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第五节 摩擦力
一、滑动摩擦力
1.定义:两个 的物体,当它们做 时,在接触面上会产生一种阻碍 的力。
2.方向:与物体 的方向相反。
3.作用点:作用在两物体的 。
[注意]滑动摩擦力产生的三个条件:一是两个物体互相接触并相互挤压;二是两个相互接触的物体已经发生相对运动;三是接触面不光滑。
互相接触
相对滑动
相对运动
相对运动
接触面上
二、影响滑动摩擦力大小的因素
1.测量工具: 。
2.测量原理: 。
3.影响因素: 、 。
三、增大与减小摩擦的方法
1.增大摩擦的方法
(1) ;
(2) ;
(3) 。
弹簧测力计
二力平衡
压力大小
接触面的粗糙程度
增大压力
增大接触面的粗糙程度
变滚动摩擦为滑动摩擦
2.减小摩擦的方法
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) 。
减小压力
减小接触面的粗糙程度
变滑动摩擦为滚动摩擦
使两个接触面彼此分开
滑动摩擦力的概念
[典例1] 关于摩擦,下列说法中,正确的是( )
A.相互挤压的粗糙物体间总是存在摩擦
B.运动的物体一定受摩擦力
C.静止的物体一定不受摩擦力
D.相对运动的两物体间可能存在摩擦力
D
[针对训练1]为了探究滑动摩擦力,王超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,下列对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.增大拖动速度,刷毛受到的摩擦力增大
D.从刷毛弯曲方向判断,刷毛受到的摩擦力的方向向左
C
[针对训练2] 如图所示,木块沿粗糙斜面下滑,请画出木块受到重力和摩擦力的示意图。
答案:如图所示
解析:木块所受重力的方向竖直向下;木块正在下滑,则受到的摩擦力的方向平行于斜面向上,作用点都画在木块的重心上;据此画出重力G与滑动摩擦力f的示意图。
影响滑动摩擦力大小的因素
[典例2]小明用如图甲、乙、丙所示的步骤探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。(甲、乙为木板表面,丙为毛巾表面)
(1)实验中,根据 的知识,小明应该沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做 。
二力平衡
匀速直线运动
解析:(1)用弹簧测力计拉动物体时,必须让物体保持匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,此时的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小 相等。
(2)比较步骤 可得,滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)比较步骤甲、丙可得,摩擦力的大小跟接触面的 有关,结论:
。
甲、乙
粗糙程度
在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
解析:(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,所以甲、乙两图探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系。
(3)甲、丙两图压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以甲、丙两图探究了滑动摩擦力大小跟接触面粗糙程度的关系,接触面越粗糙,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大,故结论为在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
控制变量法与转换法
(1)控制变量法:在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,控制其他的因素不变,使其中的一个因素变化来探究出摩擦力的变化情况,从而逐一探究出摩擦力与所有因素的关系,这种探究问题的方法称为控制变 量法。
(2)转换法:摩擦力不能够直接测量出来,通过让物体做匀速直线运动,使得弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,也就是通过弹簧测力计的示数转换为摩擦力的大小,这种研究问题的方法称为转换法。
[针对训练3] 如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mPA.F1>F2 B.F2>F3
