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力的概念一、什么是力一个物体对另一个物体的推、拉、提、压、吸引和排斥等作用，都是物体对物体的作用，我们把这种一个物体对另一个物体的作用叫做力。力一般用字母 F。不仅相互接触的物体之间能够有力的作用，不接触的物体之间也能够有力的作用。由于力是物体与物体之间发生相互作用时产生的，因此一个力的产生必然涉及到两个物体。当一个物体受到力的作用时，一定有施加这种作用的另一个物体。只有受力物体而没有施力物体的情况是不可能存在的事实表明，物体对物体的作用不是单方面的，而是相互的。两物体发生接触，每一个物体既是受力物体，同时也是施力物体。力是物体对物体的作用。物体间力的作用是相互的。二、力的单位：牛顿，简称牛，符号 N力是有大小的。如起重机吊起笨重机器的力，就比人提起一桶水的力大得多。为了表示力的大小，必须确定力的单位。用手托住两个中等大小的鸡蛋，大约要 1 牛的力。三、力的作用效果力可以使物体的运动状态发生改变，也可以使物体发生形变。如图所示：要想把门拉开，按照 C 处所表示的方向用力能够达到目的吗?用同样大小的力按图中所示方向分别作用在 A 处和 B 处时，开门的效果一样吗?用方向相同大小不同或大小相同方向不同的力先后作用在 A 处，开门的效果一样吗?所以，力产生的效果与力的大小、方向、作用点有关。四、力的三要素：力的大小、方向、作用点五、力的图示和力的示意图六、力的测量观察如图所示的弹簧，弹簧受到拉力或压力而产生形变，在一定范围内拉力或压力越大，弹簧的形变量越大。根据这个原理，人们设计了一种弹簧测力计，用弹簧的伸长量或压缩量来表示拉力或压力的大小。下图给出了几种常见的测量力的工具，其中丙、丁、戊是实验室中常用的测量仪器。仔细观察弹簧测力计的构造，看清面板上的刻度值、最小分度值和单位，以及弹簧测力计允许测量的最大力是多少。用手指把弹簧测力计的挂钩轻轻地向下拉一拉，看看指针怎样运动。你能读出你所用的拉力是多少牛吗?观察下图，你能说明弹簧测力计是如何测力的吗？怎样才能正确地使用弹簧测力计呢？七、重力地球上的一切物体，都受地球的吸引力作用。这种由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力的施力物体是地球。重力的方向总是竖直向下的。重力用字母 G 表示。通常我们把与重力方向一致的线叫做重垂线。重垂线在生活和生产上有着广泛的应用，利用重垂线可以检查墙砌得是否竖直，可以测桌面是否水平。实验表明，物体的质量增大几倍，它受到的重力也增大几倍，即物体受到的重力跟它的质量成正比。在同一地点，物体受到的重力跟它的质量的比值是个定值，一般取为 9.8 牛/千克，读作“9.8 牛每千克”，用 g 表示，它表示质量为 1 千克的物体受到的重力是 9.8 牛。 若用 G 表示质量为 m 的物体所受的重力，则有：G=mg。在地球上的不同位置，g 的数值并不是一个定值。在地球的赤道处 g 值最小，两极处 g 值最大。重力的三要素：重力的大小为 mg，方向是竖直向下的。物体所受重力的作用点，叫做物体的重心。例：一个西瓜的质量是 3.5 千克，它受到的重力多大？已知：m=3.5 千克，g=9.8 牛/千克求：G解：G=mg=9.8 牛/千克3.5 千克=34.3 牛答：质量为 3.5 千克的西瓜所受重力是 34.3 牛。按照右图的方法，用食指托住直尺。若将食指向两边移动一些，还能托住尺子吗？ 用食指托住直尺时，食指的支持力就通过了直尺的重心。如果物体的形状像球、立方体、圆盘、直棒等那样是规则的，并且质量分布是均匀的，那么物体的重心就在它的几何中心。直立的物体是否稳定，其中的一个重要因素就是重心的高低。摔跤运动员为了不被对手摔倒，采用曲腿和弯腰的姿式，使自己重心降低，达到不易被摔倒的目的。八、同一直线上二力的合成1、 几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力叫做那几个力的合力。2、 如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向，称为力的合成。3、同一直线上二力的合成同方向二力的合成反方向二力的合成结论：沿同一直线作用的两个同方向力，其合力方向不变，大小是这两个力大小之和。