内容正文:
第七章 物体间的相互作用
01 思维导图
02 考点速记
【考点1 力的作用效果】
1. 改变物体的形状:力可以直接作用于 物体 ,导致其 形状 发生变化。
2. 改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的 形状 ,还能改变物体的 运动状态 。运动状态的变化包括速度的 大小 、方向,或者是物体由 静止到运动 ,由运动到静止的转变。
【考点2 力的作用相互性】
1. 任何两个物体之间的作用总是 相互的 ,施力物体同时也一定是 受力 物体。
2. 力是物体对物体的 作用 ,物体间力的作用是 相互的 。
【考点3 弹力】
1. 弹力的概念:物体由于发生 弹性 形变而产生的 力 。如压力、支持力、拉力等都属于弹力。
2.弹力的产生条件: 接触 、 发生弹性形变 。
3.三要素:
(1)弹力的方向与弹性形变的方向 相反 。
(2)弹力的大小与弹性 形变 和材料有关。在弹性限度内,弹性形变 越大 ,弹力越大。
(3)弹力的作用点在接触面或 接触点 。
【考点4 弹簧测力计及使用】
1. 弹簧测力计是一种测 力 大小的工具,测量原理:弹簧的伸长与所受力的大小成 正比 。
2. 使用前
(1)拉动弹簧: 反复 拉动弹簧,防止其卡住,摩擦,碰撞。
(2)了解量程:知道测量力的 最大 范围(量程)是多少。
(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度。知道 每一大格 , 最小一格 表示多少牛(N)。
(4)校零:检查指针 是否 对齐零刻度线,若没有对齐,需要调节至对齐。
3. 使用时
(1)不能超 量程 使用。
(2)同方向:测力时,要让弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在 一条直线上 ,且弹簧不能靠在刻度盘上。
(3)视线要与刻度盘 垂直 。
【考点5 重力】
1. 重力:由于受到 地球的吸引 而使物体受到的力。
(1)地球附近的物体都受到 重力 作用。
(2)重力是由 地球 的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
(3)重力的施力物体是 地球 。
(4)在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其他位置时不相等。
2. 重力的计算
重力的计算公式 G=mg ,其中G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g取 9.8N/kg ,粗略计算时,可取g=10N/kg.
【考点6 二力平衡的条件探究】
1.实验器材:小车(或卡片)、砝码(或钩码)、细绳、定滑轮。
2.实验方法: 控制变量 法。
(1)探究相互平衡的两个力是否在同一条直线上:保持两边砝码(或钩码)的质量 相等 ,将小车(或卡片)水平扭转一定的角度,判断小车(或卡片)是否处于 平衡状态 ;
(2)探究相互平衡的两个力是否大小相同:保持两个力在 同一条直线上 ,改变小车(或卡片)两边砝码(或钩码)的 质量 ,判断小车(或卡片)是否处于 平衡状态 ;
(3)探究相互平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力在同一条直线上,两边钩码的质量 相等 ,将卡片 从中间剪开 ,判断卡片是否处于 平衡状态 。
3.实验操作要点及注意事项:
(1)选择小车(或卡片)而不选择木块的原因: 减小 摩擦力对实验造成的影响。
(2)选择光滑桌面的原因:减小 摩擦力对实验造成的影响。
(3)选择轻质小卡片的原因:忽略卡片自身重力 对实验造成的影响。
(4)平衡状态的选择:静止状态,原因是 易操作,便于观察 ;
(5)进行多次实验的目的:得出 普遍规律,避免偶然性 。
4.实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果 大小相等 ,方向 相反 ,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【考点7 力的合成与应用】
1. 若一个力作用在物体上产生的效果跟 几个 力共同作用在物体上产生的 效果 相同,这个力就叫做那几个力的 合力 ,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
2. 同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的 合力 ,大小 等于 二力大小之和,方向与这两个力方向 相同 ,即:F= F1+F2 ;同一直线上相反的二力的 合力 ,大小等于二力大小之差的 绝对值 ,方向和较大的力的方向 相同 ,即F= |F1﹣F2| 。
【考点7 增大有益摩擦与减小有害摩擦的方法】
1. 增大有益摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度;(2)增大压力;(3)变滚动为滑动;(4)变湿摩擦为干摩擦。
2. 减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;(2)减小压力;(3)用滚动代替滑动;(4)使接触面分离;(5)变干摩擦为湿摩擦。
【考点8 探究影响滑动摩擦力大小的因素】
1. 实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干。
2. 实验步骤:如图所示,用弹簧测力计拉着木块做 匀速直线 运动,测出木块和木板、木块和毛巾、木块和玻璃板之间的 摩擦力 ,在木块上加 砝码 ,改变压力,再测出木块和木板之间的 摩擦力 ,记下各种情况下弹簧测力计的 示数 ,即摩擦力的大小,填在表格中。
3. 研究方法:控制变量法、 转换法 。
4. 得出结论:滑动摩擦力的大小和接触面的 粗糙程度 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 。
【考点9 力与运动的关系】
1. 物体在不受力时,总保持 静止 状态或 匀速直线运动 状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持 匀速直线运动状态 ;原来静止的物体不受力时,总保持 静止状态 。
2. 在平衡力作用下总保持 匀速直线运动状态 或静止状态,力 不是 维持物体运动的原因。
3. 物体若受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会 发生改变 。
4. 若物体处于静止状态或匀速直线运动状态,它可能不受外力作用,可能受 平衡力 作用。
03 素养提升
易错点辨析 力常考易错分析
易错一:力的理解不透彻易错?