C.F3=F4 D.F3>F4
C
增大与减小摩擦的方法
[典例3] 如图所示是我们熟悉的自行车,则下列关于车头组件的说法中,正确的是( )
A.刹车闸是通过增大压力的方法来增大摩擦力
B.车轮轴承是通过滚动摩擦代替滑动摩擦来增大摩擦力
C.车轮上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来减小摩擦力
D.车轮转轴内的小滚珠是通过滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦 力的
D
增大或减小摩擦的方法
(1)增大摩擦的方法:可以从压力或接触面的粗糙程度的改变情况来考虑。若压力增大或接触面变粗糙,则摩擦力会增大。
(2)减小摩擦的方法:可以从压力或接触面的粗糙程度的改变情况及接触面是否分离、是否用滚动代替滑动等方面来考虑。
[针对训练4] 如图所示的实例中,目的是减小摩擦的是( )
A
A.行李箱下装有轮子 B.轮胎上刻有花纹
C.用起瓶器夹紧瓶盖 D.防滑垫表面做得凹凸不平
1.下列关于滑动摩擦力大小的影响因素的说法中,正确的是( )
A.滑动摩擦力大小跟接触面的面积大小有关
B.滑动摩擦力大小跟压力大小有关
C.滑动摩擦力大小跟物体运动速度的大小有关
D.滑动摩擦力大小跟重力大小有关
B
2.(2023成都)尊老爱幼是中华民族的传统美德,初三(1)班全体同学深入社区养老院,开展志愿者服务活动,如图所示是小文同学打扫卫生时推移沙发的情景。当他推动沙发向左运动时,地面对沙发的摩擦力方向是向 的。小文觉得如果给沙发装上轮子,推起来会更省力,他这样思考的依据是:在一般情况下,滚动摩擦 滑动摩擦。
右
小于
3.如图所示,一物体重20 N,施加水平向右的压力F使物体紧贴竖直墙壁静止,画出物体受到的摩擦力及大小。
答案:如图所示
解析:摩擦力和重力是一对平衡力,所以f=G=20 N,过物体重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用f表示。
4.自行车应用了许多物理知识。请把下面的选项填在恰当的横线上,完成填空。(均填字母)
A.脚蹬子表面做得粗糙不平;
B.刹车时要用力捏闸;
C.车轮做成圆形的;
D.要经常给链条上油。
①通过增大压力来增大摩擦的是 ;
②通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的是 ;
③通过加润滑油来减小摩擦的是 ;
④通过用滚动代替滑动来减小摩擦的是 。
B
A
D
C
5.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中:
(1)如图所示,为测出滑动摩擦力大小,三次实验中均用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块A,弹簧测力计的示数F1匀速直线
4
(2)图丙中,若增大弹簧测力计的拉力,此时木块A所受滑动摩擦力
(选填“变大”“变小”或“不变”),木块A上面的砝码
(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(3)比较 两图,可得出:压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
不变
受
甲、乙
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第二节 弹力 弹簧测力计
一、弹力
1.弹性:物体受力时会发生 ,不受力时又恢复到原来形状,物体的这种性质叫做弹性。
2.塑性:物体变形后不能 到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性。
3.弹力:物体由于发生 而产生的力。
[注意](1)物体发生形变时,如果超出其弹性限度,将发生塑性形变。(2)弹力的方向始终与物体的形变方向相反或与使物体发生形变的外力方向相反,并且总与物体接触面垂直。
形变
自动恢复
弹性形变
二、弹簧测力计
1.作用:测量 的工具。
2.原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长。
[注意]弹簧的伸长量与弹簧的长度不同,弹簧的伸长量是指弹簧受到力后的长度与弹簧原长之差。
3.使用方法
(1)观察弹簧测力计的量程和 。
力的大小
伸长量
分度值
(2)测量前应该把指针调节到指“ ”的位置上。
(3)使用时作用在挂钩上的力应沿弹簧的轴线方向,防止因指针与外壳接触而造成误差。
(4)加在弹簧测力计上的力不允许超过它的 ,否则会损坏弹簧测力计。
0
量程
弹力
[典例1]下列关于弹力的说法正确的是( )
A.只有弹簧才产生弹力
B.物体间不接触,也能产生弹力
