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第七章 力
第1节 力
在险峻的绝壁上，徒手攀岩者稳如壁虎又矫似雄鹰。这项挑战自然、超越自我的惊险运动，被誉为勇敢者的“壁岩芭蕾”。说他惊险，是因为攀岩者仅靠手脚灵活运用抓、撑、蹬等动作，用力实现身体的平衡，从而达到难以企及的顶点。
像很多体育项目一样，攀岩运动中蕴含了非常丰富的力学知识。从本章开始，让我们一起走进力学的世界，揭开它神秘的面纱。
CONTENT
01. 力的概念
02. 力的作用效果
03. 力的三要素和力的示意图
04. 力的作用是相互的
学习内容
1 知道力是物体对物体的相互作用。能通过生活实例，归纳总结出这一概念，并能解释生活中的相关现象。并能正确读写力的符号和单位。
2 认识力的作用效果，通过实验和生活体验，感受力的作用效果，能用力的作用效果解释生活中的一些力现象。
3 知道力的三要素。通过实验和对生活体验的分析、归纳，了解力的三要素对力的作用效果的影响。会画力的示意图，并能根据力的示意图判断力的大小、方向和作用点。
4 知道物体间力的作用是相互的。
学习目标
01. 力的概念
02. 力的作用效果
03. 力的三要素和力的示意图
04. 力的作用是相互的
05. 课堂总结
06. 动手动脑学物理
07. 课堂练习
CONTENT
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押加是少数民族的体育项目，两个人通过腿、腰、肩和颈用“力”拖动布袋互拉，以决胜负。
拔河比赛，是人数相等的双方对拉一根绳比较力量的体育活动。掰手腕比赛时，两个人用尽全“力”，实际是比臂力和腕力的大小。
在物理学中，究竟什么是力呢？我们一起探究吧！
第1节 力
课堂导入
一、力（force）
请你观察下列各现象，体会物体之间的作用。
1. 力的概念
一、力
（1）情景再现
人推木箱
人拉弹簧
推土机推土
起重机提集装箱
磁铁吸引铁钉
运动员举杠铃
人施加了力，车受到了力
手施加了力，杠铃受到了力
人施加了力，弹簧受到了力
推土机施加了力，土受到了力
起重机施加了力，集装箱受到力
磁铁施加了力，铁钉受到了力
一、力
1. 力的概念
（2）情景分析
人对车有 推 的作用
运动员对杠铃有 举 的作用
人 拉 弹簧
推土机 推 土
起重机 提 集装箱
磁铁对铁钉有 吸 的作用
力是物体对物体的作用，用F 表示。
情景分析：物体与物体之间发生的 推、拉、举、提、吸引等，说明了有力的存在。在物理学中常把生活中的“推”、“拉” 、“提”、 “吸引”等概括为“作用”。
发生作用的两个物体，一个是施力物体，
另一个是受力物体。施力物体与受力物体同时存在。
例如，马拉车时，施力物体是马，受力物体是车；脚蹬自行车踏板时，施力物体是脚，受力物体是踏板。
一、力
1. 力的概念
（3）力的定义
（4）施力物体与受力物体
①相互接触的物体间不一定有力的作用
在水平面上，两个篮球刚好接触静止，它们之间没有力的作用。
②不接触的物体可能有力的作用
例如，地球对它表面及其附近的物体有吸引力
的作用。
一、力
1. 力的概念
（5）产生力的条件
想一想：相互接触的两个物体间一定有力的作用吗？不接触的物体有力的作用吗？
至少要有两个物体；物体间要有相互作用。
国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，用符号N表示。
拿起一个iPhone13 Pro手机用力接近2牛
拿起物理课本用力约2N
托起两个鸡蛋
用力约1N
拿起500ml瓶装
矿泉水用力约5N
2. 力的单位
一、力
（1）国际单位
（2）感知一些力的大小
一辆敞篷跑车对地面的
压力约为20000N
感知一些力的大小
中学生对地面
的压力约500N
2. 力的单位
一、力
托起一个篮球所用的力约为5N
【例题1】下列有关力的说法中，正确的是（ ）
A．产生力的两个物体一定发生了作用
B．一个物体也能产生力的作用
C．力能脱离物体而存在
D．相互接触的两个物体一定产生力的作用
A．力是物体对物体的作用，产生力的两个物体间一定发生了作用，A正确．
B．力是物体对物体的作用，力的产生至少要有两个物体，故B错误．
C．力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而单独存在，故C错误．
D．相互接触的物体不一定有力的作用，比如并排放置，不相互挤压的桌子之间没有力的作用，故D错误．
所以选A.
