第十二章 运动和力章末总结Word格式.docx
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三、力及力与运动的关系
1.发生力的作用时,总存在施力物体和受力物体,单独一个物体是不能产生力的,并且物体间的作用是相互的。
力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体发生形变,力的大小、方向和作用点均会影响力的作用效果。
用力的示意图可形象直观地表示力,关键要把力的大小、方向和作用点准确表达出来。
2.由牛顿第一定律可知,力不是维持物体运动的原因,因为物体具有保持原来运动状态不变的惯性。
当物体不受力或受平衡力作用时,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
力是改变物体运动状态的原因。
当物体受一个力或受几个力不平衡作用时其运动状态就会改变。
运动状态改变包括:
①运动快慢,即速度大小。
②运动方向。
物体受到不平衡力作用时可能改变速度大小,也可能改变运动方向,还可能在改变速度大小同时还改变了运动方向。
3.二力平衡与相互作用力的异同
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是一个,施力物体分别是其他物体
两个物体互为施力者,互为受力者
不同点
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体可能会失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
受力效果
使物体保持静止或匀速直线运动状态
两个力分别产生各自的效果
规律方法指导
惯性与惯性现象
正确理解惯性的概念
(1)物体所具有的保持其运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体所具有的一种基本属性,一切物体在任何情况下都具有惯性。
(2)惯性与惯性定律不同,二者不可混淆。
(3)惯性不是力,力是物体对物体的作用,力是物体间相互作用产生的,力有三要素,而惯性与外界条件无关,惯性只有大小,物体惯性的大小跟它的质量有关,质量大的物体惯性大。
例1、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,仍然继续高速前进,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所受到的阻力
D.一切物体在任何情况下都具有惯性
解析:
A选项是错误的,原因在于没有弄清惯性和惯性定律的区别。
惯性是物体本身的一种性质,一切物体在任何情况下都具有惯性,而惯性定律是物体的运动规律,它闸明了物体在不受外力时所遵循的规律。
牛顿第一定律义叫做惯性定律,就是因为牛顿第一定律揭示一切物体都具有惯性,指出物体在不受外力时能保持匀速直线运动状念或静止状态不变的原因是在于物体具有惯性。
B、C选项的错误都是把惯性当成一种力,没有认识到惯性是物体具有的性质,不是外界施加给它的,惯性和力是两个本质上完全不同的概念。
答案:
D
弹簧测力计两边受拉力时示数是多少
容易出现的错误是,有的同学认为弹簧测力计被两端的两个力拉着,其示数应是两个力之和;
有的同学认为弹簧测力计两端都受力,大小相等,方向相反,相互抵消,合力为零。
例2、如图所示,各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为4N
B.弹簧测力计的示数为0N,弹簧测力计受的合力为0N
c.弹簧测力计的示数为8N,弹簧测力计受的合力为0N
D.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为0N
本题考查弹簧测力计的原理,弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。
弹簧测力计的构造是弹簧的一端固定(与挂环相连的一端),叫做固定端;
另一端与挂钩相连,叫做自由端,测量时,用力使固定端不动,拉力拉挂钩使弹簧伸长,拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧测力计的示数就越大,也就是说,弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小,是一端的力的大小,而不是两端的受力之和,所以在本题中弹簧测力计的示数是4N,而把弹簧测力计作为研究对象,在一对平衡力作用下,合力是零。
坐标图像的认识
用图像表达物理问题非常直观,物理学中广泛应用,应注意培养看图像、用图像的能力。
看图像时,首先看明白横坐标和纵坐标分别代表什么含义,其次,理解图像上每一点的坐标表示的含义,会看图像,这类题目就容易解决了。
例3、一个物体始终只受两个力F1和F2的作用,一开始物体处于静止状态,且F1=F0,在t1时间内保持F1不变,只改变F2的大小,此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。
图中可以表示F2大小随时间变化的图像是( )
因为一开始物体在F1和F2的作用下处于静止,所以F1和F2是一对平衡力,即F1=F2。
又因为F1=F0,所以一开始F2=F0,计时后F2的大小从F0开始变化,题中说,在改变F2的大小的过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同,根据同一直线上二力合成的特点知道,F2≤F1即F2≤F0,本题中只有C选项符合F2始终小于等于F0这一条件。
C
典型例题
例1.在一列沿平直铁路行驶的列车上,坐在车上的某乘客认为自己是静止不动的,他选的参照物是( )
A.对面开来的汽车
B.自己乘坐的列车
C.平行轨道上同向运动,快慢相同的列车
D.从身边走过的列车员
此乘客在行驶的列车上,相对于地面是运动的,但是相对于他自己乘坐的列车是静止的,人与车没有相对运动;
这位乘客相对于沿着平行铁轨同向运动,快慢相同的另一列车,位置也不发生变化,也保持相对静止。
B、C
此题目是根据运动状态来判断参照物,解题的关键是看你选的参照物与乘客间位置是否变化。
举一反三
当你和小红站在商场上升的自动扶梯上时,以_________为参照物,你是运动的;
以_____为参照物,你是静止的。
站在行驶的扶梯上的乘客,相对地面是运动的。
因此说他运动必定是选择地面或相对地面静止的物体为参照物;
说他静止,则他相对于参照物的位置没有发生变化,参照物相对于地面必然是运动的,是与他同向、同速运动的物体。
墙壁;
小红。
例2.在北京与上海之间往返的K21次和K22次特快列车运动时刻表如下:
北京
济南
蚌埠
上海
K21次
到站时间
21:
58
3:
18
8:
00
发车时间
17:
01
22:
08
28
—
K22次
10:
49
5:
41
0:
22
51
32
19:
K21次列车由北京开往上海,K22次由上海开往北京,这两次列车每天各发一列车,自北京到上海铁路线长1462km,根据列车运行时刻表回答下面问题。
①K21次和K22次车全程运行时间之差为多少?
