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第4课　力
一、力
1.含义：力是_________________。物体之间力的作用是相互的，常把两个相互作用的力称为作用力和反作用力。
物体对物体的作用
【知识拓展】
1.一个力的产生一定有施力物体和受力物体且它们同时存在，单独一个物体不能产生力的作用。
2.发生力的作用的两个物体不一定相互接触。常见的可以产生力的作用却不相互接触的三种情况：地球对物体产生的重力(万有引力)、磁体间的相互作用力、电荷间的相互作用力。
3.两个相互接触的物体不一定相互作用，即不一定有力的作用。
2.作用效果：力的存在可通过力的作用效果来判断。
(1)力可以改变________________ (包括物体的__________和__________)。
(2)力可以改变____________。
3.测量：力的单位是牛顿(N)。力的测量常用____________，其
工作原理是____________________________________________ ___________。
物体的运动状态
运动速度
运动方向
物体的形状
弹簧测力计
在弹性限度内，弹簧的伸长量与弹簧所受到的拉力成正比
4.三要素：力的三要素指力的__________、__________、__________，它们都能影响力的作用效果。
5.力的表示方法
力的示意图：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，在箭头边上标上力的大小，线段的起点或终点表示力的作用点。
大小
方向
作用点
二、弹力
物体受力发生形变，不受力时自动恢复原来形状的特性叫弹
性。
弹力是由于______________________而产生的力。压力、支持力、拉力都是弹力。同一物体在一定范围内，形变越大产生的弹力越大。
物体发生弹性形变
三、重力
1.成因：地球与物体间存在吸引力。物体由于____________而
受到的力叫重力，用字母__________表示。重力的施力物体是地球。
2.方向：__________(应用：重垂线是利用__________________
________的性质制成的)。
3.作用点：物体的__________。质地均匀的物体的重心在它的几何中心。
地球的吸引
G
竖直向下
重力的方向总是竖
直向下
重心
4.大小：物体受到的重力跟它的质量成正比。公式：________，其中，g是重力与质量的比值，在地球上其数值大约为________
(在粗略计算中，g取10N/kg)，其表示含义为__________________
__________________。
G＝mg
9.8N/kg
质量为1kg的物体
受到的重力是9.8N
【知识拓展】
1.物体的重心有时会不在物体上，如质地均匀的圆环的重心在圆环的中心。
2.为了方便研究问题，在受力物体上画力的示意图时，常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时，常把作用点都画在重心上。
3.重力的大小与物体的质量、地理位置有关。在地球上，越靠近赤道，同一物体受到的重力越小；越靠近两极，同一物体受到的重力越大。
四、摩擦力
1.含义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或将要发生相对运动时，会产生一种阻碍物体相对运动的力，这种力叫摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。摩擦力可分为静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦三种。
2.影响滑动摩擦力大小的因素：
(1)当______________时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(2)当接触面粗糙程度相同时，_________，滑动摩擦力越大。
压力大小相同
压力越大
3.增大摩擦的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使两接触面分离(加润滑油、气垫等)。
【知识拓展】
1.影响滑动摩擦力大小的因素只有压力的大小和接触面的粗糙程度两个方面，与接触面大小、运动速度无关。探究滑动摩擦力大小影响因素时，常利用二力平衡的原理，控制物体做匀速直线运动，此时水平拉力与摩擦力平衡，大小相等。缺陷是很难控制物体做匀速直线运动。
2.摩擦力不一定是阻力，如一般家用小汽车前轮与地面的摩擦力为动力，后轮与地面的摩擦力为阻力；自行车后轮与地面的摩擦力为动力，前轮与地面的摩擦力为阻力。
3.物体某时刻受到的静摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度无关，静摩擦力的大小需要从物体受平衡力角度分析。
[绍兴模拟]台克球是一项在弧形球台上进行的球类运动，结合了足球和乒乓球的元素。运动员脚踢球的过程
中(　　)
A.球对脚没有作用力
B.脚对球的作用力使脚发生形变
C.脚对球的作用力改变球的运动状态
D.先有脚对球的作用力，后有球对脚的作用力
类型一　力的存在与力的作用效果的解释应用
C
跟踪训练1 [湖州模拟]如图所示，春游时小科坐在乙船上向左用力推甲船，请回答下列问题：
