初中物理《力》教学课件

初中物理《力》教学课件欢迎学习人教版八年级下册第七章《力》本课件将系统介绍力的基本知识及其在日常生活中的应用，帮助大家建立对力学概念的清晰认识力是物理学中的基础概念，也是我们日常生活中无处不在的物理现象通过本次学习，你将能够理解力的本质，掌握力的测量方法，并学会分析各种力学现象学习目标总览知识目标掌握力的定义、单位和表示方法，理解力的三要素（作用点、方向、大小）及其分类（接触力与非接触力）能力目标能够识别和分析生活中的各种力及其作用效果，学会使用弹簧测力计测量力的大小实践目标通过实验探究影响摩擦力大小的因素，能够解决与力有关的简单物理问题通过本章学习，你将建立完整的力学基础知识体系，为后续物理学习打下坚实基础

一、力的基本概念力是物体对物体的机械作用这种作用是相互的，当一个物体对另一个力是物理学中最基本的概念之一，是描述物体间相互作用的物理量物体施加力时，后者也会对前者施加一个大小相等、方向相反的力在日常生活中，我们随时都在与力打交道走路、提重物、推车、开门力的存在表现为物体之间的相互作用，这种作用可以改变物体的运动状等活动都涉及到力的应用态（静止、运动速度或方向）或形状（压缩、拉伸或扭曲）力的单位与表示1N100g

9.8N标准单位力的感知千克重力1国际单位制中，力的单位是牛顿Newton，简1牛顿的力大约等于100克物体受到的重力，这是一个质量为1千克的物体在地球表面所受的重力称牛，符号为N我们日常可以感知的力的大小约为

9.8牛顿在物理问题中，我们常用符号F表示力，并用带箭头的线段表示力的大小、方向和作用点，箭头的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向力的示意图力的图示表示法力示意图的绘制要点力是矢量，必须同时指明三个要素才能完全确定一个力绘制力的示意图时，需要注意•力的作用点箭头的起点

