内容正文:
第6讲 熟悉而陌生的力
考点一 力和力的描述
定义 力是一个物体对另一个物体的作用.发生相互作用的两个
物体,一个是施力物体,另一个是 物体.力用符
号 表示
理解 (1)力不能离开物体单独存在;
(2)两物体不接触也能产生力,如电荷、磁体间的引
力、斥力
受力
F
力的作
用是相互的 (1)物体间力的作用是 的;
(2)相互作用的一对力在任何情况下都大小 ,
方向 ,作用在不同的两个物体上;
(3)施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施
力物体
相互
相等
相反
单位 ,简称牛,符号是
力的作
用效果 (1)力可以改变物体的 (包括速度大小的
改变、运动方向的改变),如箭被射出等;
(2)力可以改变物体的 ,如弓被拉弯等
力的三
要素 、 和
牛顿
N
运动状态
形状
大小
方向
作用点
力的示
意图 物理学中通常用一条带有箭头的线段表示力.线段末端画
一个箭头表示力的 ,线段的起点或终点表示力
的 ,线段的长度表示力的 .在同一图
中,力越大线段应该越 ,有时还可以在力的示意图
上用数值和单位标出力的大小(如图所示)
方向
作用点
大小
长
考点二 弹力和弹簧测力计
1. 弹力
定义 物体由于发生 而产生的力,如压力、支持力等
产生
条件 (1)两个物体相互接触;
(2)物体发生弹性形变
大小 在弹性限度内,物体的形变越大,弹力越
方向 弹力的方向与物体形变的方向相反
弹性形变
大
2. 弹簧测力计
原理 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大
使
用
前 观察弹簧测力计的量程和分度值,图中测力
计的量程为 N,分度值是 N
检查弹簧测力计的指针是否指在
上,如果不在,应把指针调节到零刻度线处
轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住
0~5
0.2
零刻度线
使用时 使弹簧的伸长方向与所测拉力方向在一条直
线上,避免弹簧与外壳发生摩擦
读数时,视线正对刻度线,示数=指针之上
的整刻度值+后面的小格数×分度值.图中测
力计的示数为 N
2.6
考点三 重力
定义 由于地球的吸引而使物体受到的力.用字母 表示
施力
物体
大小 (1)与质量的关系:物体所受重力跟它的质量成 ,其比值是定值,约等于 ;
(2)公式:G=
方向 ,用 指示重力的方向
G
地球
正比
9.8 N/kg
mg
竖直向下
重垂线
重心 概念:重力在物体上的 ;
位置:质地均匀、外形规则的物体的重心,在它的
.如均匀细棒的重心在它的 ,球的重心
在 ,方形薄木板的重心在 ;
注意:为了方便,常常把力的作用点画在物体的重心上
作用点
几何
中心
中点
球心
两条对角线的交点
考点四 摩擦力
分类 静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦
定义 一个物体在另一个物体表面上将要发生或已经发生相对运
动时所受到的阻碍物体间 的力
相对运动
滑动摩
擦力 产生
条件 (1)两个物体接触且相互挤压;(2)接触面粗糙;(3)发生相对运动
方向 摩擦力的方向与物体 相反
影响
因素 滑动摩擦力的大小跟接触面的 和
有关.压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦
力越大.在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)
下,滚动摩擦比滑动摩擦________
相对运动的方向
粗糙程度
压力
大小
小得多
摩擦力的方向与物体相对运动方向(或趋势)相
反,不是和物体的运动方向相反.有时也和物体的运动方向相同,如
自行车后轮受到的摩擦力;摩擦力有时起阻力作用,有时起动力作
用.如人走路,若不打滑,脚相对地面有向后运动的趋势,地面对脚
有一个向前的摩擦力,成为人向前的动力.
力和力的作用效果
例1 (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
例2 (2025·厦门三模)小华水平用力轻推矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;当用大小相同的水平力轻推瓶盖时,瓶子翻了.此过程说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关
B.力的方向有关
C.力的作用点有关
D.与以上三者都有关
C
力的示意图
例3 (2025·广东)如图,苹果静止在水平面上,请在O点画出苹果所受重力G 和支持力F 的示意图.
