第一节 力及其描述（教学课件）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理课件聚焦“力及其描述”核心内容，以《墨经》“力，形之所以奋也”及古代农耕、百工技艺实例导入，系统讲解力的概念、作用效果和三要素，通过生活现象与实验构建知识脉络，助力学生形成力的认知体系。 其特色在于融合物理观念与科学思维，通过拍桌子、拉橡皮筋等体验活动理解力的相互性，用控制变量法探究三要素影响，结合转换法（如扁形玻璃瓶实验）观察微小形变。既培养学生模型建构和科学探究能力，又为教师提供丰富教学素材，提升教学效率，激发学生学习兴趣。

物理八年级全一册 •沪科版 第六章 熟悉而陌生的力 第一节 力及其描述 《墨经》有言：“力，形之所以奋也。” 早在两千多年前，我国先贤便对力作出了世界最早的定义之一，指出力是物体运动状态改变的根源。从农耕劳作的推拉举压，到百工技艺的锻冶雕琢，古人在生产实践中感知力、运用力，积累了深厚的力学智慧。宇宙万物，运转不息，皆因力的相互作用；世间万象，动静变化，皆为力的作用效果。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解力的物理定义，知道力的作用是相互的，掌握力的两种作用效果，熟记力的三要素，会规范绘制力的示意图，建立力的完整认知体系。 02 科学思维 能准确辨析施力物体与受力物体，分析生活中的力现象对应的作用效果，理解三要素对力的作用效果的影响，培养归纳概括与逻辑辨析的科学思维能力。 03 科学探究 通过体验实验感受力的相互性，探究力的大小、方向、作用点对作用效果的影响，提升实验观察、现象分析与规律归纳的探究能力。 04 科学态度与责任 了解牛顿的科学贡献与探索精神，认识力在生产生活中的广泛应用，体会力学规律对人类文明的推动作用，树立勇于探索、严谨求实的科学精神。 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 概念认知：掌握力的定义，理解力不能脱离物体独立存在。 02. 作用效果：掌握力的两种作用效果，能区分形变与运动状态改变。 03. 三要素与表示：掌握力的三要素，会画力的示意图，知道力的单位。 01. 本质理解：深入理解力的作用是相互的，明确施力物体同时也是受力物体。 02. 三要素逻辑：理解三要素共同决定力的作用效果，能辨析单一变量的影响。 03. 示意图规范：准确表示力的作用点、方向，初步建立力的矢量表达意识。 课堂引入 战国时期，墨家学派在《墨经》中写下 “力，形之所以奋也”，精准概括了力与运动的关系，这是人类历史上最早的力学定义之一。古人耕田的犁、汲水的桔槔、攻城的投石机，皆是对力学规律的朴素运用，在实践中诠释着力的作用与价值。 从古代的经验运用到现代物理学的系统理论，力始终是整个物理学的核心基础。大到天体之间的引力牵引，小到分子之间的相互作用；从日常的提水搬物，到体育竞技的竞技比拼，力无处不在，作用万千。 “力者，物之相作用也。” 力看不见、摸不着，却能通过它的作用效果被感知。力究竟是什么？力有怎样的作用规律？又该如何科学描述？今天，我们就系统学习力的基础知识。 知识点1 力是什么 探索新知——生活中的力现象 物理学中，力的概念是从大量与力相关 的自然、生活、生产现象中归纳、概括出来的。我们通常将物体之间的推、 拉、举、压、排斥、吸引等都叫做物体之间的作用。 （a）推土机推走泥土 （b）渔翁拉起渔网 （c）运动员举起杠铃 （d）象压跷跷板 （e）同名磁极相互排斥 （f）橡胶棒吸引纸屑 探索新知——力的概念 力的定义： 力是物体对物体的作用 力的符号： 力的单位： 牛顿 ，简称：牛，符号为N 渔翁 渔网 拉起 推土机 泥土 推走 运动员 杠铃 举起 象 跷跷板 压 物体 物体 对 作用 F 探索新知——力的概念 力的定义： 力是物体对物体的作用 力的符号： 力的单位： 牛顿 ，简称：牛，符号为N 渔翁 渔网 拉起 推土机 泥土 推走 运动员 杠铃 举起 象 跷跷板 压 物体 物体 对 作用 F 探索新知——施力物体和受力物体 推、拉、举、压、排斥、吸引等，都是物体之间作用的具体形式。