資源簡介

核心專題一 力與運(yùn)動的關(guān)系
素養(yǎng)目標(biāo)
1.歸納常見的力與運(yùn)動關(guān)系的類型,總結(jié)有關(guān)力與運(yùn)動圖像的分析技巧。
2.養(yǎng)成及時歸類、總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
3.靈活運(yùn)用力與運(yùn)動關(guān)系進(jìn)行簡單的計(jì)算。
◎重點(diǎn):概述力與運(yùn)動關(guān)系的解題方法。
專題突破
1.平衡狀態(tài)下的運(yùn)動
例1當(dāng)重100 N的物體受到100 N豎直向上的力的作用時,則該物體 ( )
A.一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
B.一定處于勻速上升狀態(tài)
C.一定處于勻速下降狀態(tài)
D.以上三種狀態(tài)都有可能
思路導(dǎo)引 因?yàn)槲矬w在平衡力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),平衡力的合力為0。
對點(diǎn)自測
1如圖所示,小紅站在商場勻速向上運(yùn)動的自動扶梯上,她受到的力有 ( )
A.重力和扶梯彈性形變的彈力
B.重力、扶梯彈性形變的彈力和水平向右的摩擦力
C.重力、扶梯彈性形變的彈力和向左的摩擦力
D.重力、扶梯彈性形變的彈力和斜向上的摩擦力
2.非平衡狀態(tài)下的運(yùn)動
例2如圖所示,用一根細(xì)線拴一塊橡皮,甩起來,使橡皮繞手做勻速圓周運(yùn)動。下列說法正確的是 ( )
A.橡皮的運(yùn)動狀態(tài)沒有發(fā)生變化
B.橡皮受平衡力
C.細(xì)線發(fā)生了彈性形變
D.橡皮只受重力
思路導(dǎo)引物體的運(yùn)動狀態(tài)改變時,一定是受到了非平衡力的作用。運(yùn)動狀態(tài)改變是指速度大小的改變、運(yùn)動方向的改變或者二者同時改變,而物體不受力或受平衡力作用時,運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改變。
對點(diǎn)自測
2如圖所示,在平直路面上向右行駛的小車中,一輕質(zhì)彈簧的一端固定在車廂右壁,另一端連接小車底板上的木塊,彈簧此時處于原長狀態(tài)并保持水平,下列判斷不正確的是 ( )
A.彈簧未發(fā)生彈性形變,小車可能在加速前進(jìn)
B.若木塊受到向右的摩擦力,則小車一定在做加速運(yùn)動
C.若木塊突然壓縮彈簧,則小車一定在做加速運(yùn)動
D.彈簧處于原長并保持水平時,木塊相對于車廂是靜止的
3.力與運(yùn)動的關(guān)系
例3如圖所示,這是雨滴下落時的情景。雨滴在空中下落時受到重力G和阻力f的作用,若阻力f隨雨滴下落速度的增大而增大,則在雨滴下落越來越快的過程中(忽略雨滴受到的浮力),G
(選填“<”、“=”或“>”)f;當(dāng)速度逐漸增大至使f=G時,此后雨滴的運(yùn)動情況是 (選填“減速下落”或“勻速下落”)。
思路導(dǎo)引根據(jù)題意,結(jié)合雨滴的運(yùn)動狀態(tài)判斷雨滴所受重力G與阻力f的大小關(guān)系。雨滴下落時,速度方向向下,雨滴下落越來越快,則說明雨滴所受合力方向與速度方向相同,所以合力方向是向下的,此時重力G大于阻力f;雨滴所受阻力f與雨滴重力G相等時,雨滴所受到的合力為零,雨滴處于平衡狀態(tài),故雨滴做勻速直線運(yùn)動。
對點(diǎn)自測
3如圖所示的一架遙控直升機(jī)模型,當(dāng)它勻速上升和勻速降落時(不計(jì)空氣阻力),旋翼提供的升力是 (選填“相等”或“不等”)的。在某次豎直爬升過程中,旋翼意外停轉(zhuǎn),則飛機(jī)模型將立即 (選填“加速下落”或“減速上升”)。假設(shè)在月球表面上,該直升機(jī)模型 (選填“能”或“不能”)懸停在空中。
4.力與運(yùn)動的圖像分析
例4在物理學(xué)中,力和運(yùn)動正確關(guān)系的得出,從亞里士多德到牛頓,歷經(jīng)二千多年。如圖甲,水平地面上的物體,在水平向右拉力的作用下,從t=0開始,物體的運(yùn)動情況如圖乙。對于這個過程,力和運(yùn)動描述正確的是 ( )
A.該物體一直做勻速直線運(yùn)動
B.t=1 s時,若F=3 N,則地面對物體的滑動摩擦力也為3 N
　　C.從t=0到t=6 s的過程中,力F在逐漸增大
D.物體做勻速直線運(yùn)動階段的速度為2 m/s
思路導(dǎo)引物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時,s-t圖像中s=0,而物體做勻速直線運(yùn)動時,其s-t圖像是一條直線,在此階段受平衡力作用。由s隨時間t的變化圖像可知,物體在0~2 s內(nèi)速度為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),2 s~6 s物體處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài);當(dāng)t=1 s時,F=3 N,由s隨時間t的變化圖像可知,物體靜止,靜摩擦力等于拉力;由s隨時間t的變化圖像可知,2 s以后物體做勻速直線運(yùn)動,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一對平衡力,兩個力的大小相等;由v=求出勻速直線運(yùn)動階段的速度。
