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文檔簡(jiǎn)介
第八章運(yùn)動(dòng)和力(知識(shí)清單)
思維導(dǎo)圖
阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響
牛頓
第
一牛頓第一定律內(nèi)容
定
律慣性:物體保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)
慣性物體的一種屬性。質(zhì)量大,慣性大
慣性的利用與防范
平衡平衡狀態(tài)與平衡力
二力條件平衡條件:同物、
平衡二力平衡條件的應(yīng)用
運(yùn)
動(dòng)
和
摩擦種類滑動(dòng)、滾動(dòng)、靜摩擦
力
滑動(dòng)摩影響因素:
摩擦力擦力”程度與E
摩擦的增大有益摩擦的方法
利用與
§防止減小有害摩擦的方法
同一直線上的兩個(gè)力,若方
向相同,,合力方
力的向與兩個(gè)力的方向相同。
合成同一直線上的兩個(gè)力,若方
向相反,F(xiàn){,合力方
向與較大力的方向一致。
第一節(jié)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
一、阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
1.歷史上的兩種觀點(diǎn)
(1)占希臘哲學(xué)家亞里士多集認(rèn)為:如果要使一個(gè)物體持續(xù)運(yùn)動(dòng),就必須對(duì)它施加力的作用:如果這
個(gè)力撤掉,物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。即物體的運(yùn)動(dòng)力來(lái)維持(選填“需要”或“不需要”)。
(2)物理學(xué)家伽利略通過(guò)理想實(shí)驗(yàn),運(yùn)用邏輯推理,認(rèn)為:物體的運(yùn)動(dòng)力來(lái)維持,運(yùn)動(dòng)的物體
之所以停下來(lái),是因?yàn)槭艿搅俗枇Φ淖饔茫ㄟx填“需要”或“不需要”)。
2.實(shí)驗(yàn)探究:阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下,如圖所示,改變水平面表面的粗糙程
度,使其對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾,第二次鋪棉布,第三次將棉布去掉,只剩
下木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
(1)在水平木板上鋪上表面最粗糙的毛巾,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)在水平木板上鋪上表面較粗糙的棉布,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(shí)驗(yàn)記錄表
表面阻力小車運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)比較慢
木板小最長(zhǎng)最慢
【實(shí)驗(yàn)分析】
對(duì)物體運(yùn)動(dòng)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(lái)的原因是因?yàn)?/p>
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。
對(duì)上述結(jié)論進(jìn)一步推理可得:如果運(yùn)動(dòng)的物體受到的阻力為零,速度就不會(huì)減小,物體將以恒定不變
的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。由此可以說(shuō)明的說(shuō)法是正確的,即物體的運(yùn)動(dòng)力來(lái)維持。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。如果運(yùn)動(dòng)的物體受到的阻力
為0,速度就不會(huì)減小,物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
【交流與討論】
(1)實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法:每次實(shí)驗(yàn)中,都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(shí)具有相同的;
②科學(xué)推理法:若小車不受阻力時(shí),小車的速度將不會(huì)減小,將永遠(yuǎn)做運(yùn)動(dòng)。
(2)對(duì)小車受力情況進(jìn)行分析:小車在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),在豎直方向受重力和支持力,這兩個(gè)力相互
平衡,對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做減速直線運(yùn)動(dòng)。
(3)選用小車而不選用木塊的原因:在相同的條件下,小車受到的阻力較小,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
二、牛頓第一定律
1.牛頓第一定律的建立過(guò)程
(1)伽利略結(jié)論:意大利物理學(xué)家伽利略通過(guò)斜面小球?qū)嶒?yàn)認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小,速度減
小的越慢,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),物體的運(yùn)動(dòng)不需要來(lái)維持。他又進(jìn)一步推論,若沒(méi)有摩擦阻力,球?qū)⒂?/p>
遠(yuǎn)滾下去。
(2)笛卡爾觀點(diǎn):法國(guó)物理學(xué)家笛卡爾對(duì)?伽利略的觀點(diǎn)又進(jìn)行了補(bǔ)充:運(yùn)動(dòng)的物體在不受外力的情況
下,它將速度不變、方向不變的永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,即作運(yùn)動(dòng)。
(3)英國(guó)著名物理學(xué)家牛頓在伽利略等科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上,對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了深入研究,總
結(jié)出牛頓第一定律。
2.牛頓第一定律
