八年级科学机械运动和力综合复习.docx
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八年级科学机械运动和力综合复习
第一章机械运动和力
【概念和规律】
一、机械运动
宇宙间的万物都是运动变化的，运动是物质的属性。
1．机械运动（mechanicalmotion）：
是指物体的位置随时间而变化的一种运动，它是自然界最简单的运动形式。
2．参照物（referenceobject）：
在研究一个物体的相对位置是否发生变化时，被选作标准的物体。
参照物是可以任意选择的，同一物体如果选择不同的参照物，得出的对运动的描述是不同的，可见运动和静止都是相对的。
合理选择参照物会给研究物体的运动带来方便。
一般在研究地面上物体的运动情况时，通常选择与地面保持相对静止的物体作为参照物。
3．速度（velocity）：
表示物体运动的快慢程度。
运动物体速度的大小在数值上等于运动的物体在单位时间内通过的路程。
速度的计算公式：
v＝s/t
速度的单位有米/秒（m/s）、千米/小时（km/h）等，它们间的换算关系为：
1m/s＝3.6km/h
4．匀速直线运动（uniformlinearmotion）：
物体运动的快慢不变、运动路线是直线的机械运动。
在匀速直线运动中，任何一段路程内或一段时间内的平均速度都等于匀速直线运动的速度。
二、力
1．力（force）是物体对物体的作用。
生活和生产中所见到的推、拉、提、压等过程中都存在着力的作用。
当发生力的作用时，必定有施力物体和受力物体，力不可能脱离物体而单独存在。
物体间力的作用是相互的，有作用力（action），必定存在着反作用力（reaction），而且同时发生。
2．力的作用效果：
力能使物体的运动状态发生改变；力能使物体发生形变。
3．力的大小可用测力计来测量。
实验室常用的测力工具有弹簧测力计等。
使用弹簧测力计时应注意：
（1）弹簧测力计的量程和分度值。
所测量的力的大小不应超出测力计的量程。
（2）弹簧测力计的指针是否对准零刻度线。
若不是，应抽动刻度板进行调整。
4．力的国际单位是牛顿，符号是N。
5．力的大小、方向和作用点叫做力的三要素。
6．力的表示法
（1）力的图示法：
用一段带箭头的线段精确表示一个力的大小、方向和作用点的作图法。
画力的图示时应注意：
①明确受力物体，画清楚每个被图示的力的三要素，作用点必须画在受力物体上（通常可画在物体的重心），力的方向要正确，当力的方向不在水平方向或竖直方向时要标明角度；
②要合理选择力的标度，线段的长度要与力的大小成比例，并在线段上标上刻度，表示方向的箭头画在线段末端；
③画一个物体同时受到的几个力的图示时，应选用同一个标度。
（2）力的示意图法：
不需精确地表示力的大小，只需表示出力的方向和作用点的作图法。
三、几种常见的力
1．重力（gravity）：
由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。
重力的方向总是竖直向下的。
物体所受重力的作用点叫做物体的重心（centerofgravity）。
物体受到的重力跟它的质量成正比。
它们的关系可用下式表示：
G＝mg。
g是一个比例系数，在国际单位制中，g＝kg，表示质量为1kg的物体受到的重力是。
2．摩擦力
摩擦现象与我们日常生活和生产活动关系非常密切，摩擦的存在是我们能够顺利地生活和工作的必要条件。
摩擦会磨损机件，消耗能量，造成损失。
摩擦对我们既有利又有弊。
两个相对静止的物体的接触面间存在的一种阻碍它们要发生相对运动的摩擦，叫做静摩擦；当一个物体在另一物体表面发生滑动时，接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦，叫做滑动摩擦；滑动摩擦力的大小与接触面间的压力以及接触面间的粗糙程度有关。
在压力相同的情况下，滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。
在生产和生活中，可采用增大接触面间的压力，或增加接触面间的粗糙程度的方法来增大摩擦；在压力不可能减少的情况下，采用在接触面间加注润滑油，或把滑动改为滚动的方法来减小摩擦。
3．弹力（elasticforce）：
物体发生弹性形变时出现在物体内部的一种反抗形变的力，弹力方向总是指向使物体恢复原状的方向。
压力、拉力、支持力都属于弹力。
【启迪与拓展】
例1在一条平直的南北朝向的公路上，有甲、乙、丙三辆汽车顺序向北行驶，甲车速度最大，乙、丙两车速度相等，那么以为参照物，三车均向北运动，以为参照物，乙车向南运动，以为参照物，乙车是静止的。
分析：
运动和静止的相对性，是相对于我们事先选定的参照物来说的，本题根据甲车速度最大，乙、丙两车速度相同来判断甲车在前，乙、丙两车在后，相对地面来说，三车都是运动的。
