内容正文:
第七章 力与运动
第一节 科学探究:牛顿第一定律(课时1)学习目标:
1.认识、理解牛顿第一定律的内容。
2.通过实验和推理,探究物体不受力时怎样运动,体会“理想实验”的科学方法。
3.知道什么是惯性,能用惯性解释自然界和生活中的有关现象。
伽利略与摆的等时性:
1583年在意大利的比萨城里, 17岁的伽利略无意中,他观察到悬在天花板上的挂灯微微晃动。伽利略发现这个挂灯摆动逐渐平息的过程中,每次摆动所用的时间并不改变。这一发现引起了伽利略的思考:是不是其他的摆动也跟吊灯相似,摆动一次的时间跟吊灯摆动幅度的大小没关系?吊灯的轻重又是否不影响摆动一次的时间呢?……
回家后,他继续研究,发现并提出了单摆的等时性。
【知识要点】
1. 历史回顾
亚里士多德观点:要维持物体的运动,就必须给物体施加 ;不受力而能够一直运动的物体是不存在的,即力是维持物体运动的原因。他的观点 (正确/错误)。
伽利略的观点:运动物体如果不受其他力的作用,将会继续 沿直线“永恒”运动下去。 即物体的运动,不需要力来维持。
2. 牛顿第一定律
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 运动状态或 状态。牛顿第一定律是对大量的实验事实进行总结和推理而获得,它 (能/不能)通过实验直接验证(即理想实验法)。
3. 惯性:物体保持 状态或 运动状态的性质叫做惯性;惯性是 物体固有的一种属性。 是惯性大小的量度。
【先学检测】
1.正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将( )
A.立即停下来 B.先慢下来,然后再停下来
C.改变运动方向 D.沿原来的运动方向做匀速直线运动
2.不计空气阻力,足球离开脚面后使球在空气中运动状态发生变化的力的施力物体是( )
A.前锋队员 B.足球 C.守门员 D.地球
3.下列现象中,物体运动状态没有改变的是( )
A.关闭发动机后向前运动的汽车 B.加速上升的飞机
C.发动汽车使它从静止变成运动 D.降落伞从空中匀速下落
4.氢气球用绳子系着一个重物共同以10m/s的速度匀速上升,当到达某一高度时,绳子突然断开,这个重物将( )
A.立即下落 B.继续上升一段距离,然后下降
C.以原来的速度一直上升 D.以上说法都不对
5.如图所示,有一物体先沿着粗糙的水平面以vl的速度做匀速直线运动,后运动到光滑的水平冰面上,仍沿着原方向做匀速直线运动,速度为v2,则( )
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2 C.v1=v2 D.无法确定
【合作释疑】
牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的_________位置由静止开始下滑.
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在
_______段(选填“AB”或“BC”或“AC”).
(3)由于受阻力作用小车在水平面上做减速运动,小车运动到D点时速度为v1,若所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1____v2.
(4)伽利略受到摆的等时性的启发,设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度.经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图乙.
(5)图丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,不计摩擦,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度_______(选填“减小快”、“减小慢”或“不变”).于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,球将做 运动.
