内容正文:
第7章 力
第1节 力
1. 使用一根竹篙,艄公就能让竹排快速前行,灵活调整前进的方向(图7.1-1)。撑篙时,艄公给篙施加了一个力,施力物体是艄公,受力物体是篙,竹排前行时,竹排受到的力方向是向前的。让竹排转弯时,只需要控制好力的方向即可。
2. 在物理学中,力用符号F表示,它的单位是牛顿,简称牛,符号是N。托起两个鸡蛋所用的力大约是1N。
3. 如图用力按橡皮泥(图7.1-2),可以观察到橡皮泥的形状发生了变化。用力拉或压弹簧,可以观察到弹簧的形状(长度)也发生了变化(图7.1-3)。这些实验现象表明,力可以使物体发生形变。
4. ①一个小铁球静止在水平桌面上,当一个磁体靠近它时,会看到小球由静止运动起来。
②让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体(图7.1-4甲),观察小铁球运的 运动速度发生了变化。
③再次让小铁球从斜面上滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体(图7.1-4乙),观察小铁 球运动的方向发生了变化。
在物理学中,物体由静止开始运动或由运动变为静止、物体运动的快慢或方向发生改变,这几种情况都是物体的运动状态发生了变化。上面的实验现象表明,力可以改变物体的运动状态。
5. 物体的运动状态包括物体运动的快慢和运动的方向,物体在匀速直线运动或者静止状态下,可知它的运动状态始终是保持不变。
6. 用力越大,弹簧被拉得越长(或被压得越短);踢足球时,用力的大小和方向都会影响足球的运动状态。现象表明:力的大小、方向能影响力的作用效果。如图7.1-5所示,要把门关上,分别在A、B、C处用同样大小的力推门,越靠近门轴推门,门就越不容易关上。可见,除了力的大小和方向,力的作用点也会影响力的作用效果。我们把力的大小、方向、作用点叫作力的三要素。
7. 物理学中通常用一条带箭头的线段表示力。如图7.1-6所示,在受力物体上沿着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。这种表示力的方式通常称为力的示意图。在同一幅图中,力越大,线段应该越长。这样一条带箭头的线段就把力的大小、方向、作用点都表示出来了。
8. 我们向上提桶时,会感觉到手受到桶向下的拉力(图7.1-7)。可见,手对桶施加一个向上的力的同时,桶对手也施加了一个向下的力。
9. 如图7.1-8所示,在靠得较近的甲、乙两辆小车上分别放一个磁体,松手后可以看到甲、乙两辆小车会同时向相反的方向运动。这说明,甲车对乙车施力的同时,乙车对甲车也施加了力。甲车对乙车施力时,甲车是施力物体,乙车是受力物体;乙车对甲车施力时,乙车是施力物体,甲车是受力物体。施力物体同时也是受力物体。
10. 让一位同学穿上旱冰鞋推墙(图7.1-9),观察到人向后运动。人用手向前推墙时,墙受到手的向前的推力,同时墙也对手施加了力,人受到了一个向后的力,因此人向后运动。
11. 实例表明,一个物体对另一个物体施力时,另一个物体也同时对它施加了方向相反的力。也就是说,物体间力的作用是相互的。这两个力是同时产生的,被称为作用力和反作用力,它们大小是相等的,方向是相反的,受力物体是不同的(选填“相同”或“不同”)。
12. 人们通过分析物体间“推”“拉”等现象,寻找它们的共同属性,将其抽象概括为“作用”,从作用效果、作用是相互的等方面,进一步抓住它们的本质特征,建立了力的概念。力是两个物体之间的作用。
第2节 弹力
1. 如图7.2-1所示,撑竿跳高的过程中,撑竿跳高运动员先将撑竿压弯,此过程中撑杆被压弯的力的施力物体是运动员,这个力的作用效果是改变了撑杆的形状;弯曲后的撑杆松手后,撑竿在恢复原状时会产生一个弹力,这个力的受力物体是运动员。
2. 撑竿、直尺、橡皮筋等物体在受力时会发生形变,不受力时又恢复原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。发生形变的物体,要恢复原状对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。弹力的施力物体是发生了形变的物体,受力物体是与它接触的物体。
3. 放在桌面上的水杯受到桌面对它的支持力,支持力是弹力;桌面受到水杯的压力,压力也是弹力。支持力是桌面形变后产生的弹力,压力是水杯形变后产生的弹力。压力和支持力是一对相互作用力。
4. 物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复原来的形状。因此,使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会损坏弹簧。
5. 测量力的大小的工具叫作测力计。在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。利用这个道理做成的测力计,叫作弹簧测力计。在物理实验室中常用的几种弹簧测力计如图 7.2-2 所示。
6. 使用弹簧测力计的时候,首先要看清它的测量范围。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。
7. 练习使用弹簧测力计
①观察弹簧测力计的测量范围,并认清它的分度值。
②检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针与零 刻度线重合。
③用手拉弹簧测力计的挂钩,分别使指针指到1N、3 N、5N的位置,感受1 N、3 N、5N 的 力。拉动挂钩时观察弹簧是否与外壳摩擦以及是否伸缩自如。