题图 答图
答图
增大或减小摩擦的方法
例4 (2025·北京)如图所示示例中,为了增大摩擦的是( D )
C
探究影响滑动摩擦力大小的因素
1. 实验器材:粗糙程度不同的木板、弹簧测力计、物块、重物.
2. 实验装置图:
3. 实验原理: .
二力平衡
4. 实验过程:
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,使其做
,此时弹簧测力计的示数等于物块所受摩擦力的大小.
(2)探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系:保持
不变,只改变 大小,观察弹簧测力计的示数变化.
匀速直
线运动
接触面的粗
糙程度
压力
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系:保持
大小不变,只改变 ,观察弹簧测力计的示数变化.
(4)探究滑动摩擦力的大小与接触面面积大小的关系:将同一物块
在同一木板上平放、竖放、侧放,观察弹簧测力计的示数变化.
压力
接触面的粗糙程度
(5)根据实验数据分析总结滑动摩擦力与哪些因素有关,得出实验
结论:①滑动摩擦力的大小只与 和 有
关,与接触面积、运动状态等无关;②在其他条件相同时,压力 ,滑动摩擦力越大;③在其他条件相同时,接触面越 ,滑动摩擦力越大.
压力
接触面的粗糙程度
越大
粗糙
5. 交流与反思:
(6)实验存在的不足:①不容易保证物块一直做匀速直线运动,导
致弹簧测力计示数不稳定;②弹簧测力计在运动中不方便读数,误差
较大.
(7)实验装置的改进:利用如图所示装置,固定弹簧测力计,拉动
物块下面的长木板,物块稳定时读取弹簧测力计的示数,该实验方案
的优点:①不需要控制物块做匀速直线运动、便于操作;②弹簧测力
计示数稳定,便于读数.
6. 实验拓展:
(8)得出“物块运动的速度越大,滑动摩擦力越大”的错误结论的
原因:物块做变速运动时,弹簧测力计的示数不等于摩擦力的大小.
例5 (2025·山东)小梅利用如图装置做“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,所用的长方体木块如图甲所示,其中一个面粗糙程度较大,其他各面粗糙程度相同.
(1)实验前,小梅先将弹簧测力计在_______(选填“水平”或“竖直”)方向调零,使指针对准零刻度线;调好后,她用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平木板做____________运动.此时弹簧测力计的示数等于木块与木板之间滑动摩擦力的大小.
水平
匀速直线
(2)小梅对比乙、丙两次实验得出:当接触面受到的压力大小和接触面积大小一定时,接触面越________,滑动摩擦力越大.
(3)小梅对比乙、丁两次实验,初步得出“滑动摩擦力大小与接触面积有关”的结论.你认为她得出这个结论的探究过程是_________(选填“合理”或“不合理”)的,理由是________________________________.
粗糙
不合理
没有控制接触面粗糙程度相同
考点一 力及其作用效果
1. 如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方
向开门,最容易的是( C )
C
2. 2022年6月5日,神舟十四号载人飞船发射取得圆满
成功.以下说法正确的是( A )
A. 火箭向下喷气获得向上的推力,说明力的作用是相互的
B. 加速上升时,燃料的化学能全部转化为船箭的重力势能
C. 飞船变换角度入轨时,它的运动状态保持不变
D. 展开太阳能帆板是为了保持飞船的平衡
A
3.(2025·厦门模拟)在跳板跳水这项运动中,运动员对跳板施力的同时,也受到跳板对他的作用力,但这两个力的作用效果却不同,前者主要是改变了跳板的_______,后者主要是改变了运动员的__________.
形状
运动状态
考点二 增大、减小摩擦力的方法
4. 尊老爱幼是中华民族的传统美德.为了方便老年人剪指甲,在指甲剪的上方加装了一个小凸透镜,如图.请用物理知识说明:磨指甲的金属磨甲片表面粗糙条纹的作用.
解:磨甲片表面刻有粗糙条纹,可以增大表面的粗糙程度,增大摩擦
力,利于磨掉指甲边缘的棱角.
