几种重要的力
知识回顾
1. 力的定义及单位
(1)概念:力是物体对物体的作用。
(2)力的单位:牛顿,符号用N表示。
(3)力产生的条件:
a.必须有两个或两个以上的物体;
b.物体间必须有相互作用(不接触也能产生力,如吸铁石;相互接触的物体不一定产生力,如相互挨着的课桌)。
(4)力的性质:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等、方向相反、作用在不同物体上)
2.力的作用效果
(1)力能改使物体发生形变:如弹簧拉长、压缩
(2)力能改变物体的运动状态:(包括速度大小、运动方向等)
(3)力的作用效果的影响因素:力的大小、力的方向、力的作用点等。
3.几个重要的力
(1)重力
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,施力物是地球。
方向:竖直向下
作用点:一般情况下(匀质物体)为几何中心
大小:G=mg g一般取10N/Kg
弹力:物体发生形变而产生的力。(包括:拉力、压力、支持力、浮力、推力等等)
大小:在一定范围内:形变量越大,弹力越大
方向:垂直于接触面
弹簧测力计的使用和读数
原理 在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧就会被拉得越长
作用 测量力的大小(主要测重力、拉力)
测量前 (1)观察弹簧测力计的量程和分度值(2)要使指针对准零刻度线
使用时 测量时 被测力方向应与弹簧轴线方向一致
读数时 视线要正对刻度线,示数=整刻度值+后面的小格数×分度值
注意事项 (1)使用前,轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住(2)竖直使用时要竖直调零,水平使用时要水平调零(3):可以在太空中使用,但不能测重力
摩擦力
1. 摩擦力的分类:
(1)滑动摩擦力:两个相互接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。
影响因素:
(1)______________;(2)________________。
(2)静摩擦力:一个物体与另一个物体接触时,存在相对运动趋势,但没有发生相对运动,没有发生相对运动时受到的摩擦力。
(3)滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面发生滚动时接触面间的摩擦力。
2.摩擦力的分析
例题:如图1所示,甲、乙两个物体叠放在水平面上,同时有F1=F2=10牛的两个水平力分别作用于甲、乙两物体上,使甲、乙两个物体处于静止状态,则
(1)甲对乙的摩擦力为________牛,方向________;
(2)乙对甲的摩擦力为________牛,方向________;
(3)地面对甲的摩擦力为________牛;
(4)若撤去物体乙受到的力F2,甲、乙两物体仍保持静止状态(G甲>G乙),则物体乙受到的水平方向的作用力为________牛;如果当拉力F1增大到20 N时,物体甲和乙均以相同的速度相对地面向右做匀速直线运动,则此时乙物体受到的水平方向的作用力为________牛;甲受到的摩擦力为________牛。
变式训练:如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=50N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为________N;若将F2=80N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为________N。
探究影响滑动摩擦力大小因素
实验时应沿水平方向拉动弹簧测力计,使物块做匀速直线运动,根据二力平衡可知,此时弹簧测力计的示数等于物块所受的滑动摩擦力的大小。
结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
当压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大
(3)此实验探究过程主要采用了控制变量法 进行探究
问题与改进
①不容易保证木块一直做匀速直线运动,导致弹簧测力计示数不稳定
②弹簧测力计在运动中不方便读数,误差较大
改进措施:如图所示
优点:不需要控制木板做匀速直线运动、便于操作、弹簧测力计示数稳定便于读数
重点考点
受力情况及力的效果分析
1.如图所示,圆盘在水平面内匀速转动,放在盘面上的一小物块随圆盘一起运动。关于小物块的运动和受力情况,下列分析正确的是( )
A .小物块的运动状态不改变 B .小物块只受重力和支持力
C .小物块受到重力、支持力和压力 D .小物块受到重力、支持力和摩擦力
2.如图所示,小球被压缩的弹簧弹出后,在水平地面上滚动的过程中受到( )
A .重力、支持力 B .重力、支持力、摩擦力
C .重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力 D .重力、支持力、摩擦力、使小球向前滚动的力
3.如图所示,固定有磁体的小车A、B靠得较近,松手后两车向相反方向运动。对此现象的分析和认识,正确的是( )
A.松手后两车都运动,是因为两车都有惯性
B.A对B的排斥力使A车运动状态发生改变
C.B对A的排斥力使A车运动状态发生改变
D.A对B的排斥力与B对A的排斥力,作用效果相同
2、相互作用力
1.一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A. 两核桃相接触部位受到的压力相等 B. 甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
C. 甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变 D. 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
2.质量相等的甲、乙两同学站在滑板上,在早冰场上相对而立,如果甲用60N的力推乙,如图所示,则以下分析正确的是( )
A .乙对甲的推力小于60N
B .甲静止不动,乙向后退
C .分离后乙后退的过程中,始终受到60N推力的作用
D .乙由静止变为后退,说明力可以改交物体的运动状态
3.A、B两同学用如图所示的方式推墙。A向前推B、B向前推墙,且保持不动。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是( )
A .B推墙的力与A推B的力是一对平衡力
B .B给A的作用力与地面给A 的摩擦力是一对相互作用力
C .B同学受到地面给的水平向左的摩擦力大小为F
D .B同学不受摩擦力
3、重力
1.今年春节期间,社交平台纷纷发起了“立扫帚”的挑战赛。如图所示是一把扫帚静止立在地面上的受力示意图,下列说法正确的是( )
A .扫帚所受重力的大小为10N
B .扫帚所受重力的作用点为O点
C .扫帚所受重力的方向为竖直向上
D .扫帚没有受到地面对它的支持力作用
2.利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,如图所示的做法正确的是( )
A .B .C .D .
