2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十三章 力和机械.doc

2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十三章 力和机械一、复习要点（一）、弹力 弹簧测力计1、弹力弹性:物体受力时发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。塑性:物体受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关2、弹簧测力计作用：测量力的大小原理：在弹性限度内，弹簧伸长与拉力成正比结构：弹簧、挂构、指针、刻度、外壳对于弹簧测力计的使用A、看清量程、分度值和指针是否调到零点。加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。若指针没有调到零点，应先将指针调到零点。B、使用时力的方向应与弹簧的轴线一致，注意防止指针、弹簧与秤壳接触。C、读数时视线与刻度面垂直说明：物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的，但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不宜观察的量，是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利用这种方法制作的仪器有：温度计、弹簧测力计、压强计等。（二）、重力：1、重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受的力叫重力。重力的施力物体是：地球。2、重力大小的计算公式：G=mg 。其中g=9.8N/kg ，它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。在要求不很精确的情况下，可取g=10N/kg。3、重力的方向：竖直向下 。其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。4、重力的作用点重心重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心，在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点，球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。（三）、摩擦力：1、定义：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。2、分类：摩擦力静摩擦动摩擦滑动摩擦滚动摩擦3、摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。4、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得。5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。6、滑动摩擦力：测量原理：二力平衡条件测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。 结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。7、应用：理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。（四）、杠杆1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。F2OF1L1L2杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。2、五要素组成杠杆示意图。支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。3、研究杠杆的平衡条件：杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂阻力阻力臂。写成公式F1L1=F2L2 也可写成：F1 / F2=L2 / L14、应用：名称结构特征特 点应用举例省力杠杆动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮（五）、其它简单机械1、定滑轮：定义：轴固定不动的滑轮。特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）：F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)2、动滑轮：定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G物只忽略摩擦，拉力：F=（G动+G物）绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=2倍的重物移动的距离SG(或速度vG)3、滑轮组定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力），拉力：F=G物 只忽略摩擦，拉力： F=（G动+G物）式中n是吊着动滑轮和重物的绳子段数。吊着动滑轮和重物的绳子段数的确定：看直接与动滑轮接触的（包括栓在动滑轮框的）总共有几根，吊着动滑轮和重物的绳子段数就是几段。绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=n倍的重物移动的距离SG(或速度vG)组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F或n=s/h求出绳子的段数,然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。4、轮轴：动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力。5、斜面：使用时费距离但可以省力的简单机械二、重难点例题分析例1、把质量是2 kg的物体放在水平桌面上，如果用30 N的水平推力推它做匀速直线运动，物体受到的重力是_N，摩擦力是_N，桌面对物体的支持力是_N。解析：物体的质量知道，根据重力公式就可以计算出物体受到的重力。