章末小结与提升
{ 力{定义:一个物体对另一个物体的作用相互性:力的作用是相互的作用效果:力可以使物体的形状发生改变,也可以使物体的运动状态发生改变力的描述{ 力的三要素:
大小、 方向 和作用点力的单位:牛顿( N )
力的示意图:线段的长短表示力的大小,线段末端的箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点弹力与弹簧测力计{弹力:因物体发生弹性形变而产生的力弹簧测力计{结构:弹簧、挂钩、指针、刻度盘等使用方法:了解量程、明确分度值、校零、测量重力{ 产生:由于地球对物体的 吸引 而产生的大小和方向:大小G =mg,方向竖直向下
作用点{重心:等效的重力作用点找重心的方法:悬挂法、支撑法滑动摩擦力{ 定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时所受到的阻碍物体间相对运动的力影响因素:滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在其他条件相同时,压力越大,摩擦力越大;接触面越粗糙,摩擦力越大增大摩擦的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度减小摩擦的方法:①减小压力;②使接触面更光滑;③以滚动代替滑动;④使两个接触面彼此分离
类型1 质量与重力
1.如图所示是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。
根据图中所给的信息,一名质量为50 kg 的中学生在金星上所受的重力大小为 437.5 N,质量是 50 kg(地球上g 取10 N/kg)。
TV 科教频道曾报道:有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时,左前轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4750 N 、4980 N 、4040 N 、3960 N 。
假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形,O 为几何中心,AB 、CD 为两条对称轴,如图所示。
若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用线通过O 点,则该重物的重心应落在( C )
A.AOC 区域上
B.BOC 区域上
C.AOD 区域上
D.BOD 区域上
3.一辆自重是2.5×104 N 的卡车,装载着20箱货物,每箱货物的质量为400 kg(g 取10 N/kg),要经过一座大桥,桥前标牌如图所示,请问这辆卡车能否安全通过这座大桥?
解:卡车自重G 卡=2.5×104 N
货物的重力G 物=nm 物g =20×400 kg×10 N/kg=8.0×104 N
这辆卡车总重G 总=G 卡+G 物=2.5×104 N+8.0×104 N=1.05×105 N
这辆卡车总质量m 总=G 总
g =1.05×105N
10N/kg =1.05×104 kg=10.5 t
桥前的标牌“8 t”为限重8 t,因为10.5 t>8 t,所以卡车超重,不能安全过桥。
类型2弹力与弹簧测力计
4.关于弹力的方向,下列说法中正确的是( D)
A.细硬直杆对物体的弹力方向一定沿杆的方向
B.物体对支持面的压力方向一定竖直向下
C.支持面对物体的支持力的方向一定竖直向上
D.绳子拉物体时产生的弹力方向一定沿绳子的方向
5.某同学在用已校零的弹簧测力计测量一物体的重力时,误将弹簧测力计倒置,物体挂在了拉环上。
当物体静止时,弹簧测力计的示数如图所示,则该物体的重力( A)
A.一定小于9.0 N
B.一定等于9.0 N
C.一定等于11.0 N
D.一定大于11.0 N
类型3摩擦力及其方向的判断
6.山体滑坡是一种在强降雨天气极易发生的自然灾害。
强降雨时,由于雨水浸入,有些本来不够稳固的山体的不同地质层(板块)之间摩擦力变小,部分山体在重力的作用下向下滑动而导致山体滑坡,请你提出一项避免山体滑坡的措施:加固山体(或植树造林或合理导流或定期检查上坡地表的变化,合理即可)。
7.某物体随传送带水平匀速向右运动,到了传送带的末端,在掉出传送带的瞬间,关于它受到摩擦力的
分析正确的是( D)
A.摩擦力水平向右
B.摩擦力水平向左
C.摩擦力竖直向上
D.物体不受摩擦力
8.如图所示,斜劈A放在固定的斜面上,其上表面水平,物体B放在A上,在A和B一起沿斜面匀速下降的过程中( B)
A.斜面与A之间无摩擦力
B.A、B之间无摩擦力
C.A对B的摩擦力方向水平向左
D.B对A的摩擦力方向水平向左
