课时5.1力学与练-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练( 沪科版五四制2024)
2024-11-10
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精品
内容正文:
第五章 运动和力(原卷版)
课时1.1 力
课程标准
物理素养
1. 知道力是物体对物体的相互作用。
2. 认识力的作用效果。
3. 知道力的三要素。
4. 知道物体间力的作用是相互的。
物理观念:1.能通过生活实例,归纳总结出力的概念及理解“物体间力的作用是相互的”;并能正确读写力的符号和单位。
科学思维:通过分析生活中一些现象归纳得出力的作用效果。
科学探究能通过实验和对生活体验的分析、归纳,了解力的三要素及其对力的作用效果的影响。
科学态度与责任:会画力的示意图,并且能通过讨论所画的力示意图得出画示意图的步骤。
一、力(F )
1、概念: 。
2、理解:
(1)力 脱离物体而单独存在,即有力作用就一定会涉及 ;
(2)一个物体是施力物体(受力物体) 也是受力物体(施力物体);
(3)相互接触物体间 发生力的作用(如靠在一起的两个物体没有相互挤压)
没有接触的物体间也有可能有力的作用(如磁铁吸引铁钉、电荷间作用)
(4)一个物体对另一个物体施力时,另一个物体也 对它施加力的作用。
3、单位:牛顿(N)。托起一个鸡蛋的力大约为0.5N。
二、力的作用效果
1、力的作用效果: ,使它发生形变; 。
2、物体运动状态的改变包括 的改变和 的改变,二者任一方面改变,物体运动状态都发生改变。
物体 的两种情况: 和 。
三、力的三要素及力的示意图
1、力的 、 和 叫做力的三要素。力的三要素都能影响力的作用效果。
2、力的示意图:物理学中,通常用一个 表示力。 (同一个图中,力越大,线段要画得越长); ; (力的作用点一定要画在受力物体上)。
1. 力的概念
(1)情景再现:观察下列各现象,体会物体之间的作用。
(2)情景分析
①人对车有推的作用,表明:人施加了力,车受到了力;
②运动员对杠铃有举的作用,表明:手施加了力,杠铃受到了力;
③人拉弹簧,表明:人施加了力,弹簧受到了力;
④推土机推土,表明:推土机施加了力,土受到了力;
⑤起重机提集装箱,表明:起重机施加了力,集装箱受到力;
⑥磁铁对铁钉有吸的作用,表明:磁铁施加了力,铁钉受到了力。
物体之间发生的推、拉、举、提、吸引等,说明了有 的存在。在物理中常把生活中的“推”、“拉”、“提”、 “吸引”等概括为“ ”。
(3)力的定义
力是物体对物体的 ,用F 表示。
(4)施力物体与受力物体
发生作用的两个物体,一个是 物体,另一个是 物体。施力物体与受力物体同时存在。例如,马拉车时,施力物体是 ,受力物体是 ;脚蹬自行车踏板时,施力物体是 ,受力物体是 。
(5)产生力的条件
【想一想】相互接触的两个物体间一定有力的作用吗?不接触的物体有力的作用吗?
【分析】①相互接触的物体间不一定有力的作用,在水平面上,两个篮球刚好接触静止,它们之间 力的作用。
②不接触的物体可能有力的作用。例如,地球对它表面及其附近的物体 吸引力的作用。(以上均选填“有”或“没有”)
【结论】产生力的条件:至少要有两个物体;物体间要有相互 。
【想一想】力有大有小,怎样比较力的大小呢?
为了描述力的大小,在物理学中出现了力的单位。
2. 力的单位
(1)国际单位:力的单位是 (牛),用符号 表示。
(2)感知一些力的大小
托起两个鸡蛋用力约 N;拿起物理课本用力约 N;拿起500ml瓶装矿泉水用力约5N;托起一个篮球所用的力约为5N;一名中学生对地面的压力约 N。
3. 物理学家— 牛顿
(1)简介
艾萨克·牛顿,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家、数学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
(2)主要成就
①在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。
②阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上,发明了反射望远镜,发现了光的色散。
③在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉,证明了广义二项式定理。
【例题1】下列有关力的说法中,正确的是( )
A.产生力的两个物体一定发生了作用 B.一个物体也能产生力的作用
C.力能脱离物体而存在 D.相互接触的两个物体一定产生力的作用
探究二、力的作用效果
物理学中,人们常通过力的作用效果来认识和描述力。
1. 力可以使物体发生形变
(1)实验:把橡皮泥捏成自己喜欢的形状;用手将弹簧拉长、压弹簧。
【归纳结论】力可以改变物体的形状,即使物体发生 。
【想一想】手按玻璃瓶,玻璃瓶是否发生形变呢?有什么办法观察到微小的形变呢?
