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第 8 课时 力弹力重力摩擦力 考点知识聚焦考点一力及其描述定义 力是物体对物体的作用,用符号F表示。发生作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是物体单位 (符号:N)常见值 托起两个鸡蛋所用的力约为1N;普通中学生的重力约为500N;一瓶普通矿泉水的重力约为5N产生条件 必须有两个或两个以上的物体; 物体间必须有相互作用(可以不接触) 三要素 、受力牛顿大小 方向 作用点 考点知识聚焦 （续表）作用效果 力可以改变物体的 运动速度和的改变包括:物体由运动变为静止或由静止变为运动、由慢到快或由快到慢、运动方向改变 力可以改变物体的 形变包括:伸长、缩短、弯曲、扭转等力的示意图 用一根的把力的大小、方向、作用点表示出来 如果没有大小,可以不表示;在同一个图中,力越大,表示力的线段应越长力的相 互性 物体间力的作用是的运动状态 大小 方向形状带箭头 线段相互 考点知识聚焦考点二弹力和弹簧测力计弹力 定义 物体由于发生而产生的力大小 与物体的材料和形变程度有关常见弹力 压力、拉力、支持力等弹簧测力计原理 在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成作用 测量力的大小(主要测重力、拉力) 使用方法 使用前: 观察和; 轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住; 校零。使用时: 要使弹簧的伸长方向与所测拉力的方向,避免弹簧与外壳发生; 测量时,所测力的大小弹簧测力计的量程; 读数时,视线要与刻度面板弹性形变正比量程 分度值 一致 摩擦不能超出 垂直 考点知识聚焦注意弹簧测力计只有在弹簧的弹性限度范围内,弹簧的伸长量才跟它受到的拉力成正比,如果超出此范围,它就要被损坏。 考点知识聚焦考点三重力定义 由于而使物体受到的力,用符号表示理解 地球附近的所有物体都受到重力作用。同一物体在地球上不同地点所受重力也稍有不同,从赤道到两极,重力逐渐增大;离地面越高,重力越小大小 物体所受的重力与它的质量成计算 计算公式:g=。它的含义:质量为的物体受到的重力为N方向 应用:建筑工人在砌墙时常利用铅垂线来确定竖直的方向 作用点 重力在物体上的等效作用点叫 说明: 重心的位置与物体的形状、材料是否均匀有关; 形状规则、质地均匀的物体的重心在它的_上; 物体的重心_在物体上,比如空心圆球、圆环的重心在它的几何中心上,而不在物体上; 一个物体支撑面越大,重心越低,就越不容易翻倒(例如赛车)地球的吸引 G正比G=m g9.8 N/kg 1 kg 9.8竖直向下重心 几何中心 不一定 考点知识聚焦考点四摩擦力1.摩擦力定义 两个相互接触的物体,当它们将要发生或已发生运动时,就会在接触面上产生一种相对运动的力,这个力就叫摩擦力产生条件 物体间相互接触并挤压; 接触面粗糙; 物体间有相对运动或相对运动的趋势方向 摩擦力的方向与物体相对运动(趋势)的方向相。注:摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,有时也和物体的运动方向相同,起动力作用。 如:人走路时鞋底受的摩擦力、骑自行车时后轮受到的摩擦力等效果 物体的相对运动或相对运动趋势 相对阻碍 反阻碍 考点知识聚焦2.摩擦力的分类项目 定义 说明静摩擦力 一个物体与另一个物体接触时,存在相对运动趋势,但没有发生相对运动时受到的摩擦力 利用二力平衡来求摩擦力。如:推桌子时,没有推动,此时推力摩擦力动滑摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滑动时受到的摩擦力 只要物体运动,所受的滑动摩擦力都等于运动时受到的摩擦力的大小 滚动摩擦力 一个物体在另一个物体表面上滚动时受到的摩擦力 在其他条件相同的情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力等于匀速直线小 考点知识聚焦3.探究:滑动摩擦力大小与什么因素有关探究课题:滑动摩擦力大小与什么因素有关实验装置探究方法 、转换法探究 过程 测量原理:条件测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使木块做,这时的拉力就滑动摩擦力的大小控制变量法二力平衡匀速直线运动 等于 考点知识聚焦 （续表）得出结论 滑动摩擦力的大小跟和有关。