“力和机械”章末整合

“力和机械”章末整合本章内容可以分为两个部分，一是最常见的力重力、弹力、摩擦力。二是简单机械杠杆、滑轮、轮轴和斜面。理解最常见的力产生的条件和特征，是物理学中的基本知识，是学习力学的基础。本章教材从同学们的生活经验入手展开对常见的重力、弹力和摩擦力的学习与探究，并以文字和图片的形式列举了大量的实例，体现了新课标三维目标的要求。下面对本章内容进行总结梳理，以帮助同学们全面系统地学习知识。一、重力与重力三要素1万有引力：宇宙任何两个物体之间，大到天体，小至灰尘，都存在互相吸引的力，即万有引力。2重力：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。重力与质量是两个完全不同的概念，它们有着本质区别，切不可混为一谈，下面列表比较归纳。重力质量符号Gm定义由于地球的吸引而使物体受到的力物体所含物质的多少影响因素物体所受的重力随不同位置g的变化而变化质量是物质的属性，与其他因素无关方向竖直向下没有方向单位牛顿/N千克/kg测量工具弹簧测力计天平、台秤、杆秤等联系GmgGmg3重力的三要素重力的大小：物体的重力与质量成正比，其关系为G/mg或Gmg，g98N/kg。重力的大小可用弹簧测力计来测量。注意：公式G/mg或Gmg中的g为重力与质量的比例常数，数值为98N/kg，即在地面附近质量为1kG的物体受到的重力为98N；在粗略计算时g取10N/kg；利用计算时要注意各量的单位：m、g、G的单位分别为kg、N/kg、N。重力的方向：由于重力的作用效果是将物体拉向地面，所以重力的方向总是竖直向下的。人们利用这一特性制成重垂线来检查墙壁是否竖直，也可在水平仪上悬挂一重垂线检查物体表面是否水平。如上图所示，在地球上的四个位置分别静立着中国人、北极熊、阿根廷人和企鹅，他们都受到重力的作用，且重力的方向竖直向下指向地心，北极熊、阿根廷人和企鹅与我们的感觉一模一样。重力的作用点：重力在物体上的作用点叫重心。注意：物体重心的位置与物体的形状、材料是否均匀有关，对于材料均匀、形状规则的物体，其重心位于几何中心。二、弹力与弹簧测力计1弹力的产生：物体由于发生弹性形变而产生的力弹力。物体受力发生形变，不受力又恢复到原来的形状，这叫弹性。任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。例如字典放在桌面上，字典和桌面都发生了形变，只不过这种形变特小，那么字典和桌面之间存在着相互作用的弹力，常称之为压力和支持力。压力、支持力、拉力、推力、张力都属于弹力。2弹簧测力计原理：弹簧受到的拉力越大，它的伸长就越长。弹簧测力计只有在弹性形变范围内，伸长量才与受到的拉力成正比。若超出弹性限度，它就可能被损坏。使用方法：用前观察：指针是否指零、量程及分度值的大小。同学们在使用时应注意：a不超量程；b拉动时要避免与外壳摩擦，以免影响测量的准确度；c读数时视线要与刻度面垂直。探究活动弹簧测力计的制作和使用，几乎可以说是要求直接让学生拿弹簧自制测力计测力的大小，没有繁文缛节，注重的是过程，讲究的是方法，包括注意事项都是让学生自己总结出来。三、摩擦力1摩擦力：两个相互接触的物体，当它们要发生或正在发生相对运动时，在相互接触的表面上会产生一种阻碍相对运动的力，这个力叫摩擦力。2摩擦力产生的条件：两物体要相互接触；两物体要发生相对运动；两物体间要产生正压力。3作用效果：阻碍物体间的相对运动。4方向：与物体相对运动趋势或相对运动的方向相反。5分类：滑动摩擦和滚动摩擦。说明：滚动摩擦是比较复杂的运动，不可称为滚动摩擦力；在压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。6影响滑动摩擦力大小的因素与压力有关：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。与接触面粗糙程度有关：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的测量原理：二力平衡条件，如上图所示，物体在水平拉力F的作用下，在水平面上做匀速直线运动，拉力F与F1摩擦力是一对平衡力，大小相等，即FF1，由的读数可知滑动摩擦力的的大小。探究影响滑动摩擦力大小的因素。这里采用的研究方法叫控制变量法。