初中物理力学专题知识点归纳与习题集

初中物理力学专题知识点归纳与习题集力学是初中物理的基石，也是打开物理世界大门的一把重要钥匙。它不仅解释了我们身边物体的运动规律，也为后续更深入的物理学习奠定了坚实基础。这份专题归纳与习题集，旨在帮助同学们系统梳理力学知识，巩固基础，提升解决实际问题的能力。一、力的基本概念1.1力的定义与作用效果力是物体对物体的作用。谈到力，必然涉及两个物体：施力物体和受力物体。力不能脱离物体而单独存在。力的作用效果主要体现在两个方面：*改变物体的形状：例如，用力捏橡皮泥，橡皮泥会发生形变；拉弹簧，弹簧会伸长。*改变物体的运动状态：物体的运动状态包括运动速度的大小和运动方向。例如，静止的足球被踢飞（速度大小改变），运动的物体在摩擦力作用下逐渐停止（速度大小改变），做匀速圆周运动的物体（运动方向改变）。1.2力的三要素与力的示意图力的大小、方向和作用点，叫做力的三要素。这三个要素共同决定了力的作用效果。为了直观地表示力，我们常用力的示意图。画力的示意图时，要注意：*用一个带箭头的线段表示力。*线段的起点（或终点）表示力的作用点。*线段的长度（按一定比例）表示力的大小。*箭头的方向表示力的方向。*最后，要在箭头旁标出力的符号和大小（如果已知）。1.3力的作用是相互的物体间力的作用是相互的。当一个物体对另一个物体施加力时，另一个物体也同时对这个物体施加一个力。这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在两个物体上。我们通常把其中一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力。例如，划船时，桨对水施加向后的力，水同时对桨施加向前的力，船就前进了。1.4力的测量力的大小用弹簧测力计来测量。*原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长。（胡克定律的简化表述）*单位：力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。*使用方法：1.观察量程和分度值，所测力的大小不能超过量程。2.校零：测量前要使指针指在零刻度线上。3.测量时，要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向一致，避免弹簧与外壳摩擦。4.读数时，视线要与刻度盘垂直。二、常见的力2.1重力由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，通常用字母G表示。*施力物体：地球。*方向：竖直向下。（“竖直向下”是指与水平面垂直且指向地心的方向，区别于“垂直向下”）*作用点：物体的重心。形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在它的几何中心上。*大小：物体所受的重力跟它的质量成正比。公式：G=mg其中，g是一个比例常数，通常取9.8N/kg，粗略计算时可取10N/kg。它表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。2.2弹力物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力。*产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。*常见弹力：支持力、压力、拉力、推力等。*方向：与物体发生弹性形变的方向相反，或与使物体发生弹性形变的外力方向相反。例如，支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体；压力的方向垂直于接触面指向被压的物体；绳子的拉力方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。2.3摩擦力两个相互接触的物体，当它们相对滑动（或有相对滑动的趋势）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，这种力叫做摩擦力，通常用字母f表示。*产生条件：1.两物体相互接触并挤压（存在弹力）。2.接触面粗糙。3.两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（或相对运动趋势）的方向相反。*分类：*静摩擦力：物体有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力。*滑动摩擦力：物体发生相对滑动时产生的摩擦力。*滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦力。在相同条件下，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。*影响滑动摩擦力大小的因素：1.接触面所受的压力大小：压力越大，滑动摩擦力越大。2.接触面的粗糙程度：接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。*增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法：*增大有益摩擦：增大压力、增大接触面的粗糙程度。*减小有害摩擦：减小压力、减小接触面的粗糙程度（使接触面光滑）、用滚动代替滑动、使两个接触面彼此分离（如加润滑油、气垫、磁悬浮）。三、力与运动3.1牛顿第一定律（惯性定律）*探究历程：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因（错误）。伽利略通过理想实验（阻力对物体运动的影响）推翻了亚里士多德的观点，指出：如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度永远运动下去。*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.“一切物体”：适用于所有物体。2.“没有受到力的作用”：是理想情况，实际中不受力的物体是不存在的。但当物体受到的合力为零时，其效果等同于不受力，可以用此定律解释。3.“总保持”：原来静止的物体，不受力时仍保持静止；原来运动的物体，不受力时将保持匀速直线运动状态。4.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。*惯性：物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。*惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性。*惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。与物体是否受力、运动状态等无关。*利用惯性：跳远助跑、拍打衣服上的灰尘、锤头松了把锤柄在硬地上撞击几下。*防止惯性带来的危害：汽车行驶时司机和乘客要系好安全带、汽车拐弯要减速、保持车距。3.2二力平衡*平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。*平衡力：使物体处于平衡状态的力（或几个力的合力为零）叫做平衡力。