十一章力与运动Word格式文档下载.docx
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物体受到的摩擦力越小,运动的距离越远。
而如果小车不受摩擦力,那么小车将一直运动下去。
这就是牛顿第一定律-------一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态
物体不受外力作用时,原来运动的物体要保持匀速直线运动;
原来静止的物体要保持静止状态。
这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要外力的。
由牛顿第一定律可知:
亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”是错误的。
力是改变物体运动状态发生变化的原因。
牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,也就是说它不是一个实验定律,当然也就不能用实验来验证。
但是它又有深厚的实验基础。
它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的,由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。
例1.在一个光滑的水平面上,用绳子拉着小车做直线运动,当小车的速度达到4m/s时,绳子脱落。
这时小车在水平面上做_______________________运动,小车的运动速度是________________。
点拨:
当物体不受到外力时,将保持运动状态不变。
所以此时小车在水平面上做匀速直线运动,小车的速度为4m/s。
例2.正在运动着的物体,若受到的一切外力都同时消失,那么它将()
A、立即停止;
B、改变运动方向;
C、先慢下来,然后停止;
D、做匀速直线运动。
当一切外力同时消失,此时物体将维持原来的运动状态不变。
如果静止,那么仍然处于静止状态。
如果运动,则做匀速直线运动。
答案:
D
例3.牛顿第一定律是用什么方法获得的()
A、单纯的实验方法;
B、单纯的推理方法;
C、数学推导方法;
D、实验加推理的方法。
牛顿第一定律并不是完全通过实验得出的,而是通过实验再加以推理得出的
2.惯性
一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,我们把这种性质叫做惯性。
惯性是物体本身固有的一种属性。
任何物体在任何时候都有惯性。
它只与物体的质量有关系。
物体的质量越大,维持运动状态不变的性质也就越大,那么此物体的惯性也就越大。
例4:
当汽车静止时和汽车运动时哪种情况的惯性大?
惯性是物体本身的一种属性,惯性只和物体的质量有关。
质量越大,惯性越大。
而此时汽车静止和运动时质量不变,所以惯性是一样大的。
3.惯性的应用
惯性在生活中有时给我们带来便利,有时给我们带来麻烦。
生活中一些是利用惯性,一些是尽力的消除惯性。
利用惯性:
跳远运动员跳远,撞击可以使锤头、斧头紧套在把上。
减弱惯性:
车上的乘客在车起动时要向后倾倒,在车刹车时要向前倾倒。
所以为了安全起见,坐在汽车前排的乘客和司机一定要系好安全带。
例5.行走的人被石块绊一下会向前跌倒,下述分析中正确的是()
A.人的上半身有惯性,下半身没有惯性。
B.由于石块作用而改变了人的运动。
C.人由于惯性保持向前,石块作用于脚时,使脚运动变慢。
D.以上说法都正确。
点拨:
人以一定速度前进,当脚绊到石块时,脚受力改变运动状态,突然停止。
由于人有惯性,要保持原来的运动状态,这样,人的上身继续向前运动,致使向前跌倒。
C
例6.人站在行驶的公共汽车内,汽车突然刹车,人向前倾倒的原因是()
A.汽车有惯性,所以人向前倒;
B.汽车刹车时,使人受到一个向前的力,所以人就向前倒;
C.人有惯性,汽车刹车,人的脚停止运动,上身保持原有向前的运动状态,所以人向前倒。
D.没有正确答案
人向前倾倒的原因是因为人受到惯性作用。
当汽车刹车时,此时人的脚与汽车接触,脚受到摩擦力,便于改变运动状态。
但是人的上身由于具有惯性,要保持原来的运动状态不变,所以此时人的上身相比较与下身要向前运动。
4.分力,合力
如果一个力产生的作用效果跟几个力的作用产生的效果相同,这个力就叫做这几个力的合力。
组合合力的每一个力叫分力。
例如:
现在取一根橡皮筋,橡皮筋原来的长度为10cm,我们学习了力的作用效果之一就是可以使物体发生形变,所以对橡皮筋施加作用力时,橡皮筋将会变长。
如果首先对橡皮筋施加F1的作用力橡皮筋伸长了1cm,再对橡皮筋施加另一个跟原来力方向相同的作用力F2时,橡皮筋又伸长了1cm,那么此时橡皮筋一共伸长了2cm,而伸长的2cm是由于两个力作用导致的。
而如果我们只对橡皮筋施加一个作用力F,也可以伸长2cm.那么此时的力F的作用效果和两个力F1,F2合成的作用效果相同。
此时F的作用效果可以等效代替两个力的作用效果。
我们就说这个力为两个力的合力。
而此种方法为等效代替法。
5.同一直线上二力的合成
生活中物体往往同时受几个力的作用。
为了分析问题简化起见,用一个合力代替两个力就能使问题大大简化。
那么,求两个力的合力就有着重要的现实意义。
在初中阶段,我们只学习力的合成的最简单的情况,即同一条直线上二力的合成。
(1)同一条直线上同方向的二力的合成
如图所示,我们把大弹簧的下端固定在铁架台上,旁边立一个刻度尺。
现在,我们用一个弹簧秤拉着弹簧使其伸长,同时用另一个弹簧秤通过一根细绳也拉着弹簧使其伸长。
这时弹簧受到两个向上的拉力F1和F2,它们的大小分别从两个弹簧秤的读数表示出来。
读出F1和F2的大小,并记录弹簧伸长到的位置。
现在,我们用一个力拉弹簧,使它伸长到跟刚才相同的长度,读出这个拉力F的大小?