(6)伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性.在我们今天看来,球的这种属性称为________。
【当堂过关】
1.在汽车中悬线上挂一个小球,当汽车运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是( )
A.汽车一定向右做加速运动
B.汽车一定向左做加速运动
C.M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的
摩擦力作用
D.M除受到重力、底板的支持力作用外,还可能受到向左的摩擦力作用
2.运输液体货物的槽车,液体上有气泡,如图所示。当车开动时,气泡将向_______运动;刹车时,气泡将向__________运动,其原因是________具有惯性。
7.1 科学探究:牛顿第一定律(课时1)
【课后巩固】
1. 牛顿第一定律是( )
A.通过日常生活经验得出的 B. 由斜面小车实验得出的
C.由理论分析便可得出 D.在实验基础上,分析推理得出的
2. 教室里悬挂着的电灯处于静止状态,假如它受到的所有的力突然全部消失,它将( )
A.加速下落 B. 匀速下落 C.保持静止 D.可以向各个方向运动
3. 小雨用绳子拉着一石块在水平桌面上做匀速圆周运动,假设石块受到的力全都消失,则该石块将( )
A.做匀速直线运动 B.继续做匀速圆周运动 C.落到地面上 D. 立即停止运动
4. 一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起,这位旅客的落地点( )
A.在起跳点之后 B.在起跳点之前 C.仍在起跳点 D.无法确定
5. 关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因 B. 物体只要运动就需要力的作用
C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体受到力的作用,运动状态一定改变
6. 关于惯性,以下说法正确的是( )
A. 静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性越大
C.物体惯性的大小与运动状态有关 D.任何物体在任何情况下都有惯性
7. 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱,这样做是为了( )
A.减小惯性,使运动状态易于改变 B.减小惯性,使运动状态不易改变
C.增大惯性,使运动状态易于改变 D.增大惯性,使运动状态不易改变
8. 一辆卡车空载时以25m/s 的速度匀速行驶比满载货物时以20m/s 的速度行驶时的惯性比较( )
A.一样大 B.空载时大 C.满载时大 D.无法比较大小
9. 子弹从枪膛里射出以后仍然向前飞行,这是由于( )
A.子弹具有惯性 B.子弹受到惯性的力
C.子弹受到一个向前的推力 D. 子弹的惯性大于受到的阻力
10. 运动员跳远前要先助跑一段,这是因为( )
A.跳前的速度越大惯性越大,可以跳得更远 B.助跑是为了获得惯性,有利于跳远
C.助跑是为了动作连贯,不易摔倒
D.助跑是为了获得较大的初速,起跳后因为惯性要保持原有运动状态,所以能跳得更远
11.由牛顿第一定律可知:物体在不受力的情况下,原来静止的物体会保持 状态,原来运动的物体会做 运动,一直运动下去。
12.静止的小球不受力的时候,小球处于 状态;运动的小车突然不受力,小车将处于 状态。
13.汽车刹车后,还能继续前进,这是因为汽车 ;但它的速度会越来越小,最后停下这是因为汽车受到 的作用。
14.如图1所示,用力击打鸡蛋下面的硬纸片,可以发现硬纸片被击飞而鸡蛋却落在杯中,鸡蛋没有飞出是因为鸡蛋具有 ;硬纸片被击飞说明力可以改变物体的 .图2
15.如图2所示,锤头松动了,将锤柄向下撞击凳子,锤柄停止运动,锤头由于 继续向下运动,就紧套在锤柄上。锤柄在阻力的作用下停止运动,说明力可以改变物体的 。
表面情况
阻力大小
小车运动的距
离s /m
毛巾
大
0.1
棉布
较大
0.18
木板
小
0.35
16.同学们在探究“阻力对物体运动影响”的实验时,利用如图3所示的装置图。先后在水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布、木板),做了三次实验。然后将实验数据填入表格:
(1)本实验的研究对象是 ;
(2)实验关键:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,其目的是: ;
(3)实验中如何改变小车受到的阻力大小?
(4)实验中如何判断阻力对物体运动的影响?
(5)分析上述实验数据可以得出结论:平面越光滑,小车运动的距离越 ,这说明小车受到的阻力越 ,速度减小得越 .
(6)在上述实验基础上进一步推理:如果水平面绝对光滑(即小车不受任何阻力作用),那么小车的速度不再减小,小车将一直保持 。
17.理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法,它以大量可靠的事实为基础,以真实的实验为原型, 通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。如图4所示,是伽利略著名的斜面理想实验,实验设想的步骤有:
①减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度。
