前 言


　　百年大计，教育为本。建设有中国特色的社会主义，要靠我国有知识 的各类人才。发展教育事业，把教育事业放到突出的战略地位，切实提高 全民族的文化素质，为科技的发展、经济的振兴、社会的进步，培养合格 的人才，是我国面临的重大而迫切的任务，也是我们中华民族自立于世界 民族之林的重要问题。
　　随着我国四化建设和教育事业的发展，教师队伍不断壮大。他们可能 由于教学经验不足，在教学中会遇到一些困难，急需增强基础知识，提高 自身教学水平的工具书。因此，我们组织了有多年教学经验的老教师，编 写了一套《中小学教师实用各科辞典》。这套辞典的出版，若能对教师的 教学有帮助，从而为促进我国教育事业的发展做出微薄贡献，我们和辞典 的编写者就得到了最大的满足。
　　参加《中学教师实用物理辞典》编写的有孙旭初，王文勋，童恒珞， 叶九成，由尚世铉、刘锡龙、高尚惠教授分别审定。




1988 年 8 月

《中小学教师实用各科辞典》编委会

凡 例


　　一、本辞典共分为力学、热学、电磁学、光学、原子和原子核、单位 和其他以及附录七个部分。前五部分基本上与现行教科书学科顺序相同。 二、本辞典主要是为中学物理教学而编写的。旨在作为中学物理教师 在教学中的参考用书。所收集的词目均是现行中学教材中出现的物理学名
词、定律、定理、定则以及重要的物理现象和仪器设备等。 三、为了体现其实用性，在有些辞目中解释较为详细。对必要的公式
推导和定理证明以及重要定律的说明作了一些数学上的处理。便于教师在 教学中参考。全书共收集词条 1206 条。
　　四、对教材中出现的有些物理学家也作为词条加以简单的介绍。科学 家原名的书写均参照 1986 年 12 月出版的科学技术史词典的拼法。
　　五、词目出现的顺序，基本按其在教科书中出现的前后顺序编排。对 一词多义的条目，均保留词目并指出见词目××。
　　六、对于单位、物理量方面的词目以及与教学内容有关（或学生应知 道的物理常识的条目）但教科书中未出现的词目，专门收集在单位与其他 一章中。
　　七、对于常用的物理单位及物理常数。收集在附录中。附录均是物理 量、物理常数的表格。以便需要时查找。
八、为查找方便起见，本书前有按词目出现顺序排列的目录。书后附有按笔画顺 序而编排的词目笔画索引。



【力学】

一、力学

　　物理学的一个分支学科。它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应 用的。力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。静力学是以讨论物体 在外力作用下保持平衡状态的条件为主。运动学是撇开物体间的相互作用 来研究物体机械运动的描述方法，而不涉及引起运动的原因。动力学是讨 论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系。力学也可 按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质 通常分为固体和流体，固体包括弹性体和塑性体，而流体则包括液体和气 体。
　　16 世纪到 17 世纪间，力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽 利略通过对抛体和落体的研究，提出惯性定律并用以解释地面上的物体和 天体的运动。17 世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律，使经典力学形 成系统的理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落 体运动规律和行星的运动轨道。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推 广下，终于成为一门具有完善理论的经典力学。1905 年，爱因斯坦提出狭 义相对论，对于高速运动物体，必须用相对力学来代替经典力学，因为经 典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论。20 世纪 20 年代量子力学 得到发展，它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力 学不能解释的微观现象，并且在微观领域给经典力学限定了适用范围。
　　
【经典力学】
　　经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其它 力学原理，它是 20 世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和 空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互 作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限 精确地加以测定。20 世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴 露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比的低速运动情况。在 高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假 定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被 精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定
律。

【牛顿力学】
　　它是以牛顿运动定律为基础，在 17 世纪以后发展起来的。直接以牛顿 运动定律为出发点来研究质点系统的运动，这就是牛顿力学。它以质点为 对象，着眼于力的概念，在处理质点系统问题时，须分别考虑各个质点所 受的力，然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自 独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛 顿力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学 方便简单。
　　
【分析力学】
　　经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及 分析力学。1788 年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作，发表了“分 析力学”。分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象，用广义坐标来 描述整个力学系统的位形，着眼于能量概念。在力学系统受到理想约束时， 可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题。分析力学较多采用抽 象的分析方法，在解决复杂的力学问题时显出其优越性。
　　
【理论力学】
　　是力学与数学的结合。理论力学是数学物理的一个组成部分，也是各 种应用力学的基础。它一般应用微积分、微分方程、矢量分析等数学工具 对牛顿力学作深入的阐述并对分析力学作系统的介绍。由于数学更深入地 应用于力学这个领域，使力学更加理论化。
　　
【运动学】
　　用纯粹的解析和几何方法描述物体的运动，对物体作这种运动的物理 原因可不考虑。亦即从几何方面来研究物体间的相对位置随时间的变化， 而不涉及运动的原因。
　　
【动力学】
　　讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系。以 牛顿定律为基础，根据不同的需要提出了各种形式的动力学基本原理，如 达朗伯原理、拉格朗日方程、哈密顿原理，正则方程等。根据系统现时状 态以及内部各部分间的相互作用和系统与它周围环境之间的相互作用可预 言将要发生的运动。
　　
【弹性力学】
　　它是研究弹性体内由于受到外力的作用或温度改变等原因而发生的应 力，形变和位移的一门学科，故又称弹性理论。弹性力学通常所讨论的是 理想弹性体的线性问题。它的基本假定是：物体是连续、均匀和各向同性 的；物体是完全弹性体；在施加负载前，体内没有初应力；物体的形变十 分微小。根据上述假定，对应力和形变关系而作的数学推演常称为数学弹 性力学。此外还有应用弹性力学。如物体形变不是十分微小，可用非线性 弹性理论来研究。若物体内部应力超过了弹性极限，物体将进入非完全弹 性状态。此时则必须用塑性理论来研究。
　　
【连续介质力学】
　　它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律，主要讨论一切连续 介质普遍遵从的力学规律。例如，质量守恒、动量和角动量定理、能量守 恒等。弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学。
　　
【力】
　　物体之间的相互作用称为“力”。当物体受其他物体的作用后，能使 物体获得加速度（速度或动量发生变化）或者发生形变的都称为“力”。 它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内，所谓形变是指物体的形 状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化，包括速度 大小或方向的变化，即产生加速度。力是物体（或物质）之间的相互作用。 一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用，前者是受 力物体，后者是施力物体。只要有力的作用，就一定有受力物体和施力物 体。平常所说，物体受到了力，而没指明施力物体，但施力物体一定是存 在的。不管是直接接触物体间的力，还是间接接触的物体间的力作用；也 不管是宏观物体间的力作用，还是微观物体间的力作用，都不能离开物体 而单独存在的。力的作用与物质的运动一样要通过时间和空间来实现。而 且，物体的运动状态的变化量或物体形态的变化量，取决于力对时间和空 间的累积效应。根据力的定义，对任何一个物体，力与它产生的加速度方 向相同，它的大小与物体所产生的加速度成正比。且两力作用于同一物体 所产生的加速度，是该两力分别作用于该物体所产生的加速度的矢量和。 力是一个矢量，力的大小、方向和作用点是表示力作用效果的重要特 征，称它为力的三要素。力的合成与分解遵守平行四边形法则。在国际单
位制（SI）中，规定使质量为一千克的物体，产生加速度为 1 米／秒 2 的 力为 1 牛顿，符号是 N。（1 千克力＝9．80665 牛顿。1 牛顿＝105 达因） 力的种类很多。根据力的效果来分的有压力、张力、支持力、浮力、 表面张力、斥力、引力、阻力、动力、向心力等等。根据力的性质来分的 有重力、弹力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等。在中学阶段， 一般分为场力（包括重力、电场力、磁场力等），弹力（压力、张力、拉
力等），摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力等）。

