1、第三单元运动和静止1.1什么是运动1.2动还是静1.3快还是慢力2.1力的作用2.2在重力作用下2.3二力平衡2.4摩擦力与我们2.5浮与沉2.6动不了与停不住阴晴冷暖3.1天气变化3.2天气预测3.3气候3.4我国的气候地月运动4.1昼夜晨昏4.2春去秋来4.3盈亏圆缺目录运动的世界3681724274653586330347478813819194100104106第四单元物质与物质变化第三单元运动的世界物质的变化6.1蜡烛消失了6.2燃烧与灭火6.3化合与分解物质的性质7.1常见的固体物质7.2常见的液体物质7.3常见的气体物质材料天地8.1身边的材料8.2金属材料8.3水泥、陶瓷和玻璃
2、8.4塑料、橡胶与合成纤维动物的行为5.1认识动物的行为5.2动物的生存本领5.3动物的交流与合作5.4动物的节律行为5.5动物的行为与人2113117129139143147158161168172夜幕降临，列车停靠在站台上，四周一片寂静这时，世界果真平静下来了吗？不，我们周围的世界每时每刻都在不停地运动。水，空气，生命，地球，宇宙不同的事物具有不同的运动形式和运动规律。让我们一起来探索这个永恒地运动着的世界吧。第三单元什么是运动？运动的形式有哪些？当你坐在行驶的汽车里时，你是运动的还是静止的？如何衡量运动的快慢？1.1什么是运动1.2动还是静1.3快还是慢运 动 和 静 止31运动和静止1
3、.1 什么是运动我们身边的世界，一切都在变化天空中飞翔的小鸟，田野里生长的庄稼，冬天暖洋洋的太阳万物都在运动。运动的世界想一想在发生雷电时，你能观察到哪些运动？读图读图 1.1 图 1.4，思考并回答下列问题：图中的这些现象各包含了哪些运动？它们有什么不同？你能否找出完全不运动的事物？图 1.1雷电图 1.2燃烧图 1.3卫星传播图 1.4瀑布1运动和静止4宇宙间的万事万物都在变化、发展之中。运动就意味着变化。无论是看得见的还是看不见的，感受得到的还是感受不到的，大到星体、宇宙，小到组成物质的微粒，一切都在运动之中。运动的形式多种多样，例如：光运动、电运动、声运动、热运动、机械运动、化学运动和
4、生命运动等。机械运动是最简单的运动形式。运动（motion）是物质世界的根本属性。机械运动想一想卫星绕地球运行，天空中雄鹰翱翔，森林中树叶飘落，原野上小鹿奔跑，马路上车辆疾驶，江面上巨轮航行这些都是我们所熟悉的运动。它们有什么共同的特点？读图读图 1.5 图 1.10，思考并回答下列问题：图中物体的空间位置是否都发生了变化？它们的运动轨迹是否相同？图 1.8滑雪的运动员图 1.10游乐场的过山车图 1.9直线赛道上的赛车图 1.5轨道上运行的卫星图 1.6大街上的车流图 1.7飞行的小鸟51运动和静止当一个物体相对于另一个物体的空间位置发生了变化，则称该物体在做机械运动（mechanical
5、motion）。根据物体运动轨迹的不同，可以把机械运动分为直线运动和曲线运动。运动的转化想一想为什么爆炸声能将玻璃震碎？为什么通电可以使电扇转动？它们的运动形式发生了什么变化？活动观察运动的转化现象1. 用轻质塑料袋做一个热气球，设法使气球升起来。图 1.11上升的热气球使用酒精灯时要注意安全。2. 用轻质纸剪一些纸条，将它们的一端固定在透明塑料盒内。盖上盒盖，在衣服上摩擦。观察发生的现象。图 1.12让纸片 “站起来”1运动和静止6燃烧加热了气球中的空气，使得空气膨胀，一部分空气排出，气球中空气的密度变小。这时，大气的浮力使得热气球上升。正是由于燃烧，才产生了热气球的机械运动。摩擦起电时，机
6、械运动转变为电运动。在日常生活中，人们利用通电的电阻丝发热，将电运动转化为热运动；电风扇则将电运动转化为机械运动。自然界中存在着各种不同形式的运动。各种运动不是孤立的，它们能够相互转化。这是运动的普遍规律之一。1.2 动还是静世界上的万物都在运动、变化之中。然而，我们常常感到很多物体却是静止不动的。例如路边的房屋和树木、教室里的桌椅等等。想一想当你站在路边不动时，站在你身边的同学觉得你是静止的，但从你身边骑自行车路过的人却觉得你是运动的，这是为什么？读图读图 1.13，思考并回答：究竟是谁在动？“是我坐的火车开动了， 还是窗外的火车开动了？”图 1.13谁在动？“是我坐的火车开动了， 还是窗外