(1)甲、乙两船的运动方向是______________________________
__________________________。
(2)请你对此现象作出解释。
两船向相反方向运动(或甲船向
左运动，乙船向右运动)
【答案】 (2)因为力的作用是相互的，小科给甲船一个向左的推力，甲船给小科一个向右的推力。且力能改变物体运动状态，故甲船在向左的推力作用下，向左运动；乙船和小科在向右的推力作用下，向右运动。
[舟山校级模拟]在“探究重力的大小跟什么因素有关”的实验中，某同学根据生活中的经验，作出如下假设。
假设Ⅰ：重力跟物体的质量有关，物体的质量越大，重力越大。
假设Ⅱ：重力跟物体的体积有关，物体的体积越大，重力越大。
实验室提供的器材有：弹簧测力计、托盘天平(配有砝码)、体积相同的铁块和铜块、质量相同的铜块和木块。该同学根据提供的器材，设计了下列两种实验方案。
类型二　重力
方案一：将体积相同的铁块和铜块分别放在托盘天平的两个托盘上，比较其质量大小，再用弹簧测力计测得两金属块受到的重力大小。
方案二：质量相同的铜块和木块，比较两物体的体积大小，再用弹簧测力计测出质量相同的铜块和木块的重力，比较两者重力大小。
回答下列问题：
(1)若选择上述方案一，能检验__________(选填“假设Ⅰ”或
“假设Ⅱ”)，理由是____________________________________
_________。
(2)若方案二的实验结果为质量相同的铜块和木块，重力相同，
铜块体积小于木块，则可说明假设Ⅱ__________(选填“成立”或“不成立”)。
假设Ⅰ
控制物体体积相同，观察质量大小对重
力的影响
不成立
跟踪训练2 [湖州校级模拟]健身者在没有其他辅助的情况下，
下列姿势不可能在水平地面上保持平衡的是(　　)
A
【解析】 地面对人的支持力和人的重力没有作用在同一条直线上，不是一对平衡力，所以在没有其他辅助的情况下，A项所示的姿势不可能在水平地面上保持。
[浙江多校联考]如图所示，粗糙的水平地面上有一个箱子，将条形磁体甲放在箱子上，用另一块相同的条形磁体乙靠近甲，甲和箱子相对地面都保持静止。对箱子上下表
面受到摩擦力的方向分析正确的是(　　)
类型三　摩擦力
A.箱子上表面受到的摩擦力方向水平向左
B.箱子上表面受到的摩擦力方向水平向右
C.箱子下表面受到的摩擦力方向无法确定
D.箱子下表面与地面之间没有受到摩擦力
C
【解析】 同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。条形磁体甲的右端和条形磁体乙的左端极性无法判断，则两条形磁铁的相互作用力方向无法确定，综合条形磁铁甲和箱子间有摩擦力作用，则箱子的上表面受到的摩擦力方向无法确定。甲和箱子相对地面都保持静止，箱子在水平方向受平衡力且只有受上下表面的摩擦力，综上所述，箱子的上下表面受到摩擦力但方向不能确定。
跟踪训练3 [湖州一模]筷子提米实验中，大米和瓶子总质量为1.5kg，筷子质量为0.01kg。有同学将装有米的瓶子按如图甲所示的方式在桌上敲几下，这是利用了米具有__________从而将米压实；按如图乙所示竖直插入筷子，把瓶子提起并保
持静止，此时筷子受到的摩擦力大小为__________N，方向为__________。
惯性
15
竖直向下
小科坐电梯回家时，电梯匀速上升。若他对电梯的压力为F1，电梯对他的支持力为F2，他受到的重力为G，则下列判断中正确的是(　　)
A.F1＞G B.F2＞G
C.F1和F2是平衡力 D.F2和G是平衡力
类型四　受力分析
D
【解析】 电梯匀速上升，小科也随电梯一起匀速上升，小科处于平衡状态，小科受到的重力与电梯对他的支持力是一对平衡力，大小相等，即F2和G是平衡力，F2＝G；小科对电梯的压力和电梯对他的支持力为相互作用力，大小相等，即F1＝F2；且小科对电梯的压力与他受到的重力大小相等，即F1＝G。综上所述，F1＝F2＝G。
跟踪训练4 [台州路桥区一模]如图所示是利用鸟嘴稳定在手指的一种玩具——平衡鸟。平衡鸟静止时，下列说法正确的是
(　　)
A.手指对鸟嘴的支持力的方向竖直向下
B.平衡鸟对手指的压力大于它的重力
C.平衡鸟静止时处于平衡状态
D.鸟嘴受到的支持力和平衡鸟的重力是一对相互作用力
C
【解析】 平衡鸟静止时处于平衡状态，即手指对鸟嘴支持力的方向与其重力方向相反，是竖直向上的；平衡鸟对手指的压力与它的重力大小相等；鸟嘴受到的支持力和平衡鸟的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。
[宁波中考]在“观察物体间力的作用”活动中，小宁进行如下实验。
【实验1】如图甲所示，将两个量程相同的弹簧测力计A、B放在水平位置，抽动刻度板调整指针零位；把它们的挂钩勾在一起，用手分别拉住测力计的圆环，水平向外拉。当弹簧测力计A的示数分别为1.0N、2.0N、3.0N时，读取弹簧测力计B的示数。实验数据如表所示：
类型五　相互作用力与平衡力
小宁分析实验数据，得到结论：物体间的作用力与反作用力大
小__________。
老师告诉小宁，从本实验得出的正确结论具有普适性。
序号 弹簧测力计A示数(N) 弹簧测力计B示数(N)
1 1.0 1.0
2 2.0 2.0
3 3.0 3.0
相等
【实验2】先将两个弹簧测力计A、B竖
直悬挂、调零，如图乙所示；再把它们
的挂钩勾在一起后悬挂起来，竖直向下
拉测力计B的圆环，如图丙所示。
小宁发现：当弹簧测力计A的示数为
2.0N时，弹簧测力计B的示数为1.8N。
