7 力和运动关系.docx

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7力和运动关系

力与运动关系

一、知识点

1．力是物体间的相互作用，单位为牛顿（N）。

2．力的作用效果：

改变物体的形状、改变物体的运动状态。

3．力的作用效果与力的大小，方向，作用点三个要素有关。

4．测量力的大小的工具叫测力计。

在弹性限度内，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力成正比。

利用这一原理制成的测力计叫做弹簧测力计。

5．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。

6．地球上的物体受到的重力为G=mg。

7．滑动摩擦力的影响因素：

压力与接触面的粗糙程度。

8．牛顿第一定律：

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。

9．惯性是指一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。

惯性是一种性质，不是一种力。

10．力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因。

11．同一直线上的二力合成：

同向求和，方向同二力；异向求差，方向同大力。

12．二力平衡：

同体、共线、反向、等值。

二、例题精讲

【例1】★

（2014•苏州）体育活动中蕴含很多物理知识，下列相关说法中正确的是（　　）

A．

用力扣杀排球时手感到疼痛，说明力的作用是相互的

B．

足球被踢出后仍能继续运动，是因为受到惯性力作用

C．

乒乓球被扣杀后飞向对方，说明力可以维持物体运动

D．

铅球落地后将地面砸了个坑，说明铅球受力发生了形变

考点：

力作用的相互性；力的作用效果；惯性；力与运动的关系．

专题：

运动和力．

分析：

（1）物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施力的同时，也受到另一个物体对它的作用力，所以，一个物体既是施力物体，同时也是受力物体．

（2）物体都有保持原来运动状态的性质称之为惯性；

（3）力是改变物体运动状态的原因．

（4）力的作用效果有两个：

一是力能改变物体的形状，二是力能改变物体的运动状态；运动状态的改变包括运动快慢（速度大小）和运动方向的改变．

解答：

解：

A、用手击排球，手对球施加力，排球飞走了；同时手感到疼，说明排球对手也施加了力，这个现象表明：

物体间力的作用是相互的．故A正确；

B、足球被踢出后仍能继续运动，是因为足球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到惯性力作用．故B错误；

C、乒乓球被扣杀后飞向对方，说明力可以改变物体的运动状态，不是维持物体的运动状态，故C错误；

D、铅球落地时将地面砸出了一个小坑，说明力可以使物体的形状发生改变，说明地面受力发生了形变，而不是铅球受力发生了形变，故D错误．

故选A．

【例2】★

（2014•岳阳）用一水平推力推矿泉水瓶的下部，水瓶会沿桌面滑动，用同样大小的水平推力推矿泉水瓶的上部，水瓶会翻倒．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．

受力面积有关

考点：

力的三要素．

专题：

运动和力．

分析：

力的三要素有：

力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果．

解答：

解：

用手推矿泉水瓶的下部和上部，是力的作用点不同，使矿泉水瓶发生了不同的运动情况，说明力的作用效果与力的作用点有关．

故ABD错误；C正确；

故选C．

【例3】★★

（2014•无锡）我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验，展示了飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况下的物理现象，王亚平利用小球做了两次实验，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符合实际的是（　　）

A．

甲、丙

B．

甲、丁

C．

乙、丙

D．

乙、丁

考点：

重力；力与运动的关系．

专题：

运动和力．

分析：

牛顿第一定律的内容：

一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．

惯性：

物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性．一切物体都有惯性．

是改变物体运动状态的原因．

解答：

解：

飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状态，故甲图正确；

第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力，由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小球做匀速圆周运动，故丁图正确；

故选：

B．

【例4】★

（2014•乐山）如图所示，水平公路上行驶的汽车中，有一竖直悬挂的拉手突然向后摆，以下说法正确的是（　　）

A．

汽车做匀速运动

B．

汽车突然减速运动

C．

汽车突然加速运动

D．

汽车的运动不能确定

考点：

惯性．

专题：

运动和力．

分析：

惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质．

解答：

解：

车上悬挂的拉手开始随车一起向前运动，当汽车突然加速运动时，悬挂的拉手由于惯性仍保持原来的运动状态，所以会向后倾．

故选C．

【例5】★

甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力，结果每个人都能把手臂撑直，则下列说法中正确的是（　　）

A．

甲乙丙所用拉力一样大

B．

丙的手臂长，所用拉力大

C．

乙的手臂粗，所用拉力大

D．

甲的体重大，所用拉力大

考点：

弹簧测力计及其原理．

专题：

重力、弹力、摩擦力．

分析：

力的作用效果有二：

改变物体的形状，改变物体的运动状态．

在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比．

解答：

解：

甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力，结果每个人都能把手臂撑直，但手臂长度不同时，拉力器的变形程度不同，手臂越长，拉力器形变越大，受到的拉力越大．

故选B．

【例6】★★

（2014•达州）弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用，F1、F2均为3N，弹簧测力计静止时如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．

