重力 弹力 摩擦力分析.docx
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重力弹力摩擦力分析
重力弹力摩擦力
目标认知
学习目标
1、知道什么是弹力及弹力产生的条件；
2、了解弹簧测力计的原理，会使用弹簧测力计；
3、知道重力产生的原因、大小及方向，知道什么是重心；
4、知道摩擦力是如何产生的，知道摩擦力的大小和什么因素有关；
5、知道增大和减小摩擦的方法。
学习重点
1、会正确使用弹簧测力计；
2、重力的大小和方向；
3、滑动摩擦力的大小。
学习难点
1、弹簧测力计的正确使用；
2、用平衡的观点解决有关摩擦力的问题。
知识要点梳理
一、弹力
1.弹性、弹力定义。
（1）物体受力发生形变，不受力时又能自动恢复原来形状的特性叫做弹性。
有弹性的物体发生的形变叫弹性形变；物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。
物体的弹性形变程度越大，产生的弹力越大。
日常所称的拉力F、压力F压、支持力FN等，其实质都是弹力。
例如，桌面对茶杯的支持力，其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。
注意：
弹簧的弹性有一定的限度，超过了这个限度就不能完全复原。
（2）物体变形后不能自动恢复原来的形状的特性叫做塑性。
例如：
面团、泥团、橡皮泥等具有塑性
2.弹簧测力计
（1）弹簧测力计制作原理：
在弹性限度内弹簧受的拉力越大，它的伸长就越长。
（2）使用弹簧测力计测重力、拉力等。
注意：
（1）使用前，应使指针指在零点；
（2）所测的力不能大于测力计的测量限度；
（3）不要让指针与刻度盘摩擦；
（4）读数时，视线应穿过指针与刻度盘垂直。
二、重力
3.重力定义：
地面附近的物体，由于地球的吸引而受到的力叫做重力。
符号：
G
注意：
地面附近的一切物体，不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。
如在上升过程中的氢气球仍受重力。
一切物体所受重力的施力物体都是地球，受力物体是被研究物体本身。
4.重力的大小：
物体所受的重力跟它的质量成正比，公式：
G=mg或g=G/m，其中g=9.8N/㎏。
注意：
利用公式G=mg进行计算时，质量m的单位必须是㎏，不能用g，否则计算得出的数据就会有错误。
5.重力的方向：
重力的方向是竖直向下的。
据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直，也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。
注意：
竖直向下与垂直向下不同，所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直，其方向是固定不变的。
6.重心：
重力的作用点叫做物体的重心。
有些力（如摩擦力、浮力）作用在物体上的作用点不好确定，我们在作力的示意图时，也常把这些力的作用点画在物体的重心处。
质地均匀，外形规则物体的重心在它的几何中心点上。
三、摩擦力
7.摩擦力定义：
两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做摩擦力（Ff）；摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反；摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
8.滑动摩擦力与滚动摩擦力区别：
一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。
在相同条件下，滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
9．实验探究影响摩擦力大小因素：
知道压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
实验重点是测滑动摩擦力大小。
根据二力平衡的条件，用弹簧测力计沿水平方向拉着物体，在水平面上作匀速直线运动。
此时，拉力与摩擦力平衡，其大小相等，弹簧测力计的读数跟摩擦力的大小相等。
所以，从弹簧测力计的示数中就知道摩擦力的大小。
注意：
决定摩擦力大小的因素中没有“接触面积”，物体间摩擦力的大小跟接触面的“大小”无关，而是跟接触面的“粗糙程度”有关。
10.知道下列增大和减小摩擦力的方法：
增大摩擦
减小摩擦
方法
举例
方法
举例
增大压力
用力捏闸
减小压力
推轻箱子
使接触面粗糙
鞋底刻花纹
使接触面光滑
磨光刀面
变滚动为滑动
刹车过程
