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2019-2020年人教版物理第一輪復習：第十三章 力和機械 一、復習要點 （一）、彈力 彈簧測力計 1、彈力 ①彈性:物體受力時發(fā)生形變，失去力又恢復到原來的形狀的性質叫彈性?！　? ②塑性:物體受力時發(fā)生形變，失去力時不能恢復原來形狀的性質叫塑性。 ③彈力:物體由于發(fā)生彈性形變而受到的力叫彈力,彈力的大小與彈性形變的大小有關 2、彈簧測力計 ①作用：測量力的大小 ②原理：在彈性限度內，彈簧伸長與拉力成正比 ③結構：彈簧、掛構、指針、刻度、外殼 ④對于彈簧測力計的使用 A、看清量程、分度值和指針是否調到零點。加在彈簧測力計上的力不許超過它的最大量程。若指針沒有調到零點，應先將指針調到零點。 B、使用時力的方向應與彈簧的軸線一致，注意防止指針、彈簧與秤殼接觸。 C、讀數(shù)時視線與刻度面垂直 說明：物理實驗中,有些物理量的大小是不宜直接觀察的，但它變化時引起其他物理量的變化卻容易觀察，用容易觀察的量顯示不宜觀察的量，是制作測量儀器的一種思路。這種科學方法稱做“轉換法”。利用這種方法制作的儀器有：溫度計、彈簧測力計、壓強計等。 （二）、重力： 1、重力的概念：地面附近的物體，由于地球的吸引而使物體受的力叫重力。重力的施力物體是：地球。 2、重力大小的計算公式：G=mg 。其中g=9.8N/kg ，它表示質量為1kg 的物體所受的重力為9.8N。在要求不很精確的情況下，可取g=10N/kg。 3、重力的方向：豎直向下 。其應用是重垂線、水平儀分別檢查墻是否豎直和 面是否水平。 4、重力的作用點——重心 重力在物體上的作用點叫重心。質地均勻外形規(guī)則物體的重心，在它的幾何中心上。如均勻細棒的重心在它的中點，球的重心在球心。方形薄木板的重心在兩條對角線的交點。 （三）、摩擦力： 1、定義：兩個互相接觸的物體，當它們做相對運動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做摩擦力。 2、分類： 摩擦力 靜摩擦 動摩擦 滑動摩擦 滾動摩擦 3、摩擦力的方向：摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反，有時起阻力作用，有時起動力作用。 4、靜摩擦力大小應通過受力分析，結合二力平衡求得。 5、在相同條件（壓力、接觸面粗糙程度相同）下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多。 6、滑動摩擦力： ①測量原理：二力平衡條件 ②測量方法：把木塊放在水平長木板上，用彈簧測力計水平拉木塊，使木塊勻速運動，讀出這時的拉力就等于滑動摩擦力的大小。 ③ 結論：接觸面粗糙程度相同時，壓力越大滑動摩擦力越大；壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大。 該研究采用了控制變量法。由前兩結論可概括為：滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。實驗還可研究滑動摩擦力的大小與接觸面大小、運動速度大小等無關。 7、應用： ①理論上增大摩擦力的方法有：增大壓力、接觸面變粗糙、變滾動為滑動。 ②理論上減小摩擦的方法有：減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動為滾動（滾動軸承）、使接觸面彼此分開（加潤滑油、氣墊、磁懸浮）。 （四）、杠桿 1、定義：在力的作用下繞著固定點轉動的硬棒叫杠桿。 判斷一個物體是不是杠桿，需要滿足三個條件，即硬物體（不一定是棒）、受力（動力和阻力）和轉動（繞固定點）。 F2 O F1 L1 L2 杠桿可以是直的，也可以是彎的，甚至是任意形狀的，只要在力的作用下能繞固定點轉動，且是硬物體，都可稱為杠桿。 2、五要素——組成杠桿示意圖。 ①支點：杠桿繞著轉動的點。用字母O 表示。 ②動力：使杠桿轉動的力。用字母 F1 表示。 ③阻力：阻礙杠桿轉動的力。用字母 F2 表示。 力的作用線：通過力的作用點沿力的方向所畫的直線 說明： 動力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點在杠桿上。 動力、阻力的方向不一定相反，但它們使杠桿的轉動的方向相反 ④動力臂：從支點到動力作用線的距離。用字母l1表示。 ⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。用字母l2表示。 3、研究杠桿的平衡條件： ①杠桿平衡是指：杠桿靜止或勻速轉動。 ②實驗前：應調節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的是：可以方便的從杠桿上量出力臂。 ③結論：杠桿的平衡條件（或杠桿原理）是：動力動力臂＝阻力阻力臂。 寫成公式F1L1=F2L2 也可寫成：F1 / F2=L2 / L1 4、應用： 名稱 結構特征 特 點 應用舉例 省力 杠桿 動力臂大于 阻力臂 省力、 費距離 撬棒、鍘刀、動滑輪、輪軸、羊角錘、 鋼絲鉗、手推車、花枝剪刀 費力 杠桿 動力臂小于 阻力臂 費力、 省距離 縫紉機踏板、起重臂、 人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚桿 等臂 杠桿 動力臂等于 阻力臂 不省力 不費力 天平，定滑輪 （五）、其它簡單機械 1、定滑輪： ①定義：軸固定不動的滑輪。 ②特點：使用定滑輪不能省力但是能改變動力的方向。 ③對理想的定滑輪(不計輪軸間摩擦）：F=G 繩子自由端移動距離SF(或速度vF) = 重物移動的距離SG(或速度vG) 2、動滑輪： ①定義：軸和重物一起移動的滑輪。（可上下移動，也可左右移動） ②特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變動力的方向。 ③理想的動滑輪（不計軸間摩擦和動滑輪重力）則：F=G物 只忽略摩擦，拉力：F=（G動+G物） 繩子自由端移動距離SF(或速度vF)=2倍的重物移動的距離SG(或速度vG) 3、滑輪組 ①定義：定滑輪、動滑輪組合成滑輪組。 ②特點：使用滑輪組既能省力又能改變動力的方向 ③理想的滑輪組（不計輪軸間的摩擦和動滑輪的重力），拉力：F=G物 只忽略摩擦，拉力： F=（G動+G物） 式中n是吊著動滑輪和重物的繩子段數(shù)。 吊著動滑輪和重物的繩子段數(shù)的確定：看直接與動滑輪接觸的（包括栓在動滑輪框的）總共有幾根，吊著動滑輪和重物的繩子段數(shù)就是幾段。 繩子自由端移動距離SF(或速度vF)=n倍的重物移動的距離SG(或速度vG) ④組裝滑輪組方法：首先根據(jù)公式n=(G物+G動) / F或n=s/h求出繩子的段數(shù),然后根據(jù)“奇動偶定”的原則，結合題目的具體要求組裝滑輪。 4、輪軸：動力作用在輪上省力，動力作用在軸上費力。 5、斜面：使用時費距離但可以省力的簡單機械 二、重難點例題分析 例1、把質量是2 kg的物體放在水平桌面上，如果用30 N的水平推力推它做勻速直線運動，物體受到的重力是____N，摩擦力是_____N，桌面對物體的支持力是_____N。 解析：物體的質量知道，根據(jù)重力公式就可以計算出物體受到的重力。物體在水平方向受到推力和摩擦力，在這兩個力的作用下做勻速直線運動，所以這兩個力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡的條件可知，摩擦力的大小等于推力的大小。物體在豎直方向受到重力和桌面的支持力，且在豎直方向處于靜止，所以這兩個力也是一對平衡力，根據(jù)二力平衡的條件可知，支持力的大小等于重力的大小。 解答：20 30 20 例2、古代護城河上安裝的吊橋可以看成一個以O為支點的杠桿，如圖13-1所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置，若用 L表示繩對橋板的拉力F的力臂，則關于此過程中L的變化以及乘積FL的變化情況， 下列說法正確的是 A、L始終在增加，F(xiàn)L始終在增加 B、L始終在增加，F(xiàn)L始終在減小 C、L先增加后減小，F(xiàn)L始終在減小 D、L先減小后增加，F(xiàn)L先減小后增加 解析：當?shù)鯓虮坏跗鸬倪^程中，如圖 圖13-1 圖13-2 13-2中虛線位置（1）所示，吊橋重力的力臂l在減小，而吊繩的拉力的力臂L卻在增大，根據(jù)杠桿的平衡條件：FL=Gl可知，F(xiàn)L在減??；當?shù)鯓虮坏醯教摼€位置（2）的過程，重力的力臂l變小，所以FL也在變小，而F的力臂L則由大變小。故正確答案為C。 指導：解決杠桿的問題，必須先確定杠桿的五要素，再根據(jù)題目的已知條件，結合杠桿的平衡條件，進行推斷。對于動態(tài)變化的杠桿問題，（如上題）可以取變化過程中的幾個狀態(tài)進行分析比較，從而得出結論。 例3、如圖13-3所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止狀態(tài)。L2是力F2的力臂。請在圖上畫出力Fl的力臂L1和力F2。 圖13-3 圖13-4 圖13-5 圖13-6 解析：畫力臂的方法：一找支點、二畫線、三連距離、四標簽。即： ⑴ 找支點O； ⑵ 畫力的作用線（虛線）； ⑶ 畫力臂（虛線，過支點作力的作用線的垂線，支點到垂足的距離即為力臂）； ⑷ 標力臂（常用大括號）。 解答：如圖13-4所示。 例4、在圖13-5的方框內畫出能省2/3的力的滑輪組裝配示意圖，要求改變力的方向（不考慮滑輪本身重）。 解析：繞制滑輪組的一般步驟： （1）確定承擔動滑輪和重物的繩子的段數(shù)。 根據(jù)n=或n=確定需要吊著動滑輪的繩子的段數(shù)。本題要求省2/3的力，實際上拉力是物重的1/3，因此n=3,即要用三段繩子承擔動滑輪和重物。 （2）確定動滑輪和定滑輪的個數(shù)。 ①如果既要省力，又要改變力的方向，則：動滑輪個數(shù)+定滑輪個數(shù)=n。 當n為奇數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為m，m=；當n為偶數(shù)時，動滑輪的個數(shù)為m=。 ②如果只要求省力，不要求改變用力方向，則可在上述基礎上去掉一個定滑輪。 根據(jù)上述原則，本題應是由兩個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組。 （3）確定繩頭固定端（繩子的起點）。 一般情況下，若n為奇數(shù)時，固定端位于動滑輪的框架上；若n為偶數(shù)時，固定端位于定滑輪的框架上，可用“奇動偶定”幫助記憶。 本題n=3為奇數(shù)，繩頭應固定在動滑輪的框架上。 （4）穿繞繩索。 順序是：從固定端出發(fā)，從里向外逐個繞過滑輪，每個滑輪上只能穿繞繩一次，不能交叉、重復，最后檢查一下能否像一根繩子一樣通順。 解答：滑輪組裝配示意圖如圖13-6所示。 例5、甲乙兩個實驗小組在探究“杠桿的平衡條件”時，分別得到下面兩組數(shù)據(jù)和結論。