第十三章力和机械1.docx

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第十三章力和机械1

第十三章力和机械

一、弹力弹簧测力计

（一）课堂精讲

1、物体由于________而产生的力叫弹力。

2、弹簧测力计的制作原理：

在弹性限度内，弹簧的_______跟受到的______成正比。

（二）典例精析

例1．下列各种力中不是弹力的是（）

A．手受到弹簧的拉力B．物体受到的重力

C．物体对桌面的压力D．桌面对物体的支持力

例2．如图13-1所示，正在使用的弹簧测力计，指针在某一位置。

这个弹簧测力计的量程是______N，最小刻度值是______N，指针指示的力F=______N。

（三）课堂精练

1．有些物体受力时会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种特性叫，列举三个该类物体：

、、和。

2．一个苹果掉在地上，它的形状发生了改变，且不能恢复原样，物体的这种特性叫。

3．弹力是由于物体发生而产生的力。

从高处落下的乒乓球掉在地上会弹起来，在乒乓球与地面接触过程中乒乓球发生了，使乒乓球由下朝上运动的力是力。

4．下列现象中，没有利用弹力的是（）

A．跳高运动员用撑杆跳高B．跳水运动员踏跳板跳水

C．跳远运动员助跑跳远D．用力拉弹簧

5、下列工具是直接用来测量力的是（）

A．天平B．弹簧测力计C．杆秤D．电子秤

6．测量一个大约6N的力时，下列四种规格的弹簧测力计，最恰当的是（）

A．量程是10N，分度值是0.2NB．量程是15N，分度值是0.5N

C．量程是5N，分度值是0.1ND．量程是10N，分度值是0.5N

7．如图13-2弹簧测力计的量程是N，分度值是N，弹簧受到的拉力是N，物体的重力是N。

8．使用弹簧测力计前，首先将指针调到，被测力的大小不能超过弹簧测力计的，否则会损坏弹簧测力计。

图13-3中弹簧测力计的读数为N。

9．如图13-4是跳水运动员在练习跳水时，跳板发生了，便产生了力，该力的施力物体是，受力物体是。

10．某同学用一根弹簧做“研究弹簧的伸长与拉力关系”的实验，具体记录的数据如下表：

拉力/N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

弹簧长度/cm

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.1

12.3

13.6

15.0

（1）根据实验数据，你可以得到什么结论？

（2）根据实验数据，此弹簧能做一个测量范围是多大的弹簧测力计？

理由是什么？

（3）当他将弹簧拉到7.5cm长时，手对弹簧的拉力是多少？

（四）走向生活

11．弹簧测力计是利用弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长______________的原理来测量力大小的；在使用弹簧测力计时，所测力的方向应与_______________的方向一致；竖直方向测量拉力时，手要提着弹簧测力计的_________。

12．某同学在一次实验中，发现了一个弹簧测力计无法调零，当它自然下垂且没测量力时，指针却指在0.1N位置。

那么这位同学能不能用这个弹簧测力计测力？

说明如何测量力？

13．小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球，为了比较两只乒乓球的弹性大小，他们设计了几种方案，你认为能够解决这个问题的最好方案是（）

