北师大版初中物理八年级下册《力和运动》全章复习与巩固基础 知识讲解.docx
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北师大版初中物理八年级下册《力和运动》全章复习与巩固基础知识讲解
《力和运动》全章复习与巩固(基础)
【学习目标】
1、知道力的概念、力的单位、力的作用效果;
2、知道力的三要素,能用示意图表示力;
3、了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象;
4、理解重力、弹力产生的条件和特性;
5、知道滑动摩擦力的概念,影响滑动摩擦力大小的因素;
6、了解摩擦在日常生活中的利用和防止;
7、知道什么是平衡状态,平衡力,理解二力平衡的条件,会用二力平衡的条件解决问题;
8、知道牛顿第一定律的内容,理解惯性是物体的一种属性,会解释常见的惯性现象。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、力
1、力的概念:
(1)力是物体对物体的作用。
(2)力不能脱离物体而存在,发生力的作用时,一定有物体存在。
(3)直接接触的物体间可以发生力的作用,不直接接触的物体间也能发生力的作用,例如磁铁间的吸引力。
2、力的单位:
国际单位:
牛顿,简称:
牛,符号:
N。
托起两个鸡蛋的力大约是1N。
3、力的作用效果:
(1)使物体的运动状态发生改变。
(2)使物体发生形变。
4、力的三要素:
大小、方向、作用点。
5、力的示意图:
(1)力的示意图是在分析物体受力时,只需要标明物体受力的大致情况,只画力的方向、作用点、不用画标度和大小。
(2)画法:
首先找到力的作用点;其次从力的作用点,沿力的方向画一条直线;最后用箭头标出力的方向。
6、相互作用力:
物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
同时增大,同时减小,同时存在,同时消失,没有先后之分。
要点诠释:
1、从字面上看“物体对物体”说明有力的存在时,至少需要两个物体,力是不能脱离物体而存在的。
这就是力的物质性。
“对”字前面的物体,我们常把它叫施力物体(因为它施加了力),“对”字后面的物体,我们把它叫受力物体。
有力存在时,一定有施力物体和受力物体。
例如:
人推车,人对小车施加了力,小车受到了力,所以人是施力物体,车是受力物体。
2、物体间只有发生相互作用时才会有力,若只有物体,没有作用,也不会有力。
例如:
人踢球,使球在草坪上滚动,人踢球时,人对球施加了力,人是施力物体,球是受力物体,当球离脚之后,人不再对球施力,球也就不再受踢力。
3、力的作用效果往往是两种效果同时都有,我们研究一个力的作用效果时,只研究主要的作用效果,例如,用脚踢足球时,脚对足球的力,同时使球发生了形变和使球的运动状态改变了,但主要的作用效果应该是运动状态改变了。
4、力的作用效果与力的三要素有关。
力的三要素中任一要素都影响着力的作用效果,只要其中一要素改变了,力的作用效果就会发生改变。
要点二、弹力
1、弹性:
有些物体受力时会发生形变,不受力时,又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫做弹性。
2、范性:
有些物体形变后无法恢复原来的形状,物体的这种特性叫范性(又称塑性)。
3、概念:
发生弹性形变的物体,由于要恢复原来的形状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
4、弹簧测力计:
(1)原理:
在弹性限度内,受到的拉力越大,就伸的越长。
(2)构造:
弹簧测力计的主要工作部件是弹簧,此外,还有专门用来测拉力和握力等专用测力计。
(3)使用:
①测量前,先观察弹簧秤的指针是否在零刻线处,若不在,则需调零;
②观察弹簧秤的量程及分度值;
③沿弹簧秤的轴线方向轻轻来回拉动挂钩几次,检查指针、弹簧和外壳之间是否有过大的摩擦;
④测量时,拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向,以免挂钩杆与外壳之间产生过大的摩擦;
⑤读数时,视线与指针对应的刻度线垂直。
要点诠释:
1、弹力是接触力,弹力只能存在于物体的相互接触处,但相互接触的物体之间,并不一定有弹力的作用。
因为弹力的产生不仅要接触,还要有相互作用使物体发生弹性形变。
2、日常所称的拉力F、压力
、支持力
等,其实质都是弹力。
例如,桌面对茶杯的支持力,其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。
3、使用弹簧测力计时要注意,拉力不要超过弹簧测力计的量程,一旦超过量程,弹簧的形变就超出它自身的弹性限度。
这样的损坏,会使弹簧测力计无法再使用。
要点三、重力
1、概念:
物体因为地球的吸引而受到的力叫做重力。
2、重力的三要素:
(1)大小:
物体所受的重力跟它的质量成正比。
公式:
其中:
G——重力,单位:
N
m——质量,单位:
kg
g=9.8N/㎏,粗略计算可以取g=10N/kg
(2)方向:
竖直向下。
据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直,也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
注意:
竖直向下与垂直向下不同,所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直,其方向是固定不变的。
(3)作用点:
重心。
有些力作用在物体上的作用点不好确定,我们在作力的示意图时,也常把这些力的作用点画在物体的重心处。
要点诠释:
1、地面附近的一切物体,不论它是运动还是静止,不论它是固态、液态还是气态,都要受到重力的作用。
如在上升过程中的氢气球仍受重力。
一切物体所受重力的施力物体都是地球。
2、计算重力时,g值取9.8N/㎏或g=10N/kg,通常认为g值是固定的。
