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1、第十三章 力和机械一、弹力一、弹力物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。1、物体受力发生形变,不受力时又恢复原来的形状的特性、物体受力发生形变,不受力时又恢复原来的形状的特性叫弹性。(如轻压直尺它发生形变,撤去压力,直尺恢复叫弹性。(如轻压直尺它发生形变,撤去压力,直尺恢复原状;把橡皮筋拉长,松手后,橡皮筋又恢复原状;压缩原状;把橡皮筋拉长,松手后,橡皮筋又恢复原状;压缩弹簧,松手后,弹簧也能恢复原状等等)弹簧,松手后,弹簧也能恢复原状等等)2、物体形变后不能自动恢复原来的形状的特性叫塑性。、物体形变后不能自动恢复原来的形状的特性叫塑性。(如橡皮泥用力捏后松手它不
2、能恢复原状;面团用力握后(如橡皮泥用力捏后松手它不能恢复原状;面团用力握后松手它也不能恢复原状)松手它也不能恢复原状) 3、任何物体只要发生弹性形变,就一定会产生弹力。(如、任何物体只要发生弹性形变,就一定会产生弹力。(如书放于桌面,书和桌子都发生了弹性形变,只不过这种形变书放于桌面,书和桌子都发生了弹性形变,只不过这种形变量很小,我们不易观察,那么书和桌子之间就存在着相互作量很小,我们不易观察,那么书和桌子之间就存在着相互作用的弹力,我们平常称它们为压力和支持力。)我们平时说用的弹力,我们平常称它们为压力和支持力。)我们平时说的压力、支持力、拉力、弹力、张力等等都是由于物体发生的压力、支持力
3、、拉力、弹力、张力等等都是由于物体发生弹性形变而产生的,这些力实质上都是弹力。弹性形变而产生的,这些力实质上都是弹力。4、弹力产生于直接接触的物体之间,并以物体产生弹性形变、弹力产生于直接接触的物体之间,并以物体产生弹性形变为先决条件,不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。为先决条件,不相互接触的物体之间是不会发生弹力作用的。二、弹簧测力计二、弹簧测力计1、原理:弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长。、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,它的伸长量才跟它受到弹簧测力计只有在弹性形变范围内,它的伸长量才跟它受到的拉力成正比。如果超出弹性形变范围,它就要损坏
4、。的拉力成正比。如果超出弹性形变范围,它就要损坏。2、使用方法、使用方法(1)使用前观察:指针是否指零刻线、量程、分度值。)使用前观察:指针是否指零刻线、量程、分度值。(2)使用时注意)使用时注意不要超过它的量程。不要超过它的量程。拉动时要避免与外壳摩擦,以免影响测量的准确程度拉动时要避免与外壳摩擦,以免影响测量的准确程度(尽量保证弹簧测力计内弹簧伸长的方向与所测得力在(尽量保证弹簧测力计内弹簧伸长的方向与所测得力在同一条直线上,即可避免上述摩擦)。同一条直线上,即可避免上述摩擦)。读数时,视线要与刻度板表面垂直。读数时,视线要与刻度板表面垂直。【例例1】关于形变,一下说法正确的是关于形变,一
5、下说法正确的是:(:( )A.物体发生形变,一定收到了力的作用物体发生形变,一定收到了力的作用B.物体发生的形变只有弹性形变物体发生的形变只有弹性形变C.用力压桌子,桌子是坚硬物体,不会发生形变用力压桌子,桌子是坚硬物体,不会发生形变D.橡皮泥收到挤压后变形,他的弹性很好橡皮泥收到挤压后变形,他的弹性很好【解析解析】形变分为弹性形变和塑性形变,所以形变分为弹性形变和塑性形变,所以B选选项错误;所有物体受力都发生形变,坚硬程度只决项错误;所有物体受力都发生形变,坚硬程度只决定形变程度大小,而不决定有无,所以定形变程度大小,而不决定有无,所以C选项错误;选项错误;橡皮泥受挤压变形是塑形形变,所以橡
6、皮泥受挤压变形是塑形形变,所以D选项错误。选项错误。【答案答案】A【例例2】关于弹力,下列说法正确的是关于弹力,下列说法正确的是:(:( )A.不相互接触的物体之间也会产生弹力不相互接触的物体之间也会产生弹力B.拉力不属于弹力拉力不属于弹力C.压缩的弹簧能产生弹力压缩的弹簧能产生弹力D.物体在发生形变时产生的力叫做弹力物体在发生形变时产生的力叫做弹力【解析解析】物体只有相互接触时才能产生弹性形变,物体只有相互接触时才能产生弹性形变,产生弹力,因此产生弹力,因此A选项错误;拉力的作用可使物体选项错误;拉力的作用可使物体发生弹性形变,所以拉力属于弹力,发生弹性形变,所以拉力属于弹力,B错误;压缩错
7、误;压缩的弹簧可恢复原状,故能产生弹力,的弹簧可恢复原状,故能产生弹力,C正确;物体正确;物体只有发生弹性形变产生的力才叫做弹力,塑性形变只有发生弹性形变产生的力才叫做弹力,塑性形变不能恢复原状,故产生的力不是弹力,不能恢复原状,故产生的力不是弹力,D错误。错误。【答案答案】C【例例3】对弹簧测力计对弹簧测力计的认识,的认识,下列说法正确的是(下列说法正确的是( )A.弹簧测力计的制作原理是弹簧的长度与它受到的拉弹簧测力计的制作原理是弹簧的长度与它受到的拉力成正比力成正比B.弹簧测力计上的最大刻度值就是它的最大测量值弹簧测力计上的最大刻度值就是它的最大测量值C.弹簧测力计的准确程度可以从刻度盘
