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第七章 力（知识清单）
思维导图
第一节 力一、力
1. 概念：力是物体对物体的 ，用F表示。
2. 施力物体与受力物体
发生作用的两个物体，一个是 物体，另一个是 物体。施力物体与受力物体同时存在。
3. 产生力的条件：至少要有两个物体；物体间要有相互 。
（1）相互接触的物体不一定有力的作用；
（2）不接触的物体之间可能有力的作用，如空中的物体受到的重力，磁铁吸引铁球的力等。
4. 力的单位
（1）国际单位：力的单位是 （牛），用符号N表示。
（2）感知一些力的大小：托起两个鸡蛋用力约 N；拿起物理课本用力约2N；拿起500ml瓶装
矿泉水用力约5N；托起一个篮球所用的力约为5N；一名中学生对地面的压力约 N。
二、力的作用效果
1. 力可以使物体发生 。如拉伸、压缩、弯曲、扭转等。
2. 力可以改变物体的 。运动状态的改变包括由静止到运动，由运动到静止，速度大小或运
动方向发生变化。
三、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素：力的 、 、 叫作力的三要素。
2. 理解力的三要素
（1）任何一个力都有大小、方向和作用点三个因素。
（2）力的三要素中，当其中的任何一个要素改变时，力的作用效果就会随之改变。
（3）因为力的三要素决定了力的作用效果，所以我们描述一个力时，就必须指明该力的三要素。
四、力的示意图
1. 力的示意图：物理学中通常用一条带 的线段来表示力，这样的图称为力的示意图。
2. 画力的示意图的步骤
（1）确定研究对象，即受力物体；
（2）确定力的作用点，作用点一定在受力物体上，可以在受力物体的中心，也可以在与施力物体接
触表面的中心。
（3）确定力的方向：从力的作用点沿力的方向画一条线段，在线段末端画上箭头表示力的方向。
（4）确定力的大小：从力的作用点沿力的方向所画线段的 表示力的大小，同一物体上受到多
个力时，线段的长度应与力的大小成比例。注意在箭头旁标出力的符号，要标上 和单位。
如图表示的是人用200牛的力沿图中所示方向拉小车时该力的示意图。力的示意图 力的作用是相互的
五、力的作用是相互的
1. 物体间力的作用是相互的。例如，人穿上旱冰鞋推墙时，对墙施加了一个向 的作用力；同时
人后退，表明墙对人也施加了一个向左的 。
大量事例说明：当一个物体对另一个物体施力的同时，另一个物体也同样对它施加力的作用，这两个
力是同时发生的，也就是说：物体间力的作用是 的。
2. 理解力的相互性
（1）施力物体与受力物体
物体间力的作用是相互的，说明施力物体、受力物体是相对而言的，施力物体和受力物体也是同时存
在的，要确定是施力物体，还是受力物体，一般由研究对象来决定。
例如，我们研究放在桌面上的书受到的支持力，书就是 物体，支持书的桌面就是 物体；
要研究书对桌面的压力，则桌面为研究对象，即 是受力物体， 是施力物体。
（2）相互作用力的同时性：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。例如，
运动员用脚踢球的过程，球受到脚的力的作用，同时脚也受到球的力的作用；当球飞离脚时，球 脚
的作用力，同时脚也 球的作用力（均选填“受”或“不受”）。
（3）物体间的相互作用力的性质是相同的，但各有各的作用效果。
3. 作用力与反作用力（拓展）
物体间力的作用是相互的，彼此间的力分别叫做作用力与反作用力。作用力与反作用力的大小 ，
方向 ，且在同一条 上，但分别作用在 物体上。该规律也叫牛顿第三定律（高中）。
4. 利用力的相互性解释有关现象
（1）火箭升空：火箭对喷出的燃气有向 的推力，因为物体间力的作用是相互的，所以燃气会
对火箭有一个向 的反推力，使火箭加速向上运动（均选填“上”或“下”）。
（2）走路：人走路时，脚用力向后方蹬地，对地面有向 的力的作用，同时地面对脚产生一个
反向的向 的作用力，人在这个反向作用力的作用下前行。
（3）游泳：人游泳时，手用力向后方划水，对水有向 的力的作用，同时水对人产生一个向 的
作用力，人在这个反向作用力的作用下前行。
第二节 弹力
一、弹力
1. 弹性形变和弹性（1）弹性形变：手压气球，气球会变形；手压弹簧，弹簧会缩短；手拉橡皮筋，橡皮筋会伸长。物
体形状的改变，叫作形变。如果形变的物体在撤去外力后能恢复 ，那么该物体所发生的这种形变叫
作弹性形变。
