物理北师大版八年级下册第七章.ppt

第七章運動和力 初二三班陈星宇 力 力的概念力的單位 牛頓符號 N力的作用效果力的三要素 力的大小 方向 作用點力的圖示 概念 畫法 改變物體的運動狀態使物體發生形變 力的測量 彈簧測力計彈簧測力計的使用方法 五個 注意 概念原理 彈簧受到壓力或拉力產生形變 在一定範圍內壓力或拉力越大 彈簧型變量越大 重力 重力的概念 由於地球的吸引而使物體受到的力重力的三要素中立於質量的關係 物體所受的重力和它的質量成正比 大小 和質量有關方向作用點 同一直線上二力的合成 力的合成同一直線上二力的合成 F1 F2 F合 F1 F2 概念合力分力 二力平衡 平衡的概念二力平衡 概念條件 探究摩擦力的大小與什麽有關 摩擦的分類影響滑動摩擦力的因素 接觸面的粗糙程度和壓力的大小 增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法 滑動摩擦滾動摩擦靜摩擦 探究運動和力的關係 慣性 物體保持運動狀態不變的性質牛頓第一定律 重点难点分析 1 理解力的概念力是物理学中最重要 最基本的概念 各种各样的物理现象都离不开力 在物理学中 力是指一个物体对另一个物体的作用 两个物体是否有相互作用 要从力的作用效果来考虑 力的作用效果有两个 一个是改变物体的运动状态 另一个是改变物体的形状 只要有一个效果出现 就表明两个物体间存在着力的作用 理解 力是物体对物体的作用 应注意以下几个方面 1 力不能脱离物体而存在 对于任何一个力 它既有施力物体 又有受力物体 没有施力物体或受力物体的力是不存在的 2 力的作用是相互的 在发生力的作用时 相互作用的两个物体同时受到了力的作用 即甲对乙有力的作用的同时 乙对甲也有力的作用 它们是同时产生 同时消失 没有先后之分 3 物体对物体的作用方式可分为两大类 一类是物体间直接接触 并且发生相互作用而产生的力 如拉力 推力 压力等 另一类是物体间不用直接接触也会产生的力 如重力等 因此 物体之间无论接触与否均可能有力的作用 2 力的图示要正确规范用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法叫做力的图示 用力的图示法画出物体所受的力 具体的做法是 明确研究对象 受力物体受到几个力的作用 其大小 方向 作用点各是怎样 根据力的大小选定合适的标度 用一定长度的线段表示多少牛的力 在图中附出标度 指出其长度表示多少牛的力 以力的作用点起 按一定比例画一线段 用线段长短表示力的大小 在线段末端画上箭头表示力的方向 在箭头旁边标出这个力的符号和大小 例题分析 例1关于力的论述 下列说法正确的是 A 力是物体间的相互作用 没有物体就没有力的作用B 有力产生时 施力物体同时一定也是受力物体C 相互接触的物体间一定有力的作用D 发生力的作用时 一定是两个或两个以上的物体同时受到力分析 力是物体间的相互作用 没有物体就没有力的作用 有力产生时 必有施力物体和受力物力 施力物体同时也是受力物体 所以发生力的作用时至少有两个物体同时受到了力 相互接触的物体不一定有力的作用 例如物体放在水平面上 用竖直向上的力拉物体 当拉力等于物重时 物体仍与水平面接触 但它们之间已经没有力了 答案 A B D 例2以下说法正确的是 A 苹果从树上掉下来 说明地球吸引树上的苹果 苹果不吸引地球B 苹果从树上掉下来 说明地球吸引苹果的力改变了苹果的运动状态C 磁铁吸引铁钉 铁钉也吸引磁铁 而且两个力同时存在D 只有磁铁和铁钉接触时 才会发生磁铁吸引铁钉的现象 分析 苹果从树上掉下来 地球吸引苹果的力改变了苹果的运动状态 地球吸引苹果的同时 苹果也吸引地球 因为物体间力的作用是相互的 铁钉和磁铁之间的互相作用力不用直接接触也可以发生 答案 B C 例3电线吊着电灯悬挂在天花板上 天花板对 施加了向上的拉力 电灯对 施加了向下的拉力 A 电灯B 电线C 天花板D 地球分析 天花板和电线接触 向上接着电线 电线与电灯接触 电线向上拉着电灯 所以天花板对电线施加了向上的拉力 电灯对电线施加了力的作用 答案 B 例4如图1所示是两个力的图示 比较 的大小有 A B C D 无法判断 图1分析 虽然和的长度不同 但由于所选定的标度也不同 和大小都是6N 答案 A 