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(共36張PPT)
力是改變物體運動狀態的原因(一)
學業內容構架
內容要求
(對應課標P37)
(1)知道對物體機械運動的描述是相對于參照物來說的，同一運動如果選擇不同的參照物，所得出的對運動的描述可能是不同的。能描述物體運動的快慢，了解速度的定義和單位，能用速度描述物體的運動，能用速度公式進行簡單計算。
(2)能描述力的概念，知道力的作用是相互的，能說出力的作用效果；會測量力的大小，能用力的圖示來表示力的三要素。初步認識常見的幾種力(重力、摩擦力、彈力)，并能說明其意義。
(3)能描述牛頓第一定律，能說出慣性的定義，并能用慣性解釋有關的常見現象；能分析物體受到的力，能舉例說明力是物體運動狀態變化的原因，能解釋力和運動之間的關系。
(4)能說明二力平衡作用下的物體的運動狀態：靜止或勻速直線運動；能舉例說明二力平衡的條件，能用力與運動的關系解釋和解決生活中簡單的力學問題。
內容要點
要點1　機械運動的相對性
(一)機械運動
1. 機械運動：物體位置隨時間的變化。
2. 比較物體運動快慢的四種方法：①比較相同時間內通過的路程；②比較通過相同的路程所用的時間；③比較路程和時間的 　比值　；④比較時間和路程的比值。
比值　
(二)參照物
1. 判斷物體運動或靜止時被選作標準的物體叫做參照物。
2. 參照物的選擇可以是任意的，當物體被選為參照物后，就假定它是靜止的。
3. 為了方便，我們常用地面做參照物。
(三)運動和靜止的相對性
物體的運動和靜止是 　相對　的。如果選擇的參照物不同，描述同一物體的運動狀態時，結論也可能不一樣。
相對　
(四)速度
1. 定義：物體在單位時間內通過的路程叫速度。速度可以定量地描述物體運動的快慢。
2. 公式：速度＝，即v＝。
3. 國際單位：米/秒(m/s)。
常用單位：千米/時(km/h)。
常見單位間的換算：1 m/s＝3.6 km/h。
(五)勻速直線運動和變速直線運動
1. 勻速直線運動是最簡單的機械運動，是指物體速度快慢不變、沿著直線的運動。
2. 描述變速直線運動時可用平均速度來描述物體運動的快慢，即＝。
【典例展示】
例1　2024年3月20日，我國鵲橋二號中繼星由長征八號遙三運載火箭在文昌航天發射場發射升空，共同升空過程中，下列說法正確的是(　A　)
A. 以鵲橋二號為參照物，長征八號是靜止的
B. 以地球為參照物，鵲橋二號是靜止的，長征八號是運動的
C. 以月球為參照物，鵲橋二號是靜止的，長征八號是運動的
D. 以太陽為參照物，鵲橋二號是運動的，長征八號是靜止的
A
例2　P、Q是同一直線上相距12m的兩點，甲、乙兩小車同時經過P點向Q點做直線運動，它們的s－t圖象分別如圖(a)(b)所示。則(　D　)
D
A. 甲車速度為2m/s
B. 甲車速度小于乙車速度
C. 乙車先到達Q點
D. 甲車到達Q點時，甲、乙兩車相距4m
要點2　常見的力
1. 力是 　物體　對 　物體　的作用，物體間力的作用是 　相互　的。力的單位是 　牛頓(N)　。
2. 力的作用是相互的：一個物體對另一個物體施加力的同時，另一個物體也對該物體施加一個反作用力，這兩個力是相互作用力。相互作用力的特點：大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在兩個物體上。
3. 力的作用效果：使物體發生 　形變　或 　改變物體的運動狀態　。
物體　
物體　
相互　
牛頓(N)　
形變　
改變物體的運動狀態　
4. 常見的力
(1)重力
產生：由于地球吸引而使物體受到的力。
大小：與物體的質量成 　正比　。
計算公式：G＝mg，g＝9.8 N/kg。
g的意義：質量為1kg的物體受到的重力為9.8N。
方向： 　豎直向下　。
作用點：重心。
判斷重心位置的方法：①對于質量分布均勻、形狀規則的物體，重心在其幾何中心；②對于質量分布不均勻、形狀不規則的物體，可以用“懸掛法”“支撐法”來確定物體重心位置。
正比　
豎直向下　
(2)摩擦力
產生：物體相互接觸并擠壓，接觸面粗糙，發生相對運動或者有相對運動的趨勢，在表面產生一種阻礙相對運動或者相對運動趨勢的力，叫做摩擦力。
分類：靜摩擦力，滑動摩擦力，滾動摩擦力。
大小：靜摩擦力的大小取決于與之平衡的力的大小；滑動摩擦力大小與接觸面間的 　粗糙程度　和接觸面間的 　壓力大小　有關，f＝μFN(f為滑動摩擦力，μ為摩擦因數，FN為接觸面間的壓力大小)。相同條件下：f最大靜摩擦＞f滑＞f滾。
