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第1节力思维导图思维导图考点一、力及其作用效果1.力的定义:力是物体对物体的作用。力的作用总是跟两个物体相联系,单独一个物体不能产生力的作用,如果离开物体是不可能有力的作用的。2.施力物体和受力物体:一个物体对另一个物体施加推、拉、提、压等作用时,另一物体就会受到这种作用,施加这种作用的物体叫施力物体,受到这种作用的物体叫受力物体。3.探索活动:力的作用效果实例受力物体受力情况现象及分析用力挤压塑料瓶塑料瓶压力塑料瓶的形状发生了变化受到力的物体形状发生了变化用力拉或压弹簧弹簧拉力或压力弹簧的形状发生了改变运动员将标枪投出标枪推力标枪由静止变为运动受到力的物体运动状态发生了变化足球在地上越滚越慢,最后停下来足球阻力足球由运动变为静止在铁球运动方向的一侧放磁铁铁球吸引力铁球运动方向发生了改变探究归纳:从上表可以看出,力的作用效果有:(1)力可以改变物体的形状;(2)力可以改变物体的运动状态。【注意】(1)相互接触的物体不一定发生力的作用(如两正方体木块并排放在水平桌面上,两木块虽然接触,但它们之间若没有挤压,就没有发生相互作用),没有接触的物体之间也不一定没有力的作用(如磁铁吸引相隔一定距离的小铁钉)。(2)力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时,总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。施力物体相对于另一个物体来说,也是受力物体。典例分析典例分析典例1:小科在篮球场上练习投篮时发现这项运动与科学课学的力学知识息息相关,请回答下列问题:(1)小科用手拍打篮球时,受力物体是;(2)小科在三分线上投篮,要用较大的力才能投进,说明力的作用效果与力的有关;(3)被拍打的篮球接触地面后弹起,说明力可以改变物体的。举一反三举一反三变式1:如图所示,大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力的施力物体是()A.汽车 B.地面 C.绳子 D.双脚变式2:第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,共设40个竞赛大项,包括31个奥运项目和9个非奥运项目,温州赛区承办龙舟和足球比赛。下图为龙舟、足球、射箭和公路自行车的体育图标,根据描述,其中与其他三个力所产生的作用效果不同的是()A.①划龙舟时用力划水,龙舟向前进B.②踢足球时用力踢球,球飞出去C.③射箭时用力拉弓,弓弦弯了D.④用力踩脚踏板时,自行车加速前进变式3:气球是一种常用的实验器材。请回答:(1)如图甲,左手压气球,两球都变形,说明力的作用是的;(2)如图乙,手指戳气球,气球凹陷,说明力能;(3)如图丙,向后喷气,气球前进,使气球向前运动的物体是(填“气球内喷出的气体”或“气球外的空气”)。考点二、力的作用是相互的1.相互作用力用手提书包时,手会感受到书包向下的拉力,说明一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用。也就是说,物体间力的作用是相互的。【物体间的相互作用力又称为作用力与反作用力,如果把其中一个力叫作用力,则另一个力就叫反作用力。】2.相互作用力的特点(1)相互作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。(2)相互作用力是同时产生、同时消失的,没有先后之分。典例分析典例分析典例1:中国姑娘郑钦文在2024年巴黎奥运会上获得网球女单冠军,她用球拍击球时,网面和球同时发生了形变,说明物体间力的作用是的;击球后,球的运动轨迹会发生改变,这说明力可以改变物体的。举一反三举一反三变式1:下列关于力的说法中正确的是()A.力不能脱离物体而单独存在B.只有相互接触的物体之间才会产生力C.孤立的一个物体也能产生力的作用D.只要有物体,就一定会产生力的作用变式2:游泳时手和脚向后划水,人就向前进,使人前进的力是()A.人受到水对他向上的浮力 B.手和脚对水的作用力C.水的阻力 D.水对手和脚向前的动力变式3:如图所示是我国科学团队研制的一款柔性显示玻璃,厚度仅有0.03mm,创造出新的世界纪录,这种‘玻璃常应用于折叠屏手机。(1)手指用力按压柔性玻璃,玻璃发生形变,玻璃要恢复原状,也会对手指产生力作用,这说明物体之间力的作用是(2)用同样大小的力按压玻璃的边缘或者中心,弯曲程度不同,这说明力的作用效果与力的有关系。(3)如果要让玻璃弯曲程度更明显,可以选填(“增大”或“减小”)压力。考点三、力的测量1.力的单位在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号为N。它是以英国物理学家牛顿的名字命名的。手托2枚鸡蛋的力约为1N。2.弹力(1)弹性:物体受力会发生形变,不受力时又会恢复到原来的状态,物体的这种性质叫作弹性。如下图弓、跳板、弹簧、竹子、网球拍等受力时会发生形变,撤去外力后,又恢复到原来的状态。(2)弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。弹力是由物体发生弹性形变而产生的力。3.测力计测量力的大小的工具叫作测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧,其结构如右图所示。4.弹簧测力计(1)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度也越长。(2)使用弹簧测力计时应注意以下问题:①调零:使用前应检查指针有没有对准0刻度线,若没有对准,则需要调零。②被测力不能超出弹簧测力计的测量范围,即量程。③测量时拉杆、弹簧不能与面板摩擦。④测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。⑤读数时,应让视线与面板表面刻度垂直。注意(1)弹力产生的条件:一是两物体直接接触,二是物体发生弹性形变,二者缺一不可。(2)弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。(3)在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。(4)推力、拉力、压力、支持力等都属于弹力。科学思维——转换法弹簧长度的变化是可以直接观察、直接测量的,而力的大小是看不见、摸不着的,但力的大小却和弹簧长度的变化有关系,所以可以用弹簧长度的变化量来量度力的大小。这种解决问题的方法就是转换法,用温度计测温度也运用了转换法。典例分析典例分析典例1:小黄为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。先将弹簧水平放置测出其自然长度L0拉力(N)0123456弹簧长度(cm)11121314151720(1)从表格信息可得,它的最大称量是N。(2)当拉力为0时,弹簧长度是11cm的原因是。举一反三举一反三变式1:如图为一弹簧测力计,在使用过程中,不正确的是()A.使用前,要检查指针是否在零刻度位置B.所测的力的大小不能超过5NC.应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦D.弹簧测力计的读数为3.3N变式2:当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原长L0,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量△x(△x=L−L0)(1)弹簧的原长L0是cm。弹簧的劲度系数是N/m。(2)当受到拉力F=1N时,弹簧伸长了cm。