1、生活中有許多現象都和力的作用有關，但是力看不見也摸不著要如何知道它的存在與大小呢？就讓我們一起來探討吧！,生活中的力,力對物體的作用,地球上的物體會受到地球引力的作用，旦物體失去支撐就會往下掉落。,葉子一片片地掉落在地上、把球往空中拋也會掉回地面、被風吹走的帽子也會落到地上，為什麼所有的東西都會往下墜落呢？為什麼沒辦法飛向天空呢？,例：熟透蘋果往下掉，拿起石頭須用力，水由高處往低處流，自由落體等。,力對物體的作用,一個物體放在地球表面上，物體與地球之的萬有引力就是這個物體所受的地球引力。一個物體所受的地球引力大小，就是一般通稱的重量。因此地球引力又稱為重力。物體愈重，受到的地球引力也較大。,英
2、國大科學家牛頓認為，宇宙中任何兩個 擁有質量的物體會彼此互相吸引，這樣的 吸引力就叫做萬有引力。,重力在生活中的應用,重力即重量，是地球對物體的引力。重 力是任何物體都要受到的，所以是人們 最熟悉的，也是最重要的一種力。例： 杵臼就是本身的重力來工作的器械。物體重力的集中作用點叫做重心。 古時候就存在一種利用重心來調節 平衡的器物，叫做攲器。是一 種尖底陶瓶，這種容器如果不注入 水就會傾斜，但是注滿了水也會傾 倒讓水溢出來，只有水保持適中而 不多不少時，容器才能保持平穩。,除了地球引力的重力之外，生活中還有哪些現象可以察覺力的作用呢？,力對物體的作用,人力推、拉、抬、擦,力對物體的作用,流體傳
3、送動力-風力,流體送傳動力-水力,浮力,力對物體的作用,彈力,磁力,力對物體的作用,獸力,生活中的力力的分類,力可分為兩大類：接觸力和非接觸力。,接觸力,例如：人力-手拿書本的力：施力體為手、受力 體為書本。 浮力-木塊在水中的浮力：施力體為水、 受力體為木塊。 摩擦力-輪胎受地面的摩擦力：施力體為 地面、受力體為輪胎。,施力體與受力體兩者必須互相接觸才能產生力的作用,生活中的力力的分類,非接觸力,施力體與受力體兩者不必互相接觸就能產生力的作用，又稱為超距力。,例如：磁力-如磁鐵吸引鐵釘，施力體為磁鐵、 受力體為鐵釘。 靜電力-如摩擦過的塑膠尺吸引頭髮，施 力體為塑膠尺、受力體為頭髮。 地球引
4、力-如空氣中自由落下的石頭，施 力體為地球、受力體為石頭。,當有力作用在物體上的時候，我們就能觀察到力的效應，相反的我們可以說當我們觀察到力的效應的時候，就必然有力作用在物體上。當力的作用越明顯，代表所受的力越大。,生活中的力-力的作用,物理學把力定義為物體之間的相互作用。物體受力的結果，會有兩大類的改變：,1.改變物體的形狀的改變,例如：塑膠尺彎曲、彈簧伸長、海灘球壓陷等。,生活中的力-力的作用,2.物體運動狀態的改變,例如：推車使車由靜止而前進、用力丟球使球快速向前等。當速度改變或方向改變皆須力的作用。,投手投球，被打擊出去-（方向改變） 皮球撞倒牆壁反彈回來-（方向改變）推動桌上的玩具車
5、(速度改變） 擋住滾動的足球(速度改變） 腳踏車緊急煞車(速度改變）,力對物體的作用力的作用,1.能使靜止的物體移動。2.能使移動中的物體加速、減速、停止或改變物體移動的方向。3.能改變物體的形狀。4.還可作功或產生能量,總之，力雖然看不見摸不著，但它們卻有些可觀察的現象。,當我們要描述一個力時，必須指明它的大小和方向。,生活中的力認識力的特性,想一想，打保齡球時要如何施力才能擊倒較多的球瓶？打高爾夫球又該如何施力才容易進洞？,施力大小,施力方向,擊球位置,球道狀況,生活中的力力的測量,我們可以利用物體受大小不同的力後會產生規則的變化，做為測量力大小的工具。例如：彈簧、橡皮筋等。,在彈簧下掛的