（2）弹性：物体受力时会发生形变，不受力时又恢复原来的形状，物体的这种性质叫作弹性。例如
弹簧、气球等发生的形变。
物体的弹性有一定的限度，超过这个限度，撤去力后物体也不能恢复原状。例如使用弹簧时不能超过
它弹性限度，否则会使弹簧损坏。
（3）塑性：有些物体，形变后不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种特性叫作塑性。例如橡皮
泥、铝线等发生的形变。
2. 弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生 的作用，这种力叫作弹力。
3. 对弹力的理解
（1）弹力产生的条件：一是两物体直接 ；二是物体间要发生 。二者缺一不可。弹力是
接触力，物体间不接触不会产生弹力，但相互接触的物体间不一定产生弹力。
（2）常见的弹力：我们平时所说的推力、拉力、压力和支持力，都属于弹力的范围。
（3）弹力的大小：在弹性限度内，物体弹性形变程度越大，其产生的弹力越 。
（4）弹力的施力物体与受力物体：弹力是由于物体发生弹性形变而产生的，因此弹力的施力物体是
发生形变的物体，受力物体是与它接触使其形变的物体。
（5）弹力的方向：物体间的弹力方向都与接触面 ，与物体 的方向相反，即与物体恢复
原状的方向相同，或与使物体发生形变的力的方向相反。
实例分析：以足球放在木板上为例，分析足球和木板间发生的弹力情况。
以足球为研究对象：因为足球使木板发生了弹性形变，木板要恢复原状，所以会对足球产生一个竖直
向 的弹力，习惯叫支持力F 。
支
以木板为研究对象：因为木板使足球发生了弹性形变，足球要恢复原状，所以会对木板有一个竖直向
的弹力，习惯叫压力F 。
压
因为物体形变的方向与水平面垂直，所以足球放在水平木板上时，足球和木板间的弹力方向都与水平
面垂直。
（6）几种常见的弹力
①压力：作用点在被压物体的表面，方向垂直于接触面指向被压物体。
②绳的拉力：作用点在绳与被拉物体的接触点上，方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。
③支持力：作用点在支持物体与被支持物体的接触面上，方向垂直于接触面，指向被支持物体。A对斜面的压力 绳子的拉力 斜面对物体的支持力
二、弹簧测力计
1.测力计：测量力的大小的工具叫作测力计。人们制造了多种类型的测力计，广泛应用于生活、生产
和科学实验中。物理实验室中常用的测力计是 。
2. 弹簧测力计
（1）弹簧测力计的构造：弹簧测力计的主要构造有弹簧、指针、刻度盘、挂钩等。如图所示是实验
室常用的一些弹簧测力计。
一些弹簧测力计
（2）弹簧测力计的使用方法
①认清量程和分度值：加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值，否则会损坏弹簧测力计。
如图所示，弹簧测力计的量程为 N，分度值为 N，示数为 N。
②检查零刻度线：检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上，若不在，调节弹簧测力计，使指针与
零刻度线重合。
③沿弹簧的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次，放手后观察指针能否回到 的位置，以防弹簧卡壳。
④拉力的方向与 的轴线方向一致，以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦。
⑤读数时，视线要与指针对应的刻度线 。⑥记录数据要带单位。读数时不需要估读。
⑦待测的力（物体）一定要在弹簧测力计的挂钩一端，严禁倒挂。
3. 实验“探究弹簧测力计的测力原理”
【设计实验】本实验需要研究弹簧的伸长量与拉力的关系，拉力的改变通过在弹簧下每次增加两个钩
码（每个钩码对弹簧的拉力均为0.5N）来实现；弹簧的伸长量通过利用刻度尺测量弹簧的长度得出，装置
如图所示。
【实验器材】弹簧、钩码（数个）、铁架台、刻度尺等。
【进行实验】
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
拉力F/N 0 1 2 3 4 5 6
弹簧伸长量
0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40
ΔL/cm
（1）将弹簧悬挂在支架上，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L，即原长，记入表格中；