8、上所标的最小弹簧测力计的准确程度可以从刻度盘上所标的最小数值看出来数值看出来D.以上说法都不对以上说法都不对【解析解析】弹簧测力计的制作原理是弹簧的伸长与它受到的弹簧测力计的制作原理是弹簧的伸长与它受到的拉力成正比,而不是弹簧的长度与它受到的拉力成正比,拉力成正比,而不是弹簧的长度与它受到的拉力成正比,A错误;弹簧测力计的准确程度取决于它的分度值,而分错误;弹簧测力计的准确程度取决于它的分度值,而分度值是刻度盘上最小的一格代表的数值,而不是最小数值,度值是刻度盘上最小的一格代表的数值,而不是最小数值,在弹簧测力计上,最小数值应是在弹簧测力计上,最小数值应是0,C错误;选错误;选B。【答案答案】
9、B【例例4】下列结果是由弹力产生的是:下列结果是由弹力产生的是:A、玩具手枪将、玩具手枪将“子弹子弹”射出去射出去B、手中的石块释放后会下降、手中的石块释放后会下降C、装有弹簧的门被推开,放手后会自动关上、装有弹簧的门被推开,放手后会自动关上D、将磁铁靠近铁钉,铁钉被吸过来、将磁铁靠近铁钉,铁钉被吸过来 【答案答案】C【例例5】 (多选)一本书放在水平桌面上,下列关于书和(多选)一本书放在水平桌面上,下列关于书和桌面受力情况的叙述中,正确的是:桌面受力情况的叙述中,正确的是:A、桌面受到向下的弹力是因为桌面发生了形变、桌面受到向下的弹力是因为桌面发生了形变B、桌面受到向下的弹力是因为书发生了形
10、变、桌面受到向下的弹力是因为书发生了形变C、书受到向上的弹力是因为桌面发生了形变、书受到向上的弹力是因为桌面发生了形变D、书受到向上的弹力是因为书发生了形变、书受到向上的弹力是因为书发生了形变 【答案答案】BC【例例6】 (2011湖北黄冈中考湖北黄冈中考)在弹性限度内,弹簧的弹)在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比,即力大小与弹簧的伸长量成正比,即F=kx,其中,其中F为弹力为弹力大小,大小,x为伸长量,为伸长量,k为弹簧的劲度系数。已知某弹簧劲为弹簧的劲度系数。已知某弹簧劲度系数为度系数为100N/m,原始长度为,原始长度为10cm,则在弹力为,则在弹力为5N时,时,弹簧长度可
11、能为(弹簧长度可能为( )A.10cm B.15cm C.20cm D.25cm【解析解析】根据根据F=kx,弹簧的伸长量,弹簧的伸长量= 0.05 m = 5 cm,所以弹簧的长度为,所以弹簧的长度为10cm+5cm=15cm。【答案答案】B5100/FNxkN m【例例7】如图如图2所示,一同学实验时在弹簧涮力计的两所示,一同学实验时在弹簧涮力计的两侧沿水平方向各加侧沿水平方向各加6N拉力。并使其保持静止,此时弹拉力。并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为(簧测力计的示数为( )A0N B3N C6N D12N【答案答案】C【例例8】在使用弹簧测力计前,指针没有指在零刻度在使用弹簧测力计前
12、,指针没有指在零刻度线上而是指在大于零刻度线的位置,如果不调零直接线上而是指在大于零刻度线的位置,如果不调零直接用来测量力,测出的结果将用来测量力,测出的结果将( )A偏大偏大 B偏小偏小C是正确的数值是正确的数值 D无法判断无法判断【答案答案】A【例例9】 (2011济宁济宁中考中考)在)在“制作橡皮筋测力计制作橡皮筋测力计”的活的活动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力动中,同学们发现:在一定的范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提越大,橡皮筋的长度越长。根据这一现象,小明和小丽提出如下猜想出如下猜想(见图见图5)。究竟谁的猜想正确呢。究竟谁
13、的猜想正确呢?他们决定一起他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。通过实验来验证自己的猜想。 (1)要完成实验,要完成实验,除了需要一根橡皮筋、除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、若干个相同的钩码、铁架台和细线外,还铁架台和细线外,还需要的器材是需要的器材是 。1拉力拉力(钩钩码码总重总重)F/N00.51.01.52.02.52橡皮筋的总长度橡皮筋的总长度L/cm4.55.15.76.36.97.53橡皮筋伸长的橡皮筋伸长的长度长度L/cm00.61.22.43.0(2)小明和小丽的实验记录数据如下表:)小明和小丽的实验记录数据如下表:没有挂钩码时,橡皮筋的长度没有挂钩码时,橡皮筋的长度L0