7、的树在动？”71运动和静止人们判断某个物体是运动还是静止，必须选择另一个物体作为参考。这个被选作参考的物体叫做参照物（reference object）。如果某物体的位置相对于参照物发生了变化，对这个参照物来说，该物体就是运动的，否则就是静止的。讨论1. 在接力赛跑中，怎样交接接力棒才能使交接的时间最短？图 1.14接力赛图 1.15空中加油2. 空中加油机是一种专门用来在飞行中为其他飞机补充燃油的飞机。在实施空中加油时，两架飞机必须随时调整自己飞行的方向和快慢，以保持完全一致。这是为什么？对物体运动状态的描述是相对的。选择的参照物不同，描述的结果就可能不同。如果两个物体向同一个方向运动，且快
8、慢一样，那么它们之间的相对位置就没有发生改变。因此，以其中任意一个物体为参照物，另一个物体则处于静止状态。这就是静止的相对性。研究地面上物体的运动，常选地面或固定在地面上的物体为参照物，这时参照物可以略去不提。阅读材料航天器交会对接技术茫茫宇宙如此之大，一个刚发射的航天器，怎样才能在浩瀚的太空中，准1运动和静止8图 1.16 “天宫一号” 与 “神八” 对接模拟图确地找到另一个在轨道中运行的航天器并与之成功对接呢？这就要依靠航天器的交会对接技术。所谓交会，即轨道交会，是两个航天器同时到达宇宙空间的同一点，而且在相遇时的相对速度接近于零，即相对静止。交会后，通过专门的对接装置，控制一个航天器与其
9、对接目标另一个航天器相互接触，并将两者连接成一个整体，这就叫对接。航天器的交会和对接，一般分为四个阶段，即地面引导、自动寻找目标、接近和停靠、对接合拢。完成交会和对接一般需要34 小时。两个航天器在太空交会和对接，不仅可使空间站的宇航员来去自由，而且给后勤补给和设备维修带来方便，使空间站得以维持生产经营。航天器交会对接技术在军事上也有着重大的意义。1.3 快还是慢猎豹是跑得最快的动物，而蜗牛却爬得很慢。自然界中做机械运动的物体，其运动的快慢是千差万别的。速度想一想校运动会的百米赛跑通常是如何决定名次的？你还有其他的判断方法吗？实验比较两辆玩具车运动的快慢材料与仪器两辆玩具车，钢卷尺，秒表。91
10、运动和静止图1.17实验材料与仪器步骤1. 每 4 名同学组成一个小组，做好测量和记录准备。2. 先规定好玩具车的行驶路程并做记录，再分别测量两辆玩具车通过该路程的行驶时间。多测几次，算出时间平均值。表 1.1比较两辆玩具车运动的快慢实验记录表行驶路程：实验次数第一次第二次第三次时间 / s时间 /s时间 /s时间平均值 /s甲车乙车3. 先规定好玩具车的行驶时间并做记录，再分别测量两辆玩具车在相同时间内的行驶路程。多测几次，算出路程平均值。表 1.2比较两辆玩具车运动的快慢实验记录表行驶时间：实验次数第一次第二次第三次路程 /m路程 /m路程 /m路程平均值 /m甲车乙车分析与思考1. 甲、
11、乙两车运动的快慢关系是怎样的？步骤 2 和步骤 3 运用的比值定义法物理学中，常用两个基本物理量的比值来定义一个新的物理量，这种方法称为比值定义法，它是建立物理概念的一个重要方法。比值定义法中的两个基本物理量通常是可以直接测量的，称为直接测量量。比值定义法的基本特点是：被定义的物理量往往反映物质（或物体）本身的属性和特征，它是客观存在的，不随定义所用的物理量的大小而改变。应用比值定义法定义物理量的条件是：（1）客观需要；（2）间接反映特征属性的两个物理量可测；（3）两个物理量的比值必须是一个定值。1运动和静止10原理有什么区别？2. 实验过程中为什么要通过多次测量，算出时间和路程的平均值？3.