A．把两球向墙掷去，比较它们反弹后离墙的距离

B．让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下，比较它们反弹的高度

C．用乒乓球拍分别击打两球，比较两球飞出去的距离

D．用手捏乒乓球，比较它们的硬度

二、重力

（一）课堂精讲

1、宇宙中任何两个物体都存在互相吸引的力叫_______力。

2、由于地球的______而使物体受到的力叫____。

_____的大小叫做重量。

3、物体所受的重力跟它的_____成_____比。

G=___（g=9.8N/kg）

4、重力的方向总是__________的，重力的施力物体是_________。

质量

重力

区

别

概念

物体所含物质的多少

由于地球的吸引而使物体受到的力

符号

m

G

方向

竖直向下

单位

kg

N

大小与位置的关系

无关

有关

计算公式

m=ρv

G=m.g

测量工具

天平

测力计

联　系

物体的重力与质量成正比

（二）典例精析

例1．关于重力，下列说法正确的是（）

A．重力的方向总是垂直向下的B．重力的大小可用天平测量

C．物体的重力和质量成正比D．上升的气球不受重力的作用

例2．某物体受到的重力是5N，图13-5中正确的是哪一项（）

（三）课堂精练

1．物体由于__________而产生的力叫重力，重力在物体上的________叫物体的重心。

重力的施力物体是_________。

重力的方向为_________。

2．利用G=mg进行计算时，G的单位为___，m的单位为___，

式中的g值等于_______，它的物理意义是________________________,在粗略的计算时,g值可以近似取为_____________。

3．下列仪器中，能直接测量物体重力的仪器是（）

A．磅秤B．天平C．杆秤D．弹簧测力计

4.如图13-6，弹簧测力计所测物体的重力是__　__　____。

5．运动员把铅球掷出去后（不考虑空气阻力），铅球仍要受到力的作用，该力的受力物体是，施力物体是。

6．建筑工人常用重锤线来检查墙壁是否竖直，重锤线是利用的性质制成的。

7．关于重力的说法中正确的是：

（　　　）

A．只有静止的物体才受到重力

B、物体运动速度越大，所受重力越大

C、上升的气球不受重力的作用　　

D、物体的重力和质量成正比

8．用天平和弹簧测力计分别在地球和月球上称同一物体，结果是（）

A．天平称的相同，弹簧测力计称的不同

B．天平称的不同，弹簧测力计称的相同

C．天平、弹簧测力计称的都相同

D．天平、弹簧测力计称的都不同

9．一个冬瓜的重量是40N，它的质量是kg；两个物体的质量之比是5∶4，重力之比为．（g取10N／kg）

物体

质量kg

重力N

甲

0.5

4.9

乙

2

19.6

丙

4.5

44.1

10．下表是某同学用天平和弹簧秤测量甲、乙、丙三个物体的质量和重力，通过测量并分析，我们可以得出重力的大小跟物体的___________有关，理由是__________，重力与质量的比值为_____。

由此可以得到结论：

重力和质量成。

11．“神舟七号”飞船成功完成了第三次载人航天飞行，实现了中国人民漫步太空的梦想。

飞船环绕地球飞行时，如果在舱内进行下列实验，其中不能完成的是：

（　　　）

A．探究光的反射　　　　　　B．用显微镜观察洋葱表皮

C．用温度计测温度　　　　　　　D．用弹簧测力计测物体的重力

1２．2007年10月24日“嫦娥一号”卫星在西昌发射中心成功发射，嫦娥一号的升空标志着中国的空间探测进入深空领域。

“嫦娥一号”卫星发射后先绕地球转5至7圈，然后奔向月球，最后绕月球运转一年，进行大量的科学实验。

（1）发射后的火箭以7900m/s的速度飞行，相当于km/h。

（2）绕月的卫星和地球相距大约380000千米，从地面发射的无线电波信号大约秒到达绕月的卫星。

（3）如果以绕月飞行的“嫦娥一号”为参照物，地球是的。

（4）“嫦娥一号”探月卫星在地面的质量为2350千克，它到达月球环绕轨道后质量为千克。

（5）我们知道，地球表面附近的物体所受重力的大小与其质量成正比；那么月球表面附近物体所受重力的大小与其质量是否也成正比呢？

若想通过实验进行研究

    ①需要的实验器材：

________________________________.

    ②设计一个便于记录和处理实验数据的表格（画在下面的空白处）．

（四）走向生活

1３．重垂线可以检测物体是否竖直,能否再添加一些器材检测物体是否水平？

如果可以写出你的做法。

14．如图13-7，一个430g的足球在空中飞行.

（1）这个足球重量多大？

（2）用力的示意图画出它所受到的重力。

15．小明用天平、钩码、弹簧秤研究物体所受重力跟物体质量的关系，测量记录的实验数据如下表

质量m/㎏

0.00

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

重力G/N

0.0

0.9

2.0

3.0

4.0

4.9

（1）根据上表记录的实验数据，作出重力随质量变化的图像。

（2）由实验可以得出的结论是：

。

（3）在用天平称量钩码质量时，要注意使用天平之前，应该使游码停留在位置。

三、摩擦力

（一）课堂精讲

1、两个互相接触的物体，当它们沿接触面发生了或将要发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做______力。

2、滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的____力和接触面的_____程度有关。

____力越大，摩擦力越大；接触面越_____，摩擦力也越大。

3、增大有益摩擦的方法是增大压力和把接触面弄得粗糙些。

减少有害摩擦的主要方法是用____动代替_____动和加_____油。

（二）典例精析

例1：

常见的摩擦有哪几种，试举例说明.

