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文檔簡介

1、第三章相互作用一實驗:探究小車速度隨時間變化的規律要點導學 1探究目的: 利用打點計時器或電火花計時器探究小車在重物牽引下的運動特點,根據紙帶記錄的點研究小車速度的變化規律。2探究過程:(1)“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗原理如圖2-1-1 所示,請寫出實驗所需的器材:_。(2)根據原理圖,安裝好實驗裝置,將小車停在靠近打點計時器處,接通 _后 ,再釋放小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一列小點,換上新的紙帶,重復實驗三次。(3)從三條紙帶中選擇一條點跡清晰且所有點都在同一直線上的紙帶,舍掉開頭一些比較密集的點,在后邊便于測量的地方找一個開始點標上 O,為了測量方便和減小

2、誤差,在選好的開始點后面每打五次點取一個點,這個點叫做計數點,并標明 1、2、3(如圖 2-1-2 所示),兩個相鄰計數點的時間間隔就是 T=5×0.02s=0.1s。距離分別是 x1、x2、x3(4)增減所掛的鉤碼數,重復實驗步驟( 2) ( 3) ,再做兩次實驗 .3數據處理(1)利用紙帶計數點間距離x1、x2、x3和相對應的時間,根據第一章用打點計時器測量瞬時速度的方法,得出各計數點的瞬時速度,v1=(x1+x2)/ 2T、v2 =(x2+x3)/ 2Tt其中 0.1s;求出各計數點的瞬時速度后,由加速度的定義: a =v/t 計算出小車做直線運動的加速度a。( 2)將得到的瞬

3、時速度值分別填入下表:小車在幾個時刻的瞬時速度位置編號01234500.10.20.30.40.5時間 t/s-1v1/(m?s )-1v2/(m?s )(3)作出速度時間圖象運用“擬合”描點法畫v-t 圖象:在科學上 ,為了描述實驗中測量量之間的關系 ,先將其在坐標系中描點 ,然后用一條曲線 (包括直線 )“擬合”這些點 ,使畫出的曲線兩側的點數大致相同 ,這種描點方法叫擬合描點法。每次實驗,描出的幾個點都大致在一條直線上,由于實驗誤差是不可避免的 ,所以有些點會落在直線的左邊,有些點落在了直線的右邊,如果是沒有誤差的理想情況,這些點才能全部落在直線上。需要注意的是,如果在擬合這些點時,發現

4、某一個點離散得較多,遠遠偏離了擬合曲線,則說明此點反映的實驗數據存在問題,應重做這一步實驗或舍去此點。(4)作出 v-t 圖象,圖線的斜率就是小車運動的加速度。4注意事項如使用打點計時器,那么它必須接在 6 8V 的低壓交流電源上,如使用電火花計時器,則須接在 220V 的交流電源上。注意計時器不宜長時間通電,每次都要及時關閉電源開關。實驗時,先啟動打點計時器,待工作穩定后再讓紙帶運動。另外,復寫紙的油面要向下,紙帶從復寫紙的下面穿過,這樣紙帶上才能夠打出點來。復寫紙轉軸可前后移動,用以改變振針打在復寫紙的不同位置上,以保證打出的點清晰,同時也可以充分利用復寫紙。如使用電火花計時器,使用時,首

5、先檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在紙盤軸上,檢查兩條紙帶是否已經正確地穿好,墨粉紙盤是否已經夾在兩條紙帶之間。使用打點計時器,如發現點跡太輕或有拖痕,應檢查打點針是否太短或太長,并予以調整。若使用電火花計時器時發現點跡不清,則需要更換墨粉紙盤。安裝研究勻變速直線運動的實驗裝置時,初始時要把小車的位置擺正,使紙帶與拉繩的方向一致,且不與計時器的限位槽邊相擦。由于打點周期比較小,點間距離較小,通常每隔 4 個實際點取一個計數點,則計數點間的時間間隔為 T0.02s× 50.1s。范例精析 例 1:一同學在做“探究小車速度隨時間變化規律”的實驗時,發現紙帶上打出的不是圓點,而是如圖 2-1-

6、3 所示的一些短線,可能是因為()A .打點計時器錯接在直流電源上B. 電源電壓不穩定C. 電源的頻率不穩定D. 打點針壓得過緊解析:如果打點計時器錯接在直流電源上,其振動片不可能被磁化,也就不可能引起振針的上下運動而打點,所以 A 錯;如果電源電壓不穩定會影響點跡的清晰度,而電源頻率不穩定會引起打點周期的不穩定,所以B、 C 均不正確。當打點計時器的振針壓得過緊,每一個打點周期內就會有較長時間接觸并擠壓在復寫紙上,這樣打出的點就變為一段一段的小線段,即打出的點有拖尾現象,所以 D 答案正確。如果打點計時器的振針過松(即振針與復寫紙之間的距離過大),可能出現時有時無的點跡,也可能完全沒有點痕,