14、= cm。请将表格中第请将表格中第3行的数据补充完整。行的数据补充完整。要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行要判断小丽的猜想是否正确,应对表格中的哪两行数据进行分析比较数据进行分析比较?答:应对答:应对 (选填序号)两行数据进行比较。(选填序号)两行数据进行比较。分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜分析表格中的数据,你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的想是正确的?答:答: 。你是如何分析数据并做出此判断的你是如何分析数据并做出此判断的?请简要写出你的请简要写出你的判断依据:判断依据: 。 【解析解析】没有挂钩码时橡皮筋的长度是自然长度,而挂上没有挂钩码时橡皮筋的长度是自然长度,
15、而挂上钩码后,橡皮筋会伸长,橡皮筋的伸长与橡皮筋的长度有钩码后,橡皮筋会伸长,橡皮筋的伸长与橡皮筋的长度有本质区别。通过观察表中的数据可看出:橡皮筋的伸长与本质区别。通过观察表中的数据可看出:橡皮筋的伸长与拉力成正比例关系。拉力成正比例关系。【答案答案】(1)弹簧测力计)弹簧测力计(2)4.5 1.8 1和和2 小明小明 分析分析1和和3两行的数据可看两行的数据可看出弹簧的伸长与它受到的拉力成正比,而出弹簧的伸长与它受到的拉力成正比,而1和和2两行的数据两行的数据 并不成正比并不成正比一、重力的概念一、重力的概念宇宙间任何两个物体之间都存在互相吸引的力,这就是万有引宇宙间任何两个物体之间都存在
16、互相吸引的力,这就是万有引力。大到天体之间,小到灰尘之间,以及地球与它附近的物体力。大到天体之间,小到灰尘之间,以及地球与它附近的物体之间都存在万有引力。万有引力的大小与物体的质量有关,正之间都存在万有引力。万有引力的大小与物体的质量有关,正是万有引力把地球和其他行星束缚在太阳系中,围绕太阳运转是万有引力把地球和其他行星束缚在太阳系中,围绕太阳运转。我们把由于地球的吸引而使物体受到的力,叫重力。重力符号我们把由于地球的吸引而使物体受到的力,叫重力。重力符号为为G,单位为,单位为N。1、地球附近的一切物体,无论是固体、液体还是气体,都受到、地球附近的一切物体,无论是固体、液体还是气体,都受到地球
17、的吸引。重力通常叫做重量。地球的吸引。重力通常叫做重量。2、由于物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,其他、由于物体间力的作用是相互的,地球吸引物体的同时,其他物体对地球也有吸引作用,而重力特指物体对地球也有吸引作用,而重力特指地球对其他物体的吸引地球对其他物体的吸引力力。3、重力的施力者是、重力的施力者是地球地球,受力者是,受力者是物体物体。4、我们身边的物体,质量比太阳、行星、月球小得多,它们之、我们身边的物体,质量比太阳、行星、月球小得多,它们之间的万有引力非常小,小到我们不能察觉,比起地球对它的重间的万有引力非常小,小到我们不能察觉,比起地球对它的重力来说,就可以忽略不计了。力来
18、说,就可以忽略不计了。 gmG二、重力的三要素二、重力的三要素1、重力的大小、重力的大小(1)物体所受重力的大小与质量成正比,其关系为)物体所受重力的大小与质量成正比,其关系为或或G=mg,g=9.8N/kg。注意:注意:G=mg中的中的g为重力与质量的比例常数,数值为为重力与质量的比例常数,数值为9.8N/kg,意思是在地面附近质量为,意思是在地面附近质量为1kg的物体,受到的物体,受到的重力是的重力是9.8N。在粗略计算时在粗略计算时g可取可取10N/kg。利用利用G=mg计算时,要注意式中各量的单位,计算时,要注意式中各量的单位,m的单的单位是位是kg,g的单位是的单位是N/kg,G的单
19、位是的单位是N。(2)重力的大小可用弹簧测力计测出。)重力的大小可用弹簧测力计测出。2、重力的方向、重力的方向由于重力作用的效果是将物体拉向地面,因此重力的方向总是由于重力作用的效果是将物体拉向地面,因此重力的方向总是竖直向下的。竖直向下的。利用重力的方向总是竖直向下的这一特性,可以制成重垂线来利用重力的方向总是竖直向下的这一特性,可以制成重垂线来检查墙壁是否竖直,也可以在水平仪上悬挂一个重垂线,检查检查墙壁是否竖直,也可以在水平仪上悬挂一个重垂线,检查物体表面是否水平。物体表面是否水平。3、重力的作用点、重力的作用点重力在物体上的作用点叫重心。重力在物体上的作用点叫重心。(1)重心的位置)重
20、心的位置物体的重心位置与物体的形状、材料是否均匀有关。对于材料物体的重心位置与物体的形状、材料是否均匀有关。对于材料均匀、形状规则的物体、重心在它的几何中心上;例如均匀细均匀、形状规则的物体、重心在它的几何中心上;例如均匀细棒的重心在棒的中点,均匀球的重心在它的球心。棒的重心在棒的中点,均匀球的重心在它的球心。(2)重力与质量的区别和联系)重力与质量的区别和联系重力虽与质量有关,但它与质量是完全不同的两个概念。它们重力虽与质量有关,但它与质量是完全不同的两个概念。它们的区别是本质上的,绝不可的区别是本质上的,绝不可混为混为一一谈谈,它们的联系则仅在数值,它们的联系则仅在数值上。下面的表格有较为
