第一章 力的概述
物理，一提到这门课，人们的第一反应往往都是“哎呀呀，太难了。”这么说吧，孩子上初一，家长一般不是太紧张，也就是这样嘀咕一下“哎呀课程要多了”。等到孩子快要升初二，这可不得了喽。“孩子他爸，这一开学他们就要学物理啦，快问问你们单位那谁，他家孩子以前是怎么学物理的。我听我们班别的家长说了，这物理课最难学了。”诸如此类的。
其实，物理这门课啊，说难吧，也确实挺难。首先，这里有好些个定律啊公式啊啥的。然后呢，你又得会用这些抽象的定律和公式来解答具体的问题。可是换个角度说呢，数学的应用题大家都知道吧，物理就是用这些定理来做的应用题。哎，话说到这儿，其实物理也就不难了。无非就是把那些个定律弄清楚，公式用熟了而已。物理这门课最大的好处是它讲道理，这些个道理背后都是有清晰的条理的。有个词儿叫顺藤摸瓜，咱们今天就来捋一捋物理这根藤。
先从大的分类上说，初中的物理啊，总共分了六块儿，分别是：力、声、光、热、电和磁。这里头，力和电是最最基础的，也是绝对的重点。所以，咱们就先来说说这个力。
力是什么？课本里面有这样的定义：力是物体对物体的作用。牛顿和苹果那个故事大家都知道吧？当然啦这个故事也仅仅是个故事。有一天啊，牛顿这小伙子坐在树底下思考人生。突然间，也不知道从哪儿掉下来一个苹果。咣当一下，正好砸到了牛顿的脑袋上。喝，这一下给牛顿砸的，眼泪都出来了。“谁没事儿扔手机啊？要扔你倒是把充电器耳机一块儿扔过来啊！”后来牛顿就悟到了万有引力对吧。好，咱们先说这苹果，你甭管它是iPhone几，它咣当一下砸在牛顿脑袋上，就是对牛顿的脑袋施加了力。这个时候，苹果是施力物体，就是施加力的物体。而牛顿的头呢，自然就是受力物体了。这个力让牛顿眼冒金星脑洞大开。可是，这好好儿的一个苹果，干嘛自己个儿往地上落呢？现在咱们都知道了，这是它受到了地球的引力，也就是说，被地球的引力从树枝上拉下来了。所以说，力是什么？力就是物体对物体的作用。苹果砸了牛顿的脑袋，是它对牛顿脑袋的作用，地球吸引了苹果，是地球对苹果的作用，这都是力。说到这儿，你发现一个问题没？苹果实打实地砸到了牛顿，可是在苹果落下来的时候，地球可没挨着苹果啊？所以，有些力的作用是需要施力物体和受力物体直接接触的，而有些力啊，并不需要物体和物体直接接触。万有引力是一个，磁力也是一个。这些咱们将来再说。
刚才咱们说苹果给牛顿的脑袋施加了力，那么反过来，牛顿的脑袋是不是也给苹果施加了力呢？那是当然的啦。比方说，你使劲儿拍一下桌子，桌子是不是被你拍得一震啊？那你的手呢？是不是也有点疼？因为你的手对桌子用力的时候，它也受到了桌子对你的力。力的作用是相互的，这个规律也是牛顿发现的。这个规律咱们后面还会再详细地说。因为牛顿在力学方面的贡献实在是太大了。所以物理学里面，就把力的大小用牛顿作为单位。说到力有多大，就要说这个力有多少牛顿。在地球上，因为受到地球的吸引，物体都会受到力。我们把这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。对于重力来说，施力的就是地球。物体受到重力的大小和它自身的质量成正比。一般来说啊，一千克的物体受到的重力是9.8牛顿。你想知道一牛顿的力有多大，那就是一百克多一点的东西拎在手里的感觉，也就是二两多一点点。这种吸引不只是地球对你我，这世界上所有的物体相互之间都存在。牛顿在总结前人研究结果的基础上，发现了宇宙间所有的物体，都存在相互吸引的力，这就是万有引力。万有引力高中会学到。在初中这个阶段，我们只需要知道物体的重力与自身质量成正比就够了。
