内容正文:
专题02力与空间探索
考点要求
课标要求
力
· 1.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
· 2.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
· 3.描述牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现象。
· 4.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
· 5.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
· 6.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素。
· 7.关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
运动与互相作用
· 1.能运用实验加推理的方法,得出牛顿第一定律。
· 2.了解力和运动之间的关系。明确力并非维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
· 3.能叙述惯性的意义,明确一切物体,无论是固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是
· 运动的,都具有惯性。并能用惯性知识解释有关现象。
· 4.知道二力平衡的意义,能说出当受力平衡时,物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态。
· 5.能说明二力平衡的条件以及物体运动状态变化的原因。能用二力平衡的条件解决简单的问题。
· 6,能用大量事例说明摩擦力是普遍存在的,知道不但固体会产生摩擦力,而且气体和液体也会产生摩擦力。能够想象没有摩擦的世界将会出现的情景。
· 7.会通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素。
· 8.能说明摩擦力的利和弊,说出增大和减小摩擦的具体方法。
压强
· 1.知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关,用单位面积上受到的压力可以很好地反映压力的作用效果。
· 2.写出压强的公式、单位。能从公式出发得出增大和减小压强的方法,能分析增大和减小压强的实例。
· 3.了解液体对容器底部和容器侧壁都有压强,以及压强的大小跟液体深度之间的关系。能用压强计探究液体内部压强的特点,并由此得出一般液体压强的特点。能利用液体压强的特点解释一些现象。
空间探索
· 1.知道火箭的工作原理和工作过程,会动手制作水火箭。
· 2.了解我国空间站的发展战略,了解我国空间站的组成及各部分的作用。
· 3.知道我国月球探测工程“嫦娥工程”的阶段划分、各阶段任务成果,以及载人登月计划。
· 4.了解中国行星探测任务“天问系列”,尤其是天问一号探测器的任务及成果。
· 5.认识人类航天探测器对太阳系探索的范围及重要意义。明确我国在月球和火星探测方面的技术发展历程与取得的突破。
本专题是力学核心内容。主要以力的概念为起点,系统地介绍了力的种类、测量方法及三要素,进而探讨牛顿第一定律、惯性、二力平衡、摩擦力、压强等力学核心原理,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注力的分类及意义,掌握力的测量方法和力的图示表示;理解牛顿第一定律和惯性的含义,能用惯性解释常见现象;掌握二力平衡的条件及物体运动状态变化的原因;熟悉摩擦力的产生、影响因素及应用;理解压强的定义、公式及影响因素,能分析增大和减小压强的实例;了解液体内部压强的特点及其应用;关注我国在空间探索领域的成就,如空间站、嫦娥工程和天问系列等。
本专题中力的分类与意义、牛顿第一定律与惯性、二力平衡条件、摩擦力的影响因素与应用、压强的计算与应用、液体压强的特点相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、简答题等。
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容:任何物体总保持 状态或 状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是 的原因。
(3)牛顿第一定律不是实验定律,是在实验的基础上,经过进一步的推理而概括出来的。
2.判断物体的运动状态
物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持 状态;原来运动的物体将永远做 运动,速度的大小和方向都不改变。
物体的平衡状态与二力平衡的条件
平衡状态:
物体受几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡状态。物体处于 时受力平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。二力平衡的条件可简记为“同体、等大、反向、共线”。
二力平衡的特点:
如果两个力平衡,则必然大小相等、方向相反、作用在同一物体上,并且作用在 直线上。
摩擦力
1.产生摩擦力的条件:①接触面 ,②两个物体相互接触且有 ,③有相对运动或 趋势。
2.摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势的方向 。
3.滑动摩擦力的大小:只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与物体运动的速度、接触面积等 。
探究液体内部压强的特点
压强计是测量液体内部压强的仪器。当外力对橡皮膜表面产生压强时,U形管两侧的液面会出现高度差,压强越大,液面的高度差也越大。因此,U形管两侧液面的高度差大小,可以反映橡皮膜所受压强的大小。
液体压强的特点:(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3) 在同一深度,液体向各个方向的压强都 ;(4)不同液体的压强还跟液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
受力分析
1.受力分析的原则:每个力都有施力物体和受力物体;物体的受力情况与运动状态保持一致。
2.受力分析的顺序:先画重力、已知力,围绕一圈找弹力,最后再画摩擦力。
3.力的作用点:一般在物体的重心上。
4.力的方向
重力: 。
弹力:压力和支持力与接触面垂直,指向受力物体;绳子的拉力沿绳子指向绳收缩的方向。
摩擦力:与接触面平行,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
力
一、力的认识
1.力对物体的作用
