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暑假預習版 八上第二章 第1節 力 舉一反三(含解析)

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暑假預習版 八上第二章 第1節 力 舉一反三(含解析)

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第1節 力
考點一、力及其作用效果
1、力是什么
1.杠鈴被舉起、小車被推動、路面被壓實、鐵屑被吸引等現象,說明物體和物體之間分別發生了舉、推、壓、吸引的作用,這說明了力的存在。
2.一個物體對另一個物體施加拉、提、壓等作用時,另一物體就會受到這種作用,施加這種作用的物體叫施力物體,受到這種作用的物體叫受力物體。
3. 力的作用總是跟兩個物體相聯系(一個是施力物體,另-一個是受力物體),單獨一個物體不能產生力的作用,如果離開物體是不可能有力的作用的,即力是物體對物體的作用。
【能力拓展】
①力的產生不能脫離物體,當發生力的作用時,總有兩個物體存在,一個是施力物體,另一個是受力物體。施力物體相對于另一個物體來說,也是受力物體。
②相互接觸的物體不一定發生力的作用(如兩正方體木塊并排放在水平桌面上,兩木塊雖然接觸,但它們之間沒有發生相互作用),沒有接觸的物體之間也不一定沒有力的作用(如磁鐵吸引相隔一定距離的小鐵釘)。
2、力的作用效果
力的作用效果:改變物體的形狀;改變物體的運動狀態
典例1:在學習“物體運動狀態改變的原因”時,老師做了如圖所示的實驗:具有一定速度的鋼珠在水平面上能沿直線AB運動;如果在它的運動路徑旁放一磁體,鋼珠的運動路徑將變成曲線AC。對該實驗的理解,正確的是(  )
A.用玻璃球代替鋼珠也能達到實驗目的
B.鋼珠沿直線AB運動時不受任何外力作用
C.鋼珠沿曲線AC運動時運動狀態保持不變
D.實驗說明力是改變物體運動狀態的原因
變式1:關于力的說法,不正確的是(  )
A.力是物體對物體的作用
B.力是改變物體運動狀態的原因
C.受力物體同時一定也是施力物體
D.不接觸的物體之間一定沒有力的作用
變式2:(2023七下·婺城期末)如圖為杭州亞運會的部分體育圖標。其中有一個力與其他三個力所產生的作用效果不同的是(  )
A.用力拉弓,弓弦彎了 B.用力墊球,球飛出去
C.用力蹬蹦床,蹦床下陷 D.用力蹬跳板,跳板彎曲
變式3:下圖四種情況,力的作用效果與其他幾項不同的是(  )
A.風力使樹枝彎曲 B.運動員將標槍投出
C.壓力將鋁板壓成鍋 D.壓力使球和臉都變了樣
考點二、力的圖示
力的作用效果跟力的大小、方向和作用點都有關
【能力拓展】
(1)力的大小、方向和作用點共同影響力的作用效果。當其中一個要素改變時,力的作用效果也會隨之改變。
(2)探究影響力的作用效果的三個要素時要用控制變量法。例如當研究力的作用效果與力的大小之間的關系時,需要控制力的方向與作用點相同。
力的圖示:科學上通常用一條帶箭頭的線段來直觀地表示力,在受力物體上沿著力的方向畫一條線段,在線段的末端畫一個箭頭 表示力的方向,在箭頭邊上標上力的大小,線段的起點或終點表示力的作用點。這種表示力的圖形叫做力的示意圖。
典例1:小科用礦泉水瓶做了兩個實驗。請回答:
(1)他用力捏礦泉水瓶,可觀察到瓶子變扁,這是因為力能   。
(2)如圖,他用水平力推動底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;他用   相同大小的水平力推瓶蓋時,瓶子翻了,驗證的是力的作用效果與力的   有關。
變式1:力的作用效果與力的大小、方向、作用點有關。如圖,用大小相同的力,分別在不同位置按圖示方向開門,最容易的是(  )
