第7講力和運(yùn)動 2013 2015年初中學(xué)業(yè)水平考試試題統(tǒng)計與命題解讀 考點1 考點2 考點3 考點4 考點1力1 力的概念 力是物體對物體的作用 2 力產(chǎn)生的條件 必須有兩個或兩個以上的物體 物體間必須有相互作用 可以不接觸 3 力的性質(zhì) 物體間力的作用是相互的 4 力的作用效果 力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)和使物體發(fā)生形變 5 力的單位 國際單位制中 力的單位是牛頓 簡稱牛 用N表示 力的感性認(rèn)識 手托兩個雞蛋所用的力大約為1N 6 力的測量 1 測力計 測量力的大小的工具 如彈簧測力計 握力計 考點1 考點2 考點3 考點4 2 彈簧測力計 原理 在彈性限度內(nèi) 彈簧的伸長與所受的拉力成正比 使用方法 看 量程 分度值 指針是否指零 調(diào) 調(diào)零 注意事項 a 加在彈簧測力計上的力不許超過它的量程 b 使用前先拉動掛鉤幾次 以免彈簧被外殼卡住 c 測量時 所測力的方向應(yīng)與彈簧伸長的方向一致 7 力的三要素 力的大小 方向和作用點 8 力的示意圖 就是用一根帶箭頭的線段來表示力 具體的畫法 1 用線段的起點表示力的作用點 2 沿力的方向畫一條帶箭頭的線段 箭頭的方向表示力的方向 3 若在同一個圖中有幾個力 則力越大 線段應(yīng)越長 有時也可以在力的示意圖上標(biāo)出力的大小 考點1 考點2 考點3 考點4 考點2彈力 重力 摩擦力1 彈力 1 彈性 物體受力發(fā)生彈性形變 失去力又恢復(fù)到原來的形狀的性質(zhì)叫彈性 2 塑性 物體在受力時發(fā)生形變 失去力時不能恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)叫塑性 3 彈力 物體由于發(fā)生彈性形變而受到的力 2 重力 1 概念 地面附近的物體 由于地球的吸引而受的力叫重力 重力的施力物體是地球 2 g 9 8N kg它表示質(zhì)量為1kg的物體所受的重力為9 8N 3 方向 豎直向下 應(yīng)用 重垂線 水平儀 分別檢查墻是否豎直和面是否水平 4 重力的作用點 重心 質(zhì)地均勻 外形規(guī)則物體的重心 在它的幾何中心 如均勻細(xì)棒的重心在它的中點 球的重心在球心 方形薄木板的重心在兩條對角線的交點 考點1 考點2 考點3 考點4 3 摩擦力 1 定義 兩個互相接觸的物體 當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對運(yùn)動時 就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力 就叫摩擦力 2 分類 3 摩擦力的方向 摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動的方向相反 有時起阻力作用 有時起動力作用 4 在相同條件 壓力 接觸面粗糙程度相同 下 滾動摩擦比滑動摩擦小得多 5 滑動摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)系 壓力越大 接觸面越粗糙 滑動摩擦力越大 考點1 考點2 考點3 考點4 易錯易混警示摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動 或趨勢 相反 不是和物體的運(yùn)動方向相反 有時也和物體的運(yùn)動方向相同 如自行車后輪受到的摩擦力 摩擦力有時起阻力作用 有時起動力作用 如人走路 若不打滑 腳相對地面有向后運(yùn)動的趨勢 地對腳一個向前的摩擦力 成為人向前的動力 6 增大或減小摩擦力的方法 增大摩擦力的方法 增大壓力 增大接觸面粗糙程度 變滾動為滑動 減小摩擦的方法 減小壓力 減小接觸面粗糙程度 變滑動為滾動 滾動軸承 使接觸面彼此分開 加潤滑油 氣墊 磁浮 考點1 考點2 考點3 考點4 考點3牛頓第一定律與慣性1 伽利略斜面實驗 1 三次實驗小車都從斜面頂端滑下的目的是保證小車開始沿著水平面運(yùn)動的速度相同 2 實驗結(jié)論 在同樣條件下 