2．力的大小、方向、作用点

　　 [师]现在请同学们拿起你们面前的橡皮筋或弹簧，先轻轻地拉，然后慢慢加力，注意不要拉断了．在拉的过程中注意观察弹簧或橡皮筋的变化．同学们有什么发现吗?

　　 [生]用的力越大，弹簧或橡皮筋被拉得越长，形变越明显．

　　 [生]这说明了力的大小影响力的作用效果．

　　 [师]讲得非常好．同学们拿着弹簧如果不是拉，而是压，会怎么样?同学们试试．

　　 [生]压弹簧时，弹簧缩短了．

　　 [师]用弹簧实验时，拉--长，压--短．还有类似的例子吗?

　　 [生]刚才用磁铁和小铁球实验时，磁铁从右端靠近小铁球，球就向右运动；磁铁从左端靠近小铁球时，球就向左运动．

　　 [生]我们教室的门，向里拉是开了，向外推是关了．

　　 [师]长短、左右、开关，力产生的效果一样吗?为什么?

　　 [生]因为力的方向不同，所以产生的结果不同，说明力的方向会影响力的作用效果．

　　 [师]现在我们请一位同学把教室的门打开(或关上)，手的位置先从门把手开始逐渐向转轴靠近，重复几次．(靠窗户的同学可以开关窗户)向大家说说你的感觉．

　　 [生]越靠近转轴的地方门越不容易开(关)，用同样大小的力，在门把手的地方开(关)门最容易．

　　 [师]这种现象说明了什么问题呢?

　　 [生]同样大的力作用在门上，产生了不同的效果，是因为手作用在门上的位置不同，说明了力的作用点(的位置)也会影响力的作用效果．

　　 [生]这下我还明白了门把手为什么装在现在那个地方了．

　　 [师]同学们还能举出生活中力的作用点影响力的作用效果的例子吗?

　　 [生]用扳手拧螺母的时候，手一般握在把的末端，这样比较省力．

　　 [生]足球运动员头球攻门时，头顶在球的不同位置，球走的弧线也不同，破门的效果也就不同．

　　 [师]经过同学们的实验，大家知道了力的大小、方向、作用点都会影响力的作用效果．因此就把它们称为“力的三要素”，请同学们看书P₃₂最下面及P₃₃上面一段文字，了解怎样表示力的三要素，并表示出老师水平向右推课桌的力的三要素．

　　 (同学们看书、作图，教师巡视指导，选择两名同学将教师推课桌的力的三要素画在黑板上)

　　 [师]结合学生画在黑板上的图说明，像同学们这样用一根带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的图叫力的示意图．大家能总结出画力的示意图的一般步骤吗?

　　 [生]要先确定受力物体、力的作用点和力的方向，从力的作用点起沿着力的方向画一条线段，线段末端标上箭头表示力的方向．同一个图中有几个力时，力越大，线段应该越长．

　　 [师]还有需要补充的吗?

　　 [生]作力的示意图时，不需要画出物体，一般是画一个方框来代替物体，这样省事．

　　 [生]力的作用点可以用线段的起点表示，也可以用终点来表示．

　　 [师]还有表示力的方向的箭头必须画在线段的末端．

　　 [投影]

　　 练习：画出下列力的示意图．

　　 ①沿水平方向向右拉物体A的拉力．

　　 ②沿竖直方向向下压物体B的压力．

　　 ③水平地面上的小车受到水平向左20 N的拉力和水平向右25 N的拉力．

学生练习，三名同学分别板演三题．练习结束后教师点评．

　　 [师]第①题的力的作用点画在了线段的起点，第②题的力的作用点在线段的终点，第③题有两个力作用在小车上，两个力的作用点就可以画在一点上，并且用数值和单位表示出了力的大小．为三名同学的出色表现，大家鼓掌(击掌)祝贺．

　　 [师]同学们刚才在鼓掌(击掌)的时候，你的手有感觉吗?

　　 (同学们可能会觉得这样的问题很奇怪，接着有人会再拍手感觉一下，最后同学们会肯定地回答：有)

　　 [师]有什么样的感觉?为什么?

　　 [生]轻拍的时候，两只手接触时感觉到了有障碍；用力拍的时候，手就感觉到有点疼．

　　 [生]我认为手感觉到疼，是因为手受到了力的作用．

　　 [师]哪只手(或谁的手)疼，谁的手受到了力呢?

　　 [探究]力的作用是相互的．

　　 [师]同学们再用手用力拍一下桌子，看有什么感觉?

　　 [生]很疼．

　　 [师]你们用手拍桌子，是谁对谁有力的作用呢?

