内容正文:
7.1 力
一、【基础知识】
知识点一:力的概念
1、力的概念:力是物体对物体的作用。
(1)一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,前者是施力物体,后者是受力物体。如马拉车时,马是施力物体,车是受力物体。
(2)力不能离开施力物体与受力物体而单独存在;只要有力的作用,就一定有受力物体和施力物体。
2、力的符号:F;
3、力的单位:“牛顿”,简称为“牛”,符号“N ”;这是为了纪念英国科学家伊萨克•牛顿而命名的。
4、力的评估:2 个鸡蛋的重力约 1N;一只鸡的重力约 20N;正常成年人的重力约 600N。
知识点二:力的作用效果
1、力可以使物体发生形变。
(1)用手拉弹簧使弹簧变长了;揉面时,面团形状不断变化。
(2)刀片能划破纸等,都表明力可以使物体的形状发生改变。
2、力可以改变物体的运动状态。
(1)物体运动状态的改变:一是指物体运动速度大小发生了改变;如物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变;二是指物体运动方向发生了改变,如左转弯、右转弯等都是说明其运动方向在改变;三是指物体运动速度大小和运动方向同时发生了改变。
(2)力可以改变物体运动状态并不是说物体只要受力,其运动状态就一定要改变,“可以”不是“一定”。
知识点三:力的三要素
1、力的三要素
(1)物理学中把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
(2)力对物体的作用效果取决于力的三要素(当其中一个因素改变时,力的作用效果就会改变)。
2、力的示意图
(1)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的示意图;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小;
(2)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的图示。
知识点四:物体间力的作用是相互的。
物体间力的作用是相互的。一个物体对另一个物体施力时,另一个物体也同时对它施加力的作用。
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◎对“力的作用是相互的”的理解
1.一对相互作用力在任何情况下,大小相等、方向相反、作用在不同物体上;
2.一个物体对另一个物体施力的同时必然受到后者对它的作用力 ;
3.施力物体同时也是受力物体 ;
4.物体间的相互作用力同时产生、同时消失、没有先后之分。
二、【典例解析】
题型 1:力的概念
【典例 1-1】下列关于力的叙述中,正确的是( )
A .一个物体就可以产生力的作用
B .彼此不直接接触的物体之间不可能有力的作用
C .力是物体对物体的作用,没有物体就没有力
D .直接接触的物体之间一定有力的作用
【典例 1-2】在以“力的作用”为主题的辩论赛中,小强提出观点:两个物体不接触,一定没有力的作用;小华提出观点:两个物体不接触,也有可能有力的作用。你认为 的观点是正确的,请列举一例说
明理由: 。
【变式 1-1】小明有一个困惑:人可以搬起比自己重的物体,却不能把自己抱起来。学过物理知识后,他知道这是因为( )
A .用的力太小 B .一个物体无法产生力
C .力的作用点选择不当 D .力只能改变物体的形状
【变式 1-2】手握住系有水桶的绳子,从井中往上提水的过程中,手受到竖直向下的拉力,此拉力的施力物体是( )
A .水桶 B .地球 C .手 D .绳子
【变式 1-3】人踢球时,是脚与 之间发生了力的作用。若以球为研究对象,施力物体是 ,受力物体是 。
题型 2:力的作用效果
【典例 2-1】如图所示的实例中,说明力可以改变物体的运动状态的实例是( )
(
A
.
用力捏扁橡皮泥
)B . 磁铁改变小钢球运动方向
(
D
.
运动员压弯撑杆
)C . 用力拉长弹簧
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【典例 2-2】如图(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图(a)主要表示力能使物体的 发生改变;图(b)主要表示力能使物体 。
【变式 2-1】生活中很多行为都蕴含物理知识,也体现着个人素养,下列情景中,主要体现力改变物体形状的是( )
A .起床后将被子叠整齐
B .将地上的纸屑捡起来扔进垃圾桶
C .帮助行动不便的老人,稳稳地推轮椅过马路
D .使用共享单车后,规范地将车停放在指定区域
【变式 2-2】.助人为乐是中华民族传统美德。如图所示,在一次大雪过后,一辆汽车陷入雪中,几名路人自发组成救助团队,一起用力将车推了出去,此过程说明力可以改变物体的 ;路上留下几人深深的脚印,说明力还可以改变物体的 。
题型 3:力的三要素
【典例 3-1】在使用核桃夹夹核桃时,如图所示,力作用在 B 点比作用在 A 点容易将核桃夹碎,可见力的作用效果和什么有关( )
A .力的大小
B .力的方向
C .力的作用点
D .无法确定
【典例 3-2】为了验证力的三要素对力的作用效果的影响,小明做了如下的实验,他将一薄钢条的下端固定,分别用不同的力去拉它,使其发生如图所示的各种形变(F1 =F3 =F4>F2)。下列说法不正确的是 ( )
