内容正文:
第六讲 力 运动和力
(必考,4~13分)
考点一 力
定义 力是物体对物体的① ,用字母② 表示
单位 力的单位是③ ,符号为④ N
特点 甲物体对乙物体施力时,乙物体对甲物体也施力,因此力的作用是⑤ 的。相互作用力同时产生,同时消失
作用
效果 力可以使物体的⑥ 发生改变,也可以使物体的⑦ 发生改变
三要
素 力的⑧ 、⑨ 和⑩ 作用点
力的
示意
图 在物理学中,通常用一条带箭头的线段表示力。在受力物体上沿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,线段的长短表示力的大小
测量 常用的测量工具:弹簧测力计
作用
F
牛顿
N
相互
形状
运动状态
大小
方向
作用点
1.核心素养·物理观念判断下列说法的对与错,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)两个物体相互接触就一定有力的作用。 ( × )
(2)先有施力物体后有受力物体。 ( × )
(3)鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力。 ( × )
(4)马拉车前进时,车同时用相同大小的力向后拉马。 ( √ )
×
×
×
√
2.科学、正确地戴口罩是预防呼吸道传染病的重要措施之一。戴口罩时,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)可使其贴合面部,这说明力可以使物体的 形状 发生改变。
形状
弹力 定义 物体由于发生① 弹性形变 而产生的力
常见
弹力 压力、支持力、拉力等
弹簧测力计 用途 测量力的大小
原理 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大
使用
方法 (1)观察:使用前观察弹簧测力计的② 量程 和③ 分度值
(2)校零:使用前检查指针与零刻度线是否对齐
轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被卡住
(3)测量:测力时,要使弹簧测力计内的弹簧轴线的方向跟所测力的方向在④ 一条直线 上
(4)读数:待指针稳定时读数。读数时视线要与刻度盘⑤ 垂直
考点二 弹力 (10年10考)
弹性形变
量程
分度值
一条直线
垂直
3.如图所示,弹簧测力计的分度值是 0.2 N,手的拉力为 2.4 N。
第3题图
0.2
2.4
4.核心素养·物理观念关于弹簧测力计的使用方法,下列说法错误的是 ( A )
A.弹簧测力计只能测量重力
B.测量前应该把指针调节到“0”刻度线
C.测量前要确认指针和弹簧不被外壳卡住
D.所测的力不能超出弹簧测力计的量程
A
定义 由于① 地球的吸引 而使物体受到的力叫做重力,通常用字母② G 表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用
大小 物体受到的重力的大小跟它的质量成③ 正比
公式 G=④ mg
g=9.8 N/kg(在粗略计算时,g可以取10 N/kg)
单位 牛顿,用符号N表示
方向 ⑤ 竖直向下
应用 建筑工人在砌墙时常利用铅垂线确定竖直方向等
重心 形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心上
考点三 重力 (10年8考)
地球的吸引
G
正比
mg
竖直向下
5.下列重力的示意图中正确的是 ( D )
A.在空中上升的排球 B.斜面上的木块
C.推出去的铅球 D.挂在墙上的篮球
D
6.核心素养·物理观念随着科技的快速发展,乘坐飞船到太空旅行即可成为现实。小明提出使用哑铃在太空中锻炼身体,他的想法 不可行 (选填“可行”或“不可行”)。
不可行
考点四 摩擦力 (10年10考)
定义 两个相互接触的物体,当它们发生相对运动(或有相对运动趋势)时,在接触面上会产生一种阻碍这种相对运动(或相对运动趋势)的力,这个力叫做摩擦力
产生
条件 (1)两个物体相互① 挤压
(2)接触面② 粗糙
(3)发生相对运动或有相对运动的趋势
方向 与物体相对运动或相对运动趋势的方向相③ 反
影响
因素 滑动摩擦力的大小与接触面所受的④ 压力 和接触面的⑤ 粗糙程度 有关。接触面受到的压力越⑥ 大 、接触面越⑦ 粗糙 ,滑动摩擦力越大
改变
摩擦
力的
方法 增大 ⑧ 增大 压力 如刹车时用力捏闸
使接触面变得
⑨ 粗糙
如鞋底凹凸不平的花纹
变滚动摩擦为滑动摩擦
如刹车
挤压
粗糙
反
压力
粗糙程度
大
粗糙
增大
粗糙
改变
摩擦
力的
方法 减小 ⑩ 减小 压力 如在单杠上做回环运动时手握单杠不要太紧
使接触面变得
⑪ 光滑 如冰壶比赛中,不断摩擦冰面形成水膜
变滑动摩擦为
⑫ 滚动 摩擦 如行李箱的轮子
使接触面⑬ 分离 如磁悬浮列车、门轴加润滑油
注意 (1)通过改变压力、接触面粗糙程度来改变摩擦力只针对滑动摩擦力,与静摩擦力无关。如爬树时,用力抓树,摩擦力大小不变