對點(diǎn)自測
4物塊A靜止在粗糙程度均勻的水平桌面上,如圖甲所示,物塊A受到水平拉力F作用,拉力F隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。小麗從t=0開始,每隔2 s記錄物塊A的位置(用“·”表示物塊A),如圖丙所示。下列說法正確的是 ( )
A.0~2 s 內(nèi),物塊所受摩擦力為6 N
B.8~10 s 內(nèi),物塊所受摩擦力等于6 N
C.10~14 s 內(nèi),物塊的平均速度為11 cm/s
D.若18 s 時撤去F,物塊將做勻速直線運(yùn)動
【參考答案】
例1　D
對點(diǎn)自測
1.A
例2　C
對點(diǎn)自測
2.C
例3　>　勻速下落
對點(diǎn)自測
3.相等　減速上升　不能
【解析】當(dāng)直升機(jī)模型勻速上升和勻速降落時,它都處于平衡狀態(tài),受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小等于直升機(jī)模型的重力,則兩種情況下旋翼提供的升力相等;直升機(jī)模型豎直爬升過程中,若四個旋翼同時意外停轉(zhuǎn),直升機(jī)模型不再受向上的升力,該模型由于慣性還會上升,在重力的作用下它將立即減速上升;直升機(jī)的機(jī)翼在轉(zhuǎn)動時對空氣有一個向下的力,由于力的作用是相互的,空氣對機(jī)翼產(chǎn)生一個向上的力,使其上升;而月球表面沒有空氣,所以在月球上不能產(chǎn)生升力,直升機(jī)模型不能懸停在空中。
例4　D
對點(diǎn)自測
4.B　【解析】由圖丙可知,12 s到18 s物塊在相同時間內(nèi)通過的路程相等,物塊做勻速直線運(yùn)動,物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,由圖乙可知,此時f=F=6 N。由圖丙知,0~2 s內(nèi),物塊運(yùn)動的距離為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),受到的力為平衡力,平衡力大小相等,所受靜摩擦力等于拉力,由圖乙知0~2 s內(nèi)受到的拉力F=3 N,所以此時物塊所受摩擦力等于3 N,故A錯誤;由圖丙可知,8~10 s內(nèi),物塊處于運(yùn)動狀態(tài),物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,滑動摩擦力大小與接觸面的粗糙程度、物體間的壓力大小有關(guān),由于物體間接觸面的粗糙程度與物體間的壓力都不變,滑動摩擦力大小不變,摩擦力仍等于6 N,故B正確;由圖丙可知,10 s到14 s內(nèi)物塊移動的距離為10 cm+12 cm=22 cm,物塊平均速度v===5.5 cm/s,故C錯誤;若18 s時撤去F,物塊在水平方向受滑動摩擦力的作用,將做減速運(yùn)動,故D錯誤。
·方法突破·
1.平衡狀態(tài)下的運(yùn)動分析
物體在平衡狀態(tài)下處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),它受平衡力或不受力的作用。反之,物體不受力或受平衡力的作用時,將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
2.非平衡狀態(tài)下的運(yùn)動分析
力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變,則物體一定受到力的作用,且受非平衡力作用。
3.力與運(yùn)動的關(guān)系分析
物體所受合力為零時,物體受平衡力作用,則物體靜止或做勻速直線運(yùn)動;物體所受合力不為零時,物體做變速運(yùn)動。若物體所受合力的方向與運(yùn)動方向相同,則物體做加速運(yùn)動;若物體所受合力的方向與運(yùn)動方向相反,則物體做減速運(yùn)動。若力與運(yùn)動不在同一直線上,其運(yùn)動方向發(fā)生改變,也可根據(jù)物體的運(yùn)動情況判斷其受合力的情況:物體做勻速直
線運(yùn)動或靜止時,受平衡力,合力為零;物體做加速運(yùn)動時,合力方向與運(yùn)動方向相同;物體做減速運(yùn)動時,合力方向與運(yùn)動方向相反。
4.力與運(yùn)動的圖像分析
(1)v-t圖像反映了不同時間段內(nèi)物體的運(yùn)動情況,F-t圖像反映了不同時間段內(nèi)拉力的大小。
(2)物體在粗糙程度不變的水平面上運(yùn)動,無論是加速、減速還是勻速運(yùn)動,由于壓力和接觸面的粗糙程度不變,所受摩擦力的大小不變。
(3)物體做勻速直線運(yùn)動時,f與F是一對平衡力,這是計(jì)算摩擦力大小的關(guān)鍵。
·學(xué)習(xí)小助手·
　　力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài),但并不是“有力作用在物體上時,物體的運(yùn)動狀態(tài)就會變化”,當(dāng)物體受平衡力作用時,其運(yùn)動狀態(tài)就不變。

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