内容正文:
第七章 力
第1节 力
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知识与技能:
1.知道力的概念和力的单位。
2.认识力的作用效果。
3.知道力的三要素,能用示意图表示力。
过程与方法:
1.通过观察图片、实验现象或生活中有关力的现象,感受力的特点,从而认识力的两种作用效果。
2.了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象。
情感、态度与价值观:
1.培养学生乐于观察生活、观察自然的情趣。
2.在解决问题的过程中,能主动与他人合作,有克服困难的信心和决心,从中获得成功的喜悦。
重点:力的作用效果和力的三要素。
难点:力的示意图。
第1课时 力及力的作用效果
多媒体课件、苹果、刻度尺、橡皮泥、气球、小铁球、条形磁体、凹槽。
一、情景导入
多媒体播放视频:神舟十三号的发射过程。(视频详见教学课件)
教师提问:火箭为什么能离开地球,遨游太空,实现我国的飞天梦?(教师鼓励学生大胆说出自己的想法)
我们在日常生活中常常提到“力”这个字。如:一个人推了另一个人一下,就有了推力;同学们上课要集中注意力;要提高部队的战斗力等。“力”这个字大家太熟悉了,同学们知道有关“力”字的词语有哪些呢?(学生回答:力量、力气、能力、理解力、战斗力、“给力”、力不从心、力所能及、身体力行、身强力壮、力争上游、四肢无力……)在同学们说出的这么多的“力”中,力的含义各不相同。在物理学中,“力”又是什么呢?力是物理学中一个重要的概念,物理学中所说的“力”与生活中所说的很多“力”有很大的区别。那么,在物理学中,究竟什么是力呢?今天就让我们一起来探究吧!
二、合作探究
力
1.力是什么
教师展示日常生活中、体育运动中、生产生活中与力有关的现象,引导学生观察并思考问题:在产生力的现象中涉及几个物体?发生力的作用时两个物体是否必须接触呢?
(1)日常生活中力的有关现象:手压直尺、鼓掌、人推车……
(2)体育运动中力的有关现象:踢足球、打篮球、举重运动员举杠铃……
(3)生产生活中力的有关现象:挖土机挖土、吊车吊货……
教师引导学生交流讨论:上述事例中力的作用都是涉及了两个物体,并且物体是直接接触的。那么,没有直接接触的物体之间有没有力的作用呢?
力的共同之处是:物体—作用—物体。生活中的推、拉、挤、举、打击、吸引、排斥(磁体间会产生吸引和排斥)等都是力的具体描述。在物理学中,力用符号F表示。有力存在时,总是一个物体对另一个物体发生作用,所以,力是物体对物体的作用。
2.力的单位
为了描述力的大小,在物理学中对力的单位作了规定:在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
体验1 N的大小:让学生用手托起一个苹果,手对苹果施加的力大约是1 N。
托起两个鸡蛋所用的力大约为1 N;成年男子右手的拉力大约是700 N;一个质量是40 kg的同学对地面的压力大约是400 N……
中国古代对力学的研究
力学知识起源于古代人对自然现象的观察和生产劳动中的实践经验,并逐步发展为生产技术和初步的自然哲理,这在东西方古代都是如此。在我国古代,手工工艺技术成果远比经验性的理论总结突出得多,这是中国古代对力学研究的主要特点。从时间来看,大体可分为春秋战国、两汉、宋元明三个高潮。
(1)春秋战国时期(公元前770~前221)
公元前256年,秦国蜀郡太守李冰修建都江堰,“正面取水,侧面排沙”,其飞沙堰工程巧妙地利用了弯道环流,说明当时测河水流量、了解泥沙规律等水力学知识及水利工程已有相当的水平,成都平原两千多年来始终受益。
传为齐人所著的《考工记》,是记录我国古代农具、兵器、乐器、炊具、酒具、水利、建筑等古代手工艺规范的专著。其中对惯性现象的记述、车轮大小与拉力的关系、箭羽与箭的飞行速度的关系以及堤坝设计的经验尺寸等,都反映了我国当时的生产技术水平和经验知识水平。
与《考工记》几乎同时的《墨经》,则进一步得出一些初步的力学哲理(如“奋”“衡”“本”“标”“重”“权”等),给力下了比较科学的定义:“力,刑(形)之所以奋也。”可惜这一科学的抽象思维方式在后世没有得到传承。
(2)两汉到五代时期(公元前202~960)
这一时期带有直觉经验型的物理哲理性著作是王充的《论衡》,在他的著作中对于运动的疾舒(快慢)、力与运动、物与运动、内力与外力的关系等作了叙述。关于运动的相对性,晋天文学家束皙(261~300)说过:“乘船以涉水,水去而船不徙矣。”晋葛洪(283~363),号抱朴子,在其著作《抱朴子·内篇·塞难》中说:“游云西行,而谓月之东驰。”《晋书·卷十一·天文志》更将这一相对运动的思想用于解释天体运行:“天旁转如推磨而左行,日月右行,随天左转,故日月实东行,而天牵之以西没