实际上地理位置不同,g值也不同,如果都在海平面上测量,地球的赤道附近g值最小,越靠近两极g值越大。
重力随空间位置的变化而变化。
3、质地均匀,外形规则物体的重心在它的几何中心上。
物体的重心位置将随着物体的形状变化和质量分布变化而发生改变;物体的重心不一定在物体上。
如:
光盘、篮球、足球。
要点四、摩擦力
1.滑动摩擦力:
(1)概念:
两个相互接触的物体,当它们相对运动时,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:
与物体的相对运动方向相反。
“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)增大有益摩擦方法:
增大压力;增大接触面粗糙程度。
(2)减小有害摩擦方法:
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、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,二力平衡,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G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,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。
要点六、牛顿第一定律
1.内容:
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有不平衡的外力迫使他改变这种状态。
这个规律叫做牛顿第一定律。
2.内涵:
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.“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。
3.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。
4.运动的物体并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。
要点七、惯性
1.概念:
我们把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
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。
【典型例题】
类型一、力
1.(2014春•宁县校级月考)下列现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.环绕地球沿圆形轨道运动且快慢不变的人造卫星
B.在草地上滚动的足球
C.发动汽车将汽车开出车站
D.降落伞从空中匀速直线下落
【思路点拨】物体运动状态发生改变的情况包括:
速度大小的改变和运动方向的改变。
【答案】D
【解析】A、虽然人造卫星的速度不变,但卫星做的是圆周运动,方向不停的在发生改变,运动状态在发生改变;B、在草地上滚动的足球,由于受到地面的摩擦力,足球的速度会越来越小,所以足球的运动状态在发生改变;C、发动汽车将汽车开出车站时,汽车由静止变为运动,且汽车的速度在慢慢加快,所以汽车的运动状态在发生改变;D、降落伞从空中匀速直线下落,速度不变且方向不变,所以降落伞的运动状态没有发生改变,故选D。
【总结升华】解答本题只需根据物体的运动情况去分析就可以了。
举一反三:
【变式】如图所示的活动过程中,其中一个力的作用效果与其他三个不同类,它是( )
【答案】C
类型二、弹力
2.在下图中,A、B两球相互间一定有弹力作用的图是( )
【思路点拨】解答本题需要了解弹力产生的条件,根据弹力产生的条件即可做出选择。
【答案】B
【解析】弹力的产生必须满足两个条件:
相互接触且发生弹性形变。
由图可知:
A、C中两个小球都相互接触,但它们之间并没有相互挤压的作用,也就不能发生弹性形变,从而不能产生弹力。
D无法确定两个小球之间到底有没有挤压作用,所以也就无法确定有没有弹力。
B中,两个小球所受的重力与绳子的拉力不是一对平衡力,所以这两个小球都受到了对方的合力作用,从而发生弹性形变产生弹力。
【总结升华】本题考查了弹力产生的条件,一定要注意只有当这两个条件都满足时,才会产生弹力。
举一反三:
【变式】如图所示,瓶中灌满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中,用手轻轻捏厚玻璃瓶,我们会看到细管中的水面,从此现象可推测发生了形变,这个实验采用的是
的方法。
【答案】上升;瓶子;转换法
类型三、重力
3.月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球地面附近同一物体引力的1/6。
一个连同随身装备共同90kg宇航员,在月球上重约N (g=10N/kg),该宇航员从地球到达月球后质量(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【思路点拨】物体中所含物质的多少叫做质量,物体的质量不随形状、状态和位置而改变,物体的重力G=mg,与物体的质量和所在位置的重力加速度相关。
【答案】150;不变
【解析】
(1)质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了位置则质量不会发生改变;
(2)月球上物体的重力为:
【总结升华】本题考查了质量的概念及其特性,以及物体在月球上重力的计算,相对比较简单,属于基础题。
举一反三:
【变式】(2014•江油市校级模拟)举重运动员在地球上能够举起240kg的杠铃,那么他的这一举重成绩在月球上变成了( )(月球表面的g值约为地球表面g值的六分之一)
A.60kgB.240kgC.1440kgD.2400kg
【答案】C
类型四、平衡力