接触面粗糙程度相同时,压力,摩擦力越大(对比甲、乙两图);压力一定时,接触面,摩擦力越大(对比甲、丙两图)说明 滑动摩擦力的大小与接触面积大小、运动速度大小等关实验改进 实验中匀速拉动木块不好控制,建议如下操作(如图所示):将弹簧测力计挂钩处与木块A相连,拉环处固定,拉动长木板B进行实验。此实验的好处为:弹簧测力计始终静止,便于读数;长木板可以不做匀速直线运动,便于操作压力 接触面的粗糙程度越大 越粗糙无 考点知识聚焦4.增大和减小摩擦的方法项目 方法 实例增大摩擦 增大_ 防止皮带打滑,把皮带张紧些;用力握住球拍;捏闸停车等使接触面变_ 塑料瓶盖上有一些竖纹;地板上放防滑脚垫;结冰的路面撒煤渣;轮胎上装防滑链;鞋底的花纹凹凸不平变滚动为滑动 急刹车使车轮只滑不滚,车会很快停止运动压力粗糙 考点知识聚焦减小摩擦 减小_ 体操运动员在单杠上做动作时,手握单杠不能太紧;用密度小的材料制造雪橇使接触面变冰壶运动员用刷子刷冰面变 移动重物时,在它的下面垫上钢管;滑冰时穿的旱冰鞋;使用滚动轴承使接触面 气垫船;磁悬浮列车;门轴处加润滑油、给自行车的轴承加润滑剂等 利用与防止 利用:走路时鞋与地面的摩擦、刹车、手拿东西等;防止:机械装置加润滑油等 （续表）压力 光滑滑动为滚动分离 考点知识聚焦/知识纵横/ 对比重力、弹力、摩擦力项目 重力 弹力 摩擦力产生原因 由于地球对物体吸引而产生的力 因物体发生弹性形变而产生的力 因物体间发生挤压,且物体间发生或将要发生相对运动而产生的力大小 G=mg 弹力大小与弹性形变程度有关,形变大,弹力大,对弹簧而言,F=kx 0f 静f最大,f滑动=N方向 竖直向下 垂直于接触面,与施力物体的形变方向相反 与相对运动或相对运动趋势方向相反说明 地球上,同一地点g值相同,不同地点g值一般不同,但差别很小 通常所说的支持力、压力、拉力都是弹力,弹力的作用点在接触处(受力物体上) 摩擦力方向不一定与物体的运动方向相反,摩擦力既可以是阻力也可以是动力 例1 下列说法中不正确的是()A.力是不能脱离物体而存在的B.发生作用的两个物体,每个物体既是施力物体又是受力物体C.施力物体施力在前,受力物体受力在后D.两个物体发生力的作用不一定接触热点考向探究探究一 力及其描述 C 【变式】2018北京在如图8-1所示实验中,将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁,再次将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出的结论是()图8-1A.小铁球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力B.磁铁对小铁球没有作用力C.力可以改变小铁球的运动方向D.力可以使小铁球发生形变热点考向探究 C 热点考向探究例2 某实验小组的同学对同一型号的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。他们将一根橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图8-2甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量x,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。下列说法中错误的是 ()A.在弹性限度内,橡皮筋的伸长量与所受拉力成正比B.他们用单根橡皮筋制成的橡皮筋测力计的测量范围是015NC.若将相同的两根橡皮筋串联起来制成橡皮筋测力计,能够测量力的最大值为30ND.若将相同的两根橡皮筋并联起来制成橡皮筋测力计,能够测量力 的最大值为30N探究二弹力和弹簧测力计 C 热点考向探究【变式1】如图8-3所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧的另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”的描述正确的是 ()图8-3A.手对弹簧的拉力B.弹簧对手的拉力C.墙对弹簧的拉力D.以上说法都不正确 B 热点考向探究【变式2】2017宜昌几位同学用同一个弹簧拉力器锻炼身体,每位同学都可以将其拉开至两臂伸直。两臂伸直时,对弹簧拉力器的拉力最大的是 ()A.几位同学都一样大 B.手臂长的同学C.体重大的同学 D.力气大的同学 【答案】B【解析】在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比。