C.只要物体接触就一定会产生弹力
D.任何物体弹性都有一定限度,弹力不能无限大
D
解析:弹簧、橡皮筋、弹簧片等具有弹性的物体都可产生弹力;若不接触,不能使物体发生形变,所以不能产生弹力;物体接触,不一定使物体发生弹性形变,所以不一定能产生弹力;发生弹性形变的物体,形变越大,产生的弹力越大,但任何物体弹性都有一定限度,弹力不能无限大。
物体产生弹力的条件
(1)两个物体互相接触,这是产生弹力的前提,没有物体、只有一个物体或两个物体不互相接触都无法产生弹力。
(2)两个互相接触的物体间还必须互相挤压或拉伸,即发生弹性 形变。
(3)弹力包括:压力、支持力、拉力和推力。
[针对训练1]如图所示是小聪佩戴一次性口罩时按压金属条后的形 状,可见该金属条的形变 (选填“是”或“不是”)弹性形变,戴上口罩后,耳带对耳朵的压力 (选填“属于”或“不属于”)弹力。
不是
属于
解析:按压金属条,金属条发生形变,不受力时不能恢复原来形状,不是弹性形变,耳带不受力时能恢复原状,是弹性形变,产生的力是弹力。
[针对训练2] 如图所示是学校运动会小强撑竿跳高的情景,下列说法错误的是( )
A.运动员将竿压弯,是力改变了竿的形状
B.运动员将竿压弯,竿是受力物体
C.运动员将竿压弯的力,是竿发生弹性形变产生的
D.运动员将竿压弯,竿对运动员也有力的作用
C
弹簧测力计
[典例2] 如图所示,弹簧测力计的量程为 N,分度值为 N。图中弹簧测力计的读数为 N。
0～5
0.2
3.4
解析:由题图可知,弹簧测力计的量程为0～5 N;因为每1 N被平分成了5份,所以其分度值为0.2 N;弹簧测力计的示数F=3 N+0.2 N×2= 3.4 N。
[针对训练3]在弹簧测力计的测量范围内,弹簧测力计下面挂一个钩码时,长度为6 cm,挂2个相同的钩码时长度为7 cm,挂4个相同的钩码时,弹簧测力计的伸长量是( )
A.8 cm B.7 cm
C.9 cm D.4 cm
D
[针对训练4] 小华在用弹簧测力计测力时,归纳了下面几条使用弹簧测力计的方法,错误的是( )
A.所测力的大小不能超过弹簧测力计的刻度的最大值
B.利用弹簧测力计测量一个力的大小时,弹簧测力计只能水平或者竖直放置
C.应避免弹簧测力计指针、挂钩与外壳摩擦
D.使用前,要检查指针是否指在零刻度线位置
B
探究弹簧测力计原理的实验
[典例3]某同学做“研究弹簧的伸长跟受到的拉力关系”的实验,如表所示是一次实验的数据。
弹簧受到的力/N 0 1 2 3
弹簧的长度/cm 10 12 14 16
(1)从表中数据可得出:弹簧受到的拉力增加1 N,弹簧伸长 cm。
(2)当弹簧受到的压力为1 N时,弹簧的长度为 。
(3)若弹簧的下端受到的拉力增加到4 N,则弹簧的长度 (选填“一定”或“不一定”)是18 cm,理由是 _
2
8 cm
不一定
此时可能超过弹簧的弹
。
性限度
解析:(1)从表格数据可以得出每增加1 N,弹簧长度就增加了12 cm-10 cm=14 cm-12 cm=16 cm-14 cm=2 cm,故拉力每增加1 N,弹簧伸长2 cm。(2)由(1)可知,拉力每增加1 N,弹簧长度增加2 cm,则弹簧受到的压力为1 N时,缩短2 cm,弹簧的长度为10 cm-2 cm=8 cm。(3)若弹簧的下端受到的拉力增加到4 N,此时可能超过弹簧的弹性限度,则弹簧的长度不一定是18 cm。
[针对训练5] 小明在实验室探究弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系。
甲 乙 丙
(1)小明选取了一根两头带钩的弹簧、若干相同的钩码(每个钩码重力已知)、铁架台。要完成实验,他还需要的测量仪器是 ;实验中小明记录数据如表,表中数据明显错误的是第 次实验。
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ΔL/cm 0 0.40 0.80 1.70 1.60 2.00 2.40
刻度尺
4
(2)请你根据表中的数据在图乙坐标系中画出弹簧伸长量与所受拉力的关系曲线。
答案:(2)如图所示
(3)分析图象可得到结论
。
在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成
正比
(4)小明又选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试,绘制出如图丙所示图象。小明准备自己动手制作弹簧测力计,若要制作精确度较高的弹簧测力 计,应选用弹簧 (选填“A”或“B”)。若他选用弹簧A制作弹簧测力计,则该弹簧测力计的量程为 。
A
0～4 N