平面越光滑 小車前進(jìn)得越遠(yuǎn) 3 伽利略的推論 在理想情況下 如果表面絕對光滑 物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去 考點1 考點2 考點3 考點4 2 牛頓第一定律 牛頓總結(jié)了伽利略 笛卡兒等人的研究成果 得出了牛頓第一定律 其內(nèi)容是一切物體在沒有受到外力的作用的時候 總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 說明 1 實驗 推理法 牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上 通過進(jìn)一步推理而概括出來的 且經(jīng)受住了實踐的檢驗 所以成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一 但是我們周圍的物體不受力是不可能的 因此不可能用實驗來直接證明牛頓第一定律 2 物體不受力 原來靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài) 原來運(yùn)動的物體 不管原來做什么運(yùn)動 物體都將做勻速直線運(yùn)動 3 牛頓第一定律告訴我們 物體做勻速直線運(yùn)動可以不需要力 力不是維持運(yùn)動的原因 考點1 考點2 考點3 考點4 3 慣性 物體保持運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性 說明 1 慣性是物體的一種屬性 一切物體在任何情況下都有慣性 慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān) 質(zhì)量越大 慣性越大 與物體是否受力 受力大小 是否運(yùn)動 運(yùn)動速度大小等皆無關(guān) 2 慣性不是力 力有三要素 而慣性只有大小 因此在慣性前加上 產(chǎn)生 出現(xiàn) 受到 克服 等詞都是錯誤的 方法點撥利用慣性解答問題的一般方法 1 確定研究對象 2 此物體原來處于什么運(yùn)動狀態(tài) 3 此物體某部分由于受到外力作用 將改變原來的運(yùn)動狀態(tài) 物體某部分若不受外力作用 由于慣性 將保持原來的運(yùn)動狀態(tài) 考點1 考點2 考點3 考點4 考點4二力平衡1 二力平衡與相互作用力 考點1 考點2 考點3 考點4 2 力和運(yùn)動狀態(tài)變化的關(guān)系 考法1 考法2 考法3 考法4 考法1慣性和牛頓第一定律 慣性定律 慣性常考的內(nèi)容主要是慣性定義及其質(zhì)量的關(guān)系 生活中的慣性現(xiàn)象 牛頓第一定律的基本內(nèi)容及其應(yīng)用條件 利用慣性和慣性定律解釋生活現(xiàn)象 例1 2015河北 汽車緊急剎車過程中 會在公路上留下車胎的擦痕 下列說法正確的是 A 擦痕是由于剎車后摩擦增大造成的B 擦痕越長 說明車的慣性一定越大C 汽車剎車過程中 其慣性越來越小D 剎車能使汽車迅速停下來 說明力是維持物體運(yùn)動的原因 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 汽車剎車后 輪胎停止轉(zhuǎn)動 這是由滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ?摩擦力增大 故A選項正確 擦痕越長 說明汽車很難停下來 也就是其運(yùn)動狀態(tài)不容易改變 即其質(zhì)量較大 質(zhì)量越大 物體的慣性越大 但也可能是因為汽車的速度越大所引起的 故B選項錯誤 慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān) 與運(yùn)動狀態(tài) 物體是否受力等因素?zé)o關(guān) 故C選項錯誤 汽車剎車時能迅速停下來是由于地面對車有較大的摩擦 是摩擦力改變了汽車的運(yùn)動狀態(tài) 而不是維持物體的運(yùn)動狀態(tài) 故D選項錯誤 答案 A方法點撥慣性與慣性定律的比較 考法1 考法2 考法3 考法4 