第2章 第1讲 力及力的作用-2025-2026学年八年级上册科学重点专题提优讲义(浙教版2024)
2025-09-09
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级上 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2章 力与空间探索 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.56 MB |
| 发布时间 | 2025-09-09 |
| 更新时间 | 2025-09-09 |
| 作者 | 鼎优理化 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53839506.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
本讲义聚焦八年级科学上册第2章“力与空间探索”中的核心内容,系统构建力的定义、作用效果、三要素及相互性等知识脉络,以“力是物体间的相互作用”为主线,串联起形变与运动状态改变的识别、示意图绘制技巧以及控制变量法在探究实验中的应用,形成由概念到现象再到方法的完整学习支架。
资料设计亮点突出科学观念、科学思维与探究实践的融合,如通过“气球压扁”“推门难易”等生活实例强化对力的作用效果的理解,体现模型建构与转换法的应用;借助控制变量法实验(钢片弯曲对比)培养推理论证能力,凸显科学探究过程;课后习题紧扣中考命题趋势,涵盖作图、填空与情境分析,既助力课堂高效教学,又便于学生查漏补缺,巩固力的三要素与相互作用规律的认知基础。
内容正文:
八年级科学上册重点专题讲学练
第2章 力与空间探索
第1讲 力及力的作用
总体构架
· 力
· 力的作用效果
· 力的三要素和力的示意图
· 力的作用是相互的
· 探究力的作用效果的影响因素 —— 控制变量法
· 相互作用力的探究
· 画力的示意图
· 分析力现象
一、力
1.力的定义:力是物体对物体的作用。
(1)施力物体:施加力的作用的物体。
(2)受力物体:受到力的作用的物体。
实例
人推车
推土机推土
磁铁吸引铁钉
分析
【深度理解】发生力的作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体和受力物体是同时存在同时消失的。
【特别提示】我们平时所说的物体受到了力,虽然没有指明施力物体,但施力物体一定是存在的。
(3)力的产生与物体数量的关系:一个物体不能产生力的作用,产生力的作用至少要有两个物体。
(4)力的产生与物体是否接触的关系
①产生力的作用的物体可能相互接触,也可能不接触。如磁铁不接触铁钉也可以对铁钉有吸引力、带电体吸引轻小物体,都是不接触的物体产生力的例证。
②相互接触的物体间不一定产生力的作用。如独立放置在墙角与墙壁接触的方形物体和墙壁之间没有力的作用。
2.力的符号和单位
符号:一般用 F 表示力,当物体同时受到几个力作用时,还可用 f、G、T 等表示力。
单位:牛顿,简称牛,符号为 N。(人们为了纪念牛顿,就用他的名字作为力的单位。)
3.一些力的大小
【例1】如图所示,车内装满沙子,小明用绳子拉车将沙子运到前方,此时人也受到向后下方的作用力,这个力的施力物体是( )
A. 手 B. 车 C. 绳 D. 沙子
分析:根据力的产生原因,明确力的产生过程,分析哪个物体施力,哪个物体受力。
【解析】拉车过程中,人受到的拉力是绳子作用在人身上的,绳子是施力物体,人是受力物体。
【答案】C
【易错警示】误区一:审题不仔细,仅凭图片和生活经验作出判断:人拉车,车受到拉力的施力物体是人(实际上,车受到的拉力的施力物体是绳子),而题中是问人受力的施力物体。
误区二:忽略了人与车之间的绳子,仅根据 “人拉车,车拉人” 判断,车拉人,认为人受到的拉力的施力物体是车(实际上,人受到的拉力的施力物体是绳子 )。
二、力的作用效果
1.力的作用效果:力可以使物体发生形变,力还可以改变物体的运动状态。
实
例
用力拉弹簧
用脚踢球
用脚停球
小铁球从斜面滚下
现
象
弹簧伸长了
球由静止变为运动
球由运动变为静止
铁球运动快慢、方向发生变化
分
析
力可以使物
体的形状发
生变化
力可以使物体由静止变为运动
力可以使物体由运动变为静止
力可以使物体运动快慢或方向发生变化
【深度理解】力的作用效果的表述中都用到了 “可以”,其原因是力要产生作用效果,必须满足一定的条件,而不是说,物体只要受到力的作用,就一定会发生形变或运动状态的改变。
2.物体的形变:包括形状和体积的改变。
3.物体的运动状态:包括速度大小和运动方向两个方面。
(1)物体运动速度大小的改变,如物体由快变慢或由慢变快、物体由静止变为运动或由运动变为静止,都属于速度大小的改变;
(2)物体运动方向的改变,如汽车拐弯、游乐园里匀速转动的木马,都属于运动方向的改变;
(3)物体运动速度大小和运动方向同时发生改变,如抛向空中的乒乓球。
【易错提醒】物体在匀速圆周运动时,运动的方向时刻在改变。
【科学思维】转换法:力是看不见的,但我们可以通过力的作用效果来认识力,这里利用了转换法。
【发散思考】物体的运动状态或形状发生了改变,物体是否一定受到力的作用?反之,物体受到力的作用,物体的运动状态或形状是否一定发生改变?