方向：與物體相對運動或者相對運動趨勢方向 　相反　。
作用點：接觸面間。
粗糙程度　
壓力大小　
相反　
摩擦的利弊、增大與減小摩擦的方法：生產生活中經常需要利用摩擦，如沒有摩擦汽車不能行駛、人無法走路，但有時摩擦又會產生熱量、磨損機器等。所以我們要增大有利摩擦，減少有害摩擦。①增大摩擦的方法：增大 　壓力　，增大 　接觸面粗糙程度　，變 　滾動　為 　滑動　；②減小摩擦的方法：減小 　壓力　，接觸面 　光滑　些，加 　潤滑油　，變 　滑動　為 　滾動　等。
壓力　
接觸面粗糙程度　
滾動　
滑動　
壓力　
光滑　
潤滑油　
滑
動　
滾動　
(3)彈力
產生：物體受外力作用發生彈性形變后，撤去外力，物體恢復原來形狀產生的力，叫做彈力。
條件：相互接觸，發生彈性形變。
大小：在彈性限度內，物體形變越大，產生的彈力越大。形變消失，彈力也消失。
方向：指向物體恢復原狀的方向。輕繩的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向。壓力、支持力的方向總跟接觸面垂直，指向被壓或者被支持的物體。
作用點：接觸面間。
常見的彈力：壓力、拉力、推力、支持力等。
5. 力的測量及示意圖
(1)測量力的儀器是 　測力計　，實驗室常用的是 　彈簧測力計　。原理：利用彈簧在彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力大小成正比。使用彈簧測力計時要注意：①觀察 　量程　和 　分度值　；②調零，使指針對準面板的零刻度線；③測量力的大小時，注意彈簧測力計軸線方向和所測力應在同一條直線上，觀察時，視線必須與刻度盤 　垂直　。
(2)力的三要素：力的 　大小　、 　方向　和 　作用點　。
(3)力的圖示法：用一根帶箭頭、有標度的線段來表示力的三要素。
(4)力的示意圖：用一根只帶箭頭的線段表示力的方向、力的作用點。
測力計　
彈簧測力計　
量程　
分度值　
垂直　
大小　
方向　
作用點　
【典例展示】
例3　2024年春季，整個湖北省受凍雨災害影響。如圖所示，為保障市民安全出行，志愿者們正在清理道路冰雪，他們采用增大壓力的方法來增大摩擦的是(　D　)
D
A. 路面撒鹽
B. 在路面上鋪防滑墊
C. 穿鞋底粗糙的橡膠鞋
D. 鏟雪時握緊鏟子，防止鏟子滑落
例4　重力是由于地球吸引而產生的，在南半球的人認為受到的重力方向相對所在地面來說豎直向下，同理在北半球的人認為受到的重力方向是 　豎直向下　(選填“豎直向下”或“豎直向上”)，中國很多地方有“怪坡”景點，在“怪坡”上“車倒爬，水倒流”：科學家實地測量某一怪坡發現，怪坡的“坡頂”比“坡底”還要低，但受周圍參照物的影響產生了錯覺，由此可見，科學測量才能弄清真相，如圖所示，車輪在此怪坡上受到重力的方向應為 　A　(選填字母)。
豎直向下　
A　
例5　如圖甲所示，在粗糙水平地面上向右運動的物體，受到方向不變的水平拉力F作用，F大小與時間t的關系如圖乙所示，物體運動速度v與時間t的關系如圖丙所示。由圖象可知：當t＝4s時，物體受到的摩擦力為 　4　N；當t＝6s時，物體處于 　靜止　(選填“勻速”“變速”或“靜止”)狀態，此時物體受到的摩擦力 　3　N。
4　
靜止　
3　
要點3　牛頓第一定律(又叫慣性定律)
1. 牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持 　靜止　或 　勻速直線運動　狀態。
2. 慣性：物體保持 　勻速直線運動　狀態或 　靜止　狀態的性質叫做慣性。慣性是物體本身固有的一種屬性，慣性的大小只與物體的 　質量　有關，而與其他因素無關，一切物體任何時候、任何狀態下都有慣性。
3. 牛頓第一定律是通過實驗事實和科學歸納推理得出的，它不可能用實驗來直接驗證。
靜止　
勻速直線運動　
勻速直線運動　
靜止　
質量　
[說明]
1. 阻力對物體運動的影響：讓同一小車從同一斜面的 　同一高度　自由滑下(控制變量法)，是為了使小車滑到斜面底端時有相同的 　速度　。阻力的大小用小車在木板上滑動的距離的長短來體現(轉換法)。
2. 牛頓第一定律是指物體在不受外力作用時的狀態，而慣性是物體保持原來狀態的一種性質，所以牛頓第一定律與慣性是有區別的。一切物體都具有慣性。
