第七章运动和力知识点深刻复习要点梳理与典型例题.docx
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第七章运动和力知识点深刻复习要点梳理与典型例题
第七章运动和力知识点复习要点梳理与典型例题
【要点梳理】
要点一、牛顿第一定律
1.内容:
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。
2.内涵:
物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。
或者说:
物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
要点诠释:
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
“没有受到力的作用”有两层含义:
一是该物体确实没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,力的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
4.牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。
要点二、惯性
1.概念:
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
2.惯性的利用:
跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩掉手上的水珠。
3.惯性的危害:
汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
要点诠释:
1.一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。
惯性是物体本身的一种属性。
2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。
即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3.惯性是物体的属性,不是力。
因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。
惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
要点三、二力平衡
1.平衡力:
物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
(通过物体所处状态,判断受力是否平衡)
2.平衡态:
物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
3.二力平衡的条件:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
4.二力平衡条件的应用:
判断力的大小、方向。
(1)甲图中钩码静止,受到平衡力,即:
钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和重力的方向相反。
(2)图乙中放在桌面上的篮球,受到重力和桌面的支持力,大小相等,方向相反。
(3)跳伞运动员,在空中匀速下落:
人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
要点诠释:
1.平衡力与平衡状态的关系:
物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:
等大、反向、同体、共线。
要点四、摩擦力
1.滑动摩擦力:
(1)概念:
两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
(2)方向:
与物体相对运动的方向相反。
“相对”是指相对于接触的物体。
(3)大小:
滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关;跟接触面的粗糙程度有关。
2.静摩擦力:
(1)概念:
物体在有相对运动趋势时,接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
(2)方向:
与相对运动趋势相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),还可以成任意角度。
(3)判断静摩擦力大小的方法:
静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化,其大小由外界条件决定,因此它是被动力。
3.滚动摩擦:
是指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。
例如滚动轴承中的滚珠在轴承内滚动时的摩擦。
车轮在地面滚动时车轮与地面间的摩擦。
4.摩擦的利用与防止:
(1)增大有益摩擦:
增大压力;增大接触面粗糙程度。
(2)减小有害摩擦:
减小压力;减小接触面粗糙程度;用滚动代替滑动;使接触面分离:
加润滑油,气垫导轨,磁悬浮。
要点诠释:
1.滑动摩擦力产生条件:
接触面粗糙;接触挤压;在接触面上相对运动。
2.运动方向和相对运动方向的区别,f滑与相对运动方向相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),注意:
滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。
静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相对运动趋势很难判断。
我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:
假设接触面光滑,物体若会相对滑动,则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
要点五、力和运动
1.合力:
如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同,这个力就叫做那几个力的合力。
平衡力的合力为零。
2.同一直线上二力的合成:
(1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同,即
。
(2)同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个大小之差,方向跟较大的那个力方向相同。
即
3.力与运动的关系:
(1)物体受平衡力(或不受力)
物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
(2)物体受非平衡力作用