一个物体对另一个物体发生推、压、拉等作用,我们就说这个物体对另一个物体施加了力的作用,即力是物体对物体的 。
2.对力的理解
(1)力不能离开物体而单独存在:力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用,总是成对出现。
(2)力的作用与物体间是否接触无关:相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用,如磁铁吸引铁屑。因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据。
3.力的作用效果
力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体的运动状态一定改变”,如用力推静止的汽车,汽车仍然静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
二、力的图示
1.力的三要素
力的作用效果跟力的 、 、 有关。人们通常把力的大小、方向、作用点叫作力的 。
2.力的图示
概念:由于力有三个要素,因此单用一个数值是无法完整地表示一个力的,科学上通常用一根带箭头的线段来形象地表示力。这种表示力的方法叫作力的图示。
3.力的图示的作图步骤
①确定受力物体,画出作用点;
②选定标度(用某一长度表示多少牛的力),从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度;
③在线段的末端标出箭头,表示方向,并标出力的大小.
三、力的作用是相互的
1.力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体之间力的作用是相互的。
2.对力的相互性的理解
(1)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(2)物体之间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。如运动员用脚踢球时,球受到脚的作用力,同时脚也受到球的作用力;当球飞离脚时,球不再受脚的作用力,同时脚也不再受球的作用力。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称 ,符号为N。
2.测力计
测量力的大小的工具叫作测力计。
弹簧测力计是一种常用的测力计,其结构如图所示。
(1)结构:拉环、弹簧、指针、拉杆、面板、秤钩。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长。
3.弹力
(1)弹簧受到拉力会发生形变,不受拉力时又会恢复到原来的状态,弹簧的这种性质叫作弹性。
(2)手拉弹簧时也会感受到弹簧反抗拉伸的作用。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。
五、重力
1.重力
物体由于地球的吸引而受到的力叫作 。
2.重力的特点
①地球附近的所有物体都受到重力的作用,不管它是运动的还是静止的。
②重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
③重力的作用:使物体从高处落向地面或使物体有向下落的趋势。例如,熟透了的果子在重力作用下脱离树枝并落到地面上;水在重力作用下从高处流向低处;抛出去的铅球会在重力作用下落回地面等。
④物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
3.重力的方向
重力的方向总是竖直向下。
4.重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,物体的各部分都受到重力的作用。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。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
(2)重心的位置:
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 处。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。如一个充满气的篮球,其重心在几何中心处,若将篮球内充入一半体积的水,则该篮球的重心将下移。
③物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
④重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
⑤为了研究问题方便,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。
5.重力的计算
如果用G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N,G=mg。在粗略计算中,g的值可以取10N/kg。
运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.力和运动的关系:改变物体的 状态
由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态,所以,要改变物体的速度大小或运动方向,必须对物体施加力的作用。牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
二、惯性
1.惯性的概念:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫作惯性。因此,牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.对惯性的认知
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论是运动的还是静止的,无论受力还是不受力,物体都具有惯性
(2)决定因素:惯性只和物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(3)与力的区别:惯性是物体的一种固有属性,它不是力,力是物体对物体的作用。因此不能说“惯性作用”“惯性力”,在惯性前面加“产生”“受到”“出现”“克服”等词都是错误的。
3.惯性与牛顿第一定律的区别与联系
(1)区别:牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律,是有条件的,即只有在不受外力作用时才遵循;而惯性是物体的一种属性,与物体是否受力等一切外在因素无关,任何时候都存在
(2)联系:因为人们把物体保持原有静止状态或匀速直线运动的性质叫作惯性,所以牛顿第一定律又被称为惯性定律。
三、二力平衡
1.二力平衡