3. 慣性不是力，不能說“慣性力”的作用，慣性的大小只與物體的質量有關，與物體的形狀、速度、物體是否受力等因素無關。
同一高度　
速度　
【典例展示】
例6　利用如圖所示的裝置，探究“阻力對物體運動的影響”。
(1)讓小車從同一高度由靜止滑下，目的是為了控制小車每次滑到水平面時的 　速度　相同。
(2)實驗通過觀察 　A　(選填字母)來反映阻力對物體運動的影響。
A. 小車滑行的距離
B. 接觸面的粗糙程度
速度　
A　
(3)由實驗可以知道，小車在 　木板　(選填“棉布”或“木板”)表面上運動時，速度減小得慢。
(4)下列對此實驗的分析或推理正確的是 　B　(選填字母)。
A. 實驗中運動的小車會停下來，說明運動要靠力來維持
B. 如果小車在水平面運動時不受阻力，它就不會停下來
木板　
B　
(5)實驗完成后，同學們在一起討論運動和力的關系，其中觀點正確的是 　D　(選填字母)。
A. 物體受力，運動狀態一定改變
B. 物體不受力，一定會保持靜止
C. 物體運動，一定受到力的作用
D. 物體運動狀態改變，一定受力
D　
要點4　二力平衡
1. 物體 　靜止　或 　勻速直線運動　時，稱為處于平衡狀態。物體處于平衡狀態時，受到的力叫平衡力。
2. 二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果 　大小相等　、
　方向相反　、 　作用在同一直線上　(同物、等大、反向、共線)，這兩個力就相互平衡。
靜止　
勻速直線運動　
大小相等
方向相反　
作用在同一直線上　
[說明]
1. 在判斷物體受平衡力時，先判斷物體在什么方向(水平方向還是豎直方向)處于平衡狀態，然后才能判斷物體在什么方向受到平衡力。
2. 解題的過程中，常常被忽略的一個條件是一對平衡力中的兩個力必須作用在同一個物體上。
3. 力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因。
【細節解讀】
二力平衡條件的應用
1. 根據受力情況判斷物體的運動狀態
當物體不受任何力作用時或受到平衡力作用時，物體總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。當物體受非平衡力作用時，物體的運動狀態一定發生改變。
2. 根據物體的運動狀態判斷物體的受力情況
當物體處于平衡狀態(靜止狀態或勻速直線運動狀態)時，物體不受力或受到平衡力。當物體處于非平衡狀態(加速或減速運動、方向改變)時，物體受到非平衡力的作用。
3. 力和運動的關系
當物體所受合力不為0時：
(1)當物體所受外力方向與物體運動方向相同時，則物體做加速運動；若物體剛開始時靜止，在此情況下仍做加速運動。
(2)當物體所受外力方向與物體運動方向相反時，則物體做減速運動。
(3)當物體所受外力方向與物體運動方向不在同一條直線上時，則物體做曲線運動。
【典例展示】
例7　如圖所示是水上樂園飛行表演，表演者雙腳站在向下噴水的踏板上，水柱將人向上頂起，人在空中時而加速上升，時而急速翻滾，時而加速下降，還能在空中豎直懸停。下列說法不正確的是(　B　)
B
A. 踏板向下噴水，人向上升起，利用了物體間力的作用是相互的原理
B. 加速上升過程中，表演者處于平衡狀態
C. 加速下降過程中，若人所受力全部消失，人將做勻速直線運動
D. 人在空中豎直懸停時，人受到的重力和踏板對人的支持力是一對平衡力
例8　如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。
(1)把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力 　大小相等　。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力 　方向相反　。
大小相等　
方向相反　
(2)把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車 　扭轉回來　，這說明相互平衡的兩個力作用在 　同一直線上　。
(3)實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質量較 　大　的砝碼進行實驗(選填“大”或“小”)。
扭轉回來　
同一直線上　
大　

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