第四讲 熟悉而陌生的力
一、中考热点
在近几年全国各地的中考试题中,涉及本讲内容的试题大约占4~6分.考点一般有填空题、选择题、作图题、实验题.本讲是力学的基础内容,是力学后续学习的知识储备.近几年来,实验区对本讲考查的侧重点是联系生活实际,加强对同学们科学探究能力、创新意识、科学方法和科学精神的培养.探究实验、联系生活实际的题目较多.重点考查内容:力作用的相互性。力的作用效果、增大和减小摩擦力(联系生活实际);重力与质量的关系、影响摩擦力的因素(探究);重力(作图).热点:力的作用效果、增大和减小摩擦力、影响摩擦力的因素、重力.的作图.
二、考点精讲
1.对力的理解
(1)概念:力是物体对物体的作用.要想发生力的作用,必须具备两个物体,只有一个物体不会产生力的作用.
(2)力的特点:物体间力的作用是相互的,施力物体在施加力的作用时,一定会同时受到受力物体施加的反作用力.对于这个反作用力来说,原来的受力物体变成了施力物体,而原来的力物体变成了受力物体.物体之间不接触也会产生力的作用,比如地球和月球不接触,两者之间却有相互吸引的力;两块磁铁不接触,也会产生相互作用的斥力和引力.
(3)力的单位:力的单位是牛顿,简称牛,用符号N表示.
(4)力的作用效果
力的作用效果有两方面:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状.这两方面可以单独发生,也可以同时发生.物体运动状态的变化包括:①速度大小的变化;②运动方向的变化.这两方面可以同时发生,也可以单独发生.
(5)力的测量工具:弹簧测力计.
弹簧测力计的制作原理:在弹性限度内,弹簧伸长的长度跟弹簧所受到的拉力成正比.
它的构造是:弹簧和挂钩、指针、刻度及外壳.
使用弹簧测力计:
①先要在测量前使指针对准零刻度线,若有偏差,必须矫正.
②明确弹簧测力计的测量范围及分度值.
③实际测量时,要使弹簧测力计的弹簧伸长方向跟所测力的方向在同一条直线上,弹簧不要靠在刻度盘上.
④读数时,视线应垂直于刻度面.
⑤未挂物体前,最好轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧指针卡在外壳上.
(6)力的三要素:力的大小、方向、作用点.它们都影响力的作用效果.
(7)力的示意图:人们通常在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段,来表示物体在这个方向上所受到的力,这种表示力的形式叫力的示意图.有时候可以在力的示意图旁标出力的大小,这样就可以把力的三要素都表示出来了.
2.几种常见的力
(1)重力
①重力的产生:地面附近的一切物体,无论是固体、液体和气体,都受到地球的吸引.地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫做重力.物体受到的重力简称物重.
②重力的大小:物体所受的重力可以用弹簧测力计测量.
探究实验表明:物体的质量增大几倍,重力也增大几倍,即物体所受重力跟质量成正比,重力和质量的比值为9.8 N/kg,是个定值.用G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示比值9.8 N/kg,重力和质量的关系可以写作:G/g或G=mg.利用公式G/m=g或G=mg解题时,m的单位用kg,G的单位用N,g=9.8 N/kg,在粗略计算时g可取10N/kg.
③重力的方向:由于重力的作用效果都是将物体拉向地面,这使我们认识到重力的方向总是竖直向下的.利用重力的方向总是竖直向下的这一特性,可以制成重垂线检查墙壁是否竖直.
④重心:物体受到的重力可以看成是集中在一个点上,这个点就是重力在物体上的作用点,叫做重心.物体重心的位置与物体的形状、质量分布情况有关,对于质地均匀、形状规则的物体,重心在该物体的几何中心上.
(2)弹力
①弹力的产生:任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力.弹力就是物体发生弹性形变而产生的力.
②弹力的大小:弹力的大小和物体发生弹性形变的大小有关,形变越大,弹力就越大.还跟物体的材料特性有关.
(3)摩擦力
①摩擦力的产生:相互接触的两个物体,当它们做相对运动(或有相对运动趋势)时,接触面间就产生阻碍相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力就叫摩擦力.一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦.一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,叫做滚动摩擦.滚动摩擦比滑动摩擦小得多.相对静止的物体之间产生的摩擦力叫做静摩擦力.
②摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反.
③影响滑动摩擦力大小的因素:滑动摩擦力的大小跟压力和接触面的粗糙程度有关,压力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.
④增大有益摩擦的方法:a.增大压力;b.增大接触面的粗糙程度.
