内容正文:
教学内容
(
T同步
——
力
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】力及其作用效果
1. 力的定义:力是物体对物体的作用 / 力是物体间的相互作用。
(1) 施力物体:施加力的物体。
(2) 受力物体:受到力的物体。
(3) 孤立的一个物体是不会出现力的作用的,且有受力物体存在,一定就有施力物体存在。
2. 力产生的条件:
(1) 必须有两个或两个以上的物体。
(2) 物体间必须有相互作用但可以不接触→如吸铁石
(3) 相互接触的物体不一定产生力→如相互挨着的课桌
力不能离开物体而单独存在
力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有2个物体(施力物体&受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用
力的作用与是否接触无关
相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用(如磁铁吸引铁屑),因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据
3. 力的作用效果:
(1) 力可以改变物体的形状 / 力可以使物体发生形变。
形变的种类:①弹性形变:物体在受到外力作用时,其形状发生变化,如果这种形变在外力撤去以后,会恢复到原来的形状,这样的形变叫弹性形变。
②非弹性形变:物体的形状发生变化后不能自动恢复原状的形变叫非弹性形变。
注意:任何物体在弹性限度内都能发生弹性形变,有些形变不明显,不易直接观察。
物体发生形变时如果超出弹性限度,将发生非弹性形变。
(2) 力可以改变物体的运动状态。
①物体的速度大小的改变。 ②物体的运动方向的改变。
注意:力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体运动状态一定改变”。如用力推静止的汽车,汽车仍静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
【例题精讲】
1. 下列关于力的说法中正确的是( )
A.只有相互接触的物体之间才会产生力 B.只要有物体,就一定会产生力的作用
C.孤立的一个物体也能产生力的作用 D.力不能脱离物体而单独存在
2. 如图所示,大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力的施力物体是( )
A.汽车 B.地面 C.绳子 D.双脚
3. 在2024年巴黎奥运会上,中国组合刘浩和季博文在静水男子500米双人划艇项目中表现出色,夺得了金牌。如图是比赛时的场景,下面说法不正确的是( )
A.以地面为参照物,比赛中的刘浩和季博文是运动的
B.使皮划艇前进的力的施力物体是水
C.运动员不断划桨使船前行,说明运动需要力来维持
D.比赛中,观众可以通过比较相同时间内皮划艇运动的距离来判断运动的快慢
【知识梳理2】力的作用是相互的
1. 物体间力的作用是相互的,则单独的一个物体是不能产生力的。
即施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
2. 相互作用力是同时产生的、同时消灭的,没有先后之分。
3. 相互作用力(作用力和反作用力)条件:【等大、反向、共线、不同物、同时存在同时消失】
①分别作用在两个物体上(不同体) ②大小相等(等大)
③方向相反(反向) ④作用在同一直线(共线)
【注】(1)物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力,如果把其中一个力叫作作用力,那么另一个力就叫作反作用力。作用力与反作用力的大小相等,方向相反,且在同一条直线上,但分别作用在两个物体上。该规律也叫牛顿第三定律(高中)。
(2)物体间力的作用是相互的,说明施力物体、受力物体是相对而言的,施力物体和受力物体也是同时存在的,要确定是施力物体,还是受力物体,一般由研究对象来决定。
我们研究放在桌面上的书受到的支持力,书就是受力物体,支持书的桌面就是施力物体;要研究书对桌面的压力,则桌面为研究对象,即桌面是受力物体,书是施力物体。
(3)利用力的相互性解释有关现象
①火箭升空:火箭对喷出的燃气有向下的推力,因为物体间力的作用是相互的,所以燃气会对火箭有一个向上的反推力,使火箭加速向上运动。
长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具,起步于 20 世纪 60 年代,至今全系列火箭已完成 500 余次飞行任务。
②走路:人走路时,脚用力向后方蹬地,对地面有向后的力的作用,同时地面对脚产生一个反向的向前的作用力,人在这个反向作用力的作用下前行。
③游泳:人游泳时,手用力向后方划水,对水有向后的力的作用,同时水对人产生一个向前的作用力,人在这个反向作用力的作用下前行。
④水母因向后喷水而前进。水母向后喷水对水施加向后的力,同时水对水母施加向前的力。
【例题精讲】
1. 放在桌面上的课本,受到桌面对它的支持力,同时桌面受到课本对它的压力,则这两个力的三要素( )
A.都相同 B.大小、方向相同,作用点不同
C.只有大小相同 D.作用点、大小相同,方向不同
2. 如图是奥运会“皮划艇静水”项目体育图标。运动员用船桨向后划水时皮划艇就会向前运动,那么使皮划艇前进的力的施力物体是( )
A.船桨 B.水 C.运动员 D.皮划艇
3. 如图是两车发生交通事故后的现场照片,下列说法正确的是( )
A.—定是左车去撞右车的
B.碰撞前瞬间右车的速度比左车大
C.碰撞时两车各自所受的力大小相等
D.碰撞时两车的形变程度相同
4. 小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示,下列说法正确的是( )
A.红球被击进球洞,说明力能改变物体的形状
B.白球撞击红球的进方向力大于红球撞击白球的力
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的方向有关
D.白球撞击红球后白球运动方向改变,说明力的作用是相互的
5. 学校利用课间活动时间,分年级举行了掰手腕大赛。如图所示为比赛过程中的情形,最后左侧同学获胜。若左侧同学对右侧同学的力记为F1,右侧同学对左侧同学的力记为F2,则下列选项正确的是( )
A.F1先于F2产生 B.F2先于F1产生
C.F1和F2大小相等 D.F1大于F2
【知识梳理3】力的图示
1. 力的三要素
(1) 力的三要素是力的大小、方向和作用点,力的作用效果与这三要素有关。
(2) 力的三要素中任意一个要素不同,都会使力的作用效果不同。
2. 力的图示
(1) 力的示意图:科学上通常用一条带箭头的线段表示力的三要素:
在受力物体上沿着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,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。
(2) 与力的示意图的区别是:力的图示要标出单位线段表示力的大小。
【例题精讲】
1. 如图用扳手拧螺帽,手握在甲处比握在乙处更省力些。这是因为力的作用效果与( )
A.力的大小有关 B.力的方向有关 C.力的作用点有关 D.受力面积有关
2. 如图所示,分别在 A、B、C 处用同样大小的力推门,可以感受到在 A 点容易把门推开,这说明力的作用效果与力的________有关;在 A 处用不同大小的力推门,可以感受到力大一点容易把门推开,这说明力的作用效果与________有关;用同样大小的力在同一点推一个半开的门,推的方向不同,门可能会打开或关闭,这说明力的作用效果与________有关。
3. 图中压力表示正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 画出表示电线对电灯 6 N 的拉力的图示。
