内容正文:
9.3 力与运动的关系
1. 理解力与运动的关系;
2. 力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持;
1、 力的作用效果
力的作用效果包括两方面:
1 改变物体的运动状态;
2 改变物体的形状。
例如:用力捏橡皮泥,使橡皮泥变成各种形状;用力拉弓,使弓张开;将尺变弯等。都是在力的作用下,使物体的形状发生改变。
2、 力和运动的关系
物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
受力条件
力的方向和物体运动方向
物体所处状态
运动状态是否改变
不受力或受平衡力(合力为零)
—————
静止状态或匀速直线运动状态
不变
受非平衡力(合力不为零)
相同
速度增大,并且做直线运动
一定改变
相反
速度减小,仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
相反
速度减小,仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
考点01:力与运动的关系
考点02:力与图象的结合
考点03:力的合成与应用
知识点01:力的作用效果:
1. 力仅可以使物体发生形变;
2. 力可以改变物体的运动状态。
知识点02:力与运动的关系
力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
1. 力可以改变物体的运动状态,物体运动状态的改变包括三种情况:
①物体的运动方向不变,速度大小发生改变。
例如:刚驶出站台的火车,做变速直线运动。
②物体的速度大小不变,运动方向发生改变。
例如:匀速行驶的汽车拐弯了。
③物体的速度大小和运动方向同时发生改变。
例如:向斜上方抛出的铅球,速度的大小和方向都在发生变化。
2. 物体受力平衡时,将保持静止或匀速直线运动状态;物体受力不平衡时,其运动状态会发生改变。物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质,叫做惯性。
知识点03:实验:探究物体的运动与所受阻力大小的关系
1. 器材:斜面、小车、木板、玻璃板、毛巾、棉布;
2. 步骤:将小车从斜面的同一高度由静止释放,观察小车在不同表面移动的距离。
3. 说明:让小车从斜面的同一高度滑下是为了使小车到达水平面时获得的初速度相同。
4. 结论:相同速度,小车所受阻力越小,运动的距离越远。
5. 推理:如果小车所受阻力更小,小车运动的距离会更远;如果小车不受阻力,小车将会以不变的速度永远运动下去,即将会做匀速直线运动。
考点01:力与运动的关系
【典例精讲】(2023春•温江区校级期中)在嫦娥5号绕月的过程中,“嫦娥5号”的受力情况是 受非平衡力作用 (选填“不受到力的作用”或“受平衡力作用”或“受非平衡力作用”)。若我国的宇航员乘上“嫦娥X号”登上月球,宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面,若在某段时间内火箭沿斜向上方向做匀速直线运动,如图所示。则在这段时间内,在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是 竖直向下 。
【思路点拨】物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;
在月球表面上,火箭沿斜向上方向做匀速直线运动,是以月球为参照物判断的,所以下面的分析应以月球为参照物,来判断火箭的各种情况。
【完整解答】解:在嫦娥5号绕月的过程中,做曲线运动,运动状态不断改变,“嫦娥5号”的受力不平衡;
在月球表面上,以月球为参照物,火箭虽然是沿斜向上方向运动,但是做的是匀速直线运动,火箭受平衡力作用,因在月球上,没有空气,火箭不受阻力作用,只受月球对它的吸引而产生的重力作用,所以火箭发动机因喷气而产生的作用力与重力相平衡,即与竖直向下的重力方向相反,是竖直向上的。
因力的作用是相互的,为得到竖直向上的力,所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的方向施加。
故答案为:受非平衡力作用;竖直向下。
【考点评析】本题通过考查火箭的运动情况。要我们注意一是以月球为参照物判断的;二是做匀速直线运动的物体一定是受平衡力的作用;三是力的作用是相互的。
【变式训练1-1】(2023春•雁塔区校级月考)如图所示,将系在细线下的小球拿至A点,然后由静止释放,小球从A点运动到最高点C点时,下列分析中正确的是( )
A.小球摆至B点时速度为零
B.小球摆至C点时受到平衡力的作用
C.当小球摆至B点时,如果细线突然断裂,小球将竖直下落
D.当小球摆至C点时,如果小球所受的力都消失,小球将静止在C位置
【变式训练1-2】(2023春•东阿县期末)用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,此时