相互作用Word文档格式.docx

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摩擦力

1．认识静摩擦力的产生条件，并会应用存在条件判断静摩擦力的有无．

2．理解静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向的关系，并会应用物体的相对运动趋势方向判断物体静摩擦力的方向．

3．会用二力平衡计算静摩擦力大小．

4．知道最大静摩擦力．

5．认识滑动摩擦力的产生条件，并会判断滑动摩擦力的有无．

6．理解滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向的关系，并会应用物体的相对运动方向判断滑动摩擦力的方向．

7．会用公式计算滑动摩擦力的大小．

8．知道动摩擦因数与哪些因素有关．

9．知道最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系．

10．初步会在简单情况下分析物体受力

1．通过实验，体验静摩擦力的存在条件和方向．

2．通过实验，体验静摩擦力的大小与哪些因素有关，以及最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系．

3．通过实验，得出滑

动摩擦力跟压力的关系．

4．通过实验，体会滑动摩擦力的方向与相对运动方向的关系．

5．体验比较与分类的方法．

6．初步领会受力分析的方法

力的

合成

1．知道合力、分力、力的合成、共点力的概念．

2．理解平行四边形定则．

3．应用平行四边形定则，分析合力与分力的关系．

4．会用作图法求合力．

5．会用直角三角形的知识求合力

1．通过实验，探究力的合成遵从的法则．

2．通过作图，学习矢量相加的方法，体验合力与分力的关系．

3．通过探究求合力的方法，体会实验归纳法、等效法

分解

1．知道什么是力的分解，以及力的分解与力的合成的关系．

2．会用作图法求分力．

3．会用直角三角形的知识求分力．

4．理解三角形定则．

5．领会矢量和标量的概念

1．体验力的作用效果，并学会根据实际效果分解力的方法．2学习矢量正交分解法．

3．比较平行四边形定则和三角形定则，体会到它们的实质是相同的

Ⅱ学习指导

一、本章知识结构

二、本章重难点分析

1．力是物体间的相互作用

（1）力不能脱离开物体而独立存在．任何一个力都能同时找到施力物体和受力物体，脱离物体的力是不存在的．力可以是实物间的作用，如书本与桌面间的力；

也可以通过“看不见的”场传递，如地球对月球的万有引力，电荷之间的电磁作用力．

（2）力是相互的．当物体A对物体B施加作用力时，物体A也必然受到物体B的反作用力．

例1.下列说法正确的是（）

A．某位同学用力提一只水桶，水桶受到的向上提的力的施力物体是人，受力物体是水桶

B．足球运动员一脚把球踢出，在空中飞行的足球受到运动员的力的作用

C．地球表面的物体受到地球的吸引力，但物体并没有对地球产生吸引

D．《水浒传》中的鲁智深是个“大力士”，在他身上贮存着很多的力

E．飘在空中的气球没有与地球接触，因此不受地球的吸引力

答案：

A

2．重心

（1）重心概念是根据等效替代的方法提出的，即重力作用在物体的各个部分产生的效果与作用在某点上产生的效果相同，这一点就叫做物体的重心．

想一想

还有哪些物理概念是根据等效替代的方法提出的?

（2）物体的重心位置与物体的质量分布、物体的形状有关．

·

质量分布均匀、形状规则的物体的重心就在它的几何中心上．

质量分布不均匀、形状不规则的薄板的重心可以用悬挂法确定．

物体的重心不一定在物体上．如质量分布均匀的圆环、空心球等．

例2．试分析在往水桶里逐渐注满水的过程中重心是如何变化的．

解答：

重心的位置先下降，然后再回升．

3．弹力的方向

物体所受弹力的方向总是与施力物体的弹性形变方向相反．具体分为两种类型．

（1）压力或支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或者被支持的物体．如放置在水平桌面上的书本受到桌面的支持力，其方向垂直于桌面指向书本．

（2）绳子或者弹簧的弹力方向总是沿着绳子或者弹簧．绳子的拉力总是指向绳子收缩的方向；

弹簧的弹力总是与弹簧形变的方向相反．

例3．如图3－1所示，请画出下列物体受到的弹力方向．

图3－1

4．静摩擦力

（1）静摩擦力的产生条件

要产生静摩擦力必须同时具备以下三个条件：

①两个物体间存在弹力；

②接触面粗糙；

③两物体间存在相对运动趋势．

（2）静摩擦力的方向

静摩擦力方向沿接触面的切线方向，与物体的相对运动趋势方向相反．可以采用假设法判断相对运动趋势方向，即假设接触面光滑，判断出物体的相对运动方向，从而确定出物体的相对运动趋势方向．如图3－2所示，物体静止在斜面上，假设斜面光滑，物体将沿斜面下滑，所以物体相对于斜面有沿斜面下滑的趋势，物体受到斜面对它的静摩擦力沿斜面向上．