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面。
③再减小第二个斜面的倾角,最后使它变水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动。图4
④如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。
(1)请将上述步骤按照正确的顺序排列 (只要填写序号)。
(2)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是( )
A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论
*18.(提高)从车箱顶的A处有一小球自由落下,结果落在底板上的B处,则此时该车箱所处的运动状态可能是( )
A.匀速向左运动 B.向左加速运动
C.匀速向右运动 D.向右加速运动
第一节 科学探究:牛顿第一定律(课时2)
【知识要点】
利用惯性解释生活中的现象步骤:
1.明确研究对象(一般为两个物体或者一个物体的不同运动阶段,以下记作A物体和B物体),并说明两个研究对象原来的运动状态;
2.明确突发事件,当(突发事件产生)时,A物体受到了力,从原来的……状态变为.....状态; 而B物体由于惯性,仍然保持原来 的状态不发生改变;
3.所以 (结合题意,回答)。
【课后巩固】
1. 物理知识渗透于我们生活的方方面面。以下的安全警示语中涉及到惯性知识的是( )
A.输电铁塔下挂有“严禁攀爬” B.汽车的尾部标有“保持车距”
C.商场走廊过道标有“小心碰头” D.景区水池边立有“水深危险”
2. 下列情景中利用惯性的是( )
A.驾驶员要系好安全带 B.禁止汽车超载行驶
C.公交车启动时,提醒乘客抓好扶手 D.将锤子的木柄在硬地上撞击几下,就能套紧锤头
3. 关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.静止的物体没有惯性 B.运动物体的惯性比静止时大
C.航天员在空间站中失去惯性 D.物体在任何情况下都有惯性
4. 苹果从树上落下的过程中,其惯性( )
A.变大 B.不变 C.先变大后不变 D.先变大后变小
5. 如图1所示,当铁锤松动时,握住锤柄迅速向下撞击坚硬的地面,锤头会紧紧地套在木柄上,这是因为锤柄撞击地面( )
A.锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要保持静止状态
B.锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要继续向下运动
C.锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要保持静止状态图1
D.锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
6.关于惯性的理解和现象解释,以下说法正确的是( )
A.高速飞行的子弹具有惯性,穿入木头静止后惯性消失
B.汽车驾驶员和前排乘客系安全带,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.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
7.对牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.物体运动速度越快,惯性越大 B.运动的物体不受力的作用时,将慢慢停下来
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变D.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
8.正在上升的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将( )
A.立即往下掉 B.先上升一段距离后往下掉 C.向上做匀速直线运动 D.静止
9.在篮球比赛开始时裁判员会将篮球抛向空中让双方争球,假设篮球运动到最高点时所有的力突然消失, 则篮球将( )
A.向上减速运动 B.向下加速运动 C.向下匀速运动 D.静止
10.有一气球以10m/s的速度匀速竖直上升到某一高度时,从气球里脱出一个物体,这个物体离开气球后将( )
A.继续上升一段时间,然后下降 B.立即下落
C.以原来速度永远上升 D.以上所说都不对
11.一杯水放在作直线运动的列车内的水平桌面上,如果水面情形如图2所示,
则列车的运动状态一可能是( )
A.列车向左匀速运动 B.列车向右匀速运动图3
C.列车向左运动时突然刹车 D.列车向右运动时突然刹车
12.如图3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,随车一起作匀速直线运动。当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其他阻力不计)( )
A.一定相碰 B.一定不相碰
C.若m1<m2,则肯定相碰 D.无法确定是否相碰
13.如图4所示是探究"阻力对物体运动影响"的实验装置,下列有关此探究活动的各种表述,错误的是( )
A.每次实验时,应使小车从斜面的同一高度滑下
B.由于惯性,小车到达水平面后继续向前运动
C.水平面越粗糙,小车在水平面上前进的距离越远
