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力的概念

力是初中物理非常重要的模块。我们7.0《》这一章研究的力的概念,以及生活中最常见的两种力,弹力重力。我们本节7.1《》先来阐述力的相关概念,包括力的定义,力的相互性,力的符号,力的三要素,力的效果,力的示意图等。

王尚老师为《力的概念》录制了10段教学视频,供同学们免费学习

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生活中对力的感性认识

我们在拔河比赛中,能够明显感触到力的作用。

一辆小车停在地面上,我们要用力推,才能推动这辆小车;同时我们的手也会感觉到小车对我们的力。

两个同学掰手腕,我们说甲同学劲儿大,这里的劲儿,就是我们要研究的力。

什么是力?

如上图所示,我们要付出很大的力,才能够翘起石头来。

到底什么是力呢?在我们物理学中,力是如何规定的呢?我们来一起学习力的概念。

力的概念

课本上有力的概念的描述:力是物体对物体的作用。或者说,力是物体间的相互作用。

可能很多同学就有质疑了,这句话里的作用是什么?这个作用是一个统称。

比如,物体A压在物体B上,那么物体A对物体B的作用,是一种压的作用

比如,灯绳把电灯吊在了天花板上,我们就说,灯绳对灯的作用,是以一种拉的作用。

比如,用力捏橡皮泥,我们的手对橡皮泥的作用,是一种捏的作用。

磁铁对铁钉有力的作用

再比如,马蹄磁铁能够把钉子从桌面上吸起来,磁铁对铁钉的作用,是一种吸引的作用。

……等等等等,太多这样的案例了。

物体对另外一个物体的作用方式(效果),实在是太多了,难以逐一列举出来,我们就用作用二字,做了简化。

力是物体对物体的作用。力的概念确实很抽象,第一次看到是很难理解的,王尚老师请同学们先记住。

通过我们接下来几次课的讲授,循序渐进的学习一段时间后,同学们才能更好的理解力的概念。

力的作用是相互的

力是物体对物体的作用。

从力的定义中,我们可以看出,力是不可能单独存在的。只要有力存在,必然存在两个物体。

发生作用的两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体

研究力的时候,一定要结合具体问题搞懂谁是施力物体?谁是受力物体?

研究对象的不同,我们的施力物体和受力物体是不同的。

苹果和桌子的相互作用力

举一个案例,桌子上放着一个苹果,都处于静止状态。

这两者有什么作用呢?我们说,苹果压着桌子,而桌子支撑着苹果。

如果研究苹果,那么苹果受到桌面的支持力,苹果是受力物体,桌子是施力物体。

如果研究的是桌子,那么桌子受到苹果的压力,桌子就是受力物体,而苹果变成了施力物体。

再来举一个案例,我们提水桶。

水桶给我们手的力的同时,手也对水桶有力的作用。两者是同时存在的。

不但手对水桶有力的作用,水桶对手也施加了力。

人推小船,力的作用是相互的

如上图所示,人用力推一个小船。请同学们分别以被推的小船和人为研究对象,分析施力物体和受力物体。

力的符号与单位

在物理学中,我们用字母符号F来表示力。

力的单位是牛顿,简称牛,字母符号是N。

力的单位规定,是为了纪念英国伟大的物理学家牛顿先生。

鸡蛋的重力大约是1N

我们可以这样来理解1N的力的大小:

把两个鸡蛋拿起来,所需要的力大约是1牛顿。

施力物体与受力物体

在讲解力的概念时,我们提到力的作用是相互的。

还是借助上面苹果的案例来帮助同学们理解。

苹果和桌子之间的相互作用力

苹果在对桌子施加一个向下的压力的同时,苹果也受到桌子对其的向上的支持力。

在考虑苹果对桌子的压力时,我们认为苹果是施力物体,而桌子是受力物体。

在考虑桌子对苹果的支持力时,我们认为苹果是受力物体,而桌子是施力物体。

相互作用力

桌子所受到的压力,与苹果受到的支持力,总是成对出现的

力的概念描述:力是物体对物体的作用,还有一种说法,力是物体间的相互作用。

借助上面苹果和桌子之间的力可知,力作用具有相互性,即物体A与物体B之间的力是相互作用的。

两个磁铁靠近,会相互吸引(或排斥),磁铁A对磁铁B有引力的同时,磁铁B对磁铁A也会有引力。

物体间的力是相互的。我们把这种你推我、我推你的力,称之为相互作用力

大量实践证明,相互作用力的大小总是相等的。上面的案例中:

苹果在对桌子施加一个向下的4N压力的同时,也受到桌子对苹果的向上的4N支持力。

苹果对桌面的压力

相互作用力、反作用力的描述

王尚老师实际教学发现,很多同学能听懂老师讲的,不过自己说不出来。

而在初中物理考试试卷中,就有反作用等文字描述的填空题(或实验题),自己不会动笔写(或者写得慢,影响考试时间和分数)。

王尚老师希望同学们重视物理语言撰写的严谨性与科学性。我建议同学们把下面的话,自己多念上几遍,这对物理学习是非常有帮助的。

苹果在对桌子施加一个向下的压力的同时,苹果也受到桌子对其的向上的支持力。

我们把这样的物体之间相互作用的力,称之为相互作用力

我们可以这么来对反作用力、相互作用力进行描述:

(1)苹果对桌子的压力的反作用力,是桌子对苹果的支持力;

(2)桌子对苹果的支持力的反作用力,是苹果对桌子的压力;

(3)苹果对桌子的压力,与桌子对苹果的支持力,是一对相互作用力。

力的作用效果

日常生活中的经验告诉我们:用力捏橡皮泥,橡皮泥会变形。用力拉弹簧,弹簧会伸长。

可见,力能改变物体的形状,使物体发生形变。

力除了可以使物体发生形变外,还有其他作用效果吗?

磁铁对铁球的力的作用效果

如图所示,小铁球收到磁铁力的作用,其运动轨迹发生改变,由原来的直线运动变为了曲线运动。

由此可知,力能够改变物体的运动状态。

物体的运动状态这个词汇以后我们在做物理题时会经常提及。下面我们进行简要的说明。

运动状态

我们选择地面为参照物,我们用速度来描述某物体的运动状态。只要是速度发生改变,我们就说运动状态发生了改变。

速度的改变,既包括速度的大小,也包括速度的方向。

比如,某小车原来速度很大,现在刹车减速,那么我们就说小车的运动状态发生了改变。

比如,某小车原来向东走,某个瞬间开始向南走了,那么我们就说小车的运动状态发生了改变。

当小车的速度和方向都变了,那么小车的运动状态更是发生了改变。

需要特别注意的是,物体的位置发生变化与运动状态没有直接关联;物体位置在变,物体的运动状态可能并没有变。

伞兵的运动状态没有发生改变

比如,沿着竖直方向匀速下落的伞兵,虽然一直在下落,其速度大小与方向都没有发生改变,因此其运动状态就没有变。

静止,可以认为是速度为零的运动状态。

物体由静止开始运动,由运动变为静止,运动越来越快或越来越慢,方向从直线变为曲线,方向由曲线变为直线,等等,这些情况都叫做运动状态的变化。

力的三要素

我们把力的大小、方向、作用点,叫做力的三要素。

力的三要素不同,力的效果是截然不同的。

举例如下:

捏橡皮泥,力的大小不同,橡皮泥发生的变形明显不同。这是力的三要素中力的大小。

拉弹簧与压弹簧,弹簧分别变短和变长,效果截然不同。这是力的三要素中力的方向。

推开一扇门,从把手那里推很容易推开,从门轴那里推很难推开。这是力的三要素中力的作用点。

力的作用点分析:在哪里推门,更容易把门推开?

