
這是一份初中物理人教版(2024)八年級(jí)下冊(cè)7.1 力優(yōu)秀復(fù)習(xí)ppt課件,共60頁(yè)。PPT課件主要包含了彈簧測(cè)力計(jì),實(shí)驗(yàn)結(jié)論等內(nèi)容,歡迎下載使用。
六個(gè)概念:力、力的示意圖、彈性、彈力、重力、重心力的三要素:力的大小、方向、作用點(diǎn)兩個(gè)正比關(guān)系:在彈性限度內(nèi)彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成 正比、物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比一個(gè)測(cè)量工具:彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)基本常數(shù):g=9.8N/kg一個(gè)基本公式:G=mg兩個(gè)實(shí)驗(yàn):練習(xí)使用彈簧測(cè)力計(jì)、探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系三種方法:模型法、控制變量法、圖象法
視頻總結(jié)——《第七章 力》
第1節(jié) 力(frce)
力力的作用效果力的三要素和力的示意圖力的作用是相互的
①力是物體對(duì)物體的作用。②力的作用效果:使物體發(fā)生形變; 改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。③力的單位:牛頓,用N表示。①力的三要素:大小、方向、作用點(diǎn)。②畫(huà)力的示意圖的步驟。 ①物體間力的作用是相互的。②作用力與反作用力的關(guān)系:作用力與反作用力的大小相等,方向相反,且在同一條直線上,但分別作用在兩個(gè)物體上。
力是_______對(duì)______的作用,產(chǎn)生力的作用時(shí),至少存在兩個(gè)物體,一個(gè)物體叫___________,另一個(gè)物體叫___________。
國(guó)際單位制:______,簡(jiǎn)稱牛,用符號(hào)N表示。托起兩個(gè)雞蛋用力約____N,一個(gè)中學(xué)生對(duì)地面的壓力約500N.
1. 力能使物體發(fā)生_______;
2. 力可以改變物體的__________。
運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變包括兩個(gè)方面:運(yùn)動(dòng)速度大小的改變,運(yùn)動(dòng)方向的改變。
例如人造衛(wèi)星繞地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng),雖然速度大小不變,但是運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻變化,因此衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是改變的。
形變包括形狀和體積的改變,形變可以是很明顯的,也可以是非常微小的。
把力的_______、_______、________叫做力的三要素。力的作用效果與力的三要素有關(guān)。
物理學(xué)中通常用一條帶箭頭的線段表示力,該線段要把力的________表示出來(lái),如圖所示。其中線段的長(zhǎng)短表示力的大?。患^表示力的方向,線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)。
知識(shí)三、力的三要素和力的示意圖
3. 力的示意圖的畫(huà)法
①確定_________:通常用一個(gè)方框來(lái)表示受力的物體。②確定力的作用點(diǎn):作用點(diǎn)必須畫(huà)在受力物體上,通常畫(huà)在物體的________上。③畫(huà)線段反映力的______:從作用點(diǎn)沿力的方向畫(huà)一條線段,在同一圖中,力越大,線段越長(zhǎng)。④畫(huà)出力的方向:在線段的末端畫(huà)上箭頭表示力的方向,并在箭頭一旁標(biāo)上力的符號(hào)和數(shù)值。若力的方向與水平方向有一定夾角,要在示意圖上畫(huà)出。
1. 物體間力的作用是相互的
一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施力時(shí),另一個(gè)物體也同時(shí)對(duì)它施加力的作用。也就是說(shuō),物體間力的作用是________。物體間力的作用是相互的,施力物體同時(shí)也是受力物體。彼此間的力分別叫做作用力與反作用力。
知識(shí)四、力的作用是相互的
2.作用力與反作用力的關(guān)系
