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第七章　力
第1節(jié)　力
知識(shí)與技能：
1．知道力的概念和力的單位。
2．認(rèn)識(shí)力的作用效果。
3．知道力的三要素，能用示意圖表示力。
過(guò)程與方法：
1．通過(guò)觀(guān)察圖片、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或生活中有關(guān)力的現(xiàn)象，感受力的特點(diǎn)，從而認(rèn)識(shí)力的兩種作用效果。
2．了解物體間力的作用是相互的，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：
1．培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于觀(guān)察生活、觀(guān)察自然的情趣。
2．在解決問(wèn)題的過(guò)程中，能主動(dòng)與他人合作，有克服困難的信心和決心，從中獲得成功的喜悅。
重點(diǎn)：力的作用效果和力的三要素。
難點(diǎn)：力的示意圖。
第1課時(shí)　力及力的作用效果
多媒體課件、蘋(píng)果、刻度尺、橡皮泥、氣球、小鐵球、條形磁體、凹槽。
一、情景導(dǎo)入
多媒體播放視頻：神舟十六號(hào)的發(fā)射過(guò)程。
教師提問(wèn)：火箭為什么能離開(kāi)地球，遨游太空，實(shí)現(xiàn)我國(guó)的飛天夢(mèng)？(教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽說(shuō)出自己的想法)
我們?cè)谌粘Ｉ钪谐３Ｌ岬健傲Α边@個(gè)字。如：一個(gè)人推了另一個(gè)人一下，就有了推力；同學(xué)們上課要集中注意力；要提高部隊(duì)的戰(zhàn)斗力等。“力”這個(gè)字大家太熟悉了，同學(xué)們知道有關(guān)“力”字的詞語(yǔ)有哪些呢？(學(xué)生回答：力量、力氣、能力、理解力、戰(zhàn)斗力、“給力”、力不從心、力所能及、身體力行、身強(qiáng)力壯、力爭(zhēng)上游、四肢無(wú)力……)在同學(xué)們說(shuō)出的這么多的“力”中，力的含義各不相同。在物理學(xué)中，“力”又是什么呢？力是物理學(xué)中一個(gè)重要的概念，物理學(xué)中所說(shuō)的“力”與生活中所說(shuō)的很多“力”有很大的區(qū)別。那么，在物理學(xué)中，究竟什么是力呢？今天就讓我們一起來(lái)探究吧！
二、合作探究
　力
1．力是什么
教師展示日常生活中、體育運(yùn)動(dòng)中、生產(chǎn)生活中與力有關(guān)的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察并思考問(wèn)題：在產(chǎn)生力的現(xiàn)象中涉及幾個(gè)物體？發(fā)生力的作用時(shí)兩個(gè)物體是否必須接觸呢？
(1)日常生活中力的有關(guān)現(xiàn)象：手壓直尺、鼓掌、人推車(chē)……
　　　　　　
(2)體育運(yùn)動(dòng)中力的有關(guān)現(xiàn)象：踢足球、打籃球、舉重運(yùn)動(dòng)員舉杠鈴……
　　　　　
(3)生產(chǎn)生活中力的有關(guān)現(xiàn)象：挖土機(jī)挖土、吊車(chē)吊貨……
　　　　
教師引導(dǎo)學(xué)生交流討論：上述事例中力的作用都是涉及了兩個(gè)物體，并且物體是直接接觸的。那么，沒(méi)有直接接觸的物體之間有沒(méi)有力的作用呢？
力的共同之處是：物體—作用—物體。生活中的推、拉、擠、舉、打擊、吸引、排斥(磁體間會(huì)產(chǎn)生吸引和排斥)等都是力的具體描述。在物理學(xué)中，力用符號(hào)F表示。有力存在時(shí)，總是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體發(fā)生作用，所以，力是物體對(duì)物體的作用。
2．力的單位
為了描述力的大小，在物理學(xué)中對(duì)力的單位作了規(guī)定：在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，簡(jiǎn)稱(chēng)牛，符號(hào)是N。
體驗(yàn)1 N的大小：讓學(xué)生用手托起一個(gè)蘋(píng)果，手對(duì)蘋(píng)果施加的力大約是1 N。
托起兩個(gè)雞蛋所用的力大約為1 N；成年男子右手的拉力大約是700 N；一個(gè)質(zhì)量是40 kg的同學(xué)對(duì)地面的壓力大約是400 N……
