课件14张PPT。《尖子生学案》人教版物理八年级下册第八章 运动和力第1节 牛顿第一定律对惯性的理解(易错点) 1.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何时候、任何运动状态下都有惯性.
2.质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大,惯性大,质量小,惯性小.物体的惯性大小与物体的运动速度无关.
3.惯性不是力,因此,不能说“物体受到惯性作用”“受到惯性力”“产生了惯性”等诸如此类不科学的话.例1 (2015·凉山中考)下列关于惯性说法正确的是 ( )
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.高速公路汽车限速是为了安全,因为速度越大惯性越大
C.百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用
D.歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性增强战斗机的灵活性〔解析〕 一切物体在任何情况下都有惯性,因此静止在草坪上的足球有惯性,故A错误;物体的惯性只与物体的质量有关,与速度无关,故B错误;百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于惯性还要保持原来的运动状态,而不是受到惯性作用,故C错误;惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,因此歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了减小惯性更加灵活,故D正确.故正确答案为D.D1.(2015·漳州中考)关于惯性现象的解释,以下说法正确的是 ( )
A.下落的小球速度越来越大,惯性增大了
B.“漂浮”在空间站的宇航员,惯性消失了
C.系安全带可以减少驾驶员的惯性
D.抛出的实心球在空中运动是由于实心球具有惯性D提示:下落的小球速度越来越大,质量不变,其惯性不变,故A错误;“漂浮”在空间站的宇航员,惯性仍然存在,故B错误;系安全带是为了减小因为惯性带来的伤害,驾驶员的惯性不变,故C错误;抛出的实心球在空中运动是由于实心球具有惯性,还要保持原来的运动状态,故D正确.解答有关惯性现象问题的思路和方法(规律方法) 解答有关惯性现象问题时,我们应抓住两条规律:(1)力是改变物体运动状态的原因.(2)牛顿第一定律.其具体思路与方法可分为四步:第一步,明确所研究的物体原来处于什么状态(是静止状态还是运动状态);第二步,指明某物体或物体的某一部分因受力而改变运动状态;第三步,指明另一物体或物体的另一部分由于惯性而保持原来的运动状态;第四步,得出结论.〔解析〕 握住锤柄迅速向下撞击坚硬的地面时,原来锤头和锤柄都处于运动状态,当锤柄碰到坚硬地面后停止运动,而锤头由于惯性会仍然保持运动状态,故此时锤头能紧紧地套在锤柄上.故正确答案为D.D2.(2015·济南中考)随着人们生活水平的不断提高,汽车已成为寻常百姓家里的代步工具.小丽的爸爸用汽车送她上学,走到学校附近的路口,向左来了一个急转弯,小丽顿时产生被向右甩出的感觉.请用惯性的知识解释这一现象.答案：人和车原来都是沿某个方向运动的,当车突然向左急转弯时,人的下半身随着车向左急转弯,而人的上身由于惯性,仍然保持原来的运动状态,所以人感觉被向右甩. 在匀速直线运动的交通工具上“跳远”“跳高”“扔物体”(规律方法) 在匀速直线行驶的轮船(或汽车)上做“跳远”“跳高”“扔物体”这些运动时,由于人或物体具有惯性,仍要保持与轮船(或汽车)相同的一个速度.为消除这一速度的影响,可以采用将轮船直接视为静止的方法,这样人站在“静止”的轮船(或汽车)上做相关运动的情况就容易分析了.〔解析〕 假设该同学在地面上以相同的力立定跳远能跳x距离,则朝与游轮运动方向一致跳时,由于惯性,能跳的比x远(以地面为参照物),但跳的起点也向游轮运动方向平移了一段距离,刚好抵消增大的距离;朝与游轮运动方向相反跳时,由于惯性,能跳的比x近(以地面为参照物),但跳的起点沿游轮运动方向平移了一段距离,这一段距离正好补上减小的距离,所以不管是朝游轮运动方向还是朝与游轮运动方向相反的方向跳的距离都是一样的.故正确答案为D.D3.小吴、小王和小杨在一艘速度为v的做匀速直线运动的海轮上玩抛球游戏.小吴以速度v将球竖直上抛,小王以速度v将球竖直下抛,小杨以速度v将球平行于海轮航行方向水平抛出.若球落地时,落地点均在船上,且不计任何阻力.则下列说法正确的是 ( )
A.小吴抛出的球落地点距离抛出点的正下方最远
B.小杨抛出的球落地点距离抛出点的正下方最远
C.他们三个抛出的球落地点均在抛出点的正下方