作用力與反作用力大小_____,方向______,且在同一條直線上,分別作用在________上。
【典例1】關(guān)于力的概念,下列說(shuō)法正確的是 ( )A. 兩個(gè)物體彼此接觸一定有力的作用;B. 彼此不接觸的物體之間不可能有力的作用;C. 用繩子提水桶時(shí),對(duì)水桶施加力的物體是手;D. 物體受到力的作用,一定有施力物體和受力物體同時(shí)存在。
AB. 兩個(gè)物體剛好接觸,若沒(méi)發(fā)生相互作用,則兩個(gè)物體之間沒(méi)有力的作用。 不相互接觸的物體也會(huì)發(fā)生力的作用;例如磁鐵吸引鐵釘。所以AB都錯(cuò)誤。C. 用繩子提水桶時(shí),對(duì)水桶施加力的物體是繩子;C錯(cuò)誤。D.物體受到力,一定有施力物體和受力物體同時(shí)存在;該選項(xiàng)正確。
【典例2】乒乓球是我國(guó)的國(guó)球,在世界級(jí)比賽中,我國(guó)運(yùn)動(dòng)員基本包攬所有乒乓球項(xiàng)目的金牌,為國(guó)爭(zhēng)光,揚(yáng)我國(guó)威。關(guān)于乒乓球比賽時(shí)的情景,下列說(shuō)法正確的是( ?。〢.擊球時(shí),球拍對(duì)球的力只改變了球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B.擊球時(shí),球拍對(duì)球的力只改變了球的形狀C.擊球時(shí),球拍對(duì)球的力同時(shí)改變了球的形狀和球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D.擊球時(shí),球拍對(duì)球有力的作用,球?qū)η蚺臎](méi)有力的作用
擊球時(shí),球拍對(duì)球的力既改變了球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也改變了球的形狀;物體間力的作用時(shí)相互的,擊球時(shí),球拍對(duì)球有力的作用,球?qū)η蚺囊灿辛Φ淖饔?。故ABD錯(cuò)誤,C正確。
【典例3】如圖所示,物體A保持靜止,畫(huà)出A所受重力G和拉力F的示意圖。
物體A保持靜止,受到的重力和拉力是一對(duì)平衡力,這兩個(gè)力大小相等,方向相反,如圖所示.
【典例4】用手指壓圓珠筆芯使它彎曲,同時(shí)手指感到疼痛,這個(gè)實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明( ?。〢.力的作用是相互的 B.力是物體對(duì)物體的作用C.力可以改變物體的形狀 D.力的作用效果跟力的作用點(diǎn)有關(guān)
A.手感覺(jué)疼痛,原因是手對(duì)圓珠筆芯施加力的作用的同時(shí),受到圓珠筆芯的反作用力,說(shuō)明力的作用是相互的,故A不符合題意;B.手對(duì)圓珠筆芯施加力的作用,手是施力物體,圓珠筆芯是受力物體,說(shuō)明力是物體對(duì)物體的作用,故B不符合題意;C.圓珠筆芯發(fā)生彎曲,說(shuō)明力可以改變物體的形狀,故C不符題意;D.施加壓力的過(guò)程中力的作用點(diǎn)沒(méi)有變化,所以不能說(shuō)明力的作用效果與作用點(diǎn)的關(guān)系,故D符合題意。
【典例5】如圖所示,是兩車追尾撞擊形變的情景,下列說(shuō)法中正確的是( ?。〢.黑車先撞擊白車,白車后撞擊乙車B.白車撞擊黑車的力大于黑車撞擊白車的力C.因兩車的受力作用點(diǎn)等因素不同,兩車形變程度不同D.黑車撞擊白車力的方向和白車撞擊黑車力的方向相同
相互作用的二力大小相等、方向相反、同時(shí)產(chǎn)生。所以兩車追尾時(shí)同時(shí)相撞。故ABD不正確。力可以改變物體的形狀。但由于兩車的受力作用點(diǎn)等因素不同,所以兩車形變程度不同。故C正確,所以選C。
【典例6】如圖所示,人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船時(shí),人和自己坐的小船卻向后移動(dòng)。由上述現(xiàn)象,不能得出的結(jié)論是( ?。〢.物體間力的作用是相互的B.力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)C.施力物體同時(shí)又是受力物體D.力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān)
