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文檔簡介
第七章力與運動(知識清單)
第一節(jié)牛頓第一定律
一、牛頓第一定律
1.阻力對物體運動的影響
(1)兩種觀點
古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點:如果要使一個物體持續(xù)運動,就必須對它施加力的作用;如果這個
力撤掉,物體就會停止運動。即物體的運動力來維持(選填“需要”或“不需要”)。
物理學(xué)家伽利略通過思想實驗,運用邏輯推理,認(rèn)為:物體的運動力來維持,運動的物體之所
以停下來,是因為受到了阻力的作用(選填“需要”或“不需要”)。
(2)探究阻力對物體運動的影響
【實驗器材】小車、長木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
甲WW/豐巾
乙㈡7棉布
丙木板
【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】
(1)在水平木板上鋪上毛巾,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,觀察小車在阻力較大的毛巾表面上滑行
的距離。
(2)在水平木板上鋪上棉布,讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻力較小的棉布表面
上滑行的距離。
(3)讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在更光滑的木板表面上滑行的距離。
(4)實驗記錄表
表面阻力小車運動小車速度
材料大小距離減小情況
毛巾大最短比較______
棉布中比較長比較______
木板小最長最______
【分析與論證】對物體運動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。小車在不同材料的平面上最終停下
來的原因是因為受到的作用。小車受到的阻力越小,滑行的距離越大,速度減小得越o
對上述實驗結(jié)論進(jìn)一步推理可得出:如果運動的物體受到的阻力為零,速度就不會減小,物體將以恒
定不變的永遠(yuǎn)運動下去。由此可以說明伽利略的說法是的,即物體的運動力來維持。
【實驗結(jié)論】
運動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠(yuǎn)。若運動的物體不受阻力,物體的運動速度
將不會減小,將保持做運動。
【交流與討論】實驗方法
(1)控制變量法:控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放,目的是使小車到斜面底端時具有相同
的;
(2)科學(xué)推理法:若小車不受阻力時,小車的速度將不會減小,將永遠(yuǎn)做運動。
2.牛頓第一定律
(1)牛頓第一定律的內(nèi)容
一切物體總保持狀態(tài)或運動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
(2)對牛頓第一定律的理解
①“一切物體”說明該定律對所有物體都是普遍適用的,不論固體、液體,還是氣體都適用。
②“沒有受到力的作用”是指定律成立的條件。“沒有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物體確
實沒有受到任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實際上,不受任何外力作用的物體是不存在的;二
是該物體所受力的合力為零,它的作用效果可以等效為不受任何外力作用時的作用效果。
③“或”指兩種狀態(tài)必居其一,不能同時存在。也就是說,物體如果沒有受到力的作用,原來靜止的
物體仍保持狀態(tài),原來運動的物體將保持原來的速度大小和方向繼續(xù)做運動。
④牛頓第一定律不是實驗定律,而是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步的概括出來的。由
該定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實踐的檢驗,因此它己經(jīng)成為公認(rèn)的物理學(xué)基本定律之一。
⑤牛頓第一定律說明了力和運動的關(guān)系:力不是維持物體運動的原因,而是物體運動狀態(tài)的原
