資源簡介

第八章?? 力與運動
一. 教學內容：
1. 力的合成
2. 二力的平衡
3. 牛頓第一定律和慣性
4. 力與運動
二. 重點、難點：
1. 知道同一直線上二力合成的方法。
2. 什么叫二力平衡， 知道二力平衡的條件。
3. 能解決簡單的二力平衡的問題
4. 掌握牛頓第一定律。
5. 理解慣性的概念，能用慣性解釋生活中的有關現象。
三. 知識點分析：
（一）合力與分力
一個力對物體的作用與幾個力同時對物體的作用，如果產生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力；那幾個力就叫做這個力的分力。
（二）力的合成
1. 定義：求幾個已知力的合力叫做力的合成。
2. 沿同一直線上兩個方向相同的力的合力，其大小等于這兩個力的大小之和，方向跟這兩個力的方向相同。
3. 沿同一直線上兩個方向相反的力的合力，其大小等于這兩個分力的大小之差，方向跟這兩個分力中較大的力的方向相同。
?（三）二力平衡的條件
我們可以做個實驗來共同科學探究：
1. 增減砝碼的數目，觀察小車在什么條件下靜止，在什么條件下發生運動？
2. 保持兩端砝碼數相等，觀察拉力F1和F2是不是在一條直線上，把小車扭轉個角度，使拉力F1和F2不在一條直線上，觀察小車的情況。
通過實驗，我們會發現：
當兩個拉力大小不等時，小車不能保持靜止。這兩個力不能平衡。
當兩個力大小相等，不在一條直線上，方向互成角度或互相平行時，小車也不能保持靜止。這兩個力不能平衡。
可見，兩個力的平衡必須滿足以下四個條件：兩個力作用在一個物體上，大小相等、方向相反、作用在一條直線上。
根據同一條直線上力的合成的法則可知，當兩個力彼此平衡時，物體受到的合力是0。
?（四）牛頓第一定律
1. 實驗探究：判斷物體不受力時的運動。（結合教材）
2. 牛頓第一定律：一切物體在不受外力作用時，總是保持勻速運動狀態或靜止狀態。
?（五）慣性
1. 實驗探究：物體的慣性。（結合教材）
2. 慣性：物體保持運動狀態不變的性質。
慣性是物體的一種屬性，只有大小沒有方向。
（六）平衡狀態
牛頓第一定律告訴我們，物體在不受外力的時候總要保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。但是一切物體都受到力的作用，受到外力也保持靜止或保持勻速直線運動狀態的很多，教室內的吊燈受到重力和拉力，吊燈保持靜止。放在地上的水桶受重力和地面對它的支持力，水桶靜止。課桌受到重力、書本對它向下壓的力和地面的支持力，課桌靜止。這些是物體受到力的作用保持靜止狀態的情況；物體受到力的作用，保持勻速直線運動的情況也能見到。一列火車在一段平直的軌道上勻速行駛，火車受重力、支持力、水平向前的牽引力和向后的阻力。可見，物體在受到外力作用時，也可以保持靜止或保持勻速直線運動，只要物體保持靜止或保持勻速直線運動，就叫做平衡狀態。
?（七）力的平衡
物體在受到幾個力作用時，如果保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，這幾個力稱為平衡力。
如根據這個觀點，我們從吊燈的靜止狀態可知吊燈受到的重力和拉力是一對平衡力。放在地上的水桶靜止時，受重力和地面對它的支持力也是一對平衡力。
（八）力與運動的關系
1. 物體在力的作用下怎樣運動？
當物體受到一平衡力的作用時，物體的運動狀態保持不變。
當物體受到一個力或非平衡力的作用時，物體的運動狀態將發生變化。
2. 力如何改變物體的運動狀態
運動狀態改變，不僅僅是指從靜止到運動或從運動到靜止，還包括運動速度大小和方向的改變。
（1）由靜到動。
（2）由快到慢：勻速行駛的汽車，在水平方向上受到一對平衡力的作用，當汽車關閉發動機后，汽車在水平方向上只受到向后的摩擦力的作用。受到了不平衡力的作用。
（3）由慢到快：從樹上落下的蘋果。