中國(guó)古代對(duì)力學(xué)的研究
力學(xué)知識(shí)起源于古代人對(duì)自然現(xiàn)象的觀(guān)察和生產(chǎn)勞動(dòng)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并逐步發(fā)展為生產(chǎn)技術(shù)和初步的自然哲理，這在東西方古代都是如此。在我國(guó)古代，手工工藝技術(shù)成果遠(yuǎn)比經(jīng)驗(yàn)性的理論總結(jié)突出得多，這是中國(guó)古代對(duì)力學(xué)研究的主要特點(diǎn)。從時(shí)間來(lái)看，大體可分為春秋戰(zhàn)國(guó)、兩漢、宋元明三個(gè)高潮。
(1)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期(公元前770～前221)
公元前256年，秦國(guó)蜀郡太守李冰修建都江堰，“正面取水，側(cè)面排沙”，其飛沙堰工程巧妙地利用了彎道環(huán)流，說(shuō)明當(dāng)時(shí)測(cè)河水流量、了解泥沙規(guī)律等水力學(xué)知識(shí)及水利工程已有相當(dāng)?shù)乃剑啥计皆瓋汕Ф嗄陙?lái)始終受益。
傳為齊人所著的《考工記》，是記錄我國(guó)古代農(nóng)具、兵器、樂(lè)器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工藝規(guī)范的專(zhuān)著。其中對(duì)慣性現(xiàn)象的記述、車(chē)輪大小與拉力的關(guān)系、箭羽與箭的飛行速度的關(guān)系以及堤壩設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)尺寸等，都反映了我國(guó)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平。
與《考工記》幾乎同時(shí)的《墨經(jīng)》，則進(jìn)一步得出一些初步的力學(xué)哲理(如“奮”“衡”“本”“標(biāo)”“重”“權(quán)”等)，給力下了比較科學(xué)的定義：“力，刑(形)之所以?shī)^也。”可惜這一科學(xué)的抽象思維方式在后世沒(méi)有得到傳承。
(2)兩漢到五代時(shí)期(公元前202～960)
這一時(shí)期帶有直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)型的物理哲理性著作是王充的《論衡》，在他的著作中對(duì)于運(yùn)動(dòng)的疾舒(快慢)、力與運(yùn)動(dòng)、物與運(yùn)動(dòng)、內(nèi)力與外力的關(guān)系等作了敘述。關(guān)于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，晉天文學(xué)家束皙(261～300)說(shuō)過(guò)：“乘船以涉水，水去而船不徙矣。”晉葛洪(283～363)，號(hào)抱樸子，在其著作《抱樸子·內(nèi)篇·塞難》中說(shuō)：“游云西行，而謂月之東馳。”《晉書(shū)·卷十一·天文志》更將這一相對(duì)運(yùn)動(dòng)的思想用于解釋天體運(yùn)行：“天旁轉(zhuǎn)如推磨而左行，日月右行，隨天左轉(zhuǎn)，故日月實(shí)東行，而天牽之以西沒(méi)。譬之蟻行磨石之上，磨左旋而蟻右去，磨疾而蟻遲，故不得不隨磨以左回焉。”有極大價(jià)值的是至少成書(shū)于東漢時(shí)代的《尚書(shū)緯·考靈曜》(著者不詳，收入明代孫毅編纂的《古微書(shū)》卷——《尚書(shū)緯》)，該書(shū)在提出“地有四游，冬至地上行北而西三萬(wàn)里，夏至地下行南而東三萬(wàn)里，春秋二分是其中矣”的同時(shí)，提出了著名論斷：“地恒動(dòng)而人不知，譬如閉舟而行，不覺(jué)舟之運(yùn)也。”這種對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的觀(guān)點(diǎn)，《考靈曜》比伽利略的《對(duì)話(huà)》至少早1 500年。此觀(guān)點(diǎn)說(shuō)明我國(guó)古代物理思想達(dá)到過(guò)的高度。
這一時(shí)期在機(jī)械、水力等技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上物理思想活躍，但是對(duì)物理現(xiàn)象很少作定量敘述。