图3－2

（3）静摩擦力的大小

物体所受的静摩擦力介于0和最大静摩擦力之间，即0≤F≤Fmax·

最大静摩擦力是指两物体间刚要发生相对滑动而未滑动时的静摩擦力．两物体间最大静摩擦力的大小与物体间的弹力大小和接触面的粗糙程度有关．物体间的弹力越大，接触面越粗糙，最大静摩擦力越大．

例4．如图3－3所示，有一水平放置的传送带，物块相对于传送带处于静止状态．试分析

下列情况物块是否受摩擦力作用．若受摩擦力作用，摩擦力的方向如何．

图3－3

（1）传送带处于静止状态；

（2）传送带顺时针匀速转动；

（3）传送带顺时针加速转动；

（4）传送带顺时针减速转动．

（1）不受摩擦力；

（2）不受摩擦力；

（3）物块受水平向右的静摩擦力；

（4）物块受水平向左的静摩擦力．

请举例说明下述两个问题．

（1）不论静止的物体还是运动的物体都可以受到静摩擦力吗?

（2）物体所受静摩擦力方向与其运动方向可以相同吗?

可以相反吗?

可以垂直吗?

例5．如图3－4所示，在粗糙的斜面上有一木块处于静止状态．现在对木块施加一沿斜面斜向上的力F，力F从0开始逐渐增大，直到木块开始运动．试分析在此过程中，

木块所受的摩擦力大小和方向分别如何变化．

图3－4

开始时，静摩擦力沿斜面向上，不断减小．

当F恰好等于mgsinθ时，静摩擦力为零．

当F大于mgsinθ时，静摩擦力沿斜面向下，不断增大．

5．滑动摩擦力

（1）滑动摩擦力的产生条件

要产生滑动摩擦力必须同时具备以下三个条件：

③两物体间存在相对滑动．

（2）滑动摩擦力的方向

滑动摩擦力的方向沿着接触面的切线方向，与物体的相对滑动方向相反．相对滑动是指相对于接触物的滑动．

（3）滑动摩擦力的大小

滑动摩擦力大小的决定式：

F＝μFN（两物体间的滑动摩擦力与两物体的运动速度无关，仅仅决定于两物体间的弹力大小和接触面的粗糙程度）

例6．如图3－5所示，有一杯子置于硬纸板上．已知：

杯子与硬纸板间的动摩擦因数为μ，质量都为m．试分析：

图3－5

（1）当把硬纸板向右抽出的过程中，杯子和硬纸板所受的摩擦力方向，以及它们间的摩擦力大小为多少．

（2）把硬纸板快速抽出和缓慢抽出，它们间的摩擦力大小和方向分别是否相同．

（1）不论静止的物体还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力吗?

（2）物体所受滑动摩擦力方向与其运动方向可以相同吗?

6．力的合成与分解

（1）合力与分力的关系

合力与分力的方向关系：

合力与分力既可能同向，也可能反向，还可能不在同一直线上．如图3－6所示（F1、F2表示分力，F表示合力）．

图3－6

合力与分力的大小关系：

｜F1－F2｜≤F≤F1＋F2．当两个分力同向时，F＝F1＋F2；

当两个分力反向时，F＝｜F1－F2｜．

两个分力的大小保持不变，当两个分力方向的夹角θ变大时，合力将变小．

（2）力的分解的方法

根据平行四边形定则，一个力可以分解为无数多对分力．但根据实际情况，一般采用两种分解的方法：

按力的作用效果分解和正交分解．

按力的作用效果分解力的步骤：

第一步，根据实验或者生活体验，找出力的作用效果；

第二步，根据力的作用效果，确定两个分力的方向；

第三步，按照平行四边形定则，确定分力的大小．

正交分解力的步骤：

第一步，建立坐标系，确定两个分力的方向；

第二步，作平行四边形，确定两个分力的大小；

第三步，解三角形，确定力的大小．

例7．一物体受三个共点力作用F1、F2、F3，如图3－7所示，其中F1＝5N，F2＝15N，F3＝10N，θ＝60°

，则这三个力的合力F＝________.

