第一节变化多端——摩擦力
在日常生活中，摩擦力是比较常见的一种力，与我们的生活息息相关。当一个人行走在路面上的时候，由于鞋底与地面之间存在着摩擦力（即静摩擦力），人不会摔倒。相反，当一个人走在雪地、冰面或比较光滑的地砖上的时候，由于鞋底与“地面”之间存在的摩擦力比较小，稍不留神，就会滑到。由此可见，摩擦力在我们生活中是必不可少的。不仅如此，乘车、打乒乓球等，无一能离得开摩擦力。
曾有科学假设：如果地球上没有摩擦力，人类的生活将会怎样？
毋庸置疑，一切运动将会停止，生活将陷入静止和混乱，所以摩擦力对于人类的日常生活是非常重要的。
物体之间要产生摩擦力，就必须具备四个条件：其一，两物体相互接触；其二，两物体相互挤压，发生形变，具有弹力；其三，两物体发生相对运动或相对运动趋势；其四，两物体之间的接触面粗糙。
物体之间只有具备以上四个条件，才会产生摩擦力，四个条件缺一不可。那么，如何定义摩擦力呢？也就是两个互相接触的物体，当它们发生相对运动或有相对运动趋势时，在两个物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力，这个力就被称为摩擦力。从本质上来说，摩擦力是由电磁力而引起的。摩擦力不仅是一种接触力，还是一种被动力。不过，值得注意的是，有弹力的地方不一定会产生摩擦力；有摩擦力的地方则一定有弹力。
对于两个发生相对运动的物体来说，是存在摩擦力的。事实上，在两个互相接触但并没有发生相对运动的物体之间同样也存在摩擦力。例如，一个人能够站在斜坡上不滑下来，是因为这个人的鞋底与坡有着足够大的摩擦力，使之受力平衡，不至于下滑；我们之所以能够用钉子把两块木板钉在一起，这也是因为钉子与木板之间有足够大的摩擦力。由此可见，任何两个互相接触的物体，且它们的接触面粗糙，只要它们有相对运动或相对运动的趋势，就一定存在摩擦力。
正是这个原因，我们才可以这样说：阻碍互相接触的两个物体之间的相对运动（或者阻碍它们的相对运动趋势）的力叫做摩擦力。
1.为什么要穿鞋底带纹路的鞋子——滑动摩擦力
摩擦力可分为动摩擦力和静摩擦力，动摩擦力又可分为滑动摩擦力和滚动摩擦力。
所谓的滑动摩擦力，指的就是两物体相对滑动时产生的摩擦力。
在研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，人们往往会用弹簧秤拉木块做匀速直线运动，这是为什么呢？因为弹簧秤测出来的并不是摩擦力的大小，而仅仅是拉力的大小。
当该木块在做匀速直线运动的时候，它的水平方向受到的拉力和木板对木块的摩擦力也就是所谓的一对平衡力。以二力平衡的条件为根据，拉力大小应该等于摩擦力的大小。正是这个原因，测出来的拉力的大小与测出来的摩擦力的大小是相等的。
大量的实验说明：滑动摩擦力的大小仅仅与法向正压力FN的大小和接触面的性质（动摩擦因数）有关系。对于相同的接触面而言，法向正压力越大，滑动摩擦力也就越大；对于相同的法向正压力而言，接触面越粗糙，滑动摩擦力也就越大。此外，值得注意的是，摩擦力的大小与物体的表观接触面积根本没有关系。摩擦力的计算公式即正压力与摩擦系数的乘积。
虽然滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力，但不一定是阻碍物体运动的力。也就是说，摩擦力不一定是阻力，也可能是使物体运动的动力。在这里，一定要明白，阻碍“相对运动”是以相互接触的物体为参照物的。“物体运动”也可能是以其他物体作为参照物的。例如，把一个砝码放在用于实验的木块上，用弹簧秤拉动木块做匀速直线运动，这时砝码由于受到木块对它的静摩擦力，便会随着木块一起由静止状态转变为运动状态。
就拿具体情况来说，当木块受到拉力而由静止向前运动的时候，砝码相对于木块来说，是要向后滑动的，这样一来，木块就会给砝码施加一个阻碍它向后滑动的摩擦力，而此摩擦力的方向则是向前的。由此可见，砝码相对于木块来说，并没有滑动，这时的摩擦力也就是所谓的静摩擦力。
总而言之，滑动摩擦力的大小与物体间的表观接触面积无关，与物体运动的快慢也无关。
在实际生活中，人们往往为了简化而采用一种“理想化”的做法，例如某物体放在另一物体的光滑的表面上。这里所说的“光滑”，是指如果两个物体发生相对运动，它们之间是不存在摩擦力的。
2.手中的笔为什么不掉下——静摩擦力
