基础力学高频考点串讲教案。
一、力 1.力的概念:力是物体对物体的作用。力不会脱离物体而存在,有了力一定有施力物体和受力物体,但力并不是物体本身的特征。
2.力的作用效果。
力可以改变物体的运动状态,还可以使物体发生形变。
力是看不见摸不着的,但可以通过力的作用效果去感受它。
3.物体间力的作用是相互的:个物体对别的物体施加了力的作用,也一定同时受到别的物体对它施加的力的作用。
4.力的单位和符号:理学中力的符号为f,力的国际单位是牛顿,符号“n”。牛顿是英国的物理学家,被誉为近代科学的开创者。
在物理学中,牛顿发现了“万有引力定律”,牛顿的“三大运动定律”是力学中的核心内容。为纪念这位伟大的科学家,物理学中用“牛顿”表示力的单位。
5.力的三要素:的大小、方向和作用点。这三个因素叫做力的三要素。力的三要素中任何一个都影响力的作用效果,要表述一个力,必须把力的三要素都说清楚。
6.力的图示与力的示意图
7.弹力:任何物体只要发生弹性形变就会产生弹力。物体受到的支持力和压力,绳的拉力等,实质都是弹力。
8.弹簧测力计:不超过弹簧弹性限度情况下,受到的拉力越大,弹簧伸长越长,这就是弹簧测力计的工作原理。
9.相互作用力:物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的同时,也受到另一物体对它的力的作用。物体间相互作用的一对力同时产生、同时消失,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
10.重力。
重力的产生:地球对地面附近的物体有引力,物理学中把由于地球的吸引而使物体受到的力,叫重力。地球上所有物体,都要受到重力作用,重力的施力物体是地球,重力的方向竖直向下。
重力的大小:通常把重力的大小叫做物重。由实验**可知:
物体所受重力的大小跟它的质量成正比,其比值大约是9.8n/kg ,如果用g 表示这个比值,那么重力与质量的关系可以写以 g=mg。式中符号的意义及单位是:
g—重力—牛顿(n );m—质量—千克(kg )。
11.摩擦力。
产生条件,四者缺一不可。①两物体要互相接触,摩擦力发生在物体的接触面上。②两物体要发生或已经发生相对运动。③两物体接触面必须是粗糙的。④两物体间要有压力。
摩擦力的方向与物体相对运动方向相反;摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动。
摩擦力的大小:初中阶段只掌握影响滑动摩擦力的因素:物体间的压力和接触面的粗糙程度,压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
12. ⑴增大摩擦的方法:有的摩擦(例如手与笔之间的摩擦)对我们是有益的,这类摩擦我们就要设法增大。以便有效地利用它。
通常的做法是:增大接触面之间的压力或使接触面变得更粗糙。
减小摩擦的方法:有的摩擦(例如机器转动时部件之间的摩擦),对我们是不利的,这类有害的摩擦应设法减小。通常的做法有:
①使接触面做得尽量光滑;②使接触面彼此分离,如油膜法、气膜法。③用滚动代替滑动。滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
二、力和运动。
1.合力与分力:一个力对物体的作用与几个力同时对物体的作用,如果产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。
2.同一直线上力的合成。
已知分力求合力就叫做力的合成。求两个力的合力叫做二力合成。两个力在一条直线上的合成最简单。
1)沿同一直线上两个方向相同的力的合力,其大小等于这两个力的大小之和,其方向跟这两个力的方向相同。
2)沿同一直线上两个方向相反的力的合力,其大小等于这两个力的大小之差,其方向与这两个力中较大的力方向相同。
3.牛顿第一定律。
定律内容:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
理解:“一切物体”表明本定律对于任何物体在任何状态下都适用。“保持静止状态或匀速直线运动状态”的意思是:
物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远保持匀速直线运动。
4.惯性和惯性现象。
一切物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。我们把这种性质叫做惯性。物体在运动变化过程中由于惯性而表现出来的现象称为惯性现象。
5.二力平衡:同时作用在一个物体上的两个力,若大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,我们就说这两个力为一对平衡力,称为二力平衡。
二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反,并且在同一条直线上。这四个条件必须同时具备,缺一不可。
二力平衡的应用:两个平衡力中,已知其中一个力的大小和方向,能确定出另一个力的大小和方向。
典型例题。例1】铅笔盒放在水平桌面上,铅笔盒与桌面之间的相互作用力为( )
a.铅笔盒的重力和桌面对铅笔盒的支持力。
b.桌面对铅笔盒的支持力和铅笔盒对桌面的压力
c.铅笔盒的重力和铅笔盒对桌面的压力
d.地面对课桌的支持力和课桌对地面的支持力
例2】图中的物体a的质量是 400g,物体b的体积是 8cm3。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,a恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将b始终浸没在水中,并使a沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加水平向左的1.