物体在水平方向受到推力和摩擦力，在这两个力的作用下做匀速直线运动，所以这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，摩擦力的大小等于推力的大小。物体在竖直方向受到重力和桌面的支持力，且在竖直方向处于静止，所以这两个力也是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，支持力的大小等于重力的大小。解答：20 30 20例2、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆，如图13-1所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况， 下列说法正确的是 A、L始终在增加，FL始终在增加 B、L始终在增加，FL始终在减小 C、L先增加后减小，FL始终在减小 D、L先减小后增加，FL先减小后增加解析：当吊桥被吊起的过程中，如图 图13-1 图13-213-2中虚线位置（1）所示，吊桥重力的力臂l在减小，而吊绳的拉力的力臂L却在增大，根据杠杆的平衡条件：FL=Gl可知，FL在减小；当吊桥被吊到虚线位置（2）的过程，重力的力臂l变小，所以FL也在变小，而F的力臂L则由大变小。故正确答案为C。指导：解决杠杆的问题，必须先确定杠杆的五要素，再根据题目的已知条件，结合杠杆的平衡条件，进行推断。对于动态变化的杠杆问题，（如上题）可以取变化过程中的几个状态进行分析比较，从而得出结论。例3、如图13-3所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态。L2是力F2的力臂。请在图上画出力Fl的力臂L1和力F2。图13-3 图13-4 图13-5 图13-6解析：画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。即： 找支点O； 画力的作用线（虚线）； 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即为力臂）； 标力臂（常用大括号）。 解答：如图13-4所示。 例4、在图13-5的方框内画出能省2/3的力的滑轮组装配示意图，要求改变力的方向（不考虑滑轮本身重）。解析：绕制滑轮组的一般步骤：（1）确定承担动滑轮和重物的绳子的段数。根据n=或n=确定需要吊着动滑轮的绳子的段数。本题要求省2/3的力，实际上拉力是物重的1/3，因此n=3,即要用三段绳子承担动滑轮和重物。（2）确定动滑轮和定滑轮的个数。如果既要省力，又要改变力的方向，则：动滑轮个数+定滑轮个数=n。当n为奇数时，动滑轮的个数为m，m=；当n为偶数时，动滑轮的个数为m=。 如果只要求省力，不要求改变用力方向，则可在上述基础上去掉一个定滑轮。根据上述原则，本题应是由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。（3）确定绳头固定端（绳子的起点）。一般情况下，若n为奇数时，固定端位于动滑轮的框架上；若n为偶数时，固定端位于定滑轮的框架上，可用“奇动偶定”帮助记忆。本题n=3为奇数，绳头应固定在动滑轮的框架上。（4）穿绕绳索。顺序是：从固定端出发，从里向外逐个绕过滑轮，每个滑轮上只能穿绕绳一次，不能交叉、重复，最后检查一下能否像一根绳子一样通顺。解答：滑轮组装配示意图如图13-6所示。例5、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些？甲组产生错误的原因： 。甲 组乙 组次数动力动力臂阻力阻力臂动力动力臂阻力阻力臂1455474214234436483345210结论动力+ 动力臂=阻力+阻力臂动力动力臂=阻力阻力臂分析：这是一道实验分析评估题。两组的实验数据和结论对比分析，甲组有明显的错误。不同的物理量间是不能进行加减的，另外选择的数据带有特殊性，所以没有得出普遍的结论。解答：甲组的错误：（1）不同单位的物理量不能直接相加 。（2）这四个物理量中的三个，它们的数据都应任意设定，不能有任何人为设置的规律 。（3）没有进行多次测量并从中找到普遍规律。例6、（09年平原县）如图13-7所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想写出实验的步骤和分析实验的结果。图13-7解析：可以根据摩擦力与接触面粗糙程度的关系通过比较摩擦力的大小来判断粗糙程度，所以必须控制压力相同。对于木块和铁块，题目中没有明确提出质量相等，在研究问题时它们对水平桌面的压力不能认为相等，又不能借助于任何外界实验器材，所以就巧妙地运用叠放在一起的方法解决压力相等问题。解答：（1） 将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下测力计示数F1（2）将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下测力计示数F2（3）若F1 F2，则木块下表面更粗糙；若F1F2，那么：图12-1 图12-2为了探究力的作用效果与力的大小有关，应选用_两图的实验。为了探究力的作用效果与力的方向有关，应选用_两图的实验。为了探究力的作用效果与力的作用点有关，应选用_两图的实验。解析：力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，为了探究与其中一个因素的关系，应控制另两个因素不变。为了探究力的作用效果与力的大小有关，应让力的方向和作用点相同，再通过改变力的大小来观察力的作用效果，进行比较分析得出结论，依题意结合图得图12-2中A、B满足此要求。用同样的方法可得出的结论。解答： A、B A、C A、D例 4、如图12-2所示，用A、B两把刻度尺测同一物体长度，放置正确的是 刻度尺，其分度值是 ，该物体的长度为 cm。解析：使用刻度尺侧长度时，刻度尺要沿着所测长度（或与所测长度平行），且刻度线应紧靠被测物体，由图可知，A刻度尺放置是正确的，B刻度尺的刻度线没有紧靠被测物体，放置是错误的。A刻度尺分度值是1mm，该物体的长度为2.20cm。例5、用100N的力与水平地面成30角斜向上拉小车，画出这个力的示意图。F=100N解析：画力的示意图的要诀是：一画点（即力的作用点，通常画在物体的重心上，力的作用点要画成实心的黑点），二画线（既画力的作用线，通常从力的作用点起沿力的方向化一条线段，在同一图中，力越大，线段要画的越长），三画箭头标大小（既在线段的末端画上箭头，箭头表示力的方向，在箭头旁标上力的符号和大小） 图12-3 解答：拉力的示意图如图12-3所示。