物理中力是什么意思?

2024-12-20 05:59:11
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回答1:

物体之间的相互作用称为“力”。当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度(速度或动量发生变化)或者发生形变的都称为“力”。它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内,所谓形变是指物体的形状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化,包括速度大小或方向的变化,即产生加速度。力是物体(或物质)之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,前者是受力物体,后者是施力物体。只要有力的作用,就一定有受力物体和施力物体。但施力物同时也是受力物,受力物同时也是施力物。主要是看哪种物体或哪种物质是主动,哪种物体或哪种物质是被动来判断施力物与受力物。平常所说,物体受到了力,而没指明施力物体,但施力物体一定是存在的。不管是直接接触物体间的力,还是间接接触的物体间的力作用;也不管是宏观物体间的力作用,还是微观物体间的力作用,都不能离开物体而单独存在的。力的作用与物质的运动一样要通过时间和空间来实现。而且,物体的运动状态的变化量或物体形态的变化量,取决于力对时间和空间的累积效应。根据力的定义,对任何一个物体,力与它产生的加速度方向相同,它的大小与物体所产生的加速度成正比。且两力作用于同一物体所产生的加速度,是该两力分别作用于该物体所产生的加速度的矢量和。   物理学中所指的力是物体间的相互作用。相互作用是指一个物体的运动会因为其他物体的存在而改变。如何定量地描述相互作用呢?我们定义某时刻作用在某物体上的力这种相互作用正比于该物体此刻速度的变化率[1],也正比于该物体的质量。如果选取一定的单位制取比例系数为一就是牛顿定义的力的定量方法,即F=ma.其中m代表物体的惯性质量,a代表加速度。此公式使用国际单位制,质量单位用千克,加速度单位用米每二次方秒,所以SI中力的单位是千克米每二次方秒(kg·m/(s^2)),即牛顿(N)。 为什么要这样定义呢?因为定义任何概念的原则就是要便于使用。我们可以从最基本的事实出发研究这种定义的合理性。这些事实是:时空的均匀性与各向同性,任意惯性系的平权等等。
基本信息
  定义:力是物体之间的相互作用。大小、方向、作用点是力的三要素。   也可定义为动量对时间的变化率。   国际单位:牛顿,简称牛,符号是N。这是为了纪念英国科学家伊萨克·牛顿而命名的。   1 N=1 kg·m/(s^2)   测量工具:弹簧秤(弹簧测力计)   力的分类:   1)根据力的性质可分为重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。   2)根据力的效果可分为拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。   3)根据研究对象可分为外力和内力。   力的作用效果:   1)力可以使物体发生形变。   2)力可以改变物体的运动状态(速度大小、运动方向,两者至少有一个会发生改变)。
性质
  物质性:力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的。   相互性:任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。   矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。   传递速度:力的传递速度是光速,力属于偶矢量。   同时性:力同时产生,同时消失。   独立性:一个力的作用并不影响另一个力的作用。
力的描述
  力的图示:用一条有向线段把力的三要素准确的表达出来的方式成为力的图示。大小用有标度的线段的长短表示,方向用箭头表示,作用点用箭头或箭尾表示,力的方向所沿的直线叫做力的作用线。力的图示用于力的计算。   力的示意图:不需要画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向,力的示意图用于力的受力分析。
力的单位及换算
  单位    牛顿(N)   千克力(kgf)   换算    1 N=1 kg·m/(s^2)   1 kgf=9.80665 N   1 dyn=10^(-5) N   1 N≈0.10197 kgf   1 N=10^5 dyn   注:1.牛是法定单位,其余是非法定单位。   2.我国过去也有将千克力作为单位。   公式    F=ma(牛顿第二定律公式)   G=mg(g=9.8 N/kg 或=10N/kg )   g为重力加速度,质量为1千克的物体所受到的重力约为9.8牛。
平衡力
  当一物体静止或匀速直线运动时,我们则说该物体受到平衡力。   例如,当一辆车匀速直线行驶(忽略受到的其他力),我们则说该车的牵引力等于阻力,受到的重力等于地面的支持力。
常见的几种力
  万有引力   存在与宇宙万物之间的力,它使行星围绕太阳旋转,万有引力大小:F=G×m1m2/r^2,其中G为万有引力常量。   摩擦力   相互接触的两个物体,当他们要发生相对运动时,摩擦面就产生阻碍运动的力。摩擦力一定要阻碍物体的相对运动,并产生热。当你扔出一个球,球在空气之中运动时,球与空气之间就存在摩擦力,我们称之为空气阻力。当太空的尘埃物质进入地球大气层,与空气发生剧烈运动而发生剧烈摩擦而发光,这就是流星。物体表面越粗糙,摩擦力越强。人走路不会滑倒是因为有摩擦力,若摩擦力太小,人就会滑倒。摩擦力分为滑动摩擦、静摩擦和滚动摩擦。   弹力   物体发生弹性形变时产生的力,例如,你压缩一个弹簧,弹簧反抗你的压缩,这个反抗的力就是弹力。   作用力与反作用力   作用在两个物体上的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。(牛顿第三定律)。当你对物体施加一个力的同时,一定会有一个力从物体反弹回来,你所施加的力称做作用力,而从物体反弹回来的力称为反作用力,两分力的大小相等,方向相反。作用力与反作用力同时产生,同时消失。   压力   垂直作用在物体表面上的力。如,把书放在桌子上,它对桌面的作用就是压力。 它的大小等于书的物重。但是,如果书放在斜板上,这时书对斜板的压力比书的重量要小。   重力   地球有一种奇异的力量,它能把空中的物体向下拉,这种力叫做“重力”。人使劲往上跳,即使跳得很高,也会很快落到地面上。这是因为他们受了重力的作用。重力的大小叫重量。如果同样的物体到了北极或南极,它的重量也将发生改变。重力是地球与物体间万有引力的一个分力,方向指向地心,另一个分立则为物体随地球一起旋转时的向心力。   向心力   物体做圆周运动时产生的指向圆心的力,向心力是一种效果力,它的效果是产生向心加速度,在地球上,物体所受的重力实际上是地球与物体间万有引力的一个分力,另一个分力即为物体和地球一起旋转时的向心力。   离心力   离心力是向心力的反作用力,它们的大小相等,方向相反。例如,链球运动员旋转链球,手对链球施加的是链球收到的向心力,而手上感觉到的链球对手的作用力,就是离心力。
力学
