2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十三章 力和机械.doc

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2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十三章 力和机械 一、复习要点 （一）、弹力 弹簧测力计 1、弹力 ①弹性:物体受力时发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。　　 ②塑性:物体受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。 ③弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关 2、弹簧测力计 ①作用：测量力的大小 ②原理：在弹性限度内，弹簧伸长与拉力成正比 ③结构：弹簧、挂构、指针、刻度、外壳 ④对于弹簧测力计的使用 A、看清量程、分度值和指针是否调到零点。加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。若指针没有调到零点，应先将指针调到零点。 B、使用时力的方向应与弹簧的轴线一致，注意防止指针、弹簧与秤壳接触。 C、读数时视线与刻度面垂直 说明：物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的，但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不宜观察的量，是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利用这种方法制作的仪器有：温度计、弹簧测力计、压强计等。 （二）、重力： 1、重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受的力叫重力。重力的施力物体是：地球。 2、重力大小的计算公式：G=mg 。其中g=9.8N/kg ，它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。在要求不很精确的情况下，可取g=10N/kg。 3、重力的方向：竖直向下 。其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。 4、重力的作用点——重心 重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心，在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点，球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。 （三）、摩擦力： 1、定义：两个互相接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。 2、分类： 摩擦力 静摩擦 动摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦 3、摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。 4、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得。 5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。 6、滑动摩擦力： ①测量原理：二力平衡条件 ②测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。 ③ 结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。 该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。 7、应用： ①理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙、变滚动为滑动。 ②理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。 （四）、杠杆 1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。 F2 O F1 L1 L2 杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，只要在力的作用下能绕固定点转动，且是硬物体，都可称为杠杆。 2、五要素——组成杠杆示意图。 ①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 ②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 力的作用线：通过力的作用点沿力的方向所画的直线 说明： 动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 3、研究杠杆的平衡条件： ①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。 ②实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。 ③结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：动力动力臂＝阻力阻力臂。 