内容正文:
力
2.2 机械运动和力
2. 2.3 通过常见事例或实验,了解重力和弹力,认识力的作用
效果。
2. 2.4 能用示意图描述力。会测量力的大小。
2. 2.3 通过常见事例或实验,了解摩擦力,探究并了解滑动摩擦力
的大小与哪些因素有关。
力
定义 力是物体对物体的 。发生作用的两个物体,一个是
施力物体,另一个是受力物体
测量工具
力的
作用效果 ①力可以改变物体的 ;②力可以改变物体
的
力的三要素 力的 、 、
力的
示意图 在物理学中,通常用一条带箭头的线段表示力。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
作用
弹簧测力计
运动状态
形状
大小
方向
作用点
力的
相互性 物体间力的作用是 ,发生力的作用时,每一个物
体既是 物体,又是 物体(两者同时存在,
同时消失)
常见
力的大小 ①一枚小铁钉的重力约为0.05 N;②一个鸡蛋的重力约为
0.5 N;③一个苹果的重力约为1.5~2 N;④一名中学生的
重力约为500 N;⑤物理课本的重力约为2.5 N;⑥一个篮球的重力约为5 N
相互的
施力
受力
弹力和弹簧测力计
弹力 定义:物体由于发生 而产生的力;
大小:与物体的弹性强弱和形变程度的大小有关
弹簧测力
计原理 在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成
使用
方法 在使用前,要使指针对准 ,认清它的
和 ,并轻轻来回拉动挂钩,防止卡壳,所测量的力
的大小不能超过弹簧测力计的 ;使用时,弹簧的轴线
方向跟 一致,读数时,视线与刻度面板垂直
弹性形变
正比
零刻度线
量程
分度值
量程
所测力的方向
重力
定义 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
施力物体 地球
三要
素 大小 G=mg,g约为9.8 N/kg(粗略计算时可取10 N/kg)
方向 竖直向下(注意不是垂直向下)
作用点 重力在物体上的作用点叫作重心。质量分布均匀的规则
物体的重心一般在它的几何中心上
摩擦力
定义 两个相互接触并挤压的物体,当它们
时,在 上会产生一种阻碍物体 运
动或相对运动趋势的力,这种力叫作摩擦力
方向 与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向
分类 静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦
影响因素 ①滑动摩擦力的大小跟 的大小和
有关。同一接触面,压力越大,滑动摩擦力越 ;压
力一定时,接触面越 ,滑动摩擦力越大。
②静摩擦力与压力无关,大小等于与它平衡的力
相对滑动或有相对运动
的趋势
接触面
相对
相反
压力
接触面的粗糙程
度
大
粗糙
增大摩擦
力的方法 增大 (用力捏刹车闸)、增大接触面
(汽车的轮胎粗糙不平)、变滚动为
减小摩擦
力的方法 减小压力(体操运动员在单杠上做动作时,手握杆不能太
紧)、减小接触面粗糙程度(儿童滑梯表面做得尽可能光
滑)、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润
滑油、气垫、磁悬浮)
压力
粗糙程度
滑动
力的基本概念
足球是青少年喜爱的运动,校园足球训练营旨在推动校园足球的普及
和发展,提高学生的足球技能和素养,培养优秀的足球后备人才。运动员
在踢球过程中( C )
A. 先有脚对球的作用力,后有球对脚的作用力
B. 球对脚没有力的作用
C. 脚对球的作用力改变了球的运动状态
D. 脚对球的作用力使脚发生形变
C
【变式练习】1.人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自己坐
的小船却向后移动。由上述现象,不能得出的结论是( D )
A. 物体间力的作用是相互的
B. 施力物体同时又是受力物体
C. 力能改变物体的运动状态
D. 力的作用效果与力的作用点有关
D
了解重力、弹力和摩擦力
手压气球时气球会变形,由于气球发生形变而产生的力是( A )
A. 气球对手的支持力 B. 气球受到的重力
C. 桌面对气球的支持力 D. 手对气球的压力
【解析】气球受到手的压力,向下凹陷,在恢复原状的过程中对手产生的
弹力,即气球由于形变而产生的力是气球对手的支持力。
【点拨】发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力
的作用,这种力叫作弹力。
A
【解析】气球受到手的压力,向下凹陷,在恢复原状的过程中对手产生的
弹力,即气球由于形变而产生的力是气球对手的支持力。
【点拨】发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力
的作用,这种力叫作弹力。
(2024•德阳)如图所示,物块A与长木板B叠放在水平桌面上,水平
轻质弹簧一端与物块A连接,另一端固定于竖直墙壁,长木板B用水平轻绳
跨过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙子的总重力为G时,物块A处于静止状
态,长木板B向左做匀速直线运动,则物块A受到 个力的作用;若向
沙桶中再加入沙子,沙桶未接触地面且物块A未从长木板B的右端滑下,则
桌面对长木板B的滑动摩擦力 (填“变大”“变小”或“不
变”)。
4
不变
【解析】当沙桶与沙子的总重力为G时,物块A处于静止状态,长木板B向