  物理学的一个分支学科。它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的。力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主。运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法,而不涉及引起运动的原因。动力学是讨论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系。力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体,固体包括弹性体和塑性体,而流体则包括液体和气体。   16世纪到17世纪间,力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽利略通过对抛体和落体的研究,提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动。17世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律,使经典力学形成系统的理论。根据牛顿三条定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下,终于成为一门具有完善理论的经典力学。1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,对于高速运动物体,必须用相对力学来代替经典力学,因为经典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论。20世纪20年代量子力学得到发展,它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力学不能解释的微观现象,并且在微观领域给经典力学限定了适用范围。   经典力学   经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其它力学原理,它是20世纪以前的力学,有两个基本假定:其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来,由于物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定,实际上只适用于与光速相比的低速运动情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。   牛顿力学   它是以牛顿运动定律为基础,在17世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动,这就是牛顿力学。它以质点为对象,着眼于力的概念,在处理质点系统问题时,须分别考虑各个质点所受的力,然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自独立存在,且各自守恒,它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法,在解决简单的力学问题时,比分析力学方便简单。   分析力学   经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及分析力学。1788年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作,发表了“分析力学”。分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象,用广义坐标来描述整个力学系统的位形,着眼于能量概念。在力学系统受到理想约束时,可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题。分析力学较多采用抽象的分析方法,在解决复杂的力学问题时显出其优越性。   理论力学   是力学与数学的结合。理论力学是数学物理的一个组成部分,也是各种应用力学的基础。它一般应用微积分、微分方程、矢量分析等数学工具对牛顿力学作深入的阐述并对分析力学作系统的介绍。由于数学更深入地应用于力学这个领域,使力学更加理论化。   运动学   用纯粹的解析和几何方法描述物体的运动,对物体作这种运动的物理原因可不考虑。亦即从几何方面来研究物体间的相对位置随时间的变化,而不涉及运动的原因。   动力学   讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系。以牛顿定律为基础,根据不同的需要提出了各种形式的动力学基本原理,如达朗伯原理、拉格朗日方程、哈密顿原理,正则方程等。根据系统现时状态以及内部各部分间的相互作用和系统与它周围环境之间的相互作用可预言将要发生的运动。   弹性力学   它是研究弹性体内由于受到外力的作用或温度改变等原因而发生的应力,形变和位移的一门学科,故又称弹性理论。弹性力学通常所讨论的是理想弹性体的线性问题。它的基本假定是:物体是连续、均匀和各向同性的;物体是完全弹性体;在施加负载前,体内没有初应力;物体的形变十分微小。根据上述假定,对应力和形变关系而作的数学推演常称为数学弹性力学。此外还有应用弹性力学。如物体形变不是十分微小,可用非线性弹性理论来研究。若物体内部应力超过了弹性极限,物体将进入非完全弹性状态。此时则必须用塑性理论来研究。   连续介质力学   它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律,主要讨论一切连续介质普遍遵从的力学规律。例如,质量守恒、动量和角动量定理、能量守恒等。弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学。   相对论力学   它建立在相对论之上,与经典力学有很大的不同,它否定了时空是绝对的,很多效应是经典力学无法解释的,例如:水星的近日点进动,雷达的回波延迟等,它还指出物质的能量与质量之间存在着密不可分的关系(E=mc^2)。   量子力学   由矩阵力学与波动力学融合而成,量子力学建立在海森伯的不确定性原理和德布罗意的波粒二象性的基础上,量子力学中,粒子的状态用一个波函数∣ψ(r,t)∣表示,它是坐标r和时间t的复数函数,量子力学告诉我们在空间某点粒子的概率密度,在粒子速度不大的情况下,粒子满足的运动方程为薛定谔方程,而在粒子速度很大的相对论情况下,薛定谔方程由狄拉克方程或克莱因戈尔登方程所取代。
四种基本力(相互作用)
  强相互作用力、弱相互作用力、电磁力、万有引力。   强相互作用力将质子和中子中的夸克束缚在一起,并将原子中的质子和中子束缚在一起。一般认为,称为胶子的一种自旋为1的粒子携带强作用力。它只能与自身以及与夸克相互作用。   弱相互作用力(弱核力)制约着放射性现象,并只作用于自旋为1/2的物质粒子,而对诸如光子、引力子等自旋为0、1或2的粒子不起作用。   电磁力作用于带电荷的粒子(例如电子和夸克)之间,但不和不带电荷的粒子(例如引力子)相互作用。它比引力强得多:两个电子之间的电磁力比引力大约大10^42倍。然而,共有两种电荷——正电荷和负电荷,同种电荷之间的力是互相排斥的,而异种电荷则互相吸引。   引力是万有的,也就是说,每一粒子都因它的质量或能量而感受到引力。引力比其他三种力都弱得多。它是如此之弱,以致于若不是它具有两个特别的性质,我们根本就不可能注意到它。这就是,它会作用到非常大的距离去,并且总是吸引的。   “直到1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论后,弱作用才被很好地理解。此举在物理学界所引起的震动,可与100年前麦克斯韦统一了电学和磁学并驾齐驱。温伯格——萨拉姆理论认为,除了光子,还存在其他3个自旋为1的被统称作重矢量玻色子的粒子,它们携带弱力。它们叫W+(W正)、W-(W负)和Z0(Z零),每一个具有大约100吉电子伏的质量(1吉电子伏为10亿电子伏)。上述理论展现了称作自发对称破缺的性质。它表明在低能量下一些看起来完全不同的粒子,事实上只是同一类型粒子的不同状态。在高能量下所有这些粒子都有相似的行为。这个效应和轮赌盘上的轮赌球的行为相类似。在高能量下(当这轮子转得很快时),这球的行为基本上只有一个方式——即不断地滚动着;但是当轮子慢下来时,球的能量就减少了,最终球就陷到轮子上的37个槽中的一个里面去。换言之,在低能下球可以存在于37个不同的状态。如果由于某种原因,我们只能在低能下观察球,我们就会认为存在37种不同类型的球!   “在温伯格——萨拉姆理论中,当能量远远超过100吉电子伏时,这三种新粒子和光子的行为方式很相似。但是,大部分正常情况下能量要比这低,粒子之间的对称就被破坏了。W+、W-和Z0得到了大的质量,使之携带的力变成非常短程。萨拉姆和温伯格提出此理论时,很少人相信他们,因为还无法将粒子加速到足以达到产生实的W+、W-和Z0粒子所需的一百吉电子伏的能量。但在此后的十几年里,在低能量下这个理论的其他预言和实验符合得这样好,以至于他们和也在哈佛的谢尔登·格拉肖一起被授予1979年的物理诺贝尔奖。格拉肖提出过一个类似的统一电磁和弱作用的理论。由于1983年在CERN(欧洲核子研究中心)发现了具有被正确预言的质量和其他性质的光子的三个带质量的伴侣,使得诺贝尔委员会避免了犯错误的难堪。”   以上四种基本力的解释及介绍强力、弱力和电磁力统一理论的文字均引用自史蒂芬·霍金著《时间简史》一书。