5. 如图所示,质量为10kg的物体A静止在斜面上,试画出物体所受重力的图示。
【知识梳理4】力的测量
1. 力的单位:
(1) 国际单位制:牛顿,简称牛,符号N。
(2) 常识:拿两个鸡蛋所用的力大约1N,一个苹果2N。
2. 弹力:
(1) 弹性:受力时会发生形变,不受力时又恢复原状的性质。
(2) 弹力:发生弹性形变时,产生反抗形变的力(推、拉、支、压)。
(3) 弹力产生的必要条件:物体间相互接触,且物体发生弹性形变。
(4) 弹力的方向:垂直于接触面,与形变的方向相反。
3. 力的测量工具:
(1) 力的测量工具叫测力计,实验室常用测力计为弹簧测力计。
(2) 弹簧测力计原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比(即所受拉力越大,弹簧伸长量越长)
拓展:胡克定律:F=kΔx,⊿x为弹簧形变量,=∣弹簧伸长后的长度–弹簧原来的长度∣
(3) 弹簧测力计的使用方法:
①“看”:使用前注意量程、分度值、指针是否指零;
②“调”:指针调零;且竖直方向校零后,水平方向使用时应在水平方向再次校零
③“测”:待测的力(物体)要在弹簧测力计秤钩端;弹簧测力计轴线方向与拉力方向一致(同一直线)施力:避免因摩擦(摩擦力会导致测得数据偏大)而影响测量的准确程度(即斜拉×)
弹簧测力计倒过来测量×,所测量的重力包括物体重力和测力计自身重力,测得数据会偏大
④“读”:读数=挂钩受力,读数时视线要与刻度板垂直;在记录数据时要带上单位。
注意:①弹簧秤的示数等于物体对弹簧的拉力。
②调零的方法:轻轻来回拉动挂钩几次,且挂钩与面盘无摩擦
③使用不能超量程:避免损坏测力计和准确读数
③当指针指在“0”以下时,测量值大于真实值,真实值=测量值-初始示数
④当指针指在“0”以上时,测量值小于真实值
⑤当弹簧秤倒过来,且物体挂在吊环上,手拉挂钩上时,此时物体的重力小于指针的示数
(因为此时的读数相当于加上了弹簧秤的自重,所以测得数据会偏大)
⑥把弹簧秤上的弹簧截去一段后称得相同重物的示数F2小于原来称得物重示数F1
【例题精讲】
1. 关于弹簧测力计的使用,下列说法中正确的是( )
A.测量前不用将指针调零
B.读数时,视线应正对指针与刻度盘垂直
C.使用弹簧测力计可以测任何大小的拉力
D.使用弹簧测力计时,必须竖直提着用
2. 如图所示,所有弹簧测力计都在力的作用下处于静止状态,则弹簧测力计甲、乙、丙、丁的示数分别为 ( )
A. 2 N,4 N,4 N,4 N
B. 2 N,0 N,0 N,0 N
C. 4 N,4 N,4 N,4 N
D. 2 N,2 N,2 N,2 N
3. 如图所示,将甲、乙两个规格完全相同的弹簧测力计的挂钩互相勾起来,放在水平桌面上,固定甲的提环,拉动乙的提环。下列说法中正确的是( )
A. 甲的示数为 0, 乙的示数不为 0
B. 乙的示数为 0, 甲的示数不为 0
C. 甲、乙的示数都不为 0, 且相等
D. 甲、乙的示数都不为 0, 且不相等
4. 如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计串连在一起(不计测力计和绳的自重),小科用100N的水平拉力拉测力计B,此时A、B测力计的示数分别为( )
A.200N;100N B.100N;100N C.100N;200N D.200N;200N
5. 弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N B.弹簧测力计的示数为3N
C.弹簧测力计的示数为6N D.F1、F2是一对相互作用力
6. 如图所示是甲、乙两根弹簧受到的拉力和长度之间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A. 弹簧的伸长量始终和拉力成正比
B. 乙弹簧受到 8 N 的拉力时伸长 4 cm
C. 甲弹簧受到 2 N 的拉力时伸长 3 cm
D. 使用甲弹簧制作的测力计量程较大
【知识梳理5】重力
1. 重力及其方向
(1) 重力定义:物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力
(2) 产生原因:地球的吸引
(3) 施力物体:地球;受力物体:地球附近的物体
(4) 物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
(5) 重力方向:总是竖直向下
注意:
①“竖直向下”的“下”指的是地心方向,是指和水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于某个平面向下。
(6) 应用:重垂线—检查工作台面是否水平、墙壁上的画是否挂正
图示
内容
现象
结论
实验1
把装置放在水平地面上,
观察细线自由下垂的方向
细线竖直向下
细线下端小球所受重力的方向总是竖直向下的
实验2
把装置放在斜面上,
观察细线自由下垂的方向
细线竖直向下
2. 重力的三个特征
普遍性
地面上及地面附近的一切物体都会受到重力
不等性
重力是由于地球吸引而产生的,但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力;
重力只是地球对物体吸引力的一部分;重力一般小于地球对物体的吸引力
非接触性
重力是非接触力,在空中运动的物体与静止在地面上的物体一样受到重力
3. 重力的作用点
(1) 重心:重力在物体上的作用点叫做重心
(2) 重心的确定:重心与物体的形状和质量的分布有关
①质量分布均匀且外形规则的物体的重心在几何中心
②形状不规则或质量分布不均匀的物质的重心,可用悬挂法确定
(3) 对重心的理解:
①重心不一定在物体上。如圆环的重心不在环上,而在圆心处
②重心的高低会影响稳定程度,重心越低,稳定程度越好(如不倒翁)
③重心的位置与物体所在位置及运动状态无关,但一个物体的内部质量发生变化时,其重心位置要发生变化。
4. 重力的大小
(1) 公式:G=mg,变形公式 或
① m表示质量(千克/kg),G表示重力(牛/N)
② g=9.8N/kg,含义:(在地球表面或附近某处)质量为1千克的物体所受重力为9.8牛
③若未说明,一般默认用g=9.8N/kg计算。若有注明,则用g=10N/kg计算
(2) 重力大小的影响因素:
①跟纬度有关:纬度越高,重力越大;
②跟高度有关:高度越高,重力越小;
③跟星球有关,月球上受到的重力约为地球的1/6。(到月球上的物体,质量不变,重力变小)
(3) 没有重力(失重)的情况:不能倒水,物体滞留空中,人一跳能离开地球,不能用天平测质量,不能用弹簧测力计测物体的重力,但能用弹簧测力计测拉力。
(4) 月球上:能用天平测物体质量,能用弹簧测力计测物体的重力,能用弹簧测力计测量拉力。
5. 质量与重力的比较
质量m
重力G
区
别
概念
物体所含物质的多少
物体由于地球的吸引而受到的力
单位
千克
牛顿
性质
是物体本身的属性
地球施加给物体的力
测量工具
托盘天平
弹簧测力计
方向
只有大小,没有方向
有大小(G=mg),方向总是竖直向下
变化
与位置无关
与位置有关
联系
重量与质量的关系式是G=mg
【例题精讲】
1. 物理实践活动中,小聪利用铅垂线制作了一个水平仪,检验课桌是否水平。当把水平仪两次放置于某桌面上时的情形如图所示。则该桌面( )
A.左面低右面高,前面低后面高
B.左面低右面高,前面高后面低
C.左面高右面低,前面高后面低
D.左面高右面低,前面低后面高
2. 下列计算质量为 10 kg 的物体所受重力的运算过程正确的是 ( )
A.G=mg=10×9.8 N/kg=98 N B.G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
C.G=mg=10 kg×9.8 N=98 N D.G=mg=10 kg×9.8=98 N
3. 将一铅球抛出到铅球落地的情景如图所示,选项中能正确反映这一过程中铅球所受重力跟它所在高度的关系的是( )