解析:(1)钩码的重力已知,因此不需要测量,实验中要测量的是弹簧的伸长量,所以需要刻度尺;分析数据发现,除第4次实验数据外,其余5次弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,因此第4次实验数据是错误的。(2)表中拉力对应横坐标,弹簧伸长量对应纵坐标,描点连线作出图象。(3)由图象可以得出的结论:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。(4)由图象可知,在相同拉力作用下,弹簧A的伸长量大,则弹簧A较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计,它的量程是0～4 N。
1.下列物体不能产生弹力的是( )
A.压弯的锯条 B.踩着的足球
C.拉长的皮筋 D.砸扁的铁丝
2.下列事例中,发生弹性形变的是( )
A.被拉长的面条 B.被打破的鸡蛋
C.被拉长的弓 D.被剪断的绳子
D
C
3.关于弹簧测力计,下列说法错误的是( )
A.弹簧测力计是根据在一定范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比这一性质制成的
B.弹簧测力计使用前要对指针进行调零
C.弹簧测力计只能竖直或水平方向拉动物体
D.弹簧测力计使用时要使弹簧的伸长方向和拉力方向在同一直线上
C
4.(2023江西)如图所示,圆筒测力计的分度值为 N;此时,该圆筒测力计的读数是 N。
0.1
1.5
5.如图所示,某人水平向右用力拉一根轻质弹簧,弹簧发生了
,施力物体是 ;墙也受到拉力,是 (选填“手”“弹簧”或“墙”)发生形变而产生的。
弹性形变
手
弹簧
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第六节 牛顿第一定律 惯性
一、探究阻力对物体运动的影响
1.三次实验小车都从同一斜面同一高度由静止滑下来的目的是 。
2.实验得出的结论:在同样的条件下,平面越光滑,小车运动的距离
,说明小车受到的阻力越 ,速度减小得越 。
3.推理得出:如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体速度不会减小,将 。
使小车到达水平面时具有相同的速度
越远
小
慢
以恒定不变的速度永远运动下去
二、牛顿第一定律
牛顿第一定律:一切物体在 时,总保持 状态或 状态。
[注意](1)物体运动不需要力来维持。(2)力是改变物体运动状态的原因。(3)“没有受到力的作用”有两层含义:①不受任何外力(理想状态);②所受的外力互相抵消。(4)物体不受力之后所处的状态取决于不受力之前的状态。
没有受到力的作用
静止
匀速直线运动
三、惯性
1.惯性:物体保持 或 状态的性质叫做惯性。
2.唯一影响因素: 。
[注意](1)一切物体都有惯性。(2)惯性是物体本身的一种属性,不是力。(3)惯性大小只与物体的质量有关,与速度无关。(4)牛顿第一定律也叫惯性定律。
静止
匀速直线运动
质量
阻力对物体运动的影响
[典例1]如图所示是探究“力对物体运动的影响”实验。
(1)三次实验中,小车每次都从斜面顶端由静止滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的 。
(2)分析图中内容可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越 ,小车速度减小得越 。
速度
小
慢
解析:(1)该实验是探究阻力对物体运动的影响,实验时每次都让同一小车从同一斜面的顶端由静止释放,是为了让小车在水平面上开始运动时的速度 相同。
(2)由图示可知,依次用毛巾、棉布、木板进行实验,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动得越远。
(3)实验中,大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合,然后依次将毛巾、棉布铺在木板上,开始探究小车在三种平面上的运动情况,结果发现小车直接冲出棉布末端,在现已搭建好的实验器材基础上,可以采取 的方法调整并完成整个实验探究过程。
(4)根据实验结果推理可得:若接触面绝对光滑,且轨道足够长,小车将 运动。可见,力 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
减小斜面倾角
做匀速直线
不是
解析:(3)小车到达水平面的速度与高度有关,小车直接冲出棉布末端说明速度过大,因此需要使到达水平面时的速度变小,减小斜面倾角即可。
(4)由(2)可以推理,当小车运动时不受摩擦力,小车运动的距离无限远,即小车将做匀速直线运动;由上述实验现象可得:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