(3)宋元明時(shí)期(960～1644)
宋代曾公亮(999～1078)在《武經(jīng)總要》這一軍事著作中除記載兵工機(jī)械、槍炮、軍用油泵(“猛火油柜”)等外，還在《尋水泉法》中詳載了虹吸管(“渴烏”)，它在《后漢書(shū)·張讓傳》及唐代《通典》中都有記載，包括“取大竹去節(jié)”，“油灰黃蠟固封，竹首插入水中五尺”，燒火使“火氣潛通”入水，“則水自中逆上”等。
宋應(yīng)星(1587～1666)的《天工開(kāi)物》是明代農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的百科全書(shū)，在卷十五《佳兵篇》中記述了測(cè)試弓弦彈力大小的方法：“凡試弓力，以足踏弦就地，秤鉤搭掛弓腰，弦滿(mǎn)之時(shí)，推移秤錘所壓，則知多少”，方法十分巧妙。該書(shū)在我國(guó)失傳300多年，于1926年才由日本找回翻印本。
總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)古代力學(xué)知識(shí)與古代精湛的工藝技術(shù)往往密不可分，但各時(shí)期對(duì)技術(shù)知識(shí)的整理匯集、研究提高、保存流傳都未受到重視，致使技術(shù)特別是科技理論不能形成明顯的生產(chǎn)力。
　力的作用效果
1．力可以改變物體的形狀
學(xué)生用手使刻度尺變彎曲，把橡皮泥捏成自己喜歡的形狀，用力擠壓氣球。
多媒體展示圖片：跳水運(yùn)動(dòng)員壓彎跳板、拉弓射箭、熊貓壓彎竹子……
　　　　　　
同學(xué)們交流討論上述力使物體發(fā)生了什么變化？各小組之間交流結(jié)果，得出結(jié)論。
力可以改變物體的形狀。
2．力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
(1)一個(gè)小鐵球靜止在水平桌面上，當(dāng)一個(gè)磁體靠近它時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
(2)讓小鐵球從斜面(由凹槽支起)上滾下，沿著它的運(yùn)動(dòng)方向放一個(gè)磁體(如圖甲)，觀(guān)察小鐵球運(yùn)動(dòng)速度的變化情況。
　
(3)再次讓小鐵球從斜面上滾下。在它運(yùn)動(dòng)路徑的側(cè)旁放一個(gè)磁體(如圖乙)，觀(guān)察小鐵球運(yùn)動(dòng)的變化情況。
同學(xué)們交流討論觀(guān)察到的現(xiàn)象，并思考上述過(guò)程中力使物體發(fā)生了什么變化？(觀(guān)察到的現(xiàn)象：①靜止的小鐵球被磁體吸引，向磁體方向運(yùn)動(dòng)；②水平面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小鐵球被正前方的磁體吸引，運(yùn)動(dòng)速度變快；③水平面上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小鐵球被放在運(yùn)動(dòng)方向旁的磁體吸引，向偏向磁體的方向運(yùn)動(dòng))
力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
第1節(jié)　力
第1課時(shí)　力及力的作用效果
學(xué)生對(duì)力有比較淺顯的認(rèn)識(shí)，但往往是不確切甚至是不科學(xué)的。要使學(xué)生初步形成力的概念，最好是從學(xué)生熟悉的生活、生產(chǎn)實(shí)例中抽象出力是物體對(duì)物體的作用。
第2課時(shí)　力的三要素與力的作用的相互性
多媒體課件、氣球若干、直尺、鋼球、兩塊條形磁體、兩個(gè)小車(chē)、兩根彈簧。
一、情景導(dǎo)入
教師組織同學(xué)們分組吹氣球，然后想辦法將它弄破。同學(xué)們列舉所采用的方法：扎、擠、吹……在我們的生活中什么時(shí)候用到了力？(同學(xué)們列舉事例：推車(chē)、搬桌子、踢足球、玩溜溜球……)教師引導(dǎo)同學(xué)們同桌之間拉鉤、擊掌、掰手腕……并分享各自的感覺(jué)。
你對(duì)力有了什么樣的感受？下面讓我們一起來(lái)探究有關(guān)力的神奇世界吧！
二、合作探究
　力的三要素和力的示意圖
1．力的三要素
力的作用效果有時(shí)明顯，有時(shí)不明顯，那么哪些因素影響力的作用效果呢？
(1)請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：用較大的力和用較小的力使直尺發(fā)生彎曲，觀(guān)察直尺彎曲的程度相同嗎？(力的作用效果與力的大小有關(guān))