12、 在生产和生活中，有很多时候需要定量地确定物体运动的快慢，这时可以采取哪些方法？需要测量哪些数据？比较物体运动的快慢有两种方法：一是比较通过相同路程所用的时间，耗时越短的，运动得越快；二是比较在相同时间内通过的路程，通过的路程越长的，运动得越快。物体在单位时间内通过的路程叫做速度（velocity）。它是反映物体运动快慢的物理量，用公式表示为：速度 =路程时间通常用v表示速度，用 表示路程，用t表示时间，则速度公式可以写为：v =在国际单位制中，路程的单位用“米”（meter），时间的单位用“秒”（second），因此速度的单位是“米/ 秒”，单位符号是“/”，读作“米每秒”。在日常生活中，常
13、用的速度单位还有“千米 / 时”，单位符号是“km/”，读作“千米每小时”。1 m/s = 3.6 km/h在日常生活中，我们通常还会使用其他单位。针对被测物体的大小，我们还可采用更大或更小的长度单位，如千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（ m）和纳米（nm）等。它们之间的换算关系为：1km=1000m=103m1m=10dm=102cm=103mm=106m=109nm宇宙学中要用到更大的长度单位光年（ly），1ly等于光在一年中的行程，约为 9.461015m。其他常见的时间单位有小时（h）、分（min）、毫秒（ms）和微秒（ s）等。它们之间的换算关系为：1h=
14、60min=3600s1s=103ms=106s111运动和静止小资料表 1.3常见物体的运动速度物体速度 /（m / s）物体速度 /（m / s）约 240约 1855 1000.001 5 0.005 428 331.2 1.53 5变速运动与平均速度想一想Q97 次列车 13： 08 从北京西站出发，次日 12： 56 到达香港九龙，行程2 475 km。该列车的速度是多少？在列车行驶的全程中，它的运动速度有没有变化？读图为了反映两只蜗牛的运动情况，某人在同一底片上拍摄了一张多次曝光的照片。已知每隔一秒曝光一次（如图 1.18 所示）。思考并回答：图中 A，B 两只蜗牛在每一段相等的时
15、间内爬过的路程各有什么特点？图1.18A，B两只蜗牛的运动情况示意图AB1运动和静止12如果物体沿直线运动，且在任何一段相等的时间内通过的路程都相等，这样的运动称为匀速直线运动；如果在相等的时间内通过的路程不相等，这样的运动就是变速运动。一般情况下，物体的运动速度是变化的。例如汽车在上坡时速度会减慢，火车进站和出站时的速度小于在两站之间的运动速度。自然界中的大多数物体在做变速运动。对于做变速运动的物体，用它在某一段时间内通过的路程除以这一段时间，得到的是物体在这段路程上（或在这段时间内）的平均速度（average velocity）。因此，用速度公式（v =）算出来的是物体的平均速度。对于做匀
16、速直线运动的物体来说，速度公式则能准确地计算它在运动过程中任意时刻的速度。讨论图1.19公路交通标志1. 甲、乙两地间的公路全长120km，公路最高限速为 60 km / h。某司机一天14： 00 从甲地出发，当天 16： 00 到达乙地，途中被自动测速计记录到超速违章一次。司机申辩，他用了两小时走完全程，时速恰好是 60 km / h，并没有超速违章。你认为司机的话有道理吗？2. 你知道图 1.19 中的两个交通标志的含义吗？在遵守交通规则的前提下，汽车从标志牌处到下一个出口最快要几分钟？131运动和静止技能长度的测量在长度的测量中，我们常用的工具有刻度尺、卷尺、游标卡尺和螺旋测微器等。下
17、面以刻度尺为例介绍长度的测量方法。在测量前，首先观察刻度尺的零刻线是否磨损，量程以及分度值是多少。图 1.20正确读数的方法测量时，零刻线要与被测物体的一端对齐。如果零刻线磨损了，则应将其他未被磨损的刻度线与之对齐，同时刻度尺上有刻度的一边应紧贴并平行于被测物体。末端读数与起点读数之差，就是被测物体的长度。读数时，视线应与尺面垂直。在物理实验中，往往要求长度的测量比较精确，此时，就要进行估读，即读到分度值的下一位。米尺或三角板刻度的最小单位是毫米，用它们只能准确地读到毫米，毫米以下为估读单位。例如：图1.20中的钉子长3.49cm，小数点后的第二位0.09cm即是估读出来的，它表示用这种测量仪
18、器得到的数据从小数点后第二位开始就不精确了。无论用什么测量仪器，只能读得一位估读位。时间的测量在时间的测量中，我们常用的工具有秒表、手表和电子表等。图1.21常见的计时仪器机械秒表有两根针，长的为秒针，短的为分针。表的上端有一个按钮，可用它启动秒表、停止秒表和恢复零点。秒表的使用方法如下：使用前，检查秒表指针是否在零点。若不在零点，读数时须加上或减去此值。1运动和静止14握住表体，用拇指或食指按一下按钮，表开始走动。按第二下，秒针与分针全部停止，即可读数。按第三下，秒针和分针均返回零点。反馈与评价问题反馈1. 下列运动中不属于生命运动的是（）。A. 植物的茎尖向上伸展B. 夕阳西下C. 向日葵
