第四节 力的作用效果
从容说课
“力”这个字学生非常熟悉，用得很广泛，用在不同的地方含义也不同．通过本节课的学习就要使学生明确物理学中所讲的力的含义．
因为力的概念对初学者来说比较抽象，因此教材以学生熟悉的体育项目为基础并通过“想想做做”让学生从感觉力的作用效果入手，通过探究活动得到“力是物体间的相互作用”的结论．
本节课的难点是对力的概念的理解．教学过程中如果能正确引导学生通过实验和探究得到学生容易理解的结论，难点就能突破．因此，本节课教学的重点是正确引导学生进行实验和探究．
教学目标
一、知识目标
1．知道力的概念和力的单位．
2．知道力的三要素，能用示意图表示力．
二、能力目标
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．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．
三、德育目标
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
一、导入新课
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．
二、新课教学
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．
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．
三、小结
本节我们学习了有关力的知识：
1．初步理解力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的．
2，力的作用效果：一是使物体发生形变；二是可以使物体的运动状态发生变化．
3．力的三要素是：力的大小、方向、作用点．可以用力的示意图直观地表示出力的三要素．
四、动手动脑学物理
1．力的三要素影响力的作用效果的例子很多，应鼓励学生多观察、多实践，例如：让同学用食指和拇指捏住教学用的刻度尺，使尺面沿水平方向提起来．第一次捏在尺的一端，第二次捏在尺的中间，比较其难易程度(作用点不同，作用效果不同)．打乒乓球时，可以打出不同旋转、不同弧线和不同角度的球，这主要与击球点(作用点)和对球施力的方向有关，要打出不同速度的球，主要与对球施力的大小有关．
2．脚；脚．
3．手对桌子施加力的同时．也受到桌子对手的作用力．
4．略．
5．被马拉动的车辆不仅受到马的拉力，还受重力、支持力，
甚至还有摩擦力，如果要求画出被马拉动的车辆受到的拉力，
只画一个拉力即可．题目要求用示意图表示被马拉动的车辆受
到的力，则车辆所受的全部力都要表示出来，如右图．
五、板书设计
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