A. B. C. D.
4. 小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与质量(m)的关系如图 a,则:
(1) 从图 a 中信息可知,甲星球表面上物体的重力 G 与其质量 m 的关系式是____________。
(2) 如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在图 a 中,应画在图中的哪个区域:________(填 “①”“②” 或 “③”)。
(3) 如图 b 为实验室的一种弹簧测力计,在地球上可以测出物体重力的大小,从左边刻度可以测出物体在弹簧测力计上静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧测力计拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是____(填序号)。
A. 左边刻度值不变,右边变为原值的 2 倍
B. 左边变为原值的 2 倍,右边刻度值不变
C. 左边刻度值不变,右边变为原值的1/2
D. 左边变为原值的1/2,右边刻度值不变
(
课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1. 如图所示,打弹弓是很多男孩子年幼时的游戏,下列情景中关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.瞄准时,手的拉力把橡皮筋拉长
B.松手后,橡皮筋的弹力把石块射出
C.飞行中,重力让石块划出一道弧线
D.中靶时,靶把石块弹开
2. 第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,共设40个竞赛大项,包括31个奥运项目和9个非奥运项目,温州赛区承办龙舟和足球比赛。如图为龙舟、足球、射箭和公路自行车的体育图标,据描述,其中与其他三个力所产的作用效果不同的是( )
A.①划龙舟时用力划水,龙舟向前进
B.②踢足球时用力踢球,球飞出去
C.③射益时用力拉弓,弓弦弯了
D.④骑自行车时用力探脚踏板,自行车加速前进
3. 将一铅球抛出后如图,选项中能正确反映“物体所受重力跟它所在高度的关系”的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是( )
左边
刻度线
左边刻度线
对应的数值为
右边
刻度线
右边刻度线
对应的数值为
A
不变
原值不变
不变
原值的六倍
B
不变
原值的六倍
不变
原值不变
C
不变
原值不变
不变
原值的六分之一
D
不变
原值的六分之一
不变
原值不变
5. 下列力的示意图中,表示斜面上物体A对斜面压力的示意图的是( )
A. B. C. D.
6. 篮球是一项受欢迎程度较高的体育项目,也是中考体育的考试项目。下图中虚线是某同学在练习投篮时篮球在空中的运动轨迹,不计空气阻力,则篮球受力的示意图正确的是( )
A.B. C. D.
7. 如图将斜面放在水平桌面上,发现小车和小球M(细线悬挂)一起沿着斜面向下做匀速直线运动,小球M的情景是图中的( )
A. B.
C. D.
8. 已知物体在月球上受到的重力约为地球上的,一位航天员在地球上受到的重力是686牛。当他登上月球时,其质量和重力分别约为( )。
A.70千克、70牛 B.70千克、114牛
C.70千克、686牛 D.686千克、686牛
9. 撑杆跳高是深受大家喜爱的体育运动项目之一。如图所示,运动员在撑杆起跳时杆变弯曲了,这主要说明 。运动员在跃过横杆后由于 的作用最终落到垫子上。
10. 2021年2月10日,质量为5.2t的“天问一号”火星探测器实施近火制动后,被火星顺利捕获,正式踏入如图的环火星的轨道。地球上g取10N/kg,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍。请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空,利用了力的作用是__________。火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,说明力可以改变物体的___________。
(2)在火星上的物体受到火星的重力方向为______________。
(3)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg物体,在火星表面你最多能举起质量为_____________的岩石标本?
11. 如图所示,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,使钢片受力而发生如图甲、乙、丙、丁的4种形变。
(1)通过比较图甲和图乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的 有关。
(2)通过比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的 有关。
12. 小金同学想把弹簧测力计改装成“质量秤”。他用量程为5N的弹簧测力计测量不同的物块的重力,所得数据记录于表中。(g取10N/kg)
物块质量
100g
200g
300g
测力计示数
1N
2N
3N
(1)小金改装的原理是m= (填公式)。
(2)利用该“质量秤”可测得最大物体质量为 g。
(3)已知月球上的g约为地球上的,若把如图弹簧测力计移至月球表面,称量同一物体时指针的示数将 (选填字母)。
A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
13. 在研究弹簧的伸长与外力关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度L0=10厘米,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量X做出的F-X图象如图所示。
(1)该图线不过原点0的原因是 ;
(2)当弹簧下端受到竖直向下4牛的拉力作用时,弹簧的长度为 厘米。
14. 如图所示是小科自制的探究力的三要素的装置,直尺与吸盘之间用胶水固定,直尺上固定有A、B、C、D四个挂钩。
(1)当弹簧测力计以2N的拉力分别水平向左拉A、C挂钩时,观察到拉 挂钩时,直尺偏转的程度更大,该实验可说明力的 不同,力的作用效果不同。
(2)若要说明力的方向对力的作用效果有影响,可选用 挂钩,运用到的试验方法是 。
(
课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
15. 在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,得到如表数据:
m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
5.88
(1)本实验中用到的测量器材有: 。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是 N。
(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 。
16. 小柯同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系如下表所示:
拉力(牛)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(厘米)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)分析表格可得规律: 。
(2)根据表中数据,此弹簧测力计的最大称量是 牛。
(3)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1牛,则相邻刻度线之间的距离为 厘米。
17. 月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6.若一个身着装备的航天员达到月球表面,月球对他的引力约为150N,则
(1)这个宇航员在地球上,地球对他的引力约为多少牛?
(2)这位宇航员连同装备的总质量约为多少?(g地取10N/kg)
18. 物体之间都存在万有引力,同一物体在月球上所受重力为地球上所受重力的,若地球上近似取g=10N/kg。
(1)一个质量为1500g的物体在地球上时的重力是多少?
(2)一根绳子在地球表面最多能悬挂重600N的物体,则它在月球表面最多能悬挂的物体的质量约是多少?