A
4. 跟踪练习
一、力
二、力的作用效果
1. 力可以使物体发生形变
实验过程
（1）用力捏橡皮泥
（2）用力拉弹簧
实验现象
力改变了橡皮泥的形状
力改变了弹簧的形状
实验结论
力可以使物体发生形变
（1）做一做
手按气球
拉弓射箭
1. 力可以使物体发生形变
（2）力使物体发生形变的实例
跳高时，撑杆发生弯曲
让运动的小铁球靠近磁铁时，观察小球运动的状态（快慢、方向）。
实验器材 实验过程
①让小铁球从斜面上滚下，沿着它的运动方向（正前方）放一个磁铁，观察小球运动速度的变化情况。
②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铁，观察小铁球运动速度的变化情况。
磁铁、铁球、斜面、水平桌面等.
小铁球
磁铁
（1）演示实验
2. 力可以改变物体的运动状态
实验现象
小球运动的速度变大
小球运动的方向发生改变
小球靠近磁铁时，会受到磁铁的吸引力，是吸引力改变了小球运动的快慢与方向。
力可以改变
物体的运动速度
力可以改变
物体的运动方向
实验分析
实验结论
2. 力可以改变物体的运动状态
上面的实验表明：力可以改变物体的运动状态.
在物理学中，物体由静止到运动或由运动变为静止、物体运动的快慢或方向发生改变，这几种情况都叫做“物体的运动状态”发生了变化。
一是力能改变物体的形状，即使物体发生形变；
二是力可以改变物体的运动状态。
（2）实验结论
（3）力的作用效果
2. 力可以改变物体的运动状态
①把静止的球踢出去
③香蕉球
踢香蕉球时，球的运动方向发生了改变。
②守门员扑住球
罚点球时，足球由静止到运动，由运动到静止，运动快慢发生了改变。
运动状态发生改变
（4）力改变物体运动状态的实例
2. 力可以改变物体的运动状态
同步通信卫星绕地球转动的周期跟地球自转的周期相同，所以叫做“同步”卫星。
地球同步通信卫星在运行的过程中，运动状态是否发生了改变？
同步卫星的运动状态发生了改变。尽管运动的快慢不变，但是运动的方向在改变。
想一想
2. 力可以改变物体的运动状态
【例题2】下列运动场景中，对力的作用效果的描述与其他选项不同的是（　　）
A．踢出去的足球在空中划出美丽的弧线
B．跳水运动员压弯跳板
C．篮球碰到篮板改变运动方向
D．百米短跑运动员加速冲过终点
B
ACD. 踢出去的足球在空中划出美丽的弧线、篮球碰到篮板改变运动方向、百米短跑运动员加速冲过终点，运动速度或方向发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；
B. 跳水运动员压弯跳板，说明力可以改变物体的形状；符合题意。
故选B。
4. 跟踪练习
二、力的作用效果
三、力的三要素和
力的示意图
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素
想一想
力的作用效果受哪些因素的影响呢？
①用大小不同、方向相同的力拉同一根弹簧，观察弹簧的形变程度。
F2=10N
F1=5N
实验现象
实验结论
力的大小能够影响力的作用效果
力越大，弹簧的形变程度越大
（1）影响力的作用效果的因素
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素
②用大小相同、方向不同的力分别拉、压缩同一根弹簧，观察弹簧的形变程度。
实验过程
向上拉弹簧
向下压弹簧
实验现象
实验结论
力的方向能够影响力的作用效果
力的方向不同，作用效果不同
F=5N
F=5N
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素
