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第1节 力
第七章 力
导入新课
想一想,日常生活中、体育运动中、生产生活中都存在与力有关的现象,那么在产生力的现象中涉及几个物体?
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再想一想,发生力的作用时两个物体是否必须接触呢?有没有不接触的例子呢?
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足球比赛中,运动员作用在足球上的力的大小、方向、位置稍有不同,就会使足球的运动大不相同。再想一想,力作用于物体所产生的不同效果,与力的哪些因素有关呢?
1.通过学习,知道力、施力物体和受力物体的概念,理解力的形成条件。
2.通过学习,知道力的作用效果,能够区分不同效果。
3.掌握力的三要素,会画力的示意图,了解力的图示。
4.通过学习,理解力的作用的相互性,能够解释相关现象。
学习目标
讲授新知
想一想,日常生活中、体育运动中、生产生活中都存在与力有关的现象,那么在产生力的现象中涉及几个物体?发生力的作用时两个物体是否必须接触呢?
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1.力
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1.力
思考一下,上述事例中力的作用都是涉及了两个物体,并且物体是直接接触的。那么,没有直接接触的物体之间有没有力的作用呢?比如下面的例子:磁体吸引瓶中的“磁流体”,月球绕地球旋转。
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1.力
通过以上的例子,我们可知力的共同之处是物体—作用—物体,生活中的推、拉、挤、举、打击、吸引、排斥(磁体间会产生吸引和排斥)等都是力的具体描述。
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1.力
那么,力其实是物体对物体的作用,常用字母F表示。
为了描述力的大小,在物理学中对力的单位作了规定:在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是 N。
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1.力
牛顿是英国著名物理学家和数学家。他在力学、光学、天文学与数学领域有许多杰出贡献,奠定了经典物理学的基础。
注:托起两个鸡蛋所用的力大约为1N。
想一下,一个物体也能产生力的作用吗?物体之间不接触,能否产生力的作用?
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1.力
以上力的实例说明:力不能脱离物体而单独存在,力的产生条件是有两个或两个以上的物体,且有相互作用(可以不接触)。
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想一想,力作用在物体上会产生什么效果呢?
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1.力的作用效果
用手捏一下面团,发现面团的形状变了;用手使劲压刻度尺,发现刻度尺会变弯曲;用力挤压气球,气球会变形。
生活中这样的例子也很常见,都能够说明力可以改变物体的形状。
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1.力的作用效果
再想一想,力作用在物体上除了能使物体发生形变,还会产生什么效果呢?让我们来看下面的实验。
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1.力的作用效果
让小铁球从斜面(由凹槽支起)上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体(如图甲),观察小铁球运动速度的变化情况。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(如图乙),观察小铁球运动的变化情况。
我们会观察到:①静止的小铁球被磁体吸引,向磁体方向运动;②水平面上做直线运动的小铁球被正前方的磁体吸引,运动速度变快;③水平面上做直线运动的小铁球被放在运动方向旁的磁体吸引,向偏向磁体的方向运动。
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1.力的作用效果
以上现象又说明:力可以改变物体的运动状态。
注:物体运动状态的改变包括从静止变为运动、从运动变为静止、运动快慢变化、运动方向变化。
综上,力的作用效果总结如下。
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1.力的作用效果
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我们用实验来探究力的三要素。
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1.力的三要素
提出问题:影响力的作用效果的因素有哪些?
猜想假设:影响力的作用效果的因素有力的大小、方向、作用点等。
设计并进行实验:我们可以利用身边的物品设计并进行实验,研究影响力的作用效果的因素有哪些。
用较大的力和用较小的力使直尺发生弯曲,观察直尺弯曲的程度相同吗?通过实验可知:力的大小能够影响力的作用效果。现实生活中的例子有很多,比如大人和小孩提水,拉弹簧,坐沙发等。
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1.力的三要素
用大小相同的力向上拉和向下压弹簧,观察力的作用效果相同么?通过实验可知:力的方向能够影响力的作用效果。现实生活中的例子有很多,比如不同方向拧茶杯,关门与开门,拧螺丝等。
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1.力的三要素
推门的时候,推力作用在离门轴较远的点,比作用在离门轴较近的点易于把门推开。用扳手拧螺母的时候,手握在把的末端比握在把的中间易于把螺母拧紧。通过实验可知:力的作用点够影响力的作用效果。
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1.力的三要素
综上,力的三要素总结如下。
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1.力的三要素
力的示意图:在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段并标出力的作用点,表示物体在这个方向上受到的力。
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2.力的示意图
力的表示:力的作用点画在受力物体上;箭头表示力的方向;箭头末端标注力的大小(符号)。
让我们思考下:要想把一个力完整地表示出来,就要把力的三要素都显示出来,在物理学上我们怎样来表示力呢?我们可以用力的示意图来把力的三要素表示出来。
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2.力的示意图
总结一下,画力的示意图步骤如下。
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2.力的示意图
(1)确定受力物体。
(2)在受力物体上找到作用点。
(3)沿着力的方向画一条带箭头的线段。
(4)标出力的大小和单位。
在力的示意图旁边选定一个标度,以它为标准画出表示这个力大小的线段的长度,这样表示力的图叫力的图示。
例如,用50 N的拉力沿水平方向向右拉动箱子前进。力的示意图如图甲所示,力的图示如图乙所示。
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3.力的图示
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想一想,从生活中的经验我们可以知道,用手提一桶水时,会感到手也受到水桶向下的拉力;用脚踢球时,脚也会感到疼。为什么我们对物体施加力的作用时,自己也会有受力的感觉呢?
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1.力的作用是相互的
我们将质量相等的磁体和铁块分别放在两个相同的小车上,将两个小车离开一定距离放手,观察现象。发现磁铁吸引铁块,铁块受力,向前运动;磁铁也向前运动,说明磁铁也受到了力。
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1.力的作用是相互的
生活中这样的例子也很多。
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1.力的作用是相互的
所以说,一个物体在对别的物体施加力的同时,也要受到别的物体对它施加的力。物体间力的作用是相互的。
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1.力的作用是相互的
对“力的作用是相互的”的理解如下。
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1.力的作用是相互的
(1)一对相互作用力在任何情况下,大小相等、方向相反、作用在不同物体上。
(2)一个物体对另一个物体施力的同时必然受到后者对它的作用力。
(3)施力物体同时也是受力物体。
(4)物体间的相互作用力同时产生、同时消失、没有先后之分。
知识总结
知识总结
学以致用
1.人推车前行,人对车有推力作用,同时,车对人也有推力作用,这两个力的三要素( )
A.完全相同
B.大小和方向都不同,作用点相同
C.大小、作用点相同,方向相反
D.大小相同,方向和作用点都不同
答案:D。
学以致用
2.关于力的概念,下列说法错误的是( )
A.没有物体就没有力
B.有受力物体时,一定有施力物体
C.只有一个物体时,不会有力
D.相互接触的两个物体一定产生力
答案:D。
学以致用
3.如图所示,在高空跳水运动中,以下关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.起跳前,跳水运动员站在跳板上,跳板被压弯
B.起跳刹那,跳板把运动员弹出去
C.在空中飞行时,运动员划出一道美丽的弧线
D.入水时,水的阻力使运动员的速度变小
答案:A。
学以致用
4.下列给出的现象中,物体运动状态没有发生变化的是
( )
A.关闭发动机后向前滑行的汽车
B.汽车匀速转弯
C.正在空中匀速下降的伞兵
D.钟表来回摆动
答案:C。
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