内容正文:
专题05 第5章 运动和力
清单01 力
1、力的概念:
(1)力是物体对物体的作用。
(2)力不能脱离物体而存在,发生力的作用时,一定有物体存在。
(3)直接接触的物体间可以发生力的作用,不直接接触的物体间也能发生力的作用,例如磁铁间的吸引力。
2、力的单位:国际单位:牛顿,简称:牛,符号:N。托起两个鸡蛋的力大约是1N。
3、力的作用效果:
(1)使物体的运动状态发生改变(力可以改变物体运动的快慢,也可以改变物体运动的方向,即力可以改变 物体的运动状态)。
(2)使物体发生形变。
4、力的三要素:大小、方向、作用点。
5、力的示意图:如图5-1-9所示,从力的作用点开始沿着力的方向画一条线段,在线段的末端处画一个箭头表示力的方向,并在线段旁标出力的名称,这样的方法叫做力的示意图。如果在同一图中表示多个力,力越大,线段越长。
(1)力的示意图是在分析物体受力时,只需要标明物体受力的大致情况,只画力的方向、作用点、不用画标度和大小。
(2)画法:首先找到力的作用点;其次从力的作用点,沿力的方向画一条直线;最后用箭头标出力的方向。
6、相互作用力:物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上。同时增大,同时减小,同时存在,同时消失,没有先后之分。
要点:
1、从字面上看“物体对物体”说明有力的存在时,至少需要两个物体,力是不能脱离物体而存在的。这就是力的物质性。“对”字前面的物体,我们常把它叫施力物体(因为它施加了力),“对”字后面的物体,我们把它叫受力物体。有力存在时,一定有施力物体和受力物体。例如:人推车,人对小车施加了力,小车受到了力,所以人是施力物体,车是受力物体。
2、物体间只有发生相互作用时才会有力,若只有物体,没有作用,也不会有力。例如:人踢球,使球在草坪上滚动,人踢球时,人对球施加了力,人是施力物体,球是受力物体,当球离脚之后,人不再对球施力,球也就不再受踢力。
3、力的作用效果往往是两种效果同时都有,我们研究一个力的作用效果时,只研究主要的作用效果,例如,用脚踢足球时,脚对足球的力,同时使球发生了形变和使球的运动状态改变了,但主要的作用效果应该是运动状态改变了。
4、力的作用效果与力的三要素有关。力的三要素中任一要素都影响着力的作用效果,只要其中一要素改变了,力的作用效果就会发生改变。
清单02 弹力
1、 弹性与塑性:橡皮筋、橡胶球、蹦床床面等物体在外力作 用下发生形变,撤去外力后又能恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性。橡皮泥、面团等 物体发生形变后不能自动地恢复到原来的形状, 物体的这种性质叫做塑性。
2、 弹力概念:具备弹性的物体发生形变时产生的力叫做弹力。
注:弹力是生活中普遍存在的力。如图5-2-3所示,汽车静止在水平地面上,在轮胎与地面接触处,地面向下发生了微小的形变。由于地面要恢复原状,对车轮产生向上的弹力,这个弹力就是地面对车轮的支持力F, 它的方向垂直地面向上。
3、弹簧测力计的原理:在弹性限度内弹簧受的拉力越大,它的伸长量就越长。
4、弹簧测力计的使用
使用口诀:看量程、看分度、要校零;一顺拉、不摩擦、不猛拉;正对看、记数值、带单位。
使用方法:
(1) 所测的力不能大于测力计的测量限度;
(2)使用前,应使指针指在零刻度线;
(3)要使弹簧测力计的轴线方向与受力方向一致,读数时,视线与刻度盘垂直。
要点:
1、 物体形状的改变叫做形变,不受力时能自动恢复原来形状的形变叫弹性形变;物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。物体的弹性形变程度越大,产生的弹力越大。
2、日常所称的拉力、压力、支持力等,其实质都是弹力。例如,桌面对茶杯的支持力,其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。
注意:弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不能完全复原。
清单03 重力
1、概念:物理学中,地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫做重力。用 G 表示
2、重力的三要素:
(1)大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。
公式:
其中:G—重力,单位:N
m—质量,单位:kg
g=9.8N/㎏,粗略计算可以取g=10N/kg
(2)方向:竖直向下。据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
注意:竖直向下与垂直向下不同,所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直,其方向是固定不变的。
重力的方向探究活动:如图5-2-8所示,将绳子的下端系一重物后悬挂,绷直的绳子和重物构成一条重垂线。改变图中斜面倾角,观察绳子方向的变化。
上述实验中,绳子由于物体受到重力而绷 直,且绳子的方向总是和水平面垂直,因此重力 的方向总是竖直向下的。
(3)作用点:重心。有些力作用在物体上的作用点不好确定,我们在作力的示意图时,也常把这些力的作用点画在物体的重心处。
要点:
1、地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球。
2、计算重力时,g值取9.8N/㎏或g=10N/kg,通常认为g值是固定的。实际上地理位置不同,g值也不同,如果都在海平面上测量,地球的赤道附近g值最小,越靠近两极g值越大。重力随空间位置的变化而变化。
3、物体的各个部分都受到重力的作用。对于 整个物体而言,各部分所受到的重力可以看成是 作用在某一个点上,这个点叫做重心。如图5-2-9所示,粗细均匀的直棒的 重心在它的几何中心,均匀球的重心在球心。
清单04 二力合成
1.如果一个力对物体产生的作用效果与几个力 同时对物体产生的作用效果相同,那么就可以用 这个力代替这几个力,这个力就叫做这几个力的合力,这几个力叫做这个力的分力,这种思想方法叫做等效替代。
2.求几个力的合力的过程叫做力的合成。
3.如图5-3-3(a) 所示,将橡皮筋一端固定, 用两个力传感器通过细线同时沿同一方向拉橡皮 筋的另一端。橡皮筋在F1、F2的共同作用下被拉长。F1、F2的合力应使橡皮筋发生同样的形变。