A. B. C. D.
變式2:(2023七下·柯橋期中)如圖所示,將一個彈性較好的鋼片固定在桌邊,在鋼片上用細線掛鉤碼,使鋼片受力而發生如圖甲、乙、丙、丁的4種形變。
(1)通過比較圖甲和圖乙中鋼片的形變程度,可以發現:力的作用效果與力的   有關。
(2)通過比較圖甲和圖丁中鋼片的彎曲方向,可以發現:力的作用效果與力的   有關。
變式3:用力的示意圖畫出如圖所示物體所受的力。
(1)用10牛的力沿水平方向向右拉彈簧。
(2)用200牛的力提水桶。
(3)用與水平方向成30°角的50牛的力向右上方拉小車。
考點三、力的作用是相互的
(一)相互作用力
手拍桌子,手感到疼,說明一個物體對另一個物體施加力的作用時,也同樣受:到另一個物體對它的力的作用。也就是說,物體間力的作用是相互的。
(二)相互作用力的特點
物體間的相互作用力又稱為作用力與反作用力。如果把其中一個力叫作用力,則另一個力就叫反作用
(1)相互作用力的大小相等、方向相反、作用在兩個物體上,并且作用在同一條直線上。
(2)物體間力的作用是同時產生、同時消失的,沒有先后之分。
典例1:2022年2月5日,中國短道速滑隊在2000米混合團體接力A組決賽中獲得冬奧會中國首金。如圖所示,被接替者甲和接替者乙正在接力。請回答下列問題:
(1)接力過程中,乙雙手掌只有正對甲的臀大肌中部才能保證接力的效果最佳,這是因為力的作用效果與   有關。
(2)接力的瞬間,乙用力水平推甲,甲向前快速滑出,同時乙立馬慢了下來,這是因為  。
變式1:如圖是兩車發生交通事故后的現場照片,下列說法正確的是(   )
A.—定是左車去撞右車的
B.碰撞前瞬間右車的速度比左車大
C.碰撞時兩車各自所受的力大小相等
D.碰撞時兩車的形變程度相同
變式2:學校利用課間活動時間,分年級舉行了掰手腕大賽。如圖所示為比賽過程中的情形,最后左側同學獲勝。若左側同學對右側同學的力記為F1,右側同學對左側同學的力記為F2,則下列選項正確的是(  )
A.F1先于F2產生 B.F2先于F1產生
C.F1和F2大小相等 D.F1大于F2
變式3:氣球是一種常用的實驗器材。請回答:
(1)如圖甲所示,左手壓氣球,兩球都變形了,說明力的作用是   。
(2)如圖乙所示,向后噴氣,氣球前進,使氣球向前運動的施力物體是   (選填“氣球內噴出的氣體”或“氣球外的空氣”)。
(3)如圖丙所示,手指戳氣球,氣球凹進,說明力能改變物體的   (選填“形狀”或“運動狀態”)。
考點四、力的測量
(一)力的單位
要準確地區分力的大小,就要進行力的測量,而測量力的大小,首先應該確定力的單位。在國際單位制中,力的單位是牛頓,簡稱牛,用字母N表示。它是以英國科學家牛頓的名字命名的。拿起兩個雞蛋所用的力大約是1牛。
(二)彈性彈力
(1)彈性:物體受到力的作用時會發生形變,不受力時又會恢復到原來形狀,物體的這種性質稱為彈性。
(2)彈力:發生形變的物體,由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力。彈力是由物體發生彈性形變而產生的力。
(三)測力計
測量力大小的工具叫做測力計。彈簧測力計是一種常用的測力計,它的內部裝有一根可以伸縮的彈簧。
(四)彈簧測力計的原理和使用
原理:在彈性限度內,彈簧受到的拉力越大,彈簧伸長越長。
使用彈簧測力計時應注意以下問題:
(1)調零:使用前應檢查指針有沒有對準零刻度線,若沒有對準,則需要調零。
(2)被測力不能超出彈簧測力計的測量范圍,即量程。
(3)測量時拉桿、彈簧不能與面板摩擦。
(4)測量時,彈簧測力計的彈簧伸長方向要跟所測力的方向在同一條直線上,即要沿著彈簧測力計的軸線方向施力。
(5)讀數時,應讓視線與面板表面刻度垂直。
典例1:(2023七下·婺城期末)學校項目化學習小組的同學準備自己動手制作彈簧測力計,他們選取了甲、乙兩種規格的彈簧進行測試,繪出如圖1所示的圖像。請回答:
(1)圖中OA段、OB段是彈性形變,若要制作精確程度較高的彈簧測力計,應選用   (填“甲”或“乙”)彈簧。
(2)用彈簧乙制成彈簧測力計,在面板上標上刻度,如圖2是面板上刻度的一部分,在0.5cm處標上力的大小為   牛。
變式1:(2022七下·諸暨期中)一根彈簧原長為 10cm,當掛上 5N 的鉤碼時彈簧長度變為 11cm,若掛上 10N 的鉤碼時(不超過彈性限度),則彈簧長度變為(  )
A.13 cm B.12 cm C.23 cm D.21 cm
變式2:(2023七下·余杭期末)某項目小組用彈簧和刻度尺自制彈簧測力計,制作的彈簧測力計如右圖所示,標記刻度如下表:
彈簧所掛物體的重/N 0 2 4 6 8 10 12 14
刻度尺示數/cm 6 8 10 12 14 16 19 24
(1)從表中可知彈簧秤制作原理:   
(2)制作過程:小金在6厘米刻度線處標上0N,每增加1厘米,所標的力增加   N。
(3)作品應用:用該項目小組制作的彈簧測力計測某物體重力,示數如圖,該物體的重力為   。
變式3:(2023七下·常山期末)學校開展了制作臺秤的項目化學習活動。某興趣小組利用彈簧、托盤(20g)、大頭針、紙板等材料,按圖甲設計并制作了一臺秤(固定裝置未畫出).彈簧的壓縮長度△×與受到壓力F的關系如圖乙所示。
(1)[標識刻度] 將臺秤放在水平桌面上,托盤上不放物體時,大頭針指在硬紙板的4處,在A處標上”0”刻度。向托盤上放入重為IN的物體時,大頭針指在硬紙板的B處,在B處標上   克刻度(如圖丙所示)。
(2)[項目評價] 請根據如”下的評價量表判斷該臺秤”量程”這一指標是否達到優秀并說明理由   。
指標 優秀 合格 不合格
量程/克 大于等于600 300~600 0~300
精度/克 精確到10 精確到20 精確到40
考點五、重力
