运动和力：物理学基本概念

• 本章主要探讨了运动和力这两个物理学中的基本概念。

运动的描述

• 运动是宇宙中最普遍的现象。
• 机械运动是指物体位置随时间的变化。
• 研究机械运动时，首先要明确选择哪个物体作为参考标准，这个参考标准称为参照物。
• 同一个物体是运动还是静止，取决于所选取的参照物。这就是运动和静止的相对性。
• 要准确地描述一个物体的运动，需要确定它的位置随时间的变化。
• 速度是描述物体运动快慢的物理量，等于物体在单位时间内通过的路程。
• 速度的常用单位是米/秒 (m/s)，以及千米/小时 (km/h)。1 m/s = 3.6 km/h。
• 匀速直线运动是指物体沿着直线，且速度大小保持不变的运动。
• 变速运动是指物体速度大小变化的运动。
• 平均速度粗略地描述物体在一段时间内的运动快慢。

力

• 力是物体对物体的作用。
• 力不能脱离物体而存在，施加力的物体是施力物体，受到力的作用的物体是受力物体。
• 物体间的相互作用总是同时发生，因此力总是成对出现。
• 力可以改变物体的运动状态（速度大小或方向的改变）或形状。
• 力的单位是牛顿（N）。
• 力的大小、方向和作用点是力的三要素，它们都能影响力的作用效果。
• 力的示意图是用一条带箭头的线段来表示力，箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点，线段的长度表示力的大小。

牛顿第一定律

• 牛顿第一定律指出，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
• 牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
• 惯性是物体具有的保持原来运动状态不变的性质。一切物体都具有惯性，质量越大，惯性越大。
• 牛顿第一定律是在实验基础上，通过推理概括得出的，不能用实验直接验证。

二力平衡

• 如果物体受到两个力的作用，且保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力相互平衡。
• 二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上。
• 平衡力与相互作用力的区别在于：平衡力作用在同一物体上，而相互作用力作用在不同的物体上。

摩擦力

• 两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
• 摩擦力产生的条件：两物体相互接触且接触面粗糙；两物体间有相互作用的压力；两物体间有相对运动或相对运动的趋势。
• 静摩擦力是发生在有相对运动趋势的物体之间的摩擦力。
• 滑动摩擦力是发生在有相对运动的物体之间的摩擦力。
• 滚动摩擦力是发生在有相对滚动的物体之间的摩擦力。
• 变滑动摩擦力为滚动摩擦力可以大大减小摩擦。
• 影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。
• 在其他条件相同的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大；接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
• 增大有益摩擦的方法包括增大压力、使接触面更粗糙等。
• 减小有害摩擦的方法包括减小压力、使接触面更光滑、变滑动为滚动、使接触面分离等。