1.确定适当的比例尺（如1厘米代表5牛顿）•力的方向箭头的指向

2.准确标出力的作用点•力的大小箭头的长度

3.按照比例画出代表力大小的有向线段

4.在箭头旁标注力的符号和数值力的来源举例推力人推动桌子时，手对桌子施加的力会使桌子开始移动或加速运动这种力的方向与物体运动方向一致拉力拉行李箱时，我们对行李箱手柄施加的拉力使行李箱跟随我们移动拉力的方向通常与施力者的运动方向一致磁力磁铁吸引铁钉是典型的非接触力现象即使不直接接触，磁铁也能对铁磁性物质产生吸引力力的三要素方向力的指向，表示力的作用方向例同样大小的力，方向不同会产生不同的效作用点果，如向上推与向下压力作用在物体的具体位置，决定了力的作用效果例推门时，在门的不同位置施力，所需力大小的大小不同力的量值，用牛顿N为单位例推动同一物体，施加的力越大，物体加速度越大这三个要素缺一不可，只有同时确定了这三个要素，才能完全确定一个力力的三要素的变化会直接影响力的作用效果三要素的实例解析拾起铅笔的力分析开门的力分析•作用点手指与铅笔的接触点•作用点门把手•方向垂直向上•方向垂直于门的平面•大小略大于铅笔的重力•大小足以克服门的阻力只有当我们施加的力略大于铅笔的重力时，铅笔才会被拿起如果力的开门时，作用点离门轴越远，所需的力越小；方向应垂直于门，才能获大小小于铅笔重力，铅笔将保持静止；如果力过大，可能会使铅笔快速得最大的转动效果；力的大小需要适中，既能开门又不会用力过猛上升力的描述方法文字描述用语言描述力的三要素，如在物体A的右侧施加一个向右的5牛顿的力符号表示用F表示力，必要时添加下标表示不同的力，如F₁、F₂等力的大小可以写作|F|=5N矢量图示使用带箭头的线段，起点表示作用点，箭头方向表示力的方向，线段长度按比例表示力的大小在物理问题分析中，通常会结合这三种方法来精确描述力特别是在解决复杂的力学问题时，矢量图示能直观地展示力的分布情况力的作用效果改变运动状态改变物体形状•使静止物体开始运动•压缩（如压缩弹簧）•使运动物体加速•拉伸（如拉橡皮筋）•使运动物体减速或停止•弯曲（如弯曲塑料尺）•改变物体运动方向•扭曲（如拧毛巾）例如，踢足球时，脚对球施加的力使球从静止状态变为运动状态；骑自当力作用于可变形物体时，会导致物体形状发生改变例如，对橡皮泥行车转弯时，通过转动车把对车轮施加力改变了自行车的运动方向施加力可以改变其形状；对弹簧施加拉力会使其长度增加作用效果实例分析踢足球挤压橡皮泥踢足球时，脚对球施加一个方向向前的力，双手挤压橡皮泥时，对其施加的力使橡皮泥使球从静止状态变为快速运动力的作用的形状发生改变力越大，变形越明显；从点、方向和大小共同决定了球飞行的轨迹和不同方向施加力，会产生不同的形状变化速度这些实例说明力能够同时影响物体的运动状态和形状理解力的作用效果，有助于我们在日常生活中更好地利用力完成各种任务力的分类概述按接触方式分类1根据作用物体是否需要直接接触，力可分为接触力和非接触力两大类2按性质分类根据力的物理本质，可分为重力、弹力、摩擦力、电力、磁力等具体类型按作用范围分类3根据力的作用范围，可分为近程力（如接触力）和远程力（如重力、电磁力）在初中物理阶段，我们主要研究的力包括重力、弹力、摩擦力、浮力等这些力在日常生活中随处可见，理解它们的特性对解释自然现象至关重要不同类型的力具有不同的特点和规律，但它们都遵循力学的基本原理接触力推力物体直接接触并向前推动产生的力如推动购物车、关门等推力的方向通常与物体可能移动的方向一致拉力物体直接接触并拉动产生的力如拉开抽屉、拖行李等拉力方向通常与施力者的运动方向相同摩擦力两个接触面之间相对运动或有相对运动趋势时产生的阻碍力如走路时脚与地面间的摩擦、刹车时的摩擦等弹力物体形变后恢复原状时产生的力如压缩或拉伸弹簧时产生的反作用力、坐在椅子上椅子对人的支持力等非接触力重力磁力电力地球对物体的吸引力，方向始终指向地心任磁体之间或磁体与铁磁性物质之间的相互作用带电体之间的相互作用力同性电荷相互排何有质量的物体都受到重力作用，是最常见的力磁力可以隔空产生作用，表现为吸引或排斥，异性电荷相互吸引非接触力斥例如摩擦过的塑料尺吸引小纸片、雷电现象例如物体自由下落、水流从高处向低处流动例如磁铁吸引铁钉、指南针指向地磁北极等等等现象都是重力作用的结果现象非接触力的一个重要特点是它们可以透过真空发生作用，不需要介质传递此外，非接触力通常随着距离的增加而减小重力定义重力的本质重力是我们生活中最熟悉的力，它使物体具有重量，让我们能够站立在地面上，也是地球上许多自然现象的根本原因重力是地球对物体的吸引力，是一种非接触力它是万有引力在地球表面的特殊表现形式任何物体，无论是静止的还是运动的，都受到重力的作用即使是在空气中飞行的物体，也始终受到重力的影响重力的特点•方向始终指向地心（竖直向下）•大小与物体的质量成正比•作用点可视为物体的重心•不受物体形状、体积影响重力与质量关系重力公式G=mg其中G表示重力（单位牛顿N），m表示物体质量（单位千克kg），g表示重力加速度（单位N/kg或m/s²）重力加速度在地球表面，g≈

