内容正文:
授课人:XXXX
第八讲 力 运动和力
第1节 力、弹力、重力、摩擦力
物理·安徽中考
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目录
中考考点解读
重点难点突破
实验核心讲练
中考真题体验
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中考考点解读
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1.有受力物体时,一定有施力物体。(√)
2.不接触的物体只要能发生相互作用,也能产生力。(√)
3.力作用在物体上一定能改变其运动状态。(×)
4.鸡蛋碰石头,鸡蛋碎了,说明石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力。(×)
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胡克定律
弹簧在发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。表达式为F=kx,其中k是弹簧的劲度系数,k的大小由弹簧自身决定。
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影响滑动摩擦力大小的因素 (1)压力:接触面受到的压力越 大 ,滑动摩擦力越大
(2)接触面粗糙程度:接触面越 粗糙 ,滑动摩擦力越大
应用 增大有益摩擦 (1)增加接触面的粗糙程度,例如,塑料瓶盖上有一些竖纹
(2)增大物体间的压力,例如,刹车时用力握车闸
减小有害摩擦 (1)减小接触面的粗糙程度,例如,机床零部件表面光滑
(2)减小物体间的压力,例如,推空箱子时容易推动
(3)变滑动为滚动,例如,行李箱底部加滚轮
(4)让接触面分离,例如,气垫船与支撑面间形成气垫
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1.摩擦力是有害的力。(×)
2.摩擦力的方向总是跟物体运动的方向相反。(×)
3.摩擦力的大小一定与物体间接触面积的大小有关。(×)
4.用转笔刀削铅笔时产生的摩擦是滚动摩擦。(×)
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重点难点突破
摩擦力的分析与判断
【方法指导】求解摩擦力大小的思路:
(1)明确受力物体。
(2)分析物体运动状态,对物体进行受力分析:
a.当物体处于平衡状态时,根据二力平衡条件来分析摩擦力的大小;
b.当物体处于非平衡状态时,根据摩擦力的影响因素(滑动摩擦力的大小只跟压力大小、接触面的粗糙程度有关)来分析摩擦力的大小。
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实验核心讲练
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中考真题体验
弹力和弹簧测力计
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增大或减小摩擦力的方法
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探究影响摩擦力大小的因素
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力的表示方法
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力的方向
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力(10年6考)
定义
力是物体对物体的① 作用
单位
力的单位是② 牛顿 ,符号为③ N
产生条件
必须有两个物体,物体间必须有相互作用
力的作用效果
力可以改变物体的形状和④ 运动状态 相互作用不一定要接
触,如磁铁吸引小磁针。
力的三要素
力的大小、方向、⑤ 作用点 。力的作用效果跟力的三要素有关
力的表示方法
力的示
意图
在物理学中,通常用一条带箭头的线段表示力。如下图,在受力物体上沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头,
表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点
力的图示
选择一个标度,用一定长度的线段表示力的大小
力的作用是相互的
物体间力的作用是⑥ 相互的
理解:
(1)施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,它们的划分是相对的
(2)物体间力的作用同时产生、同时消失,没有先后之分
(3)一对相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上
重力(10年6考)
定义
由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力,用符号G表示
施力物体
重力的施力物体是⑦ 地球
大小
物体所受的重力跟它的质量成⑧ 正比
方向
重力的方向总是⑨ 竖直向下 的,应用:铅垂线、水平仪等
重力的方向不能写成“垂直向下”!