力是物体对物体的相互作用。
发生力的作用时,一定至少涉及到两个物体,一个物体不会产生作用。正在施加力的物体叫“施力物体”,正在受到力的物体叫做“受力物体”。所以力是“施力物体对受力物体的作用”。
力不能离开物体而存在,要产生力的作用必须同时有施力物体和受力物体,单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用。
力的产生与是否接触无关,相互接触的物体之间可能没有力,不接触物体之间可能有力,如磁体吸引铁块。
易错二:弹力的产生物体与方向判断不清楚而出错?
弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。弹力的施力物体是发生形变的物体;受力物体是与施力物体接触,使施力物体发生形变的物体。
有弹力必有形变,有形变不一定有弹力,只有弹性形变才会产生弹力。弹力是接触力,物体间不接触不会产生弹力。相互接触的物体不一定产生弹力。
弹力垂直于接触面,指向受力物体;弹簧产生的弹力沿弹簧指向弹簧指向弹簧恢复原长的方向;绳产生的弹力沿绳指向绳收缩的方向。
易错三:对重力概念理解不清楚而出错。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。施力物体是地球。
重力的两个特征:(1)普遍性。地球表面的一切物体都受到重力的作用,不论质量大小、形状如何、有无生命,不论运动还是静止,只要是物体,都受重力。(2)非接触性。重力是非接触力,空中运动的物体与地面上静止的物体都受到重力的作用。
物体和地球之间的作用是相互的,物体受到地球的吸引力,地球也受到物体的吸引力。重力是由于地球的吸引而产生的力,但重力不一定等于地球对物体的吸引力。
易错四:平衡力与相互作用分辨不清楚而出错。
1. 相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)
2. 平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在
易错五:摩擦力的方向分辨不清楚而出错。
1. 摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。
2. 被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反;摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的。
易错六:不清楚力与运动的关系而出错。
1. 物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态。
2. 物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因。
3. 物体若受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变。
4. 若物体处于静止状态或匀速直线运动状态,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用。
错题纠正
【例题1】如图所示,下列关于力的作用效果不同于其他三个的是( )
A.将船推动
B.将橡皮泥捏瘪
C.铁球向磁铁靠近
D.人拉车前进
【答案】B
【分析】力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解析】A、用力将船推动,说明力可以改变物体的运动状态;
B、将橡皮泥捏瘪,橡皮泥在力的作用下形状改变,说明力可以改变物体的形变;
C、铁球向磁铁靠近,铁球在力的作用下运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态;
D、人拉车前进,车在力的作用下运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确。
故选:B。
【例题2】如图所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向左拉伸弹簧另一端,下列有关“由于弹簧形变产生的力”描述正确的是( )
A.墙对弹簧的拉力 B.弹簧对墙的拉力
C.手对弹簧的拉力 D.以上说法都不对
【答案】B
【分析】弹力是物体发生形变后要恢复原状时产生的力,两物体直接接触并且发生形变,两物体间才会有弹力作用。
【解析】弹簧形变产生的力,即弹簧的弹力,施力物体为弹簧,因为是手拉弹簧,所以弹簧发生形变,产生的是对手或墙的拉力。故B正确。
故选:B。
【例题3】下列说法中,正确的是( )
A.两物体只要相互接触,它们之间一定有力存在
B.一支毛笔所受重力接近2N
C.物体的位置改变,它的质量不改变,重力要改变
D.跳伞运动员能在空中匀速下降是因为阻力大于重力
【答案】C
【分析】(1)力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用;
(2)任何物体在地球表面都受到地球的吸引,重力G=mg;
(3)物体做匀速运动时,物体受力平衡或不受力。
【解析】A、两物体相互接触并挤压它们之间才会有力的作用,故A错误;