A .该实验可以说明力可以使物体的形状发生改变
B .通过(b)和(d)两次实验可以验证力的大小对力的作用效果的影响
C .若要验证力的方向对力的作用效果的影响应选择(a)和(c)两次实验
D .该实验的探究过程运用了控制变量法
【典例 3-3】如图所示,小樱用 F =260N 的力竖直向上提起水壶,请你作出力 F 的示意图。
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【变式 3-1】使用泥塑刀制作泥塑时,要注意用“劲”的大小和用刀的“位置”。其中“劲”和“位置”分别是指力的( )
A .大小、方向
B .大小、作用点
C .方向、作用点
D .作用点、方向
【变式 3-2】如图所示,开门的时候,若在 A ,B 两点沿箭头方向依次施加大小相同的力,两个力的作用效果不同,说明力的作用效果跟 有关;若在 A 、C 两点沿箭头方向依次施加力,使两个力的作用效果相同,则 FA FC(选填“>”、“<”或“=”)。
【变式 3-3】一小车受到 25 牛水平向左拉的力,作用点在 A 点,请画出该力的示意图。
题型 4:力的作用是相互的
【典例 4-1】如图所示,甲、乙两个花样滑冰运动员面对面地静止在光滑的冰面上,若乙用力推甲,则其结果是( )
A .甲被推开,乙仍静止
B .乙被推开,甲仍静止
C .甲受到乙的推力作用,乙不会受到甲的推力作用
D .甲、乙分别受到推力作用,分开后同时后退
【典例 4-2】如图所示的装置可以用来模拟喷气式飞机的工作原理。气球吹胀后松开进气口,气球会向右运动,这说明力的作用是 ,使气球运动的施力物体是 (选填“外界的空气”或“喷出的气体”)。
【变式 4-1】下列关于歇后语“鸡蛋碰石头——不自量力”说法正确的是( )
A .鸡蛋先受到力,石头后受到力 B .鸡蛋受到力,石头没有受到力
C .鸡蛋对石头的作用力使鸡蛋破裂 D .鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是相互的【变式 4-2】用遥控玩具小车做有趣的实验。
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(1)如图(a)所示,将小车悬挂起来,用遥控器启动它时,轮子转动但不前进。然后,从小车下方向上托起一块木板,当木板接触到轮子时,小车就会前进,说明使小车前进的动力的施力物体是 。
(2)如图(b)所示,桌面上排放几支圆柱形铅笔,铅笔上放一块较长的薄木板后再将小车放在木板上,用遥控器启动小车,会观察到小车向前运动的同时木板 的现象,这是因为 。
三、【拓展延伸】
【拓展题 1】如图所示,小伙子用尽全力 (选填“能”或“不能”)将石槽抬起来,这是因为 。
【拓展题 2】“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面 200km 高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 的。在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。“嫦娥一号”收到地面工作人员发出的指令,发动机点火工作,喷射高温燃气实现加速。此时,“嫦娥一号”获得的作用力方向与其运动方向 (选填“相同”或“相反”)。
【拓展题 3】某小组同学研究两个物体间相互作用力 F1 和 F2 的特点。现有器材为:力传感器(相当于测力计)、数据采集器(可将传感器测得数据采集后输送至计算机)、计算机、硬纸板、细绳等。图(a)、 (b)为他们设计的两种实验方案。
(1)应根据图 所示方案进行实验;
(2)图(c)是该组同学正确进行实验,在计算机上得到的实验图线(纵轴分别显示 F1 和 F2 的大小,横轴表示时间 t)。请依据相关信息,写出一条结论 ;
(3)若要利用上述器材研究物体所受平衡力 F3 和 F4 的特点,需要根据图 所示方案进行实验。在实验过程中,当物体保持平衡时, (填“可以”或“不可以”)得到图(c)所示的实验图线。
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四、【思维训练】
1.诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面。如图所示,放风筝时,没有对风筝施力的物体是( )
A .线绳 B .地球 C .手 D .空气
2.小明把汤匙支在手指上保持平衡,如图所示是他画出的汤匙受到手指的作用力 F 的示意图,其中正确的是( )
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A.
B.
C.
D.
3.弹弓一般由弓架、皮筋、皮兜三部分组成,如图甲所示。打弹弓一般都是以拉满弓静态击发方式使用,如图乙所示。以下用弹弓射击的情景能明显表明“力可以使物体发生形变”的是( )
A .瞄准时,手的拉力把皮筋拉长
B .松手后,皮筋的弹力把弹丸射出
C .飞行中,重力让弹丸划出一道弧线
D .中靶时,靶对弹丸的力把弹丸弹开
4.中国古代对于力学的认识不仅体现在机械器具上,还蕴含于含蓄的诗文中,下列诗句不能体现物体因为受力而改变形状的是( )
A .将军夜引弓 B .北风卷地白草折
C .秋风扫落叶 D .司马光砸缸
5.盛夏天气炎热,身体需要适当多补充些水分,为了安全卫生,同学上学时最好从家里自带温水。如图,小雅发现当她用力推动水瓶下部时瓶会在桌上滑动;而当用力推动瓶上部时瓶会倒掉。这说明力的作用效果( )