7、即漏點。因此在使用打點計時器前要檢查振針到復寫紙間的距離是否適中,否則要作適當調整。拓展:(1)了解實驗儀器的結構、工作原理和工作條件是保證實驗成功的前提,通過對實驗儀器的觀察,掌握新儀器的使用方法,也是一種重要的實驗能力。(2)使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中:在如下實驗步驟中,正確合理的排列順序為。A 把電火花計時器固定在桌子上B安好紙帶C松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D接通220V交流電源E按下脈沖輸出開關,進行打點在安放紙帶時,要檢查墨粉紙盤是否已經正確地套在要檢查 是否夾在兩條紙帶之間。,還答案:合理的順序應為 ABDEC 。墨粉紙盤應套在紙盤軸上,目的是使它可以轉動,均勻地被

8、利用。墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間,目的是使墨粉紙盤可以更好地轉動。提示: 使用電火花計時器實驗的操作步驟和打點計時器是相仿的,但電火花打點計時器具有打點清晰、實驗誤差小的優點。例 2:某課外興趣小組在探究小車的速度隨時間變化規律的實驗中,得到如圖 2-1-4 所示的實驗紙帶,實驗中打點計時器交流電的頻率為50Hz,紙帶前面的幾個點較模糊, 因此從 A 點開始每打五個點取一個計數點 , 其中 B、C、D、E 點的對應速度 vB=_m/s, vC=_m/s,vD=_m/s,vE=_m/s, 由此推得 F 點的速度 vF=_m/s。小車從 B2運動到 C 的加速度 a1 =_m/s ,從 C 運動到

9、D 的加速度a2=_m/s2,從 D 運動到 E 的加速度 a3=_m/s2。解析:根據第一章的方法 ,當時間間隔較短時 ,這段時間內某時刻的瞬時速度可以認為是這段時間內的平均速度,即B 點的瞬時速度為A、 C 兩點間的平均速度,其余類推。由題意可知 ,每兩個計數點之間的時間間隔為T=0.02 ×5s=0.1s.B 點的速度為 A、C兩點間的平均速度 :vB=xAC×0.1=25.25(cm/s)/2T= (6.45 1.40 )/2C 點的速度為 B、D兩點間的平均速度 :vC=x BD/2T=(10.103.35 )/2×0.1=32.75(cm/s)同理可得

10、 : vD;E= 40.25cm/sv = 47.75cm/s從 B、 C、 D、 E 四點的位置關系和速度的關系我們可以提出自己的假設 : 速度是越來越大 , 大小之間是否存在一定的規律 ?利用 v-t 圖象對數據進行處理 , 發現相鄰相等時間內的速度之差相等 .vC vB =32.7525.25=7.50cm/svD vC= 40.2532.75=7.50cm/svE vD= 47.7540.25=7.50cm/s因此 F 點的速度為 vF =55.20cm/s由加速度的定義: a =v/t 可知小車從 B 運動到 C 的加速度 a1=( vC vB )/T=(32.7525.25)/0.

11、1=75.0cm/s2=0.75m/s2同理可得:小車從C 運動到 D 的加速度 a2 =0.75m/s2小車從 D 運動到 E 的加速度 a3=0.75m/s2 所以小車做加速度大小不變的直線運動。拓展:本題中“從 A 點開始每打五個點取一個計數點”說明O 點不是計數點,而是位移的參考點,且相鄰兩計數點之間的時間間隔為0.1s,而不是 0.02s。能力訓練 1根據打點計時器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是(AB )A 時間間隔B位移C加速度D平均速度2打點計時器振針打點的周期決定于(B )A 交流電壓的高低B交流電的頻率C永久磁鐵的磁性強弱D振針與復寫紙間的距離3關于計數點的下

12、列說法中正確的是(ABD )A 用計數點進行測量計算,既方便又可減小誤差B相鄰計數點間的時間間隔應是相等的C相鄰計數點間的距離應是相等的D計數點是從計時器打出的實際點中選出來的,相鄰計數點間點跡的個數相等4在“探究小車速度隨時間變化的規律”的實驗中,下列說法正確的是(BC)A 長木板一定要水平擺放,不能一端高一端低B使小車速度的變化盡可能快一些C使用刻度尺測量長度時,要讀到最小刻度的下一位D作 v-t 圖時,所描曲線必須經過每一個點5如圖 2-1-5 所示為某次實驗中打出的一條經過處理后的紙帶,圖中 O 為小車運動的起始點, A 為所選取的第一個計數點, O 點到 A 點之間有部分點不清晰,相