D.只有小杨抛出的球落地点在抛出点的正下方B〔解析〕 牛顿第一定律中叙述的是“一切物体在没有受到力的作用时……”,但现实中不受力的物体是不存在的,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证,它是在大量实验的基础上,牛顿总结概括前人的研究成果得到的一条重要规律,选项A,B均错误,选项C正确;一切物体在任何时候都具有惯性,D选项错误.故正确答案为C.C例2 〔解析〕 汽车和司机的质量是一定的,有无安全带,汽车和司机的惯性都不变,A,B两项错误;司机原来和车一起向前运动,突然减速(紧急刹车)时,车由运动突然变成静止,而司机由于具有惯性,继续向前运动,容易撞到挡风玻璃产生伤害,使用安全带可以起到保护作用,C项正确;司机原来和车一起向前运动,突然加速时,司机由于具有惯性,会向后运动,座椅可以对司机起到保护作用,此时安全带不起作用,故D项错误.故正确答案为C. [实验应用题](2015·安徽中考)司机在驾驶汽车时必须要系上安全带,系上安全带可以 ( )
A.减小汽车的惯性,防止发生事故
B.减小司机的惯性,防止发生事故
C.减小因汽车突然减速造成的伤害
D.减小因汽车突然加速造成的伤害C例3〔解析〕 根据“小球原静止在光滑水平桌面中央”可知,小球在水平方向上不受力的作用.左图中,小球向右运动,有两种可能,一是甲船向右减速,二是甲船向左加速;右图中小球静止,说明乙船可能静止或做匀速直线运动,综合以上分析可知D项是正确的.故正确答案为D.D例4 [实际应用题]一架在空中水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由落下了一颗炸弹.下列给出了几种炸弹落地前与飞机位置关系的情形,如图8 - 7所示.请你认真分析后作出正确的选择:
(1)不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系为 图.?
(2)实际上,由于空气阻力的存在,炸弹与飞机的位置关系为 图.?〔解析〕 不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,炸弹的运动状态不变,炸弹与飞机的速度相等,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为乙图;实际上,由于空气阻力的存在,在水平方向上,炸弹由于受到空气阻力作用,速度小于飞机速度,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为甲图.乙甲例5 [实际应用题]在一条东西方向的平直公路上,一辆沿公路行驶的汽车上有水滴落在路面上,路面上部分水滴的印迹如图8 - 8所示.请根据水滴印迹的特点指出该车行驶的方向,并应用所学物理知识加以解释.(图中虚线为汽车的行驶路线). 〔解析〕 若汽车是静止的,水滴落到地面上应当是圆形的;若汽车向前行驶时,水滴落到地面上时,最先与地面接触的部分由于与地面之间的摩擦力很快停止运动,但其余部分仍会保持原来的运动状态向前运动,使得水滴向前散开.〔答案〕 行驶方向:由西向东;原因:水滴离开汽车后,由于惯性,在水平方向仍保持向前的运动状态,滴到地上后,最初接触地面呈圆形的部分很快停止,其余部分由于继续向前运动而向前抛洒,因此出现了先圆后不规整的痕迹.例6〔解析〕 (1)在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,要保持物体在粗糙程度不同的水平面上运动的初始速度相同,方法是让物体每次都从斜面的同一高度由静止滑下,本题中虽然该同学先后三次将同一木块放在同一斜面上的同一高度,但是却分别用不同的力推了一下木块,也就致使木块在平面上起点处的速度不同,这种操作是错误的;(2)从实验中可观察到,木板表面最光滑,其阻力最小,木块在木板表面的运动距离最长,所以随着阻力的逐渐减小,木块在水平面上运动的距离逐渐变长,运动的时间越来越长,但由于实验中阻力不可能为零,所以不可能观察到木块在水平面上做匀速运动的情形;(3)在上述实验观察分析的基础上,可以推测:如果阻力为零,木块将做匀速直线运动.分别用不同的力推了一下木块变长 长 不可能为零做匀速直线运动例7 物体速度增加快慢与质量的关系〔解析〕(1)要验证物体速度增加的快慢与质量有关,必须保证用的拉力相等,所以我们每次都用同一个重物拉动小车就是为了使拉力一定,这是采用了控制变量法;(2)物体每秒速度的增加量等于2秒末速度和1秒末速度之差,即1 m/s-0.5 m/s=0.5 m/s;(3)通过数据我们发现1 kg×0.5 m/s=0.5 kg×1 m/s=2 kg×0.25 m/s=0.5 kg·m/s,即mΔv=0.5 kg·m/s.相等相反等于星期天,小明和同学骑自行车去郊游,小明用同样大小的力推两名骑自行车的同学,结果发现质量较小的同学速度增加较快,质量较大的同学速度增加较慢.爱思考的小明猜想:物体速度增加的快慢可能与质量有关,为了验证自己的猜想,他和其他同学到实验室进行了以下实验.实验过程如图8 - 10所示(实验桌面光滑,摩擦不计):
(1)在实验过程中,每次都用同一个重物拉动小车的目的是 ,这是物理学研究中常用的 法.
