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(接17日)
題型二通過活動探究,認識力的作用效果與力的大小、方向和作用點有關,並能聯系生產、生活實際解釋有關現象
例1.如圖2所示,使一薄鋼條的下端固定,分別用不同的力去推它,使其發生(a)、(b)、(c)、(d)各圖中的形變,如果力的大小F1=F3=F4>F2,那麼,能說明力的作用效果跟力的作用點有關的圖是( )
知識點用控制變量法探究影響力的作用效果的因素
闖關點撥本題考查對力的三要素的理解。力的作用效果跟力的大小、力的方向以及力的作用點都有關系。
解:題中要求能說明與力的作用點有關的圖,即要保證在力的大小和力的方向相同的情況下進行判斷。(a)和(b)力的方向相同,力的作用點相同,力的大小不同,所以A是研究力的作用效果與力的大小的關系;(a)和(c)力的大小相同,力的作用點相同,力的方向不同,所以B是研究力的作用效果與力的方向的關系;(b)和(d)只有力的方向相同,力的作用點和力的大小均不同,故排除。答:選C
例2.跳板跳水運動員跳水前為什麼總是站在跳板的最前端蹬跳板?
知識點力的作用效果與力的作用點有關
闖關點撥跳板跳水運動員要在落水前完美地完成高難度動作,很關鍵的一點是要有足夠的騰空時間,也就是在離開跳板後,能達到足夠的高度。運動員用力蹬跳板使跳板發生形變,跳板在恢復形變時對運動員有彈力作用,把運動員彈到高處。跳板的形變越大,彈力越大,運動員就被彈得越高。而跳板的形變大小取決於運動員蹬跳板的力的作用效果。
答:要使跳板形變越大,不僅蹬跳板的力(作用力)要大,而且還與力的作用點的位置有關。在作用力的大小相同時,作用在跳板的最前端點處,力的作用效果最顯著,因此運動員總是站在跳板的最前端蹬跳板。
題型三會用力的示意圖表示力
例1.試分析掛在豎直牆上、質量為3kg的球受到的力(如圖3所示),並用力的示意圖表示球受到的力。
知識點對物體進行受力分析,並會用力的示意圖表示力
闖關點撥(1)判斷物體是否發生了力的作用,如本題中牆壁對球是否有支持力,只要假設把牆壁移開,看球是否會移動,怎樣移動。由圖可知,球會向左移動,由此可以判斷牆壁對球有一個向右的支持力。(2)畫力的示意圖分三個步驟:①在受力物體上畫出力的作用點;②確定力的方向後沿力的方向畫一條直線;③在線段的末端標箭頭,在箭頭旁標出所畫力的符號。
解:首先確定研究對象——球,再分析其受力情況,最後作圖。球受到了重力G,方向豎直向下,球被繩拉緊,受到繩的拉力F的作用,方向沿繩向上;球由於與牆壁接觸且有互相擠壓,由圖可知它受到了牆對它的支持力N的作用,方向垂直牆壁向右。球受力的示意圖如圖4所示。
圖4
然後,我們來研究牛頓第一定律、慣性和二力平衡的知識——
題型一考查你是否理解了牛頓第一定律
例1.水平桌面上,物體在水平力F作用下向右運動,當它離開桌面時,假如所受的一切外力同時消失,那麼它將( )
A、沿豎直方向下落
B、沿水平方向向右作勻速直線運動
C、作曲線運動
D、無法確定運動情況
知識點理解牛頓第一定律
闖關點撥根據牛頓第一定律,一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。原來靜止的物體將保持靜止狀態;原來運動的物體將保持勻速直線運動狀態。
解:由題意可知,物體離開桌面時已處於運動狀態,那麼當一切外力同時消失時,物體將維持離開桌面時的運動狀態,繼續向右作勻速直線運動。答:選B
例2.如圖5所示,木塊放在表面光滑的小車上並隨小車一起沿桌面向左做勻速直線運動。當小車遇障礙物而突然停止運動時,車上的木塊將( )
A、立即停下來 B、立即向前倒下
C、立即向後倒下
D、仍繼續向左作勻速直線運動
知識點考查對牛頓第一定律的理解
闖關點撥(1)注意『光滑』兩字。表面光滑,摩擦力可以不計,這是一種理想情況。(2)原來運動的物體在沒有受到外力作用的時候將保持勻速直線運動狀態。
解:木塊原來隨小車一起向左運動,當小車突然停止時,木塊在水平方向上沒有受到外力的作用,根據牛頓第一定律,木塊將繼續向左作勻速直線運動。
答:選D
[變形思考]若本題中『光滑』兩字去掉,結果將怎樣?答:向前倒下
題型二考查對慣性的認識和理解,並會解釋慣性現象,培養應用知識解決實際問題的能力
例1.下列現象中不能用慣性知識解釋的是( )
A、跳遠運動員的助跑速度越大,跳遠成績往往越好
B、用力將物體拋出去,物體最終要落到地面上
C、子彈離開槍口後仍然能繼續高速向前飛行
D、古代打仗時,使用絆馬索能將敵方飛奔的馬絆倒
知識點考查慣性知識
闖關點撥物體保持運動狀態不變的性質叫做慣性,所有物體都有慣性。對於題述的這些現象能否用慣性知識加以解釋,關鍵在於物體是否體現出由於慣性而保持原有的運動狀態這一特點。A、C、D選項中所舉的現象均是由於物體的慣性所致,而B選項中的物體之所以要落回到地面上,是因為拋出去的物體受到重力作用,不是慣性的緣故。