A .与力的大小有关 B .与力的方向有关
C .与力的作用点有关 D .与受力面积有关
6.下列四幅图中关于力的现象的描述,其中不能说明力的作用是相互的现象是( )
A .图甲,穿着旱冰鞋的小红用手向前推墙后,她由静止开始向后退
B .图乙,分别在 A 、B 、C 三处用同样大小的力推门,在 A 处更容易将门推动
C .图丙,在两个靠的较近的小车上分别放一块磁体,松手后两个小车都向后退
D .图丁,人坐在小船上,用力向前推开另一艘小船,自己坐的小船却向后移动
7.下列关于力的说法正确的是( )
A .成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用
B .鸡蛋撞石头,鸡蛋受到力的作用,而石头不受力
C .力只能发生在相互接触的物体之间
D.“风吹草低见牛羊”,风对草的力只改变了草的运动状态
8.在物理学中,力用符号 表示,它的单位是 ,简称 ,符号是 。
9.手指压铅笔尖,同时你的手指又感觉的痛,即铅笔尖对你的手指也有个力的作用,这个力的施力物体是 ,受力物体是 。
10.用手拿住拴着石子的绳子,使石子在水平方向上做匀速圆周运动,这时手还必须不断地用力拉着绳子,这个力的作用效果是 (选填“改变”或“保持”)石子的运动状态。
11.如图所示,在跳水比赛中,运动员对跳板施力的同时,跳板也对运动员施了力,这说明力的作用是的,但这两个力的作用效果不同,前者改变了跳板的 ,后者改变运动员的 。
12.如图所示,小明想分别在 A 、B 、C 三点处用垂直于门方向的力推门,力作用在 点(A/B/C)开门更容易,这说明力的作用效果和力的 有关;向外推关门,向内拉开门,这说明力的作用效果与力的 有关。
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13.如图所示,小乐将钢尺的一端固定在桌面上,另一端用细线挂在弹簧测力计的挂钩上,分别用大小不同的力竖直向上拉,观察到钢尺向上弯曲的程度不同。她探究的问题是: 。
14 .射箭场景如图所示,手拉弓弦, 弓弦变弯,同时感觉弓弦也拉手。弓弦变弯,说明力可以改变物体的 ;手拉弓弦,弓弦也拉手,说明物体间力的作用是 。
15.地上滚动的皮球,遇到小石子时,会将小石子撞跑,此时皮球对小石子的力 小石子对皮球的力;当皮球遇到一块大石头时,会被弹回,这时,皮球对大石头的力 大石头对皮球的力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
16.如图是一个正在摆动的小球,请作出绳子对小球的拉力。
17.为了探究力的作用效果的影响因素,小明做了如下实验:将一钢条的下端固定,然后分别用不同方向或不同大小的力作用在钢条的不同部位,使其发生如图所示的形变,各力的大小关系为 F1 =F3 =F4> F2。
(1)小明是根据 来反映力的作用效果的,这种物理研究方法叫 法;
(2)通过比较甲、丁两图,可以发现:力的作用效果与力的 有关;
(3)通过比较 两次实验,小明得出了结论:力的方向和作用点相同时,力越大,力的作用效果越明显;
(4)小明认为,因为丙、丁两图中,图丁的效果更明显,所以可以看出力的作用效果与力的方向有关,他的说法是 的,因为 。
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18.小金探究推动汽车向前运动的力的施力物体,他猜测可能是发动机,也有可能是地面,然后进行如下
探究:
(1)小金利用玩具车设计对比实验:如图甲,将玩具车用细绳悬吊于空中,开动发动机,车轮转动但不前进;如图乙,将玩具车放置在木板上,开动发动机,玩具车前进。根据实验现象可知,推动汽车向前运动的力是 力,施力物体是 (选填“发动机”或“地面”)。
(2)小金继续进行实验:如图丙,桌面上排放几支圆柱形铅笔,铅笔上放一块较长的薄木板,再将小车放在木板上,用遥控器启动玩具车,观察到玩具车向前进时,木板向后退,发生这种实验现象的原因是 。
答案解析
二、【典例解析】
题型 1:力的概念
【典例 1-1】下列关于力的叙述中,正确的是( )
A .一个物体就可以产生力的作用
B .彼此不直接接触的物体之间不可能有力的作用
C .力是物体对物体的作用,没有物体就没有力
D .直接接触的物体之间一定有力的作用
【解答】解:A、发生力的作用时,一定有施力物体和受力物体,施力物体和受力物体同时存在,一个物体不能产生力的作用,故 A 错误;
B、彼此不直接接触的物体之间也可能有力的作用,比如地球吸引周围的物体,磁铁吸引铁钉,故 B 错误;
C、力是一个物体对另外一个物体的作用,力不能离开物体单独存在,故 C 正确;
D、彼此直接接触的物体间不一定有力的作用,如在水面上挨在一起但没有发生形变的两个小球之间就没有受到力的作用,故 D 错误。
故选:C。
【典例 1-2】在以“力的作用”为主题的辩论赛中,小强提出观点:两个物体不接触,一定没有力的作用;
小华提出观点:两个物体不接触,也有可能有力的作用。你认为 小华 的观点是正确的,请列举一
例说明理由: 磁体吸引铁钉 。
【解答】解:磁体可以吸引铁钉,磁体与铁钉之间没有直接接触,它们之间也存在磁力的作用。
故答案为:小华;磁体吸引铁钉。
【变式 1-1】小明有一个困惑:人可以搬起比自己重的物体,却不能把自己抱起来。学过物理知识后,他知道这是因为( )
A .用的力太小
B .一个物体无法产生力
C .力的作用点选择不当
