第1部分 力的基础知识
知识结构图
力 基本概念 概念:力是物体对物体的作用
表示符号
单位
力的大小估测:①两个较小的鸡蛋放在手中静止时,对手的压力约为1N②一包方便面放在手中静止时,对手的压力约为1N③一名普通中学生站在地面上,对地面的压力约为500N
对力的概念理解:力是物体间的相互作用①物体:说明力具有物体性,力不能脱离物体而存在,没有物体就没有力②间的:a 一个物体不行,必须有两个物体才行b只要有力的作用发生,就一定会涉及到两个物体“施力物体和受力物体”;施力物体:施加力的物体;受力物体:受到力的物体c 对着真空挥拳是没有效果的;对着空气挥拳是有效果的③相互:作用力和反作用力,施力物体和受力物体④作用:力一定会产生效果,不论有多微小。
力的作用是相互的【作用力和反作用力】 相互作用力的性质:a 弹力的反作用还是弹力b 引力的反作用力也是引力c 摩擦力的反作用力还是摩擦力【说明】如果一个物体对另一个物体施加的是弹力,则另一个物体对它施加的是也弹力;如果一个物体对另一个物体施加的是摩擦力,则另一个物体对它施加的是也摩擦力
相互作用力的特点:a 大小相等b 方向相反c 作用在同一条直线上d 作用在两个不同的物体上e 同时存在同时消失
相互作用力与二力平衡的区别
作用效果 力的作用效果 (1)改变物体的形状
(2)改变物体的运动状态:减速、加速、运动方向改变
影响力作用效果的因素 力的三要素作用在物体上的力,大小、方向、作用点不同时,产生的效果不同,因此在描述一个力的时候,我们不仅要说明力的大小,还要说明力的方向和作用点
表示方法 图示法 概念:用一个带箭头的线段把力的三要素全部表示出来,是一种定量表示力的方法
内容:用线段箭头的方向表示力的方向,线段长度表示力的大小,线段起点表示力的作用点
和力的示意图的区别:共同点:都要标出力的作用点和表示方向的箭头;区别:力的图示要有表示力的大小的标度,即表示力的线段的长度要和力的大小成比例
画法:①确定受力物体,选定标度(某一长度所代表的力的大小)②确定作用点(受力物体上)③从作用点起,根据标度和力的大小,沿力的方向画出一条线段④在线段的末端画出箭头,在旁边标出力的符号和大小
示意图 概念:用带箭头的线段表示出力的作用点和方向,大概表示出力的大小,表示物体所受的任何力
内容:在图中表示物体所受的几个力时,除了画出各力的作用点和方向外,注意用线段的长短定性地表示力的大小,几个力中最大的力对应的线段最长,最小的力对应的线段最短
画法:①确定受力物体②确定作用点(受力物体上)③从作用点起,沿力的方向画出一条线段④在线段的末端画出箭头,在旁边标出力的符号及大小
1.力的基本概念
(1)概念:力是物体对物体的作用
(2)表示符号:F
(3)单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N
(4)力的大小估测:①两个较小的鸡蛋放在手中静止时,对手的压力约为1N
②一包方便面放在手中静止时,对手的压力约为1N
③一名普通中学生站在地面上,对地面的压力约为500N
【说明】a 相互作用的两个物体,不一定相互接触
b 相互接触的两个物体,不一定相互作用;两个物体接触,没有挤压也就没有力
(5)对力的概念理解:力是物体间的相互作用
①物体:说明力具有物体性,力不能脱离物体而存在,没有物体就没有力
②间的:a 一个物体不行,必须有两个物体才行
b只要有力的作用发生,就一定会涉及到两个物体“施力物体和受力物体”; 施力物体:施加力的物体;受力物体:受到力的物体
c 对着真空挥拳是没有效果的;对着空气挥拳是有效果的
③相互:作用力和反作用力,施力物体和受力物体
④作用:力一定会产生效果,不论有多微小。
(6)力的作用是相互的:作用力和反作用力
①一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体同时也对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;
②力(或受力物体)具有以牙还牙、以眼还眼的特性;
相互作用的两个力的性质相同:a 弹力的反作用还是弹力
b 引力的反作用力也是引力
c 摩擦力的反作用力还是摩擦力
【说明】如果一个物体对另一个物体施加的是弹力,则另一个物体对它施加的是也弹力;
如果一个物体对另一个物体施加的是摩擦力,则另一个物体对它施加的是也摩擦力。
③相互作用的两个力特点:a 大小相等
b 方向相反
c 作用在同一条直线上
d 作用在两个不同的物体上
e 同时存在同时消失
④【考点】相互作用力和平衡力的区别
专题练习
【典例1】关于力的说法正确的是( )
A 一个物体就能产生力的作用 B 不直接接触的物体之间可能有力的作用
C 不直接接触的物体之间不可能有力的作用 D 直接接触的物体之间一定有力的作用
【典例2】人推汽车时,施力物体是 ,受力物体是 ;轮船前进时受到阻力,这个力施力物体是 ,受力物体是 ;人踢足球时,是 . 和 之间发生了力的作用,若以足球为研究对象, 是施力物体, 是受力物体。
【典例3】用球拍击球时,球拍和球之间发生了相互作用。若以球为研究对象,施力物体是( )
A 地球 B 球拍 C 球 D人的手
【典例4】关于力下列说法中正确的是( )
A 因为力是物体对物体的作用,所以只有相互接触的物体间才有力的作用
B“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体也是存在的
C 力不一定总有受力物体,比如一个人用力向外推掌,用了很大的力,但没有受力物体
D 力是不能离开施力物体而独立存在的
【典例5】下列说法中正确的是( )
A 只有受到弹簧作用的物体才受到弹力作用 B 物体不接触,就一定没有力的作用
C 对于一个力,不可能只有受力物体,没有施力物体 D 一个物体也能产生力的作用
【典例6】放在桌面上静止的物理课本受到 力和支持力的作用,其中 力与课本对桌面的压力是相互作用力。
【典例7】游泳时向后划水,人向前运动,推动人向前运动的力的施力物体是 ,此现象说明力的作用是 。
【典例8-真题】人踢球时,对球施力的物体是 ,同时 也受到球的作用力,这一事例说明 。
【典例9】如图,将一个悬挂着带正电荷的小球向另一个带负电荷的小球靠近,观察到的现象如图所示。
(1)使带正电的小球向中间靠拢的力的施力物体是 ,受力物体是 。
(2)两个带电小球都向中间靠近,所揭示的物理知识有哪些?(请至少写出其中的两点)
【典例10】跳高运动员用脚蹬地,运动员就腾空而起,这一现象说明的物理规律是( )
A 物体间力的作用是相互的 B 运动员具有很出色的脚部力量
C 力的作用是不能离开物体的 D 运动员的体重很轻
【典例11】物体间力的作用是相互的,下列各图最能生动地体现这一规律的是( )
【典例12】下列事例中,不能说明“物体间力的作用是相互的”是( )
A 跳高时用力蹬地,人就向上跳起 B 用手拉橡皮筋,觉得橡皮筋也拉手
C 将铅球从手中抛出去 D 游泳时手和脚向后划水,人就前进
【典例13】物体间力的作用是相互的,请举出两个生活中的例子。
(1) ;(2) 。
