小狐貍皮皮的物理世界

曹遠(yuǎn)強

力的三要素

聽了狐貍爺爺對力的介紹，又看了看晃蕩的沙袋，小狗汪汪恍然大悟：“我明白了，力大，物體的運動狀態(tài)改變就明顯，力小就不明顯，是嗎？”

皮皮說：“是的！我們還可以根據(jù)這個來比較力的大小。比如，小熊能提動那個石鎖，改變石鎖的運動狀態(tài)，而我卻不能，所以我的力氣比小熊的小。”

狐貍爺爺說：“力的大小確實是決定力的作用效果的重要因素，但不是全部，還有另外兩個要素影響著力的作用效果，它們合起來叫作力的三要素。”

小熊問道：“什么叫力的三要素？我從來沒聽說過！”

皮皮高興地說道：“我知道，力的大小肯定是其中一個要素。

小狗汪汪咕噥了一句：“這不是廢話嗎，剛才狐貍爺爺已經(jīng)說了。”

狐貍爺爺說：“對，力的大小是其中一個要素。另外兩個要素，一個是力的方向，一個是力的作用點。

這時，掛在樹上的兩個皮球已經(jīng)靜止，狐貍爺爺帶著皮皮他們走了過去。

“你們看，如果向左給這個球一個力，那這個球就會向左運動。如果向右給它一個力呢？那它就會向右運動。由此可見，施力方向不同，產(chǎn)生的效果也就不同。因此，力的方向也決定著力的作用效果。”

“確實如此，方向很重要。”小熊說。

“還有一個要素是作用點。你們知道，剛才我是向著球心發(fā)力的，現(xiàn)在，我保持方向不變，但是著力點改成球的邊沿。來，我們看看是什么效果！”說著，狐貍爺爺伸出手掌，向球的邊沿?fù)羧ァＰ』锇閭凅@訝地發(fā)現(xiàn)，球在向上蕩起的同時，快速地旋轉(zhuǎn)起來了。

“確實效果不同！”大家感嘆道。

“力作用在物體上的位置不同，也就是作用點不同，也會影響力的作用效果。”狐貍爺爺說。

小狗汪汪總結(jié)道：“總的來說，力有三個要素：大小、方向和作用點。”

大家正討論著力的三要素，皮皮突然大笑起來，汪汪問他：“你笑什么？”

皮皮壞笑著說：“我覺得力的作用點真的是太重要了！你想啊，我用力打你的后背，很可能沒事兒，但要是我用同樣的力打你的鼻子，那效果肯定不一樣！”

小狗汪汪覺得皮皮說的很有道理。

認(rèn)識彈力

一陣秋風(fēng)吹來，落葉飄飄。小熊、小狗、小狐貍在秋風(fēng)中揮拳踢腿，翻騰跳躍，練起了武術(shù)，狐貍爺爺則站在一邊觀看。練了一段時間后，他們開始休息。

小狗汪汪說：“狐貍爺爺，您的知識真是淵博，我們都特別佩服。要不，您再跟我們講點兒什么吧！”

狐貍爺爺說：“好吧，既然剛才我們談到了力，那下面我就給你們介紹幾種力吧！”

“好哇好哇，不過您要講得通俗一些，不然我可能聽不懂！”小熊不好意思地說。

“沒問題！首先我來介紹一下彈力。彈力就是物體因為發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。”狐貍爺爺開始介紹了。

皮皮問：“什么是彈性形變？”

“就是力施加到物體上，物體發(fā)生形變，但只要這個力撤去，該物體就會馬上恢復(fù)原狀，這種形變就叫彈性形變，它能產(chǎn)生彈力。比如，彈簧被拉伸會產(chǎn)生彈力，被壓縮也能產(chǎn)生彈力，它所發(fā)生的形變都是可以恢復(fù)的。”狐貍爺爺解釋說。

小狗汪汪說：“那有不是彈性形變的形變嗎？”