力的作用效果与物体受力的关系如下:
因此,力的作用效果是判断物体是否受到力的条件。物体发生了形变或运动状态改变,则物体一定受到力的作用。
【例2】在春季运动会上,班级的男同学吹气球时发现:用手轻轻一压,气球就变扁了,说明力可以改变____________;用手轻轻一推,气球就向一侧飞走了,说明力可以改变____
__________________。
分析:想象题中情景,紧扣关键词,判断力的作用效果的类别。
【解析】气球变 “扁”,形状发生改变,说明力可以改变物体的形状;气球向一 “侧” 飞走,运动方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
【答案】物体的形状;物体的运动状态
【易错提醒】由相关实例归纳力的作用效果时,结论不是 “力可以改变物体的形状”,就是 “力可以改变物体的运动状态”,不要表述成 “力可以改变物体的运动方向” 或 “力可以改变物体的运动速度” 。
【例3】下列过程,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A. 篮球受重力从篮筐内竖直下落
B. 滚动的足球受阻力缓缓停下
C. 用力将实心球掷出
D. 把橡皮泥捏成不同造型
分析:想象题中情景,紧扣关键词,判断力的作用效果。
【解析】篮球从篮筐内竖直下落,速度越来越快;滚动的足球受阻力缓缓停下,足球由运动变为静止;用力将实心球掷出,实心球由静止变为运动,都属于力改变物体的运动状态。把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,属于力改变物体的形状。
【答案】D
三、力的三要素和力的示意图
1.力的三要素
现象探究:影响力的作用效果的因素
实例
力的大小不同
力的方向不同
力的作用点不同
现象
大人力气大,弹簧被拉得更长
向下压,弹簧变短;向上拉,弹簧变长
在A 点容易推开门,在C 点不容易推开门
分析
力的大小不同,作用效果不同
力的方向不同,作用效果不同
力的作用点不同,作用效果不同
力的三要素:力的大小、方向和作用点。它们都能影响力的作用效果。
(1)力的三要素中,只要有一个发生改变,力的作用效果就会发生改变。
(2)只有当两个力的三要素都相同时,才能说这两个力相同。
2.力的图示
(1)定义:一根表示力的带箭头的线段。
(2)理解:①一般来说,力的示意图只要求表示出力的方向和作用点,但有时在表示力的线段旁标出力的大小;②线段的起点和终点都可以作为力的作用点;③在同一图中,表示的力越大,则线段越长;④若已知力与水平方向(或竖直方向)夹角的度数,则该度数必须标出。
(3)作力的示意图的方法步骤:确定受力物体;确定力的作用点;沿力的方向画线段;在线段的末端画上箭头,表示力的方向;在箭头旁边标上表示力的符号、力的大小)。
【特别提示】两个完全相同的力必须是力的大小、方向、作用点都相同。
在一个物体上作多个力的示意图时,其作用点通常为一个,规则物体作用点画在其几何中心上;在同一图中,力越大,线段应越长。
【科学思维】模型法:力是一个比较抽象的概念,而力的示意图则将抽象的力用带箭头的线段形象地表示出来了,运用的是模型法。用光线表示光,运用的也是模型法。
【例3】如图所示,小强用大小相同的力往同一方向推家里的门时,发现推 A 点比推 C 点要容易,这说明力的作用效果跟下面哪个因素有关( )
A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的作用点 D. 物体的运动状态
分析:可根据题中改变的变量判断力的作用效果的影响因素。
【解析】题中控制了力的大小和方向,改变了力的作用点,力的作用效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
【答案】C
【例4】用水平力推矿泉水瓶的下部,矿泉水瓶沿桌面滑动,改用同样大小的水平力推矿泉水瓶的上部时,矿泉水瓶被推倒。该实验可以说明力的作用效果与下列因素有关的是( )
A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的作用点 D. 受力面积
分析:可根据题中改变的量进行判断。
【解析】图中用同样大小的水平力推矿泉水瓶的下部和上部,力的大小和方向相同,而力的作用点不同,所以力的作用效果不同。
【答案】C
【例5】如图所示,物体受到一个与水平方向成30°角、大小为27 N 的斜向右上方的拉力,画出这个力的示意图。
【解析】
解:如图所示。
四、力的作用是相互的
实例
球被踢开
用手推墙
现象
用脚踢球时,脚感到疼
用力推墙时,人会向后退
分析
脚踢球时,脚对球施了力,脚是施力物体,球是受力物体。脚感到疼,说明球受力的同时也对脚施了力
手推墙时,手对墙施了力,手是施力物体,墙是受力物体,人向后退,说明墙受力的同时也对人施了力
一个物体对另一个物体施力时,另一个物体同时也对它施加力的作用。也就是说,物体间力的作用是相互的。
力的作用是相互的,体现在:
(1)一个物体对另一个物体施力的同时,也受到另一个物体对它的力的作用,即物体间力的作用是相互的。
(2)一个物体是施力物体,同时也是受力物体。如马拉车,马是施力物体,车是受力物体;同时车也拉马,此时车是施力物体,马是受力物体。
火箭发射时向下喷燃气,给燃气一个向下的力,由于力的作用是相互的,燃气就给火箭一个向上的力,使火箭上升。
【特别提示】物体间相互作用的两个力是分别作用在不同的物体上的。两个力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。