(2)
同學(xué)們回想生活中在不同的點(diǎn)用力推門(mén)(如圖)，門(mén)的打開(kāi)程度相同嗎？(力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān))
(3)用一個(gè)鋼球沿不同的方向撞擊另一個(gè)鋼球，學(xué)生觀(guān)察鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡的變化。(力的作用效果與力的方向有關(guān))
同學(xué)們交流討論上述實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到的現(xiàn)象，并總結(jié)出力的三要素。
我們把力的大小、方向、作用點(diǎn)稱(chēng)為力的三要素。
2．力的示意圖
要想把一個(gè)力完整地表示出來(lái)，就要把力的三要素都顯示出來(lái)。在物理學(xué)上我們?cè)鯓觼?lái)表示力呢？
力的示意圖：在受力物體上沿力的方向畫(huà)一條帶箭頭的線(xiàn)段，表示物體在這個(gè)方向上受到的力。
線(xiàn)段的長(zhǎng)短 表示力的大小
箭頭 表示力的方向
線(xiàn)段的起點(diǎn)或終點(diǎn) 表示力的作用點(diǎn)
用50 N的拉力沿水平方向向右拉動(dòng)靜止在水平地面上的箱子前進(jìn)，請(qǐng)畫(huà)出力的示意圖。
同學(xué)們交流討論畫(huà)力的示意圖的步驟是什么？
畫(huà)力的示意圖的步驟：
(1)確定受力物體；
(2)在受力物體上找到作用點(diǎn)；
(3)沿著力的方向畫(huà)一條帶箭頭的線(xiàn)段；
(4)標(biāo)出力的大小和單位。
　力的作用是相互的
從生活中的經(jīng)驗(yàn)我們可以知道，用手提一桶水時(shí)，會(huì)感到手也受到水桶向下的拉力；用腳踢球時(shí)，腳也會(huì)感到疼。為什么我們對(duì)物體施加力的作用時(shí)，自己也會(huì)有受力的感覺(jué)呢？
(1)把兩塊條形磁體A、B固定在小車(chē)上，將它們的同名磁極相對(duì)，將兩個(gè)小車(chē)在水平桌面上相互靠攏。要求學(xué)生注意觀(guān)察以下三種情況下的現(xiàn)象：①按住磁體A，釋放磁體B；②按住磁體B，釋放磁體A；③同時(shí)釋放兩個(gè)磁體。(現(xiàn)象表明：磁體A對(duì)磁體B施加排斥力的同時(shí)，磁體B也對(duì)磁體A施加排斥力)
(2)兩根彈簧互相拉伸：兩手分別拉兩根彈簧的兩端，兩根彈簧另一端相連，有什么現(xiàn)象發(fā)生？(現(xiàn)象表明：一根彈簧對(duì)另一根彈簧施加力的同時(shí)，也受到另一根彈簧對(duì)它的力)
(3)同學(xué)們自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：①用手拍桌子；②兩只手互相拍打。各有什么感受？
同學(xué)們交流討論上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)感受，分析為什么我們對(duì)物體施加力的作用時(shí)，自己也會(huì)有受力的感覺(jué)呢？
一個(gè)物體在對(duì)另一個(gè)物體施加力的同時(shí)，也會(huì)受到另一個(gè)物體對(duì)它施加的力。因此，物體間力的作用是相互的。
第1節(jié)　力
第2課時(shí)　力的三要素與力的作用的相互性
教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生舉例、分析、討論，概括出以下三個(gè)有關(guān)力的實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容：(1)力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用；(2)物體間力的作用是相互的；(3)力所產(chǎn)生的作用效果：改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和改變物體的形狀。
本節(jié)內(nèi)容比較抽象，教學(xué)要求不宜過(guò)急，力的概念在今后的教學(xué)中還會(huì)逐步深化。通過(guò)多媒體展示，可以向?qū)W生提供直觀(guān)的感性材料，從而比較容易突破難點(diǎn)，讓學(xué)生更容易理解和掌握力的基礎(chǔ)知識(shí)。

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