(2)摩擦力不一定全是阻力,方向也一定与运动方向相反。如人走路等
减小
光滑
滚动
分离
7.为争创文明、卫生城市,某市的环卫部门每天都要在市区的主要街道上洒水。在水平路面上匀速行驶的洒水车作业时,受到的地面的摩擦力将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
8.核心素养·科学思维A、B两物体叠放在水平桌面上受到如图所示的两个水平拉力而保持静止。已知F1=6 N,F2=4 N,那么物体B受到的物体A和水平桌面对它的摩擦力大小分别是 ( D )
第8题图
A.6 N,4 N B.4 N,6 N
C.2 N,4 N D.6 N,2 N
D
内容 一切物体总保持① 静止 状态或② 匀速直线运动 状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
推导
方法 ③ 理想实验 法
理解 (1)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的④ 推理 而概括出来的
(2)原来静止的物体,所受外力消失后,将保持⑤ 静止 状态;原来运动的物体,所受外力消失后,将做⑥ 匀速直线 运动
考点五 牛顿第一定律
静止
匀速直线运动
理想实验
推理
静止
匀速直线
9.关于力和运动的关系,下列说法正确的是 ( A )
A.物体的运动状态改变,一定受到力的作用
B.物体受到了力的作用,运动状态一定改变
C.没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
D.牛顿第一定律是由牛顿通过实验直接得出的
A
定义 任何物体都有保持原来匀速直线运动或静止状态① 不变 的性质,物理学中把这种性质叫做惯性
影响
因素 惯性的大小只与物体的② 质量 有关,与物体是否受力、运动状态等因素无关。③ 质量 越大,惯性越大
理解 (1)一切物体在任何情况下都有惯性
(2)惯性是物体本身固有的属性,不是一种力,不能说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力的作用”
利用 交通中 生活中
动车将要进站时,提前关闭发动机等 锤头松了,用锤柄撞击硬物,锤头就能紧紧套在锤柄上;跳远前助跑;用拍打法除掉衣服上的灰尘;踢出去的足球在空中继续飞行等
防止 减速慢行、保持车距、系好安全带、汽车安全气囊、乘坐公交车时抓好扶手等 运输玻璃制品、易碎器皿时,在它们的四周垫上很厚的泡沫塑料等
考点六 惯性 (10年10考)
不变
质量
质量
10.航天员王亚平在太空里用可爱的“冰墩墩”给我们上了一课。王老师把“冰墩墩”向前一扔,“冰墩墩”并没有落下去,而是做 匀速直线运动 。
匀速直线运动
11.关于惯性,下列说法正确的是 ( A )
A.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D.高速公路严禁超速,是因为速度越大,惯性越大
A
合力与分力 (1)如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果① 相同 ,那么这个力就叫做那几个力的合力,组成合力的几个力叫做分力
(2)合力与分力是② 等效替代 的关系
力的合成 求几个力的③ 合力 叫做力的合成
同一直线上二力的合成 同向 合力的大小等于这两个力的大小之④ 和 ,方向跟这两个力的方向相同
反向 合力的大小等于这两个力的大小之差,方向跟⑤ 较大的力 的方向相同
考点七 合力与分力 (10年3考)
相同
等效替代
合力
和
较大的力
12.核心素养·物理观念如图所示是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,关于毽子上下飞舞时所受的合力,下列说法正确的是 ( D )
A.上升过程中合力方向向上
B.最高点时处于静止状态,合力为零
C.下落过程中合力越来越大
D.上升过程的合力大于下落过程的合力
第12题图
D
13.如图所示,一辆小车同时受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2的作用,另有一个力F在小车上的作用效果相当于这两个力共同作用在小车上,则力F ( B )
A.大小为6 N,方向水平向右
B.大小为6 N,方向水平向左
C.大小为22 N,方向水平向右
D.大小为22 N,方向水平向左
第13题图
B
1.平衡状态和平衡力
平衡
状态 平衡状态是指物体保持① 静止 状态或② 匀速直线运动 状态
平衡
力 物体受到几个力的作用时,如果保持③ 静止 或④ 匀速直线运动 状态,那么我们就说这几个力相互平衡
二力
平衡 条
件 (1)作用在⑤ 同一 物体上(同体)
(2)大小⑥ 相等 (等大)
(3)方向⑦ 相反 (反向)
(4)作用在⑧ 同一直线上 (共线)