如图5-3-3(b) 所示,使用单个力传感器, 将橡皮筋的另一端拉到图5-3-3(a)中同样的位置,此时的拉力F3即为F1 和F2的合力。
大量实验表明:
在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和,合力方向与两力的方向相同;方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,合力方向与两力中较大力的方向相同。
清单05 二力平衡
1. 在物理学中,将物体保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,称为二力平衡状态,这两个力就构成了一对平衡力。
示例:图5-3-1中,丹顶鹤的身体保持静止,物体静止时,速度始终为零,运动状态不变。图5-3-5 中,神舟飞船返回舱正在以近似匀速的状态下落, 做匀速直线运动物体的运动状态也保持不变。
2. 如图5-3-6所示,用细绳连接电动机与力传感器,将钩码挂在力传感器上保持静止,比较力传感器对钩码的拉力F 与钩码重力G 的大小和方向。电动机带着钩码沿竖直方向匀速上升或匀速下降,比较力传感器对钩码的拉力F 与钩码重力G的大小和方向。
大量实验表明:
当物体处于二力平衡时,作用在该物体上的 这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。此时物体所受合力为零。
3. 悬挂法:根据二力平衡的条件,用“悬挂法”可以确定一块形状不规则薄木板的重心。如图5-3-8所示,先通过板上任意一点A将板悬挂起来,木板在拉力和重力的作用下平衡,在木板上画出重垂线的方向,重心一定在这条直线上。然后换一个悬挂点B, 再将板悬挂起来,画出此时重垂线的方向。两条重垂线的交点O 就是薄木板重心。
清单06 摩擦力
一、摩擦力
1. 冰壶离开运动员后,还能在冰面上滑行较长距离,直至最终停下,这是因为冰壶在冰面上滑行时受到摩擦力的作用。人沿着滑梯下滑时,人和滑梯之间也有摩擦力。这类摩擦力是在两个物体发生相对滑动时产生的,叫做滑动摩擦力。
另一类摩擦力叫做静摩擦力。如图5-4-2 所示,手握水瓶使其静止,松手后,水瓶会因受到重力作用下落。因此水瓶被握住时能保持静止 是受到了静摩擦力和重力这一对平衡力的作用。
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.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)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,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,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
要点:
1. 因为弹簧测力计本身有重量,为了保证水平拉力,牵引木块时,要握住弹簧测力计的外壳;使木块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀,集中注意力盯住弹簧测力计的指针,一直拉到底,在指针不颤动时读数。
2.实验拓展:验证“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”。方法:把木块侧放,改变和木板的接触面积,保持对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变,测出此时木块与长木板之间的摩擦力。决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”,物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无关,而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
三、增大或减小摩擦力
1.增大摩擦力:增大接触面所受压力;增大接触面粗糙程度。
2.减小摩擦力:减小接触面所受压力;减小接触面粗糙程度;用滚动代替滑动;使接触面分离:加润滑油,气垫导轨,磁悬浮。
要点:
1.滑动摩擦力产生条件:接触面粗糙;接触挤压;在接触面上相对运动。
2.运动方向和相对运动方向的区别,f滑与相对运动方向相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),注意:滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
*四、理解摩擦力的材料
Ⅰ、摩擦力
1.定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点:
1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下,滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
Ⅱ、静摩擦
1.定义:物体在有相对运动趋势时,接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
2.方向:静摩擦力的方向,与相对运动趋势相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),还可以成任意角度。如:皮带传送机就是静摩擦力方向与运动方向相同的,是静摩擦力作为动力的实例。
3.静摩擦力的大小:静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化,其大小由外界条件决定,因此它是被动力。
要点:
1.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
2.静摩擦力是被动力,即它的大小和方向都是由其它力决定,可用“假设法”和“运动和力的关系”判断。
3.静摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动趋势。
清单07 牛顿第一定律
一、物体的运动需要力来维持吗?