因;物體若不受力,則運動狀態(tài)不改變;反之,如果運動狀態(tài)發(fā)生改變,則物體一定受到力的作用。
二、慣性
1.探究慣性現(xiàn)象
(1)分析生活中一些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象。
①當(dāng)汽車急剎車時,人會向前傾。
分析:當(dāng)汽車剎車時,人的腳部與車廂接觸停止運動,但是人體的上部分仍要保持它原來的狀態(tài)
(選填“運動”或“靜止”),所以會向前傾。
②如圖所示,把一個雞蛋放在硬紙板上,硬紙板放在杯口上??焖偎綋舸蛴布埌鍟r,發(fā)現(xiàn)硬紙板上
的雞蛋沒有跟著紙板飛走,而是落入水杯中。
分析:硬紙板受到擊打力的作用,由靜止變?yōu)檫\動,紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來的
狀態(tài)(選填“運動”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運動員投籃時,當(dāng)把籃球投出后,籃球繼續(xù)向前飛。
分析:當(dāng)把籃球投出后,籃球離開手時,仍要保持它原來的狀態(tài)(離開手時的速度),所以會
繼續(xù)向前飛(選填“運動”或“靜止”)。
(2)總結(jié):物體不受力的作用時,會保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或運動狀態(tài),這是物體固有的一種性質(zhì)。
2.慣性
(1)慣性:任何物體都有保持原來勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。物體的這種性質(zhì)稱為慣性。
(2)對慣性的理解
①慣性的普遍性:一切物體在任何情況下都具有慣性。
②慣性大小的決定因素:慣性的大小是由物體的決定的,質(zhì)量越大,慣性越大,而與物體的形
狀、運動狀態(tài)、所處位置、受力情況等外界因素?zé)o關(guān)。
③慣性與牛頓第一定律的區(qū)別
慣性是物體本身的一種屬性,而牛頓第一定律是物體不受力時遵循的運動定律。任何物體在任何情況
下都具有慣性,牛頓第一定律只有物體不受力時才成立。
(3)區(qū)分慣性與力
慣性力
性質(zhì)慣性是物體自身的性質(zhì),始力是物體對物體的作用,物
不同終具有;與外界條件無關(guān)體間有相互____時才會產(chǎn)生力
要素慣性只有大小,且大小只與力不僅有大小,還有方向和
不同質(zhì)量有關(guān),沒有方向作用點
效果
保持物體_____不變改變物體的______
不同
應(yīng)說“由于慣性”“具有慣
表述應(yīng)說“受到力”“施加力”
性”,不能說成“慣性力”“受
不同“在力的作用下”等
到慣性”“受到慣性作用”等
3.利用慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象
(1)實例分析
①跑動中的人,腳被絆住,會向前倒。
分析:跑動中的人整個身體向前運動,當(dāng)腳被絆住后停止運動,而上半身由于,仍要保持原來
的狀態(tài),繼續(xù)向前運動,所以人向前摔倒。
②如圖所示,撥動簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時,小球并沒有隨金屬片飛出。
分析:靜止的小球沒有受到擊打力的作用。有保持原有狀態(tài)的性質(zhì),所以沒有隨金屬片飛出,
而是落入支座上的凹槽中。
(2)解釋慣性現(xiàn)象的步驟:
①首先確定研究對象是哪個物體;
②明確該物體原來所處的狀態(tài)(運動還是靜止);
③該物體(或物體的某一部分)由于外力作用,運動狀態(tài)發(fā)生怎樣的改變;
④最后確定該物體(或物體的其他部分)由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。
4.慣性的利用
在生活中,應(yīng)用慣性的一些實例。
(1)跳遠(yuǎn)或跳高:跳遠(yuǎn)或跳高運動員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的,在空中繼續(xù)前進(jìn),
以提高成績。
(2)錘頭變緊的方法:錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,這是
