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文檔簡(jiǎn)介
第八章運(yùn)動(dòng)和力(知識(shí)清單)
第1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
1.兩種觀點(diǎn)
(1)古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn):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,只剩卜木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離。
【實(shí)驗(yàn)器材】小車、長(zhǎng)木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
甲7毛巾
乙與二7棉布
丙一一一一比,木板
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(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_____
棉布中比較長(zhǎng)比較_____
木板小最長(zhǎng)最_____
【分析與論證】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)槭艿健淖饔谩P≤囀艿降淖枇υ叫?,滑行的距離越大,速度減小得越—O
對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)一步推理可得出: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—永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。由此可以說(shuō)明伽利略的說(shuō)法是的,即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(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)。若運(yùn)動(dòng)的物體不受阻力,物體的運(yùn)動(dòng)
速度將不會(huì)減小,將保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【交流與討論】
(1)實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法:控制小車從斜面上同-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,將永沅做運(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肋h(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:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持狀態(tài)或狀態(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,沒(méi)有特例,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?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)?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,而易改變物體的
原因,若不受力,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變;反之,如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,則物體一定受到了力
的作用。
三、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(shí),人會(huì)向前傾。
分析:當(dāng)汽車剎車時(shí),人的腳部與車廂接觸停止運(yùn)動(dòng),但是人體的上部分仍要保持它原來(lái)的
狀態(tài)(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),所以會(huì)向前傾。
②如圖所示,把一個(gè)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(shí),發(fā)現(xiàn)硬紙
板上的雞蛋沒(méi)有跟著紙板£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\(yùn)動(dòng),紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來(lái)
的狀態(tài)(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí),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(shí),仍要保持它原來(lái)的狀態(tài)(離開手時(shí)的速度),所以
會(huì)繼續(xù)向前飛(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)。
(2)總結(jié)
物體不受力的作用時(shí),會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這是物體固有的一種性質(zhì)。
2.慣性
(1)慣性的定義:一切物體都有保持原來(lái)不變的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。
(2)對(duì)■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(yùn)動(dòng)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(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)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(shí)才成立。
(3)區(qū)分慣性與力
項(xiàng)目慣性力
性質(zhì)慣性是物體自身的性質(zhì),始終力是物體對(duì)物體的作用,物體
不同具有;與外界條件無(wú)關(guān)間有相互____時(shí)才會(huì)產(chǎn)生力
要素慣性只有大小,且大小只與質(zhì)力不僅有大小,還有方向和作
不同量有關(guān),沒(méi)有方向用點(diǎn)
效果
保持物體______不變改變物體的______
不同
應(yīng)說(shuō)“由于慣性”“具有
表述應(yīng)說(shuō)“受到力”“施加力”“在
慣性”,不能說(shuō)成“慣性力””受
不同力的作用下”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(shí)例分析
①跑動(dòng)中的人,腳被絆住,會(huì)向前倒。
分析:跑動(dòng)中的人整個(gè)身體向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)腳被絆住后停止運(yùn)動(dòng),而上半身由于,仍要保持原
來(lái)的狀態(tài),繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),所以人向前摔倒。
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
田,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(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?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
在生活中,應(yīng)用慣性的一些實(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,在空中繼續(xù)前進(jìn),以提高成績(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上,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.
(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)的運(yùn)動(dòng),當(dāng)物體離開手之后由于具
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:車輛行駛要保持:汽車要安裝安全氣囊等。
第2節(jié)二力平衡
一、二力平衡的條件
1.對(duì)一些物體進(jìn)行受力分析
(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與凡
(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:牽引力尺空氣與地面的
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.平衡狀態(tài)與平衡力
(1)平衡狀態(tài):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)力平衡,
物體處于狀態(tài)。
(2)平衡力:使物體處于平衡狀態(tài)的兩個(gè)力(或多個(gè)力)叫做力。
(3)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
【提出問(wèn)題】二力平衡時(shí),二力的大小、方向、作用點(diǎn)應(yīng)該有什么關(guān)系?它們?cè)谝粭l直線上嗎?
