内容正文:
第2节 力的存在 考点全突破
【学习目标】
1.掌握力的存在及意义
2.掌握力的三要素
3.掌握力的作用效果及相互作用力
4.掌握力的测量和弹簧的特性
【知识精讲】
一、力
1. 定义:力是物体对物体的作用。通常用字母F表示
2. 单位:国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛(N)
3. 对力的理解
1) 物体间力的作用是相互的。一个物体受到另一个物体的作用力,必定也要反作用于另一个物体,一个物体是施力物体的同时也是受力物体。这两个力称为作用力和反作用力
2) 力不能脱离物体而单独存在。发生力的作用时一定有两个或两个以上的物体;有力存在必有施力物体和受力物体
3) 物体间力的作用是同时产生、同时消失的。相互作用的两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在不同的物体上
二、力的作用效果
1. 力可以改变物体的形状,使物体发生形变(如下图左)
2. 力可以改变物体的运动状态,运动状态包括物体的运动速度和运动方向(如下图右,1到2改变速度大小,1到3改变速度方向)
三、弹簧测力计
1. 用途:测量力的大小
2. 原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的长度就越长(弹簧的伸长量与受到的拉力成正比)
3. 弹簧测力计的使用方法及注意事项
1) 使用弹簧测力计测力前应先进行调零,使指针正对零刻度线,并注意弹簧测力计的量程和分度值
2) 测力时注意使弹簧测力计的轴线与被测力的作用线一致,指针不与弹簧测力计的外壳摩擦
3) 读数时,视线应正对刻度板
4) 拉力不要超过弹簧测力计的量程
四、弹力
1. 弹性:受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的状态,物体的这种性质叫弹性
2. 弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力
3. 弹力的大小:弹力的大小与弹性形变的大小有关,在弹性限度范围内,弹性形变越大,弹力越大;弹性形变消失,弹力也就随之消失
4. 弹力的方向:弹力的方向与物体发生弹性形变的方向相反
5. 弹力有无的判断方法
1) 物体是否直接接触,若不接触一定没有弹力
2) 接触处是否相互挤压或拉伸,只有接触且相互挤压或拉伸才能产生弹力
3) 我们可以假设将接触物体撤去,判断研究对象是否能维持现状。若能维持现状则接触物体对研究对象没有弹力;若不能维持现状则有弹力
五、力的三要素和力的示意图
1. 力的三要素:力的大小、方向、作用点叫力的三要素,他们都能影响力的作用效果
2. 力的示意图:人们常在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段,表示物体在这个方向上所受的力,这种表示力的形式叫力的示意图
3. 在力的示意图中,线段的起点(图2)或终点(图1)表示力的作用点,线段的长短表示力的大小(图3),线段末端的箭头表示力的方向
【培优训练】
一、单选题
1.(2021七下·吴兴期中)当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原长L0 ,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量Δx(Δx=L-L0)成正比,即F=kΔx(k叫做弹簧的劲度系数)如图所示是某次实验测得弹簧所受的力F与弹簧长度L 的关系图象,请你根据图象判断下列说法中错误的是( )
A.弹簧的原长L0是10厘米
B.弹簧的劲度系数是200牛/米
C.当受到F=5牛时,弹簧缩短了2.5厘米
D.当弹簧伸长了15厘米(弹性限度内)时,受到力F=30牛
【答案】C
【解析】A.根据图像可知,当弹簧受到的作用力为0N时弹簧的长度为10cm,那么弹簧的原长L0为10cm,故A正确不合题意;
B.根据图像可知,当作用力为10N时,弹簧的长度为5cm,那么弹簧缩短Δx=L-L0=10cm-5cm=5cm,根据式F=kΔx得到:10N=k×0.05m,解得:k=200N/m,故B正确不合题意;
C.当F=5N时,根据关系式F=200N/m×△x得到:5N=200N/m×△x,解得:△x=2.5cm,即弹簧可能是缩短了2.5cm,也可能是伸长了2.5cm,故C错误符合题意;
D.当弹簧伸长了15厘米(弹性限度内)时,根据式F=kΔx得到:F=200N/m×0.15m,解得:F=30N,故D正确不合题意。 故选C。
2.在弹簧的弹性限度内,弹簧下端挂300克物体时长15厘米,若改挂500克的物体, 则弹簧长:( )
A.25厘米 B.20厘米 C.17厘米 D.不能确定
【答案】D
【解析】物体受竖直向下的重力G,竖直向上的弹簧的拉力F处于平衡状态,则F=G。
由题意知G1=m1g=0.3kg×9.8N/kg=2.94N,G2=m2g=0.5kg×9.8N=4.9N,L1=15cm。
由胡克定律得:2.94N=k(L1-L0)=k(15cm-L0),即2.94N=k(15cm-L0) ①
4.9N=k(L2-L0) ②
有两个方程,三个未知数,由这两个方程求不出弹