课时7.1 力 教学设计
【教学目标】
1.知道力的概念、符号和力的单位;
2.知道力的作用效果(重点);
3.知道力的三要素(重点);
4.理解物体间力的作用是相互的(难点);
5.掌握力的示意图的画法(重点);
6.掌握用力的作用效果及相互性解释生活中一些力的现象。
【知识框架】
【知识清单】
一、力
1.定义:力是物体对物体的作用.发生作用的两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体.
2.单位:力用符号F表示,它的单位是牛顿,简称牛,符号是N.
3.常考力的估算:托起两个鸡蛋所用的力大约是1 N,一个中学生的重力约为500 N.
4.力的作用效果
(1)力能改变物体的________,使它发生形变.如拉弹簧、拉弓箭、拉橡皮筋、挤压饮料盒.
(2)力可以改变物体的____________.如水平抛出的小球受重力作用向下坠落.
5.力的三要素和力的示意图
(1)力的三要素:力的________、________、________.力的三要素与力的作用效果均有关.
(2)力的示意图:用带箭头的线段表示力,箭头表示力的________,线段的起点或末端表示力的________,线段的长度表示力的大小.(同一图中,力越大,线段越长)
6.力的作用是相互的:施力物体同时也是受力物体,物体间力的作用是相互的.
第1课时 力与力的示意图
知识点一:力的作用效果
▲合作探究(课本第2页)
请小组同学合作,完成如下探究:
图7.1-1 物体的形状发生怎样的变化?
(1)用力捏橡皮泥,如图7.1-1,松手后,观察橡皮泥的形状;用力拉弹簧,观察弹簧的形状发生了什么样的变化;
小结:由此可知,力可以改变物体的 形状 。
演示实验:
图7.1-2 小铁球受到磁体的作用
(1)如图所示,一个小铁球静止在水平桌面上,当一个磁体靠近小铁球时,会出现什么现象?(由静→动)
(2)让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察小铁球的运动变化情况。(由慢→快)
(3)再次让小铁球从斜面上滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察小铁球的运动变化情况。(运动方向改变)
小结:由此可知,力可以改变物体速度的大小和速度的方向,速度的大小和方向统称物体的 运动状态 。
探究归纳:
力的作用效果包括:力可以改变物体的 形状 ,力可以改变物体的 运动状态 ;只要运动速度大小或方向其中之一发生改变,都叫物体的运动状态发生改变。
▲教师点拨1
1.运动状态改变包括物体 速度大小 和 运动方向 两个方面;
▲思考与讨论
(1)物体受到力的作用,其运动状态一定会改变吗?请说明理由。
答:不一定。也可能只是物体的形状发生变化。
以大小不变的速度做圆周运动的物体,例如旋转的木马,地球同步卫星,过山车,其运动状态是否发生了改变,请说明理由。
答:发生了改变,只要速度的大小或方向发生变化,物体的运动状态就发生了变化。
(3)力是一个抽象的概念,通过力的作用效果来描述力的存在,应用了哪一种探究方法?
答:转换法。
知识点二:力的概念和力的单位
▲合作探究(课本第1页)
【引导过渡】由前面力在改变物体运动状态时可知,都涉及了至少两个物体,生活还有很多产生力的现象:
情景1:人用力推小车,人对车施加了力,施力物体是人,受力物体是车.
情景2:人用力拉弹簧,人对弹簧施加了力,施力物体是人,受力物体是弹簧.
情景3:起重机提重物,起重机对重物施加了力,施力物体是起重机,受力物体是重物.
以上现象说明力的特点是:要有推、拉、提、压、击、打、拍、吸等作用,所以力是物体对物体的作用。
小结:
1.力的定义:力是物体对物体的作用,用符号表示。
2.产生条件:①至少有两个及以上的物体;②物体与物体之间有相互作用。
3.力的单位:牛顿,简称牛,符号N。
4.施力物体和受力物体:有力的作用至少存在两个物体,施加力的作用的物体叫施力物体,承受力的作用的物体叫受力物体;
5.常考的力的大小:(1N相当于2两)
托起两个鸡蛋或一个中等大小的苹果所用的力大约为1N;
▲教师点拨
上述现象中存在的共同地方:物体-作用-物体.有力存在时,总有一个物体对另一个物体发生了作用,推、拉、挤、打、压、吸引、举、排斥等等都是对这些作用的具体描述,由此得出力的定义:力是物体对物体的作用;
▲思考与讨论
(1)一个物体可以产生力的作用吗?请说明理由。
答:不能。力是物体与物体之间的相互作用,两个或两个以上的物体才能
产生力的作用。
(2)相互接触的物体一定会产生力的作用吗?不接触的物体会有力的作用吗?
答:不一定。如果物体之间没有推、拉、提、吸引等作用,物体之间没有发声形变,就不会产生力,如并排放置的两块砖之间就没有力的作用。
不接触的物体间也可能会有力的作用。如磁铁的吸引力和排斥力。
知识点三:力的三要素及力的示意图
▲合作探究(课本第4页)
【引导过渡】在物理学中,我们是通过力的作用效果来认识力的,那么力的作用效果与哪些因素有关呢?