例5用3N的力竖直向上拉放在水平地面上的木块 如图2所示 正确画出拉力的图示的是 图2分析 木块受的拉力作用点应在木块上 所以A错 标度要选得合适 使力的大小不能出现半个格 所以B错 D没选标度 所以也错 只有C是对的 答案 C 基础知识讲解 1 合力的概念如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同 这个力就叫做那两个力的合力 那两个力则称为合力的分力 如果物体受两个力 或两个以上的力 的作用 实践证明 物体表现出的 力的作用 效果并不是哪一个力产生的 而是这几个力共同作用造成的 如某物体在力F 单独作用时向北运动 在力F 单独作用时向东运动 若该物体同时受到F 的作用 我们会发现 它不再是单一的向北或向东运动 而是向东北方向运动 见图8 12 就好像物体在东北的方向上受到一个力F一样 就是说 可以用东北方向上的一个力代替F 与F 这两个力而不影响力的作用效果 这是引入合力概念的事实基础 力F是力F 的合力 物体在力F 的共同作用下表现出的效果就是合力F的作用效果 因此 研究合力对运动的影响与分别研究各个分力对运动的影响等效 而前者却显得更方便 直接 这是引入合力概念的一个原因 2 二力的合成同一直线上方向相同或相反的两个力的合力是在实验基础上得到的 请对照课本8 28和8 29两图并阅读实验的内容 思考并回答下列问题 1 实验中为什么要竖直向上或向下拉弹簧 2 在两次实验的两步骤中 为什么要使弹簧到达相同的位置 3 F为什么叫F 的合力 根据实验 我们得出以下结论 同一直线上 方向相同的两个力的合力大小等于这两个力的大小之和 合力的方向跟这两个力的方向相同 可表示为F F 同一直线上 方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差 合力的方向跟较大的那个力相同 可表示为F F F 为较大的力 根据上述结论请思考 两个力的合力跟两个力的大小之和一样吗 合力一定大于分力吗 例题用60N的力竖直向上提起质量为5kg的物体 求物体受到的合力并作出合力的图示 取g 10N kg 解析 物体受到竖直向上的拉力F 60N和竖直向下的重力 5 10N 50N 这两个力方向相反作用在一条直线上 根据二力合成的知识知道 这两个力的合力大小 60N 50N 10N 合力的方向跟较大的力相同 即竖直向上 合力的图示如图8 13所示 方法指导 求二力合成问题的关键是弄清两个力的大小和方向 根据两个力的方向确定计算合力大小的方法 根据较大的力 不论同向还是反向 的方向确定合力的方向 在只要求作合力的图示时 不必再作各分力的图示 同步达纲练习 1 作用在同一直线上的两个力 合力为12N 若其中一个力的大小为15N 则另一个力的大小为 2 向下抛出质量为5kg的物体 它所受的重力是 N 若物体在竖直下落的过程中 受到的阻力为3N 它所受的合力大小是 N 合力的方向 3 如图8 14所示 两个小孩能提起一桶水 一个大人同样能提起这桶水 这现象表明 4 同一直线上的两个力F1和F2作用在同一物体上 已知F1 20N F2 30N 它们的合力可能是A 大小为50N 方向与F1相反B 大小为50N 方向与F2相反C 大小为10N 方向与F1相同D 大小为10N 方向与F2相同5 物体在水平方向受到两个力的作用 该两个力的合力如图8 15所示 已知F1 35N 方向向右 则另一个力F2的大小和方向是A 15N 向右B 55N 向右C 15N 向左D 55N 向左 6 一个物体受到同一直线上的两个力的作用 其合力的大小是120N 已知其中一个力的大小是150N 那么另一个力的大小可能是 A 270NB 230NC 80ND 30N7 一辆小车重200N 放在光滑水平地面上 甲用50N水平力向东拉 乙用30N的水平力向东推 求这辆小车在水平方向所受的合力大小和方向 参考答案 同步达纲练习 1 27N或3N2 4946 竖直向下3 两个力对物体的作用可以由一个力的作用来替代4 D5 C6 AD7 合力大小为80N 方向向东 基础知识精讲 1 正确理解力的平衡和物体运动状态的关系平衡力的概念是物体在受到几个力作用时 如果保持静止或匀速直线运动状态 就说这几个力平衡 因此 处于静止或匀速直线运动状态下的物体所受的力一定是平衡的 