第02讲 模块二:力 综合集训(力、弹力、重力、摩擦力)【八升九衔接专用】2026年八年级物理暑假培优讲义(苏科版新教材)
2026-06-17
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第七章 力,第八章 力与运动 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.97 MB |
| 发布时间 | 2026-06-17 |
| 更新时间 | 2026-06-17 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58391745.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第02讲 模块二:力 综合集训(力、弹力、重力、摩擦力)
本讲定位:本模块为八年级下册力学核心基础,是后续压强、浮力、简单机械的学习铺垫,中考高频考查。题型涵盖选择、填空、作图、实验、简答,知识点多且联系生活紧密,属于必须吃透的重点内容。
核心重点:力的基本概念与作用效果、弹力与弹簧测力计使用、重力公式及方向、影响滑动摩擦力的因素、增大和减小摩擦的方法、力的示意图绘制。
高频易错点:力的施力物体与受力物体判断、混淆竖直向下与垂直向下、弹簧测力计读数失误、摩擦力方向判断、增大或减小摩擦方法区分。
复习建议:结合生活实例理解各类力的特点,牢记实验结论,规范作图步骤,多辨析易混概念,强化实验题型训练。
本讲内容导航
一、课标要求・素养目标
二、思维导图
三、知识梳理・核心考点
四、重点难点・易错警示
五、典例精讲・思路分析
六、基础过关精练
七、拔高培优专练
一、课标要求・素养目标
课程标准
核心素养维度
复习目标
认识力的作用效果,知道力的三要素,能用示意图表示力;了解弹力、重力、摩擦力,掌握弹簧测力计的使用;理解重力与质量的关系,知道影响滑动摩擦力大小的因素,能说出增减摩擦的方法
物理观念
1. 理解力的概念、作用效果与三要素;
2. 掌握弹力、重力、摩擦力的定义与基本特点;
3. 熟记重力公式、摩擦相关规律,区分生活中摩擦类型。
能根据现象分析受力情况,判断力的方向,结合公式进行简单计算,归纳实验结论,区分不同力学现象的原理
科学思维
1. 学会受力分析,判断力的作用效果与摩擦类型;
2. 利用进行基础计算,总结力学规律;
3. 辨析易混概念,建立力学知识逻辑体系。
会正确使用弹簧测力计测量力的大小,能独立完成探究重力、滑动摩擦力的实验,规范操作并分析实验结论
科学探究
1. 熟练掌握弹簧测力计的使用、读数方法;
2. 掌握探究重力与质量、影响滑动摩擦力的实验流程;
3. 能分析实验操作中的注意事项与实验结论。
了解力学知识在生产、生活、交通中的广泛应用,认识摩擦的利与弊,树立学以致用的意识
科学态度与责任
1. 体会力学知识对生活、工程技术的价值;
2. 客观认识摩擦的两面性,学会利用和规避摩擦带来的影响。
二、思维导图
三、知识梳理・核心考点
1. 力
(1)定义:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体单独存在,每一个力都对应施力物体和受力物体。
(2)单位:牛顿,简称牛,符号。
(3)力的两个作用效果:改变物体的形状;改变物体的运动状态(速度大小、运动方向发生改变)。
(4)力的三要素:大小、方向、作用点,三要素都会影响力的作用效果。
(5)力的示意图:用带箭头的线段表示力,线段起点或终点为作用点,箭头指向为力的方向,标注力的符号与大小。
2. 弹力
(1)形变:物体形状发生改变;撤去外力能恢复原状的形变叫做弹性形变。
(2)弹力:发生弹性形变的物体,对使它发生形变的物体产生的力。推力、拉力、压力、支持力都属于弹力。
(3)弹簧测力计
原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
使用规则:使用前观察量程、分度值,调零;测量时受力方向与弹簧轴线一致;读数时视线与刻度盘垂直。
3.重力
(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,符号。
(2)大小:物体所受重力与质量成正比,公式;一般取,粗略计算可取。
(3)方向:竖直向下(始终垂直于水平面)。
(4)重心:重力的等效作用点,形状规则、质量均匀的物体,重心在几何中心。
4.摩擦力
(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到的阻碍相对运动的力。
(2)影响因素:滑动摩擦力大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关;压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)增大摩擦方法:增大压力、增大接触面粗糙程度。
(4)减小摩擦方法:减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面彼此分离(加润滑油、磁悬浮等)。
重点难点・易错警示
误区:单独一个物体也能产生力;纠正:力是物体间的相互作用,至少需要两个物体。
误区:重力方向是垂直向下;纠正:重力方向固定为竖直向下,仅垂直于水平面。
误区:弹簧测力计使用前无需调零;纠正:使用前必须调零,否则会出现读数误差。
误区:滑动摩擦力大小随接触面积、运动速度改变;纠正:滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关,与面积、速度无关。
误区:混淆增减摩擦的方法;纠正:增大粗糙程度、增大压力→增大摩擦;变滑动为滚动、加润滑油→减小摩擦。
五、典例精讲・思路分析
典例01.如图所示,用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向___________,大小为___________N;如果增大握力,则杯子受到的摩擦力___________(选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
思路分析:考点:二力平衡条件的应用;静摩擦力大小、方向判断;压力大小对静摩擦力的影响分析。
本题核心:物体静止时处于平衡状态,竖直方向上重力与静摩擦力互为平衡力,明确静摩擦力只与总重力有关,与手握的压力无关。
关键思路:杯子静止,受力平衡,竖直方向摩擦力和重力大小相等、方向相反,据此判断摩擦力方向与大小;增大握力,杯子重力不变,二力平衡关系不变,摩擦力大小保持不变;向杯中加水,总重力增大,依旧保持静止,摩擦力随总重力同步变大。
做题技巧:静止、匀速直线运动均为平衡状态,优先用二力平衡分析受力;手握物体悬空这类题型:静摩擦力大小始终等于物体总重力,握力只影响最大静摩擦,不改变现有静摩擦力。
典例02.某物理兴趣小组在“探究影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示。
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
G与m的比值/()
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平(带砝码),还需要______;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是______;
(3)该组同学又利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等,并分别测出它们的质量和重力,从而探究物体所受重力大小与质量的关系。对此,你的评价是______。
A.不合理,因为他们没有用同种物质构成的物体做实验
