任務(wù)1.1認(rèn)識(shí)“力”和“剛體”在2022年世界杯小組賽巴西對(duì)陣塞爾維亞的比賽中，巴西隊(duì)9號(hào)隊(duì)員理查利森接到20號(hào)隊(duì)友維尼修斯的左路傳中后，順勢(shì)將足球停在半空，接著扭轉(zhuǎn)身體，騰空踢出一記技驚四座的倒鉤射門(mén)，球直入網(wǎng)窩，最終巴西隊(duì)以2:0取得本場(chǎng)比賽的勝利，而這粒進(jìn)球也被國(guó)際足聯(lián)評(píng)為2022年卡塔爾世界杯最佳進(jìn)球。2022年卡塔爾世界杯最佳進(jìn)球足球受到了哪些力的作用？你知道足球運(yùn)動(dòng)中哪些行為和力有關(guān)嗎？為什么足球會(huì)在空中劃著美麗的弧線呢？球在空中劃著美麗的弧線，直掛球門(mén)死角。足球解說(shuō)員你知道生活中有哪些與力有關(guān)的現(xiàn)象？舉例說(shuō)明圖示現(xiàn)象分析施力物體受力物體作用

用力推課桌人課桌推

拉伸或壓縮彈簧人彈簧拉、壓

用腳踢足球人足球踢一、力的概念力人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)實(shí)踐中，通過(guò)長(zhǎng)期的觀察和分析而形成起來(lái)的。人們?cè)谶@樣大量的實(shí)踐中，從感性到理性，逐步建立起力的概念。抬物體的時(shí)候，物體壓在肩上，由于肌肉緊張而感到力的作用；在超市購(gòu)物的時(shí)候，用手推購(gòu)物車(chē)，購(gòu)物車(chē)就由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；落錘鍛壓工件時(shí)，工件就產(chǎn)生變形等等。例如：二、力的作用與作用效果力是物體對(duì)物體的作用，產(chǎn)生力的作用總要有兩個(gè)物體（一個(gè)是施力物體，一個(gè)是受力物體），單獨(dú)一個(gè)物體不會(huì)產(chǎn)生力的作用，離開(kāi)物體更不會(huì)有力的作用。1.力的作用相互接觸的兩個(gè)物體一定會(huì)產(chǎn)生力的作用嗎？不一定！并排放在水平桌面上的兩個(gè)物體，它們之間如無(wú)相互擠壓，則兩個(gè)物塊間無(wú)力的作用。沒(méi)有接觸的兩個(gè)物體一定不會(huì)產(chǎn)生力的作用嗎？不一定！相互靠近的兩個(gè)磁鐵，相互排斥。是否接觸不是判斷物體間是否有力作用的依據(jù)二、力的作用與作用效果2.力的作用效果力是物體之間相互的機(jī)械作用，這種作用引起物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體產(chǎn)生變形。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化是指物體的運(yùn)動(dòng)速度或運(yùn)動(dòng)方向改變，力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的效應(yīng)，叫做力的外效應(yīng)。二、力的作用與作用效果2.力的作用效果觀察：磁體對(duì)小球的力，使小球發(fā)生了什么變化現(xiàn)象：磁鐵對(duì)小球的吸引力使鐵球在桌面上運(yùn)動(dòng)的越來(lái)越快二、力的作用與作用效果2.力的作用效果觀察：守門(mén)員對(duì)足球的作用力，使足球發(fā)生了什么變化現(xiàn)象：守門(mén)員對(duì)足球的作用力使足球由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止受到力的作用后，鐵球、足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有力作用在物體上時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)改變嗎？不一定！力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不表示“有力作用在物體上時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生改變”。如圖所示，用力推靜止的汽車(chē)，汽車(chē)仍然靜止，此時(shí)雖然有力作用在汽車(chē)上，但汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有改變。二、力的作用與作用效果2.力的作用效果觀察：手拉彈弓，橡皮筋發(fā)生了什么變化現(xiàn)象：手拉彈弓使橡皮筋變長(zhǎng)物體的變形指物體的形狀或大小發(fā)生變化，力使物體發(fā)生變形的效應(yīng)，叫做力的內(nèi)效應(yīng)。二、力的作用與作用效果2.力的作用效果觀察：用力擠壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生了什么變化現(xiàn)象：用力擠壓橡皮泥變形了二、力的作用與作用效果2.力的作用效果物體的變形可以是很明顯的，也可以是非常微小的，有時(shí)我們用肉眼看不見(jiàn)，如圖所示，筆記本放置在桌子上，筆記本對(duì)桌面有壓力的作用，所以桌面會(huì)發(fā)生微小的變形，只是我們用肉眼看不見(jiàn)。二、力的作用與作用效果2.力的作用效果在土木工程力學(xué)中，力的作用方式一般有拉力或壓力、吸引力兩種。當(dāng)兩個(gè)物體相互接觸時(shí)，它們之間相互產(chǎn)生拉力或壓力，如壓路機(jī)與地面之間的壓力；當(dāng)一物體拋出地表又回落到地表的時(shí)候，地球?qū)ξ矬w就產(chǎn)生了吸引力，對(duì)物體來(lái)說(shuō)，這種吸引力就是重力。