因為錘柄突然停止時,錘頭由于慣性會繼續(xù)向運動,這樣錘頭就會牢牢地套在錘柄上了。
靠自身慣性,繼續(xù)向前運動利用慣性套緊錘頭投籃
(3)投鉛球、籃球、標(biāo)槍
運動員在投鉛球、籃球、標(biāo)槍時,盡量提高物體脫離手時的運動,當(dāng)物體離開手之后由于具有
慣性,將保持這個速度運動下去,所以物體離開手時的速度越大,運動的越o
5.慣性的危害和防止
慣性有時也會給人帶來危害,為防止慣性帶來的危害,人們采取了一些保護(hù)措施。
例如交通事故的發(fā)生,多數(shù)是由于慣性造成的。所以乘坐交通工具時,司機(jī)和乘客要系;車輛
行駛要限載限;車輛行駛要保持;汽車要安裝安全氣囊等。
第二節(jié)力的合成
一、合力與分力
1.合力與分力
(1)概念:如果一個力廠產(chǎn)生的作用效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個
力的力,組成合力的每一個力(例如尸1和尸2)叫力。
(2)力的合成:求西和巳的合力叫做同一直線上的o
(3)合力與分力的理解
①同時性:幾個分力必須是同時作用在同一個物體上。
②非共存性:對物體進(jìn)行受力分析時,考慮了合力,就不能再考慮分力,考慮了分力,就不能再考慮
合力。
③等效性:合力并不是分力的總和,而應(yīng)從力的作用效果來判斷,運用的思想,它可以替代那
幾個分力,即合力的實質(zhì)為分力的“等效力”。
二、同一直線上二力的合成
【實驗器材】支架、橡皮筋、繩子、若干相同的鉤碼(每只鉤碼的重力為1N)、定滑輪等。
【實驗步驟】
(1)如圖所示,將一根橡皮筋一端固定在支架上,橡皮筋原長為AE,將兩組鉤碼掛在繩子下,繩子
另一端與橡皮筋自由端連接,橡皮筋在同方向力B、凡的作用下伸長到記錄此時尸1、B的大小和方
向。
(2)如圖所示,將兩組鉤碼掛在繩子下,橡皮筋在兩個方向相反的力尸1、6作用下伸長到AE',記
錄此時人、B的大小和方向。
(3)如圖所示,將一組鉤碼掛在繩子下,用力廠作用在橡皮筋上,橡皮筋同樣伸長到AE',記錄此時
尸的大小和方向。
【實驗數(shù)據(jù)與分析】
(1)同一直線上同方向二力的合成
比較甲、丙兩次實驗的情況(后、尸2和尸之間的大小與方向的關(guān)系)。
項目Fi/NF2/NF/N
大小213
方向向右向右向右
分析:尸1、尸2同向,尸產(chǎn)生的作用效果與西、B共同作用產(chǎn)生的效果相同時,F(xiàn)=o
(2)同一直線上反方向二力的合成
比較乙、丙兩次實驗的情況(B、B和尸之間的大小與方向的關(guān)系)。
分析:尸1、尸2反向,尸產(chǎn)生的作用效果與西、歹2共同作用產(chǎn)生的效果相同時,F(xiàn)=
項目Fi/NF2/NF/N
大小413
方向向右向左向右
【實驗結(jié)論】
(1)同一直線上,方向相同的兩個力的合力,大小等于這兩個力的大小之和,方向跟這兩個力的方向
相同,即
F=FX+F2.
(2)同一直線上,方向相反的兩個力的合力,大小等于這兩個力的大小之差,方向跟較大的那個力的
方向相同,即F=F\-Fi.
【探究方法】
在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效
果,比如用合力替代各個分力,這叫做法。
第三節(jié)二力平衡
一、平衡狀態(tài)與平衡力
1.常見物體的受力分析
(1)靜止在桌面上的杯子:受到的力有重力G與桌面的力凡
(2)懸掛的電燈:電燈受到的力有重力G與力凡
八支持力Nf拉力尸
重力G、,重力G
(3)勻速下落的跳傘運動員:運動員受到的力有重力G與空氣的F。
''阻力尸
、,重力G
(4)水平勻速前進(jìn)的小汽車
在豎直方向上受到的力有:汽車的重力G、地面的N;在水平方向上受到的力有:牽引力R空
氣與地面的/o
歸納:牛頓第一定律是在理想狀況下成立的,而在現(xiàn)實中,當(dāng)一個物體受幾個力作用時,也能保持靜
止或勻速直線運動狀態(tài),即不變。
2.平衡狀態(tài)與平衡力
(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。
(2)平衡力:物體如果在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力就互稱為力。
二、探究二力平衡的條件
【提出問題】二力平衡時,二力的大小、方向、作用點應(yīng)該有什么關(guān)系?它們在一條直線上嗎?