B.不合理,因为他们没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他们同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他们的操作比上一个实验更简便
思路分析:考点:探究重力与质量关系的实验器材选择;重力与质量的正比关系及图像识别;实验方案评价与实验结论普遍性分析。
本题核心:探究得出物体所受重力与质量成正比,理解实验器材作用,学会判断函数图像,明白选用不同材质物体可让实验结论更具普遍性。
关键思路:实验需测量质量和重力,天平测质量,弹簧测力计测量重力;与成正比,对应图像为过原点的倾斜直线;重力和质量的比值与物质种类无关,选用不同物品实验,能避免偶然性,结论更可靠,方案合理。
做题技巧:探究与关系标配器材:天平 + 弹簧测力计;正比关系图像特征:过坐标原点的直线;实验评价:实验样本种类越多、数量越多,结论普遍性越强。
典例03.如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
思路分析:考点:重力、压力的方向与作用点判断;力的示意图规范作图。
本题核心:区分重力和压力的作用点、方向,按照物理作图规范画出两个力的示意图。
关键思路:重力:作用点在物体重心,方向竖直向下;压力:是篮球对篮板的力,作用点在接触面,方向垂直篮板指向篮板;分别确定两个力的三要素,用带箭头线段表示,并标注对应字母符号。
做题技巧:重力方向永远竖直向下,与接触面无关;压力属于接触力,作用点必须画在两物体接触面上,方向垂直于接触面;作图必标箭头、力的符号,保证要素完整。
六、基础过关精练
1.中国传统佳节端午节有吃粽子和赛龙舟的习俗。在龙舟比赛过程中,使龙舟快速前进的力( )
A.船桨划动的力 B.船桨推水的力
C.水对船桨的推力 D.手对船桨的力
2.在新四军纪念馆中,陈列着新四军战士穿过的草鞋。草鞋底部用粗麻绳编织出许多凸起的纹路,摸上去非常粗糙。草鞋底部做成粗糙的主要目的是( )
A.增大鞋底与地面之间的压力
B.减小鞋底与地面之间的压力
C.增大鞋底的粗糙程度,从而增大摩擦力
D.减小鞋底的粗糙程度,从而减小摩擦力
3.下列关于弹簧测力计的说法中,错误的是( )
A.读数时,视线应与测力计刻度盘垂直
B.弹簧测力计在太空中将无法使用
C.测量时,必须让弹簧的伸长方向与受力方向一致
D.弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比
4.静止在水平地面上的足球,会受到一个地面对它向上的弹力,产生该弹力的原因是( )
A.足球发生形变,要恢复原状 B.地球对足球的吸引
C.地面发生形变,要恢复原状 D.足球与地面保持静止
5.2024年6月,中国嫦娥六号探测器成功从月球背面采集了2千克的月球样品并返回地球。当这些样品从月球运回地球后,其质量___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),这是因为其所含___________的多少没有发生改变,在地球上其所受重力为___________N。()
6.小明骑自行车去上学,骑行前他给自行车的轴承中加入润滑油的目的是________(选填“增大”或“减小”)摩擦;在自行车从一坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,他捏紧车闸,这是通过________的方法增大摩擦;轮胎的表面制成凹凸花纹,这是通过________的方法增大摩擦。
7.按图所示的三种方法关门,用力FB和FC都能把门关上,其中FB较省力,而FA再大也不能将门关上,说明力的作用效果与力的________、________和________有关。
8.如图所示,固定木块,再拉动木板。木块所受摩擦力的方向为水平向_______,木板在水平方向共受到_______个力的作用。
9.同学们在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验时,应沿水平方向拉动物块A,使其在水平木板上做________运动;
(2)比较甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与________有关;
(3)木板1和木板2的粗糙程度不同,比较甲、丙两图可知,木板________(选填“1”或“2”)的粗糙程度更大;
(4)如图丁所示,鞋底花纹是通过________,来提高鞋子的防滑性能的。
10.在科技活动中,老师利用如图所示的实验装置进行了“弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的关系”的实验探究,并记录了相应的数据,如下表:
弹簧长度L/cm
2
3
4
5
7
7.5
8.0
弹簧受到的拉力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
(1)由表中可知,当弹簧受到的拉力为2 N时弹簧长度为________cm;
(2)由实验数据可知,在弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成________;
(3)如表中,当拉力大于3 N后,上述结论已不再成立,原因是________;
A.拉力不够大 B.超出了弹簧的弹性限度
(4)本实验中,使得弹簧伸长的力是( )
A.钩码的重力 B.地球对弹簧的吸引 C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
11.小明准备利用量程为0-5N的弹簧测力计和一只小桶制成一杆简单液体密度秤。如图所示,已知小桶质量m=100 g,容积V=100 mL,在小桶中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)求:
(1)密度为“0”刻度应标在原刻度多少N处?
(2)应在原刻度多少N处标1 g/cm3?
(3)此“密度秤”的最大测量值是多少g/cm3?
12.2025年2月27日,小米汽车XiaomiSU7Ultra正式上市,如图所示的小米汽车的整车质量为2.2吨,最长续航超过800km,这两个数值均是当今的顶尖水准,求:
(1)该车重力为多少N?()
(2)小米XiaomiSU7Ultra百公里电费约8元,若某燃油汽车百公里耗油8升,若每千克汽油售价10元,汽油密度。则两车均行驶100公里,小米XiaomiSU7Ultra与燃油汽车相比,可节省费用多少元?
13.2019年2月5日中国第一部真正意义上的科幻大片《流浪地球》正式上映,如图所示,是航天员刘培强出舱时的英姿,请问:
(1)出舱的航天员与轨道舱之间需系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间___________的原理。
(2)航天员在完全失重的太空轨道舱中不能正常使用的测量工具是_________。
A.天平 B.刻度尺 C.弹簧测力计
七、拔高培优专练
1.在汽车中悬线上挂一小球。实验表明,当小球做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图所示,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,关于物体M的受力情况正确的是( )
A.受重力和支持力
B.受重力、支持力和向左的摩擦力
C.受重力、支持力和向右的摩擦力
D.受重力、支持力、向右的摩擦力或向左的摩擦力
2.用橡皮筋、回形针、棉线、瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计,下列说法中正确的是( )
A.此测力计的刻度是均匀的
B.此测力计只能测量物体重力