4.如图所示,用10N的水平推力F去推一个在水平地面上重为50N的物体,物体静止不动,则物体与地面之间的摩擦力的大小是( )
A.10NB.50NC.40ND.0N
【思路点拨】对物体进行受力分析,根据物体的运动状态,由平衡条件可以求出物体与地面间的摩擦力。
【答案】A
【解析】物体在水平方向上受水平向右的推力F=10N,水平向左的摩擦力f。
物体处于平衡状态,由平衡条件得:
f=F=10N;物体受力分析如图所示。
【总结升华】题目考查了二力平衡条件的应用,特别是当没有推动物体时,学生很容易误认为推力小于摩擦力,容易出错。
举一反三:
【变式】一个物体受到均为30牛的一对平衡力作用而做匀速直线运动,如果这对平衡力同时突然减小到20牛,则物体( )
A.速度减小B.按减小后的速度做匀速直线运动
C.仍按原来速度做匀速直线运动D.停止运动
【答案】C
类型五、摩擦力
5.通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关。
如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。
若将甲A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F2的情况下,应该在B的右端施加一大小为N的水平向左的推力。
【思路点拨】甲图中,可以根据物体的运动状态,利用二力平衡的条件,求出物体受到的摩擦力。
图乙中物体的放置情况发生变化后,根据影响滑动摩擦力的因素判断出这时的滑动摩擦力没有变化。
根据滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反判断,物体水平向左、向右运动时,滑动摩擦力的方向,最后对物体受力分析,求力的大小。
【答案】16;32
【解析】从甲图到乙图,改变的只是物体AB与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物体AB受到的摩擦力不变;在两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力(推力)都等于摩擦力,故拉力F2=F1=16N。
受力分析如图所示:
当物体向左匀速运动时,物体受到的摩擦力大小仍为16N,但方向水平向右,物体处于平衡态,受力分析如图所示,F3=F2+f。
【总结升华】题目考查了摩擦力、运动和力的关系。
解答这类题目主要是判断力的大小、方向,画出受力分析,求解。
举一反三:
【变式】如图所示,两个重为20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则A受到的摩擦力为N,此时B受到的阻力为N。
【答案】0;10
类型六、牛顿第一定律、惯性
6.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力是改变物体运动状态的原因
C.物体的质量较小,但运动的速度较大时,惯性也可以很大
D.物体自由下落时比竖直上抛时的惯性小
【答案】B
【解析】物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力的作用,不受力的物体总保持静止或匀速直线运动。
所以力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
A错误,B正确。
物体惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态、受力情况无关。
CD错误。
【总结升华】题目主要考查了对牛顿第一定律、惯性的理解,根据运动和力的关系解答此题。
举一反三:
【变式】下列说法中正确的是( )
A.物体不受力时,一定处于静止状态
B.物体不受力时,一定保持匀速直线运动状态
C.物体不受力时,物体的运动速度就会逐渐减小,最终停止运动
D.物体不受力时,原来运动的将保持匀速直线运动,原来静止的将保持静止状态
【答案】D
7.如图所示,质量分别为M和m的两个物体A和B(M>m)将它们分别放在水平且光滑的很长的车板上,车以速度v向右运动,当车突然停止运动时,则( )
A.两物块都立即静止
B.B物块运动得快,A物块运动得慢,B将撞上A
C.B物块运动得慢,A物块运动得快,两物块间距离加大
D.两物块都以原来的速度v水平向右运动,它们之间距离保持不变
【思路点拨】根据惯性解答此题,知道惯性的大小与质量有关,但是惯性不是力,不能改变物体的运动状态。
【答案】D
【解析】车板光滑,没有摩擦力。
小车停止后,水平方向上,两物体不受力,由于惯性仍会保持原来的速度向右运动,所以小车停止后,它们之间的距离会保持不变,不会相撞。
故选D。
【总结升华】小车会带动它上面的物体同时做匀速直线运动,当车突然停止时,两个物体由于惯性都会保持原来的运动状态不变,而原来它们的运动状态是相同的,所以现在的速度和方向依然是相同的,根据这一思路,我们可以判断以上选项的说法是否正确。
举一反三:
【变式】(2012烟台)调皮的小明随父母乘船去长岛旅游,来到船上,他高兴地跳了起来(如图所示)。
由于船在行进中,所以父母很担心小明蹦起后,船走开他会落入水中,但小明蹦跳了一会儿,并没有发生什么危险,这是因为。
【答案】小明跳起后,由于惯性他会随船一起向前运动,落回原地
类型七、综合应用
8.如图所示,物体P在竖直向上的推力F的作用下,静止在天花板下,物体P受到的重力为50牛顿,当F=牛顿时,天花板受到的压力为50牛顿。
【思路点拨】根据力的合成计算合力的大小,即同一直线上反方向二力的合力等于二力之差,即F=F1-F2,方向与较大的分力方向相同。
也可以受力分析,根据物体处于平衡态,列平衡方程求解。
【答案】100
【解析】对物体受力分析如图所示,物体处于平衡状态,根据平衡条件列方程:
∴
【总结升华】题目考查了同一直线上的二力合成。
已知合力、一个分力求另一个分力。
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