手臂越长的同学,两臂拉直后,弹簧伸长的长度越大,弹簧拉力器受到的拉力越大,而与同学的力气和体重无关,故选B。 热点考向探究例3 2017杭州小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图8-4所示。由图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上所受的重力(选填“大于”“等于”或“小于”)在乙星球表面上所受的重力。据图可得甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是。 图8-4探究三重力大于 G=m 15 N/kg 热点考向探究【变式1】2017天津利用铅垂线和三角尺判断桌面是否水平,图8-5所示的做法中正确的是()图8-5 【答案】A【解析】由于重力的方向总是竖直向下的,在判断桌面是否水平时,我们可以将三角尺竖直放在桌面上,使三角尺的一直角边与桌面重合,将铅垂线固定在上端的锐角上,观察铅垂线是否与另一直角边平行,不断改变位置,重复上述操作,即可判断桌面是否 水平。故选A。 热点考向探究【变式2】在道路条件不允许的情况下,军车通常采用如下方法原地掉头,先将千斤顶放在车底部合适的位置将军车顶起来,然后推动军车绕千斤顶转动即可实现原地掉头(如图8-6所示),下列有关分析正确的是 () 图8-6A.千斤顶应放在车底部靠近车轮的位置B.千斤顶应放在车所受重力的作用线上 C.只要在车前部推就最省力D.只要在车上离千斤顶最远的地方推就最省力B 热点考向探究例4 对摩擦力概念的理解关于摩擦力,下列说法不正确的是()A.物体间摩擦力的大小并不是由物体重力决定的B.摩擦力总是在两个物体接触时才产生C.物体做匀速直线运动时一定不受摩擦力D.不运动的物体有时也会受到摩擦力探究四摩擦力 【答案】C【解析】物体间摩擦力的大小是由压力大小和接触面的粗糙程度共同决定的,故A正确,不符合题意。根据摩擦力产生的条件可知,摩擦力总是在两个物体相互接触时才会产生,故B正确,不符合题意。物体在做匀速直线运动时,可以受到摩擦力的作用,如水平面上匀速行驶的汽车,水平方向上受牵引力和摩擦力,故C错误,符合题意。不运动的物体有时也会受到摩擦力,如没有推动的 汽车,汽车受到静摩擦力的作用,故D正确,不符合题意。 热点考向探究例5 判断物体是否受摩擦力2018自贡如图8-7所示,C是水平地面,A、B是两个长方体物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,下列关于A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的分析中,正确的是 () 图8-7A.f 1=0,f20 B.f1=0,f2=0C.f10,f2=0 D.f10,f20 A 热点考向探究例6 判断摩擦力的大小及方向2018扬州如图8-8所示,物体A在斜面上处于静止状态,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是 ()图8-8A.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上B.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下C.物体A受到的摩擦力方向不是沿斜面向上,就是沿斜 面向下D.物体A受到的摩擦力可以为零 【答案】D【解析】物体A在斜面上处于静止状态,若物体A有向下运动的趋势,则受到一个沿斜面向上的静摩擦力;若物体A有向上运动的趋势,则受到一个沿斜面向下的静摩擦力;若物体A没有向上或向下运动的趋势,则物体A不受静摩擦力,即此时物体A受到的摩擦力为零,故选D。 热点考向探究例7 受力分析滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出。滑块离开弹簧后沿斜面向上运动的过程中,不考虑空气阻力,图8-9中关于滑块所受力的示意图正确的是 ()图8-9 B 热点考向探究【变式1】2017乐山如图8-10所示,在小桶内装入适量的沙子后,滑块在水平拉力的作用下,恰好在水平桌面上向右做匀速直线运动。已知滑块质量为M,小桶和沙子的总质量为m。不计滑轮摩擦及绳子自重,则下列说法中正确的是 ()图8-10A.滑块对桌面的摩擦力方向为水平向左 B.滑块受到的摩擦力大小为MgC.细绳对滑块的拉力大小为(M-m)gD.细绳对滑块的拉力大小为mg 【答案】D【解析】滑块对桌面的摩擦力方向为水平向右,桌面对滑块的摩擦力方向为水平向左,故A错误。