6、砝碼數量越多，重量就越重，彈簧伸長長度越長；掛的砝碼數量越少，重量就越輕，彈簧伸長長度也會較短。(虎克定律),彈簧長度與砝碼重量的關係折線圖,彈簧長度(公分),法碼重量,你發現了什麼？,成正比,虎克定律：在物體能恢復原狀的範圍內， 所施的力越大，物體形狀的改變就會越大 ；也就是力的大小與其長度的伸長量成正 比。,生活中的力力的測量,虎克定律是由英國科學家羅伯特.虎克(西元 16351672)所提出的理論。,當彈簧伸長至某一限度時，伸長 量與外力便不再具有成正比的關 係，此時將外力除去，彈簧也不 能恢復原長，虎克定律就不適用。,彈簧受到力的作用後，長度的變化很有規則，而且只要作用在彈簧上的力，不
7、超過某個限度時，受力越大，彈簧伸得越長。當外力除去後，彈簧會恢復原來的長度，並且可以重複使用，所以彈簧常被用來製成測量力的大小的工具，稱為彈簧秤，而磅秤也是彈簧秤的一種，通常用來測量物體的重量。生活中常見測量大小的工具有：體重計、電子秤、磅秤、天平等,生活中的力力的測量,桿秤,磅秤,電子秤,體重計,天平,彈簧秤,想一想，除了利用物體受力形狀改變的情形來測量力的大小，還有哪些方法可以測量呢？,生活中的力力的測量,利用物體受力後的運動情形(時間、距離),物體移動時，在相同距離內，所受的力越大，花的時間就越短，即運動越快；而在相同時間內，所受的力越大，移動的距離就越遠，即運動越快。,操作：進行測量玩
8、具車受力大小活動控制變因：(車距、場地、車子大小、時間) 操作變因：車子受力的大小方法與結果：1.相同的距離，測量所花費的時間： 用力越大，車子的速度越快，花費 的時間越短。 2.相同的時間，測量所移動的距離： 用力越大，車子的移動距離越遠。 (參考結果),生活中的力力的測量(實驗),生活中的力力的平衡,兩力平衡的條件：當兩個作用力同時作用在同一個物體上，而且彼此的大小相等、方向相反、作用在同一直線上。,拔河比賽拔河時判斷勝負，可由拔河繩上綁的標繩判定。當兩對所用的力大小相同、方向相反時，標繩靜止不動，兩隊會僵持不下。,桌面支撐蘋果的正向力,地球對蘋果的引力,生活中的力力的平衡(實驗),步驟1
9、.一位同學用手指壓迴紋針，另外兩位同學再 分別以大小不同的力拉兩端的彈簧秤，記錄 兩端彈簧秤的讀數。步驟2.鬆開壓住迴紋針的手後，待迴紋針靜止，觀 察兩端彈簧秤的讀數和迴紋針的移動情形。,實驗討論(一)當手鬆開後，迴紋針是如何移動，為什 麼？(1)迴紋針會向力量大的一方移動。(2)因為力具有方向和大小的特性，當兩端 的拉力是施力方向相反、大小不相等時，施力較 大的一方會將施力較小的一方拉近。實驗討論(二)兩端拉力相同時，迴紋針會怎樣移動？ (1)當靜止的迴紋針，同時受到兩個大小 相同、方向相反的力作用，且兩力沿 著同一直線作用，則迴紋針仍保持靜止 狀態。,生活中的力力的平衡(實驗),當物體推不
10、動時，根據力平衡條件，一定有另一個力在抵消推力。這個力和推力大小相等、方向相反，且和接觸面平行，我們稱它為靜摩擦力。此外，摩擦力的方向會跟著推力方向改變。,生活中的力認識摩擦力,想一想,摩擦力,施力,靜摩擦力,在日常生活中，有時我們用力推或拉靜止的物體時，物體卻仍然不動。這是為什麼呢？,在推物體時，如果持續加大推力，靜摩擦力也會隨著增大，直到當推力大小超過一個定值，物體才會被推動。在物體移動瞬間的靜摩擦力為最大值，稱為最大靜摩擦力。,最大靜摩擦力,動摩擦力,當推力停止時，物體移動的速度就會減慢，最後會停止。可見物體受到了阻止其運動的作用力影響。這種力稱為動摩擦力，動摩擦力會比最大靜摩擦力小，而