考法2二力平衡和牛頓第三定律牛頓第三定律的內(nèi)容是兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等 方向相反 作用在同一條直線上 二力平衡的一對力滿足 同體 等值 反向 共線 的條件 這一命題點的出題角度往往是作用力與反作用力和二力平衡的辨析 例2 2015湖南益陽 如圖所示 當(dāng)人推墻時 人將向后退 對此現(xiàn)象的一些說法正確的是 A 人能后退一段距離是因為仍然受到墻的作用力B 人能后退一段距離是因為人具有慣性C 人停下來后慣性就消失了D 人對墻的力與墻對人的力是一對平衡力 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 當(dāng)人推墻時 人將向后退 人離開墻后不再受到墻的作用力 故選項A錯誤 人離開墻后 能后退一段距離是因為人具有慣性 故選項B正確 任何物體都具有慣性 靜止的物體的慣性體現(xiàn)在物體要保持靜止?fàn)顟B(tài) 故選項C錯誤 人對墻的力與墻對人的力不作用在一個物體上 不是一對平衡力 故選項D錯誤 答案 B方法點撥實際問題分析時 平衡力和相互作用力最重要的區(qū)別在于是否作用在同一個物體上 二力平衡的判斷 可分三步走 一分析狀態(tài) 二分析受力 三根據(jù)二力平衡條件判斷 考法1 考法2 考法3 考法4 考法3摩擦力及其影響因素作為三種常見力之一的摩擦力 常從摩擦力三要素 實驗探究影響滑動摩擦力大小的因素 增大或減小摩擦力的方法等方面考查 例3 2015浙江麗水 下列措施中 能增大摩擦的是 A 鞋底印有花紋B 溜冰鞋底裝有滾輪C 用光滑材料做滑梯D 在機(jī)器的轉(zhuǎn)軸處加潤滑油 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 鞋底有花紋 目的是保持壓力大小不變時 增大接觸面的粗糙程度 增大滑動摩擦力 選項A符合題意 溜冰鞋底裝有滾輪是變滑動為滾動減小摩擦力 所以選項B不符合題意 用光滑材料做滑梯是減小接觸面的粗糙程度以減小摩擦 所以選項C不符合題意 在機(jī)器的轉(zhuǎn)軸處加潤滑油是會在接觸面形成一層油膜 使接觸面分離以減小摩擦 所以選項D不符合題意 答案 A方法點撥增大摩擦力的方法 增大壓力 增大接觸面的粗糙程度 減小摩擦力的方法 減小壓力 減小接觸面的粗糙程度 使接觸面脫離 用滾動代替滑動 考法1 考法2 考法3 考法4 例4 2015江蘇揚(yáng)州 物理興趣小組為了測量滑動摩擦力的大小 設(shè)計了如圖所示的實驗裝置 實驗中 小桶內(nèi)裝入適量的沙子 滑塊恰好做勻速直線運(yùn)動 輕繩與滑輪的摩擦不計 1 為了測量滑塊受到的滑動摩擦力 需要測量的物理量是 A 滑塊的質(zhì)量m1B 小桶和沙子的總質(zhì)量m2 2 根據(jù)可知 滑塊受到的滑動摩擦力Ff1 用物理量符號表示 3 小桶落地后 滑塊繼續(xù)向前運(yùn)動 受到的滑動摩擦力Ff1 選填 Ff2 4 實驗中難以判斷滑塊是否做勻速直線運(yùn)動 請你對上述實驗方法提出改進(jìn)意見 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 1 此題通過砝碼和托盤對滑塊的拉力使滑塊做勻速直線運(yùn)動 所以實驗中應(yīng)測量托盤和砝碼的總質(zhì)量m2 2 滑動摩擦力大小等于托盤和砝碼的總重力 則Ff1 G m2g 3 由于壓力不變 接觸面的粗糙程度不變 則滑塊所受滑動摩擦力不變 故Ff1 Ff2 4 實驗中難以判斷滑塊是否做勻速直線運(yùn)動 改進(jìn)方案 把滑塊放到木板上 將彈簧測力計右端固定 左端水平拉著滑塊 水平抽動長木板 讀出測力計示數(shù) 如圖所示 這種情況下拉動木板可以不勻速 彈簧測力計示數(shù)能穩(wěn)定 考法1 考法2 考法3 考法4 答案 1 B 2 二力平衡條件m2g 3 4 把滑塊放到木板上 將彈簧測力計右端固定 左端水平拉著滑塊 水平抽動長木板 讀出測力計示數(shù) 如解析圖所示 這種情況下拉動木板可以不勻速 彈簧測力計示數(shù)能穩(wěn)定 方法點撥判斷靜摩擦力的大小與方向時用平衡法 