[针对训练1] 如图所示的是探究“阻力对物体运动影响”的实验,下列说法中,正确的是( )
B
A.实验中运动的小车会停下来,说明力不是改变物体运动状态的原 因,而是维持物体运动的原因
B.小车在毛巾上阻力最大,速度减小得最快,滑行距离最短,但速度的变化量相同
C.由于小车受到惯性的作用,到达水平面后能继续向前运动
D.依据该实验可推测,如果物体受到的阻力为零,它将保持静止或匀速直线运动状态
牛顿第一定律
[典例2] 关于牛顿第一定律,下列叙述正确的是( )
A.物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
B.一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态
C.运动着的物体若受到的一切力同时消失,那么它先慢下来,然后 停止
D.一切物体在受到外力作用时,一定不会保持匀速直线运动或静止 状态
B
牛顿第一定律的理解流程
[针对训练2] (2023贺州)正在冰面上滑动的冰壶,如果所受的外力同时消失,那么它将( )
A.做匀速直线运动
B.改变原来运动的方向
C.做加速运动
D.立即停下来
A
惯性
[典例3]关于惯性,下列说法中,正确的是( )
A.乘车时系好安全带,是为了减小惯性
B.运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性
C.汽车速度越大越难停下来,说明速度越大,惯性越大
D.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球具有惯性
D
解释惯性现象的思路
(1)研究对象原来处于什么状态。
(2)研究对象(或与研究对象相关联的物体)受力后的运动状态将发生怎样的改变。
(3)研究对象由于惯性要保持原来的运动状态不变。
(4)研究对象发生了怎样的改变。
[针对训练3] 近年来我国高铁已成为我国的“金名片”,如图所示为“复兴号”运行时的情景,关于“复兴号”列车,下列说法正确的是 ( )
A.列车进站时速度越来越小,是因为受到惯性作用
B.列车满员时有惯性,空载时没有惯性
C.列车运行时有惯性,静止时没有惯性
D.列车在任何状态下都具有惯性
D
[针对训练4] 利用惯性知识能给我们带来更好的生活环境,下列现象中,不是利用惯性的是( )
A.洗完手后甩几下,水会从手指滴落到地上
B.驾驶员开车时系上安全带
C.刷牙后甩甩牙刷,保持牙刷干净卫生
D.用手拍打衣服,除去衣服上的脏物
B
1.(2023青岛)学习了牛顿第一定律之后,同学们展开了讨论,下列观点错误的是( )
A.物体的运动不需要力来维持
B.物体不受力,它的运动状态不变
C.静止的物体没有惯性
D.此定律是在实验和大量事实基础上推理得出的
C
2.下列现象,没有利用惯性的是( )
A.上岸后的鸭子,振动翅膀,将水抖掉
B.跳远运动员助跑一段距离才起跳
C.掷出去的铅球在空中继续向前飞行
D.苹果熟了,从树上落向地面
3.2022年2月6日,我国女足姑娘夺得亚洲杯女足冠军。当踢出的足球在空中飞行时,若此时足球所受的外力全部消失,足球将( )
A.做匀速直线运动 B.慢慢停下来
C.竖直下落 D.继续做匀速圆周运动
D
A
4.行驶中的汽车突然刹车时,乘客身体会向 (选填“前”或“后”)倾;跳远运动员快速助跑后,飞身一跃,利用自身的 ,在空中继续前进;在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他 (选填“会”或“不会”)落在原来的起跳点。
前
惯性
会
5.在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让小车从斜面的同一高度由静止自由滑下,观察小车沿不同材料的水平表面滑行的距离,如图所示。
(1)让小车从斜面的同一高度由静止自由滑下的目的是 。
(2)小车沿木板表面滑行的距离最长,是因为阻力最 (选填“大”或“小”)。
(3)进一步推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将 。
(4)探究此实验,我们主要用到的方法是 。
使小车到达水平面时的速度相同
小
做匀速直线运动
控制变量法
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第四节 二力平衡
一、二力平衡
1.平衡状态:物体在几个力的作用下处于 或 _ 状态。
2.平衡力:处于 状态的物体受到的力。
3.二力平衡:当物体在两个力的作用下处于 状态时,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