实验过程
向上拉弹簧
向上拉弹簧
实验现象
实验结论
力的作用点能够影响力的作用效果
F=5N
F=5N
细线系在该点
力的作用点不同，作用效果不同
细线系在该点
③用大小相同、方向相同，但是作用点不同的力拉同一根弹簧，观察弹簧的形变程度。
④如图所示，在教室门上A、B、C三点上分别挂三个吸盘挂钩，并将门关上，请一位同学分别在挂钩上连接一个弹簧，用同样大小的力拉门（弹簧三次拉伸的长度相同），观察力的作用效果，并请说出手拉门的难易程度有什么不同？
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素
【分析与结论】
用相同大小和方向的力拉门，越靠近门轴的位置，门越难被拉动。这说明力作用的位置不同，其作用效果也不相同。
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素
（2）力的三要素
（3）理解力的三要素
①任何一个力都有大小、方向和作用点三个因素。
②力的三要素决定力，当其中的任何一个要素改变时，力的作用效果就会随之改变。
③因为力的三要素决定了力的作用效果，所以我们要描述一个力时，就必须指明该力的三个要素。
把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素.
三、力的三要素和力的示意图
2. 力的示意图
（1）力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段来表示力，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，这种表示力的方式叫做力的示意图。
既然力有三要素，那么，我们应该怎样完整的表示力的三要素呢？
想一想
注意：
Ⅰ. 若不指明施力物体及其作用点时，形状规则的物体，力的作用点常画在物体的几何中心上。
①确定受力物体，找出作用点。
Ⅱ. 画力的示意图时，常用一个方框 来代表物体，球形用 表示。
三、力的三要素和力的示意图
2. 力的示意图
（2）画力的示意图的步骤
如图所示，人用100牛的力拉小车，画出这个力的示意图。
作用点
②确定力的方向
从力的作用点沿力的方向画一条线段，在线段的末端画上箭头表示力的方向（有时要标注角度）。
③标力的大小
在箭头旁标出力的符号，要标上数值和单位表示出力的大小。
注意：在同一图中，力越大，线段应该画得越长。
三、力的三要素和力的示意图
2. 力的示意图
作用点
方向
大小
F=100N
F=100N
F=100N
力的示意图
【例题3】有一个小球用细绳挂在竖直的墙壁上，请在图中画出小球所受到绳的拉力的示意图。
绳对小球的拉力作用点在绳子与球的接触点上，方向沿绳斜向上，如图所示。
4. 跟踪练习
三、力的三要素和力的示意图
【例题4】小车在100N拉力的作用下向前运动，如图所示是该拉力的示意图。以下说法不正确的是（ ）
A．该示意图把拉力的三要素表示出来了
B．在同一图中，力越大，线段应该越长
C．只有力的大小、方向会影响力的作用效果
D．图中小车所受100N拉力的施力物体是绳子
C
A、该示意图把拉力的大小、方向、作用点都表示出来了，A正确；
B、在同一图中，力越大，线段应该越长，故B正确；
C、力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果，C错误；
D、木块与绳子之间直接接触并有力的作用，所以木块所受拉力的施力物体是绳子，故D正确。
故选C.