C.此测力计的刻度值“上大下小”
D.不同橡皮筋做的测力计的量程一定都相同
3.小明梦见他和小华被困在一个结冰池塘中的情形,他们坐的小船停在光滑的冰面上,由于没有摩擦,他们无法推动小船。后来他们想出一个奇妙的方法——把行李向后扔出去,如图所示,小船居然动起来了。关于这一现象,下列描述正确的是( )
A.这一现象说明力的作用是相互的
B.人扔行李的力推动了小船向前运动
C.行李被扔出后将沿竖直方向落下
D.行李被扔出后,船将不再受到力的作用
4.神舟二十一号是中国载人航天工程神舟系列的第二十一艘载人飞船,于2025年10月31日发射,由张陆、武飞、张洪章三名航天员组成乘组,截至2026年4月已完成三次出舱活动。航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼,下列活动可进行的是( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.用单杠做引体向上 D.用弹簧拉力器健身
5.如图所示,小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,操作的错误是________,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做_________运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将_______ (变大/不变/变小) 。
6.在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图所示,则此容器的容积为____mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度____N处。此密度秤的最大测量值是____g/cm3。(g取10N/kg)
7.如图,小明用一轻质弹簧测力计将质量相同的物体A、B连接起来,并在A的右侧用大小为5N的拉力F水平向右拉动,使物体A、B一起在粗糙的水平桌面上向右做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为2N。关于物体A、B表面的粗糙程度:______(选填“A更粗糙”、“B更粗糙”、“无法判断”),如果把物体A、B调换位置,使物体A、B仍一起在相同的水平桌面上向右做匀速直线运动,则此时弹簧测力计的示数为______N。
8.学习了重心的知识后,小明观察到装有一些水的矿泉水瓶比空矿泉水瓶更不容易被推倒,他不禁思考:物体的稳定程度与什么因素有关呢?在观察了台灯和照相机三脚架中有关稳度(即稳定程度)的结构设计(如图甲所示)后,小明提出以下猜想:
猜想一:物体的稳度与物体重心的高度有关;
猜想二:物体的稳度与物体支撑面(最外侧支撑点连线围成的平面,如图甲)的大小有关。
小明从家中找出一块橡皮泥和四个完全相同的纸杯,他将橡皮泥等分为四份后,分别粘在A、B、C、D四个纸杯的不同位置,如图乙所示,图中黑点表示四个纸杯的重心位置。
(1)纸杯A和纸杯C中,纸杯______的重心较高;
(2)如图丙所示,带有部分凸起的木板可绕O点转动,将四个纸杯依次放在木板上,使木板从水平位置开始缓慢地沿逆时针方向转动,增大木板与水平面的夹角,当纸杯刚好翻倒时,测出夹角的大小,得到的实验数据如下表;
序号
1
2
3
4
所用纸杯
A
B
C
D
纸杯刚好翻倒时,木板与水平面的夹角
45°
38°
30°
60°
①实验中,小明通过比较_____来比较纸杯的稳度。这种研究方法在物理中称之为____法;
②分析第1、2、3次实验可得:其他条件相同时,物体的重心位置越高,稳度越____(选填“好”或“差”);
③分析第____次实验可得:其他条件相同时,物体的支撑面越大,稳度越好。
(3)根据上述结论,请你对日常生活中的现象进行分析:
①自行车脚撑是通过____来提高稳度的,不倒翁是通过____来提高稳度的;
②从稳度的角度考虑,货车在装货物时,应将较重的货物放在_____(选填“上”或“下”)层,以降低货车在转弯时发生侧翻的风险。
9.某兴趣小组在探究“物体所受重力大小与物体质量关系”和“判断重力方向”的实验中,进行了如下的实验探究。
(1)在探究物体所受重力大小与物体质量关系时,实验记录如表:
被测物体
物体质量m/kg
物体重力G/N
物体1
0.1
1.00
物体2
0.2
2.00
物体3
0.3
3.00
①在探究过程中,需要的测量工具有___________、天平;
②根据表中数据画出物体重力与质量的关系图像OA,如图甲所示。另一组同学分别测出了小西瓜、大西瓜的质量和重力,若在该图像中描出点,这些点应该在_________(选填“OA线上”、“I区域”或“Ⅱ区域”);
③根据表中数据和图像可以得出的结论是:__________;
(2)他们在探究重力方向时,实验装置如图乙所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上后,缓慢改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向不变,从而说明重力的方向总是________。
(3)如图丙为实验室的一种弹簧测力计。把物体挂在弹簧测力计上处于静止时,从左边刻度(单位为g)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为N)可以读出物体在地球上的质量近似值。如果把该弹簧测力计上拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),应该这样重新标注刻度:保持左、右两边的刻度线不变,左边刻度线对应的数值为__________,右边刻度线对应的数值为__________。(两空都选填下列序号:“①保持原值不变”、“②原值的六倍”或“③原值的六分之一”)
10.一辆货车自重6×104 N,装载着某种货物,已知该货物每箱的质量为400 kg,行驶到某桥前时,看到如图所示标志,g取10 N/kg,求:
(1)车的质量;
(2)货车要安全通过这座桥,最多能装多少整箱货物?
11.阅读短文,回答问题。
2026中东冲突与航天科技中的力学应用
2026年2月28日,美以联军对伊朗发动大规模军事行动,伊朗启动“真实承诺-4”反击,使用弹道导弹与自杀式无人机打击敌方目标,霍尔木兹海峡成为战略博弈焦点。与此同时,中国航天稳步推进,长征六号改运载火箭成功发射,将卫星送入预定轨道;嫦娥七号计划奔赴月球南极,开展月壤探测与月震研究。军事装备与航天飞行器的设计与运行,均以力学规律为基础。
某型号自杀式无人机质量为150 kg,从地面竖直起飞时,机翼产生的升力使机身加速升空;弹体内部装有弹簧式触发机构,撞击目标时弹簧发生弹性形变并产生弹力,引爆战斗部。若将该无人机的部件送至月球表面,其所含物质的多少不变,但所受重力仅为地球重力的。弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,方向始终竖直向下,与物体运动状态无关。在弹性限度内,形变越大,产生的弹力越大;超出弹性限度,弹簧无法自动复原。
(1)无人机的质量为150 kg,它在地球上所受重力为___N,重力的施力物体是___;(g取10 N/kg)
(2)下列关于弹力的说法,正确的是( )
A.只要物体接触就一定产生弹力 B.弹力只能由压缩形变产生
C.弹力是物体发生弹性形变产生的力 D.弹簧的弹力一定随拉力增大而增大
(3)无人机部件从地球带到月球,其质量______(选填“变大”“变小”或“不变”),在月球上所受重力为______N;
(4)弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的______与所受拉力成______比;