（4）改變運動方向：一艘勻速自西向東行駛的帆船，突然受到一陣南風的影響，運動方向就發生了改變。因為勻速行駛時，牽引力與阻力組成了一對平衡力，當有南風時，就又對這艘船施加了一個向南的力，使船所受的力不再是平衡力作用。
總之，只要物體受到不平衡力的作用時，它的運動狀態就會發生變化。
?（九） 二力平衡條件的應用
二力平衡條件的應用可以從兩方面去掌握。
1. 根據物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，可以分析出作用在物體上的力的大小和方向。
例如，質量是50千克的人站在水平地面上，畫出人受力的示意圖。
人受重力G和地面的支持力N。人處于靜止狀態，所以重力G和支持力N是平衡的．那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件，即大小相等，方向相反，且在一條直線上。
根據人的質量，計算出人的重力G。G＝mg＝50千克×9.8牛／千克＝490牛頓。方向豎直向下。支持力N＝490牛頓，方向豎直向上。
再如我們利用彈簧秤測物體的重力以及利用彈簧秤測物體受到的摩擦力都是利用了二力平衡的知識。
2. 根據物體的受力情況判斷物體的運動狀態
物體不受力，應保持勻速直線運動或保持靜止狀態。物體受一個力，運動狀態發生改變，這是力產生的效果。物體受平衡力時，應保持靜止或保持勻速直線運動狀態。靜止的物體受平衡力時，仍然保持靜止；運動的物體受平衡力時，仍然保持勻速直線運動。
例如，火車在平直的軌道上行駛。在豎直方向上重力和支持力平衡，如果牽引力大于阻力，火車將加速；如果牽引力小于阻力，火車將減速；牽引力和阻力相等時，水平方向二力平衡，火車勻速直線前進。
?
【典型例題】
例1. 拔河比賽時，甲班同學用5000N的力水平向東拉，乙班同學用4800N的力水平向西拉，則繩子所受的合力的大小和方向分別為（??? ）
A. 9800N，水平向東
B. 200N， 水平向西
C. 200N，水平向東
D. 5000N，水平向西
解析：由題可知，繩子受到水平方向的兩個力在同一直線上方向相反，故其受到的合力F＝F1－F2＝5000N－4800N＝200N，方向與5000N的力相同。
正確答案：C
?
例2. 同一直線上的兩個力作用在一個物體上，已知其中的一個力大小是600N，合力大小是1000 N，則另一個力的大小是（??? ）
A. 一定等于400N
B. 一定小于等于400N
C. 可能等于1600N
D. 一定大于1600N
解析：兩個力方向未知，設一個力F1＝600 N，另一個力為F2，若方向相同，F2＝F－F1＝1000N－600N＝400N；若方向相反，F2＝F＋F1＝1000N＋600N＝1600N，另一個分力可能為400 N或1600 N。
正確答案：C
?
例3. 一個用250 N的力豎直向上提起一個重200 N的水桶，水桶受到的合力是多少？
解析：首先分析水桶受力情況，水桶受豎直向上的拉力250 N，豎直向下的重力200 N，然后按同一直線上方向相反的二力的合成計算合力。
正確答案：合力大小為50 N，方向豎直向上。
?
例4. 一個物體受到同一直線上的兩個力F1和F2的作用，其中F1為30 N，這兩個力的合力為50 N，則F2的大小是多少？
解析：兩個力方向未知，所以分力的答案是不唯一的，有兩種情況。若方向相同，F2＝F－F1；若方向相反，F2＝F＋F1
正確答案：F1與F2方向相同時，F2＝20N；F1和F2方向相反時，F2＝80N。
?
例5. 關于慣性下列說法中正確的是（??? ）
A. 物體速度大時慣性大
B. 靜止時物體沒有慣性
C. 物體運動狀態改變時，慣性也隨之改變
D. 一切物體都有慣性
解析：慣性是一切物體都具有的屬性，而且慣性的大小只與物體的質量有關，與物體的運動狀態和是否受力等都是無關的。物體的速度有大小，只需判斷它的質量大小就可以。 關于物體有無慣性，則完全是一種錯誤提法，因為有物體存在它就有慣性。
正確答案：D
?