滑块受到的摩擦力大小等于小桶和沙子的总重力,即mg,故B错误。细绳对滑块的拉力大小与滑块的质量无关,等于小桶和沙子的总重力,为mg,故C错误,D正确。 热点考向探究【变式2】如图8-11所示,水平地面上O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F的作用。当物体过M点时,用频闪照相机每隔0.2s记录物体运动状况。物体在MO段做运动,受到的摩擦力为f1=N,物体在OQ段运动时,它受到的摩擦力为f2,则f2(选填“大于”“等于”或“小于”)f1。图8-11 匀速直线3 小于 热点考向探究实验突破突破 探究影响滑动摩擦力大小的因素【考点归纳】(1)弹簧测力计的使用和读数。(2)用弹簧测力计水平拉动木块,使其做匀速直线运动:根据二力平衡知识可知,这时弹簧测力计的示数就等于滑动摩擦力的大小。(3)探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系:应控制接触面的粗糙程度不变,在木块上添加重物改变压力的大小;探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度的关系:保持压力的大小不变,改变接触面的粗糙 程度。(4)实验用到的物理方法:转换法、控制变量法。(5)根据实验数据描绘摩擦力随压力变化的关系图像。(看清横纵坐标,描点用平滑的曲线连接) 热点考向探究(6)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小、物体运动速度的大小等因素无关。(7)实验中匀速拉动木块不好控制,建议采取如图8-12所示装置,拉动长木板进行实验。这样改进的好处:不必拉动木板做匀速直线运动,易于操作;弹簧测力计静止,便于读数。图8-12 热点考向探究例2018聊城改编如图8-13所示甲是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置,实验所用的长木板,一面比较光滑,另一面比较粗糙。同学们根据猜想进行了实验,得出数据如下表所示:图8-13实验序号 长木板表面 木块放置方式 拉动木块的个数 弹簧测力计示数/N 较粗糙 平放 1 1.5 较粗糙 平放 2 3.0 较光滑 平放 2 1.6 较光滑 竖放 2 1.6 热点考向探究(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。(2)由实验序号可以探究滑动摩擦力的大小是否和接触面所受的压力有关。(3)由实验序号可得到的结论是:滑动摩擦力的大小和接触面的有关。(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中当用8.0N的力拉动木板向左做匀速运动时,弹簧测力计的示数是3.0N,则木块受到的摩擦力为N,方向向。地面对木板的摩擦力为N,方向向,当拉动木板向左加速运动时,木板对木块的滑动摩擦力将(选填“增大”“减小”或“不变”)。从木板开始运动到木块和木板分开的过程中,木块对木板的压强 将。 二力平衡 粗糙程度3.0 左5.0 右不变 先不变后增大 热点考向探究(5)根据你在本实验中的收获,请写出一种避免汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的具体做法:。及时清雪(或换防滑轮胎或安装防滑链或在路面上铺草垫等) 热点考向探究 实验拓展(6)本次实验中运用的研究方法是和转换法。(7)实验过程中,小金同学突发奇想:滑动摩擦力的大小与受力面积的大小有关吗?于是小金在图乙的基础上把木块沿竖直方向切掉一半,拉动木块做匀速直线运动测出滑动摩擦力,由此得出滑动摩擦力与受力面积有关。小金的结论是否正确,为什么?。(8)小金同学完成上述探究后又设计了如图8-14所示的实验(实验中所用铁块和铝块的体积和形状完全相同),小金想知道铁块和铝块的下表面谁更粗糙,如果甲、丙两次实验中弹簧测力计的示数相等,则对比甲、丙两图,(选填“能”或“不能”)比较出铁块和铝块下表面的粗糙程度。 图8-14 控制变量法不正确,因为没有控制压力相同能 热点考向探究(9)小金在实验前对弹簧测力计进行了竖直调零,则小金实验中测量出的滑动摩擦力大小与实际值相比将(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。偏小
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