【拓展延伸】物体间相互作用的力又称为作用力和反作用力。如果把其中一个力叫作用力,则另一个力就叫反作用力。
【例4】下列体育项目中的一些现象,不能用 “力的作用是相互的” 来解释的是( )
A. 跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
B. 铅球运动员投出铅球后,身体随着向前倾倒
C. 滑冰运动员用力推墙身体离墙而去
D. 游泳运动员向后划水,身体前进
分析:关键是判断物体运动状态的改变是否是由反作用力引起的。
【解析】人向下踩踏跳板,跳板向上弹人,使人弹起;人向前推墙,墙向后推人,使人离开;人向后划水,水向前推人,使人前进;这些现象都是由于力的作用是相互的引起的。
铅球运动员向前投铅球,由于力的作用是相互的,铅球向后推运动员,运动员应向后倾倒,题中运动员向前倾倒,故不能用“力的作用是相互的”来解释。【答案】B
【技法导引】在 “力的作用是相互的” 相关现象中,相互作用的两物体总是表现为朝相反的方向运动,这一特征是判断相关现象是否利用了 “力的作用是相互的” 这一规律的重要依据。
【归纳掌握】判断下列说法的正误。
(1) 力可以脱离物体单独存在。( × )
(2) 一个物体也能产生力的作用。( × )
(3) 要产生一个力一定有施力物体,不一定有受力物体。( × )
(4) 不接触的两个物体间一定不会产生力。( × )
(5) 两个相互接触的物体间不一定有力的作用。( √ )
★易错点 误认为作用力大于反作用力
【例5】在航空领域常有小鸟与飞机相撞使飞机受损的事件报道,关于小鸟和飞机相撞,下列说法中正确的 ( )
A. 小鸟受到的力大 B. 小鸟和飞机受到的力一样大
C. 飞机受到的力大 D. 主动撞击的一方受到的力大
【解析】小鸟撞击飞机时,小鸟给飞机一个力,同时飞机给小鸟一个大小相等、方向相反的力,因为物体间力的作用是相互的,故 B 正确,ACD 错误。故选 B。
【答案】B
诊误区:对相互作用力理解不透彻,往往根据生活经验作出误判。误认为施力物体施加的力大于受力物体受到的力。如本题中小鸟与飞机相撞使飞机受损,误认为飞机受到的力更大,而错选 C。
1. 探究力的作用效果的影响因素 —— 控制变量法
【例1】为了探究力的作用效果与哪些因素有关,小明设计了这样的实验:用一个弹性较好的钢片固定在桌边,用力拉钢片,其中F1=F2=F4>F3,钢片形变如图所示,则:
(1)比较甲和乙两图中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的_______有关。
(2)比较乙和丙两图中钢片的形变程度,可以发现:________________________________。
(3)通过比较_______和_______两图中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关。
(4)在本实验中,小明采用的方法叫做_________________法。
分析:利用控制变量法,结合力的作用效果的影响因素 —— 力的三要素分析解答。
【解析】甲、乙两图中,力的大小和作用点相同,力的方向不同,钢片弯曲方向不同,说明力的作用效果与力的方向有关。乙、丙两图中,力的方向和作用点相同,力的大小不同,钢片弯曲程度不同,说明力的作用效果与力的大小有关。
由控制变量法可知,要研究力的作用效果与力的作用点的关系,应控制力的方向和大小相同,改变力的作用点来进行实验,可见应选择乙和丁两实验进行对照。
【答案】(1)方向 (2)力的作用效果与力的大小有关 (3)乙;丁 (4)控制变量
【科学思维】控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【方法点拨】根据对照实验判断探究目的的关键:明确实验中改变的变量。
根据对照实验概括探究结论的一种方法:仿写,在明确探究目的的前提下,根据题中已有探究结论(如题中第 3 问中的结论)归纳。
选择对照实验的方法:根据探究目的,明确实验中应改变的变量,则实验中仅该变量发生变化的那几组实验为要找的对照组。
2.相互作用力的探究 —— 阅读探究
【例2】阅读短文回答问题:
人在甲船上用力推乙船,乙船被推开的同时,甲船也会向后退,如图所示,这说明人在甲船上对乙船施加力的同时,也受到了来自乙船的推力。观察和实验表明,物体间力的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体有力的作用时,后一个物体也一定对前一个物体有力的作用。物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力。
两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,这就是牛顿第三定律。
牛顿第三定律在生活和生产中应用很广泛。人走路时用脚蹬地,脚对地面施加一个作用力,地面同时给脚一个反作用力,使人前进。
(1)以卵击石,石头没有损伤,鸡蛋破了。这一现象中,石头对鸡蛋的作用力大小______鸡蛋对石头的作用力大小。
(2)下列现象中,不是一对作用力和反作用力的是( )
A. 人对甲船的推力和水对甲船的阻力
B. 划船时,水对桨的力和桨对水的力
C. 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力
D. 汽车前进时,车轮向后推地面的力和地面对车轮向前的力
分析:带着问题,在文中寻找答题的关键信息,可使阅读目标更明确,解题更快速。