【典例14】蜜蜂飞行时,要不断扇动翅膀才不会落下。从力的角度分析,不断扇动翅膀是对 施加力,从而获得 对它施加的力,而不会落下。
【典例15】如图是甲乙两组同学拔河比赛的场景,不计绳重,下列说法错误的是( )
A 比赛时,选体重大的运动员,能增大对地面的压力 B 比赛时,运动员身体后倾、两腿弯曲,可以降低重心 C 比赛时,拉力较大的一组最终获胜 D 比赛时,受到地面摩擦力较大的一组最终获胜
【典例16】一只成熟的苹果,由于受地球的吸引而从树上落到地面,在此过程中苹果( )
A 一定吸引地球 B 不一定吸引地球 C 一定不吸引地球 D 无法确定是否吸引地球
【典例17】在航空领域,常常发生小鸟撞毁飞机事件。关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的是( )
A 小鸟受到的力大 B 飞机受到的力大 C 小鸟和飞机的受力一样大 D 主动撞击的一方产生的力大
【典例18】质量相等的甲乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立。如果甲用60N的力推乙,如图,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 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,说明力可以改变物体的运动状态
专题解析
1【解析】A力是物体对物体的作用,一个物体不可能产生力的作用;B磁铁吸引铁屑时,不需要直接接触;D放在光滑水平桌面上两个接触的小球,因相互间没有挤压,而没有力的作用【答案】B
2【答案】人、车、水、轮船、脚、足球、脚、足球。
3【答案】B 4【答案】D
5【解析】A物体发生形变时会产生力,这个力就是弹力,如“手压气球,气球变小;手拉橡皮筋,橡皮筋伸长,像气球、橡皮筋发生形变时均能产生弹力”;两个没有接触的物体之间可能发生力的作用,如磁铁与铁屑之间,但如果发生了力的作用,一定存在施力物体和受力物体,一个物体不可能产生力的作用【答案】C
6【答案】重、支持
7【解析】游泳时手和脚向后划水,手和脚给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水给手和脚一个向前的力,使人向前运动,此时水是施力物体【答案】水、相互的
8【解析】人踢足球时,球受到的力的施力物体是脚,这时脚也受到球的作用力,这说明物体间力的作用是相互的【答案】脚、脚、物体间力的作用是相互的。
9【答案】(1)带负电的小球、带正电的小球(2)力是物体对物体的作用;物体间力的作用是相互的;异种电荷相互吸引。
10【答案】A 11【答案】A
12【解析】A跳高时用力蹬地,对地面施加力,人就向上跳起,表面地面也对人施加了力;B用手拉橡皮筋是手对橡皮筋施加了力,觉得橡皮筋也拉手,是橡皮筋也对手施加了力;C游泳时手和脚向后划水,人对水施加了力,人前进时由于水对人施加了力【答案】C
13【答案】用力鼓掌双手都略微疼痛、划船时船桨向后划水,船就前进 14【答案】空气、空气
15【解析】力的作用是相互的,甲组拉乙组的力与乙组拉甲组的力大小相等,因此只有摩擦力较大的那组不容易被对方拉动,从而获胜【答案】C
16【答案】A 17【解析】相互作用的两个力大小相等、方向相反、作用在不同的物体上【答案】C
18【解析】AC物体间力的作用是相互的,甲用60N力推乙,乙对甲推力也是60N;当甲乙分开后,之间的相互作用停止,即乙后退过程中,不再受到甲对它的推力;甲乙质量相等,都站在滑板上,则滑冰场对两个滑板的摩擦相同;在甲的推力作用下,乙由静止变为后退;在同样大小的推力作用下,甲肯定不能静止【答案】D
二.力的作用效果
1.力的作用效果
(1)改变物体的形状
(2)改变物体的运动状态:包括3部分,减速、加速、运动方向改变;
2.影响力作用效果的因素:力的大小、力的方向、力的作用点
作用在物体上的力,大小、方向、作用点不同时,产生的效果不同,因此在描述一个力的时候,我们不仅要说明力的大小,还要说明力的方向和作用点。
3.力的三要素:力的大小、力的方向、力的作用点
专题练习
【典例1】当人用力匀速提起一桶水时,人对桶施加一个拉力,同时,桶对人也施加一个拉力,这两个拉力的三要素( )
A 都相同 B 仅作用点相同 C 仅大小相同 D 大小、作用点相同
【典例2】如图甲所示, 说明了影响力的作用效果;如图乙所示,在B、C两点关门所用力的大小不同,这说明力的作用效果和 有关。
【典例3】如图所示,用大小不同的力,以相同的方式作用于塑料尺的同一点,塑料尺的弯曲程度不同。此现象表明影响力的作用效果的因素是力的( )
A 作用点 B 方向 C 作用时间 D 大小
专题解析
1【解析】人对桶施加一个拉力,作用在桶上,方向向上;桶对人也施加一个拉力,作用在人身上,方向向下;这两个力作用点和方向不同,只有大小相等【答案】C
2【答案】力的大小、作用点
3【解析】在力的作用点和方向相同时,不同大小的力,使塑料尺的弯曲程度不同,力越大,尺的弯曲程度越大,表明力的作用效果与力的大小有关【答案】D
三.力的表示方法
1.力的图示:
(1)概念:用一个带箭头的线段把力的三要素全部表示出来,是一种定量表示力的方法
(2)内容:用线段箭头的方向表示力的方向,线段长度表示力的大小,线段起点表示力的作用点
(3)和力的示意图的共同点:都要标出力的作用点和表示方向的箭头
(4)和力的示意图的重要区别:力的图示要有表示力的大小的标度,即表示力的线段的长度要和力的大小成比例
(5)在图中画出砖对水平桌面产生30N的竖直向下的压力的图示。
【方法解析】①确定受力物体,选定标度(某一长度所代表的力的大小)
②确定作用点(受力物体上)
③从作用点起,根据标度和力的大小,沿力的方向画出一条线段
④在线段的末端画出箭头,在旁边标出力的符号和大小
【答案】
2.力的示意图
(1)概念:用带箭头的线段表示出力的作用点和方向,大概表示出力的大小,可以表示物体所受的任何力,这种表示力的图叫做力的示意图
(2)内容:在图中表示物体所受的几个力时,除了画出各力的作用点和方向外,注意用线段的长短定性地表示力的大小,几个力中最大的力对应的线段最长,最小的力对应的线段最短
(3)在图中画出砖对水平桌面产生竖直向下的压力的示意图。
【方法解析】①确定受力物体
②确定作用点(受力物体上)
③从作用点起,沿力的方向画出一条线段
④在线段的末端画出箭头,在旁边标出力的符号及大小
【答案】
专题练习
【典例1】力的示意图,用线段的起点表示力的 ,箭头指向表示力的 ,在箭头旁标注力的 。
【答案】作用点、方向、大小
【典例2】如图所示为作用在物体上的两个力的示意图,则这两个力的大小关系为( )
A F1=F2 B F1>F2 C F1<F2 D 无法确定
【解析】在同一幅图中,线段越长,表明力越大【答案】C
【典例3】请画出图中足球所受重力的示意图。
【答案】
【典例4】如图所示是跳伞运动员下列过程中某一时刻的示意图,画出他所受重力的示意图。
【答案】
【典例5】请在图中画出放在斜面上物体所受重力的示意图。
【答案】