摩擦种类

定义

举例

1、静摩擦

指两个相对静止的物体间的摩擦

我们用不太大的力推桌子，桌子没有动，这是因为桌子和地面间存在着静摩擦

2、滑动摩擦

指当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦

坐滑梯时，裤子与滑梯间的摩擦；钢笔尖在纸上写字时，笔尖与纸之间的摩擦

3、滚动摩擦

指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦

车轮在地面滚动时车轮与地面间的摩擦；

滚动轴承中的滚珠在轴承内滚动时的摩擦

例2：

滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？

解析：

滑动摩擦力的大小跟物体间接触面的粗糙程度、相互压力大小有关。

表面越粗糙摩擦力越大；压力越大，摩擦力越大。

摩擦不是都有害的，在生产和生活中常常根据需要来增大有益摩擦或减小有害摩擦.

（三）课时精练

1．滑动摩擦力的大小跟大小有关，还跟接触面的有关．越大，摩擦力越大；接触面，摩擦力越大．

2.常见的减小摩擦力的方法有：

（1）；

（2）；

（3）；（4）。

3．测量摩擦力应用了的原理，测量时弹簧测力计要拉着物体在水平面上做。

4．有一种转盘桌，在大桌面与活动玻璃桌面之间装有转盘，转盘的主要结构就是一滚珠轴承，从物理学角度看，装滚珠轴承的目的是：

。

随着压力的增加，活动桌面转动的灵活度减小，其原因是：

。

5．有些办公座椅脚下装上小轮，很容易就可以移动座椅，原因是　　　　；自行车刹车时手握闸越紧，自行车轮停止得越快，这是因为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　．

6.拉紧连接缝纫机脚踏旁的大轮和机头上的小轮的皮带，就能防止皮带打滑，这是利用________的方法来增大________。

在地面上,滚动圆桶比拖拉圆桶要省力得多,这是用的方法来减小摩擦力.加润滑油可以大大________摩擦。

7.下列事例中，为了减小有害摩擦的是（）

A．汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹B．在自行车的轴承中加润滑油

C．刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽D．拔河比赛时，用力蹬着地面

8.下列是日常生活中的一些常见的增减摩擦的现象，其中属于增大摩擦的是（）

A．冬季冰雪封路时，汽车轮胎要装上防滑链B．给自行车轮的轮轴加油

C．在门的锁孔内加一些铅笔芯粉末D．气垫船能在水面上运动

9.下面关于摩擦的说法，正确的是（）

A．若路面无摩擦，汽车运动会加快

B．人推桌子，桌子没有动，是因为推力小于摩擦力

C．如果没有了摩擦人类将寸步难行

D．摩擦力总是阻碍物体运动

10．一个物体以0.5m／s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时，受到的摩擦力为20N．若速度增加到0.9m／s后，物体仍在水平桌面上做匀速直线运动，则它受到的摩擦力大小（空气阻力不计）（）

A．小于20NB．大于20NC．等于20ND．无法判断

11．自行车是大家的代步工具，你能列举出自行车上增减摩擦的三个例子吗？

12．在“探究摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：

A．与物体质量大小有关　B．与物体运动速度有关

C．与物体间的接触面积大小有关D．与物体间接触面的粗糙程度有关

次数

木块运动快慢

弹簧测力计示数/N

1

较快

1.8

2

慢

1.8

3

较慢

1.8

实验中有一较长的水平粗糙桌面、一个带构的长方体木块和一支弹簧测力计可供使用。

（1）小方用弹簧测力计水平匀速拉动木块在桌面上进行了三次实验，实验数据如右图所示，表中数据可以验证猜想（填序号），实验中采用控制变量法，则该实验注意保持木块与桌面间的不变，可得到的结论是。

（2）用上述器材还可以验证猜想（填序号），实验中要水平匀速拉动弹簧测力计，是因为，（3）若实验中再提供一块长玻璃板，利用上述器材还可以验证猜想　　（填序号），写出你的操作方法。

13.如图13-8所示，利用弹簧测力计拉着物体在水平面上匀速向右运动，该物体受到的摩擦力为_________N。

当弹簧测力计的示数增大为4N时，该物体受到的摩擦力为_________N。

（四）走向生活

14．阅读下列文章，并问答有关问题。

拨河比赛谁能取胜

拨河比赛是我们日常开展的一项集体体育活动，怎样才能在拔河比赛中取胜呢？

首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子。

其次，尽量选体重大的队员。

另外，拨河比赛中在接触面的粗糙程度和体重相差不大的情况下，胜负很大程度还取决于人们的技巧，比如要喊口号同时用力，要用脚使劲蹬地，在短时间内产生超过自己体重的压力；再或者人尽量向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力等等，这样做的目的都是尽量增大脚对地面的摩擦力。

（1）拨河比赛取胜的关键在于___________。

（2）拔河比赛时我们要穿上凹凸不平的鞋子目的是_____________尽量找体重大的人，目的是_________，通过上面的介绍我们可以得出物体所受的摩擦力与_______________有关这个结论。