【解析】石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是一对相互作用力,由文中 “两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等” 知,两力大小相等。
由文中 “一个物体对另一个物体……” 知,一对相互作用力指向两个相互作用的物体,题中选项 B、C、D 所述的力是相互作用力,而 “人对甲船的推力” 和 “水对甲船的阻力” 指向同一个物体,不是相互作用力。
【答案】(1)等于 (2)A点
【拓展延伸】物体间的相互作用力总是同时产生、同时消失,没有先后之分。如运动员扔铅球,当手扔铅球的那一瞬间,球受到手的推力,同时手也受到球的推力;当球飞离手后,球不再受到手的推力,同时手也不再受到球的作用力。
本专题在中考中的主要考点有力的作用效果、力的三要素、力的示意图、力的作用的相互性,其中力的示意图中考必考,常见题型有选择题、填空题和作图题,试题难度不大。
考法1: 画力的示意图
【例1】[徐州中考]如图所示,小华用绳拉着小车行走,请画出绳对小车拉力F的示意图。
答图
试题评析:试题考查利用力的示意图表示力的作用点和方向。
【解析】绳对小车的拉力F的作用点在绳与小车的接触点处,力的方向沿绳向上,由此容易画出F的示意图。
解:如图所示。
【速记口诀】画力的示意图:一定点,二画线,线段末端画尖尖,符号数值标旁边。
【易错警示】画力的示意图常见的错误:(1)表示力的线段不标箭头;(2)线段旁边没有标明力的符号;(3)在同一图中,表示力的线段没有用长的线段来表示。
考法2:分析力现象
【例2】[达州中考] 滑板车是小学生喜爱的玩具之一。用脚向后蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是_________的;如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这表明力可以改变物体的____________。
试题评析:试题要求分析简单的力现象中包含的力学规律,以填空题的形式进行考查降低了题目的难度。
【解析】用脚向后蹬地,脚给地面一个作用力,由于力的作用是相互的,地面也给脚一个作用力,使人和滑板车向前运动。不再蹬地时,滑板车在阻力的作用下慢慢停下,这表明力可以改变物体的运动状态。
【答案】相互;运动状态
1.下列有关力的说法中,正确的是( )
A. 产生力的两个物体一定发生了作用
B. 一个物体也能产生力的作用
C. 力能脱离物体而存在
D. 相互接触的两个物体一定产生力的作用
【答案】A
【解析】力不能脱离物体存在,产生力至少需要两个物体,故B和C错误。力是物体对物体的作用,产生力的两个物体之间一定发生相互作用,故A正确。相互接触的两个物体,如果物体间没有相互作用,物体间不会产生力,故D错误。
2.链球是田径运动中投掷项目之一,链球运动使用的投掷器械,球体用铁或铜制成,上面安有链子和把手。运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使球脱手而出。运动员和球同时旋转时,手受到一个很大的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A. 运动员的手 B. 链球的把手 C. 链球的链子 D. 地球
【答案】B
【解析】用手通过一根链子转动链球时,与手接触的是链球的把手。手对链球的把手有一个向里的拉力,由于物体间力的作用是相互的,同时链球的把手对手有一个向外的拉力,所以手受到一个向外的力的作用,这个力的施力物体是链球的把手。
3.乒乓球比赛中,有时会出现 “擦网球”,乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A. 只改变了运动快慢
B. 只改变了运动方向
C. 运动快慢和运动方向都发生了变化
D. 运动快慢和运动方向都不发生变化
【答案】C
【解析】考查对运动状态的认识。乒乓球擦网后,运动方向和速度大小都会发生改变。
4.如图所示,下列叙述主要说明力能改变物体的形状的是( )
A. 用力拉弓,弓弯了 B. 用力蹬,自行车加速前进
C. 用力垫球,球飞出去 D. 瞄准射击,子弹飞出
【答案】A
【解析】试题要求判断力的作用效果。弓 “弯” 了,弓形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状。
5.在第 31 届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A. 发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B. 二传手传球时,手没有受到力的作用
C. 主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D. 球落入对方场地时,只有球的形状发生了改变
【答案】A
【解析】试题综合考查排球运动中各种力的现象的分析。发球时,球由静止变为运动,力改变了球的运动状态,故 A 正确。传球时,手击球,由于力的作用是相互的,球对手也有力的作用,故 B 错误。扣杀时,球受到手的力等于手受到球的力,故 C 错误。球落地时,球的形状和运动状态都发生了改变,故 D 错误。
6.下列体育项目中的一些现象,不能用“力的作用是相互的”来解释的是( )
A.跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
B.铅球运动员投出铅球后,身体随着向前倾倒
C.滑冰运动员用力推墙,身体离墙而去
D.游泳运动员向后划水,身体前进
【答案】B