变滑动为滚动
车轮
使摩擦面分离
加润滑油
给机器点油
加气垫
气垫船
规律方法指导
本模块在研究滑动摩擦力和哪些因素有关时，采用了控制变量法，这是一个重要的研究问题的方法，应用非常广泛。
经典例题：
弹力
1、下列有关说法正确的是：
A.橡皮筋有弹力，棉线没有弹力
B.弹簧被拉得越长，弹力越大
C.物体受力发生形变，不受力时又自动恢复原来形状的形变叫做弹性形变
D.面团、橡皮筋、跳板、弓弦具有弹性
分析：
本题考查了弹性、弹力的定义以及决定弹力大小的因素这几个知识点。
弹性与塑性区别是不受外力时，自动恢复物体原状表现为弹性、无法自动恢复原状就体现为塑性。
具有弹性的物体在自动恢复原状时产生的力就是弹力，难点是弹力的大小虽与形变量大小决定，但它是有条件的，只有在弹性限度内才成立。
这点同学们可不要忘记。
答案：
C
举一反三
关于弹簧测力计的使用，下列说法中错误的是：
A.弹簧测力计在使用前需要将指针调零
B.读数时，视线应穿过指针与刻度盘垂直
C.使用弹簧测力计可以测任何大小的拉力
D.在使用弹簧测力计时，沿任何方向测量都可
答案：
C
总结升华：
本题就是简单考查弹簧测力计正确使用方法和注意事项。
（1）使用前，应使指针指在零点；
（2）所测的力不能大于测力计的测量限度；（3）不要让指针与刻度盘摩擦；（4）读数时，视线应穿过指针与刻度盘垂直。
2、小明做了弹簧长度与弹簧所受拉力大小的实验，实验数据如下：
弹簧所受拉力大小（N）
0
1
2
3
4
5
6
弹簧的长度（cm）
5
6
7
8
9
11
13
弹簧伸长长度（cm）
0
1
2
3
4
6
8
以下说法正确的是：
A.弹簧所受拉力越大，弹簧伸长越长，所受拉力大小与弹簧伸长成正比
B.只有在弹性限度内，弹簧伸长长度与所受拉力成正比
C.小明所做最后二组实验数据与弹簧工作原理不符，不符原因是连续读数出错
D.使用此弹簧改装成弹簧测力计可以测量5N的拉力
分析：
本题重点依然考查弹簧测力计的工作原理。
别忘记条件弹性限度内，所以A是不对的。
对于表格最后两组数据并不满足弹簧伸长长度与拉力大小成正比这一规律，依常理可推断应该超过弹簧弹性限度了。
答案：
B
举一反三：
在探究弹簧伸长和拉力大小的实验中得到结论：
在弹簧弹性限度内，弹簧伸长和拉力大小成正比。
小明用5N力拉弹簧，弹簧长度伸长了3cm，小红将弹簧拉长了4.5cm，则小红拉弹簧的力大小是__________。
解析：
5N:
3cm=F:
4.5cm，解得F=7.5N。
答案：
7.5N
总结升华：
在弹簧弹性限度内，弹簧伸长和拉力大小成正比。
即弹簧伸长和拉力大小比值相等。
3、如图，弹簧秤的测量范围是______，最小刻度是_______，被测量的物体重为__________。
分析与解：
此弹簧测力计量程为5N，每大格之间有5小格，因此分度值为0.2N，读数为：
2.8N。
答案：
5N，0.2N，2.8N
重力
4、探月过程时，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力及其质量（ ）
A.重力变小，质量变大 B.重力变大，质量变大
C.重力不变，质量不变 D.重力变大，质量不变
分析：
重力与质量不同，重力是物体由于地球的吸引而受到的一种力；而质量指的是物体所含物质的多少，是物体本身的属性，与地球是否吸引物体无关。
答案：
D
总结升华
质量是指物体所含物质多少，不随温度、位置、形状、状态改变而改变；重力则是物体受地球的吸引力产生的，其大小跟位置和高度有关，同一物体，在两极时重力要比在赤道上时要大。
举一反三
1、若先后在地球上和月球上用弹簧测力计称量同一个物体的重力，则会发现（ ）
A．弹簧测力计示数变大
B．弹簧测力计示数不变
C．弹簧测力计示数变小
D．弹簧测力计没有示数
分析：
本题考查的是重力，在地球表面物体受到地球的吸引力。
在月球表面也会受到月球的吸引力，由于月球质量远小于地球质量，同一物体所受重力大小，在月球上是地球上的1/6。
所以弹簧测力计示数将会变小。
答案：
C
2、一个鸡蛋的质量为60g，求它所受的重力是______,若运到月球上质量_____，重力________。
（不变、变小、变大）g=10N/㎏
分析：
同学们容易出错写成：
60g=60g×10N/kg=600N，注意利用公式G=mg进行计算时，质量m的单位必须是㎏，不能用g，否则计算得出的数据就会有错误。
随后两个空考查重力和质量的关系，质量是指物体所含物质多少，不随温度、位置、形状、状态改变而改变；而重力则是物体受地球的吸引力产生的，到月球就变小了。
两者之间可以用公式G=mg建立联系，但不可省略公式直接划等号。
m=60g=0.06㎏，G=mg=0.06㎏×10N/㎏=0.6N。
答案：
0.6N不变变小