(3)当弹簧伸长了15cm(弹性限度内)时,受到力F=N。变式3:某同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钧码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,实验记录如下表所示。拉力/N00.51.01.52.03.04.0弹簧长度/cm6.57.58.59.511.014.218.0▲01234.57.711.5(1)表格中▲处应填写。(2)从上述信息可得,若用此弹簧制作弹簧测力计,它的量程是N。(3)当该弹簧长度为8.7cm时,弹簧所受的拉力为.考点四、力的图示1.现象探究:力的作用效果与哪些因素有关?生活现象现象分析结论小孩的力气小,很难拉开拉力器;大人的力气大,很容易拉开拉力器由于力大小不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果跟力大小有关力的作用效果跟力的大小、方向和作用点都有关在排球运动中,二传手用力向上托球,球就向上运动,主攻手用力向下扣球,球就改变运动方向,急速下落由于力的方向不同,力的作用效果就不同,说明力的作用效果跟力的方向有关一个长方体木块,立在水平桌面上,用手指沿水平方向推它的下部,木块可以在桌面上运动起来;用手指沿水平方向推它的上部,木块则会翻倒由于力的作用点不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果跟力的作用点有关2.力的三要素:人们通常把力的大小、方向、作用点叫作力的三要素。注意:(1)力的大小、方向和作用点共同影响力的作用效果。当其中一个要素改变时,力的作用效果也会随之改变。(2)探究影响力的作用效果的三个要素时要用控制变量法。例如当研究力的作用效果与力的大小之间的关系时,需要控制力的方向与作用点相同。3.力的图示和力的示意图项目力的图示力的示意图概念用一条带有箭头和标度的线段把力的三要素都表示出来的方法,叫作力的图示,其中线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,线段的起点表示力的作用点不需要严格地按照力的图示画出力的大小,只要把力的作用点和方向表示出来就可以了,这种图叫作力的示意图图示F=20N画法与步骤(1)确定受力物体。(2)选定并画出标度,即规定用多长线段表示多少牛的力。(3)确定力的作用点,画在受力物体上,通常画在受力物体实际受力的作用点或中心。(4)确定力的方向和大小。从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度。(5)在线段末端加上箭头表示力的方向,并标注力的大小在受力物体上画一条线段并标上箭头,起点代表力的作用点,在箭头旁注明力的符号和大小二者的区别力的图示要严格地表示出力的三要素;而力的示意图一般只表示出力的作用点和力的方向两个要素,对线段长度没有严格要求,且没有标度;但在同一图中画几个力示意图时,力越大,线段应画得越长注意:画力的图示时的注意事项(1)表示力的方向的箭头,一定要画在线段的末端,不可随意画在线段的其他部位。(2)力的作用点要画在受力物体上,不要画在施力物体上。(3)力的标度可根据实际情况确定,但是,在同一物体上画几个力时,只能选同一个标度。(4)如果有几个力作用在同一物体上,可用下标阿拉伯数字或文字表示,如“F1”“F2”“F推”“F拉”。典例分析典例分析典例1:请按要求作图(1)如图甲所示,质量为2kg的小球正在摆动。请在图中画出小球所受重力的图示。(2)如图乙所示,画出物体对斜面的压力的示意图。举一反三举一反三变式1:(2023七下·瓯海月考)下列力的示意图中,表示斜面上物体A对斜面压力的示意图的是()A.B.C.D.变式2:如图所示,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,使钢片受力而发生如图甲、乙、丙、丁的4种形变。(1)通过比较图甲和图乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的有关。(2)通过比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的有关。变式3:用力的示意图画出如图所示物体所受的力。(1)用10牛的力沿水平方向向右拉弹簧。(2)用200牛的力提水桶。(3)用与水平方向成30°角的50牛的力向右上方拉小车。考点五、重力1.现象探究:地球附近的物体受到地球的吸引现象苹果下落抛球落地水向低处流现象分析苹果受到地球的吸引作用,所以落向地面球受到地球的吸引作用,所以落向地面水受到地球的吸引作用,所以总是从高处流向低处归纳在地球附近的物体,都受到地球的吸引作用2.重力的产生:物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力,通常用字母G表示。【注意】(1)地球上的所有物体都受到重力的作用,不管质量大还是小,都受重力作用。(2)重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。(3)重力是非接触力,同一物体在空中也同样受到重力作用。(4)重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。3.重力的方向(1)探索活动:重力的方向探索活动将装有染色水的水槽放在铁架台底座上,用细线将小球悬挂在铁架台的横杆上,让小球浸入水中。待小球静止时,观察细线与水面之间的夹角再把铁架台倾斜一定的角度,待小球静止时,观察细线与水面之间的夹角现象细线与水面之间的夹角为90°细线与水面之间的夹角为90°归纳重力的方向总是竖直向下的(即垂直于水平面向下)【注意】重力的方向不可说成垂直向下,竖直向下和垂直向下的含义是不同的。①“竖直向下”是与水平面垂直向下的方向,如图所示中重力G的方向。②“垂直向下”是垂直于支持面向下,如图中力F的方向。只有当物体在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下才是相同的。(2)应用:如图所示。砌墙时,利用重垂线来检查所砌墙壁是否竖直利用水平仪检查桌面、窗台等是否水平利用重垂线检查相框是否挂正4.重力的作用点——重心(1)重心:物体的每个部分都受到重力作用,对整个物体而言,我们可以认为它的重力作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心。注意:重心不一定在物体上,如一个均匀的圆环,重心就不在圆环上,而在圆环的环心。(2)确定重心的方法①形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心。如均匀球体的重心在它的球心上;矩形均匀薄木板的重心在它的两对角线的交点上。②不规则薄板状物体的重心可用悬挂法得到。如图所示,先在A点把物体悬挂起来,物体静止时,物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上,然后在另一点C把物体悬挂起来,同理知,物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB和CD的交点O就是薄板状物体重心的位置。拓展:生活中,物体的稳定程度与重心的高低有关,降低重心可提高物体的稳定程度。如用卡车装载货物时,重的货物装在下面,轻的货物装在上面,且货物不能装得过高;物体的稳定程度还与支持面的大小有关。重力图示的画法(1)先在物体上找到物体的重心,再选定标度。(2)从重心开始画出竖直向下的线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度。(3)在线段的末端标上箭头,并在箭头旁边标出重力的符号和大小(如图所示)。5.