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3.2 力的存在
学习目标
1.能根据力的作用的实例概括出力的意义一力是物体对物体的作用。
2.能由力的作用所产生的现象概括出力的作用的两种效果,即改变物体的形状
和改变物体的运动状态。能从力的作用效果确认力的存在。
3.能根据实验现象和生活事实,确认力的相互性,并能用力的相互性解释有关现象。
4.了解弹簧的弹力,了解弹簧测力计的原理,会使用弹簧测力计。
5.了解力的三要素,能用事实说明力的作用效果跟力的大小、方向和作用点有关。
6.会正确作出力的示意图,能根据力的示意图说出某个力的三要素。
02预习导学
一、力是什么
1. 力是物体对物体的作用。
注意：①力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时，总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。
②发生力的作用时,物体间不一定要相互接触,也就是说,不接触的物体间也可能发生力的作用。如磁铁吸引铁钉,树上的苹果受到地球的引力,两者之间不接触也能相互吸引。
二、力的作用效果
力的作用效果：改变物体的形状和改变物体的运动状态（速度大小和运动方向）
三、力的作用是相互的
1.一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体间力的作用是相互的。
2.一对相互作用力的特点
①物体之间相互作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。
②物体间力的相互作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示。它是以英国科学家牛顿的名字命名的。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。
2. 弹力
物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来的形状,物体的这种性质称为弹性。发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的,常见的拉力、压力、支持力等都属于弹力。
注意：
①弹力产生的条件:物体发生弹性形变。
②弹力产生的原因:物体反抗形变。
③弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。
④在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。
3.测力计
测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧
4.弹簧测力计的原理和使用
原理:在弹性限度内弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长越长。
使用弹簧测力计时应注意以下问题:
①使用前应检查指针有没有对准零刻度线，若没有对准,则需要调零。
②被测力不能超出弹簧测力计的测量范围,即量程。
③测量时拉杆、弹簧不能与面板摩擦。
④测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。
⑤读数时,应让视线与面板表面刻度相垂直。
五、力的三要素
力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关,通常把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
（二）即时练习：
【小试牛刀1】如图所示，大力士通过绳子拉汽车向前运动，使汽车向前运动的力的施力物体是（ ）
A．汽车 B．地面 C．绳子 D．大力士
【答案】C
【解答】解：大力士通过绳子拉汽车向前运动，使汽车向前运动的力是绳子的拉力，施力物体是绳子。
故选：C。
【小试牛刀2】如图四个完全相同弹簧秤，甲、乙均水平放置，丙、丁均竖直悬挂，四图中的弹簧秤均处于静止状态，已知弹簧秤的自身重力是1N，弹簧秤受到的拉力情况如图所示，则下列有关弹簧秤的示数说法正确的是（ ）
A．甲为4N，乙为4N B．乙为3N，丙为5N
C．丙为5N，丁为3N D．丙为4N，丁为4N
【答案】D
【解答】解：
甲图中，弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计的示数为4N；
乙图中，弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计的示数为2N；
丙图中，弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，弹簧测力计的示数为4N；
丁图中，弹簧测力计的示数等于挂环上受到的力加上弹簧测力计自重，弹簧测力计的示数为3N+1N＝4N；
可见，ABC错、D正确。
故选：D。
【小试牛刀3】第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行，共设40个竞赛大项，包括31个奥运项目和9个非奥运项目，温州赛区承办龙舟和足球比赛。
如图为龙舟、足球、射箭和公路自行车的体育图标，根据描述，其中与其他三个力所产的作用效果不同的是（ ）
A．①划龙舟时用力划水，龙舟向前进
B．②踢足球时用力踢球，球飞出去
C．③射益时用力拉弓，弓弦弯了
D．④骑自行车时用力探脚踏板，自行车加速前进
【答案】C
【解答】解：A、①划龙舟时用力划水，龙舟向前进，龙舟的速度大小发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；
B、②踢足球时用力踢球，球飞出去，足球的速度大小发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；