【解析】过物体重心沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示重力
【典例6-真题】请在图中作出空中飞行的足球受到的重力G的示意图。
【答案】
第2部分 弹力和重力
知识结构图
弹力 形变 概念:物体形状或体积的改变【说明】①任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的②物体受到力的作用,运动状态不一定改变;但在外力作用下任何物体都会产生形变③只要有力,物体形状一定会发生变化;不论是什么材料、硬的还是软的,都会发生形变,只是明显和不明显的区别
分类:①弹性形变:发生形变的物体在撤去外力作用后,能恢复原状的形变【说明】a 使物体发生弹性形变的外力越大,物体的形变就越大b 对具体的弹性物体而言,形变越大,弹性势能越大②塑性形变:当撤去外力作用后,物体的形变保留而不能复原的
弹力 概念:发生弹性形变的物体在恢复原状过程中,会对阻碍其恢复原状的物体产生力的作用【说明】①相互接触相互作用都是弹力②靠吸引、排斥产生的力不是弹力,因为不互相接触;物体不相互接触也会产生力,但不是弹力③相互接触不一定是弹力,有可能是摩擦力,因此弹力必须相互接触
影响弹力大小的因素:形变量、材料
方向:垂直于接触面【说明】弹力必须是两个物体相互接触才行,指向被压的物体
分类:推力、拉力、压力
弹簧测力计 构造:
工作原理:在一定的弹性范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长【说明】 ①弹簧测力计是根据弹性形变和外力的关系制成的测力工具②在一定范围内,弹簧伸长的长度跟所受的拉力成正比,因而实验室常见的弹簧测力计的刻度都是均匀的
使用:①观察:量程、分度值②检查:指针是否指在零点,若没有应该把指针调节到指“0”的位置上使用之前,最好把它的挂钩轻轻来回拉动几次,检查弹簧是否灵活③测量:不能超过量程 拉力方向与弹簧伸长方向要一致,使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向④读数:视线要与刻度板垂直【说明】①弹簧测力计有没有读数取决于其两端受到的拉力,即吊环和挂钩一起拉②把两个弹簧测力计的挂钩挂在一起、向相反方向拉,彼此示数相等,说明相互作用力的大小一定相等③弹簧测力计两端受到两个力的作用,力的大小均为3N,则弹簧测力计的读数为3N
重力 概念:地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,表示符号G【说明】①重力的施力物体是地球②万有引力指任意两个有质量的物体之间都会相互吸引③重力就是地球的引力×;重力是万有引力的一部分,不完全等于万有引力;
方向:总是竖直向下【说明】从理论上说竖直方向就是垂直于水平面(海平面)的方向
大小 计算公式:G=mg 和物体的质量成正比【涉及到的物理量】G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示比值9.8N/kg或10N/kg【说明】①g的物理意义:质量为1千克的物体所受到的重力为9.8牛顿②质量是物体的固有属性,由物体自己决定,它的大小取决于物体所含物质的多少,跟形状、位置、状态没有关系,跟重力、地球没有关系③重力不由物体自己决定,由吸引它的物体决定④大家记住了“重力与质量有关系,但是质量跟重力没有关系”,所以一定把重力放在前面
重心 概念:一个物体各个部分都要受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力集中于一点,这一点叫物体的重心【说明】①重心是等效作用点,它不是重力实际作用点,也不是物体最重的点②重心位置跟物体形状和质量的分布有关系;重心不一定在物体上,如质量均匀、外形规则的唱片的重心在它的圆心上③重心与稳度的关系:重心越低越稳定,重心越高越稳不定,不倒翁不倒原理:重心越低越稳定
找重心:①质量均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心②支撑平衡找重心③悬挂法找重心:质量不均匀、外形不规则物体的重心可以用悬挂法确定【说明】将物体拉起来,沿竖直方向画一条线;换一个位置把物体拉起来,沿竖直方向画一条线;则两条直线的交点就是重心O
一.弹力
1.形变
(1)概念:物体形状或体积的改变
【说明】①任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的
②物体受到力的作用,运动状态不一定改变;但在外力作用下任何物体都会产生形变
③只要有力,物体形状一定会发生变化;不论是什么材料、硬的还是软的,都会发生形变,只是明显和不明显的区别
(2)分类:
①弹性形变:发生形变的物体在撤去外力作用后,能恢复原状的形变
【说明】a 使物体发生弹性形变的外力越大,物体的形变就越大
b 对具体的弹性物体而言,形变越大,弹性势能越大
②塑性形变:当撤去外力作用后,物体的形变保留而不能复原的
2.弹力
(1)概念:发生弹性形变的物体在恢复原状过程中,会对阻碍其恢复原状的物体产生力的作用,这个力就叫弹力
【说明】①相互接触相互作用都是弹力
②靠吸引、排斥产生的力不是弹力,因为不互相接触;物体不相互接触也会产生力,但不是弹力
③相互接触不一定是弹力,有可能是摩擦力,因此弹力必须相互接触
(2)影响弹力大小的因素:形变量、材料
(3)方向:垂直于接触面
【说明】弹力必须是两个物体相互接触才行,指向被压的物体
(4)分类:推力、拉力、压力
【解释】手推箱子,手和箱子接触位置都会变形,手要恢复原状会给箱子一个向前的推力,箱子被推变形了要恢复原状也要给手一个推力,在这个过程中产生了弹力,F1是手变形恢复原状产生的力,F2是箱子变形恢复原状产生的力;推力是弹力的一种;
向上举也是弹力的一种
3.弹簧测力计
(1)构造:
(2)工作原理:在一定的弹性范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长
【说明】①弹簧测力计是根据弹性形变和外力的关系制成的测力工具
②在一定范围内,弹簧伸长的长度跟所受的拉力成正比,因而实验室常见的弹簧测力计的刻度都是均匀的
(3)使用:①观察:量程、分度值
②检查:指针是否指在零点,若没有应该把指针调节到指“0”的位置上
使用之前,最好把它的挂钩轻轻来回拉动几次,检查弹簧是否灵活
③测量:不能超过量程 拉力方向与弹簧伸长方向要一致,使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向
④读数:视线要与刻度板垂直
【说明】①弹簧测力计有没有读数取决于其两端受到的拉力,即吊环和挂钩一起拉
②把两个弹簧测力计的挂钩挂在一起、向相反方向拉,彼此示数相等,说明相互作用力的大小一定相等
③弹簧测力计两端受到两个力的作用,力的大小均为3N,则弹簧测力计的读数为3N
专题练习
【典例1-多选】下列几个力不属于弹力的是( )
A 手压气球时,气球对手的阻力 B 手拉橡皮筋时,橡皮筋对手的拉力
C 分子间的引力 D 用跟丝绸摩擦的玻璃棒,吸引小纸屑的力