【力的三要素】
　　力的大小、方向和作用点合称为“力的三要素”。常用有向线段来表 示力。线段的长度跟力的大小成正比，箭头表示力的方向，线段的起点表 示力的作用点。用上述方式表示力叫“力的图式法”。当考虑有关力的问 题时，必须考虑这三个要素。
　　
【物性】
　　是物理学的内容之一，是研究有关物质的气、液、固三态的力学和热 学性质的科学。物性学原指研究物质三态的机械性质和热性质的学科。随 着对物质性质的研究，逐渐由力学和热学扩展到电磁学、光学等方面，物 性学所涉及的范围太广，现已不再作为一门单独的学科，而将其内容分别 纳入有关的部门。
　　
【物理变化】
　　指物质的状态虽然发生了变化，但一般说来物质本身的组成成分却没 有改变。例如：位置、体积、形状、温度、压强的变化，以及气态、液态、 固态间相互转化等。还有物质与电磁场的相互作用，光与物质的相互作用， 以及微观粒子（电子、原子核、基本粒子等）间的相互作用与转化，都是 物理变化。
　　
【物质】
　　物质为构成宇宙间一切物体的实物和场。例如空气和水，食物和棉布， 煤炭和石油，钢铁和铜、铝，以及人工合成的各种纤维、塑料等等，都是 物质。世界上，我们周围所有的客观存在都是物质。人体本身也是物质。 除这些实物之外，光、电磁场等也是物质，它们是以场的形式出现的物质。 物质的种类形态万千，物质的性质多种多样。气体状态的物质，液体 状态的物质或固体状态的物质；单质、化合物或混合物；金属和非金属； 矿物与合金；无机物和有机物；天然存在的物质和人工合成的物质；无生 命的物质与生命物质以及实体物质和场物质等等。物质的种类虽多，但它 们有其特性，那就是客观存在，并能够被观测，以及都具有质量和能量。
　　
【物体】
　　由物质构成的，占有一定空间的个体都称为物体。通过人类感觉器官 可感觉到它存在的客观现实。
　　
【张力】
　　被拉伸的弦、绳等柔性物体对拉伸它的其他物体的作用力或被拉伸的 柔性物体内部各部分之间的作用力。例如，某绳 AB 可以看成是 A C 和 C B 两段组成，其中 C 为绳 A B 中的任一横截面，AC 段和 CB 段的相互作用力 就是张力。在绳的截面上单位面积所受的张力称为张应力。
　　
【力的单位】
　　在 m·k·s 制中力的单位是“牛顿”。力的大小，习惯上用重量的单 位。若在弹簧秤上挂 500 克的砝码时的伸长长度与用手拉弹簧秤的伸长长 度相同时，手的拉力便与 500 克砝码的重力大小相同。因此，与 500 克的 重量同样作用的力，就用 500 克的力来表示。但实际上，克、千克都是质 量的单位，克重或千克重等重量单位是属于力的一种重力单位，不能代表 全部，而且在计算上数值不同，故有力之绝对单位。依牛顿力学的定义： 力＝质量×加速度。质量为 1 千克的质点，在力的方向产生 1 米／秒 2 的 加速度时，则称该力为 1 千克·米／秒 2＝1 牛顿。因质点受地球引力作用， 下落时的重力加速度为 g＝9．8 米／秒 2，故质量为 1 千克的质点的重量 W
＝mg＝1×9．8 千克·米／秒 2＝9．8 牛顿。

【牛顿】
它是国际单位制中力的单位。使质量是 1 千克的物体获得 1 米·秒-2
加速度的力叫作 1“牛顿”。符号用 N 表示。（1 牛顿＝105 达因）。

【重力】
　　地球对物体的引力称为“重力”。关于重力有各种不同的解释，如， 是一个物体在宇宙中受到其他物体万有引力作用的总合；重力即地球对物 体的吸引力；重力是由于地球的吸引而使物体受到的力；宇宙中的每个质 点与其它质点之间，都存在着一种引力性的相互作用，与两质点质量的乘 积成正比，与其间距离的平方成反比，这种相互作用称为“重力”。
　　上述几种讲法虽略有区别，但强调了它们的本质是引力。因为处于引 力场的物体都受到重力，重力的本质是引力相互作用。地面附近的物体， 由于其它天体距离它很远，地球上其它物体对它的万有引力很小，所以该 物体的重力是指地球对它的万有引力，其方向指向地心。离地面愈远，重 力愈小。同一物体在地球上不同地点重力也稍有不同，从赤道到两极重力 是逐渐增加的，因为地球是一个扁球体，其赤道处半径大于两极半径。地 球上的物体随地球的自转而作匀速圆周运动，作匀速圆周运动的物体所需 的向心力，来源于地球对物体的引力。向心力与重力同为引力的分力。由 于地球上各地的地形与地质构造不同，物体在地球上不同的地点引力将有 所变化，而物体的重力也随之而变化。利用这种重力的变化可以探矿（可 探测煤、铁、铜矿及石油的蕴藏量等）。
　　
【重量】
　　在地球表面附近，物体所受重力的大小，称为“重量”。地球表面上 的物体，除受地球对它的重力作用外，由于地球的自转，还将受到惯性离 心力的作用，这两个力的合力的大小称为该物体的重量。习惯上人们认为： 物体所受到的重力就是它本身的重量。对重量的解释有许多说法，例如， 重量就是重力；物体的重量就是地球对该物体的万有引力；重量即物体所 受重力的大小；重量是物体静止时，拉紧竖直悬绳的力或压在水平支持物 上的力。
　　上述几种讲法，有的强调重量即重力，是矢量，它们的本质是引力。 有的强调重力不是矢量，重量是重力的大小，是标量。还有的是以测量法 则作为重量的定义。这些不同的定义只是解释的不同而已，谈不到对与错。 质量为 1 千克的物体，在纬度 45°的海平面上所受的重力即重量称为
1 千克力。不同的物体重量不同，同一物体在地球上的位置不同，它的重 量也有差异。1 千克的物体，在赤道上称得重量是 0．0973 千克力，而在 北极称之则是 1．0026 千克力。同一物体所处位置不同，其质量不变，而 重量则愈近两极和愈近地面则愈大。

【重心】
　　物体各部分所受重力的合力的作用点。在物体内各部分所受重力可看 作是一组平行力，不管该物体在重力场中如何放置，这些平行力的合力永 远通过物体上的某一固定点，该点就是物体的“重心”。均匀物体的重心， 只跟物体的形状有关。有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上。 例如，均匀真棒的重心在棒之中央；均匀球体的重心在球心，三角板的重 心在三角形三条中线的交点；正方形的重心在两对角线的交点；立方体的 重心在中心。不均匀物体的重心的位置，除跟物体的形状有关外，还跟物 体内部质量的分布有关。例如，载货汽车的重心随载货的多少，以装车的 位置而不同；起重机的重心是随着提升物体的重量和高度而变化。对一般 物体求重心可用悬线法，用线悬挂物体，在平衡时，合力的作用点（重心） 一定在悬挂线的延长线上，然后把悬挂点换到物体上的另一点，再使它平 衡，则重心一定也在新的悬挂线的延长线上，前后两线的交点就是重心的 位置。
　　
【质量】
　　物理学中基本概念之一，在牛顿定律中质量的概念是作为物体的惯性 的量度而提出的。在牛顿第二定律中，关于“质量”的阐述是：若作用力 不变，那么物体获得的加速度与它的质量成反比。这一质量是物体惯性大
小的量度，称之为“惯性质量”。物体 A 和 B 的惯性质量 mA 和 mB 之比，定
义为在同一作用力下它们所获得的加速度 CA 和 aB 的反比，即
mA∶mB＝aB∶aA
　　用一选定的标准体为惯性质量的标准，其它物体的惯性质量的大小， 可根据上述关系式，用测量加速度的办法与标准体的惯性质量加以比较来 求出。
　　物体都是引力场的源泉，都能产生引力场，也都受引力场的作用。通 过万有引力定律将物体的这一属性表现出来：
F ? G m1 m2
r 2
其中 m1 和 m2 代表两个物体各自产生引力场和受引力场作用的本领，也
叫做两物体各自的“引力质量”。r 代表两物体间的距离，F 是作用于两个 物体间的万有引力，G 是一个常数，其大小由选择 F、r、m1 和 m2 的单
' '
位而定。由万有引力定律公式知，物体A和B的引力质量m A 和m B 之比，
定义为它们各自与另一物体的万有引力 FA 和 FB 之比，即
m′ ∶m ′ ＝F ∶F
　　所以用测得引力的方法，可把一待测物体的引力质量与一标准体的引 力质量加以比较的方法来测量引力质量。这就是用天平来测物体质量的办 法。所以说，天平测的是引力质量的大小。
　　同种物质质量的大小和该物质的多少成正比，有时亦可将质量定义 为：物体所含物质的多少。后来质量的值一般用物体所受外力和由此得到 的加速度之比来表示。在同样外力作里下，惯性较大的物体得到的加速度 较小，也就是它的质量较大。当物体作高速（即其速度ν接近光在真空中
　　
的速度c）运动时，物体的质量m与其速度ν有关，其关系为m＝

m 0 ，
l ? v

c2
式中 m0 为物体在静止状态（ν＝0）时的质量，称为“静止质量”。根据
这一关系式，质量随速度的增大而增加，但只有ν接近光速 c 时才显著， 通常ν比 c 小得多，m 和 m0 相差很微小，故质量可看做是一个不变的恒量。 由于惯 质量同它的引力质量在数值上相等，故在物理学中，惯性质量和引
力质量统称为质量。