实验发现F=F1+F2
通过实验可知,力F产生的效果跟力F1和F2共同作用的效果相同,所以F是F1和F2的合力同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同。
(2)同一直线上方向相反的二力的合成
如上图所示,我们将弹簧的上端固定在铁架台上,用一个弹簧秤向下拉弹簧,拉力为F1。
用一根细绳拴在弹簧下端的钩上,用弹簧秤通过细绳向上拉,拉力为F2,此时弹簧伸长。
这时我们读出拉力F1和F2的大小,并记录弹簧伸长到的位置。
然后我们用一个力拉弹簧,使弹簧伸长到同样的位置,请同学读出这个拉力F的大小。
实验发现F=F1-F2
拉力F的作用效果跟拉力F1和F2共同作用的效果相同,所以力F是力F1和F2的合力。
实验告诉我们,同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同。
例7、一个小球的重力为50N,当小球从空气中向下下落时,受到空气阻力为20N,则此时小球受到的合力为多大?
如果用手再将小球向空中抛出,小球的重力和受到的阻力不变,那么此时小球受到的阻力又为多大?
分析物体受到的合力为多大,首先要对物体受力分析。
而对于我们而言一定要画出物体的受力示意图,这样才便于我们分析合力。
(1)当小球下落时,竖直向下受到重力,而受到的阻力和重力方向相反
那么此时受到的合力为50N-20N=30N,方向和重力方向相同。
(2)当小球上升时,竖直向下受到重力G=50N,此时阻力方向向下,那么此时两个力的方向相同。
所以合力F=50N+20N=70N,方向竖直向下。
注意:
求解合力时一定要注意各个力的方向。
例8、同一直线上的两个力F1、F2作用在同一物体上,F1<
F2,它们的合力为F,则F与F1、F2的关系一定是()
A、F=F1+F2
B、F=F1-F2
C、F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同
D、以上说法都不对
分析合力的大小一定要注意各个分力的方向
如果两个力的方向相同,那么合力F=F1+F2,并且此时的合力一定大于任何一个分力。
如果两个力的方向相反,则合力
,方向和比较大的力的方向相同。
所以此题方向未知,那么答案也就会出现两种情况。
6.平衡状态
当物体处于静止或者匀速直线运动状态时,此时物体就处于平衡状态。
实际上静止和匀速直线运动就叫做平衡状态。
我们学习牛顿第一定律时知道,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态.但是生活中的物体都受到力的作用,也能保持静止或保持匀速直线运动,这是为什么呢?
课桌在教室里静止不动,这是因为课桌受到重力和支持力的作用效果。
而此时两个力作用效果使物体处于平衡状态,两个力的作用效果相互抵消。
汽车在地面上做匀速直线运动,水平方向受到牵引力和摩擦力。
而牵引力和摩擦力两者的作用效果使火车做匀速直线运动,使火车处于平衡状态。
由上我们可以看出,当物体处于平衡状态时,并不是没有不受力的情况。
只要物体受到的两个力的作用效果相互抵消,也可以使物体处于平衡状态。
而此时使物体处于平衡状态的力(上面的两个力)叫做平衡力。
平衡力是作用在一个物体上的。
例9.课桌静止在地面上,关于平衡力下列说法正确的是()
A.课桌静止是因为受到重力和课桌对地面的压力,两个力为平衡力。
B.课桌对地面的压力和地面对课桌的支持力是一对平衡力。
C.课桌的重力和地面对课桌的支持力是一对平衡力
D.以上都不对
首先要理解平衡力和相互作用的力。
注意平衡力为一个物体受到的力,此时平衡力的合力为0,使物体处于平衡状态。
而相互作用的力虽然两个力等大,方向相反。
但是两个力不是作用在同一个物体上,所以不能求合力。
答案为C
7、二力平衡条件
如果一个物体受到两个力的作用
当两个拉力大小不等时。
这两个力不能平衡。
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,这两个力不能平衡。
当两个力大小相等、方向相反,互相平行时。
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:
两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。
(一物二力三要点)
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0。
8、二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握:
(1)根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以分析出作用在物体上的力的大小和方向。
例10:
质量是50kg的人站在水平地面上,画出人受力的图示。
人受重力G和地面的支持力F。
人处于静止状态,所以重力G和支持力F是平衡的。
那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,且在一条直线上。
根据人的质量,计算出人的重力G。
G=mg=50kg×
10N/kg=500N。
方向竖直向下。
支持力F=500N,方向竖直向上。
(2)根据物体的受力情况判断物体的运动状态.