(一)重力的產生:物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
(二)重力的方向
重力的方向總是豎直向下。重力方向豎直向下的應用:
砌墻時,利用重垂線來檢查所砌墻壁是否豎直
利用水平儀檢查桌面、窗臺等是否水平
利用重垂線檢查相框是否掛正
(三)重力的作用點一---重心
一個物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認為各部分受到重力的作用集中于一點,這一叫做物體的重心。
引人重心的概念后,研究具體的物體時,就可以把整個物體各部分的重力用作用于重心的一個力表示,于是,部分問題中的被研究物體就可以用一個有質量的點來替代
①地球上的所有物體都受到重力的作用,不管質量大還是小,也不論有無生命,都受重力作用。
②重力是由于地球的吸引而產生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一個分力。
③重力是非接觸力,同一物體在空中與在地面上同樣受到重力作用。
④重力的施力物體是地球,受力物體是地球附近的物體。
(四)確定重心的方法
(1)有規則幾何形狀且質量分布均勻的物體的重心在它的幾何中心。如均勻球體的重心在它的球心;矩形均勻薄木板的重心在它的兩對角線的交點上。
(2)不規則薄板狀物體的重心可用懸掛法得到。先在A點把物體懸掛起來,物體靜止時,薄板所受的重力與懸繩的拉力在同一豎直線上,所以物體的重心一定在通過A點的豎直線AB上,然后在另一點C把物體懸掛起來,同理知,物體的重心一定在通過C點的豎直線CD上,AB和CD的交點0就是薄板狀物體重心的位置。
【能力拓展】
重力的方向不可說成垂直向下,豎直向下和垂直向下的含義是不同的。
①“豎直向下”是指與水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于支持面向下,只有當物體在水平支持面上時,豎直向下與垂直向下才相同。
重力示意圖的畫法
(1)先在物體上找到物體的重心。
(2)從重心開始畫出豎直向下的線段并標上箭頭。
(3)在箭頭旁邊標出重力的符號和大小。
重心不一定在物體上,如一個均勻的圓環,重心就不在圓環上,而在圓環的環心。
生活中,物體的穩定程度與重心的高低有關,降低重心可提高物體的穩定程度,如用卡車裝載貨物時,重的貨物裝在下面,輕的貨物裝在上面,且貨物不能裝得過高;物體穩定程度還與支持面的大小有關。
典例1:如圖所示,一個空心均勻球殼里面注滿水,球的正下方有一個小孔,在水由小孔慢慢流出的過程中,空心球殼和水的共同重心將會 (  )
A.一直下降 B.一直上升 C.先升高后降低 D.先降低后升高
變式1:如圖所示,用一根細線和一個重物制成的鉛垂線在生產和生活中有廣泛的應用。相關說法中,錯誤的是(  )
A.鉛垂線的原理是重力的方向總是豎直向下的
B.圖甲中利用鉛垂線可以檢查墻體是否豎直
C.圖乙中利用鉛垂線可以檢查窗臺是否水平
D.在月球表面不能用鉛垂線來檢查物體是否豎直
變式2:某項目化學習小組的同學想檢測桌面是否水平,使用了如圖所示的一種常見的簡易水平儀,水平儀的水準管中有個氣泡,被測面水平時氣泡在中間位置,被測面傾斜時,氣泡就會向一端移動。某次檢測時.氣泡移動到偏B的一側,則所測試的平面   (填“A”或“B")端高。請用所學知識說明理由:   。
變式3:試用重心的知識解釋為什么現在優秀跳高運動員都采用“背越式”技術而不采用“跨越式”(圖)。
考點六、探究重力大小的相關因素
實驗器材:彈簧測力計、質量均為100克的鉤碼4個。
實驗過程:用彈簧測力計依次測出1 ~ 4個鉤碼受到的重力,并記錄表格
測量分析數據:以質量為橫坐標,重力為縱坐標,建立直角坐標系,根據表格中的數據在坐標系中描點,連接這些點,發現重力----質量圖像是一條過原點的傾斜直線。
實驗結論:物體受到的重力跟它的質量成正比。重力和質量的比值大約是9.8牛/千克。
重力與質量的關系式G=mg
通常g取9.8牛/千克,表示質量為1千克的物體受到的重力為9.8牛。
粗略計算時,g值也可以取10牛/千克。
同一物體重力的大小還跟什么因素有關呢
(1)重力的大小跟物體所在的緯度、高度有關,物體在極地受到的重力比在赤道要略大些,在山腳受到的重力比在山頂要略大些。同物體在不同的地方,重力的大小略有不同,所以許多商品的包裝上所寫的“毛重”“凈重”等所指的其實是質量,而不是重力。
(2)同一物體在不同的星球上,其重力是不同的,質量為1千克的物體,在不同星球上受到重力如下表所示。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力(牛) 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 1.0
典例1:小金對太空中的星球比較感興趣,他從網上查得:甲、乙兩個星球表面上的物體的“重力”G與其質量m的關系如圖所示。由圖中信息可知,相同質量的物體在甲星球表面上的“重力”   (填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;據圖可得甲星球表面上物體的“重力”G與其質量m的關系式是   。
變式1:(2022七下·椒江期末)如圖甲所示,小科在水桶內加入適量水,桶口固定一根末端系有小球的細線。再將水桶置于斜面上,觀察到現象如圖乙。
(1)分析實驗說明重力方向始終是   。
(2)若桶內的小球質量為100克,請在圖丙中畫出小球受到的重力的示意圖。
