初三物理名師專題輔導(dǎo):力(圖)
津華中學(xué) 劉文廣
一、 重、難點:
力的概念,彈力、重力、摩擦力的概念,二力平衡的條件。
二、典型例題分析與詳解:
例1. 質(zhì)量為500克的魚吊在細繩一端,手提細繩處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。分析魚受哪幾個力作用?施力物體是誰?所受各力的大小和方向如何?
分析與解答:以魚為研究對象,首先應(yīng)看魚與幾個物體發(fā)生相互作用。因為魚與地球和繩發(fā)生相互作用,所以魚受到重力和拉力的作用。重力的施力物體是地球,拉力的施力物體是細繩。又因魚處于靜止?fàn)顟B(tài),所受的重力和拉力是一對平衡力,這兩個力大小相等,方向相反,且在同一條直線上。G=gm=9.8牛/千克×0.5千克=4.9牛,方向豎直向下;拉力大小也為4.9牛,方向豎直向上。答案:魚受重力和拉力作用。重力的施力物體是地球,大小為4.9牛,方向豎直向下;拉力的施力物體是細繩,大小為4.9牛,方向豎直向上。
備注:對物體進行受力分析步驟:一、明確被研究的物體。二、明確被研究物體受力的個數(shù),主要從以下幾個方面進行分析:①地球表面上的物體都受到重力的作用,②看誰與被研究物體接觸,如果接觸則看它們之間是否相推、拉、提、壓等作用;③看與接觸的物體之間是否作了相對運動或有相對運動的趨勢,若有則還存在摩擦力。注意:題目中如有“光滑”兩字,則沒有摩擦力。
例2. 質(zhì)量為3千克的木塊,靜止在粗糙的斜面上,如下左圖所示,請用力的圖示法畫出木塊所受的重力。
分析與解答:畫出力的圖示:第一、要弄清楚物體受幾個力的作用,作幾個力的圖示;第二、要弄清楚各個力的大小,以確定力的圖示的標(biāo)度;第三、弄清楚要做的各個力的方向;第四、確定力的作用點。答案如上右圖所示。
說明:完整的力的圖示應(yīng)包括:①圖示的標(biāo)度。②力的作用點。③表示力的方向的箭頭。④線段上表示力的大小的分度。⑤箭頭旁注明所圖示力的大小。
備注:力的圖示具體做法:
、贝_定受力物體。從力是物體對物體的作用來判斷受力物體,并畫出一個長方塊表示受力物體。⒉找作用點。作用點要畫在受力物體上,一般畫在物體的重心。⒊畫出力的作用線。過作用點沿力的方向畫一條直線。⒋選取標(biāo)度。所選的標(biāo)度要適當(dāng),應(yīng)便于作圖,過大或過小都不好,一般使力的大小為標(biāo)度的2倍或3倍(必須是整數(shù)倍),如果在一個圖中同時要畫幾個力的圖示時,必須統(tǒng)一用一個標(biāo)度。⒌截取線段表示力的大小。要從作用點開始沿力的方向截取線段。代表力大小的線段要與標(biāo)度成整數(shù)倍,箭頭應(yīng)標(biāo)在最后一段的末端,并注明力的大小 。
例3. 將甲、乙兩個彈簧測力計的掛鉤掛在一起,然后用兩只手捏住外殼上的環(huán)水平放置,兩只手對拉環(huán)的拉力F1、F2的大小相等,設(shè)F1=F2=F。當(dāng)測力計靜止時( )
A. 測力計讀數(shù)均為2F
B. 測力計讀數(shù)均為零
C. 測力計讀數(shù)均為F
D. 測力計讀數(shù)均為F/2
分析與解答:以甲測力計為例,作用在拉環(huán)上的力F1對測力計起著固定位置的作用,而使彈簧伸長的力是乙測力計對掛鉤向右的拉力F2。因F1=F2,故甲測力計的讀數(shù)為F。同理乙測力計的讀數(shù)也為F。答案: C
例4.用彈簧測力計在水平方向上拉動一個置于水平地面的物體,使它做勻速直線運動時,彈簧測力計示數(shù)5N。當(dāng)彈簧測力計示數(shù)為6N時,物體運動時受到的摩擦力大小是( )
A. 6N B. 5N C. 1N D. 11N
分析與解答:物體勻速直線運動時,水平方向受到平衡的二力作用,故摩擦力大小等于彈簧測力計示數(shù)5N。由于物體與地面之間壓力大小、接觸面粗糙程度不變,所以拉力變化后摩擦力大小并不會變化。答案:B。
例5.同一水平桌面上放有長方體木塊和鐵塊各一個,現(xiàn)想探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙,請你只利用一個量程滿足實驗要求的彈簧測力計,設(shè)計一個實驗來驗證你的猜想,寫出實驗的步驟、現(xiàn)象和結(jié)論。
分析與解答:由于摩擦力的大小不僅與物體表面的粗糙程度有關(guān),還跟物體和支持面之間的壓力的大小有關(guān),所以為了保證物體與支持面之間的壓力大小做到相等,應(yīng)將兩個物塊相互疊起來做實驗。
答案:(1)將鐵塊放在木塊上,用彈簧測力計水平勻速拉動下面的木塊,并記下測力計的示數(shù)F1.(2)將木塊放在鐵塊上,用彈簧測力計水平勻速拉動下面的鐵塊,并記下測力計的示數(shù)F2. (3)若F1>F2,則說明木塊下表面粗糙,反之若F1
例6.一個載重氣球在空中受1000N向上的升力時勻速豎直上升,若在所載重物中再加入100N的物體,這個氣球就勻速下降,設(shè)氣球在上升和下降時所受的升力和阻力都不變,則下列說法正確的是( )
A. 氣球上升時受到的合力比下降時受到的合力大
B. 氣球下降時運動狀態(tài)一直在改變。
C. 氣球上升時受到的重力是950N。
D. 氣球上升和下降時受到的阻力大小均為50N。
分析與解答:氣球上升和下降過程都是勻速直線運動,是平衡狀態(tài),因此上升和下降過程所受合力都為零,所以選項A、B都不正確
如圖所示,當(dāng)氣球上升時有:G + f = 1000 N (1)
當(dāng)氣球下降時有 :G'-f=G+100N-f=100N (2)
(1)、(2)兩式可求出:G = 950 N f = 50 N 答案:C D 。