D.运动的物体若不受阻力,将一直运动下去
14.投掷出去的篮球在空中能够继续飞行,这是因为篮球 ;篮球在飞行中运动方不断改变,这是因为篮球 。(不计空气阻力)
15. 如图5,用力打击一摞棋子中间的一个,该棋子由静止开始
沿水平方向飞出,这表明 .上面的棋子由于 要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到 的作用,又落到下面的棋子上。
16.双手端着盆向外甩可以将盆里的水泼出去,这是利用了水的 。当手端着盆向外甩时,水在盆的推力作用下与盆一起向外运动,当手伸直时,盆在手的作用下突然停止了运动,而水由于 要保持 ,所以水就离开盆飞出去了。
17.小强行走时被石块绊了一下,身体向前倾倒。对此情景合理的解释是:小强原来相对于地面是 的,当他的 (选填"脚"或"上身")的运动状态突然改变时,他的 (选填"脚"或"上身")由于 仍保持原来的运动状态。
18. 站在静止的汽车车厢内的乘客,当汽车突然启动时,身体会往前倾,请解释这一现象。
19.如图6所示,老王骑车上班途中,前方停在路边的轿车司机突然打开车门,老王刹车不及撞上车门受伤。请你利用所学的物理知识解释发生这一现象的原因。
7.2 力的合成(g=10N/kg)
学习目标:
1.认识合力的作用效果。
2.知道合力与分力都是从从力的作用效果来定义的。
3.通过实验探究,知道在同一直线上,同向与反向力的合成情况。
矢量
有些物理量,既要有数值大小(包括有关的单位),又要有方向才能完全确定。这些量之间的运算并不遵循一般的代数法则,而遵循特殊的运算法则。比如说力这样的物理量叫作物理矢量。
有些物理量,只具有数值大小(包括有关的单位),而不具有方向.性。这些量之间的运算遵循一般的代数法则。例如温度、质量这些物理量叫作物理标量。
【知识要点】
1. 合力与分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果 .这个力叫做那几个力的合力,组成合力的每一个力叫_____, 求两个力的合力叫二力的 。
2. 同一直线二力F1、F2合成∶ ①同向:F合= 。方向与两力方向相同。
②反向: F合= 。方向与大的力方向相同。
*3.求合力的方法:
(1)确定研究对象;
(2)对研究对象进行受力分析,并画出力的示意图;
(3)找出同向或反向的两个力,然后根据同一直线上二力合成进行运算。
【先学检测】
1.F1、F2作用在同一物体上,且在同一直线上。其中F1=5N向右,F2=3N向左。关于F1、F2合力的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.8N向右 B.5N向右 C.3N向左 D.2N向右
2.作用同一个物体上的水平力F1=30N和F2=20N,分别向东和向西,它们的合力( )
A.大小是10N,水平向东 B.大小是50N,水平向东
C.大小是10N,水平向西 D.大小是50N,水平向西
3.有一个大果篮的重力为10N,小明同学用竖直向上、大小为15N的力把大果篮提在空中,则大果篮受到的合力的大小和方向是( )
A.5N,竖直向上 B.25N,竖直向上 C.5N,竖直向下 D.25N,竖直向下
4.用20N的力将重为4N的足球竖直向上踢出,足球在竖直向上运动过程中,如果受到的空气阻力大小为1N,则足球受到的合力大小为( )
A.25N B.3N C.5N D.15N
5.用20N的力将重为4N的足球竖直向上踢出之后过一段时间足球竖直下落,足球在竖直向下运动过程中,如果受到的空气阻力大小为1N,则足球受到的合力大小为( )
A.25N B.3N C.5N D.15N
6.作用在一个物体上的两个力的合力大小为5N,其中一个分力为F1=6N。如果这两个力作用在同一条直线上,则中一个分力F2的大小( )
A.一定是11N B.可能是11N C.一定是1N D.可能是6N
7.用大小各为4N的水平力F沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则弹簧测力计的示数为 N,弹簧测力计受的合力为 N。
【合作释疑】
物理老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。
(1)该实验应用了力能使物体 的道理,图中EE'表示橡皮筋 的长度。
(2)实验中,老师每次均将橡皮筋右端拉至E'点,这样做的目的是 ;
(3)通过比较图 两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之 ,方向跟这两个力的方向相同。
(4)通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟 (填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同。
【当堂过关】
1.作用在某一物体上的两个力分别是20N和25N,且在同一直线上,则两个力的合力( )
A.一定是45N B.一定是5N C.可能是45N或5N D.可能是20N或25N
2.探究“同时作用在一个物体上,沿同一直线方向相同的二个力的合成”的实验过程中,部分情景如图所示,下列说法错误的是( )
A.实验中,前后两次同一根橡皮筋伸长的长度相同,这是采用控制变量法
B.根据实验现象可以发现此情境下两个力的合力方向与任何一个力方向相同
C.实验中可以发现此情景下两个力的合力大小大于任何一个力