图3－7

先将F1与F2合成为F12，再把F12与F3合成为F，F＝17.3N，与水平方向成30°

斜向左上．

7．受力分析

（1）受力分析的一般步骤

第一步，确定研究对象，把研究对象从周围的物体中隔离出来；

第二步，按照重力、弹力、摩擦力的顺序，分析物体所受到的力；

第三步，画出力的示意图．

（2）确定一个力是否存在的方法

判断一个力是否存在的方法大致有三个；

根据力的产生条件确定一个力是否存在．如：

用手抛出的球不再受到手的推力、接触面光滑的物体间不存在摩擦力．

根据物体的运动状态判断一个力是否存在．如：

物体处于静止或者匀速直线运动，则物体所受的合力一定为零．

根据力的相互作用，由反作用力判断作用力是否存在．如：

分析地球是否受到其表面物体的吸引力时，可以根据地球表面的物体受到来自地球的吸引力，而得到地球受到其表面物体的吸引力的结论．

例8．如图3－8所示，有A、B两木块叠放在一起．在水平向右的力F作用下，两物体一起做匀速直线运动．试分析：

图3－8

（1）A木块受到几个摩擦力作用?

大小、方向分别如何?

（2）B木块是否受摩擦力?

如受摩擦力作用，大小、方向如何?

若不受，原因是什么?

（1）A木块受到地面的摩擦力作用，大小为F，方向水平向左．

（2）B木块不受摩擦力作用．因为B木块处于匀速直线运动状态，水平方向不受外力．如果受到摩擦力作用，B木块将无法保持平衡状态．

Ⅲ探究实践

做一做

（1）如图3－9所示，谁能将木板拉向自己的一端．两人各用一只手托住木板的一端（不允许用手抓住木板），看谁能把木板拉到自己的一边来．试一试并分析产生这一结果的原因．

图3－9

（2）观察、分析自行车前后轮受到地面摩擦力的情况．并设计实验进行研究．

（3）试试你的力气．

试验一：

把5kg的重物举高1m，对你来说是不成问题的．做下面的一个实验，试试你能否把重物拉起．

器材：

长绳、秤砣、水泥柱子．

过程：

把长绳一端系在水泥柱子上，在绳子中央系一个秤砣，拉绳子的一端，逐渐用力拉绳使秤砣两边绳子的张角变大，如图3－10所示．

图3－10

问题：

①秤砣两边绳子的张角逐渐变大的过程中，你手上有何感觉?

②继续拉绳子，尽可能使绳子的张角变大，此后即使将秤砣升高10cm，你都会很费力，难道你的力气真的变小了吗?

试验二：

如图3－11所示，取两根长约15cm的硬木条，中间用铰链连接，做成人字形支架．再取两块硬木，加工成“L”形木块，在弯处钉上铁皮．用一根细铁丝把两个“L”

形木块连接在一起，使两木块间的距离比人字形支架伸开时的长度稍稍小一点．实验时，用一只手指在人字形木条的铰链处往下按，铁丝立即被拉断．试解释一指断铁丝的原因，并分析生活中是否还有类似的应用．

图3－11

（1）当我们观察或测量一个微小量时，可以采用实验手段把这个微小量放大（比如本章中观察桌子发生的形变）．这种方法在生活或者学习过程中哪些地方还用到过?

（2）从作用效果上看，分力共同的作用效果与合力的作用效果是相同的．这种等效思想在生活或者学习中是否还遇到过?

读一读

（1）什么是力

人们对力的认识开始于从事生产劳动过程中的肌肉紧张，对于这种认识的扩展和提炼，形成了物理学中力的概念．我国古代的科学著作《墨经》中就有这样的叙述，“力，刑之所以奋也．”意思是说，力是使身体奋起运动的原因．这里“刑”同“形”，指身体；

“奋”是指由静到动，由慢到快，含有加速度的意思．

在亚里士多德的著作中，力被看做是从一个物体射向另一个物体中去的，这种发射的力，本身不是一种物质，而是一种“形式”，它依赖于物体的存在．力的科学概念是由意大利物理学家伽利略提出的，牛顿继承和发展了伽利略对力的科学概念的认识，首次给出了力的定义——力是物体对物体的相互作用．

（2）手提式袖珍弹簧秤

手提式袖珍弹簧秤是一种适合小商店和家庭用的便携式弹簧秤．它体积小，质量轻，称量灵敏度高，便于携带．下面介绍一种常见的家用弹簧秤的构造和工作原理．

弹簧秤的外形如图3－12甲所示．它的正面是刻度盘1，中央有指针2，顶上有提环3，刻度盘上方有指针零点调节手轮4，下方有挂钩5，此外还有秤壳6，它的最大称量质量为10kg．

