第 七 章 力
第1节 力
典案二 导学设计
学点一 力
观察以下图片，根据如图7－1－7所示动作在空白处填上适当的动词。
图7－1－7
问题1：为了研究问题方便，在物理学中常把生活中所说的“推”“拉”“吸引”等概括为“作用”。我们可以说，力是__物体__对___物体__的作用。
问题2：发生作用的两个物体一个是__施力__物体，另一个是__受力__物体。
问题3：在物理学中，力用符号F表示，它的单位是__牛顿__，简称__牛__，符号是__N__。
学点二 力的作用效果
问题1：如图7－1－8所示，用力捏橡皮泥，橡皮泥的__形状__发生了变化。用力拉或压弹簧时，弹簧的__形状__也发生了变化。可见，力能改变物体的__形状__，使它发生__形变__。
图7－1－8
问题2：在完成教材P3演示实验的基础上，分析如图7－1－9所示运动场景。
图7－1－9
如图(a)所示，投篮时，运动员对篮球施加力的作用，篮球由__静止__变为__运动__；
如图(b)所示，守门员对足球施加力的作用时，足球由__运动__变为__静止__；
如图(c)所示，运动员垫球时，排球的__运动方向__发生改变；
如图(d)所示，起跑时，运动员的速度逐渐__变大__。
我们把上述几种情况都叫做“物体的__运动状态__”发生了变化，以上事例说明： 力可以改变物体的__运动状态__。
结论：力的作用效果：力可以__改变物体的运动状态__；力可以__改变物体的形状__。
学点三 力的三要素和力的示意图
问题1：打台球时，击球的力越大，球运动得越远；改变力的方向，球运动的方向也会发生变化，这说明力的__大小__、__方向__影响力的作用效果。
图7－1－10
问题2：如图7－1－10所示，分别在A、B、C处用同样大小的力推门，感受到手推门的难易程度不同，在__C__点用力门不易被推动，在__A__点用力门易被推动，说明力的__作用点__不同，力的作用效果不同。
问题3：力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果。我们把力的__大小__、__方向__和__作用点__叫做力的三要素。
问题4: 在研究力的问题中，为了简单、方便地表示力，物理学中通常用一条带箭头的线段表示力。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__，线段的起点或终点表示力的__作用点__。在同一图中，力越大，线段应该越__长__，这种表示力的方法叫做__力的示意图__。
学点四 力的作用是相互的
问题1：如图7－1－11甲所示实验，两个磁体之间存在相互排斥的力，左边的磁体会给右边磁体一个力，使其向__右__运动，同时右边的磁体也会给左边磁体一个力，使其向__左__运动。
图7－1－11
问题2：在图乙中，该同学推墙时，给墙一个力，此时墙__不动__(选填“动”或“不动”)，但是人却向__后__(选填“前”或“后”)运动，说明墙同时也给该同学__力__的作用。
结论：实验结果表明，一个物体对另一个物体施力时，__另一个__物体也同时对它施加力的作用，也就是说，物体间力的作用是 __相互__的。
第 七 章 力
第1节 力
方式一 【情景导入】
多媒体播放视频《卖拐》。
导入语：(学小品声音和表情)呀！他咋麻了呢？——你跺也麻！对呀，怎么他就麻了呢？同学们，为啥你跺也麻呢？(同学们抢答)呵呵！不急，这就涉及今天我们要学的一个新的物理量——力。好，下面我们就开始探究力所蕴含的奥秘吧！
方式二 【问题导入】
教师组织：分组吹气球，然后想办法将它弄破。学生列举所采用的方法：扎、挤、吹……
教师设问：在我们的生活中什么时候用到了力？学生列举事例：推车、搬桌子、踢足球、玩溜溜球……
教师引导：请同桌之间拉钩、击掌、掰腕子……体会施力和受力的感觉。
导入语：你对力有了什么样的感受？下面让我们一起来探究有关力的神奇世界吧！
方式三 【情景导入】
多媒体投影下列图片，提出问题，下列几个情景有什么共同之处？
图7－1－1
教师引导：在上述事例中有哪些共同的地方呢？