(2)将上表中所缺的数据补充完整.
(3)分析实验数据,他们验证了小明的猜想并得出物体每秒速度的增加量Δv与其质量m之间的关系式是: . 使拉力大小相等控制变量0.5mΔv=0.5 kg·m/s课件17张PPT。《尖子生学案》人教版物理八年级下册第八章 运动和力第2节 二力平衡平衡力与相互作用力的辨析(易错点) 平衡力和相互作用力都具有等大、反向、共线的特点,但它们的作用对象、作用效果、力的性质均不同.特别强调一点,平衡力作用在同一物体上,而相互作用力作用在两个不同的物体上.〔解析〕 A.由于茶杯对桌面有压力,所以桌面才支持茶杯,即压力的相互作用力是支持力,故A选项错误;B.茶杯受到的重力和支持力是一对平衡力,故B选项正确;C.重力是茶杯受到的力,而压力是桌面受到的力,所以重力和压力不是一对平衡力,故C选项错误;D.茶杯受到的重力和茶杯受到的支持力作用在一个物体上,所以重力和支持力不是一对相互作用力,故D选项错误.故正确答案为B.B提示:A选项中的两个力分别作用在物体和弹簧上,它们不是一对平衡力;B选项中的两个力分别作用在弹簧和物体上,它们也不是一对平衡力;C选项中的两个力作用在同一物体上,是一对平衡力,而不是一对相互作用力;D选项中的两个力是典型的相互作用力,D项正确.D二力平衡的判断方法(规律方法)〔解析〕 A.由图可知,二力作用在两个物体上,二力不是一对平衡力,不能处于平衡状态;B.由图可知,二力不在同一直线上,不是一对平衡力,不能处于平衡状态;C.二力符合平衡力的条件,因此是一对平衡力,能处于平衡状态;D.二力作用在同一直线上,但二力的大小不相等,二力不是一对平衡力,不能处于平衡状态.故正确答案为C. 方法一:看是否满足二力平衡的四个条件,“同一物体、大小相等、方向相反、同一直线”.四个条件缺一不可.
方法二:看物体的运动状态是否改变,即物体是否保持静止状态或匀速直线运动状态.若运动状态不变,则物体受到的力是平衡力,若物体的运动状态改变,则物体受到的力为非平衡力.C【解题归纳】 (1)二力平衡的条件可以概括为:共物、等大、反向、共线.