13、鄰兩個記數點之間有4 個點未畫出,電源頻率為50Hz,用毫米刻度尺測量后可直接算出(BC)A 從 O 點到 F 點運動的時間B從 A 點到 F 點運動的平均速度CC 點時的瞬時速度vCDG 點時的瞬時速度vG6一個滑塊沿斜面滑下如圖2-1-6 所示,依次通過斜面上的A、B、C、D、 E、 F 點,已知 AB=6cm,BC=10cm,CD=14cm, DE=18cm,滑塊經過相鄰兩點之間的時間間隔為2s,求:(1)滑塊在 B、 C、D 三點的瞬時速度(2)尋求圖中滑塊的運動規律,推斷出E、F 兩點間的位移和 E 點的瞬時速度 .vB=4cm/s, vC=6cm/s, vD=8cm/s; xEF=

14、22cm, vE=10cm/s7在用打點計時器研究小車速度隨時間變化規律的實驗中,得到一條紙帶如圖 2-1-7 所示 .A 、B、C、D、E、 F、 G 為計數點,相鄰計數點間時間間隔為 0.10s,x1=1.20cm, x 2=1.60cm,x 3=1.98cm, x 4=2.38cm, x 5=2.79cm, x6=3.18cm.(1)計算運動物體在B、 C、D、E、F 各點的瞬時速度 .(2)在 2-19 圖中作出 v-t 圖象 ,并由圖象求物體的加速度.(1) vB=14cm/s, vC=17.9cm/s, vD =21.8cm/s; vE=25.85cm/s ,vF=29.85cm/

15、s.(2) a=(30.010.0 )/0.5=40.0(cm/s2)8在利用打點計時器探究小車運動規律的實驗中,某同學在打出的紙帶上每 5 點取一個記數點,測出每兩個相鄰記數點間的距離分別為x1、x2、 x6,然后他把紙帶上x1、x2 、 x6 各段準確地剪成6 段,按如圖 2-1-9 那樣帖在坐標紙上,彼此不留間隙也不重疊,紙帶下端都準確地與橫軸重合, x1 的左邊準確地與縱軸重合,橫軸為時間軸,縱軸為速度軸,該同學在這個圖中作出了 v-t 圖象,并由圖象求出了加速度 a,請說明他是如何作出速度圖象并求出加速度 a 的。每條紙帶的寬度代表相等的時間,每條紙帶的長度代表這段時間內的位移,而相

16、等時間內的位移就表示這段時間內的平均速度。由于每段時間較短,所以這段時間中點的速度就是這段時間內的平均速度。取每段紙帶上邊的中點,然后過這些點畫出 v-t 圖象,如圖所示 .此圖線的斜率就等于加速度 a 的大小。9某研究性學習小組在研究小車在水平薄布面上做減速運動的實驗中,所打出的紙帶如圖 2-13 所示,紙帶上相鄰兩點對應的時間間隔為0.02s.請你用刻度尺量出相鄰兩點之間的距離填在下表中:12s3s4s5s6s7s8ss(1)從紙帶上可以確定小車做減速運動的初速度約為_(2)分析紙帶及測量的數據,提出一個相關的問題.由表中可知,小車在 13 點之間勻速運動的速度就等于小車做減速運動的初速度

17、,約為 1.03m/s ;( 2)例如:小車運動到水平薄布面上速度為什么會減小?小車速度減小的快慢與哪些因素有關?二 彈力【要點導學】1物體在外力的作用下,所發生的或的改變叫形變,在外力停止作用后,能夠的形變叫彈性形變。2發生形變的物體,由于要回復原狀,對跟它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力3彈力產生的條件:( 1)兩物體必須直接接觸;( 2)兩物體接觸處發生形變(相互擠壓)彈力是接觸力互相接觸的物體間也不一定有彈力,要看接觸處是否發生形變有些形變不容易看出,可用假設法判定4彈力的方向是從施力物體指向受力物體,與施力物體的形變方向相反具體地說:(1)繩的拉力方向總是沿繩而指向繩收縮的方

