3.2 力的存在(1)
学习指导
一、知识要点
1．力是物体对物体的作用。21*cnjy*com
2．当物体受到力的作用时，可以产生两个效果：
(1)使物体发生形变；21*cnjy*com
(2)使物体的运动状态发生改变。21*cnjy*com
物体间力的作用是相互的，某个物体对别的物体施加力的作用时，同时也受到别的物体对它的力的作用。物体间的相互作用力是同时产生、同时消失的，没有先后之分。每个物体既是受力物体，又是施力物体。
二、重要提示
1．物体运动状态的改变包括以下两种情况：
(1)物体运动速度大小发生变化。如速度由快变慢、由慢变快、由运动变为静止、由静止变为运动等；
(2)物体运动方向发生变化，如汽车转弯做曲线运动等。
以上两种情况之一或两种情况同时出现，均表示物体运动状态发生了改变。
2．物体间力的作用并不一一定要相互接触，如磁铁吸引铁钉，带电的梳子吸引纸屑等。反之，相互接触的物体之间也不一定有力的作用。
3．力不能脱离物体而存在，一个物体是不能产生力的作用的。
科学广场
蝴蝶飞不过沧海吗
有句话叫做“蝴蝶飞不过沧海”，意思是说弱小的、生命短暂的蝴蝶不能穿越浪高风疾的茫茫人海，从此岸飞到彼岸。的确，相对大海来说，蝴蝶无疑是弱者。不过，事实真的是这样吗?1492年，意大利航海家哥伦布奉西班牙统治者斐迪南之命，携带致各国皇帝的图书，率船3艘、水手87名，从巴岁斯港出航，横渡大西洋，到达巴哈马群岛、古巴和海地。后又三次西航到达牙买加及中美、南美洲大陆沿岸地带。哥伦布环球旅行时，发现蝴蝶能横渡大洋从欧洲飞往美洲，飞行速度可高达每小时50多于米。蝴蝶有什么高超的本领呢?这一直是个难解的谜。
不久前，这个谜底终于被生物力学家揭开。原来，娇小可人的蝴蝶竟是利用喷气原理来飞行的。科学家研究发现，蝴蝶飞行时，能巧妙地利用翅膀的配合，构成一个绝妙的“喷气发动机”：前翅形成吸气管。后翅则形成一个喷管。这样，蝴蝶后翅的气流对空气产生向后的作用力，由于力的作用是相互的，蝴蝶借助这股小小的“喷气流”可获得反推力，如图3.2一l所示，不用自己费多大力就可以顺利地完成洲际旅行。
解题指导
【例l】下列四个力中。使物体运动状态发生改变的是 ( )
【解析】力的作用效果是改变物体的形状或改变物体的运动状态。弹簧伸缩、木板弯曲等都属于物体形状的改变。物体速度大小的改变和运动方向的改变统称为运动状态的改变。物体运动状态的改变主要表现为加速、减速和转弯等。
【答案】D
【例2】如图3.2—2所示，某科学学习小组同学在做水火箭实验时，对水火箭的水平飞行距离与哪些因素有关的问题进行了研究。他们在容积为2000毫升的可乐瓶内装上不同体积的水，每次发射的角度均为20°，向瓶内打气直至橡皮塞从瓶口冲出，使水火箭向前射出。
下表是他们在实验中收集到的数据：21*cnjy*com
容积：2000毫升的可乐瓶21*cnjy*com
发射角度
20°21*cnjy*com
装水量/毫升
300
400
500
600
700
第一次
距离/米
18.28
19.6
20.95
19.95
16.98
第二次
距离/米
17.42
20.3
24.36
23.36
11.36
第三次
距离/米
22.33
19.58
21.32
21.34
19.34
平均距
离/米
19.34
19.83
22.2l
21.55
16.89
由实验方案可知，他们研究的问题是______________________________________。
分析表中数据可得出的结论是：在可乐瓶容积、发射角度相同的情况下，__________。
可乐瓶内的水向后喷出，水火箭就向前飞出。这一现象说明了__________。
【解析】(1)根据表格可看出唯一的变量为装水量。21*cnjy*com
(2)根据表格中的平均距离与装水量的关系，挖掘出其内在联系。21*cnjy*com
(3)火箭升空的原理就是物体间力的作用是相互的，相互作用力的方向是相反的。也可从运动状态上分析。
【答案】(1)水火箭的水平飞行距离与装水量的关系 (2)装水量为500毫升时，水火箭的水平飞行距离最远 (3)物体问力的作用是相互的(或力能改变物体的运动状态)