21、全面的归纳。上。下面的表格有较为全面的归纳。重力重力质量质量符号符号Gm定义定义由于地球的吸引而使物体受到的由于地球的吸引而使物体受到的力力物体含有物质的物体含有物质的多少多少区区别别特点特点有大小、方向、作用点三要素有大小、方向、作用点三要素同一物体在地球上不同的位置同一物体在地球上不同的位置所受重力是不同的(同一物体在所受重力是不同的(同一物体在高纬度地区和低海拔地区受到的高纬度地区和低海拔地区受到的重力较大,在低纬度和高海拔地重力较大,在低纬度和高海拔地区受到的重力较小)区受到的重力较小)重力的方向总是竖直向下的重力的方向总是竖直向下的只有大小只有大小同一物体质量同一物体质量部随物体的形
22、状、部随物体的形状、状态、位置的改状态、位置的改变而改变(为一变而改变(为一定值)定值)没有方向没有方向单位单位Nkg测量工具测量工具弹簧测力计弹簧测力计天平天平联联 系系G=mg (g=9.8N/kg)【例例1】(2011宜昌中考)月球对它表面附近的物体也有引宜昌中考)月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的1/6。一个。一个连同随身装备共连同随身装备共90kg的宇航员,在月球上质量为的宇航员,在月球上质量为_kg,重,重为为_N。(g=10N/kg) 【解析解析】质量是质量是物体含有物质的多少物体含有物质的多少,不
23、以物体在什么地,不以物体在什么地方而改变。方而改变。90kg10N/kg1/6=150N。【答案答案】90 150【例例2】如图所示如图所示,在地球上的四个位置分别静立着中国人、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,对他们的受力情况,下列说法中北极熊、阿根廷人和企鹅,对他们的受力情况,下列说法中正确的是(正确的是( )A只有北极熊受到的重力和地球对它的支持力是平衡的只有北极熊受到的重力和地球对它的支持力是平衡的B企鹅受到的重力大于地球对它的支持力企鹅受到的重力大于地球对它的支持力C中国人、阿根廷人除了受到重力和支持力外,一定还中国人、阿根廷人除了受到重力和支持力外,一定还
24、受到摩擦力受到摩擦力D他们受到的重力方向都是竖直向下,且均是指向地心他们受到的重力方向都是竖直向下,且均是指向地心 图5【答案答案】D砝码质量(g)100200300400500600弹簧秤读数(N)(砝码重力)1020304050已无刻度可读【例例3】某同学用一支最大刻度是某同学用一支最大刻度是5 N的弹簧秤来测量质量的弹簧秤来测量质量不同的物体受到的重力,实验测得的数据如下表所示,他不同的物体受到的重力,实验测得的数据如下表所示,他去掉最后一次去掉最后一次600 g砝码后,指针回到了砝码后,指针回到了05 N的读数处。的读数处。问:(问:(1)指出该同学做实验的错误之处;)指出该同学做实验
25、的错误之处;(2)去掉错误部分,你从这个实验的数据中能得出物体)去掉错误部分,你从这个实验的数据中能得出物体的重力跟质量之间有什么关系的重力跟质量之间有什么关系 【答案答案】 (1)使用弹簧秤测量超过其量程的物体)使用弹簧秤测量超过其量程的物体(2)物体所受的重力跟它的质量成正比)物体所受的重力跟它的质量成正比一、摩擦力一、摩擦力1、定义:两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,、定义:两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做摩擦力。做摩擦力。2、产生的条件:、产生的条件:(1)两个物体要相互接触;)
26、两个物体要相互接触;(2)两物体要发生相对运动;)两物体要发生相对运动;(3)两物体之间要有正压力。)两物体之间要有正压力。3、作用效果:阻碍物体间的相对运动。、作用效果:阻碍物体间的相对运动。4、方向:与物体相对运动方向相反。、方向:与物体相对运动方向相反。5、施力物体:是相互接触的物体。、施力物体:是相互接触的物体。6、摩擦的种类:滑动摩擦、滚动摩擦等。、摩擦的种类:滑动摩擦、滚动摩擦等。(1)滑动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滑动时产生)滑动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦;滚动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滚动时的摩擦;滚动摩擦是指一个物体在另一个物体表面上滚