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如下圖,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(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)改變磋碼的質(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
將靜止?fàn)顟B(tài)。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板、小車、祛碼多個(gè)、細(xì)線、定滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)、等質(zhì)量小盤2個(gè)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)】
(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)在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的祛碼,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(乙圖)。
內(nèi)
(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(gè)角度后祥放,觀察小車的運(yùn)
動(dòng)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(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(丁圖)。
(6)實(shí)驗(yàn)記錄
力的力的是否在同一是否作用在小車是否
序號(hào)
大小方向直線上同一物體上平衡
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(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shuō)明
二力平衡的條件之一是兩個(gè)力的大小o
(2)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與3可知,當(dāng)二力方向相反時(shí),小車靜止;當(dāng)二力均向左拉,即方向相
同時(shí),小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力方向。
(3)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與4可知,當(dāng)把小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使二力不在同一條百線卜時(shí),小車
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車重新恢復(fù)到原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),二力在同一條直線上,說(shuō)明二力平衡的
條件之一是兩個(gè)力作用在上。
(4)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與5可知,當(dāng)二力作用在同一物體上時(shí),小車靜止;當(dāng)二力俏用在不同
物體上時(shí),小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力作用在上。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二力平衡的條件
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)的秩碼個(gè)數(shù)不相等但小車仍然處干靜止?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龍象,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,再松手時(shí),小卡片轉(zhuǎn)動(dòng);用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時(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,色還受重力,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有影響。
二、二力平衡的條件的應(yīng)用
力的平衡在R常生活中有許多實(shí)際應(yīng)用,主要包括以下兩方面:
一是會(huì)根據(jù)平衡狀態(tài)找出平衡力,利用二力平衡條件求其中一個(gè)力的大小方向。二是己知兩個(gè)力
的大小、方向及作用點(diǎn),根據(jù)二力平衡的條件來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(平衡狀態(tài)或非平衡狀杰,
1.求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),已知一個(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O
(1)分析靜止在水平面上n勺物體的受力情況
因物體靜止,所以物體所受的重力G與地面對(duì)它的支持力”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尸-G,支持力的方向u
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力的原理
因?yàn)槲矬w靜止,所以物體即受的重力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的大小G=P。
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))
以在水平路面上向左運(yùn)動(dòng)口勺小車為例進(jìn)行分析?,水平路面上運(yùn)動(dòng)的小車受到的力有:
(1)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。
(2)在水平方向上有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F和地面與空氣的阻力八
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若牽引力大于阻力尸〉/,二力不平衡,小車向左做直線運(yùn)動(dòng);
③若牟引力小于阻力/V7,二力不平衡,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)的速度或方向發(fā)生改變(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
一本書靜止在水平桌面上時(shí),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(duì)平衡力。如圖乙所示,書對(duì)
和桌面對(duì)書的支持力F是一對(duì)相互作用力。
(2)“平衡力”與“相互H勺力”的區(qū)別
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3節(jié)摩擦力
一、摩擦力
1.摩擦力
(1)現(xiàn)象探究:阻礙物體用對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
實(shí)例感知和原因
①手掌壓在桌面.上向前滑動(dòng)
感覺(jué)具面對(duì)手的前進(jìn)有一種阻礙作用
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A
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
(2)歸納總結(jié):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)相互嚙
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。
(3)摩擦力的概念
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們有運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種—
物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力,這種力叫做摩擦力。
2.摩擦力的三要素
(1)作用點(diǎn):摩擦力實(shí)際上是作用在整個(gè)接觸面上的,但為了研究方便,一般情況下把摩擦力的
作用等效到一個(gè)點(diǎn)上,可以把這個(gè)等效點(diǎn)取在接觸面上,也可以取在物體的上。
(2)方向:摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)?運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向o
(3)大小:當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止時(shí),受到的摩擦力大小可利用條件求解。
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
種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
(2)產(chǎn)生的原因:相互接觸的兩個(gè)物體表面總是凹凸不平的,在壓力作用下這些凹凸不平的部位
會(huì)相互嚙合。當(dāng)兩個(gè)物體做相而滑動(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)產(chǎn)生的四個(gè)條件
①兩個(gè)物體相互接觸:②兩個(gè)物體相互:③兩個(gè)物體發(fā)牛相對(duì):④兩個(gè)接觸而不光