5、如图所示，物体A重60N，静止在斜面上，请画出物体A所受重力的示意图。
分析：
本题重点考查重力方向。
分清竖直向下与垂直向下不同，所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直，其方向是固定不变的。
例如：
用一根线把一块橡皮悬挂起来，橡皮静止时，悬线所指的方向叫竖直方向。
而垂直向下是指向下与某个平面（不一定是水平面）成90°角，垂直的方向是不固定的。
答案：
如图：
总结升华
重力的方向竖直向下，也可以说是垂直于水平面向下。
举一反三
关于物体所受重力的方向，下列表示正确的是（ ）
答案：
C
6、一个集装箱的质量是4吨，计算它所受重力。
解析：
已知：
m=4吨=4000千克，g=10N/kg。
求：
G
解：
G=mg＝4000kg×10N/kg=40000N。
答案：
集装箱所受重力是40000N。
摩擦力
7、下列关于摩擦的说法正确的是：
A.摩擦力肯定是阻碍物体运动的
B.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.相互接触的物体之间一定存在摩擦力
D.一个物体对另一个物体有摩擦力作用时，它自身也会受摩擦力的作用
分析：
摩擦力的定义是初中物理比较难的一个知识点，可以分解成三点，
条件①两个互相接触的物体，
条件②做相对运动时，
特点③摩擦力产生的位置：
在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。
答案：
D
总结升华
相对运动的理解，相对运动包含两种情况：
一是两物体之间发生运动，另一种情况是两物体之间要发生运动，分离的趋势，但实际没有运动分开。
例如：
放在斜面上静止的物体，若斜面很光滑，物体将下滑，而实际上物体并没有下滑。
这就是属于要发生相对运动。
摩擦力可能是动力，也可能是阻力；摩擦力的方向既可能与物体运动方向相同，也可能与物体运动方向相反。
举一反三
如图所示：
物体与地面（或斜面）间的接触面是粗糙的，图中没有受到摩擦力的是：
分析与解：
A图中物体是静止的，没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，所以A不受摩擦力，B图中的物体有沿斜面向下运动的趋势，C图中的物体受到水平向左的拉力，有向左运动的趋势，所以B、C中的物体受到摩擦力。
D图中的物体向右运动，可能受到摩擦力。
本题主要考察摩擦力产生的条件，解题的关键是判断物体是否有相对运动或相对运动的趋势，本题的易错点是误认为只有发生相对运动，才有摩擦力，而忽视了有相对运动趋势时也会产生摩擦力，因此会误选B、C。
答案：
A
8、（2011北京）如图所示的四个实例中，目的是为了减小摩擦的是
分析：
减小摩擦的方法：
①减小压力；②使接触面光滑；③变滑动为滚动；等等。
答案：
B
总结升华
增大摩擦力方法：
①增大压力；②使接触面粗糙；③变滚动为滑动。
减小摩擦力方法：
①减小压力；②加润滑油，使接触面光滑；③变滑动为滚动；④使接触面隔离，如气垫船。
举一反三
滑动摩擦力的大小跟_______和______有关，在皮带传动中,要把皮带张紧,这是利用________的办法来_______摩擦;缝衣针表面要做得很光滑是利用_______的办法来______摩擦。
答案：
接触面的粗糙程度,压力;增大压力,增大;减小接触面的粗糙程度,减小。
9、如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来。
原来，棋盘和棋子都是由磁性材料做成的。
棋子不会掉落是因为（ ）
A．棋子所受的摩擦力等于其重力
B．棋子所受的摩擦力大于其重力
C．棋子所受的摩擦力小于其重力
D．棋子的质量小，其重力可以忽略不计
分析：
本题是同学们容易出错题目，本题并非单纯考查摩擦力，更偏重考查二力平衡的知识。
这是初中物理容易混淆的知识点。
棋子在竖直方向上受向下的重力和向上的摩擦力，棋子静止，故二力平衡，棋子的重力不变，则摩擦力的大小不变。
答案：
A
综合应用
10、用弹簧测力计沿水平方向拉一个质量为500g的小车在桌面上向右做匀速直线滑动，此时弹簧测力计的示数为2N时，则小车受到的摩擦力为__________N，方向__________。
当弹簧测力计的示数增大为4N时，小车受到的摩擦力大小__________。
（“变大”、“不变”、“变小”）
分析：
本题考查了摩擦力的方向、以及决定滑动摩擦力大小的因素。
特别最后一空，同学们易犯错误的原因是没有搞清楚物体的运动状态，就急于下结论。
当弹簧拉力突然变大时，并没有说明还做匀速直线运动。
而决定滑动摩擦力大小的压力大小以及粗糙程度都没有改变，所以摩擦力大小不变。
答案：
