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第8章 力 重力、弹力和摩擦力
【考情聚焦】
考试 命题 年份 重要考点 分值 题型 热度
2014~2023 力的作用效果、力的示意图、物体间力的作用是相互的 2~6 选择题、填空题、作图题、实验探究题
弹簧测力计、重力方向、重心和力的大小计算、重力的估测
摩擦力的方向、探究影响摩擦力大小的因素、摩擦力的利用
课标 要求 2011版课标要求: 1.通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。 2.用示意图描述力,会测量力的大小。 2022版课标新增要求: 3.探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 4.了解同一直线上的二力合成
【回归教材】
教材链接 人教:八下第七章P1~P14、第八章P23~P27　教科:八下第七章P2~P22　北师大:八下第七章P22~P48
知识清单
考点1 力
1.定义:力是物体对物体的作用,发生作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。
2.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
3.力的三要素:大小、方向和作用点,它们会影响力的作用效果。
4.力的作用效果:(1)力能改变物体的运动状态;(2)力可以改变物体的形状。
5.力的单位为牛顿(N)。
考点2 重力、弹力、摩擦力
重力 弹力 滑动摩擦力
定义 由于① 而使物体受到的力叫作重力,通常用字母② 表示 物体由于发生③ 而产生的力叫作弹力。常见的弹力有支持力、压力、拉力等 两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面会产生一种④ 相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力
大小 物体所受的重力跟它的质量成⑤ 与弹性形变量成正比。(通过二力平衡判断) 压力越大,滑动摩擦力越⑥ ;接触面越粗糙,滑动摩擦力越⑦ 。(通过二力平衡判断)
方向 总是⑧ (应用:重垂线、水平仪等) 注:地球上不同地方重力的方向是不同的 弹力的方向与物体形变的方向⑨ ,指向⑩ 滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向
作用点 重心 受力物体的接触面上 受力物体的接触面上
1.重力大小的计算
(1)施力物体:地球。受力物体:地球附近的物体。
(2)G=mg(G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g表示重力与质量的比值,单位是N/kg。其中,比值g=9.8 N/kg,粗略计算时,g可以取10 N/kg)
2.滑动摩擦力
(1)摩擦的分类:滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦。
(2)滑动摩擦力的测量和探究滑动摩擦力的影响因素(见“实验探究”)。
(3)增大和减小摩擦的方法:
方法 举例
增大 摩擦 (1)增大压力 刹车时用力捏车闸
(2)增大接触面的① 鞋底凹凸不平的花纹、防滑脚垫、防滑链、瓶盖上的竖纹
减小 摩擦 (1)减小② 在单杠上做回环动作时,手握单杠不能握得太紧
(2)减小接触面的③ 冰壶运动中刷冰、滑冰鞋底刀口做得光滑
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦 行李箱的轮子、滚动轴承、移动重物时垫滚木
(4)使接触面分离 加润滑油、磁悬浮列车、气垫船
【答案】考点2:①地球吸引　②G　③弹性形变　④阻碍　⑤正比
⑥大　⑦大　⑧竖直向下　⑨相反　⑩受力物体　相反
2.(3)①粗糙程度　②压力　③粗糙程度
考点3 力的测量和弹簧测力计的使用
工作原理 使用前 使用时
在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成① 看 看清它的② 和③ 测力时 使弹簧的伸长方向与所测拉力方向⑤ ,避免弹簧与外壳发生摩擦。加在弹簧测力计上的力不允许超过它的⑥
校 检查弹簧测力计的指针是否指在④ 上,如果不在,应该把指针调节到零刻度线上
拉 轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住 读数时 视线要正对刻度线,其示数=整刻度值+后面的小格数×分度值
【答案】考点3:①正比
②量程　③分度值　④零刻度线　⑤相同　⑥量程
教材深挖
图说物理
教材图片 考查内容 教材图片 考查内容
如图所示,分别在A、B、C点处用力推门,可以感受到在① 点用力容易把门推开。这说明力的作用效果与力的② 有关 建筑工人在砌墙时常常利用铅垂线来确定竖直方向,这是利用⑩ 的特点;当铅锤静止时,它受到的重力与拉力是一对
坐在船中的人用手推另一艘船时,自己坐的船也会后退,说明力的作用是③ ,同时说明了力可以改变物体的运动状态。力的另外一种作用效果是可以使物体发生④ 图为冬奥会上中国运动员参加冰壶比赛的情景,一名队员将冰壶掷出后,另外两名队员用冰刷刷冰面。目的是 冰壶与冰面之间的摩擦, 冰壶滑行的距离。(均选填“增大”或“减小”)
