内容正文:
第8讲 力 运动和力
目录
知识梳理
核心素养实验
湖北真题精选
课标要求
2. 2.3 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
2. 2.4 能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
2. 2.5 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
第8讲 力 运动和力
返回目录
第8讲 力 运动和力
返回目录
知识梳理
NO.1
力
1. 力(1)定义:力是 物体对物体 的作用。
(2)符号:力用符号 F 表示。
(3)单位:力的单位是 牛顿 ,简称牛,用符号 N 表示。
2. 力的作用效果
(1)力可以使物体发生 形变 。
(2)力可以改变物体的 运动状态 。
物体对物体
F
牛顿
N
形变
运动状态
第8讲 力 运动和力
返回目录
3. 力的三要素和力的示意图
(1)力的三要素: 大小 、 方向 和 作用点 。
(2)力的示意图:通常用一条带箭头的线段表示力,线段的长短表示力的 大小 ,箭头表示力的 方向 ,线段的起点或终点表示力的 作用点 。
【方法链接】 模型法 P123
大小
方向
作用点
大小
方向
作
用点
4. 性质
物体间力的作用是 相互 的。施力物体同时也是受力物体。
相互
第8讲 力 运动和力
返回目录
弹力
1. 弹力
(1)弹性:物体在受力时会发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫作弹性。
(2)定义: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。常见的弹力有压力、支持力、拉力等。
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 越长 ,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
越
长
第8讲 力 运动和力
返回目录
重力
1. 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。地球附近的所有物体都受到重力的作用。
2. 公式:G= mg 。
g表示物体所受重力与质量的比,约等于 9.8 N/kg。
(注:粗略计算时,g取 10 N/kg)
地球的吸引
G
mg
9.8
10
第8讲 力 运动和力
返回目录
3. 重力的方向: 竖直向下 。
4. 重心
(1)定义:重力的等效作用点。
(2)重心的位置
①形状规则、质量分布均匀的物体,重心在它的 几何中心 上。
②重心不一定在物体上。
竖直向下
几何中心
第8讲 力 运动和力
返回目录
摩擦力
1. 滑动摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触表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。
(2)影响因素:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、接触面所受的压力有关,接触面越 粗糙 、受到的压力越 大 ,滑动摩擦力就越大,与运动速度无关。
粗糙
大
第8讲 力 运动和力
返回目录
2. 增大或减小摩擦力的方法
方法 应用举例
增大
有益
摩擦 增大 接触面的压力 用力捏自行车车闸
增大 接触面的粗糙程度 车轮胎上有凹凸不平的花纹;体操运动员往手上涂镁粉
变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急制动时,车轮只滑不滚
增大
增大
第8讲 力 运动和力
返回目录
方法 应用举例
减小
有害
摩擦 减小 接触面的压力 单杠运动员在做旋转动作时,将单杠握得很松
减小 接触面的粗糙程度 冰壶运动
变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋
使接触面 分离 气垫船、磁悬浮列车
减小
减小
分离
第8讲 力 运动和力
返回目录
【知识链接】 摩擦力大小与方向的判断
1. 滑动摩擦力的大小只与接触面粗糙程度和压力大小有关,只要这两个因素不变,滑动摩擦力的大小就不变。
2. 根据二力平衡的知识,如果摩擦力与某个力平衡,则摩擦力的大小与之相等。
3. 摩擦力的方向与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。相对运动方向是指相对于跟它摩擦的物体的运动方向。
第8讲 力 运动和力
返回目录
牛顿第一定律
1. 阻力对物体运动的影响:物体的运动 不需要 力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到 阻力 的作用。
2. 牛顿第一定律:一切物体,总保持 静止 或 匀速直线运动 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
不需要
阻力
静止
匀速直线运动
第8讲 力 运动和力
返回目录
3. 惯性
(1)定义:物体保持 原来匀速直线运动状态或静止状态 的性质叫作惯性。
(2)任何物体,不论是静止的还是 运动 的,都具有惯性。
(3)大小的决定因素:物体的 质量 。质量大的物体惯性大。
原来匀速直线运动状态或静止状态
运动
质量
第8讲 力 运动和力
返回目录
力与运动的关系
1. 力是使物体的 运动状态 发生改变的原因。
2. 物体受力平衡时,将保持 静止 或 匀速直线运动 状态;物体受力不平衡时,其运动状态会发生 改变 。
运动状态
静止
匀速直线运动
改变
第8讲 力 运动和力
返回目录
二力平衡
1. 平衡状态:物体在几个力的作用下保持 静止 或做 匀速直线 运动状态,我们就说该物体处于平衡状态。
2. 二力平衡:如果物体在两个力的作用下处于 平衡 状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
3. 二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小 相等 、方向 相反 ,并且在 同一直线 上,这两个力就彼此平衡。
静止
匀速直线
平衡
相等
相反
同一直线
第8讲 力 运动和力