D.如果将F1、F2同时作用在橡皮筋上,而F作用在弹性绳上,则无法完成实验探究
3.关于作用在同一直线上的两个力,下列说法中正确的是( )
A.两个不为零的力,其合力一定不为零 B.两个力的合力,一定大于其中任何一个力
C.求两个力的合力的大小,就是把两个力的大小相加
D.两个力的合力,可能小于其中任何一个力
*4.如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F1、F2的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析不正确的是( )
A.A受B的摩擦力为7N,方向水平向右
B.地面对B的摩擦力为3N,方向水平向左
C.B对地面的摩擦力为3N,方向水平向右
厦门市火炬学校·八(下)物理教学案 班级: 姓名: 组号:
D.A、B整体受到的合力为3N,方向水平向右
业精于勤荒于嬉,行成于思毁于随1
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7.2 力的合成
【课后巩固】
1. 如图1表示作用在同一直线上的两个力,F1=6N,F2=2N,则它们的合力大小和方向是( )
A.8N,与F2方向相同 B.8N,与F1方向相同
C.4N,与F2方向相同 D.4N,与F1方向相同
2. 在水平地面上由一辆小车,小明和小红沿水平方向一个人拉一个人推,如图2所示,且拉力和推力分别为120N 和100N,则两个力的合力大小和方向分别为( )
A.20N,与小红相同 B.120N,与小红相同
C.100N,与小明相同 D.220N,与小明相同
3. 一个物体只受"三要素"完全相同的两个力F1和F2的作用,则这个物体所受的合力为( )
A.0N B. F1 - F2 C. F1+F2 D.无法确定
4. 作用在某一物体上的力分别是 20N和25N,且在同一直线上,则这两个力的合力( )
A.一定是 5N B.一定是45N
C.可能大于45N D.可能是45N
5. 关于同一直线上两个力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个力的合力,一定大于其中任何一个力
B.两个不为零的力,其合力一定不为零
C.求两个力的合力大小,就是两个力的大小相加
D.不论两个力的方向如何,合力的方向总是和较大力的方向相同
6. 跳水运动员跳离跳板后,在空中仍能向上运动,这是因为她( )
A.受到一个向上的冲力的缘故 B.自身具有惯性的缘故
C.所受的合力大于重力的缘故 D.所受合力的方向是向上的缘故
7. 小聪用大小为700N的竖直向上的力把重 500N 的杠铃举过头顶,杠铃被举高过程中受到的合力为 N,这个合力使杠铃由 状态变为运动状态。
8.在图3所示的情景中,图甲中提起水桶的力有____个,图乙中提起同样的水桶的力有____个,它们的作用效果 (选填"相同"或"不相同")。
9. 利用图4所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O,并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端,仍将A端拉伸到O点,记录下此时拉力的大小与方向。实验中两次将弹簧A端都拉伸到同一点O的目的是使两次力的 相同,则F叫做F1和F2的 ,如图所示.F与F1、F2的关系式是F= .
图4
温馨提醒:在第10题~第13题中,要画出物体受力示意图并列出式子计算。
10. 如图5, —人用100N的力沿水平方向推动一个质量为50 kg的木箱在地面上前进,木箱受到的摩擦力 是木箱重力的1/5,求木箱在水平方向上的合力是多少?
11. 如图6, 一个重为3N的物体被竖直向上抛出,若运动过程中它所受的空气阻力大小始终为1N,求:
(1) 物体上升过程中受到的合力大小及方向;
(2) 物体下降过程中所受合力的大小及方向。
12. 如图7,跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,所受的重力和空气阻力的合力为10N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,求运动员所受空气阻力的大小和方向。
图7
第三节 力的平衡(g=10N/kg)
学习目标:
1.知道平衡状态有两种;
2.知道平衡力;
3.掌握二力平衡条件的实验及结论。
平衡,在不同语境下,有不同解释,当我们讲物体处于“平衡状态”时,这里的“平衡”,可以理解为“稳”,“快慢不变,方向不偏”;当我们讲“平衡力”时,这里的平衡,可以理解为抵消,一个力的作用效果,被另一个力的作用效果抵消.
【知识要点】
1.平衡状态:物体保持 状态或 ,都是处于平衡状态。
2.二力平衡:
(1)二力平衡:物体受到两个力作用时,处于平衡状态,我们就说这两个力互相平衡。
(2)二力平衡的条件∶作用在 上的两个力,大小 ,方向 ,并且在 上。平衡时合力为 ,即:F合= 。
(3)平衡条件的运用∶①求处于平衡状态的物体所受力的 和 ;②用弹簧测力计测物体所受的重力时,重力 弹簧测力计的示数;③在探究滑动摩擦力与哪些因素有关时,摩擦力 弹簧测力计的示数。
3. 应用平衡条件解题步骤∶
(1)明确研究对象;(2)进行受力分析;(3)根据平衡条件F合=0列式求解。
4.二力平衡与相互作用力的区别∶在右图分别作出这两对力(重力、支持力、压力)
比较项目
二力平衡
相互作用力
作用点是否相同?
作用效果是否可抵消?
去掉其中一个力,另一个力是否存在?