②根据列车运行时刻表(考虑途中停车)估算,K21次与K22次列车相遇地点距北京多远(铁路路线长)?
大约什么时间相遇?
①K21次列车全程运行时间为:
,
K22次列车全程运行时间为
t2=
K21次列车运行全程比K22次列车运行全程少用时间:
908min-899min=9min。
②K21次列车全程运行的平均速度为:
K21次列车发车行驶
=19:
41—17:
01=2h40min后,K22次列车才发车,此时K21次列车行驶距离为:
K22次列车全程运行的平均速度为:
K22次列车发车时,两车相距:
设K22次列车发车运行
时间两车相遇,则
K21次列车在这段时间内行驶的距离:
S2=
=97.58km/h×
6.19h=604.02km,
则两车相遇时K21次列车离北京的距离:
总结升华:
解决这类相遇或追及问题,关键是求其路程和时间的相互关系,两物体之间的路程或时间关系确定了,问题就会迎刃而解。
2004年12月26日在印度洋发生了强烈地震而引起了大海啸,海浪以高达200m/s的速度向前推进,一位刚刚幸运逃脱灾难的游客立即给离浪头4km,正在山脚的同伴打电话,同伴在接到电话后立即以6m/s的速度向高为40m,坡长为80m的安全地带爬行,他的同伴能逃脱即将来临的灾难吗?
(不计电磁波传播时间和打电话交谈时间)
:
海浪到山脚的距离
,海浪速度
,则海浪到达山脚的时间:
,同伴逃脱速度
,坡长
,则跑到安全地带的时间为:
∵
∴能逃脱。
例3.甲、乙两车同时同地同方向做匀速直线运动,它们的S-t图象分别如图A和图B所示,经过10s,两车的位置关系是( )
A.甲在乙前面1.2m处 B.甲在乙前面3.0m处
C.乙在甲前面1.2m处 D.乙在甲前面3.0m处
由图象可知:
甲、乙两车均做匀速直线运动,甲车在
内通过的路程S2=2.4m,甲车的速度
,则10s内甲车通过的路程
,乙车在
内通过的路程
,乙车的速度
,则10s内乙车通过的路程
,因甲、乙两车同时同地同方向运动,故甲在乙前面3.0m处。
B
在s-t图象中,图象不仅反映路程与时间的关系,还可以反映物体运动状态;
图象是直线型,表明物体在做匀速运动或静止,图象是曲线型的,表明物体在做变速运动。
如图所示,表示物体做匀速直线运动的是哪一段()
A.AB段和EF段B.AB段和DE段
C.BC段和EF段D.BC段和DE段
根据s-t图象可知,物体在AB段做匀速直线运动,在BC段静止;
根据
图象可知,物体在DE段做加速运动,在EF段做匀速直线运动。
A
例4.(2011上海)甲、乙两部总重相同的电梯在钢索的牵引下竖直向上运动,它们的s-t图像如图1(a)、(b)所示,则( )
A.甲的速度小于乙的速度
B.4秒两甲、乙通过的路程相等
C.甲、乙受到钢索的拉力相等
D.甲受到的合力小于乙受到的合力
由图像可知甲乙均为匀速直线运动,均受平衡力的作用,重力和钢索的拉力是一对平衡力,所以甲、乙受到钢索的拉力相等,C正确。
此类题考查的是运动和力的关系,解此类题关键是分析受力情况来判断运动规律。
例5.人造地球卫星绕地球做圆周运动,在地球对它的吸引力突然消失的瞬间(不计其他阻力)它将( )
A.继续做圆周运动 B.做匀速直线运动
C.竖直向下运动 D.静止在空中
卫星受到的地球吸引力突然消失的瞬间,可把卫星看成是一个不受力的物体,其运动规律遵循牛顿第一定律,由题意可知,卫星原来在运动,外力消失的瞬间它将沿原来的运动方向做匀速直线运动。
(2011扬州)关于足球受力与运动的关系,下列说法正确的是()
A.足球只有受力才能运动
B.足球受平衡力,一定处于静止状态
C.足球的运动状态改变,不一定受力
D.足球被踢出后继续运动,是由于足球具有惯性
力是改变物体运动状态的原因,没有力的作用物体可能做匀速直线运动;
受平衡力作用时物体的运动状态为静止或匀速直线运动;
足球被踢出后由于足球具有惯性继续运动。
探究园地
例1.力的作用效果与哪些因素有关?