同步训练 A组
1．以下说法正确的是 ( )
A．力是看不见的，所以可以没有物体，既没有受力物体，也没有施力物体
B．一个物体也可能产生力的作用
G是否接触是能否产生力的作用的关键所在
D．一定既要有受力物体，又要有施力物体，力不能脱离物体而独立存在
2．下列物体的运动状态没有发生变化的是 ( )
A．做匀速圆周运动的小球
B．在盘山公路上匀速行驶的汽车
C．腾空而起的火箭
D．在平直公路上匀速运动的小车
3．下列四个事例中，其中与另外三个力所产生的作用效果不同的是 ( )
A．人对拉力器的作用力可使弹簧伸长
B．杆对台球的作用力可使台球由静止开始运动
C．守门员对足球的作用力可使运动的足球静止
D．拦网队员对排球的作用力可使排球改变运动方向
下图所示的运动情景中，最明显地反映出力使物体发生形变的是 (21*cnjy*com )
5．“鸡蛋碰石头”，鸡蛋被碰破而石头却完好无损，下列对该现象的解释正确的是 ( )
A．鸡蛋受到力的作用，而石头没有受到力的作用
B．鸡蛋受到的力更大，石头受到的力较小
C．它们之间的作用力一样大，只是石头比鸡蛋硬
D．鸡蛋是受力物体而石头是施力物体
6．端午节赛龙舟是我国民间的传统习俗，小明和他的同学一起在湖边观看比赛，看到参赛选手奋力划船桨，奋勇争先。小明产生了一个疑问，使龙舟向前行驶的力的施力物体是 ( )
A．船桨 B．湖水
C．参赛选手 D．龙舟
7．在羽毛球运动中，球拍击打羽毛球时两者均发生了形变，说明________；球拍击球的效果是使球的运动方向和速度大小发生了变化，说明力可以使物体的________发生改变。
同步训练 B组
8．小明在观赏世乒赛时，对乒乓球和球拍产生了下列四种想法，其中正确的是 ( )
A．乒乓球在空中飞行时仍然受到球拍的作用力
B．乒乓球改变运动方向是因为受到了力的作用
C．乒乓球给球拍的力小于球拍给乒乓球的力
D．乒乓球与球拍接触时，乒乓球先给球拍一个力，球拍然后再给乒乓球一个力
9．生活中许多看似不同的现象，往往有着内在的联系，蕴含着相同的科学知识。请以下列事例中的两个为一组，找出它们共同的科学知识：①汽车刹车后慢慢停下来；②用手把飞来的排球扣回去；③用力捏矿泉水瓶，瓶子变瘪；④用力提起一桶水，感到手臂被向下拉；⑤溜旱冰时，用力往后蹬地，人却往前进；⑥人坐沙发，沙发下陷。
事例
共同揭示的科学知识
例一
①和②
例二
例三
力的作用是相互的
21*cnjy*com
10．用绳子拉着一个小球在光滑的水平桌面做圆周运动，绳子拉力大小与什么因素有关?小明认为与小球的运动速度有关。于是他用一根橡皮筋连接一个小球，让小球在光滑的水平桌面上以一定速度做圆周运动(如图所示)。改变小球的运动速度，多做几次实验，记录现象如下表。
小球质量/克
小球速度
橡皮筋长度/厘米
15
慢
10
15
较快
15
15
很快
18
(1)小球在桌面做圆周运动时，其运动状态_______(填“可能”“一定”或“一定不”)改变。
(2)从表格的数据可以看出：小球的运动速度越大，橡皮筋的伸长就越_______。
(3)小明用橡皮筋替代绳子进行实验的目的是______________。
(4)小玲查阅资料后知道做圆周运动的小球受到的拉力与小球的运动速度、小球的质量以及 圆周的半径有关。据此，小玲认为用橡皮筋替代绳子存在着明显的缺陷，请说出理由：
__________________________________________。21*cnjy*com
参考答案
3．2 力的存在(1) 21*cnjy*com
1．D 2．D 3．A 4．A 5．C 6．B 7．力的作用是相互的 运动状态 8．B 9． 力 改变物体运动状态 ③和⑥ 力使物体发生形变 ④和⑤ 10．(1)一定 (2)长 (3)通过橡皮筋的伸长来显示(或判断、体现、比较、观察等)拉力的大小 (4)实验中存在两个不同变量(或橡皮筋伸长造成网周半径也发生改变；速度和圆周半径都在发生改变)
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21*cnjy*com