18、向(2)壓力的方向垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物體5胡克定律 F=kx( 1)上式適用于發生彈性形變(在彈性限度內)時,彈簧拉伸或壓縮形變所產生的彈力的大小計算( 2)式中的 k 為彈簧的勁度系數,是彈簧本身的一種物理性質,與外力無關,其大小只與彈簧的長短、粗細及材料有關( 3) x 為彈簧的形變量的大小。【范例精析】例 1 一個物體放在水平地面上,下列關于物體和地面受力情況的敘述中,正確的是()A. 地面受到向下的彈力是因為地面發生了形變B. 地面受到向下的彈力是因為物體發生了形變C. 物體受到向上的彈力是因為地面發生了形變D.物體受到向上的彈力是因為

19、物體發生了形變解析:地面受到向下的壓力,這個壓力的施力物是物體,所以應該是因為物體的形變產生了對地面的壓力,故 B 是正確的選項。物體受到向上的彈力,這個彈力的施力物是地面,所以應該是地面的形變產生了對物體的彈力,故 C 也是正確的選項。本題正確的選項是 BC。拓展:通過本題可以看出,彈力也是成對產生的。甲對乙擠壓使乙產生形變,乙就會對甲產生彈力;同時乙對甲的彈力也使甲產生形變,甲的形變就對乙產生了彈力。一個物體的形變只能對別的物體產生彈力,不能對自己產生彈力。正確解答C例 2 如圖 3-2-1 所示,一個球形物體靜止于光滑水平面,并與豎直光滑墻壁接觸, A 、B 兩點是球跟墻和地面的接出點,

20、則下列說法正確的是()A. 物體受重力、 B 點的支持力、 A 點的彈力作用B. 物體受重力、 B 點的支持力作用C.物體受重力、 B 點的支持力、地面的彈力作用D.物體受重力、 B 點的支持力、物體對地面的壓力作用解析:本題要排除二個干擾,一是地面的彈力就是B 點的支持力;二是A點有沒有彈力,在A 點球雖然與墻壁接觸但相互間沒有擠壓,所以在A點沒有彈力。那么怎么樣判斷A 點沒有相互擠壓的呢?我們可以用假設法,設想 A 處的墻壁撤消,球仍然保持靜止狀態,所以在A 處沒有彈力。本題正確的選項是B。拓展:在某些接觸點處有無彈力難以確定時都可以用上述的假設法判斷。我們設想 B 處的水平地面撤消,那么

21、球就會下落,這就說明B 處是有彈力的。例如圖 3-2-2 中要判斷靜止的球與光滑平面AB、BC 之間是否有彈力作用?我們也可以用假設法:若將 AB去掉,看受力物體球仍可以保持靜止狀態故球 A 只受一個彈力 N 作用例 3 畫出下列物體(物塊或球)受到的彈力。解析: 根據彈力產生的因素:物體相互接觸;物體間有彈性形變。可畫出各物體所受的彈力情況。拓展:支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體 , 與使物體發生形變的外力方向相反 . 平面與平面接觸 , 彈力方向垂直于平面;平面與曲面接觸 , 彈力方向垂直于平面 , 也垂直于曲面的切線;曲面與曲面接觸 , 彈力方向垂直于公切線;點與平面接觸

22、, 彈力方向垂直于平面;點與曲面接觸 , 彈力方向垂直與曲面的切線方向 . 繩子產生的彈力方向總是沿繩子方向。例 4 一彈簧受到 80 牛的拉力作用時彈簧伸長為 14 ,彈簧受到 40 牛的壓力作用時,彈簧長度為 8 ,試求該彈簧的勁度系數與原長解析:彈簧受拉力伸長時胡克定律的形式為 F11 0),=k(L -L即 80=k(14- L0)彈簧受壓力縮短時胡克定律的形式為F2=k(L 0 -L2) ,即 40=k (L 0 - 8) ,有上面兩式可得到k=20 N/cm , L0= 10cm拓展:應用胡克定律解題時,一定要正確找出形變量(一般應確定彈簧未形變時端點的位置),即拉伸或壓縮的長度,

23、而本題中的 14cm 和 8cm,均指彈簧在某狀態時的長度 .【能力訓練】1產生彈力的條件是 _.接觸并且有形變2除拉伸或縮短形變外,還有_形變和 _形變。彎曲,扭轉3壓力和支持力的方向總是_接觸面 , 壓力指向被 _的物體,支持力指向被 _的 物體;繩子的張力(拉力)總是沿著_的方向 .垂直于,壓,支持;繩子收縮4彈力的大小與發生形變的物體的_有關,還與形變的 _有關;對于發生彈性形變的彈簧而言,彈力與彈簧的形變量(伸長或縮短的長度)成 _. 一彈簧的勁度系數為500N/m,它表示_若,用 200N 的力拉彈簧 ,則彈簧的伸長量為 _m.材料,程度,正比 該彈簧形變量為1m 時產生彈力500

