第三单元熟悉而陌生的力力与运动叶晓容.docx

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第三单元熟悉而陌生的力力与运动叶晓容

第三单元（熟悉而陌生的力、力与运动）

一、知识导学、备考导向

1．能通过常见的事例或实验，了解重力、弹力、摩擦力。

认识力的作用效果，能用示意图描述力，会测量力的大小。

了解物体运动状态变化的原因。

2．知道二力平衡条件。

通过实验探究，理解物体的惯性。

能表述牛顿第一定律。

3．能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。

对探究的方向和可能出现的实验结果能进行合理的推测与假设。

4．能初步描述实验数据或有关信息，能对收集的信息进行简单的比较。

能进行简单的因果推理，并能对探究结果进行描述和解释。

二、辅导重点、突破难点

1．力的概念——力是物体间的相互作用。

（1）对一个物体来说，它既是受力物体，同时也是施力物体。

因此，在分析物体受力时，一定要明确研究对象，只分析和计算这个物体所受到的力，而不去计算这个物体施加给别的物体的力。

（2）出现一个力必有两个物体存在，它们互为施力物或受力物。

如果一个力找不到施力物或受力物，则这个力是不存在的。

（3）力的作用可以在物体相互接触时发生，也可在不接触时发生。

如磁铁靠近铁钉时就能吸引它。

2．运动状态及其改变

物体是运动还是静止、物体运动得快还是慢、物体运动的方向如何，这些状况都称为物体的运动状态。

当物体从静止变为运动或运动变为静止、运动速度从小变到大或从大变到小以及运动方向发生改变，都叫做运动状态的改变。

3．摩擦力

（1）产生条件：

两物体接触面粗糙（凡题文未指出接触表面是光滑的，即为粗糙的）；②两物体间有相对运动趋势。

（2）作用：

在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。

（两物体间仅有相对运动趋势时存在静摩擦力）

（3）摩擦力的大小：

当两物体间的压力一定时，随接触面粗糙程度的增大而增大；②

当两物体间接触面粗糙程度一定时，与物体间的压力大小成正比。

（4）说摩擦力一定阻碍物体的运动是不对的。

因为它有时是帮助物体运动的。

如用主动轮带动皮带传输物体、人走路、汽车行驶等都是靠摩擦力的推动。

因此摩擦力不一定是阻力，而是阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力。

4．相互作用力与平衡力

（1）物体间力的作用是相互的。

这个物体对那个物体有力的作用时，那个物体对这个物体同时也有力的作用。

如果一个物体是施力物，它同时一定也是受力物。

两物体之间相互作用的一对力，叫做作用力与反作用力。

作用力和反作用力是同一性质的力，它们同时出现、同时消失，它们大小相等，方向相反、作用在一条直线上，且分别作用在两个相互作用的物体上。

（2）作用在同一物体上，大小相等、方向相反，并且在同一直线上的两个力，叫做平衡力。

物体受到平衡力作用时，它处于平衡状态，即维持原来的静止状态或匀速直线运动状态。

（3）一对相互作用力和一对平衡力的区别

一对相互作用力

一对平衡力

受力物

两个力分别作用在两个物体上

两个力共同作用在一个物体上

力的性质

相同

不一定相同

力的效果

两个力的效果不一定相同，与两物体的运动状态无关

两个力共同作用于一物体，使它处于平衡状态

力的变化

两个力同时产生、增大、减小、消失

一个力增大、减小、或消失，另一个力不一定变化

5．惯性和惯性定律

（1）两者的区别：

惯性是物体的固有属性（物体保持原来运动状态不变的性质）；惯性定律是一种运动规律——物体不受外力作用时的运动规律（条件是不受外力作用，结论是物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态）。

（2）惯性的大小：

惯性有大小，它决定于物体质量的大小。

质量大的物体惯性一定大，其运动状态难以改变。

不论物体是否受力，也不论物体处于什么运动状态或什么形态，即在任何情况下，物体都有惯性。

（3）惯性和力的区别：

力是物体对物体的作用。

有力发生时，必然涉及施力和受力两个物体，单独一个物体不会出现力的作用，而惯性是一切物体自身的属性；力有三要素，而惯性只有大小，没有方向，更不存在作用点。

所以，在分析有关物体运动状态是否改变及解释有关惯性现象时，要从物体具有惯性去思考、分析，不能错误地认为存在着一个“惯性力”作用在物体上。

例如，投出的篮球能继续向前飞去，是因为篮球具有惯性而不是它受到什么“惯性力”的作用，也不能说是它受到惯性的作用。

（4）惯性定律是不能由实验直接加以验证的。

其原因是由于我们周围并不存在不受外力作用的物体，但它又是在大量经验与实验事实基础上，通过科学推理而概括出来的，它是动力学的重要规律之一。

惯性定律的实际意义是指，物体受到平衡力（合力为零）作用时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，是因为外力相互平衡的结果（物体并非不受外力）。

