力与运动探究
基础力看不见，却能令物体改变形状、改变快慢和方向；常见的力有推力、拉力、重力、摩擦力、磁力和弹力。用弹簧秤量度、每次只改变一个变项做公平测试，便能找出摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
- 力看不见却真实存在，能改变物体的形状、运动快慢和方向，单位是牛顿。
- 常见的力包括推力、拉力、重力、磁力、弹力和摩擦力。
- 摩擦力随接触面愈粗糙、挤压愈紧而增大；鞋底花纹增加摩擦，上油和滚轮减少摩擦。
文体小知识：科学探究实验报告记录提出问题、假设、实验和结论的过程，教人用公平测试寻找答案。
§课文原文 Passage
1力不能直接看见，却可以从它的效果察觉：用力捏泥胶，泥胶变形——力能改变物体的形状；蹬滑板车令它由静变动、踩刹车令它慢下来——力能改变物体运动的快慢；打乒乓球令球改变飞行方向——力能改变物体运动的方向。力的单位是牛顿，可以用弹簧秤量度。常见的力包括推力和拉力、令物体坠向地面的重力、隔空吸引铁器的磁力、弹簧和橡筋的弹力，以及存在于两个接触面之间的摩擦力。
2摩擦力阻碍物体之间的相对运动，它的大小与接触面的粗糙程度和挤压的松紧有关：接触面愈粗糙、压得愈紧，摩擦力愈大。摩擦力有利也有弊：鞋底的花纹和轮胎的纹路增加摩擦，令人走路和行车稳妥；单车链条上油、机器加轴承，则是减少摩擦令运动畅顺。搬运重物时，用有小轮的箱子推动，比在地上拖拉省力得多，因为滚动摩擦远小于滑动摩擦。
3科学家探究力与运动，讲究公平测试：先提出问题（例如「接触面愈粗糙，摩擦力是否愈大？」），再提出假设，然后设计实验。设计的关键是控制变项——每次只改变要探究的一个条件，其余条件保持不变。例如比较不同表面的摩擦力时，要用同一个木块和同一把弹簧秤，以相同速度匀速拉动，只改变垫在木块下的材料；每种情况量度三次取平均，减少偶然误差，最后根据数据得出结论。
4力与运动的知识在生活处处应用：汽车的安全带和安全气囊在碰撞时以缓冲保护乘客；单车头盔的外壳和内衬吸收撞击力；斜坡令推车上楼更省力；磁悬浮列车以磁力令车身悬浮，摆脱大部分摩擦而高速行驶。认识力的规律，便能设计更安全、更省力的工具和建设。
1重点摘要 Summary
力看不见，却能令物体改变形状、改变快慢和方向；常见的力有推力、拉力、重力、摩擦力、磁力和弹力。用弹簧秤量度、每次只改变一个变项做公平测试，便能找出摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
2生字卡 Vocabulary
能改变物体形状或运动状态的作用，单位是牛顿。
地球吸引物体的力，方向指向地面，令物件下坠。
存在于两个接触面之间、阻碍相对运动的力。
磁铁吸引铁磁性物质的力，可以隔空作用。
弹簧、橡筋等弹性物体被拉或压时产生的恢复力。
利用弹簧伸长量度力的大小的工具，单位是牛顿。
力的单位；约一百克的物件受重力约一牛顿。
实验时只改变要探究的一个变项，其余条件保持不变。
实验中可以改变的条件；公平测试每次只改变一个变项。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：从效果认识力举个例子：用力捏泥胶，泥胶变形，说明力能改变物体的形状；用脚蹬滑板车，车由静止变为前进，说明力能改变物体的运动状态；打乒乓球时球拍把球挡回去，说明力能改变物体的运动方向。虽然力看不见，但从形状、速度和方向的变化，我们便能察觉它的存在。