撑竿在运动员压力的作用下,形状发生了改变,说明⑤ ;压弯的撑竿发生了弹性形变,具有⑥ ;运动员越过横杆时,撑竿的⑦ 能转化为运动员的⑧ 能;运动员撑竿起跳的过程中,相对于地面是⑨ 的 自行车车轮有凹凸不平的花纹,可以 摩擦;自行车刹车时用力捏闸,是通过 的方法来增大摩擦的
【答案】①A　②作用点　③相互的　④形变　⑤力可以改变物体的形状　⑥弹性势能　⑦弹性势　⑧动　⑨运动　⑩重力的方向总是竖直向下　平衡力　减小　增大　增大　增大压力
核心突破
一、物体受力分析的方法
方法归纳
例题1 如图所示,一个木块在光滑水平面上以v0的速度向右运动,最终木块冲上粗糙斜面静止在A点,画出木块在A点所受力的示意图。
思维破冰　先分析木块静止在斜面上时受到的各力,再按力的示意图要求画图。
变式训练
变题型 如图所示,物体沿斜面匀速下滑,请画出物体所受重力G、支持力F及滑动摩擦力f的示意图(O为物体的重心)。
变情境 在图中画出小球受力的示意图。
二、摩擦力大小和方向的确定
方法归纳
例题2 如图所示,水平面上有一重20 N的长方体A,其各个面的粗糙程度均相同。用大小为8 N的水平力F向右推动长方体A,但没有推动,则:
(1)此时长方体A受到的摩擦力为 N,方向为 ;若用10 N的力水平向右推动长方体A时,长方体A恰好做匀速直线运动,此时长方体A受到的摩擦力为 N,方向为 。
(2)当用15 N的力水平向右推长方体A,长方体A的运动状态是 ,此过程中长方体A受到的摩擦力为 N,方向为 。
变式训练
变设问 如图所示,重为20 N的物体A在大小为30 N的水平向右的推力作用下处于静止状态,此时物
体A受到的摩擦力为 N,方向为 ;改变推力的大小为22 N,物体A匀速下降,此时物体A受到的摩擦力为 N,方向为 。
变情境 如图甲所示,小明用水平推力F把物体向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。则物体在0~1 s内摩擦力大小为 N;2 s时摩擦力大小为 N;4 s时摩擦力大小为 N。
【答案】例1　如图所示:
变题型　如图所示:
变情境　如图所示:
例2　(1)8　水平向左　10　水平向左
(2)加速运动　10　水平向左
变设问　20　竖直向上　20　竖直向上
变情境　100　200　200
【实验探究】
实验导航
实验　探究影响滑动摩擦力大小的因素
【实验装置】
如图所示:
【实验步骤】
1.用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
2.改变放在木块上的砝码数量,从而改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的滑动摩擦力。
3.换用材料相同但表面粗糙程度不同的长木板,保持木块上的砝码数量不变,测出此种情况下的滑动摩擦力。
【实验结论】
滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
实验母题串考点
在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,同学们进行了如下猜想。
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面的面积有关。
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关。
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
☆设计并进行实验
(1)如图甲所示,将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉着木块做 运动,根据 原理可知,此时弹簧测力计的示数等于木块受到的摩擦力大小。
(2)接着继续进行图乙、丙实验,在图丙的木块上加放砝码是为了 。读出弹簧测力计的示数并记录在下表中,其中图甲的弹簧测力计的示数如图所示,为 N。
次数 1 2 3
接触面 木板表面 毛巾表面 毛巾表面
压力/N 2.0 2.0 2.5
弹簧测力计示数/N 3.6 4.5
☆分析论证
(3)为了验证猜想二,应比较实验次数 2、3 的两次数据,分析实验数据可知,在其他条件相同的情况下,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越 。
(4)对比实验次数 两次的数据,可以验证猜想三,根据实验数据可得出结论:在其他条件相同的情况下, 。
(5)实验时有同学发现很难操作。于是他又设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 。
☆评估
(6)在使用弹簧测力计测量滑动摩擦力时,应将弹簧测力计 (选填“水平”或“竖直”)放置,调整指针到零刻度线。
(7)在利用图甲探究猜想一时,有如下两种方案,你认为合理的是 。
A.将木块沿竖直方向切去一半,进行实验后与第1次实验数据进行比较
B.仅将木块由平放改为侧放,进行实验后与第1次实验数据进行比较
拓展设问
(8)图甲装置中,若实验时增大木块滑动的速度,则其受到的滑动摩擦力大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)匀速直线　二力平衡　(2)增大压力　2.4　(3)大　(4)1、2　接触面越粗糙,滑动摩擦力越大　(5)不需要长木板做匀速直线运动　(6)水平　(7)B　(8)不变
【真题精粹】
命题点1 力的作用效果(10年5考)
1.(2021·河北节选)如图所示,这是撑竿跳高的图片。运用关于撑竿跳高运动涉及的物理知识,回答下列问题。