6．运动和力的关系

（1）力的平衡：

如果作用在一个物体上的几个力的合力为零，则称这几个力相互平衡即物体受到平衡力的作用。

其特殊情况是：

一个物体只受到两个力的作用，当这两个力等大、反向、共线时，称这两个力平衡。

（2）物体在平衡力作用下的运动：

若物体所受到合力为零，由于具有惯性，物体必将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，即物体的运动状态不变，此时称物体处于平衡状态。

（3）力是改变物体运动状态的原因：

若物体不受力时，其运动速度的大小和方向都不会发生改变，即运动状态不变，也就是说运动不需要力来维持。

若物体所受外力不平衡，则运动状态必然改变——做变速运动（速度的大小或方向要发生改变）；反之，要改变物体的运动状态，必须对物体施力而且是不平衡力。

（4）通过对物体进行受力分析，可求出它在水平（或竖直）方向上受到的合力。

当合力为零时，物体必在该方向保持静止或匀速直线运动状态；当合力不为零时，物体必在该方向改变运动状态。

三、疏导分析、精讲示例

[例题1]人从急驶的汽车上向前或向后跳下地时，分别将发生怎样的后果，为什么？

分析：

解释有关惯性的现象时，首先要弄清楚物体原来所处的运动状态是静止还是运动。

当物体不受外力作用时，若物体原来是静止的，则将继续保持静止状态；若物体原来是运动的，则物体将以原来的速度做匀速直线运动。

解答：

向前跳下车时，①人原来随汽车一起向前迅速运动；②人跳起时由于具有惯性仍保持向前的运动状态；③当人从车上跳下来脚着地后，脚因受地面的摩擦力作用被迫停止运动。

因此人可能向前摔倒。

人向后跳下的结果与上述情况类似，但人是背对前方而向车行方向摔倒，即人可能是以“后滚翻”方式摔倒。

启迪：

在解答有关惯性现象的问题时，要抓住以下三个要点来回答。

物体原来处于什么运动状态；

2该物体（或它的某部分）受力情况及效果如何；

该物体（或它的某部分）不受力时由于具有惯性，将出现什么现象。

[例题2]关于物体受力作用，下列说法正确的是（　）

A静止的物体一定不受力的作用B物体受到力的作用其运动状态一定改变

C运动的物体一定受到外力的作用D物体运动状态改变一定受到力的作用

分析：

当一个物体受到几个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就称这个物体处于平衡状态，且物体受到的这几个力是相互平衡的力。

由此可知受平衡力作用的物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，故A不对。

物体受到力的作用效果既可能改变其运动状态，也可能改变物体的形状，故B不对。

牛顿第一定律告诉我们：

一切物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

也就是说物体的运动状态是不需要力来维持的，故C不对。

力是改变物体运动状态的原因，故D对。

解答：

应选D。

启迪：

根据牛顿第一定律可知：

当物体不受外力的作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态；根据物体是否处于平衡状态的判定可知：

当物体受到平衡力的作用时，物体保持静止状态或匀速直线运动状态。

由以上两点归纳得出：

（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态的条件是：

不受外力作用或受到平衡力作用；

（2）物体的运动状态不需要外力来维持，即力不是维持运动状态的原因；（3）若物体所受外力不平衡，则运动状态必然改变——做变速运动（速度的大小或方向要发生改变）；反之，要改变物体的运动状态，必须对物体施力而且是不平衡力。