(2)理解形变
形变包括形状和体积的改变,可以是很明显的,也可以是非常微小的,有时我们用肉眼看不见的,但是我们可以放大观看。如图所示,用手握紧玻璃瓶时,通过装满水的瓶子上的细管中的液柱变化,可反应玻璃瓶的微小形变。
(3)力使物体发生形变的实例
【总结】力可以改变物体的 。
【想一想】力除了可以使物体发生形变,还有什么样的作用效果呢?
2. 力可以改变物体的运动状态
(1)实验
①一个小铁珠静止在水平桌面上,当磁铁靠近它时,会出现什么现象?
②让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察小球运动速度的变化情况。
③再次让小球从斜面上滚下。在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察小铁球运动的变化情况。
【分析实验现象】
①静止的小铁珠被磁铁 ,向磁铁方向运动。
②平面上做直线运动的小铁珠被正对运动方向的磁铁吸引,速度变 。
③水平面上做直线运动的小铁珠被与运动方向垂直的磁铁吸引,运动 改变,偏向磁铁方向。
【归纳】物体由静开始运动或由运动到静止,以及运动快慢和运动方向的改变,都被认为它的 发生了改变。上面的实验现象表明:力可以改变物体的 。
(2)实验结论:力可以改变物体的运动状态。
【概括总结】
3. 力的作用效果
一是力可以改变物体的形状,即使物体发生形变;二是力可以改变物体的运动状态。
【例题2】下列运动场景中,对力的作用效果的描述与其他选项不同的是( )
A.踢出去的足球在空中划出美丽的弧线 B.跳水运动员压弯跳板
C.篮球碰到篮板改变运动方向 D.百米短跑运动员加速冲过终点
探究三、力的三要素和力的示意图
物理学中,人们常通过力的作用效果来认识和描述力。
1. 力的三要素
【想一想】我们已经知道了力的作用效果,那么你知道有哪些因素影响力的作用效果呢?
(1)影响力的作用效果的因素
【实验】
①如图甲所示,用大小不同的力拉同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
②如图乙所示,用大小相同、方向不同的力分别拉、压缩同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
③如图丙所示,用大小相同、方向相同、作用点不同的力拉同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
④如图丁所示,在教室门上A、B、C三点上分别挂三个吸盘挂钩,并将门关上,请一位同学分别在挂钩上连接一个弹簧,用同样大小的力拉门(弹簧三次拉伸的长度相同),观察力的作用效果,并请说出手拉门的难易程度有什么不同?
【分析】由实验①②③可得出:力的 、 和 都会影响力的作用效果。分析实验④,用相同大小和方向的力拉门,越靠近门轴的位置,门越难被拉动。这说明力作用的 不同,其作用效果也不相同。
【概括总结】力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果。
(2)力的三要素:力的 、 、 叫做力的三要素。
(3)理解力的三要素
①任何一个力都有大小、方向和作用点三个因素。
②力的三要素决定力,当其中的任何一个要素改变时,力的作用效果就会随之 。
③因为力的三要素决定了力的作用效果,所以我们描述一个力时,就必须指明该力的 。
【想一想】一个力有三个要素,所以描述一个力,不仅要关心它的大小,还要关心它的方向和作用点,如果用文字描述比较麻烦,能否用一个图把力的三要素都直观的表示出来?
类比用光线表示光的方法,它是用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。我们也可以用一根带箭头的线段就可以表示力的大小、方向和作用点。
2. 力的示意图
(1)力的示意图
物理学中通常用一条带 的线段来表示力,在线段的末端画一个箭头表示力的 ,线段的起点或终点表示力的 ,这种表示力的方式叫做力的示意图。
(2)画力的示意图的步骤
①确定受力物体,找出 (作用点要画在受力物体上)。
②确定力的方向:从力的作用点沿力的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向(有时要标注角度)。
③确定力的大小:在箭头旁标出力的 ,要标上 和 表示出力的大小。
注意:在同一图中,力越大,线段应该画得越 。
示例:如图所示,一人用100牛的力沿图中所示方向拉小车,这个力的示意图的画法如图所示。
【例题3】有一个小球用细绳挂在竖直的墙壁上,请在图中画出小球所受到绳的拉力的示意图。
【例题4】小车在100N拉力的作用下向前运动,如图所示是该拉力的示意图。以下说法不正确的是( )
A.该示意图把拉力的三要素表示出来了
B.在同一图中,力越大,线段应该越长
C.只有力的大小、方向会影响力的作用效果
D.图中小车所受100N拉力的施力物体是绳子
探究四、力的作用是相互的
1. 探究:力的作用是相互的
(1)活动探究
①让一同学穿上溜冰鞋,然后去推墙壁,观察人的运动情况?