5.(2025·福建中考) 在体育运动中,如图中的做法为了减小摩擦
的是( A )
A
考点三 作指定力的示意图
6. (2025·厦门三模)2025年3月25日上午,大熊猫“福宝”在中国大熊猫保护研究中心复展,图甲是“福宝”正躺在树上休息,图乙是其简化图,O 为熊猫重心.请在图乙中画出熊猫受到的重力G 和摩擦力f 的示意图.
题图 答图
答图
考点四 探究影响滑动摩擦力大小的因素
6.如图所示,是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景.
(1)将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木
块做 运动.
(2)由图甲可知:此时木块受到的滑动摩擦力大小为 N.
匀速直线
1.2
(3)由图乙和图丙可知:在其他条件相同的情况下,压力越大,滑
动摩擦力越 .
(4)本实验产生误差的原因是
.(写一条即可)
大
很难控制木块做匀速直线运动(弹
簧测力计示数不稳定)
8.(2025·福建) 如图为探究摩擦力的实验装置。当桶和沙的总质量为0.24 kg时,木块和木板在水平桌面上保持静止,力传感器示数为0.4 N.
a、b两段轻绳均与桌面平行.图中滑轮的作用是 .不计绳
与滑轮间的摩擦,桌面对木板的摩擦力大小为 N.(g 取10 N/kg)
改变力的方向
2
1. (2025·连云港)下列物理量最接近实际值的是( C )
A. 中学生的重力大小约为50 N
B. 正常人步行的速度约为4 m/s
C. 初中物理课本的宽度约为18 cm
D. 做一遍眼保健操的时间约为10 s
C
2. (2024·绥化改编)下列关于力的说法中,正确的是
( A )
A. 相互作用力的大小一定相等
B. 重力的方向总是垂直向下的
C. 汽车刹车后不能立即停下来是因为受到了惯性
D. 沿水平方向用力推水平地面上的课桌没推动时,说明推
力小于摩擦力
A
3. (2025·天津)在2025年亚冬会自由式滑雪空中技巧项目
中,我国选手夺金.如图所示,选手沿坡道下滑时(忽略空
气阻力),选手所受的力是( D )
A. 重力和摩擦力
B. 重力和支持力
C. 支持力和摩擦力
D. 重力、支持力和摩擦力
D
4. (2024·山西)如图为运动员撑竿跳高的场景.他通过助跑
将撑竿压弯后起跳,越过横杆,松手后撑竿恢复原状.下列
说法正确的是( B )
A. 助跑时运动员相对于地面是静止的
B. 压弯撑竿说明力能改变物体的形状
C. 运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦
D. 松手后运动员仍然受撑竿的作用力
B
5. 如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否
竖直.这是利用了( A )
A. 重力的方向
B. 重力的大小
C. 重力的作用点
D. 重力与质量的关系
A
6. (2025·兰州)如图所示为人骨关节的示意图,关节由关
节囊包裹形成密闭的关节腔,关节腔内含有滑液,可以减小
骨与骨之间的摩擦.下列改变摩擦的方法与此相同的是( D )
A. 推书柜时,先将柜中的书移出
B. 行李箱下装有滚轮
C. 自行车脚踏板凹凸不平
D. 机械手表保养时上油
D
7. (2025·江西)如图所示,学校足球赛场上的守门员接住
射来的足球,表明力可以改变物体的 状态;守门员
通过戴上手套增大接触面的粗糙程度来增大 力,可
以更稳地接住球.
运动
摩擦
8. (2025·河南)立定跳远是同学们熟悉的体育项目.在立定
跳远时,人站在地面上,下蹲后用力向后蹬,从而获得向前
的力,使人向前的力的施力物体是 .如图,人起跳
后,在空中继续向前运动,最终落向地面,请从物理学的角
度简要解释这一现象:
.
地面
人起跳后,由于惯性继续向前运
动,但由于人受到了重力的作用,重力的方向竖直向下,故
人最终落向地面
9. (2025·乐山)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力
计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把
弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环
上,物体静止时弹簧测力计的示数将 .