因此，根据本题的要求，如果选路旁的树木或房屋为参照物，三车均向北运动。
选甲车为参照物，乙车和丙车均向南运动。
又因为乙、丙两车速度相同，两车处于相对静止状态，所以以丙车为参照物，乙车是静止的。
例2如何理解“力是物体对物体的作用”这句话
分析：
力是由物体产生的，而且需要两个以上物体相互作用才能产生。
当一个物体受到力的作用时，必定有另一个物体对这个物体发生力的作用。
没有施力物体，力是不存在的，例如认为推出去的铅球离开手后仍然受到一个向前的推力，这是错误的。
其次物体对物体的作用是相互的，物体间的相互作用是同时产生、同时消失的，绝对没有先后之分。
另外，还应认识到力是一种作用，而不是物体。
物体对物体的作用方式有两种，一种是物体之间直接作用，往往通过推、拉、提、压等方式；另一种是物体之间间接作用，如物体受到的重力，磁铁和磁铁的相互吸引或推斥等。
要认识到这两种不同方式的作用都能产生力。
因此，如果要知道一个物体受到几个力，那就需要找到这个物体周围有哪几个物体和它发生作用。
例3重力和质量有什么区别和联系
分析：
重力和质量是两个完全不同的物理量，它们之间既有区别又有联系。
详见下表。
区别与联系
质量
重力
区
别
定义
物体所含物质的多少
由于地球的吸引而使物体受到的力
方向
无
竖直向下
大小变化
不随物体所处的位置、环境、状态等的变化而变化，是物体的一种属性
随物体所在位置（如高度、纬度）而变化
单位
千克
牛顿
测量工具
天平
弹簧测力计
联系
质量大的物体，物重也大，物重跟它的质量成正比，G＝mg
g＝kg，质量是1千克的物体，所受到的重力是牛顿。
根据重力与质量的关系：
G＝mg，在日常生活中，可以用弹簧测力计测出物体的重力来推知物体的质量，也可以用天平测物体的质量来推知物体的重力。
例4水平地面上有一块质量为2千克的木板，木板上静止放置一个质量为10千克的铁块（如图1-1），铁块和木板各受到哪几个力的作用分别指出作用于铁块、木板的这些力的施力物体，并用力的图示法画出铁块所受的力。
分析：
分析某个物体受力情况时，首先把该物体作为研究对象，再看有几个物体与它发生作用。
如果把研究对象的物体作为受力物体，那么与之发生作用的其他物体则都是施力物体，图1-1
如果研究对象（受力物体）改变，则施力物体也要重新考虑。
现在我们来分析该题中的铁块、木板所受到的作用力。
先分析铁块。
铁块受到两个力的作用，铁块的重力和木板的支持力。
重力的施力物体是地球，大小为G＝mg＝10千克×牛顿/千克＝98牛顿，方向是竖直向下。
支持力的施力物体是木板，支持力与重力大小相等、方向相反，所以铁块受到的力的图示如下图1-2所示。
图1-2
再分析木板。
木板受到三个力的作用：
重力、地面的支持力、铁块的压力。
重力的施力物体是地球，支持力的施力物体是地面，压力的施力物体是铁块。
例5某物体沿直线运动，它在第一分钟内、第二分钟内、第三分钟内通过的距离都是500米。
在这三分钟内物体做的是（）
A.匀速直线运动B.变速直线运动
C.变速运动D.不能确定
分析：
在这三分钟内，物体每分钟通过的路程都是500米，看上去似乎是单位时间内通过的路程相等，似乎选A，其实这不符合匀速直线运动的定义，即匀速直线运动是速度快慢不变的直线运动，而题目没有告知物体在每分钟内的速度是否恒定，因此，本题选D。
例6一辆轿车用90km/h的速度追赶在它前面12km处的货车，追了27km才赶上，求货车的速度。
分析：
这是一道追及问题，当轿车追上货车时，它们一定相遇，此时两车的位置相同，运动时间相同。
轿车、货车从不同地点出发，在相同时间内两车的路程差是12km，这是解决问题关键所在。
已知：
v1＝90km/h,s1＝27km,s＝12km
求：
v2＝
解：
设轿车追上货车所需时间为t
t＝s1/v1＝27km/90km/h＝
货车通过的路程为s2
s2＝s1－s＝27km－12km＝15km
货车的速度为v2
v2＝s2/t＝15km/＝50km/h
另解：
两车在追及中的运动时间为t，两车运动的路程差s＝12km。
因为t相同
s1/v1＝（s1－s2）/v2
v2＝（s1–s）v1/s1＝（27km－12km）×90km/h/27km＝50km/h
答：
货车的速度是50千米/小时。
例7用飞机进行航空测量，飞机离地面高度保持500m，巡航速度为400km/h，飞机上测量仪器可在1200视角范围内测量，见图1-3，求飞机每小时可测量的面积。
解：
飞机上的测量仪器视角为1200，与地面夹角为α=（1800-1200）/2=300，飞机离地面高h=500m，300角的对边为斜边的一半。
所以辐射地面宽
H＝2√（2h）2－h2