教师总结：物理学中，人们常通过力的作用效果来认识和描述力。
教师提问：在力的现象中，会涉及几个物体？发生力的作用时两个物体是否必须接触呢？
导入语：带着这些问题，让我们开始今天有关力的探究学习。
1．实验改进：力的作用效果的演示改进
教材演示实验设计的不足：
(1)选用器材全为固体，易对学生产生误导，以为力的作用效果只发生在固体之间。
(2)实验形式全为演示实验，学生没有亲身体验。
(3)所设计的演示实验现象都很明显，而对力的作用效果不明显的现象没有探究，会让学生误认为力产生的效果只发生在部分物体上。
[改进]
(1)增加一个演示实验：高温高压气体对纸团和试管施力，使其由静止变为运动。
①器材：试管、火药(火柴头)、纸团、细铁丝、铁架台、酒精灯、火柴。
②步骤：将装有火药的试管塞上纸团，并用细铁丝悬挂在铁架台上，用酒精灯给试管加热，观察发生的现象。
优点：①加深了对“力的作用效果”在气体、液体、固体间均可发生的理解，全面了解“运动状态发生改变”的含义。
②为本节讲解“力的作用是相互的”埋下了伏笔。
③为后面热机原理的讲解奠定了基础。
(2)演示实验改为两个分组实验：一是两手用力拉橡皮筋，二是两个气球相互挤压。
①器材：橡皮筋，两个充气气球。
②步骤：a.两手拉橡皮筋，观察橡皮筋发生的现象；
b．两手各拿一个气球，并相互挤压，观察气球发生的现象。
优点：①使学生亲身体验探究过程，掌握探究方法。②为本节讲解“力的作用是相互的”埋下了伏笔。③鼓励学生多利用身边实物作为实验器材，大力开展课外实验，培养学生科学的探究精神。
2．放大法演示力的作用效果
本节课可增补一个演示实验：玻璃瓶挤压发生形变。
(1)器材：椭圆形厚玻璃瓶、水、红墨水、细塑料管、软木塞、烧杯。
(2)步骤：将椭圆形厚玻璃瓶装满染色的水，并用带有细管的软木塞将瓶口塞紧，然后沿着不同的方向用力挤压玻璃瓶，将实验现象投影到屏幕上，观察细管中液柱的变化。通过这个演示，可以深层次理解力作用在任何物体上都会使其发生形变，同时为后面探究“物体的弹性形变”埋下了伏笔，也启发了学生如何科学使用器材，利用放大法来研究实验现象，培养学生科学、认真、爱动脑的态度。
[中考解读] 力的概念、力的三要素及示意图、力的作用效果是中考中常考内容，一般是将力的两种作用效果进行同时考查，单独考查情形比较少，也经常考查利用力的相互性解释生活中有关力的现象。考查题型一般为选择题、填空题以及作图题。
[考点对接] 1.力的作用效果
例1 [梧州中考] 如图7－1－2所示的现象中，能体现力改变物体运动状态的是( )
图7－1－2
[答案] C
[考点对接] 2.力的三要素
[源起教材P4] 想想做做
如图7.1－3，分别在A、B、C处用同样大小的力推门，感受手推门的难易程度有什么不同。
图7.1－3 力作用的位置不同，其作用效果一样吗？
图7－1－3
例2 [十堰中考] 如图7－1－3所示，分别在A、B、C处用同样大小的力推门，可以感受到在A点用力容易把门推开。这说明力的作用效果与下列哪个因素有关( )
A．力的作用点 B．力的大小
C．力的方向 D．力的单位
[解析] A 分别在A、B、C处用同样大小的力推门，可以感受到在A点用力容易把门推开，是因为力的作用点不同。
[考点对接] 3.力的示意图
[源起教材P4] 插图
图7.1－4 用100 N的力拉车
例3 [珠海校级月考] 在图7－1－4中画出木块对桌面压力的示意图。
图7－1－4
图7－1－5
[答案] 如图7－1－5所示
[解析] 作图步骤：先审题，然后找到受力物体，选取力的作用点，利用有箭头的线段画出力的方向，最后标出力(符号及其大小)。
[考点对接] 4.力的相互性
[源起教材P5] 想想做做
1．如图7.1－5甲，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，松手后观察发生的现象。
2．让一位同学穿上旱冰鞋推墙(图7.1－5乙)，观察发生的现象。
图7.1－5 力的作用是相互的
图7－1－6
例4 [枣庄中考] 人踢足球时，对球施力的物体是__________，同时________也受到球的作用力，这一事例说明________________。
