《中考物理总复习》专题五 力 力和运动.pdf
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1、专题五 力 力和运动 专题五力力和运动对应学生用书起始页码 页力和运动力力概念:物理学中,把物体对物体的作用称为力。 物体间力的作用是相互的力的三要素:大小、方向和作用点力的示意图:在受力物体上沿力的方向画一条带有箭头的线段,并标出力的作用点力的单位:牛顿,符号为 弹力定义:当物体发生弹性形变时所产生的力弹簧测力计用途:测量力的大小构造:由弹簧、挂钩、刻度盘、指针等部分组成原理:在弹性限度内弹簧的伸长量与所受拉力成正比使用:看清分度值和量程;使用前,要调零;所测力的方向与弹簧轴线方向一致弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能 重力定义:由于地球吸引而使物体受到的力。 重力的施力物体是地球大小:与
2、物体的质量成正比,两者的关系式为 ,式中 ,表示的物理意义是质量为 千克的物体所受重力为 方向:总是竖直向下的重心:重力的等效作用点称为重心。 形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心重力势能:物体由于高度所决定的能 摩擦力种类:滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力测量:用弹簧测力计水平拉物体做匀速直线运动,弹簧测力计的示数等于物体受到的摩擦力影响因素:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关增大摩擦的方法:增大压力;增大接触面的粗糙程度减小摩擦的方法:减小接触面的粗糙程度;减小压力;以滚动代替滑动;使接触面彼此分离 力与运动二力平衡平衡状态:静止状态或匀速直线运动状态二力平衡:
3、物体在两个力的作用下处于平衡状态二力平衡条件:两个力必需作用在同一物体上,大小相等、方向相反且在同一直线上,四个条件缺一不可力与运动的关系牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态惯性定义:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫作惯性任何物体,在任何情况下都具有惯性,惯性是物体的一种属性力与运动的关系不受力时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态受平衡力作用时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态受非平衡力作用时,物体的运动状态改变 考点一 重力、弹力、摩擦力 一、理解力的概念力的物质性:力是物体对物体的作用,所有的力都不能离开物体而单独存在。
4、只要有力产生,一定涉及两个物体,施力物体和受力物体。力的产生:两物体接触且相互挤压能产生力,如推力;两物体不接触也能产生力,如磁体间的引力和斥力。力的相互性:物体间力的作用是相互的,力是成对出现的,每个物体既是施力物体同时也是受力物体。力的方向性:与质量、密度等物理量不同,力有方向。力的作用效果:()力可以改变物体的运动状态;()力也可以改变物体的形状。 力的三要素都能影响力的作用效果。 二、滑动摩擦力与静摩擦力滑动摩擦力静摩擦力定义一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力相对静止的两个物体之间的摩擦力 年中考 年模拟 中考物理续表滑动摩擦力静摩擦力产生条件()两物体相互接触、挤压()接触
5、面粗糙()有相对运动()两物体相互接触、挤压()接触面粗糙()有相对运动趋势大小(影响因素)与物体间接触面的粗糙程度和压力大小有关与物体所受其他力和运动状态有关方向与物体相对运动的方向相反与物体相对运动趋势的方向相反增大有益摩擦的方法()增大接触面的粗糙程度。 如:汽车轮胎刻上花纹()增大压力。 如:骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大()变滚动为滑动。 如:汽车急刹车时车轮只滑不滚减小有害摩擦的方法()使接触面变光滑;()减小压力;()用滚动代替滑动;()使接触面分离,如:气垫船、磁悬浮列车 说明 摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,而不能说:摩擦力的方向一定与物体运动的方
6、向相反。 比如:人走路时,地面给鞋底的摩擦力方向向前,就与人运动的方向相同。 摩擦力有时阻碍运动,有时有利于运动,即摩擦力有时是阻力,有时是动力。 三、力的示意图人们常在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段,并标出力的作用点,表示物体在这个方向上所受的力,这种表示力的方式叫力的示意图。线段的起点(一般情况)表示力的作用点;箭头表示力的方向;线段的长短表示力的大小。用力的示意图表示物体受力情况利用了建立模型法。例 ( 安徽, 分)力可以用带箭头的线段表示:线段是按一定比例(标度)画出的,它的长短表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,箭尾通常表示力的作用点,此即为力的图示。如图所示,物体 同时受
7、到水平向右的拉力 和与水平方向成 角的斜向右上方的拉力 的作用。 请参照图中力 的图示,用相同的比例(标度)在图中画出力 的图示。解析 以 的作用点为共用的作用点,沿与水平方向成角斜向右上方画线段,一个标度表示 ,大小为 ,故应画三个标度长,在线段末端标上箭头表示力的方向,旁边标出力的大小。答案 如图所示考点二 力和运动 一、牛顿第一定律探究物体的运动与所受阻力大小的关系()器材:斜面、小车、木板、玻璃板、毛巾、棉布。()图示:()步骤:从斜面的同一高度释放小车,观察小车在不同表面移动的距离。说明 从斜面的同一高度释放小车是为了使小车到达水平面时获得的初速度相同。()结论:相同初速度,小车所受
8、阻力越小,运动的距离越远。()推理:如果小车所受阻力更小,小车运动的距离会更远;如果小车不受阻力,小车将会以不变的速度永远运动下去,即将会做匀速直线运动。历史上的探索()伽利略的实验:伽利略通过斜面小车实验认识到运动物体受到的阻力越小,它的速度减小得就越慢,它运动的时间就越长。 他还进一步推理得出,在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。()笛卡儿的推论:法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论,指出如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,它将沿原来的方向匀速运动下去。牛顿第一定律:一切物体在没
9、有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。 这就是著名的牛顿第一定律(又称惯性定律)。说明 牛顿第一定律表明,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即:物体不受力,运动状态不改变;物体运动状态改变必定受力。“没有受到外力的作用”包含两层意思:一是该物体确实没有受到任何外力的作用,这是一种理想情况,实际上,不受任何外力作用的物体是不存在的;二是该物体所受合外力为零,它的作用效果可以等效为不受任何外力时的作用效果。“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指:物体不受外力时,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做匀速直线运动;如果原来的运动状态不清楚,这