4. 跟踪练习
三、力的三要素和力的示意图
四、力的作用是相互的
（1）活动探究
1. 探究：力的作用是相互的
①让一同学穿上溜冰鞋，然后去推墙壁，观察人的运动情况？
【现象】发现人会被墙推开，向后退。
【分析】人推墙时，对墙施加了一个向右的作用力；同时人后退，表明墙对人也施加了一个向左的作用力。
【结论】物体间力的作用是相互的。
后退
人推墙的力F1
墙推人的力F2
四、力的作用是相互的
1. 探究：力的作用是相互的
②把两块蹄形磁铁A、B分别固定在小车上，让它们的同名磁极相对，将两个小车在水平桌面上靠拢。
注意观察以下三种情况下的现象:
按住磁铁A，释放磁铁B；
按住磁铁B，释放磁铁A；
同时释放两个磁铁。
A
B
四、力的作用是相互的
1. 探究：力的作用是相互的
实验过程 研究 对象 运动状态 的改变 分析、判断
按住磁铁A，
释放磁铁B
磁体B
静止到运动
磁体A对磁体B施加排斥力，使磁体B的运动状态发生变化
磁体B对磁体A施加排斥力，使磁体A的运动状态发生变化
按住磁铁B，
释放磁铁A
磁体A
静止到运动
同时释放
两个磁铁
磁体
A与B
都从静止
到运动
磁体A对磁体B施力时，磁体B对A也施加了力的作用
四、力的作用是相互的
1. 探究：力的作用是相互的
大量事例说明：当一个物体对另一个物体施力的同时，另一个物体也同样对它施加力的作用，这两个力是同时发生的，也就是说：
物体间力的作用是相互的。
物体间力的作用是相互的，
施力物体同时也是受力物体，
受力物体同时也是施力物体。
（2）探究结论
四、力的作用是相互的
人推门
的力F1
门推人
的力F2
四、力的作用是相互的
2. 理解力的相互性
物体间力的作用是相互的，说明施力物体、受力物体是相对而言的，施力物体和受力物体也是同时存在的，要确定是施力物体，还是受力物体，一般由研究对象来决定。
（1）施力物体与受力物体
例如，我们研究放在桌面上的书受到的支持力，书就是受力物体，支持书的桌面就是施力物体；
要研究书对桌面的压力，则桌面为研究对象，即桌面是受力物体，书是施力物体。
F2
F1
四、力的作用是相互的
物体间力的相互作用是同时产生、同时消失的，没有先后之分。例如，运动员用脚踢球的过程，球受到脚的力的作用，同时脚也受到球的力的作用；当球飞离脚时，球不再受脚的作用，同时脚也不再受球的作用。
（2）相互作用力的同时性
脚受到球的力
球受到脚的力
F
F
2. 理解力的相互性
四、力的作用是相互的
3. 拓展：作用力与反作用力
（1）视频演示
作用力与反作用力之间有怎样的关系呢？
想一想
—《探究作用力和反作用力的关系》
物体间力的作用是相互的，彼此间的力分别叫做作用力与反作用力。
四、力的作用是相互的
3. 拓展：作用力与反作用力
（2）实验结论
作用力与反作用力的关系：
作用力与反作用力的大小相等，方向相反，且在同一条直线上，但分别作用在两个物体上。
注意：
①作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，没有先后之分。
②该规律也叫做牛顿第三定律（高中）。
四、力的作用是相互的
3. 拓展：作用力与反作用力
一个鸡蛋与石头发生碰撞，鸡蛋会破碎，是何原因呢？这两个力的大小相等吗？
想一想
鸡蛋给了石头一个作用力的同时，石头也给鸡蛋一个反作用力。这两个力大小是相等的。但是由于石头的硬度大，基本看不到形变，而鸡蛋的硬度没有石头的大，所以会破碎。
4. 利用力的相互性解释有关现象
（1）火箭升空
2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射成功。托举载有陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员的神舟十四号载人飞船进入太空。
运载火箭产生的巨大推力使飞船获得一个很大的速度冲出了大气层。那么，这个力是谁给它的呢？
火箭对喷出的燃气有向下的推力，因为物体间力的作用是相互的，所以燃气会对火箭有一个向上的反推力，使火箭加速向上运动。
4. 利用力的相互性解释有关现象
（2）走路
人走路时，脚用力向后方蹬地，对地面有向后的力的作用→同时地面对脚产生一个反向的向前的作用力→人在这个反向作用力的作用下前行。
（3）游泳
人游泳时，手用力向后方划水，对水有向后的力的作用→同时水对人产生一个向前的作用力→人在这个反向作用力的作用下前行。
【例题5】用下列方法制作如图所示的“喷气火箭”。
①先将一个气球吹膨胀并用夹子把口封紧；
②从一根吸管上剪取一小段，用胶带把它固定在气球上；
把封口的夹子松开，气球就会向______(填“右”或“左”)运动。使气球由静止变为运动的力的施力物体是________，此现象说明力可以改变物体的__________。
气球往左喷气时，对气体有一个向左的作用力，因为物体间力的作用是相互的，所以气体会对气球有一个向右的作用力。
说明力可以改变物体的运动状态。
5. 跟踪练习
四、力的作用是相互的
右
空气
运动状态
【例题6】图中甲、乙两个同学站在滑板上面，面对面静止站在冰面上，如果甲用力推一下乙，其结果是（ ）
A. 甲仍然静止，乙被推开
B. 乙受到甲的推力作用，甲不受乙的推力作用
C. 乙受到的推力大于甲受到的推力
D. 甲、乙同时相对离开
D
根据“力的作用是相互的” 可知，甲与乙同时会受到一个大小相等、方向相反、在同一直线上的作用力，所以会同时相对离开。
故选D.