探索活动:重力的大小与质量的关系【实验器材】弹簧测力计、质量均为100g的钩码4个。【实验过程】用弹簧测力计依次测出1~4个钩码受到的重力,把测量结果记录在下表中。钩码数1个1234质量/kg0.10.20.30.4重力/N0.981.962.943.92匮量/(N·kg⁻¹)9.89.89.89.8【分析数据】以质量为横坐标,重力为纵坐标,建立平面直角坐标系,根据表格中的数据在坐标系中描点,连接这些点,发现重力一质量图像是一条过原点的倾斜直线,如图所示。【实验结论】物体受到的重力跟它的质量成正比。地球表面附近的物体,其重力和质量的比值大约是9.8N/kg。则上述结论可表示为,即G=mg。【注意】(1)公式“G=mg”中各个物理量必须用国际单位,m的单位是kg,G的单位是N,g的单位是Nkg。(2)对公式“G=mg”的理解:①物体所受重力与质量成正比,不能说成物体的质量与它受到的重力的大小成正比。②g在不同的位置其大小是不同的,其取值随所在纬度的增加而增大,在赤道最小,在两极最大,在地球表面附近g=9.8N/kg,其物理意义是质量为1kg的物体在地球表面附近所受重力为9.8N。粗略计算时,g值也可以取10Nkg。③g在不同的星球上取值是不同的,如在月球上:典例分析典例分析典例1:小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上的物体的“重力”G与其质量m的关系如图所示。由图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”(填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;据图可得甲星球表面上物体的“重力”G与其质量m的关系式是。举一反三举一反三变式1:如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力()A.大小改变,方向不变 B.大小改变,方向改变C.大小不变,方向不变 D.大小不变,方向改变变式2:建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,如图甲所示为一种气泡水平仪,如图乙所示为一种简易水平仪。下列关于水平仪说法不正确的是A.图甲中的气泡居中表示墙面水平B.图乙中铅锤指向B端,表示B端墙面偏低C.图甲中若气泡在A端,表示A端墙面偏低D.图中两种水平仪的原理都是重力的方向竖直向下变式3:一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。回答下列问题:(1)这辆货车和货物的总质量为多少?(2)这辆车能安全过桥吗?若不能,则需要卸下几箱货物?易错点与提高易错点与提高1.分不清施力物体和受力物体。由于力的作用是相互的,所以施力物体和受力物体是相对而言的,应视情况而论。例如用力拍皮球时,手也很疼。皮球运动状态改变的施力物体是手,受力物体是皮球;手感到疼的施力物体是皮球,受力物体是手。2.弄错影响弹力大小的因素。对于同一根弹簧,在弹性限度内,弹力大小与其伸长(缩短)的长度有关,与弹簧本身长度无关。3.误认为质量与重力成正比。应该说重力与质量成正比。质量是物体的一种属性,它不随物体的位置或受力的改变而改变。
课后巩固课后巩固1.用手托起一本八年级上册《科学》书本所用的力约是A.0.45N B.4.5N C.45N D.450N2.如图所示,用相同大小的水平力轻推“哪吒”摆件底部,它会沿桌面平稳移动;但推其头部时,摆件却翻倒了,这说明力的作用效果与()A.力的大小有关 B.力的方向有关C.力的作用点有关 D.与以上三者都有关3.神舟二十一号载人飞船于2025年11月14返回东风着陆场,下图模拟载人返回舱着陆的过程,其所受重力的方向表示正确的是()A.G1 B.G2 C.G3 D.G44.实心球是2026年丽水中考体育项目之一,若不计空气阻力,下列图中能正确表示实心球在空中飞行时受力情况的是()A.B.C.D.5.下列受力分析中,正确的是()A. B.C. D.6.如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计串连在一起(不计测力计和绳的自重),小科用100N的水平拉力拉测力计B,此时A、B测力计的示数分别为()A.200N、100N B.100N、100NC.100N、200N D.200N、200N7.2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F”运载火箭发射成功。点火后,推动火箭离开发射底座向上运动的力的施力物体是()A.火箭的发动机 B.喷出的燃气C.火箭下方的空气 D.火箭下方的底座8.已知弹簧受到的弹力与其伸长量成正比(弹簧的质量忽略不计)。如图所示,三个完全相同的弹簧都处于水平位置:①弹簧的左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用;②弹簧的左端挂一小物块,右端受到大小为F的拉力后,在粗糙的桌面上做匀速直线运动;③弹簧的左右两端都受到一个大小为F2的拉力作用保持静止。若以l1、l2、l3A.l1=l2>l3 B.9.甲乙两物体质量之比2:1,则它们在地球上所受重力之比为。已知在月球上的重力大约是地球上的六分之一,若甲在地球上所受的重力为240N,则在月球上所受的重力为。10.如图甲所示,小科在水桶内加入适量水,桶口固定一根末端系有小球的细线。再将水桶置于斜面上,观察到现象如图乙。(1)分析实验说明重力方向始终是。(2)若桶内的小球质量为100克,请在图丙中画出小球受到的重力的示意图。11.2025年4月,仲舟二千号载火气船在智泉主星发射中心放切发射。(1)发射时,火箭向下喷出火焰,向上运动,是因为。此时,火箭除受空气阻力外还受到的力有.(2)如图,神舟飞船绕地飞行时是否受到力的作用?12.塑料瓶在科学实验中常被用作简易器材。请根据下图回答问题:(1)如图甲,用手挤压塑料瓶,瓶壁向内凹陷,说明力可以改变物体的。(2)图乙为自制的水火箭,其结构如图丙所示。当瓶内高压空气将水向下喷出时,水火箭竖直向上飞升,使火箭升空的力是(选填“高压空气对水的推力”或“水的反冲推力”)。(3)若水火箭竖直升到最高点时,所有外力突然消失,则它将保持状态。13.在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,得到如表数据:m/kg0.10.20.30.40.50.60.7G/N0.981.962.943.924.905.88(1)本实验中用到的测量器材有:。(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是N。(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是。14.在学校科技节的“纸桥承重”比赛中,同学们利用纸张设计并制作了不同结构的纸桥。(1)图甲的纸桥应用了大量三角形结构,主要是为了提高桥的性。(2)比赛前需测量纸桥自身质量(不超过50g),小科准备自制弹簧测力计。他测试了三根弹簧,得到如图乙所示的F-L关系图像。若要在已标刻度线的面板上制作精确度最高的测力计,应选用弹簧(选填“A”、“B”或“C”)。(3)比赛时,通过在纸桥上逐渐堆放物品来测试承重极限。有同学建议将原本使用的科学作业本改为细沙,这样做的好处是。15.如图甲所示是探究“弹簧的伸长量与其所受拉力的关系”实验,所用弹簧的原长为10cm,并将实验数据记录在如下表格中。钩码重G(N)0123456弹簧长度(cm)10121416182022(1)请在图乙中用描点法画出拉力F和弹簧伸长量关系图像。(2)结合数据或图像分析可得:在弹性限度内,和拉力成正比。(3)若取下钩码,挂一重物,弹簧的长度伸长了5cm,则下面挂的重物重N。16.