24、N0.45. 關于彈性形變的概念,下列說法中正確的是(D)A. 物體形狀的改變叫彈性形變B. 物體在外力停止作用后的形變,叫彈性形變C.一根鐵桿用力彎折后的形變就是彈性形變D.物體在外力停止作用后,能夠恢復原來形狀的形變,叫彈性形變6. 關于彈力下列說法正確的是 ( BCD )A. 靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對水平面的壓力B.壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力C.彈力的大小與物體的形變程度有關,在彈性限度內形變程度越大,彈力越大D.彈力的方向總是與施力物體恢復形變的方向相同7 物體 A 受到外力作用發生彈性形變時 ,發生形變的物體 A 對使它發生形變的物體 B 產生彈力作用 ,下列說

25、法中正確的是 ( CD )A. 物體 A 先發生形變 ,后產生彈力B.物體 A 先產生彈力 ,后發生形變C.彈力和形變是同時產生同時變化的D.物體 A 由于形變而對物體B 產生了彈力作用8如圖 325 所示 ,物體 A 靜止在斜面 B 上 .下列說法正確的是 (CD)A. 斜面 B 對物塊 A 的彈力方向是豎直向上的B.物塊 A 對斜面 B 的彈力方向是豎直向下的C.斜面 B 對物塊 A 的彈力方向是垂直斜面向上的D.物塊 A 對斜面 B 的彈力方向跟物塊A 恢復形變的方向是相同的9 關于彈簧的勁度系數k,下列說法正確的是 ( B )A. 與彈簧所受的拉力大小有關,拉力越大 ,k 值也越大B.

26、由彈簧本身決定 ,與彈簧所受的拉力大小及形變程度無關C.與彈簧發生的形變的大小有關,形變越大 ,k 值越小D.與彈簧本身特性 ,所受拉力的大小 .形變大小都無關10 如圖 326 所示 ,小球 A 系在堅直拉緊的細繩下端 ,球恰又與斜面接觸并處于靜止狀態 ,則小球 A 所受的力是 ( A )A. 重力和繩對它的拉力B.重力、繩對它的拉力和斜面對它的彈力C.重力和斜面對球的支持力D.繩對它的拉力和斜面對它的支持力11 畫出圖中 A 物體所受彈力的示意圖12. 將 G=50N的物體懸掛在輕質彈簧上 , 彈簧伸長了 2.0cm, 靜止時彈簧的彈力是多大 ?彈簧的勁度系數多大 ( 如圖甲 ) 將彈簧從

27、掛鉤處摘下 , 在 0 點施加一個豎直向上的 50N的拉力 ( 圖乙 ), 物體仍然靜止 , 那么彈簧的伸長量又是多少 ?50N, 2500N/m 2.0cm13. 如圖 3-2-9 所示,是探究某根彈簧的伸長量 x 與所受拉力 F 之間的關系圖,下列說法中正確的是 ( BC )A. 彈簧的勁度系數是 2 NmB. 彈簧的勁度系數是 2X103NmC.當彈簧受 F2 800 N的拉力作用時,彈簧伸長為240 cmxD.當彈簧伸長為 x1 20cm時,彈簧產生的拉力是F1 200 N三 摩擦力【要點導學】1兩個物體相互接觸,當有相對滑動的趨勢,但又保持相對靜止狀態時,在它們接觸面上出現的阻礙相對

28、滑動的靜摩擦力。( 1) 產生條件:兩物體必須接觸且接觸面粗糙;有正壓力;有相對滑動趨勢( 2)靜摩擦力方向:沿接觸面且與相反。靜摩擦力大小:隨外力的變化而變化。一般與迫使物體發生相對運動的外力(或沿著接觸面的分量)大小相等。( 3) 靜摩擦力有一個最大值,它是物體即將開始相對滑動時的靜摩擦力,即最大靜摩擦力。2兩個互相接觸且有相對滑動的物體,在它們的接觸面上會產生阻礙相對運動的摩擦力,稱為滑動摩擦力。( 1)產生條件:;。(2)滑動摩擦力方向:沿接觸面且與相反。(3) 滑動摩擦力的大小:滑動摩擦力的大小與兩物體間的壓力成正比,即Ff=FN,其中 為動摩擦因數,無單位,它與接觸面的材料、接觸面