例6. 一氣球以一定的速度勻速豎直上升到某一高度時，從氣球上脫落一物體，該物體離開氣球后，將（??? ）
A. 繼續上升一段時間后下落
B. 立即下落
C. 以原來的速度仍勻速上升
D. 不再受力
解析：當物體從氣球上脫離后，由于慣性，要保持原來的運動狀態，所以有向上的速度，但由于重力的作用，改變了物體的運動狀態，使物體向上運動的速度越來越小，直到上升到最高點速度為零，然后開始下落。
正確答案：A
?
例7. 關于運動和力的說法下列正確的是（??? ）
A. 物體不受力時就會靜止
B. 物體不受力時運動狀態不變
C. 有力作用在物體上，物體可能出于靜止狀態
D. 有力作用在物體上，物體的運動狀態就改變
解析：由牛頓第一定律可知，物體在不受力時運動狀態不變，故A錯。有平衡力作用下物體將處于靜止狀態或勻速運動狀態，此時受力但運動狀態并沒有改變。
正確答案：BC
?
例8. 輪船在海上勻速航行，小名在船尾用力豎直向上跳，則小名下落后會掉入海水中嗎？為什么？
解析：輪船在海里航行，小名和輪船以同樣的速度運動，小名在船尾向上跳起后由于慣性，仍以原來的速度運動。所以會落回原處，不會掉入海水中。
正確答案：小名下落后不會掉入海水中，因為小名在船尾向上跳起后由于慣性，仍要保持原來的運動狀態，所以會落在原處不會掉入海水中。
?
例9. 一根電線下吊著一盞燈，下列各對力中是屬于二力平衡的是（??? ）
A. 電線對燈的拉力和燈對電線的拉力
B. 燈的重力和燈對電線的拉力
C. 電線對燈的拉力和燈的重力
D. 電線對燈的拉力和燈對地球的吸引力
解析：二力必須滿足同體、等值、反向、共線四個條件才能平衡，缺一不可。選項A中二力不共體，是一對相互作用力；B中二力不共體而且是同方向；D中二力也是一對相互作用力，不共體。
正確答案：C。
考點分析：本題考查了二力平衡的條件。
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例10. 一個物體靜止在水平桌面上，下面哪種說法正確（??? ）
A. 物體的重力壓在桌面上?
B. 物體的重力和桌面對物體的支持力是一對平衡力
C. 物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力
D. 物體的重力和它對桌面的壓力是一對平衡力
解析：物體的重力作用在物體上而不是作用在桌面上，所以A是錯的。物體對桌面的壓力作用在桌面上，平衡力是作用在一個物體上的兩個力，可見C、D兩個選項也是錯的。物體的重力和桌面對物體的支持力都作用在物體上，當物體靜止時，這兩個力大小相等、方向相反、并且在一條直線上，所以B是正確的。
正確答案：B
?
例11. 手提10牛頓重的書包，書包靜止時受到了幾個力的作用？分別指出每個力的施力物體和受力物體，并用示意圖表示書包的受力情況。
解析：力是物體對物體的作用，每個力都有施力物體和受力物體。這個問題中的研究對象是書包，因此，凡是受力物體是書包的力才是作用到書包上的力。書包靜止時受到了兩個力的作用，一是重力，重力的施力物體是地球，方向豎直向下，二是手對書包的拉力，方向是豎直向上的，書包靜止時，二力平衡，說明重力和拉力大小相等，大小為10牛。
正確答案：書包靜止時受到了兩個力的作用，手的拉力F和書包的重力G，這兩個力是一對互相平衡的力。拉力的施力物體是手，重力的施力物體是地球，受力物體是書包。力的示意圖如圖所示。
考點分析：二力平衡條件的應用。根據物體處于靜止狀態，受平衡力作用，可以分析出作用在物體上的力的大小和方向。
?
