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《力、力和运动》知识归类

 长沙7喜 2023-03-09 发布于湖南

一、知识快览

(一)力
重点提示:

(1)实际上,不受任何外力的物体是没有的。在某一方向上不受外力或在某一方向上受合力为零的情况,也可应用牛顿第一定律。定律中“静止状态或匀速直线运动状态”实质是物体保持原状态不变,即物体不受外力作用时,原来静止的物体仍然静止,原来处于运动状态的物体会保持原来的速度做匀速直线运动,直到有外力改变这种状态。

(2)惯性不是力。力是物体对物体的作用,发生力的作用时,必然要涉及两个相互作用的物体,单独一个物体不会产生力的作用。

(3)每个物体都具有惯性,惯性只有大小没有方向,不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”或“克服物体的惯性”,一般只能说“具有惯性”。

判断二力是否平衡的三种方法:

①根据二力平衡的条件来判断。

②根据物体是否处于平衡状态来判断。

③根据物体所受合力是否为零来判断。


定义

力是物体对物体的作用。

单位

力的单位是牛顿,简称,符号为N。

产生条件

①必须有两个或两个以上的物体。

②物体间必须相互作用。(物体间可以不接触)

力的作用效果

①力可以改变物体的运动状态。(态变)

②力可以改变物体的形状。(形变)

三要素

力的大小方向作用点

力的示意图

通常用一条带箭头的线段表示力。在受力物体上沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。

力的相互性

物体间力的作用是相互的,发生力的作用时,一个物体是施力物体同时又是受力物体。

测量工具

测力计,实验室常用弹簧测力计。

(二)弹力

定义

物体由于发生弹性形变而产生的力。

大小

与物体的弹性强弱和物体发生弹性形变的大小有关。

测量工具

弹簧测力计

弹簧测力计的原理

弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。

弹簧测力计的使用

①使用前观察弹簧测力计的量程分度值,看指针是否指在零刻度线上

②使用时,要使弹簧的伸长方向与所测拉力的方向一致,避免弹簧与外壳发生摩擦。

③读数时视线要与刻度面垂直,如果指针不在整数刻度,要进行估读。

(三)重力

定义

由于地球吸引而使物体受到的力重力的施力物体是地球,地球上的一切物体都受到重力的作用。

大小

重力的大小通过公式G=mg计算得出,其中g=9.8 N/kg,它表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。

方向

竖直向下,利用重力的方向总是竖直向下的原理可以制成铅垂线、水平仪。

重心

对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫做物体的重心

形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心上。

(四)摩擦力

定义

两个相互接触的物体,当它们相对滑动,或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力。

产生条件

①物体间相互接触并挤压。

②接触面粗糙。

③物体间有相对运动或相对运动的趋势。

方向

与物体相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。

分类

静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦。

测量原理

二力平衡

探究过程

①把同一木块放在粗糙程度不同的接触面上,用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数。

②在木块上加不同质量的砝码,用弹簧测力计拉动木块在同一接触面上做匀速直线运动,观察弹簧测力计示数。

结论

滑动摩擦力的大小跟压力的大小和接触面的粗糙程度有关。

同一接触面,压力越大,滑动摩擦力越大。

压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。

增大方法

(1)增大压力

(2)使接触面变粗糙

(3)变滚动为滑动

减小方法

(1)减小压力

(2)使接触面变光滑

(3)变滑动为滚动

(4)使接触面分离(形成气垫、磁悬浮)

(五)牛顿第一定律

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。

理解

①该结论是由实验推理概括出来的。

②“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指物体不受外力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动。

③力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。

(六)惯性

定义

一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质称为惯性。

影响因素

惯性的大小与物体的质量有关,物体的质量越大,其运动状态越难以改变,我们就说它的惯性越大。

理解

①任何物体,无论是运动还是静止,都具有惯性。

②惯性不是力,不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”或“克服物体的惯性”,一般只能说“具有惯性”。

利用

如拍打尘土、体育比赛中的各种投掷项目、助跑等。

危害

如刹车倾倒、走路滑倒和绊倒等。

(七)二力平衡

平衡状态

指物体保持静止匀速直线运动状态。

定义

物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。

①同物:

作用在同一个物体上。

②等大:

两个力大小相等。

③反向:

两个力的方向相反。

④共线:

两个力在同一条直线上。

注意

二力平衡时要求四个条件同时具备、缺一不可。

(八)平衡力和相互作用力的区别

平衡力相互作用力
不同点
作用在同一个物体上
分别作用在两个物体上
不一定为同性质的力
一定为同性质的力
其中一个力消失,另一个力不受影响同时产生、同时消失
相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

二、图说物理

考题示例一

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小明同学在推门的过程中,能够体验到力的三要素对力的作用效果的影响,如图所示。在门上的B点分别用方向相同、大小不等的力拉门,力越大,越容易将门拉开这说明力的作用效果跟力的大小有关;在门上的A点分别用大小相等、方向不同的力拉门,能将门拉开或关上,这说明力的作用效果跟力的方向有关;在门上的A点和B点分别用方向相同、大小相等的力拉门,在A点比B点更容易拉开门,这说明力的作用效果跟力的作用点有关。

考题示例二

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如图所示,一位同学坐在小船上用力推另一只小船,把另一只小船推开的同时自己坐的小船则向相反的方向运动,说明力可以改变物体的运动状态,也可以说明物体间力的作用是相互的。

考题示例三

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自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关摩擦的知识。以下分析中,正确的是(C
A.脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C.刹车时用力捏车闸是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的

考题示例四

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如图甲所示,建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,其原因是重力的方向总是竖直向下的。
一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向西倾斜。

考题示例五

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如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上。当锤柄下端受到撞击时,锤柄比锤头先停止运动,这是利用了锤头(选填“锤柄”或“锤头”)的惯性,并且质量(选填“质量”或“速度”)越大越容易套紧

考题示例六

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交管部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带,许多轿车中还安装了安全气囊,是为了防止哪种情况对人体带来危害?
答:是为了防止由于惯性对人体的伤害。当汽车突然刹车,或与前车发生撞击时,车受力停止运动,而司机和乘客由于惯性还要保持原来较快的运动速度,会撞上前挡风玻璃。

考题示例七

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如图所示,跳水运动员在向下压跳板的过程中,压跳板的力的作用效果是使跳板发生形变,产生弹力。跳板弹起过程中,跳板推运动员的力的作用效果是使运动员的运动状态发生改变。

考题示例八

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跳伞表演时,连人带伞总重力是1030 N,则匀速下落时空气阻力有多大?如果下落的速度越来越慢,空气阻力比重力大还是小?
答:匀速下降时空气阻力与重力是一对平衡力,等大反向,即空气阻力f=G=1030 N;如果运动变慢,不是匀速运动,受力就不平衡,阻力大于重力。

考题示例九

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如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度V与时间t的关系如图丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为2N,当t=5s时,物体受到的摩擦力为4N。当拉力为7N时,物体受到的合力为3N,物体将做加速运动。

考题示例十

假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比。两个体积相同、重力分别为2N和3N的小球之间用短细线相连,细线强度足够大。现将这两个小球从漂浮在空中的气球上由静止开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为(  B  )
A、0N
B、0.5N
C、1N
D、2.5N

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