弹簧测力计的示数为0N

B．

弹簧测力计的示数为6N

C．

F1、F2是一对相互作用力

D．

F1、F2是一对平衡力

考点：

弹簧测力计在力的相互性方面的应用．

专题：

基本仪器的使用专题．

分析：

因为力的作用是相互的，一个力不可能脱离开另一个力而单独存在，两个力分别向两边拉，与一端固定只拉另一端效果是相同的．

解答：

解：

用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计，与只拉一端效果是相同的；因为物体间力的作用是相互的，拉一端时，另一端也必须有力的作用，因此，弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和，而只会显示一个力的大小，即3N；

因为F1、F2方向相反，都作用在弹簧测力计上且均为3N，弹簧测力计静止不动，所以F1、F2是一对平衡力．

故选D．

【例7】★★

如图a所示的长为L的弹簧，其重力不计，将下端剪2/3后，在剩下的部分弹簧的下端挂上重物G1，然后把剪下的弹簧挂在重物G1下面，再在弹簧下面挂上重物G2；如图b所示．平衡后，上下两弹簧的伸长量相等，则G1和G2的关系为（　　）

A．

G1=G2

B．

G1=2G2

C．

G2=2G1

D．

G1=2G2/3

考点：

二力平衡条件的应用．

专题：

应用题；图析法．

分析：

把下面的弹簧看作由两个上面的弹簧组合而成，因此可以看出由三个完全相同的弹簧承担着物重；根据弹簧测力计的原理和力的传递性可判断出弹簧承受力的大小，从而可知G1和G2的关系．

解答：

解：

由于上下两弹簧的伸长量相等；如果将下面弹簧看作由上面两个弹簧组合而成时，则下面每个弹簧的伸长量是上面弹簧伸长量的一半；因此下面两个弹簧的受到的拉力大小等于G2，而上面弹簧受到拉力的大小等于G1+G2，由于弹簧在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长；因此上面弹簧所受拉力的大小等于下面每个弹簧所受拉力大小的二倍，故有G1=G2．

故选A．

【例8】★

（2011•厦门）2011年5月，科学家在太阳系外发现了适合地球生命居住的星球．该星球距离地球20光年，对物体的引力是地球的两倍．若把地球上质量15kg的物体放在该星球表面，其质量是_______kg，受到该星球的引力是_______N．（g=10N/kg）

考点：

重力的计算；质量及其特性．

专题：

应用题．

分析：

物体的质量不会随物体的位置的变化而变化，根据公式G=mg可求物体的重力．

解答：

解：

在该星球表面，物体的质量不变，仍为15kg；收到该星球的引力为G=2mg=15kg×2×10N/kg=300N．

故答案为：

15；300．

【例9】★★

（2013•常州）小明游览我市古迹文笔塔时，利用一根细棉线和一个小铁球，对一根立柱是否竖直展开实验探究，现象如图（甲）、（乙）所示．相对于立柱底端而言，该立柱顶端（　　）

A．

略向东南方向倾斜

B．

略向西南方向倾斜

C．

略向西北方向倾斜

D．

略向东北方向倾斜

考点：

重力的方向．

专题：

重力、弹力、摩擦力．

分析：

如果物体竖直时，一个重垂线和物体的边缘是平行的，物体倾斜时，重垂线和物体边缘有夹角，物体向哪个方向倾斜，重垂线下面的小球就偏向哪个方向．

解答：

解：

如图，长方体的物体竖直放置时，重垂线挂在顶端，重垂线和物体边缘平行；长方体物体倾斜放置时，重垂线下面的小球偏向倾斜的一侧．

由题干甲图知，物体向西倾斜，由乙图知，物体向南倾斜，所以立柱向西南倾斜．

故选B．

【例10】★★

一辆小车在拉力F作用下沿水平地面匀速向左运动，其受力分析如图，下列说法正确的是（　　）

A．

重力G和F支是一对相互作用力

B．

拉力F和F支是一对平衡力

C．

拉力F和重力G是一对平衡力

D．

拉力F和摩擦力f是一对平衡力

考点：

平衡力和相互作用力的区分．

专题：

应用题；运动和力．

分析：

（1）物体处于静止或匀速直线运动状态时，则物体受平衡力作用；

（2）二力平衡的条件：

作用在同一物体上的力，并且大小相等、方向相反、作用在同一直线上．

解答：

解：

因为小车在拉力F作用下沿水平地面匀速运动，所以物体受平衡力作用；

A、重力G和F支是一对平衡力，故二力不是一对相互作用力；

B、拉力F方向水平向左，F支的方向竖直向上，因此二力不是一对平衡力；

C、拉力F方向水平向左，重力G的方向竖直向下，因此二力不是一对平衡力；

D、拉力F和摩擦力f，作用在小车上，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力．

故选D．

【例11】★★★

如图所示，长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与水平面的夹角α逐渐变大），另一端不动，则铁块受到的摩擦力F随角度α的变化图线可能正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（　　）

A．

B．

C．

D．

考点：

摩擦力的大小．

专题：

重力、弹力、摩擦力．

分析：

根据木板抬起的过程中铁块的受力及状态的变化，通过受力分析可得出摩擦力随角度的变化．

解答：

解：

铁块受到的摩擦力在开始到滑动过程为静摩擦力，f=mgsinθ，为正弦规律变化；而滑动后，f′=μmgcosθ，