“力”知识延伸

彭征

“力”这章主要介绍抽象的力的概念。认识重力、弹力这两个具体的力。通过本章的学习，同学们可以将日常生活中丰富的力学方面的感性认识逐步深化。从而形成力的物理概念。了解下面这些知识。将有助于你更深入地理解本章内容。

物体的形变与弹力之间的关系

弹力，又称弹性力。当物体受到外力作用而产生形变时，在物体内部即产生一种抗拒形变力图使物体恢复原来形状的力。这种力就叫作弹力。

弹力产生于直接接触的物体之间。并且以物体产生弹性形变为先决条件，所以。凡是相互接触而且发生弹性形变的物体之间。都存在着弹力的相互作用。同时，由于产生形变。物体内部各部分之间，也存在着弹力的相互作用。

在弹性限度内，弹力的大小跟形变量成正比：达到平衡时，弹力大小等于引起形变的外力，就两个物体来说，弹力的方向总是跟引起形变的作用力的方向相反。两个坚硬物体之间由于拉伸或压缩形变产生的弹力，其方向垂直于接触面，并且与形变的趋向相反：绳等柔软物体与其他物体之间由于拉伸形变而产生的弹力。其方向沿柔软物体本身，也与形变的趋向相反。

弹力产生的原因

在弹性限度内，物体受到外力作用发生形变时，物质的分子之间要发生相对位移。这时分子之间的斥力与引力的平衡状态被破坏，当对物体施加压力时，分子之间的距离变小，斥力较引力增加得快，分子之间斥力作用占优势，物体就表现出弹性压力：当对物体施加拉力时，分子之间的距离增大。引力较斥力增加得快，分子之间引力作用占优势，物体就表现出弹性张力，当外力撤去后，正是这种斥力或引力作用，使物体恢复原来的形状。

胡克定律的内容

弹力的大小跟形变的大小有关系，形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力就随着消失，定量地研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂，我们经常遇到的是弹簧的拉伸（或压缩）形变。实验表明，弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或縮短）的长度x成正比，写成公式就是F=kx，其中k是比例常数。叫作弹簧的劲度系数。劲度系数是一个有单位的量。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，k的单位是牛每米，劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力，劲度系数跟弹簧的长度、弹簧的材料、弹簧丝的粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。这个规律是英国科学家胡克发现的，叫作胡克定律。

胡克定律有它的适用范围。物体的形变过大，超出一定限度，上述正比关系将不再适用，这时即使撤去外力，物体也不能完全恢复原状，这个限度叫作弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用，弹性限度内的形变叫作弹性形变。