【實驗設(shè)計】如圖,將小車放在光滑的水平桌面上,使小車在水平方向上受兩個力的作用。采用控制
變量法進(jìn)行探究,分別改變這兩個力的大小(通過改變祛碼的質(zhì)量)、方向、是否共線(通過扭轉(zhuǎn)小車實
現(xiàn))和是否同體(通過分別拉2輛小車實現(xiàn)),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會保持靜止?fàn)?/p>
o
【實驗器材】木板、小車、祛碼多個、細(xì)線、定滑輪、彈簧測力計、等質(zhì)量小盤2個。
【進(jìn)行實驗并收集數(shù)據(jù)】
(1)如實驗裝置圖甲所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實驗裝置。在兩邊的托盤里分別放
上質(zhì)量不相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(2)在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(3)將連接小車右側(cè)托盤的細(xì)線掛于小車左側(cè)掛鉤處,使二力的方向同時向左,觀察小車的運動情況
(乙圖)。
(4)控制二力的大小不變,方向相反,把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察小車的運動情
況(丙圖)。
(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一直線上,用細(xì)線把兩個小車的掛鉤連在一起,
用剪刀把細(xì)線剪斷,觀察小車的運動情況(丁圖)。
(6)實驗記錄
力的力的是否在同一是否作用在同小車是否
序號
大小方向直線上一物體上平衡
1不相等相反是是否
2相等相反是是是
3相等相同是是否
4相等相反不是是否
5相等相反是不是否
【分析與論證】
(1)比較表中實驗序號1與2可知,要使小車保持靜止,必須使兩托盤中祛碼的質(zhì)量相等,說明二
力平衡的條件之一是兩個力的大小o
(2)比較表中實驗序號2與3可知,當(dāng)二力方向相反時,小車靜止;當(dāng)二力均向左拉,即方向相同
時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力方向O
(3)比較表中實驗序號2與4可知,當(dāng)把小車扭轉(zhuǎn)一個角度,使二力不在同一條直線上時,小車運
動狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車重新恢復(fù)到原來的靜止?fàn)顟B(tài)時,二力在同一條直線上,說明二力平衡的條件之
一是兩個力作用在_____上。
(4)比較表中實驗序號2與5可知,當(dāng)二力作用在同一物體上時,小車靜止;當(dāng)二力作用在不同物
體上時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力作用在_____上。
【實驗結(jié)論】二力平衡的條件
作用在物體上的兩個力大小相等、方向相反,并且作用在_____上。
記憶口訣:“同體、等大、反向、共線”。
【交流與評估】
(1)本實驗中選用了小車而不選用木塊,是為了減小給實驗帶來的誤差。
(2)本實驗設(shè)計的優(yōu)點是:可以不考慮物體的重力對實驗的影響。
(3)實驗中,桌面必須水平,否則小車的重力會影響實驗。
(4)實驗中,如果兩側(cè)的祛碼個數(shù)不相等但小車仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),則原因是小車受到桌面的
力比較大。
(5)方案二:用小卡片探究二力平衡的條件
①該方案以小卡片為研究對象,鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。
②當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片靜止;當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量不等時,小卡片運動;把小卡
片轉(zhuǎn)過一個角度,再松手時,小卡片轉(zhuǎn)動;用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運動。
③本方案選用硬紙片的原因是減小對實驗的影響,但還受重力,因此對實驗結(jié)論也有影響。
三、二力平衡的理解與應(yīng)用
1.判斷二力平衡的方法
(1)根據(jù)物體受力情況判斷
作用在同一物體上的兩個力,若大小相等、方向相反,且作用在同一條直線上,則這兩個力平衡。
(2)根據(jù)物體的運動情況判斷
一個物體受到兩個力的作用,若物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),則這兩個力平衡。
2.區(qū)別“平衡力”和“相互的力”
(1)實例分析:一本書靜止在水平桌面上時,分析書、桌面的受力情況。
如圖甲所示,水平桌面上的一本書所受重力G和桌面____是一對平衡力。如圖乙所示,書對
和桌面對書的支持力/是一對相互作用力。
(2)“平衡力”與“相互的力”的區(qū)別
一對平衡力一對相互作用力
大小相等大小相等
相同點方向相反方向相反
作用在同一直線上作用在同一直線上
不同點作用在______物體上分別作用在______物體上
3.二力平衡的應(yīng)用
(1)求力的大小和判斷力的方向
物體在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài),已知一個力的大小和方向,我們可以根據(jù)二力平衡條件求另一
個力的和O
①靜止在水平面上的物體的受力情況
因物體靜止,所以物體所受的重力G與地面對它的支持力E是一對力,則此二力大小相等、方
向相反、作用在同一直線上,支持力的大小等于重力的大小F=G,支持力的方向。
.