(1)內(nèi)容:一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
(2)對(duì)牛頓第一定律的理解
①“一切物體”說(shuō)明該定律對(duì)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(méi)有受到力的作用”是指定律成立的條件?!皼](méi)有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物體確
實(shí)沒(méi)有受到任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實(shí)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(shí)的作用效果。
③“或”指兩種狀態(tài)必居其一,不能同時(shí)存在。也就是說(shuō),物體如果沒(méi)有受到力的作用,原來(lái)靜止的
物體仍保持狀態(tài),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將保持原來(lái)的速度大小和方向繼續(xù)做運(yùn)動(dòng)。
④牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律,而是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步的概括出來(lái)
的。由該定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),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(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體的原
因。若物體小受力,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)小改變;若如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,則一定受到力的作用。
②如圖所示,撥動(dòng)簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時(shí),小球并沒(méi)有隨金屬片飛出。
分析:靜止的小球沒(méi)有受到擊打力的作用。有保持原有狀態(tài)的性質(zhì),所以沒(méi)有隨金屬片飛出,
而是落入支座,的凹槽中。
(2)解釋慣性現(xiàn)象的步驟
①首先確定研究對(duì)象是哪個(gè)物體;②明確該物體原來(lái)所處的狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)還是靜止);③該物體(或物
體的某一部分)由于外力作用,運(yùn)動(dòng)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(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。
4.慣性的利用實(shí)例
(1)跳遠(yuǎn)或跳高:跳遠(yuǎn)或跳高運(yùn)動(dòng)員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的,在空口繼續(xù)前進(jìn),
以提裔成績(jī)。
(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匕這是
因?yàn)殄N柄突然停止時(shí),錘頭由于慣性會(huì)繼續(xù)向運(yùn)動(dòng),這樣錘頭就會(huì)牢牢地套在錘柄上了。
靠自身慣性,繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)利用慣性套緊錘頭投籃
(3)投鉛球、籃球、標(biāo)槍:運(yùn)動(dòng)員在投鉛球、籃球、標(biāo)槍時(shí),盡量提高物體脫離手時(shí)的,當(dāng)物
體離開(kāi)手之后由于具有慣性,將保持這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)下去,所以物體離開(kāi)手時(shí)的速度越大,運(yùn)動(dòng)的越
5.慣性的危害和防止
慣性有時(shí)也會(huì)給人帶來(lái)危害,為防止慣性帶來(lái)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(shí),司機(jī)和乘客要系;車輛行駛要限載限;
車軻行駛要保持;汽車要安裝安全氣囊等。
第二節(jié)二力平衡
一、二力平衡的條件
1.現(xiàn)象探究
(1)如圖甲所示,懸掛的小球靜止。受到的力有有重力G與
(2)如圖乙所示,水平桌面上靜止的物體。受到的力有重力G與桌面的尸支。
(3)如圖丙所示,勻速下落的跳傘運(yùn)動(dòng)員。運(yùn)動(dòng)員受到的力有重力G與空氣的尸也。
(4)如圖丁所示,小車在推力作用下沿水平面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在豎直方向上受到的力有:汽車
的重力G、地面的M在水平方向上受到的力有:牽引力尸、空氣與地面的/
探究歸納:牛頓第一定律是在理想狀況下成立的,而在現(xiàn)實(shí)中,當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用,當(dāng)作用效
果相互抵消時(shí),也能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即不變。
2.平衡力與平衡狀態(tài)
(1)物體受到幾個(gè)力作用時(shí),如果保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這幾個(gè)力相互平衡,物體
處于狀態(tài)。
(2)二力平衡:當(dāng)物體受到兩個(gè)力的作用時(shí),如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這兩
個(gè)力相互平衡,簡(jiǎn)稱平衡。
3.實(shí)驗(yàn)探究:二力平衡的條件
【實(shí)驗(yàn)思路】要想找到物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)兩個(gè)力之間的關(guān)系,應(yīng)該先想辦法在物體
上施加兩個(gè)力使物體平衡,然后在物體平衡時(shí)測(cè)量這兩個(gè)力,看看這兩個(gè)力之間存在怎樣的關(guān)系。
方案如下:如圖甲所示,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(gè)力的作用。采用