凡是有力的现象，必然涉及两个物体： 施力物体：施加力的物体；受力物体：受到力的物体。 例如：运动员举起杠铃，运动员是施力物体，杠铃是受力物体；推土机推泥土，推土机是施力物体，泥土是受力物体。 渔翁 渔网 拉起 运动员 杠铃 举起 发生作用的两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体. 力的特点 力的作用离不开物体（至少两个物体） 不接触的物体也会产生力的作用 探索新知——感受力的作用是相互的 通过以下体验活动，感受施力与受力的关系： 1. 用手拍桌子，手对桌子施加力的同时，手也会感觉到疼，说明桌子对手也施加了力； 2. 两手互拍，左手对右手施力的同时，右手也对左手施力，两手都会感到疼； 3. 拉橡皮筋时，手对橡皮筋施加拉力，橡皮筋也对手施加拉力。 探索新知——力的作用是相互的 当甲物体对乙物体施力时，乙物体同时也对甲物体施力。因此，物体间力的作用是相互的。 （1）一个物体在对另一个物体施加力的同时，也要受到另一个物体对它施加的力，因此，物体间力的作用是相互的。 （2）力总是成对出现的，我们把其中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。 两个相互作用的力大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上。 典例分析 例1 关于力的概念，下列说法中正确的是（    ） A．力能脱离物体而单独存在 B．力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体 C．只要两物体相互接触，一定会产生力的作用 D．没有接触的物体之间也可能产生力的作用 【解析】A．力是物体对物体的作用，必须有两个物体存在，不能脱离物体单独存在，故A错误； B．力是物体间的相互作用，必须同时存在施力物体和受力物体，故B错误； C．相互接触的物体若没有发生相互作用，比如仅接触但没有相互挤压，则不会产生力，故C错误； D．不接触的物体之间可以产生力，例如磁力、重力等，故D正确。故选D。 D 典例分析 例2 诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”。放风筝时，没有对风筝施力的物体是（     ） A．线绳 B．地球 C．手 D．空气 【解析】A．风筝通过线绳牵引，线绳对风筝施加拉力，施力物体是线绳，故A不符合题意； B．风筝始终受重力作用，重力的施力物体是地球，故B不符合题意； C．手只直接对线绳施力，没有直接对风筝施加力，故C符合题意； D．风筝能在空中保持飞行，空气对风筝有阻力作用，施力物体是空气，故D不符合题意。故选C。 C 知识点2 力的作用效果 探索新知——力的作用效果 取一根弹簧和一块海绵，分别用手拉弹簧和捏海绵，观察弹簧和海绵的形状有什么变化。 探索新知——力的作用效果 取一根弹簧和一块海绵，分别用手拉弹簧和捏海绵，观察弹簧和海绵的形状有什么变化。 探索新知——力使物体的运动状态发生改变 如图（a）所示，将小铁球静止放在水平桌面上，然后用磁铁靠近小铁球，会观察到什么现象？如图（b）所示，让小铁球做直线运动，将磁铁放在小铁球运动路径的一侧，又会观察到什么现象？ （a） （b） 力使物体的运动状态发生改变 探索新知——力的作用效果 用手拉弹簧，弹簧伸长了，用手捏海绵，海绵的形状改变了；在图中，磁铁使静止的小铁球运动了，在图中，磁铁使做直线运动的小铁球发生了偏转。由此可见，力的作用效果是： 力可以使物体的形状发生改变，也可以使物体的运动状态发生改变。 总结归纳： (1)运动状态：物体运动快慢和运动方向。 (2)运动状态改变：运动快慢改变或者运动方向改变。 (3)力可以改变物体的运动状态。 