X
■■
o一
二-01I
1三
-
二2
二
I2--二3
I34-三
-
5F
J
②用彈簧測力計測量物體所受重力的原理
因為物體靜止,所以物體所受的重力G與彈簧測力計對它的拉力尸是一對力,則此二力大小相
等、方向相反、作用在同一條直線上,所以物體重力的大小等于的大小G=F。
(2)判斷物體的運動狀態(tài)(平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài))
以在水平路面上向左運動的小車為例進(jìn)行受力分析:
在豎直方向上受到的力有:重力G、地面支持力M是一對平衡力。在水平方向上有汽車發(fā)動機(jī)的牽
引力F和地面與空氣的阻力fo
①若牽引力等于阻力戶手,則二力平衡,小車向左做_____直線運動;
②若牽引力大于阻力尸>力二力不平衡,小車向左做_____直線運動;
③若牽引力小于阻力B<力二力不平衡,小車向左做_____直線運動。(以上均選填“勻速”、“加
速”或“減速”)
4.找重心:利用二力平衡,可以找不規(guī)則物體的重心,例如用法找薄板的重心。
5.運動和力的關(guān)系
物體受到平衡力的作用,運動狀態(tài)改變,即保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。物體受到非平
衡力的作用,運動狀態(tài)改變,即運動的速度或方向發(fā)生改變(均選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。
第七章力與運動(知識清單)
第一節(jié)牛頓第一定律
一、牛頓第一定律
1.阻力對物體運動的影響
(1)兩種觀點
古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點:如果要使一個物體持續(xù)運動,就必須對它施加力的作用;如果這個
力撤掉,物體就會停止運動。即物體的運動需要力來維持(選填“需要”或“不需要”)。
物理學(xué)家伽利略通過思想實驗,運用邏輯推理,認(rèn)為:物體的運動不需要力來維持,運動的物體之所
以停下來,是因為受到了阻力的作用(選填“需要”或“不需要”)。
(2)探究阻力對物體運動的影響
【實驗器材】小車、長木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
甲/毛巾
乙O,棉布
丙#7木板
【進(jìn)行實驗與收集證據(jù)】
(1)在水平木板上鋪上毛巾,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,觀察小車在阻力較大的毛巾表面上滑行
的距離。
(2)在水平木板上鋪上棉布,讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻力較小的棉布表面
上滑行的距離。
(3)讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在更光滑的木板表面上滑行的距離。
(4)實驗記錄表
表面阻力小車運動小車速度
材料大小距離減小情況
毛巾大最短比較快
棉布中比較長比較慢
木板小最長最慢
【分析與論證】對物體運動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。小車在不同材料的平面上最終停下
來的原因是因為受到阻力的作用。小車受到的阻力越小,滑行的距離越大,速度減小得越慢。
對上述實驗結(jié)論進(jìn)一步推理可得出:如果運動的物體受到的阻力為零,速度就不會減小,物體將以恒
定不變的速度永遠(yuǎn)運動下去。由此可以說明伽利略的說法是正確的,即物體的運動不需要力來維持。
【實驗結(jié)論】
運動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠(yuǎn)。若運動的物體不受阻力,物體的運動速度
將不會減小,將保持做勻速直線運動。
【交流與討論】實驗方法
(1)控制變量法:控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放,目的是使小車到斜面底端時具有相同
的初速度;
(2)科學(xué)推理法:若小車不受阻力時,小車的速度將不會減小,將永遠(yuǎn)做勻速直線運動。
2.牛頓第一定律
(1)牛頓第一定律的內(nèi)容
一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
(2)對牛頓第一定律的理解
①“一切物體”說明該定律對所有物體都是普遍適用的,不論固體、液體,還是氣體都適用。
②“沒有受到力的作用”是指定律成立的條件?!皼]有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物體確
實沒有受到任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實際上,不受任何外力作用的物體是不存在的;二
是該物體所受力的合力為零,它的作用效果可以等效為不受任何外力作用時的作用效果。
