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第七章　力
第1节　力
知识与技能：
1．知道力的概念和力的单位。
2．认识力的作用效果。
3．知道力的三要素，能用示意图表示力。
过程与方法：
1．通过观察图片、实验现象或生活中有关力的现象，感受力的特点，从而认识力的两种作用效果。
2．了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象。
情感、态度与价值观：
1．培养学生乐于观察生活、观察自然的情趣。
2．在解决问题的过程中，能主动与他人合作，有克服困难的信心和决心，从中获得成功的喜悦。
重点：力的作用效果和力的三要素。
难点：力的示意图。
第1课时　力及力的作用效果
多媒体课件、苹果、刻度尺、橡皮泥、气球、小铁球、条形磁体、凹槽。
一、情景导入
多媒体播放视频：神舟十六号的发射过程。
教师提问：火箭为什么能离开地球，遨游太空，实现我国的飞天梦？(教师鼓励学生大胆说出自己的想法)
我们在日常生活中常常提到“力”这个字。如：一个人推了另一个人一下，就有了推力；同学们上课要集中注意力；要提高部队的战斗力等。“力”这个字大家太熟悉了，同学们知道有关“力”字的词语有哪些呢？(学生回答：力量、力气、能力、理解力、战斗力、“给力”、力不从心、力所能及、身体力行、身强力壮、力争上游、四肢无力……)在同学们说出的这么多的“力”中，力的含义各不相同。在物理学中，“力”又是什么呢？力是物理学中一个重要的概念，物理学中所说的“力”与生活中所说的很多“力”有很大的区别。那么，在物理学中，究竟什么是力呢？今天就让我们一起来探究吧！
二、合作探究
　力
1．力是什么
教师展示日常生活中、体育运动中、生产生活中与力有关的现象，引导学生观察并思考问题：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？
(1)日常生活中力的有关现象：手压直尺、鼓掌、人推车……
　　　　　　
(2)体育运动中力的有关现象：踢足球、打篮球、举重运动员举杠铃……
　　　　　
(3)生产生活中力的有关现象：挖土机挖土、吊车吊货……
　　　　
教师引导学生交流讨论：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？
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。在物理学中，力用符号F表示。有力存在时，总是一个物体对另一个物体发生作用，所以，力是物体对物体的作用。
2．力的单位
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。
体验1 N的大小：让学生用手托起一个苹果，手对苹果施加的力大约是1 N。
托起两个鸡蛋所用的力大约为1 N；成年男子右手的拉力大约是700 N；一个质量是40 kg的同学对地面的压力大约是400 N……
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、宋元明三个高潮。
(1)春秋战国时期(公元前770～前221)
公元前256年，秦国蜀郡太守李冰修建都江堰，“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202～960)
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(261～300)说过：“乘船以涉水，水去而船不徙矣。”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1 500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(999～1078)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(1587～1666)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。
　力的作用效果
1．力可以改变物体的形状
学生用手使刻度尺变弯曲，把橡皮泥捏成自己喜欢的形状，用力挤压气球。
多媒体展示图片：跳水运动员压弯跳板、拉弓射箭、熊猫压弯竹子……
　　　　　　
同学们交流讨论上述力使物体发生了什么变化？各小组之间交流结果，得出结论。
力可以改变物体的形状。
2．力可以改变物体的运动状态
(1)一个小铁球静止在水平桌面上，当一个磁体靠近它时，会出现什么现象？
(2)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。
　
(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(如图乙)，观察小铁球运动的变化情况。
同学们交流讨论观察到的现象，并思考上述过程中力使物体发生了什么变化？(观察到的现象：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)
力可以改变物体的运动状态。
第1节　力
第1课时　力及力的作用效果
学生对力有比较浅显的认识，但往往是不确切甚至是不科学的。要使学生初步形成力的概念，最好是从学生熟悉的生活、生产实例中抽象出力是物体对物体的作用。
第2课时　力的三要素与力的作用的相互性
多媒体课件、气球若干、直尺、钢球、两块条形磁体、两个小车、两根弹簧。
一、情景导入
教师组织同学们分组吹气球，然后想办法将它弄破。同学们列举所采用的方法：扎、挤、吹……在我们的生活中什么时候用到了力？(同学们列举事例：推车、搬桌子、踢足球、玩溜溜球……)教师引导同学们同桌之间拉钩、击掌、掰手腕……并分享各自的感觉。
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！
二、合作探究
　力的三要素和力的示意图
1．力的三要素
力的作用效果有时明显，有时不明显，那么哪些因素影响力的作用效果呢？
(1)请同学们自己动手实验：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？(力的作用效果与力的大小有关)
(2)
同学们回想生活中在不同的点用力推门(如图)，门的打开程度相同吗？(力的作用效果与力的作用点有关)
(3)用一个钢球沿不同的方向撞击另一个钢球，学生观察钢球运动轨迹的变化。(力的作用效果与力的方向有关)
同学们交流讨论上述实验观察到的现象，并总结出力的三要素。
我们把力的大小、方向、作用点称为力的三要素。
2．力的示意图
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？
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，表示物体在这个方向上受到的力。
线段的长短 表示力的大小
箭头 表示力的方向
线段的起点或终点 表示力的作用点
用50 N的拉力沿水平方向向右拉动静止在水平地面上的箱子前进，请画出力的示意图。
同学们交流讨论画力的示意图的步骤是什么？
画力的示意图的步骤：
(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。
　力的作用是相互的
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？
(1)把两块条形磁体A、B固定在小车上，将它们的同名磁极相对，将两个小车在水平桌面上相互靠拢。要求学生注意观察以下三种情况下的现象：①按住磁体A，释放磁体B；②按住磁体B，释放磁体A；③同时释放两个磁体。(现象表明：磁体A对磁体B施加排斥力的同时，磁体B也对磁体A施加排斥力)
(2)两根弹簧互相拉伸：两手分别拉两根弹簧的两端，两根弹簧另一端相连，有什么现象发生？(现象表明：一根弹簧对另一根弹簧施加力的同时，也受到另一根弹簧对它的力)
(3)同学们自己动手实验：①用手拍桌子；②两只手互相拍打。各有什么感受？
同学们交流讨论上述实验现象及实验感受，分析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？
一个物体在对另一个物体施加力的同时，也会受到另一个物体对它施加的力。因此，物体间力的作用是相互的。
第1节　力
第2课时　力的三要素与力的作用的相互性
教学中应注意引导学生举例、分析、讨论，概括出以下三个有关力的实质性的内容：(1)力是一个物体对另一个物体的作用；(2)物体间力的作用是相互的；(3)力所产生的作用效果：改变物体的运动状态和改变物体的形状。
本节内容比较抽象，教学要求不宜过急，力的概念在今后的教学中还会逐步深化。通过多媒体展示，可以向学生提供直观的感性材料，从而比较容易突破难点，让学生更容易理解和掌握力的基础知识。

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