D .力只能改变物体的形状
【解答】解:只要有力存在,就一定有物体存在,并且至少是两个物体,这两个物体分别叫做施力物体和受力物体,一个物体无法产生力,所以人不能把自己抱起来,故 B 正确。
故选:B。
【变式 1-2】手握住系有水桶的绳子,从井中往上提水的过程中,手受到竖直向下的拉力,此拉力的施力物体是( )
A .水桶 B .地球 C .手 D .绳子
【解答】解:力是物体对物体的相互作用,绳子与手接触,拉力是绳子和手之间的相互作用,所以手受到的竖直向下的拉力,这个力的受力物体是手,施力物体是绳子。故选:D。
【变式 1-3】人踢球时,是脚与 球 之间发生了力的作用。若以球为研究对象,施力物体是 脚 ,
受力物体是 球 。
【解答】解:踢球时,脚对球施加力的作用,以球为研究对象,施力物体是脚,受力物体是球。故答案为:球;脚;球。
题型 2:力的作用效果
【典例 2-1】如图所示的实例中,说明力可以改变物体的运动状态的实例是( )
A . 用力捏扁橡皮泥
B . 磁铁改变小钢球运动方向
C . 用力拉长弹簧
D . 运动员压弯撑杆
【解答】解:A .用力捏橡皮泥,橡皮泥被捏扁,说明力可以改变物体的形状,故 A 不符合题意;
B .磁铁改变小钢球运动方向,钢球在力的作用下,运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故 B 符合题意;
C .用力拉弹簧,弹簧被拉长,说明力可以改变物体的形状,故 C 不符合题意;
D .运动员压弯撑杆,说明力可以改变物体的形状,故 D 不符合题意。
故选:B。
【典例 2-2】如图(a)、(b)中的情景表示了力的作用效果,其中图(a)主要表示力能使物体的 运动
状态 发生改变;图(b)主要表示力能使物体 发生形变 。
【解答】解:
图(a),踢球、头球攻门改变了球的运动状态,故表示力能使物体的运动状态发生改变;
图(b),手把气球捏瘪是改变了物体的形状,故表示力能使物体发生形变。
故答案为:运动状态;发生形变。
【变式 2-1】生活中很多行为都蕴含物理知识,也体现着个人素养,下列情景中,主要体现力改变物体形
状的是( )
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A .起床后将被子叠整齐
B .将地上的纸屑捡起来扔进垃圾桶
C .帮助行动不便的老人,稳稳地推轮椅过马路
D .使用共享单车后,规范地将车停放在指定区域
【解答】解:A .起床后将被子叠整齐,说明力可以改变物体的形状,故 A 正确;
B .将地上的纸屑捡起来扔进垃圾桶,说明力可以改变物体的运动状态,故 B 正确;
C .帮助行动不便的老人,稳稳地推轮椅过马路,说明力可以改变物体的运动状态,故 C 正确;
D .使用共享单车后,规范地将车停放在指定区域,说明力可以改变物体的运动状态,故 D 正确;故选:A。
【变式 2-2】.助人为乐是中华民族传统美德。如图所示,在一次大雪过后,一辆汽车陷入雪中,几名路人自发组成救助团队,一起用力将车推了出去,此过程说明力可以改变物体的 运动状态 ;路上留下几人深深的脚印,说明力还可以改变物体的 形状 。
【解答】解:一辆汽车陷入雪中,几名路人自发组成救助团队,一起用力将车推了出去,车由静止变为运动,此过程说明力可以改变物体的运动状态;路上留下几人深深的脚印,说明力还可以改变物体的形状。
故答案为:运动状态;形状。
题型 3:力的三要素
【典例 3-1】在使用核桃夹夹核桃时,如图所示,力作用在 B 点比作用在 A 点容易将核桃夹碎,可见力的作用效果和什么有关( )
A .力的大小 B .力的方向
C .力的作用点 D .无法确定
【解答】解:力作用在 B 点比作用在 A 点容易将核桃夹碎,力的方向相同,作用点不同,说明力的作用效果和力的作用点有关。
故选:C。
【典例 3-2】为了验证力的三要素对力的作用效果的影响,小明做了如下的实验,他将一薄钢条的下端固定,分别用不同的力去拉它,使其发生如图所示的各种形变(F1 =F3 =F4>F2)。下列说法不正确的是 ( )
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A .该实验可以说明力可以使物体的形状发生改变
B .通过(b)和(d)两次实验可以验证力的大小对力的作用效果的影响
C .若要验证力的方向对力的作用效果的影响应选择(a)和(c)两次实验
D .该实验的探究过程运用了控制变量法
【解答】解:A .分别用不同的力去拉它,使其发生如图所示的各种形变,该实验可以说明力可以使物体的形状发生改变,故 A 正确;
B .比较 a 和 b 可知,力的方向和作用点相同,力的大小不同,钢条的形变程度不同,可以说明力的方向和作用点相同时,力越大,力的作用效果越大,故 B 错误;
C .比较 a 和c 可知,力的大小和作用点相同,力的方向不同,由钢条的形变可以说明在力的大小和作用点相同时,方向不同,力的作用效果不同,故 C 正确;
D .该实验的探究过程运用了控制变量法,故 D 正确。
故选:B。
【典例 3-3】如图所示,小樱用 F =260N 的力竖直向上提起水壶,请你作出力 F 的示意图。
【解答】解:由题意可知,小樱用 F =260N 的力竖直向上提起水壶,作用点在水壶提手上,方向竖直向上,大小 F =260N,如图所示:
故答案为:见解答图。
【变式 3-1】使用泥塑刀制作泥塑时,要注意用“劲”的大小和用刀的“位置”。其中“劲”和“位置”分