5. 跟踪练习
四、力的作用是相互的
五、课堂总结
力的概念
①力是物体对物体的作用。
②力的作用效果：使物体发生形变；
改变物体的运动状态。
③力的单位：牛顿，用N表示。
①力的三要素：大小、方向、作用点。
②画力的示意图的步骤。
①物体间力的作用是相互的。
②作用力与反作用力的关系：作用力与反作用力的大小相等，方向相反，且在同一条直线上，但分别作用在两个物体上。
力的作用
是相互的
力
力的三要素与示意图
六、动手动脑学物理
1. 请举例说明：（1）力能使物体发生形变；（2）力能改变物体的运动状态；（3）力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关系。
六、动手动脑学物理
（1）力使物体发生形变，例如：用力拉弹簧，弹簧变长；跳水运动员在起跳时，踏板发生了弯曲。
（2）力使物体的运动状态发生改变，例如：守门员将足球顶出，改变了足球的运动方向；扔铅球时，力使铅球由静止变为运动。
（3）用大的力比用小的力使海绵凹陷的深，说明力的大小影响力的作用效果；离门轴远点比离门轴近点更易将门推开，说明力的作用点影响力的作用效果；顺时针转动把手将螺丝拧紧，逆时针转动把手将螺丝拧松，说明力的方向影响力的作用效果。
2. 用线将吊灯悬挂在天花板上，吊线对灯的拉力F=4 N。请在图中画出拉力 F 的示意图。
吊线对灯的拉力F的作用点在电灯上，F的方向竖直向上，画一条带箭头的竖直向上的有向线段，用F表示，如图所示.
六、动手动脑学物理
O
F=4N
3. 一位同学沿水平方向用75 N的力推箱子，请在图中画出这个力的示意图。
同学对箱子的推力作用在接触点上，方向水平向右，大小为75N，如图所示.
F=75 N
六、动手动脑学物理
4. 如图所示，人坐在小船上，用力推另一艘小船，能够把另一艘小船推开而自己坐的小船不动吗？为什么
不能。人坐在小船上，用力推另一艘小船，对另一只小船有力的作用，由于力的作用是相互的，另一只小船会对自己坐的小船产生一个反作用力，所以自己坐的小船向后运动。
六、动手动脑学物理
七、课堂练习
1. 用绳子系着水桶，手抓着绳子，从井中向上提水，此时手受到了向下的拉力，这个力的施力物体是（　　）
A．地球 B．绳子 C．水桶 D．水
手通过绳子提起水桶，与手接触的是绳子。手对绳子有一个向上的拉力，由于物体间力的作用是相互的，同时绳子也会对手有一个向下的拉力。所以手受到一个向下的拉力的作用，这个力的施力物体是绳子，故ACD不符合题意，B符合题意。
B
故选B.
2. 如图所示的几种现象中，力所产生的作用效果与其它三个不一样的是（　　）
A．手拉开弓 B．运动员罚点球
C．小明压弯跳板 D．熊猫拉弯竹子
B
A B C D
解析见下页
A．运动员对弓弦的拉力，使弓发生了形变；
B．运动员罚点球时，把足球踢出，足球由静止变为运动，改变了足球的运动状态；
C．小明对跳板的压力，使跳板发生了形变；
D．熊猫拉弯竹子，是力改变了竹子的形状；
由此可知，B中力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B.