＝2√（2×500m）2－（500m）2
＝1732m
因为巡航速度为v=400km/h，
则每小时测量面积：
图1-3
S=v·H=400×103m/h×1732m＝×108m2/h
即每小时测量面积为×108m2。
答：
飞机每小时测量的面积是×108米2。
【思考与练习】
1．地球同步卫星相对于_________是静止的，相对于________是运动的。
2．在进行飞行特技表演时，各架飞机能在空中形成并保持一定的造型（如图1-4），其条件是____________________。
图1-4图1-5
3．“月亮躲进云层里”，此叙述中观察者选取的参照物为（）
A.月亮B.云层C.观察的人D.地球
4．图1-5是表示游戏“谁在动”中的两个情景，坐在石块上的小孩先用双手蒙住双眼，后放开手，发现编号_________和__________的小朋友做了机械运动。
5．速度是表示物体_____________的量，一架战斗机的飞行速度是600m/s，合km/h，读做____________________________。
6．一辆小汽车，在平直公路上做匀速运动，10s内行驶了80m，该汽车运动的速度是________m/s，途中经过一座大桥，从桥头驶到桥尾共用时5分钟，这座桥长_______km。
7．甲乙两列火车长分别为200m和300m，速度分别为10m/s和54km/h，如果同向而行，则乙完全超过甲所需要的时间为_______s，如果相向而行，则完全通过所需要的时间为____________s。
8．一名运动员在百米赛跑中，起跑时的速度是2m/s，跑至20m处时的速度是10m/s，最后冲刺的速度是12m/s。
如果他的成绩是10s，则他全程的平均速度是m/s＝____________km/h。
9．如图1-6所示，（A）图表示物体处于___________状态，速度是________米/秒；（B）图表示物体处于__________状态，速度是__________米/秒；（C）图表示物体处于_____________状态，速度是_____________米/秒。
（A）（B）（C）
图1-6
10．火车在平直的轨道上匀速行驶，在离叉道口1360m处鸣笛，某人在叉道口边听到火车的鸣笛声，64s后，火车通过叉道口，求火车的速度是多少千米/时（设声速为340m/s）
11．甲、乙两地相距48千米，某汽船顺流从甲地到乙地需2小时，逆流从乙地到甲地需3小时，求船速v1、水速v2。
12．重力是由于______________而使物体受到的力，重力的方向是___________，由于重力的作用，抛向空中的物体最终都将__________________。
13．重力与质量的关系可用公式_______________表示，其中g=___________，其含义是_________________________________________。
14．力是________对__________的作用，力的作用是_________的，力在国际单位制中的单位是__________，在实验室中常用的测力计是_______________。
15．力的作用效果有
（1）_______________________，
（2）_________________；力的作用效果跟力的________、__________和__________有关。
16．如图1-7所示，关于物体乙的受力情况，下列说法中正确的是（）
A.乙只受重力和桌面支持力的作用
B.乙只受甲的重力和桌面支持力的作用
C.乙受甲的压力、自己的重力和桌面支持力的作用
D.乙受甲、乙两个物体的重力和桌面支持力的作用
17．划船时，用桨向后划水，船就前进。
使船前进的力是（）图1-7
A.桨对水向后的推力B.水对桨向前的推力
C.船身对水的推力D.水对船身的推力
18．质量为2kg的物体，受到的重力是（）
kg甲、乙两物体质量之比为5:
4，甲受到的重力为250N，则乙的重力为（）
20．在下面空格中填出各力的施力物体：
（1）汽车上的乘客受到的重力____________________；
（2）飘浮在空气中的气球受到的向上托的力______________________；
（3）拳击运动员用拳打击沙包时拳头受到的作用力________________。
21．每次使用弹簧测力计时，应先检查指针_______________，称量或测量时，测量值不能超过其____________。
22．用绳子系住木桶，手握绳子从井中提水，手受到竖直向下的作用力，此力的施力物体是（）
A.地球B.木桶C.绳子D.手
23．“鸡蛋碰石头”时，破碎的总是鸡蛋，对这一事实的分析，正确的是（）
A.石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力一样大