變式2:(2023七下·富陽期末) 2011年5月,法國科學家發現行星“葛利斯581d”較適合地球生命居住,且同一物體在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的兩倍。某一在地球上質量為2kg的物體,在地球上豎直懸掛在某一彈簧測力計下,彈簧測力計的讀數是   N;若把此物體帶到“葛利斯581d”行星上,用托盤天平可以測得此物體的質量是   kg,把此物體豎直懸掛在上述同樣的彈簧測力計下,讀數是   N,此時該物體的慣性與在地球上相比將   (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
變式3:(2023七下·上城期末)小金同學想把彈簧測力計改裝成“質量秤”。他用量程為5N的彈簧測力計測量不同的物塊的重力,所得數據記錄于表中。(g取10N/kg)
物塊質量 100g 200g 300g
測力計示數 1N 2N 3N
(1)小金改裝的原理是m=   (填公式)。
(2)利用該“質量秤”可測得最大物體質量為   g。
(3)已知月球上的g約為地球上的,若把如圖彈簧測力計移至月球表面,稱量同一物體時指針的示數將 (選填字母)。
A.變大 B.變小 C.不變 D.不能確定
1.下列物體中,重力約為1牛的是(  )
A.一枚大頭針 B.兩個雞蛋 C.一個乒乓球 D.一張書桌
2.(2023七下·上城期末)如圖所示,滑板運動員站在滑板上,做出特定動作能夠使滑板升到空中。在此過程中,使滑板向上運動的力是(  )
A.人對滑板向下的力 B.滑板對人向上的力
C.地面對滑板向上的力 D.滑板對地面向下的力
3.構建思維導圖是整理知識的重要方法。如圖是某同學復習力學知識時構建的思維導圖,圖中4個舉例最合適的是(  )
A.舉例1:用力踢足球,足球被踢飛
B.舉例2:用力捏氣球,氣球被捏扁
C.舉例3:用力推鉛球,鉛球被推出
D.舉例4:用力擊排球,手有痛感
4.如果沒有重力,那么下列現象中,不會發生的是(  )
A.成熟的蘋果不會落向地面
B.茶杯里的水倒不進嘴里
C.飛揚的灰塵永遠留在空中
D.用力將雞蛋扔到地上,雞蛋不破
5.(2022七下·柯橋期中)我國“神舟十三號”乘組三位航天員在空間站若航天員在“失重”狀態的空間站進行體能鍛煉,下列活動中可采用的是(  )
A.用彈簧拉力器健身 B.做俯臥撐
C.用單杠做引體向上 D.舉啞鈴
6.(2023七下·上城期末)雞蛋碰石頭,結果往往是蛋碎了。關于雞蛋與石頭相互作用力的大小,下列說法正確的是(  )
A.石頭對雞蛋的作用力比雞蛋對石頭的作用力大
B.石頭對雞蛋的作用力比雞蛋對石頭的作用力小
C.石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的作用力大小相等
D.無法確定兩個力的大小關系
7.(2021七下·浦江期末)如圖所示,某同學實驗時在彈簧測力計的兩側沿水平方向各施加6N的拉力。并使其保持靜止,此時彈簧測力計的示數為( )
A.0牛 B.3牛 C.6牛 D.12牛
8.(2023七下·新昌期末)如圖所示,使用彈簧拉力器鍛煉身體,小東的四位同學也都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂水平伸直。小東的四位同學中兩臂水平伸直時對彈簧拉力器的拉力最大的是(  )
A.手臂最長的同學 B.體重最大的同學
C.身高最高的同學 D.力氣最大的同學
9.(2021七下·諸暨月考)足球運動員把足球踢向空中(如下圖)。若不計空氣阻力,則下列表示足球在空中飛行過程中的受力的示意圖中,正確的是(G表示重力,F表示腳對球的作用力) (  )
A. B. C. D.
10.(2023七下·甌海月考)下列力的示意圖中,表示斜面上物體A對斜面壓力的示意圖的是(  )
A. B. C. D.
11.一物塊沿斜面勻速下滑,如圖關于該物塊受力示意圖正確的是( )
A. B. C. D.
12.如圖所示一根羽毛放置在長木條上,并保持靜止狀態。下列對羽毛受到重力分析中錯誤的是(  )
A.重力大小等于木條對羽毛的支持力
B.重力方向是豎直向下的
C.重心位置在羽毛上的a點
D.重心位置在羽毛上的b點
13.關于g=9.8牛/千克所表示的物理意義,相關說法中正確的是(  )
A.質量是9.8千克的物體受到的重力是1牛
B.質量是1千克的物體受到的重力是9.8牛
C.1千克=9.8牛
D.物體受到的重力是其質量的9.8倍
14.(2021七下·吳興期中)當彈簧不受拉力作用時,我們稱其長度為原長L0 ,在彈簧的彈性限度內,彈簧受到的力F和彈簧的形變量Δx(Δx=L-L0)成正比,即F=kΔx(k叫做彈簧的勁度系數)如圖所示是某次實驗測得彈簧所受的力F與彈簧長度L 的關系圖象,請你根據圖象判斷下列說法中錯誤的是( )
A.彈簧的原長L0是10厘米
B.彈簧的勁度系數是200牛/米
C.當受到F=5牛時,彈簧縮短了2.5厘米
D.當彈簧伸長了15厘米(彈性限度內)時,受到F=30牛
15.請在圖中畫出小球所受力的示意圖。
16.畫出靜止在豎直墻角的籃球的受力情況。
17.墻體的豎直性是房屋質量的重要指標,在建造房屋時,建筑工人常常利用如圖所示的重垂線檢測墻體是否豎直,這運用了重力的方向是   ,圖中所示的墻體向   (填“左”或“右”)傾斜。
18.(2022七下·柯橋期末)小紅為了制作彈簧測力計,對一根彈簧進行了探究,將彈簧的一端固定,另一端懸掛鉤碼,記錄彈簧的長度與它受到的拉力之間的關系如下表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
彈簧長度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 14.2 18.0
若用此彈簧制作彈簧測力計,請回答以下問題:
(1)從表格信息可得,它的最大稱量是    N。
(2)右圖中左邊表示力的刻度,右邊表示彈簧伸長長度的刻度,則橫線處的刻度是   。
(3)當該彈簧測力計懸掛100g的重物時,彈簧比原長伸長了    cm。