19、向着太阳转动D. 母羊生小羊2. 一首歌中唱道： “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”前后两句中物体的运动分别是以和作为参照物的。3. 猎豹奔跑的速度最高可达 40 m/s，旗鱼的游速最高可达 108 km/h，褐海燕飞得最快时每分钟能飞 5 km。如果这三种动物在一起比赛，冠军是，亚军是。456 （cm）图1.22测量长度4. 如图 1.22 所示，根据长度的测量方法，读出被测物体的长度是cm，它精确到。5. 运动的形式是多种多样的，日常生活中有很多运动形式发生转化的现象。例如：电饭煲将电运动转化为热运动，电扇将电运动转化为机械运动。观察生活中的运动转化现象，并举几例说明。科学思考1. 地球
20、同步通信卫星虽然绕地球转动，但地球上的人却看到它在空中静止不动。你能解释这一现象吗？2. 龟兔赛跑是一则著名的寓言。请你分析在这段赛程中，乌龟和兔子相比较，谁的平均速度大？为什么？3. 古人和现代的人们是如何测量时间的？测量时间的工具是如何发展变化的？请你说出你所知道的测量时间的工具，并谈谈这些工具的发展对于科技进步有什么重要的意义。科学探究同学们利用假期坐汽车到外地旅游。在汽车上，小明提出一个问题：谁能设法估测出汽车的平均速度？大家积极思考，想出了很多办法。小刚的办法是这样的：观察高速公路旁的里程碑，通过里程碑上标示的里程数可以知道汽车行驶的里程。利用手表记下时间t内汽车通过的路程（s2s1
21、）（s2为计时结束时的里程数，s1为计时开始时的里程数）。则汽车的平均速度为 v=（s2s1）/t。你认为小刚的方法还可以改进吗？如何得出更准确的结果？请谈谈你的看法并提出其他测量方案。151运动和静止本章要点运动电运动化学运动生命运动直线运动曲线运动匀速直线运动变速运动v=st光运动声运动热运动机械运动举例按轨迹分类按速度分类公式速度- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
22、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -概念图1. 运动是物质世界的根本属性。自然界中物质的运动形式多种多样，有光运动、电运动、声运动、热运动、机械运动、化学运动以及生命运动等。不同形式的运动可以相互转化。2. 当一个物体相对于另一个物体的空间位置发生了变化，则称该物体在做机械运动。在机械运动中，要判断一个物体是运动还是静止，需要选择参照物。一般来说，选取的参照物不同，对物体运动状态的描述也不同。物体的静止是相对的。3. 如果物体沿直线运动，且在任何一段相等的时间内通过的路程都相等，这样的运动称为匀速直线运动；如果在相等的时间内通过的路程不相等，这样的运
23、动就是变速运动。4. 反映物体运动快慢的物理量是速度，它表示物体在单位时间内通过的路程。速度的公式是：v=。在匀速直线运动中，用速度公式算出来的就是物体在运动过程中任一时刻的速度。在变速运动中，用速度公式算出来的是物体的平均速度。力力是什么？力能做什么？如何描述、测量力？枝头成熟的苹果为什么会落向地面？运动着的物体为什么会停下来？摩擦力有哪些作用？悬挂在空中的物体为什么不会掉下来？急速行驶的汽车为什么不能在瞬间停下来？2.1力的作用2.2在重力作用下2.3二力平衡2.4摩擦力与我们2.5浮与沉2.6动不了与停不住172力2.1 力的作用你听说过“拔山之力”、“缚鸡之力”的说法吗？这些有关力的描
24、述你也许并不陌生。生活中力的现象无处不在，它对我们的生产和生活都有非常重要的作用。力是什么想一想你看得见力吗？你怎么知道力的存在呢？读图读图 2.1 图 2.6，思考并回答：这些生活中常见的力的现象说明了什么？图2.2电磁起重机图2.5物体随着传送带运动图2.1树根撑破水泥地面图2.4瀑布图2.3拉力器图2.6举重2力18植物生长时，树根的力量可以撑破水泥地面；电磁起重机可以自如地吸起或放下钢铁；拉力器使我们感受到弹力；瀑布之所以向下倾泻是因为存在重力；箱包之所以随传送带运动是因为存在摩擦力力的现象无处不在。这些常见的力的现象中，都存在一个物体对另一个物体的作用。力（force）是物体对物体的