无论是速度大小还是运动方向发生了改变，都可以认为是物体的运动状态发生了改变。 探索新知——力的作用效果 用手拉弹簧，弹簧伸长了，用手捏海绵，海绵的形状改变了；在图中，磁铁使静止的小铁球运动了，在图中，磁铁使做直线运动的小铁球发生了偏转。由此可见，力的作用效果是： 力可以使物体的形状发生改变，也可以使物体的运动状态发生改变。 总结归纳： (1)运动状态：物体运动快慢和运动方向。 (2)运动状态改变：运动快慢改变或者运动方向改变。 (3)力可以改变物体的运动状态。 无论是速度大小还是运动方向发生了改变，都可以认为是物体的运动状态发生了改变。 典例分析 例3 如图下列各图中与其它三个力所产生的作用效果不同的是（　　） A．图甲运动员对弓弦的拉力使弦形状变化 B．图乙撑杆跳高运动员对杆的力使撑杆形状变化 C．图丙磁铁对小铁球的吸引力使小铁球运动轨迹变化 D．图丁跳水运动员对跳板的压力使跳板形状变化 【解析】A．运动员对弓弦的拉力使弦的形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状； B．撑杆跳高运动员对杆的力，使撑杆形状变化，说明力可以改变物体的形状； C．磁铁对小铁球的吸引力使小铁球运动方向发生改变，说明力改变了物体的运动状态； D．跳水运动员对跳板的压力使跳板弯曲，说明力可以改变物体的形状； 综上所述，C选项的力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 C 知识点3 力的描述 探索新知——力的三要素 力的作用效果与哪些因素有关？通过生活经验与实验探究可知： 力的大小不同，作用效果不同：大人力气大能拉开三根弹簧，小孩力气小只能拉开一根弹簧； 力的方向不同，作用效果不同：用力压弹簧，弹簧缩短；用力拉弹簧，弹簧伸长； 力的作用点不同，作用效果不同：用大小、方向都相同的力推门的不同位置，推门的难易程度不同。 F F 不同大小力的作用效果 不同方向力的作用效果 不同作用点力的作用效果 探索新知——力的三要素 力的作用效果与哪些因素有关？通过生活经验与实验探究可知： 力的大小不同，作用效果不同：大人力气大能拉开三根弹簧，小孩力气小只能拉开一根弹簧； 力的方向不同，作用效果不同：用力压弹簧，弹簧缩短；用力拉弹簧，弹簧伸长； 力的作用点不同，作用效果不同：用大小、方向都相同的力推门的不同位置，推门的难易程度不同。 F F 不同大小力的作用效果 不同方向力的作用效果 不同作用点力的作用效果 探索新知——力的三要素 用扳手拧螺母 时，怎样用力效果会更好？ 用扳手拧螺母的时候，手握在把的末端比握在把的中间，易于把螺母拧紧。 力的作用点能够影响它的作用效果 大量实例说明：力的大小、方向和作用点共同影响力的作用效果，在物理学中，它们叫做力的三要素。 探索新知——力的三要素 (1)力的作用效果：与力的大小、方向和作用点有关。 (2)力的三要素：力的大小、方向和作用点。 思想方法 控制变量法 探究某一因素对力的作用效果的影响时，保持其他因素不变，只改变这一因素，观察力的作用效果。例如探究力的作用效果和力的大小关系时，就要控制力的方向和作用点相同，改变力的大小，比较力的作用效果。 探索新知——力的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，用符号N表示，以纪念英国科学家牛顿。 托起两个鸡蛋所需的力大约为 1N，这是我们感知力大小的直观参照。 探索新知——力的示意图 物理学中，常用带箭头的线段表示力，这种图叫做力的示意图： 线段的起点（或终点）表示力的作用点； 箭头的指向表示力的方向； 线段的长短大致表示力的大小，同一图中力越大，线段越长。 有时可在箭头旁标注力的大小，这样一条线段就能完整表示力的三要素。 探索新知——拓展一步：力的图示 为了更准确地表示力的大小，可采用力的图示：先规定一段单位长度的线段表示一定大小的力（标度），再按比例画出带箭头的线段，能精准表示力的大小、方向、作用点。 