沿同一直线作用的两个反方向力，其合力方向与其中较大力的方向一致，大小是这两个力大小之差。（上面的法则可以简单记为：同向相加，反向相减。）练习：1力是_，力的符号用_代表。物体间力的作用是_。2运动员举起杠铃，运动员对杠铃有向上的举力，这个力的受力物体是_，施力物体是_。根据物体间力的作用是相互的，同时_对_也有_力的作用，这个力的受力物体是_，施力物体是_。3跳高运动员腾空时，给运动员以力的作用的施力物体有（忽略空气阻力）（）A0 个B1 个C2 个D3 个 4飞向球门的足球，若不计空气对它的作用力，则球所受的力是（）A只受脚的踢力B只受重力C受重力和踢力D不受重力也不受踢力5用绳子系着水桶，手握绳子从井中向上提水，此时手受到了向下的力，这个力的施力物体是（ ） A水B水桶C绳D地球二力平衡一、二力平衡物体在受到两个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力彼此平衡。同理，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，我们就说这几个力相互平衡。注意：理解二力平衡的含义，要抓住要点：一个物体，同时受两个力作用，保持静止状态或匀速直线运动状态，这样，我们说这两个力彼此平衡。二、二力平衡的条件作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。注意：运用这个条件有四个要点：（1）两个力作用在同一物体上；（2）在同一直线上；（3）大上相等；（4）方向相反。判断两个力是不是平衡力，就是看这四个条件是否同时具备，缺一不可。三、二力平衡条件的应用1、力和运动的关系2、在研究物体平衡时，应注意：（1）物体受平衡力跟物体不受力的区别。（2）速度为零的物体，不一定处于平衡状态。四、平衡力与相互作用力的区别例 1 一个重 500 牛顿的人站在电梯中，求下列情况下电梯底面对人的支持力大小和方向。（1）人和电梯一起静止不动（2）人和电梯一起以 1.5 米秒速度匀速上升（3）人和电梯一起以 2.0 米秒速度匀速下降答案：从人的三种运动状态可判断，人都受平衡力的作用。根据二力平衡条件可知：这三种情况电梯底面对人的支持力大小均为 500 牛顿，方向均为竖直向上。例 2 9.8 牛顿的物体 A 放在水平桌面上，物体 A 压桌面的力是 9.8 牛顿，桌面支承物体 A 的力也是 9.8 牛顿，这两个力是平衡力吗？为什么？物体为什么会处于平衡状态？答案：压力和支承力不是一对平衡力，因为它们不是作用在同一个物体上。物体 A 处于平衡状态是因为受到重力和支持力的作用。例 3 起重机以 1 米/秒的速度匀速吊起重物时，钢丝绳施加的拉力是 4000 牛顿，如果起重机改为 1.6 米/秒的速度匀速吊起该重物，则钢丝绳施加的拉力：A等于 4000 牛顿B大于 4000 牛顿C 4000 牛顿D不能确定勘误：C小于 4000 牛顿答案：A练习：1关于力的作用效果，下列说法错误的有（ ）A改变物质的状态 B改变物体的形状 C改变物体的速度大小 D改变物体的运动方向2下列关于力、力和运动的说法中，正确的是（ ）A马拉车时，马对车有力的作用，车对马没有力的作用B磁铁吸引铁钉的同时，铁钉也吸引磁铁C在空中飞行的篮球不受重力的作用D只要用力推车，车的运动状态就一定改变3一个杯子放在水平桌面上，处于静止，下列各对力中属于平衡力的是（ ）A杯子受到的重力和杯子对桌面的压力B杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力C杯子对桌面的压力和桌子受到的重力D杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力4下列实例中，属于减小有害摩擦的是（ ）A我国北方冬天路面结冰后，常常在冰面上撒些渣土，以免发生交通事故B体操动员在上器械前，常常在手上涂些镁粉，防止手从器械上滑落C为车轴加润滑油D在鞋底上制出凹凸不平的花纹5起重机用 5050 牛的力向上吊起质量为 500 千克的一个钢件，这个钢件受到的合力（取 g=10 牛千克）A大小为 50 牛，方向竖直向上B大小为 4550 牛，方向竖直向上C大小为 50 