Ⅰ、发展历程:①人类很早就开始研究运动与力的关系。2000多年前,古希腊哲学家亚里士多德认为,只有不断用力才能维持物体的运动,所以力是维持物体运动的原因。
②如图5-5-4所示,意大利物理学家伽利略设想小球从一个光滑斜面 上A 处由静止滑下并滑上第二个光滑斜面,小球应当能到达与A 等高的 B 处。若逐渐减小右边斜面的坡度,小球在到达与A 等高处之前滑行的 距离越来越长。若将右边斜面放平,根据上述推理,小球因无法到达与 A 处等高的位置,将在光滑的水平面上一直滑下去,永远不会停下来。由此,伽利略否定了亚里士多德的说法。
Ⅱ、实验探究(教材):
①素材引入:如图5-5-2(a)(b)所示,要使滑板车加速向前需用力蹬地,否则滑板车就会慢慢停下;装有轮子的手推车可以被轻松地推动,松手后手推车会慢慢停下。生活中有许多类似的现象,使静止的物体运动,要对物体施加力的作用,而一旦停止施力,运动的物体就会逐渐停止运动。
②实验探究:如图5-5-3所示,小车从 同一斜面上的同一位置由静止沿斜面下滑至水平面。更换水平面的材质,重复上述实验, 比较小车在不同材质的水平面上滑行的距离。
上述实验中,小车在水平面滑行的距离与小 车受到的摩擦力有关。水平面越光滑,小车在水平面上滑行时所受的摩擦力越小,滑行距离也越 长。假设水平面是光滑的,小车不受摩擦力,它 会保持刚进入水平面时的速度大小和方向一直运动下去,做匀速直线运动。可见,物体的运动并不需要力来维持。
二、牛顿第一定律
牛顿在伽利略等人的研究基础上,得出一条重要的规律:
一切物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态
为止。这就是牛顿第一定律。
牛顿第一定律明确指出当物体不受力作用时,总保持原来的静止或匀速直线运动状态不变,否定了力是维持物体运动的原因。牛顿第一 定律是在大量事实的基础上,通过推理、抽象概括出来的。
对定律的理解:
1、“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
2、“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
3、牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
4、牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
5、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
三、惯性
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。
对惯性的理解。
1、一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2、惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3、惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
1.如图所示是某同学在探究同一直线上同方向两个力的合成实验中出现的情景,根据该情景回答下列各题:
①由(a)、(b)或(a)、(c)可知:力可以改变物体的 ;
②由(a)、(b)和(a)、(c)表明:力F的作用效果和力F1、F2的共同作用效果相比较是 (选填“相同”或“不相同”)的;
③由(b)和(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: 。
2.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码。
(1)为了使实验条件与实验目的相符合,选择器材时,小卡片应 (填“越轻越好”、“越重越好”);探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作: (填“挤压”、 “旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上,进行如下操作: ,然后观察小卡片是否平衡;
(4)小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究,发现两个力的大小还有较小的差距。除了测量误差外,你认为形成差距的原因还可以是 。
3.下面是岳岳探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验。
(1)如图甲所示,将一个木块放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 原理可以测出木块受到的滑动摩擦力;
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作,比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力大小与 的关系;
(3)为了操作方便,岳岳对实验进行了如图丙所示的改进,将弹簧测力计固定,拉动木块下的毛巾,木块相对地面保持静止,这样改进后 (填“需要”或“不需要”)匀速拉动毛巾。比较甲、丙两图可得出:压力相同时, ,滑动摩擦力越大。
一、单选题
【练习1】.关于力的作用效果,下列说法正确的是( )
A.对物体施加力,物体一定会发生形变
B.运动状态发生变化,物体可能受到力的作用
C.只要受力,物体一定运动
D.物体运动方向改变,一定受到力的作用
【练习2】.今年6月,上海和苏州的轨道交通正式互通。在地铁列车减速进站过程中,其惯性( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后不变
【练习3】.北京冬奥会开幕在即,跳台滑雪是其中的赛项之一(如图所示),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【练习4】.牛顿第一定律是( )
A.凭空想象得出的
B.直接从实验得出的
C.在实验基础上根据科学推理得出的
D.综合生活经验得出的
【练习5】.如图所示,如图所示,甲、乙两种拧紧螺母的方式,主要体现力的作用效果与下列什么因素有关( )
A.力的方向 B.力的大小
C.力的作用点 D.力的大小、方向、作用点都有关
【练习6】.如图所示,女孩用大小为F(F<G)的力竖直向上提书包,但书包静止不动。若书包的重力为G,此时书包在竖直方向的合力大小为( )
A.0 B.F C.G-F D.G
【练习7】.如图,小翔在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中( )
A.人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
D.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
【练习8】.重为7N的苹果在空中运动过程中,受到的空气阻力为3N(空气阻力与物体运动方向相反),关于苹果在竖直上升和下降过程中所受合力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.上升时,合力为4N,竖直向上
B.上升时,合力为10N,竖直向下
C.下降时,合力为10N,竖直向下
D.下降时,合力为4N,竖直向上
二、填空题
【练习9】.“鸡蛋碰石头”鸡蛋碰上石头结果鸡蛋就碎了,说明物体间力的作用是 ;鸡蛋受到的力与石头受到的力大小 (选填“相等”或“不等”) 。
