第一讲力学基础.docx
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第一讲力学基础
第一讲力学基础知识
引入
同学们,当你们出手打东西的时候,自己的手有什么感觉?
知识点睛
知识点一:
力
(1)力的定义及其特点.
力是一个物体对另一个物体的作用。
力的单位:
牛顿(N)。
测量力的大小:
弹簧测力计。
力的特点:
1物质性
力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的。
2相互性
任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。
一个物体即是施力物又是受力物.例如人推墙的同时墙也以相同大小的力在推人;用手提水桶时会感觉到桶在往下拉手.力是成对存在的.两个物体相互作用的一对力叫做作用力与反作用力,它们大小相等方向相反,作用在一条直线上。
3普遍性
所有物体每时每刻都在与其他物体发生相互作用即力的作用,没有不发生力的作用的物体.例如地球上的所用物体受到地球的吸引力,太阳系中的所有物体受到太阳的吸引力等等.
【例1】下列关于力的看法,不正确的是()
A.力是一个物体对另一个物体的作用
B.两个物体只要相互接触,就可以产生力的作用
C.两个不相互接触的物体间也能存在力
D.两个物体之间不存在相互作用就一定不存在力
【答案】B
【例2】关于力的说法正确的是〔〕
A.两个物体不接触,就不会产生力的作用B.没有物体就没有力的作用
C.一个物体也会产生力的作用D.两个物体接触,就一定会产生力的作用
【答案】B
【例3】关于力,下列说法中错误的是()
A.一个物体也会产生力的作用
B.发生力的作用时,施力物体和受力物体是成对出现的
C.马拉车前进,马对车有作用力,车对马也有作用力
D.运动员奋力将铅球推出后,铅球不再受到运动员的推力
【答案】A
【例4】下列说法正确的是()
A.不接触的物体之间一定没有力的作用
B.马拉车的力大于车拉马的力
C.施力物体同时也是受力物体
D.柳枝在摇摆,只有受力物体,没有施力物体
【答案】C
【例5】说明在下列情况中,哪两个物体间发生了相互作用,谁是施力物体?
谁是受力物体?
(1)手用力提起书包.
(2)人踢足球时. (3)石块从空中下落.
【答案】
(1)是手和书包之间发生相互作用,对书包来说,手是施力物体,书包是受力物体.
(2)人踢足球时,是人和足球之间发生了力的作用.对球来说,人是施力物体,球是受力物体;对人来说,球是施力物体,人是受力物体.
(3)是石块和地球之间发生了相互作用.对石块来说,地球是施力物体,石块是受力物体,对地球来说,反之.
【例6】墨水瓶放在桌面上,桌面受到一个向下的压力,这个力的施力物体是________,受力物体是_________.此时,桌面对墨水瓶有一个向上的支持力,这个力的施力物体是________受力物体是_______.
【答案】墨水瓶;桌子;桌子;墨水瓶
(2)力的作用效果.
由图可知力可以引起物体的形变,力可以改变物体运动的大小或方向。
1物体形状的改变:
用手拉弹簧使弹簧变长,橡皮泥在小朋友的手里可变成各种可爱的小动物。
2物体运动状态的改变:
一是指物体运动速度大小发生了改变,物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变;二是指运动方向发生了改变;如左转弯、右转弯等.
3一个物体只要发生了运动状态的改变或形状改变,这个物体一定受到力的作用,一个物体的运动状态和形状都没有发生改变,那么物体可能受了力也可能没有受力
【例7】物体在力的作用下,下列不正确的说法是()
A.可能使物体的运动状态发生改变
B.可能使物体发生形变
C.可以使物体的运动状态保持不变
D.一定可以使物体的运动状态和形状的改变同时发生
【答案】D
【例8】图中,甲、乙都表示力的作用效果,其中甲表示;
乙表示。
【答案】力是改变运动状态的原因;力可以使物体发生形变
【例9】下列情况中,物体的运动状态没有改变的是()
A.正在空中飞行的足球B.雨滴在空中匀速竖直下落
C.在弯道上汽车拐弯D.关闭发动机后滑行的汽车
【答案】B
(3)力的三要素及力的表示方法.