【先学检测】
1.下列运动的物体中,受力平衡的是( )
A.自由下落的苹果 B.加速上升的飞机
C.匀速上坡的汽车 D.起跳的跳高运动员
2.下列物体中处于平衡状态的是( )
A.在平直路面上匀速直线行驶的汽车 B.正在减速进站的火车
C.正在从空中降落到机场跑道上的飞机 D.发射时正在加速上升的火箭
3.图中F1、F2是平衡力的是( )
A.B.C.D.
4.用钢丝绳系上一个重为500 N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是______N。
5.茶杯静止在水平桌面上,以下属于一对平衡力的是( )
A.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力C.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力 D.茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力
【合作释疑】
在探究“二力平衡条件“的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了便于实验操作应该使木块处于 。
(2)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,为了验证二力平衡时的两个力 ;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重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 ;请你提出改进方案 ;如果桌面不水平对实验 (填“有”或“无”)影响。
(3)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 :设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 。
(4)为了探究“是否只有两个力作用在同一物体上才能使物体保持平衡”,同学们在上述步骤的基础上,用锯条将小车从中间锯开,这样小车将 (选填“能”或“不能”)保持静止。这说明:只有当两个力作用在 (选填“同一”或“不同”)物体上,才能使物体保持平衡。
(5)大量的实验事实表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须 、 、 ,这两个力叫平衡力。
【当堂过关】
1.一台笔记本电脑平放在水平桌面上,下列几对力中属于平衡力的是( )
A.笔记本电脑的重力与桌面对笔记本电脑的支持力
B.桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力
C.桌子的重力与地面对桌子的支持力
D.笔记本电脑对桌面的压力与桌面对笔记本电脑的支持力
3.如图所示,人站在商场里匀速上升的电梯上楼,那么此过程中,电梯对人作用力的方向( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
4.氢气球下挂一小重物G在空中恰能沿直线MN方向做匀速直线运动,若不计空气阻力和风力的影响,图中气球和重物G在运动中所处的相对位置正确的是( )
5.如图所示,大人和小孩分别推动同一箱子在相同地面上以不同的
速度向右匀速运动,则他们的推力( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
7.3 力的平衡
【课后巩固】
1.在下列事例中,物体受到平衡力作用的是( )
A. 正在圆形轨道上转圈的过山车 B.减速进站的火车
C.腾空加速上升的火箭 D.在马路上匀速直线行驶的轿车
2.图1中的两个力,彼此平衡的是( )
3.电灯通过电线挂在天花板上,与电灯受到的重力相互平衡的力是( )
A.天花板对电线的拉力 B.电线对天花板的拉力
C.电线对电灯的拉力 D.电灯对电线的拉力
4.跳伞运动员从飞机舱口跳出后,降落伞尚未张开,运动员下落越来越快。过一段时间降落伞张开,当运动员受到的合力为零时,他将( )
A.加速下降 B.匀速下降
C.减速下降 D.加速上升
5.初二(1)、(2)班的同学在拔河比赛中,对绳子的拉力大小都为1.5×104N,则绳子所受的合力为( )
A.0 B.1.5×104N C.3×104N D.4.5×104N
6. 如图2所示,用弹簧测力计拉动水平桌面上的木块,做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到的一对平衡力是( )
A.弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的摩擦力
B.弹簧测力计对木块的拉力和木块对弹簧测力计的拉力
C.木块受到的摩擦力和木块对弹簧测力计的拉力
D.木块受到的摩擦力和弹簧测力计受到的拉力图2
温馨提醒:
在第10题~第 12题中,要画出受力示意图并列式计算。
7. 一个重为60 N的箱子放在水平地面上,受到 8N的水平向右的推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力等于 N;当水平推力增大到 12 N 时,箱子恰好做匀速直线运动,这时箱子受到的摩擦力等于 N.
8. 竖直向上抛出一小球,小球到达最高点时处于 状态(选填“平衡”或“非平衡"),你判断的依据是 。
9. 某工地的起重机要吊装一个工件,该工件重1200N.当起重机吊着工件静止时,工件受到的拉力为 N;当起重机以4m/s吊着工件匀速下降时,工件受到的拉力为 N;以2m/s吊着工件匀速上升时,工件受到的拉力为 N.