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小;【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙;【评分量规】在老师的指导下小组同学制定了评价量规,表中为部分评价指标;评价指标评价等级优秀良好待改进调零方式多种方式调零只能移动指针调零不能调零精确度达到0.1牛达到0.2牛大于0.2牛【项目制作】(1)选择材料时,你认为(选填“弹簧”或“橡皮筋”)更合适,理由是;(2)选用图乙中b弹簧制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为牛,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力;(3)【项目评价】根据“精确度”这一评价指标,当弹簧受到相同拉力时,伸长量更大的弹簧精确度更高,最终小组选取图乙中弹簧制作测力计(选填“a”或“b”或“c”)17.阅读以下材料,问答问题。“天问”巡梦之旅:2021年5月15日,经历了十个月的太空飞行,我国自主研发的“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。2025年5月29日,“天问二号”小行星探测器由长征三号乙Y110运载火箭从西昌卫星发射中心成功发射,其目标是完成对小行星2016HO3进行探测、采样并返回地球。(1)如图1,火星探测器进入环火轨道,在火星引力作用下做环绕火星的运动,在环绕的过程中,火星探测器受力(填“平衡”或“不平衡”)。(2)如图2,长征三号运载火箭搭载“天问二号”起飞的过程中,使火箭加速升空的施力物体是____(填字母)。A.喷管喷出的燃气 B.喷管 C.喷管周围的空气(3)下个阶段,天问二号将围绕小行星2016HO3伴飞(此过程会消耗大量推进剂),这个过程中,其惯性将(填“增大”、“不变”或“减小”)。(4)当未来的你作为宇航员踏上火星表面,若原本在地球上你最多能举起50kg的物体,那么在火星表面(假设人的举力不变),你最多能举起质量多少kg的岩石标本(火星上g取4N/kg,请写出计算过程)?18.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1/6.若一个身着装备的航天员达到月球表面,月球对他的引力约为150N,则(1)这个宇航员在地球上,地球对他的引力约为多少牛?(2)这位宇航员连同装备的总质量约为多少?(g地取10N/kg)19.如图所示为手拉质量为0.4kg的小球做圆周运动的示意图。(1)计算这个做圆周运动的小球的重力是多少牛顿。(g取10N/kg)(2)请在图中画出小球所受重力的示意图。20.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地--月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5米,质量为120千克.求:(1)月球车在地球上受到的重力.(2)在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛,那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少?(g取10牛/千克)第1节力考点一、力及其作用效果典例分析典例分析典例1:小科在篮球场上练习投篮时发现这项运动与科学课学的力学知识息息相关,请回答下列问题:(1)小科用手拍打篮球时,受力物体是;(2)小科在三分线上投篮,要用较大的力才能投进,说明力的作用效果与力的有关;(3)被拍打的篮球接触地面后弹起,说明力可以改变物体的。【答案】(1)篮球(2)大小(3)运动状态【知识点】力的概念;力的作用效果;力的三要素及力的示意图【解析】(1)对篮球进行受力分析即可;
(2)力的大小、方向和作用点,都会影响力的作用效果,称为力的三要素;
(3)运动状态的改变包括:速度大小改变或运动方向改变。
【解答】(1)小科用手拍打篮球时,手施加力的对象是篮球,因此篮球是受力物体。故填:篮球。
(2)小科在三分线上投篮,要用较大的力才能投进,说明力的大小会影响物体的运动状态,即力的作用效果与力的大小有关。故填:大小。
(3)篮球从向下运动变为向上弹起,体现了力改变了物体的速度或方向,即。力可以改变物体的运动状态。故填:运动状态。举一反三举一反三变式1:如图所示,大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力的施力物体是()A.汽车 B.地面 C.绳子 D.双脚【答案】B【解析】物体间力的作用是相互的。
【解答】大力士通过绳子拉汽车向前运动,使人向前运动的力是地面的摩擦力,施力物体是地面,故ACD不符合题意,B符合题意。故答案为:B。变式2:第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州举行,共设40个竞赛大项,包括31个奥运项目和9个非奥运项目,温州赛区承办龙舟和足球比赛。下图为龙舟、足球、射箭和公路自行车的体育图标,根据描述,其中与其他三个力所产生的作用效果不同的是()A.①划龙舟时用力划水,龙舟向前进B.②踢足球时用力踢球,球飞出去C.③射箭时用力拉弓,弓弦弯了D.④用力踩脚踏板时,自行车加速前进【答案】C【解析】力的作用效果:力能使物体发生形变,力能改变物体的运动状态。【解答】A、划龙舟时用力划水,龙舟向前进,说明力改变了物体的运动状态,故A不符合题意;B、踢足球时用力踢球,球飞出去,说明力改变了物体的运动状态,故B不符合题意;C、射箭时用力拉弓,弓弦弯了,说明力使物体发生了形变,故C符合题意;D、用力踩脚踏板时,自行车加速前进,说明力改变了物体的运动状态,故D不符合题意。故答案为:C。变式3:气球是一种常用的实验器材。请回答:(1)如图甲,左手压气球,两球都变形,说明力的作用是的;(2)如图乙,手指戳气球,气球凹陷,说明力能;(3)如图丙,向后喷气,气球前进,使气球向前运动的物体是(填“气球内喷出的气体”或“气球外的空气”)。【答案】相互;改变物体的形状;气球内喷出的气体【解析】(1)根据力的作用的相互性解答;
(2)力的作用效果包括:改变物体形状或改变物体的运动状态;
(3)对气球进行受力分析即可。
【解答】(1)如图甲所示,左手压气球时,两球发生了形变,说明左手给右球施加力的的同时,右球也会给左球力的作用,说明力的作用是相互的。(2)如图乙,手指戳气球时发生凹陷,则气球的形状发生改变,说明力能改变物体的形状。(3)如图丙,向后喷气,气球向后喷气的同时,气体会给气球前进的力,因此使气球向前运动的物体是气球内喷出的气体。考点二、力的作用是相互的典例分析典例分析典例1:中国姑娘郑钦文在2024年巴黎奥运会上获得网球女单冠军,她用球拍击球时,网面和球同时发生了形变,说明物体间力的作用是的;击球后,球的运动轨迹会发生改变,这说明力可以改变物体的。【答案】相互;运动状态【解析】力的作用效果:力能改变物体的运动状态、力能使物体发生形变。
【解答】网面和球都发生了形变,说明网面和球都受到了力的作用,说明力的作用是相互的。
力能改变物体的运动状态,所以球在力的作用下运动轨迹发生改变。举一反三举一反三变式1:下列关于力的说法中正确的是()A.力不能脱离物体而单独存在B.只有相互接触的物体之间才会产生力C.孤立的一个物体也能产生力的作用D.只要有物体,就一定会产生力的作用【答案】A【解析】力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在,物体不接触也可以产生力的作用。
【解答】A.力是物体对物体的作用,力不能脱离物体而存在,故A正确;
B.物体不接触也可以产生力的作用,如重力、磁力等,故B错误;
D.力是物体对物体的作用,但有物体,不一定会产生力的作用,故D错误.