【典例2-真题】如图所示,一根弹簧一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是( )
A 手对弹簧的拉力 B 弹簧对手的拉力 C 墙对弹簧的拉力 D 以上说法都正确
【典例3】小星和小华分别购买了两种不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最好方案是( )
A 把两球向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离 B 让两球置于桌面上方同一高度处自由落下,比较它们反弹的高度 C用乒乓球拍分别击打两球,笔记两球飞出去的距离 D 用手捏乒乓球,比较它们的硬度
【典例4-拓展】两位同学使用弹簧拉力器比较臂力的大小,拉同一拉力器的3根弹簧,结果都将手臂撑直,则( )
A 手臂粗的同学所用的力较大 B 手臂长的同学所用的力较大
C 两位同学所用力一样大 D 无法比较两位同学所用力的大小
【典例5】使用弹簧测力计前,要检查 是否在零刻度线上,如果不在零刻度线上需要调节。使用弹簧测力计时,如果所测力的方向与弹簧伸长方向不一致,所测得力的大小与力的真实值相比偏 。
【典例6】关于弹簧测力计零刻度线的意义,下列说法不正确的是( )
A 指针的初始位置 B 弹簧的伸长为零 C 弹簧所受的拉力为零 D 弹簧的长度为零
【典例7】使用弹簧测力计时,下列说法错误的是( )
A 弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜 B 使用前必须检查零点是否准确
C 使用时,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦
D 使用时必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围
【典例8-真题】如图未挂重物的弹簧测力计示数是 N。若没有做任何调节,就把重1N的钩码悬挂在它的挂钩上,则弹簧测力计示数是大于、等于还是小于1N? 。
【典例9】关于弹簧测力计说法正确的是( )
A 在月球上,不可能用弹簧测力计测出力的大小 B 弹簧测力计上的字母“N”用来表示它的型号
C 测量时,要让弹簧与外壳之间没有摩擦 D 实验室所用弹簧测力计的每小格表示0.1g
【典例10】如图所示的弹簧测力计,回答问题:
(1)该弹簧测力计的量程为 N,分度值为 N。
(2)甲图所示的弹簧测力计能不能直接用来测量拉力的大小,原因是 。
(3)如果不经过调节直接使用甲图所示的弹簧测力计测量拉力的大小,指针的位置如乙图所示,则手对挂钩的压力为 N。
专题解析
1【解析】物体由于发生弹性形变而产生的力称为弹力【答案】CD
2【解析】手对弹簧的拉力使弹簧的形状发生改变,但同时手也受到弹簧力的作用,这个力是弹簧发生形变产生的【答案】B
3【解析】乒乓球反弹高度,既与其弹性有关,还与其达到反弹面的速度有关。让两球置于桌面上方同一高度自由落下,控制它们到达反弹地面的速度相同,反应高度大的乒乓球的弹性好。把两球向墙掷去、用乒乓球拍分别击打两球都不易控制相关的变量,不能视为最佳方案,用手捏乒乓球,只能比较它们的大致硬度,如果硬度比较接近就无法比较【答案】B
4【解析】弹簧受到拉力越大,伸长量越大,使用弹簧拉力器比较臂力,当手臂撑直时,手臂长的同学使弹簧伸长的长度大,故对弹簧的拉力大【答案】B
5【答案】指针、小
6【解析】弹簧测力计零刻度线指弹簧测力计下端没有受到拉力,这是弹簧没有伸长,也就是弹簧测力计指针的初始位置【答案】D 7【答案】B
8【解析】由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,其未挂重物时的示数正好为0.2N;若没做任何调节,就把重1N的钩码悬挂在它的挂钩上,则弹簧测力计示数应该是1.2N
9【解析】A弹簧测力计根据弹簧的形变大小判断力的大小,在月球上只要有力作用在弹簧测力计上,弹簧就会伸长,即在月球上可用弹簧测力计测量力的大小;B“N”表示刻度盘上力的单位;C测量时,为了使测量结果准确,弹簧必须伸缩自如,即弹簧与外壳之间不能有摩擦;D力的单位是N,不是kg【答案】C
10【解析】图中弹簧测力计最大刻度为5N,即量程为0-5N;1N之间分成为5小格,即每小格的大小为0.2N。图甲不挂物体时,弹簧测力计指针不在零刻度线上,必须先将其调整到零刻度线上,才能用来测量力的大小;图中指针在0.4N的位置上,如果用它直接测量力的大小,应将指针对应的刻度值减去0.4N,作为所测力的大小;图乙中指针对应的刻度为1.4N,则所测力的大小为1.4N-0.4N=1N【答案】0-5、0.2;不能、这个弹簧测力计没有校零;1
二.重力
1.概念:地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力
【说明】①重力的施力物体是地球
②万有引力指任意两个有质量的物体之间都会相互吸引
③重力就是地球的引力×;重力是万有引力的一部分,不完全等于万有引力;
2.表示符号:G
3.方向:总是竖直向下
【说明】从理论上说竖直方向就是垂直于水平面(海平面)的方向
4.应用:利用重垂线校准墙壁是否竖直,窗台等是否水平(可用三角板加重垂线)
5.重力的大小:计算公式:G=mg 和物体的质量成正比
【涉及到的物理量】G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示比值9.8N/kg或10N/kg
【说明】①g的物理意义:质量为1千克的物体所受到的重力为9.8牛顿
②质量是物体的固有属性,由物体自己决定,它的大小取决于物体所含物质的多少,跟形状、位置、状态没有关系,跟重力、地球没有关系
③重力不由物体自己决定,由吸引它的物体决定
④大家记住了“重力与质量有关系,但是质量跟重力没有关系”,所以一定把重力放在前面。
6.重心
(1)概念:一个物体的各个部分都要受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力集中于一点,这一点叫物体的重心。
【说明】①重心是等效作用点,它不是重力实际作用点,也不是物体最重的点
②重心的位置跟物体形状和质量的分布有关系;重心不一定在物体上,如质量均匀、外形规则的唱片的重心在它的圆心上
③重心与稳度的关系:重心越低越稳定,重心越高越稳不定,不倒翁不倒原理:重心越低越稳定
(2)找重心:①质量均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心
②支撑平衡找重心
③悬挂法找重心:质量不均匀、外形不规则物体的重心可以用悬挂法确定
【说明】将物体拉起来,沿竖直方向画一条线;换一个位置把物体拉起来,沿竖直方向画一条线;则两条直线的交点就是重心O。
专题练习
【典例1】用弹簧测力计测一物体所受重力,由图可知,物体所受重力为 N,施力物体是 。
【典例2】运动员将足球从后场踢到前场,足球在空中运动的过程中,如果空气阻力不计,其受力的情况是( )
