力与弹力 思维导图
中心主题：力与弹力
力 的基本概念
- 定义
- 一个物体对另一个物体的 作用。
- 物体 形状 或 运动状态 发生改变的原因。
- 单位
- 国际单位制：牛顿。
- 符号：N。
- 换算：1 N ≈ 0.1 kgf (千克力)。
- 三要素 (决定力的作用效果)
- 大小：用弹簧测力计测量。
- 方向：力的作用线方向。
- 作用点：力作用在物体上的位置。
- （三要素中任何一个改变，力的作用效果就改变）
- 作用效果
- 改变物体的运动状态：
- 从静止到运动,或从运动到静止。
- 运动速度的大小或方向发生改变 (产生加速度)。
- 改变物体的形状：
使物体发生拉伸、压缩、弯曲、扭转等形变。
- 改变物体的运动状态：
- 作用方式
- 接触力：物体间需要接触才能产生的力。
- 推力、拉力、弹力、摩擦力、压力。
- 非接触力 (场力)：物体间不需要接触就能产生的力。
- 重力、磁力、电力。
- 接触力：物体间需要接触才能产生的力。
- 力的示意图
- 用一根 带箭头的线段 表示力。
- 起点：表示力的作用点。
- 方向：箭头所指方向表示力的方向。
- 长度：线段的长度表示力的大小。
弹力
- 定义
- 发生 弹性形变 的物体，由于要 恢复原状，而对与它接触的物体产生的力。
- （弹力是接触力的一种）
- 产生条件
- 物体间必须 相互接触。
- 物体必须发生 弹性形变。
- 方向
- 与物体 形变的方向相反。
- 总是指向 恢复原状 的方向。
- 被压缩的弹簧，弹力向外；被拉伸的弹簧，弹力向内。
- 大小
- 胡克定律：在弹性限度内，弹力的大小与 形变量 成正比。
- 公式：
F = k · xF：弹力。k：劲度系数 (或倔强系数)，由材料、粗细、长度决定。x：形变量 (伸长量或压缩量)。
- 常见弹力
- 弹簧的弹力：最典型的弹力，遵循胡克定律。
- 支持力：平面或斜面对物体的支持力，方向垂直于支持面。
- 压力：物体对支持面的压力，方向垂直于支持面。
- 绳子的拉力：绳子对所拉物体的力，方向沿绳子指向绳收缩的方向。
- 浮力：液体或气体对浸在其中的物体产生的竖直向上的托力。
- 与“形变”的关系
- 弹性形变：外力撤消后，物体能完全恢复原状的形变。
- 塑性形变 (范性形变)：外力撤消后，物体不能完全恢复原状的形变。
- 弹性限度：物体保持弹性形变的最大形变量，超过此限度，物体将发生塑性形变。
力与弹力的关系
- 包含关系
- 弹力是力的一种，力是一个大概念，弹力是力在特定条件下（弹性形变）的一种表现形式。
- 产生条件的关系
- 力的产生只需要两个物体间的相互作用。
- 弹力的产生除了相互作用,还 必须 有弹性形变这一前提。
- 应用实例分析
- 手压弹簧：
- 手对弹簧施加一个 力 (压力)，使弹簧发生 形变。
- 由于弹簧发生 弹性形变，它对手产生了一个 弹力 (支持力)。
- 放在桌面上的书：
- 书对桌面施加了一个 力 (压力)，使桌面发生微小的 形变。
- 由于桌面发生 弹性形变，它对书产生了一个 力 (支持力)，这个支持力就是弹力。
- 手压弹簧：
相关概念辨析
- 重力 vs. 压力/支持力
- 重力：地球对物体的吸引力，作用点在物体的重心，方向竖直向下。
- 压力/支持力：通常情况下是弹力，作用点在物体的接触面，方向垂直于接触面。
- 只有在水平面上，物体对水平面的压力大小才等于其重力大小。
- 弹力 vs. 摩擦力
- 共同点：都是接触力，有弹力存在的接触面才可能有摩擦力。
- 不同点：
- 弹力：由“形变”引起，方向与形变方向相反。
- 摩擦力：由“相对运动或相对运动趋势”引起，方向与相对运动或趋势方向相反。