生活中，静摩擦力是非常普遍的。例如，拿在手中的杯子、笔不会滑落，就是因为有静摩擦力的存在。线能够织成布，布能够缝制成为衣服，同样是靠纱线之间存在的静摩擦力的作用。除此之外，在生产技术中静摩擦力的应用也非常广泛。
所谓的静摩擦力，指的就是两个相互接触而又相对静止的物体，在外力作用下，它们只具有相对滑动的趋势，而并未发生相对滑动时，它们的接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力。
由此可见，产生静摩擦力必须有三个条件：其一，接触面必须是粗糙的；其二，两个物体互相接触且相互间存在挤压；其三，物体间有相对运动的趋势。
一般情况下，静摩擦力的方向有两种情况：其一，与接触面相切（如果接触面是曲面，则为该曲面的切线方向），并且与物体相对运动趋势的方向是相反的。这里所说的相对是以施加摩擦力的施力物体为参考系的。其二，相对运动趋势方向的判定应该是这样的：假设接触面绝对光滑不存在摩擦力，观察物体的相对运动方向，以此来判定相对运动趋势的方向。
静摩擦力的大小并不是一个定值，而是随着实际情况的改变而改变的。它的大小可以是零和最大静摩擦力之间的任何一个数值。
最大静摩擦力也就是使物体由静止变为运动的最小力，也就是静摩擦力的最大值，比使物体刚要运动所需要的最小外力（最小滑动摩擦力）略大一些。
3.滚动轴承为什么很光滑——滚动摩擦力
一物体在另一物体表面做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对滚动的阻碍作用，这种滚动作用从其实质上来说是滚动摩擦力。两物体接触面越软，形状变化也就越大，滚动摩擦力也越来越大。
通常情况下，物体之间的滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。
滚动摩擦力在交通运输以及机械制造工业上有着非常广泛的应用，我们所熟知的滚动轴承，就是为了减少摩擦力。
第二节你弱它强——弹力
在实际生活中，弹力也是非常常见的一种力，橡皮筋、弹簧、弹簧测力计等物品就有弹力，它在日常生活中的应用相当广泛。
在力的作用下，物体发生的形状或体积改变被称为形变。当外力的作用停止之后，恢复到原状的形变，也就是弹性形变。这样一来，发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生力的作用，这个力也就是所谓的弹力。说得简单一些，也就是物体发生弹性形变对跟它接触的物体产生的力的作用，称为弹力。弹力的方向与接触面（或截面）垂直，与施力物体形变方向相反。
弹力产生有两个条件：第一，两物体直接接触；第二，物体发生弹性形变。
在日常生活中，相互作用是我们经常观察到的，例如推、拉、提、举、牵引列车、锻打工件、击球、弯弓射箭等，这些力都是在物体与物体接触的时候才发生的。在这种情况下产生的力，可以称为接触力。按性质来划分，可分为两类：弹力和摩擦力。从本质上来说，它们都是由电磁力而引起的。
在了解弹力的时候，一定要清楚弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触之处。但相互接触的物体之间，并不一定产生弹力，这是由于弹力的产生有两个条件——接触、通过相互作用而发生的弹性形变。
通常情况下，人们所说的压力、支持力、拉力指的都是弹力。
弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。此外，弹力的方向总是与物体形变的方向相反，而压力或支持力的方向，则是垂直于支持面并指向被压或被支持的物体。
1.弹性限度
当形变过大、超过一定限度的时候，物体的形状就不能完全恢复，即物体这时失去了自我回复的能力，发生变形。这个限度指的就是弹性限度。由于形变过大导致物体的形状不能完全恢复，这种形变被称为“塑性形变”，也有人称为“范性形变”。
2.胡克定律
当弹簧发生弹性形变的时候，弹力的大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比例关系，可以表示为F=kx。这里所说的k，被称为弹簧的劲度系数（也作倔强系数或弹性系数），数值上与弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力是相等的。单位为牛顿每米，符号为N/m。