返回目录
【知识链接】 二力平衡与相互作用力
二力平衡 相互作用力
相同点 (1)大小相等;(2)方向相反;(3)作用在同一直线上
不同点 力的作
用点 作用在同
一个物体上 分别作用在两个不同的物体上
力的示
意图
第8讲 力 运动和力
返回目录
力的合成
1. 合力与分力:如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用的效果 相同 ,这个力就叫作那几个力的合力,组成合力的每一个力叫作分力。
相同
第8讲 力 运动和力
返回目录
【方法链接】 等效替代法 P123
2. 同一直线上力的合成
(1)同一直线上方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之 和 ,方向跟这两个力的方向相同,即F= F1+F2 。
(2)同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之 差 ,方向跟 较大 (填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同,即F= |F1-F2| 。
和
F1+F2
差
较大
|F1-F2|
第8讲 力 运动和力
返回目录
第8讲 力 运动和力
返回目录
核心素养实验
NO.2
探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关
【设计和进行实验】
1. 实验原理: 二力平衡 。
2. 实验时,沿水平面匀速拉动木块的目的是 使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小 。
3. 转换法的应用:通过弹簧测力计的示数,即拉力的大小来反映 滑动摩擦力 的大小。
二力平衡
使弹簧测力计示数等于滑
动摩擦力的大小
滑动
摩擦力
第8讲 力 运动和力
返回目录
【方法链接】 转换法、控制变量法 P122
【实验评估与改进】
4. 如图所示,将弹簧测力计固定不动,木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为拉动长木板,使长木板与木块相对运动。弹簧测力计固定,方便读出正确的数值,且操作时 不需要 使长木板做匀速直线运动。
不需要
第8讲 力 运动和力
返回目录
【实验结论】
滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。另外,滑摩擦力的大小还与接触面的材料有关。
第8讲 力 运动和力
返回目录
【例1】 小伟要探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。接下来小伟通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)实验中小伟应该用弹簧测力计水平 匀速直线 拉动木块在长木板上滑动,这样做是根据 二力平衡 的原理得出拉力等于滑动摩擦力,从而测出木块所受的滑动摩擦力的大小。
匀速直线
二力平衡
第8讲 力 运动和力
返回目录
(2)如果小伟要探究猜想②,他应该选择 甲、丙 两幅图所示的实验方法来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下, 接触面越粗糙 ,滑动摩擦力越大。
(3)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复图甲的操作过程,如图丁所示。他比较图甲和图丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面面积的大小有关。你认为他的结论是 错误 (填“正确”或“错误”)的,原因是 没有控制压力大小相同 。
甲、丙
接触面越粗糙
错误
没有控制压力大小相同
第8讲 力 运动和力
返回目录
(4)图乙中砝码随木块一起做匀速直线运动,则砝码受到木块对它的摩擦力的大小f= 0 N。
(5)此实验探究过程主要采用了 控制变量法 (填“控制变量法”或“等效替代法”)。
0
控制变量法
第8讲 力 运动和力
返回目录
【能力提升】
(6)小明对实验装置进行了改装,如图戊所示,重复实验,发现效果更好。实验中,小明 不一定 (填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板,此时物体A相对于长木板向 右 (填“左”或“右”)运动,物体A受到的滑动摩擦力方向是水平向 左 (填“左”或“右”)的。
不一定
右
左
第8讲 力 运动和力
返回目录
(7)课后,班级创新小组的同学们设计出如图己所示的装置测滑动摩擦力,桌面上质量为m的滑块A通过轻绳绕过滑轮,绳的另一端悬挂一只一次性塑料杯。测量时,向一次性塑料杯中加适量水(当需加少量水时可改用胶头滴管),使滑块A做匀速直线运动。将一次性塑料杯中的水全部倒入量杯中,读出量杯中水的体积为V,则滑块A受到的摩擦力f= ρ水Vg (用字母表示,水的密度为ρ水,重力加速度为g)。实验中选择一次性塑料杯的原因是 质量小(或重力可忽略不计) 。
ρ水
Vg
质量小(或重力可忽略不计)
第8讲 力 运动和力
返回目录
探究阻力对物体运动的影响
【设计和进行实验】
1. 控制变量法的应用:控制小车从斜面的 同一高度 由静止释放,使小车到达斜面底端时的 速度 相同,通过改变长木板上所铺的材料来改变小车受到的阻力。
同一高度
速度
第8讲 力 运动和力
返回目录
【实验现象分析】
2. 小车受到的阻力 越小 ,速度减小得越慢,滑行的距离越大。
【交流与反思】
3. 小车到斜面底端继续运动的原因是 小车具有惯性 。
4. 小车在水平面运动一段距离后停下来的原因是 受到阻力(滑动摩擦力)的作用 。
5. 若小车不受阻力,小车的速度将不会减小,将永远做 匀速直动 。
越小
小车具有惯性
受到阻力(滑动摩擦
力)的作用
匀速直线运动
第8讲 力 运动和力
返回目录
【实验结论】
物体受到的阻力越小,速度减小得越 慢 ,运动的距离越 大 ;若物体不受阻力,则速度不会减小,物体将做匀速直线运动。
【方法链接】 实验推理 P124
慢
大
第8讲 力 运动和力
返回目录