29、的粗糙程度有關,而與物體間的相對速度的大小、接觸面的大小、壓力的大小無關。【范例精析】例 1 關于摩擦力的說法,下列說法中正確的是()A. 兩個接觸的相對靜止的物體間一定有摩擦力B. 受靜摩擦作用的物體一定是靜止的C. 滑動摩擦力方向一定與運動方向相反D. 物體間正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以變化,但有一個限度解析:兩個相對靜止的物體間不一定有靜摩擦力,還要看它們間是否有相對滑動趨勢。例如靜止在水平地面上的汽車,它們之間就沒有靜摩擦力。受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,例如與傾斜的勻速運動的輸送帶相對靜止的物體,物體與輸送帶之間有相對滑動的趨勢,所以有靜摩擦力存在,但物體并不是靜止的。產生

30、靜摩擦力時只要與接觸面相對靜止就行了。上述的輸送帶如突然加速,物體就可能受到與運動方向一致的滑動摩擦力。所以 A 、B、 C 三個選項都是錯的。在正壓力一定時,靜摩擦力的大小可以因外力的變化而變化,但不能超過最大靜摩擦力,這就是一個限度。本題目正確的選項是 D。拓展:( 1)不管靜摩擦還是滑動摩擦力的方向,都要注意與接觸面的“相對性”(2)值得注意的是,正壓力變化時靜摩擦力不一定變化,但最大靜摩擦力肯定變化。例 2 要使木塊在水平木桌上滑動受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是()A. 將木塊和木桌的接觸面刨光滑些B. 在木桌表面上墊一張平整的鐵皮C.使木塊的滑動速度增大D.減小木塊與桌面的接觸

31、面積解析:影響滑動摩擦力大小的因素有兩個,一是正壓力的大小,二是動摩擦因數。本題中正壓力不變,只要考慮動摩擦因數的大小。動摩擦因數的大小與接觸面的光滑程度和接觸面的材料有關,A 選項正確。根據教材的表格,木與木之間的動摩擦因數是0.3,而木與金屬之間的動摩擦因數為0.2,所以 B 選項正確。動摩擦因數與運動速度無關(汽車剎車時路面摩擦因數改變是因為溫度變化)所以C 選項錯誤。動摩擦因數與接觸面積無關, D 選項錯誤。本題目正確選項為AB 。拓展:正因為動摩擦因數與接觸面積的大小無關,所以一塊勻質長木板在水平桌面上滑動時,在它伸出桌面的長度小于總長度的 1/2 的情況下,木板所受滑動摩擦力不變。

32、例 3 如圖 331 所示,用 50N的水平推力 F 將重 24N的物塊壓在豎直墻面上,物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的動摩擦因數 =0.4,求:墻面對物塊的摩擦力大小。解析: 由題意可知,物塊與墻面間存在滑動摩擦力,物塊與墻面間存在相互作用力,即:墻面對物塊的彈力和物塊對墻面的壓力,它們大小相等。而水平推力與墻面對物塊的彈力相平衡,故物塊對墻面的壓力大小與水平推力大小相等,即:FN=50N,根據 Ff=FN可得: Ff =0.4 × 50N=20N。拓展:有同學誤認為物塊對墻面的壓力大小 FN 與物體的重力大小相等,這完全是沒有真正理解正壓力的含義,而是死記住初中階段學習摩擦力時,壓

33、力大小等于重力大小這類簡單問題。如圖 332 所示,甲、乙、丙三個物體的質量相等,與地面的動摩擦因數相同,受到三個大小相同的作用力,當它們滑動時,受到的摩擦力大小的情況,下列說法正確的是:()A 甲、乙、丙三個物體所受摩擦力大小相等B甲受到的摩擦力最大C乙受到的摩擦力最大D丙受到的摩擦力最大由于 F N乙 F N丙FN甲故物塊所受滑動摩擦力大小關系:Ff 乙 >F f 丙 >F f 甲 ,選項 C正確。【能力訓練】1 當一個物體在另一個物體的表面上_另一個物體 _時, 要受到另一個物體阻礙它 _的力,這種力叫做滑動摩擦力,研究滑動摩擦力時我們選擇的參考系是相互滑動的兩物體中我們認為

34、_的那個物體 , 滑動摩擦力的方向總是與_方向相反 .相對于,滑動,相對滑動,靜止 ,相對滑動2. 滑動摩擦力的大小可以用公式 Ff=FN,其中 FN 叫做 _, 它屬于 _, 方向與接觸面 _; 叫做 _,它與接觸面的_及_有關 .壓力,彈力,垂直;動摩擦因數,材料,粗糙程度3. 產生靜摩擦力的條件是 _、_、 _.靜摩擦力的方向總是與 _相反 , 靜摩擦力的大小可以在_范圍內變化 .有彈力、并且有相對滑動的趨勢,相對滑動趨勢的方向 ,零到最大靜摩擦力4如圖 3 3 3 所示,用力 F 將質量為 1kg 的物體壓在豎直墻上,F=50N方向垂直于墻,若物體勻速下滑,物體受到的摩擦力是_N,動摩