　　 [生]是我们的手对桌子有力的作用，是桌子受到了力．

　　 [师]桌子受到了力应该桌子疼，你们的手为什么会疼呢?(提出问题)

　　 [生]手是被桌子碰疼了．

　　 [生]是不是手在拍桌子，对桌子有作用力的同时，桌子对手也有作用力!(猜想与假设)

　　 [师]同学们可以分成几个小组自己验证一下，然后交流你们的感想．

　　 (同学们分组活动，教师巡视并参与同学们的讨论)

　　 第一组：我们已经知道磁铁对铁块肯定有力的作用，还需要知道铁块对磁铁有没有力的作用．因此，我们选择了一块磁铁、和磁铁外形相同的长方体铁块、两辆小车．(制定计划与设计实验)

实验1：将磁铁放在小车上，手拿铁块慢慢靠近，当近到一定距离时，载着磁铁的小车运动起来．如慢慢移开铁块，载着磁铁的小车还会随着铁块一起运动．

　　 实验2：将磁铁和铁块分别放在两辆小车上，让它们慢慢靠近，靠近到一定距离时，两辆车会自动地一起运动起来，最后靠在一起．(进行实验)

　　 从实验现象看到载着磁铁静止不动的小车，当铁块靠近它时，就会运动起来，说明磁铁也受到了铁块对它的作用力．(分析与论证)

　　 第二组：穿着旱冰鞋的两名同学面对面站在一起，甲用力推乙时．甲乙两同学同时向后运动．甲用力推乙时，给乙一个作用力，同时甲也产生了向后的运动，说明甲也受到了乙对他的作用力．

　　 第三组：用手用力提起装满水的水桶，手对水桶有向上的作用力，同时人会感觉到手被向下拉，说明手对桶有向上的作用力的同时，桶对手也有向下的作用力．(评估和交流)

　　 [师]同学们用不同的方式通过实验探究证实了自己的想法．总结各组同学的实验，我们能得到一个什么样的结论呢?

　　 [生]一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的作用力．

　　 [生]物体间力的作用是相互的．

　　 [师]一个物体受到了力，肯定有另一个物体施加这个力．受到力的物体我们称它为受力物体，施加这个力的物体叫施力物体．

　　 [投影]

　　 练习：分析下面的施力物体和受力物体．

　　 ①人推车．

　　 ②马拉犁．

　　 ③磁铁吸引铁钉．

　　 ④推土机推土．

　　 ⑤起重机吊起货物．

　　 [生]人、马、磁铁、推土机、起重机是施力物体；车、犁、铁钉、土、货物是受力物体．

　　 [生]力的作用是相互的，施力物体同时是受力物体，受力物体同时也是施力物体．

　　 [师]所以我们不能离开力去讨论施力物体或受力物体，也不能离开物体去讨论力．有时为讨论问题方便，只说物体受到了力而没有指明施力物体，但施力物体是一定存在的．

　　 [师]现在同学们能不能说说物理学中的力是什么?

　　 [生]力是一个物体对另一个物体的作用，或者说力是物体之间的相互作用，

　　 [师]回答得非常好．请同学们一起小结本节内容．

1．力的作用效果

　　 [想想做做]

　　 请三位同学分别拿着弹簧、钢尺(或钢锯条)、已充气的气球向同学们展示．

　　 [师]请三位同学分别用力拉弹簧、弯钢尺、压气球，同学们仔细观察，说出你观察到的现象．

　　 [生]用力的时候，弹簧被拉长、气球被压扁、钢尺也由直变弯了．

　　 [师]短变长、圆变扁、直变弯，它们的共同特点是什么?

　　 [生]它们的样子都和原来不一样了．

　　 [生]它们的形状都发生了改变．

　　 [师]物体形状的改变我们称之为形变．形变的原因是什么呢?

　　 [生]是力，力可以使物体发生形变．

　　 [师]同学们接着来做一个好玩的游戏．同桌的两位同学为一个小组，每组一个小铁球、一块磁铁．将小铁球放在桌子上，手拿着磁铁慢慢向小铁球靠近但不要接触，观察发生的现象．

　　 [生]小铁球原来是静止的，当磁铁慢慢靠近时，到了一定距离，小铁球就会运动起来，向磁铁靠近．

　　 [生]小铁球向磁铁靠近时，如果让磁铁慢慢离开小铁球，小铁球还会跟着磁铁跑．

　　 [师]同学们观察得很仔细，现在请大家接着用文具盒和书做成一个斜面，按教材P₃₁图11．4-1所示，让小铁球从斜面滚下，观察小铁球的运动情况．

　　 (学生操作，教师巡视，给予必要的指导)