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3.2 力的存在(2)
学习指导
一、知识要点
1．力的测量
(1)力的单位：牛顿，简称牛，符号为N。
(2)测量力的大小的工具：测力计，实验室常用的测力仪器是弹簧测力计。弹簧受到的拉力越大，弹簧的长度也越长。弹簧测力计就是根据这个原理制造出来的。
2．弹力
物体发生形变时，使物体恢复到原来状态的性质叫做弹性。物体发生弹性形变时，它对使它发生弹性形变的物体就会产生一个反抗弹性形变的力，这个力叫做弹力。在一定条件下，物体的弹性形变越大，弹力也越大。21*cnjy*com
二、重要提示
弹簧测力计的正确使用：21*cnjy*com
(1)用弹簧测力计测力前要检查指针是否指在零刻度线上，若指针未指在零刻度线上，要先调零。21*cnjy*com
(2)要明确弹簧测力计的测量范围(量程)和最小刻度，使用时，加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程。同时应使被测的力沿弹簧测力计的轴线方向作用，避免弹簧挂钩和指针与外壳产生摩擦，影响测量结果的准确度。21*cnjy*com
(3)读数时视线要与刻度板垂直，与指针相平。21*cnjy*com
科学广场
弹簧的功能
1．测量功能：我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长(或压缩)量跟受到的外力成正比。利用弹簧的这一性质可制成弹簧测力计。
2．紧压功能：观察各种电器开关你会发现，开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧，以保证两个触头紧密接触，使它能良好导电。如果触头接触不良，接触处的电阻将变大，电流通过时产生的热量也变大，严重的还会使接触处的金属熔化。此外，像夹衣服的夹子，圆珠笔、钢笔套上的夹片都利用了弹簧的紧压功能。
3．复位功能：弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状。很多工具和设备就是利用弹簧的这一性质来复位的。
4．带动功能：机械钟表、发条玩具就是靠上紧发条带动其工作的。
5．缓冲功能：在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧，利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。
6．振动发声功能：当空气在口琴、手风琴中的簧孔中流动时，冲击簧片，簧片振动发出声音。
解题指导
【例题】小华利用如图3.2—3所示的实验装置探究弹簧的长度跟外力的变化关系，并记录了相应的实验数据，如下表所示：
钩码质量/克
0
50
100
150
200
250
300
400
指针位置/厘米
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
(1)这项研究在实际生活中的应用是________________。
(2)分析实验数据，你可以得出结论：________________。
(3)小华根据表中数据做出下面三个图象，其中正确的是________(g取10牛/千克)。
【解析】本题考查把实验数据由表格转换为图形的能力，由于没有挂重物时，指针位置在2厘米刻度处，所以A图错误。在分析B图和C图时，重点是当钩码质量由300克增大为400克时，弹簧测力计指针位置不变，因为此时已超出弹簧测力计的弹性范围，弹簧不再伸长，经分析可知图B是正确的。通过图形能直观地体现出在弹簧测力计弹性范围内，钩码质量每增加50克，弹簧就伸长l厘米，即弹簧的伸长量与外力成正比。正是利用这一原理制成了弹簧测力计。
【答案】(1)弹簧测力计 (2)在弹性范围内，弹簧的伸长量与受到的力成正比 (3)B
同步训练 A组