11、且會維持一個固定值，不會受到速度快慢的影響，其方向和物體移動的方向相反。,靜摩擦與動摩擦是俄國數學天才-尤拉 (Leonhard Euler)在1748年，提出的觀 念。,摩擦力f,推力F,最大靜摩擦力,動摩擦力,(保持定值),生活中的力摩擦力的大小,推動一張大桌子比推動一張小椅子費力；在粗糙的平面上推動物體比在光滑的平面上推動物體費力，這是為什麼呢？動摩擦力的大小究竟與什麼有關？,想一想,物體的重量,接觸面的質地,接觸面的狀況,測量摩擦力大小(實驗),步驟1.將玩具車放到木板最高點，鬆 手後讓玩具車沿著斜坡自然滑 下，當玩具車停止後，測量玩 具車移動的距離。步驟2.在木板接觸地面前方，依序鋪
12、設不同材質的 地面(分別為磨石子地面、木板桌面、鋪上紙 的紙面、鋪上毛巾的布面)，重覆步驟1，同 時記錄玩具車移動的距離。,影響摩擦力大小的因素,摩擦力的產生便是為了阻止物體間的相對運動。物體與地面間的摩擦力大小，只和接觸面的性質，以及作用於接觸面的力有關。當接觸面越粗糙動摩擦力就越大；越光滑摩擦力就越小。例如：粗砂紙摩擦力較細砂紙大。摩擦力大小與二者接觸面間互相壓緊的力(正向力)成正比。在水平面上，正向力即物體的重量。,生活實例,1.火車之車輪與軌道都是用堅硬平滑的鋼製品，其摩擦力比橡皮胎與柏油路面要小得多了。2.卡車的重量比小汽車重，所於和地面的作用也相對較大 ，所以卡車較不容易起動。,按
13、下,影響摩擦力大小的因素,動摩擦力有滑動摩擦和滾動摩擦兩種，例如：車輪 在地面行駛時是屬於滾動摩擦；當煞車時車輪在地 面滑行是屬於滑動摩擦，兩者互相比較滾動摩擦比 較小。,比一比，下面哪一張圖的摩擦力最小？,3,1,2,4,微觀摩擦力的產生,A圖兩接觸面上的接觸點可是為被冷焊在一起。B圖當接觸移動時，焊接處會被扯斷，摩擦力就產生。,兩個物體表面實際接觸的面積遠小於眼睛所看到的面積，圖中位置A的接觸點較多，但接觸面積卻與位置B相同，所以摩擦力和接觸面積的大小無關。,生活中如何減少摩擦力(討論),一、減少正向力：1.推動書櫃前先將書櫃裡的書取出，減少正向力再推動書櫃較為省力。 2.在粗糙的地面上拖
14、動重物時，斜向上施力有時會比水平施力來得省力。二、改變接觸面性質 1.在拉鍊上塗上蠟可使拉鍊使用起來更平順。2.行李箱下裝有輪子，拖著走既方便又省力。 3.腳踏車的車輪軸心與支撐軸心的支架間，有 多小鋼珠可減少摩擦，使得車輪轉起來更輕 便。,4.在門鈕處或窗戶軌道上塗抹潤滑油。5.滑水道利用水流減少摩擦力，讓向下速度更快。6.溜冰時，冰刀因與冰面摩擦生熱而將冰溶解成水 ，方便滑行。7.洗髮後再以潤絲精洗過，可以因減少摩擦力而避 免打結。,生活中如何減少摩擦力(討論),8.磁浮列車利用磁極相斥的力量，將車身抬離軌道能使摩擦力減到極小，而使車速極快。9.氣墊船藉著氣墊將船身昇離水面，以減少摩擦。1
15、0.車子外形採用流線型設計，減少與空氣的摩擦。11.在房子底下電上鋼管，利用鋼管滾動來搬遷。,生活中如何減少摩擦力(討論),摩擦力在生活中的應用(討論),短跑穿的釘鞋、足球鞋、籃球鞋、網球鞋、休閒鞋等不同用途的鞋子，其鞋底之設計有何道理？,我們走路時，鞋底對地面向後施力，因摩擦力而讓我們能支撐在地面，繼而跨步前進，得以行走。所以鞋底的設計都是在增加摩擦力,摩擦力在生活中的應用(討論),輪胎上的花紋設計有何特別的用意？假如輪胎的花紋磨損太多，對行車有何影響？,輪胎凹凸不平主要是排水用，以便增加摩擦力，如 果胎面是平滑的，下雨或地上濕時，地 面和輪胎之間多了一層水，這樣會造 成車子容易打滑或不易煞