即力是改变物体运动状态的原因。

[例题3]物体A重100N，物体B重30N，在B物体的作用下，物体A在水平面向右作匀速直线运动，如图3—1所示。

则

（1）物体A受到的摩擦力f是多少？

（2）如果在物体A上施加一个力F使物体B

匀速上升，那么施加的这个力F应为多大？

分析：

对物体A进行受力分析，当A向右作匀速直线运动

时，在水平方向上受到了绳的拉力，大小等于B的重力和桌面对

它向左的摩擦力f之和。

当物体B匀速上升时，物体A应受到水平向左的拉力F的作用而向左作匀速直线运动，这时桌面对物体A的摩擦力f的方向应向右。

而且由于物体A与桌面的接触面粗糙程度和物体A对桌面的压力大小均没有改变，所以桌面对物体A的摩擦力f不变。

解答：

（1）物体A在水平方向向右作匀速直线运动时，摩擦力f和拉力T是一对平衡力，所以f=T=GB=30N

（2）当物体B匀速上升时，物体A向左匀速直线运动，拉力F与摩擦力f和拉力T相互平衡。

所以F=f+T=30N+30N=60N

启迪：

对物体正确地进行受力分析，是解决此题的关键。

当物体A运动方向改变时，它受到的滑动摩擦力的方向也要随着改变，这是解题中最容易忽略的一个问题。

另外，物体A的运动方向改变时，其所受到的滑动摩擦力并没有改变，因为影响滑动摩擦力的两个因素：

接触面的粗糙程度和压力大小都没有改变。

这是解题中容易忽略的另一个问题。

例题4：

下表是某实验小组同学做“探究滑动摩擦力跟哪些因素有关”的实验记录。

（1）分析比较序号_______与______的实验数据，可得出的结论是：

接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。

（2）分析比较序号2和3的实验数据，可得出的结论是:

_____________________

_________________________________________.

实验次数

接触面的材料

压力（N）

滑动摩擦力（N）

1

木块与木板

6

0.9

2

木块与木板

8

1.3

3

木块与毛巾

8

2.7

分析：

由表格可知：

实验探究了滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度两个因素的关系，探究中，必须采用变量控制法，把实验分成两大部分进行：

①当压力不变时，改变接触面的粗糙程度，研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系；②控制接触面的粗糙程度不变，改变压力的大小，研究滑动摩擦力与压力大小的关系。

在表格中，实验序号1和2，接触面的材料是一样的：

都是木块与木板相接触。

而压力大小从6N增大为8N，比较滑动摩擦力的大小可以得出结论是：

接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；分析实验序号2和3，接触面上的压力大小都是8N，但接触面由木板改为粗糙的毛巾，比较滑动摩擦力大小，就很容易得出结论：

当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

解答：

（1）1和2

（2）当压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

启迪：

在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时，由于影响滑动摩擦力的大小的因素较多，在进行探究时，必须采用变量控制法，控制某些因素不变，只研究某个因素的变化对滑动摩擦力的影响。

这样才可能根据实验结果判断滑动摩擦力与研究的因素是否有关。

否则，如果实验时有几个因素变化，就无法确定滑动摩擦力的变化究竟是哪个因素的变化引起的，得不出结论。

因此，在分析这类一个物理量与多个因素有关的实验探究题时，一定要认真分析是如何进行变量控制的：

哪些因素不变？

哪个因素改变？

它的改变又引起所研究的物理量发生怎样的变化？

得结论时，一定要叙述清楚实验条件：

在什么因素一定时，什么因素如何变化，那个物理量发生怎样的变化。

四、指导纵横、应用扩展

单元训练题

一、选择题（每小题2分，共30分）

1．关于惯性和惯性定律的以下说法中正确的是（　　）

Ａ.　惯性就是惯性定律

Ｂ.　物体不受外力作用时有惯性，受到外力作用时没有惯性

Ｃ.　惯性定律是通过实验直接得出的运动规律

Ｄ.质量不同的物体，质量大的物体惯性大

２.在匀速直线航行的轮船甲板上，一位乘客作立定跳远，则　　　　　　　（　　）

Ａ.　向前跳得远　　　　　　　　　　　　　Ｂ.向后跳得远

Ｃ.　向旁边跳得远　　　　　　　　　　　　Ｄ.无论哪个方向跳得一样远

３.以下给出的各种现象中，物体运动状态发生改变的是（）

Ａ.　人造地球卫星绕地球匀速旋转　　　　B.空中沿竖直方向匀速下落的降落伞

Ｃ.在平直铁轨上匀速前进的火车D.静止放在斜面上的木块

4．下列几种说法中，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

Ａ.只要有外力作用在物体上，物体一定运动

Ｂ.物体处于静止状态时，一定受到平衡力的作用

Ｃ.　如果物体只受一个力的作用，它的运动状态一定改变

Ｄ.　物体受平衡力作用时，一定处于匀速直线运动状态

５.　2003年10月，我国成功发射了“神州五号”载人宇宙飞船，飞船在轨道上正常飞行时处于“失重状态”，在这种环境中，以下哪个实验不能像在地面上一样正常进行　（　　）