牛，方向竖直向下D大小为零6关于力的概念，下面哪句话是错误的（ ）A力是物体对物体的作用，离开物体，就没有力的作用B物体间的力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施力时，同时也受到另一物体对它的作用力C我们通常说物体受到力的作用，一定还有一个施力物体，只不过省略不说而已D物体受到的重力是没有施力物体的7下列说法正确的是（ ）A施力物体同时也是受力物体B不接触的物体之间一定没有力的作用C马拉车时，马对车有力的作用，车对马没有力的作用D发生力的相互作用时可以没有施力物体，只有受力物体8（多选）在下述现象中物体因受力而改变其运动的快慢或运动方向的是（）A一条橡皮筋伸长B成熟的苹果从树上掉落C乒乓球打在墙上被弹回D箭在拉开的弓上被射出去9（多选）物体在下列几种运动过程中，运动状态发生了变化的是（）A坐在做匀速直线运动的火车里的人B关闭了发动机的汽车在平直路面上滑行C绕地球运动的卫星D匀速直线上升的气球10（多选）在下列现象中哪些是属于力产生的效果（）A皮筋被拉长B车座下的弹簧被压短C小铁块在光滑的水平轨道上匀速滑动D足球在地面上越滚越慢11关于重力，下面说法错误的是 （）A物体的重力是由于地球的吸引力产生的且相等B如果物体用绳子挂起来，物体的重力越大，则物体对绳子的拉力也越大C物体的重力不但有大小，而且有方向D物体受重力的大小与该物体的质量成正比12（多选）关于重力的说法，正确的是（ ）A重力就是地球对物体的吸引力 B重垂线是利用重力方向垂直向下的性质制成的C重力的施力物体是地球 D重力的作用点在物体的重心上13关于重力的方向，下面说法正确的是（ ）A重力的方向有时竖直向下有时垂直向下 B重力的方向总是垂直向下C重力的方向总是竖直向下 D重力的方向与物体所在的位置有关，要依具体情况而定14关于重力与质量，下列说法中正确的是（ ）A它们都是由于地球的吸引而产生的 B重力的大小就是质量的大小C质量跟重力成正比 D质量越大的物体所受重力越大15g9.8 牛千克，所表示的意思是（ ）A1 千克就是 9.8 牛 B物体所受的重力是它的质量的 9.8 倍C质量 1 千克的物体，受到的重力是 9.8 牛D质量是 9.8 千克的物体，受到的重力是 1 牛顿16某物体的质量是 3 千克，求重力，以下计算式中正确的是（）A3 千克29.4 牛B3 千克3 千克 9.8 牛千克29.4 牛CGmg3 9.829.4 牛DGmg=3 千克 9.8 牛千克29.4 牛17手中提着的鱼，受到的力是（）A竖直向下的重力，绳子向上的拉力和手向上提的力B竖直向下的重力和绳子向上的拉力C竖直向下的重力D竖直向下的重力和手对绳的向上的拉力18如右图，有如下几个力，则 A、B 之间的相互作用力是（）A 受到的重力B 对地面的作用力A 对 B 的作用力B 对 A 的作用力B 受到的重力A和B和C和D和19能够直接测量力的大小的仪器是（）A 天平B弹簧秤C台秤D磅秤20在实验室里测量力的工具是_。使用弹簧秤前，应先把指针调到_的位置上，被测力的大小不能超过弹簧秤的_，否则会损坏弹簧秤。21如右图所示弹簧秤的最小刻度是_牛，测量范围是_。A、B 两个箭头分别表示用弹簧秤测力_。A、B 两个箭头分别表示用弹簧秤测力时两次指针的位置。由图可知这两个力的大小分别是_牛和_牛。22力的三要素是_、_、_。23用图表示力的三要素的方法叫_。它的作法是：用线段的起点（或终点）表示力的_，线段的长度表示力的_，在线段的_用箭头表示力的方向。24右图是用力的图示法表示一个力，力的方向水平向右，大小为 10 牛。（a）图中缺_和_要素；（b）图中缺_要素。25计算题（1）体重是 539 牛的人，他的质量是多少千克? （2）一条绳子最大限度能承受 490 牛顿的拉力，使用这条绳子能不能提起质量是 60 千克的物体? （3）3 一架天平的称量范围是 200 克，用它能否称重 4.9 牛的物体?（要求用两种方法做） （4）重 4.9 牛的水桶内装有 8 千克水。求水桶和水的总重和总质量分别是多少? 牛顿第一定律惯性一、牛顿第一定律1、牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。