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是 的(即二力平衡)。
2.二力平衡的条件
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且力的作用线在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
四、摩擦力
1.摩擦力的存在
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
2.影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
五、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦
增大接触面间的压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.减小有害摩擦
减小接触面间的压力、减小接触面的粗糙程度变滑动摩擦为滚动摩擦、使接触面分离
压强
一、压力的作用效果
1.压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.影响压力作用效果的因素
压力的作用效果与压力的大小和受力 大小有关:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越 ;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:P=,P表示压强,F表示压力,S表示受力面积。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。
4.液体压强
(1)液体内部各处都有压强;
(2)同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大
5.液体压强的计算公式:P= 。
空间探索
一、火箭
1.火箭的工作原理
由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动。
2.多级火箭
典型的多级火箭有三级,前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落,下一级火箭点燃接替工作,继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地。
二、中国空间站
作用价值:
(1)科技创新:中国空间站是我们的太空家园,为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件,能够极大地促进空间科学技术的发展,辐射带动相关领域技术创新。
(2)信息价值:空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息,提高各个领域的监视能力。
(3)军事价值:空间站可以用于测试和验证一些军事技术和装备,提升我国的国防实力和国际地位
三、探索月球和火星
1.月球探测工程——“嫦娥工程”
“嫦娥工程”分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
(1)“无人月球探测”
“无人月球探测”工程分“绕”“落”“回”三期。“绕”“落”“回”分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007年至2020年之间,已有5个嫦娥系列的探测器奔赴月球,“绕”“落”“回”三期任务已圆满完成。
(2)“载人登月”
2023年5月,我国“载人登月”阶段任务也已启动实施,总体目标是在2030年前实现载人登陆月球,并开展月球科学考察及相关技术试验,掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。
(3)“建立月球基地”
不久的将来,在完成载人登月的基础上,我国将建立“月球基地”,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证,推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展,深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识,为月球科学的发展贡献中国智慧。
2.火星探测工程
(1)命名
2020年4月24日是第五个“中国航天日”,中国行星探测任务被命名为天问系列,首次火星探测任务被命名为天问一号
(2)历程
天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成,并于2020年7月23日发射升空,祝融号火星车在2021年5月15日成功着陆火星表面,对火星表面进行巡视探测
(3)意义
①天问一号探测器升空,实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标,使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
②天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测,实现了中国在深空探测领域的技术跨越,从而进入世界深空探测先进行列
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专题02力与空间探索
考点要求
课标要求
力
· 1.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
· 2.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
· 3.描述牛顿第一定律,能用惯性解释有关的常见现象。
· 4.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
· 5.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
· 6.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素。
· 7.关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
运动与互相作用
· 1.能运用实验加推理的方法,得出牛顿第一定律。
· 2.了解力和运动之间的关系。明确力并非维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
· 3.能叙述惯性的意义,明确一切物体,无论是固体、液体还是气体,无论物体是静止的还是
· 运动的,都具有惯性。并能用惯性知识解释有关现象。
· 4.知道二力平衡的意义,能说出当受力平衡时,物体可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态。