Ａ.　用刻度尺测长度　　　　　　　　　　　Ｂ.用弹簧测力计测物重

Ｃ.　用平面镜改变光路　　　　　　　　　　Ｄ.用凸透镜做成像实验

6.一个物体受到两个力的作用,已知这两个力的“三要素”完全相同,则这个物体（）

A.一定做匀速直线运动B.一定处于静止状态

C．处于静止状态或匀速直线运动状态D.一定改变运动状态

7．在以下交通规则中，主要用于防止惯性而造成交通事故的是（）

A．严禁疲劳驾车B.严禁超载行驶

C．严禁酒后驾车D.严禁超速行驶

8．下列实例中，有利于增大摩擦力的是（）

A．在拉链上擦一些石蜡B.皮带传动中打皮带蜡

C．在滚动轴承中加润滑油D.在旅行箱上安装轮子

9.善于归纳总结是学习的好习惯，下列关于力学知识的总结错误的是（）

力的大小改变物体的形状

A.力的三要素力的方向B.力的作用效果

力的作用点改变物体的运动状态

接触面的粗糙程度有关

C.滑动摩擦力的大小与

压力大小有关

作用在同一个物体上

大小相等

D.二力平衡条件是:

两个力方向相同

作用在同一直线上

10．一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图3—2所示的变化，则列车的运动状态可能发生的变化是（）

1

列车向左运动时突然刹车②列车突然向左启动

③列车向右运动时突然刹车④列车突然向右启动

A．

①或②B.②或③

C.②或④D.③或④图3—2

11．一玻璃杯子静止放在水平桌面上，下列各对力中，属于一对平衡力的是（）

A．杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力B.杯子受到的重力和杯子对桌面的压力

C．杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力D.桌子受到的重力和桌面对杯子的支持力

12.摩擦与人类的生活息息相关，假若没有摩擦力，下列现象不可能发生的是（）

A．人无法行走B.自行车刹车失灵

C．学生仍能在纸上写字D.汽车永远不能停下

13．公共汽车在平直的公路上匀速行驶，站在车厢里的乘客在水平方向上（）

A．受到向前的摩擦力B.受到向后的摩擦力

C．受到汽车的牵引力D.水平方向上不受力

14．如图3-3装置中，甲物体重5N，乙物体重2N，

甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重。

则甲

受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（）

A．0N、2NB.0N、5N甲乙

C．3N、5ND.2N、3N图3—3

15．奥运会上，运动员在上单杠之前，总是要在手上擦些镁粉，而在做回环动作时，手握杆又不能太紧，其目的是（）

A．前者是为了增大摩擦力B.两者都是为了减小摩擦力

C．后者是为了增大摩擦力D.两者都是为了增大摩擦力

二、填空题（每空1分，共35分）

16．当物体由于发生___________而产生的力，叫做弹力。

我们通常所说的_______、_______等其实质就是弹力。

17．俗话说“人往高处走，水往低处流。

”这句话中“水往低处流”是因为水受到________

作用的缘故。

“叶落归根”说明叶子受到________作用，且这个力的施力物是____________,方向是____________。

18．用力踢足球,足球离开脚后它仍能在地面继续向前滚动,是因为_________的作用，但它向前滚动的速度将逐渐减小，又是因为____________的作用。

19．重为5N的石头被竖直向上抛出，石头在向上运动的过程中，受到空气的阻力为2N，则此时石头在竖直方向受到的合力大小是___________N，方向是_____________。

20．放在粗糙水平桌面上的物体，用25N的水平推力推它，没有推动，则物体受到的摩擦力的大小为____________N；当水平推力增大为30N时,物体刚好能在水平桌面上作匀速直线运动,则此时物体受到的摩擦力大小为__________N；若水平推力再增大为40N时，物体受到的摩擦力又是________N，此时物体做____________运动。

21．用火箭发射人造卫星，最好应以一定的倾角向_______________方向发射，这样可借助____________的惯性达到节省能源的目的。

22．在跳绷床游戏中，小朋友对绷床施力的同时，由于力的作用是________的，小朋友也受到绷床对他的作用力，但这两个力的作用效果却不同，前者主要是改变了绷床的__________,后者主要是改变了小朋友的______________.

