第二章 力和能-中国青少年科学探索百科全书（上卷）

生 活中，力是无法看见的，但是人们却 能看到它的作用，感觉到它的存在。 可见力与事物的运动是息息相关的。力分为 推力和拉力，它可使物体开始或停止运动， 改变速度或方向，弯曲、伸长、扭曲或变形。 地球重力是普遍存在的力，它将人们拉至地 面，并赋予物质重量。但是要产生力，就需 要借能量来实现了。例如：玩游戏、操作机 器、生产材料和烹调食物等各种动作都需要 能量。不同类型的能量造成不同的结果。地 球上几乎所有的能量都来自太阳炽热的内 部。在力与能的转化过程中遵循这样一条规 律，即能量转化与守恒定律。在这种转化过 程中，能量是不会消失的，只是从一种形式 转化到另一种形式。这是自然界普遍存在的 一条定律。 4342 力 和 能 4342 Encyclopedia of Science for Youth中国青少年科学探索百科全书 火柴中的化学成分只需要较小 的摩擦热量就可以点燃。 旋转 摩擦力可以产生 大量的热，使木 棒点燃。 热 要举起一个重物必须施加一定的力量。 平衡力 给一个物体施加一些力，并不一定都能改变这个物体的运动 或状态。作用于同一个物体上、大小相等而方向相反的一对力称 为平衡力。作用在一个物体上的平衡力不会改变物体的运动状态。 力 中世纪时伟大的意大利科学家伽利略曾对力做了如下的解释：所谓力就是改变物质运动状态的原因。今 天，物理学界已经采纳了这种观点。在科学中，力这个词 有着简单而特殊的意义。一般情况下，力就是推或者拉。当 一个物体推或拉另一个物体时，就可以说，一个物体在对 另一个物体施力。写字时要对笔施力；拿起一本书时，就 是在对书施力；拉拉链、打篮球也一样。当往池塘水面上 扔石头打水漂，或用劲拖马车，或用锤子敲钉子时，都是 在施力。 合力 合力指对物体作用所产生的效果与几 个力共同作用于该物体时产生的效果相同 的一个力。这几个力就称为这个合力的分力。例如，甲、乙两人推一车 黄沙到目的地，甲向目的地(假定向东)拉车，乙向东推车，这时车向目 的地行驶。如果丙一人用的力的大小等于甲、乙两人用力之和，方向也 和甲、乙用力方向相同，这时车也会以同样速度向东行驶。如果甲向东 拉车，乙向北推车，这时车既不向东、也不朝北行驶，而是向东北方向， 即朝一个以甲、乙两人用的力为两边所组成的平行四边形 的对角线方向行驶。这说明合力的大小和方 向是由组成这个合力的各分力的大小和方 向决定的。 推动帆船行驶的力 依靠风力航行的帆船，曾经是水上交通的重要工具。 顺风行驶，自然“一帆风顺”，碰到逆风也能扬帆前进。帆 船逆风行驶时，船头的方向与风的方向成一个角度。当风 斜着吹在帆面上时，总要产生一个垂直作用在帆面上的压 力。它对船有两个作用:一个是使船产生横向移动的趋势， 由于船的横侧面积较大，因此这个方向运动遇到的阻力很 大，因此这种作用力几乎抵消了。另一个作用是推动船身 侧向移动，这种作用就是推动船逆风前进的主要作用力， 由于这种作用只是推动船头或船尾，因此，逆风行船时，帆 船要沿着“之”字形路线，左右迂回前进。 要想折断铅笔，需使出很大的力 量，这是因为组成铅笔的木质材 料内部有一种看不见的分子引力。 摩擦力 摩擦力是相互接触的物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象。阻碍相对运动的力叫摩擦力。摩擦力无处不在。铁钉和 螺钉固定在墙上靠的是摩擦力；各种零件装配成自行车、汽车、洗 衣机等机器也靠的是摩擦力；自行车刹车，汽车、火车制动同样 靠的是摩擦力。假如世界上没有摩擦力，人类怎样生活真是不可 思议。摩擦力给人带来很多方便，也带来了不少麻烦，例如机器 在开动时，滑动的部件之间因摩擦而浪费动力，还会使机器的部 件磨损，缩短寿命。鞋子磨破，自行车轮胎的花纹被磨平，也都 是因为能产生摩擦力的缘故。 摩擦力的种类 根据不同的摩擦现象，摩擦可分为静摩擦、滑动摩 擦和滚动摩擦。桌子放在水平地面上，用很小的力向前 推，虽然没有推动，但它已有向前运动的趋势，桌子和 地面之间就产生了摩擦力，这种摩擦力叫作静摩擦力。瓦 片盖在人字形的房顶上，铁钉和螺钉能钉在墙上，筷子能 夹住菜，人们在地面上行走，靠的都是摩擦力。物体沿另 一物体表面滑动时所产生的摩擦力，叫作滑动摩擦力。物 体受到的滑动摩擦力的方向和它的运动方向相反。对于 同样两个物体来说，接触面上产生的滑动摩擦力要比 最大静摩擦力略小一些。一个物体在另一个物体上 滚动时产生的摩擦，称为滚动摩擦。它比最大静 摩擦和滑动摩擦要小得多，在一般情况下，滚动 摩擦阻力只有滑动摩擦阻力的1/40到 1/60。 所以在地面上滚动物体要比在地面上推着物 体省力得多。 旱冰鞋的滑轮可以使人快速前进，这正是利用了滚 动摩擦的原理。 摩擦力的应用 摩擦力在生活中随 处可见。比如人走路， 击剑运动员后退，车的 前进等等。人们应用摩擦力时逐