受力物体。

第四步:明白物体间力的作用是相互的

当地球给苹果一个吸引力时,苹果对地球有吸引力吗?

有!

为什么?

因为物体间力的作用是相互的。对于苹果吸引地球的力来说,苹果是施力物体,地球是受力物体。

苹果离开树总是落向地球,而地球不会落向苹果,是不是说苹果受到吸引力大于它对地球的吸引力呢?

错了。这两个力大小是相等的,因为它们是相互作用力。相互作用力总是大小相等。

(地球不落向苹果的原因是因为地球的质量比苹果大得多,要改变地球的运动状态,需要更大的力。这就像用同样的力能推动一辆小汽车,却推不动一辆大卡车。)

第五步:理解重力的三要素

力的三要素是指力的大小、方向和作用点。任何一个力都具有这三个要素,重力也不例外。

首先,计算重力的大小。

重力与物体的质量成正比。根据公式G=mg可以计算重力,g一般取9.8N/kg,粗略计算时取10N/kg。在地球上不同的纬度g值可能不同,所以说一个物体从北京运送到香港,它的质量虽不变,但重力会变化。

其次,确定重力的方向。

重力的方向只有一个,竖直向下。竖直向下可以近似看做物体下落方向指向地心,即沿物体与地心的连线落向地球。

最后,寻找重力的作用点。

重力作用在物体的每一个部分,但为了研究问题方便,我们认为它就作用在物体的一个点上,即重心。对于形状规则的物体,它的重心在它的几何中心上。比如一个长方形的密度均匀的薄板,它的重心在对角线的交点处;对于一个密度均匀的球体,它的重心在球心。但需要注意的是,物体的重心不一定在物体上,也可能在物体外,比如一个密度均匀的圆环,它的重心在环心处,而不在环上。

第六步:画出重力的示意图

例:有一个质量为1.5kg的木块在斜面上保持静止,那么这个木块受到的重力可用示意图表示出来。

木块所受的重力 G=mg=1.5kg×9.8N/kg=14.7N

该木块所受重力的示意图如下图所示:

下面该你出手了!

请根据上面分析重力的“程序”来分析一下摩擦力、浮力和压力。

--以上内容选自本人专著《初中物理是这样学好的》

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有趣‖力的三要素大争功

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