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初中一年级 (12-13岁)

初中科学 各种力

踢一脚,球就飞出去;拉一下,橡皮筋就伸长。像这样改变物体运动状态或形状的作用,叫做力。 力有大小和方向,所以用箭头来表示:箭头的起点是力作用的位置(作用点),长度表示大小,指向表示方向,力的大小单位是牛顿(N)。 有的力要两个物体接触才会产生,比如摩擦力和地面的支持力;也有的力隔着一段距离也能作用,比如重力和磁力。 图中的铁箱同时受到这四种力,改变磁铁的拉力,就能比较哪些箭头跟着变化,哪些箭头保持不变。

用箭头表示力

放在地上的一个箱子,也同时受到好几个力。地球把箱子往下拉,地面把箱子往上托,旁边如果有磁铁,箱子就被吸向磁铁,地面再用摩擦力顶住这股拉力。把这些力都用箭头画在一张图上,就能一眼看出哪个力和哪个力相互抵消,箱子为什么不动。

3 N

图中每1 N都画成同样的长度。红色的重力和蓝色的支持力都是10 N,所以一样长,只是方向相反。把磁铁的拉力从0 N调到5 N,绿色的磁力和橙色的摩擦力一起变长,只要箱子不动,这两个箭头就总是一样长。箭头起点的小圆点是作用点:重力和磁力作用在箱子中央,地面给的支持力和摩擦力作用在与地面接触的面上。

💡 箭头告诉我们的三件事
①箭头的长度是力的大小。同一张图里1 N必须画成同样长,才能比较大小。
②箭头的指向是力的方向。
③箭头的起点是作用点。大小、方向和作用点叫做力的三要素。
④一个物体可以同时受到几个力;方向相反的两个力如果大小也相等,物体的运动状态就不变。

要接触的力和不接触也行的力

人们容易以为重力要接触才产生,但抛到空中的球照样会落下,说明重力不接触地球也能作用。很多人还以为物体运动时才有摩擦力,可正如图中所示,箱子静止不动时,只要有拉力,就会有同样大小的摩擦力顶住它。拉力为0时,摩擦力也为0。

🔍 力的分类依据
①接触力只在两个物体接触时产生,摩擦力、弹力和地面的支持力都属于这一类。
②非接触力隔开距离也能作用,重力、磁力和电力都属于这一类。
③重力是地球把物体拉向地心的力,所以总是竖直向下。
④磁铁异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,铁会被磁铁吸引。

力的大小和单位

力的单位
1 N ≈ 质量为100 g的物体受到的重力
牛顿(N)是力的单位,以总结运动定律的艾萨克·牛顿命名。
力的表示
力 = 大小 + 方向 + 作用点(箭头)
光有大小不能完整描述一个力,所以还要画出方向和作用点。
📐 测量力的大小
①力的大小用弹簧测力计测量,弹簧的伸长量与力的大小成正比。
②单位是N(牛顿)。
③把质量为100 g的物体挂在弹簧测力计上,示数约为1 N。
④用箭头表示力时,先定好1 N画多少厘米,然后始终保持这个比例。

考试要点整理

图中上下两个力、左右两个力分别成对,使箱子保持静止,这叫二力平衡。下一章会更仔细地研究重力和弹力,学习用弹簧伸长的长度来测量力的大小。摩擦力能顶住多大的拉力、什么时候箱子开始滑动,留到摩擦力一章继续讨论。

要点总结
力 → 改变物体的形状或运动状态(快慢、方向)
橡皮筋被拉长是形状改变;滚动的球停下或拐弯是运动状态改变。
🎯 考试要点
①力的三要素是大小、方向和作用点。
②接触力有摩擦力、弹力等,非接触力有重力、磁力、电力。
③力的单位是N,质量100 g的物体受到的重力约为1 N。
④两个大小相等、方向相反的力作用在物体上,物体的运动状态不变。
⑤箭头越长,力越大。

例题与单元测验

做力的题目,先确定一个物体,再把作用在它上面的力一个个列出来。对每个力都确认是谁施加的、要接触才有还是隔空也有、方向朝哪边,然后按大小画出相应长度的箭头,区分接触力和非接触力的题、比较大小的题就都能解决了。

例题 1
重力、摩擦力、磁力中,哪些是物体不直接接触也能作用的非接触力?
1
接触力要两个物体接触才产生(摩擦力、弹力),非接触力隔开也能作用(重力、磁力、电力)。
2
下落的球受到的重力和隔空吸引铁的磁力都是非接触力;摩擦力产生在相互接触的面上,是接触力。
▸ 重力、磁力(非接触力)/ 摩擦力是接触力
想一想把两个物体分开一段距离后这个力还在不在,就能区分接触力和非接触力。
例题 2
质量约100 g的物体受到的重力约为多少牛?用箭头表示力时,箭头的长度表示什么?
1
质量100 g的物体受到的重力约为1 N,挂在弹簧测力计上示数接近1 N。
2
用箭头表示力时,箭头长度表示力的大小,先定好表示1 N的长度,再按倍数来画。
▸ 约1 N / 箭头长度 = 力的大小
质量1 kg(1000 g)约受10 N的重力,图中重10 N的铁箱正好是1 kg。
单元测验类型
关于各种力,说法正确的是?
①重力是直接接触才作用的接触力
②磁力是分开也能作用的非接触力
③力的单位用cm
④力只有大小没有方向
⑤箭头越短表示力越大
▸ ② 磁力是分开也能作用的非接触力
1
磁力在磁铁离开一段距离时也能作用,是非接触力,所以②正确。
2
重力是非接触力(①),力的单位是N(③),力既有大小又有方向(④),箭头越长表示力越大(⑤)。

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