③“或”指兩種狀態(tài)必居其一,不能同時存在。也就是說,物體如果沒有受到力的作用,原來靜止的
物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài),原來運動的物體將保持原來的速度大小和方向繼續(xù)做勻速直線運動。
④牛頓第一定律不是實驗定律,而是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步的推理概括出來的。由該
定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實踐的檢驗,因此它已經(jīng)成為公認(rèn)的物理學(xué)基本定律之一。
⑤牛頓第一定律說明了力和運動的關(guān)系:力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原
因;物體若不受力,則運動狀態(tài)不改變;反之,如果運動狀態(tài)發(fā)生改變,則物體一定受到力的作用。
二、慣性
1.探究慣性現(xiàn)象
(1)分析生活中一些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象。
①當(dāng)汽車急剎車時,人會向前傾。
分析:當(dāng)汽車剎車時,人的腳部與車廂接觸停止運動,但是人體的上部分仍要保持它原來的運動狀態(tài)
(選填“運動”或“靜止”),所以會向前傾。
②如圖所示,把一個雞蛋放在硬紙板上,硬紙板放在杯口上??焖偎綋舸蛴布埌鍟r,發(fā)現(xiàn)硬紙板上
的雞蛋沒有跟著紙板飛走,而是落入水杯中。
分析:硬紙板受到擊打力的作用,由靜止變?yōu)檫\動,紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來的靜
止?fàn)顟B(tài)(選填“運動”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運動員投籃時,當(dāng)把籃球投出后,籃球繼續(xù)向前飛。
分析:當(dāng)把籃球投出后,籃球離開手時,仍要保持它原來的運動狀態(tài)(離開手時的速度),所以會繼
續(xù)向前飛(選填“運動”或“靜止”)。
(2)總結(jié):物體不受力的作用時,會保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或運動狀態(tài),這是物體固有的一種性質(zhì)。
2.慣性
(1)慣性:任何物體都有保持原來勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。物體的這種性質(zhì)稱為慣性。
(2)對慣性的理解
①慣性的普遍性:一切物體在任何情況下都具有慣性。
②慣性大小的決定因素:慣性的大小是由物體的質(zhì)量決定的,質(zhì)量越大,慣性越大,而與物體的形
狀、運動狀態(tài)、所處位置、受力情況等外界因素?zé)o關(guān)。
③慣性與牛頓第一定律的區(qū)別
慣性是物體本身的一種屬性,而牛頓第一定律是物體不受力時遵循的運動定律。任何物體在任何情況
下都具有慣性,牛頓第一定律只有物體不受力時才成立。
(3)區(qū)分慣性與力
慣性力
性質(zhì)慣性是物體自身的性質(zhì),始力是物體對物體的作用,物
不同終具有;與外界條件無關(guān)體間有相互隹用時才會產(chǎn)生力
要素慣性只有大小,且大小只與力不僅有大小,還有方向和
不同質(zhì)量有關(guān),沒有方向作用點
效果
保持物體運動狀態(tài)不變改變物體的運動狀態(tài)
不同
應(yīng)說“由于慣性”“具有慣
表述應(yīng)說“受到力”“施加力”
性”,不能說成“慣性力”“受
不同“在力的作用下”等
到慣性”“受到慣性作用”等
3.利用慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象
(1)實例分析
①跑動中的人,腳被絆住,會向前倒。
分析:跑動中的人整個身體向前運動,當(dāng)腳被絆住后停止運動,而上半身由于慣性,仍要保持原來的
運動狀態(tài),繼續(xù)向前運動,所以人向前摔倒。
②如圖所示,撥動簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時,小球并沒有隨金屬片飛出。
分析:靜止的小球沒有受到擊打力的作用。有保持原有靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),所以沒有隨金屬片飛出,而
是落入支座上的凹槽中。
(2)解釋慣性現(xiàn)象的步驟:
①首先確定研究對象是哪個物體;
②明確該物體原來所處的狀態(tài)(運動還是靜止);
③該物體(或物體的某一部分)由于外力作用,運動狀態(tài)發(fā)生怎樣的改變;
④最后確定該物體(或物體的其他部分)由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。