25、作用。自然界中最常见的力有重力、摩擦力、弹力和浮力等。力的作用是相互的想一想人为什么能蹦起来？鱿鱼为什么能在水中快速游动？火箭为什么能冲上天空？用力拍一下同学的肩膀，同学会觉得痛，你的手也会感到痛，这是为什么？活动制作喷气“飞机”准备长形气球、细线、橡皮筋、吸管、几根不同粗细的空塑料管、透明胶和剪刀等材料和工具。图 2.7喷气 “飞机”如图 2.7 所示，将穿有吸管的细线的两端固定，组装一个喷气“飞机”。选择粗细不同的塑料管作为气球的喷嘴，比较“飞机”飞行的速度有什么不同。分析与思考喷气“飞机”为什么能向前冲？不同粗细的喷气管对喷气“飞机”的速度有影响吗？192力人能够蹦起来，是因为人使劲向下
26、蹬地时，地给人一个向上的力；鱿鱼之所以能在水中迅速游动，是因为当鱿鱼从腹腔喷出水时，水流会给鱿鱼一个与喷水方向相反的作用力，推动鱿鱼快速游动；火箭能够飞向天空，是因为燃料燃烧向下喷射气体的同时，喷出的气体对火箭产生了向上的推力；你用力拍同学的肩膀时，你的手也会感到痛，是因为同学的肩膀也会给你的手一个反作用力。实验证明，力的作用是相互的。当一个物体对另一个物体施力时，同时也受到后者对它的反作用力。力的作用效果想一想物体受到力的作用时会发生怎样的改变？读图图 2.8 图 2.12 所示的各种情景中，都存在物体对物体的作用。从中你可以看出力有怎样的作用效果？图 2.11雪压弯树枝图 2.12书压弯隔
27、板图 2.8发球足球运动员正在发球， 脚对球的作用力使球从静止状态开始运动。图 2.9接球守门员迅速接住飞来的球，手对球的作用力使球从运动到静止。图 2.10头球运动员用头顶球， 使球的运动方向发生改变。2力20物体由静止变为运动，由运动变为静止，以及运动快慢或运动方向的变化称为运动状态的变化。力能使物体的运动状态发生改变。力还能使物体的形状发生改变。讨论折一个纸飞机，并将它扔向空中。在这个过程中力起了什么作用？两个物体一定要相互接触才能发生力的作用吗？弹力想一想你听说过“百步穿杨”的故事吗？你知道箭是被什么力射出的吗？读图读图 2.13 图 2.15，思考并回答：盒子中的小人为什么会自己跳出
28、来？小朋友为什么能跳得那么高？摩托车减震器是怎么工作的？它们具有什么共同特性？图 2.13装有弹簧的玩具图 2.14蹦床图 2.15摩托车减震器减震器212力物体受到外力的作用后形状发生了改变，而去掉外力后又能恢复原来的形状，物体的这种性质叫做弹性。物体发生弹性形变时，会产生一种企图恢复原来形状的力，这种力就是弹力（elastic force）。力的大小想一想力有大小吗？我们怎样知道力的大小呢？实验用弹簧测力计测量力材料与仪器一根头发，木块，支架，长木板，弹簧测力计。步骤1. 把弹簧测力计挂在支架上。观察每一小格表示多少牛，它的量程是多少。2. 用手拉挂钩，使指针分别指到 1 N 和 5 N。
29、感受一下，1 N 和 5 N的力有多大。3. 在水平放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速前进，读出拉力的大小。4. 在倾斜放置的长木板上，用弹簧测力计拉木块匀速上升，读出拉力的大小。5. 把一根头发拴在弹簧测力计的挂钩上，用力拉头发，读出头发被拉断时拉力的大小。分析与思考1. 使用弹簧测力计时有哪些注意事项？2. 实验过程中，采用什么方法能使测得的结果更加准确？2力22图 2.161 N 的力有多大用手托起100 mL 的水，所用的力大约就是 1 N。为了定量地确定力的大小，必须规定力的单位。在国际单位制中，力的单位是牛顿（newton） ，简称“牛” ，用字母 N 表示。它是为了纪念伟大的
30、科学家牛顿而命名的。用来测量力的工具称为测力计，实验室常用的测力计是弹簧测力计。阅读材料牛顿图 2.17牛顿牛顿（Isaac Newton，16431727），英国物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家。在力学上，他在概括和总结前人研究成果的基础上，通过自己的观察和实验，提出了“三大运动定律”，并发现了“万有引力定律”；在热学上，他系统地表述了冷却定律；在光学上，他发现白光是由各种不同颜色的光构成的，还创立了光的“微粒说”；在天文学上，他发明了反射望远镜；在数学上，他发现了二项式定理，发明了微积分，还从数学上论证了万有引力定律。作为举世公认的卓越的科学巨匠，牛顿谦逊地说： “如果说我比别人看得
31、远些，那是因为我站在巨人的肩上。”力的示意图想一想力除了有大小外，还有哪些特点？怎样才能形象地描述力？232力活动探究力的大小、方向和作用点1. 如图2.18所示，试着从不同的方向推木箱。从什么方向更容易将木箱推动？图 2.18力的方向图 2.19力的作用点2. 如图 2.19 所示，将一块砖直立在桌面上。通过砖的哪一点用力更容易将它推倒？力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。我们把力的大小、方向和作用点称为力的三要素（力通常用 F 来表示）。在物理学中，通常用一根带箭头的线段表示力：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。这