- 第二步：感受重力和它的量度举个例子：松手后苹果垂直落向地面，这是重力作用的结果，方向指向地心；把约一百克的物件挂上弹簧秤，读数约一牛顿，牛顿便是力的单位。重力令雨滴落下、令跳起的人回到地面，也令我们能安稳地站在地上。没有重力，水便倒不出来，整个世界都会乱作一团。
- 第三步：比较不同表面的摩擦力举个例子：在冰面行走容易滑倒，在胶垫上行走却很稳妥，因为光滑的冰面摩擦力小，粗糙的胶垫摩擦力大。鞋底加上花纹，便是故意增加摩擦力来防滑；可是表面愈粗糙，推动物件愈费力。摩擦力的大小与接触面的材料和粗糙程度有关，这是下一步实验要验证的重点。
- 第四步：分辨摩擦力的利与弊举个例子：单车链条上油后踩起来更轻松，这是减少有害的摩擦；但油不可以沾到外胎，否则刹车时摩擦不足，单车便停不住，十分危险。可见摩擦力有时要减少，有时却要增加：走路、握笔、刹车都靠摩擦力帮忙。判断的标准是这股摩擦对我们有帮助还是造成阻碍。
- 第五步：善用滚动代替滑动举个例子：搬重物时改用有小轮的箱子推，比在地上拖行省力得多，因为滚动摩擦远小于滑动摩擦。行李箱底部的轮子、购物车和办公椅的脚轮，都运用了这个原理。古代人搬运巨石时，也在石下垫放圆木，让石头「滚」著前进。遇到要移动重物的情况，先想想能否用滚动代替滑动。
- 第六步：设计公平测试举个例子：探究「表面粗糙程度对摩擦力的影响」时，用同一块木块和同一把弹簧秤，分别在桌面、毛巾和沙纸上以均匀速度拖拉，记下读数。整个实验只改变接触面这一个条件，其余条件全部保持不变，这才叫公平测试。如果同时换了木块或拉动速度，便说不清是哪个因素令读数改变。
- 第七步：重复量度、数据说话举个例子：每种表面各量度三次再取平均，可减少偶然误差——若沙纸上读数最大、毛巾居中、桌面最小，便能得出「接触面愈粗糙，摩擦力愈大」的结论。结论要由数据支持，而不是凭感觉猜测；就算结果与预期不同，也要如实记录并重新检查，这是科学探究诚实的态度。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：小瀚想探究「物体的重量会不会影响摩擦力」。他准备了同一个木盒、一把弹簧秤和一块光滑木板，并在木盒内加入不同数量的砝码。请替他设计公平测试，写出步骤并说明预期结果。
- 提出假设：木盒愈重，对接触面压得愈紧，摩擦力愈大。
- 控制变项：全程使用同一木盒、同一块木板和同一把弹簧秤，以相同速度匀速拉动；只改变盒内砝码的数量。
- 实验步骤：先量空盒的拉力，再依次加入一个、两个、三个砝码，每种情况各量度三次取平均。
- 记录结果：假设空盒拉力约零点五牛顿，加一个砝码后约零点八牛顿，两个约一点一牛顿，三个约一点四牛顿。
- 得出结论：在接触面相同的情况下，重量愈大、摩擦力愈大，与假设相符。
- 答案：用同一木盒和木板、只改变重量并重复量度取平均，是公平测试；结果显示接触面相同时重量愈大、摩擦力愈大，证明压得愈紧摩擦愈大。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1力可以对物体产生哪三种效果？
Q2摩擦力的大小与哪些因素有关？
Q3为什么鞋底要有花纹？
Q4什么是公平测试？
Q5举出两个减少摩擦力的生活应用。
8重点回顾 Recap
- 力看不见却真实存在，能改变物体的形状、运动快慢和方向，单位是牛顿。
- 常见的力包括推力、拉力、重力、磁力、弹力和摩擦力。
- 摩擦力随接触面愈粗糙、挤压愈紧而增大；鞋底花纹增加摩擦，上油和滚轮减少摩擦。
- 公平测试每次只改变一个变项，其余条件不变，并重复量度取平均。
- 力与运动的知识应用于安全带、头盔、斜坡和磁悬浮列车等设计。