(5)下列现象中,能说明力可以改变物体运动状态的是( )
A.无人机起飞时由静止变为运动 B.弹簧被压缩变短
C.弹体外壳发生凹陷 D.弓弦被拉弯
(6)关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力方向总是垂直向下的 B.物体的重心一定在物体上
C.重力与质量的比值为一确定值 D.只有静止的物体才受重力
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第02讲 模块二:力 综合集训(力、弹力、重力、摩擦力)
本讲定位:本模块为八年级下册力学核心基础,是后续压强、浮力、简单机械的学习铺垫,中考高频考查。题型涵盖选择、填空、作图、实验、简答,知识点多且联系生活紧密,属于必须吃透的重点内容。
核心重点:力的基本概念与作用效果、弹力与弹簧测力计使用、重力公式及方向、影响滑动摩擦力的因素、增大和减小摩擦的方法、力的示意图绘制。
高频易错点:力的施力物体与受力物体判断、混淆竖直向下与垂直向下、弹簧测力计读数失误、摩擦力方向判断、增大或减小摩擦方法区分。
复习建议:结合生活实例理解各类力的特点,牢记实验结论,规范作图步骤,多辨析易混概念,强化实验题型训练。
本讲内容导航
一、课标要求・素养目标
二、思维导图
三、知识梳理・核心考点
四、重点难点・易错警示
五、典例精讲・思路分析
六、基础过关精练
七、拔高培优专练
一、课标要求・素养目标
课程标准
核心素养维度
复习目标
认识力的作用效果,知道力的三要素,能用示意图表示力;了解弹力、重力、摩擦力,掌握弹簧测力计的使用;理解重力与质量的关系,知道影响滑动摩擦力大小的因素,能说出增减摩擦的方法
物理观念
1. 理解力的概念、作用效果与三要素;
2. 掌握弹力、重力、摩擦力的定义与基本特点;
3. 熟记重力公式、摩擦相关规律,区分生活中摩擦类型。
能根据现象分析受力情况,判断力的方向,结合公式进行简单计算,归纳实验结论,区分不同力学现象的原理
科学思维
1. 学会受力分析,判断力的作用效果与摩擦类型;
2. 利用进行基础计算,总结力学规律;
3. 辨析易混概念,建立力学知识逻辑体系。
会正确使用弹簧测力计测量力的大小,能独立完成探究重力、滑动摩擦力的实验,规范操作并分析实验结论
科学探究
1. 熟练掌握弹簧测力计的使用、读数方法;
2. 掌握探究重力与质量、影响滑动摩擦力的实验流程;
3. 能分析实验操作中的注意事项与实验结论。
了解力学知识在生产、生活、交通中的广泛应用,认识摩擦的利与弊,树立学以致用的意识
科学态度与责任
1. 体会力学知识对生活、工程技术的价值;
2. 客观认识摩擦的两面性,学会利用和规避摩擦带来的影响。
二、思维导图
三、知识梳理・核心考点
1. 力
(1)定义:力是物体对物体的作用,力不能脱离物体单独存在,每一个力都对应施力物体和受力物体。
(2)单位:牛顿,简称牛,符号。
(3)力的两个作用效果:改变物体的形状;改变物体的运动状态(速度大小、运动方向发生改变)。
(4)力的三要素:大小、方向、作用点,三要素都会影响力的作用效果。
(5)力的示意图:用带箭头的线段表示力,线段起点或终点为作用点,箭头指向为力的方向,标注力的符号与大小。
2. 弹力
(1)形变:物体形状发生改变;撤去外力能恢复原状的形变叫做弹性形变。
(2)弹力:发生弹性形变的物体,对使它发生形变的物体产生的力。推力、拉力、压力、支持力都属于弹力。
(3)弹簧测力计
原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
使用规则:使用前观察量程、分度值,调零;测量时受力方向与弹簧轴线一致;读数时视线与刻度盘垂直。
3.重力
(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,符号。
(2)大小:物体所受重力与质量成正比,公式;一般取,粗略计算可取。
(3)方向:竖直向下(始终垂直于水平面)。
(4)重心:重力的等效作用点,形状规则、质量均匀的物体,重心在几何中心。
4.摩擦力
(1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到的阻碍相对运动的力。
(2)影响因素:滑动摩擦力大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关;压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)增大摩擦方法:增大压力、增大接触面粗糙程度。
(4)减小摩擦方法:减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面彼此分离(加润滑油、磁悬浮等)。
重点难点・易错警示
误区:单独一个物体也能产生力;纠正:力是物体间的相互作用,至少需要两个物体。
误区:重力方向是垂直向下;纠正:重力方向固定为竖直向下,仅垂直于水平面。
误区:弹簧测力计使用前无需调零;纠正:使用前必须调零,否则会出现读数误差。
误区:滑动摩擦力大小随接触面积、运动速度改变;纠正:滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关,与面积、速度无关。
误区:混淆增减摩擦的方法;纠正:增大粗糙程度、增大压力→增大摩擦;变滑动为滚动、加润滑油→减小摩擦。
五、典例精讲・思路分析
典例01.如图所示,用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子所受摩擦力方向___________,大小为___________N;如果增大握力,则杯子受到的摩擦力___________(选填“变大”“变小”或“不变”);当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,则杯子受到的摩擦力将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 竖直向上 3 不变 变大
【解析】[1]用20N的力握着一重为3N的装有水的玻璃杯静止悬在空中时,杯子受到的摩擦力与重力为平衡力,两力的大小相等,方向相反;重力方向竖直向下,杯子所受摩擦力方向竖直向上,大小为
[2]如果增大握力,则杯子受到的摩擦力始终与杯子的重力为平衡力,大小相等,杯子的重力不变,则杯子受到的摩擦力大小不变。
[3]当在杯中再加入少量的水,仍使杯子静止悬在空中时,此时杯子受到的摩擦力仍与杯子的重力为平衡力,大小相等,杯子的重力变大,杯子受到的摩擦力将变大。
思路分析:考点:二力平衡条件的应用;静摩擦力大小、方向判断;压力大小对静摩擦力的影响分析。
本题核心:物体静止时处于平衡状态,竖直方向上重力与静摩擦力互为平衡力,明确静摩擦力只与总重力有关,与手握的压力无关。
关键思路:杯子静止,受力平衡,竖直方向摩擦力和重力大小相等、方向相反,据此判断摩擦力方向与大小;增大握力,杯子重力不变,二力平衡关系不变,摩擦力大小保持不变;向杯中加水,总重力增大,依旧保持静止,摩擦力随总重力同步变大。
做题技巧:静止、匀速直线运动均为平衡状态,优先用二力平衡分析受力;手握物体悬空这类题型:静摩擦力大小始终等于物体总重力,握力只影响最大静摩擦,不改变现有静摩擦力。
典例02.某物理兴趣小组在“探究影响物体重力大小的因素”的实验中,进行了如下实验探究,实验记录如下表所示。
实测物体
物体质量m/kg
重力G/N
G与m的比值/()
物体1
0.1
0.98
9.8
物体2
0.2
1.96
9.8
物体3
0.3
2.94
9.8
(1)在探究过程中,测量工具除了天平(带砝码),还需要______;
(2)根据表中实验数据分析,能正确描述物体所受的重力G与质量m关系的图像是______;