(2)物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用.提示:图中磁体间的两个磁力是相互作用力,分别给对方施加一个力的作用,这两个力不是作用在同一物体上,一定不平衡.不平衡 两个力没有作用在 同一物体上例3图8 - 20中A,B,C,D分别是用照相机拍摄(每0.1 s拍摄一次)的小球在四种不同运动状态下的照片,其中受到平衡力作用的是 ( ) 〔解析〕根据平衡力的定义可知,物体在平衡力的作用下将处于静止状态或匀速直线运动状态,本题中只有做匀速直线运动的物体才受到平衡力的作用.做匀速直线运动的物体应具备两个标志:一是物体运动速度的大小不变,二是物体运动速度的方向不变.反映在图像中就是物体在相等的时间内通过相等的路程,其运动轨迹为直线.四幅图中只有D图符合这个条件,所以D图中小球受到平衡力的作用.A图中小球运动方向不断地改变,B,C两图中小球运动速度大小不断地改变,因此这三幅图均反映出小球受到非平衡力的作用.故正确答案为D.D3.飞机停在飞机场上,且只受到两个力的作用,这两个力一定 (填“平衡”或“不平衡”),判断的依据是因为 .?平衡 飞机静止答案： 平衡 飞机静止例1 [实际应用题](2015·广东中考)如图8 - 21所示,人沿水平方向推装满沙子的车,但没有推动,下列说法正确的是 ( )
A.人对车的作用力小于车对人的作用力
B.人对车的推力小于地面对车的阻力
C.沙子受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.人对车的推力与地面对车的阻力是一对平衡力〔解析〕 人用力推车,但车仍保持静止状态,说明它在水平方向上受到的力是平衡的,即推力和阻力是一对平衡力,这两个力大小相等,故D项正确,B项错误;人对车的作用力和车对人的作用力是一对相互作用力,大小是相等的,故A项错误;地面支持的是沙子和车,故地面对车的支持力与沙子和车的总重力是一对平衡力,故C项错误.故正确答案为D.D例2 〔解析〕 钢丝绳拉着重物静止、匀速上升或匀速下降时,重物均处于平衡状态,受到的拉力与重力大小相等,由于重力大小是确定的,所以拉力大小也是确定的,始终等于6000 N.故正确答案为D. [易错题]起重机的起重臂下面挂有一个重为6000 N的重物,下面关于钢丝绳所受的拉力T,下列说法中正确的是 ( )
A.只有静止时,T=6000 N
B.匀速上升时,T>6000 N
C.匀速下降时,T<6000 N
D.重物静止、匀速上升、匀速下降时,T始终等于6000 ND例3[实际应用题]夏季的强台风给沿海城市造成很大的损失,为了使树木不被台风连根拔起,用拉索固定树木,如图8 - 22所示,哪种方法能使拉索对树木的拉力与风力平衡 ( ) D〔解析〕 要使拉索对树木的拉力与风力平衡,根据二力平衡的条件可知,拉力和风力应该是一对平衡力,因此二力必须在一条直线上,显然只有D图中拉索的拉力与风力在一条直线上,因此图D符合要求.故正确答案为D.例4 [实验探究题 ]利用如图8 - 23所示器材“探究二力平衡的条件”.
(1)将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上.当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力 .?
(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片 ,释放时观察其是否保持平衡.?
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象.由此可以得到二力平衡的又一个条件是 .?
(4)该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是 .?〔解析〕 (1)保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力大小相等,小卡片平衡;(2)为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡;(3)当小卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是必须在同一物体上;(4)选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响.大小相等旋转一定角度必须在同一物体上卡片重力可以忽略例5 [实验应用题]如图8 - 24所示是某科技小组设计并制作的一只喷气船.将船浮在室内游泳池的水面上,打开漏斗的活塞,流下的液体与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体,塑料罐内气压迅速增大,气体从罐底小孔喷出,使船前进.请回答下列问题:
(1)静止在水面上的喷气船,在气流喷出后能前进,这一现象说明力能
，
(2)若小船匀速前进,在水平方向上的一对平衡力是 ，在水平方向上存在的一对相互作用力是 ,其中使小船前进的力是 ,相互作用力与平衡力最明显的不同是 .?〔解析〕 气体喷出后,小船受到了喷出的气体对小船的作用力,由静止变为运动,说明力能改变物体的运动状态;小船在水平方向上受到的力是喷出的气体对小船的反作用力和水对小船的阻力,若小船匀速前进,则这两个力平衡;小船在水平方向上受到了两个力的作用,这两个力肯定都存在一个反作用力,即小船对喷出的气体的力与喷出的气体对小船的力是一对相互作用力,水对小船的阻力和小船对水的水平作用力是一对相互作用力;平衡力作用在一个物体上,而相互作用力作用在两个物体上,这就是平衡力与相互作用力的最大差别.例5 [实验应用题]如图8 - 24所示是某科技小组设计并制作的一只喷气船.将船浮在室内游泳池的水面上,打开漏斗的活塞,流下的液体与碳酸钠反应产生大量二氧化碳气体,塑料罐内气压迅速增大,气体从罐底小孔喷出,使船前进.请回答下列问题:
(1)静止在水面上的喷气船,在气流喷出后能前进,这一现象说明力能
，
(2)若小船匀速前进,在水平方向上的一对平衡力是
在水平方向上存在的一对相互作用力是
,其中使小船前进的力是 ,相互作用力与平衡力最明显的不同是 .?改变物体的运动状态喷出的气体对小船的反作用力和水对小 船的阻力 小船对喷出的气体的力与喷出的气体对小船的反作用力(或水对小船的阻力和小船对水的水平作用力)喷出的气体对小船的反作用力平衡力两力作用在一个物体上,相互作用力两力作用在两个物体上例6
空气阻力和速度的关系
在综合实践活动中,某兴趣小组的同学利用纸锥和金属小球来探究“空气阻力和速度的关系”.取三个相同的纸锥,每个纸锥质量为m,并编号为甲、乙、丙,其中在乙纸锥内固定质量为3m的金属小球,在丙纸锥内固定质量为8m的金属小球.让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙区域内,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图8 - 25所示是其中一段的示意图.请根据图示回答下列问题:
(1)对于图中的这段运动过程,下列说法正确的是 .?
A.只有甲做匀速直线运动
B.只有乙做匀速直线运动
C.只有丙做匀速直线运动
D.甲、乙、丙都做匀速直线运动
(2)对于图中的这段运动过程,甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是 ,它们所受的空气阻力之比是 ,由此可以得出的实验结论是 ?
?
〔解析〕(1)由图分析可知,甲、乙、丙在各自相同的时间内,通过的路程都相同,故甲、乙、丙都做匀速直线运动.(2)根据图可知,每曝光一次的时间甲、乙、丙通过的路程分别为1块砖、2块砖、3块砖的高度,相等的时间内通过的路程之比为1∶2∶3,所以甲、乙、丙三个纸锥的速度之比1∶2∶3.甲、乙、丙纸锥及其内金属球的总质量分别为m,m+3m=4m,m+8m=9m,则它们的质量之比为1∶4∶9,因为重力和质量成正比,所以它们的重力之比也为1∶4∶9;又因为纸锥做匀速直线运动,受到的是平衡力,因此空气阻力和重力相等,所以三纸锥所受的空气阻力之比是1∶4∶9= 12∶ 22 ∶ 32.根据纸锥速度之间的关系、阻力之间的关系,可得结论:形状相同的纸锥,下落时所受空气阻力与速度的平方成正比.例6
空气阻力和速度的关系
在综合实践活动中,某兴趣小组的同学利用纸锥和金属小球来探究“空气阻力和速度的关系”.取三个相同的纸锥,每个纸锥质量为m,并编号为甲、乙、丙,其中在乙纸锥内固定质量为3m的金属小球,在丙纸锥内固定质量为8m的金属小球.让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙区域内,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图8 - 25所示是其中一段的示意图.请根据图示回答下列问题:
(1)对于图中的这段运动过程,下列说法正确的是 .?
A.只有甲做匀速直线运动
B.只有乙做匀速直线运动
C.只有丙做匀速直线运动
D.甲、乙、丙都做匀速直线运动
(2)对于图中的这段运动过程,甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是 ,它们所受的空气阻力之比是 ,由此可以得出的实验结论是 ?
?