[注意](1)一个物体在几个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,则这几个力平衡,二力平衡是最简单的情况。(2)只要物体的运动状态发生了变化,它一定受力,且受到的力一定是非平衡力。
静止
匀速直线运动
平衡
平衡
二、二力平衡的条件
1.二力平衡的条件:作用在 上的两个力,必须 ,
,并作用在 上。
2.二力平衡的条件的应用
(1)根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
[注意](1)两个力的三要素如果相同,这两个力一定不是平衡力。(2)平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在不同的物体上。
同一物体
大小相等
方向相反
同一条直线
二力平衡
[典例1]关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和水平拉力的作用,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
D
[针对训练1] 如图所示是投掷实心球的场景。下列情况中,实心球受到平衡力作用的是( )
A.实心球在空中上升时
B.实心球停在地面上时
C.实心球从空中下落时
D.实心球在最高点时
B
探究二力平衡的条件
[典例2]实验小组用如图所示的实验来探究二力平衡的条件。实验中每个钩码重力相同,阻力不计。
甲 乙 丙
(1)如图甲所示装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止,此时F1、F2的大小 ,方向 ;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙所示,小车仍静止,此时F3 F4;当右端再挂上一个钩码时,如图丙所示,小车做加速运动,此时F5 F6。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,小车将
(选填“保持静止”或“扭转回来”),这一步骤说明二力平衡时,要满足两个力在 上的条件。
(3)对比甲、乙、丙三次实验,当小车静止时,水平方向上受到的两个力大小 ,还能看出小车受非平衡力作用时,运动状态将 。
相等
相反
=
<
扭转回来
同一直线
相等
改变
[针对训练2] 在“探究二力平衡条件”的活动中,学习小组设计了图甲和图乙两种实验方案,图甲中实验对象是小车,图乙中实验对象是轻质小卡片。下列说法错误的是( )
B
甲 乙
A.实验中通过调整砝码质量来改变拉力的大小
B.图甲中将平衡后的小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力方向是否必须相反
C.图乙中将平衡后的小卡片从中间剪开,是为了探究相互平衡的两个力是否必须作用在同一物体上
D.对比甲、乙两图,用小卡片替换小车,可以减小重力对实验的影响
二力平衡条件的应用
[典例3] 初二年级的小王同学设计的科普吉祥物“小科南”放在盒子上静止,如图所示,下列分析正确的是( )
A.“小科南”受到的重力与盒子对它的支持力是一对平衡力
B.盒子受到的重力与桌面对盒子的支持力是一对平衡力
C.“小科南”对盒子的压力与桌面对盒子的支持力是一对相互作 用力
D.“小科南”受到的重力与它对盒子的压力是一对相互作用力
A
[针对训练3] 如图所示,一轻质弹簧(重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图,下列判断不正确的是( )
A.G和F1是一对平衡力
B.F1和F2是一对平衡力
C.F1和F2是一对相互作用力
D.F2和F3是一对平衡力
B
一对平衡力和相互作用力的区别
项目 一对平衡力 相互作用力
不 同 点 受力物体 作用在同一物体上 分别作用在相互作用的两个物体上
受力情况 受力物体是一个,施力物体是其他物体 两个物体互为施力物体,互为受力物体
力的变化 一个力变化(增大、减小或消 失),另一个力不一定变化 同时产生,同时变化,同时消失
受力效果 使物体保持静止或匀速直线 运动 两个力分别产生各自的 效果
相同点 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
1.下列事例中,受平衡力作用的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.减速进站的动车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.在水平公路上匀速直线行驶的汽车
D
2.一辆卡车停在水平路面上,下列选项中的两个力属于平衡力的是 ( )
A.卡车所受的重力和地面对卡车的支持力
B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力