他們在交流時，甲組發(fā)現(xiàn)了自己實驗結論的錯誤和產(chǎn)生錯誤的原因。你認為甲組產(chǎn)生錯誤的原因有那些？ 甲組產(chǎn)生錯誤的原因： 。 甲 組 乙 組 次數(shù) 動力 動力臂 阻力 阻力臂 動力 動力臂 阻力 阻力臂 1 4 5 5 4 7 4 2 14 2 3 4 4 3 6 4 8 3 3 4 5 2 10 結論 動力+ 動力臂=阻力+阻力臂 動力動力臂=阻力阻力臂 分析：這是一道實驗分析評估題。兩組的實驗數(shù)據(jù)和結論對比分析，甲組有明顯的錯誤。不同的物理量間是不能進行加減的，另外選擇的數(shù)據(jù)帶有特殊性，所以沒有得出普遍的結論。 解答：甲組的錯誤： （1）不同單位的物理量不能直接相加 。 （2）這四個物理量中的三個，它們的數(shù)據(jù)都應任意設定，不能有任何人為設置的規(guī)律 。 （3）沒有進行多次測量并從中找到普遍規(guī)律。 例6、（09年平原縣）如圖13-7所示，同一水平桌面上放有長方體木塊和鐵塊各一個．現(xiàn)想探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙，請你只利用一個量程滿足實驗要求的彈簧測力計，設計一個實驗來驗證你的猜想．寫出實驗的步驟和分析實驗的結果。 圖13-7 解析：可以根據(jù)摩擦力與接觸面粗糙程度的關系通過比較摩擦力的大小來判斷粗糙程度，所以必須控制壓力相同。對于木塊和鐵塊，題目中沒有明確提出質量相等，在研究問題時它們對水平桌面的壓力不能認為相等， 又不能借助于任何外界實驗器材，所以就巧妙地運用疊放在一起的方法解決壓力相等問題。 解答：（1） 將鐵塊放在木塊上，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，記下測力計示數(shù)F1 （2）將木塊放在鐵塊上，用彈簧測力計水平勻速拉動鐵塊，記下測力計示數(shù)F2 （3）若F1> F2，則木塊下表面更粗糙；若F1< F2，則鐵塊下表面更粗糙；若F1= F2，則木塊和鐵塊下表面一樣粗糙。 例7、水平傳送帶上有一個物體M與傳送帶一起向右勻速運動，如圖13-8所示，不計空氣阻力，物體M是否受到皮帶對它的摩擦力的作用？ 解析：假設物體受到皮帶對它的摩擦力的作用，不計空氣阻力， 圖13-8 那么物體在水平方向只受到一個摩擦力的作用，而水平方向的一個力不可能使物體在水平方向上做勻速運動，故水平方向不受力的作用。因此，物體M不受皮帶給它的摩擦力。 解答：物體M不受皮帶給它的摩擦力。 例8、假期里，小蘭和爸爸、媽媽一起參加了一個家庭游戲活動。活動要求是：家庭成員中的任意兩名成員分別站在如圖13-9所示的木板上，恰好使木板水平平衡。 圖13-9 (1)若小蘭和爸爸的體重分別為400N和800N，小蘭站在距離中央支點2m的一側，爸爸應站在距離支點多遠處才能使木板水平平衡? (2)若小蘭和爸爸已經(jīng)成功地站在了木板上，現(xiàn)在他們同時開始勻速相向行走，小蘭的速度是0.5m/s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破壞? 解析：小蘭和爸爸對杠桿施加的力等于他們各自的重力，據(jù)題意可知小蘭對杠桿作用力的力臂是2m，根據(jù)杠桿平衡條件，就可以求出爸爸對杠桿作用力的力臂L2，即爸爸應站在距離杠桿支點的距離。小蘭運動的速度v1已知，設爸爸的速度是v2，則運動時間t后，小蘭對杠桿作用力的力臂是2m-v1t，爸爸對杠桿作用力的力臂為L2-v2t，再根據(jù)杠桿平衡條件，就可以求出爸爸的速度v2。 解：(1)小蘭對杠桿施加的力：F1=400N 小蘭對杠桿作用力的力臂：L1=2m 爸爸對杠桿施加的力：F2=800N 設爸爸對杠桿作用力的力臂為L2，根據(jù)杠桿平衡條件有： F2L2=F1L1 800NL2=400N2m L2=1m (2) 小蘭勻速行走的速度是：v1=0.5m/s 設爸爸的速度是v2，他們行走的時間是t，則此時小蘭對杠桿作用力的力臂是2m-0.5m/s t，爸爸對杠桿作用力的力臂為1m-v2t，根據(jù)杠桿平衡條件有： 400N（2m-0.5m/s t）=800N（1m-v2t） 由上式得：v2=0.25m/s 圖13-10 A F 例9、如圖13-10所示，用滑輪組將質量是70 kg的物體提高5 m，每個滑輪質量是2 kg，繩重、摩擦不計，試求： （1）提起物體所用的力是多少？ （2）繩端移動的距離是多少？ 解析：由圖可以知道，吊著動滑輪和重物的繩子段數(shù)為三段， 提起重物所用的力就是物重的三分之一。繩端移動的距離是重物移 動距離的三倍。 解：物體的質量:m物=70kg 物體重：G物=m物g=70kg10N/kg=700N 動滑輪的質量：m動=2kg 動滑輪重：G動= m動g=2kg10N/kg=20N 因為有三段繩子吊著動滑輪和重物 所以提起物體所用的力 F= （G物+G 動）= （700N+20N）=240N 物體被提升的高度:h=5m 繩端移動的距離s=3h=35m=15m 三、綜合練習 1、重力無時不在，對我們的生活影響很大，假如沒有重力，請你設想出兩個可能出現(xiàn)的情景： ， 。 2、爬桿是一項有益的體育運動，重500N的王力同學勻速向上爬時，桿對手的摩擦力大小為 N，方向 。為防止摩擦力太小而滑下，可以采取的措施是____________。 3、如圖13-11甲所示，完全相同的木塊A和B疊放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起作勻速直線運動，此時木塊B所受的摩擦力為______N；若將A、B緊靠著放在水平桌面上，用水平力F2推A使它們一起勻速運動（如圖13-11乙所示），則推力F2＝_______N。 