[答案] 人(或脚) 人(或脚) 物体间力的作用是相互的
[解析] 人踢足球时，球受到的力的施力物体是脚，这时脚也受到球的作用力，这说明物体间力的作用是相互的。
中国古代对力学的研究
力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的实践经验，并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理，这在东西方古代都是如此。在我国古代，手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多，这是中国古代对力学研究的主要特点。从时间来看，大体可分为春秋战国、两汉、宋明三个高潮。
(1)春秋战国时期(公元前770—前221)
公元前316年，蜀守李冰修建都江堰，“正面取水，侧面排沙”，其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流，说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平，成都平原两千多年来始终受益。
传为齐人所著的《考工记》，是记录我国古代农具、兵器、乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著。其中对惯性现象的记述，车轮大小与拉力的关系，箭羽与箭的飞行速度的关系以及堤坝设计的经验尺寸等，都反映了我国当时的生产技术水平和经验知识水平。
与《考工记》几乎同时的《墨经》，则进一步得出一些初步的力学哲理(如“奋”“衡”“本”“标”“重”“权”等)，给力下了比较科学的定义：“力，刑(形)之所以奋也。”可惜这一科学的抽象思维方式在后世没有得到传承。
(2)两汉到五代时期(公元前206—960)
这一时期带有直觉经验型的物理哲理性著作是王充的《论衡》，在他的著作中对于运动的疾舒(快慢)、力与运动、物与运动、内力与外力的关系等作了叙述。关于运动的相对性，晋天文学家束皙(261－303)说过：“乘船以涉水，水去而船不徙矣”(《隋书·天文志》)；晋葛洪(283－363)，号抱朴子，在其著作《抱朴子·内篇·塞难》中说：“游云西行，而谓月之东驰。”《晋书·卷十一·天文志》更将这一相对运动的思想用于解释天体运行：“天旁转如推磨而左行，日月右行，随天左转，故日月实东行，而天牵之以西没。譬之蚁行磨石之上，磨左旋而蚁右去，磨疾而蚁迟，故不得不随磨以左回焉。”有极大价值的是至少成书于东汉时代的《尚书纬·考灵曜》(著者不详，收入明代孙毅编纂的《古微书》卷——《尚书纬》)，该书在提出“地有四游，冬至地上行北而西三万里，夏至地下行南而东三万里，春秋二分是其中矣”的同时，提出了著名论断：“地恒动而人不知，譬如闭舟而行，不觉舟之运也。”这种对运动相对性的观点，《考灵曜》比伽利略的《对话》至少早1500年。此观点说明我国古代物理思想达到过的高度。
这一时期在机械、水力等技术发展基础上物理思想活跃，但是对物理现象很少作定量叙述。
(3)宋元明时期(960—1644)
宋代曾公亮(997－1087)在《武经总要》这一军事著作中除记载兵工机械、枪炮、军用油泵(“猛火油柜”)等外，还在《寻水泉法》中详载了虹吸管(“渴乌”)，它在《后汉书·张让传》及唐代《通典》中都有记载，包括“取大竹去节”，“油灰黄蜡固封，竹首插入水中五尺”，烧火使“火气潜通”入水，“则水自中逆上”等。
宋应星(1587－1644)的《天工开物》是明代农业和手工业生产技术的百科全书，在卷十五《佳兵篇》中记述了测试弓弦弹力大小的方法：“凡试弓力，以足踏弦就地，秤钩搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少”，方法十分巧妙。该书在我国失传300多年，于1926年才由日本找回翻印本。
总的来说，我国古代力学知识与古代精湛的工艺技术往往密不可分，但各时期对技术知识的整理汇集、研究提高、保存流传都未受到重视，致使技术特别是科技理论不能形成明显的生产力。