【质量和重量】
质量和重量是完全不同的两个物理量，绝不能混淆，现比较如下：
　　1．定义不同。质量是物体惯性的量度，它是任何物体都固有的一种属 性。重量则反映了物体所受重力的大小，它是受地球的吸引而引起的。
2．质量是标量。重量是矢量。
　　3．牛顿力学中的质量是一个恒量，重量则随物体所处的纬度和高度的 不同而变化。质量为 1 千克的物体，只有在纬度 45°的海平面上重量才是
1 千克，这个千克后面加个“力”字，与质量的千克加以区别。若将这个 物体放在赤道，它的重量为 0．9973 千克力；放在北极，它的重量则是1．0026 千克力。
　　物体无论是否受到重力的作用，它总是具有质量的。例如，宇宙飞船 远离地球，摆脱了地球的引力，就无所谓重量了，但物体的质量仍然存在。 当关掉发动机之后。宇宙飞船，仍能凭借惯性继续飞行，这说明物体的质 量仍在起作用。
　　4．质量用天平测定。重量则用弹簧秤测之。其原因是：天平是等臂杠 杆。设臂长为 L，被测物体的重量是 W1，砝码的重量是 W2。当天平平衡时， 根据杠杆平衡原理得到
W1L＝W2L
W1＝W2
　　所以，当天平平衡时，物体与砝码的重量是相等的。由于物体和砝码 在地球上的同一地点，设此地的重力加速度为 g，则 W1＝m1g，W2＝m2g。
因此，m1g＝m2g m1＝m2
　　从上式知，一个物体无论在地球上任何地方，用天平来称量，物体的 质量总是等于跟它平衡的砝码的质量。由砝码的质量数，就能知道物体的 质量数。在地球表面，用天平测出物体质量数，就可近似认为与重量数相 等。但要知重量的精确数，就必须知道该地的重力加速度，而后根据天平 所测知的物体质量 m。算出物体的重量（P＝mg）。
　　用弹簧秤来称量物体，由于弹簧的伸长与作用力成正比，所以从弹簧 秤的刻度上就可读出物体的重量数值。我国历来所用的杆秤实际上是不等 臂的天平，因此用它测物体时，是质量而不是重量。
5．质量和重量的单位 在国际单位制里，质量的单位是千克，重量的单位是牛顿。实用时，
重量的单位常用千克力或克力。 综上所述，质量和重量的本质是两个不同的物理量，但它们又有密切
的联系，是通过牛顿第二定律公式 F＝ma 建立起来的。物体自由下落，其 重力加速度由物体所受的重力产生。若物体质量为 m，受到的重力为 P，重 力加速度为 g，根据 F＝ma，得 P＝mg，这就是质量和重量的关系式。由此

可看出：在地球上同一地点，g 为常量，重量与质量成正比。在地球上不 同地点，重力加速度稍有不同，因此重量也稍有差异。利用公式 P＝ mg 算出的重量，在国际单位制中是以牛顿为单位的。

【密度】
某种物质的质量和其体积的比值，即单位体积的某种物质
的质量，叫作这种物质的“密度”。其数学表达式为ρ＝ m ，在国际单位
V
制中，质量的主单位是千克，体积的主单位是立方米，于是取 1 立方米物 质的质量作为物质的密度。对于非均匀物质则称为“平均密度”。地球的 平均密度为 5．5×103 千克／米 3，标准状况下干燥空气的平均密度为
0．001293×103 千克／米 3。常见的非金属固体、金属、液体、气体的密 度见附表。
密度在生产技术上的应用，可从以下几个方面反映出来：
1．可鉴别组成物体的材料。
2．可计算物体中所含各种物质的成分。
3．可计算某些很难称量的物体的质量。
4．可计算形状比较复杂的物体的体积。
5．可判定物体是实心还是空心。
6．可计算液体内部压强以及浮力等。 综上所述，可见密度在科学研究和生产生活中有着广泛的应用。对于
鉴别未知物质，密度是一个重要的依据。“氩”就是通过计算未知气体的 密度发现的。经多次实验后又经光谱分析，确认空气中含有一种以前不知 道的新气体，把它命名为氩。在农业上可用来判断土壤的肥力，含腐殖质 多的土壤肥沃，其密度一般为 2．3×103 千克／米 3。根据密度即可判断土 壤的肥力。在选种时可根据种子在水中的沉、浮情况进行选种：饱满健壮 的种子因密度大而下沉；瘪壳和其它杂草种子由于密度小而浮在水面。在 工业生产上如淀粉的生产以土豆为原料，一般来说含淀粉多的土豆密度较 大，故通过测定土豆的密度可估计淀粉的产量。又如，工厂在铸造金属物 之前，需估计熔化多少金属，可根据模子的容积和金属的密度算出需要的 金属量。

【比重】
　　物体的重量和它的体积的比值，即单位体积的某种物质的重量，称作 该物体的“比重”。用γ表示比重，G 表示重量，V 表示体积，
则其数学表达式为：γ＝ G 。国际单位制的单位为牛顿／米 3 。
V
　　除气体外，任何物质某体积的重量，和 4℃时同体积的水的重量相比， 即称为该物质的比重。物质的重量和其质量成正比，则其单位体积的重量， 必和其密度成正比，所以任何物质的比重，又等于该物质和水在 4℃的密 度相比。列式如下：
　　
物质的比重＝

物质某体积的重量
水在4℃时同体积的重量


　　　　　＝ 物质的密度 水在4℃时的密度
　　气体以外各种物质的比重皆以水为共同标准，而用 C·G·S 单位制时， 水的密度在 4℃时适等于 1 克／厘米 3，故物质的比重常和其密度的数值相 等。唯密度须以 1 克／厘米 3 为单位，比重则仅为纯数字，所以意义上绝 不相同。简言之，即比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度。根
据 1978 年国际纯粹应用物理学协会所属符号单位和术语委员会的文件建 议，我国己取消比重的概念，而以密度的概念代替。

【弹力】
　　亦称“弹性力”。物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能 回复原来形状的力，叫作“弹力”。它的方向跟使物体产生形变的外力的 方向相反。因物体的形变有多种多样，所以产生的弹力也有各种不同的形 式。例如，一重物放在塑料板上，被压弯的塑料要恢复原状，产生向上的 弹力，这就是它对重物的支持力。将一物体挂在弹簧上，物体把弹簧拉长， 被拉长的弹簧要恢复原状，产生向上的弹力，这就是它对物体的拉力。不 仅塑料、弹簧等能够发生形变，任何物体都能够发生形变，不发生形变的 物体是不存在的。不过有的形变比较明显，能直接见到；有的形变相当微 小，必须用仪器才能觉察出来。
　　
【形变】
　　凡物体受到外力而发生形状变化谓之“形变”。物体由于外因或内在 缺陷，物质微粒的相对位置发生改变，也可引起形态的变化。形变的种类 有：
1．纵向形变：杆的两端受到压力或拉力时，长度发生改变；
2．体积形变：物体体积大小的改变；
　　3．切变：物体两相对的表面受到在表面内的（切向）力偶作用时，两 表面发生相对位移，称为切变；
　　4．扭转：一圆柱状物体，两端各受方向相反的力矩作用而扭转。称扭 转形变；
5．弯曲：两端固定的钢筋，因负荷而弯曲，称弯曲形变。 无论产生什么形变，都可归结为长变与切变。