理解牛顿第一定律，应注意从如下四个方面理解：（1）“一切”，说明该定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象。（2）“没有受到外力作用”，是指定律成立的条件，同时“没有受到外力作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况。实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的。二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。（3）“总”，指的是总是这样，没有例外。（4）“或”，指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体仍保持匀速直线运运动状态。注意：由牛顿第一定律可知：一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何外力时，将保持匀速直线运运动状态。因此，我们应当切记“力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”。牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的，但由此推出的结论，经实践检验是正确的。在对牛顿第一定律的推理过程中，一共做了三次实验，让小车分别滑过毛巾、棉布和木板的平面，以便归纳出物体受到的阻力越小，速度改变越慢，也就是小车滑的距离越远。实验时必须保证其他的实验条件相同，而只改变三次滑行表面的粗糙程度，让小车从同一高度的斜面上滑下的意思就是让小车进入平面时的速度相同。2、亚里士多德的错误观点亚里士多德认为：马拉车，车向前运动，马不拉车，车就停止运动，由此说明力是维持物体运动的原因。亚里士多德的这一错误观点统治了人民二千多年，下面我们来分析其错误观点。马拉车，车向前运动，车受到了马对它的拉力作用，但此时，如果我们对车受力分析的话，车在水平方向除受到马对它的拉力作用外，还受到地面对车子的阻力作用，也就是我们后面要讲的摩擦力，当撤去拉力后，我们会发现车子并不是立即停下来，而是通过一段路程后才停止运动，这是什么原因呢?因为车子在阻力作用下车速才越来越小，最终停止，若车子不受阻力作用，那么它将保持匀速直线运动一直运动下去，在这种状态下，车子的运动并没有力去维持，因此可见，物体的运动并不需要力来维持，而力是改变物体运动状态的原因。本节学习的重点是理解牛顿第一定律，并提高自己的逻辑推理能力和科学想象能力。学习的难点是运用理想化实验和科学推理宋抽象概括出牛顿第一定律。这部分知识主要是以填空题、选择题二种形式出现，无论以哪种形式出现，考查内容大致有两种：一种考查由受力情况知运动状态，一种考查由运动状态知受力情况。例 1正在运动着的物体，若受到的一切力都同时消失，那么它将 （）A立即停止B改变运动方向C先慢下来，然后停止D做匀速直线运动例 2用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂，小球将 （）A保持原来的圆周运动状态B保持绳断时的速度作匀速直线运动C小球运动速度减小，但保持直线D以上三种都有可能例 3下列说法正确的是 （）A物体不受力作用就一定静止B物体不受力作用就一定作匀速直线运动C物体受力才能运动D运动的物体，不受外力作用，它将作匀速直线运动二、惯性1、定义：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性，也就是静止物体有保持静止的性质，运动物体有保持运动的性质。注意：一切物体都具有惯性。一切物体是指无论是固体、液体，还是气体；无论物体质量大或小；无论是静止还是运动；无论受不受力都具有惯性。惯性是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大，与外力、运动状态无关。惯性是自然界中一切物体固有属性。2、惯性与惯性定律的区别惯性是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性与物体是否受外力，处于何种状态无关。