C.力的产生必须有施力物体和受力物体,孤立的一个物体不能产生力的作用,故C错误;故选C。变式2:游泳时手和脚向后划水,人就向前进,使人前进的力是()A.人受到水对他向上的浮力 B.手和脚对水的作用力C.水的阻力 D.水对手和脚向前的动力【答案】D【解析】根据力的作用的相互性,并对物体进行受力分析即可。【解答】游泳时,手和脚向后划水,对水施加向后的力。由于物体间力的作用是相互的,水就会给手和脚向前的反作用力,推动人会向前运动。
故A、B、C错误,D正确。故选D。变式3:如图所示是我国科学团队研制的一款柔性显示玻璃,厚度仅有0.03mm,创造出新的世界纪录,这种‘玻璃常应用于折叠屏手机。(1)手指用力按压柔性玻璃,玻璃发生形变,玻璃要恢复原状,也会对手指产生力作用,这说明物体之间力的作用是(2)用同样大小的力按压玻璃的边缘或者中心,弯曲程度不同,这说明力的作用效果与力的有关系。(3)如果要让玻璃弯曲程度更明显,可以选填(“增大”或“减小”)压力。【答案】(1)相互的(2)看作用点(3)增大【知识点】力的作用效果;力的作用是相互的【解析】(1)力的相互性: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,同时也会受到另一个物体对它的反作用力,这两个力大小相等、方向相反,且作用在两个不同的物体上。
(2)力的三要素:力的大小、方向和作用点被称为力的三要素,它们都会影响力的作用效果。在力的大小和方向相同的情况下,作用点不同,力的作用效果也会不同。
(3)力的作用效果与力的大小的关系:在力的方向和作用点相同的情况下,力的大小越大,力的作用效果就越明显。
【解答】(1)手指按压玻璃时,手指对玻璃施加了力,同时玻璃也对手指施加了反作用力,这说明物体之间力的作用是相互的。
(2)用同样大小的力按压玻璃的边缘和中心,力的大小和方向相同,但作用点不同,导致玻璃的弯曲程度不同,这说明力的作用效果与力的作用点有关。
(3)力的作用效果与力的大小有关,在其他条件不变时,增大压力,力的作用效果会更明显,因此要让玻璃弯曲程度更明显,可以增大压力。考点三、力的测量典例分析典例分析典例1:小黄为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。先将弹簧水平放置测出其自然长度L0拉力(N)0123456弹簧长度(cm)11121314151720(1)从表格信息可得,它的最大称量是N。(2)当拉力为0时,弹簧长度是11cm的原因是。【答案】(1)4(2)弹簧自身重力影响【知识点】力的测量【解析】(1)弹簧测力计的最大称量是指弹簧在弹性限度内能承受的最大拉力。超过这个限度,弹簧的形变将不再与拉力成正比,根据表格数据分析解答;
(2)根据弹簧自身有重力分析解答。
【解答】(1)弹簧测力计的最大称量是指弹簧在弹性限度内能承受的最大拉力。超过这个限度,弹簧的形变将不再与拉力成正比。
根据表格数据可知,拉力从0N到4N时,弹簧长度每次增加1cm(12-11=1,13-12=1,...,15-14=1),说明弹簧的形变与拉力成正比。
拉力从4N到5N时,弹簧长度从15cm增加到17cm,增加了2cm,明显偏离了之前的规律。
则该弹簧测力计的最大称量为4N。
(2)弹簧的自然长度(无外力时水平放置的长度)为L0=10cm。竖直悬挂时,弹簧因自身重力被拉长,导致长度为11cm。举一反三举一反三变式1:如图为一弹簧测力计,在使用过程中,不正确的是()A.使用前,要检查指针是否在零刻度位置B.所测的力的大小不能超过5NC.应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦D.弹簧测力计的读数为3.3N【答案】D【知识点】力的测量【解析】使用测力计测量力的大小前,要将测力计在力的方向上调零,结合分度值进行读数。为防止测力计损坏,不能测量超过测力计量程的力的大小。
【解答】A、使用前,要检查指针是否在零刻度位置,否在会导致误差,故A正确,不符合题意;
B、由图可知,该测力计的量程为0-5N,可知所测的力的大小不能超过5N,故B正确,不符合题意;
C、测力计指针与外壳摩擦会导致测量误差,所以测量时应尽量避免指针与外壳摩擦,故C正确,不符合题意;
D、该测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,故D错误,符合题意。
故答案为:D。变式2:当弹簧不受拉力作用时,我们称其长度为原长L0,在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的力F和弹簧的形变量△x(△x=L−L0)(1)弹簧的原长L0是cm。弹簧的劲度系数是N/m。(2)当受到拉力F=1N时,弹簧伸长了cm。(3)当弹簧伸长了15cm(弹性限度内)时,受到力F=N。【答案】(1)10;0.4(2)2.5(3)6【知识点】弹力【解析】(1)①当弹簧受到的拉力为0时弹簧不伸长,此时的长度就是弹簧的原长;
②根据图像找到一组拉力和对应的伸长值,代入公式F=kΔx计算弹簧的劲度系数。
(2)(3)将已知数据代入公式F=kΔx计算即可。
【解答】(1)①根据图片可知,当弹簧不受力时,即弹簧受到的力为0N时,弹簧长度为10cm,则弹簧的原长L0=10cm;
②根据图像可知,当弹簧伸长(15cm-10cm)5cm时所受拉力为2N,代入公式F=kΔx得到:2N=k×5cm,解得:k=0.4N/cm;
(2)当受到拉力F=1N时,根据F=kΔx得到:0.4N/cm×△x=1N,解得:△x=2.5cm,即此时弹簧伸长2.5cm;
(3)当弹簧伸长15cm时,根据F=kΔx得到:F'=0.4N/cm×15cm=6N。变式3:某同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钧码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,实验记录如下表所示。拉力/N00.51.01.52.03.04.0弹簧长度/cm6.57.58.59.511.014.218.0▲01234.57.711.5(1)表格中▲处应填写。(2)从上述信息可得,若用此弹簧制作弹簧测力计,它的量程是N。(3)当该弹簧长度为8.7cm时,弹簧所受的拉力为.【答案】(1)弹簧伸长量/cm(2)1.5(3)1.1N【知识点】弹力;力的测量【解析】(1)弹簧的伸长量与其所受拉力成正比;
(2)某种测力计的量程是由弹簧的弹性限度决定的;
(3)通过形变量可以计算出此时所受拉力的大小;
【解答】(1)格中▲处应填写的内容可以通过分析实验数据得出。实验记录了弹簧在不同拉力下的长度变化,而第三行数据与第二行弹簧长度数据之间存在差值关系。例如:拉力0N时,弹簧长度6.5cm,第三行数据为0(6.5-6.5=0),拉力0.5N时,弹簧长度7.5cm,第三行数据为1(7.5-6.5=1),拉力1.0N时,弹簧长度8.5cm,第三行数据为2(8.5-6.5=2),由此可见,第三行数据表示的是弹簧的伸长量/cm(即当前长度减去原始长度6.5cm);
