力的分类

第二章：力物体的平衡

第一模块：力的的概念及常见的三种力

『夯实基础知识』

一．力

1、定义：力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用。

2、力的性质

（1）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，另一个是其受力物体。把握住力

的物质性特征，就可以通过对形象的物体的研究而达到了解抽象的力的概念之目的。

（2）矢量性：作为量化力的概念的物理量，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。把握住力的矢量性特征，就应该在定

量研究力时特别注意到力的方向所产生的影响，就能够自觉地运用相应的处理矢量的“几何

方法”。

（3）瞬时性：力作用于物体必将产生一定的效果，物理学之所以十分注重对力的概念的

研究，从某种意义上说就是由于物理学十分关注力的作用效果。而所谓的力的瞬时性特征，

指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的。把握住力的瞬时性特性，应可以在对力概念的

研究中，把力与其作用效果建立起联系，在通常情况下，了解表现强烈的“力的作用效果”

往往要比直接了解抽象的力更为容易。

（4）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。把握住力的独立性特征，就可以采用分解的手段，把产生不同效果的不同分力分解开分

别进行研究。

（5）相互性：力的作用总是相互的，物体A施力于物体B的同时，物体B也必将施力

于物体A。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。把握住力的相互性特征，就可以灵活

地从施力物出发去了解受力物的受力情况。

3、力的分类：

①按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等（按现代物理

学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用；短程相

互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。）

②按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等

③按研究对象分类：内力和外力。

④按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接

触力。

说明：性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。

4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态．

A、瞬时效应：使物体产生加速度F=ma

B、时间积累效应：产生冲量I=Ft，使物体的动量发生变化Ft=△p

C、空间积累效应：做功W=Fs，使物体的动能发生变化W=△E

k

5、力的三要素是：大小、方向、作用点．

6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。

7、力的单位：是牛顿，使质量为1千克的物体产生1米／秒2加速度力的大小为1牛顿．

二．重力

1、产生：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。

说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力．重力是

地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物

体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物

体的引力。

（1）重力的大小：重力大小等于mg，g是常数，通常等于9.8N/kg．（说明：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）