而惯性定律即牛顿第一定律是描述物体在不受外力作用时，由于具有惯性而表现出来的一种运动规律，它的实质是说明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。3、惯性现象惯性现象我们经常遇到，例如当汽车突然起动时，车上乘客的脚已随车向前运动，而身体的上部由于惯性还要保持静止状态，这时乘客就要向后倒，反之，当汽车突然刹车时，车上的乘客会向前倒。这种现象，就是惯性现象。在回答有关惯性现象的问题时，应注意如下几点：（1）确定研究对象。（2）此物体原来处于什么运动状态。（3）此物体由于受到外力作用，将改变原来的运动状态，若不受外力作用，则将保持原来的运动状态。（4）惯性是物体的一种属性，它不是力。力是物体对物体的作用，发生力的作用时，必然要涉及到两个相互作用的物体，单独一个物体不会出现力的作用。惯性是每个物体都有的，不需要两个物体的相互作用，惯性只有大小没有方向，因此把惯性说成“惯性力”或“受惯性作用”都是错误的。例如：拍衣服可以去掉衣服上的灰尘，是什么缘故?答：因为衣服和灰尘原来都保持静止，当拍衣服时，衣服受到外力的作用，由静止状态变为运动状态，而灰尘由于惯性，仍保持静止状态，两者分开，灰尘就掉下来了。本节学习的重点是对惯性的理解和认识，学习的难点是对惯性的理解以及运用惯性知识来解释现象。这部分知识主要是以填空题、选择题和问答题三种形式出现，无论以哪种形式出现，考查内容大致有两种：一种考查惯性是一切物体固有的属性，它与物体是否受外力，处于何种状态无关。另一种考查根据惯性来判断物体状态的变化。例 1我国规定，小汽车前排必须装有保险带，它是用来防止汽车的 （）高速行驶 B且快速起动 C紧急刹车 D上述各项都能防止例 2 行走的人被石块绊一下会向前跌倒，下述分析中正确的是（ ）A人的上半身有惯性，下半身没有惯性 B由于石块作用而改变了人的运动C人由于惯性保持向前，石块作用脚时，使脚运动变慢D以上说法都正确3 关于惯性，下列说法中正确的是 （ ）A物体速度大时惯性大 B静止时物体没有惯性C物体运动状态改变时，惯性也随之改变 D一切物体都有惯性4 工人用铲子向炉膛内送煤时，铲子并不进入炉膛，而煤却能飞进炉膛，这是为什么?5 子弹从枪口射出后，能在空中继续飞行，这是因为子弹（）A受火药燃烧后产生的推力B受到惯性力作用C具有惯性D惯性大于受到的阻力练习：一、选择题1下列说法错误的是 （ ）A力能使物体由静止变为运动 B要使物体由慢变快，必须要对物体施力C物体在光滑水平面上运动不需要对它施力D没有力作用在物体上，物体会停下来2关于力的作用效果，下列说法错误的是 （ ）A改变物体的形状 B改变物质的状态C改变物体的速度大小 D改变物体的运动方向3关于伽利略的理想实验，下列叙述不正确的是 （ ）A这个实验是想像的，不可能真正做出来B这个实验虽然是想像的，但在科技高度发达的今天是完全可以做出来的C通过对这个理想实验的分析、推理，可以揭示更深刻的自然规律D一个物体不受外力作用时，该物体将保持匀速直线运动或静止状态4即使在冰面上滑动的石块，最后还会停下来（）A没有力对它作用B冰面还不够光滑C向前冲力逐渐减D石块的惯性逐渐变小5物体不受外力作用，则该物体（）A一定做匀速直线运动B一定静止C运动状态可能发生改变D可能做匀速直线运动，可能静止6一个正在做匀速圆周运动的物体，假如它所受的力全部消失，则该物体将（）A立即停下来 B速度逐渐减小C仍做匀速圆周运动D做匀速直线运动7正在运动着的物体，如它受到的外力都突然全部消失，那么它将（）A慢慢停下来 B立即停下来 C匀速直线运动 D都有可能8下列说法正确的是 （ ）A物体的速度越大，受到的力也越大B若物体不受力的作用，它肯定静止C要维持物体运动，必须对物体施加力D若运动的物体不受任何力的作用，它必定做匀速直线运动9关于惯性，下面说法中正确的是 （ ）A静止的物体没有惯性，运动的物体有惯性B物体的运动速度越大，惯性越大C物体不受力时才有惯性D一切物体都有惯性10下列事例中，用惯性来解释的是 （ ）A用脚踢足球，足球由静止变运动B关闭了发动机后的汽车，越来越慢，最后停下来C用力拉弹簧，弹簧伸长D用力拍打衣服，尘土飞离衣服11匀速上升的飞机下面用绳吊着一个物体，当绳子突然断开的瞬间，这物体将会（）A一直下降B先上升后下降C一直上升D先下降后上升12在匀速直线运动的汽车里，竖直向上抛出一个小球，小球落下