核心答案:力的核心公式 F = ma(力 = 质量 × 加速度)。1 牛顿 = 让 1kg 物体产生 1m/s² 加速度的力。重力 G = mg,60kg 的人重 588N。压强 P = F÷S——同一个人,穿雪鞋不下陷是因为面积大压强小。
牛顿第二定律 F=ma
F = m × a
- F:力(牛顿 N),m:质量(kg),a:加速度(m/s²)
实例 1:1000kg 汽车从静止 5 秒加速到 20m/s:a = 20÷5 = 4m/s²,合力 F = 1000×4 = 4000N
实例 2:2kg 物体受 10N 力:a = 10÷2 = 5m/s²
重力怎么算
G = mg(g ≈ 9.8 N/kg,估算取 10)
| 质量 | 重力(g=9.8) |
|---|---|
| 1kg | 9.8N |
| 60kg(成人) | 588N |
| 100kg | 980N |
质量 vs 重量:质量(kg)是物质多少,不变;重量(N)是重力大小,月球上 g = 1.6,60kg 人在月球重 96N——质量没变,重量变了。
摩擦力
滑动摩擦:f = μN(μ 摩擦系数,N 正压力)
常见 μ 值:冰面 0.03、橡胶-干沥青 0.7、木-木 0.3
实例:50kg 箱子在 μ=0.3 的地面:N = 50×9.8 = 490N,滑动摩擦力 = 0.3×490 = 147N——至少要用 147N 才能推动(静摩擦略大于滑动摩擦)。
汽车刹车:制动力上限 ≈ μ×车重,μ=0.7 时最大减速度 ≈ 0.7g ≈ 7m/s²,100km/h 刹停约 56m。
压强公式
P = F ÷ S(帕斯卡 Pa = N/m²)
实例对比:
- 60kg 人站立(双脚 400cm²):P = 588÷0.04 ≈ 1.47 万 Pa
- 同一人穿雪鞋(0.2m²):P = 2940 Pa——压强降为 1/5,不陷雪
- 图钉尖 0.1mm² 用 10N 按:P = 10÷10⁻⁷ = 1 亿 Pa,轻松入木
液体压强:P = ρgh,水深 10m 处约 9.8 万 Pa(多 1 个大气压)——潜水每下 10m 多 1 个大气压。
单位换算
| 单位 | 换算 |
|---|---|
| 1 N | 1 kg·m/s² |
| 1 kgf(千克力) | 9.8 N |
| 1 kN | 1000 N |
| 1 Pa | 1 N/m² |
| 1 kPa | 1000 Pa |
| 1 标准大气压 | 101.3 kPa |
| 1 bar | 100 kPa |
常见误区
- 「力维持运动」:亚里士多德错误。力改变运动状态(产生加速度),匀速直线运动不需要力——牛顿第一定律
- 质量重量混用:「体重 60kg」是质量;物理题问「重多少牛」要乘 g
- 摩擦力总当阻力:走路、汽车驱动都靠地面向前的静摩擦力——摩擦力方向与相对运动趋势相反,不一定与运动相反
- 「压力大 = 压强大」:大象重但脚掌大,压强比高跟鞋跟小——压强看单位面积受力