写成公式F1L1=F2L2 也可写成：F1 / F2=L2 / L1 4、应用： 名称 结构特征 特 点 应用举例 省力 杠杆 动力臂大于 阻力臂 省力、 费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、 钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力 杠杆 动力臂小于 阻力臂 费力、 省距离 缝纫机踏板、起重臂、 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 等臂 杠杆 动力臂等于 阻力臂 不省力 不费力 天平，定滑轮 （五）、其它简单机械 1、定滑轮： ①定义：轴固定不动的滑轮。 ②特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。 ③对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）：F=G 绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG) 2、动滑轮： ①定义：轴和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。 ③理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G物 只忽略摩擦，拉力：F=（G动+G物） 绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=2倍的重物移动的距离SG(或速度vG) 3、滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力），拉力：F=G物 只忽略摩擦，拉力： F=（G动+G物） 式中n是吊着动滑轮和重物的绳子段数。 吊着动滑轮和重物的绳子段数的确定：看直接与动滑轮接触的（包括栓在动滑轮框的）总共有几根，吊着动滑轮和重物的绳子段数就是几段。 绳子自由端移动距离SF(或速度vF)=n倍的重物移动的距离SG(或速度vG) ④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F或n=s/h求出绳子的段数,然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。 4、轮轴：动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力。 5、斜面：使用时费距离但可以省力的简单机械 二、重难点例题分析 例1、把质量是2 kg的物体放在水平桌面上，如果用30 N的水平推力推它做匀速直线运动，物体受到的重力是____N，摩擦力是_____N，桌面对物体的支持力是_____N。 解析：物体的质量知道，根据重力公式就可以计算出物体受到的重力。物体在水平方向受到推力和摩擦力，在这两个力的作用下做匀速直线运动，所以这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，摩擦力的大小等于推力的大小。物体在竖直方向受到重力和桌面的支持力，且在竖直方向处于静止，所以这两个力也是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，支持力的大小等于重力的大小。 解答：20 30 20 例2、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆，如图13-1所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用 L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况， 下列说法正确的是 A、L始终在增加，FL始终在增加 B、L始终在增加，FL始终在减小 C、L先增加后减小，FL始终在减小 D、L先减小后增加，FL先减小后增加 解析：当吊桥被吊起的过程中，如图 图13-1 图13-2 13-2中虚线位置（1）所示，吊桥重力的力臂l在减小，而吊绳的拉力的力臂L却在增大，根据杠杆的平衡条件：FL=Gl可知，FL在减小；当吊桥被吊到虚线位置（2）的过程，重力的力臂l变小，所以FL也在变小，而F的力臂L则由大变小。故正确答案为C。 指导：解决杠杆的问题，必须先确定杠杆的五要素，再根据题目的已知条件，结合杠杆的平衡条件，进行推断。对于动态变化的杠杆问题，（如上题）可以取变化过程中的几个状态进行分析比较，从而得出结论。 例3、如图13-3所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态。L2是力F2的力臂。请在图上画出力Fl的力臂L1和力F2。 图13-3 图13-4 图13-5 图13-6 解析：画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。即： ⑴ 找支点O； ⑵ 画力的作用线（虚线）； ⑶ 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即为力臂）； ⑷ 标力臂（常用大括号）。 解答：如图13-4所示。 例4、在图13-5的方框内画出能省2/3的力的滑轮组装配示意图，要求改变力的方向（不考虑滑轮本身重）。 解析：绕制滑轮组的一般步骤： （1）确定承担动滑轮和重物的绳子的段数。 根据n=或n=确定需要吊着动滑轮的绳子的段数。本题要求省2/3的力，实际上拉力是物重的1/3，因此n=3,即要用三段绳子承担动滑轮和重物。 （2）确定动滑轮和定滑轮的个数。 ①如果既要省力，又要改变力的方向，则：动滑轮个数+定滑轮个数=n。 当n为奇数时，动滑轮的个数为m，m=；当n为偶数时，动滑轮的个数为m=。 ②如果只要求省力，不要求改变用力方向，则可在上述基础上去掉一个定滑轮。 