40
学科网(北京)股份有限公司
$
教学内容
(
力
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
【知识梳理1】力及其作用效果
1. 力的定义:力是物体对物体的作用 / 力是物体间的相互作用。
(1) 施力物体:施加力的物体。
(2) 受力物体:受到力的物体。
(3) 孤立的一个物体是不会出现力的作用的,且有受力物体存在,一定就有施力物体存在。
2. 力产生的条件:
(1) 必须有两个或两个以上的物体。
(2) 物体间必须有相互作用但可以不接触→如吸铁石
(3) 相互接触的物体不一定产生力→如相互挨着的课桌
力不能离开物体而单独存在
力是物体对物体的作用,产生力的作用总要有2个物体(施力物体&受力物体),单独一个物体不会产生力的作用,离开物体更不会有力的作用
力的作用与是否接触无关
相互接触的物体之间不一定产生力的作用,如并排放在水平桌面上的两个物块,它们之间如无相互挤压,则两物块间无力的作用。没有接触的物体之间也可能有力的作用(如磁铁吸引铁屑),因此是否接触不是判断物体间是否有力的作用的依据
3. 力的作用效果:
(1) 力可以改变物体的形状 / 力可以使物体发生形变。
形变的种类:①弹性形变:物体在受到外力作用时,其形状发生变化,如果这种形变在外力撤去以后,会恢复到原来的形状,这样的形变叫弹性形变。
②非弹性形变:物体的形状发生变化后不能自动恢复原状的形变叫非弹性形变。
注意:任何物体在弹性限度内都能发生弹性形变,有些形变不明显,不易直接观察。
物体发生形变时如果超出弹性限度,将发生非弹性形变。
(2) 力可以改变物体的运动状态。
①物体的速度大小的改变。 ②物体的运动方向的改变。
注意:力可以改变物体的运动状态,不表示“有力作用在物体上时,物体运动状态一定改变”。如用力推静止的汽车,汽车仍静止,此时虽然有力作用在汽车上,但汽车的运动状态没有改变。
【例题精讲】
1. 下列关于力的说法中正确的是( )
A.只有相互接触的物体之间才会产生力 B.只要有物体,就一定会产生力的作用
C.孤立的一个物体也能产生力的作用 D.力不能脱离物体而单独存在
【详解】A.物体不接触也可以产生力的作用,如重力、磁力等,故A错误;B.力是物体对物体的作用,但有物体,不一定会产生力的作用,故B错误;C.力的产生必须有施力物体和受力物体,孤立的一个物体不能产生力的作用,故C错误;D.力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力的施力物体是( )
A.汽车 B.地面 C.绳子 D.双脚
【详解】大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力是地面的摩擦力,施力物体是地面,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
3. 在2024年巴黎奥运会上,中国组合刘浩和季博文在静水男子500米双人划艇项目中表现出色,夺得了金牌。如图是比赛时的场景,下面说法不正确的是( )
A.以地面为参照物,比赛中的刘浩和季博文是运动的
B.使皮划艇前进的力的施力物体是水
C.运动员不断划桨使船前行,说明运动需要力来维持
D.比赛中,观众可以通过比较相同时间内皮划艇运动的距离来判断运动的快慢
【详解】A.以地面为参照物,比赛中的刘浩和季博文相对于地面的位置发生了变化,他们是运动的,故A正确,不符合题意,B.运动员向后划水,水给皮划艇向前的推力,使皮划艇前进的力的施力物体是水,故B正确,不符合题意;
C.运动员不断划桨使船前行,说明力可以改变物体的运动状态,运动不需要力来维持,故C错误,符合题意;
D、比赛中,观众可以通过比较相同时间内皮划艇运动的距离来判断运动的快慢,相同时间运动的距离大,速度快,故D正确,不符合题意;故选C。
【知识梳理2】力的作用是相互的
1. 物体间力的作用是相互的,则单独的一个物体是不能产生力的。
即施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
2. 相互作用力是同时产生的、同时消灭的,没有先后之分。
3. 相互作用力(作用力和反作用力)条件:【等大、反向、共线、不同物、同时存在同时消失】
①分别作用在两个物体上(不同体) ②大小相等(等大)
③方向相反(反向) ④作用在同一直线(共线)
【注】(1)物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力,如果把其中一个力叫作作用力,那么另一个力就叫作反作用力。作用力与反作用力的大小相等,方向相反,且在同一条直线上,但分别作用在两个物体上。该规律也叫牛顿第三定律(高中)。
(2)物体间力的作用是相互的,说明施力物体、受力物体是相对而言的,施力物体和受力物体也是同时存在的,要确定是施力物体,还是受力物体,一般由研究对象来决定。
我们研究放在桌面上的书受到的支持力,书就是受力物体,支持书的桌面就是施力物体;要研究书对桌面的压力,则桌面为研究对象,即桌面是受力物体,书是施力物体。
(3)利用力的相互性解释有关现象
①火箭升空:火箭对喷出的燃气有向下的推力,因为物体间力的作用是相互的,所以燃气会对火箭有一个向上的反推力,使火箭加速向上运动。
长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具,起步于 20 世纪 60 年代,至今全系列火箭已完成 500 余次飞行任务。
②走路:人走路时,脚用力向后方蹬地,对地面有向后的力的作用,同时地面对脚产生一个反向的向前的作用力,人在这个反向作用力的作用下前行。
③游泳:人游泳时,手用力向后方划水,对水有向后的力的作用,同时水对人产生一个向前的作用力,人在这个反向作用力的作用下前行。
④水母因向后喷水而前进。水母向后喷水对水施加向后的力,同时水对水母施加向前的力。
【例题精讲】
1. 放在桌面上的课本,受到桌面对它的支持力,同时桌面受到课本对它的压力,则这两个力的三要素( )
A.都相同 B.大小、方向相同,作用点不同
C.只有大小相同 D.作用点、大小相同,方向不同
【详解】课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力是一对相互作用力,其大小是相等的,方向相反,课本对桌面的力的作用点在桌面上,桌面对课本的力的作用点在课本上,故作用点不相同,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2. 如图是奥运会“皮划艇静水”项目体育图标。运动员用船桨向后划水时皮划艇就会向前运动,那么使皮划艇前进的力的施力物体是( )
A.船桨 B.水 C.运动员 D.皮划艇
【详解】运动员用船桨向后划水时,船桨给湖水一个向后的作用力,根据力的作用是相互的,湖水也会给船桨一个向前的反作用力,正是这个力推动船向前运动,这个力的施力物体是湖水,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3. 如图是两车发生交通事故后的现场照片,下列说法正确的是( )
A.—定是左车去撞右车的
B.碰撞前瞬间右车的速度比左车大
C.碰撞时两车各自所受的力大小相等
D.碰撞时两车的形变程度相同
【答案】C
【解析】(1)(2)根据相对运动的知识判断;
(3)根据相互作用力的条件判断;
(4)根据力的作用效果判断。
【解答】根据图片可知,左车静止,右车撞左车;后者右车静止,左车撞右车;或者两车对撞,都可能出现图中情形,故A错误;
根据图片信息,无法判断碰撞前哪辆车的速度更大,B错误;
碰撞时,左车对右车的力与右车对左车的力为一对相互作用力,二者大小相等,方向相反,故C正确;
根据图片可知,碰撞时辆车的形变程度不同,故D错误。
4. 小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示,下列说法正确的是( )
A.红球被击进球洞,说明力能改变物体的形状
B.白球撞击红球的进方向力大于红球撞击白球的力
C.小明使白球撞击红球侧边,因为力的作用效果与力的方向有关