例6、小星利用节假日到上海去看望奶奶，他来到镇江火车站看到列车运行时刻表的一部分如表所示，他比较了特快T131和动车组“和谐号”D413的运行时间后，决定乘坐动车组“和谐号”D413前往上海。若两列车均正常运行，试问：往上海方向（里程：237km）车次到达时间（镇江）开车时间（镇江）终点站（上海）T13109：4309：4512：31D41310：0410：0611：53（1）动车组“和谐号”D413比特快T131少运行多少时间？（2）动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度为多少米秒？合多少千米时？解析：两车开车时间（镇江）和到站（上海）时间已知，就可以求出两车运行的时间，从而求出动车组“和谐号”D413比特快T131少运行多少时间。从镇江上海的运行的路程知道，根据速度公式，就可以求出动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度。解：(1)特快T131从镇江到上海的运行的时间：t1=12h31min-9h45min=2h46min动车组“和谐号”D413从镇江到上海运行的时间：t2=11h53min-10h6min=1h47min=6420s动车组“和谐号”D413比特快T131少运行的时间：t= t1- t2=2h46min-1h47min=59min(2) 镇江到上海的里程：s=237km=2.37105m动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度:= = = 36.9m/s = 132.8km/h 答：（1）动车组“和谐号”D413比特快T131少运行59min。（2）动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度为36.9m/s ，合132.8km/h。三、综合练习1、小明乘坐游艇在海上航行。以海岸为参照物，小明是_的；以_为参照物，小明是静止的。2、正在行驶的列车速度是15 m/s，这句话的物理意义是_。3、一个做变速直线运动的物体，全程24 m，前一半路程需4 s，后一半路程需6 s那么，物体通过前一半路程的平均速度是_ms，后一半路程上的平均速度是_ms，全程上的平均速度是_ms4、一个滑块受到5 N的水平拉力作用，在水平桌面上运动.水平桌面与滑块间的摩擦力可以忽略不计，当滑块的速度达到1 m/s时，撤去外力，则此后滑块在水平桌面上的运动是_，经过3 s滑块运动了_m.5、21.6 km/h=_ m/s ，5 m/s=_ km/h6、给下列数据填上单位：某同学身高1.65_，课桌的长度是60.0 _，课本的长度是255.0_，地球的半径是6.4103_7、双休日自驾车外出郊游，在行驶的过程中，善于观察的小唐同学看到汽车上有一个显示速度和路程的表盘，示数如图124甲所示，则汽车此时行驶的速度为 ；该车匀速行驶了一段时间后，表盘示数变为图124乙所示，那么这段时间为 h图12-4 图12-5 图12-68、如图125是一个骑车者和一个跑步者的路程与时间的变化图线，从图中可以获得的合理信息很多，请再写出两条。信息一：骑车者的速度为5ms；信息二： ；信息三： 。9、如图12-6，当电风扇工作时，空气会由静止流动起来，这说明力能_ _；同时小车将向_运动，原因是_ _ ；类似的装置可应用在某些交通工具上，试举一例_ 。这类交通工具在月球上是无法工作的，这是因为：_。10、甲、乙两辆汽车通过的路程之比是65，它们运动的时间之比是43；两车运动速度之比是_.11、小明用刻度尺测物体的长度，如图12-7所示，他所用的刻度尺的分度值是 _ ，物体的长度是_ 。 图12-7 图12-812、图12-8所示为A、B两个小球向右运动过程的闪频照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置，则对A、B两个小球的运动情况，判断正确的是A、小球A做变速运动，小球B做匀速运动 B、小球A、B都做匀速运动C、小球A做匀速运动，小球B做变速运动 D、小球A、B都做变速运动13、（09年山东省德州市德城区）在xx北京奥运圣火传递活动中，现场某记者同时拍下了固定在地面上随风飘动的旗帜和附近的甲、乙两火炬照片，如图12-9所示。根据它们的飘动方向，可以判断下列说法正确的是 ( )A.甲火炬一定静止B. 乙火炬一定向左运动 C.乙火炬一定静止D. 甲火炬一定向右运动 14、下面几个关于力的说法，哪些是正确的 ( ) 图12-9 A两个物体不接触就不会发生力的作用 B发生力的作用时，两物体都要受到力的作用 C单独一个物体，也能产生力的作用 D没有施力物体，物体也能受到力的作用15、有一气球以25 ms的速度匀速上升到某一高度后，从气球上脱落一物体，这个物体离开气球后，将 ( ) A立即下落 B以原来的速度继续上升 C继续上升一段距离后下落 D静止一段时间后下落16、（09年茂名市）一辆电动玩具车作匀速直线运动，它的速度时间图象如图12-10甲所示，请在图12-10乙上画出它的路程时间图象。图12-10 图12-1117、在水平地面上有一辆小车，甲用6 N的力水平向右推车；乙用9 N的力向右上方与水平面成30角拉车，在图12-11中作出这两个力的示意图。18、（09年贵阳市）汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故，其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现，司机从看到情况到踩刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离；从踩刹车到车停止，汽车还要前进一段距离，这段距离叫制动距离。如图12-12所示 反应距离s1制动距离s2图12-12下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车，在干燥的水平公路上以不同的速度图12-13行驶时，测得的反应距离和制动距离。原行驶速度/kmh-1反应距离s1/m制动距离s2/m 60 11 20 80 15 34 100 19 54 （1）利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是 s；（保留两位小数）（2）由这个测试可见，