例12. 吊車吊著質量2噸的集裝箱以0.2米／秒速度勻速上升，吊車要給集裝箱多大拉力？如果集裝箱變為以0.1米／秒速度勻速下降，吊車要給集裝箱多大拉力？
解析：首先分析集裝箱的受力情況并畫出受力分析圖（下圖）。集裝箱受到重力和吊車給它的拉力。
集裝箱做勻速直線運動，是處于平衡狀態。它受到的兩個力應該是彼此平衡。
根據質量與重力的關系求出集裝箱受到的重力，再根據兩個平衡力的關系，求出拉力。
解答：已知：m＝2噸＝2000千克
求：F
解：G＝m×9.8牛頓／千克
???? ＝2000千克×9.8牛頓／千克
???? ＝19600牛頓
F＝G＝19600牛頓
答：吊車給集裝箱的拉力大小是19600牛頓。
【模擬試題一】（答題時間：30分鐘）
一、填空題：
1. 同一直線上 ，方向相同的兩個力的合力大小等于?? ???，方向跟這兩個力的????? ；同一直線上，方向相反的兩個力的合力的大小等于?????? ，方向與這兩個力的??????? 。
2. 作用在同一直線上的兩個力合力是15N，其中一個力為20N，則另一個力的大小是__________。
3. 正在行駛的汽車關閉發動機后，由于????? 仍然向前運動，但速度???? 這是由于????? 。
4. 公共汽車突然啟動時，站在車上的乘客會?????? 傾倒，行駛的汽車剎車時，站在車上的乘客會?????? 傾倒，這兩個現象都是由于?????? 。
?
二、選擇題
1. 一個物體受兩個力的作用，這兩個力作用在同一直線上，則（??? ）
A. 它們的合力為兩力之差
B. 它們的合力為零
C. 它們的合力為兩力之和
D. 三種情況都有可能
2. 牛頓第一定律的發現和總結是（??? ）
A. 由實驗直接得出結論
B. 僅僅通過理論分析就能得出結論
C. 通過日常生活和生產實際得出的結論
D. 在實驗基礎上經過分析推理得出的結論
3. 正在運動的物體，如果將所受的外力同時都撤去，這個物體將會（??? ）
A. 立刻停止下來
B. 速度逐漸變慢，最后停下來
C. 速度越來越大
D. 做勻速直線運動
4. 平穩行駛著的車廂里懸掛著一個小球，小球突然向列車行駛的正前方擺動，說明這時列車正在（??? ）
A. 加速前進???????? B. 減速前進???????? C. 突然拐彎???????? D. 突然停車
5. 重50牛頓的物體在水平推力作用下，以2米/秒的速度做勻速直線運動，物體受到的摩擦力是10牛頓，則推力的大小是（??? ）
A. 10牛頓???????????? B. 40牛頓???????????? C. 50牛頓???????????? D. 60牛頓
6. 你要想跳得更遠，總是先跑一段再起跳，這是由于（??? ）
A. 克服慣性
B. 增多慣性
C. 利用慣性
D. 利用沖力
【試題答案】
一、
1. 兩個力的和?? 方向相同?? 兩個力的差? 較大的那個力相同
2. 5N或35N
3. 慣性? 逐漸減小? 受到阻力
4. 向后 向前? 慣性
二、
1. D????????????????? 2. D?????????????? 3. D?????????????? 4. BD???????????? 5. A?????????????? 6. C
【模擬試題二】（答題時間：30分鐘）
一、填空題：
1. 一只茶杯靜止在桌面上，它在________的作用下保持______狀態，我們就說__________。
2. 作用在________的兩個力，如果它們_______、________、____________，這兩個力就是__________。
3. 靜止在水平桌面上的一本書，質量為0.2千克，受到____力的作用，大小為____牛，方向是_______，此力的施力物體是_______；同時書還受到____力的作用，大小是______牛，方向是_______，此力的施力物體是_______，這兩個力的關系是___________。
4. 起重機的鋼絲繩吊著貨物勻速上升，貨物受到____力和____力的作用，這兩個力的施力物體是______和______，這兩個力的關系是_______________。