【测力计】
　　利用金属的弹性体制成标有刻度用以测量力的大小的仪器，谓之“测 力计”。测力计有各种不同的构造形式，但它们的主要部分都是弯曲有弹 性的钢片或螺旋形弹簧。当外力使弹性钢片或弹簧簧发生形变时，通过杠 杆等传动机构带动指针转动，指针停在刻度盘上的位置，即为外力的数值。 有握力计等种类，而弹簧秤则是测力计的最简单的一种。
　　
【弹簧秤】
　　弹簧秤又叫弹簧测力计，是利用弹簧的形变与外力成正比的关系制成 的测量作用力大小的装置。
　　弹簧秤分压力和拉力两种类型，压力弹簧秤的托盘承受的压力等于物 体的重量，秤盘指针旋转的角度指示所受压力的数值。拉力弹簧秤的下端 和一个钩子连在一起（这个钩子是与弹簧下端连在一起的），弹簧的上端 固定在壳顶的环上。将被测物挂在钩上，弹簧即将伸长，而固定在弹簧上 的指针随着下降。由于在弹性限度内，弹簧的伸长与所受之外力成正比， 因此作用力的大小或物体重量可从弹簧秤的指针和外壳上的标度直接读出 力的大小数值。
　　在使用时应注意所测的重量或力不要超过弹簧秤的量度范围，还应检 查，在弹簧秤未挂物体时指针是否指在零刻度，若不在零刻度可进行修正。 此外还应注意勿使弹簧和指针跟外壳摩擦，以免误差过大。
　　
【胡克定律】
　　力学基本定律之一。适用于一切固体材料的弹性定律，它指出：在弹 性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比。这个
规律是英国科学家胡克发现的，故叫作“胡克定律”。该定律对拉伸（或
压缩）形变的具体表述为：在弹性限度内，物体的相对长变( L ? L0 )跟所
L 0

受的胁强( F )成正比。其数学表达式为： L ? L 0

? a F 。式中L为形变后的

S L0 S
的长度，L0 为原长，L－L0 为绝对伸长度，P为物体所受的外力，S为物体
横截面的面积，a为物体的伸长系数。在计算时，常用它的倒数 1 ＝E——
a

弹性模量（或杨氏模量）。公式可改成： L ? L0

? 1 · E 。中学教科书中

L 0 E S
表达为：f＝kx。其中k 是常数，叫做弹簧的倔强系数。它是一个有单位的量。
在国际单位制中，f 的单位是牛，x 的单位是米，它是形变量（弹性形变），
k 的单位是牛／米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度 时的弹力。

【弹性力】
　　物体发生弹性形变后，内部产生企图恢复形变的力称为“弹性力”， 或“弹力”。见弹力条。
　　
【弹性】
　　物体在外力作用下产生形变，撤去外力，形变立即消失而恢复其原来 形状和大小的性质谓之“弹性”。
　　
【弹性限度】
　　亦称“弹性极限”。物体受到外力作用，在内部所产生的抵抗外力的 相互作用力不超过某一极限值时，若外力作用停止，其形变可全部消失而 恢复原状，这个极限值称为“弹性限度”。使物体发生形变的力若超过该 值即使外力撤消，物体也不能完全恢复原状。例如，用力拉一弹簧，若拉 力不太大时，在拉力撤消时，弹簧即能恢复原来状态；若拉力超过某一数 值，弹簧就不能恢复原来状态。这个数值（最大极限）即为弹性限度。
　　
【弹性形变】
　　固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又 恢复原状谓之“弹性形变”。若撤去外力后，不能恢复原状，则称为“范 性形变”。因物体受力情况不同，在弹性限度内，弹性形变有四种基本类 型：即拉伸和压缩形变；切变；弯曲形变和扭转形变。
　　
【弯曲形变】
　　物体发生弯曲时产生的形变叫做“弯曲形变”。物体变曲得越厉害， 产生的弹力就越大。例如，将弓拉得越满，箭就射得越远。把一个物体放 在支持物上，物体越重，支持物被压弯曲得越厉害，支持力就越大。
　　
【扭转形变】
　　在金属丝的下面挂一个横杆，用力扭转这个横杆，金属丝就发生扭转 形变，手放开，发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属 丝的扭转角度越大，弹力就越大。这种由于物体发生扭转时产生的形变叫 做“扭转形变”。
　　
【倔强系数】
　　它是一个有单位的量。用 k 来表示，单位是牛／米。倔强系数在数值 上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。倔强系数跟弹簧的长度、 弹簧的材料、弹簧丝的粗细等等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细 的软弹簧倔强系数大。
　　
【摩擦】
　　当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时， 在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这种力叫摩擦力。 接触面之间的这种现象或特性叫“摩擦”。摩擦有利也有害，但在多数情 况下是不利的，例如，机器运转时的摩擦，造成能量的无益损耗和机器寿 命的缩短，并降低了机械效率。因此常用各种方法减少摩擦，如在机器中 加润滑油等。但摩擦又是不可缺少的，例如，人的行走，汽车的行驶都必 须依靠地面与脚和车轮的摩擦。在泥泞的道路上，因摩擦太小走路就很困 难，且易滑倒，汽车的车轮也会出现空转，即车轮转动而车厢并不前进。 所以，在某些情况下又必须设法增大摩擦，如在太滑的路上撒上一些炉灰 或沙土，车轮上加挂防滑链等。
　　
【摩擦力】
　　相互接触的两物体在接触面上发生的阻碍该两物体相对运动的力，谓 之“摩擦力”。另有两种说法是：一个物体沿着另一个物体表面有运动趋 势时，或一个物体在另一个物体表面滑动时，都会在两物体的接触面上产 生一种力，这种力叫做摩擦力；相互接触的两个物体，如果有相对运动或 相对运动的趋势，则两物体的接触表面上就会产生阻碍相对运动趋势的 力，这种力叫做摩擦力。
　　按上述定义，产生摩擦力的条件，可分为静摩擦力、滑动摩擦力。两 个接触着的物体，有相对滑动的趋势时，物体之间就会出现一种阻碍起动 的力，这种力叫静摩擦力。两个接触着的物体，有了沿接触面的相对滑动， 在接触面上就会产生阻碍相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。因此不 能把摩擦力只看作是一种阻力。有时可以是动力。例如，放在卡车上的货 物，是随卡车一起加速运动时，货物受到的静摩擦力，是阻碍它和卡车相 对滑动趋势的，但却是它获得加速度的动力。若卡车有足够大的加速度， 货物与卡车之间就出现了相对滑动，这时货物受到的滑动摩擦力，就是阻 碍它和卡车做相对滑动的，但摩擦力仍是货物作加速运动的动力。
　　滑动摩擦力总是与物体滑动的方向相反。但是，静摩擦力是阻碍两个 物体发生相对滑动的力，到底与物体相对运动的方向（以地球作参照物） 是相同还是相反，应看问题的性质来定。例如，货物在传送带上随皮带一 起以一定速度作匀速直线运动。货物与皮带的速度相同，没有相对运动趋 势，所以货物与皮带之间没有产生静摩擦力。当皮带作加速运动时，货物 所受的静摩擦力的方向（以地球作参照系）与运动的方向是相同的。若皮 带作减速运动，皮带对货物的静摩擦力方向与运动方向相反。
　　摩擦力的大小，跟相互接触物体的性质，及其表面的光滑程度有关， 和物体间的正压力有关，一般地说，和接触面积无关。一般情况下，当两 物体相接触挤压时，两者实际接触部分，远小于两者的表观接触面积。经 研究表明：两者实际接触部分的面积越大，其摩擦力也越大。而两者的实 际接触面积只跟正压力的大小、物体表面的粗糙程度和材料的性质有关， 跟它们的表观接触面积无关。在物体表面粗糙程度和材料性质不变的情况 下，正压力越大，实际接触面积也越大，摩擦力也越大；正压力相同时， 改变物体间的表观接触面积，例如，将平面上的砖从竖放改变为平放，并 不改变实际的压力，摩擦力保持不变。因此，在一般情况下，摩擦力跟物 体的表观接触面积无关。
　　
【静摩擦】
　　置于固定平面上的物体由于受沿它们接触表面切向的外力作用有相对 滑动的趋势但还没有发生相对滑动的时候，存在于接触表面的阻碍这种滑 动趋势的现象，谓之“静摩擦”。这里应注意两点：一是两个紧密接触而 又相对静止的物体；另一点是具有相对滑动的趋势，但又还没有发生相对 的滑动。
　　
【静摩擦力】
　　当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的趋势时， 在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这个力叫摩擦力。 若两相互接触，而又相对静止的物体，在外力作用下如只具有相对滑动趋 势，而又未发生相对滑动，则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的 力，谓之“静摩擦力”。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时， 静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力的增大只能到达某一最 大值。静摩擦力 f 在达到最大值以前，总跟物体所受沿着接触面切向方向 的外力大小相等，方向相反。
　　
【最大静摩擦力】
　　在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两物 体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大，但静摩擦力 的增大只能到达某一最大值。当切向外力的大小大于这个最大值时，两物 体将由相对静止进入相对滑动。静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦 力”。这个极限摩擦力，以 f 最大表示。最大静摩擦力的大小与两物体接 触面之间的正压力 N 成正比，即
f0max=μ0N
用 f0max 表示最大静摩擦力，N 表示正压力，其中比例常数μ0 叫做静
摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ0 和接触面的材料、光滑粗糙程度、
干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。