作用点
物体各部分都受到重力的作用,从效果上看,可认为集中在一个点上,这个点叫做物体的重心。形状规则、质量分布均匀的物体,重心在它的几何中心上
重力的计算
重力的大小通过公式⑩ G=mg 计算得出。g=9.8N/kg的意义:质量为1kg的物体受到的重力为9.8N 在地球上的不同位置,g值是不同的。随着纬度的升高,g值变大。
弹力、弹簧测力计(10年5考)
弹力
弹性和
塑性
(1)物体受力时会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状的性质叫弹性
(2)物体发生形变后不能自动恢复原状的性质叫塑性
定义
物体由于发生 弹性形变 而产生的力。压力、拉力、支持力等都是弹力
产生条件
两个物体直接接触;物体发生弹性形变
大小
与物体的弹性强弱和物体发生弹性形变的大小有关。在弹性限度内,物体形变越大,弹力越大
方向
弹力的方向与物体形变的方向 相反
弹簧
测力计
原理
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成 正比
使用方法及读数
使用前
如右图,看清它的⑭ 量程 和⑮ 分度值 ,它的量程为0~5N,分度值为0.2N;检查弹簧测力计的指针是否指在 零刻度线 上,如果不在,应该把指针调节到零刻度线上;轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住
使用时
使用时,要使弹簧的伸长方向与所测力的方向 一致 ,避免弹簧与外壳发生摩擦
读数时
视线正对刻度线,其示数=整刻度值+后面的小格数×分度值
摩擦力(10年6考)
定义
两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍 相对运动 的力 不要把摩擦力当成阻力,摩
擦力也可以作为动力,如人走路时,地面给鞋底的摩擦力是向前的,是动力。
产生的条件
(1)物体间相互接触并挤压;(2)接触面粗糙;(3)物体间有相对运动或相对运动的趋势
方向
与物体相对运动(或相对运动的趋势)的方向 相反
分类
静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力
如图甲所示,物体A重10N,用F=50N的力将其垂直压在墙上静止不动。
(1)此时物体A所受的摩擦力为 静 (选填“静”“滚动”或“滑动”)摩擦力,摩擦力大小为 10 N,方向 竖直向上 。
(2)若F增大为60N,则物体A所受的摩擦力为 10 N。
(3)若F减小为40N,物体A恰能匀速下滑,此时物体A受到的摩擦力大小为 10 N;若再减小F,物体A受到的摩擦力将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图乙所示,将物体A放在水平桌面上,当推力为18N时,物体A做匀速直线运动。物体A在水平桌面上运动时对其施加拉力且将拉力由25N减小到19N,在此过程中物体A将做 加速 (选填“加速”“匀速”或“减速”)运动,此时若撤去拉力,则物体A所受的摩擦力为 18 N。
(5)如图丙所示,在水平桌面上,将与物体A外表一样的重10N的物体B叠放在物体A上面,在36N的水平推力F的作用下物体A与物体B一起做匀速直线运动,此时物体B所受的摩擦力为 0 N。
(6)如图丁所示,将物体A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F推物体A,使它们一起做匀速直线运动,则推力F= 36 N。
(2024滁州全椒一模)建筑工地上常用的夹砖器(取砖工具)及其使用方法分别如图甲、乙所示。如果用它夹住两块完全相同、重力均为5N的砖,竖直提起后静止在空中,此时两夹片与砖面平行,则( D )
A.两砖之间的摩擦力竖直向上
B.两砖之间没有摩擦力,因此压力为零
C.夹片对砖的压力越大,砖受到的摩擦力越大
D.夹片对其中一块砖的摩擦力竖直向上,大小为5N
探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关(10年1考,2022年版课标要求学生必做实验)
【设计与进行实验】
1.实验器材:弹簧测力计、平板、细绳、长方体物块、棉布、毛巾、砝码等。
2.实验操作注意事项
(1)水平拉动物块的原因:使拉力和摩擦力在同一直线上。
(2)让物块运动而不是静止是因为研究的是滑动摩擦力,不是静摩擦力;匀速直线拉动物块的目的是使其处于平衡状态,拉力与摩擦力二力平衡,摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(3)必须在运动的过程中读数,不能停止后读数。
3.实验方法
(1)转换法的应用:将测量摩擦力转换成测量弹簧测力计的拉力。
(2)控制变量法的应用:
①保持压力大小相同,通过更换平板或平板的表面材料来改变接触面的粗糙程度。
②保持接触面的粗糙程度相同,通过在物块上加减砝码来改变压力大小。
(3)多次测量的目的:寻找普遍规律。
【实验结论】
1.在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
2.在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【交流与反思】
1.较难控制物块做匀速直线运动。
2.加速拉动物块时,弹簧测力计示数会变大,不能据此得出滑动摩擦力的大小与速度大小有关的结论。(此时物块不处于平衡状态,弹簧测力计示数与滑动摩擦力不相等)
(2024成都)小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长、宽、高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图甲),是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小 相等 。