控制變量法進(jìn)行探究,分別改變這兩個(gè)力的大?。ㄍㄟ^(guò)改變祛碼的質(zhì)量)、方向、是否共線(通過(guò)扭轉(zhuǎn)小
車實(shí)現(xiàn))和是否同體(通過(guò)分別拉2輛小車實(shí)現(xiàn)),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會(huì)保持靜止
狀態(tài)不變。
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
(1)如實(shí)驗(yàn)裝置圖甲所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)情況。
(2)如圖乙所示,在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的跌碼,觀察小車的運(yùn)動(dòng)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(shí)向左,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況
(丙圖)。
(4)保持兩邊托盤里的祛碼質(zhì)量相等,把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情
況(丁圖)。
FT
丙戊
(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(gè)小車的掛鉤連在一起,
用剪刀把細(xì)線剪斷,觀察小車的運(yùn)動(dòng)情況(戊圖)。
【實(shí)驗(yàn)條件和現(xiàn)象記錄表】
小車在水平方向所受二力的情況
小車的運(yùn)動(dòng)
狀態(tài)是否改變
大小方向是否在同一直線上
不相等相反是改變
相等相反是不改變
相等相同是改變
相等相反否改變
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】進(jìn)一步的研究表明:
作用在物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且在上,這兩個(gè)力就彼此平
衡。記憶口訣:“同體、等大、反向、共線”。
【交流與評(píng)估】
(1)本實(shí)驗(yàn)中選用了小車而不選用木塊,是為了減小給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差。
(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:可以不考慮物體的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
(3)實(shí)驗(yàn)中,桌面必須水平,否則小車的重力會(huì)影響實(shí)驗(yàn),
(4)實(shí)驗(yàn)中,如果兩側(cè)的祛碼個(gè)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(duì)象,鉤碼通過(guò)定滑輪對(duì)卡片施加力的作用。
②當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量相等時(shí),小卡片靜止;當(dāng)兩線端所掛鉤碼質(zhì)量不等時(shí),小卡片運(yùn)動(dòng);把小卡
片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,松手時(shí),小卡片轉(zhuǎn)動(dòng);用剪刀把小卡片從中間剪開(kāi),松手時(shí),小卡片運(yùn)動(dòng)。
③本方案選用硬紙片的原因是減小,對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,但還受重力,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有影響。
二、二力平衡條件的應(yīng)用
1.確定力的大小和判斷力的方向
物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài),己知一個(gè)力的大小和方向,我們可以根據(jù)二力平衡條件求另一
個(gè)力的和r
ITJ
Irl
litl
差
^
甲乙
(1)分析靜止在水平面上的物體的受力情況
如圖甲所示,因物體靜止,所以物體所受的重力G與地面對(duì)它的支持力F支是一對(duì)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”=G支,支持力的方
向o
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力的原理
如圖乙所示,因?yàn)槲矬w靜止,所以物體所受的重力G與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力/是一對(duì)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拉力的大小6=凡
2.判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài))
如圖內(nèi)所示,水平路面上向左運(yùn)動(dòng)的小車受到的力有:在豎直方向上受到的力有:重力G、地面支持
力N,是一對(duì)平衡力。在水平方向上有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力尸和地面與空氣的阻力力
(1)若牽引力等于阻力閆;則二力平衡,小車向左做直線運(yùn)動(dòng);
(2)若牽引力大于阻力F>/,二力不平衡,小車向左做直線運(yùn)動(dòng);
(3)若牽引力小于阻力尸V/,二力不平衡,小車向左做直線運(yùn)動(dòng)。(以上均選填“勻速”、
“加速”或“減速”)
3.找重心:利用二力平衡,可以找不規(guī)則物體的重心,例如前邊學(xué)的用懸掛法找薄板的重心。
4.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
物體受到平衡力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,即保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。物體受到非平
衡力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,即運(yùn)動(dòng)的速度或方向改變(均選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。
