“力”知識延伸

彭征

“力”這章主要介紹抽象的力的概念。認識重力、彈力這兩個具體的力。通過本章的學習，同學們可以將日常生活中豐富的力學方面的感性認識逐步深化。從而形成力的物理概念。了解下面這些知識。將有助于你更深入地理解本章內容。

物體的形變與彈力之間的關系

彈力，又稱彈性力。當物體受到外力作用而產生形變時，在物體內部即產生一種抗拒形變力圖使物體恢復原來形狀的力。這種力就叫作彈力。

彈力產生于直接接觸的物體之間。并且以物體產生彈性形變為先決條件，所以。凡是相互接觸而且發生彈性形變的物體之間。都存在著彈力的相互作用。同時，由于產生形變。物體內部各部分之間，也存在著彈力的相互作用。

在彈性限度內，彈力的大小跟形變量成正比：達到平衡時，彈力大小等于引起形變的外力，就兩個物體來說，彈力的方向總是跟引起形變的作用力的方向相反。兩個堅硬物體之間由于拉伸或壓縮形變產生的彈力，其方向垂直于接觸面，并且與形變的趨向相反：繩等柔軟物體與其他物體之間由于拉伸形變而產生的彈力。其方向沿柔軟物體本身，也與形變的趨向相反。

彈力產生的原因

在彈性限度內，物體受到外力作用發生形變時，物質的分子之間要發生相對位移。這時分子之間的斥力與引力的平衡狀態被破壞，當對物體施加壓力時，分子之間的距離變小，斥力較引力增加得快，分子之間斥力作用占優勢，物體就表現出彈性壓力：當對物體施加拉力時，分子之間的距離增大。引力較斥力增加得快，分子之間引力作用占優勢，物體就表現出彈性張力，當外力撤去后，正是這種斥力或引力作用，使物體恢復原來的形狀。

胡克定律的內容

彈力的大小跟形變的大小有關系，形變越大，彈力也越大，形變消失，彈力就隨著消失，定量地研究各種形變中彈力和形變的關系比較復雜，我們經常遇到的是彈簧的拉伸（或壓縮）形變。實驗表明，彈簧彈力的大小F和彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比，寫成公式就是F=kx，其中k是比例常數。叫作彈簧的勁度系數。勁度系數是一個有單位的量。在國際單位制中，F的單位是牛，x的單位是米，k的單位是牛每米，勁度系數在數值上等于彈簧伸長（或縮短）單位長度時的彈力，勁度系數跟彈簧的長度、彈簧的材料、彈簧絲的粗細等都有關系。彈簧絲粗的硬彈簧比彈簧絲細的軟彈簧勁度系數大。這個規律是英國科學家胡克發現的，叫作胡克定律。

胡克定律有它的適用范圍。物體的形變過大，超出一定限度，上述正比關系將不再適用，這時即使撤去外力，物體也不能完全恢復原狀，這個限度叫作彈性限度。胡克定律在彈性限度內適用，彈性限度內的形變叫作彈性形變。