【文章內容簡介】 固體的形變有 拉伸，壓縮，扭轉，彎曲 等多種。 實驗指出，固體的形變超過一定的限度，引起形變的力撤消后，物體不能恢復原來的形狀和大小。這個形變的限度（或與它對應的外力）就叫做該物體的 彈性限度 。 以此為界，又將形變分為彈性形變和范性形變兩大類。在彈性限度的形變叫 彈性形變 ；超過限度的形變叫 范性形變 。 任何物體在外力撤消后都會留下一些殘余的形 變，所以實際中并無絕對的 彈性形變體（即 彈性體 ）。但是，當殘余形變可以忽略時，就可把該物體當成彈性體處理。 ②、胡克定律 在彈性限度內，彈簧的彈力 ( Tf )與彈簧的伸長（或壓縮）成正比，并且總是指向恢復原長的方向。表達式為： kxfT ? ；式中， x 為彈簧的 形變量 ，等于當時的長度與形變前的長度（又稱 自由長度 ）之差； k 為彈簧的勁度系數，由彈簧自身的結構決定，可認為 k不受形變量的影響， k 是正標量。注意： 表達式中的彈力和形變量都是軸向的 ；若無特別說明，一般認為是輕彈簧，即彈簧的質量可不計。 3．摩擦力、摩擦定律 ①、摩擦力：兩個接觸的物體，當有 相對運動 或 相對運動趨勢 時，在二者的接觸面上出現(xiàn)的阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，就是摩擦力。兩個物體有相對運動的摩擦力叫滑動摩擦力。兩個物體有相對運動趨勢而未出現(xiàn)運動的摩擦力叫靜摩擦力。 ②、摩擦的規(guī)律可歸納如下： 第一：靜摩擦力不能超過某一個最大 值 mf0 ，這個最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，與接觸面積無關。即： mf0 N0?? 。 0? 為接觸面間的 靜摩擦因數 ，只由兩接觸面間的情況共同決定。在將要滑動之前的靜摩擦力都與壓力（本部分中壓力用符號 N 表示，也常用符號 NF 表示）無關，而且 ?0f mf0 ！ 第二：滑動摩擦力與接觸面積無關，與當時接觸面間的擠壓力成正比。即： Nf ?? ， ? 為接觸面間的動摩擦因數。 第三： 0? 、 ? 都取決于較軟的那個接觸面的材料 硬度 和 抗剪強度 ,一般與接觸面的粗糙程度無關?？辜魪姸缺硎窘佑|面上的小突起群抵抗 切向力 破壞的能力。與接觸面平行的方向或相對運動的方向 ,即為此處所談的 切向 。對于一定的兩個接觸面， 0? 略大于 ? ，在不要求精確計算時 ,通常多忽略 0? 與 ? 的差別 ,且常以 ? 代之。 第四：物體間的摩擦力，總是阻礙相對運動或相對運動趨勢。 五 、同向平行力 的合成、物體的重心 1．同向平行力的合成規(guī)律 實驗和理論都指出，兩個同向平行力的合力（ R）也與分力平行，其大小為兩個分力大小之和，合力作用點在分力作用點的連線上，合力作用點到分力作 用點的距離與分力的大小成反比。如圖所示。即：?????????????ABBAFFCBCAFFR 利用合比定理和相似三角形關系不難得出如下兩個推論：（設合力作用點到兩個分力線的距離分別為 Ad 、 Bd ，兩分力線相距 ABd ） 推論一、????????????????ABRFCBABRFCAAB 推論二、????????????????ABABABBAdRFddRFd 2．物體的重心位置 物體的重心是物體各部分所受重力的合力的作用點。由于在 地面上的物體都比地球小得多，因此可以認為：任何物體的各部分受的重力都互相平行（實際上都指向地心附近，因而相互間有微小的傾斜），于是任何物體的重心位置都可以用平行力的合成規(guī)律去求。 由此不難推出，均勻球體或球殼的重心都在各自的球心上；均勻環(huán)的重心在其中心環(huán)面的圓心上；總之均勻物體的重心在它的 形心 （即所謂“幾何中心”）上。由此可見，物體的重心有可能不在物體上，而在它附近空間中的某一點上；只要物體的物質分布情況一確定，物體的重心與物體各個部分的相對位置就確定了，所以 無論剛體怎樣運動，其重心對本剛體的位置總是保持不 變。 六、共點力作用下的物體的平衡條件 1．共點力作用下的物體的平衡條件：共點力作用下的物體的平衡條件，實際上就是共點力系的平衡條件，即 共點力系的合力為零 。 2．推論： 三個斜交的平衡力一定是共點力。 七、力矩 力矩 是表示力對物體產生轉動作用的物理量，它等于力和 力臂 的乘積。表達式為：M=FL，其中力臂 L 是轉動軸到 F 的 力線 的（垂直）距離。 注意：作用于同一物體的同一力，由于所取轉軸的位置不同，該力對軸的力矩大小可能發(fā)生相應的變化，對物體產生轉動作用的方向（簡稱“轉向”）也可能不同。