32、样的图叫力的示意图。在同一幅图中，力越大，线段越长。有时还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。这样，用一根带箭头的线段就把力的大小、方向、作用点都表示出来了。MF图 2.20力的示意图课外活动用图 2.21 中给出的材料设计制作一个简易测力计。方法如下：2力241. 橡皮筋未挂重物时，在木板上标出零刻度线。图 2.21自制测力计的材料 （参考）2. 将 50 g 的钩码挂在橡皮筋上，在木板上标出 0.5 N 刻度线（一般情况下，在地球上 50 g 的钩码产生的拉力为 0.5 N）；依次再挂上若干个 50 g 的钩码，分别记下 1 N，1.5 N，2 N 等刻度线。分析与思考1. 在制
33、作简易测力计的过程中，钩码能无限地加下去吗？为什么？2. 在上面的活动中，若想制作一个更精确的测力计，你应该如何改进？3. 你还知道哪些测力计？2.2 在重力作用下成熟的苹果会从树上掉下来，向空中抛出的球总会落回地面地球上的所有物体都会受到同一种力的作用。重力想一想图 2.22地球上的人看图 2.22，想一想，人为什么能站在地面上而不是悬浮在空中？读图读图 2.23 和图 2.24，思考并回答：生长在地球上的豆苗整整齐齐，而生长在太空中的豆苗却东倒西歪，这是为什么？252力图 2.23生长在地球上的豆苗图 2.24生长在太空中的豆苗地球表面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力（gravi
34、ty）。重力的方向总是竖直向下的。地球上的物体都会受到重力的作用。重力的大小简称物重，可以用弹簧测力计直接测量，它的单位是牛顿（N）。地球上的一切生物都受到重力的影响，并且适应了在重力环境下的生长和生活。地球上的崇山峻岭、江河湖海，无一不在重力的作用下呈现着它们的面貌。人类的生产和生活同样离不开重力。重力与质量想一想日常生活中人们常说某物体重多少千克，实际上是指该物体的质量是多少千克，并不是它所受重力的大小。那么重力的大小与质量有什么关系呢？活动利用弹簧测力计研究重力与质量的关系准备一只弹簧测力计和若干个质量均为 100 g 的钩码。依次在弹簧测力计下挂钩码个、个、个测出它们受到的重力，并计算
35、重力与质量的比值。将测量和计算的结果填在表 2.1 中。2力26表 2.1研究重力与质量的关系记录表钩码质量 / kg重力 / N重力质量/（ / kg）0.10.20.30.40.5物体的质量越大，所受到的重力也越大，而且重力与质量的比值是一个定值。用 g 表示这个值，则=重力质量= 9.8 N / kg，它表示质量为 1 kg 的物体受到的重力为 9.8 N。粗略计算时，可取= 10 N / kg。通常用G表示重力，m表示质量，则重力与质量的关系可写成Gmg，这说明物体受到的重力和它的质量成正比。阅读材料重心地球吸引物体的各个部分。但是，对于整个物体，从效果上看，我们可以认为各个部分受到的
36、重力作用集中于一点，这个点叫做物体的重心。质地均匀、外形规则的物体的重心在它们的几何中心上。如正方形薄板的重心在两条对角线的交点，球的重心在球心，粗细均匀的棒的重心在它的中心。GGG图 2.25重心及重力的示意图272力只有地球上才有重力吗图 2.26在月球上的宇航员无论是在地球上，还是在其他星体上，物体都会因星体的吸引而受到重力。物体在某处所受重力的大小是由星体与物体的质量决定的。如果到月球上去，你受到的重力只有地球上的 1/6。所以，在月球上，你会觉得轻飘飘的。如果你用在地球上走路时的力向后蹬地，月球表面给你的反作用力会使你很难站稳，所以宇航员在月球上是小心地蹦着“走路”的。同一物体在不同
37、星体上所受的重力各不相同。质量为 1 kg 的物体在太阳系中不同星体上所受的重力见表 2.2。表 2.21 kg 物体在太阳系中不同星体上所受的重力星体月球水星火星天王星金星土星地球海王星木星重力/N1.623.603.768.308.509.059.8011.022.92.3 二力平衡我们可以看到许多相对于地面保持静止或者匀速直线运动的物体，如放在教室里的书桌、挂在枝头不动的梨、沿直线匀速行驶的火车、竖直匀速下落的伞兵等等。这些物体都受到了力的作用，却保持着平衡状态。平衡状态想一想天花板上的吊灯受到了重力的作用吗？它为什么不会掉下来？2力28活动探究力的平衡1. 如图 2.27 所示，用手提
