资源简介

2.1 力
第2课时　力的测量　力的图示
学习目标
1. 知道力的单位是牛顿（N），了解常见力的大小数量级；知道测量力的工具叫测力计，实验室常用弹簧测力计。（物理观念）
2. 理解弹簧测力计的原理（在弹性限度内，弹簧伸长量与所受拉力成正比），会正确使用弹簧测力计：观察量程与分度值、调零、沿轴线施力、待指针稳定后读数。（科学探究）
3. 理解弹力概念（物体发生弹性形变产生的力），知道压力、支持力都是弹力。（物理观念）
4. 理解力的三要素（大小、方向、作用点），能用力的图示法正确表示一个力：选定标度、确定作用点、按比例画线段、标箭头与力的大小。（科学思维）
学习重难点
学习重点：力的单位（牛顿 N） 弹簧测力计的原理与使用 力的三要素 力的图示画法
学习难点：力的图示的规范画法（标度选择与线段比例） 弹力概念辨析（形变与弹力的因果关系）
Ⅰ 课前预习·基础认知
一、力的测量
1. 在国际单位制中，力的单位是______，简称______，符号是______。
2. 测量力的大小的工具叫______；实验室中常用的测力计是______。
3. 弹簧测力计的工作原理：在弹性限度内，弹簧的______跟它所受到的______成正比。
二、弹力
4. 弹簧受力发生形变，不受力时又能恢复到原来的形状，这种性质叫______；发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫______。
三、力的三要素与力的图示
5. 力的大小、______、______叫作力的三要素，它们都会影响力的作用效果。
6. 力的图示：用一条带______的线段表示力。确定受力物体，在______画作用点；选定______，从作用点沿力的方向按______和力的大小确定线段长度；末端画______并标出______。
Ⅱ 课中探究·核心建构
考点01 力的测量——单位、工具与原理
【活动任务】观察图2.1-7/8/9（手托鸡蛋≈1 N、拉开易拉罐≈20 N、握力≈400 N），感受力的大小差异；观察图2.1-10（弹簧测力计结构）与图2.1-12（常用弹簧测力计），认识测力工具。
图2.1-7/8/9　力的大小举例（约 1 N / 20 N / 400 N）
（1）在国际单位制中，力的单位是____，简称____，符号是____。
（2）测量力的大小的工具叫____；弹簧测力计内部有一根可伸缩的弹簧，其结构如图2.1-10所示（拉环、弹簧、指针、拉杆、面板、秤钩）。
图2.1-10　弹簧测力计结构图
图2.1-12　常用的弹簧测力计
（3）弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量跟所受拉力成正比。
即 = k（k 为常量，称为弹簧的劲度系数）
使用方法口诀：看（量程、分度值）→ 调（指针归零）→ 测（拉力沿弹簧轴线、待指针稳定）→ 读（视线垂直刻度面、估读到分度值下一位）。
考点02 弹力
【活动任务】阅读教材：弹簧受力形变，不受力时恢复原状，这种性质叫弹性；发生形变的物体要恢复原状，对接触物体产生的力叫弹力。水杯放在桌面，水杯对桌面产生向下的压力使桌面形变，桌面对水杯产生向上的支持力（均为弹力）。
（1）弹簧受力发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，这种性质叫____；发生形变的物体由于要恢复原状，对接触物体产生的力叫____。
（2）放在桌面上的水杯，对桌面产生向下的____（使桌面发生形变），桌面对水杯产生向上的____（支持力）；压力、支持力都属于____。
易错：弹力是由______（施力 / 受力）物体发生弹性形变产生的，不要颠倒“形变原因”与“弹力来源”；压力、支持力本质都是弹力。
考点03 力的三要素
【活动任务】观察图2.1-13（拉/压弹簧），归纳力的大小、方向影响力作用效果；观察图2.1-14（在A、B处推同一物体），归纳作用点也影响力作用效果。
图2.1-13　用手拉或压弹簧
（1）用力拉弹簧，弹簧伸长；用力压弹簧，弹簧缩短。用的力越大，伸长（或压缩）越____；方向不同，效果不同。说明力的作用效果与力的____和____有关。
图2.1-14　力作用在物体的不同位置（A / B）
（2）在A处推物体，物体翻倒；在B处推物体，物体滑动。说明力的作用效果还与力的____有关。力的大小、方向、____统称为____。
力的三要素——大小、方向、作用点，它们共同决定力的作用效果。
考点04 力的图示
【活动任务】学习用力的图示表示一个力。观察图2.1-15（对小车的A点作用 80 N、水平向右的拉力），归纳画法五步骤。
图2.1-15　力的图示（小车A点 80 N 水平向右拉力）
画法步骤：①确定受力物体，在______画作用点；②选定______（用某一长度表示多少牛）；③从作用点沿力的方向画线段，按标度和力的大小______；④末端画______表示方向；⑤标出______。
示例：图2.1-15中，标度取“1 cm 表示 20 N”，则 80 N 的拉力应画______ cm 长的线段（80 N ÷ 20 N/cm = 4 cm），从A点水平向右，末端画箭头并标注“80 N”。
易错：标度要统一，线段长度必须与力的大小成______；作用点必须画在______物体上；箭头画在线段______端表示方向。
Ⅲ 达标检测·真题演练
1.(2024温州鹿城期中)关于弹簧测力计的使用,下列操作不正确的是（　　）
A.使用前应检查指针是否对准零刻度线