AC.在用力向前推另一艘小船時(shí),人對(duì)另一艘船有力的作用,而人和自己坐的小船卻向后移動(dòng),說(shuō)明自己的船也受到了力的作用,說(shuō)明人對(duì)船有力的作用,船對(duì)人也有力的作用,故可以說(shuō)明物體間的力的作用是相互的;人對(duì)船有力的作用,船對(duì)人也有力的作用,說(shuō)明施力物體同時(shí)又是受力物體,故AC不符合題意;B.在用力向前推另一艘小船時(shí),小船向前運(yùn)動(dòng),則小船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了,說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故B不符合題意;D.推小船時(shí),沒(méi)有作用在兩個(gè)不同的作用點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比,因此不能說(shuō)明力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān),故D符合題意。
第2節(jié) 彈力(elastic frce)
①?gòu)椥裕何矬w受力時(shí)發(fā)生形變,不受力時(shí) 又恢復(fù)到原來(lái)的形狀。②塑性:有些物體,形變后不能自動(dòng)地 恢復(fù)到原來(lái)的形狀。③彈力:物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫彈力。原理:拉力越大,彈簧的伸長(zhǎng)量越大,在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與彈簧受到的拉力成正比。①沿彈簧的軸線方向拉動(dòng)掛鉤幾次以防彈簧卡殼。②調(diào)零。③認(rèn)清量程和分度值。④拉力的方向與彈簧的軸線方向一致。 ⑤讀數(shù)時(shí),視線要與指針對(duì)應(yīng)的刻度線垂直。
①物體受力時(shí)發(fā)生形變,不受力時(shí)又恢復(fù)到原來(lái)的形狀,物體的這種性質(zhì)叫做彈性。例如彈簧、氣球等。②有些物體,形變后不能自動(dòng)地恢復(fù)到原來(lái)的形狀,物體的這種特性叫做塑性。例如橡皮泥、鋁線等。
1. 彈性形變和塑性形變
①?gòu)椥孕巫儯何矬w受力時(shí)會(huì)發(fā)生形變,不受力時(shí),有的物體能自動(dòng)恢復(fù)到原狀,這樣的形變稱為彈性形變;②塑性形變:有的物體形變后不能自動(dòng)恢復(fù)到原狀,這樣的形變稱為塑性形變。
物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫彈力。我們拉長(zhǎng)彈簧、壓縮彈簧、拉橡皮筋時(shí),可以感受到它們對(duì)手有力的作用,這就是彈力。
一是兩物體直接接觸;二是物體間要發(fā)生彈性形變,二者缺一不可。彈力是接觸力,物體間不接觸不會(huì)產(chǎn)生彈力,但相互接觸的物體間不一定產(chǎn)生彈力。
足球放在木板上時(shí),足球與木板間發(fā)生形變,有彈力的作用:(1)足球向上發(fā)生形變,要向下恢復(fù)原狀,所以足球產(chǎn)生的彈力F壓方向向下(即壓力) ;(2)木板向下發(fā)生形變,要向上恢復(fù)原狀,所以產(chǎn)生的彈力F支(即支持力)的方向向上。由此可見(jiàn):彈力的方向與物體形變的方向相反。
物體間的彈力方向與接觸面垂直,與物體發(fā)生形變的方向相反。
(1)壓力壓力的作用點(diǎn)在被壓物體的表面,方向垂直于接觸面指向被壓物體。如圖所示,長(zhǎng)方體A在斜面上保持靜止,斜面所受的壓力F的方向垂直于接觸面向下,作用點(diǎn)在接觸面上。
4. 分析常見(jiàn)彈力的方向
(2)繩的拉力作用點(diǎn)在繩與被拉物體的接觸點(diǎn)上,方向沿著繩子指向繩子收縮的方向。如圖,繩子對(duì)小球的拉力F的方向沿繩子向上。
(3)支持力作用點(diǎn)在支持物體與被支持物體的接觸面上,方向垂直于接觸面,指向被支持物體。如圖所示,物體A受到斜面的支持力F ,方向垂直斜面向上。
測(cè)量力的大小的工具叫做測(cè)力計(jì)。常用的彈簧測(cè)力計(jì)的主要構(gòu)造有彈簧、指針、刻度盤(pán)、掛鉤等.在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)。
2. 彈簧測(cè)力計(jì)的結(jié)構(gòu)
3. 彈簧測(cè)力計(jì)的原理
本實(shí)驗(yàn)需要研究彈簧的伸長(zhǎng)量與拉力的關(guān)系,拉力的改變通過(guò)在彈簧下每次增加兩個(gè)鉤碼(每個(gè)鉤碼對(duì)彈簧的拉力均為0.5N)來(lái)實(shí)現(xiàn);彈簧的伸長(zhǎng)量通過(guò)利用刻度尺測(cè)量彈簧的長(zhǎng)度得出,裝置如圖所示。
