牛顿第二定律并不会自动告诉我们有哪些力。先认出相互作用，才能把合力写对。重力、支持力、摩擦、阻力、张力和弹力不是六套独立的解题套路，而是不同情境里的相互作用。
1. Key properties and representations of forces
画free-body diagram 受力图时，先选一个研究对象，再逐一检查它与周围物体的相互作用。每个箭头表示一个作用在这个对象上的真实力，并写清名称。速度和加速度可以另画在图旁，不能放进力的总和里。
情境图告诉我们物体和环境在哪里；受力图只保留所选物体及其受力；分量图帮助把某个力投影到坐标轴上。三个图各有用途。把一个力分解后，可以用分量代替原力，不能重复计算。更换研究对象或把几个物体合成系统时，必须重新判断哪些力是外力。接下来先认最熟悉的地球引力。
2. Weight
Weight 重量就是附近天体对物体的重力。在地面附近，
\[\begin{gathered} \vec F_g=m\vec g, \\ F_g=mg. \end{gathered}\]
重力方向近似竖直向下，单位为 \(\mathrm N\)；质量的单位为 \(\mathrm{kg}\)。\(g\) 随地点和高度改变，因此重量会改变，质量仍可保持不变。物体离开桌面后重力仍在，轨道上的宇航员也仍受重力。桌面上不下落的物体，是因为还受到另一种力。
3. Normal force
Normal force 支持力是接触力中垂直于接触面的分量，来自表面对物体的挤压。方向由接触面的法线决定，斜面上的支持力就不竖直。它的大小由接触条件和牛顿第二定律共同决定，不能先认定 \(N=mg\)。
水平桌面上的物体若竖直方向没有其他力、也没有加速度，才有 \(N-mg=0\)。向上斜拉会减小 \(N\)，向下压会增大 \(N\)。通常表面能推而不能隔空拉，若计算需要负的支持力，可能意味着物体已经脱离接触。接触力还可能有沿表面的分量，这就是摩擦。
4. Friction
Friction 摩擦力沿接触面，阻碍两表面的相对滑动或滑动趋势。它未必与物体相对地面的速度反向，例如静摩擦可以使人向前走。
未滑动时，static friction 静摩擦会随需要调整大小，直到最大值：
\[\begin{gathered} 0\le f_s\le\mu_sN, \\ f_{s,\max}=\mu_sN. \end{gathered}\]
只有即将滑动时才取等号。发生滑动后，用kinetic friction 动摩擦模型
\[f_k=\mu_kN.\]
摩擦系数 \(\mu\) 无单位，取决于表面及其状态。先判断相对滑动方向，再判断摩擦方向；用静摩擦假设求出的需要值超过上限，就要改用滑动模型。运动中的阻碍还可能来自周围流体。
5. Drag and terminal velocity — Extension
Drag 阻力来自物体与空气或液体的相对运动，方向通常与物体相对流体的速度反向。大小受相对速率、形状、迎风面积及流体性质影响，不能只用相对地面的速度判断。
下落物体越来越快，向上的阻力也可能越来越大，于是向下的合力和加速度变小。当阻力与重力平衡，物体以terminal velocity 终端速度继续下落：
\[\begin{gathered} F_D(v_t)=mg, \\ a=0. \end{gathered}\]
终端状态是匀速，不是停止。AP Physics 1 在这里重在定性判断；具体阻力定律需由情境给定，微分方程解留给 Physics C。另一类常见联系不是与流体接触，而是由绳子传递。
6. Tension
Tension 张力沿绷紧的绳子，把物体拉向绳的另一端；绳子可以拉，不能推。理想绳无质量、不可伸长，配合理想滑轮时，同一根连续绳中的张力大小相同。不同的绳不一定有同一张力，有质量或有摩擦的滑轮也可能使两侧张力不同。
张力不是固定等于 \(mg\)。悬挂物体静止时可以有 \(T=mg\)，加速时就应由 \(T-mg=ma_y\) 求出。不可伸长的绳还约束两端的位移、速度和加速度，下一课会把这种几何关系与受力方程结合。若连接物可以明显伸长，还需要弹性模型。
7. Spring force and Hooke's law
Spring force 弹簧弹力阻碍弹簧的形变。在弹性限度内，Hooke's law 胡克定律为
\[\begin{gathered} F_{s,x}=-kx, \\ x=L-L_0. \end{gathered}\]
\(L_0\) 是自然长度，\(x\) 是沿选定轴的形变量。\(k\) 是spring constant 劲度系数，单位 \(\mathrm{N/m}\)；负号表示恢复力与形变方向相反。拉长与压缩都能产生恢复力。\(F_s\)–\(x\) 图的斜率为 \(-k\)，不是一个正的弹力大小。
竖直挂重物后，新的平衡位置满足 \(kx_{\mathrm{eq}}=mg\)，但那里不是弹簧的自然长度。这个区分在振动单元非常重要。下一课不再增加新定律，而是把这些力放到斜面、滑轮、下落和电梯情境中，练习如何组成同一个动力学模型。