2N水平向左不变
探究园地：
1、在“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，做了如下图所示的实验。
（1）为了测定摩擦力的大小，用弹簧测力计沿___________方向拉着木块在水平桌面上做__________运动，摩擦力的大小可从弹簧测力计示数得出。
（2）比较图甲和图乙中弹簧测力计的示数得到的结论：
___________________________；
（3）比较图甲和图丙中弹簧测力计的示数得到的结论：
____________________________；
分析：
本题考查了探究滑动摩擦力大小因素的实验，本实验体现两个物理研究方法1、控制变量法，同学比较熟悉不在此分析了2、转换法，摩擦力的大小我们没有办法直接测量，我们利用所学二力平衡的知识。
让物体在水平面做匀速直线运动，水平方向受平衡力，此时拉力大小等于摩擦力的大小得出实验结论。
不要忘记体现控制变量。
答案：
（1）水平匀速直线
（2）接触面一定时，压力越大，摩擦力越大
（3）压力一定时，接触面越粗糙摩擦力就越大。
举一反三
小明、小红和小王在探究“摩擦力的大小可能跟哪些因素有关”的过程中，分别提到了以下猜想：
小明：
摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；
小红：
摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关；
小王：
摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两个接触面的接触面积的大小有关；
为了验证上述猜想是否正确，小明选用了一块底面与各个侧面粗糙程度相同的长方体木块，并设计了以下的探究方案：
步骤1：
把长方形木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数。
（如图甲）
步骤2：
在长方形木块上放上砝码（如图乙），用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数。
步骤3：
在水平长木板上铺上棉布，把木块平放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数（如图丙）。
比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计的示数的大小。
（1）当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动，摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数，为什么？
（2）步骤2的设计目的是为了验证哪种猜想的正确？
（3）为了检验小王的猜想是否正确，可在上述试验的基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤。
（4）在步骤2中，若木块和砝码的总重为0.5N，当用弹簧测力计水平拉木块作匀速直线运动时，则砝码与木块摩擦力之间的关系是：
A.大于0.5NB.大于零且小于0.5N
C.等于0.5ND.等于零
分析与解：
（1）生活中的物体如果做匀速直线运动，是因为受到平衡力，此时摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以此时弹簧测力计的示数即表示拉力的大小又表示了摩擦力的大小。
（2）摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关；
（3）将这个木块侧放，用弹簧测力计拉着它在水平桌面上做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数。
（4）B
2、水平面上有长方体木块和铁块各一个，现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙,只利用一个弹簧测力计,设计一个实验来验证你的猜想。
分析与解：
注意使用控制变量法，保证两次的压力相同。
1、将铁块放在木块上，在木板上用弹簧测力计水平匀速拉动木块，观察记录测力计的示数F1；
2、将木块放在铁块上，在木板上用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，观察记录测力计的示数F2；
3、比较F1、F2的大小：
如果F1＞F2则木块的表面更粗糙；
如果F1＜F2则铁块的表面更粗糙。
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