1．使用弹簧测力计时，首先要看清它的________，加在弹簧测力计上的力不能超过它的________。测量时，应先提住上端的圆环，使弹簧测力计自然悬垂在________方向上。观察指针是否指在________刻度位置，然后将被测物体挂在弹簧测力计末端的挂钩上。如图所示的弹簧测力计，它的量程是________。最小刻度值是________.物体对弹簧测力计的拉力为________。弹簧测力计的刻度是均匀的，这是因为在弹簧测力计的测量范圈内，弹簧的________与其受到的拉力成正比。
2．下列说法正确的是 ( ) 21*cnjy*com
A．弹簧测力计是测量物体质量的工具
B．弹簧越长，受到的力肯定越大
C．用弹簧测力汁不能测量物体水平方向的拉力
D．用弹簧测力计可测量物体沿各个方向作用的拉力
3．测一个约4牛的力时，选用的弹簧测力计的量程及最小刻度值最恰当的是 ( )
A．10牛，0.2牛 B．5牛，0.1牛
C．l5牛，0.5牛 D．以上三者均可
4．托起下列哪个物体时，所用的力最接近l牛 ( )
A．一粒米 21*cnjy*com B．一瓶啤酒
C．一包方便面 21*cnjy*com D．一辆自行车
5．小明同学在使用弹簧测力计前发现，弹簧测力计的指针已指在0.4牛刻度处，没来得及校零就用它去测力，如果示数是2.5牛，则所测力的准确读数为 ( )
A．2.5牛 B．2.1牛 C．2.9牛 D．2.7牛
6．两名同学用弹簧拉力器比试臂力的大小，他们拉同一把弹簧拉力器的3根弹簧，结果都能将手臂伸直，则 ( )
A．手臂粗的人手臂所用的力较大
B．手臂长的人手臂所用的力较大
C．两人的手臂所用的力一样大
D．无法比较两人手臂所用的力的大小
7．如图所示，某同学在弹簧测力计的两侧沿水平方向各施加6牛的拉力，并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为 （21*cnjy*com）
A．0牛 B 3牛
C．6牛 D．12牛
8．某同学在探究弹簧的特点时，得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图所示，请回答下列问题：
(1)这根弹簧的原长是_______厘米。
(2)弹簧在受到6牛的拉力时，弹簧比原来伸长了______厘米，此时弹簧发生了弹性形变。
(3)分析图象及有关数据。你可得出的结论是____________________。
(4)用此弹簧制作的弹簧测力计的测量范围是______。
9．某学校科学兴趣小组的同学们准备自己动手制作弹簧测力计。他们选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，绘出如图所示的图象。图象中只有OA段和0B段反映弹簧的形变与外力成正比。若他们要制作量程较大的弹簧测力计，则应选弹簧______：若要制作精确程度较高的弹簧测力计，则应选弹簧______。
同步训练 B组
10．有些科学量的大小不易直接观测，但它变化时引起其他量的变化却容易直接观测。用易观测的量显示不易观测的量，是制作测量仪器的一种思路。下列仪器不是利用这种思路制作的是 ( )
A．温度计 B．量筒
C．弹簧测力计 D．天平
11．如图所示．某同学在实验时，将一物体挂在竖直悬挂的弹簧测力计的秤钩上，测出物体 对弹簧洲力计的拉力为2.6牛。然后把弹簧测力计倒过来，又将同一物体挂在弹簧测力计的吊环上，秤钩固定，当物体静止时，弹簧测力计的示数将 ( )
A．大于2.6牛21*cnjy*com
B. 等于2.6牛21*cnjy*com
C．小于2.6牛21*cnjy*com
D．等于5.2牛21*cnjy*com
小敏同学做研究弹簧的伸长量跟受到的拉力的关系的实验，下表是一次实验的数据。
钩码的质量/千克
O
0.1
0.2
0.3
弹簧受到的拉力/牛
O
1
2
3
弹簧的长度/厘米
10
12
14
16
(1)从上表数据可看出，弹簧受剑的拉力每增加______牛。弹簧伸长______厘米。
(2)弹簧受到的拉力增加一倍，弹簧的伸长量______。
(3)若弹簧下端钩码的质量增加到0.4千克，则弹簧的长度一定是l8厘米吗?为什么?