根据上述原则，本题应是由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。 （3）确定绳头固定端（绳子的起点）。 一般情况下，若n为奇数时，固定端位于动滑轮的框架上；若n为偶数时，固定端位于定滑轮的框架上，可用“奇动偶定”帮助记忆。 本题n=3为奇数，绳头应固定在动滑轮的框架上。 （4）穿绕绳索。 顺序是：从固定端出发，从里向外逐个绕过滑轮，每个滑轮上只能穿绕绳一次，不能交叉、重复，最后检查一下能否像一根绳子一样通顺。 解答：滑轮组装配示意图如图13-6所示。 例5、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。你认为甲组产生错误的原因有那些？ 甲组产生错误的原因： 。 甲 组 乙 组 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 4 5 5 4 7 4 2 14 2 3 4 4 3 6 4 8 3 3 4 5 2 10 结论 动力+ 动力臂=阻力+阻力臂 动力动力臂=阻力阻力臂 分析：这是一道实验分析评估题。两组的实验数据和结论对比分析，甲组有明显的错误。不同的物理量间是不能进行加减的，另外选择的数据带有特殊性，所以没有得出普遍的结论。 解答：甲组的错误： （1）不同单位的物理量不能直接相加 。 （2）这四个物理量中的三个，它们的数据都应任意设定，不能有任何人为设置的规律 。 （3）没有进行多次测量并从中找到普遍规律。 例6、（09年平原县）如图13-7所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个．现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想．写出实验的步骤和分析实验的结果。 图13-7 解析：可以根据摩擦力与接触面粗糙程度的关系通过比较摩擦力的大小来判断粗糙程度，所以必须控制压力相同。对于木块和铁块，题目中没有明确提出质量相等，在研究问题时它们对水平桌面的压力不能认为相等， 又不能借助于任何外界实验器材，所以就巧妙地运用叠放在一起的方法解决压力相等问题。 解答：（1） 将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下测力计示数F1 （2）将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下测力计示数F2 （3）若F1> F2，则木块下表面更粗糙；若F1< F2，则铁块下表面更粗糙；若F1= F2，则木块和铁块下表面一样粗糙。 例7、水平传送带上有一个物体M与传送带一起向右匀速运动，如图13-8所示，不计空气阻力，物体M是否受到皮带对它的摩擦力的作用？ 解析：假设物体受到皮带对它的摩擦力的作用，不计空气阻力， 图13-8 那么物体在水平方向只受到一个摩擦力的作用，而水平方向的一个力不可能使物体在水平方向上做匀速运动，故水平方向不受力的作用。因此，物体M不受皮带给它的摩擦力。 解答：物体M不受皮带给它的摩擦力。 例8、假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图13-9所示的木板上，恰好使木板水平平衡。 图13-9 (1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡? (2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上，现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5m/s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏? 解析：小兰和爸爸对杠杆施加的力等于他们各自的重力，据题意可知小兰对杠杆作用力的力臂是2m，根据杠杆平衡条件，就可以求出爸爸对杠杆作用力的力臂L2，即爸爸应站在距离杠杆支点的距离。小兰运动的速度v1已知，设爸爸的速度是v2，则运动时间t后，小兰对杠杆作用力的力臂是2m-v1t，爸爸对杠杆作用力的力臂为L2-v2t，再根据杠杆平衡条件，就可以求出爸爸的速度v2。 解：(1)小兰对杠杆施加的力：F1=400N 小兰对杠杆作用力的力臂：L1=2m 爸爸对杠杆施加的力：F2=800N 设爸爸对杠杆作用力的力臂为L2，根据杠杆平衡条件有： F2L2=F1L1 800NL2=400N2m L2=1m (2) 小兰匀速行走的速度是：v1=0.5m/s 设爸爸的速度是v2，他们行走的时间是t，则此时小兰对杠杆作用力的力臂是2m-0.5m/s t，爸爸对杠杆作用力的力臂为1m-v2t，根据杠杆平衡条件有： 400N（2m-0.5m/s t）=800N（1m-v2t） 由上式得：v2=0.25m/s 图13-10 A F 例9、如图13-10所示，用滑轮组将质量是70 kg的物体提高5 m，每个滑轮质量是2 kg，绳重、摩擦不计，试求： （1）提起物体所用的力是多少？ （2）绳端移动的距离是多少？ 解析：由图可以知道，吊着动滑轮和重物的绳子段数为三段， 提起重物所用的力就是物重的三分之一。绳端移动的距离是重物移 动距离的三倍。 解：物体的质量:m物=70kg 物体重：G物=m物g=70kg10N/kg=700N 动滑轮的质量：m动=2kg 动滑轮重：G动= m动g=2kg10N/kg=20N 因为有三段绳子吊着动滑轮和重物 所以提起物体所用的力 F= （G物+G 动）= （700N+20N）=240N 物体被提升的高度:h=5m 绳端移动的距离s=3h=35m=15m 三、综合练习 1、重力无时不在，对我们的生活影响很大，假如没有重力，请你设想出两个可能出现的情景： ， 。 2、爬杆是一项有益的体育运动，重500N的王力同学匀速向上爬时，杆对手的摩擦力大小为 N，方向 。