D1∶2∶31∶4∶9形状相同的纸锥,下落时所受空气阻力与速度的平方成正比课件19张PPT。《尖子生学案》人教版物理八年级下册第八章 运动和力第3节 摩擦力判断物体是否受摩擦力、摩擦力的方向(易错点) 判断摩擦力是否存在时,一定要注意观察两个物体间有没有发生相对运动或相对运动的趋势;判断摩擦力的方向时,一定要注意摩擦力方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体实际运动的方向可能相反,也可能相同.〔解析〕 米袋刚放上输送带瞬间,米袋与输送带有相对滑动,在输送带对米袋向右的摩擦力作用下加速运动,直到与输送带相对静止,当相对静止时,便不再受摩擦力,当输送带突然制动时,输送带停止运动,而米袋由于惯性仍保持向前运动,此时米袋相对于输送带的运动方向是向右的,所以米袋受到输送带向左的摩擦力,使其慢慢运动一段距离后静止.ACB1.当骑着自行车向前运动时,前轮和后轮所受的摩擦力的方向是 ( )
A.前、后轮受到的摩擦力都向后
B.前、后轮受到的摩擦力都向前
C.前轮受到的摩擦力向前,后轮的向后
D.前轮受到的摩擦力向后,后轮的向前D提示:自行车的后轮相对地面有向后运动的趋势,地面给后轮一个向前的摩擦力,向前的摩擦力推动自行车前行;自行车的前轮相对地面向前运动,受到地面的摩擦力,摩擦力的方向总是阻碍物体相对运动,前轮受到的摩擦力向后.对影响滑动摩擦力大小的因素理解不透彻(易错点)〔解析〕 由于P,Q两物体分别在FP=5 N,FQ=3 N的水平拉力作用下做匀速直线运动,所以P,Q两物体受到的摩擦力分别为fP=5 N,fQ=3 N,所以D选项是正确的.由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度均有关系,故不能简单地根据摩擦力的大小确定压力大小或接触面的粗糙程度,故A,C两项错误;滑动摩擦力的大小与速度无关,故B项错误.故正确答案为D.D 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、物体的运动速度无关.不能只根据其中一个因素的大小判断摩擦力的大小,也不能根据摩擦力的大小确定其中一个因素的大小.2.如图所示是测量铁块A在长木板B上运动时受到的滑动摩擦力大小的实验装置.向左拉动木板B时,测力计会有示数,此时A受到滑动摩擦力的方向水平向 ,如果在铁块A上增加重物,A受到的滑动摩擦力将 ;如果B向左运动速度增大,A受到的滑动摩擦力将 .(后两空填“变大”“变小”或“不变”)?变大提示:由题意可知,向左拉动木板B时,铁块A相对于B向右运动,则此时A受到的滑动摩擦力水平向左,如果在铁块A上增加重物,由于压力增大,A受到的滑动摩擦力将变大;如果B向左运动速度增大,由于压力和接触面的粗糙程度不变,则A受到的滑动摩擦力将不变.不变左摩擦力大小的计算(规律方法) 初中阶段,没有直接计算摩擦力大小的公式,但可以根据二力平衡或者是利用滑动摩擦力不变性进行求解.
(1)物体做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力大小等于使物体运动的那个力的大小.
(2)物体保持相对静止时受到的静摩擦力大小等于想让它发生相对运动的那个力的大小.
(3)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度两个因素有关,只要这两个因素不变,滑动摩擦力就不变.〔解析〕 木块受到10 N的拉力在水平面上做匀速直线运动,木块水平方向上受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力大小是10 N;当拉力增大为15 N时,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,大小还是10 N,现在拉力大于滑动摩擦力,木块将做加速运动.1010N3.小丽推着购物车在超市购物,当她用20 N的水平推力使购物车以1.5 m/s的速度沿直线匀速前进时,购物车所受摩擦力为 N;突遇情况想尽快站住,于是她用8 N的水平拉力反向拉车,在拉力反向的瞬间,购物车所受的合力大小为 N.?20提示:因为购物车在水平方向上做匀速直线运动,所以购物车受力平衡,地面对购物车的阻力:f=F=20 N;因为压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力的大小不变,因此购物车向后受到大小为20 N的摩擦力和大小为8 N的拉力作用,因为二力方向相同,所以F合=20 N+8 N=28 N. 28〔解析〕 由题意知,张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,因此,他受到的摩擦力f=G=600 N,方向竖直向上.故正确答案为B.B4.如图所示,用6 N的力握住总重为1.5 N的水杯静止不动,若将手的握力增大到8 N,手与水杯之间摩擦力的大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”).若将水杯总重增加到2 N,水杯仍然静止不动,则手与水杯之间摩擦力的大小为 N.?不变提示:不论是用6 N还是用8 N的力握住水杯,当水杯静止时,水杯受到的向上的摩擦力都等于水杯的重力.2例1 [易错题]如图8 - 45所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是 ( )
