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第三单元力和运动课时 08力弹力 重力摩擦力 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 、考点知识聚焦考点一力及其描述受力牛顿大小 方向 作用点 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考点知识聚焦 运动状态形状带箭头 线段相互 大小 方向 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)考点知识聚焦考点二弹力和弹簧测力计 弹性形变正比 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,视线要与刻度面板考点知识聚焦 量程注意 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。分度值 一致不能超出摩擦 垂直 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考点知识聚焦考点三重力 地球的吸引 G正比 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)考点知识聚焦 G=m g竖直向下 9.81 kg重心9.8 N/kg 不一定 几何中心 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考点知识聚焦考点四摩擦力 相对1.摩擦力 反阻碍阻碍 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 等于 滑动摩擦力 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考点知识聚焦 匀速直线 小 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考点知识聚焦控制变量法3.探究:滑动摩擦力大小与什么因素有关二力平衡匀速直线运动 等于 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,便于操作考点知识聚焦 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 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考点知识聚焦 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1以下是我们生活中常见到的几种现象:篮球撞击在篮板上被弹回;用力揉面团,面团的形状发生变化;用力握小球,球变瘪了;一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞。在这些现象中,物体因为受力而改变运动状态的是 ()A. B. C. D.热点考向探究 B 变式2踢足球是广大青少年喜爱的运动,下列与踢球有关的说法正确的是 ()A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用B.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同C.踢出去的球在空中运动的过程中,没有受到任何力的作用D.守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态热点考向探究 D 变式3小球向左运动与弹簧接触后,经历了如图8-1甲、乙所示过程,下列说法错误的是 ()A.压缩过程说明力可以改变物体的形状B.压缩过程说明力可以改变物体的运动快慢C.弹开过程不能说明力可以改变物体的形状D.整个过程说明力可以改变物体的运动方向热点考向探究图8-1 答案C解析 小球向左运动与弹簧接触后,在弹簧的压缩过程中,弹簧变短,说明力可以改变物体的形状,故A正确,不符合题意。小球向左运动与弹簧接触后,在弹簧的压缩过程中,小球的运动速度逐渐变小,说明力可以改变物体的运动快慢,故B正确,不符合题意。小球被弹开的过程中,弹簧变长,说明力可以改变物体的形状,故C错误,符合题意。在整个过程中,小球的运动方向发生了变化,说明力可以改变物体的运动方向,故D正确,不符合题意。 例2如图8-2甲所示,把弹簧测力计的一端固定,用3N的力F拉它的另一端时,弹簧测力计的示数为3N;若将弹簧测力计的固定端取下,两端各施一个3N的拉力而使弹簧测力计静止,如图乙所示,此时弹簧测力计的示数是()A.0 B.3N C.6N D.无法判断热点考向探究探究二弹力及应用图8-2 答案B解析 用弹簧测力计测量力的大小时,弹簧测力计应保持静止或匀速直线运动状态。把弹簧测力计固定在墙面上,用3N的力拉它时,与弹簧测力计的另一端相连的墙面对弹簧测力计的作用力也是3N;把墙面换为另一个力拉弹簧测力计时,该力与墙面对弹簧测力计的力大小一样为3N,使弹簧测力计保持静止,则示数也是3N。 变式1关于弹力,下列说法中正确的是()A.相互接触的物体间一定产生弹力B.看不出有形变的物体间一定没有弹力C.支持力、压力、拉力都属于弹力D.弹力的大小只跟物体的形变程度有关热点考向探究 答案C解析两个物体相互接触且发生挤压才会产生弹力,故A错误。物体发生微小形变时人眼很难看出,但仍有弹力产生,故B错误。支持力、压力、拉力都是由于物体发生弹性形变而产生的力,都是弹力,故C正确。弹力大小不仅与物体的形变程度有关,还与物体的材料有关,故D错误。 变式2使用弹簧测力计时,下列说法错误的是 ()A.弹簧测力计必须竖直放置,不得倾斜B.使用前必须检查指针是否指在零点上C.使用中,弹簧、指针、挂钩不能与外壳摩擦D.使用时,必须注意所测的力不能超过弹簧测力计的测量范围热点考向探究 A 例3下列关于重力的说法,正确的是 ()A.向上抛出的篮球,在上升过程中没有受到重力的作用B.汽车在坡路上时,受到的重力是垂直于坡面的C.物体的重心一定在物体上D.地面附近的物体在没有受到支持力的时候要向地面降落,这是由于物体受到重力的作用热点考向探究探究三重力 D 变式1下列关于重力的说法,正确的是()A.重力方向总是垂直于物体的支撑面B.重力的大小不随物体位置变化而变化C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小D.空中上升的气球没有受到重力热点考向探究 C 变式2图8-3中关于重力的示意图正确的是 ()ABCD热点考向探究 D图8-3 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热点考向探究探究四摩擦力 答案C解析 坐在甲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。 例5 改变摩擦的方法自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关摩擦的知识。以下分析中,正确的是 ()A.