左做匀速直线运动,则物块A受到4个力的作用:重力和支持力;弹簧对A
向右的拉力和B对A向左的摩擦力。若向沙桶中再加入沙子,绳对B的拉力
变大;沙桶未接触地面且物块A未从长木板B的右端滑下,则桌面对长木板
B的滑动摩擦力不变,因为压力和接触面的粗糙程度均不变。
【解析】当沙桶与沙子的总重力为G时,物块A处于静止状态,长木板B向
左做匀速直线运动,则物块A受到4个力的作用:重力和支持力;弹簧对A
向右的拉力和B对A向左的摩擦力。若向沙桶中再加入沙子,绳对B的拉力
变大;沙桶未接触地面且物块A未从长木板B的右端滑下,则桌面对长木板
B的滑动摩擦力不变,因为压力和接触面的粗糙程度均不变。
【变式练习】2.如图所示是一种常见的订书机,固定在槽内后部的弹簧给
钉子一个向 (填“左”或“右”)的弹力。在订书机某次正常使用
过程中,该弹力将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
左
减小
3. 某种多功能抑尘车的空载质量为10 t,最大储水容积为16 m3,在平
直路面匀速行驶时,阻力为车重的(g取10 N/kg,ρ水=
1.0×103 kg/m3)。问:
(1)最多储水多少千克?
解:(1)最多储水的体积V水=V容=16 m3,
由ρ=可得,最多储水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×16 m3=1.6×104 kg。
解:(1)最多储水的体积V水=V容=16 m3,
由ρ=可得,最多储水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×16 m3=1.6×104 kg。
(2)装满水时,车与水的总重力G总是多少?
解:(2)装满水时的总质量:
m总=m车+m水=10×103 kg+1.6×104 kg=2.6×104 kg,
车与水的总重力:
G总=m总g=2.6×104 kg×10 N/kg=2.6×105 N。
(3)装满水在平直路面匀速行驶时,车受到的阻力f是多少?
解:(3)装满水时在平直路面匀速行驶时,车受到的阻力:
f=G总=×2.6×105 N=1.04×104 N。
解:(2)装满水时的总质量:
m总=m车+m水=10×103 kg+1.6×104 kg=2.6×104 kg,
车与水的总重力:G总=m总g=2.6×104 kg×10 N/kg=2.6×105 N。
解:(3)装满水时在平直路面匀速行驶时,车受到的阻力:
f=G总=×2.6×105 N=1.04×104 N。
力的示意图
小钟同学在做模拟引力实验时,用一根细线拴一个带孔的橡皮球在水
平面内甩起来,使橡皮球绕手做圆周运动,如图所示。请你画出橡皮球受
到的重力和拉力的示意图。
【答案】如答图所示。
答图
【解析】从橡皮的重心分别沿竖直向下的方向和沿绳子指向手的方向画一
条带箭头的线段表示重力和拉力,用符号G和F表示。
【解析】从橡皮的重心分别沿竖直向下的方向和沿绳子指向手的方向画一
条带箭头的线段表示重力和拉力,用符号G和F表示。
【变式练习】4.如图甲所示为冬奥会某运动员在高山滑雪比赛中由斜坡上
自由滑下的情境。该情境可以抽象为图乙,请在图乙中画出雪道对滑雪板
作用力的示意图。
【答案】如答图所示。
【答案】如答图所示。
答图
实验18 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验视频
【实验精讲】
1. 实验器材:弹簧测力计、两块完全相同的长木板、一块材
料相同但表面更粗糙的长木板、带挂钩的长方体木块、砝码等。
2. 实验装置:如图所示。
3. 摩擦力大小:用弹簧测力计沿水平方向 拉动木块时,根据
知识可知,摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
4. 使用粗糙程度不同的木板是为了改变接触面的粗糙程度。
5. 木块上放砝码等重物是为了改变压力大小。
6. 木块平放、侧放是为了改变接触面积。
7. 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系:控制 不变,只
改变 。
匀速
二
力平衡
压力大小
接触面的粗糙程度
8. 探究滑动摩擦力与压力大小的关系:控制 不变,
只改变 。
9. 实验评价:实验中很难控制木块做匀速直线运动,弹簧测力计在运动过
程中读数,会导致读数不准确。
接触面的粗糙程度
压力大小
10. 实验改进:使弹簧测力计固定,拉动木块下面的小车,如图所示,便
于准确读出弹簧测力计的示数,可以准确地测出摩擦力的大小。
11. 实验结论
(1)滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,接触面粗糙程度
相同时,表面受到的压力越 ,滑动摩擦力越大。
(2)滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关,压力大小相同时,接
触面越 ,滑动摩擦力越大。
(3)滑动摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小 。
(4)滑动摩擦力的大小跟相对运动的速度大小 。
大
粗糙
无关
无关
【实验精练】
(2024•内江)某实验小组的同学在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有
关”的实验中。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉着长方体木块在长木板上