实验一:探究物重与物体质量的关系
1.实验装置
2.实验过程
用弹簧测力计测量钩码的重力大小,然后记录质量和重力的数值。
3.实验结论
物体所受重力的大小跟它的质量成正比,其比值是定值,约等于9.8 N/kg。
【针对训练】
1.某同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”实验中,数据记录如表:
( 1 )将上表空格处补充完整;
( 2 )在实验过程中,需要的两个测量工具是天平和弹簧测力计;
( 3 )分析表中数据,能得出的结论是物体受到的重力跟物体的质量成正比。
实验二:探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验器材
长木板、带有挂钩的长方体木块、弹簧测力计、砝码、棉布(或毛巾)等。
2.实验过程
把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,通过弹簧测力计的示数判断木块所受滑动摩擦力的大小。
3.实验方法
控制变量法。
实验中,先保持接触面粗糙程度不变,改变压力的大小,测出摩擦力的大小,然后再保持压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,测出摩擦力的大小,综合分析摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度的关系。
4.实验结论
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关。
在其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;压力越大,滑动摩擦力越大。
【针对训练】
2.为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等。
小明做的部分实验如表所示(实验时,长木板固定在水平桌面上):
3木块在下,铁块在上,两者叠放在一起后放在长木板上,用弹簧测力
计水平拉动木块,使它们做匀速直
线运动,记下弹簧测力计的示数F3
小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,即F1≠F2≠F3,且F1<F3。
( 1 )比较1、3两次实验,由F1<F3得出的结论是接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
( 2 )比较1、2两次实验,根据F1≠F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。
小明得出这个错误结论的原因是1、2两次实验中,接触面粗糙程度不同,压力也不同,没有控制单一变量;
( 3 )实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为弹簧测力计的示数。
为了保证转换的正确性,实验中采取的措施是保持弹簧测力计做匀速直线运动。
1.胡克定律:在一定范围内,弹簧伸长量与其所受的拉力成正比,表达式F=kx,其中k是弹簧的劲度系数,k的大小由弹簧自身决定。
2.动摩擦因数:滑动摩擦力与压力成正比,表达式f=μF N,μ为动摩擦因数,是一个无单位的量,其大小与相互摩擦的两个物体材质、接触面情况有关,与物体运动情况及压力大小等均无关,动摩擦因数一般小于1。
【针对训练】
1.某器件中有一弹簧,其原长为20 cm,劲度系数为500 N/m,某时刻弹簧长度变为24 cm,则此时弹簧上的弹力大小为20N。
2.已知一木箱重为49000 N,一个人用大小为490 N的水平力推着它沿水平方向匀速滑行。
则此木箱与地面之间的动摩擦因数为0.01。
3.经实验表明,在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比,即F=kx,k叫做弹簧的劲度系数。
如图所示为一轻质弹簧的长度L与弹力F大小的关系图像(弹簧始终处于弹性限度内),试
由图像确定:
( 1 )弹簧的原长;
( 2 )弹簧的劲度系数;
( 3 )弹簧长为0.25 m时弹力的大小。
解:( 1 )当弹簧的弹力为零时,弹簧处于原长状态,由题图可知,弹簧的原长L0=10 cm
( 2 )当弹簧的长度为15 cm时,弹力大小为10 N,对应弹簧的伸长量为ΔL=15 cm-10 cm=5×10-2 m
由F=kx可得,k=F
ΔL =10N
5×10−2m
=200 N/m
( 3 )当弹簧长为0.25 m时,弹簧的伸长量为ΔL'=0.25 m-0.1 m=0.15 m 由F=kx可得,F'=kΔL'=200 N/m×0.15 m=30 N。