滑。四個(gè)條件缺一不可。
(4)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o
箱子相對(duì)于
地面向右運(yùn)動(dòng)
摩擦力,
二、研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
1.測(cè)量滑動(dòng)摩擦力
(1)原理:O
(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il的示數(shù)R即為滑動(dòng)摩擦力的大小。
摩擦力//〃〃,〃.拉力廠
(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。
2.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)設(shè)計(jì)】
(1)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。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:
①控制接觸面的粗糙程度不變,通過(guò)加減跌碼改變木塊對(duì)木板的壓力,探究滑動(dòng)摩擦力與壓力的
關(guān)系。
②控制壓力不變,改變木板的粗糙程度,探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)】
(1)如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示
數(shù),從而測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的滑動(dòng)摩擦力;
(2)如圖乙所示,在木塊上放上祛碼,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀
出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)出此時(shí)滑動(dòng)摩擦力;
(3)如圖丙所示,換用材科相同但表面粗糙的長(zhǎng)木板,保持放在木塊上的跌碼不變,用彈簧測(cè)力
-勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)出此時(shí)的滑動(dòng)摩擦力大小。
(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1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,E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。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
滑動(dòng)摩擦力的大小與和接觸面的有關(guān)。接觸面的粗糙程度定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)
摩擦力越大。在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
【交流與評(píng)估】
(1)實(shí)驗(yàn)中的探究方法
①控制變星法:探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的關(guān)系時(shí),控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊
對(duì)接觸面的壓力。探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí),控制壓力不變,改變接觸面的
粗糙程度。
②轉(zhuǎn)換法:通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來(lái)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)實(shí)驗(yàn)中要水平拉動(dòng)木塊做運(yùn)動(dòng),才能保證滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力大小。
(3)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),所以會(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:把木塊位于長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉住木塊的一端,彈簧測(cè)力計(jì)的另一端固定。
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的大小。
【實(shí)驗(yàn)拓展】
(I)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Q;
②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Q和F2的大小發(fā)現(xiàn)相等,故可得出結(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?。ㄟx填“有關(guān)”
或“無(wú)關(guān)”)。
(2)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)的拉力為。
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)的拉力戶2。
③比較Q和B的大小發(fā)現(xiàn)相等,故可得出結(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、靜摩擦與滾動(dòng)摩擦
1.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)的力,叫做
靜摩擦力。
(2)靜摩擦力現(xiàn)象: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。
靜摩擦力/
運(yùn)
動(dòng)
趨
勢(shì)
向
下
(3)靜摩擦力的方向
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
的靜摩擦力了,人靠這個(gè)靜摩擦力前進(jìn)(均選填“后”或"前”)。
靜摩擦力的方向與物體間相對(duì)的方向相反。
(4)靜摩擦力的大小
①根據(jù)二力平衡條件可求靜摩擦力的大小。
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:尸G。
靜摩擦力/
②水平推物體時(shí),靜摩擦力存在一個(gè)最大值,稱為最大靜摩擦力,它等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)所需
要的最小外力;根據(jù)二力平衡條件可求靜摩擦力的大小。
人推箱子沒(méi)有推動(dòng),箱子在水平方向上受到推力廠和靜摩擦力/的作用,該二力是一對(duì)力,
所以大小相等:f=F。
2.滾動(dòng)摩擦力
(1)概念:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫作滾動(dòng)摩擦力。
(2)產(chǎn)生原因:物體滾動(dòng)時(shí),由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用。
(3)生活中的滾動(dòng)摩擦
旱冰鞋拉桿箱的輪子圓珠筆尖
(4)滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦
如圖所示,木塊在木板上滑動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)比較大。在木塊下面墊上鉛筆時(shí),再拉動(dòng)木
塊,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小。由此說(shuō)明滾動(dòng)摩擦滑動(dòng)摩擦。
四、摩擦的利用與防止
1.增大有益摩擦的方法
(1)增大物體間的壓力
力升班而將+我乍時(shí)機(jī)器靠比較緊的
時(shí)用力用力理刖皮借傳送動(dòng)力
例如打開瓶蓋時(shí)用力、拔河比賽時(shí)、用力握緊繩子、自行車剎車時(shí)用力捏車閘、用橡皮擦去錯(cuò)誤
的字時(shí)要用力等等。
(2)使接觸面粗糙
例如要上杠的運(yùn)動(dòng)員手上擦鎂粉、鞋底凹凸不平的花紋、在結(jié)冰的路面車輪纏繞鐵鏈等。
W
i
亶上”的憶功HMLPOA在站冰的路面
員手上修幡構(gòu)小干的花娘孥綸,燒鐵法
(3)變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
汽車急剎車時(shí),車輪在路面滑動(dòng),把滾動(dòng)變?yōu)榛瑒?dòng),增大了輪胎與地面間的摩擦,使車容易停下
m=
2.減小有害摩擦的方法
許多情況下摩擦是有害的,人們常常設(shè)法減小它。減小摩擦的方法:
(1)減小壓力
例如,推比較重的木箱時(shí),把物品拿出一部分,減小壓力,摩擦力也變小。
(2)使接觸面光滑:接觸面越光滑,摩擦力越小。
冰壺比賽中,運(yùn)動(dòng)員不斷的刷滑梯的表面比較光滑是為了
冰,使接觸面光滑減小摩擦。減小人與滑梯間的摩擦。
(3)變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦
因?yàn)闈L動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦,所以使物體間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦?xí)r,可以減小摩擦。
(4)使接觸面分離
兩個(gè)互相接觸的摩擦面彼此離開可以減小摩擦。例如向機(jī)器里加潤(rùn)滑油、氣墊船、磁懸浮列車
等。
向機(jī)幅里面加加清溝.1用浮列車通過(guò)電嵯h實(shí)現(xiàn)w車與輔
可以使接觸例分口?道之網(wǎng)的無(wú)接?的息濘向.