【练习10】.物理在生活和科学技术中有着广泛的应用,规则物体的重心总是在它的 上;工人常用重垂线检测所砌的墙面是否 (选填“竖直”或“水平”),因为重垂线是利用重力的方向总是 的原理制成的。
【练习11】.车轮表面的凹凸花纹是通过增大 来增大摩擦的。如图所示,一位同学用水平力F推停在水平地面上的汽车,但未推动,此时车轮与地面间的摩擦是 摩擦(选填“滚动”、“滑动”或“静”),水平力F 摩擦力f(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【练习12】.弹簧测力计是用来测量 的仪器,它是利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的道理制成的,若在一次测量中弹簧测力计的示数如图所示,图中物体重为 N。
【练习13】.地球表面附近的物体,由于 而受到的力叫重力,重力的方向总是 的。质量为5千克的物体在地球上受到的重力是 牛,若将该物体带到月球上,则该物体的质量将 ,重力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【练习14】.如图所示,将一只重为20牛的木箱静止放在水平地面上。现用大小不同的水平力推木箱:当水平推力F为5牛时,木箱未被推动,则此时木箱受到的摩擦力为 牛,方向 ;当水平推力增大到10牛时,木箱恰好可以做匀速直线运动;当水平推力增大到15牛时,木箱受到的摩擦力为 牛,此时木箱水平方向受到的合力为 牛。
一、单选题
1.如图是“竹筷提米”实验,玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,则米对筷子的摩擦力的方向是( )
A.竖直向下 B.垂直向上
C.竖直向上 D.向上、向下都可能
2.正在运动的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它( )
A.将立即静止 B.速度越来越大
C.将做匀速直线运动 D.将做减速直线运动,最后停下
二、填空题
3.某同学用图所示的装置研究匀速提起重物时,重物所受拉力的特点。他每次都用电动机匀速提起同一重为2牛的小球,并用弹簧测力计测出小球所受的拉力大小。请仔细观察图中的现象和测量结果,然后归纳得出初步结论。
①观察图(a)或(b)可知: ;
②比较图(a)和(b)可知: 。
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专题05 第5章 运动和力
清单01 力
1、力的概念:
(1)力是物体对物体的作用。
(2)力不能脱离物体而存在,发生力的作用时,一定有物体存在。
(3)直接接触的物体间可以发生力的作用,不直接接触的物体间也能发生力的作用,例如磁铁间的吸引力。
2、力的单位:国际单位:牛顿,简称:牛,符号:N。托起两个鸡蛋的力大约是1N。
3、力的作用效果:
(1)使物体的运动状态发生改变(力可以改变物体运动的快慢,也可以改变物体运动的方向,即力可以改变 物体的运动状态)。
(2)使物体发生形变。
4、力的三要素:大小、方向、作用点。
5、力的示意图:如图5-1-9所示,从力的作用点开始沿着力的方向画一条线段,在线段的末端处画一个箭头表示力的方向,并在线段旁标出力的名称,这样的方法叫做力的示意图。如果在同一图中表示多个力,力越大,线段越长。
(1)力的示意图是在分析物体受力时,只需要标明物体受力的大致情况,只画力的方向、作用点、不用画标度和大小。
(2)画法:首先找到力的作用点;其次从力的作用点,沿力的方向画一条直线;最后用箭头标出力的方向。
6、相互作用力:物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上。同时增大,同时减小,同时存在,同时消失,没有先后之分。
要点:
1、从字面上看“物体对物体”说明有力的存在时,至少需要两个物体,力是不能脱离物体而存在的。这就是力的物质性。“对”字前面的物体,我们常把它叫施力物体(因为它施加了力),“对”字后面的物体,我们把它叫受力物体。有力存在时,一定有施力物体和受力物体。例如:人推车,人对小车施加了力,小车受到了力,所以人是施力物体,车是受力物体。
2、物体间只有发生相互作用时才会有力,若只有物体,没有作用,也不会有力。例如:人踢球,使球在草坪上滚动,人踢球时,人对球施加了力,人是施力物体,球是受力物体,当球离脚之后,人不再对球施力,球也就不再受踢力。
3、力的作用效果往往是两种效果同时都有,我们研究一个力的作用效果时,只研究主要的作用效果,例如,用脚踢足球时,脚对足球的力,同时使球发生了形变和使球的运动状态改变了,但主要的作用效果应该是运动状态改变了。
4、力的作用效果与力的三要素有关。力的三要素中任一要素都影响着力的作用效果,只要其中一要素改变了,力的作用效果就会发生改变。
清单02 弹力
1、 弹性与塑性:橡皮筋、橡胶球、蹦床床面等物体在外力作 用下发生形变,撤去外力后又能恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性。橡皮泥、面团等 物体发生形变后不能自动地恢复到原来的形状, 物体的这种性质叫做塑性。
2、 弹力概念:具备弹性的物体发生形变时产生的力叫做弹力。
注:弹力是生活中普遍存在的力。如图5-2-3所示,汽车静止在水平地面上,在轮胎与地面接触处,地面向下发生了微小的形变。由于地面要恢复原状,对车轮产生向上的弹力,这个弹力就是地面对车轮的支持力F, 它的方向垂直地面向上。
3、弹簧测力计的原理:在弹性限度内弹簧受的拉力越大,它的伸长量就越长。
4、弹簧测力计的使用
使用口诀:看量程、看分度、要校零;一顺拉、不摩擦、不猛拉;正对看、记数值、带单位。
使用方法:
(1) 所测的力不能大于测力计的测量限度;
(2)使用前,应使指针指在零刻度线;
(3)要使弹簧测力计的轴线方向与受力方向一致,读数时,视线与刻度盘垂直。
要点:
1、 物体形状的改变叫做形变,不受力时能自动恢复原来形状的形变叫弹性形变;物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。物体的弹性形变程度越大,产生的弹力越大。
2、日常所称的拉力、压力、支持力等,其实质都是弹力。例如,桌面对茶杯的支持力,其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。
注意:弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不能完全复原。
清单03 重力
1、概念:物理学中,地球表面附近的物体由于地球吸引而受到的力叫做重力。用 G 表示
2、重力的三要素:
(1)大小:物体所受的重力跟它的质量成正比。
公式:
其中:G—重力,单位:N
m—质量,单位:kg
g=9.8N/㎏,粗略计算可以取g=10N/kg
(2)方向:竖直向下。据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
注意:竖直向下与垂直向下不同,所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直,其方向是固定不变的。
重力的方向探究活动:如图5-2-8所示,将绳子的下端系一重物后悬挂,绷直的绳子和重物构成一条重垂线。改变图中斜面倾角,观察绳子方向的变化。
上述实验中,绳子由于物体受到重力而绷 直,且绳子的方向总是和水平面垂直,因此重力 的方向总是竖直向下的。