应
用 (1)用弹簧测力计测量力的大小:所测的力与弹簧测力计对物体的拉力是一对⑨ 平衡力
(2)判断物体的运动状态:在平衡力的作用下,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态
考点八 二力平衡 受力分析 (10年8考)
静止
匀速直线运动
静止
匀速直线运动
同一
相等
相反
同一直线上
平衡力
2.平衡力和相互作用力的区别
平衡力 相互作用力
示意图
相同点 大小关系 大小相等
是否共线 作用在⑩ 同一条 直线上
不同点
受力物体 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上
力的性质 ⑪ 不一定 是同性质的力 ⑫ 一定 是同性质的力
作用时间 没有时间关系 同时产生和消失
作用效果 使物体保持⑬ 静止 或
⑭ 匀速直线运动 状态 可以⑮ 改变 物体的运动状态,也可以⑯ 不改变
同一条
不一定
一定
静止
匀速直线运动
改变
不改变
3.力与运动的关系
受力情况 运动状态
力与运动的关系 不受力或所受合力为零 ⑰ 平衡
状态 静止
⑱ 匀速直线
运动
所受合力不为零 非平衡状态 变速直线运动
曲线运动
力是改变物体⑲ 运动状态 的原因,不是维持物体运动的原因,物体运动状态不变(静止或匀速直线运动)是由于⑳ 惯性
平衡
匀速直线
运动状态
惯性
14.核心素养·科学思维如图所示,小林静止站在商场的电梯上,随电梯匀速向上运动。下列说法正确的是 ( A )
A.小林受到重力、支持力的作用
B.小林受到重力、支持力和水平向右的摩擦力作用
C.以地面为参照物,小林是静止的
D.小林受到的支持力大于重力
第14题图
A
15.跨学科实践·物理学与日常生活电动自行车已成为人们短途出行的代步工具。如图所示,当小梅骑电动自行车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是 ( D )
A.若电动自行车停下,则电动自行车的惯性就消失了
B.电动自行车受到的牵引力大于其受到的阻力
C.人受到的重力与人对电动自行车的压力是一对平衡力
D.电动自行车对地面的压力与地面对电动自行车的支持力是一对相互作用力
第15题图
D
16.创新考法·非平衡状态如图所示,一个小球从高处下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧向下做减速运动。请画出小球的受力示意图。
第16题图
1.(人教八下P5图7.1-8)如图所示,坐在小船上的小明用力推另一只小船,两只小船会向相反的方向运动,这说明物体间的力的作用是 相互的 。
第1题图
相互的
2.(沪科八全P114图6-22)在墙上挂画框时,可自制一个铅垂线来检查是否挂正。如图所示,若要将画挂正,则应将画框的下部向 左 (选填“左”或“右”)移动,直至画框竖边与铅垂线重合。
第2题图
左
3.(人教八下P18图8.1-4)锤头松动了,要把锤头和锤柄套紧,人们常用撞击锤柄下端的方法,如图所示,这主要是因为 锤头 (选填“手”“锤柄”或“锤头”)具有惯性。
第3题图
锤头
4.(人教八下P19图8.1-6)如图所示,用尺子快速击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,上面的棋子由于具有 惯性 不会随着一起飞出。当所有棋子静止时,最下面两颗棋子受到的重力与地面对它们的支持力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
第4题图
惯性
不是
5.(沪粤八下P3图6-2)如图所示是用网球拍击球时的情景,网球和网球拍都变了形。关于此现象运用到的物理知识,下列说法错误的是 ( D )
A.力可以改变物体的形状
B.力可以改变物体的运动状态
C.力的作用是相互的
D.网球变形时的受力物体是网球拍
第5题图
D
6.(人教八下P25图8.3-5)如图所示是冬奥会冰壶项目的比赛场景。冰壶投出后,同队队员在冰壶的前方擦刷冰面,形成水膜,使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是 ( D )
A.擦刷冰面是为了增大摩擦
B.冰面上的水膜是液化形成的
C.冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
第6题图
D
7.(沪科八全P122图6-32)如图所示,请分别作出小球在桌子上以及在斜坡上所受力的示意图。若图乙中的小球受到的所有力都消失了,拿开挡板,则小球将处于 静止 状态。
第7题图
静止
8.(沪科八全P104T2改编)一本书放在桌面上,书受到桌面的支持力,这个力的施力物体是 桌面 。
桌面
9.(沪科八全P121T2改编)浴室中,为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒,我们可以采取至少三种措施: 浴室地面上铺凹凸花纹的地砖 、