A.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力大小均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为0,物体B受到地面对它的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力大小为F,物体B受到地面对它的摩擦力大小为F〔解析〕 甲图以A为研究对象,A做匀速直线运动,且受到水平向右的拉力F作用,那么与之相接触的物体B必定对它施加水平向左的静摩擦力的作用(二者有发生相对运动的趋势),且大小为F;乙图以A为研究对象,它与物块B之间保持相对静止,也没有发生相对运动的趋势,故此时A不受摩擦力的作用;以叠放在一起的物体A和B这一整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,甲、乙两种情况下B受到的摩擦力相等.故正确答案为B.B 【解题归纳】 这是典型的物体叠放受力分析问题,通过采用“整体法”和“隔离法”,分析其内部物体之间的相互作用情况时,应采用“隔离法”“解决内部矛盾”;分析它们所受外力的作用时,应采用“整体法”“一致对外”.例2 (2016·杭州中考)如图8 - 46所示,第一次甲单独用50 N的力推墙,第二次甲推墙的力不变,乙用30 N的力向左推甲,前后两次,人均未运动,则下列说法错误的是 ( )
A.在两幅图中,墙壁都受到50 N的推力
B.乙受到地面30 N的摩擦力,方向向左
C.第二次推时,甲受到地面20 N的摩擦力,方向向左
D.第二次推时,墙壁受到80 N的推力D〔解析〕 这两次推墙时,甲对墙的作用力都是50 N,故A项正确,D项错误;第二次甲推墙时,甲对墙的作用力是50 N,则墙对甲的反作用力也是50 N,又乙对甲的推力是30 N,而甲还能保持静止状态,说明他必然还受到向左的摩擦力,且大小为20 N,故C项正确;乙对甲施加30 N的推力,则甲对乙也施加30 N的推力,而乙还能保持静止状态,说明乙应当受到向左的摩擦力,且大小为30 N,故B项正确.故正确答案为D.例3 [图像分析题]如图8 - 47甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力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.下列说法中正确的是 ( )
A.0~2 s内物体受摩擦力作用
B.2~4 s内物体受到的摩擦力为3 N
C.4~6 s内物体保持静止
D.2~4 s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力〔解析〕 由乙、丙图像可知,0到2 s内物体受到的拉力为2 N,速度为0,但有相对运动趋势,故受摩擦力的作用,故A正确;由乙、丙图像可知,4 s到6 s内拉力F=4 N,物体以2 m/s的速度做匀速直线运动,故此时滑动摩擦力f=F=4 N,故C项错误;又在压力一定、接触面的粗糙程度一定的条件下,滑动摩擦力的大小是个定值,与速度无关,所以2到4 s内物体受到的摩擦力也为4 N,此时物体受到的拉力为6 N,这两个力显然不符合二力平衡条件,故B,D错误.故正确答案为A.A例4 [实际应用题]冰壶运动员的鞋底一只是塑料的,另一只是橡胶的.他滑行时,橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大.如图8 - 48所示,他用b脚蹬冰面后,只用a脚向右滑行,可以确定的是 ( )
A.滑行时冰对a鞋的摩擦力向右
B.蹬冰时冰对b鞋的摩擦力向左
C.a鞋底是橡胶会滑得更远
D.a鞋底是塑料会滑得更远〔解析〕滑行时冰对a鞋的摩擦力向左,故A错误;蹬冰时冰对b鞋的摩擦力向右,故B错误;a鞋底是橡胶则由于接触面粗糙程度大,所受摩擦力大,所以会滑得更近,故C错误;a鞋底是塑料则由于接触面粗糙程度小,所受摩擦力小,所以会滑得更远,故D正确.故正确答案为D.D例5 [实验探究题]学习了摩擦力有关知识后,同学们都已经知道:滑动摩擦力跟物体间接触面的粗糙程度及压力大小有关.但小明同学总感觉滑动摩擦力还应与接触面积的大小有关,猜想:“面积越大,滑动摩擦力越大”.于是他找来了一块长方体木块(各表面粗糙程度相同)、弹簧测力计、长木板,如图8 - 49所示.请你用这些器材验证他的猜想是否正确? 〔解析〕 同一长方体木块放在水平木板上,压力相同,长方体的各面粗糙程度相同,使木块平放、侧放,用弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动,分别记录弹簧测力计的示数,然后比较拉力大小,也就是滑动摩擦力大小,确定滑动摩擦力是否与接触面积有关.〔答案〕 (1)将木块平放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F1;(2)将木块侧放在木板上,用弹簧测力计水平匀速直线拉动,并读出拉力F2;(3)若F1=F2,则滑动摩擦力与接触面积无关;若F1≠F2,则滑动摩擦力与接触面积有关.例6[实验探究题]小强同学想探究滑动摩擦力与物体的运动速度是否有关,他设法找到了以下器材:
a.斜面,b.带钩的长方体木块,c.放在课桌面上的表面平整的长木板,d.几条毛巾,e.直尺,f.弹簧测力计,g.硬纸板.