圖13-11 圖13-12 圖13-13 4、如圖13-12所示，人的前臂可視為杠桿，當曲肘將茶杯向上舉起時，下列說法中正確的是 A、前臂是省力杠桿 B、前臂是費力杠桿 C、前臂不是杠桿 D、無法確定 5、如圖13-13所示是一個指甲刀的示意圖；它由三個杠桿ABC、OBD和OED組成，用指甲刀剪指甲時，下面說法正確的是 A、三個杠桿都是省力杠桿； B、三個杠桿都是費力杠桿； C、ABC是省力杠桿，OBD、OED是費力杠桿；D、ABC是費力杠桿，OBD、OED是省力杠桿。 6、假如物體間的摩擦力突然消失，下列哪些現(xiàn)象是不可能的 ( ) A．靜止在水平公路上的汽車無法開動 B．我們將無法寫字，因為筆會從手中滑下來 C．我們將無法系上鞋帶 D． 靜止在水平公路上的汽車很容易開動 7、（09年四川省自貢市）同一物體沿相同水平地面被勻速移動，如圖13-14所示，拉力分別為F甲、F乙、F丙，不計滑輪與輕繩間的摩擦，比較它們的大小，則 圖13-14 A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙 C．F甲＞F乙=F丙 D．F甲=F乙＞F丙 8、分析下列各種摩擦：①走路時，鞋與地面之間的摩擦；②騎自行車時，車輪與軸之間的摩擦；③汽車行駛時，汽車與空氣之間的摩擦；④皮帶傳動中，皮帶與皮帶輪之間的摩擦．其中屬于有益摩擦的是（　　　） A．①和②　　　B．②和③　　　C．②和④　　　D．①和④ 圖13-15 圖13-16 圖13-17 圖13-18 9、圖13-15是長在枝條上的蘋果，請你在圖中畫出蘋果受力的示意圖。 10、如圖13-16，試畫出小車在斜坡上下滑過程中的受力示意圖。 11、關閉發(fā)動機的汽車，在水平路面上運動，在圖13-17中畫出汽車受力示意圖. 12、在圖13-18中，畫出作用在“開瓶起子”上動力F1的力臂和阻力F2的示意圖 13、圖13-19所示是簡易吊車正在吊起重為G的建筑材料，請在圖中杠桿OB上分別畫上動力臂L1和阻力臂L2． 圖13-19 甲 圖13-20 乙 14、筷子是我國傳統(tǒng)的用餐工具，它應用了杠桿的原理，如圖13-20甲所示，請你在圖13-20乙中標出這根筷子使用時的支點O，并畫出動力F1和動力臂L1。 15、有一均勻圓柱體放在水平地面上如圖13-21所示，靠在臺階邊，為了使它滾上這個臺階，在圓柱體邊緣上哪一點、沿什么方向施力才能用最小的力使圓柱體剛好離開地面?在圖上標出這一點，并畫出此力的方向和力臂。 圖13-21 圖13-22 圖13-23 圖13-24 16、在圖13-22中畫出杠桿平衡時作用在B點最小的力和這個力的力臂(O為支點)。 17、在如圖13-23所示的滑輪組上繞線，使勻速提升重物G時最省力。 18、找兩塊木板A、B，相互垂直釘在一起，如圖13-24所示，在A木板中間畫一條線，在線的上端釘一個釘子，將重錘線拴在上面.用它可檢查窗臺、桌面是否水平，做一做，并說明道理. 19、如圖13-25所示是一個彈簧測力計，請你為它寫一份簡要的使用說明書。 圖13-25 20、利用彈簧測力計、刻度尺、木塊、鐵塊、細線、鉤碼（質量已知、規(guī)格相同）等器材（數(shù)量不限），可以進行很多力學實驗. 請選用其中的一些器材，設計一個力學實驗. 要求寫出： （1）實驗研究的問題：_________________________________________________； （2）實驗所需的器材：_________________________________________________； （3）實驗步驟和分析（包括要測量的物理量和數(shù)據(jù)處理）： 21、某物理實驗小組的同學在探究“物體所受重力大小與物體質量的關系”的實驗記錄如下表： 實測 物體 物體質量 m(kg) 重力 G(N) 比值G／m (N／kg) 比值G／m的平均值 (N／kg) 物體1 0.1 0.99 9.9 物體2 0.2 1.96 9.8 物體3 0.3 2.91 9.7 (1)在實驗過程中，需要的測量工具有　　　　　　和　　　　　　?。? (2)在上表空白處填出比值G／m的平均值； (3)分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出結論是：　　　　　　　　　　　　　　　　。 22、小明和小華合作做“研究杠桿平衡條件”的實驗 （1）實驗時，小明先調節(jié)杠桿在水平位置平衡，你認為這樣做的好處是 ________ （2）小華將四個重力均為0.5N的鉤碼掛在杠桿左端后，又將彈簧測力計鉤在杠桿A處的細線上（如圖13-26所示）.要使杠桿在水平位置平衡，且彈簧測力計的示數(shù)最小，則小華應沿 _________ 方向拉彈簧測力計.在此情況下，小華讀出彈簧測力計示數(shù)為4.2N.小明和小華對實驗數(shù)據(jù)分析后得到的結論是：在誤差允許的范圍內， 圖13-26 動力動力臂 = 阻力阻力臂.你認為他們這樣就得出結論是否合理？ ____________ ；簡述理由： _________________________。 23、物理實驗要遵循實事求是的原則。小雯同學在“研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，完成了如圖13-27所示的實驗并記錄了數(shù)據(jù)。 