C、③射益时用力拉弓，弓弦弯了，弓弦的形状发生变化，说明力可以改变物体的形状；
D、④骑自行车时用力探脚踏板，自行车加速前过，自行车的速度发生变化，说明力可以改变物体的运动状态。
故选：C。
03题型精讲
【题型一】力的概念
【典型例题1】下列关于力的说法正确的是（ ）
A．磁铁吸铁，说明力是可以离开物体而单独存在的
B．指南针能够指示方向，说明受力物体不一定有施力物体
C．力是物体对物体的作用，没有物体就没有力的作用
D．只要物体相互接触，就一定会产生力的作用
【答案】C
【解答】解：
A、磁铁吸铁，同时铁吸引磁铁；磁力是在磁铁和铁之间产生的，只有磁铁或铁不会产生力的作用，即力不能离开物体而单独存在，故A错误；
B、指南针能够指示方向，说明指南针受力的作用，一定有施力物体，这个施力物体是地球，故B错误；
C、力是物体间的相互作用，要产生力的作用至少有两个物体，没有物体就没有力的作用，故C正确；
D、相互接触的两个物体之间不一定有力的作用；如靠墙自然站立的同学，如果对墙壁没有挤压作用，则两者之间就没有力的作用，故D错误。
故选：C。
【典型例题2】俗话说“一个巴掌拍不响”，这是因为（ ）
A．一个巴掌的力太小
B．人不会只有一个巴掌
C．力是物体对物体的作用
D．一个物体也能产生力的作用
【答案】C
【解答】解：“一个巴掌拍不响”说明力的作用是相互的，一个物体不能产生力，
故选：C。
【对点训练1】科学学习中要善于通过实验寻找“反例”来反驳一个错误的观点。为反驳“物体的运动方向与物体受力方向都是一致的”观点，（不计空气阻力）下列实验不能作为反例的是（ ）
A．实验甲：小球竖直下落
B．实验乙：小球竖直上抛
C．实验丙：小球斜向上抛出
D．实验丁：小球在光滑水平面上匀速滑行
【答案】A
【解答】解：实验甲：小球竖直下落，运动方向竖直向下，小球受竖直向下的重力作用，运动方向与受力方向一致，故不能反驳观点；
实验乙：小球竖直上抛，运动方向竖直向上，小球受竖直向下的重力作用，运动方向与受力方向不一致，故能反驳观点；
实验丙：小球斜向上抛出，运动方向斜向上，小球受竖直向下的重力作用，运动方向与受力方向不一致，故能反驳观点；
实验丁：小球在光滑水平面上匀速滑行，小球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，运动方向与受力方向不一致，故能反驳观点。
由以上分析可知，A正确，BCD错误。
故选：A。
【题型二】力的测量
【典型例题3】如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，重物G＝5N，则弹簧秤A和B的示数分别为（ ）
A．5N，0 B．0，10N C．5N，10N D．5N，5N
【答案】D
【解答】解：（1）左图中弹簧测力计右端由于物体的重力，受到了一个水平向右的5N的拉力；弹簧测力计的左端也受到了一个力的作用，因为重力通过绳子对弹簧测力计施加了一个5N的向右的拉力，由于弹簧测力计保持静止，受力平衡，所以固定点对弹簧测力计施加一个5N的向左的拉力。A的示数为5N；
（2）右图中物体由于重力的作用会对弹簧测力计分别施加一个向左和一个向右的5N的拉力，弹簧测力计受到的力和左图是一样的，弹簧测力计的示数也就是相等的。即B的示数为5N。
故选：D。
【典型例题4】如图所示，A、B为两个弹簧秤，钩码重G均为5N，若不计滑轮摩擦和绳重，当钩码静止时A、B弹簧秤的读数分别为（ ）
A．5N，0N B．5N，5N C．0N，5N D．5N，10N
【答案】B
【解答】解：由图知，A弹簧测力计保持静止，说明A弹簧测力计水平方向上受力平衡，钩码的重力为5N，则弹簧测力计示数为5N，弹簧测力计受到水平向左的拉力也为5N；同理，B测力计两端受的力都是5N，示数也为5N。
故选：B。
【对点训练2】同学们自制了一把弹簧测力计，关于它的使用，以下几种说法中正确的是（ ）
A．小明：弹簧测力计必须竖直放置，不得倾斜
B．小红：使用中，要避免弹簧、拉杆与外壳摩擦
C．小英：在中国空间站“天宫一号”中无法使用弹簧测力计
D．小奕：在弹性限度内，弹簧的长度与受到的拉力成正比
【答案】B
【解答】解：A、测竖直方向上的力弹簧测力计要竖直放置，测水平方向上的力弹簧测力计就要水平放置，故A是错误的；
B、使用中弹簧、指针、挂钩与外壳摩擦时，弹簧测力计的示数会偏小，故B是正确的；
C、在中国空间站“天宫一号”中处于失重状态，弹簧测力计和重力无关，所以能使用，故C是错误的；
D、在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比，故D是错误的。
故选：B。
【题型三】力的作用效果
【典型例题5】
如图所示，打弹弓是很多男孩子年幼时的游戏，下列情景中关于力的作用效果的描述，其中一个与另外三个不同的是（ ）
A．瞄准时，手的拉力把橡皮筋拉长
B．松手后，橡皮筋的弹力把石块射出
C．飞行中，重力让石块划出一道弧线
D．中靶时，靶把石块弹开
【答案】A
【解答】解：
A、瞄准时，手的拉力把橡皮筋拉长，说明力可以改变物体的形状；
B、松手后，橡皮筋的弹力把石块射出，即弹力使石块由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态；
C、飞行中，重力让石块划出一道弧线，是重力改变了石块的运动方向，说明力可以改变物体的运动状态；
D、中靶时，靶把石块弹开，即靶对石块的力改变了石块的运动方向，说明力可以改变物体的运动状态；
所以力的作用效果与另外三个不同的是A。
故选：A。
【典型例题6】
如图所示的几种现象中，力所产生的作用效果与其它三个不一样的是（ ）
A．
手拉开弓 B．
运动员罚点球
C．
小明压弯跳板 D．
熊猫拉弯竹子
【答案】B
【解答】解：
A、运动员对弓弦的拉力，使弓发生了形变；
B、运动员罚点球时，把足球踢出，足球由静止变为运动，改变了足球的运动状态；