人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋 、 脚底下放一条毛巾 。
浴室地面上铺凹凸花纹的地砖
人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋
脚底下放一条毛巾
10.(沪粤八下P55T6改编)汽车是人们常用的交通工具,为了防止惯性带来的危害,要求人们 ( A )
A.乘车时系好安全带
B.夜间行车,车内不开灯
C.市区行车禁鸣喇叭
D.夜间会车,不开远光灯
A
11.(沪粤八下P59T3改编)一台笔记本电脑平放在水平桌面上,下列说法正确的是 ( C )
A.笔记本电脑只有静止时受到的力才是平衡力
B.桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对平衡力
C.笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力是一对平衡力
D.笔记本电脑对桌子的压力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力
C
命题点一 力、重力、摩擦力
1.(2024·安徽·2分)如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10 kg 的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10 N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 100 N。
第1题图
100
2.(2023·安徽·2分)如图所示,一杯水在斜面上保持静止,O点为其重心。请在图中作出它所受重力的示意图。
第2题图
3.(2023·安徽·2分)小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地面对拖把头摩擦力的方向分别为 ( A )
A.垂直地面向下、与v所示方向相反
B.垂直地面向下、与v所示方向相同
C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D.沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
第3题图
A
4.(2022·安徽·2分)小军在整理房间时,用平行于水平地面的力推动玩具箱,如图所示。若地面粗糙程度不变,则箱内玩具越重,箱子运动时受到的滑动摩擦力越 大 (选填“大”或“小”)。
第4题图
大
5.(2019·安徽·2分)如图所示,用细线将小钢球悬挂起来,让其在竖直平面内左右摆动。忽略空气阻力,在图上画出小钢球摆动到B点时所受力的示意图。
第5题图
6.(2018·安徽·3分)我们知道,一对作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。如图所示,重25 N的长方体物块甲放在水平桌面上,另一重10 N的长方体物块乙放在物块甲上。下列说法正确的是 ( D )
A.物块乙所受的合力是10 N
B.物块乙对物块甲的压力是15 N
C.桌面受到物块甲的压力是15 N
D.桌面对物块甲的支持力是35 N
第6题图
D
7.(2019·安徽·6分)如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验示意图。
第7题图
实验过程:
①用弹簧测力计缓缓拉动木块,使它沿水平长木板滑动,当弹簧测力计的示数稳定后,该示数即为此状态下滑动摩擦力的大小。
②在木块上放一个砝码,测出此种情况下的滑动摩擦力。
命题点二 影响滑动摩擦力大小的因素
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,测出此种情况下的滑动摩擦力。
……
(1)该实验的原理是 二力平衡 。
(2)该实验的结论是 滑动摩擦力的大小跟压力的大小及接触面的粗糙程度有关 。
二力平衡
滑动摩擦力的大小跟压力的大小及接触面的粗糙程度有关
8.核心素养·科学探究为了更精确地测量木块的滑动摩擦力,小丽利用拉力传感器并设计了如图甲所示的实验。她将一块长、宽、高均不同的长方体木块平放,拉动木板发现传感器显示的力F的示数不稳定,同时观察到实验的过程中木块总有些摆动,获得的数据如图乙所示。是什么引起了木块的摆动,进而引起摩擦力测量值的不稳定?小丽继续实验,将同一木块侧放,重复实验,获得的数据如图丙所示。
第8题图
(1)实验中测量滑动摩擦力时, 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速直线拉动木板。
(2)分析图乙可知,第1 s末,木块所受的摩擦力为 1.0 N。