實驗次數(shù) 物重 G／N 使用定滑輪時測力計的示數(shù) F1／N 使用動滑輪時測力計的示數(shù)F2／N 1 1.00 0.60 0.65 2 1.50 1.10 0.90 3 2.00 1.60 1.15 圖13-27 通過分析數(shù)據(jù)，她覺得與書中的結論有較大偏差。你一定也做過這樣的實驗，回想你的實驗經(jīng)歷，回答下列問題： (1)該實驗中出現(xiàn)這樣結果的主要原因是什么? (2)請你對小雯的實驗方法提出合理的改進意見。 24、學習了摩擦力有關知識后，同學們都已經(jīng)知道：滑動摩擦力跟物體間接觸表面的粗糙程度及壓力大小有關。但小明同學總感覺滑動摩擦力還應與接觸面積的大小有關，猜想：“面積越大，滑動摩擦力越大”。于是他找來了一塊長方體木塊（各表面粗糙程度相同）、彈簧測力計、長木板，如圖13-28所示。請你用這些器材驗證他的猜想是否正確？ 圖13-28 25、如圖13—29所示，燈重30 N，燈掛在水平橫桿的C端，O為杠桿的支點，水平桿OC長2 m，桿重不計，BC長0.5 m，繩子BD作用在橫桿上的拉力是多少？（∠DBO = 30） 圖13-29 力和機械 參考答案 1、（1）不能喝水吃飯；（2）很容易飛離地球（其它合理答案即可） 2、500 向上 握緊竿或在手上擦防猾粉 3 0N 12N 4、B 5、C 6、C 7、B 8、D 9、 10 11、 12 . 13、 14、 O F l1 15、 16、 17 16、解決杠桿平衡時動力最小問題：此類問題中阻力阻力臂為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大，要使動力臂最大需要做到①在杠桿上找一點，使這點到支點的距離最遠；②動力方向應該是過該點且和該連線垂直的方向。 說明：應根據(jù)實際來選擇杠桿，當需要較大的力才能解決問題時，應選擇省力杠桿，當為了使用方便，省距離時，應選費力杠桿。 18、當把它放在桌面上時，如果重錘線與所畫的直線重合，說明桌面是水平的，若不重合，被檢查的桌面就不水平.因為A木板與B木板互相垂直.若桌面水平，B木板就是水平的，A木板上的刻線就在豎直方向上，由于重力的方向總是豎直向下，重錘線總是在豎直方向上，這時兩線重合.桌面不水平時，B木板也不水平，刻線就不在豎直方向上，重錘線就不能與它重合 19、（1）使用彈簧測力計時，最大稱量值不能超過5N；（2）彈簧測力計使用前要輕輕拉動幾下；（3）在稱量前要將指針調到另刻度線處；（5）使用時，要讓拉力方向與彈簧伸長方向一致 20、參考答案1：(1)物重與質量的關系。 (2)彈簧測力計、幾個鉤碼。(3)把一個、兩個、三個鉤碼依次掛在彈簧測力計上，分別讀出它們重多少牛，記在自己設計的表格中，并算出每次重力跟質量的比值，分析物重與質量的關系。 參考答案2：(1)摩擦力是否與壓力有關 (2)彈簧測力計、木塊、鐵塊(或鉤碼)、細線 (3)①用細線住木塊，放在水平桌面上，用彈簧測力計在水平方向上拉著木塊勻速運動，記下此時測力計的讀數(shù)F1；②在木塊上加上鐵塊(或鉤碼)，重復上面實驗，記下測力計的讀數(shù)F2；③比較F1、F2的大小就可以知道摩擦力是否與壓力有關。 21、分析與解：要探究“物體所受重力大小與物體質量的關系”（1）首先必須解決如何側得質量和重力。所以需要的測量工具有：天平和測力計。（2）G/m的平均值為：9.8。（3）由于側得的G/m比值保持不變，說明物體的重力與質量成正比。 點評：這一題主要考察考生實驗的基本技能：主要有三個方面：儀器的選取，實驗數(shù)據(jù)的處理以及根據(jù)側得的數(shù)據(jù)進行推理，得出結論的能力。 22、消除杠桿的自身重力對轉動的影響，同時容易測得力臂。 豎直向上 不合理，應當進行多次測量，拿多組數(shù)據(jù)進行比較，才能得出結論。 23、(1)由表中數(shù)據(jù)可看出，使用定滑輪時(乙圖)F1≠G，這是由于沒有考慮到彈簧測力計外殼受到的重力；使用動滑輪時(丙圖) F2≠G／2，是由于沒有考慮動滑輪受到的重力。 (2)使用定滑輪時(乙圖)，將彈簧測力計倒過來使用(或水平拉動彈簧測力計；或實驗前先測出彈簧測力計自身的重力)；使用動滑輪時(丙圖)，要先測出鉤碼和動滑輪的總重，然后比較拉力與總重的關系(或采用輕質滑輪或增加鉤碼重)。 24、（1）將木塊平放在木板上，用彈簧測力計水平勻速拉動，并讀出拉力F1； （2）將木塊側放在木板上，用彈簧測力計水平勻速拉動，并讀出拉力F2； （3）若F1=F2，滑動摩擦力與面積無關；若F1不等于F2，則與面積有關。 25、解：平橫桿的C端受到的豎直向下的拉力：FC=G=30N FC的力臂為：OC=2m 由圖可知：OB=OC-BC=2m-0.5m=1.5m 拉力F的`力臂：OA=OB=1.5m=0.75m 根據(jù)杠桿平衡條件，有：FOA=FCOC ∴F===80N 附送： 2019-2020年人教版物理第一輪復習：第十二章 運動和力 一、復習要點 （一）運動的描述 1、機械運動 ①定義：物理學里把物體位置的變化叫做機械運動。 ②特點：機械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象。 2、參照物 ①定義：為了描述物體是在運動還是靜止而選作標準的那個物體叫做參照物。 ②任何物體都可做參照物，通常選擇參照物以研究問題的方便而定。如研究地面上的物體的運動，常選地面或固定于地面上的物體為參照物，在這種情況下參照物可以不提。 ③選擇不同的參照物來觀察同一個物體結論可能不同。同一個物體是運動還是靜止取決于所選的參照物，這就是運動和靜止的相對性。 ④不能選擇所研究的對象本身作為參照物那樣研究對象總是靜止的。 ⑤判斷一個物體是否運動的方法： 判斷一個物體是運動的還是靜止的，先要選取一個參照物，看被研究的物體相對于所選參照物的位置是否改變來判斷被研究的物體是否運動。若被研究的物體相對于所選的參照物的位置改變了，則被研究的物體是運動的；若被研究的物體相對于所選的參照物的位置沒有改變，則被研究的物體是靜止的。 （二）、運動的快慢 1、速度 ①速度是描述物體運動快慢的物理量。 ②速度公式：υ = ③速度單位：國際單位制中速度的單位是 m/s ，交通運輸中速度單位常用km/h ， 兩單位中m/s 單位大。 人步行速度約1.1m/s，它表示的物理意義是：人每秒步行的路程是1.1m ④直接測量工具：速度計 2、勻速直線運動：物體沿著直線快慢不變的運動叫勻速直線運動。 3、變速運動 ①定義：速度變化的運動叫做變速運動。 ②平均速度：表示變速運動的平均快慢 （求某段路程上的平均速度，必須找出該路程及對應的時間） （三）、長度、時間及其測量： 1、長度的測量 ①長度的單位及換算關系：國際單位制中，長度的基本單位是 m ，常用單位有千米(km)，分米(dm)，厘米(cm)，毫米(mm)，微米 (μm)，納米(nm)。 主單位與常用單位的換算關系： 1km=103m 1mm=10-3m 1dm=0.1m 1μm =10-6m 1cm=10-2m 1nm=10-9m ②測量長度的常用工具：刻度尺。 ③刻度尺的使用規(guī)則： A、根據(jù)需要選取適當量程和分度值的刻度尺（會選） B、刻度尺要沿著所測長度（或與所測長度平行），且刻度線應緊靠被測物體。如果零刻線磨損，可選中間任一刻度線做起點（會放）。 C、讀數(shù)時視線與尺面垂直，認讀刻度時要估讀到分度值的下一位(會讀)。 D、記錄結果時，除了正確無誤地記下所讀的數(shù)字外，還要注明單位（會記）。 注意： 使用刻度尺前要觀察它的零刻度線、量程、分度值 ④特殊長度的測量方法： A、測量細銅絲的直徑、一張紙的厚度等微小量常用累積法（當被測長度較小，測量工具精度不夠時可將較小的物體累積起來，用刻度尺測量之后再求得單一長度） B、測地圖上兩點間的距離，園柱的周長等常用化曲為直法（把不易拉長的軟線重合待測曲線上標出起點終點，然后拉直測量） C、測操場跑道的長度等常用輪滾法（用已知周長的滾輪沿著待測曲線滾動，記下輪子圈數(shù)，可算出曲線長度） D、測硬幣、球、園柱的直徑圓錐的高等常用輔助法（對于用刻度尺不能直接測出的物體長度可將刻度尺三角板等組合起來進行測量） 2、時間的測量： ①單位:秒(S) ②測量工具 古代: 日晷、沙漏、滴漏、脈搏等 現(xiàn)代:機械鐘、石英鐘、電子表等 3、誤差： (1)定義：測量值和真實值的差異叫誤差。 (2)減小誤差的方法：多次測量求平均值； 用更精密的儀器；改進測量方法。 (3) 誤差只能減小而不能 避免 ，而錯誤是由于不遵守測量儀器的使用規(guī)則和主觀粗心造成的，是能夠避免的。 （四）、力 1、力的作用效果：力可以改變物體的運動狀態(tài)。力可以改變物體的形狀。 說明： 物體的運動狀態(tài)是否改變一般指：物體的運動快慢是否改變（速度大小的改變）和物體的運動方向是否改變 2、力的單位：國際單位制中力的單位是牛頓簡稱牛，用N 表示。 力的感性認識：拿兩個雞蛋所用的力大約1N。 3、力的三要素：力的大小、方向、和作用點。 4、力的示意圖：用一根帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點表示出來,如果沒有大小,可不表示,在同一個圖中,力越大,線段應越長 5、力的概念：力是物體對物體的作用。 6、力產(chǎn)生的條件：①必須有兩個或兩個以上的物體。②物體間必須有相互作用（可以不接觸）。 7、力的性質：物體間力的作用是相互的（相互作用力在任何情況下都是大小相等，方向相反，作用在不同物體上）。兩物體相互作用時，施力物體同時也是受力物體，反之，受力物體同時也是施力物體。 （五）、牛頓第一定律 1、牛頓第一定律： ⑴牛頓總結了伽利略、笛卡兒等人的研究成果，得出了牛頓第一定律，其內容是：一切物體在沒有受到力的作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。 ⑵說明： A、牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎上，通過進一步推理而概括出來的，且經(jīng)受住了實踐的檢驗，所以已成為大家公認的力學基本定律之一。但是 我們周圍不受力是不可能的，因此不可能用實驗來直接證明牛頓第一定律。 B、牛頓第一定律的內涵：物體不受力，原來靜止的物體將保持靜止狀態(tài),原來運動的物體,不管原來做什么運動,物體都將做勻速直線運動. C、牛頓第一定律告訴我們:物體做勻速直線運動可以不需要力，即力與運動狀態(tài)無關，所以力不是產(chǎn)生或維持運動的原因。 2、慣性： ⑴定義：物體保持運動狀態(tài)不變的性質叫慣性。 ⑵說明：慣性是物體的一種屬性。一切物體在任何情況下都有慣性，慣性大小只與物體的質量有關，與物體是否受力、受力大小、是否運動、運動速度等皆無關。 利用慣性：跳遠運動員的助跑；用力可以將石頭甩出很遠；騎自行車蹬幾下后可以讓它滑行。 防止慣性帶來的危害：小型客車前排乘客要系安全帶；車輛行使要保持距離；包裝玻璃制品要墊上很厚的泡沫塑料。 3、慣性與慣性定律的區(qū)別： A、慣性是物體本身的一種屬性，而慣性定律是物體不受力時遵循的運動規(guī)律。 B、任何物體在任何情況下都有慣性，（即不管物體受不受力、受平衡力還是非平衡力），物體受非平衡力時，慣性表現(xiàn)為“阻礙”運動狀態(tài)的變化；慣性定律成立是有條件的。 （六）、二力平衡： 1、定義：物體在受到兩個力的作用時，如果能保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)稱二力平衡。 2、二力平衡條件：二力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、兩個力在一條直線上 概括：二力平衡條件用四字概括“一、等、反、一”。 3、平衡力與相互作用力比較： 相同點：①大小相等；②方向相反；③作用在一條直線上。 不同點：平衡力作用在一個物體上，可以是不同性質的力；相互作用力作用在不同物體上，是相同性質的力。 4、力和運動狀態(tài)的關系： 物體受力條件 物體運動狀態(tài) 說明 受平衡力 運動狀態(tài)不變 靜止 勻速運動 力不是產(chǎn)生（維持）運動的原因 受非平衡力 運動狀態(tài)改變 運動快慢改變 運動方向改變 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 物體運動狀態(tài)的改變，是指速度大小的改變和運動方向的改變。 二、重難點例題分析 例1、我國公安部門規(guī)定,坐在小汽車前排的駕駛員和乘客都應在胸前系上安全帶,這主要是為減輕下列哪種情況出現(xiàn)時可能對人身造成傷害（ ） A、車速太快 B、車速大慢 C、突然啟動 D、緊急剎車 解析：本題可直接用內涵分析法來解答。安全帶是系在汽車的座椅兩旁的，在汽車行駛時，它能將人體與固定的座椅“捆”在一起，我們知道，汽車在速度不做大的改變時，人與汽車幾乎保持相對靜止，安全帶在此不起作用；汽車在突然啟動時，由于慣性，人要向后傾，但有椅子的靠背擋住，比較安全，只有汽車在緊急剎車時，人才向前傾，若無安全帶，坐在前排的駕駛員和乘客就會撞到相距極近的汽車前面的硬物上，造成傷害.故本題選D 例2、甲、乙、丙三人各乘坐一架直升飛機．他們從自己乘坐的飛機里往外看：甲看見丙乘坐的飛機勻速上升；乙看見甲乘坐的飛機勻速下降；丙看見樓房和乙乘坐的飛機都勻速上升．你能判斷甲、乙、丙：三人乘坐的直升飛機相對地面都是怎樣運動的嗎?請說明理由。 解析：以地面為參照物，樓房是靜止不動的。丙以自己乘坐的飛機為參照物，看見樓房勻速上升，這樣就可以判定丙乘坐的飛機相對于地面是勻速下降的。甲以自己乘坐的飛機為參照物，看見丙乘坐的飛機勻速上升，但丙乘坐的飛機相對于地面正勻速下降，說明甲乘坐的飛機相對于地面以比丙更快的速度下降，乙以自己為參照物，無論相對于地面是靜止，還是以小于甲的速度勻速下降，或是勻速上升，都可能看到甲在勻速下降，丙都能看見乙乘坐的飛機在勻速上升。所以，乙相對于地面的運動狀態(tài)不能判定。 例3、為了探究力的作用效果與力的大小、方向、作用點的關系，小明做了如圖12-1的實驗，使一薄鋼片的下端固定，現(xiàn)分別用不同的力去推它，使其發(fā)生如下列A、B、C、D各圖所示的形變，并使F1=F3=F4>F2，那么： 圖12-1 圖12-2 ①為了探究力的作用效果與力的大小有關，應選用_____兩圖的實驗。 ②為了探究力的作用效果與力的方向有關，應選用_____兩圖的實驗。 ③為了探究力的作用效果與力的作用點有關，應選用_____兩圖的實驗。 解析：力的作用效果與力的大小、方向、作用點有關，為了探究與其中一個因素的關系，應控制另兩個因素不變。①為了探究力的作用效果與力的大小有關，應讓力的方向和作用點相同，再通過改變力的大小來觀察力的作用效果，進行比較分析得出結論，依題意結合圖得圖12-2中A、B滿足此要求。用同樣的方法可得出②③的結論。 解答：① A、B ② A、C ③ A、D 例 4、如圖12-2所示，用A、B兩把刻度尺測同一物體長度，放置正確的是 刻度尺，其分度值是 ，該物體的長度為 cm。 解析：使用刻度尺側長度時，刻度尺要沿著所測長度（或與所測長度平行），且刻度線應緊靠被測物體，由圖可知，A刻度尺放置是正確的，B刻度尺的刻度線沒有緊靠被測物體，放置是錯誤的。A刻度尺分度值是1mm，該物體的長度為2.20cm。 例5、用100N的力與水平地面成30角斜向上拉小車，畫出這個力的示意圖。 F=100N 解析：畫力的示意圖的要訣是：一畫點（即力的作用點，通常畫在物體的重心上，力的作用點要畫成實心的黑點），二畫線（既畫力的作用線，通常從力的作用點起沿力的方向化一條線段，在同一圖中，力越大，線段要畫的越長），三畫箭頭標大?。仍诰€段的末端畫上箭頭，箭頭表示力的方向，在箭頭旁標上力的符號和大?。? 圖12-3 解答：拉力的示意圖如圖12-3所示。 例6、小星利用節(jié)假日到上海去看望奶奶，他來到鎮(zhèn)江火車站看到列車運行時刻表的一部分如表所示，他比較了特快T131和動車組“和諧號”D413的運行時間后，決定乘坐動車組“和諧號”D413前往上海。若兩列車均正常運行，試問： 往上海方向（里程：237km） 車次 到達時間（鎮(zhèn)江） 開車時間（鎮(zhèn)江） 終點站（上海） T131 09：43 09：45 12：31 D413 10：04 10：06 11：53 （1）動車組“和諧號”D413比特快T131少運行多少時間？ （2）動車組“和諧號”D413從鎮(zhèn)江到上海的運行過程中的平均速度為多少米／秒？合多少千米／時？ 解析：兩車開車時間（鎮(zhèn)江）和到站（上海）時間已知，就可以求出兩車運行的時間，從而求出動車組“和諧號”D413比特快T131少運行多少時間。從鎮(zhèn)江上海的運行的路程知道，根據(jù)速度公式，就可以求出動車組“和諧號”D413從鎮(zhèn)江到上海的運行過程中的平均速度。 