__________________________________________。
(4)这项研究表明在实际直用弹簧测力计时要注意________________________。
(5)如果用弹簧测力计研究人头发的强度(即所能承受的最大拉力的大小)跟年龄之间的关 系，请你共同参与：
①你认为头发的强度跟年龄的关系是________________________。
②要对你的猜想进行检验，为了排除偶然因素的干扰，在采集头发时，应取_______(填“相同”或“不相同”)年龄段的人的头发。年龄段的划分不宜太大，例如可按每5岁为一个年龄段。而对同一年龄段，_______(填“应该”或“不应该”)采集多个人的头发。
(6)现在手头只有一只弹簧测力计，测量范围为10牛，共有50个刻度，那么_______(填“能” 或“不能”)用这只弹簧测力计去测量0.1牛的物体的重力，原因是__________________。
21*cnjy*com
21*cnjy*com
参考答案21*cnjy*com
3．2 力的存在(2)
1．量程和最小刻度值 量程 竖直 零 5牛 0.2牛 1.6牛 伸长量 2．D 3．B 4．C 5．B 6．B 7．C 8．(1)2 (2)6 (3)在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比 (4)0～6牛 9．乙 甲 l0．B ll．A l2．(1)2 (2)也增加一倍 (3)不一定，弹簧受到的拉力可能已经超过它的弹性限度 (4)所测力的大小不能超过弹簧测力计的量程 (5)①年龄越大，头发的强度越小 ②不相同 应该 (6)不能 0.1牛比弹簧测力计的最小刻度0.2牛小21*cnjy*com
3.2 力的存在(3)
学习指要
一、知识要点
1．力的大小、方向和作用点称为力的三要素。这三个要素都会影响力的作用效果。
2．力的示意图21*cnjy*com
科学上通常用一条带箭头的线段来直观地表示力：在受力物体上沿着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，在箭头边上标上力的大小，线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的图形叫做力的示意图。21*cnjy*com
二、重要提示
在画力的示意图时：①表示力的三要素的顺序为先找到作用点，然后确定方向，最后标出大小；②画一个物体受到好几个力作用时，力的大小应该能区分了开来；③当力的方向与水平面成一定角度时，有时还应标出角度，水平辅助线用虚线表示。21*cnjy*com
科学广场
控制变量法
所谓控制变量法是指当我们研究的问题同时与几个因素有关时，我们常常采用让一个因素变化，限制或者控制其他几个因素不变的方法来进行分析研究。这样便于我们清楚地看到这个因素对所研究问题的影响。我们在研究力的三要素与力的作用效果的关系的问题时就采用了这个方法。在分析力的大小对力的作用效果是否有影响时，我们先让力的方向和力的作用点保持相同，只让力的大小发生变化，看产生的效果；再用同样的方法去分析力的方向和力的作用点，观察它们分别对力的作用效果的影响。
解题指导
【例l】一个旅行包放在水平面上(如图3.2—4所示)，人用手去拉它，此力与水平面成30°角，大小为40牛。请画出此拉力的力的示意图。
21*cnjy*com
【解析】本题考查学生对力的示意图的画法的掌握情况。力的示意图的画法，其一要明确受力物体，一般用方框或圆圈等简单几何图形表示受力物体；其二要画力大的作用点；其三以作用点为始点或终点，在受力物体上沿力的方向画一条线段；其四在线段的末端画一个箭头表示力的方向；其五在箭头边上标出力的大小。同时注意画出必要的辅助线。
【答案】见图3.2—5
【例2】我们吃饭时，用筷子夹食物，手握的位置高低不同，所需力的大小也不同。这个现象说明了 ( )
A．力的作用效果跟力的大小有关
B．力的作用效果跟力的作用点有关
C．力的作用效果跟力的方向有关
D．力的作用效果跟力的大小、方向和作用点都有关
【解析】要说明力的作用效果跟什么因素有关，关键的问题是要看这一结果是由什么引起的。题中是由于手握的位置高低不同而引起的，即力的作用位置不同。
【答案】B
同步训练 A组