为防止摩擦力太小而滑下，可以采取的措施是____________。 3、如图13-11甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为______N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图13-11乙所示），则推力F2＝_______N。 图13-11 图13-12 图13-13 4、如图13-12所示，人的前臂可视为杠杆，当曲肘将茶杯向上举起时，下列说法中正确的是 A、前臂是省力杠杆 B、前臂是费力杠杆 C、前臂不是杠杆 D、无法确定 5、如图13-13所示是一个指甲刀的示意图；它由三个杠杆ABC、OBD和OED组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是 A、三个杠杆都是省力杠杆； B、三个杠杆都是费力杠杆； C、ABC是省力杠杆，OBD、OED是费力杠杆；D、ABC是费力杠杆，OBD、OED是省力杠杆。 6、假如物体间的摩擦力突然消失，下列哪些现象是不可能的 ( ) A．静止在水平公路上的汽车无法开动 B．我们将无法写字，因为笔会从手中滑下来 C．我们将无法系上鞋带 D． 静止在水平公路上的汽车很容易开动 7、（09年四川省自贡市）同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如图13-14所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则 图13-14 A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙 C．F甲＞F乙=F丙 D．F甲=F乙＞F丙 8、分析下列各种摩擦：①走路时，鞋与地面之间的摩擦；②骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；③汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦．其中属于有益摩擦的是（　　　） A．①和②　　　B．②和③　　　C．②和④　　　D．①和④ 图13-15 图13-16 图13-17 图13-18 9、图13-15是长在枝条上的苹果，请你在图中画出苹果受力的示意图。 10、如图13-16，试画出小车在斜坡上下滑过程中的受力示意图。 11、关闭发动机的汽车，在水平路面上运动，在图13-17中画出汽车受力示意图. 12、在图13-18中，画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图 13、图13-19所示是简易吊车正在吊起重为G的建筑材料，请在图中杠杆OB上分别画上动力臂L1和阻力臂L2． 图13-19 甲 图13-20 乙 14、筷子是我国传统的用餐工具，它应用了杠杆的原理，如图13-20甲所示，请你在图13-20乙中标出这根筷子使用时的支点O，并画出动力F1和动力臂L1。 15、有一均匀圆柱体放在水平地面上如图13-21所示，靠在台阶边，为了使它滚上这个台阶，在圆柱体边缘上哪一点、沿什么方向施力才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面?在图上标出这一点，并画出此力的方向和力臂。 图13-21 图13-22 图13-23 图13-24 16、在图13-22中画出杠杆平衡时作用在B点最小的力和这个力的力臂(O为支点)。 17、在如图13-23所示的滑轮组上绕线，使匀速提升重物G时最省力。 18、找两块木板A、B，相互垂直钉在一起，如图13-24所示，在A木板中间画一条线，在线的上端钉一个钉子，将重锤线拴在上面.用它可检查窗台、桌面是否水平，做一做，并说明道理. 19、如图13-25所示是一个弹簧测力计，请你为它写一份简要的使用说明书。 图13-25 20、利用弹簧测力计、刻度尺、木块、铁块、细线、钩码（质量已知、规格相同）等器材（数量不限），可以进行很多力学实验. 请选用其中的一些器材，设计一个力学实验. 要求写出： （1）实验研究的问题：_________________________________________________； （2）实验所需的器材：_________________________________________________； （3）实验步骤和分析（包括要测量的物理量和数据处理）： 21、某物理实验小组的同学在探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”的实验记录如下表： 实测 物体 物体质量 m(kg) 重力 G(N) 比值G／m (N／kg) 比值G／m的平均值 (N／kg) 物体1 0.1 0.99 9.9 物体2 0.2 1.96 9.8 物体3 0.3 2.91 9.7 (1)在实验过程中，需要的测量工具有　　　　　　和　　　　　　　； (2)在上表空白处填出比值G／m的平均值； (3)分析表中实验数据，得出结论是：　　　　　　　　　　　　　　　　。 22、小明和小华合作做“研究杠杆平衡条件”的实验 （1）实验时，小明先调节杠杆在水平位置平衡，你认为这样做的好处是 ________ （2）小华将四个重力均为0.5N的钩码挂在杠杆左端后，又将弹簧测力计钩在杠杆A处的细线上（如图13-26所示）.要使杠杆在水平位置平衡，且弹簧测力计的示数最小，则小华应沿 _________ 方向拉弹簧测力计.在此情况下，小华读出弹簧测力计示数为4.2N.小明和小华对实验数据分析后得到的结论是：在误差允许的范围内， 图13-26 动力动力臂 = 阻力阻力臂.你认为他们这样就得出结论是否合理？ ____________ ；简述理由： _________________________。 23、物理实验要遵循实事求是的原则。