B.弹簧测力计使用时必须竖直放置,不得倾斜
C.测量时,拉力方向应与弹簧轴线方向一致
D.测量力的大小时,应待指针稳定后再读数
2.(2023上海静安模拟)如图所示,将甲、乙两个规格完全相同的弹簧测力计的挂钩互相勾起来,放在水平桌面上,固定甲的提环,拉动乙的提环。下列说法中正确的是（　　）
A.甲的示数为0,乙的示数不为0
B.乙的示数为0,甲的示数不为0
C.甲、乙的示数都不为0,且相等
D.甲、乙的示数都不为0,且不相等
3.(2024温州鹿城期中)用力压弹簧,弹簧会发生形变。下列能正确表示弹簧所受压力的示意图的是（　　）
（压弹簧）
A B
C D
4.一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,关于弹力的情况,下列说法中错误的是（　　）
A.足球受到的支持力是木板产生的弹力
B.足球产生的弹力是足球的形变造成的
C.木板形变是木板产生弹力造成的
D.足球产生的弹力就是足球对木板的压力
5.(2024上海月考)如图所示的仪器名称是__________,它是测量______的工具,此时的读数为___________N。
答：仪器名称______；测量______；读数______N。
6.(2024宁波期中改编)如图所示,小华用20 N的力拉着箱子行走,拉力的方向与水平面成30°角,画出箱子所受拉力的示意图。
箱子受力情境
（角度标注）
7.(2025丽水庆元月考,★★☆)如图所示是甲、乙两根弹簧受到的拉力和长度之间的关系,下列说法中正确的是（　　）
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比
B.乙弹簧受到8 N的拉力时伸长4 cm
C.甲弹簧受到2 N的拉力时伸长3 cm
D.使用甲弹簧制作的测力计量程较大
8.(2023陕西中考,★☆☆)如图是一个静止在水平桌面上的物体。请画出桌面对该物体的支持力F的示意图(作用点在O点)。
（物体 O 点）
9.(2023安徽安庆调研,★★☆)实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧受到的拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的F-x关系图像(图线记为a)。
图甲　F-x 关系图像（图线 a）
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:____ = 常量(设为k),则比值k的单位是____________,这根弹簧k的大小为____________;
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k值是否会发生变化 实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的猜想:
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变。乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小。丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大。
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹簧长度为____________cm;
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,每个钩码的重力为0.5 N,则弹簧下端受到钩码的拉力F=___________N,此时弹簧的伸长量x=____________cm;
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如表所示;
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图像(对应图线记为b);
⑤比较图线a、b,可以判断______(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想是正确的。
图乙
图丙
10.(2023广东广州中考)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:①测量范围为0~30 N;②分度值为1 N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。为了满足上述要求,小明对已有的四根弹簧做了如下测试:如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30 N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由:________________________。
（四根弹簧测试：原长 l0 / 总长 l）
Ⅳ 课后提升·综合应用
1.(教材练习与应用)请举例说明:③力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。
答：________________________________________________________。
2.(教材练习与应用)将厚玻璃瓶内装满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中。沿着不同的方向用力捏厚玻璃瓶,观察细玻璃管中水面高度的变化。从力能使物体发生形变的角度解释所看到的现象。