F 1 N 探索新知——拓展一步：力的图示 为了更准确地表示力的大小，可采用力的图示：先规定一段单位长度的线段表示一定大小的力（标度），再按比例画出带箭头的线段，能精准表示力的大小、方向、作用点。 F 1 N 探索新知——科学书屋：牛顿 牛顿是英国著名物理学家、数学家，在力学、光学、天文学等领域有诸多杰出贡献。他发现了万有引力定律和光的色散现象，总结出牛顿运动三大定律，奠定了经典物理学的基础。我们应学习牛顿坚持真理、积极创新、以实验探究自然的科学精神。 典例分析 例4 如图所示，小明利用玩具长方体木块做“探究力的作用效果的影响因素”的实验。其中①和②两次实验可说明力的作用效果与力的__________有关；其中__________两次实验可探究力的作用效果与力的作用点关系。 【解析】[1]观察①和②两次实验：力的方向、作用点都相同，只有力的大小不同，作用效果不同，因此说明力的作用效果与力的大小有关。 [2]探究力的作用效果与力的作用点的关系时，需要控制力的大小、方向都相同，只改变作用点。②和③两次实验中，力的大小相同、方向都向左，只有作用点不同，作用效果不同，符合探究要求。 大小 ②③ 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1. 运动员用网球拍击球时，球和网球拍的形状都发生了改变。 这说明什么？网球拍使球的运动方向和速度大小发生了变化，这又说明什么？ 球和网球拍形状都改变，说明：力可以改变物体的形状；物体间力的作用是相互的。 网球拍使球的运动方向、速度大小改变，说明：力可以改变物体的运动状态。 1．形状发生改变 球拍击球时，球拍对球施加力，球形变；同时球对球拍也施加反作用力，球拍也形变。 （1）形变共同现象证明：力能改变物体的形状。 （2）甲对乙施力，乙同时也对甲施力，说明物体间力的作用是相互的。 2．球运动方向、速度大小改变运动状态包含：速度大小、运动方向。只要二者任意一个发生变化，就叫运动状态改变。球拍对球的力，改变了球的速度大小和运动方向，这说明：力可以改变物体的运动状态。 课堂练习 探究新知 2. 一本书放在水平桌面上，书受到桌面的支持力F，这个力的施力物体和受力物体分别是什么？桌面受到书的压力F'，这个力的施力物体和受力物体又分别是什么？如果这两个力的大小都是5N，请画出这两个力的示意图。 1．施力物体、受力物体判断方法 谁施加这个力，就是施力物体；谁受到这个力，就是受力物体。 （1）支持力：桌面给书的力 → 桌面施力，书受力。（2）压力：书压桌面 → 书施力，桌面受力。 > > 这一对力是相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个不同物体上。 2．画示意图考试规范 ①支持力：作用点在书的重心，箭头竖直向上，写上F=5N； ②压力：作用点画在桌面上（接触面），箭头竖直向下，写上F'=5N； ⚠易错：两个力作用点不能都画在书上，二者受力物体不一样。 F=5N F＇=5N 课堂练习 探究新知 3. 同学们轻轻拿起物理课本所需的力约为（　　）。 A. 0.5 N 　　B. 5 N 　　C. 50 N 　　D. 500 N B 一个鸡蛋重力约 0.5N；一本物理课本大约 10 个鸡蛋重，约 5N。 课堂练习 探究新知 4. 小张同学做了一个实验，来验证力的三要素对力的作用效果的影响。拉住一根金属条，使其发生图中四种形变（F1=F3=F4＞F2），由此说明力的作用效果： （1）跟力的大小有关的图是图 ______ 和图 ______； （2）跟力的方向有关的图是图 ______ 和图 ______； （3）跟力的作用点有关的图是图 ______ 和图 ______。 a 力的三要素：大小、方向、作用点，三要素都会影响力的作用效果；本实验采用控制变量法。 b a c a d 课堂练习 探究新知 5. 在 2020 东京奥运会皮划艇静水女子 500 m双人划艇决赛中，中国组合夺冠并创下了新的奥运会纪录。在比赛时，她们为什么要不停地向后划水？ 