小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，完成了如图13-27所示的实验并记录了数据。 实验次数 物重 G／N 使用定滑轮时测力计的示数 F1／N 使用动滑轮时测力计的示数F2／N 1 1.00 0.60 0.65 2 1.50 1.10 0.90 3 2.00 1.60 1.15 图13-27 通过分析数据，她觉得与书中的结论有较大偏差。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题： (1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么? (2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。 24、学习了摩擦力有关知识后，同学们都已经知道：滑动摩擦力跟物体间接触表面的粗糙程度及压力大小有关。但小明同学总感觉滑动摩擦力还应与接触面积的大小有关，猜想：“面积越大，滑动摩擦力越大”。于是他找来了一块长方体木块（各表面粗糙程度相同）、弹簧测力计、长木板，如图13-28所示。请你用这些器材验证他的猜想是否正确？ 图13-28 25、如图13—29所示，灯重30 N，灯挂在水平横杆的C端，O为杠杆的支点，水平杆OC长2 m，杆重不计，BC长0.5 m，绳子BD作用在横杆上的拉力是多少？（∠DBO = 30） 图13-29 力和机械 参考答案 1、（1）不能喝水吃饭；（2）很容易飞离地球（其它合理答案即可） 2、500 向上 握紧竿或在手上擦防猾粉 3 0N 12N 4、B 5、C 6、C 7、B 8、D 9、 10 11、 12 . 13、 14、 O F l1 15、 16、 17 16、解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。 说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。 18、当把它放在桌面上时，如果重锤线与所画的直线重合，说明桌面是水平的，若不重合，被检查的桌面就不水平.因为A木板与B木板互相垂直.若桌面水平，B木板就是水平的，A木板上的刻线就在竖直方向上，由于重力的方向总是竖直向下，重锤线总是在竖直方向上，这时两线重合.桌面不水平时，B木板也不水平，刻线就不在竖直方向上，重锤线就不能与它重合 19、（1）使用弹簧测力计时，最大称量值不能超过5N；（2）弹簧测力计使用前要轻轻拉动几下；（3）在称量前要将指针调到另刻度线处；（5）使用时，要让拉力方向与弹簧伸长方向一致 20、参考答案1：(1)物重与质量的关系。 (2)弹簧测力计、几个钩码。(3)把一个、两个、三个钩码依次挂在弹簧测力计上，分别读出它们重多少牛，记在自己设计的表格中，并算出每次重力跟质量的比值，分析物重与质量的关系。 参考答案2：(1)摩擦力是否与压力有关 (2)弹簧测力计、木块、铁块(或钩码)、细线 (3)①用细线住木块，放在水平桌面上，用弹簧测力计在水平方向上拉着木块匀速运动，记下此时测力计的读数F1；②在木块上加上铁块(或钩码)，重复上面实验，记下测力计的读数F2；③比较F1、F2的大小就可以知道摩擦力是否与压力有关。 21、分析与解：要探究“物体所受重力大小与物体质量的关系”（1）首先必须解决如何侧得质量和重力。所以需要的测量工具有：天平和测力计。（2）G/m的平均值为：9.8。（3）由于侧得的G/m比值保持不变，说明物体的重力与质量成正比。 点评：这一题主要考察考生实验的基本技能：主要有三个方面：仪器的选取，实验数据的处理以及根据侧得的数据进行推理，得出结论的能力。 22、消除杠杆的自身重力对转动的影响，同时容易测得力臂。 竖直向上 不合理，应当进行多次测量，拿多组数据进行比较，才能得出结论。 23、(1)由表中数据可看出，使用定滑轮时(乙图)F1≠G，这是由于没有考虑到弹簧测力计外壳受到的重力；使用动滑轮时(丙图) F2≠G／2，是由于没有考虑动滑轮受到的重力。 (2)使用定滑轮时(乙图)，将弹簧测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计；或实验前先测出弹簧测力计自身的重力)；使用动滑轮时(丙图)，要先测出钩码和动滑轮的总重，然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重)。 24、（1）将木块平放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，并读出拉力F1； （2）将木块侧放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动，并读出拉力F2； （3）若F1=F2，滑动摩擦力与面积无关；若F1不等于F2，则与面积有关。 25、解：平横杆的C端受到的竖直向下的拉力：FC=G=30N FC的力臂为：OC=2m 由图可知：OB=OC-BC=2m-0.5m=1.5m 拉力F的`力臂：OA=OB=1.5m=0.75m 根据杠杆平衡条件，有：FOA=FCOC ∴F===80N 附送： 2019-2020年人教版物理第一轮复习：第十二章 运动和力 一、复习要点 （一）运动的描述 1、机械运动 ①定义：物理学里把物体位置的变化叫做机械运动。 ②特点：机械运动是宇宙中最普遍的现象。 2、参照物 ①定义：为了描述物体是在运动还是静止而选作标准的那个物体叫做参照物。 ②任何物体都可做参照物，通常选择参照物以研究问题的方便而定。如研究地面上的物体的运动，常选地面或固定于地面上的物体为参照物，在这种情况下参照物可以不提。 ③选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。 ④不能选择所研究的对象本身作为参照物那样研究对象总是静止的。 ⑤判断一个物体是否运动的方法： 判断一个物体是运动的还是静止的，先要选取一个参照物，看被研究的物体相对于所选参照物的位置是否改变来判断被研究的物体是否运动。若被研究的物体相对于所选的参照物的位置改变了，则被研究的物体是运动的；若被研究的物体相对于所选的参照物的位置没有改变，则被研究的物体是静止的。 （二）、运动的快慢 1、速度 ①速度是描述物体运动快慢的物理量。 ②速度公式：υ = ③速度单位：国际单位制中速度的单位是 m/s ，交通运输中速度单位常用km/h ， 两单位中m/s 单位大。 人步行速度约1.1m/s，它表示的物理意义是：人每秒步行的路程是1.1m ④直接测量工具：速度计 2、匀速直线运动：物体沿着直线快慢不变的运动叫匀速直线运动。 3、变速运动 ①定义：速度变化的运动叫做变速运动。 ②平均速度：表示变速运动的平均快慢 （求某段路程上的平均速度，必须找出该路程及对应的时间） （三）、长度、时间及其测量： 1、长度的测量 ①长度的单位及换算关系：国际单位制中，长度的基本单位是 m ，常用单位有千米(km)，分米(dm)，厘米(cm)，毫米(mm)，微米 (μm)，纳米(nm)。 主单位与常用单位的换算关系： 1km=103m 1mm=10-3m 1dm=0.1m 1μm =10-6m 1cm=10-2m 1nm=10-9m ②测量长度的常用工具：刻度尺。 ③刻度尺的使用规则： A、根据需要选取适当量程和分度值的刻度尺（会选） B、刻度尺要沿着所测长度（或与所测长度平行），且刻度线应紧靠被测物体。如果零刻线磨损，可选中间任一刻度线做起点（会放）。 C、读数时视线与尺面垂直，认读刻度时要估读到分度值的下一位(会读)。 D、记录结果时，除了正确无误地记下所读的数字外，还要注明单位（会记）。 注意： 使用刻度尺前要观察它的零刻度线、量程、分度值 ④特殊长度的测量方法： A、测量细铜丝的直径、一张纸的厚度等微小量常用累积法（当被测长度较小，测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来，用刻度尺测量之后再求得单一长度） B、测地图上两点间的距离，园柱的周长等常用化曲为直法（把不易拉长的软线重合待测曲线上标出起点终点，然后拉直测量） C、测操场跑道的长度等常用轮滚法（用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动，记下轮子圈数，可算出曲线长度） D、测硬币、球、园柱的直径圆锥的高等常用辅助法（对于用刻度尺不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量） 2、时间的测量： ①单位:秒(S) ②测量工具 古代: 日晷、沙漏、滴漏、脉搏等 现代:机械钟、石英钟、电子表等 3、误差： (1)定义：测量值和真实值的差异叫误差。 (2)减小误差的方法：多次测量求平均值； 用更精密的仪器；改进测量方法。 (3) 误差只能减小而不能 避免 ，而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的，是能够避免的。 （四）、力 1、力的作用效果：力可以改变物体的运动状态。力可以改变物体的形状。 说明： 物体的运动状态是否改变一般指：物体的运动快慢是否改变（速度大小的改变）和物体的运动方向是否改变 2、力的单位：国际单位制中力的单位是牛顿简称牛，用N 表示。 力的感性认识：拿两个鸡蛋所用的力大约1N。 3、力的三要素：力的大小、方向、和作用点。 4、力的示意图：用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来,如果没有大小,可不表示,在同一个图中,力越大,线段应越长 5、力的概念：力是物体对物体的作用。 6、力产生的条件：①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用（可以不接触）。 7、力的性质：物体间力的作用是相互的（相互作用力在任何情况下都是大小相等，方向相反，作用在不同物体上）。两物体相互作用时，施力物体同时也是受力物体，反之，受力物体同时也是施力物体。 （五）、牛顿第一定律 1、牛顿第一定律： ⑴牛顿总结了伽利略、笛卡儿等人的研究成果，得出了牛顿第一定律，其内容是：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 ⑵说明： A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的，且经受住了实践的检验，所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是 我们周围不受力是不可能的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。 B、牛顿第一定律的内涵：物体不受力，原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动. C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动状态无关，所以力不是产生或维持运动的原因。 2、惯性： ⑴定义：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。 ⑵说明：惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。 利用惯性：跳远运动员的助跑；用力可以将石头甩出很远；骑自行车蹬几下后可以让它滑行。 防止惯性带来的危害：小型客车前排乘客要系安全带；车辆行使要保持距离；包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。 