回答2:

物体之间的相互作用称为“力”。
当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度(速度或动量发生变化)或者发生形变的都称为“力”。它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内,所谓形变是指物体的形状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化,包括速度大小或方向的变化,即产生加速度。力是物体(或物质)之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用。所以在物理学中力的研究对象是两个,即施力物体和受力物体,两者必定同时存在。
力的单位是牛顿(N)。
基本信息
  定义:力是物体之间的相互作用。大小、方向、作用点是力的三要素。
  也可定义为动量对时间的变化率。
  国际单位:牛顿,简称牛,符号是N。这是为了纪念英国科学家伊萨克·牛顿而命名的。
  1 N=1 kg·m/(s^2)
  测量工具:弹簧秤(弹簧测力计)
  力的分类:
  1)根据力的性质可分为重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
  2)根据力的效果可分为拉力、张力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。
  3)根据研究对象可分为外力和内力。
  力的作用效果:
  1)力可以使物体发生形变。
  2)力可以改变物体的运动状态(速度大小、运动方向,两者至少有一个会发生改变)。

回答3:

物体之间的相互作用称为“力”。当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度(速度或动量发生变化)或者发生形变的都称为“力”。它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内,所谓形变是指物体的形状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化,包括速度大小或方向的变化,即产生加速度。力是物体(或物质)之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,前者是受力物体,后者是施力物体。只要有力的作用,就一定有受力物体和施力物体。但施力物同时也是受力物,受力物同时也是施力物。

回答4:

5. 物质之间的相互作用。使物体获得加速度、改变方向或者发生形变的作用都称为力 [force]。如:摩擦力;斥力;引力;合力;冲力;压力;阻力;推力;拉力

回答5:

当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度(速度或动量发生变化)或者发生形变的都称为“力”。