向空中扔去的皮球，无论你用多大的力，最终皮球都会落回到地面；这是因为皮球受到了地球的吸引力——重力。撑杆跳高和蹦床的运动员能跳的很高，这是因为他很好地利用了杆和蹦床的弹力。这一节我们来具体研究这两种力的性质和作用。

一、重力

地球上的一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫做重力。

无论怎样放置物体，物体受到的重力的方向总是竖直向下的，如图2-2所示。

重力的大小：在同一地点，质量为m的物体，其重力G跟物体的质量的关系为

式中，m表示物体的质量，g表示重力加速度（g=9.8m/s2）。

物体的各部分都要受到地球的吸引，为了方便起见，人们通常可以认为物体各部分受到重力的作用集中于一点，这一点称为物体的重心。重心就是重力的作用点。质量分布均匀的规则几何体，重心就是物体的几何中心。质量分布不均匀或形状不规则的几何体的重心可用悬挂法找到。重心不一定都在物体上，如一个质量分布均匀的圆环其重心在圆环的中心。

图2-2 重力的方向

二、弹力

发生形变后的物体，由于要恢复原状，对使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力。物体的形状或体积的改变叫形变。例如，放在桌面上的书本如图2-3所示，由于受到重力的作用压在桌面上，使桌面和书本同时发生形变，在此情况下，桌面要对书本产生向上的支持力；同时书本也要对桌面产生向下的压力。

图2-3 压力和支持力

图2-4 弹簧的弹力

由此可见，弹力发生在直接接触而又发生形变的物体间。压力和支持力是弹力，压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面。

弹簧受到外力后会伸长或缩短，伸长和缩短了的弹簧会对拉伸或压缩它的物体产生弹力的作用，如图2-4所示。弹簧所产生的弹力的方向总跟弹簧形变的方向相反，即：伸长了的弹簧对拉伸它的物体产生的弹力指向弹簧的收缩方向；而缩短了的弹簧对压缩它的物体产生的弹力指向弹簧的伸长方向。

绳只能拉伸而不能压缩，拉伸了的绳对拉伸它的物体也产生弹力作用，这种弹力就是通常所说的绳的拉力。绳的拉力总是沿绳指向绳的收缩方向，如图2-5所示，水桶受到绳的拉力，沿着绳指向上方。

图2-5 绳对水桶的拉力

发生形变的物体，在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。物体发生弹性形变是有条件的。对于同一物体，受到的外力越大，形变越大。如果外力超过一定限度，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个限度叫做弹性限度。在弹性限度内，形变越大，弹力越大；形变消失，弹力也随着消失。英国科学家胡克通过实验发现了胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即(www.daowen.com)

式中的k（单位为牛/米，符号N/m）为弹簧的劲度系数，它表示弹簧的软硬程度，与弹簧的材料、弹簧的形状、弹簧丝的粗细等因素有关，与弹簧所受的拉力的大小无关。不同弹簧的劲度系数一般不相同。

例题 一根弹簧的原长为50cm，当把它拉长到70cm时，由于弹性形变产生的弹力为400N，它的劲度系数是多少？如果把它拉长到80cm，弹簧产生的弹力又是多少？

解 已知：l0=50cm=0.5m，l1=70cm=0.7m，F1=400N，l2=80cm=0.8m

求：k，F2

由题意得：

由胡克定律得

由题意得：

由胡克定律得

答：弹簧的劲度系数是2×103 N/m，把弹簧拉长到80cm时，弹簧产生的弹力是600N。

习题2-2

1.如题图2-2所示，在（a）、（b）图中，分别画出水平面和斜面对物块m的支持力的示意图，在（c）图中画出绳对物块m拉力的示意图（注意：力的示意图只要求力的方向画正确，力的大小合适即可）。

题图2-2 画出物块m所受弹力

2.一根弹簧，不悬挂重物时的长度为0.15m，悬挂上重力为5N的重物时长度为0.18m，求这根弹簧的劲度系数。

3.一根弹簧劲度系数为2×103N/m，原长为40cm，要想使它产生200N的弹性拉力，弹簧应伸为多长？