19.(2023七下·新昌期末)力的作用效果與哪些因素有關呢?小敏做了四次實驗:將一個彈性較好的鋼片一端固定在O點,分別在鋼片上施加一個力,觀察力的作用效果,如圖所示。
(1)實驗時,通過   來反映力的作用效果大小。
(2)比較甲、丁兩圖,小敏得出結論:力的作用效果與力的   有關。
(3)比較乙、丙兩圖,小敏得出結論:力的作用效果與力的大小有關。該結論   (選填“正確”或“不正確”),其原因是   。
20.(2022七下·麗水期末)在研究彈簧的伸長與外力關系的實驗中,將彈簧水平放置測出其自然長度L0=10厘米,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的,用記錄的外力F與彈簧的伸長量X做出的F-X圖象如圖所示。
(1)該圖線不過原點0的原因是   ;
(2)當彈簧下端受到豎直向下4牛的拉力作用時,彈簧的長度為   厘米。
21.(2022七下·東陽期中)如圖所示是小科自制的探究力的三要素的裝置,直尺與吸盤之間用膠水固定,直尺上固定有A、B、C、D四個掛鉤。
(1)當彈簧測力計以2N的拉力分別水平向左拉A、C掛鉤時,觀察到拉   掛鉤時,直尺偏轉的程度更大,該實驗可說明力的   不同,力的作用效果不同。
(2)若要說明力的方向對力的作用效果有影響,可選用   掛鉤,運用到的試驗方法是   。
22.(2021七下·柯橋月考)在探究“重力的大小跟什么因素有關”的實驗中,得到如表數據:
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
 
(1)本實驗中用到的測量器材有:   。
(2)分析表中數據可知:物體的質量為0.7kg時,它受到的重力是   N。
(3)以下四個圖象中,關于物體重力的大小與其質量的關系,正確的是   。
23.(2023七下·柯橋期中)小柯同學為了制作彈簧測力計,對一根彈簧進行了探究。將彈簧的一端固定,另一端懸掛鉤碼,記錄彈簧的長度與它受到的拉力之間的關系如下表所示:
拉力(牛) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
彈簧長度(厘米) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此彈簧制作彈簧測力計,請回答以下問題:
(1)分析表格可得規律:   。
(2)根據表中數據,此彈簧測力計的最大稱量是   牛。
(3)若該彈簧測力計的最小刻度為0.1牛,則相鄰刻度線之間的距離為   厘米。
24.為了探究力的作用效果與那些因素有關,小王同學做了如下實驗。如圖所示使一薄鋼條下端固定,現分別用不同的力去推它,使其發生甲、乙、 丙、丁各圖所示的形變。如果 F1=F3=F4>F2 ,則:
(1)小王同學在做實驗前必須先分析問題,并做出猜測。從小王同學設計的實驗來看,他認為力的作用效果與那些因素有關? ;
(2)小王同學通過甲乙兩次實驗。比較實驗現象,是為了驗證猜想: ;
(3)要得出“力的作用效果與力的作用點有關”的結論,小王同學須分析比較 兩次實驗;
(4)小王同學能不能通過分析比較乙和 丁兩次實驗的現象來得出結論?為什么?
25.(2023七下·永嘉月考)學校開展了制作測力計的項目化學習。某興趣小組利用A、B兩根不同的橡皮筋做成橡皮筋測力計。先將橡皮筋的一端固定,另一端懸掛鉤碼,每個鉤碼的質量均為50克(如圖甲),分別記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸長量Δx,根據多組測量數據畫出的圖像如圖乙所示。
“自制測力計”成果評價量表
評價內容 評價標準 評分
5分 3分 1分  
科學性 精確度高 精確度較高 精確度低  
實用性 量程大,攜帶方便 量程較大,攜帶較方便 量程小,攜帶不方便  
美觀性 外形美觀,結構完整 外形較美觀,結構較完整 外形不美觀,結構不完整  
(1)由圖乙得,在橡皮筋的彈性范圍內,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的伸長量   ;
(2)小明用橡皮筋B制成一款測力計并測量一個蘋果的重力,當掛上蘋果后橡皮筋的伸長量為15厘米,請判斷該蘋果的重力并說明推導過程   。
(3)根據“自制測力計”成果評價量表,說一說你會選擇A、B橡皮筋中的哪一根制作成測力計并說明你的選擇理由是   。
26.在探究“重力的大小跟什么因素有關”的實驗中,按照圖甲所示,把鉤碼逐個掛在彈簧測力計上,分別測出它們受到的重力,并記錄在下面的表格中。
質量m/g 100 200 300   500
重力G/N 1 2 3 4 5
(1)把表格中的空格填寫完整。
(2)圖甲中彈簧測力計的示數為   N。
(3)根據表格中的實驗數據,在圖乙中畫出重力與質量的關系圖像。
(4)由此可知物體所受的重力跟質量成   。
(5)若測力計水平校零后去測重力,則測量值比真實值偏   。若測力計倒過來,用掛環吊物體測重力,測量值比真實值偏   。
27.(2022七下·諸暨期中)月球對它表面附近的物體也有引力,這個力大約是地球對地面附近同一物體引力的1/6.若一個身著裝備的航天員達到月球表面,月球對他的引力約為150N,則
(1)這個宇航員在地球上,地球對他的引力約為多少牛
(2)這位宇航員連同裝備的總質量約為多少?(g地取10N/kg)
28.如圖所示為手拉質量為0.4kg的小球做圓周運動的示意圖。
(1)計算這個做圓周運動的小球的重力是多少牛頓。(g取10 N/kg)
(2)請在圖中畫出小球所受重力的示意圖。
29.(2023七下·武義期末)一輛自重為5×104N的貨車裝載著20箱貨物,每箱貨物的質量是400kg,行駛到一座立有限重標志牌的橋前,標志牌如圖所示。回答下列問題:
(1)這輛貨車和貨物的總質量為多少?
