周骁 长沙市南雅中学

1 力的等效性

通过有关实验证实，一个力作用在某物体上而形成的效果，能够与另外几个力在同一时间作用在此物体上所形成的效果达成一致。因此，当其实是几个力作用在某物体上的时候，为了便于探究，我们可将其视作(和其他几个力等效的)另外一个力作用在此物体上。而当其实仅有一个力作用在某物体上的时候，想要对这个力在某几方面的具体作用效果进行深入探究，也同样可认为在这几方面的所有方面均有另外一个等效的力作用在此物体上。根据力的作用效果来讲，这些假定和事实能够达成一致，所以这便是力的等效性。

2 力的合成与分解中联系实际的问题

2.1 满掌不能将鸡蛋捏破

例1，一名魔术师伸开手掌，将一个鸡蛋放于手掌中，不过消耗了很大力气却没有将鸡蛋捏破。在场人员均认为这是一个奇特的鸡蛋，实际上，根据物理知识进行分析，便不是什么奇怪的事情，试分析为何不能将鸡蛋捏破。

图1

解析：如图1所示，设作用在鸡蛋上的某一点O的力是F，按照F的具体作用效果，总是可以分解成和鸡蛋面相切的两个分力，明显可以得知，无数个N在平行鸡蛋的平面以内彼此消除。其实，作用在鸡蛋上的合力是0，所以，即便魔术师使很大的力，鸡蛋依然不会出现任何破损的情况。同理，在社会建设中，桥孔与隧道之所以做出圆孔形状，也是因为这一原理。

2.2 神奇的劈与楔

例2，人们将刀、斧等有关切割工具的刃部称之为劈，而一端厚一端薄的斜面木料称之为楔。劈可以轻松将非常坚硬的物体劈开，楔可以让物体之间接触更为紧密。古代具有这样一个传说，在明朝时期，苏州的虎丘寺塔因为长久没有修缮，塔身呈现出倾斜状态，存在倒塌的危险。在那个时期，有人建议采用大木柱对此进行支撑，不过这种方式又会在很大程度上影响美观，而有一位和尚则将术楔挨个钉进塔身倾斜的一侧，最终将塔身扶正，试分析产生此种结果的具体原因。

图2

解析：由于楔的纵截面为一个三角形，在运用它们的过程中，在此背上增添一个力F，这个力产生的效果便是楔(劈)的两个侧面成为两个推压物体的力N，在力N的作用下，楔将物体楔紧。假设楔的纵截面为一个等腰三角形，楔宽是d，其侧面长度为，如图2所示，根据相似三角形便可以得出：，因此N=F，如果三角形的顶角是 ，那么便有sin，也就是=2sin，进而获得N=，由此便可以得知，当F一定的时候，更小，而N则会更大，所以，越薄的楔便更加容易钉进物体当中，将=3°、F=350代进上式N=6.7×103N，这个力等同于举起670千克的物体，一个楔便能产生这么大的力，所以多个楔则必定能够支撑塔身，而和尚正好是运用了力的分解原理。

2.3 逆风而行的帆船

例3，顺风行驶船只，风对船帆的压力便是促使帆船向前行驶的主要驱动，在帆船比赛中，为什么运动员会逆风行驶船只？

图3

解析：要在逆风中行驶船只，必定不能够让风垂直吹向帆面，需要和帆形成相应夹角才可。设风和帆面呈 角。如图3所示，如果空气用速度v吹向平滑的帆面，之后沿着帆面用速度 进行运动，当帆面软平滑的时候， 大概是 cos，单位时间中吹到帆面的质量是m的空气动量变化大小大概是m sin ，方向和帆面垂直指向外，也就是帆面受到的压力F=m sin ，方向和帆面垂直指向帆面。按照F的作用效果把压力F可以分解成延船只的龙骨线，指向前进方向的分力 与龙骨线垂直的分力，和船只的前进方向垂直、横向推进船只运行的分力 被这一方向上水对船只产生的阻力进行了平衡，分力 =Fsin =m sin sin ，方向和船只的运动方向相一致，其便是推动船只向前行驶的主要驱动力，所以运动员可以逆风行驶帆船。

3 结束语

在高中物理的力学这一部分内容中，力的合成与分解是我们学习的重难点知识，尽管这一知识点不会涉及较多概念，不过我们很多学生对于其中的概念都不能进行全面理解。在具体学习中，我们一定要认识到力的合成与分解的本质便是等效替换。因此，想要更好的将此知识点进行理解与掌握，那么就应当在老师的引导下与实际问题相联系，这样才能促进自身对该知识点有一个清晰认知，从而留下更加深刻的印象，为后期的学习奠定坚实基础。