輕質(zhì)彈簧、幾個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼(每個(gè)鉤碼施加的拉力為0.5N)、刻度尺、鐵架臺(tái)。
知識(shí)四、探究彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)力原理
①將彈簧的一端掛在鐵架臺(tái)上,讓其自然下垂,用刻度尺測(cè)出彈簧自然伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度L0,即原長(zhǎng),記入表格中;②在彈簧下掛2個(gè)鉤碼,通過(guò)刻度尺讀出彈簧的伸長(zhǎng)量ΔL,記入表格中。③在彈簧下每次增加2個(gè)鉤碼,通過(guò)刻度尺讀出每次彈簧的總伸長(zhǎng)量,記入表格中。④實(shí)驗(yàn)完成后,將所有鉤碼取下,觀察彈簧的形狀。
伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度Δx =l1-l0
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以拉力F為橫坐標(biāo),彈簧的伸長(zhǎng)量ΔL為縱坐標(biāo),畫(huà)出彈簧伸長(zhǎng)量ΔL與彈簧受到的拉力F的關(guān)系圖象。
(1)沿彈簧的軸線方向輕輕來(lái)回拉動(dòng)掛鉤幾次,放手后觀察指針能否回到原來(lái)指示的位置,以防彈簧卡殼。(2)認(rèn)清零點(diǎn)(調(diào)零)測(cè)力前檢查彈簧測(cè)力計(jì)的指針是否指在零刻度線上,若不在,應(yīng)把指針調(diào)節(jié)到零刻度線上。(3)認(rèn)清量程:加在彈簧測(cè)力計(jì)上的力不允許超過(guò)它的最大測(cè)量值,否則會(huì)損壞彈簧測(cè)力計(jì)。(4)認(rèn)清分度值:認(rèn)清每個(gè)小格表示多少牛。
量程為0∽5N,分度值為0.2N,示數(shù)為3.2N
知識(shí)五、彈簧測(cè)力計(jì)的使用方法
(1)拉力的方向與彈簧的軸線方向一致,以免掛鉤桿與外殼之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦。(2)讀數(shù)時(shí),視線要與指針對(duì)應(yīng)的刻度線垂直。(3)記錄數(shù)據(jù)要帶單位。讀數(shù)時(shí)不需要估讀。(4)待測(cè)的力(物體)一定要在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤一端,嚴(yán)禁倒掛。
【例題1】一個(gè)足球放在一塊長(zhǎng)木板上,如圖所示,木板和足球均發(fā)生了彈性形變,關(guān)于它們彈力的情況,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A.足球受到的支持力是木板產(chǎn)生的彈力B.足球產(chǎn)生的彈力是由于足球的形變?cè)斐傻腃.木板形變是由于木板產(chǎn)生彈力造成的D.足球產(chǎn)生的彈力就是足球?qū)δ景宓膲毫?br/>A.對(duì)足球受力分析可知,足球受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力,該支持力是木板由于發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的彈力,故A正確,A不符合題意;B.足球發(fā)生彈性形變,有恢復(fù)原狀的趨勢(shì),所以產(chǎn)生彈力,即對(duì)木板的壓力,故B正確,B不符合題意;C.木板形變是由于受到足球?qū)λ淖饔昧?,不是因?yàn)槟景逡a(chǎn)生彈力造成的,故C錯(cuò)誤,符合題意;D.足球產(chǎn)生的彈力受力物體是木板,這個(gè)彈力就是足球?qū)δ景宓膲毫Γ蔇正確,D不符合題意。
【例題2】下列關(guān)于彈力的說(shuō)法中,正確的是( ?。〢.相互接觸的物體之間一定存在彈力作用B.只有受彈簧作用的物體才受到彈力作用C.只有相互接觸并發(fā)生彈性形變的物體間才存在彈力作用D.彈簧的彈力總是跟彈簧的長(zhǎng)度成正比
A.相互接觸的物體如果不發(fā)生形變,物體間不存在彈力作用,故A錯(cuò)誤;B.只要兩物體直接接觸且發(fā)生形變,兩物體間就會(huì)產(chǎn)生彈力作用,彈力的產(chǎn)生并不只局限于彈簧,故B錯(cuò)誤;C.產(chǎn)生彈力的條件:相互接觸并發(fā)生彈性形變,所以只有相互接觸并發(fā)生彈性形變的物體間才存在彈力,說(shuō)法正確,故C正確;D.在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量成正比,并不是與彈簧的長(zhǎng)度成正比,故D錯(cuò)誤。