27、动时产生的摩擦。产生的摩擦。(2)滚动摩擦是比较复杂的物理现象,不能称作滚动摩擦力。)滚动摩擦是比较复杂的物理现象,不能称作滚动摩擦力。(3)在压力相同的情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。)在压力相同的情况下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。(4)还有一种摩擦叫静摩擦。两个相互接触哦物体,在外力)还有一种摩擦叫静摩擦。两个相互接触哦物体,在外力作用下有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间产作用下有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间产生的摩擦力叫静摩擦力。如推桌子却没推动,这时在桌子与生的摩擦力叫静摩擦力。如推桌子却没推动,这时在桌子与地面间就产生了静摩擦,它阻碍了桌子与地面间的相对运动
28、地面间就产生了静摩擦,它阻碍了桌子与地面间的相对运动趋势,其方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,由于物趋势,其方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,由于物体仍保持静止状态,所以静摩擦力总与外力平衡,当外力逐体仍保持静止状态,所以静摩擦力总与外力平衡,当外力逐渐增大时(但物体仍没有运动起来),静摩擦力也随之增大。渐增大时(但物体仍没有运动起来),静摩擦力也随之增大。当外力增大到某一程度物体运动起来后,在接触面间产生的当外力增大到某一程度物体运动起来后,在接触面间产生的就不再是静摩擦力。就不再是静摩擦力。二、滑动摩擦力大小的决定因素二、滑动摩擦力大小的决定因素1、跟压力大小有关:在其他条件相同时
29、,压力越大,滑动、跟压力大小有关:在其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。摩擦力越大。2、跟接触面的粗糙程度有关:压力一定时,接触面越粗糙、跟接触面的粗糙程度有关:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。,滑动摩擦力越大。注意:这里采用的研究方法叫控制变量法。这种方法在今注意:这里采用的研究方法叫控制变量法。这种方法在今后的学习中经常采用。后的学习中经常采用。本实验的测量原理是:二力平衡本实验的测量原理是:二力平衡条件。如图所示,物体在水平拉条件。如图所示,物体在水平拉力力F的作用下,在水平面上做匀速的作用下,在水平面上做匀速直线运动,拉力直线运动,拉力F和摩擦力和摩擦力F是一是一对平衡
30、力,大小相等,即对平衡力,大小相等,即F=F,由弹簧测力计的示数即可知道摩由弹簧测力计的示数即可知道摩擦力的大小。擦力的大小。 vFF三、增大和减小摩擦的方法三、增大和减小摩擦的方法1、增大有益摩擦的方法:使接触面粗糙、增大压力。、增大有益摩擦的方法:使接触面粗糙、增大压力。例如在汽车轮胎上刻上花纹,以防打滑;啤酒瓶颈握例如在汽车轮胎上刻上花纹,以防打滑;啤酒瓶颈握在手中时,如果要下滑,我们只有握得更紧就不会再在手中时,如果要下滑,我们只有握得更紧就不会再滑。这两种方法前者就是使接触面粗糙,后者则是增滑。这两种方法前者就是使接触面粗糙,后者则是增大压力。大压力。2、减小有害摩擦的方法:减小压力
31、,使接触面变得光、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开(如滑些;用滚动代替滑动;使相互接触的表面分开(如加润滑油和用压缩空气或电磁场使摩擦面脱离接触)。加润滑油和用压缩空气或电磁场使摩擦面脱离接触)。【例例1】如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平桌面如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上作直线运动,实验记录如下表。由此可知,木块与上作直线运动,实验记录如下表。由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为(水平桌面的滑动摩擦力为( ) A4.5N B1.5N C3N D2.1N【答案答案】 C【例例2】(2011泰安)下列实例中,为了增大摩擦的是(
32、泰安)下列实例中,为了增大摩擦的是( )A.车轮上可有凹凸不平的花纹车轮上可有凹凸不平的花纹B.移动重物时,在它下面垫上钢管移动重物时,在它下面垫上钢管C.在机器的转动部分装滚动轴承在机器的转动部分装滚动轴承D.给自行车轴甲润滑油给自行车轴甲润滑油【答案答案】 A【例例3】在下列摩擦的事例中,属于滚动摩擦的是在下列摩擦的事例中,属于滚动摩擦的是A拿在手中的瓶子不会滑落拿在手中的瓶子不会滑落B滑冰时冰刀与冰面间的摩擦滑冰时冰刀与冰面间的摩擦C滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦滑旱冰时旱冰鞋与地面间的摩擦D用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦用铅笔写字时,笔尖与纸的摩擦【答案答案】 C【例例4】你玩过滚铁环吗?