(3)作用点:重心。有些力作用在物体上的作用点不好确定,我们在作力的示意图时,也常把这些力的作用点画在物体的重心处。
要点:
1、地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球。
2、计算重力时,g值取9.8N/㎏或g=10N/kg,通常认为g值是固定的。实际上地理位置不同,g值也不同,如果都在海平面上测量,地球的赤道附近g值最小,越靠近两极g值越大。重力随空间位置的变化而变化。
3、物体的各个部分都受到重力的作用。对于 整个物体而言,各部分所受到的重力可以看成是 作用在某一个点上,这个点叫做重心。如图5-2-9所示,粗细均匀的直棒的 重心在它的几何中心,均匀球的重心在球心。
清单04 二力合成
1.如果一个力对物体产生的作用效果与几个力 同时对物体产生的作用效果相同,那么就可以用 这个力代替这几个力,这个力就叫做这几个力的合力,这几个力叫做这个力的分力,这种思想方法叫做等效替代。
2.求几个力的合力的过程叫做力的合成。
3.如图5-3-3(a) 所示,将橡皮筋一端固定, 用两个力传感器通过细线同时沿同一方向拉橡皮 筋的另一端。橡皮筋在F1、F2的共同作用下被拉长。F1、F2的合力应使橡皮筋发生同样的形变。
如图5-3-3(b) 所示,使用单个力传感器, 将橡皮筋的另一端拉到图5-3-3(a)中同样的位置,此时的拉力F3即为F1 和F2的合力。
大量实验表明:
在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和,合力方向与两力的方向相同;方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,合力方向与两力中较大力的方向相同。
清单05 二力平衡
1. 在物理学中,将物体保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。如果物体在两个力的作用下处于平衡状态,称为二力平衡状态,这两个力就构成了一对平衡力。
示例:图5-3-1中,丹顶鹤的身体保持静止,物体静止时,速度始终为零,运动状态不变。图5-3-5 中,神舟飞船返回舱正在以近似匀速的状态下落, 做匀速直线运动物体的运动状态也保持不变。
2. 如图5-3-6所示,用细绳连接电动机与力传感器,将钩码挂在力传感器上保持静止,比较力传感器对钩码的拉力F 与钩码重力G 的大小和方向。电动机带着钩码沿竖直方向匀速上升或匀速下降,比较力传感器对钩码的拉力F 与钩码重力G的大小和方向。
大量实验表明:
当物体处于二力平衡时,作用在该物体上的 这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。此时物体所受合力为零。
3. 悬挂法:根据二力平衡的条件,用“悬挂法”可以确定一块形状不规则薄木板的重心。如图5-3-8所示,先通过板上任意一点A将板悬挂起来,木板在拉力和重力的作用下平衡,在木板上画出重垂线的方向,重心一定在这条直线上。然后换一个悬挂点B, 再将板悬挂起来,画出此时重垂线的方向。两条重垂线的交点O 就是薄木板重心。
清单06 牛顿第一定律
一、摩擦力
1. 冰壶离开运动员后,还能在冰面上滑行较长距离,直至最终停下,这是因为冰壶在冰面上滑行时受到摩擦力的作用。人沿着滑梯下滑时,人和滑梯之间也有摩擦力。这类摩擦力是在两个物体发生相对滑动时产生的,叫做滑动摩擦力。
另一类摩擦力叫做静摩擦力。如图5-4-2 所示,手握水瓶使其静止,松手后,水瓶会因受到重力作用下落。因此水瓶被握住时能保持静止 是受到了静摩擦力和重力这一对平衡力的作用。
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.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)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,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,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
要点:
1. 因为弹簧测力计本身有重量,为了保证水平拉力,牵引木块时,要握住弹簧测力计的外壳;使木块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀,集中注意力盯住弹簧测力计的指针,一直拉到底,在指针不颤动时读数。
2.实验拓展:验证“滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关”。方法:把木块侧放,改变和木板的接触面积,保持对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变,测出此时木块与长木板之间的摩擦力。决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”,物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无关,而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
三、增大或减小摩擦力
1.增大摩擦力:增大接触面所受压力;增大接触面粗糙程度。
2.减小摩擦力:减小接触面所受压力;减小接触面粗糙程度;用滚动代替滑动;使接触面分离:加润滑油,气垫导轨,磁悬浮。
要点:
1.滑动摩擦力产生条件:接触面粗糙;接触挤压;在接触面上相对运动。
2.运动方向和相对运动方向的区别,f滑与相对运动方向相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),注意:滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
*四、理解摩擦力的材料
Ⅰ、摩擦力
1.定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点:
1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下,滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
Ⅱ、静摩擦
1.定义:物体在有相对运动趋势时,接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
2.方向:静摩擦力的方向,与相对运动趋势相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),还可以成任意角度。如:皮带传送机就是静摩擦力方向与运动方向相同的,是静摩擦力作为动力的实例。
3.静摩擦力的大小:静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化,其大小由外界条件决定,因此它是被动力。
要点:
1.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
2.静摩擦力是被动力,即它的大小和方向都是由其它力决定,可用“假设法”和“运动和力的关系”判断。
3.静摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动趋势。
清单07 牛顿第一定律
一、物体的运动需要力来维持吗?