（3）思考：

在拔河比赛中胜负双方受到绳的拉力是什么关系？

为什么？

15.如图13-9是研究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置：

（1）实验时，应使木块在水平木板（或棉布）上做________运动，这时弹簧测力计的示数表示____________力的大小；

（2）观察比较甲、乙两图，可得结论是：

_____________相同时，________________越大，摩擦力越大；

（3）观察比较甲、丙两图，可得结论是：

____________相同时，________________越大，摩擦力越大。

四、杠杆

（一）课堂精讲

1、杠杆的平衡条件是：

_____×______臂=_____×______臂。

2、杠杆的应用分为三种情况：

①省力杠杆：

动力臂___于阻力臂，使用时可以___力，但____距离。

如：

撬棒。

②费力杠杆：

动力臂___于阻力臂，使用时虽然___力，但____距离。

如：

船桨。

③等臂杠杆：

动力臂___于阻力臂，使用时既不省___，也不省_____。

如：

天平。

（二）典例精析

例１、在图13-10所示支点是点，在图中画出动力臂和阻力臂，并判断出该杠杆是杠杆。

分类

力臂大小

作用力的关系

主要特点

应用

省力杠杆

L1>L2

F1

省力费距离

铁钳

等臂杠杆

L1=L2

F1=F2

不省力也不费距离

天平

费力杠杆

L1

F1>F2

费力省距离

镊子

杠杆的分类

例2、扁担长

m，两端物体的重力分别为G1=500N，G2=300N。

若不考虑扁担的重力。

⑴人的肩头应在什么位置,扁担才平衡?

⑵若扁担两端同时增加G=100N的重力,肩头应在什么位置?

（三）课堂精练

1．判断下列说法的正确与错误。

（1）杠杆可以是直的，也可以是弯曲的（）

（2）杠杆上的支点总是在动力作用点与阻力作用点之间（）

（3）支点到力的作用点的距离叫力臂（）

（4）作用在杠杆上的动力和阻力，方向不一定相反，可能相同（）

2．省力杠杆是动力臂阻力臂的杠杆,即若L1L2,则F1F2,使用时需付出的代价是。

3．关于杠杆，下列说法正确的是（）

A．动力作用点到支点的距离为动力臂B．力臂一定在杠杆上

C．只要动力等于阻力杠杆就平衡D．托盘天平是等臂杠杆

4．现有工具

理发剪刀

老虎钳；

镊子；

剪铁皮的剪刀；

钓鱼竿；

天平；

瓶盖起子等，它们属于省力杠杆的有；属于费力杠杆的有；属于等臂杠杆的有。

（填序号）

5．如图13-12杠杆处于平衡状态，如果在两边各加一个钩码则（）

A．仍然平衡B．左边下降

C．右边下降D．无法判断

6．一根扁担长2m，前端挂重物30N，后端挂重物70N，则人的肩应离前端的距离为m。

7．用剪刀剪一叠较厚的纸片时，用剪刀的尖部不易剪断，而改用剪刀的中部或后部去剪就容易些．这是因为（）

A．增大了动力B．减小了阻力

C．减小了阻力臂D．增大了动力臂

8．画出图13-13中所示的杠杆（支点为O）的力臂。

9.在探究“杠杆的平衡条件”实验中：

（1）首先，调节杠杆两端的，使杠杆两端在不挂钩码时，保持水平并静止，达到状态。

（2）如图13-14所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的处，挂上个0.5N的钩码。

10．我们在学习杠杆原理时知道阿基米德有一句豪言壮语——“给我一根杠杆和一个支点，我就能撬动地球”。

小刚同学对此产生了疑惑，他查阅了有关资料，知道地球的质量为6×1024kg。

并且假设支点距地球1m，阿基米德给杠杆的最大压力为600N（如图13-15），则阿基米德需要一根长约为m的轻质杠杆。

即使他以100km/h的速度（相当于小汽车在高速公路上的速度）匀速下压杠杆，要想撬起地球1cm，也需要年（1年约为104小时）。

小刚据此指出这一豪言壮语是不可能实现的。

你对小刚同学的做法有何评价？

（四）走向生活

11．图13-16中那个人背了点东西多费劲！

你将建议他如何改进呢？

并说明理由。

图13-17

12、请你仔细观察如图13-17所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？

简要说明理由.

