(共56张PPT)
第六章 力 和 机 械
第一课时 力 弹力 重力 摩擦力
1. 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。
2. 能用示意图描述力。会测量力的大小。
3. 探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
4. 用弹簧测力计测量力。(必做实验)
5. 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。(必做实验)
课程标准
考点梳理
1. 力是物体对__________的作用。力用字母__________表示。一个力产生时,必然存在着两个物体,一个叫做__________物体,另一个叫做__________物体。物体间力的作用是__________的,施力物体同时也是__________物体。
2. 力的单位:__________,简称__________,符号为__________。手托起两个鸡蛋的力大约是__________N。
物体
力
F
施力
受力
相互
受力
牛顿
牛
N
1
3. 力的作用效果:力可以使物体发生__________,也可以使物体的________________发生改变。
4. 力的三要素:力的__________、__________和__________。它们都能影响力的作用效果。
5. 力的示意图:用一条带__________的线段表示出力的__________、__________和作用点。
形变
运动状态
大小
方向
作用点
箭头
方向
大小
注意:(1)相互作用的两个力称为作用力和反作用力,它们大小相等,方向相反,同时产生,同时消失。(2)两个物体不接触也能产生力(如磁力),而相互接触的两个物体也可能不产生力。(3)运动状态的改变是指速度大小、运动方向的改变。(4)画力的示意图时,应先确定力的作用点,再画出带有箭头的线段,箭头的方向代表受力的方向,最后标出力的符号和大小。
1. 实验室测量力的工具是____________________。
2. 弹簧测力计的原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,它的伸长量就越__________。
3. 使用弹簧测力计的注意事项:
(1)使用前要看清弹簧测力计的__________和__________。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。
弹簧测力计
弹力、弹簧测力计
长
量程
分度值
(2)使用前要轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住。
(3)使用前要校零,即要使指针对准_______________。
(4)使用时要使弹簧的伸长方向与所测力的方向__________。
注意:如果用弹簧测力计沿水平方向测量力的大小,应沿水平方向进行校零;如果用弹簧测力计沿竖直方向测量力的大小,应沿竖直方向进行校零。
零刻度线
一致
1. 重力的定义:由于______________________而使物体受到的力,叫做重力。地面附近的一切物体都要受到重力的作用。
2. 重力的施力物体:________________。
3. 重力的大小:
(1)物体所受的__________跟它的__________成正比。
地球的吸引
重力
地球
重力
质量
(2)重力与质量的关系可用公式表达为_____________。
(3)g=9.8 N/kg的物理意义:______________________________
_____________________________。
4. 重力的方向:总是________________的。应用:利用铅垂线确定竖直方向等。
5. 重力的作用点:__________。物体的各部分都受到重力的作用,但在处理重力问题时,通常把力看成是作用在重心上。
G=mg
质量为1 kg的物体受到
的重力大小为9.8 N
竖直向下
重心
拓展:(1)稳度指物体的稳定程度,增大支撑面的面积和降低重心的位置可以提高物体的稳度。(2)形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心上。
1. 摩擦力包括静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力,通常用字母__________表示。一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的阻碍物体___________________的力,叫做滑动摩擦力。
2. 影响滑动摩擦力大小的因素:接触面受到的______________、______________________________。
(1)在压力大小一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越__________。
f
摩擦力
相对运动
压力大小
接触面的粗糙程度
大
(2)在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越__________。
注意:(1)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、物体受到的拉力大小、物体和接触面间的接触面积大小等因素都无关。(2)滑动摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反。
大
3. 增大有益摩擦的方法:
(1)增大__________,如用力写字、用力捏闸刹车等。
(2)使物体的接触面变得更__________,如轮胎或鞋底有花纹、汽车安装防滑链等。
4. 减小有害摩擦的方法:
(1)减小压力。(2)减小接触面的粗糙程度。(3)使接触面分离,如添加润滑剂。(4)用滚动代替滑动,如滚珠等。
压力
粗糙
课本简练
1. (八下P7自我评价与作业4改编)踢足球时,脚对足球施力的同时,脚也感到痛,这说明物体间力的作用是__________的。使脚感到痛的力的施力物体是__________。静止的足球受力后飞出去,这说明力可以改变物体的_____________。飞出去的足球落地滚动的过程中__________(填“有”或“没有”)受到脚的踢力。
相互
足球
运动状态
没有
2. (八下P11图6-19改编)小明在探究力的作用效果与什么因素有关时,他将一个薄钢条的下端固定,分别用4个不同的力去拉它,使其发生的形变如图1-6-1所示,已知力的大小为F1=F3=F4>F2,那么,能说明力的作用效果跟力的方向有关的图是( )
A. 甲和乙 B. 甲和丙
C. 甲和丁 D. 乙和丁
B
3. (八下P11自我评价与作业1改编)图1-6-2为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否有__________,指针是否指在_______________。该弹簧测力计的分度值为__________N,测量范围为__________,
示数是__________N。
摩擦
零刻度线上
0.2
0~5 N
2.4
4. (八下P14活动1改编) 如图1-6-3所示,用自制的铅垂线来检查墙上的画框是否挂正,是利用了重力的方向是__________的道理,此时应将画向__________(填“顺”或“逆”)时针方向移动。
竖直向下
逆
5. (八下P23自我评价与作业2改编)在横线上写出下列情况分别属于哪种类型的摩擦力。
(1)用手拿茶杯喝水,手与茶杯之间的摩擦力属于__________摩擦力。
(2)滑冰运动员滑冰时,冰刀与冰面之间的摩擦力属于_______摩擦力。
(3)工作中的传送带上的货物与皮带之间的摩擦力属于_______摩擦力。
(4)人正常走路时,鞋底与地面之间的摩擦力属于__________摩擦力。
静
滑动
静
静
易错精讲
【例1】下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A. 货物被起重机吊起匀速上升
B. 汽车匀速转弯
C. 人造卫星绕地球匀速转动
D. 苹果从树上加速落下
易错点1
对物体运动状态改变的理解
A
思路点拨:(1)物体的运动状态包括物体的运动方向和速度大小。(2) 运动状态不变包括两种情况:静止或做匀速直线运动。(3)物体的运动方向和速度的大小任何一个改变或全部改变,物体的运动状态就改变。(4)速度大小的改变:静止变运动,运动变静止,速度增大或减小。(5)运动方向的改变:转弯,反向,做圆周运动等。
【变式1】下列物体中,运动状态没有发生改变的是____________;仅运动方向改变,使运动状态发生改变的是__________;仅速度大小改变,使运动状态发生改变的是__________;速度大小和运动方向都改变,使运动状态发生改变的是__________。 (均填序号)
①随地球一起做圆周运动的同步卫星 ②正从树上竖直下落的苹果 ③沿直滑梯匀速下滑的小朋友 ④被水平击出后,在飞行中的排球⑤加速竖直升空的火箭 ⑥匀速直行中的高铁列车 ⑦在空中匀速直线下落的降落伞 ⑧启动时沿直线加速的汽车 ⑨弯道上沿曲线匀速滑行的运动员 ⑩吊在天花板下静止的电灯 在草坪上沿直线滚动的足球 沿弧线飞进篮筐的篮球 进站的火车缓缓停下 停在空中的热气球在笔直轨道上
③⑥⑦⑩
①⑨
②⑤⑧
④
【例2】如图1-6-4所示,一个物体静止在斜面上,请画出物体受到的力。
易错点2
力的作图
如答图1-6-1所示。
思路点拨:重力的方向总是竖直向下的,支持力、压力的方向垂直于接触面,摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
【变式2】2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”成为全世界的宠儿。如图1-6-5所示,“冰墩墩”正在沿斜坡向下滑雪。①请你以重心O为作用点画出“冰墩墩”所受的重力和支持力;②画出此时斜坡受到冰墩墩施加的压力。
如答图1-6-2所示。
【变式3】图1-6-6甲为用传送带把货物送到高处的情景,图1-6-6乙为其示意图,请在图1-6-6乙中画出货物A所受重力和摩擦力的示意图。
如答图1-6-3所示。
【例3】如图1-6-7所示,水平桌面的右端固定一个定滑轮,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4 kg的木块相连。当小盘内放有重为0.5 N的砝码时,木块未被拉动,这时木块受到的摩擦力大小为________N;当小盘内放有重为0.6 N的砝码时,木块正好做匀速直线运动;当小盘内放
有重为0.7 N的砝码时,小盘拖动木块做__________
(填“匀速”或“变速”)直线运动,直到小盘落
在地面上后,木块仍在桌面上运动,此时木块所受
到的摩擦力大小为__________N。
易错点4
对摩擦力的理解及其大小判断
0.5
变速
0.6
思路点拨:(1)当物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡。(2)当压力大小、接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力的大小不变。
【变式4】如图1-6-8所示,用F=10 N的水平压力将重为5 N的物体压在竖直墙壁上,此时物体保持静止,在逐渐减小压力F的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与压力F关系的图像是( )
C
实验 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关(10年3考:2018年、2021年、2024年)