【现象】发现人会被墙推开,向后退。
【分析】人推墙时,对墙施加了一个向 的作用力;同时人后退,表明墙对人也施加了一个向左的 。
【结论】物体间力的作用是 的。
A
B
【实验】把两块蹄形磁铁固定在小车上,让它们的同名磁极相对,将两个小车在水平桌面上靠拢。进行下列操作,观察以下三种情况下的现象。
①按住磁铁A,释放磁铁B;②按住磁铁B,释放磁铁A;③同时释放两个磁铁。
引导学生利用整理、归纳的方法概括出物体间力的作用是相互的。
观察现象
研究
对象
运动状态
的改变
分析判断
磁体A和磁体B相互排斥
磁体A
静止到
运动
磁体B对磁体A施加排斥力,使磁体A的运动状态发生变化
磁体B
静止到
运动
磁体A对磁体B施加排斥力,使磁体B的运动状态发生变化
磁体A
与B
都从静止到运动
磁体A对磁体B施力时,磁体B对A也施加了力的作用
(2)探究结论
大量事例说明:当一个物体对另一个物体施力的同时,另一个物体也同样对它施加力的作用,这两个力是同时发生的,也就是说:物体间力的作用是 的。
物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是 物体,受力物体同时也是 物体。
0401
强化训练
【基础强化】
一、选择题
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力的施力物体是桌面
2.下图中一个力的作用效果跟其它三个不同的是( )
A. B.
C. D.
3.(下列各图,能说明力改变物体运动状态的是( )
A.甲:煮熟的大虾变得更弯曲 B.乙:壁虎稳稳趴在墙壁上
C.丙:撑杆跳运动员把杆压弯 D.丁:投出的实心球沿弧线落下
4.如图用手指压圆珠笔芯使它弯曲,同时手指感到疼痛,这个实验不能说明
A.力可以改变物体的运动状态 B.力是物体对物体的作用
C.力可以改变物体的形状 D.力的作用是相互的
5.关于足球运动员踢球时,下列说法正确的是( )
A.运动员用力踢球和用头顶球,仅仅使球的运动方向发生了改变,而球的速度大小不变
B.运动员用力踢球和用头顶球,使球的运动状态发生了改变
C.运动员用头顶球时,头感觉很痛,说明球给头的力比头给球的力大
D.运动员用脚踢足球时,脚并没有感觉疼痛,说明球没有给脚力的作用
6.体育课上,我们用力把实心球投掷到远处。对于这一现象的解释,排序合理的是( )
①实心球离开手后,因为受重力作用而下落,最后落在前方不远处
②手被手臂拉住停止运动,实心球由于惯性保持运动状态继续向前运动
③将实心球握在手中,用力往前投掷
④实心球受力改变运动状态,随手一起由静止变为向前运动
A.③②④① B.③②①④ C.③④②① D.②④③①
7.如图所示,这是一种常用的核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更容易夹碎核桃,这说明影响力的作用效果的因素是( )
A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.施力物体
二、填空题
8.火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而向上运动,说明力的作用是 的,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过做功的方式改变外壳内能;宇航员座椅的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
9.力是物体对物体的 ;力的作用是 ;力的单位是 ;
10.如图所示,在旱冰场上,甲、乙两同学分别站在滑板上相对而立,已知甲同学的质量较大。当甲同学用力推乙时,乙同学向后退,说明力改变物体的 ;同时甲也向后退,说明物体间力的作用是 。
三、作图题
11.在图中,水平桌面上的小车,受到一个大小为6N,方向与水平方向成30°斜向右上方的拉力,请用力的示意图画出这个拉力。
【素养提升】
一、选择题
1.下列关于力的说法中,错误的是
A.人推车时,人也受到车给人的推力 B.一个物体也会产生力的作用
C.力可以使物体发生形变 D.力可以改变物体的运动状态
2.国庆60周年阅兵式上,海军陆战方队通过天安门城楼,其中有水陆两栖坦克。使水陆两栖坦克前进的三种方式中,涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识的是( )
A.只有履带的划水前进 B.只有螺旋桨推进
C.只有推进器喷水前进 D.三种方式都涉及
3.“以卵击石”,石头没有损伤而鸡蛋破了,下列分析正确的是( )
A.鸡蛋受到力的作用,石头没受到力的作用 B.鸡蛋受的力比石头受的力大
C.两者受到的力大小相等,但鸡蛋易碎 D.鸡蛋先对石头施了力
4.放风筝是中国民间广为盛行的一项传统体育运动,放风筝时,风筝受到拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.线绳 B.地球 C.手 D.风筝
5.如图所示,使一薄钢条的下端固定,现今分别用大小不同的力去推它,如果F1=F3=F4>F2,那么,能说明力的作用效果跟力的方向有关的图是( )
A.图a和图c B.图b 和图d C.图a和图b D.图 a和图d
6.下列事例中,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A. 按揉面团 B. 慢慢停下来的足球
C. 积雪压弯的树枝 D. 压缩弹簧
7.(多选)关于力的作用效果,下列说法错误的是( )
A.只能改变物体速度的大小 B.可以改变物体的形状
C.只能改变物体的运动方向 D.可以改变物体的运动状态
8.(多选)图中的情景表示了力的作用效果,其中主要表示力能使物体的运动状态发生改变的是( )