【例題3】如圖a是使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力時(shí)的情景,請(qǐng)指出圖中存在的操作錯(cuò)誤:_____________________________ 。糾正錯(cuò)誤后在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一物體(如圖b所示),當(dāng)物體靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)____N。若將此彈簧測(cè)力計(jì)、物體如圖c所示進(jìn)行測(cè)量,靜止時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)與b相比將______(變大/不變/變?。?。
拉力方向沒(méi)有與彈簧的軸線方向一致
為減少?gòu)椈膳c外殼之間的摩擦,防止掛鉤被卡住,拉力方向應(yīng)與彈簧的軸線方向一致,如圖所示,存在的操作錯(cuò)誤為拉力方向沒(méi)有與彈簧的軸線方向一致。如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)每大格為1N,平均分成10小格,即分度值為0.2N,示數(shù)為2N。將彈簧測(cè)力計(jì)倒置,彈簧承受的拉力為物體與彈簧測(cè)力計(jì)外殼的總重力,所以靜止時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)與b相比將變大。
【例題4】物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谔骄繌椈傻奶攸c(diǎn)時(shí),依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出了彈簧的長(zhǎng)度x與彈簧受到拉力F的關(guān)系圖像,如圖甲所示。我們分析圖像可知:(1)彈簧在受到6N的拉力時(shí),彈簧伸長(zhǎng)了______ cm;(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在彈性限度內(nèi),彈簧產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度成________ ;(3)若用這根彈簧制成彈簧測(cè)力計(jì),量程為 _______。
(1)由圖中可知,當(dāng)拉力為0時(shí),彈簧的長(zhǎng)度為2cm,這是它的原長(zhǎng);彈簧在受到6N的拉力時(shí),其長(zhǎng)度為8cm,則其伸長(zhǎng)量為l=8cm﹣2cm=6cm(2)從圖中可以看出,在拉力不大于6N的范圍內(nèi),彈簧的長(zhǎng)度與拉力的變化圖像呈線性變化,說(shuō)明彈簧產(chǎn)生的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度成正比。(3)由圖中可知,彈簧在彈性限度內(nèi)能夠承受的最大拉力為6N,故將這根彈簧制成彈簧測(cè)力計(jì),量程為0~6N。
【例題5】在學(xué)習(xí)了彈力及彈簧測(cè)力計(jì)的相關(guān)知識(shí)后,韓露同學(xué)發(fā)現(xiàn),彈簧測(cè)力計(jì)的刻度是均勻的,由此她想探究“彈簧的伸長(zhǎng)量 L與它所受到的拉力F大小的關(guān)系”,于是她采用了圖1的裝置進(jìn)行了探究。(1)要完成實(shí)驗(yàn),除了需要如圖1所示的鐵架臺(tái)、一根兩頭帶鉤的彈簧、若干相同的鉤碼(已知每個(gè)鉤碼重0.5N)以外,還需要的測(cè)量?jī)x器是__________ 。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn),同學(xué)收集了彈簧受到大小不同的拉力F及所對(duì)應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度L,并在坐標(biāo)紙上繪制了圖2的圖像。分析圖像可知:①該彈簧的原長(zhǎng)L0為 ____cm,當(dāng)彈簧受到2N的拉力時(shí),彈簧伸長(zhǎng)量 L為_(kāi)____cm。②可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______________ 。③用該彈簧制作一只彈簧測(cè)力計(jì),其量程是_______ N。(3)實(shí)驗(yàn)中,有同學(xué)認(rèn)為可以用彈簧測(cè)力計(jì)代替鉤碼,勾住彈簧下端向下拉,來(lái)改變力的大小,力的數(shù)值由彈簧測(cè)力計(jì)讀出。你認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)用彈簧測(cè)力計(jì)還是用鉤碼探究更好一些?答:________(選填“彈簧測(cè)力計(jì)”或“鉤碼”);理由是___________ 。