0
（2）在弹簧下挂2个钩码，通过刻度尺读出弹簧的伸长量△L，记入表格中。
（3）在弹簧下每次增加2个钩码，通过刻度尺读出每次弹簧的总伸长量，记入表格中。
（4）实验完成后，将所有钩码取下，观察弹簧的形状。
【数据处理】根据实验数据，以拉力F为横坐标，弹簧的伸长量ΔL为纵坐标，画出弹簧伸长量ΔL与
弹簧受到的拉力F的关系图象。
【分析论证】分析图像可知，在0～6N的范围内，图像是一条过原点的倾斜的直线，说明弹簧的伸长
量与拉力的大小成 。
【实验结论】通过实验可以发现，在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长，且弹
簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比，这就是弹簧测力计的测力原理。
【交流与评估】当弹簧超过弹性限度时，弹簧的伸长量与所受拉力不再成正比关系，撤去外力，弹簧
也无法恢复到原来的形状。
4. 材料的力学性能
（1）材料的力学性能
材料的力学性能，是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力，通常包括 与 、脆性
与韧性等。无论是何种材料，一般受力时都要发生形变。有的会发生弹性形变，有的会发生塑性形变。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。有些材料当受力达到一定值时，会发生突然断裂，且无
明显的塑性形变，这种性质叫做脆性。例如，轻轻一掰，饼干就会变成碎片。
（2）新材料
随着科技的发展，人们逐渐发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料虽然很轻，而且强度很
高，例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有 记忆功能，用这种材料制作的产品，经过冷却，
可以揉做一团，等到受热后，形状会自动恢复。
第三节 重力
一、重力
1. 定义：由于 而使物体受到的力叫作重力，常用字母G表示，重力的单位为N。
2. 重力的特点
（1）重力的施力物体是 ，受力物体是地球附近的物体。
（2）普遍性：地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止，不论它是固态、液
态还是气态，都要受到重力的作用。
（3）非接触性：重力是非接触力，空中的飞机、树上的苹果都受到重力。
（4）不等性：重力是由于地球的吸引而产生的，但重力不是地球的吸引力，它只是地球吸引力的一
个分力。
二、重力的大小
1. 实验探究：重力大小跟质量的关系
【猜想与假设】通常我们感觉到物体的质量越大，就越重。因此可作出猜想：物体所受的重力与质量
存在一定的关系，物体的质量越大，所受的重力越大。
【实验思路】要测量物体所受的重力，可以将物体悬挂在弹簧测力计上，当物体静止时，弹簧测力计
的示数等于物体所受重力的大小。
物体的质量既可以用天平测量，也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重
力跟质量的关系。
测量钩码所受的重力 探究重力大小跟质量的关系
【实验过程】
（1）把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上，当钩码静止时，读出弹簧测力计的示数，即为钩码所受的重力，记录在表格中。
实验序号 1 2 3 4 5 6
钩码的质量m/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
钩码的重力G/N 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
重力跟质量的比值 N/kg
（2）用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力，记录在表格中。
【分析论证】
（1）数据处理：以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系。描点连线，画出G-m图象。
（2）归纳结论：
①由实验数据可知，当质量成倍增加时，重力也成倍增加，重力与质量的比值 。
②由G-m图像可知，图像是一条过原点的倾斜直线，这是正比例函数图像，说明物体所受的重力跟它