A 只受踢力 B只受重力 C受踢力和重力 D不受力的作用
【典例3】如图,利用弹簧测力计测量一块停表的重力时,使测力计内弹簧伸长的力是( )
A 停表的重力 B 停表和测力计的总重力 C 停表对弹簧的拉力 D 弹簧对停表的拉力
【典例4】关于物体所受重力的方向,下列表示正确的是( )
【典例5-真题】如图所示是描述地球上不同位置的人释放手中石块的四个示意图,图中虚线表示石块下落的路径,则对石块下落路径的描述最接近实际的示意图是( )
【典例6】如果没有重力,下列说法中不正确的是( )
A 河水不再流动,再也看不到大瀑布 B 人一跳起来就离开了地球,再也回不来
C 物体将失去质量 D 杯子里的水,倒不进嘴里
【典例7】用脚将毯子踢起后,空中飞舞的毯子最终要落向地面,由于受 作用的缘故,该力的方向总是 ,利用这个原理人们做成了生活中检验墙砌得是否竖直的工具是 。
【拓展】设计运用重锤线所依据的物理知识是 。
【典例8】关于重力概念的说法正确的是( )
A 重力方向总是垂直于物体的支持面 B 重力不随物体位置变化而变化
C 粉笔在使用时,质量变小,重力变小 D 空中向上飘的气球没有受到重力
【典例9】水往低处流,因为水受到 的作用。这种力由于 而产生,所以施力物体是 ,物体所受到的这种力的大小与它的 成正比。地球是球形的,在我们“脚下”正对面的阿根廷,重力方向是 。
【典例10】下列物体中重约为1N的是( )
A 一枚一元硬币 B 两个鸡蛋 C 三枚回形针 D 四张实验桌
【典例11】在地球上重力为450N的物体,质量为 kg;把它放在太空站里,它的质量为 kg(g=10N/kg);铅球质量为5kg,它在地面附近的重力大小约为 N。
【典例12】用弹簧测力计测得某一物体重9.8N,则该物体质量是 kg;另一物体质量为4kg,则该物体重力为 N。
【拓展】用天平和弹簧测力计分别在地球和月球上测量同一物体,则结果是( )
A 天平和弹簧测力计的示数都相同 B 天平和弹簧测力计的示数都不同
C 天平的示数不同,弹簧测力计的示数相同 D 天平的示数相同,弹簧测力计的示数不同
【典例13】如图所示,能表示物体所受重力与质量关系的是( )
【典例14】某同学在探究“物体所受重力与物体质量的关系”的实验记录如下表:
(1)在实验过程中,需要的两个测量工具是 ;
(2)分析表中数据,能得出的结论是 。
【典例15】小明妈妈在农贸市场买了一只1.5kg的鸡,想用量程为0-10N的弹簧测力计直接测量这只鸡的重力,可行吗?(要求写出必要的分析、计算过程)
【典例16】某种型号的绳子能承受的最大拉力是800N,能否用它来提质量为60kg的物体。
专题解析
1【答案】2.4、地球 2【答案】B
3【解析】使弹簧伸长的力是停表对弹簧的拉力,而不是停表的重力,停表的重力作用在停表上,不能使弹簧伸长【答案】C
4【答案】C 5【解析】重力方向总是竖直向下,地球上不同位置的人释放手中石块后,石块受到的重力方向竖直向下,都指向地心附近【答案】D
6【解析】质量是物体的一种属性,假如没有重力,物体质量仍然存在【答案】C
7【答案】重力、竖直向下、铅垂线、重力方向总是竖直向下
8【解析】A重力方向总是竖直向下,不是垂直于物体的支持面;B同一个物体在地球上的不同位置,所受重力略有不同,即重力随物体位置而变化;D空中向上飘的气球受到重力作用【答案】C
9【答案】重力、地球的吸引、地球、质量、竖直向下 10【答案】B 11【答案】45、45、50
12【答案】1、39.2【解析】天平测量物体质量,同一个物体在地球上和月球上的质量相同,则天平示数相同;弹簧测力计测量物体重力,同一个物体在地球上的重力比地球上的小,则弹簧测力计示数相同【答案】D 13【答案】A 14【答案】托盘天平、弹簧测力计;物体的重力和质量成正比
15【解析】判断弹簧测力计能否直接测量物体的重力,关键看物体重力有没有超过其测量范围或计算弹簧测力计能测量的最大质量,然后与物体质量比较【答案】不可行,理由:1.5kg的鸡重力G=mg=1.5kg×10N/kg=15N>10N,超过了弹簧测力计的测量范围,不能直接测量鸡的重力。
16【解析】重力、质量之间的关系式为G=mg,g表示物体所受重力的大小与质量之比,约等于9.8N/kg,在不要求精确的情况下,可取g=10N/kg。
(解法一)根据重力和质量的关系,质量为60kg物体所受重力G=mg=60kg×10N/kg=600N<800N;可知物体重力<绳子能承受的最大拉力,故用绳子能将重物提起。
(解法二)该绳子所能提起最重物体不超过800N,则重800N的物体质量m===80kg>60kg;可知所能提起的最大质量超过该物体质量,能提起
第3部分 摩擦力
知识结构图
摩擦力 概念:两个相互接触、相互挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力
方向 若摩擦力阻碍物体的运动,则摩擦力和物体的运动方向或将要运动的方向相反
【说明】①这里的运动方向或将要运动的方向是以物体接触的表面为参照物确定出来的②物体在地面上滑动时,摩擦力的方向和物体实际运动方向相反③但在传送带的表面上滑动时,摩擦力的方向就有可能和物体运动方向一致
分类 静摩擦力 概念:一个物体相对于另一个物体静止,但有相对运动趋势时产生的摩擦力【说明】a 静止的物体不一定有静摩擦力b 静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势,物体所受静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反c 摩擦力是成对出现的,摩擦力的反作用力一定是摩擦力
产生条件:a 接触面粗糙b 相互接触且有形变(相互挤压或有弹力,即发生弹性形变)c 有相对运动趋势。
方向:沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反【结论】a 运动的物体也可以受到静摩擦力;b静摩擦力方向与物体相对运动方向可以相同,也可以相反,但一定与相对运动趋势相反c 静摩擦力可以是阻力,也可以是动力
大小:a 二力平衡:当木块相对静止时,木块所受静摩擦力与外力等值反向,且随着引起静摩擦力的外力的增大而增大b 静摩擦力时,物体相对于地面是静止的,静止是一种平衡状态,平衡状态的合力为0,即人对箱子水平向右的推力与地面给其水平向左的静摩擦力大小一定相等c 为了便于对物体进行受力分析,我们把物体受到所有的力的作用点都在物体的正中间
最大静摩擦力:概念:静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力,在数值上等于物体刚刚开始运动时的推力表示符号:Fmax大小范围:静摩擦力为0<F≤Fmax
滑动摩擦力 概念:一个物体在另一个物体表面相对运动产生的摩擦力
产生条件:a 接触面粗糙(即接触面不光滑)【说明】如果题目中给出条件“接触面光滑”,没有摩擦力。b 两物体相互接触且有形变或挤压(即有弹力)c 两物体间有相对运动