请同学们合作完成下列探究:
a b c
1.如图a用力拉弹簧,用力越大,弹簧被拉得越长,说明力的大小会影响力的作用效果。
2.如图b,在打台球时,用力的方向不同就会导致台球是否能够进入袋子中。
3.如图c所示,分别在A、B、C三处用同样大小的力分别从教室的内外推门,在A点处推门更容易,在C点最困难,说明力的作用点影响力的作用效果。
通过以上实验:我们可以得出,力的作用效果跟力的大小、方向和作用点有关。即力的三要素影响力的作用效果。我们把这三者称之为“力的三要素”.
小结:物理学中,把力的 大小 、 方向 、 作用点 叫做力的三要素。
▲力的示意图
【引导过渡】在物理学中,力看不见,莫不着,为了方便研究力,我们用几何模型来描述力,那么通过前面的学习我们已经知道,通常描述一个力就是描述这个力的三要素。
力的示意图的定义:沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的长短表示力的大小,这种画力的方法叫力的示意图.
例题:一木块放在水平地面上,画出木块受到水平向右拉力的示意图.
画法:确定受力物体,确定力的作用点;沿力的方向画线段;在线段的末端标上箭头;在箭头旁边标上力的符号(大小、角度)
▲教师点拨
1.画力的示意图时,受力物体可用长方形或圆形这些较简单的几何图形代替;
2.力的三要素中,只要有一个力发生改变,力的作用效果就会改变;
3.只有当两个力的三要素完全相同时,才能说这两个力相同;
4.要描述一个力,必须指明其三要素。
5.作用点:画在几何中心。作用点、箭头、符号必须画,若有力的大小、角度,需要标出对应的大小或角度值。
知识点四:力的作用是相互的
▲合作探究(课本第4、5页)
请各小组同学合作,完成下列探究:
如图,请一个同学穿上溜冰鞋,向前推墙,观察发生的现象。
2.如图,在两个靠得很近的小车上分别放上一个磁体(同名磁极相对),松手后观察发生的现象。
小结:一个物体对另外一个物体施加力的时候,另外一个物体也对它施加力的作用,即物体间力的作用是相互的。
3.请你解释:为什么用手拍桌子时,手会感到痛?
▲教师点拨
1.本节课时内容安排较少,其目的是让学生更好地掌握物体间力的作用是相互的这个普遍规律,在此基础上弄清相互作用的两个力的特点,但在讲述特点时只需要讲述一对相互作用力方向相反,作用在不同的物体上,至于其他的两个特点,在作业中进行讲解。
2.施力物体同时也是受力物体,因为力的作用是相互的。
3.相互作用的两个力分别叫做作用力和反作用力,统称叫一对相互作用力。
【课堂练习】
1.力的作用是相互的
(1)相互作用的两个物体,____________(填一定或不一定)相互接触;
(2)相互接触的两个物体____________(填一定或不一定)有力的作用。
2.力的三要素补充说明:
(1)力的三要素均能影响力的作用效果,只要其中________要素改变,力的作用效果就会随之改变;
(2)力的三要素都能影响力的作用效果,因此要说明一个力必须指明____________;
(3)两个完全相同的力必须是____________完全相同的;
(4)实验中主要应用了____________法。
3.画力的示意图的步骤:
(1)确定____________、____________和____________;
(2)从力的________沿力的方向画力的作用线,用________表示力的方向;
(3)在线段旁边注明力的________和大小。
4.物体的运动状态发生变化:
(1)____到____;或由____到____;
(2)物体运动的速度____或____发生改变或速度____和____都改变,都叫物体的运动状态发生了变化。
(3)总结:力的作用效果 :
①________________________ ;②____________________。
5.为了探究力能否使玻璃瓶发生形变。甲同学组装好的实验装置如图所示。用力挤压玻璃瓶壁,发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论:力使玻璃瓶发生了形变。乙同学认为力使玻璃瓶发生的形变并不是水面上升的唯一原因,该装置不能实现实验目的。丙同学却认为可以实现,只需修改实验步骤。主要步骤如下:用较大力挤压瓶壁,水面上升高度记为h1,松手,水面落回原处。再用较小力挤压瓶壁,水面上升高度记为h2。根据上述实验过程回答下列问题:
(1)根据甲同学的操作,你认为使水面上升除了玻璃瓶形变还有可能是: ____________ 。
(2)丙同学两次挤压需要控制 _______ 相同。
(3)若实验结果能说明力的作用使玻璃瓶发生了形变,则h1和h2的关系是 ______ 。
6.力的补充说明:
(1)对于一个力而言,至少存在______个物体,分别是____物体和____物体。“对”前面的物体是____物体,“对”后面的物体是____物体。如:汽车对地面的压力。汽车就是____物体,地面就是____物体。
(2)汽车对地面有压力同时地面对汽车有支持力,这时地面是____物体,汽车是____物体,所以施力物体和受力物体是____而言的,力的作用是____的。