④测量竖直方向、水平方向、倾斜方向的拉力。使用时只需保证拉力的方向与弹簧伸长的 方向一致即可。
竖直方向:把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上,观察弹簧测力计的示数,测量重力。
水平方向:用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的文具袋,观察弹簧测力计的示数,测量 拉力。
倾斜使用:用弹簧测力计沿斜面向上拖动斜面上的小木块,观察弹簧测力计的示数,测量 拉力。
⑤总结使用弹簧测力计时应该注意的几点操作要求。
8. 下图中不同用途的测力计被广泛应用于生活、生产和科学实验中(图7.2-3)。它们中有的测量结果的单位是kg,比如握力计,但是这个数值也能反映出握力的大小,其原理上还是测力计。
材料的力学性能
9. 材料的力学性能通常包括弹性、塑性、脆性等,它们是设计各种工程结构时选用材料的重要依据。随着科技的发展,人们发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料虽然很轻,但是强度很高,例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功能,用这种材料制作的产品,经过冷却,可以揉成一团,受热后形状又会自动恢复。
第3节 重力
1. 向空中撒开的渔网,会飘落到水里图7.3-1);向上抛出的石块,最终也会落向地面……这些现象的产生,是因为地球对它附近的物体有吸引作用。由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力,通常用字母G表示,这个力的施力物体是地球。地球附近的所有物体都受到重力的作用,物体对地球有(选填“有”或“没有”)引力。
2. 山间的溪水会由高处流向低处,飞机投放的物资会落向地面,都是因为受到重力的作用。
3. 大量的生活经验告诉我们,托起质量不同的物体,会感觉所用的力不同,说明物体所受的重力跟它的质量有关。
4. 实验:探究重力的大小跟质量的关系
实验思路
要测量物体所受的重力,可以将物体悬挂在弹簧测力计上,当物体静止时,弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小。物体的质量既可以用天平测量,也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重力跟质量的关系。
实验过程
如图7.3-2所示,将已知质量的钩码挂在弹簧测力计上,静止时读取弹簧测力计的示数,记录在下表中。
换用数量不同的钩码,测出它们所受的重力,多做几组实验,并记录数据。分析表格数据发现,每一组实验数据中为一个固定的值。
实验结论:在图7.3-3中,以质量为横坐标、以重力为纵坐标描点,连接这些点。
根据实验所得的图像,请你分析:物体所受的重力跟它的质量成正比。
5.
如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量之比,那么地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成,即。
公式中重力的单位是牛,质量的单位是千克,因此g的单位是牛每千克,符号是N/kg。其中g=9.8 N/kg,在粗略计算时,g可以取10 N/kg。
6. 重力的方向如何确定呢?用细线把物体悬挂起来沿细线向下的方向跟物体所受重力的方向一致。这个方向就是我们常说的“竖直向下”的方向。
建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直的方向(图 7.3-4),以此来检查所砌的墙壁是否竖直。
7. 地球是球形的(图7.3-5),我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。其中“脚朝下”中的“下”是以人为参照物的;对于在我们脚“下”的南美洲居民而言,以他们为参照物,他们的脚也是朝“下”的,所以这里所说的“下”,实际上指的是指向地心,这也是地球对物体施加的引力方向。
8. 地球吸引物体的每个部分。但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。如图7.3-6所示,方形薄板的重心在两条对角线的交点上,球的重心在球心上,粗细均匀的直棒的重心在它的中点上。
为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上(图7.3-7)。图中的人受到了竖直向上的支持力和竖直向下的重力,施力物体分别是秤和地球。
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9. 实际上,宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在互相吸引的力,这就是牛顿提出的万有引力。正是地球对它附近物体的引力使水向低处流、抛出的石块落向地面……
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第7章 力
第1节 力
1. 使用一根竹篙,艄公就能让竹排快速前行,灵活调整前进的方向(图7.1-1)。撑篙时,艄公给篙施加了一个力,施力物体是______,受力物体是______,竹排前行时,竹排受到的力方向是______的。让竹排转弯时,只需要控制好力的______即可。
2. 在物理学中,力用符号______表示,它的单位是______,简称______,符号是______。托起两个鸡蛋所用的力大约是______N。