【静摩擦系数】
见最大静摩擦力。

【动摩擦】
　　两个相接触的物体做相对运动时发生的阻碍它们相对运动的现象，称 为“动摩擦”。
　　
【动摩擦力】
　　在动摩擦中出现的摩擦力称为“动摩擦力”。对物体所施之力大于最 大静摩擦力时，物体就开始运动。在运动起来之后，若将所施加之力减小， 物体便又停止运动。这一情况表明，物体运动之后，还有阻止物体运动的 力，即还有摩擦阻力。这种物体运动时所产生的摩擦力即称动摩擦力。
　　
【动摩擦系数】
　　动摩擦力的大小与正压力大小之比称为“动摩擦系数”。公式中μ是 比例系数，其值与相接触两物体的材料和表面粗糙程度有关。
　　
【滑动摩擦】
　　当一物体在另一物体表面上滑动或有滑动趋势时，在两物体接触面上 产生的阻碍它们之间相对滑动的现象，谓之“滑动摩擦”。当物体间有相 对滑动时的滑动摩擦称动摩擦。当物体间有滑动趋势而尚未滑动时的滑动 摩擦称为静摩擦。滑动摩擦产生的原因很复杂，目前还没有定论。近代摩 擦理论认为，产生滑动摩擦的主要原因有二，一是关于摩擦的凹凸啮合说， 认为摩擦的产生是由于物体表面粗糙不平。当两个物体接触时，在接触面 上的凹凸不平部分就互相啮合，而使物体运动受到阻碍而引起摩擦；二是 分子粘合说，认为当相接触两物体的分子间距离小到分子引力的作用范围 内时，在两个物体紧压着的接触面上的分子引力便引起吸附作用。关于摩 擦的本质，还待进一步研究。
　　
【滑动摩擦力】
　　物体沿着接触面作相对滑动时，两物体的接触面上相互作用，阻碍滑 动的力叫“滑动摩擦力”。它的方向总是和物体相对滑动的方向相反。滑 动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比，在相对运动速 度较低时几乎与速度的变化无关，且小于最大静摩擦力。
　　
【滑动摩擦系数】
　　滑动摩擦力的大小和彼此接触物体的相互间的正压力成正比：即 f＝ μN，其中μ为比例常数叫“滑动摩擦系数”，它是一个没有单位的数值。 滑动摩擦系数与接触物体的材料、表面光滑程度、干湿程度、表面温度、 相对运动速度等都有关系。
　　
【滚动摩擦】
　　一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物 体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。 滚动摩擦一般用阻力矩来量度，其力的大小与物体的性质、表面的形状以 及滚动物体的重量有关。滚动摩擦实际上是一种阻碍滚动的力矩。当一个 物体在粗糙的平面上滚动时，如果不再受动力或动力矩作用，它的运动将 会逐渐地慢下来，直到静止。这个过程，滚动的物体除了受到重力、弹力 外，一般在接触部分受到静摩擦力。由于物体和平面接触处产生形变，物 体受重力作用而陷入支承面，同时物体本身也受压缩而变形，当物体向前 滚动时，接触处前方的支承面隆起，而使支承面作用于物体的合弹力 N 的 作用点从最低点向前移。正是这个弹力，相对于物体的质心产生一个阻碍 物体滚动的力矩，这就是滚动摩擦。对于初中学生来说，他们还未掌握力 矩的概念，就不要把滚动摩擦讲成是一种摩擦力，只能讲一个物体在另一 个物体上滚动时所受到对滚动的阻碍作用。
　　
【滚动摩擦力】
　　物体滚动时，接触面一直在变化着，物体所受的摩擦力，称为“滚动 摩擦力”它实质是静摩擦力。接触面愈软，形状变化愈大，则滚动摩擦力 就愈大。一般情况下物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。在交通运 输以及机械制造工业上广泛应用滚动轴承，就是为了减少摩擦力。例如， 火车的主动轮的摩擦力是推动火车前进的动力。而被动轮所受之静摩擦则 是阻碍火车前进的滚动摩擦力。
　　
【滚动摩擦系数】
　　物体在另一物体上滚动（或有滚动趋势）时受到的阻碍作用是由物体 和支承面接触处的形变而产生的。一般用滚动摩擦力矩来量度。滚动摩擦 力矩的大小和支承力 N 成正比。即 M＝KN。K 为比例系数，称为“滚动摩擦 系数”。如火车轮与铁轨间的 K 值约为 0.09～0.03 厘米。圆轮和支持面愈 坚硬，则滚动摩擦愈小。若两者为绝对刚体，则滚动摩擦就为零，此时， 轮与支持面间只接触一条线，支承力 N 通过圆轮的轴心。滚动摩擦系数具 有长度的量纲，且有力臂的意义，常以厘米计算。其大小主要取决于相互 接触物体的材料性质和表面状况（粗糙程度，湿度等）有关。
　　
【牛顿第一定律】
　　任何物体，在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态， 直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止，这就是“牛顿第 一定律”。该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动 状态的原因。牛顿第一定律亦称“惯性定律”。它科学地阐明了力和惯性 这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并指出了一切物体 都具有保待其运动状态不变的性质——惯性，它是物理学中一条基本定 律。上述定律主要是从天文观察中，间接推导而来，是抽象概括的结论。 不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是：任 何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静 止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体 相对于平动运动的惯性，其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性， 但它跟第一定律所说的惯性不是一回事，它的大小为转动惯量。惯性质量 和转动惯量都用来表示惯性，但它们是不同的物理量，中学物理不出现转 动惯量的名词，可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合 外力为零的情况下，究竟是静止还是作匀速直线运动，这除了和参考系有 关外，还要看初始时的运动状态。
　　
【牛顿第二定律】
物体运动的加速度 a 的大小与其所受合力的大小成正比，与其质量 m
成反比，加速度 a 的方向与所受合力 F 的方向相同。其表示式为 F＝kma
式中 k 是比例系数，其数值决定于力、质量和加速度的单位。在米·千克·秒 制中的 k 为 1。上式成为
F＝ma
即作用于该物体上各力的合力 F 等于物体的质量 m 与在该力作用下所产生 的加速度 a 的乘积。这里所指的物体是质点。
　　合外力的方向决定了物体加速度的方向，加速度的方向反映了物体所 受的合外力的方向。加速度和合外力是即时相对应的。物体在每一时刻的 即时加速度，是跟那一时刻所受的合外力成正比。恒力产生恒定的加速度， 变力产生变加速度，当力的作用消失，则加速度也即消失。物体在合外力 作用下如何运动，则视合外力是恒力还是变力，以及初始运动状态而定。 牛顿第二定律只适用于解决物体的低速运动问题，不能用以处理高速 运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。应用牛顿第二定 律时，一般选用地球或太阳作参照系，且认为地球或太阳本身在作匀速直
线运动。