在研究滑动摩擦力与压力的关系时，要至少做两次实验测量滑动摩擦力，且前后两次实验务必保证接触面粗糙程度相同而压力不同，并将两次实验的测量结果进行比较，从而得出结论；在研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，也要至少做两次实验测量滑动摩擦力，且前后两次实验务必保证压力相同而接触面的粗糙程度不同，并将两次实验的测量结果进行比较，从而得出结论。7增大和减小摩擦力的方法增大有益摩擦的方法：使接触面粗糙，增大压力。如在汽车轮胎上刻花纹，以防打滑；啤酒瓶只有紧握手中才不下滑。减小有害摩擦的方法：减小压力，使接触面变得光滑些，用滚动代替滑动，使相互接触的表面分离（如加润滑油和用压缩空气或电磁场使摩擦面脱离接触）。四、杠杆1定义一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动。“硬棒”不一定是棒，泛指在外力作用下不变形的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯的。2杠杆五要素支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O”表示。动力：使杠杆转动的力，用“F1”表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示。动力臂：从支点到动力作用线的距离，用“L1”表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用“L2”表示。同学们在学习时要注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人们的意愿转动的力叫动力，而把阻碍杠杆按照人们需要方向转动的力叫阻力；力臂是点到线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。力的作用线是通过支点的，其力臂为零，对杠杆的转动不起作用。3杠杆的平衡条件：杠杆的平衡条件是：F1L1F2L2，若F1L1F2L2杠杆不平衡，会向F1方向转动；若F1L1F2L2杠杆不平衡，会向F2方向转动。杠杆的平衡：杠杆在力的作用下，静止不动或匀速转动，我们就说杠杆平衡了。4杠杆的应用：省力杠杆：L1L2，杠杆平衡时F1F2，这样的杠杆省力，但要多移动距离（即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离），例如撬棒、羊角锤、铡刀等。费力杠杆：L1L2，杠杆平衡时 F1F2，这种杠杆使用起来费力，但少移动距离。如理发剪刀、缝纫机脚踏板、镊子等。等臂杠杆：L1L2，则F1F2，使用它既不费力，也不省力，既不费距离，也不省距离，天平的实质即是一个等臂杠杆。怎样判断一个杠杆是省力杠杆还是费力杠杆，其关键在于比较动力臂和阻力臂的大小。五、其他机械发明和使用机械，始终是伴随着人类社会发展的重要活动，各种各样的机械都集中了人类的智慧。1滑轮及滑轮组定滑轮：使用时转轴位置不动的滑轮，其实质是一个等臂杠杆，特点：虽不省力，但能改变力的方向。动滑轮：转轴和重物一起移动的滑轮，其实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，特点：省一半力，但不能改变力的方向。教材引出定滑轮和动滑轮后，直接让学生探究它们的特点，只有要求，没有给出结论。鲜明地突出了注重的是过程和方法。滑轮组：使用滑轮组时，用几股绳子承担重物，加在绳端的拉力就是物重的几分之一。确定绳子股数的方法：先确定哪个是动滑轮，哪个是定滑轮。在动滑轮和定滑轮之间画一虚线，将它们隔离开来，只数绕在动滑轮上绳子的段数。组装滑轮组的原则是：“奇动偶定”。当绳子股数为奇数时，绳子固定端应栓在动滑轮的挂钩上即“奇动”，如不改变力的方向，则需要的动滑轮数定滑轮数（n1）/2；若需改变力的方向，则再添加一定滑轮；当绳子股数为偶数时，绳子固定端应栓在定滑轮的挂钩上即“偶定”， 如不改变力的方向，则需要的动滑轮数n/2，定滑轮比动滑轮少一个；若需改变力的方向，则动滑轮与定滑轮数应相等。2轮轴与斜面轮轴定义：两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置。半径大者为轮，半径小者叫轴。斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离。当你的力量不能直接把重物提到高处时，一个斜面就可解决问题，利用斜面提高重物，