23．惯性和惯性定律的不同之处在于，惯性定律描述的是物体的运动___________，惯性则是物体本身的一种_________性。

_____________的成立是有条件的，而___________是任何物体、任何情况都具有的。

24．北方冬天，路面上的雪冻结成冰，汽车轮胎上都要缠上铁链，这是为了通过________来_________摩擦力；在皮带传送中，把皮带绷紧是为了通过_____________来_________摩擦力；移动笨重的机器时，在机器下垫几根圆木是为了通过____________来________摩擦力。

25．在水平放置的水瓶中有一气泡，如图3—4所示，如果用力

向左推动瓶子，则气泡将向__________运动；若当它在向左匀速直

线运动过程中，突然遇到一障碍物而停下，则气泡将向______运动。

其原因是____________具有惯性。

图3-4

26.载有货物的热气球总重为1800N，在空中竖直匀速下降，所受的浮力为1700N，热气球受到的合力是____________N；若要它竖直匀速上升，应从热气球上至少向外抛出_______N的货物。

（设热气球在上升和下降的过程中所受的空气的浮力和阻力大小保持不变）

三．作图题（每图2分共6分）

27．画出图3—5中各物体受力的示意图

（1）质量为3kg物体A受到水平桌面对它的支持力的示意图。

（2）物体B静止在斜面上，画出物体B受到的重力示意图

（3）物体C在水平方向受向左拉力6N和向右拉力9N，请画出它所受的合力示意图。

ABC

图3—5

四．实验探究题（49分）

28．（4分）如图3—6所示，弹簧测力计的作用是用来测量____________的仪器。

它的量程为__________N,它的分度值为_________N.若指针如图所示，则其示数为_________N。

29.（3分）用力推静止在地面上的课桌，课桌会运动起来，撤去推力后，课桌停了下

来；用脚踢静止在草地上的足球，足球会滚动起来，当脚离开足球（撤去踢力）后，足球还会继续向前滚动一段，但最终也会停下来。

根据以上现象，请提出

一个与物理有关的问题。

（所提出的问题应是对以上两种现象分析

概括后提出的，只在原题的现象前加“为什么”不得分）

30．（6分）分析下列现象，归纳出影响力的作用效果的三要素。

1小孩将一块大石头不能推动，但大人能将同一块大石头轻易推动　

2一阵风把地面上的树叶吹得漫天飞舞

3排球运动员向上托球，球就向上飞

4用力捏橡皮泥，橡皮泥形状发生变化图3—6

5推门时越靠近门轴越不容易把门推动

分析上述现象，影响力的三要素是：

A______________,上述现象能说明的例子是________（只填序号）

B______________，上述现象能说明的例子是________（只填序号）

C______________，上述现象能说明的例子是________（只填序号）

31．（8分）小刚同学在学习了力学知识后，对生活中的一些现象产生了新的认识。

为了与同学们交流，他设计了如下表格，请你帮他在下表的空格内填上合适的现象或物理知识

现象

物理知识

重锤线检验墙是否竖直

重力的方向是竖直向下

磁铁吸引铁钉，铁钉也吸引磁铁

物体具有惯性

弓受到拉力会变弯

力的大小可以影响力的作用效果

32.（9分）在研究牛顿第一定律的实验中，如图3—7所示，相同的小车自同一斜面的同一高度、从静止开始滑下，接着在不同表面上继续运动，其运动的距离见下表。

毛巾表面

表面情况

毛巾

棉布

木板

小车运动的距离/m

0.32

0.54

0.97

棉布表面

木板表面

图3—7

（1）让小车从斜面上同一高度滑下的目的是什么？

（2）分析表格中的数据，说明了什么？

（3）从这个实验可以推理得出什么推论？

33．（8分）某同学在探究弹簧的长度与外力的变化关系时，利用了如图3—8所示的实验装置，并记录下了相应的实验数据如下：

钩码质量（g）

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

指针位置（cm）

3

4

5

6

7

8

9

10

11

11.5

11.5

11.5

（1）在下面坐标系中作出弹簧受到的拉力F与弹簧长度的关系的图象（3分）

F（N）

cmX

图3—8

（2）（2分）分析实验数据及图象，你可得出的实验结论是：

________________________

_______________________________________。

（3）（2分）人们利用弹簧的这一性质，在实际应用中制成了_________________。

34.（14分）某同学发现推动桌子时，桌子越重，推起来越费劲；地面越粗糙，推起来越费力。

他认真分析知道推动桌子要克服地面的摩擦力，并根据已有的经验作出大胆猜想：

影响滑动摩擦力大小的因素可能有：

____________________、__________________。

（4分）

他想探究一下摩擦力与压力大小的关系