C、小明对跳板的压力，使跳板发生了形变；
D、熊猫拉弯竹子，是力改变了竹子的形状；
由此可知，B中力的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。
故选：B。
04体系构建
强化训练
1．端午节赛龙舟时，全体划桨手在指挥的统一号令下有节奏地齐力向后划水，龙舟快速前进，那么使龙舟、人、桨一起前进的力的施力物体是（ ）
A．龙舟 B．人 C．船桨 D．水
【答案】D
【解答】解：赛龙舟时，桨手用桨向后划水，桨对水施加向后的作用力，则水对桨施加向前的反作用力，从而使龙舟向前进。使龙舟、人、桨一起前进的力的施力物体是水。
故选：D。
2．2011年5月，法国科学家发现行星“葛利斯581d”较适合地球生命居住，且同一物体在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的两倍。设想宇航员从地球携带标有“100克”字样的方便面、天平和弹簧测力计飞至行星“葛利斯581d”，测得方便面的示数是（g取10牛/千克）（ ）
A．天平示数为100克，弹簧测力计示数为1牛
B．天平示数为100克，弹簧测力计示数为2牛
C．天平示数为200克，弹簧测力计示数为1牛
D．天平示数为200克，弹簧测力计示数为2牛
【答案】B
【解答】解：因为物体的质量与其空间位置无关，所以在“葛利斯581d”行星上方便面的质量仍然为100g；
物体在地球上受到的重力：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，
由于“葛利斯581d”行星的重力是地球的2倍，
所以在“葛利斯581d”行星受到的重力：2×1N＝2N。
故选：B。
3.某项目小组用弹簧和刻度尺自制弹簧测力计，制作的弹簧测力计如图，标记刻度如下表：（请完成3﹣4题）
弹簧所挂物体的重/N
| 0
| 2
| 4
| 6
| 8
| 10
| 12
| 14
| 刻度尺示数/cm
| 6
| 8
| 10
| 12
| 14
| 16
| 18
| 20
|
某项目小组用弹簧和刻度尺自制弹簧测力计，制作的弹簧测力计如图，标记刻度如下表
弹簧所挂物体的重/N
| 0
| 2
| 4
| 6
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| 10
| 12
| 14
| 刻度尺示数/cm
| 6
| 8
| 10
| 12
| 14
| 16
| 18
| 20
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制作原理：选用该弹簧自制测力计，当所挂重物的重力为4N时，弹簧伸长的长度为（ ）
A．4cm B．6cm C．8cm D．10cm
【答案】A
【解答】解：当没挂重物时，刻度尺示数6cm，说明弹簧的原长是6cm，根据表格，当所挂重物的重力为4N时，刻度尺示数为10cm，说明弹簧的长度为10cm，弹簧伸长的长度＝10cm﹣6cm＝4cm。
故选：A。
4．如图所示，某同学实验时，在弹簧测力计的两端沿水平方向各加6N的拉力，并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（ ）
A．0 N B．3 N C．6 N D．12 N
【答案】C
【解答】解：（1）弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的，静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态，受到的就一定是平衡力；
（2）弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力，题中弹簧测力计的挂钩上受到了6N的力，所以弹簧测力计的示数为6N。
故选：C。
5．在足球场上，优秀运动员的脚踢在球的恰当的位置，球会划过一道弧线绕过守门员而使球进入球门，这就是所谓的“香蕉球”。这里的“恰当的位置”，从力的三要素分析是指力的（ ）
A．大小 B．方向 C．作用点 D．以上都是
【答案】C
【解答】解：球会划过一道弧线飞转过守门员而使球进入球门是因为击球的作用点不同造成的。
故选：C。
6．运动员把足球踢向空中。若不计空气阻力，则下列表示足球在空中飞行时的受力图中（G表示重力，F表示脚对球的作用力），正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：因不计空气阻力，所以空中飞行的足球只受到重力的作用，重力的方向是竖直向下的，根据四个选项可判断出只有B符合题意。
故选：B。
7．鸡蛋碰石头，结果往往是蛋碎了。关于鸡蛋与石头相互作用力的大小，下列说法正确的是（ ）
A．石头对鸡蛋的作用力比鸡蛋对石头的作用力大
B．石头对鸡蛋的作用力比鸡蛋对石头的作用力小
C．石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力大小相等
D．无法确定两个力的大小关系
【答案】C
【解答】解：鸡蛋和石头受到的是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，故C正确，ABD错误。
故选：C。
8．实验室常用弹簧测力计来测量力的大小。
（1）如图所示的弹簧测力计，它的最小刻度值为 牛。
（2）某次测量时，指针所示位置如图所示，此时的读数是 。
【答案】（1）0.2；（2）2.4N。
【解答】解：（1）由图可知，弹簧测力计0～1N之间一共分出了5个小格，所以每个小格就是它的分度值；
（2）弹簧测力计的指针在2N以下第2个小格处，示数为：2N+2×0.2N＝2.4N。
故答案为：（1）0.2；（2）2.4N。
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