在一定范圍內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)量與拉力大小成正比
第3節(jié) 重力(gravity)
重力的概念重力的大小重力的方向重心重力的由來(lái)
由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力.①物體所受重力跟它的質(zhì)量成正比.②公式 G=mg③g為比例系數(shù),在地球上約為9.8牛/千克.①總是豎直向下,垂直于水平面,指向地心.②應(yīng)用:用鉛垂線確定豎直方向;用水平儀判斷水平.①重力的等效作用點(diǎn)叫做重心.②形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,重心在幾何中心.③可用懸掛法、支撐法來(lái)確定物體重心.①宇宙間的物體都存在相互吸引的力,叫做萬(wàn)有引力.②重力正是源自地球?qū)λ浇矬w的萬(wàn)有引力.
由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力,通常用字母G表示,重力的單位為N。重力的施力物體是地球,受力物體是地球附近的物體。 ①普遍性:地球附近的所有物體都受到重力的作用。不論它是運(yùn)動(dòng)還是靜止,是固態(tài)、液態(tài)還是氣態(tài),都受到重力的作用。②不等性:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一個(gè)分力。③非接觸性:重力是非接觸力,空中的飛機(jī)、樹(shù)上的蘋(píng)果都受到重力的作用。
本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的兩個(gè)量分別是物體的質(zhì)量和物體受到的重力,故我們需要用天平測(cè)出質(zhì)量(或選用質(zhì)量已知的鉤碼),用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出重力,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論。彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼多個(gè)(質(zhì)量已知)。
知識(shí)二、探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系
(1)把1個(gè)50g的鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,當(dāng)鉤碼靜止時(shí),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即為鉤碼所受的重力,記錄在表格中。(2)用同樣的方法分別測(cè)出2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)鉤碼所受的重力,并把結(jié)果記錄在表格中。
(1)分析表格中鉤碼的重力與鉤碼的質(zhì)量的大小關(guān)系,歸納結(jié)論。
由G-m圖像可知,圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,這是正比例函數(shù)圖像,說(shuō)明物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。
(2)以m為橫坐標(biāo)、G為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系。描點(diǎn)連線,畫(huà)出G-m圖象,觀察分析畫(huà)出的G-m圖像。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,當(dāng)質(zhì)量成倍增加時(shí),重力也成倍增加,重力與質(zhì)量的比值不變。
物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比,其比值約為9.8Nkg。若用G表示重力,m表示質(zhì)量,g表示重力與質(zhì)量的比值,則地球附近的物體所受的重力跟它的質(zhì)量之間的關(guān)系可寫(xiě)成 g=G/m.