(2)弹簧测力计的量程是指弹簧在弹性限度内能测量的最大拉力。观察数据:拉力从0N到1.5N时,弹簧伸长量与拉力成正比(每增加0.5N,伸长1cm,符合胡克定律),拉力2.0N时,伸长量为4.5cm(理论值应为4cm,实际偏离线性关系),拉力3.0N和4.0N时,伸长量显著增大(7.7cm和11.5cm),说明弹簧已超过弹性限度,因此,弹簧的弹性限度在1.5N以内,量程应取弹性限度内的最大值;
(3)当弹簧长度为8.7cm时,此时弹簧的伸长量2.2cm,由表格可知,每伸长1cm所需的力的大小为0.5N,故弹簧所受的拉力为1.1N;
故答案为:(1)弹簧伸长量/cm;
(2)1.5;
(3)1.1N.考点四、力的图示典例分析典例分析典例1:请按要求作图(1)如图甲所示,质量为2kg的小球正在摆动。请在图中画出小球所受重力的图示。(2)如图乙所示,画出物体对斜面的压力的示意图。【答案】(1)(2)【解析】(1)先根据G=mg求出物体的重力;物体的重心就在物体的几何中心,重力的方向是竖直向下的;
(2)压力是作用在两物体接触面上的力,压力的方向是垂直于斜面向下的。
【解答】(1)物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N找出物体重心,从重心开始画一个竖直向下的线段,标上箭头画出标度,并标出力的数值,如图所示:(2)物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处,过此点与斜面垂直向下的力,即为压力,如上图:举一反三举一反三变式1:(2023七下·瓯海月考)下列力的示意图中,表示斜面上物体A对斜面压力的示意图的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】根据图片确定压力的三要素即可。
【解答】斜面上的物体A对斜面的压力作用在斜面上,方向与斜面垂直向下,如下图所示:
变式2:如图所示,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂钩码,使钢片受力而发生如图甲、乙、丙、丁的4种形变。(1)通过比较图甲和图乙中钢片的形变程度,可以发现:力的作用效果与力的有关。(2)通过比较图甲和图丁中钢片的弯曲方向,可以发现:力的作用效果与力的有关。【答案】(1)大小(2)方向【解析】(1)根据图片确定甲和乙中哪个因素不同;
(2)根据图片确定甲和丁中哪个因素不同。
【解答】(1)甲中挂一个钩码,乙中挂两个钩码,则二者受到的拉力大小不同,那么得到:力的作用效果与力的大小有关。
(2)甲中钩码的拉力向下,丁中钩码的拉力向上,那么得到:力的作用效果与力的方向有关。变式3:用力的示意图画出如图所示物体所受的力。(1)用10牛的力沿水平方向向右拉弹簧。(2)用200牛的力提水桶。(3)用与水平方向成30°角的50牛的力向右上方拉小车。【答案】(1)解:如图所示:(2)解:如图所示:(3)解:如图所示:【解析】画力的示意图时,要找出力的三要素,根据力的示意图的画法画出各力。
【解答】(1)拉弹簧的拉力作用点在拉力与弹簧接触处,大小为10N,方向向右,画出力的示意图如图所示:;
(2)水桶受到的拉力作用点在手和水桶接触处,大小为200牛,方向竖直向上。画出力的示意图如图所示:。
(3)从力的作用点画水平线,拉力方向和水平面成30度角,画出拉力,线段末端箭头方向代表拉力方向,并且标明力的大小50牛。画出力的示意图如图所示:考点五、重力典例分析典例分析典例1:小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上的物体的“重力”G与其质量m的关系如图所示。由图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”(填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;据图可得甲星球表面上物体的“重力”G与其质量m的关系式是。【答案】大于;G=m×15N/kg【解析】(1)根据图像比较物体在不同星球上重力的大小;
(2)从图像中提取一组数据,计算出重力和质量的比值,进而得到重力和质量的关系。
【解答】(1)根据图像可知,当质量为8kg时,物体在甲星球上的重力为120N,在乙星球上的重力为40N,因此相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”大于其在乙星球表面上的“重力”。
(2)根据图像可知,在甲星球上,质量为8kg的物体重力为120N,根据G=mg得到:120N=8kg×g,解得:g=15N/kg。那么甲星球上物体的重力与质量的关系为:G=m×15N/kg。举一反三举一反三变式1:如图所示,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力()A.大小改变,方向不变 B.大小改变,方向改变C.大小不变,方向不变 D.大小不变,方向改变【答案】C【知识点】重力及其方向;重力的大小【解析】根据G=mg分析重力的大小变化,根据重力方向的知识分析判断。
【解答】“不倒翁”在摆动过程中,虽然位置不断改变,但是质量保持不变。根据G=mg可知,不倒翁的重力保持不变。而地面附近,物体重力的方向竖直向下,即方向不变,故C正确,而ABD错误。
故选C。变式2:建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,如图甲所示为一种气泡水平仪,如图乙所示为一种简易水平仪。下列关于水平仪说法不正确的是A.图甲中的气泡居中表示墙面水平B.图乙中铅锤指向B端,表示B端墙面偏低C.图甲中若气泡在A端,表示A端墙面偏低D.图中两种水平仪的原理都是重力的方向竖直向下【答案】C【知识点】重力及其方向【解析】水平仪利用的都是重力方向始终竖直向下的原理。
【解答】AD、图中两种水平仪的原理都是重力的方向竖直向下,图甲中气泡居中,说明两侧一样高,即墙面水平,故AD正确,不符合题意;
B、重力方向竖直向下,铅锤指向B端,说明B端墙面偏低,故B正确,不符合题意;
C、B端偏低,液体由于重力作用会向B倾斜,导致气泡被压向A端,故C错误,符合题意。
故答案为:C。变式3:一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。回答下列问题:(1)这辆货车和货物的总质量为多少?(2)这辆车能安全过桥吗?若不能,则需要卸下几箱货物?【答案】(1)解:货车的质量:m=货车和货物的总质量为m总=m+m货=5000kg+20×400kg=13000kg=13t(2)解:因为13t>10t,所以这辆车不能安全过桥。需要卸下货物的箱数:n=13t−10t【解析】(1)物体的质量等于重力与g的比值;
(2)求出与最大限重的差距,故所需要斜下货物的数量为多余的质量与每箱质量的比值。
课后巩固课后巩固1.用手托起一本八年级上册《科学》书本所用的力约是A.0.45N B.4.5N C.45N D.450N【答案】B【知识点】质量及其特性;重力的大小【解析】先估测八年级下册《科学》书本的质量,再根据重力计算公式计算重力。