⑤减小有害摩擦的方法:a.减小压力;b.减小接触面的粗糙程度;c.用滚动摩擦代替滑动摩擦;d.使相互接触的摩擦面彼此分开,如:利用气垫;利用磁极间的作用力.
三、例题精讲
考点一 力的概念
例一、(08江苏淮安)端午节赛龙舟是我国民间传统习俗.小丽和她的同学一起在公园人工湖上举行龙舟比赛, 使龙舟向前行驶的力的施力物体是 ( B )
A.船桨 B.湖水 C.同学 D.龙舟
考点二 力的作用效果
例一、(08来宾)如图2所示,主要表示力可以改变物体运动状态的是___________图;主要表示力可以改变物体形状的是____________图.
考点三 重力的探究与应用
例一、11)(08江苏扬州)图10是福娃踢出去的足球,请在图中画出足球在空中飞行时的受力示意图。(不考虑空气阻力)
例二、(20 06年石家庄)我国成功发射实施“嫦娥一号”之后,目前已经实现“神舟七号”出舱行走。已知月球上没有空气,没有磁场,同一物体在月球和地球上所受的重力之比为1:6,假如你将来登上了月球,你可以做下列哪件事?( )
A.直接跟月球上的同伴对话 B. 做托里拆利实验
C. 轻易地举起50kg的重物 D.用指南针辨别方向
例三、(海淀区2006)下列数据是小明对身边的一些物理量值的估计,其中基本符合实际情况的是( C )
A、教室地面到天花板的高度大约为30m B、成人正常步行的速度大约为1.2m/s
C、一般中学生的质量大约为200Kg D、用手托住两个鸡蛋的力约为10N
考点四 摩擦力及其探究
例一、(08四川攀枝花)(5分)在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,同学们提出了以下几种猜想:
A.与物体的重力大小有关 B.与物体运动的速度大小有关
C.与物体间的接触面积大小有关D.与物体间接触面的粗糙程度有关
实验室有一个较长且光滑程度一致的木板、一个带钩的长方体木块和一只弹簧测力计可供使用。
小娟同学用弹簧测力计匀速拉动木块在水平放置的木板上进行三次实验,如图所示。实验数据如下表所示:
次数 木块放置方式 木块运动快慢 弹簧测力计示数
1 平放 很慢 1.2N
2 平放 慢 1.2N
3 平放 较快 1.2N
(1)表中数据可以验证猜想 (填序号)的正确或者错误。
(2)实验中要匀速拉动木块的原因是: 。
(3)就利用现有器材且保持木板水平,还可以验证猜想 (填序号)正确或者错误,请你把验证这个猜想的实验操作过程叙述出来: .
例二、(08福建三明)以下方法可以增大摩擦力的是( )
A、给鞋底表面做上花纹 B、缝衣针表面做得很光滑
C、给机器加润滑油 D、自行车轴上装有滚珠
例三、(08青海)如图3所示,利用弹簧测力计拉着物体在水平面上匀速向右运动,该物体受到的摩擦力为_________N。当弹簧测力计的示数增大为4N时,该物体受到的摩擦力为_________N。
例四、(08浙江绍兴)2008年2月,我国南方许多地区遭遇了严重的雪灾,人们采取了许多防滑措施。下列各项中不是通过增加接触面粗糙程度来增大摩擦的是( )A、在汽车轮胎上装上防滑链 B、在结冰的路面上铺上稻草C、骑自行车时在车上安放些重物 D、行走时穿上底面花纹深的鞋
四、课内练习
一、填空题
1、(08北京密云)自行车轮胎上制有凹凸美丽的花纹,从物理学的角度分析,这是为了 。
2、(08海南)汶川地震中,一男子右脚踝关节处被预制板死死卡住无法移开,生命危在旦夕,最后采用注射麻药并在被压处涂抹食用油,强行拔出。涂抹食用油是为了 摩擦(选填“增大”或“减小”):与上述现象中的物理原理同的实例有 ;(只举一例)
3、(08贵阳)刘星同学的质量为40 (选填“Kg”、“g”或“mg”),则他的体重为 N(取g=10N/Kg).
4、(江西省2006年)在物理考试作图时,小亮画错了一个地方,用橡皮轻轻地擦,没有擦干净,然后他稍使点劲就擦干净了,这是通过增大 的方法来增大橡皮与纸之间的 .