(2)小成在实验探究时利用表1收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与 压力大小和接触面粗糙程度 的关系。
表1
长木板不同表面
弹簧测力计示数/N
一个木块
两个木块重叠
光滑表面
粗糙表面
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是 将木块不同表面与长木板接触 。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如表2所示)。你认为应该采用哪个方案?答: 方案三 。
表2
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板
方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板
方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
【创新装置】
(5)小军对实验装置进行了改进,如图乙所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 的关系。
【实验拓展】
(6)小文对实验装置进行了改进,如图丙所示。长、宽、高均不相同的长方体木块,上表面比下表面更为粗糙,放在由电机驱动的水平传送带上,通过水平细绳,绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。
①本实验采用传送带的好处是 木块处于静止状态,便于读数(或可以探究滑动摩擦力与运动速度的关系)(答出一条即可)。
②小文先后将木块上、下表面贴放在传送带上,在木块上放不同质量的砝码进行实验,绘制出摩擦力与压力之间的关系图像,如图丁所示。由图像可知,滑动摩擦力的大小不仅与压力大小有关,还与 接触面粗糙程度 有关;将较粗糙的上表面贴放在传送带上进行实验时得到的图像应为 ① (填序号)。
1.(2016安徽题19)为了研究弹簧的性质,我们在竖直
悬挂的弹簧下加挂钩码(如图甲所示),同时记录弹簧
总长度L与钩码质量m,所得的数据如表1所示。已知弹
簧原长L0=6.0cm,实验过程中,弹簧形变在弹性限度内,
不计弹簧所受的重力。(g取10N/kg)
表1
实验次序
1
2
3
4
5
6
钩码质量m/g
0
30
60
90
120
150
弹簧总长度L/cm
6.0
7.2
8.4
9.6
10.8
12.0
(1)请根据表1中的数据,将表2填写完整。
表2
实验次序
1
2
3
4
5
6
弹力F/N
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
弹簧伸长量Δx/cm
0
1.2
2.4
3.6
4.8
6.0
(2)请根据表2中的数据在图乙坐标系中描点连线,作出弹力F跟弹簧伸长量Δx的关系图像。
(3)本实验的结论就是弹簧测力计的工作原理。只有规范使用弹簧测力计,才能准确测量力的大小。请写出一条正确使用弹簧测力计的操作要求: 使用前要校零(或所测力不超出弹簧测力计的量程,或要保证所测力的方向与弹簧的伸长方向一致等,合理即可) 。
2.(2022安徽题3)小军在整理房间时,用平行于水平地面的力推动玩具箱,如下图所示。若地面粗糙程度相同,则箱子内玩具越重,箱子运动时受到的滑动摩擦力就越 大 (选填“大”或“小”)。
3.(2019安徽题18)下图所示的是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验示意图。
实验过程如下:
A.用弹簧测力计缓慢拉动木块,使它沿水平长木板滑动。当弹
簧测力计示数稳定后,该示数即等于此状态下滑动摩擦力的大小。
B.在木块上放砝码,测出此种情况下的滑动摩擦力。
C.换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力。
……
(1)该实验的原理是: 二力平衡 。
(2)该实验的结论是: 滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关(或接触面受到的压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大) 。
4.(2023安徽题3)如下图,一杯水在斜面上保持静止,O点为其重心。请在下图中作出它所受重力的示意图。
5.(2017安徽题5)力可以用带箭头的线段表示。线段是按一定比例(标度)画出的,它的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾通常表示力的作用点,这就是力的图示。如上图所示,物体A同时受到水平向右的拉力F1=40N和与水平方向成30°角的斜向右上方的拉力F2=60N的作用。请参照上图中力F1的图示,用相同的比例(标度)在上图中画出力F2的图示。
6.(2023安徽题13)小宇在拖地时,拖把头沿
右图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的
方向和地面对拖把头摩擦力的方向分别为( A )
A.垂直地面向下、与v所示方向相反
B.垂直地面向下、与v所示方向相同
C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D.沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
$$