33、玩滚铁环游戏时,铁钩与铁环间你玩过滚铁环吗?玩滚铁环游戏时,铁钩与铁环间的摩擦是的摩擦是 摩擦,铁环与路面间的摩擦是摩擦,铁环与路面间的摩擦是 摩擦(选摩擦(选填填“滑动滑动”或或“滚动滚动”)。)。 【答案答案】 滑动滑动 滚动滚动【例例5】如图所示,物体如图所示,物体A重重30N,用,用F等于等于50N的力垂直压的力垂直压在墙上静止不动,则物体在墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力是所受的摩擦力是 N;物体;物体B重重30N,受到,受到F等于等于20N的水平推力静止不动,则物体的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力是所受的摩擦力是 N。【答案答案】 30 20【例例6】在探究在探究“摩擦力
34、的大小与什么因素有关摩擦力的大小与什么因素有关”时,小华时,小华同学根据自己推箱子时,箱子越重,推起来越费力,提出同学根据自己推箱子时,箱子越重,推起来越费力,提出了了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想;小辉同学根据自己推箱子时,地面越粗糙,推的猜想;小辉同学根据自己推箱子时,地面越粗糙,推起来越费力,提出了起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关面的粗糙程度有关”的猜想。下图是验证他们猜想的实验的猜想。下图是验证他们猜想的实验装置图。装置图。 小辉同学为了完成他自己的探
35、究应按小辉同学为了完成他自己的探究应按_两图进行。两图进行。若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据,请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小实验数据,请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与与接触面受到的压力大小接触面受到的压力大小N之间的关系图象。之间的关系图象。 根据图像可以得出根据图像可以得出f与与N的关系是的关系是_。小华和小辉同学在实验中都应使小车做小华和小辉同学在实验中都应使小车做 运动。运动。 【答案答案】 甲丙甲丙 见右图见右图 f与与N成正比成正比 匀速直线匀速直线一、杠杆一、杠杆1、定义:一根硬棒,在力的作用
36、下能绕着固定点转动,这根硬、定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。棒就叫杠杆。(1)“硬棒硬棒”不一定是棒,泛指有一定长度的,在外力作用下不一定是棒,泛指有一定长度的,在外力作用下不变形的物体。不变形的物体。(2)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。)杠杆可以是直的,也可以是任何形状的。2、杠杆的七要素、杠杆的七要素(1)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母)支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。它可能表示。它可能在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对在棒的某一端,也可能在棒的中间,在杠杆转动时,支点是相对固定的。固定的。(2)动力:使杠杆转动
37、的力,用)动力:使杠杆转动的力,用“F1”表示。表示。(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用)阻力:阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示。表示。(4)动力作用点:动力在杠杆上的作用点。)动力作用点:动力在杠杆上的作用点。(5)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点。)阻力作用点:阻力在杠杆上的作用点。(6)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用)动力臂:从支点到动力作用线的垂直距离,用“l1”表示。表示。(7)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用)阻力臂:从支点到阻力作用线的垂直距离,用“l2 ”表示。表示。 注意:无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上注意:无论动力还是阻力,都是作用在杠杆上的力,但这两个
38、力的作用效果正好相反。一般情况的力,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的意愿转下,把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力,而把阻碍杠杆按照需要方向转动动的力叫做动力,而把阻碍杠杆按照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。力的作用线通过支点的,其力臂的作用点的距离。力的作用线通过支点的,其力臂为零,对杠杆的转动不起作用。为零,对杠杆的转动不起作用。3、杠杆示意图的画法:、杠杆示意图的画法:(1)根据题意先确定支点)根据题意先确定支点O;(2)确定动力和阻力并用虚线
39、将其作用线延长;)确定动力和阻力并用虚线将其作用线延长;(3)从支点向力的作用线画垂线,并用)从支点向力的作用线画垂线,并用l1和和l2分别表分别表示动力臂和阻力臂。如图所示,以翘棒为例。示动力臂和阻力臂。如图所示,以翘棒为例。第一步:先确定支点,即杠杆绕着哪一点转动,第一步:先确定支点,即杠杆绕着哪一点转动,用字母用字母“O”表示。如图所示。表示。如图所示。O第二步:确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起,第二步:确定动力和阻力。人的愿望是将石头翘起,则人应向下用力,画出此力即为动力用则人应向下用力,画出此力即为动力用“F1”表示。这表示。这个力个力F1作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用