请同学们结合生活中的案例,进行举例说明力的三要素,都可以影响到力的作用效果。

力的示意图

我们通常用一根有箭头的线段来表示力。

人用力推箱子,画出力的示意图

我们还是来举一个具体的例子。如上图所示,一个男孩在向右用力推一个箱子。我们仅仅分析箱子所受的人的这个推力的示意图。

如下图所示,把受力物体(箱子)抽象为一个点,沿着该点力的方向画一条线段,在线段的末端加速一个箭头表示力的方向(一般以线段的起点作为力的作用点)。

力的示意图

在同一幅图中,我们可以用线段的长度,表示力的大小。即,线段越长,表示力的数值越大。

在上图中,如果一直推力是200N,还应该在力的符号F后面写上具体力的大小数据。即:F=200N。

这样,用一条有方向的线段,就可以把力的三要素(方向、大小、作用点)都很清晰地表示出来。

实际物体的受力情况往往是非常复杂的,经常会有很多力,且力的方向、大小均不同。

画受力图,用简单的有方向的线段来表征力,为我们后续进一步深入分析、研究力创造了条件。

《力》基础知识巩固题

1、力的概念:       。力产生的条件:(1)必须有      ;(2)物体间必须有       (可以不接触)。

2、力的单位:国际单位制中力的单位是       ,简称       ,用       表示。力的感性认识:拿起两个鸡蛋所用的力大约      

3、力的性质:物体间力的作用是相互的。两物体相互作用时,施力物体       ,反之,受力物体同时也       。力的作用效果:              。力的三要素:                     

4、力的测量:测力计是测量力的大小的工具。弹簧测力计原理:       。使用方法:“看”                     ;“调”调零;“读”读数=       。注意事项:加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大量程。

5、我们打羽毛球的时候,当球拍打到对方打过来的羽毛球时,主要为了改变羽毛球的       ;当球拍打到羽毛球时,球网发生变形,说明力可以改变物体的       

6、用手拍打桌面,手是       物体,桌面是       物体;同时手感到疼痛,说明手受到桌面对它施加的       ,由此说明力的作用是       的。

7、用手把图钉按到墙里,墙所受的力的施力物体是       ,手使出的力的受力物体是       

8、下述情况中,力的作用效果各是什么?(1)用力把弹弓拉开,       ;(2)用力使木条变弯,       ;(3)用力推出飞来的排球,       ;(4)用力扔出手中的石子,       

9、端午节赛龙舟是我国民间传统习俗.小丽和她的同学一起在公园人工湖上举行龙舟比赛, 使龙舟向前行驶的力的施力物体是       

10、小明同学在踢球的时候,脚对球有力的作用,施力物体是       ;球对脚同时也有一个大小相等的力作用,施力物体是       ;这两个力大小相等,方向相反,作用在不同的物体上,是一对       

《力》基础知识巩固题答案

1、力是物体对物体的作用   两个物体   相互作用

2、牛顿   牛   N   1N

3、同时也是受力物体   施力物体   力可以改变物体的运动状态   力可以使物体发生形变   力的大小   方向   作用点

4、在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比   量程   分度值   指针是否指零   挂钩受力

5、运动状态   形状

6、施力   受力   作用力   相互

7、图钉   图钉

8、使物体发生形变   使物体发生形变   改变物体的运动状态   改变物体的运动状态

9、湖水(提示:有的同学会细分认为是船桨或是同学施力使船发生运动,这样考虑没有将同学或是船桨相对于船没有发生相对位移,力在相互之间没有改变物体的运动状态。而题目问使龙舟向前行驶的力,可以理解成这个力改变了龙舟的运动状态,即湖水施力,使龙舟相对于湖水位移发生改变。所以施力物体应该是湖水。)

10、脚   球   作用力与反作用力

参考文献

初中物理知识点总结

http://chuzhongwuli.com

本文内容与物理知识体系关系

初二下学期物理知识点→7.0《》→7.1《

关键词:力;受力图;力的三要素

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