· 5.能说明二力平衡的条件以及物体运动状态变化的原因。能用二力平衡的条件解决简单的问题。
· 6,能用大量事例说明摩擦力是普遍存在的,知道不但固体会产生摩擦力,而且气体和液体也会产生摩擦力。能够想象没有摩擦的世界将会出现的情景。
· 7.会通过实验探究影响滑动摩擦力大小的因素。
· 8.能说明摩擦力的利和弊,说出增大和减小摩擦的具体方法。
压强
· 1.知道压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关,用单位面积上受到的压力可以很好地反映压力的作用效果。
· 2.写出压强的公式、单位。能从公式出发得出增大和减小压强的方法,能分析增大和减小压强的实例。
· 3.了解液体对容器底部和容器侧壁都有压强,以及压强的大小跟液体深度之间的关系。能用压强计探究液体内部压强的特点,并由此得出一般液体压强的特点。能利用液体压强的特点解释一些现象。
空间探索
· 1.知道火箭的工作原理和工作过程,会动手制作水火箭。
· 2.了解我国空间站的发展战略,了解我国空间站的组成及各部分的作用。
· 3.知道我国月球探测工程“嫦娥工程”的阶段划分、各阶段任务成果,以及载人登月计划。
· 4.了解中国行星探测任务“天问系列”,尤其是天问一号探测器的任务及成果。
· 5.认识人类航天探测器对太阳系探索的范围及重要意义。明确我国在月球和火星探测方面的技术发展历程与取得的突破。
本专题是力学核心内容。主要以力的概念为起点,系统地介绍了力的种类、测量方法及三要素,进而探讨牛顿第一定律、惯性、二力平衡、摩擦力、压强等力学核心原理,最后将这些知识与日常生活和实际应用相联系。因此在备考中,应重点关注力的分类及意义,掌握力的测量方法和力的图示表示;理解牛顿第一定律和惯性的含义,能用惯性解释常见现象;掌握二力平衡的条件及物体运动状态变化的原因;熟悉摩擦力的产生、影响因素及应用;理解压强的定义、公式及影响因素,能分析增大和减小压强的实例;了解液体内部压强的特点及其应用;关注我国在空间探索领域的成就,如空间站、嫦娥工程和天问系列等。
本专题中力的分类与意义、牛顿第一定律与惯性、二力平衡条件、摩擦力的影响因素与应用、压强的计算与应用、液体压强的特点相关考点考查频率较高。本专题考查题型有:选择题、填空题、实验探究题、简答题等。
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容:任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
(3)牛顿第一定律不是实验定律,是在实验的基础上,经过进一步的推理而概括出来的。
2.判断物体的运动状态
物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。
物体的平衡状态与二力平衡的条件
平衡状态:
物体受几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡状态。物体处于平衡状态时受力平衡。
二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。二力平衡的条件可简记为“同体、等大、反向、共线”。
二力平衡的特点:
如果两个力平衡,则必然大小相等、方向相反、作用在同一物体上,并且作用在同一条直线上。
摩擦力
1.产生摩擦力的条件:①接触面粗糙,②两个物体相互接触且有挤压,③有相对运动或相对运动趋势。
2.摩擦力的方向:与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3.滑动摩擦力的大小:只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与物体运动的速度、接触面积等无关。
探究液体内部压强的特点
压强计是测量液体内部压强的仪器。当外力对橡皮膜表面产生压强时,U形管两侧的液面会出现高度差,压强越大,液面的高度差也越大。因此,U形管两侧液面的高度差大小,可以反映橡皮膜所受压强的大小。
液体压强的特点:(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)液体的压强随深度增加而增大;
(3) 在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;(4)不同液体的压强还跟液体的密度有关,深度相同时,液体密度越大,压强越大。
受力分析
1.受力分析的原则:每个力都有施力物体和受力物体;物体的受力情况与运动状态保持一致。
2.受力分析的顺序:先画重力、已知力,围绕一圈找弹力,最后再画摩擦力。
3.力的作用点:一般在物体的重心上。
4.力的方向
重力:竖直向下。
弹力:压力和支持力与接触面垂直,指向受力物体;绳子的拉力沿绳子指向绳收缩的方向。
摩擦力:与接触面平行,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
力
一、力的认识
1.力对物体的作用
一个物体对另一个物体发生推、压、拉等作用,我们就说这个物体对另一个物体施加了力的作用,即力是物体对物体的作用。
2.对力的理解
(1)力不能离开物体而单独存在:力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有两个物体(一个是施力物体,一个是受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用,总是成对出现。
(2)力的作用与物体间是否接触无关:相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用,如磁铁吸引铁屑。因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据。
3.力的作用效果
力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体的运动状态一定改变”,如用力推静止的汽车,汽车仍然静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
二、力的图示
1.力的三要素
力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。人们通常把力的大小、方向、作用点叫作力的三要素。
2.力的图示
概念:由于力有三个要素,因此单用一个数值是无法完整地表示一个力的,科学上通常用一根带箭头的线段来形象地表示力。这种表示力的方法叫作力的图示。
3.力的图示的作图步骤
①确定受力物体,画出作用点;
②选定标度(用某一长度表示多少牛的力),从作用点开始沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度;
③在线段的末端标出箭头,表示方向,并标出力的大小.