第八章運(yùn)動(dòng)和力(知識(shí)清單)
第1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
1.兩種觀點(diǎn)
(1)古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn):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)強(qiáng)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)不需要力來(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,只剩卜木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離。
【實(shí)驗(yàn)器材】小車、長(zhǎng)木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
甲7毛巾
乙與二7棉布
丙一一一一比,木板
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(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
【分析與論證】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)槭艿阶枇Φ淖饔?。小車受到的阻力越小,滑行的距離越大,速度減小得越
對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)一步推理可得出: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)明伽利略的說(shuō)法是正確的,即物體的運(yùn)動(dòng)丕霍要力來(lái)維
掙。
【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)。若運(yùn)動(dòng)的物體不受阻力,物體的運(yùn)動(dòng)
速度將不會(huì)減小,將保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【交流與討論】
(1)實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法:控制小車從斜面上同-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
的初速度;
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②做勻諫直線運(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)不需要力來(lái)維持。他又進(jìn)一步推論,若沒(méi)有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(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,即作勻速宜線運(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:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(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,沒(méi)有特例,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。“沒(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
止的物體仍保持靜止?fàn)顟B(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)做勻速速線運(yùn)動(dòng)。
④牛頓第?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)?步的推理概括出來(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,而易改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的
原因,若不受力,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變;反之,如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,則物體一定受到了力
的作用。
三、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(shí),人會(huì)向前傾。
分析:當(dāng)汽車剎車時(shí),人的腳部與車廂接觸停止運(yùn)動(dòng),但是人體的上部分仍要保持它原來(lái)的運(yùn)動(dòng)
狀態(tài),所以會(huì)向前傾(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止
②如圖所示,把一個(gè)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(shí),發(fā)現(xiàn)硬紙
板上的雞蛋沒(méi)有跟著紙板£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\(yùn)動(dòng),紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來(lái)
的靜止?fàn)顟B(tài)(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí),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(shí),仍要保持它原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(離開手時(shí)的速度),所以會(huì)
繼續(xù)向前飛(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)。
(2)總結(jié)
物體不受力的作用時(shí),會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這是物體固有的一種性質(zhì)。
2.慣性
(1)慣性的定義:一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。
(2)對(duì)■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(yùn)動(dòng)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(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)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(shí)才成立。
(3)區(qū)分慣性與力
項(xiàng)目慣性力
性質(zhì)慣性是物體自身的性質(zhì),始終力是物體對(duì)物體的作用,物體
不同具有;與外界條件無(wú)關(guān)間有相互作用時(shí)才會(huì)產(chǎn)生力
要素慣性只有大小,且大小只與質(zhì)力不僅有大小,還有方向和作
不同量有關(guān),沒(méi)有方向用點(diǎn)
效果
保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
不同
應(yīng)說(shuō)“由于慣性”“具有
表述應(yīng)說(shuō)“受到力”“施加力”“在
慣性”,不能說(shuō)成“慣性力””受
不同力的作用下”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(shí)例分析
①跑動(dòng)中的人,腳被絆住,會(huì)向前.倒。
分析:跑動(dòng)中的人整個(gè)身體向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)腳被絆住后停止運(yùn)動(dòng),而上半身由于慣性,仍要保持原
來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),所以人向前摔倒。
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。有保持原有越止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),所以沒(méi)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(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
在生活中,應(yīng)用慣性的一些實(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,利用自身的慣性,在空中繼續(xù)前進(jìn),以提高成績(jī)。