“有哇！你們來看這堆沙子。”狐貍爺爺走過去，用力向那堆沙子打了一拳，然后拿開拳頭，這時，沙堆上出現(xiàn)了一個拳頭的痕跡。

“你們看，這堆沙子發(fā)生的形變就不是彈性形變，因為它不能產(chǎn)生彈力。”狐貍爺爺指著沙堆對小伙伴們說。

“狐貍爺爺，射箭時弓所產(chǎn)生的力應(yīng)該是彈力，對吧？”小熊很有把握地說。

狐貍爺爺說：“是啊。你們看，繩子拴著沙袋，繩子對上面的樹枝和下面的沙袋都施加了拉力。這個拉力細(xì)致地分析起來就是彈力，因為繩子發(fā)生了彈性形變。”

皮皮摸了一下拉緊的繩子說：“沒看出來它發(fā)生形變了呀！”

狐貍爺爺說：“有些形變用肉眼是看不出來的，需要用儀器才能測量出來。產(chǎn)生拉力時，繩子伸長了，撤去拉力，繩子就會恢復(fù)原長。如果用橡皮繩來懸掛物體，這種形變就會很明顯。”

大家想起橡皮繩拉伸的樣子，終于理解了繩子受力時發(fā)生的彈性形變。

認(rèn)識重力

狐貍爺爺繼續(xù)介紹：“接下來我介紹一種誰也離不開的力一一重力！由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。我們?nèi)映鋈サ那驎湎聛恚瑯淙~會從樹上飄落，都是由于受到了重力的影響。”

小熊說：“重力，我知道，我們的身體也會受到重力影響，地球上沒有物體能離得開重力的作用。”

“是啊，我們就生活在地球打造的巨大的重力場中。”狐貍爺爺說。

“天上的飛鳥也受重力影響嗎？飛機(jī)呢？”小狗汪汪追問道。

狐貍爺爺說：“受哇，人造地球衛(wèi)星也同樣受重力影響呢！”

“哇，重力真是厲害呀！”三個小伙伴齊聲驚呼。

重力的方向

狐貍爺爺接著說：“接下來我來說一下重力的方向。”這時皮皮搶著說：“我知道，我知道，是向下的。”

狐貍爺爺說：“準(zhǔn)確地說，重力的方向是豎直向下，這個豎直向下是指與水平方向垂直。你們看，吊沙袋的繩子被拉直了，這就形象地展示了重力的方向。用繩子拴住一個物體，然后令物體自然下垂，向下拉直的繩子就指示著物體所受重力的方向。這種拴著一個物體，能指示物體所受重力方向的繩子，在建筑上叫作重垂線，可以用來檢查墻壁砌得直不直。”

皮皮問：“要是墻壁砌得不直會怎么樣呢？”

小熊說：“那還用說，肯定是不堅固，容易倒唄！”

狐貍爺爺說：“小熊說得對！用好重垂線，就可以把墻砌直、砌好。”

小狗汪汪提醒道：“狐貍爺爺，您講了重力的大小和方向，還沒講重力的作用點呢！”

“哦，好的好的，我接著講。重力在物體上的作用點叫作重心，每個物體都有一個重心。實際上，物體每一部分都會受到重力的作用，但是研究問題時，為了方便，我們可以認(rèn)為重力只作用在重心上。特別的是，雖然每個物體都有一個重心，但是重心卻不一定在物體上面。”

“啊？這怎么可能？！”三個小伙伴齊聲說道。

看到大家感到意外，狐貍爺爺忙拿起樹枝在地上畫起畫來。他邊畫邊講：“比如圓環(huán)狀的物體。它們的重心就不在圓環(huán)上，而是在圓環(huán)里面的中心位置上。”

看著狐貍爺爺畫的畫，三個小伙伴都開始琢磨起來。同學(xué)們，你們弄明白了嗎？

狐貍爺爺?shù)恼n堂：

力的三要素影響著力的作用效果。

力的三要素是：大小、方向和作用點。

彈力：物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。彈性形變就是外力撤去后還能恢復(fù)原狀的形變。

地球?qū)Φ厍蛏虾偷厍蚋浇奈矬w都施加了重力。

重力是由于物體受地球的吸引而產(chǎn)生的，它的大小與物體的質(zhì)量成正比（質(zhì)量越大受到的重力越大）。重力的方向是豎直向下，重力在物體上的作用點叫物體的重心，重心不一定在物體上。

（編輯 乖乖隆地洞）