【解析】A、跳水运动员踩踏跳板,给踏板施加了一个力,由于物体间力的作用是相互的,踏板也会给人的身体一个向上的力,身体向上跳起,故A不符合题意;B、铅球运动员投出铅球后,身体由于惯性仍然会向前运动,故身体会向前倾倒,利用的是惯性,故B符合题意;C、滑冰运动员用力推墙,运动员给墙施加了一个力,由于物体间力的作用是相互的,墙会给身体施加一个力,身体离墙而去,故C不符合题意;D、游泳运动员向后划水,给水施加了一个向后力,由于物体间力的作用是相互的,水也会给人的身体一个向前的力,身体前进,故D不符合题意。
7.如图是同学们在操场上发射水火箭的情景。当高压气体把水通过狭小的喷口高速喷出时,由于作用力和反作用力,火箭高速向天空飞去。下列选项与水火箭情景相似的是( )
A.磁悬浮列车行驶 B.跳伞运动员高速下落
C.玩具上的电动机工作 D.小船在船桨的作用下向前运动
【答案】D
【解析】由题意可知,水火箭运用了力的相互作用,向下喷水,借助反冲力使水火箭升空。A、磁悬浮列车是由于同名磁极相互排斥产生的浮力,与水火箭原理不同,不合题意;B、跳伞运动员高速下落是由于重力的作用,与水火箭原理不同,不符合题意;C、电动机工作是由于通电导体在磁场中受到力的作用,与水火箭原理不同,不合题意;D、小船在船桨的作用下向前运动时,向后对水有作用力,水对桨产生一个向前的作用力,利用了力的互相作用,与水火箭的发射原理相似,符合题意。
8.如图所示,是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的______________ 。
【答案】运动状态
【解析】试题要求分析力的作用效果。由图可知,两球碰撞后,一球由静止变为运动,另一球运动方向发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
9.建于南陵县城南部的国家农业公园,游客乘坐火车畅游花海时坐在舒适的沙发座椅上,沙发凹陷下去,说明力可以__________;火车在弯道上匀速行驶时,它的运动状态__________(填 “发生改变” 或 “保持不变” )。
【答案】改变物体的形状;发生改变
【解析】试题考查简单的力现象的分析。沙发 “凹陷”, 形状发生改变,说明力可以改变物体的形状;“弯道” 上匀速行驶的火车,运动方向发生改变,故其运动状态发生了改变。
10. 2017 年 4 月 20 日,“天舟一号” 货运飞船发射升空,22 日与 “天宫二号” 太空舱顺利对接。如图所示,对接过程中,“天舟一号” 多处向外 “喷气” ,调节运行姿态,此过程利用的力学知识:______________________________________ 。
【答案】力的作用是相互的、力可以改变物体的运动状态
【解析】试题考查力的现象的分析。“天舟一号” 向外 “喷气” 时,对气体施加力的作用,由于力的作用是相互的,气体对 “天舟一号” 也有力的作用,使其运动姿态发生改变;可见,这一过程包含的力学知识有力的作用是相互的、力可以改变物体的运动状态。
11. “嫦娥一号” 探月卫星在距月球表面 200 km 高度经过多次 “刹车制动” 最终绕月球做圆周运动,“刹车制动” 时,卫星应向_________(填 “前” 或 “后” )喷射高温气体,同时高温气体对卫星产生制动力,这说明力的作用是_________的。
【答案】前;相互
【解析】“刹车制动”时,卫星向前用力喷射高温气体,被喷射的气体对卫星也有力的作用,说明物体间力的作用是相互的。
12.下雪了,小华同学自制了一个雪橇,并用它拉着妹妹在水平的冰面上玩,如图所示。已知小华所用的拉力为 30 N。请以右方方框为雪橇,画出雪橇所受到拉力的示意图。
答图:
【解析】1细绳对雪橇拉力F的作用点在细绳与雪橇的接触处,力的方向向右上方与水平方向成30度角,力的大小为30N, 由此可画出F的示意图。
13.力的作用效果与哪些因素有关呢?为了探究这个问题,小华设计了这样的实验:将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,通过钢片受力而发生的形变来研究问题。如图所示是小华设计的实验的几个主要步骤。(小华使用的钩码规格相同)
(1)通过比较图(a)和(b)中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的__________有关;
(2)通过比较图(a)和(d)中钢片的弯曲方向,可以发现:______________________;
(3)通过比较图__________和__________中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关;
(4)在本实验中,小华采用的研究方法叫做__________________法。
【答案】(1) 大小 (2) 力的作用效果与力的方向有关 (3)a;c (4) 控制变量
【解析】试题考查运用控制变量法探究力的作用效果的影响因素。
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第2章 力与空间探索
第1讲 力及力的作用
总体构架
· 力
· 力的作用效果
· 力的三要素和力的示意图
· 力的作用是相互的
· 探究力的作用效果的影响因素 —— 控制变量法
· 相互作用力的探究
· 画力的示意图
· 分析力现象
一、力
1.力的定义:力是物体对物体的作用。
(1)施力物体:施加力的作用的物体。
(2)受力物体:受到力的作用的物体。
实例
人推车
推土机推土
磁铁吸引铁钉
分析
