内容正文:
第三节 力与运动的关系
第八章 力与运动
学习目标
1. 能举例说明力的两种作用效果。
2. 知道力的合成的含义。知道同一直线上两个力的方向相同或相反时合力与两个力的关系。
3.能举例说明:物体所受合力为零时运动状态不变、所受合力不为零时运动状态发生改变。
一、力的作用效果
力是物体对物体的作用。
怎样才能判断物体受到力的作用呢?
橡皮泥的 发生改变,它受到了 的作用。
弹簧的 发生改变,它受到了 的作用。
形状
力
形状
力
气球的 发生改变,它受到了 的作用。
形状
力
力可以使物体发生形变。
观看图8-15,说说物体的运动发生怎样的变化?为什么会有这样的变化?
火箭加速升空
列车减速进站
排球运动方向发生改变
如图(a)-(c)所示,火箭发射时,在推力作用下由静止开始运动,速度越来越大;列车进站,阻力使它由快变慢,最后停止;排球在力的作用下既改变运动方向也改变速度大小。
事实表明,力不仅可以使物体发生形变,还可以改变物体的运动状态。
力的作用效果
改变物体的运动状态
使物体发生形变
运动方向
速度大小
2、只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变。
1、只要物体的运动状态发生改变,物体就一定受到力的作用。
×
√
想一想
3、什么叫做运动状态不改变?
静止或者匀速直线运动
物体不受力
保持静止或匀速直线运动
牛顿第一定律:
一切物体都保持静止状态或者匀速直线运动状态,除非有力迫使它改变这种运动状态。
运动状态保持不变
二、力与运动的关系
匀速行驶的列车
静止的叠石
G
F支持
图中的石头受到的两个力从相反的方向力图改变它的运动状态,它们的作用相互抵消了。
现实世界中,物体都会受到力的作用,运动状态是否改变?
物体受平衡力
保持静止或匀速直线运动
运动状态保持不变
f
F牵
G
F支持
现实世界中,物体受非平衡力作用时,运动状态是否改变?
当运动的汽车水平方向所受牵引力大于阻力时,汽车做_____运动。
当运动的汽车水平方向所受牵引力小于阻力时,汽车做_____运动。
当物体受到的力的方向与运动方向不在同一直线上时,物体做______运动。
加速直线
曲线
f
F牵
f
F牵
减速直线
自由下落的小球运动速度发生 ,因为小球受到 的作用。
从桌上滚下的小球速度大小发生了 ,运动方向发生了 ,因为小球受到_____的作用。
改变
重力
改变
改变
重力
现实世界中,物体受非平衡力作用时,运动状态是否改变?
改变
物体的运动状态
不变
改变
静止
匀速直线运动
加速运动
减速运动
运动方向改变
物体不受力
物体受力平衡
物体受力不平衡
小结
F
F1
F2
以上例子告诉我们,一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同。
力的作用效果相同
力的作用效果相同
如果一个力的作用效果与某几个力共同作用的效果相同,那么这个力就叫作那几个力的合力,这几个力叫做这个力的分力。求几个力的合力的过程叫做力的合成。
左图中两个小孩或一个大人均能提起同一桶水,这两个小孩与一个大人用力的作用效果是否相同?右图中两个人共同推车换成一个人推车以相同运动状态前行时,这一个力与两个人共同推车时的那两个力有什么关系?
三、同一直线上两个力的合成
两个力方向相同时,合力应该等于两个力之和。
两个力方向相反时,合力的大小和方向是怎样的呢?
活动8.4 探究同一直线上两个力的合成
器材:橡皮筋、小圆环、弹簧测力计、细绳组成下图所示的实验装置。
实验步骤:
只在其中一根细线上挂的钩码个数为3,等于用两根细线挂的钩码个数之和。
【实验结论】
作用于同一物体且在同一直线上的两个力:
(1)方向相同时,合力大小等于这两个力之和,合力方向与这两个力的方向相同;即 F合=F1+F2.
(2)方向相反时,合力大小等于这两个力之差,合力方向与较大的那个力的方向相同;即 F合=F1-F2.
小结
1. 跳伞运动员从飞机上跳下,在降落伞打开前速度越来越大,这是是什么?降落伞打开一段时间后会匀速降落,这又是为什么?
实践与练习
打开降落伞前,跳伞和运动员所受重力大于阻力,做加速运动;
打开降落伞一段时间后,重力和阻力平衡,因而做匀速运动。
2. 如图所示,小球从斜面上由静止滚下,最后停在粗糙水平面上的点B处。从点A到点B的过程中,小球做什么运动?原因是什么?
小球在水平方向只受阻力,与运动方向相反,因而做减速运动,最后停了下来。
实践与练习
3. “活动8.1”中,卡片静止时所受的合力是多大?
卡片静止时,水平方向受力平衡(忽略重力),因而所受合力为 0。
实践与练习
4. 一辆质量为4t的卡车,在2×103N的牵引力作用下,沿平直公路匀速行驶。求卡车受到的阻力和地面对它的支持力。
解:m=4t=4000kg
G=mg=4000kg×9.8N/kg=3.92×104N
F支=G=3.92×104N
f=F牵=2×103N
实践与练习
5. 小明用20N的水平推力,使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时,小车所受的合力是多大?
小车做匀速直线运动时,其受到的推力与摩擦力是一对平衡力,其合力为0。
f=F=20N
F合=30N-20N=10N
实践与练习
1、下列运动场景中,对力的作用效果的描述与其他选项不同的是( )
A.打出去的排球在空中划出一条弧线
B.跳高运动员压弯撑杆
C.运动员踢足球改变了足球的运动方向
D.长跑运动员加速冲过终点
B
随堂小练
2、如果物体受到力的作用,可以断定下列情况中物体一定是受到非平衡力的作用是( )
A.物体在空中匀速直线下落
B.火车在平直铁轨上匀速前进
C.掷出的铅球在空中运动时
D.电梯匀速上升
C
随堂小练
3、如果人造地球卫星,绕地球做匀速圆周运动,那么卫星一定受( )
A.平衡力
B.不受力
C.受非平衡力
D.无法确定
C
随堂小练
4、一个物体受到同一直线上的两 个力F1、F2的作用,合力大小为30N,其中一个分力的大小为20N,则另一个分力的大小( )
A.一定为10N
B.一定为50N
C.为10N或50N
D.无法确定
C
随堂小练
5、 如图所示,两根相同的弹簧分别固定在左右墙壁上,墙壁间距离大于两根弹簧原长之和,水平面光滑。现用铁球把左边的弹簧压缩一定长度后自由释放,不计空气阻力,此后 ( )
A .铁球的速度一直增加
B .铁球与两弹簧都不接触时,处于平衡状态
C .铁球将右侧弹簧压缩到最短时受平衡力作用
D .小球接触右边弹簧后能立即保持静止
B
随堂小练
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