图3－12

弹簧秤的内部构造如图3－12乙所示．在指针调节手轮4的下方有一横梁7，两平行安装的平行弹簧8的上端固定在此横梁上．平衡弹簧12的上、下方与“Y”形金属片9连接．“Y”形金属片的叉口中央有一齿条10，与秤壳正中央圆柱形齿轮11啮合．圆柱齿轮的中心轴上，装置指针2．“Y”形金属片的下端与秤钩5连在一起．平衡弹簧12的作用是稳定齿条位置．旋动指针零点调节手轮4，通过它下面的杠杆，带动横梁7上下微动，从而调整指针的零点．

用此袖珍秤称物时，手拉提环，在挂钩上挂上被称重物．两平行弹簧8同时伸长，“Y”形金属片带动齿条10下移，齿条10带动齿轮11转动，从而带动指针2转动，指示读数．

（转引自人教社2004年版《物理1教学参考书》）

（3）拔河比赛

拔河比赛比的是什么?

很多人会说：

当然是比哪一队的力气大喽!

实际上，这个问题并不那么简单．

从力学原理看，参加拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力；

反过来，乙对甲的情况也是如此．这就是所谓的牛顿第三定律，即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一条直线上．可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素．

什么才是真正决定拔河比赛胜负的因素呢?

第一，手一定要抓紧绳子，靠手与绳子之间的摩擦力来防止绳子从手中滑落出去；

第二，要使地面对队员们的最大静摩擦力足够大，来抵抗对方的拉力．可以说，只要手抓紧了绳子，拔河比赛的胜负就决定于队员们与地面间最大静摩擦力的大小了．怎样才能增大脚底与地面间的最大静摩擦力呢?

我们知道，最大静摩力与两个因素有关系：

一是地面与脚底间的粗糙程度；

一是队员们与地面间正压力的大小．因此，为了取得拔河比赛的胜利，首先，队员们尽量穿鞋底有凹凸花纹的鞋子，增大脚底与地面间的粗糙程度，以增加队员们与地面间的最大静摩擦力；

其次，队员的体重越大，队员对地面的压力就越大，最大静摩擦力也就会越大．大人和小孩拔河比赛时，大人容易获胜，关键是由于大人的体重比小孩大．

另外，在拔河比赛中，胜负在很大程度上还取决于人们的技巧．比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力．再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力，等等．其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取比赛的胜利．

Ⅳ诊断反馈

第一节重力基本相互作用

1．下列力的作用效果各是什么?

这些力的施力物体各是什么?

（1）用手把乒乓球“捏瘪”（运动状态改变，形变）（施力物_____）

（2）苹果受重力，自由下落（运动状态改变，形变）（施力物_____）

（3）月亮受引力，绕地球转（运动状态改变，形变）（施力物_____）

（4）火箭由于气体的反冲，在太空中加速（运动状态改变，形变）（施力物______）

2．一个鸡蛋受到的重力大约是几牛?

（1kg鸡蛋大约有16个）

3．如图3－13所示，一质量为20kg的物体置于斜面上，画出其受到的重力的图示．（g取10N/kg）

图3－13

4．下列说法正确的是（）

A．水中的人受到的重力变小了

B．空中的排球不受重力

C．在加速上升的电梯中，物体的重力变大了

D．同一物体在地球上不同位置受到的重力不一定相等

5．关于物体的重心，下列说法中正确的是（）

A．任何物体的重心一定在这个物体上

B．在物体上只有重心受到重力的作用

C．一个球体的重心一定在球心处

D．一辆空载的载重汽车装上货物后，重心会升高

6．质量均匀的长方形薄板，如图3－14所示，AB＝3，BC＝4．当用绳子系住B点将簿板悬挂起来，则BC边与竖直方向的夹角为__________________．

图3－14

第二节弹力

1．体验橡皮筋渐渐被拉长时：

皮筋的形变，弹力大小，对手的弹力方向．皮筋慢慢往回恢复的过程呢?

请用示意图定性说明．

2．课本第59页《问题与练习》1中“手的压力能使玻璃瓶发生形变”．有没有可能是“手的温度较高，使得水膨胀”?

你有办法验证吗?

3．如图3－15所示，木块静止在斜面上．那么木块对斜面的弹力正确的示意图应为

（）

图3－15

4．画出图3－16中处于静止的A物所受弹力的示意图．

（分两种情况F手＞G；

F手＝G）

图3－16

5．某同学从台阶向下跳到地面的软垫上．从接触软垫到停下来的过程中，该同学受到（）

A．重力

B．重力、垫子的支持力、该同学对垫子的压力

C．重力、垫子的支持力

D．重力、垫子的支持力、垫子对该同学的冲击力

6．如图3－17所示，地面受到的弹力是（）

图3－17

A．物块对地面的压力与桌子对地面的压力之和

B．桌子对地面的压力

C．桌子的重力

D．物块和桌子的重力

7．一轻质弹簧，竖直悬挂，原长为0.10m．当弹簧下端挂2.0N重物时，伸长0.01m，则弹簧的劲度系数是多少?