【解答】八年级下册《科学》书本的质量约为450g=0.45kg,则它的重力为:
G=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N。
故答案为:B。2.如图所示,用相同大小的水平力轻推“哪吒”摆件底部,它会沿桌面平稳移动;但推其头部时,摆件却翻倒了,这说明力的作用效果与()A.力的大小有关 B.力的方向有关C.力的作用点有关 D.与以上三者都有关【答案】C【知识点】力的三要素及力的示意图【解析】力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果,称为力的三要素,根据题目描述分析判断。
【解答】用相同大小的水平力轻推“哪吒”摆件底部,它会沿桌面平稳移动;但推其头部时,摆件却翻倒了,根据“底部和头部”可知,说明力的作用效果与作用点有关。故选C。3.神舟二十一号载人飞船于2025年11月14返回东风着陆场,下图模拟载人返回舱着陆的过程,其所受重力的方向表示正确的是()A.G1 B.G2 C.G3 D.G4【答案】C【知识点】重力及其方向【解析】重力作为初中物理中重要的一种力,它的方向总是竖直向下的,即垂直水平面向下,而与物体所处的位置,运动情况等无关。
【解答】重力的方向始终竖直向下,G3正确。
故答案为:C。4.实心球是2026年丽水中考体育项目之一,若不计空气阻力,下列图中能正确表示实心球在空中飞行时受力情况的是()A.B.C.D.【答案】B【知识点】力的三要素及力的示意图;重力及其方向【解析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
【解答】根据题意可知,如果不计空气阻力,那么空中的实心球只受竖直向下的重力,作用在它的重心上,故B正确,而ACD错误。故选B。5.下列受力分析中,正确的是()A. B.C. D.【答案】C【知识点】力的三要素及力的示意图【解析】物体受平衡力或不受力时,运动状态不会发生改变,将保持静止或做匀速直线运动。
【解答】A、静止在墙角的球受力平衡,图中小球受到三个力作用,水平方向受力不平衡,故A错误;
B、脚对踢出去的足球没有力的作用,故B错误;
C、小球受到竖直向下的重力、磁体水平向左的吸引力以及斜向上的绳子的拉力,故C正确;
D、物体对斜面的力的受力物体是斜面,作用点在斜面上,不是在物体上,故D错误。
故答案为:C。6.如图所示,将两个完全相同的弹簧测力计串连在一起(不计测力计和绳的自重),小科用100N的水平拉力拉测力计B,此时A、B测力计的示数分别为()A.200N、100N B.100N、100NC.100N、200N D.200N、200N【答案】B【知识点】弹力;力的测量【解析】力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的作用。作用力和反作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。物体间力的相互作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。
【解答】弹簧测力计B的受力分析:小科用100N的水平拉力拉测力计B,因此测力计B会受到一个向右的100N拉力。由于测力计B的另一端连接测力计A,测力计A会对测力计B施加一个向左的100N的反作用力,因此力计B的示数为100N。
弹簧测力计A的受力分析:测力计A的左端固定在墙上,墙会对测力计A施加一个向左的反作用力,以平衡测力计B对测力计A的100N向右的拉力。测力计A的示数也是100N,因为它测量的是测力计B对它的拉力。两个测力计串联时,每个测力计测量的是同一对相互作用力,因此它们的示数相同,均为100N。故正确答案为B。7.2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F”运载火箭发射成功。点火后,推动火箭离开发射底座向上运动的力的施力物体是()A.火箭的发动机 B.喷出的燃气C.火箭下方的空气 D.火箭下方的底座【答案】B【知识点】力的概念;力的作用是相互的【解析】本题考查力的相互作用。火箭发动机向下喷出高温高压燃气,根据力的作用是相互的,燃气会给火箭一个向上的反作用力。
【解答】A、发动机是火箭的一部分,不是施力物体,所以A不符合题意;
B、火箭向下喷出燃气,燃气对火箭产生向上的反作用力,施力物体是喷出的燃气,所以B符合题意;
C、火箭上升不是靠空气的推力,所以C不符合题意;
D、底座只在发射前支撑火箭,不是推动火箭上升的施力物体,所以D不符合题意;
故答案为:B。8.已知弹簧受到的弹力与其伸长量成正比(弹簧的质量忽略不计)。如图所示,三个完全相同的弹簧都处于水平位置:①弹簧的左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用;②弹簧的左端挂一小物块,右端受到大小为F的拉力后,在粗糙的桌面上做匀速直线运动;③弹簧的左右两端都受到一个大小为F2的拉力作用保持静止。若以l1、l2、l3A.l1=l2>l3 B.【答案】A【知识点】弹力【解析】(1)弹簧的弹力由其受到的拉力大小决定,在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比(F=kx)。分析弹簧受力时,需利用二力平衡条件判断弹簧实际受到的拉力大小:如弹簧一端固定在墙上,另一端受拉力F,墙对弹簧的拉力大小也为F,因此弹簧所受合力为0,实际弹力等于F。
(2)弹簧在粗糙桌面上做匀速直线运动时,处于平衡状态,水平方向受到的拉力F、摩擦力f与弹簧的弹力构成平衡力系。此时弹簧两端的受力情况需结合运动状态分析,但由于弹簧静止且形变仅由弹力决定,同一根弹簧内部的弹力处处相等,且等于两端中较小的那个平衡力(或合力为零时的拉力)。
【解答】弹簧受到了一对平衡力,无论弹簧的左端情况怎样,弹簧受的是平衡力,它两端的拉力总相等。且在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比,所以三个弹簧的伸长量关系为l1=l9.甲乙两物体质量之比2:1,则它们在地球上所受重力之比为。已知在月球上的重力大约是地球上的六分之一,若甲在地球上所受的重力为240N,则在月球上所受的重力为。【答案】2:1;40N【解析】知道甲、乙两物体的质量之比,根据G=mg求出它们在地球上所受的重力之比;又知道甲物体在地球上所受的重力可求乙物体在地球上的重力,再根据月球上的重力大约是地球上的六分之一求出乙物体在月球上所受的重力。
【解答】由G=mg可得,甲、乙两个物体在地球上所受的重力之比G若甲物体在地球上所受的重力为240N,则在月球上所受的重力为G10.如图甲所示,小科在水桶内加入适量水,桶口固定一根末端系有小球的细线。再将水桶置于斜面上,观察到现象如图乙。(1)分析实验说明重力方向始终是。(2)若桶内的小球质量为100克,请在图丙中画出小球受到的重力的示意图。【答案】(1)竖直向下(2)【解析】(1)根据重力方向的知识分析解答;
(2)根据G=mg计算出小球受到的重力,确定重力的作用点和方向,然后做出力的示意图。