G表示重力,單位是牛頓(N);m表示質(zhì)量,單位是千克(kg);在地球上,g約為9.8N/ kg,粗略計(jì)算中,可取10N/ kg。
g=9.8N/kg,表示質(zhì)量為1kg的物體在地球上受到的重力為9.8N。在地球上,g 會(huì)隨緯度與海拔高度的不同而有所變化。
①公式中各物理量都必須用國(guó)際單位制單位。②求質(zhì)量:可將G=mg變形為m=G/g ?
知識(shí)四、重力和質(zhì)量比較
重力的方向是豎直向下(垂直于水平面向下)。重力的方向“豎直向下” 指與水平面垂直向下,即指向地心 ,不能說(shuō)成“垂直向下” 。 (1)檢查是否豎直用鉛垂線來(lái)檢查墻壁是否豎直,或檢查裝飾畫(huà)是否豎直。(2)檢查是否水平直接用水平儀檢查或用鉛垂線與直角三角尺配合檢查。
2. 重力方向豎直向下的應(yīng)用
(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,它的重心在它的幾何中心上,如圖所示。
對(duì)于整個(gè)物體,重力作用的表現(xiàn)就好像它作用在某一個(gè)點(diǎn)上,這個(gè)點(diǎn)叫做物體的重心。重心是一個(gè)物體各部分受到的重力作用的等效作用點(diǎn)。
(2)質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心的位置除與物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān)。如圖所示是小半杯水、大半杯水時(shí)杯子和水總重力的重心的大致位置。(3)物體重心的位置不一定都在物體上。如圖所示的圓環(huán)、球的重心。
(4)力的作用點(diǎn)可畫(huà)在重心為了研究問(wèn)題方便,在受力物體上畫(huà)力的示意圖時(shí),常把力的作用點(diǎn)畫(huà)在重心上。
(1)懸掛法確定重心如圖甲所示,先在A點(diǎn)把薄板懸掛起來(lái),薄板靜止時(shí),所受的重力方向與懸繩的拉力方向在同一豎直線上,所以薄板的重心一定在通過(guò)A點(diǎn)的豎直線l1上。然后在B點(diǎn)把薄板懸掛起來(lái)(圖乙),同理知,薄板的重心一定在通過(guò)B點(diǎn)的豎直線l2上。l1和l2的交點(diǎn)就是薄板重心的位置。
(2)支撐法確定重心如圖所示,把物體放在手指上,仔細(xì)調(diào)節(jié)物體,使其在手指上達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài),物體的重心與支點(diǎn)在同一條豎直線上,在支點(diǎn)的上方。
4. 提高物體的穩(wěn)定程度
增大支撐面或降低重心可以提高物體的穩(wěn)定程度,在實(shí)際生活中人們常常要用到這些知識(shí)。
1. 類比分析重力的由來(lái)
當(dāng)橡皮甩起來(lái)之后,需要用細(xì)繩緊緊拉住橡皮,若松手,橡皮會(huì)沿切線向外飛出。橡皮能繞手做圓周運(yùn)動(dòng),是因?yàn)榧?xì)繩給了橡皮一個(gè)拉力。
月球是地球的衛(wèi)星,月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)而不會(huì)跑掉,是因?yàn)樵虑蚺c地球之間存在著引力。在這個(gè)引力作用下,月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)而不會(huì)跑掉。
(1)牛頓的觀點(diǎn)宇宙間任何兩個(gè)物體,大到天體,小到灰塵之間,都存在互相吸引的力,這就是“萬(wàn)有引力”。地球和月球之間存在互相吸引的力。這個(gè)力跟地球吸引它附近的物體使物體下落的力是同一種力。(2)重力的由來(lái):重力正是源自地球?qū)λ浇矬w的萬(wàn)有引力。(3)重力略小于萬(wàn)有引力重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的。但重力的大小并不一定等于地球?qū)ξ矬w的吸引力,物體的重力略小于萬(wàn)有引力。
重心在物體的幾何中心,重力的方向豎直向下,大小為30N,支持力的方向垂直于斜面向上,支持力作用在重心上,如圖所示。
【例題1】在如圖中,物體重30牛,靜止在斜面上,請(qǐng)畫(huà)出物體的重力和支持力的示意圖。
【例題2】小金對(duì)太空中的星球比較感興趣,他從網(wǎng)上查得:甲、乙兩個(gè)星球表面上物體的重力G與其質(zhì)量m的關(guān)系如圖所示。①?gòu)膱D中信息可知,相同質(zhì)量的物體在甲星球表面上的重力 ????其在乙星球表面上的重力(選填“大于”“等于”或“小于”);
②根據(jù)圖可得甲星球表面上物體的重力G與其質(zhì)量m的關(guān)系式是 ???? ?。
①由圖可知:當(dāng)物體的質(zhì)量為8kg時(shí),在甲星球表面的重力為120 N,在乙星球表面的重力為40 N,則在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。
?、诩仔乔虮砻嫔衔矬w的重力為120N時(shí),其質(zhì)量為8kg,兩者的比值為
則甲星球表面物體的重力G與其質(zhì)量m的關(guān)系式為
答案:①大于;②?????