(3)该组同学又利用身边的器材,选取了质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表等,并分别测出它们的质量和重力,从而探究物体所受重力大小与质量的关系。对此,你的评价是______。
A.不合理,因为他们没有用同种物质构成的物体做实验
B.不合理,因为他们没有使物体的质量成倍变化
C.合理,因为他们同样可以得到物体所受重力大小与质量的关系
D.合理,因为他们的操作比上一个实验更简便
【答案】(1)弹簧测力计;(2)B;(3)C
【解析】(1)在探究影响物体重力大小的因素实验中,需要测量物体的质量及重力,所以需要的测量工具除了天平,还需要弹簧测力计。
(2)由表格数据知,每个物体对应的重力与质量的比值是一个定值,所以G与质量m关系的图像是过原点的倾斜直线,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)重力与质量的比值是一个定值,该值的大小与物质的种类无关,用质量不同的课本、文具盒、计算器、电话手表各一次做实验,不影响探究结果,更使结论更具有普遍性,所以该组同学的做法合理。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
思路分析:考点:探究重力与质量关系的实验器材选择;重力与质量的正比关系及图像识别;实验方案评价与实验结论普遍性分析。
本题核心:探究得出物体所受重力与质量成正比,理解实验器材作用,学会判断函数图像,明白选用不同材质物体可让实验结论更具普遍性。
关键思路:实验需测量质量和重力,天平测质量,弹簧测力计测量重力;与成正比,对应图像为过原点的倾斜直线;重力和质量的比值与物质种类无关,选用不同物品实验,能避免偶然性,结论更可靠,方案合理。
做题技巧:探究与关系标配器材:天平 + 弹簧测力计;正比关系图像特征:过坐标原点的直线;实验评价:实验样本种类越多、数量越多,结论普遍性越强。
典例03.如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
【答案】
【解析】篮球受到的重力方向竖直向下,作用点在篮球的重心;篮球对篮板的压力方向垂直于篮板向右,作用点在篮球和篮板的接触点,据此作图。
思路分析:考点:重力、压力的方向与作用点判断;力的示意图规范作图。
本题核心:区分重力和压力的作用点、方向,按照物理作图规范画出两个力的示意图。
关键思路:重力:作用点在物体重心,方向竖直向下;压力:是篮球对篮板的力,作用点在接触面,方向垂直篮板指向篮板;分别确定两个力的三要素,用带箭头线段表示,并标注对应字母符号。
做题技巧:重力方向永远竖直向下,与接触面无关;压力属于接触力,作用点必须画在两物体接触面上,方向垂直于接触面;作图必标箭头、力的符号,保证要素完整。
六、基础过关精练
1.中国传统佳节端午节有吃粽子和赛龙舟的习俗。在龙舟比赛过程中,使龙舟快速前进的力( )
A.船桨划动的力 B.船桨推水的力
C.水对船桨的推力 D.手对船桨的力
【答案】C
【解析】一个物体对另一物体施加力,同时物体也受到另一个物体对该物体力的作用,物体间力的作用是相互的。用桨快速向后划水,桨给水一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以水给桨一个向前的推力,推动龙舟快速前进,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.在新四军纪念馆中,陈列着新四军战士穿过的草鞋。草鞋底部用粗麻绳编织出许多凸起的纹路,摸上去非常粗糙。草鞋底部做成粗糙的主要目的是( )
A.增大鞋底与地面之间的压力
B.减小鞋底与地面之间的压力
C.增大鞋底的粗糙程度,从而增大摩擦力
D.减小鞋底的粗糙程度,从而减小摩擦力
【答案】C
【解析】人行走时需要足够的摩擦力防止打滑,草鞋底部做成粗糙凸起的纹路,通过增大接触面的粗糙程度,在压力一定时增大鞋底与地面间的摩擦力,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.下列关于弹簧测力计的说法中,错误的是( )
A.读数时,视线应与测力计刻度盘垂直
B.弹簧测力计在太空中将无法使用
C.测量时,必须让弹簧的伸长方向与受力方向一致
D.弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比
【答案】B
【解析】A.弹簧测力计读数时,视线应与刻度盘垂直,否则会产生读数误差,故A正确;
B.弹簧测力计的本质是测量拉力,太空中虽然处于失重状态无法测量重力,但依然可以测量拉力,因此弹簧测力计在太空中可以使用,故B错误;
C.测量时让弹簧的伸长方向与受力方向一致,可以避免弹簧与外壳摩擦影响测量结果,故C正确;
D.弹簧测力计的工作原理就是:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比,故D正确。
本题要求选择错误的,故选B。
4.静止在水平地面上的足球,会受到一个地面对它向上的弹力,产生该弹力的原因是( )
A.足球发生形变,要恢复原状 B.地球对足球的吸引
C.地面发生形变,要恢复原状 D.足球与地面保持静止
【答案】C
【解析】弹力产生的本质是施力物体发生弹性形变后,要恢复原状,对接触的受力物体产生弹力。 由题意可知,地面对足球的弹力,施力物体是地面,因此该弹力产生的原因是地面发生形变,要恢复原状。故选 C。
5.2024年6月,中国嫦娥六号探测器成功从月球背面采集了2千克的月球样品并返回地球。当这些样品从月球运回地球后,其质量___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),这是因为其所含___________的多少没有发生改变,在地球上其所受重力为___________N。()
【答案】 不变 物质 20
【解析】质量是物体的固有属性,不随物体的位置变化而改变,因此月球样品从月球运回地球后质量不变。
质量的物理意义是表示物体所含物质的多少,样品质量不变的本质原因是所含物质的多少未发生改变。
在地球上其所受重力为
6.小明骑自行车去上学,骑行前他给自行车的轴承中加入润滑油的目的是________(选填“增大”或“减小”)摩擦;在自行车从一坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,他捏紧车闸,这是通过________的方法增大摩擦;轮胎的表面制成凹凸花纹,这是通过________的方法增大摩擦。
【答案】 减小 增大压力 增大接触面的粗糙程度
【解析】给自行车轴承加入润滑油,润滑油会在轴承的接触面之间形成一层油膜,让原本直接接触的两个表面被油隔开,从而减小接触面间的摩擦。
捏紧车闸时,闸皮与车轮之间的压力变大,接触面粗糙程度不变,压力越大,摩擦力就越大,从而实现减速。
轮胎表面的凹凸花纹,增大了轮胎与地面接触面的粗糙程度,在压力不变的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大,能防止打滑。
7.按图所示的三种方法关门,用力FB和FC都能把门关上,其中FB较省力,而FA再大也不能将门关上,说明力的作用效果与力的________、________和________有关。
【答案】 大小 方向 作用点
【解析】FA再大也不能关门,是因为它的方向不对;FB比FC省力,是因为它们的作用点不同;同时,力的大小也会影响力的作用效果。所以力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。
8.如图所示,固定木块,再拉动木板。木块所受摩擦力的方向为水平向_______,木板在水平方向共受到_______个力的作用。
【答案】 右 3
【解析】摩擦力方向与物体相对运动方向相反。向右拉动木板时,木块相对于木板向左滑动,因此木块受到的滑动摩擦力方向为水平向右。