例如如右圖中的力 F，若以 1o 為軸（即對 1o 取矩）其力矩為 M1=FL1，使物體逆時針轉，若以 2o 為軸（即對 2o 取矩）其力矩為 M2=FL2，使物體順時針轉，由圖可知 L1 L2，故 M1 M2，且二者反向。由此可見， 一談力矩，必須首先明確是以何處為軸，或對誰取矩 。 八、剛體的平衡條件 由剛化公理可知，變形體在平衡力系作用下處于平衡時，也可以當作剛體，中學又不專門研究正在變形的變形體 ，所以在此之后，我們不再專門強調剛體與一般固體的區(qū)別，在用語上則把剛體和固體都泛稱為物體。 1． 有固定轉動軸物體的平衡 平衡條件是：作用于物體上的全部外力對固定轉動軸所取力矩的代數和為零。 中學階段只研究平面力系的轉動平衡，對于實際的可轉動物體，其轉軸僅限于和力系平面垂直的方向上，這樣一來，各力矩的轉動效應不是同向就是反向，若沿著轉軸觀察，力矩的轉動效應不是使物體沿順時針轉，就是逆時針轉，若使 物體沿順時針轉的力矩為正，則使物體沿逆時針轉的力矩就為負 。 當作用在有固定轉動軸物體上的順時針方向力矩之和與逆時針方 向力矩之和相等時，物體將處于靜止或勻速轉動狀態(tài)。有固定轉動軸物體的平衡的表達式為： ?? ????? MMOM 或 2．一般物體的平衡條件 此處所談的“一般物體”是指沒有固定轉動軸物體。 對一個“一般物體”來說，作用在它上面的力的合力為零，對任意一點的力矩之和為零時，物體才能處于平衡狀態(tài)。也就是說必須一并具有或滿足下面兩個關系式： ?????? ?? ?? 0 (0FM 對任意一點） 九、物體的平衡種類 （ 1）、物體稍微移開平衡位置后，重心升高，能回到平衡位置的平衡叫 穩(wěn)定平衡 ，穩(wěn)定平衡的程度叫 穩(wěn)度 。 重 心越低，支承面面積越大，穩(wěn)度越大 。［見下圖（ a）］ （ a） （ b） （ c） （ 2）、物體稍微移開平衡位置后，重心降低，不能回到平衡位置的平衡叫 不穩(wěn)定平衡 。［見上圖（ b）］ （ 3）、物體從平衡位置移開，重心高度不變的平衡叫 隨遇平衡 。［見上圖（ c）］ 建筑物的平衡 ：建筑物是十分講究平衡的。一般地說，扁平的建筑物穩(wěn)度較大，高聳的建筑物穩(wěn)度較小。如右圖所示一塊磚，平放在地面上［右圖（ a）］重心低，支承面面積大，穩(wěn)定度很大，即便地面發(fā)生傾斜也不會失去平衡而傾倒。豎直放在 地面上［右圖（ b）］則重心高，支承面面積小，穩(wěn)定度很小，地面稍有傾斜，就會失去平衡而翻倒。 對建筑物來說，不只是造得筆直就能平衡，還要考慮到受到強大風力作用時，以及在較強烈的地震時也不會倒下。而且還要經得起時間的考驗，像上海金茂大廈這樣的超高層建筑高達，質量非常巨大，重心又非常高。它對地基的平整度及沉降度要求很高，一旦下沉不均衡造成整體傾斜，就會失去平衡而傾覆，為此金茂大廈的地下打入了數百根鋼管樁，打入深度達 79m（相當于它自身高度的 1/5）。以保證地基的堅實、平穩(wěn)。 十、流體靜力學 流體 是液體 和氣體的統(tǒng)稱，它們的共同特點，是組成物體的物質容易發(fā)生相對移動，從而具有流動性。 1． 靜止流體 的壓強 地面附近的所有流體都要受到重力作用，于是容器中的流體都要盡可能地向下運動，器壁卻將它們約束在一定的范圍內，這就使流體內的任何相鄰部分都要互相排斥擠壓。于是，流體自身的流動性和重力作用（外因）相結合，就使靜止流體中的任何一點處都存在著指向各個方向的壓強，而且深度越大的地方，這種壓強越大。 這種因重力作用而在靜止流體中產生的壓強，叫 流體的靜壓強 。 對均勻液體而言，靜壓強： ghp ?? ， ? 為液體的密度， h 為液體中所求壓強處的深度， g 為當地的重力加速度。 2．液體傳遞壓強的規(guī)律 —— 帕斯卡定律 ：被封閉的液體總要把外力對它產生的壓強大小不變地向各個方向傳遞。 3．靜止液體產生浮力的規(guī)律 —— 阿基米德原理 浸入流體中的物體受到的浮力總是豎直向上的，其力線通過被物體排開的那部分流體在原處時的重心，其大小等于那部分流體的重量。其表達式為： 排gVF ?? ；式中 ? 為被排開的那部分流體的密度， g 為當地的重力加速度， 排V 是被排開流體的體積。 注意： ①、浮力的本質是靜止流體對浸入物的壓力之合力。 ②、當浸入物與容器底部有密合式接觸時，不能死套浮力計算式（ 排gVF ?? ）。 如圖所示， A 和 B 都與液體密合，二物雖然都排開了相應的液