【深度理解】发生力的作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体和受力物体是同时存在同时消失的。
【特别提示】我们平时所说的物体受到了力,虽然没有指明施力物体,但施力物体一定是存在的。
(3)力的产生与物体数量的关系:一个物体不能产生力的作用,产生力的作用至少要有两个物体。
(4)力的产生与物体是否接触的关系
①产生力的作用的物体可能相互接触,也可能不接触。如磁铁不接触铁钉也可以对铁钉有吸引力、带电体吸引轻小物体,都是不接触的物体产生力的例证。
②相互接触的物体间不一定产生力的作用。如独立放置在墙角与墙壁接触的方形物体和墙壁之间没有力的作用。
2.力的符号和单位
符号:一般用 F 表示力,当物体同时受到几个力作用时,还可用 f、G、T 等表示力。
单位:牛顿,简称牛,符号为 N。(人们为了纪念牛顿,就用他的名字作为力的单位。)
3.一些力的大小
【例1】如图所示,车内装满沙子,小明用绳子拉车将沙子运到前方,此时人也受到向后下方的作用力,这个力的施力物体是( )
A. 手 B. 车 C. 绳 D. 沙子
【易错警示】误区一:审题不仔细,仅凭图片和生活经验作出判断:人拉车,车受到拉力的施力物体是人(实际上,车受到的拉力的施力物体是绳子),而题中是问人受力的施力物体。
误区二:忽略了人与车之间的绳子,仅根据 “人拉车,车拉人” 判断,车拉人,认为人受到的拉力的施力物体是车(实际上,人受到的拉力的施力物体是绳子 )。
二、力的作用效果
1.力的作用效果:力可以使物体发生形变,力还可以改变物体的运动状态。
实
例
用力拉弹簧
用脚踢球
用脚停球
小铁球从斜面滚下
现
象
弹簧伸长了
球由静止变为运动
球由运动变为静止
铁球运动快慢、方向发生变化
分
析
力可以使物
体的形状发
生变化
力可以使物体由静止变为运动
力可以使物体由运动变为静止
力可以使物体运动快慢或方向发生变化
【深度理解】力的作用效果的表述中都用到了 “可以”,其原因是力要产生作用效果,必须满足一定的条件,而不是说,物体只要受到力的作用,就一定会发生形变或运动状态的改变。
2.物体的形变:包括形状和体积的改变。
3.物体的运动状态:包括速度大小和运动方向两个方面。
(1)物体运动速度大小的改变,如物体由快变慢或由慢变快、物体由静止变为运动或由运动变为静止,都属于速度大小的改变;
(2)物体运动方向的改变,如汽车拐弯、游乐园里匀速转动的木马,都属于运动方向的改变;
(3)物体运动速度大小和运动方向同时发生改变,如抛向空中的乒乓球。
【易错提醒】物体在匀速圆周运动时,运动的方向时刻在改变。
【科学思维】转换法:力是看不见的,但我们可以通过力的作用效果来认识力,这里利用了转换法。
【发散思考】物体的运动状态或形状发生了改变,物体是否一定受到力的作用?反之,物体受到力的作用,物体的运动状态或形状是否一定发生改变?
力的作用效果与物体受力的关系如下:
因此,力的作用效果是判断物体是否受到力的条件。物体发生了形变或运动状态改变,则物体一定受到力的作用。
【例2】在春季运动会上,班级的男同学吹气球时发现:用手轻轻一压,气球就变扁了,说明力可以改变____________;用手轻轻一推,气球就向一侧飞走了,说明力可以改变____
__________________。
【易错提醒】由相关实例归纳力的作用效果时,结论不是 “力可以改变物体的形状”,就是 “力可以改变物体的运动状态”,不要表述成 “力可以改变物体的运动方向” 或 “力可以改变物体的运动速度” 。
【例3】下列过程,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A. 篮球受重力从篮筐内竖直下落
B. 滚动的足球受阻力缓缓停下
C. 用力将实心球掷出
D. 把橡皮泥捏成不同造型
三、力的三要素和力的示意图
1.力的三要素
现象探究:影响力的作用效果的因素
实例
力的大小不同
力的方向不同
力的作用点不同
现象
大人力气大,弹簧被拉得更长
向下压,弹簧变短;向上拉,弹簧变长
在A 点容易推开门,在C 点不容易推开门
分析
力的大小不同,作用效果不同
力的方向不同,作用效果不同
力的作用点不同,作用效果不同
力的三要素:力的大小、方向和作用点。它们都能影响力的作用效果。
(1)力的三要素中,只要有一个发生改变,力的作用效果就会发生改变。
(2)只有当两个力的三要素都相同时,才能说这两个力相同。
2.力的图示
(1)定义:一根表示力的带箭头的线段。
(2)理解:①一般来说,力的示意图只要求表示出力的方向和作用点,但有时在表示力的线段旁标出力的大小;②线段的起点和终点都可以作为力的作用点;③在同一图中,表示的力越大,则线段越长;④若已知力与水平方向(或竖直方向)夹角的度数,则该度数必须标出。
(3)作力的示意图的方法步骤:确定受力物体;确定力的作用点;沿力的方向画线段;在线段的末端画上箭头,表示力的方向;在箭头旁边标上表示力的符号、力的大小)。
【特别提示】两个完全相同的力必须是力的大小、方向、作用点都相同。
在一个物体上作多个力的示意图时,其作用点通常为一个,规则物体作用点画在其几何中心上;在同一图中,力越大,线段应越长。
【科学思维】模型法:力是一个比较抽象的概念,而力的示意图则将抽象的力用带箭头的线段形象地表示出来了,运用的是模型法。用光线表示光,运用的也是模型法。
【例3】如图所示,小强用大小相同的力往同一方向推家里的门时,发现推 A 点比推 C 点要容易,这说明力的作用效果跟下面哪个因素有关( )
A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的作用点 D. 物体的运动状态