【牛顿第三定律】
　　它是力学中重要的基本定律之一。亦称“作用与反作用定律”。任何 物体间的作用力和反作用力同时存在，同时消失，它们的大小相等，方向 相反，作用在同一条直线上，但分别作用在两个不同物体上。
　　作用力与反作用力没有本质的区别，不能认为一个力是起因，而另一 个力是结果。两个力中的任何一个力都可以被认为是作用力，而另一个力 相对于它就成为反作用力。正确理解作用力和反作用力跟平衡力是有区别 的。在低速运动范围，不论是运动物体间还是静止物体间的相互作用；不 论是加速运动物体间还是匀速运动物体间的相互作用；不论是短暂的还是 持续的相互作用，都遵循牛顿第三定律。
　　
【惯性】
　　物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的 一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对 物体惯性大小的量度。当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保 持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力 不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在同样的外力 作用下，加速度较小的物体惯性较大，加速度较大的物体惯性较小。所以 物体的惯性，在任何时候（受外力作用或不受外力作用），任何情况下（静 止或运动），都不会改变，更不会消失。
　　
【惯性定律】
即“牛顿第一运动定律”。

【惯性力】
　　牛顿运动定律只适用于惯性系。在非惯性系中，为使牛顿运动定律仍 然有效，常引入一个假想的力，用以解释物体在非惯性系中的运动。这个 由于物体的惯性而引入的假想力称为“惯性力”。它是物体的惯性在非惯 性系中的一种表现，并不反映物体间的相互作用。它也不服从牛顿第三定 律，于是惯性力没有施力物，也没有反作用力。例如，前进的汽车突然刹 车时，车内乘客就感觉到自己受到一个向前的力，使自己向前倾倒，这个 力就是惯性力。又如，汽车在转弯时，乘客也会感到有一个使他离开弯道 中心的力，这个力即称“惯性离心力”。
　　
【惯性系】
　　即惯性参照系的简称。凡牛顿惯性定律能成立的参照系，称“惯性参 照系”。对惯性系相对静止或作匀速直线运动的一切参照系都是惯性系。 太阳是一个惯性系，若以太阳作参照系时牛顿运动定律总是精确成立的。 但太阳系里的所有行星，由于它们的自转与公转，都在作变速运动，所以 都不是惯性系。地球是行星之一，当然也不例外，若以地球为参照系，将 与牛顿定律不符。由于地球相对太阳运动的加速度很小，故在一些物理问 题的讨论中，可近似地把地球看作是一个相当好的惯性系。
　　
【合力】
　　如果几个力同时作用于一个物体，它们对物体运动产生的效果与另一 个力单独对物体运动产生的效果相同，则这个力就是它们的“合力”。
　　
【分力】
　　如果一个力作用于某一物体，对物体运动产生的效果相当于另外的几 个力同时作用于该物体时产生的效果，则这几个力就是原先那个作用力的 分力。例如，拉一置于水平面上的小车前进时，向斜上方所用的拉力可分 解为两个分力：一个水平向前使小车前进，另一个垂直向上减少重物对水 平面的压力。
　　
【惯性质量】
　　量度物体惯性的物理量。实验发现，在惯性系中，若在两不同物体上 施加相同的力，则两物体加速度之比 a1/a2 是一个常数，与力的大小无关。 此结果表明，a1／a2 之值仅由该两物体本身的惯性所决定，与其他因素无
关。物理学中规定各物体的惯性质量与它们在相同的力作用下获得的加速 度数值成反比。若用 m1 及 m2 分别表示两物体的惯性质量，则 m2／m1＝ a1/a2。选定其中一物体的惯性质量作为惯性质量的单位后，另一物体的惯
性质量可通过实验由上式确定。在国际单位制中，把保存在国际计量局中 的国际千克原器的惯性质量作为单位，称为“千克”（其他常用的单位有 “吨”、“克”等）。

【引力质量】
　　任何物体都具有吸引其他物体的性质，引力质量是物体这种性质的量 度。选定两质点 A 和 B，先后测量它们各自与质点 C 的引力 FAC 和 FBC。实 验发现，只要距离 AC 和 BC 相等，则不论这距离的大小如何，也不论质点
C 是什么物体，力 FAC 和 FBC 的比值 FAC/FBC 是一个常数。该结果表明，FAC/FBC
之值仅由质点 A 和 B 本身的性质决定。物理学中规定 A、B 两质点引力质量 之比等于力 FAC 与 FBC 之比。若用 mA 及 mB 分别表示 A、B
两质点的引力质量，则 mA ＝ FAC 。选定其中一质点的引力质量作为引力
mB FBC
质量的单位后，另一质点的引力质量可通过实验由上式确定。通常取保存 在国际计量局中的国际千克原器的引力质量为单位，称为“千克”。

【质量守恒】
　　自然界的基本定律之一。在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统） 中，不论发生何种变化或过程，其总质量保持不变。18 世纪时法国化学家 拉瓦锡从实验上推翻了燃素说之后，这一定律始得公认。20 世纪初以来， 发现高速运动物体的质量随其运动速度而变化，又发现实物和场可以互相 转化，因而应按质能关系考虑场的质量。质量概念的发展使质量守恒原理 也有了新的发展，质量守恒和能量守恒两条定律通过质能关系合并为一条 守恒定律，即质量和能量守恒定律。
　　质量守恒定律在 19 世纪末作了最后一次检验，那时候的精密测量技术 已经高度发达。结果表明，在任何化学反应中质量都不会发生变化（哪怕 是最微小的）。例如，把糖溶解在水里，则溶液的质量将严格地等于糖的 质量和水的质量之和。实验证明，物体的质量具有不变性。不论如何分割 或溶解，质量始终不变。
　　在任何化学反应中质量也保持不变。燃烧前炭的质量与燃烧时空气中 消耗的氧的质量之和准确地等于燃烧后所生成物质的质量。
　　
【质量守恒定律】
即“质量守恒”。见质量守恒条。

【力的合成】
　　一个力，如果它的作用效果跟几个力共同作用时的效果相同，这个力 叫做那几个力的合力。求几个力的合力，叫力的合成。在高中物理中，将 重点讲力的合成——共点力。实验证明。两共点力的合成跟速度、加速度 的合成一样，服从平行四边形法则。
　　
【共点力】
　　几个力都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几 个力便叫做“共点力”。
　　
【平行四边形法则】
　　求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边 作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这种 方法就叫做“力的平行四边形法则”。
　　我们知道加、减、乘、除的算术运算，是用来计算两个以上的标量的， 如质量、面积、时间等。例如，求密度就要用体积去除质量。标量之间的 运算不需要特别的手续，只有一个要求，那就是单位要一致。
　　但是，矢量相加就要用特别的方法，因为被加的量既有一定数值，又 有一定的方向，相加时两者要同时考虑。在力学中经常遇到的矢量有位移、 力、速度、加速度、动量、冲量、力矩、角速度和角动量等。
　　矢量的加法有两种：其一即所谓三角形法则；另一方法即平行四边形 法则，它们本质是一样的。若用三角形法则求总位移似乎直观些，而用平 行四边形法则求力的合成好象更便于理解。
若用 3 毫米代表 1 公里。如图 1-1 所示的那样，以纸面上某点 A 作为
出发点，作矢量AB，长3厘米，代表向东10 公里；然后在A点再作AD同AB
成45°角，长1.5厘米，代表向东北5公里。然后，过B作BC平行AD， 过D作DC平行AB，由此便得到平行四边形ABCD。从A向C作射线AC，这 就是总位移矢量。