【例2】 如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平木板表面铺上毛巾、棉布和不铺任何材料三种条件下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是使小车每次在水平面上开始滑行时速度的大小 相等 (填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中改变小车所受阻力的大小,是通过改变 水平面的粗糙程度 来实现的。
相等
水平面的粗糙程度
第8讲 力 运动和力
返回目录
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 (填“快”或“慢”)。
(4)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力为0,它将做 匀速直线运动 。
慢
匀速直线
运动
第8讲 力 运动和力
返回目录
【能力提升】
(5)牛顿第一定律告诉我们物体的运动 不需要 (填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来 运动状态 不变的性质。
(6)实验中若小车从同一高度被释放,在毛巾表面上进行三次滑行,三次实验过程中小车消耗的机械能大小 相等 (填“相等”或“不相等”)。
不需要
运动状态
相等
第8讲 力 运动和力
返回目录
第8讲 力 运动和力
返回目录
湖北真题精选
NO.3
摩擦力
【例1】 (2024•湖北)冰壶运动员比赛用鞋如图所示,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( B )
B
A. 蹬冰鞋底是为了减小压力
B. 滑行鞋底是为了减小摩擦力
C. 运动员在冰面上滑行需要力来维持
D. 滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
第8讲 力 运动和力
返回目录
惯性
【例2】 (2021•武汉)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法错误的是( )
A. 牛顿第一定律不可能用实验直接验证
B. 牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一
C. 撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上,是利用锤头的惯性
D. 环绕火星运行的天问一号探测器中的物体没有惯性
D
第8讲 力 运动和力
返回目录
【变式训练】 (2023•武汉)2022年2月5日,中国队获得短道速滑混合团体2 000米接力比赛冠军,这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同,运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示,决赛中,“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行,当追上时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前滑行,这说明了 力可以改变物体的运动状态 ;乙由于 惯性 ,不蹬冰也能继续向
前滑行;此后乙的速度逐渐减小,是因为受
到 阻力(滑动摩擦力) 的作用。
力可以改变物体
的运动状态
惯性
阻力(滑动摩擦力)
第8讲 力 运动和力
返回目录
平衡力和相互作用力
【例3】 (2025•湖北节选)如图为嫦娥六号在轨飞行时的画面。在太空中,嫦娥六号航行划出的弧线轨迹传递出精准和力量的美感,说明它受力 不平衡 (填“平衡”或“不平衡”)。
不平衡
第8讲 力 运动和力
返回目录
【变式训练】 (2025•天津)小明用物理知识对球类运动中的现象进行分析,如表所示。所用物理知识错误的是( B )
序号 撞击地面的篮球发生形变 力可以改变物体的形状
① 现象 物理知识
② 垫起的排球减速向上运动 二力平衡
③ 用力踢足球,脚感觉到疼 力的作用是相互的
④ 用球拍击打乒乓球使其弹回 力可以改变物体的运动状态
A. ① B. ② C. ③ D. ④
B
第8讲 力 运动和力
返回目录
力与运动综合
【例4】 【全国视野】(2025•内蒙古)歼15T是我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机,拥有出色的对地对海打击能力以及强大的空战能力。如图,静止在地面上的歼15T战斗机( C )
C
A. 受到重力、压力和支持力三个力
B. 受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力
C. 对地面的压力和地面对它的支持力是相互作用力
D. 轮胎上有凹凸花纹是为了减小摩擦
第8讲 力 运动和力
返回目录
【变式训练】 (2025•乐山)如图所示,小刚在操场上踢足球。下列说法正确的是( C )
C
A. 小刚踢球时,只改变了足球的形状
B. 脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C. 小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D. 踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
第8讲 力 运动和力
返回目录
画力的示意图
【例5】 (2025•湖北)如图,磁悬浮列车悬浮在铁轨上不与轨道接触,请画出列车的重力(O点为重心)及左侧悬浮电磁铁受轨道电磁铁作用力的示意图。
如图所示:
第8讲 力 运动和力
返回目录
【变式训练】 (2023•黄冈)如图所示,斜面的正前方有一块磁铁,小铁球从斜面滚落到水平桌面上,在靠近磁铁时运动得越来越快。请画出此时小铁球在水平方向上力的示意图(O点为小铁球的重心)。
如图所示:
第8讲 力 运动和力
返回目录
力的合成与应用
【例6】 (2024•武汉)2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若降落伞和返回舱受到的重力分别为G1和G2,降落伞对返回舱的拉力为F,空气对返回舱的阻力为f,则下列关系式正确的是( B )
B
A. f+F=G1+G2
B. f+F=G2
C. F=G1+G2+f
D. F=G2+f
第8讲 力 运动和力
返回目录
本节内容到此结束!
$