【例4】用水平力推矿泉水瓶的下部,矿泉水瓶沿桌面滑动,改用同样大小的水平力推矿泉水瓶的上部时,矿泉水瓶被推倒。该实验可以说明力的作用效果与下列因素有关的是( )
A. 力的大小 B. 力的方向 C. 力的作用点 D. 受力面积
【例5】如图所示,物体受到一个与水平方向成30°角、大小为27 N 的斜向右上方的拉力,画出这个力的示意图。
四、力的作用是相互的
实例
球被踢开
用手推墙
现象
用脚踢球时,脚感到疼
用力推墙时,人会向后退
分析
脚踢球时,脚对球施了力,脚是施力物体,球是受力物体。脚感到疼,说明球受力的同时也对脚施了力
手推墙时,手对墙施了力,手是施力物体,墙是受力物体,人向后退,说明墙受力的同时也对人施了力
一个物体对另一个物体施力时,另一个物体同时也对它施加力的作用。也就是说,物体间力的作用是相互的。
力的作用是相互的,体现在:
(1)一个物体对另一个物体施力的同时,也受到另一个物体对它的力的作用,即物体间力的作用是相互的。
(2)一个物体是施力物体,同时也是受力物体。如马拉车,马是施力物体,车是受力物体;同时车也拉马,此时车是施力物体,马是受力物体。
火箭发射时向下喷燃气,给燃气一个向下的力,由于力的作用是相互的,燃气就给火箭一个向上的力,使火箭上升。
【特别提示】物体间相互作用的两个力是分别作用在不同的物体上的。两个力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。
【拓展延伸】物体间相互作用的力又称为作用力和反作用力。如果把其中一个力叫作用力,则另一个力就叫反作用力。
【例4】下列体育项目中的一些现象,不能用 “力的作用是相互的” 来解释的是( )
A. 跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
B. 铅球运动员投出铅球后,身体随着向前倾倒
C. 滑冰运动员用力推墙身体离墙而去
D. 游泳运动员向后划水,身体前进
【技法导引】在 “力的作用是相互的” 相关现象中,相互作用的两物体总是表现为朝相反的方向运动,这一特征是判断相关现象是否利用了 “力的作用是相互的” 这一规律的重要依据。
【归纳掌握】判断下列说法的正误。
(1) 力可以脱离物体单独存在。( )
(2) 一个物体也能产生力的作用。( )
(3) 要产生一个力一定有施力物体,不一定有受力物体。( )
(4) 不接触的两个物体间一定不会产生力。( )
(5) 两个相互接触的物体间不一定有力的作用。( )
★易错点 误认为作用力大于反作用力
【例5】在航空领域常有小鸟与飞机相撞使飞机受损的事件报道,关于小鸟和飞机相撞,下列说法中正确的 ( )
A. 小鸟受到的力大 B. 小鸟和飞机受到的力一样大
C. 飞机受到的力大 D. 主动撞击的一方受到的力大
1. 探究力的作用效果的影响因素 —— 控制变量法
【例1】为了探究力的作用效果与哪些因素有关,小明设计了这样的实验:用一个弹性较好的钢片固定在桌边,用力拉钢片,其中F1=F2=F4>F3,钢片形变如图所示,则:
(1)比较甲和乙两图中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的_______有关。
(2)比较乙和丙两图中钢片的形变程度,可以发现:________________________________。
(3)通过比较_______和_______两图中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关。
(4)在本实验中,小明采用的方法叫做_________________法。
【科学思维】控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【方法点拨】根据对照实验判断探究目的的关键:明确实验中改变的变量。
根据对照实验概括探究结论的一种方法:仿写,在明确探究目的的前提下,根据题中已有探究结论(如题中第 3 问中的结论)归纳。
选择对照实验的方法:根据探究目的,明确实验中应改变的变量,则实验中仅该变量发生变化的那几组实验为要找的对照组。
2.相互作用力的探究 —— 阅读探究
【例2】阅读短文回答问题:
人在甲船上用力推乙船,乙船被推开的同时,甲船也会向后退,如图所示,这说明人在甲船上对乙船施加力的同时,也受到了来自乙船的推力。观察和实验表明,物体间力的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体有力的作用时,后一个物体也一定对前一个物体有力的作用。物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力。
两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,这就是牛顿第三定律。
牛顿第三定律在生活和生产中应用很广泛。人走路时用脚蹬地,脚对地面施加一个作用力,地面同时给脚一个反作用力,使人前进。
(1)以卵击石,石头没有损伤,鸡蛋破了。这一现象中,石头对鸡蛋的作用力大小______鸡蛋对石头的作用力大小。
(2)下列现象中,不是一对作用力和反作用力的是( )
A. 人对甲船的推力和水对甲船的阻力
B. 划船时,水对桨的力和桨对水的力
C. 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力
D. 汽车前进时,车轮向后推地面的力和地面对车轮向前的力
