内容正文:
第1节 力 弹力 重力 摩擦力
【知识清单】
考点1力
1.力
(1)定义:力是① 的作用。发生作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。
(2)符号和单位:在物理学中,力用符号F表示,它的单位是② ,简称③ ,符号是④ 。
(3)力的性质:物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
2.力的作用效果
(1)力能改变物体的⑤ ,使它发生形变。
(2)力可以改变物体的⑥ (速度的大小和方向)。
3.力的三要素:我们把力的⑦ 、⑧ 、⑨ 叫作力的三要素。
4.力的示意图:物理学中,通常用一条带箭头的线段表示力。如图所示,在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
下列关于力的说法正确的是 ( )
A.没有接触的两个物体之间一定没有力的作用
B.施力物体同时也是受力物体
C.相互接触的两个物体之间一定有力的作用
D.力的作用效果与力的作用点无关
(1)一个物体对另一个物体施加力的作用有两种形式:一是物体直接接触作用,二是物体之间的间接作用。(2)力是物体对物体的作用。(3)力的三要素包括力的大小、方向和作用点,力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果。
考点2重力、弹力、滑动摩擦力
1.弹性:受力时发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
2.塑性:形变后不能自动地恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作塑性。
3.重力、弹力、滑动摩擦力的三要素
力的种类
重力
弹力
滑动摩擦力
定义
由于⑩ 而使物体受到的力叫作重力,通常用字母 表示
物体由发生 而产生的力叫作弹力(常见弹力有支持力、压力、拉力等)
两个相互接触的物体,当它们发生相对滑动时,在接触面会产生一种 相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力
大小
物体所受的重力跟它的质量成 ,G=
与弹性形变量成正比(通过二力平衡判断)
接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越 ;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 (通过二力平衡判断)
方向
总是 (应用:重垂线、水平仪等)
注:在地球上不同地方,重力的方向是不同的
弹力的方向与物体形变的方向 ,指向
滑动摩擦力与物体相对运动的方向
作用点
重心(形状规则、质量分布均匀的物体,重心在它的 )
/
受力物体的接触面上
考点3弹簧测力计的应用
工作原理
使用前
使用时
在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成
看
a.看清它的 和
测力时
使弹簧的伸长方向与所测拉力方向 ,避免弹簧与外壳发生摩擦。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的
校
b.检查弹簧测力计的指针是否指在 上,如果不在,应该把指针调节到零刻度线上
读数时
视线要正对刻度线,其示数=整刻度值+后面的小格数×分度值
拉
c.轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住
考点4增大和减小摩擦的方法
方法
举例
增大摩擦
(1)增大压力
刹车时用力捏车闸
(2)增大接触面的
鞋底凹凸不平的花纹、防滑脚垫、防滑链、瓶盖上的竖纹
减小摩擦
(1)减小
在单杠上做回环动作时,手握单杠不能太紧
(2)减小接触面的
冰壶运动中刷冰
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦
行李箱的轮子、滚动轴承、移动重物时垫滚木
(4)使接触面分离
加润滑油、磁悬浮列车、气垫船
如图所示,自行车的零部件设计或骑行过程的操作中主要为了减小摩擦的是 ( )
A.轮胎上制有花纹 B.车轴处装有滚珠轴承
C.刹车时用力捏闸 D.脚蹬表面凹凸不平
(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【核心突破】
核心突破点:作力的示意图
解题思维模型
如图所示,封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内的物体A的受力示意图。
封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,静止在轿厢内的物体A处于平衡状态,所以物体A受力平衡,物体A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F的作用,这两个力大小相同、方向相反、在同一直线上,作用点在物体A的重心上。
三维变式练
如图,孔明灯升空后做匀速直线运动,画出它的受力示意图,忽略空气阻力。
(静止)请画出小球受到的拉力以及小球给斜面施加的压力的示意图。
在水平向右匀速行驶的火车车厢顶端用细线悬挂一小球,在车厢水平地板上放置有物块A。某时刻,发现小球向右摆动,请画出此时处于静止的物块A受力的示意图。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【回归教材】
教材图片
考查内容
如图所示,分别在A、B、C处用同样大小、同样方向的力推门,可以感受到在 点用力容易把门推开。这说明力的作用效果与力的 有关