5、(莱芜市2006年)自行车是我们熟悉的交通工具,请你发挥想象“假如没有摩擦”,自行车会出现什么样的情况?写出两个合理的猜想。
(1) ;(2)
二、选择题
1、(08湘西)下列事列中,能减小摩擦力的是( )
A、鞋底有花纹 B、行李箱下安装两个轮子 C、下雪天给汽车轮安装防滑链 D、在冰冻路面上撒沙子
2、(08温州)下列哪幅图中的箭头能正确表示球受到的重力的方向
3、(08山东临沂)下列做法中,属于减小摩擦的是( )
A.有的水泥路面做成一道道的细槽 B.自行车刹车时,闸皮紧压在钢圈上
C.气垫船利用气体将船和水面分离 D.人们向积有冰雪的路面抛撒沙子
4、(2006年临沂市)赵强同学学了物理后,养成了观察生活的好习惯,他发现好多药瓶瓶盖的侧面都做有密集的竖条纹,如图所示,其目的是为了( )
A.坚固耐用 B.增大粗粒程度,从而增大摩擦,便于旋开和旋紧
C.便于运输 D.节约材料
三、探究题
1、(08湘西)图10所示是同一个宇航员在地球和月球上的称重比较,根据所学的物理知识.谈谈图文信息是否符合科学道理 为什么
2、(08黄石)下表是某实验小组所做的“探究摩擦力大小跟哪些因素有关”的实验记录:
实验次数 接触面的材料 压力F/N 摩擦力f摩/N
① 木块与木板 8 l.6
② 木块与木板 12 2.4
③ 木块与毛巾 12 5.0
(1)分析比较序号①与②的实验数据,可得出的结论是 。
(2)分析比较序号 的实验数据,可得出的结论是:压力相同时,接触面越粗糙, 摩擦力越大。
(3)上述研究方法叫“拉制变量法”,下列实验中用到此方法的有 (填序号)
①探究电压、电流与电阻的关系; ②探究动能跟哪些因素有关;
③探究固体熔化时温度的变化规律; ④研究影响电磁铁磁性强弱的因素。
四、作图题
1、(08江苏南通)在图中,画出电灯静止时受力的示意图:
2、(08安徽)如图所示,小物块A在固定的斜面B上恰能匀速下滑,
请在图中画出A下滑时受到斜面的摩擦力的示意图。《熟悉而又陌生的力》单元测试题
(时间60分钟,总分70分)
一、填空题(每空1分,共13分)
1、(08年大连市)自行车把手上刻有凹凸不平的花纹,是为了_________摩擦;自行车刹车时,是通过增大刹车皮与车圈之间的_________来增大摩擦。
2、(08青海)如图3所示,利用弹簧测力计拉着物体在水平面上匀速向右运动,该物体受到的摩擦力为_________N。当弹簧测力计的示数增大为4N时,该物体受到的摩擦力为_________N。
3、冰雪天的交通事故相对要多一些,原因是汽车行驶在结了冰的路面上时,所受到的 小,容易打滑;防止这类交通事故的措施之一是: 。
4、(08云南昆明)今年一月,我国湖南等地遭受了特大雪灾,部分电网因结冰而瘫痪。导致电网瘫痪的原因除了输电导线结冰压坏支撑导线的铁塔外,还可能是铁塔上的绝缘体结冰导致电路______。营救人员为困在结冰公路上的旅客送衣物和食品时,采取在鞋上捆绑布带的方式防滑,这是通过增大鞋底与冰面间的______来增大摩擦力的。
5、(08宁夏)下雪天,由于路面有冰雪,汽车行驶时轮胎与地面间的摩擦力会变_________,汽车刹车后滑行的距离比没有冰雪时___________,因此容易发生交通事故。请你说出一种在冰雪道路上增大摩擦的方法________________________________。
6、(08上海)图1(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图1_______主要表示力能使物体的运动状态发生改变;图1_________主要表示力能使物体发生形变。》[均选填“(a)”或“(b)”]
二、选择题(每小题2分,共28分)
1、( 08江苏常州)下列措施中,能增大摩擦力的是( )
A.自行车车轴处装有滚珠轴承 B.足球鞋底装有鞋钉
C.在汽油机的连杆和曲轴连接处加注机油 D.溜冰鞋底装有滚轮
2、 (08浙江丽水)如图是运动员踢足球的情景,下列分析正确的是( )
A.踢足球时,球对脚没有作用力 B.足球在空中时受到脚的作用力
C.足球在空中继续运动是由于惯性 D.脚对足球的力和足球的重力是一对平衡力
3、(08江苏淮安)在水平课桌上放一本书.下列哪两个力是一对平衡力( )
A.书对地球的吸引力和书的重力 B.书所受的支持力和书对桌面的压力 C.书所受的支持力和书的重力 D.书的重力和书对桌面的压力
4、(08江苏泰州)关于力的认识.下列说法中错误的是( )
A.力是物体对物体的作用 B.力能使物体发生形变或改变物体运动状态
C.物体间力的作用是相互的 D.只有相互接触的物体才会产生力的作用
5、(08江苏无锡)探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的三次实验如图所示。实验时,让木块在水平木板(或棉布)上做匀速运动。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙两图实验情景,可知摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力无关
B.比较乙、丙两图实验情景,可知摩擦力的大小只跟作用在物体表面的压力有关