　　应注意物体A点不是受AD、AB、AC三个力的作用。因为AC是AD和
AB的合力，表示AC的作用效果与AD、AB的共同作用效果是一样的。因此 可以用AC代替AD和AB的共同作用，但绝不能把AC当成作用在物体上的第
三个力。在分析物体受力情况时，不能同时考虑合力与分子对物体的作用。 例如，当物体沿光滑斜面下滑时，不能说物体除受到重力和斜面的弹力作 用外，还受到一个下滑力的作用。因为下滑力是重力沿斜面平行方向的分 力，所以，只能说“在光滑斜面上下滑的物体，受到重力和斜面弹力的作 用”。有的人认为：“合力总比分力大”。我们可利用求合力的平行四边 形法则，通过作图可看到，合力的大小是随两分力夹角而变化的，绝不能 说“合力一定要比分力大”。
　　一个矢量，只要遵守平行四边形法则，可以分解为两个，或无穷个。 但是和矢量的合成不同，两个矢量只能合成为一个矢量。
　　
【三角形法则】
　　 矢量相加的法则，如图1 - 2。矢量A和B的和是将A、B头尾相接，例 如，将矢量B的起点与矢量A的终点相接，此时以A的起点为起点，以B的 终点为终点的矢量C就是矢量A和B的矢量和。根据矢量相加的三角形法则
求得的矢量和与相加的两矢量的求和次序无关。
　　例如，有一艘船，如图 1-3 所示。由湖中 A 点先向正北方向航行 6 公 里到了 B 点，然后航向转了 90 度，向东再航行了 4 公里到达 C 点。航行的 总距离是 6+4 公里，但是出发点到终点的距离（位移的大小）显然小于 10 公里。
■
　　如果要问船在什么地方，离出发点有多远，方位如何，也就是说，我 们要求船的总位移，而不是关心船走了多长距离，那么就不能用简单的标 量加法去计算了。矢量加法就要用几何作图法，其详细步骤如下：
在纸上先画一条纵向直线 AB，长度为 6 厘米，在 B 端加一箭头，代表 向北走了 6 公里，即向北的位移为 6 公里。接着，再由 B 向右画一横线 BC 垂直于 AB，长度为 4 厘米，在 C 端加箭头以表示向东的位移为 4 公里。最 后，把始点 A 和终点 C 连起来，加箭头于 C 端，这就是总的位移矢量 AC。 用尺量出它的长度，是 7.2 厘米，按我们上述的比例，它相当于 7.2 公里。
我们说，向北的位移AB加上向东的位移 BC等于总位移AC，用矢量形式
写出为



或用黑体字母记为

AB ? BC ? AC


a+b=R。

再用一个量角器量出AC和AB的夹角为33.7°，于是知道合成矢量R偏东
与正北成 33.7°角。 在矢量加法中，所有的矢量都用一些带箭头的线段表示，具有一定的
长度和方向。不论用多么长的线段来代表单位矢量，都不影响最后结果。 我们也可用几何学和三角学的定理来计算上例船的总位移的大小和方
向。

【力的分解】
　　几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个 力就叫做原来那个力的分力。求一个力的分力叫做“力的分解”。分力与 合力是矛盾的两个方面，如图 1—1 所示，相对于 AB、AD 来说，AC 是合力； 但是相对于 AC 来说，AB，AD 又是分力。所以，力的分解跟力的合成互为 逆运算，在求分力的时候也必须应用平行四边形法则。
下面几个是经常碰到的力的分解问题：
　　1．斜面上物体重力的分解：如图 1—4 所示，物体放在倾角为θ的斜 面上，将重力 P 分解为相互垂直的两个分力：一个跟斜面平行的力 F1；一 个跟斜面垂直的力 F2。其中 F1＝Psinθ，F2=Pcosθ。因斜面上的物体可
能静止在斜面上，可能下滑，也可能在外力作用下沿斜面向上运动。无论 哪种情况，物体沿斜面运动总跟物体的重力 P 沿斜面平行的分力 F 有关。 另外，斜面受到的物体对斜面的正压力又跟物体的重力 P 沿斜面垂直方向
的分力 F2 有关。故把物体所受的重力分解为跟斜面平行和跟斜面垂直的两
个分力。
　　2．支架受力的分析：如图 1-5 所示，物体通过绳子挂在 O 点。物体所 受重力产生两个效果，一个是拉斜梁的力 F1，一个是压横梁的力 F2。已知 合力 P 的大小和方向，以及两分力 F1、F2 的方向，按平行四边形作图，即 可解得 F1 和 F2。
■
　　3．帆船逆风行驶的问题：帆船可逆风行驶，船头时而偏左，时而偏右， 沿“S”形路线前进。如图 1-6a 所示，MN 表示帆面，当逆风吹向 MN 时， 风对帆产生作用力 R。因帆对风来说是光滑的，所以作用力 R 的方向与帆
面垂直。把 R 分解为两个力：一个为与船身垂直的 F1，一个为沿船前进方
向 F2。显然，分力 F1 的作用是使船横向移动，但由于船身的侧面积比较大，
水的阻力很大，因而船横向移动并不显著。分力 F2 与船前进的方向是一致
的，靠着它，船逆着风斜行。当船到达 B 点后，船头改为偏右，风帆也要 相应反转至新的位置。如图 1-6b 所示，船在逆风下将获得一个前进的推力 F2。如此反复下去，船将沿“S”形路线逆风前进。
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【隔离体法】
　　即“隔离法”。在解力学问题时，若有几个物体一起运动，或一个物 体上同时有几个力作用着，为了便于分析物体受力情况，求它们之间的相 互作用力，往往把需要的那部分物体从整体中抽出来，单独分析周围物体 对它的作用，用力的图示法把作用在物体上的几个力，形象地表示出来， 先将所研究的物体与其相联系的物体中“隔离”出来，再把作用在此物体 上的力依次画出，并标明力的大小和方向。这种分析物体受力的方法，叫 “隔离体法”。应用隔离体法时，应根据题目的内容确定隔离体。着重考 虑周围物体对隔离体的作用力，将研究对象的物体隔离出来。要正确运用 牛顿第三运动定律，仔细考虑物体之间的相互作用，分析隔离体的受力情 况，作出该物体的受力图。应注意不要把力的概念搞乱，例如，正压力、 下滑力、张力、支承力、离心力、向心力、浮力、拉力、制动力、牵引力 等等，这些力都是重力、弹力、摩擦力这三种基本形式力的不同表现形式。 对各被隔离物体，根据牛顿第二运动定律确立力和加速度的关系，分别列 出各物体的运动方程。根据题意解联立方程，求出未知量。
　　
【矢量】
　　亦称“向量”。有些物理量，是由数值大小和方向才能完全确定的物 理量，这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则，在相加减时它们遵从 几何运算法则的量。这样的量叫“物理矢量”。如速度、加速度、位移、 力、冲量、动量、电场强度、磁场强度 等都是矢量。可
用黑体字（例如F）或带箭头的字母（例如F）来表示矢量。

【矢量的合成】
　　即矢量相加。矢量之间的运算要遵循特殊的法则。矢量加法一般用平 行四边形法则。可推广至三角形法则、多边形法则或正交分解法等。合成 的矢量称为矢量和或合矢量。例如，共点力的合成、速度的合成、加速度 的合成、位移的合成等等。两个以上矢量相加，可先求出其中两个矢量的 合矢量，然后将该合矢量与第三个矢量相加，若求多个矢量的合矢量，可 按上述方式类推。另一种简便方法，是将这些矢量的箭尾与箭头依次相连 接，然后将第一个矢量的箭尾连到最末一个矢量的箭头的矢量，就是所要 求的合矢量。这种矢量合成法叫多边形法。其大小和方向与相加次序无关。 矢量减法是矢量加法的逆运算，一个矢量减去另一个
矢量，等于加上那个矢量的负矢量。a ? b ? a ? (? b)