9.8N/kg这意味着每千克质量的物体受到约

9.8牛顿的重力重力加速度的值与地点有关，在不同纬度和海拔高度略有不同例如，质量为1千克的物体，其重力约为

9.8牛顿；质量为2千克的物体，其重力约为

19.6牛顿由此可见，物体的重力与其质量成正比需要注意的是，质量是物体的固有属性，不会随环境变化而变化；而重力则会随着地点的不同而变化，例如在月球上，同样质量的物体受到的重力只有地球上的约1/6重力的表现和实例物体下落弹跳球回落流水向下当我们松开手中的物体时，它会在重力作用下向当球被抛向空中后，即使具有初始向上的速度，河流之所以能从高处流向低处，海洋中的潮汐现下加速运动如果忽略空气阻力，所有物体在真也会在重力作用下速度逐渐减小，然后改变方向象，以及雨水的形成和降落，都是重力作用的结空中下落的加速度相同，约为

9.8m/s²向下运动，最终回到地面果重力是维持地球生态系统和人类活动的重要力量没有重力，我们将无法在地面上行走，植物无法生长，地球大气层也无法形成弹力定义弹力的本质弹力的应用弹力是物体因形变而产生的恢复力，是一种接触力当外力使物体发生弹簧秤是利用弹力测量物体重力的工具当物体挂在弹簧秤上时，弹簧形变时，物体内部分子间的相互作用力会试图使物体恢复原来的形状，会伸长，产生与物体重力大小相等、方向相反的弹力，从而平衡物体的这种恢复力就是弹力重力弹力的特点其他应用实例•方向总是与形变方向相反•弹簧床垫提供舒适的支撑•大小与形变程度有关•汽车减震器缓冲冲击•需要物体有弹性特性•弹力带用于健身训练弹力来源压缩当物体被压缩时，会产生与压缩方向相反的弹力例如，压缩弹簧、踩在海绵上、压缩气球等拉伸当物体被拉长时，会产生与拉伸方向相反的弹力例如，拉伸橡皮筋、拉长弹簧、拉动弹力绳等扭转当物体被扭曲时，会产生使其恢复原状的弹力例如，扭转橡皮筋、扭曲金属丝、扭转弹簧等物体的弹力来源于其内部分子结构当物体发生形变时，分子间距离改变，分子间力试图恢复原来的平衡位置，从而产生弹力不同材料的弹性特性不同，取决于其分子结构和分子间作用力的性质弹簧测力计结构组成读数方法弹簧测力计主要由以下部分组成使用弹簧测力计测量力时，应注意以下步骤