10.质量为3kg的物体被200N的水平力压在竖直墙壁上匀速下滑,如图3所示, 则此时物体受到的摩擦力大小为 N,方向是 ;若将水平压力减小为100N,则此时物体受到摩擦力的大小将 (选填“变大”、“变小”或 “不变")。
11.如图4所示,用6N的力握住总重为1.5 N的水杯静止不动,若将手的握力增大到8N,手与水杯之间摩擦力的大小为 N。若将水杯总重增加到2N,水杯仍然静止不动,则手与水杯之间摩擦力的大小为 N,方向 。
12.如图5所示,在A物体两侧挂不同钩码处于静止状态,每个钩码质量为m, 则A物体受到的摩擦力为 N,方向 。
13. 如图6,图甲是小华同学探究“二力平衡条件”的实验情景:
(1)本次实验的研究对象是 .
(2)小华将卡片(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮并挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(3)为了探究不在同一直线上的两个大小相等的力是否平衡,小华将卡片扭转一个角度,松手后卡片 (填“能”或“不能”)平衡。
(4)在图甲所示情况下,小华用剪刀将卡片一分为二, 两张小卡片迅速向两边分离。此操作是为了验证: 只有作用在 上的两个力才能平衡。
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是
A.减小摩擦力对实验结果的影响 B.卡片是比较容易获取的材料
C.容易让卡片在水平方向上保持平衡 D.卡片容易扭转
14. 如图7,物块A随传送带一起水平向右匀速运动,请画出物块A所受力的示意图。(不计空气阻力)
15. 如图8,观光缆车沿轨道斜向上作匀速直线运动,画出车中重物A所受力的示意图。
16. 如图9,雨燕沿虚线方向匀速自由飞翔,在图中画出雨燕所受重力和空气对它的作用力的示意图。
17. 如图10,小球A用钢管固定在小车的支架上,小车向左作匀速直线运动,不计空气阻力,画出小球A受力的示意图。
图8
力和运动的关系(g=10N/kg)
【知识要点】
1. 当合力为零时,物体处于 状态或 状态。
2. 当合力不为零时:
合力方向与速度方向相同时,物体做 运动。
合力方向与速度方向相反时,物体做 运动。
比较项目
二力平衡
相互作用力
作用点是否相同?
作用效果是否可抵消?
去掉其中一个力,另一个力是否存在?
3. 二力平衡与相互作用力的区别:在右图分别作出这两对力(重力、支持力、压力)
【当堂过关】
1.某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛,乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是( )
A.如果甲图中小球到达最高点时失去重力,该小球将竖直向上做匀速直线运动
B.甲图中小球在运动过程中受到重力和手的推力
C.乙小球在运动过程中密度不变,但是质量会减小
D.如果乙图中小球到达最高点时失去重力,该小球将水平向右匀速直线运动
2.水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力;
B.2~4秒,物体做匀速直线运动;
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是3N;
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是2N
3.如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
4.如图甲所示,物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用,F1、F2的大小随时间的变化如图乙所示,则下列分析正确的是( )
A.在t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相同
B.在t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F2相同
C.在t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相反
D.在t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F2相反
5.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是: 。
(4)当卡片静止时,小华发现拉线不在同一直线上(如图乙所示),于是他得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上,要得到科学的结论,请你给他提出一条改进建议是: 。
(5)小明同学也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图丙所示),你认为能否用小明的装置进行实验 (选填“能”或“不能”)。
(6)同组的小丽在探究同一问题时,将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于小丽的实验。其主要原因是 ,请你为小丽的探究方案提一个改进意见: 。
【课后巩固】
1.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.静止的物体不受力的作用 B.运动的物体一定受到力的作用
C.物体的运动并不需要力来维持 D.没有力的作用运动物体就会慢慢停下来
2. 现代汽车除了前、后排座位都有安全带外,还安装有安全气囊系统,这主要是为了减轻下列哪种情况出现时,可能对人身造成的伤害( )
A.汽车速度太慢 B.汽车转弯
C.汽车突然启动 D.汽车前端发生严重撞击