B.鸡蛋对石头有力的作用，鸡蛋对石头没有力的作用
C.石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
D.鸡蛋对石头没有作用力，鸡蛋对石头有作用力
24．一宇航员从地球到达月球时，他的（）
A.质量不变，重力不变B.质量不变，受到重力变小
C.质量不变，受到重力变大D.质量变小，受到重力变小
25．在斜坡滚动的足球所受重力为，请用力的图示法画出图1-8中重力的图示。
26．如图1-9，用90N的与斜面平行的力向上拉小车，请用力的图示法画出这个拉力。
27．见图1-10，挂在墙上的球重6牛，画出小所受力的示意图。
图1-8图1-9图1-10
28．当人用手直握酒瓶时，手对酒瓶的一个作用力使瓶子不致于掉落，则瓶子受到的这个作用力的名称是（）
A.拉力B.握力（压力）
C.重力D.摩擦力
29．一木箱分别如图1-11的方式放在相同粗糙的地面上，现用一作用力作用在木箱上，使木箱向右滑动，其中滑动摩擦力最小的是（）
图1-11
A.甲B.乙
C.丙D.三种情况下滑动摩擦力相等
30．如图1-12所示，竹竿在力的作用下发生弯曲，其中要说明力的作用效果与力的大小有关，应比较图_______和_______，要说明力的作用效果与力的方向有关，应比较图______和_______，要说明力的作用效果与力的作用点有关，应比较图_______和________。
图1-12
31．重力是×102N的物体可能是下列物体中的（）
A.一头大象的体重B.一只蚂蚁的体重
C.一只书包的重力D.一只鸡蛋的重力
32．教室里的讲台桌上放了一盆花，花盆对桌面有压力的作用，则这个压力的反作用力是（）
A.桌子对花盆的支持力B.花盆受到的重力
C.桌子受到的重力D.地面对桌子的支持力
33．一艘油轮最多可载原油5×104吨，请计算一下这艘油轮可载原油的重力不应超过多少牛顿
34．某大楼的一部电梯上标着“限载1000kg”的字样，现在在电梯里已有乘客8人，合计总重力为9000N，一名工人扛着一桶质量为20kg的矿泉水走进电梯，不料电梯内亮起了超载红灯，试计算一下，该工人的体重至少有多少牛顿
35．下面的做法中，不属于增大摩擦的是（）
A.自行车的车轴里装有轴承B.雪地里行使的汽车，车胎上缠有铁链
C.举重运动员手上擦些滑石粉D.鞋底和轮胎有凹凸不平的花纹
36．请画出图1-13中，砝码、箭、手所受弹力的方向：
图1-13
【探索与实验】
示例1汽车刹车之后
现代社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。
司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器来刹车需要一段时间，在这段时间内汽车通过的距离叫反应距离。
从操纵制动器到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。
（如图1-14所示）
图1-14
为了提高行车安全，我们要对上述两个距离进行实验研究：
下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。
（1）该实验用到的实验器材有：
汽车车速表、_____________。
（2）本实验可根据________________来测量汽车的制动距离。
（3）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是__________摩擦。
速度（km/h）
反应距离（m）
制动距离（m）
40
7
8
50
9
13
60
11
20
80
15
34
100
19
54
（4）利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是_________秒。
（5）分析上表数据，可知影响汽车制动距离的主要因素是___________。
（6）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的科学道理。
示例2增大摩擦力的方法通常有两种，即增大压力或接触面粗糙。
那么还有没有别的办法了呢某同学进行了如下的研究：
找一段棉线，在棉线的一端拴上一个沉重的东西（例如一把大锁），然后，把它搭在一个平放的圆棍上，如下图1-15中
（1）那样，通过弹簧测力计来拉棉线的另一端，这时，要使重物不下落，用的力虽然比竖直向上提要少，但省的力却不算多。
再如图1-15中
（2）那样，将棉线在圆棍上绕1圈，发现测力计的示数变小了。
再如图1-15中（3）那样，将棉线在圆棍上绕2圈，发现测力计的示数更小了。
再如图1-15中（4）那样，将棉线在圆棍上绕4圈，发现测力计的示数几乎等于零。