(3)继续实验基于的假设是 接触面积不同会引起木块的摆动程度不同,进而引起滑动摩擦力的测量值不稳定 。
(4)小丽认为,本实验还可得出滑动摩擦力的大小与接触面积有关。小科认为小丽的观点不正确,并从实验中找出了说服小丽的证据: 接触面积大小影响的是滑动摩擦力的稳定性,而不是滑动摩擦力的大小 。
不需要
1.0
接触面积不同会引起木块的摆动程度不同,进而引起滑动摩擦力的测量值不稳定
接触面积大小影响的是滑动摩擦力的稳定性,而不是滑动摩擦力的大小
9.(2023·安徽·2分)如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是 ( D )
第9题图
A.头枕、头枕 B. 安全带、安全带
C.安全带、头枕 D. 头枕、安全带
命题点三 惯性
D
10.(2017·安徽·2分)一个质量为500 g的货物随天舟一号货运飞船升入太空。与发射前相比较,该货物的惯性 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
11.(2016·安徽·3分)下列说法错误的是 ( C )
A.标枪投掷出去后能继续飞行是标枪具有惯性的缘故
B.短跑运动员到达终点时不能立刻停下来是自身惯性的表现
C.跳远时助跑可以增大运动员的惯性,从而提高成绩
D.质量越大的物体,其惯性越大
C
12.核心素养·物理观念如图所示,在一辆表面光滑的小车上放有质量分别为m1、m2的两个小球,小球随小车做匀速直线运动。若小车突然停止运动,则两个小球(车无限长,且其他阻力不计) ( D )
A.若m1<m2,则这两个小球肯定碰撞
B.若m1>m2,则这两个小球肯定碰撞
C.两个小球一定碰撞
D.两个小球一定不相碰
第12题图
D
A.载人飞船在升空的过程中惯性增大
B.“天宫”空间站处于平衡状态
C.地球对“天宫”空间站有吸引作用
D.航天员报平安的声音是通过声波传回地面的
命题点四 二力平衡
13.(2024·安徽·2分)2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。26日5时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站。随后,两个航天员乘组面向镜头向牵挂他们的全国人民报平安(如图所示)。下列说法正确的是 ( C )
第13题图
C
14.(2022·安徽·2分)如图所示是小张测量体重时的情景,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则 ( C )
A.F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
第14题图
C
15.(2021·安徽·2分)如图所示,小雯在做家务劳动时,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,但没有被推动。在上述过程中 ( B )
A.地面对沙发没有摩擦力的作用
B.人对沙发的推力与地面对沙发的摩擦力大小相等
C.人对沙发的推力与沙发对人的推力是一对平衡力
D.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
第15题图
B
16.(2020·安徽·2分)如图所示,一轻质弹簧(重力不计)上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列说法正确的是 ( D )
A.G与F3是一对平衡力
B.G与F3是一对相互作用力
C.F1与F2是一对平衡力
D.F1与F2是一对相互作用力
第16题图
D
17.(2017·安徽·3分)如图所示,物块A静止在固定的斜面上。此时物块的重力产生两方面的作用效果:使物块压紧斜面以及使物块有沿斜面向下滑动的趋势,因此可将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面的方向进行分解。实际解决问题时,就可以用这两个方向上的分力来等效替代物块的重力。下列说法正确的是 ( D )
A.物块受到的斜面的支持力和物块的重力是一对相互作用力
B.物块受到的斜面的支持力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对相互作用力
C.物块受到的斜面的摩擦力和物块的重力是一对平衡力
D.物块受到的斜面的摩擦力和物块的重力沿斜面方向的分力是一对平衡力
D
第17题图
实验突破9 探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验装置:
图1
2.实验器材:长木板、带钩的长方体木块、弹簧测力计、砝码。
3.实验原理:根据二力平衡的条件,把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,这时拉力的大小就等于滑动摩擦力的大小。
4.实验方法:
(1)转换法:通过弹簧测力计的示数的大小来反映滑动摩擦力的大小。
(2)控制变量法:在实验中,先保持接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小,测出滑动摩擦力。然后再保持压力的大小不变,改变接触面的粗糙程度,测出滑动摩擦力。综合分析滑动摩擦力与压力的大小和接触面的粗糙程度的关系。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度都有关。接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
6.实验关注点:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小、运动速度的大小等因素无关。
7.交流与反思:
弹簧测力计的示数不稳定的原因:
①接触面的粗糙程度不均匀。
②没有匀速拉动。
8.创新装置:如图2所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,将弹簧测力计的一端固定,木块挂在弹簧测力计的挂钩上,拉动木板,使木板与木块做相对运动。与图1装置相比,该装置的优点是不需要控制木板做匀速直线运动,便于操作,且弹簧测力计的示数稳定,便于读数。
图2
在做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验时,某实验小组选择长木板、棉布、长方体木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。
例1题图
一题多设问
例 1
(1)根据二力平衡知识,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 匀速直线 运动时,木块受到的滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
【变式1】【实验现象的分析】实验中,弹簧测力计的示数不稳定,可能的原因是 ( D )
A.长木板过长
B.木块的运动速度过大
C.弹簧测力计的分度值太大
D.长木板的粗糙程度不同
匀速直线
D
(2)比较图中 甲、乙 两次实验可知,当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【变式2】【控制变量法的使用】小薛同学在实验中记录的数据如表所示,分析数据可知,滑动摩擦力的大小与
无关。
实验次数 木块放置情况 接触面的粗糙程度 弹簧测力计的示数F/N
1 平放 较光滑 2.4
2 侧放 较光滑 2.4
3 竖放 较光滑 2.4
甲、乙
接触面积的大小
(3)实验中发现图丙弹簧测力计的示数比图甲的大,由此得出结论:当压力相同时,接触面越 粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(4)本实验主要采用的科学探究方法是 控制变量法 。
(5)该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图丁所示,将测得的木块所受的摩擦力与图甲测得的摩擦力进行比较,进而得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
(6)该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动,导致弹簧测力计的示数不稳定。于是他们改进实验,如图戊所示,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程 不需要 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板,更易操作。
粗糙
控制变量法
错误
不需要
【拓展设问】(7)在图甲实验中,某同学开始拉木块时,水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,此过程中弹簧测力计的示数在变大,则这一过程中木块受力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”),木块所受的摩擦力 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。匀速拉动木块时,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,当他沿水平方向由匀速拉木块改为加速拉动木块时,木块所受的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(8)小华将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半。他由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。他的探究过程存在的问题是 没有控制压力不变 。