脚踏板凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的C.刹车时用力捏刹车闸是通过增大压力来增大摩擦的D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的热点考向探究 图8-4C 例6 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8-5中关于滑块所受力的示意图正确的是 ()热点考向探究 图8-5 B 例7 判断摩擦力的方向和大小下列四幅图对应的说法正确的是 ()A.图甲中,某同学沿杆匀速向上爬升,该同学受到的摩擦力方向向上B.图乙中,筷子提米在空中静止时,在米中的筷子受到摩擦力的方向向上C.图丙中,力F拉动木板B使其速度逐渐变大,则弹簧测力计示数也逐渐变大D.图丁中,重200N的小车至少要用200N的水平推力才能推动它热点考向探究 图8-6 热点考向探究答案A解析 坐在甲图甲中该同学匀速向上爬升,受到的重力和摩擦力是一对平衡力,重力方向竖直向下,所以该同学受到的摩擦力方向向上,故A正确;图乙中筷子提米在空中静止时,在米中的筷子受到向下的摩擦力,故B错误;图丙中力F拉动木板B使其速度逐渐变大,A、B之间是滑动摩擦,摩擦力只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,摩擦力不变,则弹簧测力计示数也不变,故C错误;图丁中水平方向的推力与竖直方向上的重力无关,故D错误。 变式1在平直的路面上用10N的力沿水平方向推物体,物体静止不动。增大推力使物体开始运动,当推力为30N时,物体做匀速直线运动。撤去推力后,物体运动速度逐渐减小。下列判断正确的是 ()A.用10N的力沿水平方向推物体时,物体所受摩擦力为零B.撤去推力后,物体所受摩擦力逐渐减小C.物体运动速度减小的过程中,所受摩擦力逐渐增大D.物体在该路面运动时所受摩擦力大小始终不变热点考向探究 D 变式2如图8-7甲所示,物体甲重30N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图乙所示,物体乙重60N,在40N的水平拉力F乙的作用下,沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力f乙分别是()A.f甲=30N,f乙=60NB.f甲=30N,f乙=40NC.f甲=50N,f乙=60ND.f 甲=50N,f乙=40N 热点考向探究 图8-7 答案B解析 物体甲在竖直墙壁上保持静止不动,受到的摩擦力与重力是一对平衡力,所以f甲=G甲=30N;物体乙沿水平桌面匀速向右运动,受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,所以f乙=F乙=40N,故选B。 变式3如图8-8所示,叠放在一起的物体A和B在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是 ()A.甲、乙两图中,物体A受到地面对它的摩擦力大小均为FB.甲、乙两图中,物体B受到的摩擦力大小均为FC.图甲中,物体A受到地面对它的摩擦力为0,物体B受到的摩擦力大小为FD.图乙中,物体A受到地面对它的摩擦力大小为F,物体B受到的摩擦力为0热点考向探究 图8-8A 变式4小明用如图8-9甲所示的装置探究摩擦力的大小与哪些因素有关。实验时发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。他请教老师,知道可用F-t图像表示拉力随时间的变化情况。若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图像如图乙所示,其中04s木块处于静止状态。下列分析正确的是 ()A.当木块没有被拉动时,弹簧测力计的示数小于木块所受的摩擦力B.当用F=2.1N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为2.1NC.若用F=2.6N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为2.6ND.当以更快的速度拉动木块滑动时,弹簧测力计的示数和木块所受的摩擦力都将大于2.0N热点考向探究 图8-9B 例在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,同学们提出了下列猜想:可能与接触面所受的压力大小有关;可能与接触面的粗糙程度有关;可能与接触面积大小有关。为了验证以上猜想,小明的实验小组设计了如图8-10所示的实验:热点考向探究 图8-10突破探究影响滑动摩擦力大小的因素 (1)为了测量滑动摩擦力的大小,必须使木块在水平木板上做运动,这样才能保证弹簧测力计示数木块所受的滑动摩擦力,这应用了原理。(2)此实验的不足之处恰恰是很难保证木块做这样的运动,若在甲装置中木块运动过程中速度突然变大,滑动摩擦力将。若图甲中物体运动的速度大小为v1,图乙中物体运动的速度大小为v2。实验过程中,关于v1和v2的大小,下列说法正确的是(选填字母)。A.v1一定大于v2B.v1一定小于v2C.v 1一定等于v2D.v1可以大于、等于或小于v2(3)如果要验证猜想,应该选择两图所示的实验步骤来操作,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,滑动摩擦力越大。 热点考向探究 匀速直线等于 二力平衡不变 D 甲、丙接触面越粗糙 (4)要验证猜想,将木块切去一半,重复图甲的操作过程,如图丁所示。比较图甲和图丁的实验结果,于是小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论(选填“可靠”或“不可靠”),理由是。(5)下列现象中应用了从图甲、乙实验所得结论的是。(选填字母)A.足球守门员戴着防滑手套B.用力压住橡皮,擦去写错的字C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫热点考向探究 不可靠没有控制压力一定 B (6)交流评估时,该实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定。可能的原因是。(选填字母)A.木板的长度太长B.木板的粗糙程度不均匀C.弹簧测力计的分度值太大D.木块与木板的接触面积太大(7)小刚和小强都感到实验中读取弹簧测力计的示数有一定的困难。经过思考,小刚提出如果按照如图8-11所示来改进实验装置,实验效果会显著改善。请写出这样改进的好处:。热点考向探究 B图8-11弹簧测力计固定,便于读数;不用拉动木板做匀速直线运动,便于操作 (8)生活中不仅有滑动摩擦,还有静摩擦等。如图8-12所示,下列判断正确的是。A.瓶子没有掉下来是手对瓶子握力的作用B.当增大手对瓶的握力时,手与瓶间的摩擦力变大C.当向瓶中装入水时,手与瓶间的摩擦力变大热点考向探究 C图8-12
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