方向:沿着接触面,并且与相对运动方向相反→→根据二力平衡来判断(当物体匀速运动时)【说明】a 滑动摩擦力的相互作用力一定是滑动摩擦力b 初中阶段只学平衡状态,只要是平衡状态一定受平衡力c 不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同d 滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同e 静止的物体可以受到滑动摩擦力
大小:影响滑动摩擦力大小的因素:接触面的压力、接触面的粗糙程度当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;接触面越光滑,滑动摩擦力越小当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力越小,滑动摩擦力越小
滚动摩擦力
改变方法 增大摩擦的方法:a通过增大接触面粗糙程度的方法,可以增大滑动摩擦力b 通过增大接触面压力的方法,可以增大滑动摩擦力减小摩擦的方法:a通过减小接触面粗糙程度的方法,可以减小滑动摩擦力b 通过减小接触面压力的方法,可以减小滑动摩擦力c 用滚动代替滑动,可以大大减小摩擦d 加润滑剂,可以减小摩擦
一.摩擦力
1.概念:两个相互接触、相互挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫摩擦力
2.方向:若摩擦力阻碍物体的运动,则摩擦力和物体的运动方向或将要运动的方向相反
【说明】①这里的运动方向或将要运动的方向是以物体接触的表面为参照物确定出来的
②物体在地面上滑动时,摩擦力的方向和物体实际运动方向相反
③但在传送带的表面上滑动时,摩擦力的方向就有可能和物体运动方向一致
3.分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力
(1)静摩擦力
①概念:一个物体相对于另一个物体静止,但有相对运动趋势时产生的摩擦力
【说明】a 静止的物体不一定有静摩擦力
b 静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势,物体所受静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反
c 摩擦力是成对出现的,摩擦力的反作用力一定是摩擦力
【说明】图a向右推箱子,箱子有向右运动趋势,地面阻碍箱子向右运动,给其向左的摩擦力
图b木块相对于斜面有沿着斜面向下运动趋势,斜面阻碍木块向下运动,给其沿着斜面向上的摩擦力
图c木块相对于墙有向下运动趋势,墙阻碍木块向下运动,给其向上的摩擦力
②产生条件:a 接触面粗糙
b 相互接触且有形变(相互挤压或有弹力,即发生弹性形变)
c 有相对运动趋势。
③方向:沿着接触面,并且跟物体相对运动方向相反
【拓展思考】a 运动物体会受到静摩擦力吗?
b物体所受静摩擦力方向一定与物体运动方向相反吗?一定是阻力吗?
【解析】扶梯把人送上高处:扶梯是一个斜面,人站在扶梯上相对于传送带运动趋势方向沿斜面向下,人受到的静摩擦力方向沿斜面向上,相对于扶梯静止,相对于地面运动方向沿斜面向下;以地面为参照物,人是运动的,受到的静摩擦力是扶梯给的。【答案】会、不一定、不一定,也可能是动力。
人走路靠的是摩擦力,因为没有摩擦力的地面人是走不了的;脚和地面相互接触的地方都是相对静止的,因此启动瞬间的摩擦力为静摩擦力,人给地面是向后的摩擦力,地面给人是向前的摩擦力
【结论】a 运动的物体也可以受到静摩擦力;
b静摩擦力方向与物体相对运动方向可以相同,也可以相反,但一定与相对运动趋势相反
c 静摩擦力可以是阻力,也可以是动力
④静摩擦力的大小
【说明】a 二力平衡:当木块相对静止时,木块所受静摩擦力与外力等值反向,且随着引起静摩擦力的外力的增大而增大
b 静摩擦力时,物体相对于地面是静止的,静止是一种平衡状态,平衡状态的合力为0,即人对箱子水平向右的推力与地面给其水平向左的静摩擦力大小一定相等
c 为了便于对物体进行受力分析,我们把物体受到所有的力的作用点都在物体的正中间;
⑤最大静摩擦力
概念:静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力,在数值上等于物体刚刚开始运动时的推力
表示符号:Fmax
大小范围:静摩擦力为0<F≤Fmax
(2)滑动摩擦力
①概念:一个物体在另一个物体表面相对运动产生的摩擦力
②产生条件:a 接触面粗糙(即接触面不光滑)
【说明】如果题目中给出条件“接触面光滑”,没有摩擦力。
b 两物体相互接触且有形变或挤压(即有弹力)
c 两物体间有相对运动
③方向:沿着接触面,并且与相对运动方向相反→→根据二力平衡来判断(当物体匀速运动时)
【说明】a 滑动摩擦力的相互作用力一定是滑动摩擦力
b 初中阶段只学平衡状态,只要是平衡状态一定受平衡力
c 不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同
d 滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同
e 静止的物体可以受到滑动摩擦力
f 滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力
【说明】a 人站在扶梯上,相对于扶梯是静止,相对于地面是运动;
人站在扶梯上向上运动,是默认地面为参照物,但是人相对于扶梯有向下运动趋势;
b 传送带上滑动摩擦力是动力
【例】画出下图中物体的受力图(接触面粗糙)
【解析】①有竖直向下的重力G、有竖直向上的支持力
②物体水平向右运动,则地面给它一个阻碍相对运动的力,即水平向左的滑动摩擦力f
【答案】
④大小
影响滑动摩擦力大小的因素:接触面的压力、接触面的粗糙程度
当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;接触面越光滑,滑动摩擦力越小
当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力越小,滑动摩擦力越小
【说明】研究一个物理量可能同时与几个因素有关时,应该采用的方法是:控制变量法
⑤改变摩擦的方法:
增大摩擦的方法:a通过增大接触面粗糙程度的方法,可以增大滑动摩擦力
b 通过增大接触面压力的方法,可以增大滑动摩擦力
减小摩擦的方法:a通过减小接触面粗糙程度的方法,可以减小滑动摩擦力
b 通过减小接触面压力的方法,可以减小滑动摩擦力
c 用滚动代替滑动,可以大大减小摩擦
d 加润滑剂,可以减小摩擦
专题练习
【典例1】摩擦与我们的生活息息相关,假如没有摩擦,下列现象不可能发生的是( )
A 老师仍能用粉笔在黑板上写字 B 自行车刹车失灵 C 火柴头难以划燃 D 人无法走路
【典例2】在平直公路上,运动员骑自行车加速前进,有关车轮所受摩擦力方向,说法正确的是( )
A 前后车轮所受摩擦力方向都向后 B 前后车轮所受摩擦力方向都向前
C 前轮所受摩擦力方向向前,后轮所受摩擦力方向向后
D 前轮所受摩擦力方向向后,后轮所受摩擦力方向向前