1.弹簧产生弹力的核心部件

1.悬挂测力计，调整零点

2.刻度盘显示力的大小

2.将被测物体挂在测力计钩上

3.指针指示读数

3.等待指针稳定

4.挂钩挂载被测物体

4.视线与刻度盘垂直，读取指针指示的数值

5.外壳保护内部结构

5.注意选择合适量程的测力计弹簧测力计是基于胡克定律工作的，在弹性限度内，弹簧的形变量与所受拉力成正比测力计的刻度通常以牛顿N为单位弹力与胡克定律胡克定律表达式适用条件F=kx胡克定律仅在弹性限度内适用，即形变不能过大超过弹性限度，物体可其中F表示弹力（单位牛顿N），k能发生塑性形变或断裂表示弹性系数（单位N/m），x表示形变量（单位米m）弹性系数弹性系数k反映了弹簧的硬度k值越大，弹簧越硬，同样的力引起的形变越小；k值越小，弹簧越软，同样的力引起的形变越大胡克定律是由英国科学家罗伯特·胡克于1660年提出的这一定律广泛应用于工程设计、物理研究等领域，是弹性力学的基础弹簧测力计、弹性势能的计算等都基于胡克定律典型弹力实例跳绳弹力跳绳时，绳子会因为快速旋转而产生离心力，同时也会因为变形产生弹力跳绳运动员利用绳子的弹性特性可以实现各种复杂的跳绳技巧体操器械弹力体操运动中的跳马、平衡木、单杠等器械都利用了材料的弹性运动员可以利用器械的弹力完成各种高难度动作，如空翻、转体等蹦床弹力蹦床的弹性表面能够将人体下落的动能转化为弹性势能，然后再将这些能量返回给人体，使人能够跳得更高这是弹力与能量转换的典型应用摩擦力定义摩擦力的本质摩擦力的重要性摩擦力是两个相互接触的物体表面之间阻碍相对运动的力它是一种接摩擦力在日常生活中无处不在，既有利也有弊触力，产生于物体接触面的微观凹凸不平•有利方面使我们能够行走、使车辆能够刹车、使物体能够握持摩擦力的特点•不利方面造成机械磨损、能量损失、热量产生•方向始终与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反没有摩擦力，我们将无法在地面上行走，纸无法用铅笔写字，螺丝无法•大小与接触面的性质和压力有关拧紧，机械零件会迅速磨损•与接触面积无关（在宏观层面）摩擦力的种类静摩擦力当物体有相对运动趋势但尚未运动时产生的摩擦力特点是大小可变，从零增加到最大静摩擦力，方向与物体可能运动的方向相反例如推动重物前，物体虽未动但已受到静摩擦力滑动摩擦力当物体在另一物体表面滑动时产生的摩擦力特点是大小相对恒定，方向与物体运动方向相反例如滑雪时雪板与雪面之间的摩擦力，滑块在斜面上滑动时的摩擦力滚动摩擦力当物体在另一物体表面滚动时产生的摩擦力特点是大小通常小于滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反例如汽车轮胎与路面之间的摩擦力，滚珠轴承中的摩擦力摩擦力的方向与作用点摩擦力的方向摩擦力的作用点摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向（或相对运动趋势方向）相摩擦力的作用点位于两个物体的接触面上虽然微观上摩擦力分布在整反个接触面，但在宏观分析中，我们通常将摩擦力视为作用于接触面中心的一个集中力•静摩擦力与物体可能的运动方向相反在物理计算和力分析中，正确确定摩擦力的作用点和方向是解决问题的•滑动摩擦力与物体实际运动方向相反关键•滚动摩擦力与滚动体的前进方向相反例如，拉动桌面上的滑块时，摩擦力方向与拉力方向相反；汽车刹车时，地面对轮胎的摩擦力方向与车轮转动方向相反影响摩擦力大小的因素接触面的粗糙程度压力大小材料特性接触面越粗糙，摩擦力通常越大；接触压力越大，摩擦力越大；压力越小，摩不同材料之间的摩擦系数不同例如，面越