别是指力的( )
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A .大小、方向 B .大小、作用点
C .方向、作用点 D .作用点、方向
【解答】解:题干中的用“劲”的大小和用刀的“位置”分别指力的大小和作用点,故 B 符合题意, ACD 不符合题意。
故选:B。
【变式 3-2】如图所示,开门的时候,若在 A ,B 两点沿箭头方向依次施加大小相同的力,两个力的作用效果不同,说明力的作用效果跟 力的作用点 有关;若在 A、C 两点沿箭头方向依次施加力,使两个力的作用效果相同,则 FA < FC(选填“>”、“<”或“=”)。
【解答】解:开门的时候,若在 A,B 两点沿箭头方向依次施加大小相同的力,两个力的作用效果不同,说明力的作用效果跟力的方向有关;若在 A、C 两点沿箭头方向依次施加力,使两个力的作用效果相同,则 A 点远离门轴,所用的力较小,则 FA<FC。
故答案为:力的方向;<。
【变式 3-3】一小车受到 25 牛水平向左拉的力,作用点在 A 点,请画出该力的示意图。
【解答】解:拉力的作用点在小车左端的 A 点,拉力的方向水平向左,大小为 25N .如图所示:
。
题型 4:力的作用是相互的
【典例 4-1】如图所示,甲、乙两个花样滑冰运动员面对面地静止在光滑的冰面上,若乙用力推甲,则其结果是( )
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A .甲被推开,乙仍静止
B .乙被推开,甲仍静止
C .甲受到乙的推力作用,乙不会受到甲的推力作用
D .甲、乙分别受到推力作用,分开后同时后退
【解答】解:当乙用力推甲时,根据力的作用是相互的,甲会同时对乙施加一个大小相等、方向相反的力。由于冰面是光滑的,摩擦力可以忽略不计,甲和乙在受到对方的力之后,都会由静止状态开始运动。因此,甲、乙会分别受到对方的推力,并且同时向后退去,故 D 正确。
故选:D。
【典例 4-2】如图所示的装置可以用来模拟喷气式飞机的工作原理。气球吹胀后松开进气口,气球会向右运动,这说明力的作用是 相互的 ,使气球运动的施力物体是 喷出的气体 (选填“外界的空气”或“喷出的气体”)。
【解答】解:气球吹胀松开进气口后,气球内的气体会向左喷出,物体间力的作用是相互的,喷出的气体会对气球施加一个反作用力,使气球向右运动。这说明力的作用是相互的,使气球运动的施力物体是喷出的气体。
故答案为:相互的;喷出的气体。
【变式 4-1】下列关于歇后语“鸡蛋碰石头——不自量力”说法正确的是( )
A .鸡蛋先受到力,石头后受到力
B .鸡蛋受到力,石头没有受到力
C .鸡蛋对石头的作用力使鸡蛋破裂
D .鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是相互的
【解答】解:ABD.鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是相互作用力,鸡蛋受力的同时,石头也受到鸡蛋对它的作用力,相互作用力同时产生,故 AB 错误,D 正确。
C.鸡蛋破裂是因为石头对鸡蛋施加了作用力,改变了鸡蛋的形状,而不是鸡蛋对石头的作用力导致的,故 C 错误;
故选:D。
【变式 4-2】用遥控玩具小车做有趣的实验。
(1)如图(a)所示,将小车悬挂起来,用遥控器启动它时,轮子转动但不前进。然后,从小车下方向上托起一块木板,当木板接触到轮子时,小车就会前进,说明使小车前进的动力的施力物体是 木板 。
(2)如图(b)所示,桌面上排放几支圆柱形铅笔,铅笔上放一块较长的薄木板后再将小车放在木板上,用遥控器启动小车,会观察到小车向前运动的同时木板 向后运动 的现象,这是因为 力的作用是相互的 。
【解答】解:(1)小车悬挂时轮子转动但不前进,这是因为没有阻碍轮子转动的接触面,轮子无法获得前进的动力;当木板托起小车,木板与轮子接触后,小车前进,此时轮子转动,会对木板施加一个向后的力,根据力的作用是相互的,木板会对轮子施加一个向前的反作用力,这个力就是向前的摩擦力,使小车前进,所以使小车前进的动力是“木板对车轮向前的摩擦力”,施力物体是木板;
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(2)启动小车,小车向前运动,车轮会对木板施加向后的力,由于力的作用是相互的,木板会给车轮施加向前的力,推动小车前进;同时木板由于受到车轮向后的力,所以会观察到小车向前运动的同时木板向后运动的现象,这是因为力的作用是相互的。
故答案为:(1)木板;(2)向后运动;力的作用是相互的。
三、【拓展延伸】
【拓展题 1】如图所示,小伙子用尽全力 不能 (选填“能”或“不能”)将石槽抬起来,这是因为力的作用是相互的 。
【解答】解:小伙站在石槽上,通过木杠抬起石槽,小伙子给木杠向上的力,力的作用是相互的,同时木杠向下压小伙,小伙向下压石槽,因此小伙不能抬起石槽。
故答案为:不能;力的作用是相互的。
【拓展题 2】“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面 200km 高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,这说明力的作用是 相互 的。在绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 改变 (选填“改变”或“不变”)。 “嫦娥一号”收到地面工作人员发出的指令,发动机点火工作,喷射高温燃气实现加速。此时,“嫦娥一号”获得的作用力方向与其运动方向 相同 (选填“相同”或“相反”)。