平衡
变大
不变
没有控制压力不变
实验突破10 探究阻力对物体运动的影响
1.实验装置:
2.实验器材:斜面、小车、刻度尺、棉布、木板、玻璃。
3.主要器材的作用:
(1)刻度尺的作用:测量小车在水平面运动的距离。
(2)棉布的作用:改变小车在木板上运动时所受的阻力。
4.实验方法:
(1)转换法:用小车运动的距离来显示阻力对小车运动状态的影响。
(2)理想实验法:如果小车不受阻力,那么小车将一直做匀速直线运动。
5.实验步骤:
(1)让小车从同一斜面上的同一高度由静止滑下。
(2)分别在水平面上铺上棉布、木板和玻璃。
(3)分别用刻度尺测量出小车在不同水平面上移动的距离。
6.实验注意事项:
(1)实验中小车都从同一斜面上的同一高度由静止滑下的目的:保证小车开始沿着水平面运动时的速度相同。
(2)实验结论:小车受到的阻力(摩擦力)越小,小车移动的距离越远。
(3)实验推论:在理想情况下,如果水平面绝对光滑,那么物体将以恒定不变的速度一直运动下去。
7.实验结论:
(1)物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远。
(2)物体不受阻力时,速度不会减小,物体将一直做匀速直线运动。
8.交流与反思:
(1)小车运动到斜面底端继续运动的原因:小车具有惯性。
(2)小车最终在水平面停下来的原因:小车受到阻力作用,同时说明力能改变物体的运动状态。
(3)小车运动过程中能量的转化:
①从斜面滑到水平面的过程中:重力势能转化为动能和内能。
②从水平面运动到静止的过程中:动能转化为内能。
某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
例2题图
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面的 同一高度由静止 滑下,目的是使小车进入水平面时的初速度相同。
一题多设问
例 2
同一高度由静止
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力 变小 ,向前滑行的距离变大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力 为零 ,速度就不会减小,那么物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止,说明力可以改变物体的 运动状态 。
【拓展设问】(4)实验中小车运动一段距离后,最终停下来的原因是 小车受到水平方向上阻力的作用 。
(5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(6)若水平面绝对光滑,则 不能 (选填“能”或“不能”)完成该实验探究。
变小
为零
运动状态
小车受到水平方向上阻力的作用
不能
不是
(7)探究运动物体不受力会怎样时,要使小车从斜面上滑下,观察小车在水平面上滑行的距离,此时应改变 ( A )
A.水平面的光滑程度
B.小车的质量
C.小车开始下滑的高度
D.斜面的坡度
(8)在探究阻力对物体运动影响的实验时,记录的数据如表所示:
接触面 毛巾 棉布 木板
小车在水平面上
移动的距离 18.3 cm 26.8 cm 98.2 cm
A
下列说法错误的是 ( C )
A.三次实验需让小车从斜面的同一高度自由滑下
B.在木板表面,小车运动的距离最远
C.阻力越大,物体的速度减小得越慢
D.该实验运用了推理法
(9)某同学在实验过程中,根据小车在木地板平面上滑行的距离来比较哪种木地板表面更粗糙。他主要应用的实验探究方法是 转换法 。
(10)运动的物体 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
C
转换法
不需要
实验突破11 探究二力平衡的条件
1.实验装置:
2.实验器材:小车、小卡片、水平桌面、砝码、细线等。
3.主要器材的作用:
(1)定滑轮的作用:改变力的方向。
(2)砝码的作用:改变力的大小。
4.实验步骤:
观察小车在下列情况中的变化:
(1)两盘中砝码的质量相等。
(2)两盘中砝码的质量不相等。
(3)两盘中砝码的质量相等,将小车在水平桌面上扭转一个小角度后释放。
5.控制变量法的应用:
(1)探究平衡的两个力是否大小相等:保持两个力在同一条直线上且方向相反,改变两端砝码的质量,判断小车或小卡片是否处于平衡状态。
(2)探究平衡的两个力是否在同一条直线上:保持两端砝码的质量相等,转动小车或小卡片,观察小车或小卡片是否处于平衡状态。
(3)探究平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力作用在同一条直线上、两端砝码的质量相等,用剪刀剪开小卡片,观察小卡片是否处于平衡状态。