Ⅰ、发展历程:①人类很早就开始研究运动与力的关系。2000多年前,古希腊哲学家亚里士多德认为,只有不断用力才能维持物体的运动,所以力是维持物体运动的原因。
②如图5-5-4所示,意大利物理学家伽利略设想小球从一个光滑斜面 上A 处由静止滑下并滑上第二个光滑斜面,小球应当能到达与A 等高的 B 处。若逐渐减小右边斜面的坡度,小球在到达与A 等高处之前滑行的 距离越来越长。若将右边斜面放平,根据上述推理,小球因无法到达与 A 处等高的位置,将在光滑的水平面上一直滑下去,永远不会停下来。由此,伽利略否定了亚里士多德的说法。
Ⅱ、实验探究(教材):
①素材引入:如图5-5-2(a)(b)所示,要使滑板车加速向前需用力蹬地,否则滑板车就会慢慢停下;装有轮子的手推车可以被轻松地推动,松手后手推车会慢慢停下。生活中有许多类似的现象,使静止的物体运动,要对物体施加力的作用,而一旦停止施力,运动的物体就会逐渐停止运动。
②实验探究:如图5-5-3所示,小车从 同一斜面上的同一位置由静止沿斜面下滑至水平面。更换水平面的材质,重复上述实验, 比较小车在不同材质的水平面上滑行的距离。
上述实验中,小车在水平面滑行的距离与小 车受到的摩擦力有关。水平面越光滑,小车在水平面上滑行时所受的摩擦力越小,滑行距离也越 长。假设水平面是光滑的,小车不受摩擦力,它 会保持刚进入水平面时的速度大小和方向一直运动下去,做匀速直线运动。可见,物体的运动并不需要力来维持。
二、牛顿第一定律
牛顿在伽利略等人的研究基础上,得出一条重要的规律:
一切物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态
为止。这就是牛顿第一定律。
牛顿第一定律明确指出当物体不受力作用时,总保持原来的静止或匀速直线运动状态不变,否定了力是维持物体运动的原因。牛顿第一 定律是在大量事实的基础上,通过推理、抽象概括出来的。
对定律的理解:
1、“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
2、“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
3、牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
4、牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
5、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
三、惯性
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。
对惯性的理解。
1、一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2、惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3、惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
1.如图所示是某同学在探究同一直线上同方向两个力的合成实验中出现的情景,根据该情景回答下列各题:
①由(a)、(b)或(a)、(c)可知:力可以改变物体的 ;
②由(a)、(b)和(a)、(c)表明:力F的作用效果和力F1、F2的共同作用效果相比较是 (选填“相同”或“不相同”)的;
③由(b)和(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: 。
【答案】 形状 相同 见解析
【详解】①[1](a)、(b)或(a)、(c),弹簧伸长了,形状发生了变化,可知:力可以改变物体的形状。
②[2](a)、(b)和(a)、(c)弹簧伸长的长度相同,说明力F的作用效果和力F1、F2的共同作用效果相比较是相同的。
③[3]b中两个力的方向相同,且其力之和等于c的力大小,b两个力的共同效果与c一个力的效果相同,可得同一直线上同方向两个力的合力大小等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同。
2.在“探究二力平衡条件”的实验中,小明选择了如图的装置,把小卡片两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码。
(1)为了使实验条件与实验目的相符合,选择器材时,小卡片应 (填“越轻越好”、“越重越好”);探究两个力大小关系时,应该观察细线两端所挂钩码的个数;
(2)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作: (填“挤压”、 “旋转”)小卡片,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)为了探究两个平衡力是否作用在同一物体上,进行如下操作: ,然后观察小卡片是否平衡;
(4)小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究,发现两个力的大小还有较小的差距。除了测量误差外,你认为形成差距的原因还可以是 。
【答案】 越轻越好 旋转 剪开小卡片 摩擦阻力
【详解】(1)[1]在探究二力平衡条件实验中,用到了小卡片,是因为小卡片的质量很小,其重力远小于卡片受到的拉力,重力可以忽略,所以,小卡片应越轻越好。
(2)[2]若要探究平衡力是否在同一直线上,应使拉力相等,且不在一条直线上,所以首先让卡片转过一定的角度使细线作用在它上面的力不在同一直线上,看其是否平衡,来探究两个平衡力是否在同一条直线上。
(3)[3]为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可以将小卡片分成两个物体,然后观察小卡片是否平衡。
(4)[4]在实验过程中,使用测力计进行测量,由于测力计本身未校零或滑轮的摩擦不同或存在读数误差,会造成实验结果误差。
3.下面是岳岳探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验。
(1)如图甲所示,将一个木块放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向 拉动,根据 原理可以测出木块受到的滑动摩擦力;
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作,比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力大小与 的关系;