反过来 受平衡力作用的物体 一定处于静止或匀速直线运动状态 2 全面掌握二力平衡的条件判断两个力是不是一对平衡力 要看两个力是否同时满足 同物 等大 反向 共线 四个条件 缺一不可 例1 挂在树枝上的苹果静止不动 下列哪对力是平衡力 A 苹果受到的重力G和苹果对树枝的拉力F1B 苹果受到的重力G和树枝对苹果的拉力F2C 苹果对树枝的拉力F1和树枝对苹果的拉力F2解析 选项A中的G和F1分别是苹果和树枝受到的力 不符合 同物 反向 两个条件 选项 中的F1和F2是苹果和树枝之间发生的一对 相互作用力 不符合 同物 这一条件 不是平衡力 选项B中的G和F2作用在同一物体 苹果 上 同时满足四个条件 是一对平衡力 故选B 小结 一对平衡力和一对相互作用力的相同点和不同点 3 二力平衡知识的应用二力平衡的知识在今后的学习中有许多应用 例如 研究滑动摩擦 课本109页 连通器的原理 课本123页 物体的浮沉条件 课本141页 时都要用到它 概括说来 它主要有两方面的重要应用 1 由物体的运动状态求力 若物体在两个力作用下处于静止或匀速直线运动状态 则二力为一对平衡力 知其中一个力的大小和方向 可求另一个力的大小和方向 2 由力确定物体的运动状态 若知道物体受到的两个力或多个力为平衡力 则可判定物体或静止或做匀速直线运动 例如 根据空气对物体的阻力随物体速度的增大而增大的道理 我们可以判定降落伞接近着地时是匀速直线下降的 因降落伞下降速度达到一定数值时 空气对降落伞的阻力跟降落伞受到的重力大小相等 方向相反 是一对平衡力 故降落伞匀速直线着地 例2 某人用30N的水平推力推着重200N的木箱沿水平地面向右匀速直线运动 画出木箱在水平方向所受力的图示 解析 因木箱在水平推力F的作用下在水平方向上做匀速直线运动 故在水平方向上必有另一个力与推力F相平衡 这个力就是地面对木箱的阻力f 根据二力平衡的条件知f F 且f与F方向相反 按力的图示法解答如图9 7 图9 7又如 火车在平直的轨道上行驶 在竖直方向上重力和支持力平衡 如果牵引力大于阻力 火车将 加速 如果牵引力小于阻力 火车将 减速 如果牵引力等于阻力 水平方向上二力平衡 火车会 匀速直线运动 基础知识精讲 1 摩擦力产生的条件 1 两物体互相接触且相互间存在压力 2 两个物体的接触面不光滑 3 两接触面要发生或已经发生相对运动 三个条件必须同时满足 怎样理解 要发生 相对运动 相信你在拔河比赛时会有切身的体会 紧握的双手与绳之间并没有发生相对运动 可存在摩擦 若没有摩擦绳便被对方拉走了 为什么会产生摩擦呢 绳子在对方拉力作用下 要 发生相对手的运动 即有相对运动 趋势 只是在手的摩擦作用下没发生罢了 2 摩擦力的方向摩擦力的方向跟相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反 但不一定总跟物体运动的方向相反 阻碍相对运动 不能简单地理解为阻碍运动 在许多情形下 摩擦力的方向反而跟物体运动的方向相同 摩擦力不但不是运动的阻力 反而是运动的动力 例1 如图9 11所示 传送带上有一物体M 卷扬机转动时把物体M匀速拉到高处 M所受摩擦力的方向为 错解 M随传送带斜向上运动 摩擦力阻碍它运动 方向为斜向下 解析 M由于受到重力 相对传送带而言有一个 下滑 的趋势 只是在摩擦力作用下没有滑下 为阻碍M的这一 相对运动 趋势 传送带对它的摩擦力是斜向上的 方法指导 要正确分析摩擦力的方向 先判断两接触面间 相对运动 的方向 摩擦力总是阻碍接触面间的相对运动 本例中 摩擦力不仅不阻碍物体的 运动 反而是物体斜向上的运动的动力 3 注意研究滑动摩擦力大小的方法对课本图9 11所示的实验 要注意以下几个问题 为什么要匀速且水平地拉动弹簧秤 甲图和乙图相比什么条件相同 什么条件不同 得到的结论是什么 甲图和丙图相比呢 这种研究方法叫什么 参看本章第一节 学法指导 你能否运用此法再设计一次实验 探索摩擦力的大小跟接触面积是否有关 以上研究的是滑动摩擦力大小的规律 静止物体受到的摩擦力的大小 应当用平衡力的知识来分析 例2 水平地面上有一长方体木箱 A同学用10N的水平拉力拉它没有拉动 B同学用20N的水平拉力也没拉动 C同学用50N的水平拉力拉着木箱以0 5m s的速度做匀速直线运动 