判斷物體是否受到摩擦力及摩擦力的方向 可以分析是否有力和 摩擦力 平衡 根據(jù)該力是否存在及該力的大小和方向來判斷摩擦力的大小和方向 如站在臺階式的電梯上勻速上升時 水平方向不受摩擦力 其他方向也用此法 考法1 考法2 考法3 考法4 考法4受力分析力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 因而對物體進(jìn)行受力分析是判斷其運(yùn)動狀態(tài)的基礎(chǔ) 實際的考題中 問題大致有二 根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)分析受力情況 根據(jù)受力情況判斷其運(yùn)動狀態(tài) 畫受力示意圖是解決問題的常用技巧 例5滑塊被固定在光滑斜面底端的壓縮彈簧彈出 滑塊離開彈簧后沿斜面向上運(yùn)動的過程中 不考慮空氣阻力 下圖關(guān)于滑塊的受力示意圖正確的是 解析 滑塊受重力和支持力作用 并且重力豎直向下 支持力與斜面垂直 因此B選項正確 A C選項錯誤 滑塊離開彈簧后不受彈力作用 故D選項錯誤 答案 B 考法1 考法2 考法3 考法4 方法點撥受力分析通常的順序 重力 彈力 摩擦力 其他力 分析物體受力 就是分析其他物體對研究對象的作用力 當(dāng)然 研究對象對周圍物體也有力的作用 但這些力是作用在周圍物體上的 不是作用在研究對象上的 故不能在受力圖上畫出 考法1 考法2 考法3 考法4 例6將一袋大米放在勻速向右運(yùn)動的輸送帶上 開始米袋與輸送帶間有一段距離的相對滑動 然后米袋隨輸送帶一起勻速運(yùn)動 當(dāng)輸送帶突然制動時 米袋會繼續(xù)向前滑動一段距離后停下 回答下列小題請選填以下合適的字母標(biāo)號 A 受到方向向右的摩擦力B 受到方向向左的摩擦力C 不受力 1 米袋剛放上輸送帶的瞬間 米袋在水平方向上受力情況為 2 當(dāng)米袋隨輸送帶一起勻速運(yùn)動時 米袋在水平方向上受力情況為 3 當(dāng)將輸送帶突然制動時 米袋在水平方向上受力情況為 考法1 考法2 考法3 考法4 解析 1 輸送帶是向右勻速運(yùn)動的 米袋剛放上時 由靜止變?yōu)橄蛴疫\(yùn)動 水平方向沒有其他拉力或推力 所以只受向右的摩擦力 2 物體勻速直線運(yùn)動時 或者不受力 或者受平衡力 米袋向右勻速運(yùn)動時 水平方向上如果受摩擦力 一定有另一個力與它平衡 因為沒有其他力 所以不受力 3 輸送帶制動時 米袋由向右運(yùn)動變成靜止 只有摩擦力方向向左 才能阻止米袋繼續(xù)向右運(yùn)動 答案 1 A 2 C 3 B 考法1 考法2 考法3 考法4 方法點撥對于靜摩擦力 其方向與相對運(yùn)動趨勢的方向相反 這里的相對運(yùn)動趨勢方向 比起相對運(yùn)動方向來 更抽象了一些 當(dāng)物體有相對運(yùn)動趨勢時 卻仍然是靜止的 那么 這個運(yùn)動趨勢及其方向如何判定呢 方法之一為 假設(shè)法 如圖所示 物體靜止在水平面上 當(dāng)用水平力F推它時 它仍保持靜止 可以這樣判定相對運(yùn)動趨勢的方向 假設(shè)水平面光滑 容易理解物體將沿F的方向運(yùn)動起來 這個方向就是物體相對運(yùn)動趨勢的方向 而物體所受的靜摩擦力方向則與這個方向相反 即與F方向相反 再如 物體靜止在斜面上 假設(shè)斜面光滑 物體會沿斜面滑下 這個沿斜面向下的方向就是物體相對斜面的運(yùn)動趨勢的方向 而物體受到的靜摩擦力的方向是沿斜面向上的 一 探究阻力對物體運(yùn)動的影響1 實驗器材 小車 斜面 光滑木板 毛巾 棉布 小旗 2 實驗操作過程 讓小車從斜面的同一高度滾下 毛巾表面 棉布表面 木板三種粗糙程度不同的表面 利用小旗 標(biāo)出三次小車運(yùn)動的距離 結(jié)論 牛頓第一定律 一切物體在沒有受到力的作用時 總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 例1 2015四川德陽 板上鋪上粗糙程度不同的材料 小車自斜面頂端由靜止開始滑下 比較小車在水平面上運(yùn)動的距離 如圖所示 伽利略 牛頓等科學(xué)家曾多次做過類似的實驗 