(2)這輛車能安全過橋嗎?若不能,則需要卸下幾箱貨物
30.(2023七下·蘭溪期中)月面巡視探測器(月球車)是集工程和智能機器人為一體的復雜航天器,具備地--月遙控能力,有獨立驅動的六輪搖臂式行走系統,高1.5米,質量為120千克.求:
(1)月球車在地球上受到的重力.
(2)在地球上重6牛的物體放到月球上時重為1牛,那么月球車被送到月球上時的質量和受到的重力分別是多少?(g取10牛/千克)
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
課后鞏固
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第1節 力
考點一、力及其作用效果
1、力是什么
1.杠鈴被舉起、小車被推動、路面被壓實、鐵屑被吸引等現象,說明物體和物體之間分別發生了舉、推、壓、吸引的作用,這說明了力的存在。
2.一個物體對另一個物體施加拉、提、壓等作用時,另一物體就會受到這種作用,施加這種作用的物體叫施力物體,受到這種作用的物體叫受力物體。
3. 力的作用總是跟兩個物體相聯系(一個是施力物體,另-一個是受力物體),單獨一個物體不能產生力的作用,如果離開物體是不可能有力的作用的,即力是物體對物體的作用。
【能力拓展】
①力的產生不能脫離物體,當發生力的作用時,總有兩個物體存在,一個是施力物體,另一個是受力物體。施力物體相對于另一個物體來說,也是受力物體。
②相互接觸的物體不一定發生力的作用(如兩正方體木塊并排放在水平桌面上,兩木塊雖然接觸,但它們之間沒有發生相互作用),沒有接觸的物體之間也不一定沒有力的作用(如磁鐵吸引相隔一定距離的小鐵釘)。
2、力的作用效果
力的作用效果:改變物體的形狀;改變物體的運動狀態
典例1:在學習“物體運動狀態改變的原因”時,老師做了如圖所示的實驗:具有一定速度的鋼珠在水平面上能沿直線AB運動;如果在它的運動路徑旁放一磁體,鋼珠的運動路徑將變成曲線AC。對該實驗的理解,正確的是(  )
A.用玻璃球代替鋼珠也能達到實驗目的
B.鋼珠沿直線AB運動時不受任何外力作用
C.鋼珠沿曲線AC運動時運動狀態保持不變
D.實驗說明力是改變物體運動狀態的原因
【答案】D
【解析】(1)物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫磁性;
(2)鐵磁性物質在磁場中會受力磁力的作用;
(3)物體運動狀態的改變包括:由靜止變運動,由運動變靜止,速度大小改變或運動方向改變;
(4)根據力與運動的關系分析判斷。
【解答】A.磁體對鋼珠會產生引力的作用,而對玻璃球沒有吸引力,故A錯誤;
B.鋼珠沿直線AB運動時會受到磁體產生的引力,故B錯誤;
C.鋼珠沿曲線AC運動時運動方向和速度不斷改變,即運動狀態不斷改變,故C錯誤;
D.實驗說明力是改變物體運動狀態的原因,故D正確。
變式1:關于力的說法,不正確的是(  )
A.力是物體對物體的作用
B.力是改變物體運動狀態的原因
C.受力物體同時一定也是施力物體
D.不接觸的物體之間一定沒有力的作用
【答案】D
【解析】A.力是物體對物體的作用,故A正確不合題意;
B.力是改變物體運動狀態的原因,故B正確不合題意;
C.受力物體同時一定也是施力物體,故C正確不合題意;
D.不接觸的物體之間也會發生力的作用,例如重力、萬有引力、電磁力等,故D錯誤符合題意。
變式2:(2023七下·婺城期末)如圖為杭州亞運會的部分體育圖標。其中有一個力與其他三個力所產生的作用效果不同的是(  )
A.用力拉弓,弓弦彎了 B.用力墊球,球飛出去
C.用力蹬蹦床,蹦床下陷 D.用力蹬跳板,跳板彎曲
【答案】B
【解析】力的作用效果包括:①改變物體的形狀;②改變物體的運動狀態。
【解答】A.用力拉弓,弓弦彎了,即力改變物體的形狀;
B.用力墊球,球飛出去,即力改變物體的運動狀態;
C.用力蹬蹦床,蹦床下陷,即力改變物體的形狀;
D. 用力蹬跳板,跳板彎曲,即力改變物體的形狀。那么與其它三個不同的是B。
變式3:下圖四種情況,力的作用效果與其他幾項不同的是(  )
A.風力使樹枝彎曲 B.運動員將標槍投出
C.壓力將鋁板壓成鍋 D.壓力使球和臉都變了樣
【答案】B
【解析】力的作用效果:一是力可以改變物體的形狀,二是力可以改變物體的運動狀態,據此分析各選項,找出答案。
【解答】A:風力使樹枝彎曲,力改變物體的形狀。
B:運動員將標槍投出,力改變物體的運動狀態。
C:壓力將鋁板壓成鍋,力改變物體的形狀。
D:壓力使球和臉都變了樣,力改變物體的形狀
考點二、力的圖示
力的作用效果跟力的大小、方向和作用點都有關
【能力拓展】
(1)力的大小、方向和作用點共同影響力的作用效果。當其中一個要素改變時,力的作用效果也會隨之改變。