1影响力的作用效果有三个要素:
力的大小、方向和作用点
2力的图示:
找出力的作用点,规定一个单位长度,箭头的方向是力的方向,箭头或箭尾是力的作用点,同一张图上箭头越长,表示力越大.如:
图甲为水平向右拉小车的力为60牛。
乙为与地面成
角向右斜拉小车的力为80牛。
图甲图乙
3力的示意图:
直接用带箭头的直线表示物体受力情况.如图:
物体受一个竖直向下的力。
【例10】如图所示,甲乙两个力的图示,试比较它们的大小()
A.F1 B.F1>F2 C.F1=F2 D.无法判断 【答案】D 【例11】一个人以5牛的力,沿与地面成30o角方向用力推木箱,如图甲所示,乙中哪个力的图示正确() 甲乙 【答案】B 【例12】用力的图示法表示下列各力: A.图 (1)中,A物块受竖直向上1.5牛顿的拉力; B.图 (2)中,B小车受到与水平方向成30度角,斜向上方大小为50牛顿的拉力; C.图(3)中,C物块质量为20千克,画出重力的受力图;(取g=10牛/千克) D.图(4)中,D物块在斜面上受重力为16牛顿,用受力图画出这个力。 知识点二: 重力. (1)重力产生的原因. 宇宙间任何物体,大到天体,小到灰尘之间都存在互相的吸引力,这就是万有引力定律.地球上的物体也受到地球对它的吸引力,由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力;用G表示.物体的重力是由于地球对它的引力产生的,但是物体的重力并不等于地球对它的吸引力.地球引力分解成重力和向心力,地球引力一部分用来提供重力.还有一部分用来提供向心力,因而,重力和地球引力不是一个力,引力大于重力。 (2)重力的三要素. 1重力的大小: 重力的大小与质量的大小成正比,重力与质量的比值大约9.8N/kg,用g表示这个比值,则重力的大小可以写成 ,在要求不很精确的情况下,g可取 。 2重力的方向: 重力的方向不是垂直向下而是竖直向下.利用这一性质,建筑工人常用悬挂重物的方法来检查墙壁是否垂直。 3重力的作用点: 地球吸引物体的每一部分,但对整个物体,重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上,这个点叫做物体的重心.重力的作用点是重心,对于规则的物体重力的重心在物体的几何中心.不规则的物体重心可以用悬挂法找出。 (3)重力与质量的关系. ⏹重力与质量是不同实质的物理量,它们既有区别又有联系: 区别与联系 质量 重力 区 别 定义 物体所含物质的多少 由于地球的吸引而使物体受到的力 方向 无 竖直向下 大小 不随物体的位置而变化,是物体的一种属性 随物体所在的位置(如高度、纬度)而变化 单位 千克 牛顿 测量工具 天平 弹簧测力计 联 系 在同一地点,G=mg,物体受到的重力G跟它的质量m成正比,g是一个比例系数,g=9.8N/kg,它表示在地球附近,质量是1kg的物体受到的重力是9.8N. ⏹生活中我们说的物体的重量指的是物体的质量,物理学中说的物体重多少,指的物体受到的重力. 【例13】下列关于重力的说法中,正确的是() A.重力是物体本身固有的属性 B.重力是由于地球对物体的吸引而产生的 C.重力的大小跟物体质量成正比 D.重力的方向总是垂直向下的 【答案】B、C. 【例14】把一个物体拿到月球上分别用天平和弹簧测力计称量物体,其结果与地球上相比较() A.都一样 B.都变小 C.天平所测结果不变,弹簧测力计读数变小 D.天平所测结果变小,弹簧测力计读数不变 【答案】C 【例15】一个物体在月球上受到月球吸引力为98N,问: ⑴它在地球上受到的重力? ⑵它在地球上和月球上的质量分别是多少? (物体在月球上的重力为地球上的 ,g取9.8N/kg) 【答案】 知识点三: 弹力 (1)弹力产生的原因. 当物体发生弹性形变的时候,会产生阻碍发生形变的力,这种力就叫做弹力.弹力是由于物体发生了弹性形变而产生的。 弹力的大小与发生形变的程度有关,还与物体自身的性质有关.同一物体发生的弹性形变越大,产生的弹力也就越大。 (2)弹簧测力计的使用. 1 使用前来回轻轻拉弹簧测力计的挂钩,看看是否复原及避免指针被秤壳卡住。 2测量前必须调零。 3认清最小刻度及量程。 4测量时,拉力及弹簧的伸长方向与外壳平行,避免摩擦。 (3)胡克定律. 弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=-kx(或△F=-k△x)。 其中,k称为弹簧的劲度系数(也作倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。 单位是牛顿每米,符号是N/m。 k值与其材料的性质有关。 弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同。 而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。 上述表达式中的负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。 这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。 【例16】如图所示,弹簧测力计的读数是______N。 【答案】4.6 【例17】下列关于弹力的说法中正确的是() A.只要物体发生了形变就会产生弹力 B.产生弹力的物体一定发生了形变 C.物体重力越大,弹力就越大 D.物体受到的力越大,弹力就越大 【答案】B 【例18】竖直悬挂的轻弹簧长10厘米,在下端挂重为5牛的砝码,弹簧长11厘米;如果要使弹簧长变为13厘米.则弹簧下端应挂砝码重___________牛;若将弹簧取下,用两只手分别沿水平方向拉弹簧的两端.每只手的拉力都是10牛.则弹簧的长度是___________厘米.(均未超过弹簧的使用范围) 【答案】15,12 知识点四: 摩擦力 (1)摩擦力. 