【解答】(1)根据图片可知,悬挂小球的细线始终与水平面垂直向下,因此重力的方向始终是竖直向下的。
(2)小球的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,作用在重心上,方向竖直向下,如下图所示:
11.2025年4月,仲舟二千号载火气船在智泉主星发射中心放切发射。(1)发射时,火箭向下喷出火焰,向上运动,是因为。此时,火箭除受空气阻力外还受到的力有.(2)如图,神舟飞船绕地飞行时是否受到力的作用?【答案】(1)力的作用是相互的(力能改变物体的运动状态);重力和推力(2)是【知识点】力的作用效果;力的三要素及力的示意图;力的作用是相互的;力与运动的关系【解析】(1)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上。
(2)物体运动状态的改变包括速度大小的改变以及运动方向的改变。
【解答】(1)火箭向下喷出火焰,火焰给火箭一个向上的反作用力,在该反作用力的作用下,火箭向上运动,此时火箭共受到三个力的作用--推力,空气阻力和重力。
(2)力是改变物体运动状态的原因,神舟飞船绕地飞行时运动状态发生改变,可知一定受到力的作用。12.塑料瓶在科学实验中常被用作简易器材。请根据下图回答问题:(1)如图甲,用手挤压塑料瓶,瓶壁向内凹陷,说明力可以改变物体的。(2)图乙为自制的水火箭,其结构如图丙所示。当瓶内高压空气将水向下喷出时,水火箭竖直向上飞升,使火箭升空的力是(选填“高压空气对水的推力”或“水的反冲推力”)。(3)若水火箭竖直升到最高点时,所有外力突然消失,则它将保持状态。【答案】(1)形状(2)水的反冲推力(3)静止【知识点】力的作用效果;力的作用是相互的;水火箭模型【解析】(1)力的作用效果有两个:改变物体的运动状态,或改变物体的形状。
(2)力的作用是相互的。
(3)根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,将保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】(1)用手挤压塑料瓶,瓶壁向内凹陷,说明力可以改变物体的形状。
(2)当瓶内高压空气将水向下喷出时,根据力的作用是相互的,水会对水火箭产生向上的反冲推力,使水火箭升空,因此使火箭升空的力是水的反冲推力。
(3)水火箭竖直升到最高点时,速度为零,若所有外力突然消失,根据牛顿第一定律,它将保持静止状态。13.在探究“重力的大小跟什么因素有关”的实验中,得到如表数据:m/kg0.10.20.30.40.50.60.7G/N0.981.962.943.924.905.88(1)本实验中用到的测量器材有:。(2)分析表中数据可知:物体的质量为0.7kg时,它受到的重力是N。(3)以下四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是。【答案】(1)天平,弹簧测力计(2)6.86(3)A【解析】(1)根据测量的物理量选择合适的测量工具;
(2)比较可知,质量每增大0.1kg,重力增大0.98N,据此计算质量为0.7kg时的重力。
(3)分析表格中数据,找到重力和质量的关系,从而确定图像的形状。【解答】(1)根据表格可知,本实验要测量物体的质量和重力,因此用到的实验器材为天平和弹簧测力计。
(2)根据表格数据可知,质量为0.7kg时物体的重力为:5.88N+0.98N=6.86N;
(3)分别计算出表格中每组重力和质量的比值,比较可知,它们的比值都相等,则物体的重力与质量成正比,二者变化的图像为一条通过坐标原点的斜线,故A正确,而B、C、D错误。14.在学校科技节的“纸桥承重”比赛中,同学们利用纸张设计并制作了不同结构的纸桥。(1)图甲的纸桥应用了大量三角形结构,主要是为了提高桥的性。(2)比赛前需测量纸桥自身质量(不超过50g),小科准备自制弹簧测力计。他测试了三根弹簧,得到如图乙所示的F-L关系图像。若要在已标刻度线的面板上制作精确度最高的测力计,应选用弹簧(选填“A”、“B”或“C”)。(3)比赛时,通过在纸桥上逐渐堆放物品来测试承重极限。有同学建议将原本使用的科学作业本改为细沙,这样做的好处是。【答案】(1)稳定(2)A(3)细沙的质量可以连续变化,方便控制物品对纸桥的压力【知识点】弹力;桥梁的组成与分类;桥梁模型的制作;桥梁的受力【解析】(1)三角形结构具有稳定性,在桥梁、建筑等工程中广泛应用,能有效提高结构的抗变形能力和承重能力。
(2)弹簧测力计的精确度与弹簧的伸长量对拉力的敏感程度有关。在相同拉力下,弹簧伸长量越大,刻度线间距越大,精确度越高。
(3)科学作业本质量较大且不可细分,而细沙的质量可以连续变化,能更精确地控制对纸桥的压力,从而更准确地测出纸桥的承重极限。
【解答】(1)图甲的纸桥应用了大量三角形结构,主要是为了提高桥的稳定性。
(2)图乙中,在0~2N的拉力范围内,弹簧A的伸长量最大,因此用它制作的测力计精确度最高。
(3)将科学作业本改为细沙的好处是:细沙的质量可以连续变化,方便控制物品对纸桥的压力,使测量结果更准确。15.如图甲所示是探究“弹簧的伸长量与其所受拉力的关系”实验,所用弹簧的原长为10cm,并将实验数据记录在如下表格中。钩码重G(N)0123456弹簧长度(cm)10121416182022(1)请在图乙中用描点法画出拉力F和弹簧伸长量关系图像。(2)结合数据或图像分析可得:在弹性限度内,和拉力成正比。(3)若取下钩码,挂一重物,弹簧的长度伸长了5cm,则下面挂的重物重N。【答案】(1)(2)弹簧的伸长(3)2.5【知识点】弹力【解析】(1)首先根据表格数据分别计算出每次实验中弹簧的伸长和受到的拉力,然后在方格纸上描点,最后一次连接即可;
(2)根据图像的形状分析弹簧伸长和拉力的数量关系;
(3)根据弹簧的伸长与受到的拉力成正比计算伸长5cm时受到的拉力即可。
【解答】(1)根据题意可知,实验中弹簧受到的拉力等于钩码的重力,弹簧的伸长量等于弹簧的长度与原长的差,则弹簧受到的拉力与伸长的对应关系为:
0N:10cm-10cm=0cm;
1N:12cm-10cm=2cm;
2N:14cm-10cm=4cm;
3N:16cm-10cm=6cm;
4N:18cm-10cm=8cm;
5N:20cm-10cm=10cm;
6N:22cm-10cm=12cm;
据此利用数学中描点连线,如下图所示:
(2)根据(1)中的分析可知,在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到拉力的变化图像是在一条过原点的倾斜直线上,因此可得出结论:在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(3)综上所述,拉力每增加1N,弹簧伸长2cm,则弹簧的长度伸长了5cm时,弹簧受到的拉力是:5cm2cm×1N=2.5N16.科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。【项目任务】自制测力计并用于测量力的
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