重点实验
实验名称 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
实验器材 弹簧测力计、木板、木块、毛巾、棉布、砝码等
考点归纳 (1)实验原理:二力平衡
(2)为了测量摩擦力的大小,必
须保持物体在水平方向上做匀速
直线运动,此时物体所受的滑动
摩擦力才等于物体所受的拉力
(3)注意弹簧测力计的使用和读数
考点归纳 (4)控制变量法的应用
(5)直接拉弹簧测力计很难控制物体做匀速运动,可将实验装置改为图丁
(6)数据的收集和处理
实验结论 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和接触面的面积无关
【例】【科学探究】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,实验装置如图1-6-9所示。
【实验方法】
(1)实验时,用弹簧测力计拉动木块在水平木板(或棉布)表面上做_______________运动,根据_______________的知识可知,这时滑动摩擦力的大小__________弹簧测力计的示数。这种研究方法是_______________。
匀速直线
二力平衡
等于
转换法
【分析论证】
(2)实验前,同学们提出了以下几种猜想:小杨同学根据图甲、乙进行实验,可以验证猜想__________(填字母)。
A. 滑动摩擦力的大小与压力的大小有关
B. 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C. 滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关
D. 滑动摩擦力的大小与运动的速度大小有关
A
(3)根据图甲、丙,你能得出的初步结论是_____________________________________________________________。
(4)小明同学想要探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关,他将木块切去一半,重复图甲的操作过程,如图丁所示。比较图甲、丁,小明同学得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论__________(填“可靠”或“不可靠”),理由是_______________________________。
压力大小不变时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
不可靠
没有控制压力大小相同
【实验拓展】
(5)在图乙中,若木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力的大小将__________(填“不变”“变大”或“变小”)。
(6)评估以上实验方案的不足之处是_________________________
_______________________。(答出一条即可)
不变
拉动木块做匀速运动比
较困难
(7)小红同学对实验装置进行改动,如图1-6-10所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小红同学__________(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
不一定
(8)如图1-6-11所示,小方同学没有让弹簧测力计沿水平方向拉动木块,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,此过程中,木块处于__________(填“平衡”或“不平衡”)状态,弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力__________(填“是”或“不是”)一对平衡力。
平衡
不是
考点1 力[10年9考:2015年(作图)、2016年(作图)、2017年(作图)、2019年(选择和作图)、2020年(选择和作图) 、2021年(作图)、2022年(作图)、2023年(填空)、2024年(作图)考查]
考点精练
1. 【航天主题】(2024枣庄)嫦娥六号探测器于2024年6月2日着陆月球背面阿波罗盆地进行采样,嫦娥六号探测器在降落月球实施制动减速时,要将发动机喷管朝向__________(填“前方”“侧方”或“后方”),使探测器减速的施力物体是__________(填“燃气”或“喷嘴”),此现象可以说明_______________________________。
前方
燃气
物体间力的作用是相互的
2. 【物理学与社会发展】(2024夏邑模拟)我国科学团队研制出了一款柔性显示玻璃,它的厚度仅有0.03 mm,创造出的新的世界纪录,这种玻璃常应用于折叠屏手机。手指用力压这种玻璃会使其变弯曲,说明力可以使物体发生__________;手指用的力越大,玻璃弯曲的程度就越明显,说明力的作用效果和力的__________有关。
形变
大小
3. (2022广东)如图1-6-12所示,物体A保持静止,画出A所受重力G和拉力F的示意图。
如答图1-6-4所示。
4. 【初高衔接】(2024枣庄)在两辆靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙,如图1-6-13所示,下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B. 甲先对乙施力,然后乙才对甲施力
C. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对相互作用力
D. 由于甲、乙两磁体没有接触,因此甲、乙之间没有力的作用
C