38、着挂有 100 g 钩码的弹簧测力计在空中静止不动，记下弹簧测力计的读数 F1。2. 如图 2.28 所示，用手提着挂有 100 g钩码的弹簧测力计缓慢地匀速上升，记下弹簧测力计的读数 F2。图 2.27手提弹簧测力计静止不动图 2.28手提弹簧测力计缓慢地匀速上升分析与思考1. 当弹簧测力计和钩码在空中静止不动时，钩码受到哪些力的作用？2. 当弹簧测力计和钩码缓慢地匀速上升时，钩码受到哪些力的作用？3. F1与 F2的大小关系如何？当物体保持静止或匀速直线运动状态时，我们就说物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体所受到的力称为平衡力。如果物体只受到两个力且处于平衡状态，就叫做二力平衡。二力平衡
39、的条件想一想作用在一个物体上的两个力，符合什么条件才能使物体处于平衡状态呢？292力实验图 2.29实验器材与装置研究二力平衡的条件材料与仪器一个直径约 5 cm 6 cm的轻质塑料瓶盖，细线，一块木板，两个滑轮，三个质量相同的钩码。步骤1. 在瓶盖某一直径的两端各钻一个小孔并系上细线，实验过程中始终保持瓶盖的初始位置在木板的竖直中央线上。2. 在滑轮两边的细线上挂上不等重的钩码，观察瓶盖的运动状态。然后在滑轮两边的细线上挂上等重的钩码，小心操作，保持瓶盖静止。3. 在滑轮两边的细线上挂上等重的钩码。将瓶盖竖直向下拉一段距离，然后松开手，观察瓶盖的运动状态。4. 在滑轮两边的细线上挂上等重的钩
40、码。将瓶盖在竖直平面上扭转一个角度，使两条细线相互平行，然后松开手，观察瓶盖的运动状态。图 2.30研究二力平衡的条件分析与思考1. 在步骤 2 中，两边挂不等重的钩码时，瓶盖如何运动？这时，作用在瓶盖上的两个力的大小和方向如何？两边挂等重的钩码时，作用在瓶盖上的两个力的大小和方向又是怎样的？2. 在步骤 3 中，瓶盖的运动状态是怎样的？3. 在步骤 4 中，刚松手时，作用在瓶盖上的两个力有什么关系？松开手后，瓶盖又是怎样运动的？2力30由上面的实验可知：仅当作用在瓶盖上的两个力大小相等，方向相反，而且在同一条直线上时，瓶盖才保持静止状态。作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且
41、在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。如果物体在两个力的作用下做匀速直线运动，那么这两个力也是大小相等，方向相反，且在同一条直线上。可见，静止和做匀速直线运动的物体都受到平衡力的作用。2.4 摩擦力与我们当你走路时，鞋底与地面产生了摩擦力；当你吃饭时，手与筷子产生了摩擦力；当你写字时，笔尖与纸产生了摩擦力摩擦力无处不在，且深深地影响着我们的生活。摩 擦 力想一想当你走路、骑车、穿衣、吃饭时，如果一切物体表面都是光滑的，你会怎样呢？读图读图 2.31 图 2.33，思考并回答下列问题：1. 小猴为什么不会掉下来？重力和什么力平衡？2. 人推桌子，桌子不动，推力和什么力平衡？3. 汽车匀速前进，牵引
42、力和什么力平衡？312力图 2.31小猴抱住椰树图 2.32人推桌子， 桌子不动图 2.33汽车匀速行驶当相互接触的两个物体发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上会产生阻碍这种运动或运动趋势的力，这种力叫做摩擦力（frictionforce）。在相对运动中产生的摩擦力称为动摩擦力，如运动中的车轮与地面产生的摩擦力；存在相对运动趋势，但相对运动还未发生时产生的摩擦力称为静摩擦力，如站在扶梯上的人与扶梯表面产生的摩擦力。由于两个物体间的相对运动有滑动和滚动，所以动摩擦力可分为滑动摩擦力和滚动摩擦力，如滑行中的滑雪板与雪之间的摩擦力为滑动摩擦力，滚动的足球与地面之间的摩擦力为滚动摩擦力。图 2
43、.36滑雪的运动员图 2.37滚动的足球图 2.34行驶的摩托车图 2.35扶梯上的乘客2力32影响摩擦力大小的因素想一想分别在书桌表面和玻璃表面慢慢地推动同一本书，在哪种表面上推书省力？为什么？实验研究摩擦力的大小和哪些因素有关图 2.38实验材料与仪器材料与仪器长木板，砂纸，物理小车，大砝码，弹簧测力计。步骤1. 用弹簧测力计拉着物理小车在以下四种情况下（见表 2.3）做匀速直线运动，记录弹簧测力计的示数。2. 根据二力平衡的条件，计算出物理小车在四种情况下分别受到的摩擦力，并记录在表 2.3 中。表 2.3不同条件下物理小车受到的摩擦力记录表不同的条件弹簧测力计的示数 / N物理小车受到
44、的摩擦力 / N用弹簧测力计拉着物理小车（倒置）在长木板上匀速前进。用弹簧测力计拉着物理小车（倒置）在砂纸上匀速前进。在物理小车（倒置）上加一个大砝码，用弹簧测力计拉着物理小车在砂纸上匀速前进。在物理小车上加一个大砝码，用弹簧测力计拉着物理小车在砂纸上匀速前进。332力分析与思考1. 哪种条件下小车受到的力是滑动摩擦力？哪种条件下小车受到的力是滚动摩擦力？2. 摩擦力的大小和哪些因素有关？摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。摩擦力的大小还与作用在物体表面的压力有关，表面受到的压力越大，摩擦力就越大。用滚动代替滑动可以使摩擦力大大减小。摩擦力的利与弊想一想摩擦力有什么作