三、力的作用是相互的
1.力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体之间力的作用是相互的。
2.对力的相互性的理解
(1)两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
(2)物体之间相互作用力同时产生、同时消失,没有先后、主次之分。如运动员用脚踢球时,球受到脚的作用力,同时脚也受到球的作用力;当球飞离脚时,球不再受脚的作用力,同时脚也不再受球的作用力。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N。
2.测力计
测量力的大小的工具叫作测力计。
弹簧测力计是一种常用的测力计,其结构如图所示。
(1)结构:拉环、弹簧、指针、拉杆、面板、秤钩。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度越长。
3.弹力
(1)弹簧受到拉力会发生形变,不受拉力时又会恢复到原来的状态,弹簧的这种性质叫作弹性。
(2)手拉弹簧时也会感受到弹簧反抗拉伸的作用。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。
五、重力
1.重力
物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力。
2.重力的特点
①地球附近的所有物体都受到重力的作用,不管它是运动的还是静止的。
②重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
③重力的作用:使物体从高处落向地面或使物体有向下落的趋势。例如,熟透了的果子在重力作用下脱离树枝并落到地面上;水在重力作用下从高处流向低处;抛出去的铅球会在重力作用下落回地面等。
④物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
3.重力的方向
重力的方向总是竖直向下。
4.重心
(1)概念:地球吸引物体的每一部分,物体的各部分都受到重力的作用。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。重心实际上是物体各部分受到重力作用的等效作用点。
(2)重心的位置:
①形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心处。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。如一个充满气的篮球,其重心在几何中心处,若将篮球内充入一半体积的水,则该篮球的重心将下移。
③物体的重心不一定在物体上。如质量分布均匀的圆环的重心在环的中心处,不在环上。
④重心的位置与物体所在的位置及运动状态无关。
⑤为了研究问题方便,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。
5.重力的计算
如果用G表示物体受到的重力,m表示物体的质量,g表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N,G=mg。在粗略计算中,g的值可以取10N/kg。
运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.力和运动的关系:改变物体的运动状态
由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态,所以,要改变物体的速度大小或运动方向,必须对物体施加力的作用。牛顿第一定律揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
二、惯性
1.惯性的概念:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。物体有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫作惯性。因此,牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.对惯性的认知
(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。无论是固体、液体还是气体,无论质量大小,无论是运动的还是静止的,无论受力还是不受力,物体都具有惯性
(2)决定因素:惯性只和物体的质量有关。物体的质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
(3)与力的区别:惯性是物体的一种固有属性,它不是力,力是物体对物体的作用。因此不能说“惯性作用”“惯性力”,在惯性前面加“产生”“受到”“出现”“克服”等词都是错误的。
3.惯性与牛顿第一定律的区别与联系
(1)区别:牛顿第一定律是描述物体不受外力作用时所遵循的运动规律,是有条件的,即只有在不受外力作用时才遵循;而惯性是物体的一种属性,与物体是否受力等一切外在因素无关,任何时候都存在
(2)联系:因为人们把物体保持原有静止状态或匀速直线运动的性质叫作惯性,所以牛顿第一定律又被称为惯性定律。
三、二力平衡
1.二力平衡
一个物体在两个力的作用下,如果保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的(即二力平衡)。