35、擦因數是 _,若物體靜止不動,它受到的靜摩擦力是_N,方向 _若撤去力,當鐵塊沿著墻壁自由下落時,鐵塊受到的滑動摩擦力(g 10N/kg)10 , 0.2 ,10豎直向上, 05.關于摩擦力 ,下列說法正確的是 (A)A. 物體受到摩擦力作用時 ,一定受到彈力作用B.只有運動的物體才能受到滑動摩擦力作用C.具有相對運動的兩物體間一定存在滑動摩擦力作用D.摩擦力的方向與物體運動方向相反6 下列關于摩擦力的說法正確的是( D)A. 摩擦力的方向總與物體的運動方向相反B 摩擦力的大小與相應的正壓力成正比C. 運動著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動摩擦力作用D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的

36、趨勢方向相反7 關于動摩擦因數,下列說法正確的是 (D)A. 兩物體間沒有摩擦力產生說明兩物體間的動摩擦因數 =0B.增大兩物體的接觸面積 ,則兩物體間的動摩擦因數增大C.增大兩物體間的正壓力 ,則兩物體間的動摩擦因數增大D.兩物體的材料一定 ,兩物體間的動摩擦因數決定于兩接觸面的粗糙程度8物體與支持面間有滑動摩擦力時,下列說法中正確的是(D)A 物體與支持面間的壓力越大,滑動摩擦力就越大;B物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數一定,速度越大,滑動摩擦力就越大;C物體與支持面間的壓力不變,動摩擦因數一定,接觸面越大,滑動摩擦力就越大;D物體與支持面的壓力一定,材料越粗糙,滑動摩擦力就越大9 如

37、圖 3 3 4 所示,木塊質量為m,跟水平桌面的動摩擦因數為,受水平向右的力F 的作用勻速運動,從物體到邊緣開始,到物體下落為止,在此過程中物體保持勻速運動,下列說法正確的是( C)A推力 F 因物體懸空部分越來越大而變小B推力 F 在物體下落前會變為原來的1/2C 推力 F 始終是 mgD 因接觸面變小,動摩擦因數 會變大10 如圖 3 3 5 所示,在 0.1 的水平面上向右運動的物體,質量為20kg,在運動過程中,還受到一個水平向左的大小為10N的拉力作用,則物體受到的滑動摩擦力為(g10N/kg)(D) 10N,向右 10N,向左 20N,向右 20N,向左11、馬拉著自重 600N

38、的雪橇在水平冰面上做勻速直線運動,馬需用水平拉力 18N如在雪橇上載貨500kg,馬要用多大的水平力可使雪橇仍做勻速直線運動?雪橇和冰面間的動摩擦因數為多少?1680.0312 水平地面上放一個重為 200N 的鐵塊,鐵塊與地面間的最大靜摩擦力大小為 63N,鐵塊與地面間動摩擦因數為 0. 3,一個人用水平方向的力推靜止的鐵塊,試求下列各種情況下鐵塊所受的摩擦力的大小:物體靜止時,用 F=50N 的向右推力; 50N物體靜止時,用F=80N 的向右推力; 63N物體以 10m/s 的初速度向左,用F=62N 的推力向右 60N四 力的合成要點導學1、力的合成和合力的概念。一個力產生的效果跟幾個

39、力共同產生的效果相同,這個力就是那幾個力的合力;力的合成是運算過程。2、通過實驗探究,求合力的方法可歸納為:如果用表示兩個共點力F1 和F2 的線段為鄰邊作平行四邊形,那么合力的大小與方向就可以用這個平行四邊形的對角線表示,這個法則就是平行四邊形法則。3、合力隨兩分力間的夾角的增大而減小,合力的變化范圍是在兩分力之和與兩分力之差之間,即F1-F2FF1+F 2范例精析例 1 在做“探究求合力的方法”的實驗中,只用一個彈簧秤來代替鉤碼也可以完成這個實驗,下面用單個彈簧秤完成實驗的說法中,正確的是()A. 把兩條細線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細線,使橡皮條一端伸長到 O點位置,讀出秤