D.白球撞击红球后白球运动方向改变,说明力的作用是相互的
【答案】D
【解析】
A.静止在球桌上的红球受到白球的撞击力后向球洞方向运动,红球由静止变为运动,说明力能改变物体的运动状态,故A错误;
BD.由于力的作用是相互的,所以白球撞击红球的力的大小等于红球撞击白球的力的大小,且白球的运动状态发生改变,故B错误,D正确;
C.因为力的作用效果与力的作用点有关,所以打台球时,要控制好白球撞击红球的位置,撞击位置不同,红球的运动方向也不同,故C错误。
5. 学校利用课间活动时间,分年级举行了掰手腕大赛。如图所示为比赛过程中的情形,最后左侧同学获胜。若左侧同学对右侧同学的力记为F1,右侧同学对左侧同学的力记为F2,则下列选项正确的是( )
A.F1先于F2产生 B.F2先于F1产生
C.F1和F2大小相等 D.F1大于F2
【答案】C
【解析】相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上。
【解答】根据图片可知,左侧同学对右侧同学的力和右侧同学对左侧同学的力为一对相互作用力,即二者大小相等,方向相反,那么F1=F2。
【知识梳理3】力的图示
1. 力的三要素
(1) 力的三要素是力的大小、方向和作用点,力的作用效果与这三要素有关。
(2) 力的三要素中任意一个要素不同,都会使力的作用效果不同。
2. 力的图示
(1) 力的示意图:科学上通常用一条带箭头的线段表示力的三要素:
在受力物体上沿着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,在箭头边上标上力的大小,线段的起点或终点表示力的作用点。
(2) 与力的示意图的区别是:力的图示要标出单位线段表示力的大小。
【例题精讲】
1. 如图用扳手拧螺帽,手握在甲处比握在乙处更省力些。这是因为力的作用效果与( )
A.力的大小有关 B.力的方向有关 C.力的作用点有关 D.受力面积有关
【详解】用扳手拧螺母,手握在扳手甲位置与作用在乙位置相比,力的大小和方向相同,而力的作用点不同,手握在甲处比握在乙处更省力些,这说明力的作用效果与力的作用点有关,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2. 如图所示,分别在 A、B、C 处用同样大小的力推门,可以感受到在 A 点容易把门推开,这说明力的作用效果与力的________有关;在 A 处用不同大小的力推门,可以感受到力大一点容易把门推开,这说明力的作用效果与________有关;用同样大小的力在同一点推一个半开的门,推的方向不同,门可能会打开或关闭,这说明力的作用效果与________有关。
【答案】作用点 力的大小 力的方向
【解析】在 A、B、C 处用同样大小的力推门,可以感受到在 A 点容易把门推开,这说明力的作用效果与力的作用点有关。在 A 处用不同大小的力推门,可以感受到力大一点容易把门推开,这说明力的作用效果与力的大小有关。用同样大小的力在同一点推一个半开的门,推的方向不同,门可能会打开或关闭,这说明力的作用效果与力的方向有关。
3. 图中压力表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】图中接触面水平,压力的方向与接触面垂直,作用点应该在接触面上,而不是物体的重心,故A不符合题意;图中压力的方向是竖直向下,与接触面不垂直,作用点也不在接触面上,故B不符合题意;图中压力的方向与接触面垂直,且作用在接触面上,故符C合题意;图中压力的方向向上,是错误的,作用点也不在接触面上,故D不符合题意。故选C。
4. 画出表示电线对电灯 6 N 的拉力的图示。
【答案】如图所示
【解析】电线对电灯的拉力作用点在电线与电灯的接触点上,拉力的方向沿电线向上,大小为6 N 。
5. 如图所示,质量为10kg的物体A静止在斜面上,试画出物体所受重力的图示。
【详解】已知物体的质量为10kg,重力为:G=mg=10kgx10N/kg=100N,重力的作用点在物体的重心上,方向竖直向下,过重心竖直向下作一条带有箭头的线段,标明力的符号和大小,如下图所示:
【知识梳理4】力的测量
1. 力的单位:
(1) 国际单位制:牛顿,简称牛,符号N。
(2) 常识:拿两个鸡蛋所用的力大约1N,一个苹果2N。
2. 弹力:
(1) 弹性:受力时会发生形变,不受力时又恢复原状的性质。
(2) 弹力:发生弹性形变时,产生反抗形变的力(推、拉、支、压)。
(3) 弹力产生的必要条件:物体间相互接触,且物体发生弹性形变。
(4) 弹力的方向:垂直于接触面,与形变的方向相反。
3. 力的测量工具:
(1) 力的测量工具叫测力计,实验室常用测力计为弹簧测力计。
(2) 弹簧测力计原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比(即所受拉力越大,弹簧伸长量越长)
拓展:胡克定律:F=kΔx,⊿x为弹簧形变量,=∣弹簧伸长后的长度–弹簧原来的长度∣
(3) 弹簧测力计的使用方法:
①“看”:使用前注意量程、分度值、指针是否指零;
②“调”:指针调零;且竖直方向校零后,水平方向使用时应在水平方向再次校零
③“测”:待测的力(物体)要在弹簧测力计秤钩端;弹簧测力计轴线方向与拉力方向一致(同一直线)施力:避免因摩擦(摩擦力会导致测得数据偏大)而影响测量的准确程度(即斜拉×)
弹簧测力计倒过来测量×,所测量的重力包括物体重力和测力计自身重力,测得数据会偏大
④“读”:读数=挂钩受力,读数时视线要与刻度板垂直;在记录数据时要带上单位。
注意:①弹簧秤的示数等于物体对弹簧的拉力。
②调零的方法:轻轻来回拉动挂钩几次,且挂钩与面盘无摩擦
③使用不能超量程:避免损坏测力计和准确读数
③当指针指在“0”以下时,测量值大于真实值,真实值=测量值-初始示数
④当指针指在“0”以上时,测量值小于真实值
⑤当弹簧秤倒过来,且物体挂在吊环上,手拉挂钩上时,此时物体的重力小于指针的示数
(因为此时的读数相当于加上了弹簧秤的自重,所以测得数据会偏大)
⑥把弹簧秤上的弹簧截去一段后称得相同重物的示数F2小于原来称得物重示数F1
【例题精讲】
1. 关于弹簧测力计的使用,下列说法中正确的是( )
A.测量前不用将指针调零
B.读数时,视线应正对指针与刻度盘垂直
C.使用弹簧测力计可以测任何大小的拉力
D.使用弹簧测力计时,必须竖直提着用
【详解】A.使用前弹簧测力计必须调零,否则会影响读数的结果,故A错误;
B.测量时为准确读数,应将视线于刻度面板垂直,故B正确;
C.弹簧测力计都有自己的量程,不能测量超过测力计量程的力,否则会造成测力计的损坏,故C错误;
D.弹簧测力计可以竖直使用,也可以倾斜使用,只要受力方向在弹簧测力计的轴线上,测力计示数就为拉力的大小,故D错误。故选B。
2. 如图所示,所有弹簧测力计都在力的作用下处于静止状态,则弹簧测力计甲、乙、丙、丁的示数分别为 ( )
A. 2 N,4 N,4 N,4 N
B. 2 N,0 N,0 N,0 N
C. 4 N,4 N,4 N,4 N
D. 2 N,2 N,2 N,2 N
【答案】D
【解析】弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,四个弹簧测力计的示数均为 2N。故选 D。
3. 如图所示,将甲、乙两个规格完全相同的弹簧测力计的挂钩互相勾起来,放在水平桌面上,固定甲的提环,拉动乙的提环。下列说法中正确的是( )
A. 甲的示数为 0, 乙的示数不为 0
B. 乙的示数为 0, 甲的示数不为 0
C. 甲、乙的示数都不为 0, 且相等
D. 甲、乙的示数都不为 0, 且不相等
【答案】C
【解析】将两个完全相同的弹簧测力计的挂钩钩在一起,甲弹簧测力计固定,以甲弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,水平方向受到一对平衡力,弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小;同理以乙弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,水平方向受到一对平衡力,弹簧测力计的示数也等于其中一个力的大小,乙测力计的示数等于甲弹簧测力计的示数,C 正确。