1．在排球比赛中，二传手传过来的排球，主攻手用大小不变的力扣球，球的落地点和旋转性并不相同，这说明力的_______和力的_______不同，所产生的效果不同。
2．如图所示用撬棒撬石头，手握在撬棒的末端比握在撬棒的中部要省力些，这说明力的作用效果与下列哪个因素有关 ( )
A．力的大小 B．力的方向21*cnjy*com
C．力的作用点 D．撬棒的形状21*cnjy*com
3．用力推课桌的下部，课桌会沿地面滑动，而推课桌的上部，则课桌可能会翻倒，这说明力的作用效果 ( )
A．与力的大小有关 B．与力的方向有关
C．与力的作用点有关 D．与受力面积有关
4．“疾风知劲草”从某种意义上说明了力的作用效果跟下列哪个因素有关 ( )
A．力的大小 B．力的方向
C．力的作用点 D．力的单位
5．画出下列力的示意图。
(1)一玩具小车受到水平向右32牛的拉力。
(2)放在水平桌面上的文具盒受到桌面对它5牛的支持力。
(3)放在倾角为30。的斜面上的物体受到沿斜面方向向上150牛的拉力。
6．要改变力的作用效果21*cnjy*com ( )
A．必须同时改变力的三要素
B．必须同时改变力的大小和方向
C．必须同时改变力的大小和作用点
D．至少要改变力的一个要素
7．下面有关力的现象：
①用力拉弹簧，弹簧伸长，用力压弹簧，弹簧缩短；
②推门时，我们总是推离门轴较远处，这样能省力；③用扳手拧螺母，手握在把的末端比握在把的中间容易拧紧螺母；④用力拉弹簧，用的力越大，弹簧伸得越长。
其中能说明力的作用效果跟力的大小有关的是_______。能说明力的作用效果跟力的方向有关的是_______。能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是_______。
8．如图所示，将一薄钢条的下端固定，现分别用不同的力去拉它，使其发生甲、乙、丙、丁各图所示的形变。请回答下列问题。21*cnjy*com
(1)能说明力的作用效果跟力的大小有关的是图_______。
(2)能说明力的作用效果跟力的方向有关的是图_______。
(3)能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是图 _______。
同步训练 B组
9．茶杯放在水平桌面上时，茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力中力的三要素相同的是(21*cnjy*com )
A．力的作用点 B．力的大小
C．力的方向 D．都相同
10．小红在建筑工地上看到简易吊车，她想通过实验来了解这种简易吊车直立在地面上时支撑直杆所受的力。回家后，她找来一根细绳和一根塑料直尺，仿照简易吊车的结构组成如图所示的三角支架，绳的一端绕在手指上，杆的一端顶在掌心，在A处挂一重物时，绳对手指以及杆对掌心均有作用力。下图对这两个作用力的方向判断正确的是21*cnjy*com ( )
11．如图所示，将一个弹性较好的钢片固定在桌边，在钢片上用细线挂上钩码，使钢片受力而发生如图甲、乙、丙、丁的4种形变。
(1)通过比较图甲和图乙中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的_______有关。
(2)通过比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向，可以发现：力的作用效果与力的_______有关。
(3)在图甲与图丙的实验中，控制力的不变，研究力的作用效果与力的_______之间的关系，这种研究问题的方法，在科学上叫做_______法。21*cnjy*com
12．如图所示，水平地面上的小车受到与水平方向成30°角向右上方的12牛拉力作用向右运动，在运动过程中，受到9牛水平向左的阻力，试在图中作出这两个力的示意图。
参考答案
3．2 力的存在(3) 21*cnjy*com
1．作用点 方向 2．C 3．C 4．A 5．图略 6．D 7．④ ① ②③ 8．(1)甲、乙 (2)甲、丙 (3)甲、丁 9．B l0．D ll．(1)大小 (2)方向 (3)大小、方向 作用点控制变量 12．图略21*cnjy*com
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