4.慣性的利用
在生活中,應(yīng)用慣性的一些實例。
(1)跳遠(yuǎn)或跳高:跳遠(yuǎn)或跳高運動員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的慣性,在空中繼續(xù)前進(jìn),以
提高成績。
(2)錘頭變緊的方法:錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,這是
因為錘柄突然停止時,錘頭由于慣性會繼續(xù)向上運動,這樣錘頭就會牢牢地套在錘柄上了。
靠自身慣性,繼續(xù)向前運動利用慣性套緊錘頭
(3)投鉛球、籃球、標(biāo)槍
運動員在投鉛球、籃球、標(biāo)槍時,盡量提高物體脫離手時的運動速度,當(dāng)物體離開手之后由于具有慣
性,將保持這個速度運動下去,所以物體離開手時的速度越大,運動的越遠(yuǎn)。
5.慣性的危害和防止
慣性有時也會給人帶來危害,為防止慣性帶來的危害,人們采取了一些保護(hù)措施。
例如交通事故的發(fā)生,多數(shù)是由于慣性造成的。所以乘坐交通工具時,司機(jī)和乘客要系安全帶;車輛
行駛要限載限速;車輛行駛要保持距離;汽車要安裝安全氣囊等。
第二節(jié)力的合成
一、合力與分力
1.合力與分力
(1)概念:如果一個力產(chǎn)產(chǎn)生的作用效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個
力的合力,組成合力的每一個力(例如丹和尸2)叫父力。
(a)(b)
(2)力的合成:求B和F,的合力叫做同一直線上的二力合成。
(3)合力與分力的理解
①同時性:幾個分力必須是同時作用在同一個物體上。
②非共存性:對物體進(jìn)行受力分析時,考慮了合力,就不能再考慮分力,考慮了分力,就不能再考慮
合力。
③等效性:合力并不是分力的總和,而應(yīng)從力的作用效果來判斷,運用等效替代的思想,它可以替代
那幾個分力,即合力的實質(zhì)為分力的“等效力”。
二、同一直線上二力的合成
【實驗器材】支架、橡皮筋、繩子、若干相同的鉤碼(每只鉤碼的重力為1N)、定滑輪等。
【實驗步驟】
(1)如圖所示,將一根橡皮筋一端固定在支架上,橡皮筋原長為AE,將兩組鉤碼掛在繩子下,繩子
另一端與橡皮筋自由端連接,橡皮筋在同方向力Q、&的作用下伸長到AE',記錄此時尸1、后的大小和方
向。
(2)如圖所示,將兩組鉤碼掛在繩子下,橡皮筋在兩個方向相反的力為、尸2作用下伸長到記
錄此時B、B的大小和方向。
(3)如圖所示,將一組鉤碼掛在繩子下,用力廠作用在橡皮筋上,橡皮筋同樣伸長到記錄此時
尸的大小和方向。
【實驗數(shù)據(jù)與分析】
(1)同一直線上同方向二力的合成
比較甲、丙兩次實驗的情況(打、治和P之間的大小與方向的關(guān)系)。
項目Fi/NF2/NF/N
大小213
方向向右向右向右
分析:氏、巳同向,廠產(chǎn)生的作用效果與涇、B共同作用產(chǎn)生的效果相同時,F(xiàn)=F1+F2.
(2)同一直線上反方向二力的合成
比較乙、丙兩次實驗的情況(人、民和廠之間的大小與方向的關(guān)系)。
分析:Fi、&反向,尸產(chǎn)生的作用效果與人、B共同作用產(chǎn)生的效果相同時,F(xiàn)=Fl-F2o
項目Fi/NF2/NF/N
大小413
方向向右向左向右
【實驗結(jié)論】
(1)同一直線上,方向相同的兩個力的合力,大小等于這兩個力的大小之和,方向跟這兩個力的方向
相同,即F=FI+F2.
(2)同一直線上,方向相反的兩個力的合力,大小等于這兩個力的大小之差,方向跟較大的那個力的
方向相同,即F=F!-F2.
【探究方法】
在研究物理問題時,有時為了使問題簡化,常用一個物理量來代替其他所有物理量,但不會改變物理效
果,比如用合力替代各個分力,這叫做等效替代法。
第三節(jié)二力平衡
一、平衡狀態(tài)與平衡力
1.常見物體的受力分析
(1)靜止在桌面上的杯子:受到的力有重力G與桌面的支持力凡
(2)懸掛的電燈:電燈受到的力有重力G與繩子的拉力F。
''拉力尸
重力G重力G
(3)勻速下落的跳傘運動員:運動員受到的力有重力G與空氣的坦〃幾
(4)水平勻速前進(jìn)的小汽車
在豎直方向上受到的力有:汽車的重力G、地面的支持力M在水平方向上受到的力有:牽引力R
空氣與地面的阻力
歸納:牛頓第一定律是在理想狀況下成立的,而在現(xiàn)實中,當(dāng)一個物體受幾個力作用時,也能保持靜
止或勻速直線運動狀態(tài),即運動狀態(tài)不變。
2.平衡狀態(tài)與平衡力
(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。
(2)平衡力:物體如果在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力就互稱為平衡力。
二、探究二力平衡的條件
【提出問題】二力平衡時,二力的大小、方向、作用點應(yīng)該有什么關(guān)系?它們在一條直線上嗎?