光滑，摩擦力通常越小例如，冰擦力越小这是因为压力增大时，接触橡胶与柏油路面的摩擦系数较大，而钢面比水泥路面摩擦力小，这就是为什么面的实际接触点增多，从而增加了阻碍与冰的摩擦系数较小在冰上行走容易滑倒运动的微观凹凸数量材料的弹性、硬度、表面结构等特性都然而，在微观层面，过于光滑的表面有数学上，摩擦力F与压力N成正比F=会影响摩擦力大小例如，汽车轮胎使时反而会因分子间的吸引力增加而导致μN，其中μ是摩擦系数，反映了接触面性用特殊橡胶配方，以在各种路况下提供摩擦力增大质足够的摩擦力减少摩擦的方法使用润滑油在接触面之间添加润滑剂（如油、脂或其他液体），形成一层分子膜，减少直接接触，从而减小摩擦力例如，机械轴承需要定期添加润滑油以减少磨损和能量损失使用滚动装置将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因为滚动摩擦通常小于滑动摩擦例如，使用滚轮、轴承或滚珠，如行李箱底部的滚轮、机械中的滚珠轴承等表面处理通过抛光、磨光等方法使接触面更加光滑，减少微观凹凸，从而减小摩擦力例如，精密机械零件表面需要高度光滑以减少运行阻力空气悬浮利用气垫或磁悬浮等技术，使物体与表面不直接接触，从而几乎消除摩擦力例如，气垫船可以在水面上高速滑行，磁悬浮列车可以减少运行阻力增大摩擦的方法增加表面粗糙度增加压力使用特殊材料通过增加表面的粗糙程度，增大摩擦力例如，增加物体之间的压力，可以增大摩擦力例如，选用具有高摩擦系数的材料例如，攀岩鞋使用防滑地板采用粗糙表面设计，运动鞋底部有特殊赛车的尾翼设计会增加车身向下的压力，从而增特殊橡胶材料以增加与岩壁的摩擦力；冬季轮胎纹路，都是为了增加摩擦力，防止滑倒加轮胎与地面的摩擦力，提高车辆的抓地力使用特殊橡胶配方和花纹设计，在低温和雪地条件下提供更好的抓地力摩擦力的应用举例交通安全汽车刹车系统利用摩擦力使车辆减速停止刹车片与刹车盘之间产生的摩擦力将车轮的动能转化为热能，使车辆减速这就是为什么在湿滑路面上制动距离会增加，因为水减小了轮胎与路面之间的摩擦力书写工具粉笔、铅笔、钢笔等书写工具都依靠摩擦力工作当铅笔芯在纸上摩擦时，石墨微粒会剥离并附着在纸上，形成我们看到的字迹没有足够的摩擦力，铅笔就无法在纸上留下痕迹运动装备冬季轮胎的特殊花纹设计可以增加在雪地和冰面上的摩擦力攀岩鞋、足球鞋等运动鞋的鞋底设计也考虑了不同场地的摩擦力需求，以提供最佳的抓地性能摩擦力的作用与利弊摩擦力的有利作用摩擦力的不利作用•使人能够行走、奔跑•造成机械零件磨损•使车辆能够启动、转向和停止•产生不必要的热量•使物体能够被抓握和固定•浪费能量•使写字、绘画成为可能•降低机械效率•产生热量（如摩擦生火）•产生噪音和振动如果没有摩擦力，我们将无法在地面上行走，物体将无法保持静止状在工程领域，科学家和工程师需要根据具体情况决定是增加还是减少摩态，机械结构将无法稳定工作擦力，以实现最佳的系统性能力的合成和分解（概念）力的合成力的分解力的合成是指将几个力的共同作用效果用一个力来表示这个力称为合力的分解是指将一个力分解为两个或多个沿不同方向的力这些力称为力分力合力的特点分解的目的•作用效果等同于各分力的共同作用•简化力学分析•可以通过矢量运算（如平行四边形法则）求得•研究力在特定方向的作用效果•方向和大小取决于各分力的方向和大小•解决复杂的力学问题力的合成和分解是解决力学问题的重要工具通过合成，我们可以将复杂的力系统简化；通过分解，我们可以更容易地分析力在特定方向的作用这些概念在工程设计、物理研究等领域有广泛应用力的合成图解平行四边形法三角形法平行四边形法是合成两个力的常用方法步三角形法也可用于合成两个力步骤如下骤如下