45、用？在生产和生活中，哪些摩擦力是必需的？哪些摩擦力会造成危害？读图读图 2.39，思考并回答：人们分别采取什么措施来增大或减小摩擦力？你能举出其他实例吗？图 2.39增大或减小摩擦力的方法轮胎鞋底刹车自行车的刹车气垫船给合叶加润滑油在轴承中加滚珠旱冰鞋2力34在日常生活中，穿衣、吃饭、走路都离不开摩擦力。用铅笔在纸上写字，就是利用铅笔和纸面之间的摩擦力。但摩擦也会带来危害。例如：摩擦会使工件受损，摩擦造成的高温还有可能带来安全事故。因此，减小有害的摩擦力是非常必要的。常用的减小摩擦力的方法有：使接触面变光滑；将滑动改为滚动；使两个互相接触的摩擦面彼此分开，如在两个相互接触的物体间加一些润滑油、
46、利用压缩气体形成的气垫将两个物体隔开等等。课外活动调查自行车、汽车、火车的哪些部位需要增大摩擦力，哪些部位需要减小摩擦力，增大或减小摩擦力的措施分别有哪些。表 2.4改变摩擦力的情况调查表需要改变摩擦力的部位增大或减小摩擦力改变摩擦力的措施自行车汽车火车调查人：时间：2.5 浮与沉鸭子可以浮在水面，铁钉会沉到水底，而潜水艇却可以自由地上浮或下潜所有浸在水中的物体，都受到了水给它们的一个向上的力。352力浮力想一想图 2.40曹冲称象钢铁巨轮能够平稳地行驶在海洋上，可是扔到水中的铁钉却很快沉到水底。是什么力量使巨轮浮在水上呢？沉入水中的铁钉是否也受到这种力量的作用呢？你一定听说过曹冲称象的故事，
47、曹冲利用什么原理称出了大象的质量？实验探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系材料与仪器弹簧测力计，溢水杯，小桶，小铁块，小木块。步骤1. 用弹簧测力计分别测出小桶和小铁块所受的重力。2. 将小铁块挂在弹簧测力计上，浸入盛满水的溢水杯中，用小桶接从溢水杯中溢出的水。读出此时弹簧测力计的读数，计算出小铁块所受浮力的大小。图 2.41探究物体所受浮力的大小与其排开液体所受重力的关系3. 用弹簧测力计测量盛了水的小桶所受的重力，并计算出溢入小桶中的水所受的重力。4. 比较铁块所受的浮力与溢出的水所受的重力的大小关系。5. 再取一木块，按照以上步骤测量。2力366. 比较木块所受的浮力与溢出的水所受
48、的重力的大小关系。分析与思考1. 能否用一个能溶于水的小物体来做此实验？2. 实验显示物体所受的浮力与排开的液体所受的重力有什么关系？浸入水中的物体变“轻”了，这是因为物体受到水对它向上托的力。同样，放在其他液体中的物体也会受到液体对它向上托的力。这个向上的托力称为浮力（buoyancy）。浮力的方向总是竖直向上的。实验发现：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。这就是著名的阿基米得原理（Archimedes principle），用公式表示为：F浮= G排=液gV排其中，液指液体的密度，V排指物体排开液体的体积。阿基米得原理不仅适用于液体浮力的计算，也适用于
49、气体浮力的计算。浸入气体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的气体所受到的重力。讨论图 2.42船与吃水线吃水线又称船舶载重线，它的含意是什么？物体的浮沉想一想潜水艇能够潜入水底，也能够浮出水面。影响物体浮沉的因素有哪些？372力活动下沉的塑料瓶材料盛水的桶，空塑料瓶，细沙。步骤1. 往塑料瓶中装入少量细沙，然后将塑料瓶放入水桶，使它竖直浮在水中。观察它浮在水面的位置，并在瓶外壁做上记号。2. 再往塑料瓶中装入少量细沙，然后将塑料瓶放入水桶，观察它浮在水面的位置，并在瓶外壁做上记号。3. 重复步骤 2，直到塑料瓶沉到水底。漂浮的橡皮泥材料盛水的盆，两块相同的橡皮泥。步骤1. 将一块橡
50、皮泥揉成团，放入水中，观察它的浮沉情况，并记录观察结果。2. 将另一块橡皮泥捏成碗状，碗口向上放入水中，观察它的浮沉情况，并记录观察结果。分析与思考比较两个活动，分析物体的浮沉与哪些因素有关。重力浮力浮力浮力重力重力F 浮GF 浮GF 浮G图 2.43物体的浮沉2力38浸在液体中的物体，既受到浮力的作用，又受到重力的作用。当浮力小于重力时，物体就会下沉；当浮力大于重力时，物体就会上浮；当浮力等于重力时，物体静止不动，处于悬浮或漂浮状态。讨论图 2.44仰卧在水面的游客死海位于约旦西部的西亚裂谷中，是一个内陆盐湖。因死海中含有大量的盐类，除某些耐盐细菌及藻类外，水生植物和鱼类等生物不能生存，故得