3、惯性与惯性定律的区别： A、惯性是物体本身的一种属性，而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律。 B、任何物体在任何情况下都有惯性，（即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力），物体受非平衡力时，惯性表现为“阻碍”运动状态的变化；惯性定律成立是有条件的。 （六）、二力平衡： 1、定义：物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。 2、二力平衡条件：二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上 概括：二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。 3、平衡力与相互作用力比较： 相同点：①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上。 不同点：平衡力作用在一个物体上，可以是不同性质的力；相互作用力作用在不同物体上，是相同性质的力。 4、力和运动状态的关系： 物体受力条件 物体运动状态 说明 受平衡力 运动状态不变 静止 匀速运动 力不是产生（维持）运动的原因 受非平衡力 运动状态改变 运动快慢改变 运动方向改变 力是改变物体运动状态的原因 物体运动状态的改变，是指速度大小的改变和运动方向的改变。 二、重难点例题分析 例1、我国公安部门规定,坐在小汽车前排的驾驶员和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为减轻下列哪种情况出现时可能对人身造成伤害（ ） A、车速太快 B、车速大慢 C、突然启动 D、紧急刹车 解析：本题可直接用内涵分析法来解答。安全带是系在汽车的座椅两旁的，在汽车行驶时，它能将人体与固定的座椅“捆”在一起，我们知道，汽车在速度不做大的改变时，人与汽车几乎保持相对静止，安全带在此不起作用；汽车在突然启动时，由于惯性，人要向后倾，但有椅子的靠背挡住，比较安全，只有汽车在紧急刹车时，人才向前倾，若无安全带，坐在前排的驾驶员和乘客就会撞到相距极近的汽车前面的硬物上，造成伤害.故本题选D 例2、甲、乙、丙三人各乘坐一架直升飞机．他们从自己乘坐的飞机里往外看：甲看见丙乘坐的飞机匀速上升；乙看见甲乘坐的飞机匀速下降；丙看见楼房和乙乘坐的飞机都匀速上升．你能判断甲、乙、丙：三人乘坐的直升飞机相对地面都是怎样运动的吗?请说明理由。 解析：以地面为参照物，楼房是静止不动的。丙以自己乘坐的飞机为参照物，看见楼房匀速上升，这样就可以判定丙乘坐的飞机相对于地面是匀速下降的。甲以自己乘坐的飞机为参照物，看见丙乘坐的飞机匀速上升，但丙乘坐的飞机相对于地面正匀速下降，说明甲乘坐的飞机相对于地面以比丙更快的速度下降，乙以自己为参照物，无论相对于地面是静止，还是以小于甲的速度匀速下降，或是匀速上升，都可能看到甲在匀速下降，丙都能看见乙乘坐的飞机在匀速上升。所以，乙相对于地面的运动状态不能判定。 例3、为了探究力的作用效果与力的大小、方向、作用点的关系，小明做了如图12-1的实验，使一薄钢片的下端固定，现分别用不同的力去推它，使其发生如下列A、B、C、D各图所示的形变，并使F1=F3=F4>F2，那么： 图12-1 图12-2 ①为了探究力的作用效果与力的大小有关，应选用_____两图的实验。 ②为了探究力的作用效果与力的方向有关，应选用_____两图的实验。 ③为了探究力的作用效果与力的作用点有关，应选用_____两图的实验。 解析：力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，为了探究与其中一个因素的关系，应控制另两个因素不变。①为了探究力的作用效果与力的大小有关，应让力的方向和作用点相同，再通过改变力的大小来观察力的作用效果，进行比较分析得出结论，依题意结合图得图12-2中A、B满足此要求。用同样的方法可得出②③的结论。 解答：① A、B ② A、C ③ A、D 例 4、如图12-2所示，用A、B两把刻度尺测同一物体长度，放置正确的是 刻度尺，其分度值是 ，该物体的长度为 cm。 解析：使用刻度尺侧长度时，刻度尺要沿着所测长度（或与所测长度平行），且刻度线应紧靠被测物体，由图可知，A刻度尺放置是正确的，B刻度尺的刻度线没有紧靠被测物体，放置是错误的。A刻度尺分度值是1mm，该物体的长度为2.20cm。 例5、用100N的力与水平地面成30角斜向上拉小车，画出这个力的示意图。 F=100N 解析：画力的示意图的要诀是：一画点（即力的作用点，通常画在物体的重心上，力的作用点要画成实心的黑点），二画线（既画力的作用线，通常从力的作用点起沿力的方向化一条线段，在同一图中，力越大，线段要画的越长），三画箭头标大小（既在线段的末端画上箭头，箭头表示力的方向，在箭头旁标上力的符号和大小） 图12-3 解答：拉力的示意图如图12-3所示。 例6、小星利用节假日到上海去看望奶奶，他来到镇江火车站看到列车运行时刻表的一部分如表所示，他比较了特快T131和动车组“和谐号”D413的运行时间后，决定乘坐动车组“和谐号”D413前往上海。若两列车均正常运行，试问： 往上海方向（里程：237km） 车次 到达时间（镇江） 开车时间（镇江） 终点站（上海） T131 09：43 09：45 12：31 D413 10：04 10：06 11：53 （1）动车组“和谐号”D413比特快T131少运行多少时间？ （2）动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度为多少米／秒？合多少千米／时？ 解析：两车开车时间（镇江）和到站（上海）时间已知，就可以求出两车运行的时间，从而求出动车组“和谐号”D413比特快T131少运行多少时间。