运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
【典型例题讲解】
类型一、力和运动
1.(2012淄博)关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.物体不受力,一定静止B.作用在运动物体上的力一定不平衡
C.物体的速度越大,其惯性一定越大D.物体的运动方向发生改变时,一定是受到了力的作用
【答案】D
【解析】物体不受力(所受合力为零)时,物体处于平衡状态,物体静止或做匀速直线运动,物体不一定静止,故A错误;物体做匀速直线运动,处于平衡状态,物体受平衡力作用,因此作用在运动物体上的力可能平衡,故B错误;
C、质量是物体惯性大小的量度,物体质量越大,惯性越大,物体的惯性与物体速度无关,故C错误;
D、力是改变物体运动状态的原因,物体运动方向发生改变,物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,故D正确;
【总结升华】题目考查了力与运动的关系、物体的惯性、力的作用效果等问题,涉及的知识点较多,但难度不大,熟练掌握基础知识即可正确解题。
举一反三:
【变式】(2012随州)关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.在平衡力的作用下物体一定静止
B.彼此不接触的物体不可能发生力的作用
C.如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用
D.物体不受力的作用,运动状态就一定不改变
【答案】D
类型二、摩擦力
2.(2012遵义)小明用20N的水平推力推着重为50N的木箱,在水平地面上做匀速直线运动,则地面对木箱的摩擦力大小为N。
若小明将推力增大到30N时,木箱受到的合力大小为N。
【思路点拨】
(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
(2)滑动摩擦力与两个因素有关,一是压力大小,二是接触面的粗糙程度。
【答案】20;10
【解析】
(1)在水平地面上做匀速直线运动的木箱,受到的是平衡力的作用:
竖直方向上的重力与地面对它的支持力是一对平衡力;水平方向上的推力与摩擦力是一对平衡力,因此地面对木箱的摩擦力大小为20N。
(2)若小明将推力增大到30N时,木箱对地面的压力和木箱与地面间的粗糙程度没有改变,因此木箱受到的摩擦力仍然为20N,所以木箱受到的合力大小F合=30N-20N=10N。
【总结升华】木箱处于匀速直线运动状态,是一种平衡状态,要利用二力平衡的条件来判断木箱受到的摩擦力的大小、方向;当推力改变时,受到的摩擦力是否变化,就要从摩擦力的决定因素去分析。
举一反三:
【变式】(多选)如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。
在木板运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A相对长木板是运动的B.木块A相对于地面是运动的
C.木块A所受摩擦力的方向向左D.拉动速度变化时,弹簧测力计示数不变
【答案】ACD
类型三、综合应用
3.如图所示,小明在探究“力和运动的关系”的实验中,他将物体M放在水平桌面上,两边用细线通过滑轮与吊盘相连。
若在左盘中放重为G的砝码,右盘中放重为2G的砝码时,物体M能以速度v向右作匀速直线运动。
如果左、右盘中的砝码不变,要让物体M能在水平桌面上以2v的速度向左作匀速直线运动,则应在左盘中再加上砝码,所加砝码的重为(吊盘重、轮与细线间和轮与轴间摩擦不计)( )
A.1GB.2GC.3GD.4G
【思路点拨】首先由受力分析明确物体M受力情况,由M的运动状态可判断M受摩擦力的大小;当M运动方向发生变化时,摩擦力方向同时发生变化,根据压力与接触面粗糙程度的变化确定摩擦大小变化;最后根据物体始终受力平衡可求得左侧应加砝码。
【答案】B
【解析】当物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动时,物体受力平衡,因此物体所受向左的摩擦力与物体受到向右的合力相等,即:
f=2G-G=G。
若物体向左匀速运动时,摩擦力方向水平向右,由于压力和接触面的粗糙程度不变,故物体受到摩擦力的大小不变,物体受到三个力,水平向右的拉力2G、水平向左的拉力G+F、水平向右的摩擦力G,受力平衡列方程:
G+F=G+2G,所以F=2G。
【总结升华】本题考查物体的受力分析以及影响摩擦力大小的因素,重点是物体所受摩擦力的大小、方向判断,明确一般情况下,摩擦力的方向与运动方向相反;大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
举一反三:
【变式】如图所示,跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,所受的总阻力为f,人和伞重分别为G人和G伞,它们的关系是( )
A.G人=f-G伞B.f+G伞=G人
C.G人+G伞>fD.以上三种情况都有可能
【答案】A
4.如图所示,物体A质量为1kg,物体B的质量为3kg,用水平力F把A,B两物体紧压在竖直墙上不动。
这时物体B的左表面受到的摩擦力大小为N,右表面受到的摩擦力大小为N(A物体的左表面光滑)。
【思路点拨】静止的物体受到平衡力的作用。
A保持静止状态,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦力,根据物体间力的作用是相互的,求出B的左表面受到的摩擦力。
B保持静止状态,分析B的受力情况,求出B右表面受到的摩擦力。
【答案】9.8;39.2
【解析】
(1)
;
(2)对物体A受力分析,竖直方向上A受到重力和物体B对A的摩擦力,摩擦力和重力是一对平衡力,由平衡条件可得:
受力分析如甲图所示。
(3)方法一:
“隔离法”
对A受力分析,图甲。
B在竖直方向上受到3个力,竖直向下的重力、A对B的摩擦力、墙壁对B的摩擦力。
根据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力竖直向上,大小是9.8N,所以B左表面受到A的摩擦力竖直向下,大小是9.8N。
B静止,这三个力是平衡力,如图甲所示。
根据平衡力合力为0所以B右表面受到地面的摩擦力大小为:
。
方法二:
整体法:
对A、B整体受力分析,A、B受到竖直向下的重力,墙壁对B竖直向上的摩擦力(物体A、B间的相互作用力,是内力,整体法受力分析时不用画出)。
如图丙所示。
提示:
A的左表面光滑,所以A左表面不受摩擦力。
【总结升华】题目主要考查了,受力分析。
把A和B两个物体分别进行受力分析,根据物体间力的作用是相互的判断摩擦力的方向,根据物体处于平衡态,列出平衡方程,求解。
举一反三:
【变式】如图,ABCD是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用1000N的力压紧,砖处于静止状态.求、B砖与C砖之间的摩擦力?