为了探究这个问题,小明设计了这样的实验方案:
把一块弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,通过钢片受力而发生的形变来探究。
如下图所示,小明设计的实验的几个主要步骤。
(小明使用的钩码规格相同)
①通过比较甲图和乙图中钢片的形变程度,可以发现:
力的作用效果与力的_____有关。
②通过比较甲图和丁图中钢片的形变程度,可以发现__________。
③通过比较_____和_____中钢片的形变程度,可以发现:
力的作用效果与力的作用点有关.
④在本实验中,小华采用的方法叫做_____法。
①比较甲、乙实验的相同条件和不同条件,作用点和力的方向相同,力的大小不同,产生的效果不同。
②比较甲、丁图知,力的大小和作用点相同,力的方向不同,产生的效果不同。
③比较甲、丙可知,力的大小和方向相同,作用点不同,产生的效果不同。
①大小;
②力的作用效果与力的方向有关系;
③甲图、丙图④控制变量法。
例2.小刘在帮爸爸用水枪喷水洗车时,发现当水枪朝向角度不同或水喷出速度不同时,水射出的水平距离是不同的。
由此,他进行了以下探究(如图所示)相应的数据记录,如表一、表二
表一表二
水枪与水平线夹角
水射出的水平距离
10°
0.5m
30°
1.3m
45°
1.5m
60°
80°
水枪喷出速度
较小
稍大
1m
较大
更大
2m
对以上探究,分析如下
①离开喷嘴的水仍然在空中继续向前,这是_____的缘故。
②进行探究一时,应保持_____不变,得到结论_____。
③进行探究二时,应保持_____不变,得到结论_____。
④根据探究一的结论,举出一个实际应用的例子_____。
①水具有惯性;
②水喷出速度,在水喷出速度一定时,水枪与水平线夹角逐渐增大,水射出水平距离先增大后减小。
当夹角为45°
时,射出的水平距离最大;
③水枪与水平线夹角,在水枪与水平线夹角一定时,喷出水的速度逐渐增大,水射出的水平距离逐渐增大;
④体育课上投标枪(或掷铅球)要沿特定角度投出,才能投得较远。
例3.为了探究二力平衡的条件,同学们设计了两组实验:
第一组实验装置如图甲所示,同学们将一个木块放在光滑的水平桌面上,在桌子相对的两侧分别固定两个定滑轮,实验时,将两个细绳分别系在木块两侧正中间的两个小钩上,使绳子绕过滑轮,按住木块,使其静止不动,然后分别在两根绳子下端挂上钩码(每个钩码的质量相同)再松开手,观察木块的运动状态,实验情况记录在表一中。
第二组实验装置与第一组不同的是,将木块换作了一个轻质正方形硬纸片,如图乙所示,分别在纸片的四个角上钻出小孔A、B、C、D,纸片未与桌面接触,其余与第一组实验相同,实验情况记录在表二中,
钩码数
次数
左侧
右侧
木块状态
1
静止
2
向右侧运动
3
4
向左运动
5
钩码数目
实验次数
连接点
纸片状态
AC
AB
转动
向右运动
6
①通过实验可得出,二力平衡的条件是:
作用在同一物体上的两个力要大小_____,方向_____,并且要作用在_____直线上。
②在第一组实验中,桌面和木块的底面越光滑越好,因为这样可以不考虑_____力的作用。
③在第一组实验中,木块除了受到两细线的拉力外还受到_____力和_____力的作用,这两个力_____(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
④通过比较第_____组实验中的第_____次和_____次实验,可得出两个力如果没有作用在同一条直线上,即使大小相等方向相反,也不是一对平衡力。
⑤请你评价一下这两次实验存在什么缺点,并提出你的改进意见。
②第二组实验装置设计比第一组完整,探究了两个力不作用在同一条直线上的情景,在这组实验中用纸片代替了木块,排除了摩擦力的影响,但是由于纸片有重力,也可能影响实验结果的精确性,因此所选纸片要小一些,通过减小其质量来排除重力对实验结果的干扰。
④在第二组的第一次和第二次实验中,两个力方向相反,大小相等,但第二次实验中两个力不作用在同一条直线上,物体运动状态发生了变化,而第一次两个力作用在同一条直线上,物体运动状态不变,比较这两次实验,能说明了一对平衡力,作用在同一条直线上。
①相等相反同一条②摩擦③支持重是④二12
⑤第一组实验装置中使用了木块,由于木块会对桌面产生压力,所以在木块与桌面之间可能存在摩擦力,这样会影响实验的精确度,别外,在设计实验时,未反映出两个力不在同一条直线上导致的情景,改进的方法是使桌面尽可能光滑,用带轮的小车代替木块(或在木块下垫上两根铅笔)以减小摩擦力,通过扭动小车要探究平衡力是否需要作用在同一条直线上。
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