（2）重力的方向：竖直向下的．（说明：不可理解为跟支承面垂直）

（3）重力的作用点—重心：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．

①质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心．

②不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置．

说明：（l）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．

三、弹力

弹力：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．

（1）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。

（1）弹力产生的条件：

①物体直接相互接触；

②物体发生弹性形变．

（2）弹力的方向：跟物体恢复形状的方向相同．

①一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；

支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体．

②一般情况：凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体

产生的弹力；拉力的方向总是沿线（或绳）的方向．

③杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。

④弹力方向的特点：由于弹力的方向跟接触面垂直，面面结触、点面结触时弹力的方向

都是垂直于接触面的．

（3）弹力的大小：

①与形变大小有关，同一物体形变越大弹力越大

②对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律计算。

胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变

量和弹簧形变量的改变量成正比。

③一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。

④可由力的平衡条件或牛顿运动定律求得

四、摩擦力

1、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体

阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．

（1）产生条件：

①接触面是粗糙；

②两物体接触面上有压力；

③两物体间有相对滑动．

（2）方向：总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反．

（3）大小—滑动摩擦定律

滑动摩擦力跟正压力成正比，也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。

即

N

Ff其中的F

N

表示正压力，不一定等于重力G。为动摩擦因数，取决于两个物体

的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关。

2、静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体

对它的力，叫做静摩擦力．

（1）产生条件：①接触面是粗糙的；②两物体有相对运动的趋势；③两物体接触面上

有压力．

（2）方向：沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反．

（3）大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但

不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤f

m

，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。

必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF

N

计算，只有当静摩擦力达到最大值

时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=μF

N

3、摩擦力与物体运动的关系

①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物

体的运动方向相反。

如：课本上的皮带传动图。物体向上运动，但物体相对于皮带有向下滑动的趋势，故摩

擦力向上。

②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。

如上例，摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑，但恰恰是摩擦力使物体向上运动。

注意：以上两种情况中，“相对”两个字一定不能少。

这牵涉到参照物的选择。一般情况下，我们说物体运动或静止，是以地面为参照物的。

而牵涉到“相对运动”，实际上是规定了参照物。如“A相对于B”，则必须以B为参照物，而

不能以地面或其它物体为参照物。

③摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。

④受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。

⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反

第二模块：力的合成与分解

『夯实基础知识』

1、合力和力的合成：一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同，

这个力就叫那几个力的合力，求几个力的合力叫力的合成．

2、力的平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段

为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。

共点的两个力F

1

，F

2

的合力F的大小，与它们的夹角θ有关，θ越大，合力越小；θ越

小，合力越大，合力可能比分力大，也可能比分力小，F

1

与F

2

同向时合力最大，F

1

与F

2

反

向时合力最小，合力大小的取值范围是|F

1

－F

2

|≤F≤（F

1

＋F

2

）

多个力求合力的范围

有n个力

n

FFFF……、、、

321

，它们合力的最大值是它们的方向相同时的合力，即

FF

i

i

n

max







1

，而它们的最小值要分下列两种情况讨论：

①若n个力FFFF

n123

、、、……

中的最大力F

m

大于

F

i

iim

n





1，

，则它们合力的最小值

是FF

mi

iim

n



















1，

②若n个力FFFF

n123

、、、……

中的最大力F

m

小于

F

i

iim

n





1，

，则它们合力的最小值

是0。

3、三角形法则：求两个互成角度的共点力F

1

，F

2

的合力，可以把F

1

，F

2

首尾相接地画出

来，把F

1

，F

2

的另外两端连接起来，则此连线就表示合力F的大小和方向；

4、分力与力的分解：如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同，这几个力叫

原来那个力的分力．求一个力的分力叫做力的分解．

5、分解原则：平行四边形定则．

力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循的平行四边形定则。

同样，由力的分解所遵循的平行四边形定则可知：如不加任何限制而将某个力分解为两

个分力，则可以得到无数种分解的方式，这是毫无意义的。通常作力的分解时所加的限制有

两种：按照力的作用效果进行分解，按照所建立的直角坐标将力作正交分解

6、正交分解法

物体受到多个力作用时求其合力，可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解，然

后再分别沿这两个方向求出合力，正交分解法是处理多个力作用用问题的基本方法，值得注

意的是，对

x

、y方向选择时，尽可能使落在

x

、y轴上的力多；被分解的力尽可能是已知

力。步骤为：

①正确选择直角坐标系，一般选共点力的作用点为原点，水平方向或物体运动的加速度

方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。

②正交分解各力，即分别将各力投影在坐标轴上，分别求出坐标轴上各力投影的合力。

③分别求出x轴方向上的各分力的合力Fx和y轴方向上各分力的合力Fy。

Fx=F1x＋F2x＋…＋Fnx

Fy=F1y＋F2y＋…＋Fny

③利用勾股定理及三角函数，求出合力的大小和方向，共点力合力的大小为

F=22

yx

FF，合力方向与X轴夹角

x

y

F

F

arctan

第三模块：受力分析、物体的平衡

『夯实基础知识』

物体受力情况的分析

（1）物体受力情况分析的理解：把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力

一个不漏，一个不重地找出来，并画出定性的受力示意图。对物体进行正确地受力分析，是

解决好力学问题的关键。

（2）物体受力情况分析的方法：为了不使被研究对象所受到的力与所施出的力混淆起来，

通常需要采用“隔离法”，把所研究的对象从所处的物理环境中隔离出来；为了不使被研究对

象所受到的力在分析过程中发生遗漏或重复，通常需要按照某种顺序逐一进行受力情况分

析，而相对合理的顺序则是先找重力，再找接触力（弹力、摩擦力），最后分析其它力（场

力、浮力等）。

重力是否有；弹力看四周；分析摩擦力；不忘电磁浮

（3）受力分析的几个步骤．

①灵活选择研究对象：也就是说根据解题的目的，从体系中隔离出所要研究的某一个物

体，或从物体中隔离出某一部分作为单独的研究对象，对它进行受力分析．

所选择的研究对象要与周围环境联系密切并且已知量尽量多；对于较复杂问题，由于物

体系各部分相互制约，有时要同时隔离几个研究对象才能解决问题．究竟怎样选择研究对象

要依题意灵活处理．

②对研究对象周围环境进行分析：除了重力外查看哪些物体与研究对象直接接触，对它

有力的作用．凡是直接接触的环境都不能漏掉分析，而不直接接触的环境千万不要考虑进

来．然后按照重力、弹力、摩擦力的顺序进行力的分析，根据各种力的产生条件和所满足的

物理规律，确定它们的存在或大小、方向、作用点．

③审查研究对象的运动状态：是平衡态还是加速状态等等，根据它所处的状态有时可以

确定某些力是否存在或对某些力的方向作出判断．

④根据上述分析，画出研究对象的受力分析图；把各力的方向、作用点（线）准确地表

示出来．

（4）物体受力情况分析的依据：在具体的受力分析过程中，判断物体是否受到某个力的

依据通常有如下三个。

①从力的概念判断，寻找施力物体；

②从力的性质判断，寻找产生原因；

③从力的效果判断，寻找是否产生形变或改变运动状态

六．平衡概念的理解及平衡条件的归纳

1．共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力

2．平衡状态：在共点力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动的状态。

说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的加速度为零，

仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻，物体速度

为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零．

3．共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即＝

合

F0

说明；

①三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；

②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下

的（N-1）个力的合力等大反向。

③若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：F

X合=0，F

Y合=0；

★④有固定转动轴的物体的平衡条件

转动平衡状态是静止或匀速转动状态；其共同的物理本质是描述转动状态的角速度这一

物理量保持恒定；而能够迫使物体转动角速度发生变化的只有力矩，所以在有固定转动轴的

物体的平衡条件是：物体所受到的合力矩为零，即M=0。

4．力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡

(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用，这两个力一定大小相等、方向相反、作用在

一条直线上，即二力平衡

(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用，则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一

个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上

(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用，则宜用正交分解法处理，此

时的平衡方程可写成











0

0

y

x

F

F

①确定研究对象；②分析受力情况；③建立适当坐标；④列出平衡方程

5．解决力的平衡问题常用的方法