5.區(qū)別“平衡力”和“相互的力”
(1)實(shí)例分析:如圖甲所示,一本書(shū)靜止在水平桌面上時(shí),書(shū)所受重力G和桌面是一對(duì)平衡
力。如圖乙所示,書(shū)對(duì)和桌面對(duì)書(shū)的支持力尸N是一對(duì)相互作用力。
一對(duì)平衡力一對(duì)相互作用力
大小相等大小相等
相同點(diǎn)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(diǎn)作用在_______上分別作用在_______上
第三節(jié)摩擦力
一、摩擦力
1.三種摩擦
【現(xiàn)象探究】摩擦的存在及分類
實(shí)例感知和原因
①手掌壓在桌面上向前滑動(dòng)
感覺(jué)桌面對(duì)手的前進(jìn)有一種阻礙作用
UJUJ
②如圖所示,在桌面上用力拉動(dòng)牙刷發(fā)現(xiàn)刷毛彎曲的方向與牙刷運(yùn)動(dòng)的方向
相反,說(shuō)明桌面對(duì)刷毛的運(yùn)動(dòng)有一種阻
礙作用
③如圖所示,草坪上滾動(dòng)的足球
草坪上滾動(dòng)的足球會(huì)慢慢停下來(lái),說(shuō)明
草坪對(duì)足球的運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用
④如圖所示,靜止在斜面上的物體
物體能靜止在斜面上沒(méi)有下滑,說(shuō)明斜
面對(duì)物體的下滑有一種阻礙作用
【探究歸納】相互接觸的兩個(gè)物體,表面不光滑,在壓力作用下,凹凸不平的部位就會(huì)相互喊合,當(dāng)
二者做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí).,嚙合部位就會(huì)彼此阻礙,產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。
(1)靜摩擦:一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦。
(2)滑動(dòng)摩擦:一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦。
(3)滾動(dòng)摩擦:一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦。
2.摩擦力
(1)摩擦力:接觸面阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力統(tǒng)稱為摩擦力,常用字母/表示。
(2)產(chǎn)生摩擦力的條件
①兩個(gè)物體互相接觸并互相擠壓;②兩個(gè)物體的接觸面必須都是粗糙的;③有阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相
對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的特征。
(3)摩擦力的方向:總是沿接觸面的切線方向。
3.滑動(dòng)摩擦力
(1)定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì)時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,
這種力叫作滑動(dòng)摩擦力。
(2)產(chǎn)生的原因:相互接觸的兩個(gè)物體表是凹凸不平的,在壓力作用卜這些凹凸不平的部位會(huì)相互嚙
合。當(dāng)兩個(gè)物體做相對(duì)滑動(dòng)時(shí),嚙合部位就會(huì)產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用,產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力。
(3)方向:滑動(dòng)摩擦力的方向是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向的。如圖所示,人推箱子向右滑動(dòng)
時(shí),箱子相對(duì)于地面向右運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力方向向
箱子相對(duì)于地
面向右運(yùn)動(dòng)
滑動(dòng)摩擦力/
(4)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力
①測(cè)量原理:
②測(cè)量方法:如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長(zhǎng)木板做運(yùn)動(dòng),此時(shí)讀出彈簧測(cè)
力計(jì)的示數(shù)F,即為滑動(dòng)摩擦力的大小。
摩「力/沙易發(fā)拉力方
③原理分析:由于木塊在長(zhǎng)木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向上木塊受到的滑動(dòng)摩擦力和彈簧測(cè)力
計(jì)的拉力是一對(duì)力。由二力平衡條件可知,木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小,所以讀出彈
簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即為的大小。
4.靜摩擦力
(1)概念:當(dāng)兩個(gè)物體具有相對(duì)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的刀,叫作靜摩
擦力。
(2)靜摩擦力的方向:例如手握杯子,杯子由于受到重力,杯子相對(duì)于手有往下掉的趨勢(shì),但是沒(méi)有
掉下來(lái),是因?yàn)槭謱?duì)杯子有一個(gè)向的靜摩擦力。人走路時(shí),腳(鞋底)向后蹬地面,相對(duì)于地面有
向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),地面會(huì)對(duì)腳有一個(gè)向的靜摩擦力f人靠這個(gè)靜摩擦力前進(jìn)(均選填“后”
或“前”)。所以,靜摩擦力的方向與物體間相對(duì)的方向相反。
靜摩擦力/
運(yùn)
動(dòng)
趨
勢(shì)
向
嚇
(3)靜摩擦力的大小:根據(jù)二力平衡條件可求靜摩擦力的大小。例如,手握瓶子處于靜止?fàn)顟B(tài),瓶子
受到重力G和靜摩擦力/的作用,該二力是一對(duì)力,所以大小相等六G。
二、研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
【提出問(wèn)題】滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)?