10、两种情况都有可能。 二、惯性惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质,正确理解惯性,要注意以下四点:()一切物体在任何情况下都具有惯性。()决定物体惯性大小的是质量。 例如,用同样大小的力沿水平方向抛出体积相同的铅球和皮球,显然皮球获得的速度较大,而铅球获得的速度较小。 即皮球的运动状态容易改变,则说明它的惯性小;而铅球的运动状态不易改变,则说明铅球的惯性大。 物理学中就用质量这一物理量来量度物体惯性的大小。()惯性和牛顿第一定律的区别和联系:惯性是物体本身具有的一种性质;牛顿第一定律是物体的运动规律。()惯性和力的实质不同。 惯性和力是两个本质上完全不同的概念,力是物体间的相互作用,惯性是物
11、体的属性,与外界因素无关,把惯性说成是“惯性力”“物体受到惯性的作用”“克服物体的惯性”等,显然是错误的。 三、运动和力的关系专题五 力 力和运动 物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时,它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。 物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。受力条件力的方向与物体的运动方向物体所处的状态运动状态是否改变不受力受平衡力(合力为零)静止状态或匀速直线运动状态不变受非平衡力(合力不为零)相同速度增大,
12、并且做直线运动相反速度减小,仍做直线运动不在同一直线上运动方向改变,做曲线运动一定改变一对平衡力与一对相互作用力的比较一对相互作用力一对平衡力相同点大小相等相等方向相反,且在同一直线上相反,且在同一直线上区别作用对象分别作用在两个物体上共同作用在同一个物体上作用时间同时产生,同时消失两个力的产生、消失没有时间关系力的作用效果相互作用的两个力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果两个力共同作用在同一个 物 体 上, 使 物 体(或物体 在 某 一 方 向上)保持平衡从亚里士多德到牛顿:惯性定律的建立过程 惯性是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。 人们对于惯性这一认识有赖于惯性定
13、律的建立,而它则依靠于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类熟悉发展史上经历了漫长的岁月。一、亚里士多德的学说和贡献在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。 他把物体的运动分为自然运动和强制运动。 他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,假如没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。 他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当
14、外力的作用停止时,运动也立即停止。 从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:自然运动不涉及力的问题,只有强制运动才存在力的问题;力是物体强制运动的原因。从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。亚里士多德对运动和力的认识是:力是维持物体运动的原因,有力就有运动,没有力就没有运动。 虽然现在我们知道这是一个错误的观点,但亚里士多德在动力学方面给我们的最大贡献是:他第一次提出了力与运动间存在关系的论点。 不是有一句话吗? 不怕做不到,就怕想不到。 亚里士多德想到了力与运动之间应该存在关系,这就是他对动力学的贡献。二、伽利略的学说和贡献伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法,并用
15、于研究物体的运动。 他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,总结在他的著作关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话和关于力学和运动两门新科学的对话。 伽利略在研究物体在斜面上的运动时,发现当球从一个斜面上滑下来又滚上第二个斜面时,球在第二个斜面上所达到的高度与从第一个斜面上开始滑下来时的高度几乎相等。 于是伽利略断定高度上的这点微小差别是由于摩擦而产生的,如果能将摩擦完全消除的话,高度将恰好相等。 然后,他进行了推想:在完全没有摩擦的情况下,不管第二个斜面的倾斜角多么小,即使放平了,小球也“想”运动到原来的
16、高度,于是只好永远运动下去了。通过这个推想,伽利略意识到即使没有力物体也可以运动。但当他把这个观点给别人讲解并试图让别人接受时,却遇到了阻力,毕竟亚里士多德的观点早已经深入人心。 于是,伽利略设计了众所周知的斜面滚球理想实验。 也就是说,他是为了让别人信服自己的想法,才设计了这个实验,实验过程如下:第一步:从斜面一侧由静止滚下的小球,若没有任何摩擦,在另一侧斜面上将达到原来的高度。 这是一个大家都能够接受的事实,可以把它当作一个公理;第二步:还是没有摩擦,把另一侧斜面近似放平,为了达到原来的高度,小球将经过更长的距离。 这也是经过推理大家都能接受的一个结论;第三步:如果将另一侧斜面完全放平,贴
17、着地面,物体将如何?被提问的人肯定在前两步的基础上得出:小球为了回到原来的高度,将永远运动下去。到这里,伽利略的观点才被别人“不得不”接受。 但接下来伽利略错误地认为,由于小球将沿着这个贴着地面的轨道永远运动下去,而地球是球形,因此,它将绕地球一周之后再回到水平面上的出发点。伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步,他熟悉到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因此我们还不能说伽利略发现了惯性定律。伽利略的贡献在于他提出了摩擦是影响物体运动的
18、原因,没有摩擦物体将在水平面上永远运动的观点。 更重要的是他认识到要验证一个结论是不是正确可以通过实验的方法来进行。他第一个走出“直观观察就能得出结论”的误区,提出了依靠实验来验证自己观点的科学研究方法。三、笛卡儿的学说和贡献最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。 笛卡儿是唯理论哲学家,他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系,惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。 他在他的哲学原理一书中把这条基本原理表述为两条定律:一、每一单独的物质微粒将继续保 年中考 年模拟 中考物理持同一状态,直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是
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