　　 [生]让小铁球从斜面上滚下时，小铁球做的是直线运动，如果在和它运动方向垂直的位置放上磁铁，小铁球的运动方向就会向磁铁的方向弯曲．

　　 [生]小铁球不仅运动方向改变了，我们这一组的小铁球运动方向改变后还停在了磁铁旁边，静止了．

　 　[师]为什么会出现这样的现象呢?请同学们讨论．

　　 [生]磁铁就是吸铁石，它对小铁球有吸引力，所以产生这些现象的原因就是“力”．

　　 [师]大家觉得这样的分析有道理吗?能不能从另一个方面去验证?

　　 (同学们思考、讨论、试验)

　　 [生]我们用铅笔或钢笔慢慢靠近静止在桌面上的小铁球时，小铁球就不会产生像原来那样的运动，因此，我们认为刚才那位同学的分析是对的，就是因为磁铁对小铁球有力的作用．

　　 [师]由磁铁使小铁球运动，大家说力能干什么?

　　 [生]力可以使静止的物体运动，也可以使运动物体的运动方向发生改变，还可以使运动的物体停止运动．

　　 [师]前面的学习中我们已经知道运动是宇宙中的普遍现象，物体的运动和静止是相对的，如果一个物体处于静止状态，其速度是多少?

　　 [生]物体静止时的(相对)速度是零．

　　 [生]也可以说静止是(相对)速度为零的运动，是一种特殊的运动状态．

　　 [师]因此，无论物体是从静止到运动，还是从运动到静止，或者是运动的快慢和方向发生了改变，我们都可以认为是物体的运动状态发生了变化．由磁铁使小铁球的运动，我们可以得到的结论是：(同学们一起说)

　　 [生]力可以改变物体的运动状态．

　　 [师]总结同学们的实验，结合P₃₁图11．4-2，大家说力的作用效果是什么呢?

　　 [生]力的作用效果：一是可以使物体发生形变；二是可以改变物体的运动状态．

　　 [师]在国际单位制中，力的单位是牛顿(newton)，简称为牛，符号是N．1 N是多大的力呢?

　　 [投影]

　　 ·托起一个苹果的力大约是1N.

　　 ·托起两个鸡蛋所用的力大约是1 N．

　　 ·一个质量是40 kg的同学对地面的压力大约是400 N．

　　 ·一般人右手的最大握力大约是560 N，左手的大约是430 N．

　　 ·成年男子右手的握力大约是400 N，女子大约是390 N．

　　 教师用投影仪投影放大“力”字．

　　 [师]请同学们用“力”字组词．

　　 [生]力量、力气、能力、药力……

　　 [生]理解力、战斗力……

　　 [生]力不从心、力所能及、身体力行、身强力壮、力争上游、四肢无力……

　　 [师]“力”这个字大家太熟悉了，在同学们说出的这么多“力”中，力的含义各不相同．在物理学中，“力”又是什么呢?同学们先来试试力能干什么．

　　 通过实践和探究，感觉科学就在身边．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理．

教学重点

　　 正确引导学生进行实验和探究．

教学难点

　　 正确理解力的概念．

教学方法

　 　实验法：通过学生实验观察物体运动状态及形状的改变，感受力的作用效果．

　　 探究法：通过学生积极的探究活动，得出“物体间力的作用是相互的”结论．

教具准备

　　 磁铁、小铁球、铁块、小车两辆、旱冰鞋、弹簧、钢尺(或钢锯片)、投影仪等．

课时安排

　　 1课时

教学过程

2．了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象，具有初步的分析概括能力．

1．通过活动和生活经验感受力的作用效果，具有初步的观察能力．

2．知道力的三要素，能用示意图表示力．

1．知道力的概念和力的单位．

6．密度知识的应用：密度知识有许多实际的应用

a.　可以鉴别物体是由何种物质组成的．　　

b.　可以通过测量体积算出不易称量的物体质量．

　 c.可以通过测量质量算出不规则形状物体的体积．

d．通过测量和计算可知物体是空心还是实心．

e.由于体积相同的不同物体，密度小的其质量也小，这为工业选材提供了理论依据．

f.通过计算混合量，人工制造出所需要的密度的合金材料.

g．通过测量，计算出合金体中各物质的质量和体积．　

5．测量固体和液体的密度：由密度公式ρ=m/v可知，必须测出它的质量和体积．质量用天平测出，固体和液体的体积可在量筒或量杯中测出．若是规范的物体，其体积也可用直尺测量相应的长度后计算出来．