16、車了。,摩擦力在生活中的應用,1.廚房浴室的地板經常因沾溼而容易滑倒，穿著有深刻花紋的拖鞋可增加抓地力 (即摩擦力)而避免滑倒。2.保健室裡夾棉花的鑷子及平口鉗，前端內側常設計成許多凹凹凸凸的線條，可更輕易的夾住棉花 、鐵線。3.將吸盤緊壓在光滑的玻璃上不會掉落，因吸盤與玻璃間的空氣被壓出，外頭大氣壓力提供吸盤與玻璃間的正向力，而產生足夠大的靜摩擦力來抵抗重力。,4.轉開瓶蓋時需要借助於手和瓶蓋間的摩 擦力。假如手油油的或者握力不夠時， 經常會轉不動瓶，此時洗掉油膩、墊一 條毛巾及加大握力都是有效的方法。5.車子在雪地裡行駛，必須在輪胎上加鍊條，就是為了增加摩擦力避免打滑。6.學校樓梯鋪止滑磚
17、，避免學生摔倒，車上也可放止滑墊，避免東西移動。,想一想，如果生活中失去摩擦力會發生什麼現象或狀況呢？(作業),單元結束,汽車一般在正常行駛時，大都維持純滾的狀態。如果是等速度前進，幾乎是沒有摩擦力，如果是加速度前進，就會有靜摩擦力產生。緊急煞車時，煞車皮會使滾的部分減少，讓輪子在地面上滑動，這時作用的是動摩擦力。在剛啟動時，輪子還未達到純滾，這時就需要動摩擦的幫忙直到達到純滾為止。所以，平面的輪胎和凹凹凸凸的胎面，和地面間的摩擦係數應該是相同的。摩擦力對走路的幫助，應該比較像煞車的作用，而不是驅使人向前進。,如果改在冰面上步行時，則因摩擦力過小而難於走動。 物體在水中時的摩擦力就比在空氣中時
18、為大 機車、汽車、火車、飛機等在高速行駛時，空氣之摩擦力或空氣阻力就變得很重要，其克服的方法為將運動體作流線型化的設計。可是要使其能安全煞車停止，就又必須依靠摩擦性質作出妥善的煞車設計。,摩擦力的實例： 1.水平方向作用力推桌子，但桌子仍然靜止不動。 2.在地上滾動的球，會自然慢慢停下來。 3.騎自行車時，遇到紅燈剎車，自行車會減速停止。 減少摩擦力的方法： 1.加潤滑油：使接觸面較光滑。 例：2. 3.使用氣墊：減少和其它物體或地面的接觸。 例：氣墊曲桿球、氣墊船等。 4. 採用流線型的設計：減少連動體和流體（水、空氣等）的摩擦。 例：魚的外型、車子的外型等,1.下列那些日常生活的舉動需要靠
19、增加摩擦力完成？ (A)與塑膠尺摩擦後的毛皮可吸引小紙片 (B)蘋果由樹下掉落地面 (C)開車遇紅燈緊急剎車 (D)磁鐵吸引鐵釘2.下列哪一項可以減少摩擦力？ (A)數鈔票時把手沾溼 (B)賽跑時穿釘鞋 (C)輪胎表面的凹凸條紋 (D)腳踏車的齒輪添加潤滑油3.下列哪一個物體沒有受到摩擦力的作用？ (A)水平桌面上的蘋果 (B)跑步的人 (C)停在斜坡上的汽車 (D)正穿過靶心的子彈,4.水平面上有一物體的重量40公斤重，若聖文施以10公斤重的水平推力後，物體仍然靜止不動，此時摩擦力為何？ (A)0公斤重 (B)4公斤重 (C)10公斤重 (D)40公斤重5.小明參加夾豆子比賽，當筷子夾住豆子靜止於空中時，豆子不會掉下來的主要原因為何？ (A)筷子與豆子間的靜摩擦力小於豆子的重量 (B)筷子與豆子間的動摩擦力等於豆子的重量 (C)筷子與豆子間的動摩擦力大於豆子的重量 (D)筷子與豆子間的靜摩擦力等於豆子的重量,