的质量成 。
【实验结论】物体所受的重力跟它的质量成 ，其比值约为9.8Nkg。
如果用G表示重力，m表示质量，g表示重力与质量的比值，地球附近的物体所受的重力跟它的质量
之间的关系可以写成g=G/m。
2. 重力的计算
（1）公式：G= 。
G表示重力，单位是牛顿（N）；m表示 ，单位是千克（kg）；
g=9.8N/ kg，表示质量为1kg的物体在地球上受到的 。
（2）关于g的说明
①g=9.8 N/kg是通常的取值，在地球上的不同位置，其值略有不同，但一般不考虑其变化，精确度要
求不高时，也可以取g=10 N/kg。
②在其他星球上，物体也会受到重力作用，g值与在地球上不同，比如在月球上g =g /6。
月球 地球
（3）使用公式G=mg时应注意以下两点：
①公式中各物理量都必须用国际单位制单位。
②会将公式正确变形，并能灵活运用。如已知物体的重力求质量时，可将G=mg变形为m=G/g。
3. 重力和质量比较
物理量 重力G 质量m由于地球的吸引而
概念 物体所含物质的多少
使物体受到的力
物体所受的重力 质量是物体的属性，与形
影响因素
与质量成正比 状、状态、位置无关
单位 N kg
方向 竖直向下 无方向
测量工具 天平、秤 弹簧测力计
联系 G=mg
4. 一些物体的重力大小：一瓶500ml可乐的重力约 N；物理课本的重力约2N；一个篮球重力约
5N；一个中学生的重力约500 。
三、重力的方向
1. 重力的方向总是 。“竖直向下”理解为与水平面垂直指向地心，不能说成“垂直向下”。
2. 重力方向竖直向下的应用
（1）检查是否竖直：例如建筑工人在砌墙时常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，这是因为悬线
的方向与重力方向在同一直线上，用这种原理来检查墙壁是否竖直，或检查装饰画是否竖直，这种悬挂重
物的细线叫做 线，如图甲所示。
检查是否竖直 简易水平仪
（2）检查是否水平：用如图乙所示自制水平仪（由倒T形平板与铅垂线组成），检查时将水平仪放
在物体表面上，若铅垂线与水平板上的中心刻线（图中红色标记）重合，则说明物体表面是水平的，若铅
垂线偏向刻线的右侧，则表明物体表面左 右 。（选填“高”或“低”）
四、重心
1.重心：物体的每一部分都受到重力作用，对于整个物体，重力作用的表现作就好像它作用在某一个
点上，这个点叫作物体的重心。
2. 对重心的理解
（1）重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。
（2）形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在它的 上。（3）质量分布不均匀的物体，其重心的位置除与物体的形状有关外，还与物体的质量分布有关。
（4）物体的重心不一定在物体上。比如均匀铁环的重心不在环上，而在圆心处，如图所示。
（5）重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关。
（6）有时为了研究问题方便，在受力物体上画力的示意图时，常把力的作用点画在 上。同一
物体受到几个力时，作用点也都画在重心上。
3. 确定重心的方法
（1）悬挂法确定重心：如图甲所示，先在A点把薄板悬挂起来，薄板静止时，所受的重力方向与悬
绳的拉力方向在同一竖直线上，所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线 上。然后在B点把薄板悬挂
起来（图乙），同理知，薄板的重心一定在通过B点的竖直线 上，l 和l 的交点就是薄板 的位
1 2
置。
甲 乙 丙
（2）支撑法确定重心：如图丙所示，把物体放在手指上，仔细调节物体，使其在手指上达到一个平
衡状态，物体的重心与支点在同一条竖直线上，在支点的上方。
五、万有引力
1. 重力的由来
牛顿认为：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相 的力，这就是“万有
引力”。重力正是源自地球对它附近物体的 。
2. 重力与万有引力的大小关系：重力是由于地球附近的物体受到地球的吸引而产生的。但重力的大小并不一定等于地球对物体的吸引力，除在两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处物体的重力
都略小于万有引力。