【解答】解:(1)卫星对高温气体施力,高温气体也对卫星施力,这正说明了物体间力的作用是相互的;
(2)做匀速圆周运动时,物体的运动方向时刻在变,所以运动状态在改变;
(3)由于卫星受力加速运动,所以受力方向与运动方向相同。
故答案为:相互;改变;相同。
【拓展题 3】某小组同学研究两个物体间相互作用力 F1 和 F2 的特点。现有器材为:力传感器(相当于测力计)、数据采集器(可将传感器测得数据采集后输送至计算机)、计算机、硬纸板、细绳等。图(a)、 (b)为他们设计的两种实验方案。
(1)应根据图 (b) 所示方案进行实验;
(2)图(c)是该组同学正确进行实验,在计算机上得到的实验图线(纵轴分别显示 F1 和 F2 的大小,
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横轴表示时间 t)。请依据相关信息,写出一条结论 两个物体间相互作用力的大小是相等的(或“两个物体间相互作用力是同时产生(消失) 的”) ;
(3)若要利用上述器材研究物体所受平衡力 F3 和 F4 的特点,需要根据图 (a) 所示方案进行实验。在实验过程中,当物体保持平衡时, 可以 (填“可以”或“不可以”)得到图(c)所示的实验图线。
【解答】解:(1)应根据图(b)所示方案进行实验。因为图(a)中测力计的两个力作用在硬纸板上,两个测力计的拉力不是一对相互作用力;而图(b)中通过细绳连接两个力传感器,可使两个力传感器分别受到的力是两个物体间的相互作用力,符合研究要求。
(2)依据图(c)信息可得结论:两个物体间相互作用力的大小是相等的(或“两个物体间相互作用力是同时产生(消失) 的”)。
(3)若要利用上述器材研究物体所受平衡力 F3 和 F4 的特点,需要根据图(a)所示方案进行实验。因为平衡力是作用在同一个物体上的两个力,图(a)中硬纸板受到的两个力作用在同一物体上,可用来研究平衡力。在实验过程中,当物体保持平衡时,不可以得到图(c)所示的实验图线。因为平衡力作用在同一物体上,而图(c)是研究相互作用力得到的图线,相互作用力与平衡力是不同性质的力,相互作用力分别作用在两个相互作用的物体上,其特点与平衡力不同,所以研究平衡力时不会得到图(c)所示的实验图线。
故答案为:(1)(b);(2)两个物体间相互作用力的大小是相等的(或“两个物体间相互作用力是同时产生(消失)的”);(3)(a);不可以。
四、【思维训练】
1.诗句“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面。如图所示,放风筝时,没有对风筝施力的物体是( )
A .线绳 B .地球 C .手 D .空气
【解答】解:A、线绳与风筝间相互接触,线绳与风筝间有相互作用的力,故 A 对风筝施加了力;
B、地面和地面附近的一切物体,都受地球的吸引,都受重力,所以,地球对风筝施加了力,故 B 对风筝施加了力;
C、手拉着线绳,手与线绳之间有相互作用力,手与风筝间没有相互作用力,故 C 没有对风筝施加力;
D、空气与风筝接触,空气与风筝间有相互作用力,风筝正是靠空气对它的作用力才能升空,故 D对风筝施加了力。
故选:C。
2.小明把汤匙支在手指上保持平衡,如图所示是他画出的汤匙受到手指的作用力 F 的示意图,其中正确的是( )
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A.
C.
B.
D.
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【解答】解:小明将汤匙支在手指上,汤匙保持平衡。这意味着汤匙处于静止状态,即汤匙受到的力是平衡的;汤匙受到的力主要有两个:一个是地球对汤匙的重力,方向竖直向下;另一个是指头对汤匙的支持力,方向竖直向上。这两个力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,使得汤匙保持平衡,正确答案应该是显示支持力 F 竖直向上,作用点在汤匙重心处的图示;
故选:B。
3.弹弓一般由弓架、皮筋、皮兜三部分组成,如图甲所示。打弹弓一般都是以拉满弓静态击发方式使用,如 图 乙所示 。 以 下用弹 弓射击 的情景 能 明 显表 明 “ 力可 以使物体 发生形变 ” 的是 ( )
A .瞄准时,手的拉力把皮筋拉长
B .松手后,皮筋的弹力把弹丸射出
C .飞行中,重力让弹丸划出一道弧线
D .中靶时,靶对弹丸的力把弹丸弹开
【解答】解:A、瞄准时,手的拉力把橡皮筋拉长,说明力可以改变物体的形状,故 A 符合题意;
B、松手后,橡皮筋的弹力把弹丸射出,即弹力使弹丸由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故 B 不符合题意;
C、飞行中,重力让弹丸划出一道弧线,是重力改变了弹丸的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态,故 C 不符合题意;
D、中靶时,靶把弹丸弹开,即靶对弹丸的力改变了弹丸的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态,故 D 不符合题意;
故选:A。
