2025年中考物理一轮复习备考考点突破课件:力 运动和力
2024-12-12
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普通
内容正文:
力 运动和力
课标要求:通过常见事例或实验,了解重力、弹力,认识力的作用效果。能用示意图描述力。会测量力的大小。
力
定义 力是物体对物体的作用,表现形式有:推、拉、提、压、举、吸引、排斥等,力通常用字母________来表示。
力的理解 (1)力不能离开物体单独存在;
(2)两个物体不接触也可能有力的作用;相互接触的两个物体不一定有力的作用。
F
单位 牛顿,简称牛,符号是______。
力的作用
效果 (1)力可以改变物体的______________(包括由静止到运动,由运动到静止,速度大小的改变,运动方向的改变);
(2)力可以改变物体的__________。
力的描述 (1)力的三要素:__________、__________和____________;
(2)力的示意图:用一条带有箭头的线段表示力。__________方向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的____________,线段的长度粗略地表示力的__________。
N
运动状态
形状
大小
方向
作用点
箭头
作用点
大小
力的相互性 (1)物体间力的作用是__________的,一对相互作用力大小__________,方向__________,作用在同一__________上,作用在__________的物体上;
(2)甲给乙施力时,甲是__________物体,乙是__________物体;同时,乙也会给甲一个反作用力,此时,乙是__________物体,甲是__________物体。
相互
相等
相反
直线
不同
施力
受力
施力
受力
例1 (2024·广东模拟)(1)如图1所示,在A点用50N的拉力F沿与水平方向成30°的力斜向上拉小车,请在图中画出拉力F的示意图。
(2)如图2所示,一个重为4N、质量分布均匀的小球在细绳拉力的作用下保持静止,画出该小球所受力的示意图。
答案图
答案图
(3)如图3所示,AB是固定在墙壁上竖直的铁质黑板,C是一块磁体,C吸附在AB表面上静止不动,画出C受到的所有力的示意图,并标出力的名称。
答案图
方法好
画力的示意图的一般步骤:确定研究对象—明确需要画哪些力—找力的作用点—力的方向—标示力的性质及大小。画各个力的示意图时,还需要考虑各力之间的大小关系,通过线段的长度来体现。线段越长表示力越大。
弹力
定义 物体由于发生______________而产生的力叫做弹力。
产生条件 (1)两物体互相__________;(2)物体发生______________。
方向 弹力的方向与物体形变的方向__________。
举例 常见的弹力有拉力、压力、支持力、推力等。
弹性形变
接触
弹性形变
相反
弹簧测力计
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_____ a.看清它的__________和____________;
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;
c.轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住 测力时 使弹簧伸长的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________________
读数时 视线要正对刻度线,其示数等于整刻度值加后面的小格数×________
正比
量程
分度值
零刻度线
一致
最大测量值
分度值
例2 (原创)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物块甲的重力为5N、物块乙的重力为8N,则弹簧测力计A的示数为___N,弹簧测力计B的示数为____N,弹簧测力计C的示数为____N。地面对物块乙的支持力为____N,物块乙对地面的压力为____N。
5
5
5
3
3
弹簧测力计测的是挂钩上的拉力的大小,而不是两个力的合力。作用在拉环上的力只起固定和平衡的作用。甲物体所受的重力和拉力二力平衡;乙物体受到竖直向上的拉力、支持力和竖直向下的重力,三力平衡。力的平衡的知识和相互作用力的知识是我们分析力学问题的重要基础,必须能够熟练运用。
方法好
例3 (2024·山东模拟)为制作弹簧测力计,某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一
甲弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
甲弹簧的长度/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0
表二
乙弹簧受到的拉力/N 0 1 2 3 4 5 6
乙弹簧的长度/cm 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0
(1)分析表一和表二数据可知,在拉力相同的情况下,甲弹簧伸长的长度比乙弹簧________(选填“大”或“小”)。
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同,则量程较大的是________测力计,精度较高的是________测力计。(均选填“A”或“B”)
大
B
A
(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,请设计一个简单实验,证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关。
答:①将一根弹簧截成长度不同的两段;②分别用大小相同的力拉两段弹簧;③比较两段弹簧伸长的长度。如果两段弹簧伸长的长度不相等,就证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关。
重力
定义 由于__________的吸引而使物体受到的力叫做重力,通常用字母G表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用。
公式 g在不同星球上的数值不同,如在月球上时,。而且g值在地球的不同位置,数值也略有不同
地球
mg
方向 ______向下。利用这一特点可以制成铅垂线来检查墙壁上的画是否挂正等
重心 一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的_____。物体的重心不一定在物体上,例如圆环。
竖直
重心
例4 (原创)如图所示是一只小狗在太阳系的不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息,一名质量为50kg的中学生在火星上所受的重力大小为多少N?(地球上g取10N/kg)
解:由图可知,小狗在地球上所受的重力为40N,则
根据G地=m狗g地可知,m狗===4 kg
小狗在火星上所受的重力为16N,则根据G火=m狗g火可
知,g火===4 N/ kg
质量为50kg的中学生在火星上所受的重力G火=m中学生g火=50 kg×4 N/kg=200N
课标要求:通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
牛顿第一定律
装置
研究
过程 (1)研究过程: 控制变量的应用:让同一小车从同一斜面同一高度自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的__________。转换法的应用:通过比较小车____________________________,来间接地比较小车速度减小得快慢。
(2)实验结论:在其他条件相同时,水平面粗糙程度越________,小车受到的摩擦力越小,小车前进的距离就越________,速度减小得越________。
(3)科学推理:假如水平面绝对光滑,小车将会做______________。
速度
在水平面运动的距离长短
小
长
慢
匀速直线运动
结论 一切物体在没有受到________________,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
理解 (1)该结论是在实验的基础上通过__________概括出来的;
(2)“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指物体不受力时,原来静止的物体将永远保持__________状态;原来运动的物体将永远做__________________;
(3)力不是维持物体运动的原因,而是_______物体运动状态的原因。
力的作用时
推理
静止
匀速直线运动
改变
惯性
定义 一切物体都有保持原来运动状态__________的性质,我们把这种性质叫做惯性
影响
因素 惯性的大小只与物体的__________有关,质量越大,惯性越________。惯性大小与物体是否受力、是否运动、运动速度大小等因素均__________。
理解 (1)一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种属性;
(2)惯性不是力,只有大小没有方向,只能说物体具有惯性,不能说“受到惯性”
“惯性力”或“惯性作用”。
利用 跳远前助跑;撞击锤柄,使锤头紧套在锤柄上;拍打衣服上的灰尘;洗衣机脱水等
防范 系安全带;汽车的安全气囊;乘公交时拉手环;汽车和自行车拐弯时要减速;开车时保持车距等
不变
质量
大
无关
例5 (2024·江苏模拟)如图所示为小阳同学在体育测试中“原地掷实心球”的场景,下列说法中正确的是( )
A. 球离开手后继续在空中飞行时不受重力作用
B. 球在地面上滚动时受到的重力和摩擦力是一
对平衡力
C. 球在飞行过程中,若所受外力突然消失,球
将做匀速直线运动
D. 球运动到最高点时,速度为零,惯性消失
C
例6 (2024·运城模拟)如图是“抽打积木”游戏的玩法,把一摞积木叠放在一起,最上面倒放着一瓶矿泉水,用尺子快速抽打最下面的积木,该积木飞走,而上面的积木和矿泉水瓶却稳稳地落在原处。请你运用所学物理知识解释这一现象。
答:击打前,积木和矿泉水瓶处于静止状态,当用力击打最下面的圆形积木时,该积木受力飞出,而上面的积木和矿泉水瓶由于惯性,要保持原来的静止状态,在重力的作用下落在原处。
课标要求:了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
同一条直线上的二力合成
示意图 合力大小 合力方向
F1、F2方向相同 F合 = _______________ 与F1、F2方向相同
F1、F2方向相反 F合 = _______________ 与F2方向相同
F合 = _______________ 与F1方向相同
F合 = ______
F1 + F2
F2 - F1
F1 - F2
0
二力平衡
定义 物体受到几个力的作用时,如果保持__________或_________________状态,我们就说该物体处于平衡状态,这几个力相互平衡。
二力平衡的条件 ①作用在______________上;②大小__________;③方向_________;④作用在同一条直线上
应用 (1)测量力的大小:弹簧测力计(所测的力与弹簧测力计内弹簧所受的弹力大小相等);
(2)推断受力情况:物体在两个力作用下处于平衡状态时,已知一个力的大小和方向,可确定另一个力的大小和方向;
(3)判断物体运动状态:如果一个物体受到的力为平衡力,则物体处于静止或匀速直线运动状态。
静止
匀速直线运动
同一物体
相等
相反
相互作用力与二力平衡的比较
相互作用力 二力平衡
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不同点
本质区别(受力物体) 作用在__________的物体上 作用在__________物体上
同时性 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失
力的性质 同种性质的力 不一定是同种性质的力
作用效果 作用在不同的物体上,物体不一定处于平衡状态 作用在同一个物体上,使物体处于平衡状态
力的示意图(示例)
不同
同一
例7 (2024·阳泉模拟)电动平衡车是一种时尚代步工具。如图所示,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是 ( )
A. 人受到的重力和人对平衡车的压力是一对相互作用力
B. 平衡车对地的压力与地对平衡车的支持力是一对平衡力
C. 人受到的重力与平衡车对人的支持力
是一对平衡力
D. 平衡车受到的重力与地面对平衡车的
支持力是一对平衡力
C
课标要求:通过常见事例或实验,了解摩擦力,探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
摩擦力
滑动摩擦力 静摩擦力
定义 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍______________的力,这种力叫做滑动摩擦力 两个相互接触的物体,当它们有相对运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍__________________的力,这种力叫做静摩擦力
相对运动
相对运动趋势
滑动摩擦力 静摩擦力
产生
条件 ①两个物体相互接触并挤压;
②接触面粗糙;
③有______________ ①两个物体相互接触并挤压;
②接触面__________;
③有__________________
方向 与物体相对运动的方向________ 与物体__________________的方向相反
影响
因素 当接触面粗糙程度相同时,_________越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时,____________
________,滑动摩擦力越大。 等于与它平衡的外力的大小
大小 物体做匀速直线运动时利用二力平衡条件得出 物体静止时利用二力平衡条件得出
相对运动
粗糙
相对运动趋势
相反
相对运动趋势
压力
接触面粗糙程
度越大
增大或减小摩擦力的方法
方法 应用
增大
摩擦 ①________压力 防止皮带打滑,把皮带张紧些;用力握住球拍;用力捏闸停车等
②增大接触面的________ 塑料瓶盖上有一些竖纹;结冰的路面上撒煤渣;车轮装防滑链;自行车轮胎上的花纹等
③变滚动为______ 急刹车时车轮只滑不滚,车会很快停止运动等
增大
粗糙程度
滑动
方法 应用
减小
摩擦 ①__________压力 体操运动员在单杠上做旋转动作时,手握单杠不能太紧等
②使接触面变光滑 冰壶运动员用刷子刷冰面等
③变滑动为_______ 移动重物时,在它下面垫上钢管;滑冰时穿的旱冰鞋等
④使接触面分离 磁悬浮列车;门轴上加润滑油等
减小
滚动
例8 (原创)一个长方体物块放在水平地面上,如图甲所示;物块所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示;物体的速度v随时间t的变化情况如图丙所示。请解答下列问题:
(1)0~2s内,物块所受的拉力为_______N,物体处于__________状态,受到的静摩擦力为_______N,摩擦力的方向水平向________。
1
静止
1
左
(2)2~6s内,物块所受的拉力为_______N,做__________直线运动,受到的滑动摩擦力为_______N。
(3)6~8s内,物块所受的拉力为_______N,做__________直线运动,受到的滑动摩擦力为_______N。
3
加速
2
2
匀速
2
(4)8~10s内,撤去拉力F,物块所受滑动摩擦力的方向为水平向______,受到的摩擦力为_______N,将做__________直线运动。
(5)由以上信息可知,静止的物体______________(选填“一定不受”或“也可能受”)摩擦力。物体所受的滑动摩擦力大小,与物体运动的速度大小__________(选填“有关”或“无关”)。
左
2
减速
也可能受
无关
(1)物体的运动状态是由其受力情况决定的:①如果运动的物体受力平衡,就会做匀速直线运动;②如果物体所受合力的方向与运动方向相反,将做减速直线运动;③如果物体所受合力的方向与运动方向相同,将做加速直线运动。
(2)判断有无摩擦力:两个物体间要产生摩擦力必须要同时具备四个条件:①两物体互相接触;②两物体之间发生了弹性形变;③两个物体的接触面粗糙;④两个物体之间要有相对运动(动摩擦)或有相对运动趋势(静摩擦)。以上四个条件必须同时满足才有摩擦力,缺一不可。
方法好
(3)判断摩擦力的种类:确定受摩擦力的情况下,需要判断是静摩擦力,还是滑动(或滚动)摩擦力。如果物体没有运动,但是受到了拉力或推力,往往就受到了静摩擦力;如果物体运动了,受的就是滑动摩擦力(或滚动摩擦力)。
(4)摩擦力的方向:滑动摩擦力和滚动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反;静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反。
(5)摩擦力的大小:静摩擦力大小只与其相平衡的力大小相等。滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度和压力大小两个因素有关,与其它因素均无关系。我们经常根据力的平衡来求摩擦力的大小。
例9 (2024·湖南模拟)中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置,如图所示。小车悬浮于水平的平直轨道上。按下控制开关,小车左端的螺旋桨开始转动,小车由静止开始沿轨道向右运动,速度逐渐增大;一段时间后,小车右端的螺旋桨也开始转动,最终在两个螺旋桨的调节下,小车停在轨道上。下列说法正确的是( )
A. 小车向右加速的过程中,小车受力不平衡
B. 小车向右加速的过程中,小车受平衡力作用
C. 小车静止悬浮在轨道上时,小车只受重力作用
D. 小车静止悬浮在轨道上时,小车不受外力作用
A
运动学和动力学里面常见的两类问题:(1)已知物体的受力情况分析运动情况;(2)已知物体的运动情况分析受力情况。具体关系见下图:
方法好
实验8 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
一、问题(发现问题+提出问题+猜想假设)
小梦在搬家时发现以下两个现象:
现象一:箱子里装的书越多,推动箱子越费力。
现象二:将箱子从铺有地板砖的客厅推到铺有木地板的卧室时,明显感觉所需推力增大。
(1)根据现象一,我们可以提出一个可以探究的物理问题:_____________
_______________________?根据现象一中的生活经验,我们可以对该问题做出猜想:__________________________________;在此基础上,进一步做出假设:______________________________。
(2)根据现象二,我们可以提出一个可以探究的物理问题:_____________
_____________________________?根据现象二中的生活经验,我们可以对该问题做出猜想:________________________________________;在此基础上,进一步做出假设:___________________________________。
有了上述假设,为后续设计实验指明了方向。
滑动摩擦力大
小与压力大小是否有关
滑动摩擦力大小与压力大小有关
压力越大,滑动摩擦力越大
滑动摩擦力大
小与接触面粗糙程度是否有关
滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大
二、证据(设计实验+进行实验+收集证据)
(3)要验证滑动摩擦力大小与压力大小的关系,我们可以将木块放在水平桌面上,这样可以控制____________________一定,通过在木块上加放砝码改变__________大小。要验证滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,我们需要控制______________一定,在水平桌面上铺___________
___________,如毛巾、棉布等,来改变接触面的粗糙程度。我们可以选择器材:弹簧测力计、木块、桌子、毛巾、棉布、木板等。
接触面粗糙程度
压力
压力大小
粗糙程度不
同的材料
(4)小梦和小组同学进行了如下探究,实验装置如图所示:
(5)实验前,应在__________(选填“水平”或“竖直”)方向上对弹簧测力计进行调零。如果要用弹簧测力力计测重力,应在__________(选填“水平”或“竖直”)方向上对弹簧测力计进行调零。
水平
竖直
(6)如图甲所示,将长方体木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做______________运动,根据______________可知,此时弹簧测力计示数__________木块所受滑动摩擦力的大小。
匀速直线
二力平衡
等于
(7)小梦实验时拉木块,随着水平拉力逐渐增大,木块始终静止,此过程中木块所受的摩擦力__________(选填“变大”“变小”或“不变”);当木块被拉动且运动速度越来越快时,小梦读出某一时刻弹簧测力计的示数为1.6 N,他认为这时木块受到的滑动摩擦力大小为1.6 N,小明的观点____________(选填“正确”或“不正确”),理由是__________________
________________________________________________________________________________。
变大
不正确
木块做变速直线运
动时,木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力不是一对平衡力,大小不相等
(8)小梦在甲、乙、丙、丁实验的基础验上,增加了一些步骤,验证实验小组的同学们提出的三个猜想:
A. 滑动摩擦力大小与压力大小有关;
B. 滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
C. 滑动摩擦力大小与接触面的面积大小有关。
他们将实验数据记录在下表中:
序号 木块放置方式 接触面材料 压力F压/N 拉力F拉/N 摩擦力f /N
1 平放 木板 4 0.8 0.8
2 平放 木板 6 1.2 1.2
3 平放 木板 8 1.6 1.6
4 侧放 木板 8 1.6 1.6
5 竖放 木板 8 1.6 1.6
6 平放 棉布 4 1.2 1.2
7 平放 毛巾 4 2.0 2.0
三、解释(处理信息+分析论证+得出结论)
(9)分析上表中的数据,可以得出一些实验结论。
①由序号1、2、3的实验可验证猜想_____ (填字母),可得出结论:_____
_____________________________________________________________;该结论可以解释小梦发现的_______(选填“现象一”或“现象二”)。
②要验证猜想B,应选择序号_____________的三组实验,可得出结论: _____________________________________________________________________;该结论可以解释小梦发现的____________(选填“现象一”或“现象二”)。
A
触面粗糙程度一定时,物体对接触面的压力越大,滑动摩擦力越大
当接
现象一
1、6、7
当物体对接触面的压力大小一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力
越大
现象二
③要验证猜想C,应选择序号_____________的三组实验,可得出结论:________________________________________________________________________________。
3、4、5
当压力和接触面粗糙程度均一定时,物体所受滑动摩擦力大小与接触面
的面积大小无关
(10)【新问题探究】在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验结束后,同组的小伟同学猜想滑动摩擦力的大小还可能与物体匀速运动速度有关,请你帮小伟设计实验,探究这个猜想是否正确。
①实验器材:______________________________________。
②实验步骤:___________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③实验结论:__________________________________________________
____________________________________________________________。
弹簧测力计、长方体小木块、长木板
将小木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动小木块,以较慢的速度做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数F1;用弹簧测力计水平拉动小木块,以较快的速度做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数F2
若F1=F2,说明滑动摩擦力的大小与物体匀速运动速度无关;若F1≠F2,说明滑动摩擦力的大小与物体匀速运动速度有关
四、交流(准确表述+全面评估+改进建议)
(11)同组的小宇按照图丁进行实验,此时木块受到的摩擦力大小为____N。比较甲、丁两图可知,滑动摩擦力大小与接触面积的大小_______ (选填“有关”或“无关”)。同组的小雯在探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小关系时,将肥皂沿竖直方向切去一半,
1.4
无关
重复图甲的操作过程,再与图甲比较两次实验中弹簧测力计的示数大小。小雯的实验过程是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________________________________________。改进的方法是_________
________________________________________________________________________________________________________。
错误
改变接触面积时没有控制压力大小不变
将截掉的木块放置在剩余的木块上,用弹簧测力计水平拉动下面的木块,使其做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数
(12)同组的小媛用如图所示的方式测量滑动摩擦力的大小,这样操作的错误是______________________,斜向上拉动肥皂与水平拉动肥皂相比肥皂受到的滑动摩擦力__________(选填“变大”或“变小”)。
拉力不在水平方向
变小
(13)【实验评估】小梦采用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的摩擦力,请你评估这个实验方案的不足之处:
①从实验操作的角度来看,_____________________________________;
②从实验误差的角度来看,_______________________________________
______。
不容易保证木块做匀速直线运动,不便操作
弹簧测力计在运动中不容易读准示数,误差
较大
【实验改进】为解决上述问题,小梦将实验装置改进为如图乙所示,改进装置的好处是:
①从实验操作的角度来看,_____________________________________;
②从实验误差的角度来看,_______________________________________
________。
不必控制长木板做匀速直线运动,便于操作
弹簧测力计的示数稳定,便于读准示数,误
差较小
(14)【装置创新】创新小组的同学考虑到在实际操作中,很难控制弹簧测力计和物块一起做匀速直线运动,于是进行了如下改进:
①如图甲所示,在小桶内装入适量的沙子,使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,为了测出木块受到的滑动摩擦力大小,应测量_________
的重力。
桶和沙子
②如图乙所示,在木块上加砝码,发现需要装入更多的沙子,才能使木块做匀速直线运动。比较两次实验,可以解释问题中小梦发现的____________(选填“现象一”或“现象二”)。
③小雯觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤,你认为小雯的观点____________(选填“合理”或“不合理”),理由是____________
__________________________________________________。
现象一
不合理
用钩码不能
连续改变拉力的大小,难以控制木块做匀速直线运动
$$
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