(1)请你帮他选出所需要的实验器材.(用器材前面的字母表示)
(2)简述主要的实验步骤.
(3)作简要的分析与论证.〔解析〕 (1)首先确定实验的原理及整体思路,才能有针对性地选择实验器材.摩擦力可通过弹簧测力计来间接测出,弹簧测力计要拉动的物体最好选择带钩的长方体木块,同时还需要一块平整的长木板来作为接触面;(2)实验中主要是控制压力和接触面的粗糙程度不变,用弹簧测力计水平拉着木块以不同的速度匀速滑动,记录弹簧测力计的示数,据此可设计合理的实验步骤;(3)在分析与论证时,主要看弹簧测力计的示数是否相同,并搞清示数相同或不同分别说明了什么样的问题.〔答案〕 (1)b,c,f (2)A.将带钩的长方体木块放在长木板上,用弹簧测力计以速度v1水平匀速拉动,记下示数F1;B.然后再以另一个速度v2匀速拉动,记下示数F2;C.比较F1,F2的大小,得出结论. (3)分析论证:若两次示数相等,则说明滑动摩擦力与物体的运动速度无关,反之,则有关.滑动摩擦力的大小与压力大小的定量关系例7 小华同学在“探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系”实验中,他把物体用垂直于竖直墙壁的力F压压紧在墙壁上,同时用竖直向上的力F匀速拉动物体向上运动,如图8 - 50甲所示,在保持其他条件不变的情况下,通过改变F压来改变物体与墙壁之间压力的大小.经过多次实验测量F压,F,记录了如表实验数据:
(1)实验中,拉力F (选填“大于”“小于”或“等于”)物体所受到的滑动摩擦力f.?
(2)根据表中测量数据可以得出,滑动摩擦力与压力大小之间的定量关系是： .?
(3)在图乙中画出F与F压关系的图像.通过分析图像可知,物体重力
大小为 . 〔解析〕 在竖直墙壁上用力F沿直线匀速拉动物体,所以拉力和摩擦力、重力是平衡力,则F=G+f,所以实验中拉力大于物体受到的滑动摩擦力f;根据表格中数据在图乙中进行描点,并将各点用平滑的曲线连接起来,画出F与F压关系的图像,如图8 - 51所示.通过分析图像可知,物体重力大小为0.8 N;进一步根据表中数据可知,5次实验对应的滑动摩擦力分别为0.2 N,0.4 N,0.6 N,0.8 N,1 N.可见,当接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力和压力成正比,且滑动摩擦力与压力的比值始终为0.2,为一定值,则f=0.2F压.滑动摩擦力的大小与压力大小的定量关系例7 小华同学在“探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系”实验中,他把物体用垂直于竖直墙壁的力F压压紧在墙壁上,同时用竖直向上的力F匀速拉动物体向上运动,如图8 - 50甲所示,在保持其他条件不变的情况下,通过改变F压来改变物体与墙壁之间压力的大小.经过多次实验测量F压,F,记录了如表实验数据:
(1)实验中,拉力F (选填“大于”“小于”或“等于”)物体所受到的滑动摩擦力f.?
(2)根据表中测量数据可以得出,滑动摩擦力与压力大小之间的定量关系是： .?
(3)在图乙中画出F与F压关系的图像.通过分析图像可知,物体重力
大小为 . 大于f=0.2F压0.8