3. 如图用力按橡皮泥(图7.1-2),可以观察到橡皮泥的形状发生了变化。用力拉或压弹簧,可以观察到弹簧的形状(长度)也发生了变化(图7.1-3)。这些实验现象表明,_____________
____________。
4. ①一个小铁球静止在水平桌面上,当一个磁体靠近它时,会看到小球____________起来。
②让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体(图7.1-4甲),观察小铁球运的 运动______发生了变化。
③再次让小铁球从斜面上滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体(图7.1-4乙),观察小铁 球运动的______发生了变化。
在物理学中,物体由静止开始运动或由运动变为静止、物体运动的快慢或方向发生改变,这几种情况都是物体的____________发生了变化。上面的实验现象表明,____________
__________________。
5. 物体的运动状态包括物体运动的______和运动的______,物体在匀速直线运动或者静止状态下,可知它的运动状态始终是____________。
6. 用力越大,弹簧被拉得越长(或被压得越短);踢足球时,用力的大小和方向都会影响足球的运动状态。现象表明:力的______、______能影响力的作用效果。如图7.1-5所示,要把门关上,分别在A、B、C处用同样大小的力推门,越靠近门轴推门,门就越不容易关上。可见,除了力的大小和方向,力的__________也会影响力的作用效果。我们把力的______、______、_________叫作力的三要素。
7. 物理学中通常用一条带箭头的线段表示力。如图7.1-6所示,在受力物体上沿着___________画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的______,线段的起点或终点表示力的______。这种表示力的方式通常称为力的示意图。在同一幅图中,力越大,线段应该越______。这样一条带箭头的线段就把力的______、______、__________都表示出来了。
8. 我们向上提桶时,会感觉到手受到桶向下的拉力(图7.1-7)。可见,手对桶施加一个______的力的同时,桶对手也施加了一个______的力。
9. 如图7.1-8所示,在靠得较近的甲、乙两辆小车上分别放一个磁体,松手后可以看到甲、乙两辆小车会同时向______的方向运动。这说明,甲车对乙车施力的______,乙车对甲车也施加了力。甲车对乙车施力时,______车是施力物体,______车是受力物体;乙车对甲车施力时,______车是施力物体,______车是受力物体。施力物体同时也是受力物体。
10. 让一位同学穿上旱冰鞋推墙(图7.1-9),观察到人向后运动。人用手向前推墙时,墙受到手的向______的推力,同时墙也对手施加了力,人受到了一个向______的力,因此人向后运动。
11. 实例表明,一个物体对另一个物体施力时,另一个物体也同时对它施加了方向______的力。也就是说,物体间力的作用是______的。这两个力是______产生的,被称为作用力和反作用力,它们大小是______的,方向是______的,受力物体是______的(选填“相同”或“不同”)。
12. 人们通过分析物体间“推”“拉”等现象,寻找它们的共同属性,将其抽象概括为“______”,从作用效果、作用是相互的等方面,进一步抓住它们的本质特征,建立了力的概念。力是两个物体之间的______。
第2节 弹力
1. 如图7.2-1所示,撑竿跳高的过程中,撑竿跳高运动员先将撑竿压弯,此过程中撑杆被压弯的力的施力物体是__________,这个力的作用效果是改变了撑杆的______;弯曲后的撑杆松手后,撑竿在恢复原状时会产生一个弹力,这个力的受力物体是________。
2. 撑竿、直尺、橡皮筋等物体在受力时会发生______,不受力时又__________________,物体的这种性质叫作弹性。发生形变的物体,要恢复原状对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。弹力的施力物体是____________的物体,受力物体是____________物体。
3. 放在桌面上的水杯受到桌面对它的支持力,支持力是弹力;桌面受到水杯的压力,压力也是弹力。支持力是______形变后产生的弹力,压力是______形变后产生的弹力。压力和支持力是一对____________力。
4. 物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就________________________。因此,使用弹簧时不能超过它的__________,否则会损坏弹簧。
5. 测量力的大小的工具叫作__________。在____________内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的__________就越长。利用这个道理做成的测力计,叫作____________。在物理实验室中常用的几种弹簧测力计如图 7.2-2 所示。
6. 使用弹簧测力计的时候,首先要看清它的____________。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大测量值,否则会损坏弹簧测力计。
7. 练习使用弹簧测力计
①观察弹簧测力计的测量范围,并认清它的____________。