对木板水平方向受力分析: ①弹簧测力计向右的拉力; ②木块对木板向左的滑动摩擦力(力的作用是相互的,木块受到木板的摩擦力,反作用力作用在木板上); ③桌面给木板向左的滑动摩擦力(木板相对桌面滑动,存在摩擦力)。 因此木板水平方向共受到个力。
9.同学们在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验时,应沿水平方向拉动物块A,使其在水平木板上做________运动;
(2)比较甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与________有关;
(3)木板1和木板2的粗糙程度不同,比较甲、丙两图可知,木板________(选填“1”或“2”)的粗糙程度更大;
(4)如图丁所示,鞋底花纹是通过________,来提高鞋子的防滑性能的。
【答案】(1)匀速直线;(2)压力;(3)2;(4)增大接触面的粗糙程度
【解析】(1)本实验根据二力平衡原理,只有沿水平方向拉动物块做匀速直线运动时,拉力大小才等于滑动摩擦力大小,因此需要物块做匀速直线运动。
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,只有物块对接触面的压力大小不同,弹簧测力计示数(摩擦力大小)不同,因此得出:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)甲、丙两图压力大小相同,丙的弹簧测力计示数更大,说明木板2上滑动摩擦力更大;压力相同时,滑动摩擦力越大,接触面粗糙程度越大,因此木板2粗糙程度更大。
(4)鞋底花纹增加了接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力,因此是通过增大接触面的粗糙程度提高防滑性能。
10.在科技活动中,老师利用如图所示的实验装置进行了“弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的关系”的实验探究,并记录了相应的数据,如下表:
弹簧长度L/cm
2
3
4
5
7
7.5
8.0
弹簧受到的拉力F/N
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
(1)由表中可知,当弹簧受到的拉力为2 N时弹簧长度为________cm;
(2)由实验数据可知,在弹性限度内,弹簧的伸长量与它所受的拉力成________;
(3)如表中,当拉力大于3 N后,上述结论已不再成立,原因是________;
A.拉力不够大 B.超出了弹簧的弹性限度
(4)本实验中,使得弹簧伸长的力是( )
A.钩码的重力 B.地球对弹簧的吸引 C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
【答案】(1)6;(2)正比;(3)B;(4)C
【解析】(1)由表数据可知,拉力为0N时,弹簧长度为2cm,即弹簧原长L0=2cm。观察数据规律:拉力每增加0.5N,弹簧伸长1cm。
拉力0.5N:长度 3cm,伸长1cm
拉力1N:长度4cm,伸长2cm
拉力1.5N:长度5cm,伸长3cm
拉力2N:伸长量应为4cm,所以当弹簧受到的拉力为2 N时弹簧长度为
(2)在弹性限度内,拉力每增加0.5N,弹簧伸长量就增加1cm,伸长量与拉力的比值恒定,因此弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比。
(3)当拉力超过3N 时,弹簧的伸长不再和拉力成正比,这是因为超出了弹簧的弹性限度,弹簧发生了塑性形变,无法恢复原状,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)弹簧伸长的直接施力物体是钩码,是钩码对弹簧的拉力使弹簧发生形变。钩码的重力是钩码受到的力,不是直接作用在弹簧上的力。地球对弹簧的吸引不是使弹簧伸长的原因。弹簧对钩码的拉力是反作用力,作用在钩码上,不是弹簧受到的力。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.小明准备利用量程为0-5N的弹簧测力计和一只小桶制成一杆简单液体密度秤。如图所示,已知小桶质量m=100 g,容积V=100 mL,在小桶中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg)求:
(1)密度为“0”刻度应标在原刻度多少N处?
(2)应在原刻度多少N处标1 g/cm3?
(3)此“密度秤”的最大测量值是多少g/cm3?
【答案】(1)0刻度标在1 N处;(2)标在2 N处;(3)4 g/cm3
【解析】(1)密度为“0”时,小桶内没有液体,弹簧测力计的示数等于小桶的重力,根据重力公式,小桶重力,故0刻度标在1 N处。
(2)液体密度,小桶装满液体,液体的质量
则液体的重力
总重力,标在2 N处。
(3)测力计最大测量值为5 N,液体最大重力
则
12.2025年2月27日,小米汽车XiaomiSU7Ultra正式上市,如图所示的小米汽车的整车质量为2.2吨,最长续航超过800km,这两个数值均是当今的顶尖水准,求:
(1)该车重力为多少N?()
(2)小米XiaomiSU7Ultra百公里电费约8元,若某燃油汽车百公里耗油8升,若每千克汽油售价10元,汽油密度。则两车均行驶100公里,小米XiaomiSU7Ultra与燃油汽车相比,可节省费用多少元?
【答案】(1);(2)48元
【解析】(1)该车重力
(2)燃油汽车行驶100公里消耗的汽油质量
燃油汽车行驶100公里的总费用
则节省的费用
13.2019年2月5日中国第一部真正意义上的科幻大片《流浪地球》正式上映,如图所示,是航天员刘培强出舱时的英姿,请问:
(1)出舱的航天员与轨道舱之间需系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间___________的原理。
(2)航天员在完全失重的太空轨道舱中不能正常使用的测量工具是_________。
A.天平 B.刻度尺 C.弹簧测力计
【答案】 力的作用是相互 A
【解析】(1)[1]物体间力的作用是相互的。航天员对绳子施加力的作用时,绳子会对航天员产生反作用力,所以航天员可以拉着绳子返回轨道舱。
(2)[2]A.天平是等臂杠杆,物体在完全失重的太空中,天平两边受到的压力为零,就无法进行测量,故A符合题意。
B.刻度尺测量物体的长度跟物体的重力没有关系,所以能正常使用,故B不符合题意。
C.此时弹簧测力计不能测量物重,但是可以用来测拉力,所以能正常使用,故C不符合题意。
故选A。
七、拔高培优专练
1.在汽车中悬线上挂一小球。实验表明,当小球做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图所示,若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M,关于物体M的受力情况正确的是( )
A.受重力和支持力
B.受重力、支持力和向左的摩擦力
C.受重力、支持力和向右的摩擦力
D.受重力、支持力、向右的摩擦力或向左的摩擦力
【答案】C
【解析】以小球为研究对象,小球向左摆动,所以有两种可能,即汽车可能向右做加速运动,也可能向左做减速运动,两种运动物体M都相对于汽车有一个向左的运动趋势,此时物体M会受到一个向右的摩擦力,故物体M除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,故选C。
2.用橡皮筋、回形针、棉线、瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计,下列说法中正确的是( )
