1、1力和机械章末小结与提升 怎样认识力 概念:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是 相互 的作用效果:力可以使物体发生形变,也可以使物体的运动状态发生改变 力的三要素:大小、方向和作用点 怎样测量和表示力 弹簧测力计的使用方法 测量前,要使指针对准零刻度线 测量时,被测力的大小不能超出量程 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 力的示意图:用一段带箭头的线段来表示力 重力 定义:物理学中,把地面附近物体因地球的吸引而受到的力,叫做重力 方向:重力的方向总是竖直向下的大小:物体重力的大小跟它的质量成正比,即 =重心:物体的各部分都要受到重力的作用,但在处理重力问题
2、时,通常可以把这些力看成是作用在某一点上,这一点叫做物体的重心 探究滑动摩擦力 滑动摩擦力:滑动摩擦中阻碍物体 相对运动 的力方向:与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反 影响因素:压力和接触面的粗糙程度 探究杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件: 11= 22 杠杆的分类:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆 探究滑轮的作用 定滑轮:实质是等臂杠杆,使用它不能省力,但可以改变力的方向动滑轮:实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆,使用它能省力,但不能改变力的方向滑轮组:使用滑轮组既能省力,又能改变力的方向;若动滑轮重、绳子自重和摩擦不计,动滑轮被几股绳子吊起,所用的力就是物重的 几分之一 一、摩擦力方向的判断判断
3、摩擦力的方向可分三步进行:(1)确定产生摩擦的两个物体(如 A和 B);(2)确定相对运动(相对运动趋势)的方向,只能互为参照,研究 A所受摩擦力的方向就以 B为参照物,看 A向什么方向运动;(3)确定摩擦力的方向, A所受摩擦力方向为自身相对 B运动方向的反方向。典例1 如图所示,长木板放在水平桌面上,木块放在长木板上,砝码放在木块上。现用力 F水平拉木块,木块、砝码、长木板均保持静止,此状态下,下列说法正确的是 ( )2A.木块与砝码之间没有摩擦力B.长木板对木块的摩擦力向右C.木块对长木板的摩擦力向左D.桌面对长木板的摩擦力向右【解析】因为三者均保持静止,所以砝码与木块之间没有相对运动的
4、趋势,木块与砝码之间没有摩擦力,A项正确;木块相对于长木板有向右运动的趋势,所以长木板对木块的摩擦力向左,木块对长木板的摩擦力向右,B、C项错误;长木板相对于桌面有向右的运动趋势,所以桌面对长木板的摩擦力向左,D项错误。【答案】 A二、生活中的杠杆名称 结构特征 特点 应用举例省力杠杆L1L2省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、钢丝钳、手推车费力杠杆L1L2 费力、省距离 缝纫机踏板、钓鱼竿等臂杠杆L1=L2 不省力,也不费力 天平、定滑轮典例2 制作竹竿面时,要把竹竿的一端固定在绳扣中,人在另一端施加一个向下的力,面团因被不断挤压而变得更有韧性。如图所示为压面团原理图,关于压面团过程的叙述
5、正确的是 ( )3A.面团对竿的作用力方向向下B.面团对竿的作用力大小等于 FC.面团被压扁说明力能使物体发生形变D.A点向下移动的距离小于 B点向下移动的距离【解析】由图可知,面团在 B点受到的力向下,根据物体间力的作用是相互的,则竹竿在 B点受到的力向上,A项错误;力 F是动力,竹竿在 B点受到的力是阻力,由图可知,动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,阻力大于动力,即竹竿在 B点受到的力大于 F,B项错误;面团受力后被压扁说明力能使物体发生形变,C项正确;由图可知, A点的力臂大于 B点的力臂,省力,但要多移动距离, A点移动的距离大于 B点移动的距离,D项错误。【答案】C实验一:探究影
6、响滑动摩擦力大小的因素1.实验器材:长木板、带钩的长方体木块、弹簧测力计、钩码。2.实验方法:控制变量法。实验中,先保持接触面粗糙程度不变,改变压力的大小,测出摩擦力,然后再保持压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,测出摩擦力,综合分析摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度的关系。3.实验结论:滑动摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。典例1 为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明选用以下能满足实验要求的器材做了一系列的实验:形状相同的木块和铁块、表面平整的长木板、弹簧测力计等。小明做的部分实验如