12n拉力。则物体b的密度为g/cm3(g取10n/kg )
例3】小宏沿水平方向推静止在平直公路上的汽车,但没有推动。下列说法正确的是( )
a.虽然汽车未动,但小宏的推力一定等于汽车所受的阻力
b.虽然汽车未动,但小宏的推力一定等于汽车所受的重力
c.因为小宏的推力小于汽车所受的重力,所以汽车未被推动
d.因为小宏的推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动
例4】如图(甲)所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力f的作用,f的大小与时间t的关系如图(乙)所示,物体运动速度v与时间t的关系如图(丙)所示。由图象可知( )
a.当t=2s时,物体保持静止
b.只有当t=4s时,物体作匀速直线运动
c.物体受到的合力为4n
d.物体受到的摩擦力为4n
例5】一个物体始终只受到f1和f2两个力的作用。一开始物体处于静止状态且f1=f0,在t1时间内保持f1不变,只改变f2的大小,此过程中物体所受到的合力的方向始终与f1方向相同,表示f2大小随时间变化的图像可能是图中的( )
例6】如图所示装置中,物体甲重 20n,乙重 10n。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连,沿着水平方向的拉力 f的大小为 5n时,物体甲恰能在光滑的水平桌面上向左做匀速直线运动。不计滑轮处摩擦,下列说法中正确的是( )
a.物体甲受到乙给它的摩擦力为 5n
b.物体乙受到的运动阻力为 5n
c.竖直墙面对滑轮沿水平方向的拉力为 5n
d.甲乙两物体的物重不同,受到摩擦力的大小也不同
例7】下列事例中属于利用惯性的是( )
a.赛车在转弯时会滑出赛道 b.超速行驶的汽车易发生追尾事故
c.跳远时运动员跳起后仍向前运动 d.跑动中的人,脚被石头拌一下会向前摔倒
例8】一辆汽车在平直的公路上匀速前进时,下列几对力中属于平衡力的是( )
a.汽车的牵引力和汽车的重力 b.汽车的重力和汽车对地面的压力
c.汽车受到的阻力和汽车的牵引力 d.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力
例9】晓伟手边有两块体积大小不同的正方体m1和m2。m1和m2的材料相同、表面粗糙程度也相同。晓伟用弹簧测力计沿水平方向先后拉着m1、m2在水平放置的长木板上做匀速直线运动时,测得弹簧测力计第一次的拉力大于第二次的拉力。
于是得出“接触面的粗糙程度一定时,接触面积越大,滑动摩擦力越大”的结论。从上述实验过程看,晓伟的实验结论是不可靠的。请你利用上述器材,重新设计实验。
例10】小华通过定滑轮用力拉弹簧测力计,另一端通过细绳拉长方体木块,木块a下面是一长木板,木板b放在光滑水平面上,实验时拉着沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块所受摩擦力大小。当拉力f为2n时,弹簧测力计示数为2n,当拉力f变为4n时,下列说法正确的是( )
a.b受到的摩擦力的方向向左
b.a受到的摩擦力大小为 4n
c.b受到的合力大小为2n
d.弹簧测力计的示数随木块b运动的速度增大而增大
例11】如图所示,一个物体a放在粗糙的水平面上,a重力为20n,此时物体受到的摩擦力为 n,现在一弹簧测力计沿水平方向拉a,a未动,此时弹簧秤的示数为2n,则物体受到的摩擦力为 n,增大拉力,当弹簧秤的示数为5n时,物体仍然未动,则此时物体受到的摩擦力为 n,后来,物体在弹簧秤拉力用作下做匀速直线运动,此时弹簧的示数为4.5n,此时物体受到的摩擦力为 n,若再将一砝码放于a上,仍然使a做匀速直线运动,则弹簧秤的示数会填“增大”或“减小”),若拿来几只圆柱形的钢棒垫在物体a的下面,则弹簧秤匀速拉时的示数会___填“增大”或“减小”)。
例12】如图所示,三个相同的木块各重20n,b受水平向右的拉力f1=4n,c受到水平向左的拉力f2=4n,a、b、c仍处于静止,则ab间的摩擦力是 n,bc间的摩擦力是 n,c与地面间的摩擦力是 n。
例13】如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力f的作用,f的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。当t=1s时,物体处于状态。 t=5s时,物体受到的摩擦力为 n。
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