C.比较甲、丙两图实验情景,可知摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关
D.比较乙、丙两图实验情景,可知摩擦力的大小只跟接触面的粗糙程度有关
6、(08江苏镇江)一辆汽车停在水平路面上,汽车与路面之间的相互作用力为( )
A.汽车的重力和路面对汽车的支持力 B.路面对汽车的支持力和汽车对路面的压力
C.汽车的重力和汽车对路面的压力 D.以上说法均不对
7、(08江苏镇江)如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小.在木板运动的过程中,以下说法正确的是 ( )
A.木块A受到的是静摩擦力
B.木块A相对于地面是运动的
C.拉动速度变大时,弹簧测力计示数变大
D.木块A所受摩擦力的方向向左
8、(08内蒙古通辽)下列各种力的作用效果中,改变物体形状的是
9、(08温州)日常生活中,摩擦有利也有弊。以下属于有害摩擦并需要减小的( )
A.叉提蛋糕时,叉与蛋糕间的摩擦 B.手拿起杯子时,手与杯子间的摩擦
C.人爬杆时,人与杆的摩擦 D.轴转动时,钢珠与轴承之间的摩擦
10、 (08浙江台州)关于物体所受重力的方向,下列表示正确的是( )
11、(08浙江绍兴)如图,分别用大小相等的力拉和压同一弹簧。该实验表明,弹簧受力产生的效果与力的( )
(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
12、(浙江省2006年湖州卷)一位走江湖的气功表演师,对围观的群众讲,他功夫很高,能把自己坐于其内的盆抬起(如图所示)。下列说法中,正确的是( ) A.我国有众多气功门派,有的练到一定层次后,就能有上述“功夫” B.这位气功表演师一定是得到过大师的指点才练成此“功夫”的 C.这是迷惑群众的谎言,不可能是真实的 D.“世上无难事,只要肯登攀”。只要有决心苦练,就能练就此“功夫”
13、(湖北荆州)如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( )
A.0N B.2N C.4N D.8N
14、(08山东青岛)下列图像中,能表示物体所受重与质
量关系的是:( )
三、作图题(每小题2分,共4分)
1、(08安徽芜湖)图5是地球表面附近的一些物体,请画出飞机所受重力的示意图。
2、(08江苏连云港)如图(乙)所示,一物体以某一初速度冲上光滑斜面,请作出该物体受力的示意图。
四、探究题(每空2分,共18分)
1、(08江苏南通)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的活动中.(1)在水平桌面上,用弹簧测力计水平向左拉动木块,使其作匀速直线运动,弹簧测力计示数如图所示.根据____________知识可知,木块所受的滑动摩擦力为_______N.
(2)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半.他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你认为他的探究过程中存在的问题是__________________________________________.
2、(08江苏扬州)我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识。
(1)、双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟力的 有关;
(2)、在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、下两个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从两个小孔流了出来,其中下孔流出的水喷得最急,这表明液体的压强随深度的增加而 ;
(3)、往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,这说明 ;
(4)、将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上,用力向它的侧面吹气它会滚动,但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动,这表明在压力相同的条件下 。
3、(08长沙)为探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关,长沙市某中学的小刚和小明两个同学分别设计了如图甲和图乙所示的实验。按图甲实验时,小刚用手通过弹簧测力计匀速拉动木块A,读出弹簧铡力计的示数即可测出木块和木板之问的滑动摩擦力:小明将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块B,木块B下面是长木板.实验时小明拖动长术扳,然后读出弹簧测力计的示数,即可测出木块B和木板之间的摩擦力。
(1)请你画出木块A所受滑动摩擦力的示意图。
(2)你认为谁的实验设计更好,为什么
。
五、计算题(7分)
1、质量为9千克的冰块,密度为0.9×103千克/米3。(1)求冰块的体积。(2)若冰块吸热后,有3分米3的冰熔化成水,求水的质量。