从镇江上海的运行的路程知道，根据速度公式，就可以求出动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度。 解：(1)特快T131从镇江到上海的运行的时间： t1=12h31min-9h45min=2h46min 动车组“和谐号”D413从镇江到上海运行的时间： t2=11h53min-10h6min=1h47min=6420s 动车组“和谐号”D413比特快T131少运行的时间： t= t1- t2=2h46min-1h47min=59min (2) 镇江到上海的里程：s=237km=2.37105m 动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度: υ= = = 36.9m/s = 132.8km/h 答：（1）动车组“和谐号”D413比特快T131少运行59min。 （2）动车组“和谐号”D413从镇江到上海的运行过程中的平均速度为36.9m/s ，合132.8km/h。 三、综合练习 1、小明乘坐游艇在海上航行。以海岸为参照物，小明是_________的；以_________为参照物，小明是静止的。 2、正在行驶的列车速度是15 m/s，这句话的物理意义是______________________。 3、一个做变速直线运动的物体，全程24 m，前一半路程需4 s，后一半路程需6 s．那么，物体通过前一半路程的平均速度是______m／s，后一半路程上的平均速度是______m／s，全程上的平均速度是_______m／s． 4、一个滑块受到5 N的水平拉力作用，在水平桌面上运动.水平桌面与滑块间的摩擦力可以忽略不计，当滑块的速度达到1 m/s时，撤去外力，则此后滑块在水平桌面上的运动是______，经过3 s滑块运动了______m. 5、21.6 km/h=____ m/s ，5 m/s=____ km/h 6、给下列数据填上单位：某同学身高1.65____，课桌的长度是60.0 ______，课本的长度是255.0______，地球的半径是6.4103______ 7、双休日自驾车外出郊游，在行驶的过程中，善于观察的小唐同学看到汽车上有一个显示速度和路程的表盘，示数如图12—4甲所示，则汽车此时行驶的速度为 ；该车匀速行驶了一段时间后，表盘示数变为图12—4乙所示，那么这段时间为 h． 图12-4 图12-5 图12-6 8、如图12—5是一个骑车者和一个跑步者的路程与时间的变化图线，从图中可以获得的合理信息很多，请再写出两条。 信息一：骑车者的速度为5m／s； 信息二： ； 信息三： 。 9、如图12-6，当电风扇工作时，空气会由静止流动起来，这说明力能______ _____；同时小车将向_____运动，原因是__ __ ；类似的装置可应用在某些交通工具上，试举一例________ 。这类交通工具在月球上是无法工作的，这是因为：________________。 10、甲、乙两辆汽车通过的路程之比是6∶5，它们运动的时间之比是4∶3；两车运动速度之比是______. 11、小明用刻度尺测物体的长度，如图12-7所示，他所用的刻度尺的分度值是 ______ ，物体的长度是______ 。 图12-7 图12-8 12、图12-8所示为A、B两个小球向右运动过程的闪频照片。它表示两小球在相等的时间间隔所处的位置，则对A、B两个小球的运动情况，判断正确的是 A、小球A做变速运动，小球B做匀速运动 B、小球A、B都做匀速运动 C、小球A做匀速运动，小球B做变速运动 D、小球A、B都做变速运动 13、（09年山东省德州市德城区）在xx北京奥运圣火传递活动中，现场某记者同时拍下了固定在地面上随风飘动的旗帜和附近的甲、乙两火炬照片，如图12-9所示。根据它们的飘动方向，可以判断下列说法正确的是 ( ) A.甲火炬一定静止 B. 乙火炬一定向左运动 C.乙火炬一定静止 D. 甲火炬一定向右运动 14、下面几个关于力的说法，哪些是正确的 ( ) 图12-9 A．两个物体不接触就不会发生力的作用 B．发生力的作用时，两物体都要受到力的作用 C．单独一个物体，也能产生力的作用 D．没有施力物体，物体也能受到力的作用 15、有一气球以25 m／s的速度匀速上升到某一高度后，从气球上脱落一物体，这个物体离开气球后，将 ( ) A．立即下落 B．以原来的速度继续上升 C．继续上升一段距离后下落 D．静止一段时间后下落 16、（09年茂名市）一辆电动玩具车作匀速直线运动，它的速度—时间图象如图12-10甲所示，请在图12-10乙上画出它的路程—时间图象。 图12-10 图12-11 17、在水平地面上有一辆小车，甲用6 N的力水平向右推车；乙用9 N的力向右上方与水平面成30角拉车，在图12-11中作出这两个力的示意图。 18、（09年贵阳市）汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故，其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现，司机从看到情况到踩刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离，这段距离叫反应距离；从踩刹车到车停止，汽车还要前进一段距离，这段距离叫制动距离。如图12-12所示 反应距离s1 制动距离s2 图12-12 下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车，在干燥的水平公路上以不同的速度 图12-13 行驶时，测得的反应距离和制动距离。 原行驶速度υ/kmh-1 反应距离s1/m 制动距离s2/m 60 11 20 80 15 34 100 19 54 （1）利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是 s；（保留两位小数） （2）由这个测试可见，