4. 如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计串连在一起(不计测力计和绳的自重),小科用100N的水平拉力拉测力计B,此时A、B测力计的示数分别为( )
A.200N;100N B.100N;100N C.100N;200N D.200N;200N
【详解】弹簧测力计的示数等于其挂钩上受到力的大小,以B弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,小科对B施加100N的拉力,因此A对B的拉力也为100N,所以弹簧测力计B的示数为100N
以A弹簧测力计为研究对象,根据力的作用是相互的,所以A受到B施加的100N的拉力,所以弹簧测力计B的示数等于100N。故选B。
5. 弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N B.弹簧测力计的示数为3N
C.弹簧测力计的示数为6N D.F1、F2是一对相互作用力
【答案】B
【解析】
ABC. 用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的;因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即3N,故A、C错误,而B正确;
D.因为F1、F2方向相反,都作用在弹簧测力计上且均为3N,弹簧测力计静止不动,所以F1、F2是一对平衡力,不是相互作用力,故D错误。
6. 如图所示是甲、乙两根弹簧受到的拉力和长度之间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A. 弹簧的伸长量始终和拉力成正比
B. 乙弹簧受到 8 N 的拉力时伸长 4 cm
C. 甲弹簧受到 2 N 的拉力时伸长 3 cm
D. 使用甲弹簧制作的测力计量程较大
【答案】C
【解析】在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大,超过弹性限度时,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力不成正比,A 错误;当乙弹簧受到 8 N 的拉力时,弹簧伸长了4 cm-2 cm=2 cm,B 错误;当甲弹簧受到 4 N 的拉力时,弹簧伸长了 6 cm, 若甲弹簧受到 2 N 的拉力,则弹簧伸长 3 cm,C 正确;在弹性限度内,乙弹簧的最大测量值较大,所以用乙弹簧制作的测力计量程较大,D 错误。
【知识梳理5】重力
1. 重力及其方向
(1) 重力定义:物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力
(2) 产生原因:地球的吸引
(3) 施力物体:地球;受力物体:地球附近的物体
(4) 物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,物体也吸引地球。
(5) 重力方向:总是竖直向下
注意:
①“竖直向下”的“下”指的是地心方向,是指和水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于某个平面向下。
(6) 应用:重垂线—检查工作台面是否水平、墙壁上的画是否挂正
图示
内容
现象
结论
实验1
把装置放在水平地面上,
观察细线自由下垂的方向
细线竖直向下
细线下端小球所受重力的方向总是竖直向下的
实验2
把装置放在斜面上,
观察细线自由下垂的方向
细线竖直向下
2. 重力的三个特征
普遍性
地面上及地面附近的一切物体都会受到重力
不等性
重力是由于地球吸引而产生的,但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力;
重力只是地球对物体吸引力的一部分;重力一般小于地球对物体的吸引力
非接触性
重力是非接触力,在空中运动的物体与静止在地面上的物体一样受到重力
3. 重力的作用点
(1) 重心:重力在物体上的作用点叫做重心
(2) 重心的确定:重心与物体的形状和质量的分布有关
①质量分布均匀且外形规则的物体的重心在几何中心
②形状不规则或质量分布不均匀的物质的重心,可用悬挂法确定
(3) 对重心的理解:
①重心不一定在物体上。如圆环的重心不在环上,而在圆心处
②重心的高低会影响稳定程度,重心越低,稳定程度越好(如不倒翁)
③重心的位置与物体所在位置及运动状态无关,但一个物体的内部质量发生变化时,其重心位置要发生变化。
4. 重力的大小
(1) 公式:G=mg,变形公式 或
① m表示质量(千克/kg),G表示重力(牛/N)
② g=9.8N/kg,含义:(在地球表面或附近某处)质量为1千克的物体所受重力为9.8牛
③若未说明,一般默认用g=9.8N/kg计算。若有注明,则用g=10N/kg计算
(2) 重力大小的影响因素:
①跟纬度有关:纬度越高,重力越大;
②跟高度有关:高度越高,重力越小;
③跟星球有关,月球上受到的重力约为地球的1/6。(到月球上的物体,质量不变,重力变小)
(3) 没有重力(失重)的情况:不能倒水,物体滞留空中,人一跳能离开地球,不能用天平测质量,不能用弹簧测力计测物体的重力,但能用弹簧测力计测拉力。
(4) 月球上:能用天平测物体质量,能用弹簧测力计测物体的重力,能用弹簧测力计测量拉力。
5. 质量与重力的比较
质量m
重力G
区
别
概念
物体所含物质的多少
物体由于地球的吸引而受到的力
单位
千克
牛顿
性质
是物体本身的属性
地球施加给物体的力
测量工具
托盘天平
弹簧测力计
方向
只有大小,没有方向
有大小(G=mg),方向总是竖直向下
变化
与位置无关
与位置有关
联系
重量与质量的关系式是G=mg
【例题精讲】
1. 物理实践活动中,小聪利用铅垂线制作了一个水平仪,检验课桌是否水平。当把水平仪两次放置于某桌面上时的情形如图所示。则该桌面( )
A.左面低右面高,前面低后面高
B.左面低右面高,前面高后面低
C.左面高右面低,前面高后面低
D.左面高右面低,前面低后面高
【解答】解:第一次重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的右边高;第二次发现铅垂线锥体偏向水平仪刻度线下端的后方;说明此桌面前边高。
故选:B。
2. 下列计算质量为 10 kg 的物体所受重力的运算过程正确的是 ( )
A.G=mg=10×9.8 N/kg=98 N B.G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
C.G=mg=10 kg×9.8 N=98 N D.G=mg=10 kg×9.8=98 N
【答案】B
【解析】质量为 10kg 的物体所受重力 G = mg = 10kg×9.8N/kg = 98N。故选 B。
3. 将一铅球抛出到铅球落地的情景如图所示,选项中能正确反映这一过程中铅球所受重力跟它所在高度的关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】物体所受的重力跟它的质量成正比,而物体的质量不随物体位置、形状、状态的改变而变化,因此铅球抛出后,重力不发生变化,故 ACD 错误,B 正确,故选 B。
4. 小科对宇宙星空知识比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与质量(m)的关系如图 a,则:
(1) 从图 a 中信息可知,甲星球表面上物体的重力 G 与其质量 m 的关系式是____________。
(2) 如果要把地球上物体的重力和质量的关系图画在图 a 中,应画在图中的哪个区域:________(填 “①”“②” 或 “③”)。
(3) 如图 b 为实验室的一种弹簧测力计,在地球上可以测出物体重力的大小,从左边刻度可以测出物体在弹簧测力计上静止时,从左边刻度可以测出物体重力的大小,从右边刻度可以测出物体质量的近似值;如果把该弹簧测力计拿到乙星球上使用,刻度值应该重新标注,方法是____(填序号)。