向后划水时，桨对水施加向后的力，根据物体间力的作用是相互的，水同时对桨施加一个向前的反作用力，这个力推动皮划艇向前运动。所以要不停地向后划水，持续获得向前的动力。 1．核心知识点：物体间力的作用是相互的 一个物体对另一个物体施加力的同时，也会受到对方给它的反作用力；两个力大小相等、方向相反。 2．过程分析 （1）桨向后拨水：桨对水的力，方向向后（施力物体：桨；受力物体：水）。 （2）力的作用相互，水给桨一个反作用力，方向向前（施力物体：水；受力物体：桨）。 （3）桨和艇连在一起，这个向前的力带动皮划艇向前行驶。 3．不停划水的原因： 艇在水中会受到水的阻力，只有不断向后划水，才能持续得到水向前的反作用力，克服阻力，使艇持续向前运动。 课堂练习 探究新知 6. 现给你一块长木板、一个小木块、一颗小钢珠、两块磁体、两辆小车、两个皮球，请你从中任选器材设计几个实验，说明以下力学知识。 （1）力的作用是相互的； （2）力可以改变物体的形状； （3）力可以改变物体的运动状态。 (1) 验证：力的作用是相互的 所选器材：两辆小车、两块磁体 实验操作：将两块磁体分别固定在两辆小车上，把小车放在水平桌面上，使磁体同名磁极相对，让两辆小车互相靠近，松开手。 现象：两辆小车同时向相反方向运动。 结论：物体间力的作用是相互的。 > > 备选方案：两个皮球，两手各拿一个皮球，用力让两个皮球相互撞击，两个皮球同时都发生形变。 (2) 验证：力可以改变物体的形状 所选器材：两个皮球 实验操作：用手用力挤压皮球。 现象：皮球发生凹陷，形状改变。 结论：力可以改变物体的形状。 > > 备选：小木块，用力弯折（适度）木板 / 皮球，发生形变。 (3) 验证：力可以改变物体的运动状态 所选器材：长木板、小钢珠 实验操作：让小钢珠在长木板上滚动，用手轻推滚动的小钢珠。 现象：小钢珠滚动速度大小或者运动方向发生改变。 结论：力可以改变物体的运动状态。 > > 备选方案：推动静止小木块，木块由静止变为运动，说明力改变物体运动状态。 课堂练习 探究新知 7. 在扁形玻璃瓶中装满红墨水，将穿有细玻璃管的软木塞塞紧瓶口，分别捏瓶身扁的两侧和宽的两侧，分别观察细玻璃管中红墨水的变化。观察到的现象说明了什么？为什么？ 现象：捏扁的两侧：瓶子容积变小，细玻璃管内红墨水液面上升；捏宽的两侧：瓶子容积变大，细玻璃管内红墨水液面下降。 说明：力可以改变物体的形状；力的作用效果与力的作用点有关。 原因：用力捏玻璃瓶，玻璃瓶发生形变，瓶子容积发生改变；瓶内水体积不变，容积变化就会使细管中液面升降。玻璃瓶形变肉眼很难直接看见，借助细玻璃管液面变化，把微小形变放大（转换法）。捏不同位置，瓶子形变情况不同，液面变化不同，说明作用点影响力的作用效果。 1．实验方法：转换法（微小量放大）玻璃瓶受力形变程度很小，肉眼看不清；装满水，瓶容积变化会让细玻璃管液面明显升降，把看不见的微小形变转化为看得见的液面高度变化。 2. 过程分析：（1）捏扁的两侧：瓶被挤压，向内凹陷，瓶容积减小；水不能被压缩，水被挤入细管，液面上升。（2）捏宽的两侧：瓶子向外扩张，瓶容积增大；细管里的水流回瓶内，液面下降。 3. 两个结论 ① 力可以使物体发生形变；坚硬的玻璃受力也会形变，只是形变很小。 ② 用大小相同的力，捏瓶子不同位置（作用点不同），瓶子形变效果不同，说明力的作用效果跟力的作用点有关。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业。 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 古人云 “力生于物，形奋于力；相互作用，其理恒常”。力藏于万物之间，看不见却无处不在；作用于动静之际，无形却能生万效。愿我们以探究之心观力学之妙，以思辨之理明作用之规，在力学的世界里，见万物之理，究运动之因。 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $