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(共64张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第三讲　运动和力
2022年版课程标准:通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
1.阻力对物体运动的影响:物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来是因为受到了________。
2.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持________状态或________________状态。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。它________(选填“能”或“不能”)用实验直接验证。
阻力
考点1
牛顿第一定律　惯性
静止
匀速直线运动
不能
1.定义:一切物体都具有保持________________不变的性质,称为惯性。
2.影响因素:惯性的大小只与物体的________有关,________越大,惯性越大;与物体是否受力、速度大小及所处位置无关。
易错提醒:(1)惯性是物体本身的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性。(2)惯性不是力,只能说“具有惯性”或“由于惯性”,不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”“克服物体的惯性”或“产生惯性”等。
原来运动状态
考点2
惯性
质量
质量
3.利用与防范
(1)利用:动车将要进站时,提前关闭发动机;跳远前助跑;撞击锤柄,使锤头紧套在锤柄上等。
(2)防范:系安全带;汽车的安全气囊;乘公交车时拉手环;开车时保持车距等。
二力方向 图示 合力大小 合力方向
同向 F合=____________ 方向不变
反向 F1≠F2时,F合=F2-F1 与较大的力方向相同
2022年版课程标准:了解同一直线上的二力合成。
F2+F1
考点3
同一直线上的二力合成
2022年版课程标准:知道二力平衡的条件。
1.平衡状态:________状态和匀速直线运动状态。
2.二力平衡定义:如果物体在两个力的作用下处于________状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小________ 、方向________,并且在______________上。
静止
考点4
二力平衡
平衡
相等
相反
同一条直线
4.二力平衡的应用
(1)判断受力:如果物体处于平衡状态并且只受两个力的作用,已知其中一个力的大小和方向时,可以判断另一个力的大小和方向。(如用弹簧测力计测量物体所受的重力或摩擦力)
(2)判断运动状态:如果一个物体受力平衡,则物体处于________状态或________________状态。
静止
匀速直线运动
类型 平衡力 相互作用力
相同点 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 不同点 作用在同一物体上 分别作用在不同物体上
可独立存在 同时产生,同时消失
示意图 甲　　 　 乙 图甲是①__________的示意图,图乙是②______________的示意图。(均选填“相互作用力”或“平衡力”) 平衡力
考点5
平衡力和相互作用力的异同
相互作用力
2022年版课程标准:通过常见事例或实验,了解摩擦力。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面会产生一种________相对运动的力。摩擦力分为滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力。
2.产生条件:(1)物体相互接触并挤压;(2)接触面________;(3)物体间有相对运动或相对运动的趋势。注:三个条件缺一不可。
3.方向:与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向________。
阻碍
考点6
摩擦力
粗糙
相反
易错提醒:摩擦力不一定是阻力,相对运动方向与运动方向不一定相同。如人在地面上行走时,脚向后蹬地,脚相对于地面的运动趋势方向为向后,故脚受到地面的摩擦力方向为向前,故人向前运动了。
4.大小:(1)静摩擦力的大小根据平衡条件求解。(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越______;接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越______ 。
大
大
改变方法 应用(选填合适序号) 增大 摩擦 增大压力 ①________ a.体操运动员在手上涂防滑粉;b.用力握球拍;c.浴室里铺防滑垫;d.急刹车的情况下车轮只滑不滚;e.轮胎有凹凸不平的花纹;f.单杠上做回环动作时不能握得太紧;g.磁悬浮列车的车轮和导轨分离;h.冰壶运动员用刷子刷冰;i.移动重物时在重物下垫上圆木;j.使用滚动轴承;k.门合页加润滑剂;l.结冰的路面铺煤渣;m.衣服拉链上抹石蜡
增大接触面的粗糙程度 ②___________ 变滚动为滑动 ③________ 减小 摩擦 减小压力 ④________ 减小接触面的粗糙程度 ⑤_________ 变滑动为滚动 ⑥_________ 使相互接触的表面隔开 ⑦_________ 5.增大或减小摩擦的方法
b
a、c、e、l
d
h、m
i、j
g、k
f
1.【力与运动的关系】小浩站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动,停止蹬地后车速减小是因为受到________作用,运动中的车如果所受的力全部消失,它将做________________。
阻力
匀速直线运动
2.【惯性】如图,用尺子快速击打下方的棋子,被击打的棋子飞出,而上方的棋子稳稳下落,该实验中选择较光滑的棋子,可________棋子间的摩擦;上方的棋子没有随着飞出是因为它具有________,上方的棋子向下落是因为受到了________的作用。
减小
惯性
重力
3.【惯性的利用】如图所示,当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面时,锤头会紧紧地套在木柄上,这是因为木柄撞击地面时,木柄由运动变为静止,________由于惯性仍要继续向下运动。以木柄为参照物,锤头是________(选填“运动”或“静止”)的。
锤头
运动
4.【惯性的防范】快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞,车身会很快停止运动,安全气囊被弹出并瞬间充满气体,如图所示。安全气囊的作用之一是增大司机的____________,减小压强,防范________带来的危害。
受力面积
惯性
5.【平衡力与相互作用力辨析】如图所示,小明用平行于水平地面的力推箱子,没有推动。地面对箱子的支持力与__________________是一对平衡力,与____________________是一对相互作用力。此时箱子受到水平方向的推力________(选填“大于”“等于”或“小于”)地面对箱子的摩擦力。若此时一切外力都突然消失,箱子会______________。
箱子受到的重力
箱子对地面的压力
等于
静止在原地
6.【增大或减小摩擦力的方法】如图是冰壶项目比赛场景。运动员穿的两只鞋的鞋底材质不同。蹬冰鞋底用橡胶制成,在向后蹬地的过程中,脚受到摩擦力的方向________(选填“向前”或“向后”),而滑行鞋底用塑料制成,目的是________(选填“增大”或“减小”)摩擦力。冰壶投出后,同队队员在冰壶的前方擦刷冰面,形成水膜,使冰壶沿预设轨迹运动。擦刷冰面是为了________(选填“增大”或“减小”)摩擦;冰面上的水膜是________(填物态变化名称)形成的;冰壶离手后仍能前行是由于冰壶具有________;冰壶滑行过程中, ________能转化为______能;冰壶最终停止是因为力能改变物体的____________。
向前
减小
减小
熔化
惯性
机械
内
运动状态
实验1
探究阻力对物体运动的影响
1.实验器材:小车、斜面、长木板、毛巾、棉布等。
2.实验方法
(1)转换法:通过观察__________________________来判断阻力对物体运动的影响。
(2)控制变量法:让小车从斜面上的________位置由________释放,保证小车到达斜面底端的速度相同,改变水平面的粗糙程度来改变阻力大小。
(3)科学推理法:由阻力越小,小车运动得越远推理可得,如果小车不受阻力,小车的速度将不会减小,永远做____________运动。
3.实验结论:其他条件相同时,水平面越光滑,小车所受阻力越______(选填“大”或“小”),速度减小得越______,运动的距离越______。进一步推测得出:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为______,则小车在水平面上将做________________。
小车在水平面运动的距离
相同
静止
匀速直线
小
慢
远
零
匀速直线运动
(1)实验过程中,让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,其目的是使小车进入水平面时的________相同。在下滑过程中,小车的__________能转化为小车的动能。
例1　在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示。
速度
重力势
(2)本实验是通过观察小车在水平面上运动的距离来判断阻力对物体运动的影响,这种研究问题的方法叫________法。
(3)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车在________表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越______,速度减小得越慢。进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持____________运动状态,说明物体的运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
转换
木板
小
匀速直线
不需要
(4)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是______。
A.物体受力,运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用
D.物体运动状态改变,一定受力
(5)冰雪天气路面湿滑,阻力较小,结合该实验结论,开车时应______________ ____________才能保证行驶安全(写出一个合理答案即可)。
D
保持车距(答案
不唯一)
A.做匀速圆周运动
B.做匀速直线运动
C.继续来回摆动
D.保持静止状态
拓展设问:
(6)三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗的机械能大小________ (选填“相等”或“不相等”)。
(7)小芋思考了一个问题:当自己荡秋千运动到右侧最高点时,假设受到的力全部消失,自己将处于怎样的运动状态呢 你认为下列选项中正确的是____ (图中的黑点表示小芋)。
相等
D
(8)若水平面的材料相同,增加一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,还可以探究小车的______________(选填“动能与速度”或“动能与质量”)的关系。
动能与速度
1.实验器材及其作用:小车、托盘、钩码、定滑轮(改变力的方向)等。
实验2
探究二力平衡的条件
2.实验方法:控制变量法
(1)探究两个力的________关系:保持作用在同一小车上的两个力在同一直线上,方向相反,改变一端钩码的数量,观察小车的运动状态。
(2)探究两个力的________关系:保持作用在同一小车上的两个力大小相等,作用在同一条直线上,改变两个力的方向,观察小车的运动状态。
(3)探究两个力是否作用在______________上:保持作用在同一小车上的两个力大小相等,方向相反,将小车扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态。
3.实验结论
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上。
大小
方向
同一条直线
例2　如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
甲
乙
丙
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是________________。
(2)实验时应选择较________(选填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面,可以减小__________对实验的影响。
(3)用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力___________。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力____________。
(4)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车____________,这说明相互平衡的两个力作用在________________。
改变力的方向
光滑
摩擦力
大小相等
方向相反
扭转回来
同一条直线上
(5)实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持________(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态。
(6)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较______(选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
(7)为了探究两个平衡力是否作用在同一个物体上,小明用轻质硬纸片代替小车做实验,如图乙所示,他将要对硬纸片进行的操作是_________________ ___________。
静止
大
用剪刀将硬纸片
从中间剪开
拓展设问:
(8)小明同学完成课本的实验后,提出了一个问题后猜想:只受一个力作用的物体也能保持平衡状态。为了验证猜想,他将一个小球用一根细线悬挂起来,剪断细线后小球下落,如图丙所示。由实验可知,小明的猜想是________(选填“正确”或“错误”)的。
错误
实验3
研究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验器材:木块、砝码、粗糙程度不同的长木板、弹簧测力计。
2.滑动摩擦力的测量方法:用弹簧测力计沿________方向拉动木块,使其做____________运动,此时滑动摩擦力的大小________弹簧测力计的示数。
甲
乙
丙
图1
水平
匀速直线
等于
3.实验方法:控制变量法
(1)探究滑动摩擦力与压力的大小关系时,控制____________________不变,改变________的大小,如图甲、乙。
(2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,控制____________不变,改变____________________,如图乙、丙。
4.实验结论:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小和接触面的粗糙程度有关。
(1)在其他条件相同时,压力越______,滑动摩擦力越大;
(2)在其他条件相同时,接触面越________,滑动摩擦力越大。
接触面的粗糙程度
压力
压力大小
接触面的粗糙程度
大
粗糙
A.拉动长木板时不必保持匀速运动,更易操作
B.测力计示数稳定,容易读出正确的数值
C.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
5.实验改进:如图2所示,将长木板B放在水平桌面上,物块A放在长木板B上,弹簧测力计的一端固定,一端挂在物块A上,拉动木板B,物块A稳定时,弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力的大小。该装置的优点是________(多选)。
AB
图2
例3　小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10 N和15 N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
木板表面甲
木板表面乙
棉布表面乙
木板表面丁
(1)实验前,需沿________方向将弹簧测力计调零。
(2)小丹将木块置于水平木板上,应水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,利用____________条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示的三次实验。
①分析甲、乙两次实验可以得出,接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力________的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出压力相同时,接触面__________,滑动摩擦力越大的结论;
③本实验除了转换法,还使用到的物理实验方法是______________;
④小丹从上述实验联想到生活中瓶盖上设计了花纹,可用_____(选填“①”或“②”)的结论进行解释。
水平
二力平衡
越大
越粗糙
控制变量法
②
(3)实验产生误差的原因是:_______________________________________。 (写一条即可)
很难控制木块做匀速直线运动(答案不唯一)
拓展设问:
(4)她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,利用图甲实验做对比分析,又设计了如图丁所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为______N,拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1 N,分析可得滑动摩擦力的大小与物体重力的大小________。
(5)她还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关,于是将木块沿竖直方向切去一半,这种做法不合理。请说明理由:___________________ _____。
5
无关
没有控制压力大小
相同
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度________(选填“有关”或“无关”)。
(6)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变拉动木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
无关
实验次数 1 2 3 4
运动速度(m/s) 0.3 0.4 0.5 0.6
测力计的示数(N) 1 1 1 1
假设法:当两个物体相互接触并挤压,且两个物体相对静止,是否有相对运动的趋势难判定时,可假设静摩擦力存在,对单个物体进行受力分析,判断其能否处于目前的状态,若能,则静摩擦力存在;若不能,则静摩擦力不存在。
0
重难点1
摩擦力有无及大小的判定
例1　【摩擦力有无判定】如图所示,各个面粗糙程度相同的a、b两个铁块叠放在水平桌面上,在水平拉力F1的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为______N。
小华
例2　【摩擦力有无判定】小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为________的观点正确,请简要说明理由:______________________________________。
黑板擦在下落过程中不受黑板面的压力
例3　【摩擦力大小的判定】一个箱子重为100 N,放在水平面上,受6 N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)6 N。当水平推力增大到10 N时,箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到20 N时,箱子受到的摩擦力为________N。
等于
10
10
例4　【摩擦力大小的判定】如图甲所示,各个面粗糙程度相同的a、b两个铁块叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=10 N的作用下,一起向右做匀速直线运动;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2的作用下,一起向右做匀速直线运动,则F2=________N。
甲
乙
重难点2
受力分析及作图
受力分析步骤:①确定研究对象;②分析物体所受的重力,再从接触物体间找弹力,如支持力、拉力等,最后从相对运动方面分析,看是否有摩擦力的存在。另外磁体间、电荷间也有相互作用的力;③根据作出的受力情况检验物体的运动状态是否能对应上。
作图规范:用有向线段表示力后,要在旁边标出力的表示字母,且同一图中要用线段的长短表示出力的大小关系。
答案：
例5　如图,用细线把一个小球悬挂起来,将小球拉到位置A,松开手后小球在A、B、C点之间来回摆动。画出小球在位置A时的受力示意图。
例6　如图所示,物体A与弹簧连接(弹簧被压缩),静止在光滑的斜面上,请画出物体A的受力示意图。
答案：
例7　如图所示,请画出漂在水面上的小鸭子受到的浮力和重力的示意图(图中黑点O为重心)。
答案：
A.左倾
B.右倾
C.前倾
D.后仰
命题点1
牛顿第一定律　惯性
1.(2023·株洲)如图,电动车正在匀速直线行驶。突然刹车时,乘客会(　 　)
答案
C
2.(2024·长沙)校运会上正在进行跳高比赛,下列说法正确的是(　 　)
A.运动员的鞋底刻有花纹是为了减小摩擦
B.运动员离地后继续向上运动是由于惯性
C.运动员下落过程中相对于地面是静止的
D.运动员在空中没有受到任何力的作用
答案
B
A.小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用
B.小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同
C.水平木板表面越粗糙,该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大
D.该实验能直接验证当物体受到的阻力为零时,物体将一直做匀速直线运动
3.(2024·湖南)如图所示,探究“阻力对物体运动的影响”实验中,保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下,只改变水平木板表面的粗糙程度,不计空气阻力。下列说法正确的是(　 　)
答案
C
4.(2021·郴州)关于惯性,下列说法正确的是(　 　)
A.跳远时助跑是为了增大惯性
B.物体只有受到力的作用时才具有惯性
C.为了防止惯性带来的危害,驾车时必须系好安全带
D.人造卫星绕地球运行时没有惯性
答案
C
A.地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力
B.马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力
C.马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力
D.地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
5.(2023·益阳)如图所示,人骑在马背上,人和马均处于静止状态。下列说法正确的是(　 　)
答案
D
A.黑板刷受到的重力与黑板刷受到的摩擦力大小相等
B.用垂直于黑板的力压黑板刷时,黑板刷受到的摩擦力增大
C.黑板刷对黑板的吸引力与黑板对黑板刷的吸引力是一对平衡力
D.黑板刷受到的重力与黑板对黑板刷的吸引力是一对平衡力
6.(2023·衡阳)如图所示,磁性黑板刷吸在竖直悬挂的黑板上静止不动,黑板由铁质材料制成。下列说法正确的是(　 　)
答案
A
命题点2
摩擦力
7.(2023·郴州)下列有关摩擦力的说法不正确的是(　 　)
A.走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦
B.自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力的
C.摩擦力不一定是阻力
D.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
8.(2022·湘西州)下列实例中,为了减小摩擦的是 (　 　)
A.往冰雪路面上撒煤渣
B.在鞋底刻凹凸不平的花纹
C.在拉杆旅行箱底部装轮子
D.用力捏车闸使自行车更快停下
答案
D
C
9.(2021·娄底)如图所示,长方体物块A在8 N拉力的作用下沿水平面匀速向右运动,此时弹簧测力计的示数为6 N且保持不变,则物块B对A的摩擦力的方向是向______,地面对A的摩擦力为______N。
答案
左
2
命题点3
受力分析
10.(2021·益阳)如图所示,一个人站立在斜面式自动人行道上,随自动人行道从一楼匀速运动到二楼的过程中,人行道对人的作用力只有 (　 　)
答案
D
A.支持力 B.下滑力
C.摩擦力 D.支持力和摩擦力
11.(2022·常德)请在图中画出静止在水平地面上的物体所受力的示意图。
答案
答案：
(1)在上述器材中,不需要用到的器材有________。
(2)固定斜面,分别将小车从斜面上________(选填“同一”或“不同”)高度由静止释放。
命题点4
探究阻力对物体运动的影响
12.(2022·株洲)在研究“阻力对物体运动的影响”实验中,可供使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾、天平和小车。
答案
天平
同一
(3)如图描述了先后两次实验中所呈现的现象,根据实验现象可作出如下科学推理:若没有阻力,则运动的小车将在水平面上________________(选填“静止”或“匀速直线运动”)。伽利略运用“实验+科学推理”的方法,揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。
(4)设实验中运动的小车在棉布上克服阻力做功为W1,在木板上克服阻力做功为W2,则W1________(选填“大于”“等于”或“小于”)W2。
答案
匀速直线运动
等于
命题点5
探究二力平衡的条件
13.(2021·衡阳)小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
甲
乙
丙
丁
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上,木板竖直挂起待用,用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一个物体上的两个力,方向相反,但________不相等,则这两个力不平衡。
(2)按住塑料块,把跨过B轮的细线移到C轮上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示。按住塑料块,把跨过C轮的细线移到B轮上,把塑料块转过90°,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示。由此表明,作用在同一物体上的两个力,如果仅仅大小相等,方向成某一角度或方向相反但____________________,这两个力不平衡。
答案
大小
不在同一条直线上
(3)在探究同一问题时,另一同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是______。
A.塑料块容易扭转
B.塑料块是比较容易获取的材料
C.减少了摩擦力对实验结果的影响
答案
C
命题点6
探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
14.(2023·邵阳)顺顺与利利同学在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”时,作了如下猜想:
A.可能与接触的粗糙程度有关
B.可能与压力的大小有关
顺顺同学考虑到在实际操作中很难控制弹簧测力计和滑块一起做匀速直线运动,于是进行了改进:
甲
乙
(1)如图甲,在小桶内装入适量的沙子,使滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动,为了测出滑块受到的滑动摩擦力大小,应测量______________的重力。
(2)如图乙,在滑块上加砝码,发现需要装入更多的沙子,滑块才能做匀速直线运动。比较甲、乙两次实验,验证了猜想______(选填“A”或“B”)是正确的。
(3)利利同学觉得用钩码代替小桶和沙子可以简化实验操作步骤,他这么做________(选填“能”或“不能”)达到目的。
答案
小桶和沙子
B
不能(共37张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第五讲　压强
第2节　液体压强
2022年版课程标准:探究并了解液体压强与哪些因素有关。
1.产生原因:由于液体受到________的作用,且具有流动性。
2.特点
(1)在液体内部的同一深度处,液体向各个方向都有压强,且压强大小________。
(2)同一液体,深度越深,压强越______。
(3)液体内部压强的大小还跟液体的________有关,在深度相同时,液体的密度越______,压强越大。
重力
考点1
液体压强
相等
大
密度
大
易错提醒:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,与液体的质量、容器的形状等因素无关。
3.公式:p=________(p表示压强,单位是Pa;ρ表示液体密度,单位是kg/m3;h表示研究点到液体自由面的竖直距离,单位是m)。变形公式:ρ=(求液体密度);h=(求深度)。
ρgh
1.定义:上端________、下端________的容器。
2.原理:连通器里装入同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是________的。
3.应用:下列装置应用连通器原理的是______________________。
a.茶壶;b.水位计;c.船闸;d.压强计;e.排水渠;f.排水管的回水弯管
开口
考点2
连通器
连通
相等
a、b、c、e、f
1.【液体压强的特点】如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的________有压强;b孔中的水喷得更远,说明液体内部的压强随着深度的增加而________;在相同的时间内上孔喷出水的质量比下孔喷出水的质量______。此时,用手封住瓶口(水面高于a孔),能够观察到小孔______(选填“a、b”“a”“b”或“都停止”)持续向外出水。
侧壁
增大
少
b
2.【连通器】如图所示,把一个质量为0.5 kg,底面积为40 cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成__________。若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面________(选填“相平”或“不相平”)。壶内装有0.6 kg的水,水面到壶底12 cm,则水对壶底的压力是__________N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
连通器
相平
4.8
1.实验器材:液体压强计、刻度尺、水、盐水等。
2.实验方法
(1)转换法:压强计是通过__________________________来显示橡皮膜所受压强大小的。
U形管两侧液面的高度差
实验
研究液体内部的压强
(2)控制变量法
①探究液体内部压强与方向的关系:让金属盒在同种液体、________深度、不同的方向进行实验。
②探究液体内部压强与深度的关系:让金属盒在同种液体、________深度、相同的方向进行实验。
③探究液体压强与液体密度的关系:让金属盒在相同深度、相同的方向、密度________的液体中进行实验。
相同
不同
不同
3.实验结论:在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强________;在同种液体内部,深度越深,液体压强越______;液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体密度越大,压强越______。
相等
大
大
例　物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
图1
(1)在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用______(选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)(2024·云南节选)为了使实验现象明显,U形管中的液体选择________(选填“有色”或“无色”)的更好。
(3)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置__________(选填“漏气”或“不漏气”);将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是______。
A.从管中倒出适量液体
B.取下软管重新组装
薄
有色
不漏气
B
(4)把U形管压强计的探头放在液体中,通过观察U形管两侧液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是__________。
(5)通过比较__________两图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成____________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(6)通过比较D、E两图,可探究液体压强与____________的关系。
(7)通过比较A、B、C三图,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强________。
转换法
B、D
上窄下宽
液体密度
相同
拓展设问:
(8)根据B和E实验步骤,__________(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是:_______________________ ___________。
(9)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更______的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两侧液面所对刻度线间的距离将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(10)某次实验时,小王同学将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为10 cm,此时U形管内外的气压差为______________Pa。
不可以
没有控制探头(橡皮膜)深
度相同
小
变大
1 000
(11)小华自制了一个简易压强计,如图2所示,把简易压强计浸入水中,橡皮膜________(选填“上凹”或“下凸”),增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中液柱会________(选填“上升”或“下降”)。
上凹
图2
上升
命题点1
液体压强的特点及计算
1.(2023·株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中(　 　)
答案
D
A.液体喷出的水平距离s变大
B.液体喷出的水平距离s不变
C.a、b两点间的液体压强差变小
D.a、b两点间的液体压强差不变
2.(2016·常德)如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则(　 　)
答案
A
A.水对容器底的压强增大
B.水对容器底的压力增大
C.容器对桌面的压强减小
D.容器对桌面的压力减小
3.(2023·郴州)如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)(　 　)
答案
B
A.4×105 Pa B.3×105 Pa
C.5×105 Pa D.1×105 Pa
4.(2024·新疆)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为(ρ水=1.0×103 kg/m3)(　 　)
答案
B
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
命题点2
连通器
5.(2022·张家界)如图所示生活中蕴含着丰富的物理知识,下列分析正确的是(　 　)
答案
B
6.(2023·常德)如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置________(选填“是”或“不是”)连通器。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度________(选填“大于”“等于”“小于”)乙中的液面。
答案
不是
大于
命题点3
探究液体压强与哪些因素有关
7.(2023·衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量________(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的________有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较__________两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
答案
转换法
无关
深度
C、D
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央,他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,这说明液体对容器________(选填“底部”或“侧壁”)有压强。他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体的密度________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
答案
侧壁
E
F
小于
第一部分　教材知识巩固
第一单元　力学
第五讲　压强
第3节　大气压强　流体压强与流速的关系
2022年版课程标准:知道大气压强及其与人类生活的关系。
1.定义:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压。
2.产生原因:空气受________且具有流动性。
3.验证实例
(1)第一个证明大气压强存在的实验:马德堡半球实验。
(2)生活中证明大气压存在的实例:______________。
a.覆杯实验;b.瓶吞鸡蛋实验;c.高压锅;d.钢笔吸墨水
重力
考点1
大气压强
a、b、d
4.大气压的测量:意大利科学家____________最早测出大气压的数值等于__________高的水银柱产生的压强。通常把这样大小的大气压叫做标准大气压p0,p0=1.013×105 Pa。在粗略计算中,标准大气压取_________Pa。
5.大气压与高度的关系:随着海拔的升高,大气压强逐渐________。
6.大气压与沸点的关系:水的沸点在1个标准大气压下是100 ℃,随着气压的增大,水的沸点会________(高压锅就是利用这一原理制成的)。
托里拆利
760 mm
1×105
减小
升高
2022年版课程标准:了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越______。
小
考点2
流体压强与流速的关系
3.应用
(1)飞机的升力:如图所示,飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面较平,飞机前进时机翼与周围的空气发生相对运动,机翼上方的空气流速较______,对机翼上表面的压强较______;下方的空气流速较______,对机翼下表面的压强较______。这样机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生升力的原因。
(2)其他实例:风中雨伞容易被吹得上翻;列车进站时人应站在安全线外;两艘并排行驶的船靠太近会相撞。
快
小
慢
大
1.【大气压强】生活中常用如图甲所示的吸盘挂钩来挂厨房用具,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在________(选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。吸盘会被“吸”在瓷砖上,说明吸盘内部气体压强________(选填“大于”“等于”或“小 于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔,吸盘会__________。若在海拔更高的地方使用此吸盘,将其从瓷砖上取下所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越______。吸盘受到的摩擦力________(选填“大于”“小于”或“等于”)吸盘和重物受到的总重力。
平整
小于
掉下来
小
等于
2.【流体压强与流速的关系】科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了____________________________。
上升
流体流速大的地方,压强小
命题点1
大气压强的特点及应用
1.(2024·长沙)在一端封闭的塑料管中灌满水,用纸片盖住管口后倒过来,如图所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来,是因为(　 　)
答案
D
A.水受到的重力
B.空气对水的浮力
C.塑料管对纸片的弹力
D.大气压力
2.(2024·湖南)下列现象中的“吸”,利用了大气压强的是 (　 　)
答案
A
A.用吸管吸饮料
B.带电气球吸起头发
C.苹果受到地球的吸引力
D.磁性黑板刷被吸住
3.(2022·湘潭)有关大气压的说法正确的是(　 　)
A.马德堡半球实验证明了大气压强的存在
B.牛顿最早精确测出了大气压强的值
C.离地面越高,大气压强越大
D.气压越低,水的沸点越高
答案
A
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
4.(2021·长沙)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是(　 　)
答案
A
命题点2
流体压强与流速的关系
5.(2022·岳阳)下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是(　 　)
A.用吸管吸饮料
B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔
D.火车站台设置安全线
6.(2023·湘潭)旅行中,汽车在公路上快速行驶时,窗外的空气流速大,压强______,窗帘受到向外的力,飘向窗外。车行驶到高山上时,发现密封的零食包装袋鼓起了,这是因为高山上的大气压比山脚下的______造成的。(均选填“大”或“小”)
答案
D
小
小
7.(2023·怀化)唐诗“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外侧空气流速______(选填“快”或“慢”),压强______(选填“大”或“小”),从而产生一个向上的力。
8.(2022·张家界节选)如图,用三角尺的底边将直尺支撑起来,直尺的正中间位置放在三角尺的底边上,使直尺在水平位置平衡,某位同学在直尺的a端上方沿着水平方向用力吹气,观察到直尺a端________(选填“上升”或“下降”)。
答案
快
小
上升(共24张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第八讲　简单机械
第1节　杠　杆
2022年版课程标准:1.知道简单机械,探究并了解杠杆的平衡条件。
2.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
1.定义:一根硬棒,在力的作用下可绕一__________转动,这根硬棒就是杠杆。
固定点
考点1
杠杆
(1)支点:杠杆可以绕其________的点,用字母O表示。
(2)动力:使杠杆转动的力,用F1表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,用F2表示。
(4)动力臂:从支点O到__________作用线的距离,用l1表示。
(5)阻力臂:从支点O到__________作用线的距离,用l2表示。
2.五要素
转动
动力F1
阻力F2
1.平衡状态:杠杆静止或匀速转动。
2.平衡条件:_____________________________,用字母表示为__________(其中F1、l1、F2、l2分别表示动力、动力臂、阻力和阻力臂)。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
考点2
杠杆的平衡
F1l1=F2l2
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂关系 l1①________l2 l1②________l2 l1③________l2
力的关系 F1④________F2 F1⑤________F2 F1⑥________F2
特点 省力,⑦__________ 费力,⑧________ 不省力,不省距离
应用(选填 合适序号) ⑨_______________ ⑩_____________ ______
a.撬棒;b.理发剪刀;c.钢丝钳;d.钓鱼竿;e.天平;f.手推车;g.缝纫机踏板;h.起重臂;i.铡刀;j.花枝剪刀;k.羊角锤 大于
考点3
杠杆的分类
小于
等于
小于
大于
等于
费距离
省距离
a、c、f、i、j、k
b、d、g、h
e
1.【杠杆】如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情景示意图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架下端垫有底面积较大的石块,其目的是______压强;支架上的横杆其实是______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;如果他们无法将巨木抬起,请你提出一个抬起巨木的改进方案:_________________________ (合理即可)。
减小
省力
将支架支点左移(答案不唯一)
2.【杠杆】小明用独轮车搬运砖头,车箱和砖头的总质量是120 kg,独轮车的有关尺寸如图所示。独轮车是________杠杆,动力臂是______m,人手竖直向上的力F的大小是__________N。小明要省更多的力手需向______(选填“前”或“后”)移动。
省力
1
360
后
实验
探究杠杆的平衡条件
1.实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计等。
甲
乙
丙
2.实验操作
(1)实验前,需调节杠杆在________位置平衡。
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的数据记录在表格中。
(3)改变动力F1和动力臂l1的大小,相应调节阻力F2和阻力臂l2,再做几次实验,将数据记录在表格中。
3.实验结论
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用字母表示为F1l1=F2l2。
水平
例　小海用图1甲所示装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每个钩码的重力均为0.5 N。
(1)实验中,杠杆在水平位置平衡最便于测量________,在调节杠杆水平平衡时,如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向______调节。
(2)如图1乙所示,杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5 cm,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想:杠杆的平衡可能与力的________和力臂有关。
力臂
右
大小
分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1______F2l2。
(4)实验中多次改变力和力臂的大小,目的是________________。
(3)小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中,其中图1丙是第4次杠杆平衡时的情景,请将杠杆右侧的阻力数值填入表中。
1
实验次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂
l2/m
1 1 0.20 2 0.10
2 2 0.15 2 0.15
3 2 0.15 1.5 0.20
4 1.5 0.10 ________ 0.15
=
寻找普遍规律
②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验,发现杠杆平衡时,F1l1都是大于F2l2,其原因可能是____________________________。
拓展设问:
(5)小海与小兰对实验过程进行交流,产生了一个新的问题:若支点不在杠杆的中点,并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力,会出现什么现象 于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F1的动力臂l1。
答案：
杠杆自重对杠杆平衡有影响
(6)如图2是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段________(选填“OA”“OB”或“AB”),此时杠杆________(选填“仍能”或“不能”)保持平衡。
OA
图2
仍能
A.指甲剪只由一个杠杆组成
B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是L
D.对杠杆ABC,若以B为支点,则动力臂是BC
命题点1
杠杆的五要素
1.(2020·益阳)如图所示是指甲剪的示意图,F是剪指甲时施加的一个力,则关于指甲剪的下列说法正确的是(　 　)
答案
C
命题点2
杠杆类型的判断
2.(2023·怀化)生活中常用到各种各样的杠杆。有借助来撬动石头的撬棒(如图甲),撬棒属于________杠杆;有称量物体质量的天平(如图乙),天平属于________杠杆。(均选填“省力”“费力”或“等臂”)
答案
省力
甲
乙
等臂
A.20 N B.25 N
C.30 N D.120 N
命题点3
杠杆的平衡条件及其应用
3.(2023·常德)如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被拉开。如OB=2 m,OA=0.5 m,阀门的底面积S=2 cm2,锅炉内气体压强的安全值p=6×105 Pa(杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计,p0=1×105 Pa),则B所挂重物的重力是 (　 　)
答案
B
4.(2023·株洲)图甲为多人赛艇。划桨时,桨可绕侧舷上的固定轴转动,从而使赛艇运动。图乙为划桨时桨的简化平面图,其中O为固定轴,AB为赛艇的运动方向,桨上OC长为0.8 m,OD长为2 m,F1为人划桨的力,F2为水对桨的作用力。
(1)划桨时,桨对水的作用力大小________(选填“大于”“等于”或“小于”)水对桨的作用力大小。
(2)桨为________(选填“省力”或“费力”)杠杆。请写出一种与桨类型相同的杠杆:______________________。
答案
等于
费力
筷子(答案不唯一)
(3)已知图乙中F2为200 N,F1与CD的夹角θ=30°,F1、F2均与AB平行。要划动桨,F1至少多大 (sin 30°=0.5,不考虑桨的重力)
解:(3)以O点为支点,作出F1的力臂OE和F2的力臂OF,如图所示。由题意知,F1与CD的夹角θ=30°,F1、F2均与AB平行,则∠ODF=30°
由几何知识可知,动力臂
OE=OC=×0.8 m=0.4 m
阻力臂OF=OD=×2 m=1 m
由杠杆的平衡条件有:F1×OE=F2×OF
所以F1===500 N
答案
命题点4
杠杆作图
5.(2023·衡阳)桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具,是杠杆的一种应用,如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中作出水桶所受重力的示意图,并画出动力的力臂l1。
答案
答案：
6.(2024·长沙)为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图。
答案：
答案
(1)如图甲所示,实验开始前,应向______端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡;挂上钩码后,每次都要让杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于直接读取____________;
命题点5
探究杠杆的平衡条件
7.(2024·湖南)小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验,实验室提供了如图所示的杠杆(支点为O)、支架、10个钩码(每个重0.5 N)。
答案
右
甲
乙
力臂大小
(2)小明取2个钩码,挂在支点左侧某处,再取4个钩码挂在支点的______侧进行实验,使杠杆在水平位置平衡后,记录下数据;
(3)完成三次实验后分析数据,他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验的数据。
答案
右
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 动力臂
l2/cm
1 …… …… …… ……
2 …… …… …… ……
3 2.5 20.0 2.0 25.0
小明在第3次实验的基础上,在支点左侧20.0 cm处继续加钩码直到F1为3.5 N,如图乙所示,但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成F1为3.5 N的第4次实验,她应该通过______________,使杠杆再次在水平位置平衡(请结合具体数据进行说明,可保留一位小数)。
当F1为3.5 N时,F2最大为1.5 N,l2最大为25.0 cm,根据杠杆平衡条件可得,l1=<≈10.7 cm,可将F1向右移动至10.7 cm处。
答案
向右移动F1(共17张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第七讲　功和机械能
第1节　功　功率
2022年版课程标准:1.结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
2.知道机械功。用生活中的实例说明机械功的含义。
1.定义:如果一个力作用在物体上,且物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。功用符号W表示,单位为________(J),
2.做功的两个必要因素
(1)对物体要有______的作用;
(2)物体要在这个力的________上移动一定的距离。
焦耳
考点1
功
力
方向
3.三种不做功的情况
(1)有距离无力:物体没有受到力的作用,但由于惯性通过了一段距离。如踢出去的足球,飞行过程中踢球的力未做功。
(2)有力无距离:物体受到力的作用,但保持静止状态,即没有移动距离。如举着重物不动,石头搬而未起。
(3)力与距离垂直:物体移动的方向与受力的方向垂直。如提着水桶水平移动。
4.功的计算:力学中,功等于______与物体在______________________的乘积。公式:W=________(F表示力,单位为N;s表示物体在力的方向移动的距离,单位为m;W表示功,单位是J)。变形公式:s=(求距离);F=(求力)。
5.常考功的估测:从地上拿起一个鸡蛋,缓缓举过头顶,人对鸡蛋做的功约为 1 J。
力
力的方向上移动距离
Fs
2022年版课程标准:知道功率。用生活中的实例说明功率的含义。
1.定义:______与________________的比值叫做功率。用字母P表示。
2.公式:P=_______(P表示功率,单位为W;t表示做这些功所用的时间,单位为s;W表示功,单位是J)。变形公式:t=(求时间);W=________(求功)。
3.单位:国际单位为________,简称瓦(W)。常用单位还有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。单位换算:1 kW=________W,1 MW=________W。
功
考点2
功率
做功所用时间
Pt
瓦特
103
106
快慢
4.物理意义:表示做功的________,在数值上等于单位时间内所做的功。
5.推导公式:P===________(只适用于做匀速直线运动的物体,v的单位是m/s)。
Fv
甲、乙
1.【做功的判断】以下事例中,力做了功的有__________,力未做功的有__________。
丙、丁
2.【功率的比较】如图所示,爷爷与小红进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼,爷爷的体重比小红的大,在此过程中,爷爷和小红做的功________(选填“相同”或“不同”)。如果爷爷和小红在相同时间内爬完,________(选填“爷爷”或“小红”)做功快。若爷爷所用时间比小红长,则需要测量____________________________________才可以比较爷爷和小红做功的功率。
不同
爷爷
爷爷和小红的体重及各自爬楼的时间
命题点1
判断物体是否做功
1.(2022·娄底)如图为游乐园过山车的轨道,过山车从高处滑下的过程中,轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功,过山车上的游客都要系好安全带,设计宽而平的安全带是为了________(选填“增大”或“减小”)压强。
答案
不
减小
命题点2
功、功率的理解及大小比较
2.(2023·长沙)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是(　 　)
答案
D
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
3.(2021·湘西州)小丹的爸爸比小丹重,他们一起从一楼爬上五楼,显然爸爸在相同时间内比小丹做的功多。这种情况物理学中用________表示做功的快慢。
答案
功率
A.两种材料总质量为1.5 t
B.两种材料总质量为3 t
C.吊到40 m高处的材料质量为2 t
D.吊到10 m高处的材料质量为1.5 t
命题点3
功、功率的计算
4.(2023·株洲改编)某建筑工地上,一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度,整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知(g取10 N/kg)(　 　)
答案
B
5.(2022·怀化)如图所示,水平地面上有一重为20 N的物块,在水平拉力F=5 N作用下向右运动了10 m,在这个过程中拉力F对物体做的功为________J,重力做的功为______J。
答案
50
6.(2022·郴州)用40 N水平拉力拉着重为100 N的物体,在10 s内由静止开始沿水平直线移动了5 m。此过程中,重力对物体做的功为______J,水平拉力对物体做功的功率为________W。
0
0
20
7.(2021·益阳)杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演,甲站在地面上,肩上顶着一根重为G1=50 N的竖直竹竿,重为G2=550 N的乙沿竹竿匀速上爬4 m,然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m。求在此过程中:
(1)乙受到摩擦力的大小和方向;
(2)摩擦力对乙所做的功;
(3)甲对竿和乙做的功。
解:(1)乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,所以,乙受到摩擦力的大小f=G2=550 N,方向和重力的方向相反,即竖直向上
(2)乙沿竹竿匀速上爬时,摩擦力对乙所做的功W=fh=550 N×4 m=2 200 J
甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m时,竖直方向没有移动的距离,摩擦力对乙所做的功为0 J,所以,在此过程中摩擦力对乙所做的功为2 200 J
(3)甲对竿和乙的作用力是竖直向上的,乙沿竹竿匀速上爬时甲静止,甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2 m时运动的距离是水平方向的,所以,在此过程中甲对竿和乙的作用力的方向上没有移动的距离,则甲对竿和乙做的功为零
解
8.(2023·永州)周末小明陪着妹妹,由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明山看“花海”。(g取10 N/kg)
(1)汽车和车内的人总质量为1 800 kg,静止在水平地面时,轮胎与地面接触的总面积为0.15 m2,求此时汽车对地面的压强;
(2)汽车在开往阳明山的路程中,在某段路上匀速直线行驶2 400 m,用时2 min,已知汽车在该路段受到的阻力为2 000 N,求汽车在该路段的速度和功率。
解:(1)汽车对地面的压力
F=G总=mg=1 800 kg×10 N/kg=18 000 N
汽车对地面的压强
p===1.2×105 Pa
(2)由题意得,汽车的速度
v===20 m/s
因为汽车做匀速直线运动,则有牵引力
F牵=f=2 000 N
所以汽车的功率P===F牵v=2 000 N×20 m/s=4×104 W
解(共30张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第八讲　简单机械
第2节　滑轮　机械效率
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图
实质 ①________杠杆 ②________杠杆 — —
等臂
考点1
滑轮(组)
省力
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组 特点 改变力的③_____ 改变力的④______ 改变力的大小和方向 —
拉力F与重力G的关 系(不计绳重和摩擦) F=G F=⑤__________ F=⑥__________ F=⑦__________
绳端与物体移动 距离的关系(s、h) s=h s=⑧_____ s=⑨_____ s=2h
v绳与v物的关系 v绳=v物 v绳=2v物 v绳=3v物 v绳=⑩______
方向
大小
(G+G动)
(G+G动)
(G+G动)
2h
3h
2v物
1.斜面:一种________的简单机械,如盘山公路、螺丝等。
2.轮轴:由具有公共转轴的轮和轴组成,可看成杠杆,如门把手、方向盘、扳手等。
省力
考点2
斜面和轮轴
2022年版课程标准:知道机械效率,了解提高机械效率的意义和途径。
1.功的分类
(1)有用功:无论是否使用简单机械,____________的功,用W有表示。
(2)额外功:使用简单机械时,并非需要但不得不做的功,用W额表示。
(3)总功:有用功与额外功之和,用W总表示,W总=__________。
必须要做
考点3
机械效率
W有+W额
2.机械效率
(1)定义:物理学中,将__________跟________的比值叫做机械效率,用字母______表示。
(2)公式:η=______________。
(3)特点:对于实际的机械,由于__________的存在,总有W有______W总,所以机械效率总是__________。
(4)提高滑轮组机械效率的方法
a.减少额外功:减轻动滑轮重、绳重,减少摩擦;
b.增大有用功:在机械承受范围内增加物重。
有用功
总功
η
×100%
额外功
<
小于1
1.【滑轮的分类及作用】小红升国旗时发现国旗杆顶部有个固定的滑轮,它是______滑轮,使用时相当于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,使用它的好处是可以________________。
定
等臂
改变力的方向
2.【斜面】盘山公路相当于简单机械中的________,可以________(选填“省力”或“省功”)。汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大__________。
斜面
省力
牵引力
1.实验器材:弹簧测力计、刻度尺、细绳、动滑轮、定滑轮、钩码若干。
2.实验原理:___________________。
η= ×100%
实验
测量滑轮组的机械效率
3.实验操作
(1)安装好滑轮组,记下钩码和弹簧测力计的位置。
(2)沿________方向缓慢匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,用刻度尺测量钩码上升的高度和绳端移动的距离,将钩码重力G、拉力F、钩码上升的高度h和绳端移动的距离s填入表格中。
4.数据处理:η=×100%=______________。
竖直
×100%
例　提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想。
猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关;
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关。
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
甲
乙
丙
(1)除图中所示实验器材外,完成该实验还需要的测量工具是__________。
(2)实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计。
(3)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图______的装置完成的,它的机械效率η=__________。
刻度尺
实验 次数 钩码的重 力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动的 距离s/m 机械效
率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
匀速
丙
80%
(4)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是________(选填“正确”或“错误”)的。
(5)通过比较__________(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(6)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率________。
错误
1、2
越低
拓展设问:
(7)在第三次实验操作的基础上,若改变绳端拉力方向沿斜上方,则测得的滑轮组机械效率将________(选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(8)小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
偏低
不变
A.F1>F2 B.F3>F4
C.F1命题点1
滑轮(组)的特点及相关计算
1.(2024·内江)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为(　 　)
答案
D
A.F甲=200 N,并向上移动4 m
B.F甲=100 N,并向上移动2 m
C.F乙=200 N,并向上移动1 m
D.F乙=400 N,并向上移动1 m
2.(2023·常德)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,G物=200 N(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法中正确的是(　 　)
答案
D
甲
乙
3.(2021·邵阳)如图所示,物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了5 s,弹簧测力计的示数为8 N(不计滑轮和绳子之间的摩擦),拉力F做功的功率为(　 　)
答案
C
A.1.6 W B.8 W
C.3.2 W D.16 W
4.(2023·长沙)如图,小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器,已知动滑轮的质量为5 kg,每个杠铃片的质量为10 kg。不计绳重和摩擦,g取10 N/kg,小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中,求:
(1)杠铃片在0.5 s内上升0.2 m,杠铃片的速度;
(2)动滑轮下挂着两个杠铃片,握杆对绳子拉力的大小;
(3)动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了0.1 m,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。
解:(1)杠铃片上升的速度
v===0.4 m/s
(2)每个杠铃片的重力
G=mg=10 kg×10 N/kg=100 N
每个动滑轮的重力
G动=m动g=5 kg×10 N/kg=50 N
不计绳重和摩擦,当动滑轮下挂两个杠铃片时,握杆对绳子的拉力F=(2G+G动)=×(2×100 N+50 N)=125 N
(3)不计绳重和摩擦,动滑轮下挂着四个杠铃片,杠铃片上升了0.1 m,在此过程中握杆对绳子的拉力做的功W=4Gh+G动h=4×100 N×0.1 m+50 N×0.1 m=45 J
解
A.起重机对重物做的有用功是2×104 J
B.起重机的电动机做的总功是6×104 J
C.起重机的机械效率是48%
D.若减小动滑轮的重力,起重机的机械效率将变小
命题点2
机械效率的理解及计算
5.(2023·衡阳)用如图所示的电动起重机将6 000 N的重物匀速提升了4 m,电动机的功率为5 000 W,此过程用时10 s。下列说法正确的是 (　 　)
答案
C
A.做的有用功为900 J
B.拉力F做功的功率为54 W
C.机械效率为60%
D.用升降装置可以省功
6.(2023·岳阳)小明学习了滑轮知识后,利用滑轮设计了一个升降装置,如图所示。在爸爸的帮助下,通过它把一个重为100 N的物体从地面提升到9 m高的阳台上,所用拉力F为60 N,用时10 s,关于提升过程描述正确的是(　 　)
答案
A
7.(2024·兰州)如图所示是塔吊吊起重物的情景,在拉力F的作用下,重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起,已知动滑轮重200 N,重物在8 s内上升了10 m,不计绳重与摩擦,下列说法中不正确的是(　 　)
答案
B
A.拉力F大小为400 N
B.拉力F的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J
D.滑轮组的机械效率约为83.3%
8.(2023·永州)如图所示,将一个重9.0 N的物体从斜面底端沿直线匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为3.6 N,在斜面上移动的距离s=1.2 m,物体升高的高度h=0.3 m,则(　 　)
答案
D
A.物体所受的摩擦力为3.6 N
B.物体克服重力做功4.32 J
C.拉力做功2.7 J
D.斜面的机械效率为62.5%
9.(2023·邵阳)如图所示,用动滑轮将物体匀速提升0.2 m,绳子自由端的拉力F为6 N,则拉力F所做的功为__________J。如果使用该滑轮提升更重的物体,机械效率会________(选填“增大”或“减小”)。
答案
2.4
增大
10.(2023·娄底)如图所示,重6 N的物体在F=2 N的水平拉力作用下,以10 cm/s的速度向左匀速运动了5 s,已知物体所受的摩擦力为3 N,则拉力做的功为______J,动滑轮的机械效率为__________。
答案
2
75%
11.(2023·郴州)如图所示,物体重10 N,每个滑轮重1 N,在F=2.5 N的拉力作用下,物体上升了1 m,则拉力做的有用功是________J,克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为______J。
答案
10
3
12.(2023·益阳)早在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10 kg的水缓慢上升了4 m,水桶的质量为1 kg,在这一过程中,人做的总功为500 J。g取10 N/kg。求此次取水的过程中:
(1)人做的有用功为多少;
(2)辘轳的机械效率多大;
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少。
解:(1)水的重力
G水=m水g=10 kg×10 N/kg=100 N
做的有用功W有=G水h水=100 N×4 m=400 J
(2)辘轳的机械效率
η=×100%=×100%=80%
(3)此过程的额外功
W额=W总-W有=500 J-400 J=100 J
对水桶做的额外功W额桶=G桶h桶=m桶gh桶=1 kg×10 N/kg×4 m=40 J
克服井绳重力与摩擦阻力做的功
W额余=W额-W额桶=100 J-40 J=60 J
解
命题点3
测量滑轮组的机械效率
13.(2023·湘潭)用如图所示装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表:
实验 次数 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/cm 拉力 F/N 绳子自由端 移动距离s/cm 机械效
率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做____________运动。第1次实验时,钩码上升的时间为3 s,此过程中,绳子自由端上升的速度为_______m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功为______J,滑轮组的机械效率是_____%。
(3)分析1、2、4次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越______(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是______。
A.换用更轻的动滑轮
B.加快提升物体的速度
答案
匀速直线
0.05
0.3
80
大
无关
A(共18张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第五讲　压强
第1节　压强
1.定义:物理学中,把________作用在物体表面上的力叫做压力。
2.压力的三要素
(1)方向:总是__________被压物体的表面,并指向____________。
(2)作用点:在被压物体的接触面上。
垂直
考点1
压力
垂直于
被压物体
(3)大小:如图所示是物体所受重力与对不同接触面的压力的示意图(请填入对应的大小关系)。注:当物体自由放置,静止在水平地面上,且无其他外力作用时,对水平地面的压力大小等于自身重力大小。
F压____G
F压=G-F
F压F压=F≠G
F压=_______
3.影响压力作用效果的因素:__________________和______________。
=
F-G
受力面积的大小
压力的大小
2022年版课程标准:通过实验,理解压强。知道日常增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
1.定义:在物理学中,物体所受压力大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量,在数值上等于单位面积所受压力的大小,压强越大,压力的作用效果越明显。
3.公式:________。(F表示压力,单位是N;S表示受力面积,单位是m2,1 m2= ______cm2;p表示压强,单位是Pa)。变形公式:F=pS(求压力);S=(求受力面积)。
p=
考点2
压强
104
目的 方法 常考实例(选填合适序号) 增大 压强 增大①__________ ②________ a.铁轨下铺设宽大的枕木;b.菜刀锋利的刀刃;c. 过冰面遇到危险时丢掉负重并匍匐前进;d.压路机的碾子很重;e.用重锤钉钉子;f. 书包背带做得很宽;g.图钉帽面积很大;h.啄木鸟尖利的喙;i.现代建筑中使用空心砖
③________受力面积 ④_________ 增大压力的同时减小受力面积 ⑤________ 减小 压强 ⑥________压力 ⑦________ 增大受力面积 ⑧___________ 减小压力的同时增大受力面积 ⑨________ 压力
考点3
增大或减小压强的方法
d
减小
b、h
e
减小
i
a、f、g
c
1.实验器材:形变显著的物体(如海绵、沙子、橡皮泥等)、小桌、砝码。
2.实验方法
(1)转换法:实验中通过比较海绵的____________来比较压力的作用效果。
凹陷程度
实验
探究影响压力作用效果的因素
甲
乙
丙
(2)控制变量法
①如图乙、丙,在压力不同时,控制____________相同,探究压力的作用效果与压力大小的关系;
②如图甲、丙,在受力面积不同时,控制压力的大小相同,探究____________ ________________的关系。
受力面积
压力的作用
效果与受力面积
小
3.实验结论:压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关。当压力一定时,受力面积越______,压力的作用效果越明显;当受力面积一定时,压力越______,压力的作用效果越明显。
大
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这是因为力可以使物体发生________。这种实验方法叫________法。
(2)对比图中__________两图,可以探究压力作用效果与受力面积的关系。这种研究问题的方法是____________法。
(3)对比图中甲、乙两图可以得出结论:当受力面积一定时,____________,压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例:_________ _________________________。
形变
例　某同学利用小桌、海绵、质量相等的重物(若干)等实验器材,探究影响压力作用效果的因素,探究过程如图1所示:
甲
乙
丙
图1
转换
乙、丙
控制变量
压力越大
压路机的
碾子很重(答案不唯一)
(5)图2乙的小桌比图2甲浸入水的深度增加了Δh1,图2丙的小桌比图2甲浸入水的深度增加了Δh2,则Δh1=__________Δh2。
(6)若图1丙中桌面对海绵的压强为p1,图2乙中桌面对水的压强为p2,请你推断p1______(选填“>”“=”或“<”)p2。
0.5
拓展设问:
(4)另一个同学将小桌和重物放入水中按图2所示方式进行实验,静止后小桌桌面均与水面平行。
甲
乙
丙
图2
=
(7)实验后,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图3,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。他的观点是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是____________________。
图3
错误
没有控制压力一定
命题点1
增大或减小压强的方法
1.(2022·株洲)如图所示的实例中,为了减小压强的是(　 　)
答案
B
A.逃生锤的锤头很尖
B.载重车有很多车轮
C.盲道上有凸起
D.针头一端做成斜口
2.(2023·威海)如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成,若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法:__________________,______________________。
答案
增大碾盘的质量
减小碾盘的受力面积
命题点2
固体压强的大小比较及简单计算
3.(2023·岳阳)一个装满书的箱子,用图示三种不同方式提起并保持静止。甲图中绳子对手的拉力为F甲,乙图中绳子对手的拉力为F乙。以下说法正确的是(　 　)
答案
C
甲
乙
丙
A.F甲>F乙
B.F甲C.比较乙、丙两图,乙图中绳子对手的勒痕更深一些
D.比较乙、丙两图,丙图中绳子对手的勒痕更深一些
4.(2022·郴州)一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最大的是(　 　)
答案
D
A
B
C
D
5.(2022·常德)如图所示,物体重20 N,它与竖直墙面的接触面积是0.2 dm2,现用30 N的水平力把物体按在墙上,墙面受到的压强是____________Pa,物体受到的摩擦力是________N。
答案
1.5×104
20
6.(2023·岳阳)平江石牛寨地质公园中玻璃桥使用的特种玻璃,具备极强的耐压耐磨抗冲击的特性。现有一块该特种玻璃,质量为25 kg,体积为0.01 m3,g取10 N/kg,求:
(1)这块玻璃所受的重力;
(2)这块玻璃的密度;
(3)一名质量为60 kg的游客静止站立在桥上,与桥面总接触面积为0.04 m2,此游客对桥面的压强大小。
解:(1)已知该特种玻璃质量为25 kg,它受到的重力G=mg=25 kg×10 N/kg=250 N
(2)玻璃的密度ρ===2.5×103 kg/m3
(3)游客静止站立在桥上,对桥面的压力等于人的重力,即F=G人=m人g=60 kg×10 N/kg=600 N
人与桥面总接触面积为0.04 m2,此游客对桥面的压强p===1.5×104 Pa
解(共26张PPT)
第一部分　教材知识巩固
第一单元　力学
第六讲　浮力
第1节　浮力　阿基米德原理
2022年版课程标准:通过实验,认识浮力,探究并了解浮力大小与哪些因素有关。
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对其____________的力。
竖直向上
考点1
浮力
3.影响因素:浸在液体中的物体,所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越______、液体的密度越______,浮力就越大。
2.产生原因:浸在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,如下图所示。
大
F浮=F向上-F向下
F浮=F向上
F浮=0
大
2022年版课程标准:知道阿基米德原理。
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体所受的________。
2.公式:F浮=G排=__________(ρ液表示液体的密度,单位为kg/m3;V排表示排开液体的体积,单位为m3;F浮表示浮力,单位是N)。变形公式:ρ液=(求液体的密度);V排=(求排开液体的体积)。
重力
考点2
阿基米德原理
ρ液V排g
3.说明
(1)阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体;
(2)“浸在”包括:浸没(V排=V物)和部分浸入(V排1.【阿基米德原理的理解】如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,在手感受到浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。若溢出的水的体积为150 cm3,饮料罐受到的浮力的大小为__________N;饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时,受到的浮力________,水对烧杯底部的压强________。(后两空均选填“更大”“更小”或“不变”)
1.5
更大
不变
2.【阿基米德原理的理解】课外实践活动中,小雨用橡皮泥造船并放入水中,往所造小船中装入豆粒来观察它的承载量,如图所示。在逐渐装入豆粒的过程中(船未沉底)小船浸在水中的体积变______,小船排开水的质量变______,小船受到的浮力变______。
大
大
大
实验1
探究浮力的大小跟哪些因素有关
1.实验器材:弹簧测力计、物体、烧杯、水、盐水等。
2.浮力的计算方法:用弹簧测力计分别测出物体在空气中的重力G和浸在液体中时弹簧测力计的拉力F,则物体在液体中所受浮力F浮=__________。
3.实验方法:控制变量法
(1)探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系:控制____________不变,改变________________________,比较浮力的大小。
(2)探究浮力的大小与液体密度的关系:控制________________________不变,改变______________,比较浮力的大小。
4.实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。物体排开液体的体积越______,液体的密度越________,浮力就越大。
G-F
液体密度
物体浸在液体中的体积
物体浸在液体中的体积
液体的密度
大
大
例1　如图1是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
A
B
C
D
E
图1
(1)测量前,需沿________方向将弹簧测力计调零。
(2)从图中可知物块浸没在水中受到的浮力为______N。
(3)比较D和E,可以得出:浮力的大小与______________有关。
(4)比较______和______,可以得出:当物块完全浸没后,浮力的大小与所处深度无关。
(5)本实验采用的物理方法是______________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
竖直
2
液体的密度
C
D
控制变量法
拓展设问:
(6)该小组的同学根据阿基米德原理可计算出上述实验中所用物块的密度为___________kg/m3。
(7)根据本实验数据可计算出盐水的密度为____________kg/m3。
(8)(2024·广安节选)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:浮力的大小与物体的形状有关。为了验证猜想,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想是正确的。她的结论不可靠,原因是__________________________________。
2.4×103
1.1×103
没有控制物体排开液体的体积相同
(9)(2024·山西节选)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他应选取体积相同、__________________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较。按照实验思路依次进行如图2所示的操作,分析实验数据,可得出初步结论:____________________________________________。
密度(或质量)
甲
乙
图2
浮力的大小与浸在液体中的 物体的密度无关
(10)如图3是同组的小云在进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,此装置中弹簧测力计固定不动,通过调节烧杯的高度进行探究,此装置的好处是________________________。
弹簧测力计读数时稳定
图3
实验2
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.实验器材:弹簧测力计、物体、溢水杯、小桶、细线、水等。
甲
乙
丙
丁
图1
2.实验操作
(1)测量浮力的方法:先测出物体的重力G1,再测出物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力F,则物体浸在液体中所受的浮力F浮=__________。
(2)测量物体排开液体的重力的方法:先测出________的重力G2,再测出_________________的重力G3,则排开的液体所受的重力G排=__________。
3.数据分析:若G排______F浮,则浮力的大小与物体排开液体的重力相等;若G排______F浮,则浮力的大小与物体排开液体的重力不相等。
4.实验结论:浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力(F浮=G排)。
G1-F
小桶
小桶和排开液体
G3-G2
=
≠
5.方案改进:某小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐________(选填“增大” “不变”或“减小”),B的示数逐渐增大,且A、B示数的变化量________(选填“相等”或“不相等”)。比较两种实验方案,改进后的优点是________(多选)。
减小
图2
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,弹簧测力计固定,示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
相等
BC
例2　下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)在实验操作前细心的明天同学指出:在情景甲中存在错误,该错误是溢水杯中水面____________________。
(2)纠正错误后,该探究实验的合理顺序为__________________(用甲、乙、丙、丁表示),物体受到的浮力F浮=__________。
(3)以下选项中若______成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
未到达溢水杯杯口
丁、甲、乙、丙
F1-F2
A
拓展设问:
(4)若在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,义正同学便急忙把小桶移开,开始测量小桶和溢出水的总重力,这样会导致测得“排开液体所受重力”________(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
(5)物体没有完全浸没在水中,______(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
(6)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中______(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
偏小
能
乙
(7)(2024·临夏州节选)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材,首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡(如图2),说明________________________ ______________________________。
物体所受浮力的大小等于
图2
物体排开的液体受到的重力大小
命题点1
浮力与阿基米德原理
1.(2021·衡阳)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是(　 　)
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.甲和丁
答案
C
2.(2024·湖南)常用水来冷却汽车发动机是因为它的__________较大。水能提供浮力,但存在溺水风险。不慎落水的人,情急之下可以利用打湿的衣服鼓足空气等方式来增大__________________从而增大浮力,使自己漂浮于水面等待救援。
3.(2022·岳阳)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强________,浮力________。(均选填“变大”“变小”或“不变”,潜水器的体积不变)
4.(2023·郴州)重为5 N的实心物体挂在弹簧测力计下,物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3 N,此时物体受到的浮力为______N,物体的密度是___________kg/m3。(g取10 N/kg)
答案
比热容
排开液体的体积
变大
不变
2
2.5×103
5.(2022·永州)如图所示,将一木块放在水中,木块处于静止状态。请在图中画出木块所受浮力的示意图。
答案
答案：
命题点2
浮力相关实验
6.(2023·常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是______N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与_________________有关。
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与____________有关。
答案
1
排开液体的体积
液体密度
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会________(选填“变大”“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100 cm2,高为8 cm,重为10 N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6 cm,则重物最终浸入的深度为______cm(弹簧测力计每1 N的刻度线间距为0.5 cm,不计浸入物体导致液面高度的变化)。
答案
变大
图2
4(共28张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
专题(一)　密度、压强、浮力的综合分析及计算
A.甲杯液体密度比乙杯液体密度大
B.甲杯液体对容器底的压强比乙杯液体对容器底的压强大
C.甲杯中物体受到的浮力比乙杯中物体受到的浮力小
D.甲杯中的液体和物体受到的总重力比乙杯中的液体和物体受到的总重力小
类型1
密度、压强、浮力综合分析
例1　【同物异液】两个完全相同的烧杯中,分别盛有不同密度的液体,将同一物体先后放入甲、乙两杯中,当物体静止时,两个烧杯的液面相平,物体所处的位置如图所示,下列说法正确的是(　 　)
答案
D
A.FAC.G排A例2　【异物同液】体积相同的A、B、C三个物体放入同种液体中,静止时的状态如图所示。其中C物体对杯底有压力。用FA、FB、FC分别表示三个物体受到浮力的大小,GA、GB、GC分别表示三个物体受到重力的大小, G排A、G排B、G排C分别表示三个物体排开液体重力的大小。下列判断正确的是(　 　)
答案
B
A.两个小球受到的重力:GA=GB
B.两个小球受到的浮力:FA浮>FB浮
C.两种液体的密度:ρ甲=ρ乙
D.两个容器对桌面的压强:p甲>p乙
例3　【异物异液】如图所示,两个相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别装有甲、乙两种不同的液体。将体积相同、密度不同的实心球A、B分别放入容器中静止时,A球悬浮,B球漂浮,h1答案
B
类型2
密度、压强、浮力综合计算
例4　用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5 ∶1,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
甲
乙
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
解:(1)由题意可得,金属块受到的重力
G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N
(2)由图乙可知,当h=2 cm时,金属块排开水的体积V排=20 cm3,根据阿基米德原理可知,此时金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N
弹簧测力计的示数
F拉=G-F浮=4 N-0.2 N=3.8 N
解
(3)由图乙可知,当h=5 cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5 cm,此时金属块底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-2 m=500 Pa
(4)金属块的底面积S金===10 cm2
容器的底面积S=5S金=5×10 cm2=50 cm2
增加的压力等于水对金属块的浮力,则
ΔF=F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-6 m3=0.5 N
水对容器底部增加的压强
Δp===100 Pa
解
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
命题点1
密度、压强、浮力的定性判断
1.(2023·郴州)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则(　 　)
答案
A
①木块的重力为10 N
②木块的底面积为100 cm2
③木块刚好浸没时,液体对容器底的压强为1 600 Pa
④木块的密度为0.8×103 kg/m3
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
命题点2
密度、压强、浮力的综合计算
2.(2023·娄底)如图甲所示,将一圆柱体木块用细线拴在没有水的容器底部,然后向容器中逐渐加水。图乙是木块所受浮力随容器中水的深度变化的图像。下列说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(　 　)
答案
B
甲
乙
3.(2024·湖南)小静想知道家中一个实心金属小摆件是否为纯铜制成。她找来一个厚薄与质量分布都均匀的方形空盒A和一个方形透明水槽B,它们的底面积分别为SA、SB,且SA ∶SB=1 ∶2。如图甲所示,装有摆件的空盒在水槽中水平稳定漂浮后,测出H1和h1;再将摆件从空盒中拿出,轻轻放入水中沉底静止后,空盒水平稳定漂浮,如图乙所示,测出H2和h2。整个过程中,不考虑摆件和空盒吸水,且水槽里的水质量不变,数据记录如下。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
甲
乙
(1)摆件放入水中前后,摆件所受重力的大小变化情况是________;图甲中水对水槽底部的压强为p1,图乙中水对水槽底部的压强为p2,p2的大小比p1要______;
(2)如图甲、乙所示,请结合表中数据,求出摆件静止在空盒A中到全部浸入水槽B中时,水槽底部所受水的压力变化量(结果可用SB表示);
(3)小静用一把尺子就粗略得到该摆件的密度,请你也尝试用题中提供的数据算出该摆件的密度。
水槽水位 H1(m) 空盒浸入水中 深度h1(m) 水槽水位 H2(m) 空盒浸入水中
深度h2(m)
0.250 0 0.100 0 0.215 0 0.020 0
答案
不变
小
解:(2)水槽底部压强的变化量
Δp=ρ水gΔH=ρ水g(H1-H2)
水槽底部压力变化量
ΔF=Δp·SB=ρ水gSB(H1-H2)=350SB
(3)假设空盒底面积为S,则水槽底面积为2S;根据图甲可得m盒+m物=Sh1·ρ水 ①
根据图乙可得m盒=Sh2·ρ水 ②
①-②得到摆件的质量m物=S(h1-h2)·ρ水
因为水槽底面积是空盒的2倍,故在图甲中若将整体移除(即水槽中只有水),水面应下降h1,即水的总高度为H1-h1;
解
图乙水位上升到H2,故整体排开液体的体积
V盒+V物=2SH2-2S(H1-h1)=S(2H2-2H1+h1)③
图乙中,空盒排开液体的体积V盒=Sh2④
③-④得到摆件排开液体的体积
V物=S(2H2-2H1+h1-h2)
摆件的密度ρ物==·ρ水
代入数据解得:ρ物=8.0×103 kg/m3
解
4.(2024·长沙)有一个质量为4 kg,底面积为500 cm2的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上。(g取10 N/kg)
(1)容器受到的重力是多大
(2)容器对水平地面的压强是多大
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示。向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为3h0时,取出其中一个物体,水面下降2 cm。当水深为3h0时,水对容器底部的压强是多少帕 (不考虑取出物体的过程中带出的水,ρ水=1.0×103 kg/m3)
甲
乙
解:(1)容器受到的重力
G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N
(2)容器对水平地面的压强
p====800 Pa
(3)由题意及图像可知,A、B的高度关系为hB=2hA
加水体积到达3V0时,(S容-SA-SB)h0=3V0①
加水体积到达7V0时,(S容-SB)h0=7V0-3V0②
加水体积到达12V0时,S容h0=12V0-7V0③
联立①②③解得:SA=SB=S容=100 cm2
解
由此可知正方体A边长l=10 cm
取出其中一个物体时,ΔV排=S容·Δh=500 cm2×2 cm=1 000 cm3=VA=VB
①若ρ物≥ρ水,则A、B浸没,由ΔV排=VA可知,取出的物体为A,h0为A的高度,h0=l=10 cm
水对容器底部的压强p=ρ水g·3h0=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×0.1 m= 3 000 Pa
解
②若ρ物<ρ水,则A、B漂浮,由ΔV排=VA=VB可知,取出的物体为B,由图像可知A浸入水中的深度为h0,B浸入水中的深度为2h0,由于ΔV排=SB·2h0,即
1 000 cm3=100 cm2×2h0
解得:h0=5 cm
水对容器底部的压强p=ρ水g·3h0=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×0.05 m= 1 500 Pa
解
5.(2023·湘潭)“曹冲称象”是家喻户晓的典故,兴趣小组受此启发,找来一个上端开口的空透明圆筒,底部用细线系一块质量适当的铁块,然后将其静止放置在水中,如图1所示,此时圆筒浸入水中的深度为5 cm,水面与圆筒A点相平。利用此装置标上刻度后放入水中,可以方便地测量出物体的质量。在圆筒内放上一个物体后,如图2所示,圆筒浸入水中的深度为10 cm,水面与圆筒B点相平。已知圆筒底面积为10 cm2,圆筒和铁块总重为0.6 N,装置始终处于漂浮状态,圆筒始终竖直。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)则:
图1
图2
(1)图1中圆筒和铁块受到的总浮力是__________N,它们浸入水中的总体积是____________m3,铁块所受到的浮力为__________N。
(2)图2中圆筒底部受到水的压强是______________Pa,受到水的压力为______N。
(3)为方便测量,圆筒A点应标上______kg刻度线。
(4)利用此装置测量时,圆筒B点的刻度线对应的质量应为多少
解:(4)图2中圆筒比图1中受到的浮力增加量ΔF浮圆筒=ρ水gΔV排圆筒=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×(10-5)×10-6 m3=0.5 N
圆筒B点的刻度线对应的质量
m===0.05 kg
解
答案
0.6
6×10-5
0.1
1 000
1
0
6.(2023·邵阳)现有一个不吸水材料的长方体A,底面积为1.5×10-2 m2,体积为1.5×10-3 m3,质量为0.9 kg。将它放入底面积为4×10-2 m2,装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器足够高,A漂浮于水面(如图甲所示)。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求A的重力;
(2)求A的底部受到的液体压强;
(3)如图乙所示,将重10 N,体积为5×10-4 m3的长方体B(不吸水)置于A上,待两物体静止时,请判断B浸入水中的情况:____________(选填“不会浸入”“部分浸入”或“全部浸入”),并说明理由,求放入B后容器内水面上升的高度。
甲
乙
答案
部分浸入
解:(1)A的重力
GA=mAg=0.9 kg×10 N/kg=9 N
(2)水对A下表面的压力F下=F浮=GA=9 N
A的底部受到的液体压强
p===600 Pa
解
(3)假设AB漂浮于水面,则AB所受浮力
F浮'=GA+GB=9 N+10 N=19 N
AB排开水的体积V排'===1.9×10-3 m3
AB的总体积VAB=VA+VB=1.5×10-3 m3+5×10-4 m3=2×10-3 m3
比较可知,VAA漂浮时,排开水的体积V排===0.9×10-3 m3
AB漂浮时排开水的体积增加量ΔV=V排'-V排=1.9×10-3 m3-0.9×10-3 m3=1×10-3 m3
则A、B漂浮时,水面上升的高度
Δh===0.025 m
解
7.(2022·衡阳)小王同学学习了压强和浮力的知识后,自己设计了一个体验实验装置,该装置的轴剖面图如图甲所示。放在水平桌面上的薄壁容器由上下两个柱状体组合而成,下部分容器横截面积S1=1×10-2 m2,高度h1=0.1 m,上部分容器横截面积S2=6×10-3 m2,高度h2=0.08 m,容器的质量为0.1 kg,图乙是容器的立体图。另有一圆柱形实心铁棒,铁棒横截面积S3=4×10-3 m2,长度l=0.1 m。用细绳绕过定滑轮连接铁棒,细绳另一端有一控制铁棒缓慢升降和暂停的装置(图中未画出),铁棒置于容器口的上方,向容器内注入深度h3=0.09 m的水,缓慢让铁棒下降,直至完全浸没后铁棒停止下降,铁棒始终保持竖直且未与容器底部接触(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。求:
(1)注入水的质量是多少kg;
(2)铁棒所受浮力F浮的大小;
(3)桌面所受的压力F1的大小;
(4)水对容器底部的压力F2,通过计算比较F2与F1的大小。
甲
乙
解:(1)注入水的体积
V水=S1 h3=1×10-2 m2×0.09 m=9×10-4 m3
由ρ=可知,注入水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×9×10-4 m3=0.9 kg
(2)铁棒排开水的体积
V排=V棒=S3l=4×10-3 m2×0.1 m=4×10-4 m3
则铁棒浸没在水中所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N
解
(3)容器的重力
G容=m容g=0.1 kg×10 N/kg=1 N
注入水的重力G水=m水g=0.9 kg×10 N/kg=9 N
铁棒浸没在水中时排开水的重力G排=F浮=4 N
容器对水平桌面的压力
F1=G容+G水+G排=1 N+9 N+4 N=14 N
解
(4)容器中水和铁棒的总体积V=V棒+V水=4×10-4 m3+9×10-4 m3=1.3×10-3 m3
下部分容器的容积
V下=S1h1=1×10-2 m2×0.1 m=1×10-3 m3
则上部分容器中水和铁棒的总体积V上=V-V下=1.3×10-3 m3-1×10-3 m3=3×10-4 m3
上部分容器中水的高度
h上===0.05 m
解
则容器中水的深度
h=h1+h上=0.1 m+0.05 m=0.15 m
因此水对容器底部的压强p2=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1.5×103 Pa
由p=可知,水对容器底部的压力
F2=p2S1=1.5×103 Pa×1×10-2 m2=15 N
因此F2>F1
解(共18张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第六讲　浮力
第2节　物体的浮沉条件及其应用
沉浮状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
图示
受力分析 F浮①____G F浮②____G F浮③____G F浮④____G F浮+FN⑤___G
2022年版课程标准:能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
>
考点1
物体的浮沉条件
<
=
=
=
沉浮状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
密度关系 ρ液⑥____ρ物 ρ液⑦____ρ物 ρ液⑧____ρ物 ρ液⑨____ρ物 ρ液⑩____ρ物
备注 处于动态,受力不平衡 可以停留在液体的任意深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
受力平衡 >
<
=
>
<
应用 原理
轮船 轮船的大小通常用排水量表示。排水量就是轮船装满货物(或满载)时排开水的①________。
潜水艇 潜水艇浸没在水中时排开液体的体积始终不变,所以潜水艇受到的浮力不变,靠改变②____________实现上浮与下潜。让原本悬浮的潜水艇上浮时,水舱应该③________(选填“注水”或“排水”)
质量
考点2
浮力的应用
自身重力
排水
应用 原理
热气球、飞艇 热空气的密度小于冷空气的密度,只要改变热气球内空气的温度就能实现热气球的上升、下降和悬浮
密度计 根据物体漂浮在液体中所受浮力等于重力的原理制成,密度计在待测液体中处于漂浮状态,待测液体密度越大,密度计浸入待测液体的体积越小
1.【物体的浮沉条件】丽丽使用电子秤称得一个鸡蛋的质量为55 g,将其放入水中后沉入水底,如图所示,逐渐向水中加盐,待鸡蛋悬浮于水中静止时,鸡蛋所受浮力大小为____________N;沉底时鸡蛋受到的浮力为F1,悬浮时鸡蛋受到的浮力为F2,则F1______(选填“>”“=”或“<”)F2。鸡蛋的密度________水的密度。
0.55
<
大于
2.【密度计】水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,密度计在甲液体中受到的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)密度计在乙液体中受到的浮力。密度计越靠上的刻度,对应的密度值越______,乙液体是__________。适当________(选填“增大”或“减小”)配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确。
等于
小
浓盐水
增大
重难点
浮力的计算
方法指导
方法 压力差法 称重法 阿基米德原理法 平衡法 二力平衡 三力平衡
图示 漂浮或悬浮
计算式 F浮=F向上-F向下 F浮=G物-F示 F浮=G排=m排g=ρ液V排g F浮=G物 F浮=G物-F(F方向向上);F浮=G物+F(F方向向下)
例1　【压力差法】如图所示,一个棱长为10 cm的正方体木块静止在液体中,静止时露出液体表面的高度为2 cm,此时下表面受到液体的压强为640 Pa。则木块受到的浮力为__________N。
6.4
例2　【称重法】小张在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,做了以下的部分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量。乙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为______N。丙图所示的实验中,物块受到的浮力大小为__________N。根据本实验数据可计算出盐水的密度为_______________kg/m3。(已知水的密度为1.0×103 kg/m3)
4
甲
乙
丙
4.4
1.1×103
例3　【阿基米德原理】如图所示是我国海上主战舰艇“大连舰”,它的排水量为12 000 t,在海上静止时受到的浮力是________________N,排开海水的体积是_______________m3。(g取10 N/kg,ρ海水取1.0×103 kg/m3)
1.2×108
1.2×104
例4　【平衡法】如图1所示,水平放置的容器中装有密度为0.8×103 kg/m3的某种液体,体积为9.6×10-3 m3的长方体漂浮在液体中,排开液体的体积为6.0×10-3 m3。如图2所示,对长方体施加竖直向下的外力,使其上表面刚好浸没在液体中并保持静止状态。则(　 　)
D
图1
图2
A.长方体的密度为0.625×103 kg/m3
B.长方体的重力为60 N
C.刚好浸没时长方体所受的浮力为36 N
D.刚好浸没时长方体所受的外力为28.8 N
命题点1
物体浮沉的判断
1.(2022·永州)将实心小铅球轻轻放入水中,铅球将(　 　)
A.漂浮在水面上
B.悬浮在水中
C.沉在水底
D.以上三种情况都有可能
答案
C
2.(2022·娄底)如图甲所示,一个棱长为10 cm、重为9 N的正方体物块M,水平放置在一个方形容器中,M与容器底部不密合。以恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示,当t=100 s时,物块M在水中处于________(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态,图乙中a的值为______cm(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
答案
漂浮
甲
乙
9
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙
C.F甲=F乙 D.F甲命题点2
浮沉条件的应用
3.(2023·永州)将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两种不同的液体中,如图所示,鸡蛋在甲液体中悬浮,在乙液体中沉底且对容器底有压力,比较甲、乙液体的密度ρ甲、ρ乙和鸡蛋在甲、乙液体中受到的浮力F甲、F乙的大小关系,下列正确的是(　 　)
答案
A
4.(2021·株洲)如图,我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中,停在水面下200 m处,后根据演习指令,下潜至300 m处悬停,在此过程中(　 　)
A.只需向水舱内充水
B.只需水舱向外排水
C.需先水舱向外排水,后向水舱内充水
D.需先向水舱内充水,后水舱向外排水
答案
D
A.小球的密度为6×103 kg/m3
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),小球浸入液体的体积不变
5.(2024·凉山州)如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中(ρ水>ρ酒),小球的质量为6 g,体积为10 cm3,下列描述正确的是(　 　)
答案
B
甲
乙
6.(2022·张家界)冬至,小静煮饺子时发现,饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力________重力;在水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力________重力。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
7.(2023·益阳)某一木块的体积为100 cm3,所受的重力为0.8 N。漂浮在水面上静止时受到的浮力为__________N。用手将木块压住使它浸没在水中,木块受到的浮力为______N(g取10 N/kg)。
答案
小于
等于
0.8
1(共41张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第四讲　质量与密度
2022年版课程标准:知道质量的含义,会测量固体和液体的质量。
1.定义:物体所含物质的多少,通常用字母______表示。
2.单位:基本单位是_______,符号是_______。单位换算:1 t=________kg； 1 kg=_____g=_____mg。
3.属性:质量是物体的一种属性,不随物体形状、状态、位置的改变而改变。
4.常考物体质量的估测:一只医用外科口罩的质量约为3 g;一枚鸡蛋的质量约为50 g;一枚1元硬币的质量约为6 g;一支签字笔的质量约为10 g;一部手机的质量约为200 g。
m
考点1
质量
千克
kg
1 000
103
106
图示
看 观察天平的称量和分度值
放 将天平放在①____________上,游码移到标尺②__________________处
5.托盘天平的使用
水平桌面
左端的零刻度线
调 观察指针在分度盘的位置,调节横梁两端的平衡螺母(“左偏③______调,右偏④______调”),使指针指在中间刻度线
称 把被测物体放在⑤______盘中,用镊子向⑥______盘中加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直至天平横梁水平平衡
读 物体质量=砝码总质量+游码左侧对应的刻度值,图中所测物体的质量为⑦________g
收 测量完毕后,取下物体,用镊子将砝码放回砝码盒,游码拨回零刻度线
右
左
左
右
12
注意 事项 (1)被测物体不能超过天平的称量。
(2)不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏。
(3)称量时,从大到小添加砝码,加上最小砝码后右沉,则⑧_____________ _____________________;⑨________(选填“能”或“不能”)通过调节平衡螺母使天平平衡。
(4)潮湿的物体和化学用品不能直接放到天平的托盘中。
(5)移动天平后,需要重新调平
差错 分析 (1)游码未归零即调节天平平衡进行测量,会导致质量测量值⑩________。
(2)砝码磨损会导致质量测量值 ________。
(3)砝码生锈会导致质量测量值 ________。
取下最小的砝
码,并向右移动游码
不能
偏大
偏大
偏小
体积 单位 基本单位:立方米,符号m3
单位换算:1 m3=①______dm3=②_____cm3;1 L=③_____mL;1 mL=④_____cm3; 1 L=⑤_____dm3
103
考点2
体积的测量
106
103
1
1
量筒的 使用及 读数 看:看量筒的量程和分度值,右图所示量筒的量程为⑥____________,分度值为⑦_______; 放:使用时将量筒放在水平台面上; 读:读数时视线要与凹液面的最低处相平,如图中的视线⑧______; 记:记录的结果应该包含数值和单位,图中液体的体积为⑨_______mL=⑩_______L
0~50 mL
1 mL
B
40
0.04
2022年版课程标准:1.通过实验,理解密度,会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
2.了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
1.定义:某种物质组成的物体的________与它的________之比叫做这种物质的密度。用ρ表示。
2.公式:________(m表示质量,单位是kg;V表示体积,单位是m3;ρ表示密度,单位是kg/m3)。变形公式:m=ρV(求质量);V=(求体积)。
质量
考点3
密度
体积
ρ=
3.单位:基本单位是千克每立方米,符号为 kg/m3。单位换算:1 g/cm3= _____kg/m3。
4.常见物质的密度:水的密度是1.0×103 kg/m3(常温常压);冰的密度是0.9×103 kg/m3(常温常压);空气的密度是1.29 kg/m3(0 ℃,标准大气压);煤油、酒精的密度是0.8×103 kg/m3(常温常压)。
5.性质:密度是物质的一种特性,一般情况下,密度的大小只与物质的种类有关,与物质的质量和体积无关;在外界因素改变时,密度也会发生变化。一般来说,同种物质温度越高,密度越小,但水比较特殊,4 ℃时密度最大。
103
1.【密度与温度】如图所示,点燃蜡烛会使它上方的扇叶旋转起来。这是因为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高,体积膨胀,空气的密度变______,所以热空气________(选填“上升”或“下降”)形成气流,气流流过扇叶时,带动扇叶转起来。
小
上升
2.【水的密度】图甲为水的密度在0~10 ℃范围内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图像可知水在4 ℃时密度最______,4 ℃以上的水,具有____________的性质,图乙中从A到E,湖水的温度逐渐________。
大
甲
乙
热胀冷缩
升高
1.实验器材:天平、量筒等。
2.实验原理:________。
ρ=
实验1
测量固体的密度
3.实验操作
(1)用________测出待测物体的质量m。
(2)在量筒中倒入适量的水,读出量筒中水面所在的示数V1。
(3)将待测物体用细线拴住,轻轻地浸没入量筒的水中,再次读出量筒中水面所在的示数V2。
4.数据处理:ρ=_________。
天平
操作顺序 密度表达式 误差分析
　　V1　　 V2　　　　 m 先测体积,再测质量 ρ= 物体取出时带水导致质量测量值①________,密度测量值②__________
5.误差分析
(1)操作顺序不当引起的误差
偏大
偏大
操作顺序 密度表达式 误差分析
　 　m　　　　　　 V2　 V1 先测物体与水的总体积,取出物体后再测水的体积 ρ= 物体取出时带水导致体积测量值③________,密度测量值④__________
偏大
偏小
(2)其他情况引起的误差
a.细线有一定的体积会导致体积测量值________,密度测量值________。
b.将待测物体放入量筒中时有水溅出,会导致体积测量值________,密度测量值________。
c.若待测物体具有吸水性,会导致体积测量值________,密度测量值________。
偏大
偏小
偏小
偏大
偏小
偏大
(1)将天平放在水平桌面上,游码归零后,指针静止时位置如图1,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)端调节。
例1　小林为测量其中一块碑石的密度,他找来一块与其材料相同的石块,进行了如下实验。
右
图1
图2
图3
图4
(2)小林用天平测量石块的质量。
①图2是小林测量时的一个场景,他操作上的错误是:____________________ ________________。
②小林将50 g砝码加入托盘后发现,还需添加砝码,便又将5 g的砝码加入托盘,指针静止时位置如图3。他发现砝码盒中最小砝码只有5 g,小林接下来的操作是:先__________________,然后____________,直到天平平衡,小林最终测得石块质量为54 g。
(3)图4是小林测量石块体积的场景,石块的体积为________cm3,密度为__________g/cm3。
用手拿砝码(或没有用
镊子取砝码)
取出5 g砝码
移动游码
20
2.7
(4)以下操作会导致石块密度的测量值偏大的有:________(多选,填字母序号)。
A.第二次读取量筒示数时视线俯视液面
B.先测石块的体积后测石块的质量
C.石块放入量筒时有部分水溅起附在筒壁上
BC
拓展设问:
(5)小林学完浮力知识后想到也可以利用弹簧测力计、烧杯和水来测量小石块的密度,步骤如下:
A.将小石块挂在弹簧测力计下静止时,读出弹簧测力计的示数为F1;
B.将挂在弹簧测力计下的小石块浸没在烧杯内的水中静止时(小石块未接触烧杯底),弹簧测力计的示数为F2;
C.小石块密度的表达式ρ石=____________(用F1、F2和ρ水表示)。
实验2
测量液体的密度
1.实验器材:天平、量筒等。
2.实验原理:________。
甲
乙
丙
ρ=
3.实验操作
(1)在烧杯中倒入适量的待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,如图甲。
(2)将烧杯中的液体倒入量筒中一部分,用天平测出烧杯和剩余液体的质量m2,如图乙。
(3)读出量筒中液体的体积V,如图丙。
4.数据处理:ρ=_________。
5.误差分析
(1)操作顺序不当引起的误差
操作顺序 密度表达式 误差分析
m1　　 m2　 V ρ= 液体倒不干净会导致体积测量值①________,密度测量值②__________
偏小
偏大
操作顺序 密度表达式 误差分析
V　 　　m1　　 　　　m2 ρ= 量筒中液体倒不干净会导致质量测量值③________,密度测量值④__________
偏小
偏小
偏小
(2)其他情况引起的误差:将待测液体倒入量筒中时,少量液体附着在量筒内壁上会导致体积测量值________,密度测量值________。
偏大
例2　小王买了一种果汁,他想在实验室中测量出这种果汁的密度,主要实验步骤如下:
图1
图2
图3
(1)用调节好的天平测量烧杯和果汁的总质量为106 g。
(2)将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如图1所示,量筒中果汁的体积为________cm3。
(3)用天平测烧杯和杯内剩余果汁的总质量,如图2所示,测得烧杯和剩余果汁的总质量为________g。
(4)计算出果汁的密度为__________g/cm3。
(5)小王发现上述第(2)步操作时,有少量果汁附着在量筒内壁上,你觉得测得的果汁密度将会________(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
40
62
1.1
偏大
拓展设问:
(6)在“天宫课堂”中,航天员王亚平为大家直播演示了很多有趣的实验,如果请航天员在天宫做此实验,她________(选填“能”或“不能”)成功完成。
(7)在没有天平的条件下,小明使用不吸水的木块(已知木块的密度为ρ木)、细钢针和量筒,进行了如图3所示的实验:
①向量筒中倒入适量的果汁,体积记为V1;
②将木块轻轻放入量筒中,当木块静止时,液面对应的体积记为V2;
③用细钢针将木块压入果汁中,使其浸没,静止时液面对应的体积记为V3;
④果汁密度的表达式ρ=___________。(用V1、V2、V3和ρ木表示)
不能
ρ木
命题点1
质量的估测
1.(2023·永州)在劳动实践课上,同学们扛上锄头去菜地挖地种菜,请你估测一把锄头的质量最接近(　 　)
A.1 500 mg B.1 500 g
C.1 500 kg D.1 500 t
答案
B
命题点2
天平、量筒的使用和读数
2.(2021·常德)关于托盘天平的使用方法,下列说法中正确的是(　 　)
A.调节横梁平衡时,指针指在分度盘左边,应向左调节平衡螺母
B.在称物体质量前,应先估测被测物体的质量,以免超过称量
C.称量时,被测物体放在右盘,砝码放在左盘
D.称量时,向砝码盘中加砝码的顺序是由小到大
答案
B
3.(2021·株洲)在“探究水沸腾时温度变化的特点”中,用水银温度计测量水温。水温升高时,温度计内有关水银的物理量,减小的是(　 　)
A.质量 B.体积
C.密度 D.原子数
4.(2022·岳阳)关于质量和密度,下列叙述正确的是(　 　)
A.实验室常用弹簧测力计测量质量
B.“冰墩墩”从地球带往太空,质量不变
C.水结成冰后,密度不变
D.飞机采用密度较大的材料制造
命题点3
质量和密度的理解及相关计算
答案
C
B
5.(2021·常德)长江三峡水库的容量约为3.93×1011 m3,这个水库装满水后水的总质量约为(　 　)
A.3.93×1011 t B.3.93×1011 kg
C.3.93×1011 g D.3.93×1011 mg
6.(2023·常德)一实心铁球质量为15.8 g,则该实心铁球的体积为______cm3;为使铁球能悬浮于水中,我们将实心铁球制成空心铁球,则空心部分体积为________cm3(ρ铁=7.9×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3)。
答案
A
2
13.8
7.(2023·岳阳)小明想知道岳阳县的行政区划图上岳阳县的面积,聪明的他先测出整张地图的面积为S,然后将地图折起来放在天平上,测出整张地图的质量为m;展开地图,其质量________(选填“变小”“不变”或“变大”),再沿边界将地图中岳阳县剪下并测出它的质量为m1。可求得地图上岳阳县的面积为__________(用m、m1、S表示)。
答案
不变
S
命题点4
m-V图像的理解与计算
8.(2021·怀化)由不同材料组成的a、b、c三个实心物体,它们的体积与质量的关系如图所示,则密度最大的是______(选填“a”“b”或“c”)物体,它的密度是______g/cm3。
答案
c
2
命题点5
物质的物理属性
9.(2024·长沙)研究人员利用秸秆、稻壳中的植物纤维与水泥发生反应,研制出一款新型板材,这种板材具有密度小、强度高、防火耐烧、隔热性能好等特性。请选择该板材的某一特性,并结合该特性,说出它的用途(不能与示例完全相同)。
示例:隔热性能好,用作建筑外墙的保温层。
解答:________________________________________。
答案
防火耐烧,用作耐火涂料(答案不唯一)
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端“0”刻度线处,发现指针在分度盘中线的右侧,他应将平衡螺母向______调节,直至天平横梁平衡;
命题点6
测量固体的密度
10.(2023·娄底)某实验小组想通过实验测量小矿石的密度。
答案
左
甲
乙
丙
(2)天平调节平衡后,测得小矿石的质量如图甲所示,小矿石的质量为____g;
(3)利用图乙所示装置可测出小矿石的体积,求出小矿石的密度为___________kg/m3;
(4)另一实验小组测较大矿石的密度,先用天平测出矿石的质量,再按图丙所示的步骤测出矿石的体积,由于取出矿石时带出一部分水,所以测得的密度与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
答案
64
3.2×103
偏小
11.(2024·深圳)田田同学想要测量质量为6.9 g的筷子密度,筷子很长,因此田田将筷子分成高度一样的两部分,中间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2。
甲
乙
(1)筷子的体积是______cm3,田田同学通过计算得出密度ρ筷=_____g/cm3。
(2)这样求出的密度________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)请帮助田田同学用现有的装置来改进实验:_________________________ ___________________________________________________________。
答案
6
1.15
偏大
筷子取出后将水擦干,把筷
子另一段放入水中之前,把量筒中的水补充到40 mL刻度处
(1)将天平放在水平台上,游码归零,发现指针指在分度盘的右侧,如图1所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节使天平平衡。
命题点7
测量液体的密度
12.(2023·湘潭)用天平和量筒测量某种饮料的密度。
答案
左
图1
图2
图3
(2)如图2所示,测得烧杯和饮料的总质量为____________g;向量筒中倒入部分饮料,如图3所示,量筒中饮料的体积为________mL;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40 g,则饮料的密度为_____________kg/m3。
(3)只利用天平、两个完全相同的空烧杯和适量的水也能测量出饮料的密度,步骤如下:
①调好天平,测出一个空烧杯的质量m0;
②将一个烧杯装入适量的水,测出烧杯和水的总质量m1;
③另一个烧杯装同样高度的饮料,测出烧杯和饮料的总质量m2。
则烧杯内饮料的体积V=__________,密度ρ=___________(两空均用已知量的字母表示,ρ水已知)。
答案
71.2
30
1.04×103
ρ水(共23张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第七讲　功和机械能
第2节　机械能及其转化
2022年版课程标准:知道动能、势能。
1.能量:物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。单位:能量的单位是焦耳(J)。
2.功和能量的关系:一个物体能够做的功越多,表示这个物体具有的能量就越多。
考点1
动能和势能
分类 动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于①________而具有的能 物体由于受到重力并处在一定②________时所具有的能 物体由于发生③____________而具有的能
影响 因素 物体的④________和⑤________。速度越⑥______,质量越⑦______,物体的动能也越大 物体的⑧________和高度。物体位置越⑨_____,质量越⑩______,重力势能就越大 同一物体的弹性形变越大,具有的弹性势能就越 _____
3.动能和势能
运动
高度
弹性形变
质量
速度
大
大
质量
高
大
大
2022年版课程标准:1.知道机械能。
2.通过实验了解动能和势能的相互转化。
3.举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
1.机械能:在物理学中,动能、重力势能和弹性势能统称为__________。
机械能
考点2
机械能及其转化
2.机械能的转化:动能和势能可以相互转化,转化图示如下(质量一定时)。
3.机械能守恒:如果只有________和________相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和____________,或者说机械能是________的。
动能
势能
保持不变
守恒
1.【机械能及其转化】如图所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A点静止释放,小球会在A、C两点之间来回摆动,最终静止下来。小球从A点摆动到B点,__________能转化为______能,小球在摆动过程中机械能__________(选填“守恒”或“不守恒”),小球每次经过B点,其动能都比上一次______(选填“大”或“小”),小球最终静止在______点。若没有空气阻力的影响,C点高度将________A点高度。
重力势
动
不守恒
小
B
等于
2.【机械能及其转化】如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动时,它的速度逐渐________(选填“减小”或“增大”),重力势能逐渐________(选填“减小”或“增大”),卫星在______(选填“远”或“近”)地点时重力势能最大。卫星在运行过程中机械能________(选填“守恒”或“不守恒”)。
减小
增大
远
守恒
木块移动的距离
实验
探究物体的动能跟哪些因素有关
1.实验器材:质量不同的钢球、木块、斜面等。
2.实验方法
(1)转换法:本实验是通过观察__________________反映钢球动能的大小。
甲
乙
丙
(2)控制变量法
①若要探究动能的大小与速度的关系,应控制钢球________相同,使钢球从斜面的________高度由静止释放,比较木块移动的距离,如图甲、乙。
②若要探究动能的大小与质量的关系,应控制钢球的________相同,使质量________的钢球由斜面的________高度由静止释放,比较木块移动的距离,如图乙、丙。
质量
不同
速度
不同
同一
3.实验结论:物体动能的大小与物体的质量和速度有关:质量相同的物体,运动速度越______,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越______,它的动能越大。
大
大
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,其动能大小是通过__________(选填“高度h”或“距离s”)的大小来反映的,这种方法在物理学中属于__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
例　如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
距离s
甲
乙
丙
图1
转换法
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越______。
(3)让小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的________。
(4)分析比较__________两组实验可得,物体速度相同时,质量越大,动能越大。
(5)综合上述可知,如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的不同的最高________。
大
图2
速度
甲、丙
速度
(6)在实验中,若增大水平面的粗糙程度,则木块移动的距离将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
减小
拓展设问:
(7)小钢球从斜面上滑下,它的____________转化为动能,碰上木块后,小钢球的部分________转移给了木块,这个能量的转化转移过程机械能总量________。
(8)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:________________________________。
(9)若水平面是光滑的,________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(10)在探究小钢球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小钢球去撞击木块,撞击木块时小钢球的动能________(选填“相等”或“不相等”),该方案________(选填“正确”或“错误”)。
重力势能
动能
变小
增大斜面的高度(答案不唯一)
不能
相等
错误
命题点1
机械能及其转化
1.(2024·长沙)2024年5月3日,长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射,开启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中(　 　)
答案
A
A.重力势能和动能都增大
B.重力势能和动能都减小
C.重力势能减小,动能增大
D.重力势能增大,动能减小
2.(2023·邵阳)毛主席在《沁园春·雪》一词中写到:“一代天骄,成吉思汗,只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识,下列理解正确的是(　 　)
A.“弯弓”发生的是塑性形变
B.“弯弓”说明力可以改变物体的运动状态
C.“弯弓”的过程中弓的弹性势能增大
D.“弯弓”的过程中弓的机械能不变
答案
C
3.(2022·益阳)2021年7月30日,中国蹦床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌,为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点,之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在此过程中,有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是(　 　)
A.在空中上升过程中,她的动能转化为重力势能
B.在最高点她的动能最大
C.下落到将与床面接触时,她的动能为零
D.蹦床被压缩到最低点时,她的重力势能最大
答案
A
4.(2020·株洲)2020年的十三届全国人大三次会议表决通过了《中华人民共和国民法典》,其中把“高空坠物”纳入了违法行为,使受害者能依法追责。高空坠物过程中,下坠的物体(　 　)
A.动能增大
B.动能减小
C.势能增大
D.势能不变
答案
A
5.(2023·株洲)投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2 m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为(　 　)
A.80 J B.100 J
C.180 J D.280 J
答案
A
6.(2022·湘西州)神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射,在载人飞船加速升空的过程中,舱内3名航天员的机械能________(选填“增加”“不变”或“减小”)。
答案
增加
7.(2021·常德)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的____________。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面反向向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
答案
弹性势能
增大
命题点2
探究物体的动能跟哪些因素有关
8.(2023·郴州)小明通过下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滚下,小球到达水平面时的速度是________(选填“相同”或“不同”)的。
答案
不同
甲
乙
丙
实验1　将小球从斜面顶端自由滚下(图甲),观察到木块被撞出了一段距离。
实验2　将小球从斜面中间自由滚下(图乙),观察到木块被撞出的距离比实验1的距离______(选填“短”“长”或“相等”)。
由上述实验现象,我们可以得出结论:同一物体,____________,动能越大。
实验3　将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为EA和EB,则EA______(选填“>”“=”或“<”)EB。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时,假设小球所受的外力全部消失,则小球将______。
A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动 D.保持静止
答案
短
速度越大
=
A(共36张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第一讲　机械运动
2022年版课程标准:会选用适当的工具测量长度和时间,会根据生活经验估测长度和时间。
1.长度单位:基本单位是_____(m)。1 km=______m;1 m=______dm= _______cm=______mm=_______μm=______nm。
米
考点1
长度、时间及其测量
103
100
103
106
109
10
易错提醒:当被测物体末端正对刻度线时,估读值“0”不能省略。
a.选:首先估测被测物体的长度,选择量程和分度值合适的刻度尺。
b.放:零刻度线要对准被测物体的一端,有刻度的一边要紧靠被测物体,且与被测边保持平行,不能歪斜。
c.读:读数时视线要正对刻度线,如图所示,读数视线正确的是______(选填“A”或“B”)。读数时要估读到分度值的下一位。
d.记:测量值由数值和单位组成,图中被测物体的长度为_________________ ___________。
2.刻度尺的使用
B
4.25 cm(4.23~4.26
之间均可)
3.常考的长度估测:普通中学生的身高约为160 cm;课桌的高度约为75 cm;一支新的2B铅笔的长度约为18 cm;每层楼高度约为3 m;一张纸的厚度约为0.1 mm;物理教科书的长度约为26 cm。
4.时间单位:基本单位是______(s)。1 h=______min=_________s。
秒
60
3 600
5.停表的读数:
6.常考时间的估测:做一次眼保健操的时间约为5 min;中学生立定跳远的成绩约为2 m;人1 min内呼吸次数约为20次;普通中学生跑完100 m用时约14 s;1 min内正常人的脉搏跳动约为70次;演奏一首中华人民共和国国歌用时约46 s。
误差 错误
产生原因 测量仪器不够精密;测量方法不够完善;估读时有偏差 不遵守测量仪器的使用规则;测量过程中粗心
可否避免 ①________避免,只能减小 ②________避免
减小或避免的方法 多次测量求平均值;选用精密的测量仪器;改进测量方法 正确使用测量仪器;按照正确的方法测量
7.误差与错误
不可
可以
2022年版课程标准:1.知道机械运动,举例说明机械运动的相对性。
2.举例说明自然界存在多种多样的运动形式,知道物质在不停地运动。
1.机械运动:在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动。
2.参照物:判断一个物体是运动还是静止时,总要选取某一个物体作为标准。这个作为标准的物体叫做参照物。选取原则:a.所选参照物符合题目要求;b.不能选择研究对象自身为参照物。
3.运动的相对性:判断物体运动与静止取决于所选取的参照物,同一物体在选择不同的参照物时,运动状态的描述也不同,可见物体的运动和静止是__________。如果一个物体相对于参照物位置发生了变化,就说它是________的;如果没有发生变化,就说它是________的。
相对的
考点2
运动的描述
运动
静止
2022年版课程标准:能用速度描述物体运动的快慢,并能进行简单计算。会测量物体运动的速度。
1.比较运动快慢的方法:相同时间比较路程,路程______的物体运动得快;相同路程比较时间,用时______的物体运动得快。
2.速度
(1)定义:路程与时间之比,用符号______表示。
(2)物理意义:速度是表示物体____________的物理量,其大小等于物体在单位时间内通过的路程,这个数值越大,表明物体运动得越快。
长
考点3
运动的快慢
短
v
运动快慢
(3)公式:v=______(v表示速度,单位为m/s;s表示路程,单位为m;t表示时间,单位为s)。变形公式:s=vt(求路程);t=(求时间)。
(4)单位及其换算:基本单位是m/s。1 m/s=__________km/h。
(5)常考速度的估测:成年人正常步行的速度约为1 m/s;高速公路上小汽车正常行驶的速度约为90 km/h;中学生骑自行车的速度约为5 m/s。
3.6
3.匀速直线运动与变速直线运动
分类 定义 s-t图像 v-t图像
匀速直 线运动 物体沿直线运动时,速度大小不变的运动 a.过“O”点的一条斜线 b.相同时间间隔内通过的路程相等
a.平行于时间轴的直线
b.速度保持不变
变速直 线运动 物体沿直线运动时,速度大小变化的运动 — —
4.平均速度:粗略研究变速运动时,也可以用v=来描述运动的快慢。这样算出来的速度叫做平均速度。
易错提醒:①平均速度不是速度的平均值;②若中途有休息时间,应计算进去。
1.【运动与静止的相对性】甲、乙两列火车并排停在站台上,小明坐在甲车车厢向乙车车厢观望,如图所示,突然小明觉得自己坐的火车开始缓缓地前进了,而小红却说火车是静止的,是因为小明是以__________________ (选填“旁边驶过的列车”或“站台”)为参照物的,而小红是以________(选填“旁边驶过的列车”或“站台”)为参照物。
旁边驶过的列车
站台
2.【物体运动状态的判断】如图所示为我国空军战机空中加油时的情景。以地面为参照物,加油机是________的,以战机为参照物,加油机是________的。加油机给战机加油后的惯性________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
运动
静止
变小
3.【运动快慢的判断】如图所示是某校运动会上百米赛跑的场景。运动员到终点前,观众是通过比较______________________来比较快慢的。在终点的裁判员是通过比较______________________来比较快慢的。
相同时间通过的路程
相同路程所用的时间
4.【速度的相关计算】周末,同学们乘大巴去隆回虎形山游玩,在大巴行驶过程中,小华觉得自己是静止的,他所选的参照物是_____________(选填“路边的树木”或“身旁的同学”),此时看到汽车时速表的示数为______km/h。若该大巴车保持匀速行驶走完240 km的路程需要______h。
身旁的同学
40
6
5.【速度的相关计算】如图所示,记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时,相同时间内通过的路程。______车做匀速直线运动,10~20 s内,甲车的平均速度________乙车的平均速度。
甲
甲
乙
大于
1.实验原理:______ __。
2.实验器材:小车、斜面、金属片、刻度尺、________。
v=
实验
测量物体运动的平均速度
停表
3.实验操作
(1)将金属片放在斜面底端,使小车从斜面顶端由________释放,同时按下停表,小车碰到金属片时再次按下停表,测量小车通过的路程s1,并记录时间t1。
(2)将金属片移至斜面的中部,再次将小车从斜面顶端由静止释放,同时按下停表,小车碰到金属片时再次按下停表,测量小车通过的路程s2,并记录时间t2。
4.数据处理
(1)利用v1=算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
(2)利用v2=算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
静止
(1)实验中,小组同学发现小车通过AB段路程的时间过短,不便于测量时间,为了解决这一问题,可以只将木块向______适当移动;也可以将小车倒置滑下,这是因为用________代替滚动可以增大摩擦。
路程 运动时间 平均速度
sAB=0.45 m tAB=3.2 s vAB=0.14 m/s
sAC=0.90 m tAC=4.5 s vAC=________
例　在“测量物体运动的平均速度”实验中,实验装置如图1所示。
右
图1
滑动
(2)改进后,进行实验并记录数据在表格中,计算出小车通过AC段路程的平均速度是__________m/s。小车通过AB段路程的平均速度比BC段路程的平均速度______。
(3)下列图像中能正确反映小车在斜面上运动情况的是______。
0.2
A
B
C
D
小
B
(4)如果在A点时,先释放小车,后按下停表开始计时,B、C两点都准确计时,则会使所测AB段的平均速度________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)小明想测量小车在整个运动过程中后半段的平均速度,他应该将小车从______(选填“A”或“B”)处由静止释放,并在B处开始计时,在C处停止计时。
偏大
A
拓展设问:
(6)小明进一步实验测得小车在斜面上运动时,前半程平均速度为v1,后半程
平均速度为v2,则小车全程平均速度v=__________(用字母v1和v2表示)。
(7)小车在运动过程中,经过时间tAC中点时的速度为v1,经过路程sAC中点时的速度为v2,则v1______(选填“>”“<”或“=”)v2。
<
(8)某实验小组利用频闪照相机进行实验,让小球从A处沿斜面由静止开始滚下,频闪照片记录了小球在相同时间内通过的路程,照片如图2甲所示。并根据测量数据作出了s-t图像如图2乙所示,则小球在CD段的平均速度为______m/s。
1
甲
乙
图2
命题点1
长度、时间的测量及估测
1.(2022·岳阳)我们所用的物理教科书的长度约为(　 　)
A.25 mm B.25 cm
C.25 dm D.25 m
2.(2024·长沙)为给课桌裁剪一块合适的课桌垫,小明用卷尺对课桌长度进行了三次测量,记录的数据分别为66.8 cm、67.0 cm、67.5 cm。则课桌长度的测量结果应为(　 　)
A.66.8 cm B.67.0 cm
C.67.1 cm D.67.5 cm
答案
B
C
4.(2021·常德)图中停表所示的时间是__________s。
3.(2022·湘潭)如图所示的刻度尺的分度值是______mm,被测物体的长度是____________cm。
答案
1
2.40
135
命题点2
参照物的选取及运动状态的判断
5.(2022·益阳)传说中有一种鸟叫衔枝鸟,它能靠一小截树枝成功地飞越太平洋。它飞行时,把树枝衔嘴里;累了时,就把树枝放在水里,站在上面休息。下列说法正确的是(　 　)
A.飞行时,以树枝为参照物,鸟是运动的
B.飞行时,以海岸为参照物,树枝是静止的
C.鸟站在树枝上休息时,以树枝为参照物,鸟是静止的
D.鸟站在树枝上一起随海水流动,以海岸为参照物,鸟是静止的
答案
C
6.(2022·怀化)歌词“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,以竹排为参照物,青山是________(选填“运动”或“静止”)的;诗词“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,我们说轻舟上的人是静止的,所选参照物是________(选填“山”或“轻舟”)。
答案
运动
轻舟
命题点3
速度的理解、估测及相关计算
7.(2022·长沙)诗词中常蕴含着物理知识,根据下列哪句诗能估算出物体运动的速度(　 　)
A.天台四万八千丈 B.坐地日行八万里
C.春风十里扬州路 D.桃花潭水深千尺
答案
B
8.(2022·株洲)“3.12”植树节,学校组织同学们乘车去农场参加植树劳动,如图所示是汽车行驶过程中的导航截图,由图提供的信息可知,剩余路段汽车的平均速度大约是(　 　)
A.60 km/h B.10 km/h
C.10 m/s D.6 m/s
答案
C
9.(2020·郴州)小明乘车从永兴到郴州,途经郴永大道,看到如图所示路牌。路牌中的“60”表示____________________________________;在不超速的前提下,小明至少还需要________分钟才能到达郴州。
答案
该路段车速不能超过60 km/h
40
10.(2021·怀化)张吉怀高速铁路预计2021年底通车,让怀化人去往张家界又多了一种出行方式。张吉怀高速铁路总长246 km,设计最高速度为350 km/h。假设通车后,小君和她家人从怀化坐高速列车去张家界旅游,若该次高速列车的平均速度为307.5 km/h。求:
站名 到达时间 开车时间
怀化 始发站 09:08
吉首 10:38 10:44
张家界 12:29 12:40
…… …… ……
(1)小君和她家人经过多少分钟到达张家界;
(2)如表中为目前怀化站到北京西站的K268次列车运行时刻表(部分),请比较,小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省多少分钟。
解:(1)由v=得,小君和她家人到达张家界的时间
t===0.8 h=48 min
(2)从K268次列车运行时刻表中可以看出,K268次列车从怀化到张家界的运动时间
t'=12:29-9:08=3 h 21 min=201 min
节省的时间Δt=t'-t=201 min-48 min=153 min
解
A.电梯做曲线运动
B.0~20 s电梯的速度越来越大
C.0~5 s电梯的平均速度大于5~10 s的平均速度
D.0~5 s电梯的平均速度等于15~20 s的平均速度
命题点4
s-t、v-t图像的理解
11.(2021·益阳)乘客乘竖直电梯下楼,下降距离s与时间t的关系如图所示。以下判断正确的是(　 　)
答案
D
命题点5
测量物体运动的平均速度
12.(2022·宜宾)频闪拍摄是研究物体运动的方式之一。某科创小组用频闪拍摄的方法来“测量小车运动的平均速度”,如图所示,他们用相机每隔0.5 s曝光一次,拍摄了小车在斜面上下滑的频闪照片。请根据照片信息回答下列问题。
(1)本实验中刻度尺是测量________的工具,刻度尺的分度值是______cm。
(2)小车从A点到C点的路程sAC=____________cm,从A点运动到C点所用时间tAC=______s,小车在AC段的平均速度vAC=________cm/s。
(3)根据照片信息可判断小车做________(选填“匀速”或“变速”)直线运动。
(4)小组同学经过进一步分析得出结论:小车在C点的动能________(选填“大于”“等于”或“小于”)D点的动能。
答案
长度
1
40.0
1
40
变速
小于(共15张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
专题(二)　简单机械相关计算
图示 物体被提升的高度为h,绳端移动距离为s 物体所受水平面的摩擦力为f
有用功 W有=Gh W有=fs物 W有=Gh
总功 W总=Fs W总=Fs绳 W总=Fs
额外功 W额=Fs-Gh;不考虑绳重和摩擦时还有W额=G动h W额=Fs绳-fs物 W额=Fs-Gh=fs
注:n为承担动滑轮的绳子段数。
机械效率 η=×100%=×100%=×100%;不考虑绳重和摩擦时还有η=×100% η=×100%=×100%=×100% η=×100%=×100%
类型1
杠杆的相关计算
1.如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息:
物重G/N OA/m OB/m A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
(1)若不计杠杆自重和摩擦,则拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90 N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率。(机械效率保留三位有效数字)。
解:(1)由杠杆平衡条件可得:F×OB=G×OA,即F×0.4 m=40 N×0.8 m
解得:F=80 N
(2)拉力做的总功
W总=F's=90 N×0.1 m=9 J
有用功W有=Gh=40 N×0.2 m=8 J
杠杆的机械效率
η=×100%=×100%≈88.9%
解
类型2
滑轮组的相关计算
2.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(　 　)
答案
D
甲
乙
A.力F1和F2做功的功率相同
B.力F1和F2做的总功相同
C.两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
3.工人用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体在5秒内匀速提升2 m,其中动滑轮重100 N(不计绳重和摩擦),下列判断正确的是(　 　)
A.绳端移动的距离为8 m
B.此滑轮组的机械效率为80%
C.拉力做功的功率为320 W
D.若工人对绳子最大拉力为500 N,则他最多可提起重为1 400 N的物体
答案
D
4.(2021·怀化)某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30 dm3,密度为3×103 kg/m3。每个滑轮的重力为20 N,不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)工件浸没在水中时所受的浮力;
(2)工件受到的重力;
(3)工件在水中上升6 m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做了多少功。
解:(1)工件受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m3=300 N
(2)工件的质量m=ρV=3×103 kg/m3×0.03 m3=90 kg
工件的重力G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N
(3)工件在水中上升时受到的拉力
F拉=G-F浮=900 N-300 N=600 N
工人拉绳子的力
F=(F拉+G动)=(600 N+20 N)=310 N
工人做的功W总=Fs=310 N×2×6 m=3 720 J
解
5.如图所示,某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,工人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300 cm2,工人对地面的压强为2.0×104 Pa;此工人的质量为70 kg,两个动滑轮的质量共为10 kg,绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g取10 N/kg。求:
(1)工人的手对绳的拉力大小;
(2)工件移动过程中,地面对工件摩擦力的大小;
(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。
解:(1)工人的重力
G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N
由p=可知,工人对地面的压力
F压=pS=2.0×104 Pa×300×10-4 m2=600 N
工人受到的支持力F支=F压=600 N
工人的手对绳的拉力
F=G-F支=700 N-600 N=100 N
解
(2)两个动滑轮的重力
G动=m动g=10 kg×10 N/kg=100 N
地面对工件的摩擦力
f=nF-G动=4×100 N-100 N=300 N
(3)滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=× 100%=×100%=75%
解
类型3
斜面的相关计算
6.如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m,斜面高1.2 m,g取10 N/kg。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的机械效率;
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
解:(1)箱子受到的重力
G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N
(2)推力所做的总功
W总=Fs=100 N×3 m=300 J
推力做的有用功
W有=Gh=200 N×1.2 m=240 J
克服摩擦力做的功W额=W总-W有=300 J-240 J=60 J
箱子受到的摩擦力f===20 N
解
(3)斜面的机械效率
η=×100%=×100%=80%
(4)减小斜面的坡度、减小斜面的粗糙程度,都可以省力。
解(共21张PPT)
2025年湖南省初中物理学业水平考试
一轮复习教材知识巩固
第一单元　力学
第二讲　力
2022年版课程标准:1.通过常见事例或实验,认识力的作用效果。
2.能用示意图描述力。
1.定义:力是物体对物体的作用。只要有力的作用,就一定会涉及两个物体:一个是施力物体,一个是____________。力用符号F表示。
2.单位:________,简称牛,符号为N。
3.力的作用效果:(1)力能改变物体的________,如用力压缩或拉伸弹簧时,弹簧的形状发生了变化。(2)力可以改变物体的____________,包括速度大小和运动方向的改变。
受力物体
考点1
力
牛顿
形状
运动状态
6.力的作用是相互的:物体间力的作用是__________,施力物体同时也是____________。相互作用的两个力大小相等,方向相反,并且两个力同时产生,同时消失。
方向
4.力的三要素:方向、作用点、大小。
5.力的示意图:如图,物理学中通常用一条带箭头的线段表示力,箭头表示力的________;线段的起点或终点表示力的__________,线段的长度表示力的________。在同一图中,力越大,线段应越______。
作用点
大小
长
相互的
受力物体
2022年版课程标准:1.通过常见事例或实验,了解弹力。
2.会测量力的大小。
1.定义:物体由于发生____________而产生的力。常见的弹力有支持力、压力、拉力等。
2.产生条件:两个物体相互接触并发生弹性形变。
3.大小:在弹性限度内,形变量越大,弹力越______。
弹性形变
考点2
弹力
大
原理 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长 使用方法 a.使用前看清量程和分度值,如图所示弹簧测力计的量程为①__________,分度值为②_______N。 b.使用前调节指针到③____________处。 c.使用时弹簧伸长方向应与拉力方向一致,避免弹簧及指针与外壳摩擦。 d.视线正对刻度盘,其示数=整刻度值+后面的小格数×分度值,图中物体对弹簧测力计的拉力大小为④_______
0~5 N
4.弹簧测力计
0.2
零刻度线
2.4 N
2022年版课程标准:通过常见事例或实验,了解重力。
1.定义:由于______________而使物体受到的力,用字母______表示。重力的施力物体是________。地球附近所有的物体都受到重力的作用。
2.三要素
(1)大小:物体所受重力的大小与它的________成正比。G=________(G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g约等于9.8 N/kg,粗略计算中取10 N/kg)。
(2)方向:______________。应用:利用铅垂线确定竖直方向。
(3)作用点:重力在物体上的等效作用点叫做重心。形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上。
地球的吸引
考点3
重力
G
地球
质量
mg
竖直向下
1.【力的作用效果】如图甲、乙所示,用力捏橡皮泥,用力压或拉弹簧,说明力能改变物体的________。图乙中,弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,伸长量越长,产生的弹力也就越______。比较丙、丁两图所示,说明力能改变物体的____________。
形状
甲
乙
丙
丁
大
运动状态
2.【力的三要素】如图所示,按照Fa所表示的方向用力,________(选填“能”或“不能”)打开门。用方向相同但大小不同的两个力,先后作用在B点,关门容易的是较______(选填“大”或“小”)的力。用同样大小的力按图中的方向分别作用在B点和C点时,关门容易的是作用在______(选填“B”或“C”)点的力。由此可以得出结论:力产生的效果与力的______________________有关。
不能
大
B
大小、方向、作用点
3.【力的相互性】如图所示,右边小船上的人用力推开左边的小船,两只船会向________(选填“相同”或“相反”)的方向运动,这是因为力的作用是__________。
相反
相互的
4.【力的相互性】两个小车上各放一块磁体,甲、乙两小车如图放置,将两小车靠近,松手后观察到的现象是______________________________。将甲车上的磁体N、S极互换,乙车上磁体不动,两小车相隔合适的距离,松手后出现的现象说明力的作用效果与____________有关。我们把磁体放在带轮子的小车上完成实验,而不是把磁体直接放在桌面上,这样做的好处是__________________________。如果甲磁体的磁性较弱,而乙磁体的磁性较强,在实验过程中,甲所受的磁力________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙所受的磁力。
甲车向左运动,乙车向右运动
甲
乙
力的方向
减小摩擦力对实验的影响
等于
5.【弹力】如图所示是运动员撑竿跳高的情景,运动员压弯了撑竿,说明力可以改变物体的________;撑竿对手的弹力是________发生________形变产生的;被压弯的撑竿具有__________能。
形状
撑竿
弹性
弹性势
6.【重力的方向】如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了____________________________。重力的施力物体是________。
重力的方向总是竖直向下的
地球
命题点1
力及力的作用效果
1.(2022·湘潭)在国际单位制中,力的单位是(　 　)
A.伏特 B.牛顿
C.安培 D.帕斯卡
2.(2023·常德)下列关于力的说法中错误的是(　 　)
A.成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B.“卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C.“飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D.“风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
答案
B
B
3.(2021·益阳)冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是 (　 　)
A.向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B.榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C.年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D.年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
答案
C
4.(2023·泰州)小华利用饮料瓶、气球、瓶盖、吸管等制作了一个简易喷气小车,如图所示。拔掉吸管口的塞子,气球向左喷气,同时小车会向右运动,说明物体间力的作用是________的,也说明力能改变物体的____________,使小车前进的力的施力物体是______________。
答案
相互
运动状态
喷出的气体
命题点2
重力的方向和相关计算
5.(2023·德阳)重力的方向总是____________的,一物体质量m=10 kg,则物体的重力G=__________N。(g取10 N/kg)
答案
竖直向下
100
命题点3
弹簧测力计
6.(2019·常德)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5 N,则弹簧测力计A的示数为_____N,弹簧测力计B的示数为______N。
答案
5
5
命题点4
画指定力的示意图
7.(2024·湖南)请画出图中灯笼所受重力G的示意图(重心在O点)。
答案
答案：
8.(2022·邵阳)请画出图中物体所受支持力的示意图。
答案
答案：
命题点5
探究重力与质量的关系
9.(2023·长沙)小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如表:
甲
乙
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小________。
(2)分析表中数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成________,下列数据处理方法可以得到此结论的是______。
A.计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B.计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
答案
相等
正比
A

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