5. 起重機的鋼絲繩吊著5×103牛的重物，當物體以0.5米／秒的速度勻速提升時，鋼絲繩對重物的拉力是_____牛；當物體以1米／秒的速度勻速下降時，鋼絲繩對重物的拉力________5×103牛；當物體以1.5米／秒的初速度加速提升時，鋼絲繩對重物的拉力________5×103牛；當物體以1.5米／秒的初速度減速提升時，鋼絲繩對重物的拉力______5×103牛，當物體靜止在半空中時，鋼絲繩對重物的拉力________5×103牛（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
6. 如圖1所示，三個鉤碼的重力為1牛，用三根繩子連接懸掛著，那么a繩受到的拉力為_____牛，b繩受到的拉力為_____牛，c繩受到的拉力為_____牛。
二、選擇題
1. 兩個力作用在物體上，且作用在一直線上。一個力方向朝東，另一個力方向朝西，那么它們的合力方向一定是（??? ）
A. 朝東；???????????? B. 朝西；???????????? C. 缺少條件無法判斷。
2. 如圖2所示，若懸繩A和彈簧秤B的重力不計，下列各對力中屬于平衡力的是（??? ）
A. A對B的拉力與B對C的拉力；
B. B對A的拉力與A對B的拉力；
C. A對B的拉力與C對B的拉力；
D. B對C的拉力與C對B的拉力。
3. 一個物體受到兩個力的作用，這兩個力的三個要素完全相同，那么這兩個力（??? ）
A. 一定不是平衡力；????? B. 一定是平衡力；
C. 可能是平衡力；??????? D. 條件不足，無法判斷。
4. 下列說法中正確的是（??? ）
A. 物體處于靜止或勻速直線運動時，一定只受兩個力作用；
B. 物體如果有外力作用，不可能處于勻速直線運動和靜止狀態；
C. 兩個力作用在一條直線上，大小相等，方向相反，這兩個力一定是平衡的；
D. 一個物體的運動方向在不斷改變，它受到的力一定不平衡。
5. 一只木箱，靜止放在水平地面上，下列說法中正確的是（??? ）
A. 木箱所受的重力和木箱對地面的壓力為一對平衡力；
B. 木箱所受的重力和地面對木箱的支持力為一對平衡力；
C. 木箱對地面的壓力和地面對木箱的支持力為一對平衡力；
D. 木箱所受的重力和木箱對地球的吸引力為一對平衡力。
6. 跳傘運動員在空中張開降落傘后，跳傘運動員勻速下降，這是因為跳傘運動員（??? ）
A. 沒有受到力的作用；　　　　B. 受到的重力小于阻力；
C. 受到的重力等于阻力；????? D. 受到的重力大于阻力。
7. 圖中作用在物體上的力屬于平衡力的是圖（??? ）
? 8. 重80牛的物體放在水平桌面上，滑動時受到的阻力是12牛，要使物體作勻速直線運動，所需的水平拉力是（??? ）
A. 12牛；???????????? B. 68牛；???????????? C. 80牛；???????????? D. 92牛。
9. 三要素完全相同的兩個力，則它們的合力一定（??? ）
A. 等于零；???? B. 不等于零；???? C. 缺少條件，無法判斷。
10. 已知兩個力F1、F2的合力大小為12牛，方向向正南，而其中一個力的大小為15牛，方向向正北，則另一個力F2的大小、方向是（??? ）
A. 27牛，方向向南；?? ??? B. 27牛，方向向北；
C. 3牛，方向向南；????? ?????? D. 3牛，方向向北。
?
三. 作圖題
水平桌面上放著一個質量為3千克的金屬球，球靜止不動，畫出金屬球的受力示意圖。
【試題答案】
一、
1. 重力和支持力? 靜止? 平衡狀態
2. 同一物體上?? 大小相等? 方向相反 作用在同一條直線上? 一對平衡力
3. 重? 1.96? 豎直向下? 地球? 支持? 1.96? 豎直向上? 桌子?? 一對平衡力
4. 重? 拉? 地球? 起重機? 二力平衡
5. 5×103 ???等于?? 大于??? 小于? 等于
6. 3? 2? 1
二、
1. C?????????????????? 2. C?????????????? 3. A?????????????? 4. D?????????????? 5. B
6. C?????????????????? 7. D?????????????? 8. A?????????????? 9. B?????????????? 10. A
三、

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