【猜想假設(shè)】
在地面上推箱子前行時(shí),箱子越重,推起來(lái)越費(fèi)力,由此可猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面間的壓
力有關(guān);地面越粗糙,推起來(lái)越費(fèi)力,由此可猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)思路】
(1)研究方法——控制變量法
根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),同樣的接觸面,物體越重,對(duì)接觸面的壓力越大,滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力越大;同樣的
壓力,接觸面越粗糙,物體滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力越大。只要控制接觸面相同,測(cè)量不同壓力下物體受到的
滑動(dòng)摩擦力,就可以找到滑動(dòng)摩擦力與的關(guān)系;同理,控制壓力不變,改變接觸面的粗糙程度,就
可以找到滑動(dòng)摩擦力與接觸面的的關(guān)系。
(2)實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、帶掛鉤的長(zhǎng)方體木塊、木板3塊(粗糙程度不同)、祛碼等。
(3)請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)器材,思考以下問(wèn)題。
①如何改變對(duì)接觸面壓力的大???②如何改變接觸面的粗糙程度?
【分析】改變可以改變對(duì)接觸面壓力的大小;換用粗糙程度不同的可以改變接
觸面的粗糙程度。
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
①如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板勻速滑動(dòng),測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的
滑動(dòng)摩擦力;
②如圖乙所示,在木塊上放不同數(shù)量的跌碼,改變壓力,測(cè)量滑動(dòng)摩擦力;
③如圖丙所示,換用材料相同但表面粗糙的長(zhǎng)木板,保持壓力不變,測(cè)量滑動(dòng)摩擦力。
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表
次數(shù)壓力大小程度接觸面粗糙程度摩擦力(N)
1小光滑2
2大光滑3
3大粗糙4
【分析論證】
(1)在I與2次實(shí)驗(yàn)中,接觸面的粗糙程度不變,改變壓力,可得出結(jié)論:接觸面的粗糙程度一定
時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(2)在2與3次實(shí)驗(yàn)中,壓力不變,接觸面的粗糙程度不同,可得出結(jié)論:在壓力一定時(shí).接觸面越
粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受的和接觸面的有關(guān)。接觸面越粗糙、壓力
越大,滑動(dòng)摩擦力越大。另外,滑動(dòng)摩擦力的大小還與接觸面的有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)評(píng)估】
實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn):實(shí)驗(yàn)中很難控制水平勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),會(huì)導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定。因此將
實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)如下,木塊位于長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉住一端,彈簧測(cè)力計(jì)的另一端固定。
—
F長(zhǎng)木板—彳
改進(jìn)后,水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)木板,當(dāng)木塊保持靜止時(shí),木塊處于平衡狀態(tài),此時(shí)無(wú)論長(zhǎng)木板是否做勻速
直線運(yùn)動(dòng),都可以保證拉力的大小始終等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
【實(shí)驗(yàn)拓展一】探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系
①把木塊平放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出拉力a;
②保持壓力、粗糙程度都相同,把木塊側(cè)放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出拉力
③比較R和B的大小發(fā)現(xiàn)相等。
可得出結(jié)論:在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小(選
填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
【實(shí)驗(yàn)拓展二】探究滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系
①把木塊與祛碼放在木板上面,以比較小的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力外。
②保持壓力、粗糙程度都相同,以比較大的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力