B、一支笔所受重力约为0.2N,故B错误;
C、物体的位置改变,它的质量不改变,重力要改变,故C正确;
D、跳伞运动员能在空中匀速下
【例题4】(2024春•顺义区期中)如图所示为运动员在水平冰面上将冰壶推出的情境。冰壶被推出后在水平冰面上越滑越慢最后静止,对于此过程,下列说法中正确的是( )
A.冰面对冰壶的支持力和冰壶的重力是一对平衡力
B.冰壶对冰面的压力和冰壶的重力是一对相互作用力
C.推出后冰壶仍受到推力,推力和摩擦力是一对平衡力
D.推出后冰壶仍受到推力,推力和摩擦力是一对相互作用力
【答案】A
【分析】平衡力:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
相互作用力:相互作用力是两个物体之间的相互作用。作用在不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解析】A、冰面对冰壶的支持力和冰壶的重力,作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故A正确;
B、冰壶对冰面的压力和冰壶的重力,二力方向相同,不是一对相互作用力,故B错误;
CD、推出后冰壶不再受到推力,故CD错误。故选:A。
【例题5】如图所示,用大小为F的力将一长方体物块压在竖直墙面上保持静止,物块受到的摩擦力为f1;减小压力,使物块沿竖直墙面匀速下滑,物块受到的摩擦力为f2,关于f1和f2的大小和方向说法正确的是( )
A.f1>f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
B.f1=f2,两个摩擦力的方向都竖直向上
C.f1=f2,f1竖直向下,f2竖直向上
D.f1>f2,f1竖直向下,f2竖直向上
【答案】B
【分析】物块处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡;根据二力平衡条件分析摩擦力的方向和摩擦力的大小关系。
【解答】解:物块处于静止状态时,在竖直方向上受两个力,即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的静摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相同,所以f1=G;
物块沿竖直墙面匀速下滑,在竖直方向上受两个力,即竖直向下的重力和竖直向上的墙对木块的滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相同,所以f2=G;
由此可知,f1=f2,故B正确。
故选:B。
举一反三
【强化1】某校开展了多样化的运动竞赛,部分竞赛项目如图所示,下列说法正确的是( )
A.篮球在空中运动时,受到了手对篮球的推力
B.跑步时向后蹬地,说明物体间力的作用是相互的
C.运动员将竿压弯,说明力可以改变物体的运动状态
D.投球手将棒球投出,说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(2)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(3)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。
【解析】A、篮球在空中运动时,不再受到手的推力,篮球仍向前运动,是因为篮球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故A错误;
B、跑步时向后蹬地,人给了地面一个向后的力,地面同时给人一个向前的力,利用了物体间力的作用是相互的,故B正确;
C、跳高运动员将竿压弯,说明力可以改变物体的形状,故C错误;
D、投球手将棒球投出,球由静止变为运动,球的运动状态发生了改变,说明力改变了物体的运动状态,故D错误。
故选:B。
【强化2】它们弹力的情况,以下说法正确的是( )
A.木板受到的压力就是木板产生的弹力
B.足球产生的弹力作用在足球上
C.木板形变是由于木板产生弹力造成的
D.木板产生的弹力就是木板对足球的支持力
【答案】D
【分析】(1)分析压力与弹力的实质可做出判断;
(2)一个物体产生的力不可能作用在自己身上;
(3)木板发生形变肯定是受到外力引起的;
(4)压力和支持力互为相互作用力,它们的实质都是弹力。
【解答】解:A.木板受到的压力足球施加的,木板产生的弹力是由于木板发生弹性形变而产生的,前者木板是受力物体,后者木板是施力物体,因此这两个力不是同一个力,故A错误;
B.足球产生的弹力是作用在木板上的,而不是自己身上,故B错误;
C.木板形变是由于受到外力引起的不是自身的弹力造成的,故C错误;
D.木板产生的弹力是木板发生弹性形变产生的,这个力就是木板对足球的支持力,故D正确。故选:D。
【强化3】下列关于重力的说法中,正确的是( )
A.只有与地面接触的物体才受到重力的作用
B.物体在上升过程中不受重力的作用
C.只有静止在地面上的物体才受到重力的作用
D.地面附近的所有物体都受到重力的作用
【答案】D
【分析】重力是指由于地球的吸引而使物体受到的力,地球附近的物体都有受到重力,包括与地球接触的物体和地球周围与地球不接触的物体。
【解答】解:
地球附近的一切物体由于地球吸引而使物体受到的力叫重力,重力是由于地球的吸引而产生的,故D符合题意;
物体只要在地球周围,无论是地面上,还是在空中(地面附近),无论是静止,还是运动,物体都要受到重力作用,故A、B、C不符合题意。故选:D。
【强化4】(多选)(2024春•海淀区期末)如图所示,将物体A挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩下端并处于静止状态。物体A的重力为G,物体A所受弹簧测力计的拉力为F1,物体A对弹簧测力计的拉力为F2,下列说法正确的是( )
A.G与F1是一对相互作用力 B.G与F1是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力 D.F1与F2是一对平衡力
【答案】BC
【分析】(1)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。缺一不可。
(2)力的作用是相互的,两个相互的作用力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上。
【解析】A、G与F1同时作用在物体A上,不是一对相互作用力,故A错误;
B、物体A挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩下端并处于静止,处于平衡状态,G与F1符合二力平衡条件,属于一对平衡力,故B正确;
CD、F1与F2同时作用在物体A和弹簧测力计上,符合相互作用力的特点,是以一对相互作用力,不是一对平衡力,故C正确、D错误。
故选:BC。
【强化5】小明站在沿水平方向运动的滑板车上不再蹬地,而是让车滑行,滑板车最终会慢慢停下来。这是因为( )
A.滑板车失去了惯性 B.力改变了滑板车的运动状态
C.滑板车受到了平衡力的作用 D.滑板车没有受到力的作用
【答案】B
【分析】(1)任何物体都有惯性;(2)力改变了物体的运动状态;(3)物体处于静止或匀速直线运动时受力平衡;(4)根据运动状态分析。
【详解】A、任何物体都有惯性,滑板车惯性不会消失,由于惯性继续滑动,故A错误;
B、滑板车最终会慢慢停下来,是阻力改变了滑板车的运动状态,故B正确;
C、滑板车慢慢停下来,说明速度大小改变,即运动状态改变,受到了非平衡力的作用,故C错误;
D、滑板车受重力、支持力、摩擦阻力的作用,故D错误。故选:B。
04 单元小结
一、考点考向
1、力的作用效果
(1)考向:力的作用效果是改变物体的运动状态和使物体发生形变,能结合生活中的实际现象进行分析。
(2)力的作用效果对于解释和理解许多物理现象以及解决实际问题都是至关重要的。
2、弹簧测力计的使用
(1)考向:弹簧测力计的原理;弹簧测力计读数等。
(2)弹簧测力计在力的相互性方面有两种问题:
(1)弹簧测力计的示数;
(2)弹簧测力计的计算。
3、重力
(1)考向:重力公式的表述:重力大小跟物体的质量成正比,不能反过来表述:物体的质量跟重力大小成正比。
(2)直接利用公式进行重力、质量的计算;由质量计算出重力或直接计算重力做功或克服重力做功。
4、二力平衡
(1)考向:考查平衡力与平衡状态的概念,以及平衡力与平衡状态的判断。
(2)判断两个力是否为一对平衡力,还是相互作用力是命题方向。
(3)考查探究二力平衡的条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
5、二力合成
(1)考向:合力的方向与谁的方向相同,此处用到的物理学方法——等效替代法是命题的关键。
(2)考查探究二力合成的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
6、摩擦力
(1)考向:怎样增大摩擦力或减小摩擦力,生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向。
(2)考查探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
7、牛顿第一定律
(1)考向:考查惯性的概念以及惯性现象;考查生活中的惯性的危害现象。
(2)典型的情景考查了惯性的知识,判断物体的运动状态。
(3)物体的运动状态的变化与平衡力结合是命题的方向,学生往往理解物体的运动需要力来维持这个误区也是命题的知识点。
二、常考题型
(1)选择题:常考热点主要集中在力的概念、力的作用效果、影响力的三要素;重力的概念;弹簧测力计及应用;二力平衡与相互作用力的结合;惯性及惯性在生活中的应用;牛顿第一定律的考查;二力合成的计算和应用;增大或减小摩擦的方法和利用;力与运动的综合考查。
(2)填空题:常考热点集中在重力的大小、方向;弹簧测力计的使用;力的相互作用;惯性的应用;二力平衡的应用;摩擦力方向及应用。
(3)实验题:常考热点集中在二力平衡的实验探究;滑动摩擦力的大小影响因素的探究;阻力对物体运动的影响探究。
(3)作图题:常考热点集中在重力和弹力的作图上。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!11
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$