(2)探究影響力的作用效果的三個要素時要用控制變量法。例如當研究力的作用效果與力的大小之間的關系時,需要控制力的方向與作用點相同。
力的圖示:科學上通常用一條帶箭頭的線段來直觀地表示力,在受力物體上沿著力的方向畫一條線段,在線段的末端畫一個箭頭 表示力的方向,在箭頭邊上標上力的大小,線段的起點或終點表示力的作用點。這種表示力的圖形叫做力的示意圖。
典例1:小科用礦泉水瓶做了兩個實驗。請回答:
(1)他用力捏礦泉水瓶,可觀察到瓶子變扁,這是因為力能   。
(2)如圖,他用水平力推動底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;他用   相同大小的水平力推瓶蓋時,瓶子翻了,驗證的是力的作用效果與力的   有關。
【答案】(1)改變物體的形狀(2)相同方向;作用點
【解析】(1)力的作用效果:①改變物體的運動狀態;②改變物體的形狀;
(2)力的作用效果與力的大小、方向和作用點有關。探究某個因素對物理量的影響時,必須控制其它因素相同,而只改變這個因素。
【解答】(1)他用力捏礦泉水瓶,可觀察到瓶子變扁,這是因為力能改變物體的形狀;
(2)如圖,他用水平力推動底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;他用相同方向相同大小的水平力推瓶蓋時,瓶子翻了,驗證的是力的作用效果與力的作用點有關。
變式1:力的作用效果與力的大小、方向、作用點有關。如圖,用大小相同的力,分別在不同位置按圖示方向開門,最容易的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根據生活經驗知,力距離轉軸越遠越容易把門打開。
【解答】力距離轉軸越遠越容易把門打開,四幅圖中,C、D兩圖的力距離轉軸最遠,但D圖中力的作用線通過門的轉軸,無法將門打開,因此C圖中的力最容易將門打開,故C正確。
變式2:(2023七下·柯橋期中)如圖所示,將一個彈性較好的鋼片固定在桌邊,在鋼片上用細線掛鉤碼,使鋼片受力而發生如圖甲、乙、丙、丁的4種形變。
(1)通過比較圖甲和圖乙中鋼片的形變程度,可以發現:力的作用效果與力的   有關。
(2)通過比較圖甲和圖丁中鋼片的彎曲方向,可以發現:力的作用效果與力的   有關。
【答案】(1)大小
(2)方向
【解析】(1)根據圖片確定甲和乙中哪個因素不同;
(2)根據圖片確定甲和丁中哪個因素不同。
【解答】(1)甲中掛一個鉤碼,乙中掛兩個鉤碼,則二者受到的拉力大小不同,那么得到:力的作用效果與力的大小有關。
(2)甲中鉤碼的拉力向下,丁中鉤碼的拉力向上,那么得到:力的作用效果與力的方向有關。
變式3:用力的示意圖畫出如圖所示物體所受的力。
(1)用10牛的力沿水平方向向右拉彈簧。
(2)用200牛的力提水桶。
(3)用與水平方向成30°角的50牛的力向右上方拉小車。
【答案】(1)解:如圖所示:
(2)解:如圖所示:
(3)解:如圖所示:
【解析】畫力的示意圖時,要找出力的三要素,根據力的示意圖的畫法畫出各力。
【解答】(1)拉彈簧的拉力作用點在拉力與彈簧接觸處,大小為10N,方向向右,畫出力的示意圖如圖所示:;
(2)水桶受到的拉力作用點在手和水桶接觸處,大小為200牛,方向豎直向上。畫出力的示意圖 如圖所示:。
(3)從力的作用點畫水平線,拉力方向和水平面成30度角,畫出拉力,線段末端箭頭方向代表拉力方向,并且標明力的大小50牛。 畫出力的示意圖 如圖所示:
考點三、力的作用是相互的
(一)相互作用力
手拍桌子,手感到疼,說明一個物體對另一個物體施加力的作用時,也同樣受:到另一個物體對它的力的作用。也就是說,物體間力的作用是相互的。
(二)相互作用力的特點
物體間的相互作用力又稱為作用力與反作用力。如果把其中一個力叫作用力,則另一個力就叫反作用
(1)相互作用力的大小相等、方向相反、作用在兩個物體上,并且作用在同一條直線上。
(2)物體間力的作用是同時產生、同時消失的,沒有先后之分。
典例1:2022年2月5日,中國短道速滑隊在2000米混合團體接力A組決賽中獲得冬奧會中國首金。如圖所示,被接替者甲和接替者乙正在接力。請回答下列問題:
(1)接力過程中,乙雙手掌只有正對甲的臀大肌中部才能保證接力的效果最佳,這是因為力的作用效果與   有關。
(2)接力的瞬間,乙用力水平推甲,甲向前快速滑出,同時乙立馬慢了下來,這是因為  。
【答案】(1)作用點(2)物體間力的作用是相互的
【解析】(1)力的作用效果與大小、方向和作用點有關,根據題目描述分析哪個因素不同即可。
(2)根據力的作用的相互性分析解答。
【解答】(1)接力過程中,乙雙手掌只有正對甲的臀大肌中部才能保證接力的效果最佳,這是因為力的作用效果與作用點有關。
(2)接力的瞬間,乙用力水平推甲,甲向前快速滑出,同時乙立馬慢了下來,這是因為物體間力的作用是相互的。