三、力的三要素1.力的大小力的大小是指物體間相互作用的強(qiáng)弱程度，力大則力對(duì)物體的作用效果也大，力小則力對(duì)物體的作用效果也小。力的大小可以用測(cè)力器測(cè)定。在國(guó)際單位制中，力的度量單位是牛頓（N），工程中常用kN（千牛頓）。1KN=1000N三、力的三要素1.力的大小用方向和作用點(diǎn)相同、大小不同的兩個(gè)力F1和F2（F1＞F2）分別作用在木塊上，觀察木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。做一做實(shí)踐證明：F1＞F2，那么木塊在F1作用下的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)比在F2作用下的運(yùn)動(dòng)速度快。三、力的三要素2.力的方向用大小和作用點(diǎn)相同、方向不同的兩個(gè)力F1和F2推動(dòng)木塊，觀察木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，如圖所示。做一做實(shí)踐證明：用同樣大小的力推動(dòng)木塊，從木塊左邊推，木塊向右運(yùn)動(dòng)，從木塊右邊推，木塊向左運(yùn)動(dòng)。三、力的三要素3.力的作用點(diǎn)用大小和方向相同、作用點(diǎn)不同的兩個(gè)力F1和F2分別作用在木塊上，觀察木塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，如圖所示。做一做實(shí)踐證明：對(duì)木塊施以同樣大小和方向的力，若作用點(diǎn)位置較低，則木塊將向前移動(dòng)，若作用點(diǎn)位置較高，則木塊將翻倒。三、力的三要素小結(jié)力的大小、方向、作用點(diǎn)決定了力對(duì)物體的作用效果，這三個(gè)因素中的任意一個(gè)因素有變動(dòng)，都會(huì)直接影響力對(duì)物體的作用效果。力的大小、方向和作用點(diǎn)稱(chēng)為力的三要素。要表述兩個(gè)力是相同的，一定要表述清楚兩個(gè)力的三要素均相同。四、力的表示方法和性質(zhì)1.力的表示方法力是一個(gè)既有大小又有方向的量，因此力是矢量。我們可以用一個(gè)帶箭頭的線段來(lái)表示力，按一定比例尺寸畫(huà)出的線段的長(zhǎng)度表示力的大小，線段的方位和箭頭的指向表示力的方向，線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)。代表力矢量的符號(hào)用粗體字母表示，如F、FN；有時(shí)為了方便，也可在細(xì)體字母上加一箭線來(lái)表示力矢量，如。四、力的表示方法和性質(zhì)各種力的表示方法拉力F=100NF=100NF=300N支持力F=300N壓力支持力N=200NF=200N重力G=200N摩擦力f=100N四、力的表示方法和性質(zhì)2.力的性質(zhì)物質(zhì)性：力是物體對(duì)物體的作用，一個(gè)物體受到力的作用，一定有另一個(gè)物體對(duì)它施加這種作用，力是不能擺脫物體而獨(dú)立存在的。相互性：任何兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，施力物體同時(shí)也一定是受力物體。只要一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，受力物體反過(guò)來(lái)也肯定會(huì)給施力物體一個(gè)力。矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。同時(shí)性：力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。獨(dú)立性：一個(gè)力的作用并不影響另一個(gè)力的作用。五、剛體橋式起重機(jī)工作時(shí)由于起重物體與它自身的重量使橋梁產(chǎn)生微小的變形，這個(gè)微小的變形對(duì)于應(yīng)用平衡條件求支座反力，幾乎毫無(wú)影響。因此可以把起重機(jī)橋架看成是不變形的剛體。五、剛體剛體指在任何情況下都不發(fā)生變形的物體。顯然，這是一個(gè)抽象化的模型，實(shí)際上并不存在這樣的物體。這種抽象化的方法，在研究問(wèn)題時(shí)是非常必要的。將物體抽象為剛體是有條件的，這與所研究問(wèn)題的性質(zhì)有關(guān)。在研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，我們將討論的所有物體都視為剛體。在所研究的問(wèn)題中，物體的變形成為主要因素時(shí)，就不能再把物體看成是剛體，而要看成變形體。分析圖中的場(chǎng)景屬于力的內(nèi)效應(yīng)還是外效應(yīng)（a）兩車(chē)相撞（b）運(yùn)動(dòng)員舉重（c）守門(mén)員將球撲出（d）運(yùn)載火箭升空（e）鋼筋的彎曲（f）手推購(gòu)物車(chē)圖（a）兩車(chē)相撞，導(dǎo)致車(chē)身在力的作用下形狀發(fā)生了改變，故屬于力的內(nèi)效應(yīng)。圖（b）運(yùn)動(dòng)員舉重，杠鈴在力的作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，故屬于力的外效應(yīng)。圖（c）守門(mén)員將球撲出，足球在力的作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，故屬于力的外效應(yīng)。圖（d）運(yùn)載火箭升空，火箭在力的作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，