师:同学们好,今天这节课我们一起来学习沪粤版八年级下册第六章力和机械第一节“怎样认识力”。首先,我们来看一段视频。(播放视频:2011年运载天宫一号的火箭离开地球升上天空,实现我国飞天梦的画面)同学们,天宫一号火箭为什么能离开地球呢?它是不是受到一个力的作用?又是怎样的一个力呢?学习了今天这节课的内容,我们就会对这个问题有一个初步的了解。
第一,力的概念。我们先来观察一下下列生活、生产及自然界中用力的几个示例,看看能不能从这些示例中总结出力的概念。a.蚂蚁搬运食物;b.运动员举起杠铃;c.起重机吊升重物;d.两个磁极,红色为同名磁极,同名磁极相互排斥,下面磁体对上面磁体有一个向上的排斥力,使上面磁体即便加了重物也没掉下来。
我们一起总结一下,蚂蚁搬食物、运动员举杠铃、起重机吊重物、磁铁排斥磁铁,老师发现有力的作用都离不开一个物体对另外一个物体有一个作用,这个作用就是我们列出的搬、举、吊、排斥,也可能是生活中说的拉、压等等。由此,我们可以总结出力的概念:力是物体对物体的作用。
我们将前面这个物体称之为该力的施力物体,后面这个物体称之为该力的受力物体,也可以描述为施力物体对受力物体有力的作用。同学们,那么受力物体受到力之后,会引起哪些变化呢?换句话说,这个力又有怎样的作用效果呢?我们一起来看黑板上这三幅图。
a.人的双手拉拉力器,人的双手是施力物体,拉力器是受力物体,拉力器这个受力物体受到力之后,弹簧变长了。b.网球压球拍,网球是施力物体,球拍是受力物体,球拍这个受力物体受到力之后,网线下凹。c.熊猫的脚掌拉竹杆,熊猫的脚掌是施力物体,竹杆是受力物体,竹杆受到力之后,竹杆弯曲了。通过这三个示例,我们发现受力物体受到力之后都发生了变化,换句话说,该力产生的效果就是使我们的受力物体发生了形变。由此,我们可以总结出力的第一个作用效果:力可以使物体发生形变。
接着,我们来看这样的两幅动画。第一幅,运动员用力踢球,使球由静止变成运动;红衣服运动员用力抱球,使球由运动变成静止。三个运动员进行传球练习,运动员用脚踢球,使球的运动方向发生了改变,踢向了另外一位同学。在物理中,我们将物体由静止到运动、由运动到静止,以及运动快慢或者运动方向的改变,统称叫做物体的运动状态发生了改变。这些物体受到力之后引起了哪些变化,使得它的运动状态发生了改变?换句话说,这也是该力的作用效果。由此,我们可以得出力的第二个作用效果:力可以改变物体的运动状态。
同学们,我们刚才介绍了两个力的作用效果,第一可以使物体的形状发生改变,第二可以使物体的运动状态发生改变。同学们,自然界中的力看不见也摸不着,那如何去认识力、判断出是否有力呢?看黑板上两幅图,我们一起来判断一下铁球、木板是否受到力的作用。刚才学习了力的作用效果,是不是就给了我们一个思路,可以去判断铁球和木板是否有力的作用效果呢?换句话说,它的形状或者运动状态是否发生改变?如果它的形状或者运动状态发生改变,是不是就说明它受到力的作用呢?第一幅图,铁球从高处滚下,原本要做直线运动,放了一块磁铁后,运动状态发生了改变,变成了虚线所示路径。木板原来接近平直,一个小孩坐在上面,使它变成了弯曲形状,发生了改变。这两个物体运动状态、形状都发生了改变,说明有力的作用效果。那么我们就可以说铁块、木板受到力的作用,我们物理中通常从力的作用效果反过来去认识力,说明力的存在。
又比如,老师今天拿来一个黄色的气球,老师的右手轻轻地握住这个气球,左手向右运动,接触黄色的气球。同学们,你思考一下,老师的左手有没有对气球有力的作用呢?根据刚才的知识,同学们一定能判断出来,看到黄色的气球发生了形变,和左手接触的部位发生了形变,说明有力的作用,老师的左手对黄色的气球有一个压力。接着,老师再拿出一个红色的气球,依然右手轻握住黄色的气球,用红色的气球去接触它。我们依然看到黄色气球在接触部位发生了形变,说明黄色气球受到力的作用。红色气球是施力物体,黄色气球是受力物体,黄色气球受到力之后发生了形变,但是同学们你再仔细观察一下,会发现红色气球在接触部位也发生了形变。那为什么施力物体也发生形变呢?按照刚才的知识,我们知道红色的气球发生形变一定是受到力的作用,那这个力是谁给的呢?是不是黄色的气球也对红色气球有一个力的作用?接下来,老师带同学们一起来看一下其他的几个小实验。
我们已经知道力是一个物体对另一个物体的作用,当我们说某一个物体受力的同时,它是否对施力的物体也有力的作用呢?现在就让我们来看看下面的几个实验。
实验一:这是两个小球,一个轻,一个重。现在我让重球静止在桌面上,用滚动的轻球去撞击重球,我们会看到重球由静止变为运动,轻球也被弹回来了。这是因为轻球对重球有力的作用,同时重球对轻球也有力的作用,这说明两球间力的作用是相互的。
实验二:这是甲乙两辆小车上各放一块磁铁,这是北极,这是南极。当我将两车间的细塑料管迅速抽去,我们会观察到什么现象呢?我们看到两辆小车相向运动起来,这说明甲乙两车之间力的作用也是相互的。
实验三:现在我手上有一红一绿的两个气球,这是两个气球没有相互作用时的形状。我将两气球相互挤压,我们看到两气球都发生了明显的形变,这说明红气球对绿气球有力的作用,同时绿气球对红气球也有力的作用。
实验四:这是一个充气的红色气球,气球里面装有一些彩色轻小的碎片。我把气球放在水平桌上,放开手,我们看到从气球嘴喷出彩色碎片的同时,气球往反方向后退。
实验五:这是铁架台,我用一根较细的金属丝悬挂一支水平放置的小试管,小试管的底部装入从火柴头上拨下的少量火药,用纸团塞住试管口,再用点燃的酒精灯对准火药处慢慢加热。我们看到试管内的火药燃烧后,纸团迅速喷出,同时看到试管往反方向运动。