3.如图1所示是人们向空中抛出实心球到实心球落地而停止运动
的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是( )
A.实心球在空中上升 B.实心球从空中下落 图1
C.实心球在地上越滚越慢 D.实心球停在地上
4.图1中,实心球到达最高点时,若所有外力都消失,实心球的运动情况是( )
A. 静止 B. 从空中下落
C.沿水平方向匀速运动 D.沿着原来运动轨迹下落
5.如图2所示,放手后纸片不能保持静止,这样的操作是为了探究物体
在平衡状态下所受的两个力( )
A.大小是否相等 B.方向是否相反
C.是否作用在同一物体上 D.是否作用在同一直线上
6.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.高速行驶的火车不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.跳高运动员助跑起跳是为了增大惯性 C.羽毛球容易被扣杀是因为它的惯性小 D.宇宙飞船在太空中运行时没有惯性
7. 如图3,小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌,结果没有推动。则下列说法正确的是( )
A.讲台桌不受摩擦力 B.推力与讲台桌的重力大小相等
C.推力小于地面对讲台桌的摩擦力 D.推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等
8.针对静止在水平桌面上的文具盒,小军进行了下列分析,其中正确的是( )
A.文具盒受到重力、桌面的支持力和桌面压力的作用
B.文具盒受到的重力与文具盒对桌面的压力是相互作用力
C.文具盒对桌面的压力与桌面对文具盒的支持力是平衡力
D.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是平衡力
9. 如图4所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至 A 点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在 A、B 两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将( )
A.在B点保持静止 B.沿 BE方向运动
C.沿BC方向运动 D.沿BD方向运动
10.物体在一对平衡力的作用下处于匀速直线运动状态,若其中一个力突然消失,则( )
A.物体将立即停止运动 B. 物体仍做匀速直线运动
C.物体一定改变运动状态 D.以上说法均不对
11.空气对运动物体的阻力与物体运动快慢有关,物体运动越快受到空气的阻力越大.空降兵离开飞机后,先加速下落,后又匀速下落,从离开飞机到落地这个过程中,空降兵所受合力的变化情况是( )
A.一直增大 B.先减小后增大
C.先增大后减小 D.以上说法均不对
12.交通法规定,乘坐汽车时,乘客必须系好安全带。这是为了防止汽车突然减速,乘客由于 身体向前倾倒而造成伤害。假如正在行驶的汽车所受的力全部消失,汽车将会处于 .
13.起重机吊着一个物体匀速上升和匀速下降,拉力分别为F1和F2,比较F1和F2的大小,有F1 F2(选填">"、"="或"<");这两种状态都是 状态。
14. 如图5所示,为探究运动和力的关系,小强在水平面上铺上粗糙程度不同的材料,将小车从斜面上的同一位置由静止释放,比较小车在水平面上运动的距离。当水平面越光滑时,小车受到的摩擦力越 ,小车运动的距离越 ;若不受摩擦力及其他阻力,小车将做 运动。研究过程中采用了 (选填"单纯的实验"或"实验加推理")的方法.图5
15.小花用10N的水平推力匀速推动放在水平地面上的课桌,则课桌受到地面对它的摩擦力大小为 N;小花将课桌内的书包拿走后,把课桌沿原路线用水平力推回的过程中,课桌受到的摩擦力 10N(选填"大于"、"等于"或"小于")。
16.冰冰用手握着一个重为 10N的水杯静止在空中,杯口竖直向上,手的握力为20N,则水杯受到的摩擦力为 N;若使手的握力增大到30N,则水杯受到的摩擦力为 N。
17.小红用90N竖直向上的力去提质量为10 kg静止放在水平地面上的物体,物体所受的合力大小为 N,地面受到的压力 N。
18.甲、乙两队进行拔河比赛,经过激烈比拼,甲队获胜。甲队对乙队的拉力 乙队对甲队的拉力,甲队受到地面的摩擦力 乙队受到地面的摩擦力。(以上两空均选填"大于"小于"或"等于")
19.雨滴在空中下落时受到重力 G和阻力f的作用,则雨滴下落过程中所受合力
F合= (用上述字母表示)。若阻力f随雨滴下落速度的增大而增大,则在雨滴下落越来越快的过程中,G f.(填“>”、“=”或"<”);当速度逐渐增大至f=G,此后雨滴的运动状态是 状态。
20.如图6甲所示,两个重20N的相同的物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时物体B受到摩擦力大小是 N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,如图6乙,则需要的水平推力F2 F1 (填”>”、"="或"<")。
21.(1)如图7,O为小石子的重心,请在图中分别作出小石子竖直上升、下落过程中及在最高点时的受力示意图(小石子在运动过程中均受空气阻力f的作用)。
(2)如图8是正在足球场上滚动的足球,请画出足球受力的示意图。
(3)如图9所示,人站在电梯上跟随商场的电梯匀速向上运动,试画出人的受力示意图。
(4)如图 10,一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,忽略空气阻力,画出小球所受力示意图。
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