此时，弹簧测力计A对B的拉力大小为
多少 为什么
【答案】 【实验2】2.0N；弹簧测力计A的示数为2.0N，说明弹簧测力计B对A的拉力大小为2.0N，由于物体间作用力与反作用力大小相等，所以弹簧测力计A对B的拉力大小为2.0N。
【解析】 【实验1】两个弹簧测力计的示数分别表示弹簧测力计B对A的拉力以及测力计A对B的拉力，两个力是一对相互作用力，从数据可知它们大小相等。【实验2】弹簧测力计在竖直状态下调零，挂钩处没有拉力时示数为零。当弹簧测力计A竖直向上悬挂着时，其读数是B对A的拉力，由于相互作用力大小相等具有普适性，所以A对B的拉力也是2.0N。弹簧测力计B读数小于2.0N是因为B倒置后，弹簧的重力影响了读数。
跟踪训练5 [杭州上城区二模]两个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们右端分别受到大小为F1和F2的拉力，如图所示。弹簧甲的左端固定在墙上，弹簧乙的左端受大小也为F2的拉力作用。弹簧质量忽略不计，以l1、l2表示两个弹簧的伸长
量，若l1＝l2，则 (　　)
A
A.F1＝F2
B.F1＝2F2
C.F1＝
D.无法比较
[温州龙湾区二模]某实验小组
用如图所示的装置探究影响滑动摩擦力大小的
因素，木块挂在弹簧测力计下，其右侧面与竖
直传送带接触，装置左侧有可旋转的螺杆对其
施加不同的压力，启动电动机使传送带转动，通过弹簧测力计
的读数即可计算出木块所受的摩擦力。部分实验数据如表所示。
类型六　探究影响摩擦力大小的因素
实验 次数 木块重 力(N) 螺杆旋转的 圈数(圈) 弹簧测力计 示数(N) 摩擦力(N)
1 0.60 1 0.70 0.10
2 0.60 2 0.82 0.22
3 0.60 3 0.95 0.35
4 1.20 1 1.30 0.10
5 1.80 1 1.90 0.10
(1)该实验通过改变_________________来改变木块与传送带之间压力的大小。
(2)分析表格数据，可以得出的结论是______________________ ___________________________________________________________________________。
(3)小龙推测在实验过程中传送带转动的方向为逆时针。请结合装置图和表格数据，解释小龙作出这一推测的理由：________ ___________________________________________________________________________________________。
螺杆旋转的圈数
当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，木块受到的滑动摩擦力越大；木块的滑动摩擦力的大小和重力无关
拉力大于重力，说明木块所受滑动摩擦力的方向竖直向下，木块相对传送带向上运动，因此传送带逆时针转动
跟踪训练6 [杭州中考]用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上，木块B放置在水平的木板A上，细绳跨过定滑轮，一端与木块B相连，另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连，且细绳的ab段保持竖直，cd段保持水平。(木板A足够长，不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1)用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动，待木块B相对地面静止后，弹簧测力计示数为3N，此时木块B受到的摩擦力大小为__________N。接着将拉力F增大一倍，木块B受到的摩擦力__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)撤去水平力F后，当木板A和木块B都静止时，弹簧测力计示数仍为3N，此时木板A受到地面施加的摩擦力方向为水平__________(选填“向右”或“向左”)。
3
不变
向右
【解析】 (1)当木块B相对地面静止时，在水平方向上受到大小相等的向左的拉力F1和向右的摩擦力f，则f＝3N；由于木块B和木板A是相对运动的，则木块B受到木板A施加的摩擦力为滑动摩擦力，影响滑动摩擦力大小的因素只有压力的大小和接触面的粗糙程度，因此将拉力F增大一倍时，木块B受到的摩擦力大小不变。(2)撤去水平力F后，对木板A和木块B进行受力分析，木块B在水平方向上受到向左的拉力F1和向右的来自木板A的摩擦力f，力的大小相等，因为力的作用是相互的，木板A受到木块B施加的水平向左的摩擦力f1，由于木板A处于静止状态，因此木板A还受到地面施加的方向为水平向右的摩擦力。
【方法指导】
静摩擦力的分析方法：两个相互接触且处于相对静止状态的物体之间是否存在摩擦力，需要从两个物体是否有运动状态改变的趋势进行分析。若两者之间有运动状态改变的趋势，则存在摩擦力；若没有运动状态改变的趋势，则没有摩擦力。如：两个叠放的物体一起做匀速直线运动时，两个物体之间没有摩擦力；当其中一个物体突然加速(或减速)时，另一个物体由于惯性要保持原来的运动状态，所以两者之间有运动状态改变的趋势，从而存在摩擦力。摩擦力的方向与相对运动的方向相反。

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