D同学用水平力拉着木箱以1m s的速度做匀速直线运动 E同学用65N的水平拉力拉着木箱加速运动 F同学将木箱竖直起来拉动前进 以上箱底受到的摩擦力各是多少 D同学的拉力是多大 解析 和 木箱静止不动 是平衡状态 水平方向受到的摩擦力应与拉力相等 分别为10N和20N 中木箱做匀速直线运动 二力平衡 摩擦力等于拉力 为50N 均为滑动摩擦 因为压力和粗糙程度一样 摩擦力全相等 均为50N D同学的拉力与摩擦力相等 为50N 基础知识精讲 1 牛顿第一定律英国科学家牛顿概括了伽利略等人的研究成果 总结出 一切物体在没有受到外力作用的时候 总保持匀速直线运动状态或静止状态 即牛顿第一定律 定律中的 没有受到外力作用 包含了两种情况 一是该物体没有受到任何外力对它的作用 这是理想情况 二是物体在某一方向上没有受到外力作用 例如 物体在光滑的水平面上运动 摩擦力可以不计 物体在水平方向不受外力作用 它将在水平面上保持匀速直线运动状态 并一直运动下去 定律中 总保持 有 原来是怎样 后来也仍然是怎样 的意思 例如 某一物体原来是做匀速直线运动的 后来仍然保持这种运动状态 原来静止的 后来仍然保持静止状态 2 伽利略的科学研究方法斜面实验中 同一小车沿相同高度的光滑斜面 从静止开始滑下 使小车滑到斜面底部时的速度相同 即开始时小车是以相同的速度沿粗糙情况不同的水平表面运动的 表面越粗糙 小车受到的阻力越大 因而在水平面上前进的距离越短 反之 表面越光滑 小车受到的阻力越小 因而小车在水平面上前进的距离越长 伽利略进行了类似的实验 他用经验事实与科学推理相结合的方法 得出了 一切运动着的物体 在没有受到外力作用的时候 它的速度将保持不变 并且一直运动下去 的正确结论 在观察和实验的基础上 进行科学的推理 这是研究物理的重要方法 正如爱因斯坦所说 伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一 它标志着物理学的真正开端 重点难点解析 例1 铅球从运动员手中抛出 在空中飞行 倘若此刻地球的引力消失 又不计空气阻力 那么铅球将 A 立即停下来B 慢慢停下来C 仍做曲线运动D 做匀速直线运动解析 物体不受任何力符合牛顿第一定律的情况 又物体不受任何力前是运动着的 应保持原来的运动状态 抛在空中的铅球受重力作用 如果地球的吸引力消失 即铅球不受任何力作用 根据牛顿第一定律 物体将保持原来的运动状态做匀速直线运动 应选D 难题巧解点拨 例1 正在运动着的物体 若使物体受到的一切外力都同时消失 那么它将 A 立即停止运动B 改变运动方向C 速度逐渐变慢D 做匀速直线运动解析 物体受到的外力都同时消失后 物体就不受外力了 根据牛顿第一定律 一切物体在没有受到外力作用的时候 总保持静止状态或匀速直线运动状态 因为这个物体在外力消失以前是运动着的 因此 它所受外力同时消失以后 它就开始做匀速直线运动 综上所述 本题答案应选择D 例2 有观点认为 力是维持物体运动的原因 它正确吗 解析 关于力和运动的关系 古时候人总认为力是维持运动的原因 认为物体只有受到力作用的时候才能保持运动 没有力作用物体 物体就会停止运动 这种错误观点一直延续了几千年 直到三百多年前才被人们推翻 例1 用绳子拉着小车在光滑水平面上运动 当绳子突然断裂后 小车的速度将 A 逐渐变小B 逐渐变大C 保持不变D 立即变为零解析 小车在光滑的水平面上绳子拉着运动 说明绳子的拉力是小车在水平方向上所受的唯一外力 当绳子突然断裂后 这唯一外力也消失了 根据牛顿第一定律 小车的运动状况应保持不变 因此 小车的速度将保持不变 所以C选项正确 例2 在火车车厢里竖直向上抛出一小球后 小球又落回到原处 对此 下面说法中不正确的是 A 火车一定处于静止状态B 火车一定在做匀速直线运动C 火车可能是静止的D 火车可能是在做匀速直线运动解析 竖直上抛的小球在空中运动时 在水平方向上没有受到任何外力的作用 根据牛顿第一定律 小球在水平方向上的运动状态不会改变 小球在水平方向上的运动有两种可能 一是相对于地面静止 二是相对于地面做匀速直线运动 从题目中提供的条件来看 小球抛出后仍然落回到原地 这就说明火车与小球在水平方向上处于相对静止的状态 那么火车的运动情况也只可能是静止或做匀速直线运动 因此C D选项是正确的