物体不受力,应保持匀速直线运动或静止状态。
物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果。
物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态。
静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;
运动的物体受平衡力时,仍然保持匀速直线运动。
例11.小明用5N推放在地上的箱子,如果施加的作用力为50N时,箱子静止不动。
那么请问如果施加的作用力为2N时,箱子处于什么状态?
由题意可知当推力为5N时,箱子不动。
此时箱子受到的摩擦力和推力5N相等。
作用效果相互抵消。
如果作用为2N时,箱子仍然不动。
仍处于静止状态。
【模拟试题】
(答题时间:
90分钟)
一、选择题
1、学了运动和力的知识后,四位同学概括出下列四条结论,其中正确的是()
A.甲同学说:
物体静止时,一定没有受到力的作用
B.乙同学说:
物体受到平衡力作用时,一定处于静止状态
C.丙同学说:
物体运动状态改变时,一定要受到力的作用
D.丁同学说:
要使物体运动,必须有力来维持
2、与你的体重比较接近的重力是()
A.450NB.45NC.4.5ND.4500N
3、下图中,属于二力平衡的是()
4.下列物体中受平衡力作用的是()
A.正从地面腾空而起的火箭B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚下的小球D.在水平直路上匀速行驶的汽车
5.在日常生活中,我们常有下列一些经历或体验.其中与物理学中所说的惯性有关的是()
A.明知自己的某个习惯动作不好,可是很难在短期内彻底改正
B.公交车往往是开开停停,因而给乘客们带来后仰前俯的烦恼
C.提着较重的物体走路,时间长了会感到手臂肌肉酸痛
D.长时间看书,突然抬头看远处的景物会感到模糊
6.汽车做匀速直线运动时,乘客没有发生倾倒现象;
当汽车突然刹车时,乘客向前倾.在这两种情况中()
A.前者有惯性,后者没有惯性B.前者没有惯性,后者有惯性
C.前者惯性小,后者惯性大D.前者有惯性,后者也有惯性
7.一个重为100N的物体在水平地面上处于静止状态,当用160N的力竖直向上提它时,物体所受合力是()
A.40N,方向竖直向上B.40N,方向竖直向下
C.60N,方向竖直向上D.100N,方向竖直向下
8.下列现象中不能用惯性知识解释的是()
A、跳远运动员的助跑速度越大,跳远成绩往往越好
B、用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上
C、子弹离开枪口后仍能继续高速向前飞行
D、古代打仗时,使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒
9、用弹簧秤拉木块沿水平桌面滑动,第一阶段使A以1m/s的速度匀速运动,弹簧秤的读数是F1;
第二阶段使A的速度从1m/s慢慢增加为2m/s,弹簧秤的读数是F2;
第三阶段再使A维持2m/s的速度匀速运动,弹簧秤的读数是F3(水平桌面的粗糙程度是均匀不变的),则:
()
A.F1<
F2=F3B.F1<
F2<
F3C.F1=F2=F3D.F2>
F1=F3
10、一物体静止在水平桌面上,则()
A.物体所受的重力就是物体对桌面的压力
B.物体所受的重力与物体对桌面的压力是一对平衡力
C.物体所受的重力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体所受的重力较大则物体对桌面的压强一定很大
11、关于力和运动的关系,下列说法正确的是()
A.当物体所受合力为零时,物体的运动方向一定不变,运动快慢可以改变
B.当物体所受合力为零时,物体的运动快慢一定不变,运动方向可以改变
C.当物体所受合力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动状态
D.物体受到力的作用,他的运动状态一定改变
12、关于惯性,下面说法正确的是()
A.一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性
B.射出的子弹离开枪口后,仍继续高速前进,是因为子弹受到惯性的作用
C.汽车关闭发动机后,仍能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