C.卡车对地面的压力和地面对卡车的支持力
D.卡车所受的重力和卡车对地球的吸引力
3.当物体在几个力的作用下保持 状态或 状态,我们就说该物体处于平衡状态,此时受力平衡。
A
静止
匀速直线运动
4.一架直升机的重力为6 000 N,当它在空中静止不动时,空气对它向上的举力 6 000 N;当它匀速下降时,空气对它向上的举力 6 000 N。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
等于
等于
5.如图所示,甲、乙两物体均在两个力的作用下处于静止状态,请在图中分别画出另一个力F2。
答案:如图所示
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第六章 力和运动
第一节 力及其作用效果
一、力
1.定义:力是 的作用。物体间力的作用是 的。用符号 表示。
2.单位: ,简称 ,符号是 。
3.感知:用手托起两个鸡蛋的力大约为 。
4.相互性:一个物体对另一个物体施加力时,也同时受到后者对它的作用力。大量事实表明,物体间力的作用是 的。
物体对物体
相互
F
牛顿
牛
N
3.1 N
相互
[注意](1)力不能脱离物体而单独存在,且一个物体不能产生力的作用。(2)发生力的作用时,物体间不一定接触。(3)施力物体和受力物体是同时、成对出现的。
二、力的作用效果
1.力可以使物体发生 。
2.力可以改变物体的 。
[注意]物体运动状态发生变化包括:速度大小的改变(由静止到运动、由运动到静止、变速运动);速度方向的改变(非直线运动,如圆周运动等)。
形变
运动状态
三、力的三要素
力的作用效果取决于力的 、 、 这三个要素,只要有一个要素发生了变化,力的作用效果就会改变。两个力相同必须是三要素完全相同。
四、力的示意图
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
表示力的方向,线段的起点或终点表示力的 。在同一图中,力越大,线段应该越长。
大小
方向
作用点
箭头
作用点
力的概念
[典例1] 下列关于力的说法中,不正确的是( )
A.力是物体对物体的作用
B.力能脱离物体而独立存在
C.不直接接触的物体间也能产生力的作用
D.一个物体不能产生力的作用
B
[针对训练1] 人们用绳子拉着汽车向前运动,使汽车向前运动的力的施力物体是( )
A.汽车发动机 B.地面
C.绳子 D.车轮
C
[针对训练2] 坐在船中的人用手推另一只船时,自己坐的船同时后 退,说明物体间力的作用是 的。
相互
力的作用效果
[典例2] 如图所示的事例中,主要说明力能改变物体运动状态的是 ( )
D
A.力使撑竿变弯 B.力使弓形变
C.力使弹簧伸长 D.力使足球运动起来
[针对训练3] 下列现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.减速进站的火车
B.在马路上匀速直线行驶的汽车
C.腾空而起正在加速上升的火箭
D.正在圆形轨道上运动的过山车
B
力能改变物体的形状,也能改变物体的运动状态。在分析判断时,特别要注意物体运动状态的改变,包括物体运动方向的改变和运动速度大小的改变。
力的三要素
[典例3] 关于力的三要素,下列说法中,正确的是( )
A.只要两个力作用在同一个点,产生的效果就相同
B.只要力的三要素中的两个相同,那么这两个力作用效果就相同
C.只要两个力的大小、方向相同,且作用在同一个物体上,则产生的效果就相同
D.如果两个大小相等、方向相同的力作用在物体上的同一点,产生的效果就相同
D
[针对训练4] 小张同学通过一个实验,来验证力的三要素对力的作用效果的影响。如图所示,锯条的一端固定,用不同的力(F1=F3=F4>F2)拉锯条,使其发生如图所示的四种形变。
(1)能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是图 和图 。
(2)在上述a、c两图中,控制力的 和 相同,研究 与 之间的关系,这种研究问题的方法,在物理学上叫做 法。
a
d
大小
作用点
力的作用效果
力的方向
控制变量
力的示意图
[典例4] 如图所示,水平桌面上的茶杯,受到桌面的支持力示意图正确的是( )
A
[针对训练5] 水平地面上的一个物体,受到水平向右大小为20 N的拉力F,请在图中用力的示意图把它表示出来。
答案:如图所示
1.(2023怀化改编)力的单位是( )
A.牛顿 B.千克
C.米 D.秒
2.俗话说“一个巴掌拍不响”,这是因为( )
A.一个巴掌的力太小
B.人不会只有一个巴掌
C.力是物体对物体的作用
D.一个物体也能产生力的作用
A
C
3.在射箭运动中,下列关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.瞄准时,手的拉力把弓拉弯