答:選B
例2.一杯水放在列車內的水平桌面上,如果水面突然發生了如圖6所示的變化,則列車的運動狀態可能發生的變化是( )
①列車突然向右啟動
②列車突然向左啟動
③列車向右運動時突然剎車
④列車向左運動時突然剎車
A、①或② B、①或③
C、②或③ D、②或④
知識點用慣性知識解釋日常生活中的有關現象
闖關點撥任何物體在任何情況下都具有慣性,即無論物體是靜止還是運動,無論物體怎樣運動,無論物體是氣態、液態還是固態,都具有慣性。當列車突然向右啟動或向左運動時突然剎車,杯中的水由於慣性保持靜止或保持向左運動的性質,而向左傾倒運動,故①和④不可能形成圖示的狀態;當列車突然向左啟動或向右運動時突然剎車,則杯中的水要保持原狀態不變,而必須向右傾倒運動,形成如圖所示的狀態。故C是正確的。答:選C
說明:解釋有關慣性現象時,首先要認清研究對象的原有狀態,慣性是保持物體原狀態不變的性質,這一點尤為重要。
[拓展題]如圖7所示,水平桌面上放置一個氣泡水平儀,當水平儀突然向右運動時,水平儀內的氣泡相對水平儀將( )
A、向前方移動 B、向後方移動
C、可能向前運動,也可能向後運動
D、靜止不動
闖關點撥本題涉及兩個知識點:第一,一切物體都具有慣性;第二,質量是慣性大小的唯一量度。由於氣泡的質量與水平儀的水相比十分微小,因而其慣性極小,所以當水平儀突然向右運動時,體現慣性的主要是水平儀內的液體。將水平儀向右移動,由於慣性,液體要保持原來的靜止狀態,因此液體相對滯後,而同時把質量極小的氣泡擠向前方,所以會看到氣泡向前方移動。答:選D
題型三會根據二力平衡的條件判斷二力是否平衡
例1.一個物體同時受到兩個力的作用,這兩個力的三要素完全相同,那麼這兩個力( )
A、一定是平衡力
B、可能是平衡力
C、一定不是平衡力
D、無法判斷
知識點二力平衡的條件
闖關點撥當兩個力的三要素完全相同,則這兩個力大小相等、方向相同、兩力的作用線重合,顯然方向相同的兩個力不可能成為平衡力,所以本題中兩個力一定不是平衡力。答:選C
例2.某同學靜立在磅秤上,下列幾對力中屬於平衡力的是( )
A、人的重力與磅砰對人的支承力
B、人對磅砰的壓力與磅秤對人的支承力
C、磅秤的重力與磅秤對人的支承力
D、磅秤的重力與人的重力
知識點受力分析以及平衡力的知識
闖關點撥平衡力是指作用在一個物體上大小相等、方向相反且在同一直線上的兩個力。磅秤對人的支承力方向向上,人靜立不動時與人的重力大小相等,符合二力平衡的條件,A正確。人對磅秤的壓力的受力物體是磅秤,施力物體是人,而磅秤對人的支承力的受力物體是人,施力物體是磅秤,它們是一對相互作用力,不是平衡力的關系,B不正確。磅秤的重力的受力物體是磅秤,施力物體是地球,而磅秤對人的支持力的受力物體是人,施力物體是磅秤,作用於不同的物體,也不是平衡力的關系,C不正確。磅秤的重力與人的重力,顯然不作用於同一個物體,不是平衡力,D不正確。
答:選A
題型四平衡力知識的實際應用
例1.受4N重力的電燈懸掛在電線上靜止不動,電線對燈的拉力是多大?方向如何?
知識點受力分析以及平衡力知識的應用
闖關點撥要掌握應用二力平衡的條件解決問題,要強調分析問題的思路方法。
應用二力平衡的條件解決問題,首先要判斷被研究的物體是不是處於靜止或勻速直線運動狀態,只有物體處於靜止狀態或勻速直線運動狀態纔可以應用這個條件。利用物體的平衡條件解決問題時,可參考以下步驟:
1)明確研究對象──電燈
2)對電燈進行受力分析──受豎直向下的重力、電線對燈的拉力(方向未定)
3)判斷物體運動狀態──靜止
4)依據運動和力的關系——平衡狀態受力一定為平衡力──二力平衡
5)結論:拉力大小等於重力大小為4N,拉力方向與重力方向相反,為豎直向上。
答:拉力的大小為4N,方向豎直向上
例2.在豎直的磁性黑板上,小鐵片不會掉下來,這是為什麼?請畫出小鐵片的受力示意圖。
知識點考查受力分析、力的示意圖以及平衡力的知識
闖關點撥物體靜止,則物體受到平衡力的作用,豎直方向上受力平衡,重力和鐵片與黑板間的靜摩擦力平衡,重力方向豎直向下,那麼靜摩擦力豎直向上。水平方向也受力平衡,即磁體吸引緊壓在黑板的力,和黑板對其向外的壓力。豎直方向的兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上,水平方向的兩個力也大小相等、方向相反、作用在一條直線上。
答:小鐵片因受磁體吸引緊壓在黑板上,黑板對其有個向外的壓力。鐵片與黑板間有一個豎直向上的靜摩擦力與鐵片重力成為一對平衡力,鐵片就不會掉下來了。受力示意圖如圖8所示。(完)
圖8
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