A. 左边刻度值不变,右边变为原值的 2 倍
B. 左边变为原值的 2 倍,右边刻度值不变
C. 左边刻度值不变,右边变为原值的1/2
D. 左边变为原值的1/2,右边刻度值不变
【答案】(1) =15N/kg (2)② (3) A
【解析】(1) 甲星球表面上物体的重力为 120N 时,其质量为 m = 8kg,重力与其质量的比值是120N/8kg=15N/kg,则重力 G 与其质量 m 的关系式为G = m×15N/kg,或=15N/kg。
(2) 由题图 a 可知,当质量都为 8kg 时,在甲星球上的重力为 120N,在乙星球上的重力为 40N,在地球上的重力约为 80N,故地球上物体的重力与质量的关系图应画在题图 a 中的②区域。
(3) 当质量都为 8kg 时,在乙星球上的重力为 40N,则g乙==5N/kg,物体拿到乙星球上,物体质量不变,重力大约变为原来的二分之一,弹簧的弹性限度不变,故左边测出物体重力刻度值不变,右边测出物体质量的近似值变为原值的 2 倍,故 A 符合题意,B、C、D 不符合题意。
(
课堂巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
1. 如图所示,打弹弓是很多男孩子年幼时的游戏,下列情景中关于力的作用效果的描述,其中一个与另外三个不同的是( )
A.瞄准时,手的拉力把橡皮筋拉长
B.松手后,橡皮筋的弹力把石块射出
C.飞行中,重力让石块划出一道弧线
D.中靶时,靶把石块弹开
【详解】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;
B.松手后,橡皮筋的弹力把石块射出,即弹力使石块由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态;C.飞行中,重力让石块划出一道弧线,是重力改变了石块的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态;D.中靶时,靶把石块弹开,即靶对石块的力改变了石块的运动方向,说明力可以改变物体的运动状态;所以力的作用效果与另外三个不同的是A。故选:A。
2. 第19届亚运会将于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,共设40个竞赛大项,包括31个奥运项目和9个非奥运项目,温州赛区承办龙舟和足球比赛。如图为龙舟、足球、射箭和公路自行车的体育图标,据描述,其中与其他三个力所产的作用效果不同的是( )
A.①划龙舟时用力划水,龙舟向前进
B.②踢足球时用力踢球,球飞出去
C.③射益时用力拉弓,弓弦弯了
D.④骑自行车时用力探脚踏板,自行车加速前进
【详解】A.①划龙舟时用力划水,龙舟向前进,龙舟的速度大小发生变化,说明力可以改变物体的运动状态;
B.②踢足球时用力踢球,球飞出去,足球的速度大小发生变化,说明力可以改变物体的运动状态;
C.③射益时用力拉弓,弓弦弯了,弓弦的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状;
D.④骑自行车时用力探脚踏板,自行车加速前过,自行车的速度发生变化,说明力可以改变物体的运动状态。故选:C。
3. 将一铅球抛出后如图,选项中能正确反映“物体所受重力跟它所在高度的关系”的是( )
A. B.
C. D.
【详解】物体所受的重力跟它的质量成正比,而物体的质量不随物体位置、形状、状态、温度的改变而变化,因此铅球抛出后,重力不发生变化,故ACD错误,B正确。故选:B。
4. 如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是( )
左边
刻度线
左边刻度线
对应的数值为
右边
刻度线
右边刻度线
对应的数值为
A
不变
原值不变
不变
原值的六倍
B
不变
原值的六倍
不变
原值不变
C
不变
原值不变
不变
原值的六分之一
D
不变
原值的六分之一
不变
原值不变
【详解】(1)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(劲度系数不变),将弹簧拉长到同样长度,需要的重力不变,因此左边刻度线(代表重力)不变时,对应的原值不变;
(2)在地球上,取g=10N/kg,左边刻度线标有10N数值时,需要在弹簧秤上挂质量为1kg的物体(重力为10N),弹簧秤的指针会被拉到10N的位置;
在月球上,左边刻度线标有10N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,则需要在弹簧秤上挂上质量为6kg的物体,弹簧秤的指针才会被拉到10N的位置(G月G地6kg×10N/kg=10N);
(3)因此右边刻度线(代表质量)不变时,对应的数值应为原值的6倍;
只有这样,才能正确测量力和显示质量。
故选项A符合题意,选项BCD不符合题意。故选:A。
5. 下列力的示意图中,表示斜面上物体A对斜面压力的示意图的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据图片确定压力的三要素即可。
【解答】斜面上的物体A对斜面的压力作用在斜面上,方向与斜面垂直向下,如下图所示:
6. 篮球是一项受欢迎程度较高的体育项目,也是中考体育的考试项目。下图中虚线是某同学在练习投篮时篮球在空中的运动轨迹,不计空气阻力,则篮球受力的示意图正确的是( )
A.B. C. D.
【答案】B
【解析】篮球在空中飞行是由于篮球具有惯性,不计空气阻力,篮球在空中飞行时只受到重力作用,方向竖直向下,作用在篮球的重心上,故ACD错误、B正确。
7. 如图将斜面放在水平桌面上,发现小车和小球M(细线悬挂)一起沿着斜面向下做匀速直线运动,小球M的情景是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知,小球跟随小车一起做匀速直线运动,则小球受到平衡力,即竖直方向上的拉力和竖直向下的重力相互平衡,因此小球M在竖直方向,故C正确,而A、B、D错误。
8. 已知物体在月球上受到的重力约为地球上的,一位航天员在地球上受到的重力是686牛。当他登上月球时,其质量和重力分别约为( )。
A.70千克、70牛 B.70千克、114牛
C.70千克、686牛 D.686千克、686牛
【答案】B
【解析】航天员登上月球后,虽然位置发生改变,但是质量不变,还是.
月球上的引力是地球引力的,则他在月球上的重力为G'=G=×686N=114N。
故B正确,而A、C、D错误。
9. 撑杆跳高是深受大家喜爱的体育运动项目之一。如图所示,运动员在撑杆起跳时杆变弯曲了,这主要说明 。运动员在跃过横杆后由于 的作用最终落到垫子上。
【答案】力可以使物体发生形变;重力
【详解】[1]运动员在撑杆起跳时,撑杆因为受力发生形变,说明力可以使物体发生形变。
[2]运动员在跃过横杆后,会受到重力的作用,因为重力最终落到垫子上。
10. 2021年2月10日,质量为5.2t的“天问一号”火星探测器实施近火制动后,被火星顺利捕获,正式踏入如图的环火星的轨道。地球上g取10N/kg,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍。请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空,利用了力的作用是__________。火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,说明力可以改变物体的___________。
(2)在火星上的物体受到火星的重力方向为______________。
(3)若在不远的将来,我国实现了载人登陆火星任务,当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg物体,在火星表面你最多能举起质量为_____________的岩石标本?