A. B.
C. D.
9.(多选)下列说法中正确的是( )
A.地球吸引人,但人不吸引地球
B.两个互不接触的物体也可能产生力的作用
C.两个力大小相同,产生的作用效果一定相同
D.地面上的木箱必须持续用力才能不停地向前运动,说明力是改变物体运动状态的原因
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第五章 运动和力(解析版)
课时1.1 力
课程标准
物理素养
1. 知道力是物体对物体的相互作用。
2. 认识力的作用效果。
3. 知道力的三要素。
4. 知道物体间力的作用是相互的。
物理观念:1.能通过生活实例,归纳总结出力的概念及理解“物体间力的作用是相互的”;并能正确读写力的符号和单位。
科学思维:通过分析生活中一些现象归纳得出力的作用效果。
科学探究能通过实验和对生活体验的分析、归纳,了解力的三要素及其对力的作用效果的影响。
科学态度与责任:会画力的示意图,并且能通过讨论所画的力示意图得出画示意图的步骤。
1. 力是物体对物体的作用,力用字母 F 表示。
2. 力的产生,至少存在两个物体,单独一个物体产生不了力。其中一个物体叫做施力物体,另一个叫做受力物体(均选填“受力物体”或“受力物体”)
3. 发生力的两个物体之间不一定接触(选填“一定”或“不一定”)。如磁铁对铁钉的吸引力。
4. 力的国际单位是牛顿 ,简称牛,用符号 N 表示。这个单位是为了纪念科学家牛顿而命名的。托起两个鸡蛋的力大约为 1N 。
5. 力的作用效果:力可以使物体发生形变;力可以改变物体的运动状态。
6.把力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。因为力的三要素决定了力的作用效果,所以我们要描述一个力时,就必须指明该力的三个要素。
7.力的示意图:物理学中通常用一条带箭头的线段表示力,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,力越大,线段应该越长,在力的示意图上用数值和单位标出力的大小。
8.力的作用是相互的。我们穿溜冰鞋去推墙壁时,发现自己会后退,是因为墙壁给人也有一个向后的力(后两空均选填“墙壁”或“人”)。游泳、划船、撑杆跳等现象中都包含了力的相互性。
探究一、力
1. 力的概念
(1)情景再现:观察下列各现象,体会物体之间的作用。
(2)情景分析
①人对车有推的作用,表明:人施加了力,车受到了力;
②运动员对杠铃有举的作用,表明:手施加了力,杠铃受到了力;
③人拉弹簧,表明:人施加了力,弹簧受到了力;
④推土机推土,表明:推土机施加了力,土受到了力;
⑤起重机提集装箱,表明:起重机施加了力,集装箱受到力;
⑥磁铁对铁钉有吸的作用,表明:磁铁施加了力,铁钉受到了力。
物体之间发生的推、拉、举、提、吸引等,说明了有力的存在。在物理中常把生活中的“推”、“拉”、“提”、 “吸引”等概括为“作用”。
(3)力的定义
力是物体对物体的作用,用F 表示。
(4)施力物体与受力物体
发生作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体与受力物体同时存在。例如,马拉车时,施力物体是马,受力物体是车;脚蹬自行车踏板时,施力物体是脚,受力物体是踏板。
(5)产生力的条件
【想一想】相互接触的两个物体间一定有力的作用吗?不接触的物体有力的作用吗?
【分析】①相互接触的物体间不一定有力的作用,在水平面上,两个篮球刚好接触静止,它们之间没有力的作用。
②不接触的物体可能有力的作用。例如,地球对它表面及其附近的物体有吸引力的作用。(以上均选填“有”或“没有”)
【结论】产生力的条件:至少要有两个物体;物体间要有相互作用。
【想一想】力有大有小,怎样比较力的大小呢?
为了描述力的大小,在物理学中出现了力的单位。
2. 力的单位
(1)国际单位:力的单位是牛顿(牛),用符号N表示。
(2)感知一些力的大小
托起两个鸡蛋用力约1N;拿起物理课本用力约2N;拿起500ml瓶装矿泉水用力约5N;托起一个篮球所用的力约为5N;一名中学生对地面的压力约500N。
3. 物理学家— 牛顿
(1)简介
艾萨克·牛顿,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家、数学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
(2)主要成就
①在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。
②阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上,发明了反射望远镜,发现了光的色散。
③在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉,证明了广义二项式定理。
【例题1】下列有关力的说法中,正确的是( A )
A.产生力的两个物体一定发生了作用
B.一个物体也能产生力的作用
C.力能脱离物体而存在
D.相互接触的两个物体一定产生力的作用
【解析】A.力是物体对物体的作用,产生力的两个物体间一定发生了作用,A正确.
B.力是物体对物体的作用,力的产生至少要有两个物体,故B错误.