②检查弹簧测力计的指针是否指在____________上,如果不在,调节弹簧测力计,使指针 与零刻度线重合。
③用手拉弹簧测力计的挂钩,分别使指针指到1N、3 N、5N的位置,感受1 N、3 N、5N 的 力。拉动挂钩时观察弹簧是否与外壳摩擦以及是否____________。
④测量竖直方向、水平方向、倾斜方向的拉力。使用时只需保证拉力的方向与弹簧伸长的 方向______即可。
竖直方向:把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上,观察弹簧测力计的示数,测量______力。
水平方向:用弹簧测力计沿______方向拖动桌面上的文具袋,观察弹簧测力计的示数,测 量______力。
倾斜使用:用弹簧测力计沿斜面向上拖动斜面上的小木块,观察弹簧测力计的示数,测量 ______力。
⑤总结使用弹簧测力计时应该注意的几点操作要求。
8. 下图中不同用途的测力计被广泛应用于生活、生产和科学实验中(图7.2-3)。它们中有的测量结果的单位是______,比如握力计,但是这个数值也能反映出握力的大小,其原理上还是____________。
材料的力学性能
9. 材料的力学性能通常包括______性、______性、脆性等,它们是设计各种工程结构时选用材料的重要依据。随着科技的发展,人们发明了很多具有特殊力学性能的新材料。有的材料虽然很轻,但是______很高,例如铝合金、碳纤维等。有的合金材料还具有形状记忆功能,用这种材料制作的产品,经过冷却,可以揉成一团,受热后形状又会____________。
第3节 重力
1. 向空中撒开的渔网,会飘落到水里图7.3-1);向上抛出的石块,最终也会落向地面……这些现象的产生,是因为地球对它附近的物体有______作用。由于地球的______而使物体受到的力叫作重力,通常用字母______表示,这个力的施力物体是______。地球附近的所有物体都受到重力的作用,物体对地球______(选填“有”或“没有”)引力。
2. 山间的溪水会由高处流向低处,飞机投放的物资会落向地面,都是因为___________的作用。
3. 大量的生活经验告诉我们,托起质量不同的物体,会感觉所用的力不同,说明物体所受的重力跟它的______有关。
4. 实验:探究重力的大小跟质量的关系
实验思路
要测量物体所受的重力,可以将物体悬挂在____________上,当物体______时,_______的示数等于物体所受重力的大小。物体的质量既可以用______测量,也可以选用已知质量的物体作为被测物体。最后根据测量结果找出重力跟质量的关系。
实验过程
如图7.3-2所示,将已知质量的______挂在弹簧测力计上,静止时读取弹簧测力计的示数,记录在下表中。
换用______不同的钩码,测出它们所受的重力,多做几组实验,并记录数据。分析表格数据发现,每一组实验数据中为一个固定的值。
实验结论:在图7.3-3中,以质量为横坐标、以重力为纵坐标描点,连接这些点。
根据实验所得的图像,请你分析:物体所受的重力跟它的质量__________。
5. 如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量之比,那么地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成____________,即____________。
公式中重力的单位是______,质量的单位是______,因此g的单位是______,符号是______。其中g=______ N/kg,在粗略计算时,g可以取10 N/kg。
6. 重力的方向如何确定呢?用细线把物体悬挂起来____________的方向跟物体所受重力的方向一致。这个方向就是我们常说的“____________”的方向。
建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直的方向(图 7.3-4),以此来检查所砌的墙壁是否______。
7. 地球是球形的(图7.3-5),我们站在地面上,脚朝下,站得很稳。其中“脚朝下”中的“下”是以人为参照物的;对于在我们脚“下”的南美洲居民而言,以他们为参照物,他们的脚也是朝“下”的,所以这里所说的“下”,实际上指的是指向______,这也是地球对物体施加的______方向。
8. 地球吸引物体的每个部分。但是,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的______。形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的________上。如图7.3-6所示,方形薄板的重心在两条对角线的______上,球的重心在______上,粗细均匀的直棒的重心在它的______上。
为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在______上(图7.3-7)。图中的人受到了竖直向上的_________和_________的重力,施力物体分别是_____和________。
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9. 实际上,宇宙间的物体,大到天体,小到尘埃,都存在互相_____的力,这就是牛顿提出的_______________。正是地球对它附近物体的引力使水向低处流、抛出的石块落向地面……
学科网(北京)股份有限公司
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