二、单选题
7.如图所示,四个力中的一个与其它三个力所产生的作用效果不同的是( )
A.球拍对乒乓球的力 B.斧头对木柴的力
C.手对弹簧的拉力 D.瓶对海绵的力
8.在航空领域,常发生小鸟撞毁飞机事件,下列关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是( )
A.小鸟受到的力大 B.飞机受到的力大
C.小鸟和飞机的受力一样大 D.主动撞击的一方产生的力大
9.如图所示,小强用大小相同的力往同一方向推开家里的门时,发现推A点比推C点要容易,这说明力的作用效果跟下面哪个因素有关( )
A.力的作用点 B.力的方向
C.力的大小 D.物体的运动状态
10.下列关于力的说法中正确的是( )
①力不能离开物体而单独存在
②有受力物体时,一定有施力物体
③两个物体只要相互接触就一定产生力的作用
④两个物体不接触就不能产生力的作用
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有①④正确
参考答案
1.不一定 不一定
【解析】(1)[1]相互作用的两个物体,不一定相互接触,如天空中的飞鸟,与地球没有接触,也受到重力的作用。
(2)[2]相互接触的两个物体,不一定就有力的作用,如传送带上与传送带一起水平匀速运动的物体,与传送带接触,但是没有摩擦力的作用。
2.一个 三要素 三要素 控制变量法
【解析】(1)[1]大小、方向、作用点是力的三要素,任何一个要素都对力的作用效果有影响。
(2)[2]要说明一个力,必须指明力的三要素,如支持力F=5N,方向竖直向上。
(3)[3]如果说两个完全相同的力,则这2个力的三要素必须完全相同,有一个要素不同,也不是完全相同的力。
(4)[4]研究力的三要素对力的作用效果的影响时,必须控制其他两个要素相同,是控制变量法。
3.受力物体 力的作用点 方向 作用点 箭头 符号
【解析】作图时的操作步骤:
(1)[1][2][3]画图前,首先要确定受力物体,然后把力的作用点画在受力物体上,可以画在两物体接触处的受力物体上,也可以画在受力物体的重心上,并且要确定力的方向。
(2)[4][5]从力的作用点开始画图,沿力的方向画出力的作用线,用箭头表示出力的方向。
(3)[6]在线段旁边注明力的符号和大小。
4.静止 运动 运动 静止 大小 方向 大小 方向 改变物体的形状 改变物体的运动状态
【解析】(1)(2)[1][2][3][4][5][6][7][8]当物体由静止变为运动,或由运动变为静止;物体运动的速度大小或方向改变,或者速度的大小和方向都改变,这都叫做物体的运动状态发生变化。
(3)①[9]力能改变物体的形状。
②[10]力能改变物体的运动状态。
5.水受热膨胀 力的作用点 h1>h2
【解析】(1)[1]用力挤压瓶体时,手的温度高,水面可能因为水温度升高膨胀而上升。
(2)[2]研究力的大小对力的作用效果的影响,需控制力的作用点和力的方向不变,因为挤压力的方向已经固定,故只需控制力的作用点不变即可,体现了控制变法。
(3)[3]力的大小决定了瓶子的形变程度,力越大,瓶子形变越大,水面越高,反之则越低,故第一高度大于第二次高度。
6.两 施力 受力 施力 受力 施力 受力 施力 受力 相对、相互
【解析】(1)[1][2][3][4][5][6][7]由力的定义可知,产生力,至少有两个或多个物体,施加力的物体就是施力物体,受到力的物体就是受力物体,如人对地面的压力,人压了地面,人就是施力物体,地面就是受力物体,“对”字前面的物体就是施力物体,后边的物体就是受力物体。汽车对地面的压力,汽车就是施力物体,地面就是受力物体。
(2)[8][9][10][11]汽车对地面有压力同时地面对汽车有支持力,这时地面是施力物体,汽车是受力物体,所以施力物体和受力物体是相对而言的,力的作用是相互的。
7.A
【解析】ABCD.球拍对乒乓球的力改变了乒乓球的运动方向,即力改变了物体的运动状态;斧头对木柴的力,使木柴的形状发生了变化;手对弹簧的拉力,使弹簧变长,弹簧的形状发生变化;瓶子对海绵的力使海绵凹陷,海绵的形状发生变化。可见A项中的力与其它三个力所产生的作用效果不同,故A符合题意。
故选A。
8.C
【解析】小鸟撞击飞机时,小鸟给飞机一个力,因为物体间力的作用是相互的,同时飞机给小鸟一个大小相等,方向相反的一个力,故小鸟和飞机的受力一样大。故选C。
9.A
【解析】用大小相同的力往同一方向推开家里的门时,发现推A点比推C点要容易,力的作用点不同,效果也不同,这说明力的作用效果跟力的作用点有关,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.A
【解析】力是物体间的相互作用,所以力不能离开物体而单独存在,有受力物体就一定有施力物体,两个物体接触而没有相互挤压时,不一定有力的作用,而两个物体不接触有可能产生力的作用,譬如铁性物质在磁场中的不与磁体接触也会受到磁力,故A正确,BCD错误。
故选A。