【答案】(1)相互的;运动状态;(2)竖直向下;(3)125kg。
【解答】解:(1)火箭发射升空是利用了力的作用是相互的原理;探测器成功完成火星捕获时,其运动方向发生改变,此时它是非平衡状态,这说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)物体放在火星上由于受到火星的吸引而产生重力,所以火星上的物体受到的重力也是竖直向下。
(3)物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的0.4倍,在地球上50kg物体的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,在地球表面最多能举起50kg物体的人,在火星表面最多能举起物体的质量为m'===125kg。
故答案为:(1)相互的;运动状态;(2)竖直向下;(3)125kg。
11. 如图所示,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,使钢片受力而发生如图甲、乙、丙、丁的4种形变。
(1)通过比较图甲和图乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的 有关。
(2)通过比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的 有关。
【答案】(1)大小;(2)方向。
【详解】(1)比较图甲和图乙中钢片的形变程度,发现作用点一致,方向一致,钩码数量不一致,即力的大小不一致,所以填大小;
(2)比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向,发现作用点一致,大小一致,方向不一致,所以填方向。
12. 小金同学想把弹簧测力计改装成“质量秤”。他用量程为5N的弹簧测力计测量不同的物块的重力,所得数据记录于表中。(g取10N/kg)
物块质量
100g
200g
300g
测力计示数
1N
2N
3N
(1)小金改装的原理是m= (填公式)。
(2)利用该“质量秤”可测得最大物体质量为 g。
(3)已知月球上的g约为地球上的,若把如图弹簧测力计移至月球表面,称量同一物体时指针的示数将 (选填字母)。
A.变大 B.变小 C.不变 D.不能确定
【答案】(1) (2)500 (3)B
【解析】(1)根据公式可知,已知物体的重力可据此计算物体的质量;
(2)根据图片确定测力计上的最大示数,然后根据计算测量的最大质量;
(3)根据G=mg分析计算。
【解答】(1)小金改装的原理是;
(2)根据图片可知,测力计的最大示数为5N,则最大物体质量为:;
(3)将同一物体拿到月球上质量保持不变,月球上的g为地球上的 ,根据G=mg可知,月球上测力计的示数是地球上示数的,故选B。
13. 在研究弹簧的伸长与外力关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度L0=10厘米,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的伸长量X做出的F-X图象如图所示。
(1)该图线不过原点0的原因是 ;
(2)当弹簧下端受到竖直向下4牛的拉力作用时,弹簧的长度为 厘米。
【答案】(1)弹簧自身有重力 (2)12.5
【解析】(1)当弹簧沿竖直方向放置时,分析此时弹簧示是否受到拉力即可;
(2)根据图像确定受到4N拉力时弹簧伸长的长度,再与弹簧竖直状态下的原长相加即可。
【解答】(1)由于弹簧自身有重力,因此竖直放置时弹簧会受到重力产生拉力,则弹簧会伸长。
(2)根据图像可知,当弹簧受到的拉力为4N时,弹簧伸长2.5cm,那么此时弹簧的长度为:10cm+2.5cm=12.5cm。
14. 如图所示是小科自制的探究力的三要素的装置,直尺与吸盘之间用胶水固定,直尺上固定有A、B、C、D四个挂钩。
(1)当弹簧测力计以2N的拉力分别水平向左拉A、C挂钩时,观察到拉 挂钩时,直尺偏转的程度更大,该实验可说明力的 不同,力的作用效果不同。
(2)若要说明力的方向对力的作用效果有影响,可选用 挂钩,运用到的试验方法是 。
【答案】(1)A;作用点 (2)AB或CD;控制变量
【解析】(1)力的大小、方向和作用点影响力的作用效果,根据图片和描述,分析哪个因素发生改变即可。
(2)根据控制变量法的要求可知,探究某个因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,而改变这个因素。
【解答】(1)根据图片可知,A点比C点更靠上,则A点的力矩大于C点力矩,那么当拉A处挂钩时,直尺偏转的程度更大。因为力的作用点发生改变,所以说明力的作用点不同,力的作用效果不同。
(2)若要说明力的方向对力的作用效果有影响,必须控制力的作用点和大小相同,而改变力的方向,可选用AB或CD挂钩,运用到的试验方法是控制变量法。
(
课后巩固练习
)(认真思考,切勿0帧起手~)
15. 在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,得到如表数据:
m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
G/N
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
5.88
(1)本实验中用到的测量器材有: 。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是 N。
(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 。
【答案】(1)天平,弹簧测力计 (2)6.86 (3)A
【解析】(1)根据测量的物理量选择合适的测量工具;
(2)比较可知,质量每增大0.1kg,重力增大0.98N,据此计算质量为0.7kg时的重力。
(3)分析表格中数据,找到重力和质量的关系,从而确定图像的形状。
【解答】(1)根据表格可知,本实验要测量物体的质量和重力,因此用到的实验器材为天平和弹簧测力计。
(2)根据表格数据可知,质量为0.7kg时物体的重力为:5.88N+0.98N=6.86N;
(3)分别计算出表格中每组重力和质量的比值,比较可知,它们的比值都相等,则物体的重力与质量成正比,二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,故A正确,而B、C、D错误。
16. 小柯同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系如下表所示:
拉力(牛)
0
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
弹簧长度(厘米)
6.5
7.5
8.5
9.5
11.0
14.2
18.0
若用此弹簧制作弹簧测力计,请回答以下问题:
(1)分析表格可得规律: 。
(2)根据表中数据,此弹簧测力计的最大称量是 牛。
(3)若该弹簧测力计的最小刻度为0.1牛,则相邻刻度线之间的距离为 厘米。
【答案】(1)弹性限度内,弹簧伸长量与受到的拉力成正比
(2)1.5
(3)0.2
【解析】(1)将表格中弹簧长度减去弹簧原长得到伸长量,然后将拉力与其做比,根据比较大小分析;
(2)根据表格数据分析,弹簧能够保持发生弹性形变时的最大拉力即可;
(3)根据表格数据找到弹簧伸长量与拉力的对应关系,然后再计算相邻刻度线的距离。
【解答】(1)根据表格数据可知,当拉力为0.5N、1N和1.5N时,弹簧伸长量分别为:1cm、2cm和3cm,那么对应拉力和伸长量的比值都是:0.5N/cm,即比值相同,那么得到:弹性限度内,弹簧伸长量与受到的拉力成正比。
(2)根据表格可知,当拉力为2N时,弹簧伸长:11cm-6.5cm=3.5cm,此时弹簧长度应该为:6.5cm+3.5cm=10cm<11cm,即此时弹簧发生的是永久性形变,不再是弹性形变,则弹簧测力计的 最大称量为1.5N。
(3)根据表格可知,拉力为0.5N时弹簧伸长1cm,则0.1N对应的长度为:;
解得:L=0.2cm。
即相邻刻度线之间的距离为0.2cm。
17. 月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6.若一个身着装备的航天员达到月球表面,月球对他的引力约为150N,则
(1)这个宇航员在地球上,地球对他的引力约为多少牛?
(2)这位宇航员连同装备的总质量约为多少?(g地取10N/kg)
【答案】(1)G地=150N×6=900N
(2)m=G地/g=900N/(10N/kg)=90kg
【解析】(1)根据公式G地=6G月计算地球对宇航员的引力;
(2)根据公式计算宇航员连通装备的质量。
18. 物体之间都存在万有引力,同一物体在月球上所受重力为地球上所受重力的,若地球上近似取g=10N/kg。
(1)一个质量为1500g的物体在地球上时的重力是多少?
(2)一根绳子在地球表面最多能悬挂重600N的物体,则它在月球表面最多能悬挂的物体的质量约是多少?
【解答】解:(1)物体的质量:
m=1500g=1.5kg,
则物体在地球上时的重力:
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N;
(2)绳子承受的最大拉力:F=G地=600N,
在月球上能承受的拉力不变,还是F=600N,
此时G物=F=600N,在月球上g月g,
则m′360kg。
答:(1)一个质量为1500g的物体在地球上时的重力是15N;
(2)绳子在月球表面最多能悬挂的物体的质量大约是360kg。
40
学科网(北京)股份有限公司
$