明朗高中物理

接触力

发生于两个物体接触面上的作用力,称为接触力。

接触力不是基本的力,实际上是物体接触面上双方分子之间的电磁作用力。

一个物体对另一物体的接触力,也可以看成两个力,一个力沿着法向,称为法向接触力,另一个力沿着切向,称为切向接触力,也称为摩擦力。如果接触面是平面,那么法向就是垂直于平面,切向就是沿着平面。如果接触面是球面,那么法向就是沿着半径,切向就是沿着切线(切平面)。

两个物体相对静止,一个物体对另一物体的接触力,是否要看成两个力,依问题而定。例如一个100千克的人站在斜坡上不动,受到几个接触力?完全可以说他受到一个接触力,竖直向上980牛。说受到两个接触力,也可以。这里未考虑浮力。

摩擦力

两个物体相对运动时,切向接触力,也称为滑动摩擦力;相对静止时,切向接触力也称为静摩擦力。

滑动摩擦力的方向,可以由相对运动方向简单地确定,也可以运用牛顿运动定律来确定;静摩擦力方向,只能运用牛顿运动定律来确定。

有些书讲,静摩擦力的方向根据“相对运动趋势”来确定(并把这个表述写进静摩擦力的定义)。这其实也是运用牛顿运动定律来确定。如果说是利用直觉来确定,那也是利用符合牛顿运动定律的直觉来确定。这里不推荐使用没有优越性的又复杂的表述。

法向接触力

法向接触力,在不同的情况下分别被称为压力(正压力)、支持力、弹力。例如,人站立在水平地面上不动。人对地面向下的力,常称为压力,地面对人向上的力,称为支持力。人站立在斜坡上不动,人对斜坡的法向力,常称为压力,斜坡对人的法向力,常称为支持力。

法向力有时没有其他习用的称谓。一个塑料盒用胶带黏在倾斜的或水平的天花板的下表面,塑料盒对天花板的法向接触力,天花板对塑料盒法向接触力,似乎没有其它常用的称谓。

我们提倡多用法向接触力这个术语。例如,用“滑动摩擦力跟法向接触力成正比”,代替“滑动摩擦力跟压力成正比”。

支持力

物理课本上,常把某些物体受到的向上的或斜向上的法向接触力称为支持力。这会使某些情况下表述较为简洁。即使在物理上,支持力这个名词使用的范围也不大。例如,人敲击天花板下表面时,对天花板的法向接触力,常称为压力,不称为支持力。气体跟固体之间的法向力,称为压力,不称为支持力(如果兼用压力、支持力两个名词,那么浮力定义会比较繁琐)。

在其它学科,基本不使用支持力这个名词。

绳子、弹簧跟物体间的作用力

绳子跟物体间沿着绳子方向的作用力,弹簧跟物体间沿着弹簧对称轴的作用力,归为接触力是可以的,另行论述也是可以的。它们谈不上分解为切向接触力和法向接触力。

法向力

法向接触力在工程上称为法向力。在中学教学中使用法向接触力这个较长的名词,有利于更多的学生掌握基本的受力分析。

force-contact.txt · Last modified: 2018/04/01 21:07 (external edit)