A.此测力计的刻度是均匀的
B.此测力计只能测量物体重力
C.此测力计的刻度值“上大下小”
D.不同橡皮筋做的测力计的量程一定都相同
【答案】A
【解析】A.弹性限度内,橡皮筋的伸长量与拉力成正比,因此该测力计刻度均匀,故A正确;
B.测力计的作用是测量力的大小,不仅可以测重力,也可以测量拉力等其他形式的力,故B错误;
C.该测力计的橡皮筋上端固定,不受拉力时指针位置偏上(对应0刻度),拉力越大,橡皮筋伸长越多,指针越向下移动;且由于橡皮筋伸长的特点,相同长度范围内,越靠下的位置对应的力的数值更大,因此刻度值“上小下大”,故C错误;
D.不同橡皮筋的弹性、承受的最大拉力不同,因此做出的测力计量程并不相同,故D错误;
故选A。
3.小明梦见他和小华被困在一个结冰池塘中的情形,他们坐的小船停在光滑的冰面上,由于没有摩擦,他们无法推动小船。后来他们想出一个奇妙的方法——把行李向后扔出去,如图所示,小船居然动起来了。关于这一现象,下列描述正确的是( )
A.这一现象说明力的作用是相互的
B.人扔行李的力推动了小船向前运动
C.行李被扔出后将沿竖直方向落下
D.行李被扔出后,船将不再受到力的作用
【答案】A
【解析】A.人对行李施加向后的力时,根据力的作用是相互的,行李会对人施加向前的反作用力,推动小船和人向前运动,该现象正好说明力的作用是相互的,故A正确;
B.人扔行李的力是作用在行李上,方向向后;推动小船向前运动的力是行李对人的反作用力,故B错误;
C.行李被扔出前和船一起向前运动,被扔出后由于惯性,会保持原来的水平向前的运动状态,同时受重力作用,不会沿竖直方向落下,故C错误;
D.行李被扔出后,船在竖直方向仍然受到重力和冰面的支持力,仍然受力,故D错误。
故选A。
4.神舟二十一号是中国载人航天工程神舟系列的第二十一艘载人飞船,于2025年10月31日发射,由张陆、武飞、张洪章三名航天员组成乘组,截至2026年4月已完成三次出舱活动。航天员所在舱内部为“失重”环境,若航天员在舱内进行体能锻炼,下列活动可进行的是( )
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C.用单杠做引体向上 D.用弹簧拉力器健身
【答案】D
【解析】举哑铃、俯卧撑、引体向上:都需要依靠重力才能发力,太空舱内处于完全失重状态,轻松就能完成,起不到锻炼效果,无法用来体能锻炼。
弹簧拉力器:依靠弹簧弹力工作,弹力不受重力影响,失重环境下依然需要用力拉伸,能正常锻炼肌肉。
故选D。
5.如图所示,小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,操作的错误是________,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做_________运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将_______ (变大/不变/变小) 。
【答案】 弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块 匀速直线 变大
【解析】实验中运用二力平衡的原理测量木块受到摩擦力的大小,因此应使弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,而图中的弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块,无法测量摩擦力的大小。
做探究影响滑动摩擦力大小因素时,应沿水平方向拉动弹簧测力计,使木块做匀速直线运动,此时木块水平方向受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。
在木块上再放一个砝码,木块对水平面的压力增大,木块运动时受到的滑动摩擦力将变大。
6.在秤钩下挂一个重为1N的容器,然后在测力计的某些刻度上标上密度值,就制成了简单而实用的液体密度秤。当在此容器中加满水,指针位置如图所示,则此容器的容积为____mL。只要在容器中加满待测液体,就可以直接“称”出该液体的密度。在这测力计上,密度为“0”的刻度应标在原刻度____N处。此密度秤的最大测量值是____g/cm3。(g取10N/kg)
【答案】 100 1 4
【解析】容器重力,装满水时弹簧测力计示数
水的重力
水的质量
容器容积等于水的体积
密度为0,即容器内无液体,测力计只测容器重力,故密度为“0”的刻度为。
弹簧测力计量程最大为,此时液体重力最大
液体的最大质量
最大测量密度
7.如图,小明用一轻质弹簧测力计将质量相同的物体A、B连接起来,并在A的右侧用大小为5N的拉力F水平向右拉动,使物体A、B一起在粗糙的水平桌面上向右做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为2N。关于物体A、B表面的粗糙程度:______(选填“A更粗糙”、“B更粗糙”、“无法判断”),如果把物体A、B调换位置,使物体A、B仍一起在相同的水平桌面上向右做匀速直线运动,则此时弹簧测力计的示数为______N。
【答案】 A更粗糙 3
【解析】[1]由图可知,物体B受力平衡,则有
物体B向右匀速运动,摩擦力方向向左,物体A水平方向上受向右的拉力F和向左的弹簧测力计拉力F弹,故物体A受到的摩擦力为
则
两物体对地面压力相同,所以A比B表面粗糙。
[2]如果把物体A、B调换位置,使物体A、B 仍一起在相同的水平桌面上向右做匀速直线运动,A受到向左的摩擦力为3N,根据二力平衡可知,此时测力计对A的拉力为3N,则弹簧测力计的示数变为3N。
8.学习了重心的知识后,小明观察到装有一些水的矿泉水瓶比空矿泉水瓶更不容易被推倒,他不禁思考:物体的稳定程度与什么因素有关呢?在观察了台灯和照相机三脚架中有关稳度(即稳定程度)的结构设计(如图甲所示)后,小明提出以下猜想:
猜想一:物体的稳度与物体重心的高度有关;
猜想二:物体的稳度与物体支撑面(最外侧支撑点连线围成的平面,如图甲)的大小有关。
小明从家中找出一块橡皮泥和四个完全相同的纸杯,他将橡皮泥等分为四份后,分别粘在A、B、C、D四个纸杯的不同位置,如图乙所示,图中黑点表示四个纸杯的重心位置。
(1)纸杯A和纸杯C中,纸杯______的重心较高;
(2)如图丙所示,带有部分凸起的木板可绕O点转动,将四个纸杯依次放在木板上,使木板从水平位置开始缓慢地沿逆时针方向转动,增大木板与水平面的夹角,当纸杯刚好翻倒时,测出夹角的大小,得到的实验数据如下表;
序号
1
2
3
4
所用纸杯
A
B
C
D
纸杯刚好翻倒时,木板与水平面的夹角
45°
38°
30°
60°
①实验中,小明通过比较_____来比较纸杯的稳度。这种研究方法在物理中称之为____法;
②分析第1、2、3次实验可得:其他条件相同时,物体的重心位置越高,稳度越____(选填“好”或“差”);
③分析第____次实验可得:其他条件相同时,物体的支撑面越大,稳度越好。
(3)根据上述结论,请你对日常生活中的现象进行分析:
①自行车脚撑是通过____来提高稳度的,不倒翁是通过____来提高稳度的;
②从稳度的角度考虑,货车在装货物时,应将较重的货物放在_____(选填“上”或“下”)层,以降低货车在转弯时发生侧翻的风险。
【答案】(1)C;(2)纸杯刚好翻倒时,木板与水平面夹角的大小 转换 差 1、4;(3)增大支撑面 降低重心 下
【解析】(1)观察图乙,纸杯C的重心位置比纸杯A更高。
(2)由实验数据表可以看出,纸杯的稳度是通过比较纸杯刚好翻倒时木板与水平面的夹角θ。θ越大,说明纸杯越不容易翻倒,稳度越好。这种将不易观察的稳度转换为容易测量的θ的方法,叫做转换法。
分析第1、2、3三次实验:纸杯A、B、C的支撑面大小相同,重心高度依次升高,对应的夹角θ依次减小,稳度越差,由此可得结论。