7、下表所示(实验时,长木板固定在水平桌面上):序 实验方法 图示4号1把木块平放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数 F12把铁块侧放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动铁块,使铁块做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数 F23木块在下、铁块在上,叠放在一起后放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它们做匀速直线运动,记下弹簧测力计的示数 F3小明发现,三次实验中弹簧测力计的示数均不相同,且 F1F3。(1)比较第1、3两次实验,由 F1F3得出的结论是 ; (2)比较第1、2两次实验,根据 F1 F2,小明认为:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。小明得出这
8、个错误结论的原因是 ; (3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为 ;为了保证转换的正确性,实验中应采取的措施是 。 【解析】(1)比较第1、3两次实验,接触面相同,压力不同,拉力 F1F3,可得出的结论是接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(2)比较第1、2两次实验可知,压力不同,接触面也不同,没有控制单一变量,因此根据 F1 F2得出的“滑动摩擦力的大小与接触面积有关”这一结论是错误的;(3)实验中运用了转换法,把摩擦力的大小转换为拉力的大小(即弹簧测力计的示数);为了保证转换的正确性,实验中应使弹簧测力计做匀速直线运动。【答案】 (1)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动
9、摩擦力越大(2)两次实验中,压力不同,接触面也不同,没有控制单一变量(3)弹簧测力计的示数 保持弹簧测力计做匀速直线运动实验二:探究杠杆的平衡条件1.实验器材:杠杆、铁架台、钩码等。52.实验步骤:调节杠杆在水平位置平衡,在杠杆两边悬挂不同个数的钩码,移动其悬挂位置,使杠杆平衡,进行多次实验,并测出多组数据。3.实验结论: F1L1=F2L2。典例2 如图所示,探究小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干相同的钩码、弹簧测力计(单位:N)等实验器材探究杠杆的平衡条件。(1)在挂钩码前,小组同学发现杠杆左端高、右端低(如图甲),此时应将杠杆两端的平衡螺母向 端调节(选填“左”或“右”),使杠杆
10、在水平位置平衡,这样做的目的是为了方便读出 ; (2)接着小组同学在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡(如图乙),这时杠杆两侧受到的作用力大小 (选填“大于”“等于”或“小于”)各侧钩码所受重力大小,若在 A、 B下方再增挂一个相同的钩码,则杠杆 端将下沉(选填“左”或“右”); (3)如图丙是已经调节平衡的杠杆,用弹簧测力计在 C处竖直向上拉,在 A处挂上适当的钩码,使杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计读数为 N,钩码总质量为 kg( g取10 N/kg)。 【解析】(1)杠杆左端高、右端低,应将平衡螺母向较高的左端调节,直至杠杆在水平位置平衡;由于力臂是支点
11、到力的作用线的垂直距离,调节杠杆在水平位置平衡时,作用在杠杆上的力和重力方向相同,是竖直向下的,所以此时支点到力的作用点的距离就是力臂,可以方便地读出力臂;(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各侧钩码所受重力大小;设杠杆上的一个小格长为 L,一个钩码的重力为 G,分别增挂一个相同的钩码后,左边:5 G3L=15GL,右边:7 G2L=14GL,即左边力与力臂的乘积比右边力与力臂的乘积大,所以杠杆右端上升,左端下沉;(3)弹簧测力计的分度值为0.2 N,弹簧测力计的示数为3.0 6N;设杠杆的一个小格长为 L,钩码的总重力为 G总 ,根据杠杆平衡条件可得 G3L=3.0 N2L,则 G总 = =2
12、 N,所以钩码的总质量 m总 = =0.2 kg。3.0 23 总= 2 10 /【答案】 (1)左 力臂 (2)等于 左 (3)3.0 0.2【针对训练】如图所示,某同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验,进行了如下实验步骤:a.把杠杆的中点支在支架上;b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;c.记下两边钩码的重力,记录它们的力臂;d.改变力和力臂数值,做三次实验;e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值。(1)该同学在b步骤之前漏掉了一个重要步骤,这个步骤是 调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡 ,这样做的目的是 能在杠杆上直接读出力臂 ; (2)如果实验中所用钩码的质量都相等,则在图甲中,杠杆的 B处应该挂 4 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡; (3)如图乙所示,把弹簧测力计斜拉,且拉环固定在支架 E点上,此时杠杆水平平衡,如果此时在 A点的钩码下方再挂一个钩码,为了再次使杠杆平衡且弹簧测力计示数不变,则应将悬点 E向 上 移动。