如图,坐在船中的人用手推另一条船时,自己坐的船同时后退,说明物体间力的作用是 ,这表明力可以改变物体的运动状态
如图所示,跳板被跳水运动员压弯的过程中,施力物体是 。此现象说明力可以改变物体的
由于 而使物体受到的力叫作重力。建筑工人在一根线的下边挂上重物做成重垂线,可以用它来检查墙壁是否竖直,重垂线利用了重力的方向总是 的原理
冬奥会上,中国运动员参加冰壶比赛的情景如图所示,一名队员将冰壶掷出后,另外两名队员用冰刷刷冰面。这是为了 冰壶与冰面之间的摩擦, 冰壶滑行的距离。(均选填“增大”或“减小”)
【围绕课标】
知识线:实验导航
实验:探究影响滑动摩擦力大小的因素
【实验装置】如图所示。
【实验步骤】
1.用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
2.改变放在木块上的砝码,从而改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力。
3.换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力。
【实验结论】滑动摩擦力的大小跟接触面所受压力的大小有关,接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
知识线:实验母题
在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,同学们进行了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关。
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关。
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
甲(木板表面) 乙(毛巾表面)
丙(毛巾表面) 丁(木板表面)
证据
(1)如图甲所示,将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉着木块做 运动,根据 原理可知,此时弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力大小。
(2)接着,继续进行图乙、丙实验,在图丙的木块上加放砝码是为了 。读出弹簧测力计的示数并记录在下表中。其中,图甲实验时弹簧测力计的示数如图所示,为
N。
次数
1
2
3
接触面
木板表面
毛巾表面
毛巾表面
压力/N
2.0
2.0
2.5
弹簧测力计示数/N
3.6
4.5
解释
(3)为了验证猜想二,应比较实验次数 的两次数据,分析实验数据可知,在其他条件相同的情况下,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越 。
(4)对比实验次数 两次的数据,可以验证猜想三,根据实验数据可得出结论:在其他条件相同的情况下, 。
(5)实验时,有同学发现很难操作。于是,他又设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 。
交流
(6)在使用弹簧测力计测量滑动摩擦力时,应将弹簧测力计 (选填“水平”或“竖直”)放置,并调整指针到零刻度线。
(7)在利用图甲探究猜想一时,有如下两种方案,你认为合理的是 。
A.将木块沿竖直方向切去一半,进行实验后与第1次实验数据进行比较
B.仅将木块由横放改为侧放,进行实验后与第1次实验数据进行比较
图甲装置中,若实验时增大木块B滑动的速度,则其受到的滑动摩擦力大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
真题精粹——河南6年真题精选及真题百变
考向1重力 (6年1考)
1.(2022·河南节选)小明在科技博览会上参加义务劳动,需要把一个质量为12 kg的展品从地面搬到高1.2 m的展台上,如图所示。g取10 N/kg。
(3)展品展示时,要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
考向2摩擦力 (6年1考)
2. (2023·河南)小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后,黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为
的观点正确,请简要说明理由: 。
3.(2021·河南节选)书法是中华民族文化的瑰宝。如图,手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”);在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向 (选填“向左”或“向右”)。
(变设问)手执笔竖直悬空静止时,笔受到的摩擦力属于 (选填“静摩擦力”“滑动摩擦力”或“滚动摩擦力”),笔受到的摩擦力和手受到的摩擦力属于 (选填“相互作用力”或“平衡力”)。
4.(2019·河南)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,铝块和木块的外形相同,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹簧测力计相连。(忽略滑轮的摩擦)
(1)图甲中,将铝块放在水平木板上,竖直向上拉测力计,当铝块沿水平方向做 运动时,铝块沿水平运动时受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F1,则F1= N。