【實驗設(shè)計】如圖,將小車放在光滑的水平桌面上,使小車在水平方向上受兩個力的作用。采用控制
變量法進(jìn)行探究,分別改變這兩個力的大小(通過改變祛碼的質(zhì)量)、方向、是否共線(通過扭轉(zhuǎn)小車實
現(xiàn))和是否同體(通過分別拉2輛小車實現(xiàn)),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會保持靜止?fàn)?/p>
態(tài)。
【實驗器材】木板、小車、祛碼多個、細(xì)線、定滑輪、彈簧測力計、等質(zhì)量小盤2個。
【進(jìn)行實驗并收集數(shù)據(jù)】
(1)如實驗裝置圖甲所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實驗裝置。在兩邊的托盤里分別放
上質(zhì)量不相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(2)在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(3)將連接小車右側(cè)托盤的細(xì)線掛于小車左側(cè)掛鉤處,使二力的方向同時向左,觀察小車的運動情況
(乙圖)。
(4)控制二力的大小不變,方向相反,把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察小車的運動情
況(丙圖)。
(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一直線上,用細(xì)線把兩個小車的掛鉤連在一起,
用剪刀把細(xì)線剪斷,觀察小車的運動情況(丁圖)。
(6)實驗記錄
力的力的是否在同一是否作用在同小車是否
序號
大小方向直線上一物體上平衡
1不相等相反是是否
2相等相反是是是
3相等相同是是否
4相等相反不是是否
5相等相反是不是否
【分析與論證】
(1)比較表中實驗序號1與2可知,要使小車保持靜止,必須使兩托盤中祛碼的質(zhì)量相等,說明二
力平衡的條件之一是兩個力的大小相等。
(2)比較表中實驗序號2與3可知,當(dāng)二力方向相反時,小車靜止;當(dāng)二力均向左拉,即方向相同
時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力方向相反。
(3)比較表中實驗序號2與4可知,當(dāng)把小車扭轉(zhuǎn)一個角度,使二力不在同一條直線上時,小車運
動狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車重新恢復(fù)到原來的靜止?fàn)顟B(tài)時,二力在同一條直線上,說明二力平衡的條件之
一是兩個力作用在同一條直線上。
(4)比較表中實驗序號2與5可知,當(dāng)二力作用在同一物體上時,小車靜止;當(dāng)二力作用在不同物
體上時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力作用在同一物體上。
【實驗結(jié)論】二力平衡的條件
作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反,并且作用在同一條直線上。
記憶口訣:“同體、等大、反向、共線”。
【交流與評估】
(1)本實驗中選用了小車而不選用木塊,是為了減小摩揍給實驗帶來的誤差。
(2)本實驗設(shè)計的優(yōu)點是:可以不考慮物體的重力對實驗的影響。
(3)實驗中,桌面必須水平,否則小車的重力會影響實驗。
(4)實驗中,如果兩側(cè)的祛碼個數(shù)不相等但小車仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),則原因是小車受到桌面的靜摩
接力比較大。
(5)方案二:用小卡片探究二力平衡的條件
①該方案以小卡片為研究對象,鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。
②當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片靜止;當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量不等時,小卡片運動;把小卡
片轉(zhuǎn)過一個角度,再松手時,小卡片轉(zhuǎn)動;用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運動。
③本方案選用硬紙片的原因是減小摩擦對實驗的影響,但還受重力,因此對實驗結(jié)論也有影響。
三、二力平衡的理解與應(yīng)用
1.判斷二力平衡的方法
(1)根據(jù)物體受力情況判斷
作用在同一物體上的兩個力,若大小相等、方向相反,且作用在同一條直線上,則這兩個力平衡。
(2)根據(jù)物體的運動情況判斷
一個物體受到兩個力的作用,若物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),則這兩個力平衡。
2.區(qū)別“平衡力”和“相互的力”
(1)實例分析:一本書靜止在水平桌面上時,分析書、桌面的受力情況。
如圖甲所示,
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