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 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！

力對物體的作用 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？ 地球上的物體會受到地球引力的作用，ㄧ旦物體失去 支撐就會往下掉落。 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 英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」。 ◆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。

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。

力對物體的作用 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？ 人力—推、拉、抬、擦……

力對物體的作用 流體傳送動力--風力 ※

流體送傳動力--水力 浮力

力對物體的作用 彈力

力對物體的作用 獸力 磁力

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 施力體與受力體兩者必須互相接觸才能產生力的作用 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。

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。 地球引力--如空氣中自由落下的石頭，施 力體為地球、受力體為石頭。

生活中的力--力的作用 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。 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—(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）

總之，力雖然看不見摸不著，但它們卻有ㄧ些可觀察的現象。 力對物體的作用—力的作用 總之，力雖然看不見摸不著，但它們卻有ㄧ些可觀察的現象。 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

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 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—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) 成正比 你發現了什麼？ 法碼重量

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 1635~1672)所提出的理論。 ◆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。 ◆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。

生活中的力—力的測量 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 桿秤 電子秤 磅秤 體重計 彈簧秤 天平

生活中的力—力的測量 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？ 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。

生活中的力—力的測量(實驗) 操作：進行測量玩具車受力大小活動 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 桌面支撐蘋果的正向力 地球對蘋果的引力 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。

生活中的力—力的平衡(實驗) 步驟1.一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。

生活中的力—力的平衡(實驗) 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—認識摩擦力 想一想 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？ 靜摩擦力 施力 木塊 摩擦力 靜摩擦力 當物體推不動時，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。

最大靜摩擦力 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」。 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 最大靜摩擦力 (保持定值) 動摩擦力 推力F 靜止 滑動

生活中的力—摩擦力的大小 想一想 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？ 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。 按ㄧ下 ◆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。

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？ 1 2 3 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。

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。

生活中如何減少摩擦力(討論) 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。 10.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。

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，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