1.按比例画出表示第一个力的有向线段

1.以力的共同作用点为起点，按比例画出

2.从第一个力的终点出发，按比例画出表表示两力的有向线段示第二个力的有向线段

2.以这两个力为邻边作平行四边形

3.从起点到第二个力终点的有向线段即为

3.平行四边形的对角线即为合力的大小和合力方向当需要合成多个力时，可以先合成其中任意两个力，再将得到的合力与第三个力合成，如此重复，直到合成所有的力合力与分力实例两人合力搬重物物体受斜拉绳力分解当两个人从不同方向拉动一个重物时，物体受到的合力是两个拉力的矢当一个物体被斜向上拉动时，作用在物体上的拉力可以分解为水平分力量和如果两人拉力大小相等、方向相同，则合力是两个拉力的简单代和竖直分力水平分力使物体水平移动，竖直分力部分抵消物体的重数和；如果方向不同，则需要用平行四边形法计算合力力例如两人分别以30N的力从相互垂直的方向拉动一个物体，则物体受例如一个物体被一根与水平方向成30°角的绳子拉动，拉力为100N，到的合力大小为则F=√30²+30²=30√2≈

42.4N•水平分力100×cos30°=

86.6N•竖直分力100×sin30°=50N共点力的合成共点力的定义合成方法共点力是指作用点相同的多个力当对于共点力，可以使用平行四边形法多个力作用在同一点上时，它们的合或三角形法进行合成对于两个以上力可以通过矢量加法求得的力，可以先合成其中任意两个，再与其他力逐一合成实验演示可以使用多个弹簧秤连接到同一个环上，从不同方向施加力，然后测量所需的平衡力，验证力的合成规律在解决共点力问题时，建立合适的坐标系非常重要通常选择直角坐标系，将各力分解为沿坐标轴的分力，然后分别求和得到合力的各分量，最后计算合力的大小和方向例如，三个共点力F₁=3N（水平向右）、F₂=4N（竖直向上）和F₃=5N（45°方向），其合力可以通过计算x分量和y分量的总和，然后求合力的大小和方向力的平衡平衡条件平衡状态特征物体处于平衡状态的条件是作用在物体上的所有力的合力为零用公物体处于平衡状态时可能有以下两种情况式表示为ΣF=

01.静止状态物体保持静止不动在实际问题中，通常将力分解为x和y方向，平衡条件可以表示为

2.匀速直线运动状态物体保持匀速直线运动•ΣFₓ=0（水平方向上的力平衡）这是牛顿第一定律的直接体现当物体所受合力为零时，静止的物体保•ΣFᵧ=0（竖直方向上的力平衡）持静止，运动的物体保持匀速直线运动平衡力实例详解悬挂物体的平衡物体悬挂在绳子上时，受到绳子的拉力和重力当物体静止时，这两个力大小相等、方向相反，合力为零，物体处于平衡状态如果绳子倾斜，则需要考虑力的分解漂浮物体的平衡物体漂浮在水中时，受到浮力和重力当物体静止漂浮时，浮力和重力大小相等、方向相反，合力为零，物体处于平衡状态桌面上的书本书本放在桌面上时，受到重力和桌面的支持力当书本静止时，这两个力大小相等、方向相反，合力为零，书本处于平衡状态临界平衡现象临界平衡的定义生活中的例子临界平衡是指物体处于即将失去平衡的临界状态在这种状态下，只要拉住烈马当人刚好能拉住烈马不动时，手上的拉力等于马的拉力，此稍微增加或改变作用力，物体就会开始运动时人处于临界平衡状态，稍有松懈马就会跑掉拉开抽屉当施加的拉力刚好等于最大静摩擦力时，抽屉处于临界平衡临界平衡的特点状态，稍增加力量抽屉就会开始移动•合力仍然为零斜坡上的物体当斜坡角度逐渐增大到临界角度时，物体处于临界平衡•静摩擦力达到最大值状态，再增大角度物体就会滑下•系统处于不稳定状态日常生活中的力门的铰链设计门的铰链安装在边缘而不是中间，是因为这样可以利用力臂原理，使用较小的力就能产生足够的转动力矩如果铰链安装在门的中间，则需要更大的力才能打开门拧瓶盖原理拧瓶盖时，手施加的力通过力臂（瓶盖半径）产生转动力矩，克服瓶盖与瓶口之间的静摩擦力瓶盖越大，同样的力产生的力矩越大，越容易拧开抛石子物理分析抛石子时，手给石子提供一个初速度，石子离开手后受到重力作用，沿抛物线运动抛出角度、初速度大小共同决定石子的运动轨迹和落点力的放大与转移杠杆原理常见工具应用剪刀杠杆是最基本的力学工具之一，能够放大力或改变力的方向杠杆原理基于力矩平衡动力矩等于阻力矩剪刀是典型的杠杆应用手施加的力通过杠杆原理在刀刃处产生更大的杠杆的效能取决于支点位置力，从而切断物体剪刀刀刃越靠近转轴，切割力越大•力臂越长，同样的力产生的力矩越大钳子•通过调整支点位置，可以实现力的放大或距离的放大钳子利用杠杆原理放大手的力量手握部分比工作端长，使得小的握力在工作端产生更大的夹力弹簧测力计的误差原因零点误差弹簧测力计使用前未校准零点，或长期使用后弹簧产生永久变形，导致零点发生偏移使用前应检查指针是否指向零点，必要时进行调整非线性弹性限度当弹簧伸长超过弹性限度时，不再遵循胡克定律，力与伸长量不再成正比，导致测量结果不准确应选择适当量程的测力计，避免超出其测量范围读数误差读数时视线与刻度盘不垂直，产生视差误差；或指针震动未稳定就读数，导致读数不准确读数时应保持视线与刻度盘垂直，等指针稳定后再读数环境因素影响温度变化会影响弹簧的弹性系数；弹簧测力计长期使用可能产生疲劳效应，影响测量精度应在稳定环境中使用测力计，并定期检查校准实验测量静摩擦力实验器材实验步骤•木块（或其他测试物体）