并在此基礎(chǔ)上分析推理得出著名的牛頓第一定律 請回答下列問題 1 為了得出科學(xué)結(jié)論 三次實驗中每次都從斜面上同一位置由靜止自由下滑 這樣做的目的是 2 三次實驗中 小車在表面上停止得最慢 是因為在該表面受到的阻力最 3 進(jìn)一步推理可知 若水平面絕對光滑 小車不受阻力 則小車會在水平面上做運(yùn)動 解析 1 因為該實驗是要研究阻力對物體運(yùn)動的影響 所以應(yīng)該采用控制變量法 即控制其他因素都相同 只讓水平面的阻力大小不同 所以三次實驗中應(yīng)使小車運(yùn)動到斜面底端時的速度相等 要想讓小車運(yùn)動到斜面底端時的速度相等 就應(yīng)該讓小車從斜面的同一高度處釋放 2 在這三次實驗中 小車在木板表面上運(yùn)動的距離最長 停止得最慢 這是因為木板表面最光滑 小車在該表面受到的阻力最小 3 由此我們可以推理得出 若水平面絕對光滑 即小車不受摩擦力 則小車會在水平面上做勻速直線運(yùn)動 答案 1 小車小車運(yùn)動到水平面上的初速度相同 2 木板小 3 勻速直線方法點撥牛頓第一定律探究中要注意小車是同一小車 并在同一高度放下的目的 通過實驗現(xiàn)象來總結(jié)出規(guī)律 二 測量滑動摩擦力1 實驗器材 木板 四個面分別粘有砂紙 棉布 絨布 紙 立方體木塊 三個面粘有不同面積的同種材料 木板 鉤碼 彈簧測力計 細(xì)線等 2 實驗原理 二力平衡條件 實驗時要水平勻速拉動物體 或拉到物體做勻速直線運(yùn)動 勻速拉動物體時 物體所受的拉力與摩擦力是一對平衡力 這樣測力計示數(shù)的大小就等于滑動摩擦力的大小 3 實驗操作過程 1 測量方法 把木塊放在水平長木板上 用彈簧測力計水平拉木塊 使木塊勻速運(yùn)動 讀出這時的拉力就等于滑動摩擦力的大小 改變不同的接觸面 如甲 乙 丙圖所示 進(jìn)行實驗 2 彈簧測力計讀數(shù) 在拉動過程中進(jìn)行讀數(shù) 3 觀察圖象得出實驗結(jié)論 接觸面粗糙程度相同時 壓力越大滑動摩擦力越大壓力相同時 接觸面越粗糙滑動摩擦力越大 該研究采用了控制變量法 概括為滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān) 實驗還可研究滑動摩擦力的大小與接觸面大小 運(yùn)動速度大小等無關(guān) 例2 2015四川宜賓 某實驗小組在探究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中 小組成員認(rèn)為滑動摩擦力大小與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān) 于是設(shè)計了如圖所示的實驗 1 實驗時 用彈簧測力計水平拉動木塊 使它沿長木板做勻速直線運(yùn)動 并記錄彈簧測力計示數(shù) 見表格 根據(jù)知識 可以知道木塊與長木板之間的滑動摩擦力大小 2 分析圖中 選填 甲 乙 或 丙 兩次實驗數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是當(dāng)壓力相同時 接觸面越粗糙 滑動摩擦力越大 解析 1 用彈簧測力計水平拉動木塊 使它沿長木板做勻速直線運(yùn)動 此時木塊處于平衡狀態(tài) 拉力與摩擦力是一對平衡力 因此根據(jù)二力平衡條件可知 測力計的示數(shù)與摩擦力相等 2 比較題圖甲 乙發(fā)現(xiàn) 接觸面的粗糙程度相同 而壓力大小不同 由此可知研究的是摩擦力與壓力大小的關(guān)系 不符合題意 比較題圖甲 丙發(fā)現(xiàn) 壓力大小相同 接觸面的粗糙程度不同 由此可知研究的是摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系 且可以得到的結(jié)論是當(dāng)壓力相同時 接觸面越粗糙 滑動摩擦力越大 答案 1 二力平衡條件 2 甲 丙方法點撥探究影響滑動摩擦力大小的因素課本實驗中如何控制變量 如何拉動彈簧測力計 實驗數(shù)據(jù)處理及結(jié)論得出是最常見的考試動向 學(xué)習(xí)時要注意課本上的內(nèi)容和老師的講解