4.弹力
1.在探究弹簧长度与力的关系时,选取甲、乙、丙、丁完全相同的四根弹簧,将甲、乙弹簧左端固定在墙上,用大小为F的力拉甲的右端,用大小为F的力压乙的右端,在丙弹簧左右两端施加大小为F的拉力,在丁弹簧左右两端施加大小为F的压力,四根弹簧都水平静止,如图所示,此时四根弹簧的长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁 , 则( )
A .L甲=L乙=L丙=L丁 B .L丁<L乙<L甲<L丙 C .L甲=L乙<L丙=L丁 D .L乙=L丁<L甲=L丙
2.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服。现有两种办法:一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做。关于这两种做法下列说法正确的是( )
A. 图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B. 图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C. 图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D. 条件不足,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
3.有两根完全相同的轻质弹簧,原长10cm。若一根弹簧两端受到10N的压力时,弹簧的长度压缩到5cm。如图所示,第一次将一根弹簧水平压在墙壁和甲物体之间,使弹簧的长度为5cm,弹簧和甲物体处于静止状态。第二次再将另一根弹簧放在甲和乙物体之间,使两根弹簧都被压缩到5cm且处于同一水平直线上,甲、乙两物体都处于静止状态。若甲和乙是两个完全相同的正方体,重力都是50N。则下列说法错误的是( )
A .第一次时,墙壁受到10N的推力
B .第二次时,甲没有受到地面的摩擦力
C .乙受到的地面10N的摩擦力,方向为水平向左
D .第二次时,由于两根弹簧都被压缩,墙壁受到20N的推力
5、摩擦力
1.如图所示,一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于木块在斜面上受到的摩擦力的说法正确的是( )
A. 木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B. 木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
C. 木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D. 木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
2.如图,重为500 N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是( )
A. f1>500 N,方向竖直向下
B. f2=500 N,方向竖直向下
C. f3<500 N,方向竖直向上
D. f1=f2=f3,方向都竖直向上
3.如图所示,A物体在斜面上处于静止状态,关于A所受的摩擦力说法正确的是( )
A.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
B.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
C.物体A受到的摩擦力方向不是沿斜面向上,就是沿斜面向下
D.物体A受到的摩擦力可以为零
4.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知当t=3s时,物体所受的摩擦力为________N,当t=5s时,推力做功的功率为________W。
5.如图是研究“滑动摩擦力”的实验。
(1)小金用弹簧秤水平向左拉木块做匀速直线运动,弹簧秤示数如图甲所示。由二力平衡可知,木块受到的滑动摩擦力大小 (填“大于”、“小于”、“等于”)弹簧秤示数。
(2)小王在用同一装置重做小金的实验时,发现弹簧秤示数不稳定,某时刻弹簧秤示数如图乙所示。此时木块受到的滑动摩擦力为 N。
(3)未解决上述问题,小王对实验装置进行了如图丙的改进。他拉着足够长的木板沿水平地面向左运动,读出弹簧秤示数,此时木块受到的滑动摩擦力大小 (填等于、不等于)弹簧秤示数。
(4)实验后,聪明的小郑认为如果仅比较滑动摩擦力的大小可以不用二力平衡的原理。请你举出一个不用二力平衡原理比较滑动摩擦力大小的例子: 。
6.小金为了测量滑动摩擦力的大小,设计了如图所示的实验装置。实验中,小桶内装入适量的沙子,滑块恰好做匀速直线运动。(轻绳与滑轮的摩擦不计)
(1) 为了测量滑块受到的滑动摩擦力,需要测量的物理量是 。
A .滑块的质量m1 B .小桶和沙子的总质量m2
(2) 根据二力平衡可知,滑块受到的滑动摩擦力f1=________。(用物理量符号表示)
(3) 小桶落地后,滑块继续向前运动,受到的滑动摩擦力f1________f2。(“<”或“=”或“>”)
7.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,某同学按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A、B、C为同一木块,D为重物,甲和乙两图中的木板接触面相同,丙图为较粗糙的木板接触面.
(1)实验开始,该同学用较小的力拉木块,木块没动,此时摩擦力 (选填填“大于”“小于”或“等于”)拉力;由甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与 有关.