做 (填“匀速”或“变速”)直线运动,木块所受滑动摩擦力的
大小等于拉力F的大小。
匀速
(2)在图甲实验中发现,很难保持木块在(1)小题中的运动,且弹簧测
力计的示数不稳定。于是同学们对实验装置进行了改进,如图乙所示,将
弹簧测力计水平固定,通过拉力F′拉动长木板进行实验,测量数据记录如
表所示:
实验次数 木块放置情况 弹簧测力计示数/N
1 平放 1.2
2 侧放 1.2
3 竖放 1.2
(3)根据实验数据可以得出:木块所受的滑动摩擦力大小应为 N,
滑动摩擦力的大小与接触面的面积 (填“有关”或“无关”)。
图乙与图甲相比,图乙装置的优点之一是弹簧测力计的示数更 (填
“稳定”或“不稳定”)。
1.2
无关
稳定
1. (2025•武侯区模拟)杜甫在《茅屋为秋风所破歌》中写道:“八月秋
高风怒号,卷我屋上三重茅。”诗中描述的“秋风卷走茅草”现象,主要
说明了( B )
A. 力可以改变物体的形状
B. 力可以改变物体的运动状态
C. 力的作用是相互的
D. 物体的运动需要力来维持
B
2. (2025•广西)运动员投篮时,将篮球投出去的力的施力物体是( D )
A. 地球
B. 篮球
C. 篮筐
D. 运动员
D
3. (2025•自贡)下列做法能减小摩擦力的是( A )
A. 机器转轴处加润滑油
B. 用力压着黑板擦擦黑板
C. 鞋底做成凹凸不平的槽纹
D. 体操运动员在手上涂镁粉
A
4. 如图所示是投掷铅球时的情景,铅球向上抛出后落回地面,并在水平地
面上滚动一段距离后停下,则下列说法正确的是( C )
A. 铅球向上运动时不受重力作用
B. 铅球落向地面时只受重力作用
C. 铅球停在地面上时不受摩擦力
D. 铅球向前滚动时受到地面对它向前的力
C
5. (2023•巴中)在端午龙舟赛比赛过程中,运动员看到观众是运动的,
是以 (填“龙舟”或“河岸”)为参照物;在划船的过程中,船
桨对水的作用力 (填“大于”“等于”或“小于”)水对船桨的
作用力。
龙舟
等于
6. (2025•广安)如图所示,用垂直于黑板的力把重为1.2 N的黑板刷压在
竖直的黑板上,处于静止状态,此时黑板刷受到的摩擦力为 N,黑
板对海绵的弹力改变了海绵的 。
1.2
形状
7. (2025•泸州)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦
拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小
团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙
所示,他用50 N的水平推力推重为300 N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的
摩擦力大小为 N。
右
增大
50
8. (2025•凉山州)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动
铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5 N和3.5 N,
则A所受摩擦力的方向水平向 (填“左”或“右”);地面对B的摩
擦力大小为 N,方向水平向 (填“左”或“右”)。
左
1.5
左
9. (2025•南充)如图所示,两物体位于地球两极上,请画出两物体所受
重力的示意图。(其中O1、O2为两物体重心,O为地心)
【答案】图略
【答案】图略
10. (2024•凉山州)科技的发展正在不断地改变着我们的生活,如图甲所
示是一款手机支架,其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触
到平整光滑的硬质物体时会牢牢吸附在物体上,图乙是手机静止吸附在支
架上的俯视图,请在图乙中画出手机的受力示意图。
【答案】图略
【答案】图略
11. (多选)如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地
面上向右做匀速直线运动。下列分析正确的是( CD )
A. 木块受到水平向右的摩擦力 B. 木块所受摩擦力的大小为F
C. 小车受到水平向左的摩擦力 D. 小车所受摩擦力的大小为F
CD
12. (2025•眉山)如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的
实验。
(1)用较小的力拉木块,木块保持静止,此时木块 (填“受”或
“不受”)摩擦力。
受
(2)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做
运动,根据 原理,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧
测力计的示数。
(3)分析图甲和图乙可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,
滑动摩擦力越大。
匀速直
线
二力平衡
压力
(4)下列事例中应用了甲、丙两次实验结论来增大摩擦力的是 (填
字母)。
A. 自行车轮胎上刻有花纹
B. 给自行车链条涂抹润滑油
C. 用力捏自行车的刹车,车更容易停下来
A
(5)完成上述探究后,继续用图中装置进行实验,作出拉力F与时间t的关
系图像如图丁所示,物体运动的速度v与时间t的关系图像如图戊所示。则
物体在第6.5 s时所受的摩擦力大小为 N。
2
$