【例題3】如圖所示,“不倒翁”是個(gè)有趣的玩具,它之所以不易傾倒,是因?yàn)樗闹匦奈恢幂^_____(選填“高”或“低”);在墻上掛字畫(huà)時(shí),可自制一個(gè)重錘來(lái)檢查是否掛正,這是利用了重力方向總是________的道理。將水平儀置于桌面上,可知桌面左端相比右端_____(選填“較高”、“較低”或“一樣高”).
不倒翁的重心靠下,即重心較低,不容易傾倒。
重錘線的原理是重力的方向總是豎直向下的,據(jù)此可檢查墻上的字畫(huà)是否掛正。由水平儀的重錘線向右偏,可知桌面不水平,且是左端高,右端低。
【例題4】一輛自重是5.0×104N的卡車,裝著25箱貨物,每箱貨物的質(zhì)量是300kg,行駛到一座立有限重標(biāo)志的橋前。問(wèn):①這輛卡車總重多少牛?②要想安全過(guò)橋需要卸下幾箱貨物? (g取10 N/kg)?
?、?5箱貨物的總質(zhì)量: m貨=25×300 kg=7500 kg 貨物的總重力:G貨=m貨g=7500kg×10N/kg=7.5×104 N 則這輛卡車總重:G總=G貨+G車=7.5×104 N+5.0×104 N=1.25×105 N
②卡車的總質(zhì)量: 要安全過(guò)橋需卸下貨物的質(zhì)量:Δm=m總-m=12.5t-10t=2.5t=2.5×103kg
卸下貨物的箱數(shù):
【例題5】小明在學(xué)習(xí)重力知識(shí)時(shí),分別探究“重力的方向”和“重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系”。(1)如圖是探究重力方向的實(shí)驗(yàn)裝置,物體A通過(guò)細(xì)繩懸掛在支架O處,將該裝置放在水平桌面上,緩慢改變木板M與桌面的夾角α,會(huì)觀察到懸線OA的方向_____(選填“變化”或“不變”),由以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析得出:重力的方向總是________;
逐漸改變木板M與桌面的夾角α,會(huì)觀察到懸線OA的方向不變,由以上分析可知,重力的方向總是豎直向下的。
(2)小明用彈簧測(cè)力計(jì)和若干個(gè)鉤碼做探究“重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn):①測(cè)量前,應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)在_______(選填“水平”或“豎直”)方向調(diào)零;②小明將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在上面的表格中、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論:____________________________;
物體所受重力與質(zhì)量成正比
(2)測(cè)量物體重力前,由于重力是豎直向下的,所以應(yīng)將彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向調(diào)零。從表中數(shù)據(jù)可知,物體的質(zhì)量增大幾倍,物體所受的重力大小也增大幾倍,重力大小與質(zhì)量的比值相等,所以得到結(jié)論:物體所受重力與質(zhì)量成正比。
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