一、考点突破。
1. 正确理解匀速直线运动的速度概念。
2. 正确理解牛顿第一定律。
3. 正确认识惯性。
4. 正确理解力和运动的关系。
5. 正确理解二力平衡。
本讲内容在中考物理中的要求如下:
二、重难点提示。
1. 速度的概念及其简单计算。
2. 匀速直线运动的定义及其特征。
3. 力的示意图及三要素。
4. 二力平衡条件。
5. 牛顿第一定律。
6. 力的作用效果。
一、知识脉络图。
二、知识点拨
一)机械运动。
一)参照物以及运动和静止的相对性。
参照物。1)任何物体都可做参照物,选择参照物通常以方便研究问题而定。
2)选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
3)不能选择研究对象本身作为参照物。
二)速度。1. 速度的理解。
1)比较同时启程的步行人和骑车人的快慢采用:时间相同路程长则运动快。
2)比较百米运动员的快慢采用:路程相同时间短则运动快。
3)百米赛跑运动员同万米赛跑运动员比较快慢,采用:比较单位时间内通过的路程。
说明】实际问题中多用这种方法比较物体运动的快慢,物理学中也采用这种方法描述运动的快慢。
2. 机械运动的分类。
根据运动路线分为(1)曲线运动;(2)直线运动。
ⅰ. 匀速直线运动:
速度图象:ⅱ. 变速直线运动:
定义:运动速度变化的运动叫变速运动。
(求某段路程上的平均速度,必须找出该路程及对应的时间)。
平均速度的物理意义:表示变速运动的平均快慢。
常识:人步行速度1.1m/s;自行车速度5m/s;大型喷气客机速度900km/h;客运火车速度140km/h;高速小汽车速度108km/h;光速和无线电波速度3×108m/s。
三)长度、时间及其测量。
1. 长度测量。
长度估测:黑板的长度2.5m;课桌高0.7m;篮球直径24cm;指甲宽度1cm;铅笔芯的直径1mm;一支新铅笔长度1.75dm;手掌宽度1dm;墨水瓶高度6cm。
注意】ⅰ.刻度尺的使用规则:
a. “选”:根据实际需要选择刻度尺。
b. “看”:使用刻度尺前要观察它的零刻度线、量程、分度值。
c. “放”:用刻度尺测长度时,尺要沿着所测物体(紧贴物体且不歪斜)。不利用磨损的零刻线。(用零刻线磨损的刻度尺测物体时,要从整刻度开始)
d. “读”:读数时视线要与尺面垂直。在精确测量时,要估读到分度值的下一位。
e. “记”:测量结果由数字和单位组成。(也可表达为:测量结果由准确值、估读值和单位组成)。
ⅱ. 特殊的测量方法:
a. 测量细铜丝的直径、一张纸的厚度等微小量常用累积法(当被测长度较小,测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来,用刻度尺测量之后再求得单一长度)
b. 测地图上两点间的距离,圆柱的周长等常用化曲为直法(把不易拉长的软线重合于待测曲线上,标出起点终点,然后拉直测量)
c. 测操场跑道的长度等常用轮滚法(用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动,记下轮子圈数,可算出曲线长度)
d. 测硬币、球、圆柱的直径、圆锥的高等常用辅助法(对于用刻度尺不能直接测出的物体长度,可将刻度尺、三角板等组合起来进行测量)
2. 时间测量。
测量工具:古代:日晷、沙漏、滴漏、脉搏等。
现代:机械钟、石英钟、电子表等。
3. 误差。
误差只能减小而不能避免,而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,是能够避免的。
二)力。一)力和力的作用效果。
1. 力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体;②物体间必须有相互作用(可以不接触)。
力的性质:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
2. 力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状。
说明】物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。
二)三种常见的力。
1. 弹力和弹簧测力计。
1)弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关。
2)弹簧测力计:
a. 原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
b. 使用方法:“看”:量程、分度值、指针是否指零;“调”:调零;“读”:读数=挂钩受力。
c. 注意事项:加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。
d. 物理实验中,有些物理量的大小是不易直接观察的,但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,用容易观察的量显示不易观察的量,是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。
利用这种方法制作的仪器:温度计、弹簧测力计、压强计等。
2. 重力。
1)重力的概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物体是:地球。
2)重力大小的计算公式:g=mg其中g=9.8n/kg,它表示质量为1kg的物体所受的重力为9.8n。
3)重力的方向:竖直向下。其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和面是否水平。
4)重力的作用点——重心:
重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀、外形规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。
3. 摩擦力。
1)定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
2)分类:3)摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
说明】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。该研究采用了控制变量法。前两个结论可概括为:
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
4. 同一直线上的二力合成。
当两力方向相同时,合力大小等于两个力之和,方向与两力的方向相同。
数学表述:f合=f1+f2
当两力方向相反时,合力大小等于两个力之差,方向为较大力的方向。
数学表述:f合=│f1—f2│
三)力和运动。
一)牛顿第一定律及物体的惯性。
1. 牛顿第一定律:
一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
说明】a. 牛顿第一定律不可能用实验来直接证明。
b. 牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,都将做匀速直线运动。
c. 牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关,所以力不是产生或维持运动的原因。
2. 惯性。
惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。
注意】惯性与惯性定律的区别:
a. 惯性是物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律。
b. 任何物体在任何情况下都有惯性(即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力),物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成立是有条件的。
二)二力平衡。
1. 非平衡力下物体的运动:当物体受力但不满足平衡条件时,物体将不能保持平衡状态,其运动状态是变化的,或运动方向变化,或运动快慢变化,或运动方向、运动快慢同时发生变化。
2. 平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上。
不同点:平衡力作用在同一个物体上;相互作用力作用在不同物体上。
3. 应用:
应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。
画图时注意:①先画重力,然后看物体与哪些物体接触,就可能受到这些物体的作用力;②画图时还要考虑物体的运动状态。
三)力和运动状态的关系。
力和运动状态的关系:
说明】非平衡力下物体的运动:当物体受力但不满足平衡条件时,物体将不能保持平衡状态,其运动状态是变化的,或运动方向变化,或运动快慢变化,或运动方向、运动快慢同时发生变化。
能力提升类。
例1 神舟七号载人飞船发射升空,成功实施了中国航天员首次空间出舱活动,如图宇航员出舱后在舱外停留的那一刻( )
a. 以地球为参照物,飞船是静止的。
b. 以地球为参照物,宇航员是静止的
c. 以飞船为参照物,宇航员是静止的
d. 以月球为参照物,宇航员和飞船都是静止的
考点:参照物及其选择;运动和静止的相对性。
思路分析:判断物体运动状态之前,必须选择参照物。如果物体和参照物之间的位置发生了改变,则称物体是运动的;如果物体和参照物之间的位置没有发生改变,则称物体是静止的。
解析:a. 以地球为参照物,飞船与地球之间发生了位置的改变,所以飞船是运动的。错误。
b. 以地球为参照物,宇航员与地球之间发生了位置的改变,所以宇航员是运动的。错误。
c. 以飞船为参照物,飞船与宇航员之间没有发生位置的改变,所以宇航员是静止的。正确。
d. 以月球为参照物,宇航员和飞船与月球之间都发生了位置的改变,所以宇航员和飞船都是运动的。错误。
答案:c点评:本题考察学生对利用参照物判断物体运动状态的能力,要熟练掌握这个方面的内容。
例2 如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
a. 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力。
b. 茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力。
c. 桌子的重力与桌面对茶杯的支持力。
d. 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力。
考点:平衡力的辨别。
思路分析:平衡力的判断,两个力必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。
解析:a. 这是一对作用力与反作用力,这两个力不作用在同一物体上,所以不是平衡力。故a错误;
b. 茶杯受到的重力与桌面对它的支持力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上。所以是一对平衡力。故b正确。
c. 桌子的重力的受力物体是桌子,桌面对茶杯的支持力,受力物体是茶杯,两个力不作用在同一物体上,故c错误;
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