C.力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而单独存在,故C错误.
D.相互接触的物体不一定有力的作用,比如并排放置,不相互挤压的桌子之间没有力的作用,故D错误.
所以选A。
探究二、力的作用效果
物理学中,人们常通过力的作用效果来认识和描述力。
1. 力可以使物体发生形变
(1)实验:把橡皮泥捏成自己喜欢的形状;用手将弹簧拉长、压弹簧。
【归纳结论】力可以改变物体的形状,即使物体发生形变。
【想一想】手按玻璃瓶,玻璃瓶是否发生形变呢?有什么办法观察到微小的形变呢?
(2)理解形变
形变包括形状和体积的改变,可以是很明显的,也可以是非常微小的,有时我们用肉眼看不见的,但是我们可以放大观看。如图所示,用手握紧玻璃瓶时,通过装满水的瓶子上的细管中的液柱变化,可反应玻璃瓶的微小形变。
(3)力使物体发生形变的实例
【总结】力可以改变物体的形状。
【想一想】力除了可以使物体发生形变,还有什么样的作用效果呢?
2. 力可以改变物体的运动状态
(1)实验
①一个小铁珠静止在水平桌面上,当磁铁靠近它时,会出现什么现象?
②让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察小球运动速度的变化情况。
③再次让小球从斜面上滚下。在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察小铁球运动的变化情况。
【分析实验现象】
①静止的小铁珠被磁铁吸引,向磁铁方向运动。
②平面上做直线运动的小铁珠被正对运动方向的磁铁吸引,速度变快。
③水平面上做直线运动的小铁珠被与运动方向垂直的磁铁吸引,运动方向改变,偏向磁铁方向。
【归纳】物体由静开始运动或由运动到静止,以及运动快慢和运动方向的改变,都被认为它的运动状态发生了改变。上面的实验现象表明:力可以改变物体的运动状态。
(2)实验结论:力可以改变物体的运动状态。
【概括总结】
3. 力的作用效果
一是力可以改变物体的形状,即使物体发生形变;二是力可以改变物体的运动状态。
【例题2】下列运动场景中,对力的作用效果的描述与其他选项不同的是( B )
A.踢出去的足球在空中划出美丽的弧线
B.跳水运动员压弯跳板
C.篮球碰到篮板改变运动方向
D.百米短跑运动员加速冲过终点
【解析】ACD. 踢出去的足球在空中划出美丽的弧线、篮球碰到篮板改变运动方向、百米短跑运动员加速冲过终点,运动速度或方向发生变化,说明力可以改变物体的运动状态;
B. 跳水运动员压弯跳板,说明力可以改变物体的形状;符合题意。
故选B。
探究三、力的三要素和力的示意图
物理学中,人们常通过力的作用效果来认识和描述力。
1. 力的三要素
【想一想】我们已经知道了力的作用效果,那么你知道有哪些因素影响力的作用效果呢?
(1)影响力的作用效果的因素
【实验】
①如图甲所示,用大小不同的力拉同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
②如图乙所示,用大小相同、方向不同的力分别拉、压缩同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
③如图丙所示,用大小相同、方向相同、作用点不同的力拉同一根弹簧,观察弹簧的形变程度。
④如图丁所示,在教室门上A、B、C三点上分别挂三个吸盘挂钩,并将门关上,请一位同学分别在挂钩上连接一个弹簧,用同样大小的力拉门(弹簧三次拉伸的长度相同),观察力的作用效果,并请说出手拉门的难易程度有什么不同?
【分析】由实验①②③可得出:力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果。分析实验④,用相同大小和方向的力拉门,越靠近门轴的位置,门越难被拉动。这说明力作用的位置不同,其作用效果也不相同。
【概括总结】力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果。
(2)力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
(3)理解力的三要素
①任何一个力都有大小、方向和作用点三个因素。
②力的三要素决定力,当其中的任何一个要素改变时,力的作用效果就会随之改变。
③因为力的三要素决定了力的作用效果,所以我们描述一个力时,就必须指明该力的三要素。
【想一想】一个力有三个要素,所以描述一个力,不仅要关心它的大小,还要关心它的方向和作用点,如果用文字描述比较麻烦,能否用一个图把力的三要素都直观的表示出来?