【答案与解析】先以ABCD整体为研究对象,如图甲所示:
整体所受重力:
,
A的左侧(即整体的左侧)和D的右侧(即整体的右侧)各受一个向上的静摩擦力
,
由平衡条件知:
,则
。
再以AB两块砖为研究对象受力分析如图乙:
AB总重力为
,由平衡条件可知,A左侧的静摩擦力
,故B的右侧不受摩擦力。
若以CD为研究对象如图丙:
同理可得C的左侧不受摩擦力,因此,BC之间的摩擦力为零。
类型三、实验探究
5.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:
(1)当物体处于静止状态或状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。
此时木块在水平方向受到两个力的作用,这些力是平衡的。
小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是,这时木块在水平方向受到的力(填“平衡”或“不平衡”)。
要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见:
【思路点拨】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。
两个物体接触时,有相对运动趋势时,物体之间产生阻碍相对运动的摩擦力。
减小摩擦力的方法:
减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面分离。
【答案】
(1)匀速直线运动
(2)木块受到向左的摩擦力;平衡;将木块换成小车,减小与桌面之间的摩擦力
【解析】
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
(2)小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用,木块有向右运动的趋势,木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用,向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力。
要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用,用小车代替木块,用光滑的水平面代替桌面等。
【总结升华】装置中如果用小车代替木块可以探究二力平衡条件,实验比较典型,一定要掌握。
举一反三:
【变式】如图所示是小丽同学“探究二力平衡条件”实验的装置图。
应该把小车放在(选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,你认为她是根据的现象来判断F1、F2是否平衡的,接着她将小车扭转一个角度是为了验证两个力平衡时是否。
由上述实验可得:
作用在同一物体上的两个力,如果,这两个力就彼此平衡。
【答案】光滑;小车是否静止;在同一直线上;大小相等,方向相反,并且在一条直线上
6.(2012武汉)在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,某同学提出下列猜想:
Ⅰ、与物体速度的大小有关
Ⅱ、与接触面的粗糙程度(表面状况)有关
Ⅲ、与压力的大小有关
(1)为了验证上述猜想是否正确,他采用了图甲所示的装置进行实验.实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做运动。
(2)实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定,便对实验装置进行改进,如图乙所示,他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面,用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机.在木块上放置不同的砝码,当电动机以不同的转速工作时,通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动。
实验记录如下
实验次数
表面状况
压力/N
摩擦力/N
木块的速度/m/s
1
木块------木板
2.0
0.6
0.1
2
同上
4.0
1.2
0.1
3
同上
4.0
1.2
0.2
4
木块-----砂纸
2.0
1.0
0.1
①分析3、4两次的实验记录,(填“能”或“不能”)验证猜想Ⅰ。
②分析两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅱ。
③分析两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅲ。
【答案】
(1)匀速直线
(2)①不能②1、4③1、2
【解析】
(1)因为只有木块做匀速直线运动时,摩擦力和拉力才是一对平衡力,它们的大小才会相等,因此,实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动;
(2)①在3、4两次实验中,其压力、表面状况和运动的速度都是不相同的,故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系;②想验证摩擦力的大小与接触面的粗糙程度(表面状况)有关,即需选择压力、速度相同,但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可,故选1、4两次实验;③想验证摩擦力的大小与压力是否有关,即需选择表面粗糙程度、速度相同,但压力不同的实验进行比较即可,故选1、2两次实验。
【总结升华】探究滑动摩擦力的大小和那些因素有关。
实验中主要运用了转换法和控制变量的研究方法,这是实验成功的基础,也是我们应该熟练掌握的实验技能。
同时,二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析,也是我们应该从这类实验题中应该学到的。
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