40、作用效果是使杠杆逆时针转动。而阻力的作用效果恰好与动力作用效果相反,在阻力的作用下杠杆效果恰好与动力作用效果相反,在阻力的作用下杠杆应朝着顺时针方向转动,则阻力是石头施加给杠杆的应朝着顺时针方向转动,则阻力是石头施加给杠杆的,方向向下,方向向下,用用“F2”表示如图所示。表示如图所示。F2F1O第三步:画出动力臂和阻力臂,将力的作用线正向第三步:画出动力臂和阻力臂,将力的作用线正向或反向延长,由支点向力的作用线作垂线,并标明或反向延长,由支点向力的作用线作垂线,并标明相应的相应的“l1”“”“l2”,“l1”“”“l2”分别表示动力臂和分别表示动力臂和阻力臂,如图所示。阻力臂,如图所示。 l1
41、l2F2F1O二、杠杆的平衡条件二、杠杆的平衡条件1、杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就、杠杆的平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。说杠杆平衡了。2、杠杆的平衡条件实验、杠杆的平衡条件实验(1)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。当杠)首先调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。当杠杆在水平位置平衡时,力臂杆在水平位置平衡时,力臂l1和和l2恰好重合,这样就可以由杠杆恰好重合,这样就可以由杠杆上的刻度直接读出力臂食物大小了,而杠杆在倾斜位置平衡,读上的刻度直接读出力臂食物大小了,而杠杆在倾斜位置平衡,读力臂的数值就没有乙方便。由此,只有杠杆
42、在水平位置平衡时,力臂的数值就没有乙方便。由此,只有杠杆在水平位置平衡时,我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实我们才能够直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的大小,因此本实验要求杠杆在水平位置平衡。验要求杠杆在水平位置平衡。(2)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节)在实验过程中绝不能再调节螺母。因为实验过程中再调节平衡螺母,就会破坏原有的平衡。平衡螺母,就会破坏原有的平衡。3、杠杆的平衡条件:、杠杆的平衡条件:动力动力臂动力动力臂=阻力阻力臂阻力阻力臂,或,或F1l1=F2l2。杠杆如果在相等时间内能转过相等的角度,即匀速转动时,也叫杠杆如果在相等时间内能转过相等
43、的角度,即匀速转动时,也叫做杠杆的平衡,这属于做杠杆的平衡,这属于“动平衡动平衡”。而杠杆静止不动的平衡则属。而杠杆静止不动的平衡则属于于“静平衡静平衡”。三、杠杆的应用三、杠杆的应用1、省力杠杆:动力臂、省力杠杆:动力臂l1阻力臂阻力臂l2,则平衡时,则平衡时F1F2,这种杠,这种杠杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),杆使用时可省力(即用较小的动力就可以克服较大的阻力),但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动但却费了距离(即动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上移动的距离的距离,并且比不使用杠杆,力直接作用在物体上
44、移动的距离大)。大)。2、费力杠杆:动力臂、费力杠杆:动力臂l1阻力臂阻力臂l2,则平衡时,则平衡时F1F2,这种杠,这种杠杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻杆叫做费力杠杆。使用费力杠杆时虽然费了力(动力大于阻力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距力),但却省距离(可使动力作用点比阻力作用点少移动距离)。离)。3、等臂杠杆:动力臂、等臂杠杆:动力臂l1=阻力臂阻力臂l2,则平衡时,则平衡时F1=F2,这种杠杆,这种杠杆叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距叫做等臂杠杆。使用这种杠杆既不省力,也不费力,即不省距离也不费距离。离也不费距离。既省力又省
45、距离的杠杆时不存在的。既省力又省距离的杠杆时不存在的。A撬撬 棒棒C核桃夹核桃夹B羊角锤羊角锤D食品夹食品夹【例例1】下列四幅图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费下列四幅图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是(力杠杆的是( )【答案答案】D【例例2】如图如图3所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同。下列四项操作中,会上每格均匀等距,每个钩码都相同。下列四项操作中,会使杠杆右端下倾的是使杠杆右端下倾的是()在杠杆两侧同时各减掉一个钩码;()在杠杆两侧同时各减掉一个钩码;()在杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码;()在杠
46、杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码;()将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;()将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;()将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格。()将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格。A(1)()(3) (2)()(4)C(2)()(3) D(1)()(4)【答案答案】A【例例3】要使如图的杠杆水平平衡,可采取的做法是要使如图的杠杆水平平衡,可采取的做法是A支点两端各减少一个钩码支点两端各减少一个钩码B支点两端各增加一个钩码支点两端各增加一个钩码C支点左端增加一个钩码支点左端增加一个钩码D支点左端减少一个钩码支点左端减少一个钩码【答案答案】A【例例4】如图所示的均匀木条