类比用光线表示光的方法,它是用带箭头的直线表示光的传播路径和方向。我们也可以用一根带箭头的线段就可以表示力的大小、方向和作用点。
2. 力的示意图
(1)力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段来表示力,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,这种表示力的方式叫做力的示意图。
(2)画力的示意图的步骤
①确定受力物体,找出作用点(作用点要画在受力物体上)。
②确定力的方向:从力的作用点沿力的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向(有时要标注角度)。
③确定力的大小:在箭头旁标出力的符号,要标上数值和单位表示出力的大小。
注意:在同一图中,力越大,线段应该画得越长。
示例:如图所示,一人用100牛的力沿图中所示方向拉小车,这个力的示意图的画法如图所示。
【例题3】有一个小球用细绳挂在竖直的墙壁上,请在图中画出小球所受到绳的拉力的示意图。
【解析】绳对小球的拉力作用点在绳子与球的接触点上,方向沿绳斜向上,如图所示。
【例题4】小车在100N拉力的作用下向前运动,如图所示是该拉力的示意图。以下说法不正确的是( C )
A.该示意图把拉力的三要素表示出来了
B.在同一图中,力越大,线段应该越长
C.只有力的大小、方向会影响力的作用效果
D.图中小车所受100N拉力的施力物体是绳子
【解析】A. 该示意图把拉力的大小、方向、作用点都表示出来了,故A正确;
B. 在同一图中,力越大,线段应该越长,故B正确;
C. 力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果,C错误;
D. 木块与绳子之间直接接触并有力的作用,所以木块所受拉力的施力物体是绳子,故D正确。
故选C.
探究四、力的作用是相互的
1. 探究:力的作用是相互的
(1)活动探究
①让一同学穿上溜冰鞋,然后去推墙壁,观察人的运动情况?
【现象】发现人会被墙推开,向后退。
【分析】人推墙时,对墙施加了一个向右的作用力;同时人后退,表明墙对人也施加了一个向左的作用力。
【结论】物体间力的作用是相互的。
A
B
【实验】把两块蹄形磁铁固定在小车上,让它们的同名磁极相对,将两个小车在水平桌面上靠拢。进行下列操作,观察以下三种情况下的现象。
①按住磁铁A,释放磁铁B;
②按住磁铁B,释放磁铁A;
③同时释放两个磁铁。
引导学生利用整理、归纳的方法概括出物体间力的作用是相互的。
观察现象
研究
对象
运动状态
的改变
分析判断
磁体A和磁体B相互排斥
磁体A
静止到
运动
磁体B对磁体A施加排斥力,使磁体A的运动状态发生变化
磁体B
静止到
运动
磁体A对磁体B施加排斥力,使磁体B的运动状态发生变化
磁体A与B
都从静止到运动
磁体A对磁体B施力时,磁体B对A也施加了力的作用
(2)探究结论
大量事例说明:当一个物体对另一个物体施力的同时,另一个物体也同样对它施加力的作用,这两个力是同时发生的,也就是说:物体间力的作用是相互的。
物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
【基础强化】
一、选择题
1.下列有关力的说法正确的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力的施力物体是桌面
【答案】A
【解析】A.用力捏橡皮泥,橡皮泥受到力的作用而发生形变,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关。力的作用效果还与力的大小和方向有关,故B错误;
C.物体间力的作用是相互的。用手提水桶时,手对水桶施加了力,同时水桶对手也施加了反作用力,故C错误;
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力的施力物体是水杯,受力物体是桌面,故D错误。
故选A。
2.下图中一个力的作用效果跟其它三个不同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A. 图中弹簧在拉力作用下弹簧的形状发生变化,属于力改变物体的形状;B. 小铁球受到磁力作用改变了运动方向,属于力改变物体的运动状态;C. 足球在被运动员顶出时,球运动的速度大小和方向都发生变化,属于力改变物体的运动状态;D. 抛出的小球在重力作用下,运动速度和运动方向都在发生改变,属于力改变物体的运动状态.综合分析BCD属于力改变物体的运动状态,A属于力改变物体的形状,故A与BCD不同类.
点睛:解决本题的关键是掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态.物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变.
3.(2023·山东临沂·统考二模)下列各图,能说明力改变物体运动状态的是( )
A.甲:煮熟的大虾变得更弯曲 B.乙:壁虎稳稳趴在墙壁上
C.丙:撑杆跳运动员把杆压弯 D.丁:投出的实心球沿弧线落下
【答案】D
【解析】A.煮熟的大虾,变得更弯曲了,说明力可以改变物体的形状,故A不符合题意;
B.壁虎稳稳趴在墙壁上,保持静止状态,运动状态没有变化,不能说明力改变物体运动状态,故B不符合题意;
C.撑杆跳运动员把杆压弯,运动员对杆的压力,使杆发生了形变,说明力改变物体的形状,故C不符合题意;
D.投出的实心球沿弧线落下,沿弧线落下,球速度大小和方向都在变化,说明力可以改变物体运动状态,故D符合题意。
故选D。
4.如图用手指压圆珠笔芯使它弯曲,同时手指感到疼痛,这个实验不能说明
A.力可以改变物体的运动状态 B.力是物体对物体的作用
C.力可以改变物体的形状 D.力的作用是相互的
【答案】A
【解析】A. 运动状态改变是指运动的方向或运动的速度改变,圆珠笔芯形状的变化与运动状态无关,故符合题意;