2.二力平衡的条件
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且力的作用线在同一条直线上,那么这两个力就相互平衡。
四、摩擦力
1.摩擦力的存在
两个互相接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上滑动时,在它们的接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
2.影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
五、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦
增大接触面间的压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动摩擦为滑动摩擦。
2.减小有害摩擦
减小接触面间的压力、减小接触面的粗糙程度变滑动摩擦为滚动摩擦、使接触面分离
压强
一、压力的作用效果
1.压力的定义
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.影响压力作用效果的因素
压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关:
(1)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力的大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
3.压强
(1)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(2)公式:P=,P表示压强,F表示压力,S表示受力面积。
(3)单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。
4.液体压强
(1)液体内部各处都有压强;
(2)同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)不同的液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,液体的密度越大,压强越大
5.液体压强的计算公式:P=ρ液gh。
空间探索
一、火箭
1.火箭的工作原理
由于火箭燃料仓中的燃料燃烧产生高温高压的气体,这些热气体从火箭底部的开口处向后喷出时,就会产生一个反作用力,这个反作用力推动火箭向前运动。
2.多级火箭
典型的多级火箭有三级,前面一级火箭的燃料耗尽后会从火箭上脱落,下一级火箭点燃接替工作,继续为火箭飞行提供动力。最后将携带的承载物运送到目的地。
二、中国空间站
作用价值:
(1)科技创新:中国空间站是我们的太空家园,为我国科学家进行长期的、大规模的空间科学实验、技术试验研究提供条件,能够极大地促进空间科学技术的发展,辐射带动相关领域技术创新。
(2)信息价值:空间站可以为我国提供更精准、更丰富的情报信息,提高各个领域的监视能力。
(3)军事价值:空间站可以用于测试和验证一些军事技术和装备,提升我国的国防实力和国际地位
三、探索月球和火星
1.月球探测工程——“嫦娥工程”
“嫦娥工程”分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
(1)“无人月球探测”
“无人月球探测”工程分“绕”“落”“回”三期。“绕”“落”“回”分别指环绕月球、着陆月球、月球取样返回的无人探测任务。2007年至2020年之间,已有5个嫦娥系列的探测器奔赴月球,“绕”“落”“回”三期任务已圆满完成。
(2)“载人登月”
2023年5月,我国“载人登月”阶段任务也已启动实施,总体目标是在2030年前实现载人登陆月球,并开展月球科学考察及相关技术试验,掌握载人地月往返、月面短期驻留、人机联合探测等关键技术,完成“登”“巡”“采”“研”“回”等多重任务。
(3)“建立月球基地”
不久的将来,在完成载人登月的基础上,我国将建立“月球基地”,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证,推动载人航天技术由近地走向深空的跨越式发展,深化人类对月球和太阳系起源与演化的认识,为月球科学的发展贡献中国智慧。
2.火星探测工程
(1)命名
2020年4月24日是第五个“中国航天日”,中国行星探测任务被命名为天问系列,首次火星探测任务被命名为天问一号
(2)历程
天问一号探测器由一部轨道飞行器和一辆火星车构成,并于2020年7月23日发射升空,祝融号火星车在2021年5月15日成功着陆火星表面,对火星表面进行巡视探测
(3)意义
①天问一号探测器升空,实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视探测三大目标,使我国成为世界上第二个独立掌握火星着陆巡视探测技术的国家。
②天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测,实现了中国在深空探测领域的技术跨越,从而进入世界深空探测先进行列
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