1.将木块放在平板上，用细绳连接木块和弹簧测力计•弹簧测力计

2.缓慢增加水平拉力，记录木块刚开始移动时测力计的读数•不同材质的平板（如木板、玻璃板等）

3.多次重复测量，取平均值作为最大静摩擦力•砝码（用于改变压力）

4.在木块上放置不同质量的砝码，重复上述步骤•细绳

5.更换不同材质的平板，重复上述步骤通过分析实验数据，可以验证静摩擦力与压力成正比的关系，并计算不同材质间的静摩擦系数静摩擦系数μs=Fs/N，其中Fs是最大静摩擦力，N是压力（物体重力与额外压力之和）实验探究影响摩擦力大小的因素实验设计1设计控制变量实验，分别研究接触面材料、压力和接触面积对摩擦力的影响准备不同材质的木块和平板，以及弹簧测力计和砝码2材料对比实验使用相同质量的不同材质木块（如木质、塑料、金属），在同一平板上测量最大静摩擦力和滑动摩擦力，比较不同材质间的摩擦系数差异压力变化实验3使用同一木块，逐渐增加其上的砝码质量（增加压力），测量不同压力下的最大静摩擦力，绘制摩擦力与压力的关系图，验证它们的正比关系4接触面积实验使用同一材质、相同质量但接触面积不同的木块（如立方体的不同面），测量摩擦力，验证摩擦力与宏观接触面积无关的结论典型例题讲解1力的单位换算与应用解答例题一个质量为500克的物体，它受到的重力是多少牛顿？如果这个第一步计算物体的重力物体在水平面上，要使它开始运动，至少需要多大的水平拉力？已知静G=mg=

0.5kg×

9.8N/kg=

4.9N摩擦系数μ=

0.2第二步计算最大静摩擦力Fs=μN=μG=

0.2×

4.9N=

0.98N结论至少需要

0.98N的水平拉力才能使物体开始运动典型例题讲解2力三要素与作图分析解答例题如图所示，两个力F₁=3N和F₂=4N作用在同一点O上，它们的夹方法一使用平行四边形法角为90°求它们的合力F的大小和方向以O点为起点画出F₁和F₂，构成平行四边形（此处为矩形），对角线即为合力F方法二使用勾股定理计算由于两力垂直，合力大小F=√F₁²+F₂²=√3²+4²=√9+16=√25=5N合力方向与F₁的夹角θtanθ=F₂/F₁=4/3，θ=

53.1°典型例题讲解3合力的平行四边形法、分力分解解答例题一个重为100N的物体，放在一个倾角为30°的斜面上求1物分析物体的重力G可分解为沿斜面向下的分力G₁和垂直于斜面的分力体沿斜面向下的分力；2垂直于斜面的分力G₂计算1沿斜面向下的分力G₁=G·sinθ=100N×sin30°=100N×