分析第1、4两次实验:纸杯A、D的重心高度相同,D的支撑面更大,对应的夹角θ越大,稳度越好,由此可得结论。
(3)自行车脚撑展开后,增大了支撑面,从而提高稳度。不倒翁底部较重,降低重心能够提高稳度,故不易倒下。
将较重的货物放在下层,可以降低货车的整体重心,从而提高货车的稳度,减小转弯时侧翻的风险。
9.某兴趣小组在探究“物体所受重力大小与物体质量关系”和“判断重力方向”的实验中,进行了如下的实验探究。
(1)在探究物体所受重力大小与物体质量关系时,实验记录如表:
被测物体
物体质量m/kg
物体重力G/N
物体1
0.1
1.00
物体2
0.2
2.00
物体3
0.3
3.00
①在探究过程中,需要的测量工具有___________、天平;
②根据表中数据画出物体重力与质量的关系图像OA,如图甲所示。另一组同学分别测出了小西瓜、大西瓜的质量和重力,若在该图像中描出点,这些点应该在_________(选填“OA线上”、“I区域”或“Ⅱ区域”);
③根据表中数据和图像可以得出的结论是:__________;
(2)他们在探究重力方向时,实验装置如图乙所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上后,缓慢改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向不变,从而说明重力的方向总是________。
(3)如图丙为实验室的一种弹簧测力计。把物体挂在弹簧测力计上处于静止时,从左边刻度(单位为g)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为N)可以读出物体在地球上的质量近似值。如果把该弹簧测力计上拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),应该这样重新标注刻度:保持左、右两边的刻度线不变,左边刻度线对应的数值为__________,右边刻度线对应的数值为__________。(两空都选填下列序号:“①保持原值不变”、“②原值的六倍”或“③原值的六分之一”)
【答案】(1)弹簧测力计 OA线上 物体所受的重力大小与物体的质量成正比;(2)竖直向下;(3)② ①
【解析】(1)实验需要测量重力和质量,质量用天平测量,重力需要用弹簧测力计测量;
重力与质量的比值是定值,所以无论是什么物体,G-m图像都是同一条过原点的直线OA,因此这些点应该在OA线上;
表格中G与m的比值恒定,图像是过原点的直线,故可得结论。
(2)改变木板夹角α,悬线OA的方向始终不变,说明重力的方向总是竖直向下的。
(3)在地球上,取,右边刻度线标有1N数值时,需要在弹簧测力计上挂质量为0.1kg的物体(重力为1N),弹簧测力计的指针会被拉到1N的位置;在月球上,右边刻度线标有1N数值不变时,因同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一,则需要在弹簧测力计上挂上质量为0.6kg的物体,弹簧测力计的指针才会被拉到1N的位置,因此左边刻度线(代表质量)不变时,对应的数值应为原值的6倍;
物体放到月球上,质量不变,重力会变为地球上重力的六分之一,但弹簧的材料不变,将弹簧拉长到同样长度,需要的重力不变,因此右边刻度线(代表重力)不变时,对应的原值不变。
10.一辆货车自重6×104 N,装载着某种货物,已知该货物每箱的质量为400 kg,行驶到某桥前时,看到如图所示标志,g取10 N/kg,求:
(1)车的质量;
(2)货车要安全通过这座桥,最多能装多少整箱货物?
【答案】(1);(2)箱
【解析】(1)根据重力公式 ,变形计算车的质量
(2)图中是限重标志,表示这座桥允许通行的最大总质量为,因此允许装载货物的最大质量为
已知每箱货物质量为,计算可装整箱数
要求装整箱且不能超载,因此最多只能装箱。
11.阅读短文,回答问题。
2026中东冲突与航天科技中的力学应用
2026年2月28日,美以联军对伊朗发动大规模军事行动,伊朗启动“真实承诺-4”反击,使用弹道导弹与自杀式无人机打击敌方目标,霍尔木兹海峡成为战略博弈焦点。与此同时,中国航天稳步推进,长征六号改运载火箭成功发射,将卫星送入预定轨道;嫦娥七号计划奔赴月球南极,开展月壤探测与月震研究。军事装备与航天飞行器的设计与运行,均以力学规律为基础。
某型号自杀式无人机质量为150 kg,从地面竖直起飞时,机翼产生的升力使机身加速升空;弹体内部装有弹簧式触发机构,撞击目标时弹簧发生弹性形变并产生弹力,引爆战斗部。若将该无人机的部件送至月球表面,其所含物质的多少不变,但所受重力仅为地球重力的。弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,方向始终竖直向下,与物体运动状态无关。在弹性限度内,形变越大,产生的弹力越大;超出弹性限度,弹簧无法自动复原。
(1)无人机的质量为150 kg,它在地球上所受重力为___N,重力的施力物体是___;(g取10 N/kg)
(2)下列关于弹力的说法,正确的是( )
A.只要物体接触就一定产生弹力 B.弹力只能由压缩形变产生
C.弹力是物体发生弹性形变产生的力 D.弹簧的弹力一定随拉力增大而增大
(3)无人机部件从地球带到月球,其质量______(选填“变大”“变小”或“不变”),在月球上所受重力为______N;
(4)弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的______与所受拉力成______比;
(5)下列现象中,能说明力可以改变物体运动状态的是( )
A.无人机起飞时由静止变为运动 B.弹簧被压缩变短
C.弹体外壳发生凹陷 D.弓弦被拉弯
(6)关于重力,下列说法正确的是( )
A.重力方向总是垂直向下的 B.物体的重心一定在物体上
C.重力与质量的比值为一确定值 D.只有静止的物体才受重力
【答案】(1)1500/ 地球;(2)C;(3)不变 250/;(4)伸长量 正;(5)A;(6)C
【解析】(1)[1]无人机的质量为150kg,它在地球上所受重力为
[2]重力是由于地球的吸引产生的,因此重力的施力物体为地球。
(2)A.物体仅接触但未发生弹性形变时,不会产生弹力,故A错误;
B.弹力可由压缩、拉伸、扭转等多种弹性形变产生,并非仅由压缩形变产生,故B错误;
C.根据弹力的定义可知,弹力是物体发生弹性形变时产生的力,故C正确;
D.超出弹性限度后,弹簧无法恢复原状,弹力不会随拉力增大而增大,故D错误。
故选C。
(3)[1]质量是物体所含物质的多少,是物体的固有属性,不随位置变化而改变。无人机部件从地球带到月球,位置改变,其质量不变。
[2]已知月球上物体所受引力为地球的,故无人机在月球的重力为
(4)[1][2]在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,长度越长,且同一根弹簧所受拉力与伸长长度的比值固定不变,故弹簧测力计的工作原理为:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
(5)运动状态改变指物体速度大小或运动方向发生变化;
A.无人机由静止变为运动,速度大小改变,属于运动状态改变,故A符合题意;
BCD.选项均是力使物体的形状发生改变,不属于运动状态的改变,故BCD不符合题意。
故选A。
(6)A.重力方向始终是竖直向下,而非垂直向下,故A错误;
B.物体的重心不一定在物体上,例如空心圆环的重心在圆心处,不在物体本体上,故B错误;
C.物体所受的重力跟质量成正比,在同一地理位置,重力与质量的比值为定值,故C正确;
D.重力与物体的运动状态无关,任何在地球附近的物体都受重力作用,故D错误。
故选C。
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