两个相互接触的物体,当它们发生或将要发生相对运动时,在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力. 摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力. 滑动摩擦力: 一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体相对运动的力. 静摩擦力: 两个相对静止的物体之间有相对运动趋势时,物体受到的摩擦力叫做静摩擦力. 摩擦力产生的条件. ⏹两个物体之间必须接触且有挤压作用 ⏹两个物体的接触面粗糙 ⏹必须有相对运动趋势或已发生相对运动 (2)影响摩擦力大小的因素. 用控制变量法.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.甲图和乙图中接触面相同但所拉物体不同,甲和丙所拉物体相同但接触面粗糙程度不同。 实验结果可概括为: 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关.还可证明滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关. 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. (3)摩擦在实际中的应用. 增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法: 增大方法: 增大压力、增加接触面的粗糙程度、变滚动为滑动 减小方法: 减小压力、加润滑油、减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动 (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) 【例1】 【例2】 【例3】 【例4】 【例5】 【例6】 【例7】 【例8】 【例9】 【例10】 【例11】 【例12】 【例13】 【例14】 【例15】 【例16】 【例17】 【例18】 【例19】 【例20】 【例21】小丽同学要验证“在相同的条件下滚动摩擦远小于滑动摩擦”这一结论。 请你帮她设计一个实验,来说明这一结论的正确性。 (1)请你写出这次探究所需的器材。 (2)请你写出探究的主要步骤。 (4)在这次探究的过程中,你所运用的一种主要的科学研究方法是什么? 【答案】 (1)器材: 实验小车、弹簧测力计、水平木板 (2)步骤: A.如图a,将小车放在水平木板上用测力计匀速水平拉动,拉力 ; B.如图b,将小车倒放在水平木板上用测力计匀速水平拉力,拉力 ; C.∵匀速拉动时 ,比较 与 的大小,验证其结论。 (3)科学方法,控制变量法 【例22】在平直公路上行驶的汽车,在关闭发动机后,汽车最终将停止,这是因为 A、汽车所受的重力与支持力平衡B、汽车受到摩擦力作用 C、汽车在水平方向上受到平衡力作用D、汽车不受力作用 【答案】B 【例23】下列实例中,是通过改变压力大小来改变摩擦力的是() A.在行李箱下安装滚轮 B.骑自行车刹车时用力捏闸 C.体操运动员比赛前在手上抹镁粉 D.在轴承上加润滑油 【答案】B 【例24】用弹簧测力计拉着一个重10N的梯形物体在桌面上匀速行驶,当让它的下表面接触桌面并以一个速度匀速前进时,摩擦力大小是5N,若让它的上表面接触桌面并以另一个速度匀速行驶时,摩擦力大小是_______. 【答案】5N 课后习题 1、一根质量为m、长为L的均匀长方体木料放在水平桌面上,如图所示,现用水平推力F把木料推向桌边,到木料掉下桌边之前,桌面对木料的摩擦力大小() A.逐渐减小到零B.保持不变 C.先增大后减小D.向增大后保持不变 【答案】B 2、图所示的各种措施中,为了减小摩擦的是 【答案】D 3、下列物体的重力最接近1N的是() A.一张海报B.两个鸡蛋C.一瓶啤酒D.一只公鸡 【答案】B 4、对于g=9.8N/kg的理解,下列说法正确的是( ) A.质量是1kg的物体所受的力是9.8N B.在计算1kg的物体受到的重力时,1kg=9.8N C.在地球上,质量为1kg的物体所受的重力大小为9.8N D.以上说法都不对 【答案】C 5、周日,小华完成作业后,到厨房里帮助妈妈干活。 但当他走动时感到瓷砖地面由 于粘有油污而很滑,如果不小心很容易滑倒,聪明的小华想了想,利用自己学过的 摩擦力的知识解决了这个问题。 下列做法肯定错误的是() A.在厨房里穿有平底的塑料拖鞋 B.经常用较干的抹布将地面擦干净 C.建议爸爸将比较光滑的瓷砖换成有凹凸花纹的瓷砖 D.在瓷砖上铺上几张废旧报纸 【答案】A 6、如图是2009年6月30日,醉酒超速驾车造成5死4伤的事故车辆,事故后严重变形.汽车变形说明() A.汽车受重力的作用 B.力能使物体发生形变 C.汽车没有受到摩擦力作用 D.力是维持物体运动的原因 【答案】B 7、弹簧测力计的弹簧在端点断裂了,小红把断裂的那一小段去掉,将剩余部分重新安排好,并校准零点,用这个弹簧测力计测量力的大小为测量值甲,与断裂前的测量值乙比较,甲_______乙. 【答案】甲<乙提示: 弹簧测力计的示数自上而下逐渐增大。 8、如下图所示,其中与其它三个力所产生的作用效果不同的是() 【答案】D 9、某同学在探究重力大小与质量的关系时,他把不同质量的砝码挂在弹簧测力计下,分别测出它们所受重力并记录在下表中,根据表格数据归纳出物体所受重力大小与其质量的关系是_________________。 实验次数 1 2 3 4 5 6 钩码的质量/kg 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 钩码受到的重力/N 0.49 0.98 1.47 1.96 2.45 2.94 【答案】物体所受重力大小与质量成正比
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