答：________________________________________________________。
3.(教材练习与应用)一个受到重力为10 N的木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。请分别画出木块在斜面和水平面上所受重力的图示。
答：________________________________________________________。
答 参考答案与解析
── 课前预习 ──
1. 牛顿；牛；N。
2. 测力计；弹簧测力计。
3. 伸长量；拉力（在弹性限度内，伸长量与拉力成正比）。
4. 弹性；弹力。
5. 方向；作用点。
6. 箭头；受力物体上；标度；标度；箭头；力的大小。
── 课中探究 ──
考点01 （1）牛顿；牛；N。（2）测力计；弹簧测力计。（3）伸长量；拉力；F/x = k。
考点02 （1）弹性；弹力。（2）压力；支持力；弹力。（易错）施力。
考点03 （1）长；大小；方向。（2）作用点；作用点；力的三要素。
考点04 ①受力物体上；②标度；③确定线段长度；④箭头；⑤力的大小。示例：4；80 N÷20 N/cm=4 cm。（易错）比例；受力；末。
── 达标检测 ──
1. 答案：B
解析：使用弹簧测力计前应先检查指针是否对准零刻度线，A正确；弹簧测力计可在竖直方向也可在其他方向测量力，不必“必须竖直放置”，B错误；为使测量准确，拉力方向应沿弹簧轴线且待指针稳定后读数，C、D正确。故选B。
2. 答案：C
解析：两测力计挂钩互勾、甲固定，以甲为研究对象它受一对平衡力，示数等于其中一个力的大小；同理以乙为研究对象示数也等于该力的大小，故甲、乙示数都不为0且相等，C正确。
3. 答案：C
解析：弹簧所受压力作用在弹簧上，作用点必须画在弹簧上，A、B错误；向下压弹簧，压力方向向下，C正确，D错误。
4. 答案：C
解析：足球受的支持力是木板发生弹性形变产生的弹力，A正确；足球形变产生弹力（即对木板的压力），B正确；木板形变是受到足球的作用力造成的，不是木板产生弹力造成的，因果颠倒，C错误；足球产生的弹力受力物体是木板，就是足球对木板的压力，D正确。故选C。
5. 答案：弹簧测力计；力；3.4
解析：图中仪器是弹簧测力计，用于测量力的大小；读数时视线与刻度面垂直，对齐指针所对刻度，分度值0.2 N，示数为3.4 N。
6. 答案：拉力F作用点在与箱子的接触点上，方向斜向上、与水平面成30°角，大小20 N，从作用点沿此方向画线段，末端画箭头并标注“20 N”。
解析：力的图示要点：作用点在接触点，方向斜向上30°，长度按标度与20 N成比例。如图所示。
（题6 答案图）
7. 答案：C
解析：超过弹性限度后伸长量不再与拉力成正比，A错；由图像（乙较陡）乙受8 N拉力时伸长量不是4 cm，B错；甲受2 N拉力时伸长3 cm（斜率约1.5 N/cm），C正确；量程由弹性限度与最大伸长决定，不能断定甲更大，D错。故选C。
8. 答案：桌面对物体的支持力F作用点为O点，方向竖直向上，从O点沿竖直向上画线段，末端画箭头并标注“F”。
解析：静止在水平桌面上的物体，桌面对它的支持力方向竖直向上，作用点在O点。如图所示。
（题8 答案图）
9. 答案：(1) F/x；单位 N/cm；k=0.5 N/cm。(2)①3.00；②2.50（=5×0.5）；2.5（=8.50-6.00）；⑤丙。
解析：(1)由图像得 F/x = k（常量），k的单位为N/cm，k=0.5 N/cm。(2)①图乙弹簧长度=11.50-8.50=3.00 cm；②拉力F=5×0.5=2.5 N，伸长量x=8.50-6.00=2.50 cm；⑤图线b对应的k=1 N/cm，大于图线a的k，故丙同学的猜想正确。④描点连线后的图像如图所示。
（题9(2)④ 答案图：描点画出的图线 b）
10. 答案：选乙弹簧。理由：把30 N重物挂在弹簧甲下端，甲发生范性形变不能恢复原状；弹簧丙相邻两刻度线间距太小不便读数；弹簧丁总长超过刻度板M的长度；只有乙符合“测量范围0~30 N、分度值1 N、相邻刻度线间距相等且适当大”四点要求。
解析：弹簧测力计原理：弹性限度内伸长量与拉力成正比。逐一排除甲（范性形变）、丙（刻度线过密）、丁（超出刻度板），乙完全满足四项要求。
── 课后提升 ──
1. 答案：例：用同样大小的力推门，作用在门把手（离转轴远）比作用在靠近转轴处更容易推开——说明力的作用点不同，效果不同；用力大比用力小门开得更快——说明力的大小不同，效果不同；向前推与向后拉，门运动方向相反——说明力的方向不同，效果不同。
解析：本题用“力的三要素”举例，属本课时核心知识。
2. 答案：沿不同方向用力捏厚玻璃瓶，瓶体被压发生形变（容积减小）；瓶内水体积不变，便沿细玻璃管上升，说明力能使物体发生形变。
解析：本题用“力使物体发生形变”解释细玻璃管水面变化，属本课时核心知识（弹力/形变）。
3. 答案：在斜面上：从木块重心沿竖直向下画线段（标度统一），末端画箭头标注“10 N”；在水平面上：同样从重心沿竖直向下画线段，末端画箭头标注“10 N”（两处重力方向均竖直向下，大小均为10 N）。
解析：本题用“力的图示”表示重力，巩固本课时力的图示画法（标度、作用点、方向、大小）。

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