B. 手对圆珠笔芯施加力的作用,手是施力物体,圆珠笔芯是受力物体,说明力是物体对物体的作用,故不符合题意;
C. 圆珠笔芯发生弯曲,说明力可以改变物体的形状,故不符合题意;
D. 用手指压圆珠笔芯使它弯曲,手感觉疼痛,原因是手对圆珠笔芯施加力的作用的同时,受到圆珠笔芯的反作用力,说明力的作用是相互的,故不符合题意.
5.关于足球运动员踢球时,下列说法正确的是( )
A.运动员用力踢球和用头顶球,仅仅使球的运动方向发生了改变,而球的速度大小不变
B.运动员用力踢球和用头顶球,使球的运动状态发生了改变
C.运动员用头顶球时,头感觉很痛,说明球给头的力比头给球的力大
D.运动员用脚踢足球时,脚并没有感觉疼痛,说明球没有给脚力的作用
【答案】B
【解析】A.运动员用力踢球和用头顶球,使球的运动方向发生了改变,并且球的速度大小也发生变化,故A错误;
B.运动员用力踢球和用头顶球,使球的运动状态发生了改变,体现在球的速度大小和方向发生变化,故B正确;
C.运动员用头顶球时,头感觉很痛,说明力的作用是相互的,且球给头的力等于头给球的力,故C错误;
D.运动员用脚踢足球时,由于物体间力的作用是相互的,所以球给脚有作用力,故D错误。
故选B。
6.体育课上,我们用力把实心球投掷到远处。对于这一现象的解释,排序合理的是( )
①实心球离开手后,因为受重力作用而下落,最后落在前方不远处
②手被手臂拉住停止运动,实心球由于惯性保持运动状态继续向前运动
③将实心球握在手中,用力往前投掷
④实心球受力改变运动状态,随手一起由静止变为向前运动
A.③②④① B.③②①④ C.③④②① D.②④③①
【答案】C
【解析】根据生活经验知道,投掷实心球的过程顺序是:将实心球握在手中,用力往前投掷;实心球受力改变运动状态,随手一起由静止变为向前运动;手被手臂拉住停止运动,实心球由于惯性保持运动状态继续向前运动;实心球离开手后,因为受重力作用而下落,最后落在前方不远处,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(2023下·山东菏泽·八年级统考期末)如图所示,这是一种常用的核桃夹,用大小相同的力垂直作用在B点比A点更容易夹碎核桃,这说明影响力的作用效果的因素是( )
A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.施力物体
【答案】C
【解析】由题可知,力的大小和方向均相同,用力的位置不同,即力的作用点不同,在B点比A点更容易夹碎核桃,说明力的作用效果跟力的作用点有关,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
8.(2023上·安徽蚌埠·九年级统考阶段练习)火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而向上运动,说明力的作用是 的,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过做功的方式改变外壳内能;宇航员座椅的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 相互 不变
【解析】[1]火箭向下喷出气体,火箭向上运动,是因为气体也给火箭一个向上的力,说明力的作用是相互的。
[2]质量与所含物质的多少有关,与物体的温度高低无关,与物体所处的位置无关,所以宇航员座椅的质量不变。
9.力是物体对物体的 ;力的作用是 ;力的单位是 ;
【答案】 作用 相互的 牛顿
【分析】要解答本题需掌握:①力不能离开物体而存在,有力至少有两个物体,一个是施力物体,一个是受力物体.②力的国际单位是牛顿.
【解析】力不能离开物体而存在,所以力是物体对物体的作用,而且力的作用是相互的;为了纪念物理学家−−牛顿,把他的名字作为力的单位.
故答案为作用,相互的,牛顿.
10.(2023下·河北石家庄·八年级统考期末)如图所示,在旱冰场上,甲、乙两同学分别站在滑板上相对而立,已知甲同学的质量较大。当甲同学用力推乙时,乙同学向后退,说明力改变物体的 ;同时甲也向后退,说明物体间力的作用是 。
【答案】 运动状态 相互的
【解析】[1]由于乙受到甲力的作用,乙由静止变为后退,力改变了乙的运动状态,说明说明力可以改变物体的运动状态。
[2]甲对乙施加力的同时,甲也向后退,表明甲也受到一个大小相同,方向相反的力,从而说明物体间力的作用是相互的。
三、作图题
11.在图中,水平桌面上的小车,受到一个大小为6N,方向与水平方向成30°斜向右上方的拉力,请用力的示意图画出这个拉力。
【答案】
【解析】拉力的作用点在小车右边缘的中点,大小是6N,方向与水平地面成30°角的斜向右上方,拉力的示意图如图所示:
【素养提升】
一、选择题
1.下列关于力的说法中,错误的是
A.人推车时,人也受到车给人的推力 B.一个物体也会产生力的作用
C.力可以使物体发生形变 D.力可以改变物体的运动状态
【答案】B
【解析】A.力是物体对物体的作用.人推车时,人也受到车给人的推力.不合题意.