【矢量的分解】
　　它是矢量合成的逆运算，也遵从几何运算法则。若无其它限制，同一 个矢量可分解为无数对大小、方向不同的分矢量。因此，把一个矢量分解 为两个分矢量时，应根据具体情况，考虑分矢量产生
的效果来分解。一般情况下，常将一个矢量F分解为互相垂直的两个分矢
量F1 和F 2 。如图1 - 7 所示，则F1 = Fcosθ； F2 = Fsinθ。物理学中常用的有：
力的分解、速度的分解、位移的分解、加速度的分解等等。
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【标量】
　　亦称“无向量”。有些物理量，只具有数值大小，而没有方向的量。 这些量之间的运算遵循一般的代数法则。这样的量叫做“标量”。如质量、 密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻等物理量。 无论选取什么坐标系，标量的数值恒保持不变。矢量和标量的乘积仍为矢 量。矢量和矢量的乘积，可构成新的标量，也可构成新的矢量，构成标量 的乘积叫标积；构成矢量的乘积叫矢积。如功、功率等的计算是采用两个 矢量的标积。A=F·S，P＝F·V，力矩、洛仑兹力等的计算是采用两个矢量 的矢积。M＝r×F，F=qv+B。
　　
【平衡】
　　指物体或系统的一种状态。处于平衡状态的物体或系统、除非受到外 界的影响，它本身不能有任何自发的变化。在不同的科学领域，它有不同 的涵义。
　　在力学系统里，平衡是指惯性参照系内，物体受到几个力的作用，仍 保持静止状态，或匀速直线运动状态，或绕轴匀速转动的状态，叫做物体 处于平衡状态，简称物体的“平衡”。因稳度的不同，物体的平衡分为： 稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡三种情况。
　　
【物体的平衡条件】
　　要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力或力矩必须满足一定的条 件，这叫做“物体平衡条件”。使物体保持平衡的条件是：（1）使物体处 于平动平衡的条件是，作用在物体上的合外力
为零，即ΣF = 0；(2)使物体处于转动平衡的条件是，作用在物体上的所
有力的合力矩为零，即ΣM = 0。当上述两个条件同时满足时，物体处于完
全的平衡。中学阶段只讨论平面力系的平衡条件。处于平衡状态的物体， 可以是静态平衡，即物体既无平动又无转动，保持静止状态；也可以是动 态平衡，即物体作匀速直线运动或匀角速转动。无论物体处于静态平衡还 是动态平衡，物体受力状况并无区别，区别在于物体的初始运动状态，即 物体开始处于力平衡的即时，它是静止的还是作平动或转动。处于平衡状 态的物体，由于某种外界微小的作用而偏离了平衡状态时，可能有四种情 形。见平衡状态条。

【平衡状态】
　　处于平衡状态的物体，由于外界某种微小的作用而偏离了平衡状态 时，因稳度的不同，物体的平衡状态可分为四种情形：稳定平衡；不稳定 平衡；亚稳平衡；随遇平衡。这些平衡状态的区分，应视我们放置该物体 的平衡位置而定。
　　1．稳定平衡：凡能在被移动离开它的平衡位置后，仍试图回复其原来 位置（此时其重心比较低）从而恢复到原来的平衡状态的物体，它原来的 平衡状态叫“稳定平衡”。例如，圆球体在一个凹进的圆盘中时；一圆锥 体以其底面竖立时，都属于稳定平衡状态。
　　2．不稳定平衡：处于平衡状态的物体，由于受到某种外界微小的作用， 如果物体稍有偏离就不能恢复到原来的平衡状态，这种情况叫“不稳定平 衡”。例如，当一个圆球体放在一个凸起的圆盘上，或是一个圆锥体，以 其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定平衡状态。翻倒后，一 直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动。即 任何微小的运动都能使其重心降低的物体，一定处于不稳定平衡状态之
下。
　　3．亚稳平衡：如果物体在外力作用下，稍有偏离尚可恢复，而偏离稍 大就失掉平衡的状态，称为“亚稳平衡”。
　　4．随遇平衡：如果物体在外界作用下，它的平衡状态下随时间和坐标 的变化而改变，这种状态叫“随遇平衡”。例如，当一个圆球体停在一个 水平平面上的时候，或是一个圆锥体以其外壳的一条边线与平面相接触， 即横向放在一个水平平面上时，都会出现随遇平衡状态。这些物体如被移 置到一个新的位置时，虽然它们不能自动地恢复其原来的位置，但它们在 新的位置上，却仍能停住不动，其重心之高度，亦保持不变。一般说来， 任何微小之运动，既不能将其重心提高，亦不能使其重心降低之物体，一 定处于随遇平衡状态之下。
　　上述几种平衡状态，是处于重力场以及其他有势场的物体在场作用下 的平衡情况。处于有势场的物体和场一起具有势能，而物体都有向势能较 小位置运动的趋势。稳定平衡是指物体处于势能最小位置，当稍有微小扰 动，令其离开平衡位置，外界必须对它作功，势能增加，在扰动后物体将 自动回到原来势能最小的位置。所谓不稳定平衡是指物体处于势能最大时 的平衡。任何微小的扰动即能引起重力对它作功，势能继续减小，不能再 自动恢复原状。而随遇平衡的物体，受到扰动，势能将保持不变，在任意 位置可继续保持平衡。在日常生活中对具体问题应具体分析，例如，放在 桌上的鸡蛋，对旋转运动来说，是处于随遇平衡状态下；对倾倒运动而言， 开始是不稳定平衡，接着则为稳定平衡。
　　
【二力的平衡】
　　对一个物体施加两个力，而这两个力同时作用在一条直线上，其力的 大小相等方向相反，此物体运动状态不发生任何变化。这时二力的作用互 相抵消，这就是二力的平衡。
　　
【力学平衡】
物体相对于惯性系处于静止或匀速直线运动的状态。

【平衡力】
平衡力系中的任一力称为该力系中其余力的平衡力。

【平衡力系】
　　作用于刚体并使它保持力学平衡状态的力系，谓之平衡力系。一个力 系为平衡力系的必要且充分条件其一是：力系中各力的矢量和为零，即该 力系的主矢为零。其二是：力系中各力对任一点力矩的矢量和为零，即该 力系对任一点的主矩为零。
　　
【受力分析】
　　解力学题，重要的一环就是对物体进行正确的受力分析。由于各物体 间的作用是交互的，任何一个力学问题都不可能只涉及一个物体，力是不 能离开物体而独立存在的。所以在解题时，应根据题目的要求，画一简图， 运用“隔离法”，进行受力分析。由于物质分为实体与场，所以，力的作 用方式也分为两类，一类是实物对研究对象的作用，其特点是施力物与研 究对象直接接触（如摩擦力、空气阻力、弹性力等）；另一类是物体通过 它所激发的场对研究对象的作用，其特点是激发场的物体与研究对象不直 接接触（如重力、静电力等）。在力学中，以场方式作用于研究对象的力 经常是重力。由此，得出进行受力分析的规则：在研究物体受哪些力时， 除重力外，就只看该物体与之相触的物体，凡与研究对象接触的物体对研 究对象都可能有力作用。
　　1．水平面上的物体一木块静置于桌面上，木块受两个力作用。一是受 地球的吸引而受到重力 G，方向竖直向下；另一个是木块压在桌面使桌面 发生极微小的形变，桌面对木块产生支持力 N，方向竖直向上。如图 1-8 所示，因木块是静止的，所以 G 和 N 是作用在木块上的相互平衡的力，它 们大小相等方向相反。在水平面上运动的木块，除受重力 G 和支持力 N 的 作用外，还受到滑动摩擦力 f 的作用。滑动摩擦力 f 的方向与木块运动方 向相反。木块受力图如图 1-9 所示。木块受空气阻力的方向跟木块运动方 向相反。空气阻力的大小跟物体的运动速度，以及物体的横截面大小有关。 如果用水平的绳拉木块前进，木块除受重力 G，支持力 N 和滑动摩擦力 f 的作用外，还受到绳的拉力 F，木块共受四个力，如图 1-10 所示。
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　　2．在斜面上运动的物体：如图 1-11 所示，一木块沿斜面下滑，木块 受到坚直向下的重力 G。木块压斜面，斜面发生形变而对木块产生支持力 N，方向垂直于斜面并指向被支持的木块。木块还受到与其运动方向相反， 沿斜面向上的滑动摩擦力 f。重力沿斜面的分力使物体沿斜面加速下滑而 不存在一个独立于重力之外的所谓“下滑力”。


3．一轻绳通过定滑轮，用一水平力 F 拉物体 A 使之向右运动，B 落于
A 上，其间的摩擦系数为μ1，A 与桌面间摩擦系数为μ1，不计空气阻力，
分析 A、B 所受的力。如图 1-12 所示。
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