40、的示數 Fl 和 F2 的值B. 把兩條細線中的一條與彈簧秤連接,然后同時拉動這兩條細線,使橡皮條的一端伸長到 O點,讀出彈簧秤的示數 F1;放回橡皮條,再將彈簧秤連接到另一根細線上,再同時拉這兩條細線,使橡皮條再伸長到 O點,讀出秤的示數 F2C.用彈簧秤連接一條細線拉橡皮條,使它的一端伸長到O點,讀出Fl ;再換另一條細線與彈簧秤連接拉橡皮條,使它的一端仍然伸長到O點,讀出 F2D.把兩根細線中的一條細線與彈簧秤連接,然后同時拉這兩條細線,使橡皮條的一端伸長到O點,記下兩細線的方向及秤的示數Fl ;放回橡皮條后,將彈簧秤連接到另一根細線上,再同時拉這兩條細線,使橡皮條一端伸長到 O點,并使

41、兩條細線位于記錄下來的方向上,讀出彈簧秤的讀數為 F2解析:本實驗是用橡皮條的伸長來顯示力的作用效果 , 相同的作用效果應該是使橡皮條沿相同的方向伸長相同的長度。用一只彈簧秤實驗,與用兩只彈簧秤完成該實驗基本步驟相同,但必須保證效果相同,同時能完整地作出平行四邊形進行比較 . 答案: D拓展:本實驗要研究合力和分力的關系,把第一次兩個彈簧測力計的拉力 F1 和 F2 看作與第二次一個彈簧測力計拉力F 單獨作用的效果相同時,F1、 F2 和 F 才構成分力和合力的關系,在這個實驗中,用橡皮條在拉力作用下發生的形變來反映力的作用效果,這個形變包括伸長量和伸長方向兩項,伸長量反映橡皮條所受合力的大小

42、,伸長方向反映橡皮條所受合力的方向,僅用其中的一項不能完整表示力的作用效果.例如 . 關于“探究求合力的方法”實驗, 下列說法正確的是()A. 兩串鉤碼的拉力與某一串鉤碼的拉力作用效果相同B. 實驗中不必記錄兩分力的夾角C.實驗中必須記錄兩分力的方向D.實驗中必須記錄橡皮條端點最終被拉到的位置( 答案 :ACD)例 2 力 F1 45N,方向水平向東。力 F260N,方向水平向北,用作圖法求解合力 F 的大小和方向。解析:選擇某一標度,利用1.0cm 的長度表示 15N的力,作出力的平行四邊形,如圖 3-4-1 所示,表示 F1的線段長 3.0 ,表示 F2的線段長 4.0。用刻度尺量出對角線

43、的長度L 為5.0,利用 F ×15/1.0N=75N求L出,用量角器可量出合力的方向為東偏北53°。拓展:涉及方向問題的共點力合成時,表示的方向應該與地圖冊的方向一致。用圖解法求合力時,選用的標度不能太小,標度太小會導致誤差增大。例 3、下列關于合力的敘述中正確的是 ( )A. 合力是原來幾個力的等效代替 , 合力的作用效果與分力的共同作用效果相同B. 兩個力夾角為 (0),它們的合力隨 增大而增大C.合力的大小總不會比分力的代數和大D.不是同時作用在同一物體上的力也能進行力的合成的運算解析:力的合成基本出發點是力的等效代替 . 合力是它的所有分力的一種等效力,它們之間是

44、等效代替關系。合力和作用在物體上各分力間的關系,在效果上是和各分力的共同作用等效,而不是與一個分力等效因此只有同時作用在同一物體上的力才能進行力的合成的運算。就合力與諸分力中的一個分力的大小相比較,則合力的大小可以大于、等于或小于分力這是因為力是矢量,力的合成遵循平行四邊形定則,合力的大小不僅跟分力的大小有關,而且跟分力的方向有關 . 根據力的平行四邊形定則和數學知識可知 , 兩個力夾角為 ( 0),它們的合力隨 增大而減小 , =0°時, 合力最大 , 為兩分力的代數和; =180°時, 合力大小最小 , 等于兩分力代數差 , 所以合力的大小總不會比分力的代數和大 . 正確解答AC拓展:只有同時作用在同一物體上的幾個力才存在著等效的合力. 求解多個力的合力時,可以先把任意兩個力合成,再把合力與第三個力合成,直到把所有力都合成進去。例如:三個方向互成120°角的力, F1 = 12N 方向向東, F2= 15N 方向南偏西, F3= 15N,方向西偏北。求這三個力的合力時可先把 F2 與 F3 合成,它們 的合力為 15N,方向向西,再與 F1 合成,所以三個力的合力等于 3N,方向向西。如圖 3-4-2 所示。【能力訓練】1如果一個力的效果跟幾個力共同產生效果_,這個力叫做那幾個

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