其中的k值与材料的性质也有一定的关系。也就是说，不同的弹簧的劲度系数一般也是不同的。由于这一规律是由英国科学家胡克发现的，因此被称为胡克定律。
在测量弹力的时候，可用弹力测量方法来获得。
第三节飘飘欲仙——浮力
在日常生活中，浮力是比较常见的一种力，一般是液体或气体对物体的作用力，且应用范围较为广泛。例如，在航海事业中，运动员游泳、潜水，等等。
在物理学中，所谓的“浮力”也就是液体和气体对浸在或存于在它们中的物体有竖直向上的托力，浮力的方向是竖直向上的。
1.浮力的产生
浮力是如何产生的？通常情况下，用浸没在液体内的正立方体的物体来进行研究与分析。用弹簧测力计系着一个正立方体物体，完全浸入水中。被浸入水中的物体就会受到四面八方（上下左右前后）液体的压力，并且是随深度的增加而不断增大的。对于左右两个侧面的作用力，由于两侧面相对应，面积大小相等，再加上位于液体中相同的深度，两侧面上受到的压力大小相等，方向相反，两力彼此均衡。同样的道理，存在于前后两个侧面上的压力也是彼此平衡的。而上下两个面则不同，这是因为处于液体中的深度不同，受到的压强也各有不同。上面受到的压强小，下面受到的压强大，下面受到向上的压力要比上面受到的向下的压力大。物体在液体中产生的压力差，指的就是液体对物体的浮力，而这个力与被物体所排开的液体的重量是相等的。如果一个浮体的顶部界面难以接触到液体的时候，作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。而对于一个位于容器底面上的物体，且与容器底面密切接触，它必会受到向下作用于物体表面的液体压力，这样，这个物体就不再受到浮力的作用。实际上，这种现象非常少见，这是因为只要它们之间存在着一层很薄的液膜，便可以传递压强，这样一来，底面就会产生向上的压力。也就是说物体上下表面有了压力差，物体也就受到了浮力的作用。
在流体表面漂浮的物体或被流体浸没的物体，都会受到各方向的流体静压力的向上的合力。它的大小与被物体排开流体的重力是相等的。
在液体内，位于不同深度的物体，它的压强也有所不同。物体上、下两个面浸没在液体中的深度不同，由于物体下部受到液体向上的压强比较大，压力也比较大。这样一来，浮力与物体所受液体向上、向下的压力之差是相等的。如气球的重量与它同体积空气的重力相比较，比较小，也就是说浮力要比重力大，正因如此，气球才会上升；
由于石块的重力比同体积水的重量大，则会下沉到水底；而浮木或船体的重力等于它们浸入水中部分所排开的水重，所以飘浮在水面上。事实上，浸在水中或空气中的物体，受到水或空气向上托的力也叫做“浮力”。浮力在生活中是比较常见的。例如，从井里提一桶水，在未离开水面之前比离开水面之后要轻些，这是因为桶受到水的浮力。除此之外，煤油、酒精或水银等所有的液体，对浸在它里面的物体都会产生浮力。
受到浮力的物体，有一个浮心，也就是所谓的浮力作用点。
2.浮力的计算公式
通常情况下，有以下五种情况：
（1）称量法
这一方法，对于各种浮力探究题的计算都比较适用。在计算的时候，往往与弹簧测力计连起来共同计算出题目。需要牢牢掌握这一技巧。
计算公式：F浮＝G物————F拉
（2）阿基米德法
这一计算方法往往用于计算，通常与平衡法使用。
计算公式：F浮＝ρ液gV排
（3）成因法
这一方法需要对原理——浮力产生的原因有一定的掌握，在初中阶段，一般是不做计算要求的。
计算公式：F浮＝F向上——F向下（其中向上向下的力是指相对浸没在水中的物体而言）或F浮＝F向上（这是指飘浮物体）。
注意：如果题目注明物体下端与容器底部紧密接触，那么浮力也是不存在的。
（4）平衡法
当物体在漂浮与悬浮的时候，F浮＝G物
（5）附加适用于推算浮力的公式
受力平衡时，计算公式：G物＝m物g=ρ物V物g
当悬浮与下沉时（即受力不平衡时），计算公式：V物＝V排
第四节一如既往——向心力
1.向心力的基本概念
当物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力（或外力沿半径指向圆心方向的分力），也就是所谓的“向心力”，又称“法向力”。
向心力公式：
F向=mrω?=mv?/r=4π?mr/T
（1）匀速圆周运动
匀速圆周运动事实上是一种非匀速曲线运动（也称空加速运动）。