解：(1)特快T131從鎮(zhèn)江到上海的運行的時間： t1=12h31min-9h45min=2h46min 動車組“和諧號”D413從鎮(zhèn)江到上海運行的時間： t2=11h53min-10h6min=1h47min=6420s 動車組“和諧號”D413比特快T131少運行的時間： t= t1- t2=2h46min-1h47min=59min (2) 鎮(zhèn)江到上海的里程：s=237km=2.37105m 動車組“和諧號”D413從鎮(zhèn)江到上海的運行過程中的平均速度: υ= = = 36.9m/s = 132.8km/h 答：（1）動車組“和諧號”D413比特快T131少運行59min。 （2）動車組“和諧號”D413從鎮(zhèn)江到上海的運行過程中的平均速度為36.9m/s ，合132.8km/h。 三、綜合練習 1、小明乘坐游艇在海上航行。以海岸為參照物，小明是_________的；以_________為參照物，小明是靜止的。 2、正在行駛的列車速度是15 m/s，這句話的物理意義是______________________。 3、一個做變速直線運動的物體，全程24 m，前一半路程需4 s，后一半路程需6 s．那么，物體通過前一半路程的平均速度是______m／s，后一半路程上的平均速度是______m／s，全程上的平均速度是_______m／s． 4、一個滑塊受到5 N的水平拉力作用，在水平桌面上運動.水平桌面與滑塊間的摩擦力可以忽略不計，當滑塊的速度達到1 m/s時，撤去外力，則此后滑塊在水平桌面上的運動是______，經(jīng)過3 s滑塊運動了______m. 5、21.6 km/h=____ m/s ，5 m/s=____ km/h 6、給下列數(shù)據(jù)填上單位：某同學身高1.65____，課桌的長度是60.0 ______，課本的長度是255.0______，地球的半徑是6.4103______ 7、雙休日自駕車外出郊游，在行駛的過程中，善于觀察的小唐同學看到汽車上有一個顯示速度和路程的表盤，示數(shù)如圖12—4甲所示，則汽車此時行駛的速度為 ；該車勻速行駛了一段時間后，表盤示數(shù)變?yōu)閳D12—4乙所示，那么這段時間為 h． 圖12-4 圖12-5 圖12-6 8、如圖12—5是一個騎車者和一個跑步者的路程與時間的變化圖線，從圖中可以獲得的合理信息很多，請再寫出兩條。 信息一：騎車者的速度為5m／s； 信息二： ； 信息三： 。 9、如圖12-6，當電風扇工作時，空氣會由靜止流動起來，這說明力能______ _____；同時小車將向_____運動，原因是__ __ ；類似的裝置可應用在某些交通工具上，試舉一例________ 。這類交通工具在月球上是無法工作的，這是因為：________________。 10、甲、乙兩輛汽車通過的路程之比是6∶5，它們運動的時間之比是4∶3；兩車運動速度之比是______. 11、小明用刻度尺測物體的長度，如圖12-7所示，他所用的刻度尺的分度值是 ______ ，物體的長度是______ 。 圖12-7 圖12-8 12、圖12-8所示為A、B兩個小球向右運動過程的閃頻照片。它表示兩小球在相等的時間間隔所處的位置，則對A、B兩個小球的運動情況，判斷正確的是 A、小球A做變速運動，小球B做勻速運動 B、小球A、B都做勻速運動 C、小球A做勻速運動，小球B做變速運動 D、小球A、B都做變速運動 13、（09年山東省德州市德城區(qū)）在xx北京奧運圣火傳遞活動中，現(xiàn)場某記者同時拍下了固定在地面上隨風飄動的旗幟和附近的甲、乙兩火炬照片，如圖12-9所示。根據(jù)它們的飄動方向，可以判斷下列說法正確的是 ( ) A.甲火炬一定靜止 B. 乙火炬一定向左運動 C.乙火炬一定靜止 D. 甲火炬一定向右運動 14、下面幾個關于力的說法，哪些是正確的 ( ) 圖12-9 A．兩個物體不接觸就不會發(fā)生力的作用 B．發(fā)生力的作用時，兩物體都要受到力的作用 C．單獨一個物體，也能產(chǎn)生力的作用 D．沒有施力物體，物體也能受到力的作用 15、有一氣球以25 m／s的速度勻速上升到某一高度后，從氣球上脫落一物體，這個物體離開氣球后，將 ( ) A．立即下落 B．以原來的速度繼續(xù)上升 C．繼續(xù)上升一段距離后下落 D．靜止一段時間后下落 16、（09年茂名市）一輛電動玩具車作勻速直線運動，它的速度—時間圖象如圖12-10甲所示，請在圖12-10乙上畫出它的路程—時間圖象。 圖12-10 圖12-11 17、在水平地面上有一輛小車，甲用6 N的力水平向右推車；乙用9 N的力向右上方與水平面成30角拉車，在圖12-11中作出這兩個力的示意圖。 18、（09年貴陽市）汽車追尾是高速公路上常發(fā)生的交通事故，其重要原因是遇到意外情況時不能立即停車。研究發(fā)現(xiàn)，司機從看到情況到踩剎車需要一段時間，這段時間叫反應時間；在反應時間內汽車要保持原速前進一段距離，這段距離叫反應距離；從踩剎車到車停止，汽車還要前進一段距離，這段距離叫制動距離。如圖12-12所示 反應距離s1 制動距離s2 圖12-12 下表是一個機警的司機駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車，在干燥的水平公路上以不同的速度 圖12-13 行駛時，測得的反應距離和制動距離。 原行駛速度υ/kmh-1 反應距離s1/m 制動距離s2/m 60 11 20 80 15 34 100 19 54 （1）利用上表數(shù)據(jù)，算出該司機的反應時間大約是 s；（保留兩位小數(shù)） （2）由這個測試可見，