*二力平衡条件：如果物体在两个力的作用下处于平衡状态，那么这两个力就相互平衡（是一对平衡力）。二力平衡的条件可简记为：同体、等大、反向、共线。*同体：两个力作用在同一个物体上。*等大：两个力的大小相等。*反向：两个力的方向相反。*共线：两个力作用在同一条直线上。*平衡力与相互作用力的区别：平衡力作用在同一个物体上；相互作用力作用在两个不同的物体上（互为施力物体和受力物体）。例如，放在水平桌面上的书，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（同体）；书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对相互作用力（异体）。四、简单机械（基础部分）4.1杠杆*定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫做杠杆。（硬棒可以是直的，也可以是弯的）*五要素：*支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。*动力(F₁)：使杠杆转动的力。*阻力(F₂)：阻碍杠杆转动的力。*动力臂(L₁)：从支点到动力作用线的距离。*阻力臂(L₂)：从支点到阻力作用线的距离。（力臂是点到线的距离，不是点到点的距离）*杠杆的平衡条件（杠杆原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂。*杠杆的分类：*省力杠杆：动力臂大于阻力臂(L₁>L₂)，动力小于阻力(F₁<F₂)。特点是省力但费距离。例如：撬棒、羊角锤、瓶盖起子、铡刀。*费力杠杆：动力臂小于阻力臂(L₁<L₂)，动力大于阻力(F₁>F₂)。特点是费力但省距离。例如：钓鱼竿、筷子、镊子、船桨。*等臂杠杆：动力臂等于阻力臂(L₁=L₂)，动力等于阻力(F₁=F₂)。特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离。例如：天平、定滑轮。4.2滑轮*定滑轮：轴固定不动的滑轮。*实质：等臂杠杆。*特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。*动滑轮：轴随物体一起运动的滑轮。*实质：动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆。*特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，且费距离。（忽略动滑轮自重和摩擦时）*滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起使用。*特点：既能省力，又能改变力的方向。*省力情况：由承担物重的绳子段数决定。若用n段绳子吊着物体（不计动滑轮自重和摩擦），则拉力F=G物/n。若考虑动滑轮自重G动，则拉力F=(G物+G动)/n。*绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系：s=nh。五、力学综合习题集（一）选择题1.下列关于力的说法中，错误的是（）A.力是物体对物体的作用B.只有相互接触的物体才会产生力的作用C.力可以改变物体的运动状态D.物体间力的作用是相互的*（提示：考虑磁力、重力等是否需要接触）*2.关于惯性，下列说法正确的是（）A.运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性B.物体速度越大，惯性越大C.物体受力越大，惯性越大D.一切物体在任何情况下都有惯性*（提示：惯性是物体的固有属性，只与质量有关）*3.一个物体在水平地面上做匀速直线运动，它受到的水平拉力是5N，则它受到的摩擦力大小是（）A.大于5NB.等于5NC.小于5ND.无法判断*（提示：匀速直线运动状态是平衡状态，受平衡力作用）*4.下列实例中，为了增大摩擦的是（）A.给自行车轴加润滑油B.移动重物时，在它下面垫上钢管C.鞋底刻有凹凸不平的花纹D.磁悬浮列车悬浮行驶*（提示：增大摩擦的方法：增大压力、增大接触面粗糙程度）*5.用一根硬棒撬石头，若石头重为1000N，动力臂是1m，阻力臂是0.2m，则要撬动石头至少需要的动力是（）A.200NB.500NC.1000ND.5000N*（提示：杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂）*（二）填空题6.建筑工人常用重垂线来检查墙壁是否竖直，这是利用了重力的方向总是_________的。7.一辆汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的牵引力是2000N，则汽车受到的摩擦力大小为_______N，方向与汽车行驶方向_________。8.质量为5kg的物体，所受重力的大小是_______N；重力为686N的物体，其质量是_______kg。（g取9.8N/kg）9.如图所示（此处假设有一个静止在水平桌面上的木块，受到水平向右5N的拉力和水平向左3N的摩擦力），木块在水平方向上受到的合力大小为_______N，方向_________。*（提示：同一直线上二力合成，方向相同取加，方向相反取减，合力方向与较大力方向相同）*10.使用动滑轮提升重物时，若不计动滑轮自重和摩擦，拉力是物重的_______。若用一个动滑轮将重为200N的物体匀速提升2m，则绳子自由端移动的距离是_______m。（三）作图题11.画出静止在水平桌面上的墨水瓶所受力的示意图。（墨水瓶重2N）*（提示：受竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F支，二力平衡）*12.如图所示（此处假设有一个杠杆，标出支点O，动力作用点A，阻力F₂及其力臂L₂），请在图中画出动力F₁的力臂L₁。*（提示：力臂是支点到力的作用线的垂线段）*（四）实验探究题13.在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中：（1）实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平木板上做_________运动，此时弹簧测力计的示数就等于木块受到的滑动摩擦力的大小。这是利用了_________的原理。（2）下表是某实验小组的实验数据：实验次数接触面材料压力F/N滑动摩擦力f/N:-------:---------:------:------------1木块与木板20.42木块与木板40.83木块与毛巾41.2分析1、2两次实验数据，可以得出结论：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与_________有关，_________越大，滑动摩擦力越大。分析2、3两次实验数据，可以得出结论：在_________相同时，接触面越_________，滑动摩擦力越大。（五）计算题14.一个质量为60kg的人，站在水平地面上。（g取10N/kg）求：（1）人受到的重力是多少？（2）人对地面的压力是多少？（3）若人与地面的接触面积为0.04m²，人对地面的压强是多少？（压强部分若未学