第一节 什么是力

阿基米德

选自《中学教学实用全书》

　　阿基米德（约前287～前212），古希腊物理学家和数学家，静力学和流体静力学的奠基人，机械理论的创建者．他发现了杠杆定律和阿基米德定律，并发明了圆筒状的螺旋扬水器（“阿基米德螺杆”）和制造过多种机械装置和建筑物．他描述过光的直线传播和光的反射定律，解释了光在平面镜、球面镜上的反射现象，并研究了凹镜把反射光汇聚在一点的特性．在数学方面，他确立了各种几何图形的面积和物体的表面积、体积的计算方法，创立“穷竭法”（与现代数学积分计算的基本思想相同），并证明圆周率在 到 之间．他流传下来的著作有《论平面图形的平衡》、《论浮体》、《圆的度量》、《论抛物线形的求积法》、《论锥体和球体》等，均已收在英国牛津出版的《阿基米德遗著全集》中．

　　罗马进犯他的家乡叙拉古时，他应用机械技术帮助防御，曾给敌军以沉重打击．公元前212年叙拉古城失陷，正在专心致志解答数学问题的阿基米德不幸遇害．

力

选自《中学教学实用全书》

　　从力产生的本质上讲，力是物质间的相互作用．力的作用效果表现为使物体发生形变或运动状态发生改变．如果从力所产生的实际效果上讲，力的概念可进一步推广为：力是使物体发生形变或引起物体运动状态发生改变的原因．

    力的物质性、矢量性和相互性反映了力的基本属性，力是物体对物体的作用强调了力产生的物质基础，即力不能脱离物体而单独存在，这是力的本质所在．力有大小和方向，力的合成和分解遵守平行四边形法则，体现了力的矢量性．牛顿第三定律进一步揭示了物质的作用具有相互性的特点，并总结了这种相互作用所遵循的规律性．

    物体间发生相互作用的方式有两种形式．一种是通过直接接触发生相互作用．另一种是通过某种场（如引力场、电场、磁场等）传递物体间的相互作用．通常把以前一种方式发生的相互作用称为接触力，以后一种方式发生的相互作用称为场力．

　　物体间的相互作用因性质的不同．力被划分为许多种．其中有的即以力的性质来命名，如重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力、核力等．也有的则以力的作用效果来命名，加压力、支持力、浮力、表面张力、向心力、引力、斥力、动力、阻力等．从本质上讲．存在于自然界的一切相互作用可归结为四种：万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力．

　　重力的本质就是万有引力；分子力、摩擦力、弹力等在本质上起源于物质内部带电的或具有磁矩的微粒间的电磁力；基本粒子间的相互作用则联系着本质上不同的强相互作用力和弱相互作用力．

    在国际单位制中，力的单位是牛顿．

帕斯卡

选自《中学教学实用全书》

　　帕斯卡（1623～1662），法国数学家、物理学家．他的父亲是一位税务法庭的官员，擅长数学．12岁左右对数学发生兴趣，17岁发表题为《圆锥曲线论》的论文，提出了射影几何中的帕斯卡定理，后来又设计并创制了历史上第一架机械计算机器．他还提出了二项式展开的系数的三角形排列法则，即帕斯卡三角形．他对概率论的研究也有一定的贡献．

　　他在物理学方面的主要成就在于对流体静力学和大气压强的研究．他研究了液体的平衡和空气重力的各种效应，于1653年发现了关于液体传递压强的帕斯卡定律（但直到他死了一年之后的1663年才正式发表）．他还指出器壁上所受的由于液体的重力产生的压强，仅仅与深度有关．他还做过大气压随高度变化和虹吸现象的实验．

　　他后来兴趣转向神学方面，从怀疑论出发，认为感性和理性认识皆不可靠，从而得出信仰高于一切的结论．1655年退隐于巴黎附近的修道院．7年后去世，年仅39岁．