D.一切物体在任何情况下都具有惯性
13、将一金属块挂在弹簧秤的挂钩上,当它们一起竖直向上做匀速运动时()
A.金属块所受的重力大于弹簧秤对金属块的拉力
B.金属块所受的重力小于弹簧秤对金属块的拉力
C.金属块所受的重力跟弹簧秤对金属块的拉力是一对平衡力
D.金属块所受的重力跟金属块对弹簧秤的拉力是一对平衡力
二、填空题
1、如果运动的物体,它的改变或改变,或改变时,我们就说它的运动状态改变了。
2、用一个弹簧秤拉一个物体,使物体沿水平方向向东做匀速直线运动,弹簧秤的示数是10N,则物体所受到的摩擦力的大小为,方向是,拉力和摩擦力的合力为;
如果把拉力的大小增加到20N,则物体所受合力的大小为,方向;
如果把拉力撤掉,在车没有停下来以前,合力为。
3、跳伞运动员从高空下落,开始速度不断增大,他受到的阻力重力,后来运动员匀速下降,他受到的阻力重力。
(选填“大于”、“等于”或“小于”)
4、从行驶的车上向下跳是非常危险的,跳车人由于,在脚落地时身体要向倾倒。
5、在光滑的水平面上,一个重为50N的物体以0.8m/s的速度做匀速直线运动,则该物体在水平方向上受到的合力为__N;
若该物体在10N的水平推力作用下,静止在粗糙的水平面上,则受到的合力为____N,受到的摩擦力为_____N。
6、在平稳行驶的列车车厢里,桌面上静止的小球突然背向行驶方向滚动,这说明列车正在做_____运动,小球由于___,要保持原来的____,从而背向列车行驶方向滚动。
7、沿水平直线运动的物体在同一直线上的两个力的作用下,运动速度越来越小,若
F1=8N,F2=12N,且方向相反,那么两个力的合力大小为N,方向与运动方向相。
8、物体静止在光滑水平面上,当它持续受到一个沿水平向右的力的作用时,它的速度将____,撤去此力后,它的速度将_____。
9、如图1,一个轻质弹簧秤,两端通过定滑轮悬挂质量均为100g的重物A和B,则弹簧秤的示数为____N,弹簧秤受到的合力为____N。
10、如图2所示在匀速前进的车厢内,有一水平光滑桌面上放有质量分别为500g和200g的甲、乙两个物体,当车子突然刹车,两个物体在滑出桌面前,甲物体___追上乙物体(填“能”或“不能”)。
图1图2
三、实验探究题
1、在研究牛顿运动定律的实验中(如图3所示),小车从同一斜度及同一高度下滑,在不同材料上继续运动,分别停止在图示位置上,则:
(1)使小车从同一高度滑下是为了。
(2)小车在不同平面上通过的距离不等,这表明了。
(3)由实验可以得到的推论。
图3
2、如图4中,通过弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动。
以
m/s的速度拉动时,弹簧测力计的示数
N。
此时木块受到的摩擦力2N;
若以
cm/s的速度匀速拉动时,弹簧秤的示数
2N,木块受到的摩擦力2N。
(全部填写“大于”“小于”“等于”)
图4
3、锤头松了,把锤柄的一端在固定的物体上撞击几下,锤头就紧套在锤柄上,这是为什么?
4、质量是4.5kg的木块,放在水平桌面上,运动时受到的摩擦力是木块重力的0.2倍,要使木块在此水平面上匀速直线运动,需要对木块施加多大的水平拉力?
作出物体所受力的示意图。
5、一个载重气球在空中匀速竖直上升时,受到的浮力是2000N。
若在所载重物中再加入20kg的物体,这时气球就能匀速竖直下降。
(设气球上升和下降时所受的浮力和阻力大小均不变。
g取10N/kg)
求:
①气球上升时受到的重力。
②气球运动时受到的阻力。
【试题答案】
1C
2A
3B
4D
5B
6D
7C
8B
9D
10C
11C
12D
13C
1、运动方向运动快慢运动方向和快慢同时
2、10N水平向西010N水平向东10N3、小于等于
4、惯性车行驶的方向5、00106、加速惯性运动状态
7、4反8、变大不变9、0.98010、不能
1、
(1)达到水平面时运动快慢一样;
(2)受阻力大小不等;
(3)如果不受阻力,将快慢不变地一直运动下去。
2、等于等于等于
3、因为锤头具有惯性,锤头和锤柄原来一起运动,锤柄因撞击而静止。
而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,就紧套在锤柄上了
4、8.82N图略
5、1900N100N
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