当弹簧下端挂8.0N的重物时，弹簧长度是多少?

（形变均在弹性限度内）（）

8．一条轻绳承受的拉力达到1000N时就会拉断，若用此绳进行拔河比赛，两边的拉力大小都是600N时，则绳子（）

A．一定会断B．一定不会断C．可能断，也可能不断

D．只要绳子两边的拉力相等，不管拉力多大，合力总为0，绳子永远不会断

9．在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下表格中的数据．

钩码个数

1

2

3

4

5

6

弹簧弹力F（N）

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

弹簧伸长x（cm）

1.20

2.40

3.60

4.76

6.10

7.10

（1）由数据在图3－18所示的坐标中画出图线．

（2）由此得到结论：

_________________．

（3）弹簧的劲度系数k＝_____N/m．

图3－18

第三节摩擦力

1．下列关于摩擦力与弹力关系的说法中，正确的是（）

A．有弹力一定有摩擦力B．有弹力不一定有摩擦力

C．有摩擦力一定有弹力D．有摩擦力不一定有弹力

2．画出图3－19中物体A所受摩擦力的示意图（A、B间接触面粗糙）．

图3－19

3．图3－20中物体A是否受到摩擦力?

若受，请画出它所受摩擦力的示意图（各接触面粗糙）．

（1）人对箱子A施一水平向右的推力，但箱子没动

（2）拿在手中的瓶子A

（3）拉起手刹，汽车A停在斜坡上

（4）物体A与传送带一起水平匀速运动

（5）右图中，货物A与传送带一起向上匀速运动和向下匀速运动两种情况

（6）人A坐在桌子上，一人对桌子施一向右的水平推力，但桌子没动

（7）人A与电梯一起匀速运动

4．如图3－21所示，重50N的木箱静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为0.2．当受到水平拉力F＝5N时，木箱受地面摩擦力的大小为______N；

当F＝15N时，木箱受地面摩擦力的大小为______N．

图3－21

5．如图3－22所示，重力为G的消防员沿着竖直的杆匀速滑下，他所受的摩擦力大小为______，方向______．

图3－22

6．如图3－23所示，用外力F水平压在质量为m的物体上，（设受力F的面光滑），使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力大小为______；

如将F增大为3F，物体与墙之间的摩擦力大小为______；

若将F减小为0.5F，物体滑动，墙与物体之间的动摩擦因数为μ，则物体与墙之间的摩擦力大小为______．

图3－23

7．如图3－24所示，把一只牛皮纸信封夹在一本书中，尽量使信封靠近书装订的一边，用手提信封就能将书提起来．试一试并分析书的受力情况．

图3－24

第四节力的合成

1．请用作图法求下列共点力的合力：

（1）F1＝50N，方向水平向右；

F2＝50N，与F1夹角120°

斜向上．

（2）F1＝50N，方向水平向右；

F2＝50N，与F1夹角60°

（3）F1＝30N，方向水平向右；

F2＝40N，方向竖直向上；

F3＝60N，方向水平向左．

2．只有______没有______的物理量叫标量，两个标量的加法就是取代数和．矢量不仅有______和______，而且两个矢量的加法还必须符合______法则．

3．如图3－25所示，F1、F2、F3、F4四个共点力恰好能用一个正六边形的两条邻边和两条对角线来表示，且F1＝8.0N，则F1和F3的合力大小是______N，F2和F4的合力大小是______N，这四个力的合力大小是______N．

图3－25

4．下面关于合力和它的两个分力的叙述中，正确的是（）

A．两个力的合力，一定大于其中任意的一个力

B．两个力的合力，有可能小于其中任意一个力

C．两个力的夹角在0°

～180°

之间，夹角越大，其合力也越大

D．两个力的夹角在0°

之间，夹角越大，其合力越小

5．下列各组共点的三个力，合力可能是零的有

A．3N、4N、8NB．3N、5N、1N

C．4N、7N、8ND．7N、9N、16N

6．如图3－26所示，某物体受五个共点力，合力为零．若F4的方向沿逆时针转过90°

而保持其大小不变，其余四个力的大小和方向保持不变，则此时物体所受到的合力大小是（）

图3－26

A．

B．2F4C．F4D．

7．木块静止在倾角为α的斜面