0.5=50N2垂直于斜面的分力G₂=G·cosθ=100N×cos30°=100N×

0.866=

86.6N物理意义G₁是使物体沿斜面滑动的原因，G₂产生物体与斜面间的压力易错点归纳与辨析力可以传递但非无穷大力的相互性理解合力与分力关系错误认识力可以无损耗地传递，如认错误认识认为只有大物体对小物体有错误认识认为合力一定大于任何一个为杠杆可以无限放大力力的作用，或认为静止物体不施加力分力，或认为合力等于分力的代数和正确理解力的传递过程中会有损耗，正确理解力的作用是相互的，根据牛正确理解合力的大小取决于分力的大且任何力学系统都有承受极限虽然杠顿第三定律，物体A对物体B施加力，物小和方向当分力方向相反时，合力可杆可以放大力，但遵循功的守恒，力臂体B也会对物体A施加大小相等、方向相能小于某个分力；只有当分力方向相同越长，移动距离也越长反的力例如，桌子虽然静止，但对放时，合力才等于分力的代数和合力计在上面的书本施加支持力算必须考虑矢量性质知识拓展生活中的力学现象跳高运动的力学分析滑雪中的力学原理跳高运动员起跳时，通过蹬地产生一个向上滑雪时，滑雪者受到重力、雪面支持力和摩的冲量，获得初速度在空中，运动员通过擦力的作用滑雪者通过调整身体姿势改变改变身体姿势调整重心位置，使身体各部分重心位置，控制与雪面的接触角度，从而控分别越过横杆，而重心可能在横杆下方，这制速度和方向转弯时，滑雪者利用侧向倾就是福斯贝里跳技术的奥妙斜产生的分力和雪板边缘与雪面的作用力改变运动方向生活中还有许多有趣的力学现象，如走钢丝、陀螺稳定旋转、过山车运动等，都可以用力学原理来解释理解这些现象有助于我们更好地认识物理世界，也能在实践中更好地应用力学知识课堂小练习1选择题一个物体受到3N和4N两个力的作用，则合力可能的大小是（）A.1N B.3N C.5N D.7N答案A、C、D都可能当两力方向相反时合力为1N；当两力垂直时合力为5N；当两力同向时合力为7N2填空题当物体在水平面上受到一个水平推力时，如果物体保持静止，说明物体还受到了大小________、方向________的________力答案相等；相反；摩擦3计算题一个质量为2kg的物体放在水平桌面上，静摩擦系数为

0.3，求物体开始滑动时所需的最小水平推力答案F=μmg=

0.3×2kg×

9.8N/kg=

5.88N课后思考与探究设计一个检测摩擦力的简单实验探究问题设计目标创建一个简单装置，测量不同材料之间的摩擦系数•为什么在雨天行走容易滑倒？如何设计防滑鞋底？•为什么许多工具把手都设计成有纹路的？这与摩擦力有什么关系？实验思路•观察家中物品，找出利用力的平衡原理设计的三个例子，并分析其工

1.制作一个可调节角度的斜面作原理

2.在斜面上放置不同材质的测试块•为什么赛车的设计常常包括各种翼片？这与力学有什么关系？

3.逐渐增大斜面角度，记录测试块开始滑动时的角度

4.利用关系式μ=tanθ计算静摩擦系数本章小结与提升力的概念力是物体对物体的作用，可改变物体运动状态或形状1力的三要素与表示2作用点、方向、大小；用单位牛顿N和有向线段表示常见力的特性3重力、弹力、摩擦力等不同类型力的特点与应用力的合成与分解4力的矢量性质；平行四边形法；共点力的合成；力的平衡条件实际应用与生活现象5日常生活中的力学现象；工具中的力学原理；体育运动中的力学分析学习力学知识不仅仅是为了应对考试，更重要的是培养物理思维，学会用力的视角看世界当你理解了力的概念和规律，生活中的许多现象都会变得清晰易懂希望大家在今后的学习中，能够将力学知识与实际生活相结合，不断提升科学素养。