第七章 力与运动（单元知识清单）-【上好课】八年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第七章 力与运动（知识清单） 第一节 牛顿第一定律 一、牛顿第一定律 1. 阻力对物体运动的影响 （1）两种观点 古希腊哲学家亚里士多德的观点：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果这个力撤掉，物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持（选填“需要”或“不需要”）。 物理学家伽利略通过思想实验，运用逻辑推理，认为：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用（选填“需要”或“不需要”）。 （2）探究阻力对物体运动的影响 【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在阻力较大的毛巾表面上滑行的距离。 （2）在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在阻力较小的棉布表面上滑行的距离。 （3）让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。 （4）实验记录表 表面 材料 阻力 大小 小车运动 距离 小车速度 减小情况 毛巾 大 最短 比较快 棉布 中 比较长 比较慢 木板 小 最长 最慢 【分析与论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是因为受到阻力的作用。小车受到的阻力越小，滑行的距离越大，速度减小得越慢。 对上述实验结论进一步推理可得出：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是正确的，即物体的运动不需要力来维持。 【实验结论】 运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。 【交流与讨论】实验方法 （1）控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，目的是使小车到斜面底端时具有相同的初速度； （2）科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。 2. 牛顿第一定律 （1）牛顿第一定律的内容 一切物体总保持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状态为止。 （2）对牛顿第一定律的理解 ①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，不论固体、液体，还是气体都适用。 ②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。 ③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动。 ④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 ⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；物体若不受力，则运动状态不改变；反之，如果运动状态发生改变，则物体一定受到力的作用。 二、惯性 1. 探究惯性现象 （1）分析生活中一些与惯性有关的现象。 ①当汽车急刹车时，人会向前倾。 分析：当汽车刹车时，人的脚部与车厢接触停止运动，但是人体的上部分仍要保持它原来的运动状态（选填“运动”或“静止”），所以会向前倾。 ②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。快速水平击打硬纸板时，发现硬纸板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走，而是落入水杯中。 分析：硬纸板受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，仍保持原来的静止状态（选填“运动”或“静止”），在重力作用下落入杯中。 ③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。 分析：当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的运动状态（离开手时的速度），所以会继续向前飞（选填“运动”或“静止”）。 （2）总结：物体不受力的作用时，会保持原来的静止状态或运动状态，这是物体固有的一种性质。 2. 惯性 （1）惯性：任何物体都有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物体的这种性质称为惯性。 （2）对惯性的理解 ①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 ②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 ③惯性与牛顿第一定律的区别 惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。 （3）区分惯性与力 惯性 力 性质 不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互作用时才会产生力 要素 不同 惯性只有大小，且大小只与质量有关，没有方向 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果 不同 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 表述 不同 应说“由于惯性”“具有惯性”，不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等 应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等 3. 利用惯性解释有关现象 （1）实例分析 ①跑动中的人，脚被绊住，会向前倒。 分析：跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。 ②如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。 分析：静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有静止状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。 （2）解释惯性现象的步骤： ①首先确定研究对象是哪个物体； ②明确该物体原来所处的状态（运动还是静止）； ③该物体（或物体的某一部分）由于外力作用，运动状态发生怎样的改变； ④最后确定该物体（或物体的其他部分）由于惯性要保持原来的运动状态，会出现怎样的现象。 4. 惯性的利用 在生活中，应用惯性的一些实例。 （1）跳远或跳高：跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩。 （2）锤头变紧的方法：锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。 （3）投铅球、篮球、标枪 运动员在投铅球、篮球、标枪时，尽量提高物体脱离手时的运动速度，当物体离开手之后由于具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越远。 5. 惯性的危害和防止 惯性有时也会给人带来危害，为防止惯性带来的危害，人们采取了一些保护措施。 例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。所以乘坐交通工具时，司机和乘客要系安全带；车辆行驶要限载限速；车辆行驶要保持距离；汽车要安装安全气囊等。 第二节 力的合成 一、合力与分力 1. 合力与分力 （1）概念：如果一个力F产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，组成合力的每一个力（例如F1和 F2）叫分力。 （2）力的合成：求F1和F2的合力叫做同一直线上的二力合成。 （3）合力与分力的理解 ①同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 ②非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 ③等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。 二、同一直线上二力的合成 【实验器材】支架、橡皮筋、绳子、若干相同的钩码（每只钩码的重力为1N）、定滑轮等。 【实验步骤】 （1）如图所示，将一根橡皮筋一端固定在支架上，橡皮筋原长为AE，将两组钩码挂在绳子下，绳子另一端与橡皮筋自由端连接，橡皮筋在同方向力F1、F2的作用下伸长到AE'，记录此时F1、F2的大小和方向。 （2）如图所示，将两组钩码挂在绳子下，橡皮筋在两个方向相反的力F1、F2作用下伸长到AE'，记录此时F1、F2的大小和方向。 （3）如图所示，将一组钩码挂在绳子下，用力F作用在橡皮筋上，橡皮筋同样伸长到AE'，记录此时F的大小和方向。 【实验数据与分析】 （1）同一直线上同方向二力的合成 比较甲、丙两次实验的情况（F1、F2和F之间的大小与方向的关系）。 项目 F1/N F2/N F/N 大小 2 1 3 方向 向右 向右 向右 分析：F1、F2同向，F产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F=F1+F2。 （2）同一直线上反方向二力的合成 比较乙、丙两次实验的情况（F1、F2和F之间的大小与方向的关系）。 分析：F1、F2反向，F产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F=F1-F2。 项目 F1/N F2/N F/N 大小 4 1 3 方向 向右 向左 向右 【实验结论】 （1）同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同，即 F=F1+F2. （2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同，即 F=F1-F2. 【探究方法】 在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，比如用合力替代各个分力，这叫做等效替代法。 第三节 二力平衡 一、平衡状态与平衡力 1. 常见物体的受力分析 （1）静止在桌面上的杯子：受到的力有重力G与桌面的支持力F。 （2）悬挂的电灯：电灯受到的力有重力G与绳子的拉力F。 （3）匀速下落的跳伞运动员：运动员受到的力有重力G与空气的阻力F。 （4）水平匀速前进的小汽车 在竖直方向上受到的力有：汽车的重力G、地面的支持力N；在水平方向上受到的力有：牵引力F、空气与地面的阻力f。 归纳：牛顿第一定律是在理想状况下成立的，而在现实中，当一个物体受几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，即运动状态不变。 2. 平衡状态与平衡力 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。 （2）平衡力：物体如果在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力就互称为平衡力。 二、探究二力平衡的条件 【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗? 【实验设计】如图，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量）、方向、是否共线（通过扭转小车实现）和是否同体（通过分别拉2辆小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态。 【实验器材】木板、小车、砝码多个、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个。 【进行实验并收集数据】 （1）如实验装置图甲所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等的砝码，观察小车的运动情况。 （2）在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。 （3）将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使二力的方向同时向左，观察小车的运动情况（乙图）。 （4）控制二力的大小不变，方向相反，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动情况（丙图）。 （5）控制二力的大小不变，方向相反，保持二力在同一直线上，用细线把两个小车的挂钩连在一起，用剪刀把细线剪断，观察小车的运动情况（丁图）。 （6）实验记录 序号 力的 大小 力的 方向 是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否 平衡 1 不相等 相反 是 是 否 2 相等 相反 是 是 是 3 相等 相同 是 是 否 4 相等 相反 不是 是 否 5 相等 相反 是 不是 否 【分析与论证】 （1）比较表中实验序号1与2可知，要使小车保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。 （2）比较表中实验序号2与3可知，当二力方向相反时，小车静止；当二力均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。 （3）比较表中实验序号2与4可知，当把小车扭转一个角度，使二力不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。 （4）比较表中实验序号2与5可知，当二力作用在同一物体上时，小车静止；当二力作用在不同物体上时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一物体上。 【实验结论】二力平衡的条件 作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上。 记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。 【交流与评估】 （1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小摩擦给实验带来的误差。 （2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。 （3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。 （4）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大。 （5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件 ①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。 ②当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。 ③本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响，但还受重力，因此对实验结论也有影响。 三、二力平衡的理解与应用 1. 判断二力平衡的方法 （1）根据物体受力情况判断 作用在同一物体上的两个力，若大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，则这两个力平衡。 （2）根据物体的运动情況判断 一个物体受到两个力的作用，若物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡。 2. 区别“平衡力”和“相互的力” （1）实例分析：一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。 如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面对书的支持力F是一对平衡力。如图乙所示，书对桌面的压力F ' 和桌面对书的支持力F是一对相互作用力。 （2）“平衡力”与“相互的力”的区别 一对平衡力 一对相互作用力 相同点 大小相等 大小相等 方向相反 方向相反 作用在同一直线上 作用在同一直线上 不同点 作用在同一物体上 分别作用在两个物体上 3. 二力平衡的应用 （1）求力的大小和判断力的方向 物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求另一个力的大小和方向。 ①静止在水平面上的物体的受力情况 因物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，支持力的大小等于重力的大小F=G，支持力的方向竖直向上。 ②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理 因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平衡力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大小等于拉力的大小G=F。 （2）判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态） 以在水平路面上向左运动的小车为例进行受力分析： 在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。 ①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做匀速直线运动； ②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做加速直线运动； ③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做减速直线运动。（以上均选填“匀速”、“加速”或“减速”） 4. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如用悬挂法找薄板的重心。 5. 运动和力的关系 物体受到平衡力的作用，运动状态不发生改变，即保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力的作用，运动状态发生改变，即运动的速度或方向发生改变（均选填“发生”或“不发生”）。 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第七章 力与运动（知识清单） 第一节 牛顿第一定律 一、牛顿第一定律 1. 阻力对物体运动的影响 （1）两种观点 古希腊哲学家亚里士多德的观点：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果这个力撤掉，物体就会停止运动。即物体的运动 力来维持（选填“需要”或“不需要”）。 物理学家伽利略通过思想实验，运用逻辑推理，认为：物体的运动 力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用（选填“需要”或“不需要”）。 （2）探究阻力对物体运动的影响 【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在阻力较大的毛巾表面上滑行的距离。 （2）在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在阻力较小的棉布表面上滑行的距离。 （3）让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。 （4）实验记录表 表面 材料 阻力 大小 小车运动 距离 小车速度 减小情况 毛巾 大 最短 比较 棉布 中 比较长 比较 木板 小 最长 最 【分析与论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是因为受到 的作用。小车受到的阻力越小，滑行的距离越大，速度减小得越 。 对上述实验结论进一步推理可得出：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的 永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是 的，即物体的运动 力来维持。 【实验结论】 运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做 运动。 【交流与讨论】实验方法 （1）控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，目的是使小车到斜面底端时具有相同的 ； （2）科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做 运动。 2. 牛顿第一定律 （1）牛顿第一定律的内容 一切物体总保持 状态或 运动状态， 直到有外力迫使它改变这种状态为止。 （2）对牛顿第一定律的理解 ①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，不论固体、液体，还是气体都适用。 ②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。 ③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持 状态，原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做 运动。 ④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的 概括出来的。由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。 ⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是 物体运动状态的原因；物体若不受力，则运动状态不改变；反之，如果运动状态发生改变，则物体一定受到力的作用。 二、惯性 1. 探究惯性现象 （1）分析生活中一些与惯性有关的现象。 ①当汽车急刹车时，人会向前倾。 分析：当汽车刹车时，人的脚部与车厢接触停止运动，但是人体的上部分仍要保持它原来的 状态（选填“运动”或“静止”），所以会向前倾。 ②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。快速水平击打硬纸板时，发现硬纸板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走，而是落入水杯中。 分析：硬纸板受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，仍保持原来的 状态（选填“运动”或“静止”），在重力作用下落入杯中。 ③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。 分析：当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的 状态（离开手时的速度），所以会继续向前飞（选填“运动”或“静止”）。 （2）总结：物体不受力的作用时，会保持原来的静止状态或运动状态，这是物体固有的一种性质。 2. 惯性 （1）惯性：任何物体都有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物体的这种性质称为惯性。 （2）对惯性的理解 ①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。 ②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的 决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。 ③惯性与牛顿第一定律的区别 惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。 （3）区分惯性与力 惯性 力 性质 不同 惯性是物体自身的性质，始终具有；与外界条件无关 力是物体对物体的作用，物体间有相互 时才会产生力 要素 不同 惯性只有大小，且大小只与质量有关，没有方向 力不仅有大小，还有方向和作用点 效果 不同 保持物体 不变 改变物体的 表述 不同 应说“由于惯性”“具有惯性”，不能说成“惯性力”“受到惯性”“受到惯性作用”等 应说“受到力”“施加力”“在力的作用下”等 3. 利用惯性解释有关现象 （1）实例分析 ①跑动中的人，脚被绊住，会向前倒。 分析：跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于 ，仍要保持原来的 状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。 ②如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。 分析：静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有 状态的性质，所以没有随金属片飞出，而是落入支座上的凹槽中。 （2）解释惯性现象的步骤： ①首先确定研究对象是哪个物体； ②明确该物体原来所处的状态（运动还是静止）； ③该物体（或物体的某一部分）由于外力作用，运动状态发生怎样的改变； ④最后确定该物体（或物体的其他部分）由于惯性要保持原来的运动状态，会出现怎样的现象。 4. 惯性的利用 在生活中，应用惯性的一些实例。 （1）跳远或跳高：跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的 ，在空中继续前进，以提高成绩。 （2）锤头变紧的方法：锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向 运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。 （3）投铅球、篮球、标枪 运动员在投铅球、篮球、标枪时，尽量提高物体脱离手时的运动 ，当物体离开手之后由于具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越 。 5. 惯性的危害和防止 惯性有时也会给人带来危害，为防止惯性带来的危害，人们采取了一些保护措施。 例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。所以乘坐交通工具时，司机和乘客要系 ；车辆行驶要限载限 ；车辆行驶要保持 ；汽车要安装安全气囊等。 第二节 力的合成 一、合力与分力 1. 合力与分力 （1）概念：如果一个力F产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的 力，组成合力的每一个力（例如F1和 F2）叫 力。 （2）力的合成：求F1和F2的合力叫做同一直线上的 。 （3）合力与分力的理解 ①同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 ②非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 ③等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用 的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。 二、同一直线上二力的合成 【实验器材】支架、橡皮筋、绳子、若干相同的钩码（每只钩码的重力为1N）、定滑轮等。 【实验步骤】 （1）如图所示，将一根橡皮筋一端固定在支架上，橡皮筋原长为AE，将两组钩码挂在绳子下，绳子另一端与橡皮筋自由端连接，橡皮筋在同方向力F1、F2的作用下伸长到AE'，记录此时F1、F2的大小和方向。 （2）如图所示，将两组钩码挂在绳子下，橡皮筋在两个方向相反的力F1、F2作用下伸长到AE'，记录此时F1、F2的大小和方向。 （3）如图所示，将一组钩码挂在绳子下，用力F作用在橡皮筋上，橡皮筋同样伸长到AE'，记录此时F的大小和方向。 【实验数据与分析】 （1）同一直线上同方向二力的合成 比较甲、丙两次实验的情况（F1、F2和F之间的大小与方向的关系）。 项目 F1/N F2/N F/N 大小 2 1 3 方向 向右 向右 向右 分析：F1、F2同向，F产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F= 。 （2）同一直线上反方向二力的合成 比较乙、丙两次实验的情况（F1、F2和F之间的大小与方向的关系）。 分析：F1、F2反向，F产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F= 。 项目 F1/N F2/N F/N 大小 4 1 3 方向 向右 向左 向右 【实验结论】 （1）同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同，即 F=F1+F2. （2）同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同，即 F=F1-F2. 【探究方法】 在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，比如用合力替代各个分力，这叫做 法。 第三节 二力平衡 一、平衡状态与平衡力 1. 常见物体的受力分析 （1）静止在桌面上的杯子：受到的力有重力G与桌面的 力F。 （2）悬挂的电灯：电灯受到的力有重力G与 力F。 （3）匀速下落的跳伞运动员：运动员受到的力有重力G与空气的 F。 （4）水平匀速前进的小汽车 在竖直方向上受到的力有：汽车的重力G、地面的 N；在水平方向上受到的力有：牵引力F、空气与地面的 f。 归纳：牛顿第一定律是在理想状况下成立的，而在现实中，当一个物体受几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，即 不变。 2. 平衡状态与平衡力 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。 （2）平衡力：物体如果在两个力的作用下处于平衡状态，这两个力就互称为 力。 二、探究二力平衡的条件 【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗? 【实验设计】如图，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量）、方向、是否共线（通过扭转小车实现）和是否同体（通过分别拉2辆小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下会保持静止状态。 【实验器材】木板、小车、砝码多个、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个。 【进行实验并收集数据】 （1）如实验装置图甲所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等的砝码，观察小车的运动情况。 （2）在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。 （3）将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使二力的方向同时向左，观察小车的运动情况（乙图）。 （4）控制二力的大小不变，方向相反，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动情况（丙图）。 （5）控制二力的大小不变，方向相反，保持二力在同一直线上，用细线把两个小车的挂钩连在一起，用剪刀把细线剪断，观察小车的运动情况（丁图）。 （6）实验记录 序号 力的 大小 力的 方向 是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否 平衡 1 不相等 相反 是 是 否 2 相等 相反 是 是 是 3 相等 相同 是 是 否 4 相等 相反 不是 是 否 5 相等 相反 是 不是 否 【分析与论证】 （1）比较表中实验序号1与2可知，要使小车保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小 。 （2）比较表中实验序号2与3可知，当二力方向相反时，小车静止；当二力均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向 。 （3）比较表中实验序号2与4可知，当把小车扭转一个角度，使二力不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在 上。 （4）比较表中实验序号2与5可知，当二力作用在同一物体上时，小车静止；当二力作用在不同物体上时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在 上。 【实验结论】二力平衡的条件 作用在 物体上的两个力大小相等、方向相反，并且作用在 上。 记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。 【交流与评估】 （1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小 给实验带来的误差。 （2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。 （3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。 （4）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的 力比较大。 （5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件 ①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。 ②当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。 ③本方案选用硬纸片的原因是减小 对实验的影响，但还受重力，因此对实验结论也有影响。 三、二力平衡的理解与应用 1. 判断二力平衡的方法 （1）根据物体受力情况判断 作用在同一物体上的两个力，若大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，则这两个力平衡。 （2）根据物体的运动情況判断 一个物体受到两个力的作用，若物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡。 2. 区别“平衡力”和“相互的力” （1）实例分析：一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。 如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面 是一对平衡力。如图乙所示，书对 和桌面对书的支持力F是一对相互作用力。 （2）“平衡力”与“相互的力”的区别 一对平衡力 一对相互作用力 相同点 大小相等 大小相等 方向相反 方向相反 作用在同一直线上 作用在同一直线上 不同点 作用在 物体上 分别作用在 物体上 3. 二力平衡的应用 （1）求力的大小和判断力的方向 物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求另一个力的 和 。 ①静止在水平面上的物体的受力情况 因物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对 力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，支持力的大小等于重力的大小F=G，支持力的方向 。 ②用弹簧测力计测量物体所受重力的原理 因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对 力，则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大小等于 的大小G=F。 （2）判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态） 以在水平路面上向左运动的小车为例进行受力分析： 在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。 ①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做 直线运动； ②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做 直线运动； ③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做 直线运动。（以上均选填“匀速”、“加速”或“减速”） 4. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如用 法找薄板的重心。 5. 运动和力的关系 物体受到平衡力的作用，运动状态 改变，即保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力的作用，运动状态 改变，即运动的速度或方向发生改变（均选填“发生”或“不发生”）。 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$