B.松手后,弓的弹力把箭射出
C.飞行中,重力让箭划出一道弧线
D.中靶时,靶的阻力让箭停止运动
A
4.如图所示是同一弹簧两次受力的情景。通过此实验可以探究力的作用效果与力的( )
A.大小有关
B.作用点有关
C.方向有关
D.大小、方向、作用点都有关
C
5.如图所示向我们展示了“守株待兔”这个成语故事。兔子撞上树木而死,其受到撞击力的施力物体是 ,这个故事包含的物理道理是 。
树木
物体间力的作用是相互的
6.请画出铅笔对人的手指作用力的示意图。
答案:如图所示
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第三节 重 力
一、重力的概念
1.万有引力:宇宙间任何两个物体,大到天体、小到灰尘之间,都存在
的力。
2.重力:物体因 而受到的力。
3.施力物体: 。
[注意] (1)地球上所有物体都受到重力作用。(2)重力不是地球的吸引力。(3)重力是非接触力。(4)地球在吸引物体的同时,物体也在吸引地球。
互相吸引
地球的吸引
地球
二、重力的大小
1.测量: 。
2.计算公式:G= 。
3.g=9.8 N/kg的物理意义: 。
[注意](1)物体所受的重力跟它的质量成正比,不能表述为“物体的质量和受到的重力成正比”。
(2)g的取值并不一定是定值。
弹簧测力计
mg
质量为1 kg的物体受到的重力是9.8 N
三、重力的方向
1.方向: 。
2.应用: 。
[注意]重力的方向是竖直向下,而不是垂直向下。竖直向下是指垂直于水平面向下,指向地心。
竖直向下
重垂线
四、重心
1.重心:对于整个物体,重力作用的表现就好像作用在物体的一个点
上,这个点叫做物体的重心。
2.提高稳度的方法:(1) ;(2) 。
[注意](1)形状规则、质地均匀的物体的重心在其几何中心。(2)物体的重心不一定在物体上。
增大支撑面
降低重心
探究重力的大小跟什么因素有关
[典例1]在“探究重力的大小跟什么因素有关”的实验中,得到如表所示数据。
天平
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
(1)本实验中用到的测量器材有 和 。
弹簧测力计
(2)分析表中数据可知,物体的质量为0.7 kg时,它受到的重力是
N。
(3)由本实验得出结论: 。
6.86
物体所受的重力跟它的质量成正比
(1)用弹簧测力计测量重力时,要注意使弹簧测力计的轴线在竖直方向上。
(2)在描述重力跟质量的关系时,不能说成物体的质量跟它受到的重力成正比。
重力的大小
[典例2]下列关于力的大小的估计中,不符合实际的是( )
A.一名中学生的体重约500 N
B.拿起两个鸡蛋所用的力约1 N
C.物理课本重约2 N
D.一个普通的苹果受的重力约0.1 N
D
B
重力的方向
[典例3]如图所示,物体所受重力示意图正确的是( )
C
A.滑板受到的重力 B.木块受到的重力
C.足球受到的重力 D.人受到的重力
[针对训练2] 如图所示,小明用自制的重垂线来检查宣传画是否挂正,这是利用了重力的方向总是 的特点,如果将锤子拿到月球上,它所受重力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
竖直向下
变小
重心
[典例4] 物理学中为了研究问题方便,往往将物体上各部分受到的重力集中于一点——重心,下列关于重心的说法正确的是( )
A.球形物体的重心在球心上
B.重心是重力的作用点,一定在物体上
C.物体的形状改变,其重心的位置可能不变
D.物体的重心就是该物体受到重力最大的点
C
[针对训练3] 如图所示,画出灯笼所受重力的示意图。
答案:如图所示
1.在足球赛中,守门员用脚踢球,足球在空中划过一道美丽的弧线。足球在空中飞行的过程中,如果不考虑空气阻力,则足球( )
A.不受力
B.受重力和脚对它的踢力
C.只受脚的踢力
D.只受重力
D
2.关于重力,下列说法中,正确的是( )
A.重力的方向总是垂直向下的
B.物体的质量与它所受重力成正比
C.“水往低处流”是由于重力作用
D.在空中向上运动的物体不受重力作用
3.一个中学生的体重大约为500 ,它的施力物体是 ,它的方向是 。
C
N
地球
竖直向下
4.(2023重庆)请在图中作出空中飞行的实心球所受重力的示意图 (O为重心)。
答案:如图所示
5.有一辆重为5.5×104 N的货车,装了15 t的货物,到达一座桥时,司机看到桥头处有一块如图所示的警示牌。(g取10 N/kg)
(1)车上货物的重力为多少
(2)该车是否可以安全过桥
答案:(1)1.5×105 N (2)这辆车不能安全过桥
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