4.中国古代对于力学的认识不仅体现在机械器具上,还蕴含于含蓄的诗文中,下列诗句不能体现物体因为受力而改变形状的是( )
A .将军夜引弓 B .北风卷地白草折
C .秋风扫落叶 D .司马光砸缸
【解答】解:A、“将军夜引弓”,描述的是将军拉弓的动作,弓在拉力的作用下发生形变,体现了力可
以使物体发生形变。故 A 不符合题意;B、“北风卷地白草折”,意思是北风呼啸着卷过大地,白草被吹折了,白草在风力的作用下折断,形状发生改变,体现了力可以改变物体的形状。故 B 不符合题意; C、“秋风扫落叶”,秋风使落叶由静止变为运动,是力改变了物体的运动状态,而不是改变物体的形状。故 C 符合题意;D、“司马光砸缸”,缸在石头的撞击力作用下破碎,形状发生改变,体现了力可以改变物体的形状。故 D 不符合题意。
故选:C。
5.盛夏天气炎热,身体需要适当多补充些水分,为了安全卫生,同学上学时最好从家里自带温水。如图,小雅发现当她用力推动水瓶下部时瓶会在桌上滑动;而当用力推动瓶上部时瓶会倒掉。这说明力的作用效果( )
A .与力的大小有关 B .与力的方向有关
C .与力的作用点有关 D .与受力面积有关
【解答】解:A、用力推动水瓶下部时瓶会在桌上滑动;而当用力推动瓶上部时瓶会倒掉,两次要保证推力大小相等,方向相同,这是控制变量的要求,推上部和推下部,力作用点不同,这是探究力的作用效果与力的作用点的关系。
故 ABD 错误,C 正确。
故选:C。
6.下列四幅图中关于力的现象的描述,其中不能说明力的作用是相互的现象是( )
A .图甲,穿着旱冰鞋的小红用手向前推墙后,她由静止开始向后退
B .图乙,分别在 A 、B 、C 三处用同样大小的力推门,在 A 处更容易将门推动
C .图丙,在两个靠的较近的小车上分别放一块磁体,松手后两个小车都向后退
D .图丁,人坐在小船上,用力向前推开另一艘小船,自己坐的小船却向后移动【解答】解:
A、穿旱冰鞋的女孩小红用手推墙,她在推墙时会感到墙在推她,她自己也会后退,因为手给墙施力的同时,手也受到墙的反作用力,这表明物体间力的作用是相互的,故 A 不符合题意;
B、分别在 A 、B 、C 处用同样大小的力推门,可以感受到在 A 点用力容易把门推开,这是因为力的作用点不同;说明力的作用效果跟力的作用点有关,故 B 符合题意;
C、由于同名磁极相互排斥,产生的力使甲车向左运动、乙车向右运动,说明物体间力的作用是相互的,故 C 不符合题意;
D、人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,把另一只小船推开的同时自己坐的小船则向相反的方向运动,说明物体间力的作用是相互的,故 D 不符合题意。
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故选:B。
7.下列关于力的说法正确的是( )
A .成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用
B .鸡蛋撞石头,鸡蛋受到力的作用,而石头不受力
C .力只能发生在相互接触的物体之间
D.“风吹草低见牛羊”,风对草的力只改变了草的运动状态
【解答】解:
A、力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用,故 A 正确。
B、物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,故 B 错误;
C、在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉),故 C 错误;
D、“风吹草低见牛羊”,风对草的力改变了草的形状,故 D 错误;故选:A。
8.在物理学中,力用符号 F 表示,它的单位是 牛顿 ,简称 牛 ,符号是 N 。
【解答】解:力是物体对物体的作用,物理学中一般用 F 表示力;
在国际单位制中,力的基本单位是牛顿,简称牛,符号是 N。
故答案为:F;牛顿;牛;N。
9.手指压铅笔尖,同时你的手指又感觉到痛,即铅笔尖对你的手指也有个力的作用,这个力的施力物体是笔尖 ,受力物体是 手指 。
【解答】解:手指压铅笔尖,手指施加力的作用,铅笔尖承受力,由于力的作用是相互的,所以手指感觉到痛,此时手指受到力的作用,受力物体是手指,施力物体是铅笔尖,作用点在手指上。
故答案为:笔尖;手指。
10.用手拿住拴着石子的绳子,使石子在水平方向上做匀速圆周运动,这时手还必须不断地用力拉着绳子,这个力的作用效果是 改变 (选填“改变”或“保持”)石子的运动状态。
【解答】解:因为小石子做的是曲线运动,故属于非平衡状态,其运动状态不断改变,因此,这个力的作用效果是改变石子的运动状态。
故答案为:改变。
11.如图所示,在跳水比赛中,运动员对跳板施力的同时,跳板也对运动员施了力,这说明力的作用是 相互 的,但这两个力的作用效果不同,前者改变了跳板的 形状 ,后者改变运动员的 运动状态 。
【解答】解:
力的作用是相互的,运动员对跳板施力的同时,跳板也对运动员施了反作用力,运动员对跳板施力的时候,跳板变弯,发生了形变;
跳板对运动员施力时,将运动员弹起,运动状态改变了。
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故答案为:相互;形状;运动状态。
12.如图所示,小明想分别在 A、B 、C 三点处用垂直于门方向的力推门,力作用在 A 点(A/B/C)开门更容易,这说明力的作用效果和力的 作用点 有关;向外推关门,向内拉开门,这说明力的作用效果与力的 方向 有关。