47、如图所示的均匀木条AOB,AO=OB,在,在O点点系一绳并挂起,先使系一绳并挂起,先使AO保持水平,然后放手,则在保持水平,然后放手,则在刚放手的瞬间,木条将会刚放手的瞬间,木条将会( )AA端向上运动端向上运动BA端向下运动端向下运动C保持平衡不动保持平衡不动D不能确定不能确定【答案答案】B【例例5】如图如图11所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可以,向力都可以,向 更省力,原因是更省力,原因是 。 【答案答案】上上 向上时动力臂与阻力臂的比值大于向向上时动力臂与阻力臂的比值大于向下时动力臂与阻力臂的比值下时动力臂与阻力臂的比值【例例6】如如下下图所
48、示,物体图所示,物体G重重60 N,挂在匀质杠杆的,挂在匀质杠杆的一端,要使杠杆平衡可以在一端,要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为点加一个方向为_的的_ N的力;也可以在的力;也可以在B点加一个方向为点加一个方向为_ 的的_ N的力的力。【答案答案】竖直向下竖直向下 80 竖直向上竖直向上 80【例例6】画出画出12-9各图中的动力臂各图中的动力臂l1和阻力臂和阻力臂l2一、滑轮一、滑轮1、滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的、滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。如右图所示。因为滑轮可以轮子叫滑轮。如右图所示。因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的连续旋转,因此可看作是能够连
49、续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和根据使用情况不同,滑轮可分为定滑轮和动滑轮。动滑轮。 2、定滑轮、定滑轮(1)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。)定义:工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。如下左图所示。如下左图所示。(2)实质:是个等臂杠杆。(如下右图所示)实质:是个等臂杠杆。(如下右图所示)轴心轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径径r,根据杠杆的平衡条件可知,因为重物匀速上升可知,根据杠杆的平衡条件可知,因为重物匀速上升可知,则不
50、省力。则不省力。 不动不动可动可动(3)特点:不省力,)特点:不省力,但可改变力的方向但可改变力的方向。所谓所谓“改变力的方向改变力的方向”是指我们施加某一方向是指我们施加某一方向的力(图中的力(图中F1方向向下)方向向下)能得到一个与该力方向能得到一个与该力方向不同的力(图中得到使不同的力(图中得到使重物重物G上升的力)。上升的力)。F2F1BAGOl1l2(4)动力移动的距离与重物移动的距离相等。(如下)动力移动的距离与重物移动的距离相等。(如下图所示图所示s=h)对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一对于定滑轮来说,无论朝哪个方向用力,定滑轮都是一个等臂杠杆,所用拉力都等于物体
51、的重力个等臂杠杆,所用拉力都等于物体的重力G。(不计绳。(不计绳重和摩擦)重和摩擦) F1BBGGAAsh3、动滑轮、动滑轮(1)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。)定义:工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。(如下左图所示)(如下左图所示)(2)实质:是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。(如)实质:是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。(如下右下右图图所示)图中所示)图中O可看作是一个能运动的支点,其动力臂可看作是一个能运动的支点,其动力臂l1=2r ,阻力臂阻力臂l2=r,根据杠杆平衡条件:,根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,即,即F12r=F2r,得出得出 ,当重物竖直匀速向上时,当
52、重物竖直匀速向上时,F2=G,则,则 。(3)特点:省一半力,但不能改变力的方向。)特点:省一半力,但不能改变力的方向。F1向上向上向上向上OF2GF1l1l2(4)动力移动的距离是重物移动距)动力移动的距离是重物移动距离的离的2倍。(如倍。(如右右图所示)图所示)对于动滑轮来说:对于动滑轮来说:(1)动滑轮在移动的过程中,)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;支点也在不停地移动;(2)动滑轮省一半力的条件是:)动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动;动动滑轮与重物一起匀速移动;动力力F1的方向与并排绳子平行;不的方向与并排绳子平行;不计动滑轮重、绳重和摩擦。计动滑轮重、绳重和摩擦。hs=2h二、滑轮组二、滑轮组1、定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。、定义:由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。2、特点:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,、特点:可以省力,也可以改变力的方向。使用滑轮组时,有几段绳子吊着物
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