B.力是物体对物体的作用,产生力的作用至少两个物体,一个物体不能产生力.符合题意.
CD.有力作用在物体上,可以使物体的形状改变,也可以使物体有运动变为静止,也可以使物体有静止变为运动,故物体运动状态发生改变,故不合题意.
2.国庆60周年阅兵式上,海军陆战方队通过天安门城楼,其中有水陆两栖坦克。使水陆两栖坦克前进的三种方式中,涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识的是( )
A.只有履带的划水前进 B.只有螺旋桨推进
C.只有推进器喷水前进 D.三种方式都涉及
【答案】D
【解析】坦克用履带划水前进、用螺旋桨推进、用推进器喷水前进,三种形式都是给水一个向后的作用力,由于物体间力的作用是相互的,水给坦克一个向前的推力,使坦克前进;故D符合题意。
故选D。
3.“以卵击石”,石头没有损伤而鸡蛋破了,下列分析正确的是( )
A.鸡蛋受到力的作用,石头没受到力的作用 B.鸡蛋受的力比石头受的力大
C.两者受到的力大小相等,但鸡蛋易碎 D.鸡蛋先对石头施了力
【答案】C
【解析】鸡蛋和石头相碰,鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是相互作用力,大小相同,鸡蛋承受力的能力差,石头承受力的能力强,所以鸡蛋碎了石头没什么变化,故ABD错误,C正确。
故选C。
4.放风筝是中国民间广为盛行的一项传统体育运动,放风筝时,风筝受到拉力作用,这个力的施力物体是( )
A.线绳 B.地球 C.手 D.风筝
【答案】A
【解析】通过线绳拉风筝,与风筝直接接触的是线绳,风筝对线绳有一个向上的拉力,由于物体间力的作用是相互的,同时线绳也会对风筝有一个向下的拉力,所以风筝受到一个向下的力的作用,这个力的施力物体是线绳,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2023下·吉林四平·八年级四平市第三中学校校考期中)如图所示,使一薄钢条的下端固定,现今分别用大小不同的力去推它,如果F1=F3=F4>F2,那么,能说明力的作用效果跟力的方向有关的图是( )
A.图a和图c B.图b 和图d C.图a和图b D.图 a和图d
【答案】A
【解析】探究力的作用效果与力的方向的关系,应该控制力的大小与作用点相同,改变力的方向进行探究。利用a、c两图可以进行探究。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.下列事例中,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A. 按揉面团 B. 慢慢停下来的足球
C. 积雪压弯的树枝 D. 压缩弹簧
【答案】B
【解析】A.按揉面团,手对面团的力使面团的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状,故A不符合题意;
B.足球越滚越慢,地面对足球的摩擦力使足球的运动速度发生变化,即运动状态发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故B符合题意;
C.积雪压弯的树枝,积雪对树枝的力使树枝的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状,故C不符合题意;
D.压缩弹簧,手对弹簧的力使弹簧的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状,故D不符合题意。
故选B。
7.(2023下·湖南株洲·八年级统考期中)(多选)关于力的作用效果,下列说法错误的是( )
A.只能改变物体速度的大小 B.可以改变物体的形状
C.只能改变物体的运动方向 D.可以改变物体的运动状态
【答案】AC
【解析】力可以改变物体的形状,使物体发生形变,力还可以改变物体的运动状态。故AC错误,符合题意,BD正确,不符合题意。
故选AC。
8.(多选)图中的情景表示了力的作用效果,其中主要表示力能使物体的运动状态发生改变的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】A.图中左边的运动员用力踢起了足球,右边的运动员改变了足球的运动方向,守门员接住足球使足球由运动变为静止,说明力能使物体的运动状态发生改变,故A符合题意;
B.图中,在熊猫的力作用下,竹子向下发生了弯曲,说明力可以改变物体的形状,故B不符合题意;
C.图中,球被球棍击中后,运动的方向发生了改变,说明力能使物体的运动状态发生改变,故C符合题意;
D.图中,手对气球施加的力使气球的形状发生了变化,说明力可以改变物体的形状,故D不符合题意。
故选AC。
9.(2023下·河南周口·八年级校考期中)(多选)下列说法中正确的是( )
A.地球吸引人,但人不吸引地球
B.两个互不接触的物体也可能产生力的作用
C.两个力大小相同,产生的作用效果一定相同
D.地面上的木箱必须持续用力才能不停地向前运动,说明力是改变物体运动状态的原因
【答案】BD
【解析】A.物体间力的作用是相互的,地球吸引人,人也吸引地球,故A错误;
B.两个互不接触的物体也可能产生力的作用,如重力、磁力,故B正确;
C.两个力大小相同,如果力的作用点和方向不同,产生的作用效果不一定相同,故C错误;
D.地面上的木箱运动时要克服摩擦力,此时必须持续用力才能不停地向前运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故D正确。
故选BD。
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