【解答】解:推门时,力作用在 A 点更容易:因为在 A、B、C 三点施加垂直于门方向的力时,力的作用点不同(A 点离门轴最远),导致开门的难易程度不同,这说明力的作用效果与力的作用点有关。
向外推关门,向内拉开门,力的方向不同,门运动的方向不同,这说明力的作用效果与力的方向有关。故答案为:A;作用点;方向。
13.如图所示,小乐将钢尺的一端固定在桌面上,另一端用细线挂在弹簧测力计的挂钩上,分别用大小不同的力竖直向上拉,观察到钢尺向上弯曲的程度不同。她探究的问题是: 钢尺向上弯曲的程度与钢尺受到拉力的大小是否有关 。
【解答】解:力对物体的作用效果取决于三个关键因素:力的大小、方向与作用点。小乐将钢尺的一端固定在桌面上,另一端用细线挂在弹簧测力计的挂钩上,分别用大小不同的力竖直向上拉,观察到钢尺向上弯曲的程度不同。她探究的问题是钢尺向上弯曲的程度与钢尺受到拉力的大小是否有关。
故答案为:钢尺向上弯曲的程度与钢尺受到拉力的大小是否有关。
14.射箭场景如图所示,手拉弓弦,弓弦变弯,同时感觉弓弦也拉手。弓弦变弯,说明力可以改变物体的形状 ;手拉弓弦,弓弦也拉手,说明物体间力的作用是 相互的 。
【解答】解:力作用在物体上时,能够使物体的形状发生改变。当弓箭手用力拉弓弦时,弓弦受到拉力的作用,其形状由原来的直线状态变为弯曲状态,这直观地展示了力对物体形状的改变作用。手拉弓弦,弓弦也拉手,说明物体间力的作用是相互的。
故答案为:形状;相互的。
15.地上滚动的皮球,遇到小石子时,会将小石子撞跑,此时皮球对小石子的力 等于 小石子对皮球的力;当皮球遇到一块大石头时,会被弹回,这时,皮球对大石头的力 等于 大石头对皮球的力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【解答】解:皮球对小石子的力与小石子对皮球的力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,作用在
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两个相互作用的物体上。
由于力的作用是相互的,当皮球遇到一块大石头时,皮球对大石头的力与大石头对皮球的力为一对相互作用力,大小相等。
故答案为:等于;等于。
16.如图是一个正在摆动的小球,请作出绳子对小球的拉力。
【解答】解:拉力的方向沿绳斜向上,作用点在绳子与球的接触点,如图所示:
17.为了探究力的作用效果的影响因素,小明做了如下实验:将一钢条的下端固定,然后分别用不同方向或不同大小的力作用在钢条的不同部位,使其发生如图所示的形变,各力的大小关系为 F1 =F3 =F4> F2。
(1)小明是根据 钢条形变程度 来反映力的作用效果的,这种物理研究方法叫 转换 法;
(2)通过比较甲、丁两图,可以发现:力的作用效果与力的 方向 有关;
(3)通过比较 甲、乙 两次实验,小明得出了结论:力的方向和作用点相同时,力越大,力的作用效果越明显;
(4)小明认为,因为丙、丁两图中,图丁的效果更明显,所以可以看出力的作用效果与力的方向有关,他的说法是 错误 的,因为 没有控制力的作用点相同 。
【解答】解:(1)图中力的作用效果是使钢条发生了形变,根据钢条形变程度的不同,显示力的作用效果不同,这是转换法的应用。
(2)甲、丁两图中力的作用点、大小都相同,力的方向不同,产生的效果不同,说明力的作用效果与力的方向有关。
(3)甲、乙两图中力的作用点、方向都相同,力的大小不同,产生的效果不同,说明力的方向和作用点相同时,力越大,力的作用效果越明显。
(4)丙、丁两图中力的大小相同,但力的作用点、方向都不同,产生的效果不同;根据控制变量法,要说明力的作用效果与力的方向有关,必须控制力的大小和作用点都相同,而力的方向不同,所以小明的说法是错误的。
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故答案为:(1)钢条的形变程度;转换;(2)方向;(3)甲、乙;(4)错误;没有控制力的作用点相同。
18.小金探究推动汽车向前运动的力的施力物体,他猜测可能是发动机,也有可能是地面,然后进行如下
探究:
(1)小金利用玩具车设计对比实验:如图甲,将玩具车用细绳悬吊于空中,开动发动机,车轮转动但不前进;如图乙,将玩具车放置在木板上,开动发动机,玩具车前进。根据实验现象可知,推动汽车向前运动的力是 摩擦 力,施力物体是 地面 (选填“发动机”或“地面”)。
(2)小金继续进行实验:如图丙,桌面上排放几支圆柱形铅笔,铅笔上放一块较长的薄木板,再将小车放在木板上,用遥控器启动玩具车,观察到玩具车向前进时,木板向后退,发生这种实验现象的原因是 物体间力的作用是相互的 。
【解答】解:(1)图甲将玩具汽车用细绳悬吊于空中,开动电动机,汽车不前进,原因是没有施力物体;图乙,将玩具车放置在木板上,开动发动机,由于轮胎和木板间有摩擦,车轮会给地面一个向后的作用力,而力的作用是相互的,地面也给车轮一个向前的反作用力即摩擦力,使汽车前进,可见使汽车向前运动的推力的施力物体是地面。
(2)如图丙,观察到玩具车向前运动时,车轮与木板之间有摩擦力,车轮对木板有向后的摩擦力,木板对车轮有向前的摩擦力,所以木板向后倒退,根据实验现象可得出结论物体间力的作用是相互的。
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