【典例3】在水平桌面上有一质量为1kg的长方体。用4N的水平拉力向右拉,长方体静止不动,此时它所受的摩擦力为 N。拉力增大至6N时长方体做匀速直线运动,若拉力增大至8N时,长方体所受的摩擦力2为 N。
【典例4】一木块放在水平桌面上,当它受到一个水平方向大小为5N的拉力时,木块做匀速直线运动,这时木块受到的摩擦力大小是 N。如果拉力增大到6N时,木块将做 运动,这时的摩擦力是 N。
【典例5】下列现象中属于滑动摩擦的是( )
A 行进中的火车车轮跟铁轨之间的摩擦 B 使用筷子夹菜时,手和筷子之间的摩擦
C 用橡皮筋去纸上的字迹时,橡皮与纸张之间的摩擦 D 在地上滚动油桶时,油桶与地面之间的摩擦
【典例6】在有沙子的水泥球场上打篮球容易摔倒,因为人鞋底与沙子之间产生的是 (填滑动、滚动或静)摩擦。
【典例7】下列现象中属于滚动摩擦的是( )
A 铅笔与卷笔刀间的摩擦 B 旱冰鞋与地面间的摩擦
C 花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦 D 自行车刹车时,闸皮与钢圈间的摩擦
【典例8】如图,A处于静止状态,B在拉力作用下向右加速运动。请在图中画出A物体所受的摩擦力f和支持力N的示意图(力的作用点图中已标出)。
【典例9】滑动摩擦力的大小与接触面的 、 有关,接触面越粗糙、压力越 ,滑动摩擦力越大。在一定范围内,滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 (填有关或无关)。
【典例10】如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做直线运动,试验记录如下表。由此可知,木块与水平桌面间的滑动摩擦力为( )
A 4.5N B 3.2N C 3.0N D 2.1N
【典例11】如图四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
【典例12】如图,人在一般情况下步行前进时,若鞋底与地面间没有打滑,地面对鞋底的摩擦力方向是向 (填前或后)。仔细观察发现鞋底的表面制成凹凸不平的花纹,这是采用 的方法来增大摩擦的。
【典例13】下列事例中,通过改变压力大小来改变摩擦力的是( )
A 汽车打滑时,常在轮胎下铺一些碎石或稻草 B 往生锈的锁头里滴一些油便于开锁
C 自行车紧急刹车时,要用力捏紧车闸以便尽快停下 D 高低杠运动员上杠前,在手上涂抹镁粉
【典例14】在大雪天气,人们采取许多防滑措施。下列各项中不是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的是( )
A 在汽车轮胎上装防滑链 B 在结冰路面上铺上稻草
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
【典例15】下列事例中,属于减小摩擦的是( )
A 在二胡琴弓的弓毛上涂上松香 B 自行车刹车时用力捏刹把
C 古人利用滚木移动巨石 D “玉兔号”月球车轮上刻有花纹
【典例16】如图所示四个实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
【典例17】摩擦与我们息息相关。
(1)在黑板上写字是利用粉笔与黑板之间的 摩擦;
(2)行李箱下安装两个轮子是通过 来减小摩擦;
(3)大多数饮料瓶的塑料盖的外缘有竖条纹,制作这些条纹的目的是 ;
(4)“物竞天择,适者生存”,动物在进化过程中也形成了与环境相适应的特征,壁虎脚上的刷状肉垫、蛇神上的粗糙鳞片、人手指上的螺纹等都是采用 的方法来增大摩擦。
【典例18】(1)装修房子时,卫生间地面都铺有瓷砖,为了防止不慎摔倒,应选用表面 些的瓷砖;
(2)为了拧开很紧的瓶盖,往往在手和瓶盖之间垫上棉布或毛巾之类的物品,都是通过 . 来增大摩擦的。
(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,所受到的 .小,容易打滑。防止这类交通事故的措施之一是 。
【典例19-真题】自行车的结构及使用涉及不少有关摩擦的知识,其中为了减小摩擦的是( )
A 车把套上制作了花纹 B 给车轴加润滑油
C 轮胎的表面做得凹凸不平 D 刹车时用力捏闸柄,增大闸皮对车圈的压力
【典例20】如图所示,装满沙子的箱子总重为200N,在50N的水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,箱子受到地面的摩擦力是 N,要减小箱子与地面间的摩擦力,可以 (填写一种可操作的方法。)
【典例21】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,使其做匀速直线运动,弹簧测力计示数如图所示,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。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【典例22】小明在“探究改变摩擦力大小的方法”时,提出了如下四个猜想,根据你对本实验的探究,发现其中与实验结论不相符合的是( )
A 使接触面变粗糙,摩擦力就变大 B 使物体间的接触面积变小,摩擦力就变大
C 使物体对接触面的压力变大,摩擦力就变大 D 把滑动变为滚动,摩擦力就变大
【典例23】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 与物体质量大小有关 B 与物体运动速度有关
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
实验中有一较长的水平粗糙桌面、一个带钩的长方体木块和一个弹簧测力计可供使用。
(1)用弹簧测力计水平匀速拉动小长方体木块进行了三次实验,实验数据如上表,表中数据可以验证猜想 (填序号)。实验中采用控制变量法,则该实验中应注意保持木块与桌面间的 不变,可得到的结论是 。
(2)用上述器材还可以验证猜想 (填序号),实验中要水平匀速拉动弹簧测力计,是因为 。若实验中再提供一块长玻璃板,利用上述器材还可以验证猜想 (填序号)。
【典例24-真题】在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中。同学们提出了以下猜想:
A 滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力大小有关 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面积的大小有关
某小组根据猜想进行了以下实验,如图(图中的木块、长木板完全相同)。
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平方向滑动的目的是。
(2)利用图 和图 可探究猜想A。
(3)利用图 和图 可探究猜想A。
(4)利用图 和图 可探究猜想A。
【典例25-真题】某同学想探究:摩擦力大小是否与压力、重力有关系,他利用如图装置进行探究实验。