2.2
变大
10. (2025·广西)请在图中画出竖直悬挂着的粽子所受重力
G的示意图.
题图
答图
11. (2025·绥化)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的
实验中,小轩设计了如下实验.(实验所用铁块的长、宽、
高不同,每个面的粗糙程度都相同;两小车材料相同)
步骤一:如图甲所示,小轩用水平向左的拉力F拉动放在水
平面上的平板小车1,观察并记
录4 s内拉力传感器的示数,绘
制了如图乙所示的图像;
步骤二:将同一铁块以同种方式放置在平板小车2上,如图
丙,用电动机向左水平拉动放在水平面上的平板小车2,再
用弹簧测力计竖直向上拉铁块,读出弹簧测力计和拉力传感
器的示数,记录在表格中.
实验
次数 铁块重
力/N 弹簧测力
计示数/N 拉力传感
器示数/N
1 5 0 1.5
2 5 1.0 1.2
3 5 2.0 0.9
(1)在步骤一中,当平板小车1开始运动时,铁块受到的摩
擦力为 N.
2
(2)步骤二第1次实验中拉力传感器的示数比步骤一中1~4
s内拉力传感器的示数小,由此可知滑动摩擦力的大小
与 有关.
接触面的粗糙程度
(3)通过分析表中数据,可得出结论:
.
在接触面的粗糙
程度相同时,压力越小,滑动摩擦力越小
实验
次数 铁块重
力/N 弹簧测力
计示数/N 拉力传感
器示数/N
1 5 0 1.5
2 5 1.0 1.2
3 5 2.0 0.9
(4)若用该铁块探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有
关,他的操作应是
.
在其他条件相同时,换用面积不同的侧
面进行实验
(5)小轩认为:该实验中水平面应尽量光滑,否则会使拉
力传感器的示数偏大.他的说法 (选填“合理”
或“不合理”),请说明理由:
.
不合理
平板小车与水平面之间的
摩擦力不影响铁块与平板小车间的摩擦力
12. (2024·河南)在学习物理之前,我们认知中常存在一些
不科学的观点,学习物理后,要能运用事实证据进行质疑和
修正.请参照示例,另外列举一个常见的错误观点,并通过
实例进行反驳,写出正确观点.
【示例】错误观点:两个物体不接触,就没有力的作用.
反驳的实例及正确观点:磁铁靠近铁球,能将铁球吸引过
来,因此两个物体不接触,也能有力的作用.
错误观点: .
只要两个物体相接触就一定有力的作用
反驳的实例及正确观点:
.
竖直放在竖直墙边的物体刚好与
墙面接触,没有力的作用,因此两个物体相接触不一定有力
的作用
13. (2024·广州)实验小组在探究弹簧伸长量(x)与弹簧
受到拉力(F)关系的实验中,得到如图甲所示的F-x关系
图像(图线记为a).
(1)分析图甲的数据,得到实验结论:=
常量(设为k),则比值k的单位是 ,
这根弹簧k的大小为 .
N/cm
0.5 N/cm
(2)把这根弹簧截去一部分,剩余部分弹簧的k是否会发
生变化?实验小组的同学对此产生了兴趣并提出了各自的
猜想.
甲同学:因为是同一根弹簧,所以k不变;
乙同学:因为弹簧变短了,所以k变小;
丙同学:因为弹簧变短了,所以k变大.
为验证猜想,他们对剩余部分弹簧进行如下探究:
①把弹簧悬挂在竖直的刻度尺旁,静止时如图乙,则此时弹
簧长度为 cm;
3.00
②在弹簧下端挂上钩码,某次弹簧静止时如图丙所示,
每个钩码的重力为0.5 N,则弹簧下端受到钩码的拉力F
= N,此时弹簧的伸长量x= cm;
2.5
2.50
③多次改变悬挂钩码的数量,实验数据记录如下表;
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
④根据表中的数据,请在甲图中描点,并画出F-x图像(对
应图线记为b);
解:(2)④如图所示.
⑤比较图线a、b,可以判断 (选填“甲”“乙”或
“丙”)同学的猜想是正确的.
丙
$