(2)若在甲装置中木块运动过程中速度突然变大,滑动摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)生活中不仅有滑动摩擦,还有静摩擦等.如图丁所示,下列判断正确的是 .
A.当增大手对瓶的握力时,手与瓶间的摩擦力变大
B.瓶子受到的摩擦力和手对瓶子的握力是一对相互作用力
C.当向瓶中装入水时,手与瓶间的摩擦力变大
D.瓶子和水受到的重力和手对瓶子的握力是一对平衡力
三、课后巩固
1.有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时,左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4 750 N、4 980 N、4 040 N、3 960 N。假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形,O为几何中心,AB、CD为两条对称轴,如图所示。若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用线通过O点,则该重物的重心应落在( )
A. AOC区域上 B. BOC区域上
C. AOD区域上 D. BOD区域上
2.日本石头平衡大师能以近乎不可能的角度将石头堆叠在一起保持静止。如图是他的一个作品的照片。下面对图中A、B两块石头说法正确的是( )
B对A的作用力一定经过A的重心
B对A的作用力就是A的重力
B对A的支持力大于A对B的压力
B与A之间一定没有摩擦力
3.用弹簧测力计两次拉动重力为G的物体在同一水平面运动,两次运动的s﹣t图象如图所示,则下列判断中不正确的是( )
A .第一次测力计的示数大于第二次测力计的示数
B .相同时间内两次拉力做功第一次大于第二次
C .第一次拉力功率大于第二次拉力功率
D .两次都是匀速直线运动
4.跳板跳水的第一阶段:运动员发力下压踏板,人随踏板一同向下运动到最低点;第二阶段:踏板反弹将运动员送至空中;第三阶段:运动员在空中做出动作并落入水中若不计空气阻力,有关运动员在各阶段运动过程中叙述正确的是( )
A .第一阶段,始终受到平衡力的作用
B .第二阶段,所受弹力一直增大
C .第三阶段,始终受2个力作用
D .整个跳水过程中,运动状态不断在改变
5.如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析正确的是( )
A.A和B之间摩擦力为0 B.地面对B的摩擦力为0
C.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向右
6.如图所示,用手握住一根重为G的长直铁棒,使铁棒沿竖直方向静止时,铁棒受到的摩擦力( )
A.大小等于G B.大小大于G
C.方向竖直向下 D.随着手握棒的力增大而增大
7.如图,一个木块A放在长木板B上,弹簧一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上。现使水平拉力F逐渐增大,当水平拉力F增大到15牛时,弹簧恰好开始变长,当拉力F为20牛时,弹簧长度不再增加,并且此时长木板B以速度v匀速运动。以下判断错误的是( )
A.当拉力F为10牛时,A的摩擦力为0牛
B.当拉力F为20牛时,A受到的摩擦力方向水平向左,为5牛
C.当拉力F为25牛时,B开始做加速运动,B与地面之间的摩擦力增加为20N
D.若A的质量增加,则水平拉力F要大于15N,弹簧才会恰好开始变长
8.如图所示,物体A重30N,用F等于50N的力垂直压在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是________N;物体B重30N,受到F等于20N的水平推力静止不动,则物体B受到的摩擦力是________N。
9.小明用一个弹性较好的钢片固定在桌边,设计了下图中的四个实验,对照能得出力的作用效果与力的方向有关的实验是( )
A .比较①② B .比较②③ C .比较③④ D .比较①④
10.木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动;若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动(绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计),如图所示。问:(g取10牛/千克)
(1) 当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为________
(2) 木块的质量为________千克
11.在“探究摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示的装置进行实验。弹簧测力计固定在木板上,开启电动机后,小明在 4 秒钟内观察测力计的示数变化, 并绘制了如图乙所示的图像。
(1) 0~2 秒木块相对于小车处于________状态。
(2) 木块受到的滑动摩擦力的大小和方向分别是: 。
A .2.3 牛水平向左B .2.3 牛水平向右C .2.0 牛水平向左D .2.0 牛水平向右
(3) 4 秒钟后,如将电动机的转速由每分钟 20 转调至每分钟 40 转,则弹簧测力计的示数将________。 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4) 如要探究滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度的关系时,在现有实验的基础上,还应增加的操作是:________。
几种重要的力答案
例题:10 右 10 左 0 0 0 20
变式训练:50 80
重点考点
1.受力情况及力的效果分析
1.D
2.B
3.C
2、相互作用力
1.A
2.D
3.D
3、重力
1.B
2.D
4.弹力
1. D
2.B
3.D
5、摩擦力
1.D
2.D
3.D
4.4 16
5.(1)等于
(2)2.2
(3)等于
(4)
6.(1) B (2)m2g(3) =
7.(1)等于 压力大小.
(2)不变
(3) C
三、课后巩固
1.C 2.A 3.A 4.D 5.B 6.A 7.C 8.30;20 9.D
10.(1) 竖直向下(2) 2.5
11.(1)静止
(2) C
(3)不变
(4) 换用不同材料的物块重复多次实验