实验步骤如下:
①把金属盒放在质量不计的白纸上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
②将质量不计的氢气球系在金属盒上,读出台式测力计示数;拉动白纸的过程中,读出测力计的示数。
③再往金属盒中注入适量的沙子,使台式测力计示数与步骤①中的示数相等,拉动白纸的过程中,读出弹簧测力计的示数。
实验相关数据如下表:
(1)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在: (写出一条即可)。
(2)请你补齐上表中空格中的数据,其值为 N。
(3)实验中是通过 来改变金属盒总重力的。
(4)比较实验步骤 (填序号)的数据,说明摩擦力大小与重力无关,
【典例26】如图是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中为了测量滑动摩擦力的大小,应用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块。实验数据如下:
(2)分析 (填序号)两次实验数据可以得出:滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3)在第一次实验中,如果用0.5N的力水平拉动木块,则木块受到的滑动摩擦力为 N。
【典例27】某同学在学习了滑动摩擦力后,认为两物体间滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关,于是他通过实验探究这个问题。
(1)为完成本实验,需要自己制作木块,他制作的木块应该选择下列选项中的( )
A 各面粗糙程度相同的正方体 B 各面粗糙程度相同,长宽高各不相同的长方体
C 各面粗糙程度不同的正方体 D 各面粗糙程度不相同,长宽高各不相同的长方体
(2)本实验中,该同学设计了两种方案:
方案一:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图甲所示。
方案二:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,如图乙所示。
①用方案一实验时,应该拉动木块做 运动;
②两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是方案 。
③应该记录的实验数据是 。
专题解析
1【答案】A
2【解析】链条带动后轮转动时,若以地面为参照物,轮圈与地面接触部分的运动方向向后,地面对车轮的摩擦力向前。同理,前轮是在中轴推动下向前运动的,假如前轮没有滚动,以地面为参照物,它是向前运动的,即地面对它的摩擦力向后【答案】D
3【解析】当拉力为4N时,长方体静止不动,说明其受到拉力和摩擦力是一对大小相等的力,此时摩擦力为4N;当拉力增大到6N时,长方体做匀速直线运动,此时长方体受到拉力和摩擦力是一对大小相等的力,此时滑动摩擦力为6N;当拉力变为8N时,由于滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,在压力和接触面粗糙程度不变时,摩擦力保持不变仍为6N,此时物体做加速运动【答案】4、6
4【解析】木块做匀速直线运动,此时摩擦力大小等于拉力大小;当拉力>摩擦力后,木块将加速运动。摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关,拉力增大影响不了摩擦力的大小【答案】5、加速、5
5【答案】C 6【答案】滚动
7【解析】A铅笔在卷笔刀里转动是刀片在削铅笔,属于滑动摩擦;CD属于滑动摩擦【答案】B
8【解析】当向右拉动物体B时,以B为参照物,A是向左运动的,所以A受到摩擦力方向水平向右,B对A的支持力方向竖直向上【答案】
9【答案】粗糙程度、压力的大小、大、无关
10【解析】用上图装置测量摩擦力时,必须在匀速拉动木块的过程中,读取拉力的大小。若在加速拉动弹簧测力计的过程中读数,测出的摩擦力将偏大。若在减速拉动弹簧测力计的过程中读数,测出的摩擦力将偏小【答案】C
11【答案】B 12【答案】前、增大接触面的粗糙程度
13【解析】A使接触面更粗糙,即通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦;BD使接触面更光滑,即即通过增大接触面光滑程度来减小摩擦;C通过增大接触面间的压力增大摩擦【答案】C
14【解析】C通过增大压力来增大摩擦【答案】C
15【解析】A为了防止打滑,属于增大摩擦;B通过增大压力增大摩擦;C变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦;D增大接触面的粗糙程度,增大摩擦【答案】C
16【解析】轴承中装有滚珠,通过变滑动摩擦力来减小摩擦【答案】A
17【答案】滑动、变滑动摩擦为滚动摩擦、增大接触面粗糙程度从而增大摩擦、增大接触面粗糙程度
18【答案】粗糙、增大接触面的粗糙程度、摩擦力、在冰面上撒些细沙(答案不唯一)
19【解析】AC通过增大接触面粗糙程度增大摩擦;B形成一层油膜,通过使接触面分离方法减小【答案】B
20【答案】50、减小沙子的总重(或在箱子底部垫圆木)
21【解析】接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大。小华探究过程中,将木块切去一半后,接触面积变为原来一半,压力也变为原来一半,所以在探究过程中存在问题是没有控制压力相等【答案】2.6、没有控制压力的大小不变
22【解析】摩擦力的大小和接触面积的大小无关,即接触面积大小改变,但摩擦力的大小不变【答案】B
23【答案】B、压力大小、摩擦力大小与物体运动速度大小无关、C、只有沿水平方向匀速拉动物体时,物体所受的摩擦力才和弹簧测力计的拉力大小相等、D
24【解析】(1)水平匀速拉动木块,为了让弹簧测力计对木块的拉力等于滑动摩擦力,从而便于测出滑动摩擦力的值;(2)甲、丙两实验中,接触面粗糙程度相等,压力不同;(3)甲、丁两实验中,压力相等,接触面粗糙程度不同;(4)甲、乙两实验中,接触面粗糙程度和压力都相同,接触面面积不同
25【解析】(1)与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比,拉动白纸进行实验具有容易操作的优点,具体体现在弹簧测力计示数稳定,便于读数(2)保持总重力不变,改变压力大小,探究摩擦力大小与压力大小的关系,所以实验②中,金属盒总重力仍为4.8N(4)探究摩擦力与重力关系时,应保持压力不变,改变总重力,只有①③能满足要求【答案】弹簧测力计示数稳定,便于读数;4.8;向金属盒内注入沙子;①③
26【答案】匀速直线;1、3;0.4
27【解析】用方案一实验时,必须拉动木块做匀速直线运动,此时测力计示数为木块所受滑动摩擦力的大小;但方案二实验时,只要拉动木块运动,不必做匀速直线运动,此时测力计示数为木块所受摩擦力的大小,故方案二更合理、易操作【答案】匀速直线、二、弹簧测力计的示数