6.实验结论:二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力,必须大小相等、方向相反、并作用在同一条直线上。
7.实验注意事项:水平面应尽量光滑,以减小摩擦力对实验的影响。
8.交流与反思:将小车换成小卡片,减小摩擦力对实验的影响。
在“探究二力平衡的条件”的实验中,实验装置如图所示。
例3题图
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等质量的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 大小相等 。但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不同质量的砝码时,木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 木块与桌面间存在摩擦力 。
一题多设问
例 3
大小相等
木块与桌面间存在摩擦力
【变式1】【物体状态分析】当物体处于静止状态或 匀速直线运动 状态时,我们认为它受到的力相互平衡。
(2)现保持F1 与F2 大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将转动回来。设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定 在同一直线上 。
匀速直线运动
在同一直线上
【变式2】【实验分析】为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上,小明用小卡片代替小车做实验,他将要对小卡片进行的操作是 将小卡片从中间剪断 。
(3)若将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5 N的砝码,则弹簧测力计的示数是 (填字母)。
A.10 N B.5 N C.0
将小卡片从中间剪断
B
【拓展设问】(4)实验中,用小卡片代替小车更合理,这是因为小卡片的 可以忽略不计。
(5)在实验时应使小车保持静止,这是因为 不好控制 。
(6)在做“探究二力平衡的条件”的实验时,如图所示,当物体处于静止状态时,弹簧测力计的示数是 N。
例3(6)题图
重力
2.0
匀速直线运动状态
匠人建国,水地以县
匠人建国,水地以县(“县”通“悬”),指古代建设城邑的求水平、定方位的测量处理,是我国古代劳动人民智慧的结晶。宋朝的建筑学著作《营造法式》对此进行了传承和发展,对正式建筑的建造提出了严格完整的要求,包括筑基、立基、取正、定平等。
筑基,即建造地基。筑基时,先挖开场地,然后填土和碎石瓦块,最后夯实。这种处理方法与我们今天消除场地缺陷的做法相似。古建筑一般较轻,场地处理不需要太深。立基,就是在处理好的地基平地上建造台基。立基时,根据房屋面积大小和地基不均匀性的影响,可适当增减台基高度和宽度。取正,就是要求房屋面朝正南。取正时,一般利用圭表、日晷等,参照正午太阳的位置而定,先确定南北正轴线,再正交确定东西走向。定平,就是保证台基面和柱础石顶面的水平。定平时,对于较大的台基面,要“据其位置,于四角各立一标,当心安水平”。即根据选定的方位,在四个角各立一个标杆,在中心位置用立桩安放好水平仪。水平仪的上方有长条形凹槽,如图1所示是正面立体图,凹槽内部装有水,在水平仪的方形水面上,各自放上一枚漂浮的水浮子,如图2所示是俯视图(未放水浮子)。使用时,先转动水平仪使其对准某一标杆,人眼调整观察角度,使三枚水浮子刚好重叠,此时在人眼视线对应的标杆上画上刻线。以此类推,在四个角的标杆上都标定刻线,此时四条刻线即在同一个水平面上。
对于柱础石的定平,要用到水平尺。如图3所示,中间的立柱与底部的直尺垂直,立柱从上至下刻有一道与直尺垂直的墨线(图中虚线),用细线悬挂重锤。当细线与墨线对齐时,则表明底部直尺所在的面是水平的。
第1~3题图
根据上述材料,回答下列问题。
1.下列说法正确的是 B (填字母)。
A.立基时增加台基的宽度,主要是为了增大地基受到的压强
B.水平仪在定平的过程中用到的原理,与射击瞄准时要做到“三点一线”是相同的
C.取正时利用日晷参照正午太阳的位置确定南北方向,是利用了光的反射
B
2.若利用图3所示的水平尺检验柱础石顶面是否水平时,观察到细线与墨线(图中虚线)的位置关系如图所示,则说明柱础石顶面 右 (选填“左”或“右”)侧较高。
第2题图
右
3.分析说明使用水平尺时,为什么细线与墨线对齐时能表明底部直尺所在的面是水平的? 由于细线悬挂的重锤所受重力的方向竖直向下,当细线与墨线对齐时说明中间的立柱是竖直的,因为立柱与底部的直尺垂直,所以此时底部直尺所在的面是水平的 。
由于细线悬挂的重锤所受重力的方向竖直向下,当细线与墨线对齐时说明中间的立柱是竖直的,因为立柱与底部的直尺垂直,所以此时底部直尺所在的面是水平的
$$