3. 小车在100N拉力的作用下向前运动，如图所示是该拉力的示意图。以下说法不正确的是（　　）
A．该示意图把拉力的三要素表示出来了
B．在同一图中，力越大，线段应该越长
C．只有力的大小、方向会影响力的作用效果
D．图中小车所受100N拉力的施力物体是绳子
A．该示意图把拉力的大小、方向、作用点都表示出来了，故A正确；
B．在同一图中，力越大，线段应该越长，故B正确；
C．力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果，故C错误；
D．木块与绳子之间直接接触并有力的作用，所以木块所受拉力的施力物体是绳子，故D正确，不符合题意。
C
故选C.
4. 如图所示，用100N的拉力拉着重为300N的匀质实心方木匀速前行，请画出木箱受到的拉力示意图。
拉力的作用点在绳子与实心木箱的接触点，方向沿绳子向上，大小为100N，木箱受到的拉力示意图如图所示。
5. 如图是一个正在摆动的小球，请作出绳子对小球的拉力。
拉力的方向沿绳斜向上，作用点在绳子与球的接触点，如图所示。
6. 如图所示，小明与小红都穿上了旱冰鞋站在平地上，相互用双手击掌推对方。下列说法中正确的是（　　）
A．小明对小红的推力的方向是指向小明后退方向的
B．小明对小红的推力使小明速度发生了改变
C．小明先对小红施加推力，小红后对小明施加推力
D．小明对小红的推力与小红对小明的推力是相互的
A．小明对小红的推力的方向是指向小红后退方向，故A错误；
B．小红受到小明的推力，使小红速度发生了改变，故B错误；
CD．小明对小红的推力和小红对小明的推力属于相互作用力，两个力是同时产生的，故C错误，D正确。
D
故选D.
7. 在2022年2月4日北京举行的第24届冬奥会上，将进行被称为“雪上马拉松”的越野滑雪比赛。如图所示，运动员用力向后撑雪杖，人就向前运动，这说明_________________________；同时观察到被雪杖撑过的地方，雪会凹陷下去，这说明力可以使物体发生_______；若滑雪运动员沿直线匀速滑行，则他的运动状态________（选填“改变”或“不改变”）。
力可以改变物体的运动状态
形变
不改变
解析见下页
由于力可以改变物体的形状或运动状态，运动员用力向后撑雪杖，人就向前运动，运动状态发生变化，这说明力可以改变物体的运动状态；被雪杖撑过的地方，雪会凹陷下去，形状发生了变化，这说明力可以使物体发生变形。
若滑雪运动员沿直线匀速滑行，此时运动方向与速度不变，则他的运动状态不改变。
8. 如图所示，使一薄钢条的下端固定，分别用不同的力（力的
三要素不同）去推它，使其发生图（a）（b）（c）（d）所示的形变，
其中 ，那么：
（1）比较图（a）和图（b），说明力的作用效果跟力的_____有关；
（2）比较图（a）和图（c），说明力的作用效果跟力的_____有关；
（3）比较图（a）和图（d），说明力的作用效果跟力的_____有关。
方向
大小
作用点
解析见下页
力的三要素有：力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果；要探究力的作用效果跟力的三要素是否有关，应该用控制变量法探究。即每次使力的大小、方向、作用点这三个要素只能改变一个。
（1）比较图（a）和（b），力的方向和作用点相同时， ，研究力的作用效果跟力的大小的关系，力越大钢条形变大。
（2）比较图（a）和（c），力的大小和作用点相同，力的方向不同，研究力的作用效果跟力的方向的关系，力的方向不同，钢条的形变不同。
（3）[3]比较图（a）和（d），力的大小和力的方向相同时，研究力的作用效果跟力的作用点的关系，力的作用点不同，钢条的形变大小不同。

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