13．园艺师傅使用如图13-18所示的剪刀修剪树枝时，两手拿着柄端，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的是为了　　　　　　　　　，画出其中一个柄受力时的动力臂和阻力臂。

五、其他简单机械

（一）课堂精讲

1、使用定滑轮时，不省____也不省距离，但可以改变力的____。

2、使用动滑轮时，能省_____力，但要多费______的距离，不能改变力的方向。

3、使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。

它既能省力，以可以改变力的方向。

4、以上结论是不考虑动滑轮的重力和摩擦。

即η=1。

5、最后一根通过定滑轮的不算数，最后一根通过动滑轮的要算数。

也就是数连接动滑轮的绳子的段数。

（二）典例精析

例1、有一个结构不明的滑轮组，只知道拉力F向下拉绳子时，每拉下12m，重物就上升3m，拉力F=400N，重物为多大？

试画出滑轮的结构图。

（不计轮重、绳重和摩擦）

解析：

由s=nh得n=

由F=

得G=nF=4

400N=1600N

滑轮组的结构如图13-19所示

例2、如图13-20所示，用F=10N的力，拉着物体在地面上匀速运动，若物体向前移动1m，绳子要拉过多少米？

物体与地面的摩擦力是多大？

（忽略绳重、轮重及机械摩擦）

解析：

由图13-20可知，滑轮组用3段绳子拉物体运动，S拉=3h物=3×1m=3m。

对滑轮B及物体进行受力分析，

设物体与地面的摩擦力为f

F1=3F，f=F1

则f=F1=3F=3

（三）课时精练

1．国旗杆顶端的滑轮是滑轮，它的作用是。

2．使用如图13-21所示滑轮组吊起重物，忽略滑轮重和摩擦，用300牛的拉力使重物升高2米，那么绳的自由端将移动米，货物重为牛，可见使用滑轮组虽然省力，但是多。

3．用定滑轮匀速提升重物，所用力的方向如图图13-22所示，不计摩擦力，则拉力F1、F2、F3的大小关系为（）

A．F2>F3>F1B．F1F2>F3D．F1＝F2＝F3

4．一个体重为500N的人，经测定他的手臂最大可发挥700N的拉力。

若这个人用一个定滑轮来提升重物，他所能提起的最大物重为（）。

A1200NB700NC．500ND．200N

5．简单机械除杠杆外和滑轮外，还有、等。

如手扶拖拉机的的摇把，就是一种；江面上建造的大桥，桥两端往往有很长的引桥，这是利用简单机械中的，它们都是为了，但是费了。

6．关于简单机械，下列说法正确的是（）

A．使用斜面不省力B．使用定滑轮可以省力

C．天平是等臂杠杆D．使用动滑轮可以改变力的方向

7、如图13-23的装置在拉力F的作用下，重30N的物体A在水平面上作匀速运动，此时绳对A的拉力为2N,则拉力F是N，物体A与水平面间的摩擦力为N。

8、如图13-24所示，按要求给下列滑轮组绕线：

9．如图13-25所示，利用定滑轮、动滑轮匀速向上提升同一个重物G，重为100N。

已知作用在绳子自由端的

拉力分别为F甲和F乙。

则：

⑴不计动滑轮重和绳与滑轮之间摩擦时，拉力分别是：

F甲=_____N；F乙=____N

⑵当物体被提升2m时，绳子自由端移动的距离分别是：

S甲=______m；S乙=____m

⑶通过观察与实验可知：

使用定滑轮能____________，但不能省________；使用动滑轮可以省______，但必须费_______。

（四）走向生活

10.某课外活动小组围绕自行车问题进行了研究，其中的部分问题如下：

（1）如图13-26所示，自行车的脚踏和牙盘构成一个轮轴，而轮轴实质上杠杆原理。

经测量，脚踏到轴心的距离R＝25cm，带动链条的牙盘半径为r＝15cm。

若脚踩脚踏所用的力是F＝15N，求链条所产生的拉力F。

（2）我国是自行车王国，有关专家建议大力发展电动自行车。

某电动自行车蓄电池的供电电压为24V。

若该电动自行车包括载人共重1000N，匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍，而这时供电电流为10A，电能转化为机械能的效率为75%。

求：

①蓄电池的输出功率；②自行车前进的速度。

《第十三章力和机械》单元测试

一、填空题（每空1分，合计42分）

1．物体的重力是由于而产生的，重力在物体上的作用点叫做物体的．

2．水总是从高处流向低处是因为水受的作用，推桌子很难推动，是因为桌子受到的作用．

3．物体所受的重力与它的质量，表达式为，一个质量是30kg的物体所受重力是N．一只熊猫的体重是490N，它的质量是．

4．体重为400N的某学生站在静止