(1)问题:运动员对竿的力的作用效果是什么
回答: 。
2.(2017·河北)用厚玻璃瓶、带有细玻璃管的橡胶塞、容器和水,来证明玻璃瓶可发生微小形变。
器材的安装: 。
操作的方法: 。
发生的现象: 。
玻璃瓶发生微小形变的原因: 。
真题变式　　太阳风是太阳发出的高速带电粒子流,这些粒子以每小时150万到300万千米的速度闯入太空,部分带电粒子通过地球附近磁场时,其运动轨迹如图所示,此过程中地球磁场对太阳风的力改变了带电粒子的　　　;同时地球的磁场也被压缩了,说明太阳风和地球磁场之间力的作用是　　　　。若太阳和地球间的距离按1.5×108 km来计算,风暴产生的粒子最快　　　　h后到达地球。
命题点2 重力(10年5考)
3.(2021·河北)斧子的斧头变松了,人们常用撞击斧柄下端的方法使斧头紧套在斧柄上(如图所示),请在图中画出斧头所受重力的示意图。
4.(2019·河北)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的 上。如图所示,这是质量分布均匀但形状不规则且带有小孔的薄木板,请用细棉线、刻度尺、笔和铁架台来确定它的重心。
(1)操作方法: 　 ;
(2)判断方法: 即为薄木板的重心。
(3)实验中没有利用到的物理知识是 (填写序号)。
①二力平衡的条件
②重力的方向是竖直向下的
③重力的大小跟物体质量成正比
命题点3 弹力和弹簧测力计(10年3考)
5.(2016·河北)如图所示,将一木块放在弹簧上,用手压木块,弹簧被压缩;松开手,木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是 ( )
A.手压木块时,手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力
B.弹簧恢复原状过程中,弹性势能不变
C.木块在没有离开弹簧前,所受弹力方向竖直向下
D.木块到达最高点时,只受到重力作用
6.(2015·河北)小明利用弹簧测力计测量石块的密度。(ρ水=1.0 g/cm3,g取10 N/kg)
(1)用细线将石块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数如图甲所示,石块重 N。
(2)将石块浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示,石块受到的浮力F浮= N。
命题点4 摩擦力(10年9考)
7.(河北真题组合)下列关于摩擦力的说法不正确的是 ( )
A.(2020)体操运动员在手上涂防滑粉增大摩擦力
B.(2018)静止的物体可能受到摩擦力的作用
C.(2016)给门合页的轴上加润滑剂减小摩擦
D.(2013)相互接触的物体发生相对运动时,一定会产生摩擦力
8.(2022·河北)小明在做“研究影响摩擦力大小的因素”实验时,利用一套器材依次完成如图所示的实验,其中图甲、乙中长木板正面朝上,图丙中长木板反面朝上,长木板的反面比正面粗糙。
(1)小明提出如下猜想:①滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;②滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。如果小明要验证猜想①,他应该选择 两图所示的实验来操作;如果小明要验证猜想②,他应该选择 两图所示的实验来操作。
(2)实验中,小明用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,这是利用了 的知识。
(3)小明分别对猜想①②进行了实验验证。在图甲、丙实验中弹簧测力计的示数分别为0.8 N、1.2 N,在图乙实验中,弹簧测力计的示数如图丁所示,示数为 N。
小明多次实验后得出结论:接触面所受的压力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它。请写出一个通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的实例: 。
(5)实验后,小明和同学们对实验中存在的问题进行了交流,改进了实验方案,设计了如图戊所示的实验装置:将弹簧测力计固定不动、木块挂在弹簧测力计的挂钩上,不拉木块,改为使长木板与木块相对运动。再次验证了猜想①②得出相同结论。针对实验改进,同学们提出了以下观点,其中不正确的是 (选填序号)。
A.改进后,拉动长木板时不必保持匀速运动,更易于操作
B.改进后,测力计示数较稳定,容易读出正确的数值
C.改进后,木块稳定时受到的滑动摩擦力小于弹簧测力计对木块的拉力
【答案】1.(1)改变了撑竿的形状
2.厚玻璃瓶内盛满水,瓶口用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧　用手挤压瓶壁,观察细玻璃管中水柱的变化　细玻璃管内水柱上升　力可以改变物体的形状
真题变式　运动状态　相互的　50
3.如图所示:
4.几何中心　(1)①用细棉线系住小孔,将不规则的薄木板悬挂起来,当木板静止时,用笔和刻度尺在木板上画出重力的作用线AB　②利用同样的方法再画出另一条重力作用线CD　(2)AB、CD的交点　(3)③
5.D　
6.(1)4.8　(2)2
7.D
8.(1)甲、乙　乙、丙　(2)二力平衡　(3)1.0　(4)鞋底的花纹　(5)C
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