考点2 弹力、弹簧测力计[10年7考:2016年(实验)、2017年(实验)、2018年(实验)、2019年(实验)、2021年(实验)、2022年(作图)、2023年(实验)考查]
5. (2023、2019 广东改编)如图1-6-14所示,调零时,弹簧测力计应在__________(填“竖直”或“水平”)方向上调零。物体A重为__________N。
竖直
1.2
6. (2024聊城)如图1-6-15所示,把一个质量分布均匀的小球用绳子悬挂起来,将小球拉到一定高度稳定后松手。画出小球在摆动过程中经过P点时所受力的示意图。(忽略空气阻力)
如答图1-6-5所示。
7. 【初高衔接】某同学在探究弹簧的长度与其所受拉力的关系时,得到如图1-6-16所示的图像。
(1)分析图像及相关数据,可以得出的结论是_____________________________________________________________。
(2)若用这根弹簧制成弹簧测力计,它的测量范围是__________。
在弹性限度内,弹簧的伸长量与其所受拉力的大小成正比
0~6 N
考点3 重力[10年10考:2015年(计算)、2016年(作图)、2017年(实验和计算)、2018年(计算)、2019年(填空和实验)、2020年(计算)、2021年(作图和计算)、 2022年(作图和计算)、2023年(作图和计算)、2024年(计算)考查]
8. 【航天主题】图1-6-17为王亚平、翟志刚、叶光富三名航天员在太空过春节的画面。三位航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼以达到锻炼效果,下列活动可进行的是( )
A. 做俯卧撑
B. 用弹簧拉力器健身
C. 举哑铃
D. 用单杠做引体向上
B
9. 【科学思维】(2023赤峰)小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系,如图1-6-18所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成__________。一个物体的质量为10 kg,它在甲星球上受到的重力为__________N。
正比
150
10. (2023广东)如图1-6-19所示,书静止在水平桌面上,请在图中画出书受到的重力G和支持力F的示意图。
如答图1-6-6所示。
11. 【物理学与社会发展】(2023广东节选)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为8×104 kg,g取10 N/kg。求该飞机受到的重力。
解:飞机受到的重力G=mg=8×104 kg×10 N/kg=8×105 N。
答:(略)
考点4 摩擦力[10年8考:2015年(计算)、2016年(作图)、2018年(选择)、2019年(计算)、 2020年(填空)、2021年(实验)、2023年(选择)、2024年(实验)考查]
12. 【从生活走向物理】(2023广东)小明买了一个方便移动的储物箱(底部装有轮子),储物箱安装轮子的目的是( )
A. 增大摩擦 B. 减小摩擦 C. 增大压强 D. 减小压强
B
13. 【科学探究】(2024广东)如图1-6-20所示,在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力为__________N。
2.4
14. 【科学探究】某实验探究小组用如图1-6-21所示的装置测量滑动摩擦力的大小。第一次以速度v1匀速拉动木板,弹簧测力计A、B的示数均稳定时,大小分别为12 N、5 N;第二次以速度v2(v2>v1)匀速拉动木板,则弹簧测力计A、B的示数均稳定后,弹簧测力计B的示数为__________N。
5
15. 【初高衔接】(2023河南)小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图1-6-22所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板表面
的摩擦力作用,小华则认为黑板擦不受摩擦力。
你认为__________的观点正确,请简要说明
理由:______________________________________
_____________________________________________。
小华
黑板擦在下落过程中,没有对黑板
表面施加压力,故没有摩擦力产生
考点5 综合真题
16. (2021广东)如图1-6-23所示,小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中:
(1)根据__________________的条件,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做__________________运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,如图甲所示。
二力平衡
匀速直线
(2)小明在图甲实验中发现较难让木块做匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定。于是,他与同学们一起改进实验,如图乙所示,固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,实验记录如下表,则木块所受的滑动摩擦力大小为__________N。
2.0
实验次序 长木板的运动情况 弹簧测力计的示数/N
1 匀速 2.0
2 由慢到快 2.0
3 由快到慢 2.0
(3)写出用图乙装置的一条优点:___________________________
_____________________。
不需要匀速拉动木板,
更易操作