③比較Fi和々的大小發(fā)現(xiàn)柞等。
可得出結(jié)論:在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度的大?。ㄟx
填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
(1)摩擦有時(shí)是有益的。
如用手拿物體時(shí),手與物體間的摩擦:人行走時(shí),鞋底與地面間的摩擦;剎車時(shí),剎車裝置的摩擦以
及車輪與地面間的摩擦等。
(2)摩擦有時(shí)是有害的。
如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部件之間的摩擦?xí)箼C(jī)器磨損,進(jìn)而使機(jī)器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
類別方法應(yīng)用舉例
打開(kāi)瓶蓋時(shí)用力、自行車剎車時(shí)用力捏車閘、
增大接觸面值的壓力
用橡皮擦去錯(cuò)誤的字時(shí)要用力
增大有要上杠的運(yùn)動(dòng)員手上擦鎂粉、鞋底凹凸不平的
增大接觸面的粗糙程度
益摩擦花紋、在結(jié)冰的路面車輪纏繞鐵鏈
汽車緊急剎車時(shí),車輪在路面滑動(dòng),把滾動(dòng)變
變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
為滑動(dòng)
推比較重的木箱時(shí),把物品拿出一部分,減小
減小接觸面的壓力
壓力,摩擦力也變小
減小有
減小接觸面的粗糙程度冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
害摩擦
變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦輪滑鞋、圓珠筆尖的滾珠
使接觸面分離給機(jī)械部件加潤(rùn)滑油,氣墊船、磁懸浮列車
第四節(jié)同一直線上二力的合成
一、力的合成
1.合力:如果一個(gè)力(F)單獨(dú)作用的效果與幾個(gè)力共同作用的效果相同,這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的
力,組成合力的每一個(gè)力(如月和B)叫作力。
2.力的合成:求幾個(gè)力合力的過(guò)程叫作o
3.合力與分力的理解
(I)同時(shí)性:幾個(gè)分力必須是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上。
(2)非共存性:對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),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(lái)判斷,運(yùn)用等效替代的思想,它可以替
代那幾個(gè)分力,即合力的實(shí)質(zhì)為分力的“等效力”。
二、同一直線上二力的合成
1.實(shí)驗(yàn):同一直線上二力的合成
【實(shí)驗(yàn)器材】支架、橡皮筋、小圓環(huán)、細(xì)繩、兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
(I)如圖甲所示,將橡皮筋一端固定,另?端與小圓環(huán)相連。把兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別通過(guò)細(xì)繩與小圓
環(huán)相連后,沿水平方向向右拉橡皮筋,將小圓環(huán)拉至。點(diǎn),標(biāo)記下此時(shí)小圓環(huán)的位置,并記錄兩個(gè)彈簧測(cè)
力計(jì)的示數(shù)a、Fi.
(2)只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋,將小圓環(huán)再次拉到。點(diǎn),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)尸骨
改變拉力?1、?2的大小,多做幾次實(shí)驗(yàn)。將F令與外、匕的示數(shù)進(jìn)行比較,并分析尸合與丹、傷方向
的關(guān)系。
表一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
序號(hào)Fi/N尸2/NF/N
11.50.52.0
22.01.03.0
32.51.54.0
(3)如圖乙所示,用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿相反的方向水平拉橡皮筋,標(biāo)記下此時(shí)小圓環(huán)的位置0',并
記下兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)B'、尸2'。
(4)再用?個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將小圓環(huán)拉到。,點(diǎn),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)「金。
改變拉力R'、B的大小,多做幾次實(shí)驗(yàn)。將尸合與丹'、B的示數(shù)進(jìn)行比較,并分析尸令與R'、出方
向的美系。
表二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
序號(hào)Fi7N尸i7N尸介7N
15.03.02.0
27.04.03.0
39.05.04.0
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】同一直線上的兩個(gè)力,如果方向相同,合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之,合力
的方向與這力的方向相同;如果方向相反,合力的大小等于
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