(3)为了操作方便,岳岳对实验进行了如图丙所示的改进,将弹簧测力计固定,拉动木块下的毛巾,木块相对地面保持静止,这样改进后 (填“需要”或“不需要”)匀速拉动毛巾。比较甲、丙两图可得出:压力相同时, ,滑动摩擦力越大。
【答案】 匀速直线 二力平衡 压力大小 不需要 接触面越粗糙
【详解】(1)[1][2]实验时,要用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,木块受到的拉力和摩擦力是平衡力,测出拉力就可以测出木块受到的滑动摩擦力,利用了二力平衡的知识。
(2)[3]如图乙所示,在木块上放一个重物,和甲图相比,接触面的粗糙程度不变,木块对长木板的压力变大,可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(3)[4][5]将弹簧测力计固定,拉动木块下的毛巾,木块相对地面保持静止,这样改进后不需要匀速拉动毛巾,木块受到的摩擦力和拉力都是平衡力,可以测出摩擦力大小,实验更方便。
[5]比较甲、丙两图,木块对长木板的压力相同,图丙接触面比图甲更粗糙,弹簧测力计示数更大,可得出:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
一、单选题
【练习1】.关于力的作用效果,下列说法正确的是( )
A.对物体施加力,物体一定会发生形变
B.运动状态发生变化,物体可能受到力的作用
C.只要受力,物体一定运动
D.物体运动方向改变,一定受到力的作用
【答案】D
【详解】A.物体受到力的作用可能会发生形变,也可能是运动状态发生改变,故A错误;
B.力是改变物体运动状态的原因。物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故B错误;
C.物体受到力的作用,物体不一定运动,比如搬而未起,推而未动等,故C错误;
D.物体运动方向改变,说明物体的运动状态改变,一定受到力的作用,故D正确。
故选 D。
【练习2】.今年6月,上海和苏州的轨道交通正式互通。在地铁列车减速进站过程中,其惯性( )
A.变大 B.不变
C.变小 D.先变小后不变
【答案】B
【详解】ABCD.惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体运动速度大小无关,因此,地铁列车减速进站过程中,其惯性不变。故题目所给的四个选项中ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【练习3】.北京冬奥会开幕在即,跳台滑雪是其中的赛项之一(如图所示),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】运动员在空中滑翔时所受重力的作用点在运动员的重心,方向是竖直向下的。故ABC错误,D正确。
故选D。
【练习4】.牛顿第一定律是( )
A.凭空想象得出的
B.直接从实验得出的
C.在实验基础上根据科学推理得出的
D.综合生活经验得出的
【答案】C
【详解】物体在水平面上运动时,物体受到的摩擦力越小,速度减小得越慢,若物体运动时不受摩擦力,则物体将做匀速直线运动,所以得到结论物体在不受力的作用时保持静止状态或物体做匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的规律,而不是直接通过日常生活经验或实验得出的,更不是凭空想象得出的,故ABD错误,C正确。
故选C。
【练习5】.如图所示,如图所示,甲、乙两种拧紧螺母的方式,主要体现力的作用效果与下列什么因素有关( )
A.力的方向 B.力的大小
C.力的作用点 D.力的大小、方向、作用点都有关
【答案】C
【详解】由图甲可图乙可知,手握住工具的不同位置,力的作用点不同,施加相同大小的力时转动的幅度不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
故选C。
【练习6】.如图所示,女孩用大小为F(F<G)的力竖直向上提书包,但书包静止不动。若书包的重力为G,此时书包在竖直方向的合力大小为( )
A.0 B.F C.G-F D.G
【答案】A
【详解】女孩用大小为F(F<G)的力竖直向上提书包,但书包静止不动,书包处于平衡状态,受平衡力作用,物体受到的合力为零,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【练习7】.如图,小翔在做家务劳动时,用平行于水平地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动。在上述过程中( )
A.人对沙发的推力小于地面对沙发的摩擦力
B.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对相互作用力
D.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
【答案】D
【详解】AD.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力是一对平衡力,其大小相等,故A不符合题意,D符合题意;
B.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对相互作用力,故B不符合题意;
C.沙发受到的重力与地面对沙发的支持力是一对平衡力,故C不符合题意。
故选D。
【练习8】.重为7N的苹果在空中运动过程中,受到的空气阻力为3N(空气阻力与物体运动方向相反),关于苹果在竖直上升和下降过程中所受合力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.上升时,合力为4N,竖直向上
B.上升时,合力为10N,竖直向下
C.下降时,合力为10N,竖直向下
D.下降时,合力为4N,竖直向上
【答案】B
【详解】苹果在上升过程中,受到竖直向下的重力7N和阻力3N,所以合力等于二力之和
方向竖直向下;因为苹果在下降的过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,合力等于二力之差
由于苹果重力大于阻力,故合力方向竖直向下,故B正确,ACD错误。
故选B。
二、填空题
【练习9】.“鸡蛋碰石头”鸡蛋碰上石头结果鸡蛋就碎了,说明物体间力的作用是 ;鸡蛋受到的力与石头受到的力大小 (选填“相等”或“不等”) 。
【答案】 相互的 相等
【详解】[1][2]鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头施加了作用力,鸡蛋碎了,是因为受到了石头对它的作用力,说明物体间力的作用是相互的。鸡蛋受到的力与石头受到的力大小是相互作用力,大小相等。
