9. 力 | 万物有理

Step 1 现象观察

力能做什么？

🏹

拉弓射箭
力改变了物体的形状

⚽️

踢飞足球
力改变了物体的运动状态

📝 知识点： 物理学中，力是物体对物体的作用。

🤔 思考： 踢球时，足球由静止变为运动，说明力改变了物体的。

Step 2 核心概念

力的分类与性质

定义： 力是物体对物体的作用。

单位： 牛顿，简称牛，符号 N。

三要素： 大小、方向、作用点。

力的示意图

定义： 地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力。

$$ G = mg $$

方向： 竖直向下 (指向地心)。
常数 g： 约 $9.8 \text{ N/kg}$。

⚠️ g值变化： 赤道略小，两极略大。

定义： 物体发生弹性形变时产生的力。

弹簧的规律 (胡克定律)：

$$ F = k\Delta x $$

$F$：弹力大小 (N)
$k$：劲度系数 (N/m)，反映弹簧的“软硬”
$\Delta x$：弹簧的伸长量或压缩量 (m)

*注意：此定律仅在弹簧的“弹性限度”内成立。

计算公式 (滑动摩擦力)：

$$ f = \mu F_N $$

其中 $\mu$ 为动摩擦因数（与材质和粗糙度有关），$F_N$ 为正压力。

类型	定义	实例
静摩擦	相对静止但有相对运动趋势	手握水杯不掉
滑动摩擦	表面相对滑动	刹车时的车轮
滚动摩擦	表面滚动	滚珠轴承

Step 3 探究实验

物理实验室

调节质量 m (0~5kg)

m = 0 kg

📊 G-m 关系图像

重力 G = 0.0 N

🎯 任务： 改变压力或接触面，拉动木块，观察弹簧测力计示数。

变量1：压力

变量2：接触面

💡 实验结论： 滑动摩擦力的大小与和有关。

Step 4 航天计算

月球上的漫步

已知： 宇航员质量为 $60 \text{ kg}$。月球上的 $g_{月} \approx 1.6 \text{ N/kg}$。

问题： 宇航员在月球上受到的重力是多少？

$G_{月} = m \cdot g_{月} =$ N

Step 5 拓展与思考

翻转卡片探寻真相

⛓️

为何下雪天要装防滑链？

利用增大接触面粗糙程度的方法来增大摩擦力，防止车轮在冰雪路面上打滑。

👨‍🚀

太空失重时质量会变吗？

不变。 质量是物体所含物质的多少，是物质的本质属性，不随位置、形状、状态而改变。