对上述现象，该同学进行了归纳分析，得出了结论。
图1-15
根据你的理解：
（1）该同学得出了一个什么结论
（2）这一结论在日常生活、生产中有何应用请列举两例。
（3）该同学在上述研究过程中采取了怎样的思维程序
课外实践1
简易器材：
若干个冲了气的气球、几根橡皮筋、弹簧测力计
请你选择题目所提供的一种或几种器材，设计出下列实验，并按下表要求填写：
器材
实验内容
操作方法
发生的现象
1
物体间的作用力是相互的
2
力可以改变物体的形状
3
力的作用效果与力的大小有关
4
研究弹力的方向
课外实践2
滑动摩擦力在物体运动时起着重要的作用，通过实验探究已经知道滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关，也与接触面间的压力有关，有同学猜想滑动摩擦力可能还与接触面的面积大小有关，请你从以下器材中选出部分器材，设计一个实验对这个猜想进行研究。
器材：
a.斜面b.带钩的正方体木块c.带钩的长方体木块d.表面平整的长木板e.几条毛巾f.直尺g.弹簧测力计h.硬纸板
（1）你所需要的实验器材（用器材前面的字母表示）：
______________。
（2）简述主要的实验步骤：
___________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
【科学撷萃】
如何战胜地球引力什么叫宇宙速度
航天器在大气层中也能绕地球飞行吗
遨游环宇是人类自古以来的梦想，但祖先们却无法离开地面分寸，于是只好用种种美丽的飞天神话和幻想来寄托这种愿望。
人为什么不能离开地面呢人们一直在思考。
或许是缺少一对翅膀但是，许多勇敢者模仿鸟类用人造翅膀飞行的尝试都失败了。
理论研究证明，由于生理上的局限，人类永远不可能用肌肉的力量在空中支持自身的重量。
1686年，牛顿揭开了这团迷雾。
他在这年发表的《自然哲学数学原理》一书中指出，任何两个物体间都有相互吸引力，由此创建了万有引力的大小跟它们的质量成正比，跟它们之间的距离的平方成反比。
由于人与地球的质量相差太悬殊，所以人总是被地球强大的引力所束缚而不能离开地面。
现在问题已经明朗了，要离开地面，就要克服地球引力。
但如何才能克服地球引力呢这就是要使一个物体离开地球，必须沿着地球引力相反的方向（即向上）对它施加力，使它作加速运动，当它达到一定速度时停止加力，它就能以惯性一直向前而脱离地球。
这个速度可通过地球的质量和物体与地心的距离计算出来。
物体在地球表面上（即距离为地球的半径）飞行时，这个速度为千米/秒，叫做脱离速度或逃逸速度。
原来速度可以战胜引力。
物体达到千米/秒的运动速度时能摆脱地球引力的束缚。
在摆脱地球束缚的过程中，在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球，而是按抛物线飞行。
脱离地球引力以后在太阳引力作用下绕太阳运行。
若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到千米/秒。
那时将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。
人类的航天活动，并不是一味地要逃离地球。
特别是当前的应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器作圆周运动。
我们知道，物体作曲线运动时会产生离心力。
因此，要让航天器作圆周运动，必须始终有一个与离心力大小相等、方向相反的力作用在航天器上。
在这里，我们正好可以利用地球的引力。
因为地球对物体的引力，正好与物体作曲线运动的离心力方向相反。
经过计算，在地面上，物体的运动速度达到千米/秒时，它所产生的离心力，正好与地球对它的引力相等。
这个速度被称为环绕速度。
上述使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度；摆脱地球引力束缚，飞离地球的速度叫第二宇宙速度；而摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度。
根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离平方成反比。
因此，物体离地球中心的距离不同，其环绕速度（第一宇宙速度）和脱离速度（第二宇宙速度）有不同的数值。
物体在不同的高度上的环绕速度和脱离速度
离地面高度（Km）
0
200
300
400
500
600
800
环绕速度（Km/s）
7．912
7．790
7
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