(2)錘頭變緊的方法
錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄卜.端的方法使錘頭緊套在錘柄上,這是因?yàn)殄N柄突然停止
時(shí),錘頭由于慣性會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),這樣錘頭就會(huì)牢牢地套在錘柄上了。
(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)的運(yùn)動(dòng)速度,當(dāng)物體離開手之后由于具
有慣性,將保持這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)下去,所以物體離開手時(shí)的速度越大,運(yùn)動(dòng)的越遠(yuǎn)。
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)和乘客要系安全也:
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2節(jié)二力平衡
一、二力平衡的條件
1.對(duì)一些物體進(jìn)行受力分析
(1)靜止在桌面上的杯子:受到的力有重力G與桌面的支持力功
(2)懸掛的電燈:電燈受到的力有重力G與繩了?的拉力尸。
拉力產(chǎn)
/二
重力G
(3)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與空氣的阻力凡
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、地面的支持力N:
在水平方向上受到的力有:率引力「、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(shí)中,當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用時(shí),也能保
掙靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
2.平衡狀態(tài)與平衡力
(1)平衡狀態(tài):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)力平衡,
物體處于平衡狀態(tài)。
(2)平衡力:使物體處于平衡狀態(tài)的兩個(gè)力(或多個(gè)力)叫做平衡力。
(3)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)稱二力平衡。
3.實(shí)驗(yàn)探究:二力平衡的條件
【提出問(wèn)題】二力平衡時(shí),二力的大小、方向、作用點(diǎn)應(yīng)該有什么關(guān)系?它們?cè)谝粭l直線上嗎?
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如下圖,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(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?fàn)顟B(tài)。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板、小車、祛碼多個(gè)、細(xì)線、定滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)、等質(zhì)量小盤2個(gè)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)】
(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)在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的法碼,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(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(gè)角度后釋放,觀察小車的運(yùn)
動(dòng)情況(丙圖)。
(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一更線上,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(丁圖)。
(6)實(shí)驗(yàn)記錄
力的力的是否在同一是否作用在小車是否
序號(hào)
大小方向直線上同一物體上平衡
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(shí)驗(yàn)序號(hào)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(shuō)明
二力平衡的條件之一是兩個(gè)力的大小相箜。
(2)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與3可知,當(dāng)二力方向相反時(shí),小車靜止;當(dāng)二力均向左拉,即方向相
同時(shí),小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力方向把反。
(3)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與4可知,當(dāng)把小車相轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使二力不在同一條百線卜時(shí),小車
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車重新恢復(fù)到原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),二力在同一條直線上,說(shuō)明二力平衡的
條件之一是兩個(gè)力作用在同一條直線上。
(4)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與5可知,當(dāng)二力作用在同一-物體上時(shí),小車靜止;當(dāng)二力作用在不同
物體上時(shí),小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力作用在同一物體上。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二力平衡的條件
作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并II在同一條直線上,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,是為了減小摩擦給實(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)的磋碼個(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前
摩擦力比較大。
(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,再松手時(shí),小卡片轉(zhuǎn)動(dòng);用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時(shí),小卡片運(yùn)
動(dòng)。
③本方案選用硬紙片的原因是減小麾擦對(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、二力平衡的條件的應(yīng)用
力的平衡在日常生活中有許多實(shí)際應(yīng)用,主要包括以下兩方面:
一是會(huì)根據(jù)平衡狀態(tài)找出平衡力,利用二力平衡條件求其中一個(gè)力的大小方向。二是已知兩個(gè)力
的大小、方向及作用點(diǎn),根據(jù)二力平衡的條件來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài))。
1.求力的大小和判斷力的方向
物體在兩個(gè)力的作用卜處于平衡狀態(tài),已知一個(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)力的大小和方向。
(1)分析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(duì)它的支持力尸是一對(duì)21:衡力,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尸二G,支持力的方向豎百向上。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力的原理
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)小衡力,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
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