(2)比较甲、乙两次实验,可以得出:在 相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)图乙实验完成后,利用原有器材,还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,请你简要说明实验方案: 。
(4)请你判断:图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)图甲中铝块所受滑动摩擦力。
5.在创新实验课上,小华用牙刷来模拟滑动摩擦力的影响因素,当她在桌面上匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲。若手对牙刷的压力增大,牙刷仍在桌面上匀速运动,牙刷受到的摩擦力将 ,若增大拖动的速度,牙刷受到的摩擦力将 。(以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”)在摩擦力的作用下,较软的刷毛向左弯曲,此时牙刷受到的摩擦力的方向 (选填“向左”或“向右”)。
考向3作力的示意图 (6年6考)
6.(2024·河南)如图,手按压水平桌面并向左滑动,可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以 A点为作用点,画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。
7.(2023·河南)在劳动实践活动中,小刚用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,请在图中以O为作用点,画出该货物的受力示意图。
(变情境)如图所示,小明站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,最终会停止下来。将小明和滑板车看作一个整体,请画出运动过程中,整体所受力的示意图(力的作用点画在重心O点上)。
8.(2022·河南)如图所示的是悬挂在课桌旁的文具袋。请在图中标出文具袋重心O的大致位置,并以O为作用点画出文具袋静止时的受力示意图。
9.(2021·河南)放风筝是我国的一项民俗。如图所示,这是小亮放风筝时的情景,请画出风筝所受重力及风筝线对手中线轴拉力的示意图。(O点为风筝的重心)
10.(2020·河南)将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒乓球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
11.(2019·河南)如图所示,当铁球摆到最高点A时,请画出它此时的受力示意图。
【参考答案】
回归教材
知识清单
考点1:
①物体对物体 ②牛顿 ③牛 ④N ⑤形状 ⑥运动状态 ⑦大小 ⑧方向 ⑨作用点
例题1 B
考点2:
⑩地球吸引 G 弹性形变 阻碍 正比 mg 大 大 竖直向下 相反 受力物体
相反 几何中心
考点3:
量程 分度值 零刻度线 相同 量程 正比
考点4:
粗糙程度 压力 粗糙程度
例题2 B
核心突破
例题 如图所示:
变情境 如图所示:
变情境 如图所示:
变情境 如图所示:
实验探究
回归教材
A 作用点 相互的 运动员 形状 地球的吸引 竖直向下 减小 增大
围绕课标
考点线 实验母题
(1)匀速直线 二力平衡
(2)增大压力 2.4
(3)2、3 大
(4)1、2 接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(5)不需要长木板做匀速直线运动
(6)水平
(7)B
拓展设问 不变
真题精粹
1.答:(3)因为水平方向与竖直方向垂直,所以可以利用重垂线配合直角支架检查台面是否水平。
2.小华 黑板擦在下落过程中不受到压力
【解析】滑动摩擦力的产生条件是两个相互接触的物体,接触面粗糙,接触处有弹力,且在接触面上两物体间有相对运动,黑板擦在下落过程中不受到压力,因此,黑板擦不受摩擦力,小华的观点正确。
3.不变 向左
【解析】手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔仍然处于静止状态,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,所以笔受到的摩擦力不变;在纸上写字,笔运行中笔毫向左弯曲,说明笔毫是向右运动的,此时笔毫所受摩擦力会阻碍笔毫向右运动,故摩擦力的方向向左。
真题百变 静摩擦力 相互作用力
4.(1)匀速直线 1.6
(2)接触面粗糙程度 压力
(3)将木块与铝块互换位置,重复实验,比较两次弹簧测力计的示数
(4)等于
5.增大 不变 向左
【解析】接触面的粗糙程度不变,增大压力,摩擦力将增大;增大拖动速度,压力大小、接触面的粗糙程度不变,刷毛受到的摩擦力不变;在摩擦力的作用下,较软的刷毛向左弯曲,说明牙刷向右运动,摩擦力方向向左。
6.如图所示:
7.如图所示:
真题百变 如图所示:
8.如图所示:
【解析】过重心作竖直向下的重力和竖直向上的拉力。
9.如图所示:
【解析】重力的作用点在风筝的重心,方向竖直向下;拉力作用点在风筝线与手中线轴的接触点,方向沿细线方向。
10.如图所示:
【解析】由图知,不计乒乓球的重力,乒乓球受到两个力的作用:细线竖直向下的拉力F拉,水施加的竖直向上的浮力F浮。因为乒乓球处于静止状态,所以F拉=F浮,即细线的拉力等于水的浮力。
11.如图所示:
【解析】铁球A在最高点时,受到重力和拉力的作用,过球心分别沿竖直向下方向和沿绳子斜向上方向画一条有向线段,用G和F表示。
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