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运动和力(二)

一周强化

一、一周知识概述

  力改变物体的运动状态以及改变物体形状的现象很普遍,但影响力的作用效果的要素有哪些呢?运动的物体最终会静止下来,这是是生活中常见的现象。对同一现象,亚里士多德和伽利略给出了不同的解释,到底哪个说法正确呢?本周我们将得到正确的答案。

二、重难点知识精析

(一)力的作用效果

1、力的作用效果

  力可以使运动的物体静止,使静止的物体运动;力可以改变物体的运动方向,也可以改变物体运动速度和形状。

  由于物体由静止变为运动,由运动变为静止,速度大小的改变,运动方向的改变,都属于运动状态的改变。所以,我们说力可以改变物体的运动状态。

  力还可以使物体发生形变。

  所以,力的作用效果是:(1)改变物体的运动状态;(2)改变物体的形状。

2、力的三要素

  (1)力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。力的作用效果跟力的三要素有关。

  (2)力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。

  (3)力的三要素可以用力的示间图来表示。表示方法是在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,在同一图中,力越大,线段应该越长。用数值和单位标出力的大小。

3、力的作用是相互的

  一个物体对别个物体施力时,同时也受到后者对它的作用力。

例1、如图所示,A、B表示了力的作用效果,其中A主要表示力能使物体______;B主要表示力能使物体______。

分析:

  力的作用效果一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。A图中,起脚传中者使球由静止变为运动,头球攻门者使球改变了飞行的方向。守门员飞身鱼跃扑球又使球由运动变为静止,整个过程中,球的运动方向、速度大小都有变化。故应是“运动状态发生改变”。B图中熊猫用力使竹子变弯,是物体发生了形变。

解答:

  运动状态发生改变  发生形变

注意:

  本题考察学生的观察能力、理解联系实际能力。应注意正确地把握基本知识。

例2、下列说法中正确的是( )

A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体

B.有的物体自己就有力,如磁铁的吸力

C.没有物体力也可以存在

D.马拉车实际上车也在拉马

分析:

  力的作用离不开物体,且单独一个物体是不可能产生力的:施力物体与受力物体是同时存在、缺一不可的,而力的作用是相互的。显然D的说法正确。

解答:D

注意:表面看B中磁铁有吸引铁物质的本领。但当没有被吸引的物体,磁铁就表现不出“吸铁”的作用,根本谈不上力。注意力的作用的相互性,对正确理解力和解决力学问题有极其重要的作用。

例3、如图所示,使一薄钢条下端固定,现分别用不同的力去推它,使其发生(1)、(2)、(3)、(4)各图所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么能说明力的作用效果跟力的作用点有关的图是()

A.图(1)和(2)             B.图(1)和(3)

C.图(1)和(4)             D.图(2)和(3)

解析:

  此题立意很好,通过设置的新情境,考查物理学中研究问题的重要方法——控制变量法。要研究力的作用效果跟力的作用点是否关,必须保证两力的大小相等、方向相同且作用点不同,然后看力的作用效果是否一样,显然只有C选项符合要求。

(二)物体的惯性

1、牛顿第一定律(也叫惯性定律):

  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。牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的。我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证这一定律。

2、惯性:一切物体都有保持原有运动状态的特性,我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。

  (1)物体保持运动状态不变可从两个方面理解,即运动的物体由于惯性要继续向前运动;静止的物体由于惯性要保持静止状态。

  (2)惯性是物体本身的一种属性,一切物体都有惯性,它与物体是否受力、物体是否运动等因素无关。

  (3)惯性现象:行驶的汽车刹车时,乘客的身体会向前倾;当汽车突然开动时,乘客会向后仰。足球离脚后还会向前滚动。

  (4)惯性的利用和防止:利用惯性使锤头套紧,利用惯性把煤用揪抛进锅炉的炉堂。为防止因车速太快或刹车太急时引起交通事故,公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带。在高档轿车上还要安装安全气囊系统。

3、二力平衡

  (1)二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,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。

  (2)力和运动的关系:要改变物体的运动状态,必须要有力作用在物体上。如果没有力作用在物体上,或者作用在物体上的力彼此平衡,那么物体的运动状态就不会改变。

  (3)由于不受力的物体是不存在的,所以我们平时看到做匀速直线运动的物体或静止的物体,都是受平衡力的作用的结果。

例4、氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升,若细线突然断裂,则小球( )

A.不再受力             B.依靠惯性保持原来速度继续上升

C.立即降落             D.继续上升一段后下落

解析:

  细线断开前小球随气球一起匀速上升,说明小球受到的细线拉力与自身重力相等,合力为零,相当于不受力。细线断裂后小球只受重力作用。虽然小球有惯性,企图继续保持原来的速度继续上升,但小球受到的不等于零的外力——重力要改变它的运动状态,使之上升速度不断减小,最终变为下落运动,故应选D.

例5、关于物体的惯性,下面几句的正误如何( )

A.物体在静止时不易被推动,说明物体在静止时的惯性比运动时大

B.物体的速度越大越不容易停下来,说明物体速度大时的惯性比速度小时大

C.物体受力越大,运动状态改变得越快,说明物体受力越大则惯性越小

D.惯性是物体固有属性,与运动状态、受力情况等无关

分析:

  对于A,惯性是物体固有属性,与运动状态无关,故错误。物体在静止时不容易推动是事实,但这不是由于静止时惯性大。而是由于静止时,要使之运动起来必须克服最大静摩擦力;物体运动时,要维持其匀速运动,只需克服动摩擦力。最大静摩擦力比动摩擦力大,所以要使物体由静止运动起来比维持物体的运动要困难。(实际情况中,总是有阻力的)

  对于B,运动速度大小并不能改变物体固有属性——惯性,因而其说法也是错误的。运动速度越大越不容易停下来,是因为物体运动速度越大,动能越大,可以克服阻力做更多的功,所以能够走更远的距离,运动的时间也更长,不能据此说运动速度越大惯性就越大。

  对于C,物体的惯性不会因受力大小而改变,因而也是错误的。对一个物体来说,不受力,运动状态不变;受力越大,运动状态变化得越快。物体的惯性一定,运动状态改变的难易程度就一定。那么,力越大,在同样时间内,速度的变化就越大,运动速度变化的快慢与外力大小就成正比。

  对于D,正确表述了惯性的本质——物体的固有属性,特点——与运动状态,是否受力无关,无疑是正确的。

例6、如图所示的图中,其中属于平衡力的是:

解析:

  二力平衡的条件是:(1)大小相等;(2)方向相反;(3)作用在同一直线上;(4)作用在同一物体上

  依据二力平衡条件,同时满足四个条件的只有图A;B图的两个力没有作用在同一直线上;C图中的两个力大小不等;D图中的两个力方向不是相反的;因此,本题正确选项为A.

注意:

  判断两个力是不是平衡力,要看四个条件是否同时具备。

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