【练习10】.物理在生活和科学技术中有着广泛的应用,规则物体的重心总是在它的 上;工人常用重垂线检测所砌的墙面是否 (选填“竖直”或“水平”),因为重垂线是利用重力的方向总是 的原理制成的。
【答案】 几何中心 竖直 竖直向下
【详解】[1]质量分布均匀、形状规则的物体重心在其几何中心。
[2][3]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的
【练习11】.车轮表面的凹凸花纹是通过增大 来增大摩擦的。如图所示,一位同学用水平力F推停在水平地面上的汽车,但未推动,此时车轮与地面间的摩擦是 摩擦(选填“滚动”、“滑动”或“静”),水平力F 摩擦力f(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 接触面粗糙程度 静 等于
【详解】[1]车轮表面有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大它与地面之间的摩擦。
[2][3]某同学用水平推力F推停在平直公路上的汽车,没能推动,但汽车相对于地面有向前运动的趋势,此时汽车车轮与地面之间的摩擦为静摩擦力,在水平方向上受到平衡力的作用,不计空气阻力,根据二力平衡的条件可以判断,这时的推力等于地面对汽车的摩擦力。
【练习12】.弹簧测力计是用来测量 的仪器,它是利用弹簧受到的拉力越大,弹簧的 就越长的道理制成的,若在一次测量中弹簧测力计的示数如图所示,图中物体重为 N。
【答案】 力 形变量 3.6
【详解】[1][2]弹簧测力计是测量力的大小的工具。在一定的拉力范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长(形变量)就越大,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,根据弹簧的这一性质我们制成了弹簧测力计。
[3]由图可知:弹簧测力计测量范围是0~5N,分度值是0.2N,示数为3.6N,物体受到的重力为3.6N。
【练习13】.地球表面附近的物体,由于 而受到的力叫重力,重力的方向总是 的。质量为5千克的物体在地球上受到的重力是 牛,若将该物体带到月球上,则该物体的质量将 ,重力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 地球的吸引 竖直向下 49 不变 变小
【详解】[1][2]地球表面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫做重力,所以重力的方向总是竖直向下的。
[3]质量为5千克的物体在地球上受到的重力
[4]由于质量是物体的固有属性,与物体所处的位置无关,所以将该物体带到月球上,则该物体的质量将不变。
[5]由于月球对月球表面的物体吸引的力较小,所以将该物体带到月球上,则该物体的重力将变小。
【练习14】.如图所示,将一只重为20牛的木箱静止放在水平地面上。现用大小不同的水平力推木箱:当水平推力F为5牛时,木箱未被推动,则此时木箱受到的摩擦力为 牛,方向 ;当水平推力增大到10牛时,木箱恰好可以做匀速直线运动;当水平推力增大到15牛时,木箱受到的摩擦力为 牛,此时木箱水平方向受到的合力为 牛。
【答案】 5 左 10 5
【详解】[1][2]箱子受5N的水平向右推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,则摩擦力等于推力,为5N,方向水平向左。
[3][4]当水平推力增大到10N时,木箱恰好做匀速运动,木箱处于平衡状态,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于10N。当水平推力增大到15N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为10N,此时木箱受到的合力为
方向与推力的方向相同,水平向右。
一、单选题
1.如图是“竹筷提米”实验,玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,则米对筷子的摩擦力的方向是( )
A.竖直向下 B.垂直向上
C.竖直向上 D.向上、向下都可能
【答案】A
【详解】玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,玻璃杯和米整体受到竖直向下的重力作用,由于玻璃杯和米有向下运动的趋势,所以会受到筷子对米竖直向上的摩擦力的作用,根据物体间力的作用是相互的,则米对筷子的摩擦力的方向竖直向下。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.正在运动的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它( )
A.将立即静止 B.速度越来越大
C.将做匀速直线运动 D.将做减速直线运动,最后停下
【答案】C
【详解】由牛顿第一定律可知,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故正在运动的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将做匀速直线运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题
3.某同学用图所示的装置研究匀速提起重物时,重物所受拉力的特点。他每次都用电动机匀速提起同一重为2牛的小球,并用弹簧测力计测出小球所受的拉力大小。请仔细观察图中的现象和测量结果,然后归纳得出初步结论。
①观察图(a)或(b)可知: ;
②比较图(a)和(b)可知: 。
【答案】 匀速提起重物时,拉力的大小等于物体受到的重力大小,方向与重力方向相反 匀速提起重物时,拉力的大小与物体运动速度无关
【详解】①[1]观察图(a)或(b),两图均拉动物体向上做匀速直线运动,通过测力计的示数及拉力方向可知,匀速提起重物时,重物所受的拉力与重力的大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。
②[2]比较图(a)和(b),两图拉动物体的速度不同,但测力计的示数仍是相同的,可知以不同速度匀速提起同一重物,所用的拉力大小(和方向)是相同的,说明了匀速提起重物时,拉力的大小与物体运动速度无关。
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