我们现在知道了，力是物体对物体的作用。那么，一个物体受到力的时候会发生什么呢？物体在受到力的时候都会发生形变。真的，都会发生形变，只是形变的程度有大有小。对于同一个物体来说，受的力越大，形变的程度也就越大。电影《流浪地球》里有这么一段，地球在飞出太阳系的过程中，由于离木星太近，在木星引力的作用下，地球发生了比较严重的形变，多处出现地震，导致大量行星发动机停机，如果地球和木星继续靠近，地球有可能会裂开。这种严重形变导致的撕裂在理论上是确实有可能发生的。中学阶段的物理学习中，有时候会忽略这种形变。虽然我们说物体在力的作用下都发生了形变，但是有些物体在不受这个力的时候，会自动恢复到原来的形状，比如塑料尺啊橡皮筋啊之类的，这种性质叫做弹性。而有些物体呢，受力的时候产生了形变，不受力的时候形变不会自动恢复，比如说橡皮泥，这种性质叫做塑性。我们在拉长橡皮筋的时候，会感觉到橡皮筋的拉力。物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。水杯放在桌子上，水杯底部和桌子其实都发生了弹性形变。无论桌子对水杯的支持力，还是水杯对桌子的压力，从种类上来说，都是弹力。物体的弹性是有一定限度的。超过这个限度就不能恢复到原来的形状了。
从《流浪地球》这个例子我们能看到，力的大小很重要。那力的大小怎么测量呢？能测量力的大小的仪器叫测力计。最常见的，就是弹簧秤。弹簧有个特点，在一定的限度内啊，你越用劲儿拉它，它伸长的也就越多。在这里多说一句，对于弹性形变来说，这是个普遍规律。我们还来说弹簧。用数学语言来说呢，就是弹簧的伸长量和受到的拉力成正比。这个比值叫做弹性系数。好比说，你用一牛顿的力把弹簧拉长了三厘米，那你把劲儿加大到两牛顿呢？那弹簧就会被你拉长六厘米了。但是，一定要记住，弹簧是有底线的。这个底线就是弹簧的弹力限度。你的劲儿如果使得太大，就把弹簧给拉坏了，那时候伸长多少可就不好说了，而且就算是你松手，这弹簧也回不到以前的样子了。
光知道大小，还没法确定一个力。你得知道，这个力是作用在什么地方的，是往哪个方向的。力作用在哪儿，这个点叫做力的作用点。对于那些需要通过直接接触来作用的力，这个作用点就是接触点。而对于重力这个不需要直接接触就会受到的力来说，重力在物体上的作用点就是物体的重心。这里要说明一下，重心其实是一个理论上的点，是为了简化而抽象出来的一个点。对于一个非常规则的物体来说，比如一个均匀的球形物体，那它的重心就在球心。而且我们要提一句，重心不一定在物体上，呼啦圈大家都知道吧，这个呼啦圈的重心在哪儿？在圈子的圆心。对于重心，我们这么理解，就像是有人给这个物体施加了魔法，让它变小变成了一个点，重心就是这个点。
力的大小和作用点我们说了。现在我们说说力的方向。力是有方向的。推门的时候，是向前用力。拎着东西的时候，是向上用力。我们再用重力来举个例子。重力的方向是竖直向下的，它指向地球的中心。所以，施工的时候可以用一根悬挂着重物的线来确定竖直的方向，这个线叫重垂线。对于力来说，大小、方向和作用点就是它的三个要素。将来我们要分析一个力的时候，也就要从这三个要素入手。要注意一个事儿啊，当我们分析力的时候，一定要弄清楚受力物体是谁。
