重力与弹力
厘清"重力=mg"的适用边界、弹力方向判定与受力分析的隐藏陷阱
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重力与弹力
厘清"重力=mg"的适用边界、弹力方向判定与受力分析的隐藏陷阱
形变
上一页讲弹力来自物体'想恢复原状'的本能。那它为什么会有这种本能？因为它曾经变了形。形变是弹力的'因'，弹力是形变的'果'——今天就来认识这个常被忽略的起点。
轻拉能回弹是弹性形变；猛拉过头永久变长是塑性形变；中间的临界点就是弹性限度
弹性形变
上一页我们看到，物体受力都会发生形变。但同样是形变，结果天差地别：弹簧被压后会回弹，而泥巴被捏后却留下凹痕。这一页我们就聚焦前者——能完全恢复原状的那种形变。
人压上去网面下凹，人离开后自动回弹恢复原状
弹力
前两页我们看到物体形变后「想恢复原状」——这种恢复的「渴望」本身就是一个力，叫弹力。它是力学中最常见的接触力之一，也是连接形变与运动的桥梁。
弓被拉开（弹性形变）→ 弓要恢复原状（弹力方向）→ 把箭射出去（弹力做功）
弹性限度
弹簧拉一拉能缩回去，但如果用力过猛，它就再也回不来了——这个'回不去'的临界点，就是今天要讲的弹性限度。
轻拉能回弹是弹性形变；拉到临界点变松甚至断裂，对应弹性限度
使用力的图示法
上一页我们说弹力有三个要素：大小、方向、作用点。光靠文字说不直观，物理学家早就发明了「画出来」的方法——用一根带箭头的线段，把这三个要素一次画全。
地图靠比例尺把真实距离缩到纸上；力图示靠标度把 N 数按比例画成线段
重力
学完力的图示，我们来认第一个具体的力——重力。它最神奇的地方：你根本不用碰它，地球就在拽你。
物体不管在空中还是地面，都被绳子往地心拽，所以方向总是竖直向下
重心
重心：定义、要点与典型应用
胡克定律
前面讲了弹力和弹性限度，那弹力大小究竟怎么算？弹簧测力计实验给出一个漂亮规律：挂 1 个钩码伸 2cm、挂 2 个伸 4cm——形变和弹力的比例精确不变。这就是胡克定律。
弓拉得越开（x 越大），弦给箭的推力（F）越大；弓越硬 k 越大，同样开距下推力越大
劲度系数
同样的橡皮筋，拉长 5 厘米和拉长 10 厘米，所需力气差一倍。可如果换成一根钢尺，相同的形变就需要大得多的力——这两种'倔强程度'，就是劲度系数。
越倔的人越难被说服，相当于越大的 k——同样的力只能产生更小的形变
本节要点
- ✓弹力是恢复形变的趋势，需接触与弹性形变同时成立
- ✓重力严格不等于万有引力，赤道处差异最显著
- ✓胡克定律仅在弹性限度内成立，超出后不再线性
- ✓力的三要素（大小、方向、作用点）缺一不可
- ✓重心是等效作用点，未必落在物体内部
课后思考
先自己思考，再对照参考答案。可以和同学讨论，看谁的思路更完整。
参考答案不会。超出弹性限度后发生塑性形变，撤去外力无法恢复原长，弹力与形变量的关系也不再满足胡克定律。
参考答案不一定。静止时合力为零，弹力等于重物所受合力。若还有其他力（如空气阻力、外界推力），弹力就不等于重力。
参考答案可以。胡克定律描述弹力与形变量的关系，与重力无关。只要发生弹性形变，就能通过伸长量反映外力大小。