【拓展延伸】物体间的相互作用力总是同时产生、同时消失,没有先后之分。如运动员扔铅球,当手扔铅球的那一瞬间,球受到手的推力,同时手也受到球的推力;当球飞离手后,球不再受到手的推力,同时手也不再受到球的作用力。
本专题在中考中的主要考点有力的作用效果、力的三要素、力的示意图、力的作用的相互性,其中力的示意图中考必考,常见题型有选择题、填空题和作图题,试题难度不大。
考法1: 画力的示意图
【例1】[徐州中考]如图所示,小华用绳拉着小车行走,请画出绳对小车拉力F的示意图。
【速记口诀】画力的示意图:一定点,二画线,线段末端画尖尖,符号数值标旁边。
【易错警示】画力的示意图常见的错误:(1)表示力的线段不标箭头;(2)线段旁边没有标明力的符号;(3)在同一图中,表示力的线段没有用长的线段来表示。
考法2:分析力现象
【例2】[达州中考] 滑板车是小学生喜爱的玩具之一。用脚向后蹬地,滑板车会沿地面向前运动,这说明力的作用是_________的;如果不再蹬地,滑板车的速度会越来越慢,最后停下来,这表明力可以改变物体的____________。
1.下列有关力的说法中,正确的是( )
A. 产生力的两个物体一定发生了作用
B. 一个物体也能产生力的作用
C. 力能脱离物体而存在
D. 相互接触的两个物体一定产生力的作用
2.链球是田径运动中投掷项目之一,链球运动使用的投掷器械,球体用铁或铜制成,上面安有链子和把手。运动员两手握着链球的把手,人和球同时旋转,最后加力使球脱手而出。运动员和球同时旋转时,手受到一个很大的拉力作用,这个力的施力物体是( )
A. 运动员的手 B. 链球的把手 C. 链球的链子 D. 地球
3.乒乓球比赛中,有时会出现 “擦网球”,乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A. 只改变了运动快慢
B. 只改变了运动方向
C. 运动快慢和运动方向都发生了变化
D. 运动快慢和运动方向都不发生变化
4.如图所示,下列叙述主要说明力能改变物体的形状的是( )
A. 用力拉弓,弓弯了 B. 用力蹬,自行车加速前进
C. 用力垫球,球飞出去 D. 瞄准射击,子弹飞出
5.在第 31 届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A. 发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B. 二传手传球时,手没有受到力的作用
C. 主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D. 球落入对方场地时,只有球的形状发生了改变
6.下列体育项目中的一些现象,不能用“力的作用是相互的”来解释的是( )
A.跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
B.铅球运动员投出铅球后,身体随着向前倾倒
C.滑冰运动员用力推墙,身体离墙而去
D.游泳运动员向后划水,身体前进
7.如图是同学们在操场上发射水火箭的情景。当高压气体把水通过狭小的喷口高速喷出时,由于作用力和反作用力,火箭高速向天空飞去。下列选项与水火箭情景相似的是( )
A.磁悬浮列车行驶 B.跳伞运动员高速下落
C.玩具上的电动机工作 D.小船在船桨的作用下向前运动
8.如图所示,是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的______________ 。
9.建于南陵县城南部的国家农业公园,游客乘坐火车畅游花海时坐在舒适的沙发座椅上,沙发凹陷下去,说明力可以__________;火车在弯道上匀速行驶时,它的运动状态__________(填 “发生改变” 或 “保持不变” )。
10. 2017 年 4 月 20 日,“天舟一号” 货运飞船发射升空,22 日与 “天宫二号” 太空舱顺利对接。如图所示,对接过程中,“天舟一号” 多处向外 “喷气” ,调节运行姿态,此过程利用的力学知识:______________________________________ 。
11. “嫦娥一号” 探月卫星在距月球表面 200 km 高度经过多次 “刹车制动” 最终绕月球做圆周运动,“刹车制动” 时,卫星应向_________(填 “前” 或 “后” )喷射高温气体,同时高温气体对卫星产生制动力,这说明力的作用是_________的。
12.下雪了,小华同学自制了一个雪橇,并用它拉着妹妹在水平的冰面上玩,如图所示。已知小华所用的拉力为 30 N。请以右方方框为雪橇,画出雪橇所受到拉力的示意图。
13.力的作用效果与哪些因素有关呢?为了探究这个问题,小华设计了这样的实验:将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,通过钢片受力而发生的形变来研究问题。如图所示是小华设计的实验的几个主要步骤。(小华使用的钩码规格相同)
(1)通过比较图(a)和(b)中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的__________有关;
(2)通过比较图(a)和(d)中钢片的弯曲方向,可以发现:______________________;
(3)通过比较图__________和__________中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的作用点有关;
(4)在本实验中,小华采用的研究方法叫做__________________法。
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