變式1:如圖是兩車發生交通事故后的現場照片,下列說法正確的是(   )
A.—定是左車去撞右車的
B.碰撞前瞬間右車的速度比左車大
C.碰撞時兩車各自所受的力大小相等
D.碰撞時兩車的形變程度相同
【答案】C
【解析】(1)(2)根據相對運動的知識判斷;
(3)根據相互作用力的條件判斷;
(4)根據力的作用效果判斷。
【解答】根據圖片可知,左車靜止,右車撞左車;后者右車靜止,左車撞右車;或者兩車對撞,都可能出現圖中情形,故A錯誤;
根據圖片信息,無法判斷碰撞前哪輛車的速度更大,B錯誤;
碰撞時,左車對右車的力與右車對左車的力為一對相互作用力,二者大小相等,方向相反,故C正確;
根據圖片可知,碰撞時輛車的形變程度不同,故D錯誤。
變式2:學校利用課間活動時間,分年級舉行了掰手腕大賽。如圖所示為比賽過程中的情形,最后左側同學獲勝。若左側同學對右側同學的力記為F1,右側同學對左側同學的力記為F2,則下列選項正確的是(  )
A.F1先于F2產生 B.F2先于F1產生
C.F1和F2大小相等 D.F1大于F2
【答案】C
【解析】相互作用力的特點:大小相等、方向相反、作用在同一直線和兩個物體上。
【解答】根據圖片可知,左側同學對右側同學的力和右側同學對左側同學的力為一對相互作用力,即二者大小相等,方向相反,那么F1=F2。
變式3:氣球是一種常用的實驗器材。請回答:
(1)如圖甲所示,左手壓氣球,兩球都變形了,說明力的作用是   。
(2)如圖乙所示,向后噴氣,氣球前進,使氣球向前運動的施力物體是   (選填“氣球內噴出的氣體”或“氣球外的空氣”)。
(3)如圖丙所示,手指戳氣球,氣球凹進,說明力能改變物體的   (選填“形狀”或“運動狀態”)。
【答案】(1)相互的(2)氣球內噴出的氣體(3)形狀
【解析】(1)根據力的作用的相互性分析解答;
(2)對氣球進行受力分析即可;
(3)力的作用效果:①改變物體的形狀;②改變物體的運動狀態。
【解答】(1)如圖甲所示,左手壓氣球,兩球都變形了,說明力的作用是相互的;
(2)如圖乙所示,向后噴氣,氣球前進,使氣球向前運動的施力物體是氣球內噴出的氣體;
(3)如圖丙所示,手指戳氣球,氣球凹進,說明力能改變物體的形狀。
考點四、力的測量
(一)力的單位
要準確地區分力的大小,就要進行力的測量,而測量力的大小,首先應該確定力的單位。在國際單位制中,力的單位是牛頓,簡稱牛,用字母N表示。它是以英國科學家牛頓的名字命名的。拿起兩個雞蛋所用的力大約是1牛。
(二)彈性彈力
(1)彈性:物體受到力的作用時會發生形變,不受力時又會恢復到原來形狀,物體的這種性質稱為彈性。
(2)彈力:發生形變的物體,由于要恢復原狀,對與它接觸的物體會產生力的作用,這種力叫做彈力。彈力是由物體發生彈性形變而產生的力。
(三)測力計
測量力大小的工具叫做測力計。彈簧測力計是一種常用的測力計,它的內部裝有一根可以伸縮的彈簧。
(四)彈簧測力計的原理和使用
原理:在彈性限度內,彈簧受到的拉力越大,彈簧伸長越長。
使用彈簧測力計時應注意以下問題:
(1)調零:使用前應檢查指針有沒有對準零刻度線,若沒有對準,則需要調零。
(2)被測力不能超出彈簧測力計的測量范圍,即量程。
(3)測量時拉桿、彈簧不能與面板摩擦。
(4)測量時,彈簧測力計的彈簧伸長方向要跟所測力的方向在同一條直線上,即要沿著彈簧測力計的軸線方向施力。
(5)讀數時,應讓視線與面板表面刻度垂直。
典例1:(2023七下·婺城期末)學校項目化學習小組的同學準備自己動手制作彈簧測力計,他們選取了甲、乙兩種規格的彈簧進行測試,繪出如圖1所示的圖像。請回答:
(1)圖中OA段、OB段是彈性形變,若要制作精確程度較高的彈簧測力計,應選用   (填“甲”或“乙”)彈簧。
(2)用彈簧乙制成彈簧測力計,在面板上標上刻度,如圖2是面板上刻度的一部分,在0.5cm處標上力的大小為   牛。
【答案】(1)甲 (2)1
【解析】(1)精度高指拉力相同時形變量更明顯;
(2)彈簧測力計的原理為形變量與其所受拉力成正比。
【解答】(1)甲彈簧在拉力相同時形變量更大,故精度高;
(2)由圖1可知每受到1N的力,其彈簧伸長0.5cm,故為1N。
變式1:(2022七下·諸暨期中)一根彈簧原長為 10cm,當掛上 5N 的鉤碼時彈簧長度變為 11cm,若掛上 10N 的鉤碼時(不超過彈性限度),則彈簧長度變為(  )
A.13 cm B.12 cm C.23 cm D.21 cm
【答案】B
【解析】在彈性限度內,彈簧的伸長與受到的拉力成正比,據此分析解答。
【解答】在彈性限度內,彈簧的伸長與受到的拉力成正比,
即:;;解得:L'=12cm。
變式2:(2023七下·余杭期末)某項目小組用彈簧和刻度尺自制彈簧測力計,制作的彈簧測力計如右圖所示,標記刻度如下表:
彈簧所掛物體的重/N 0 2 4 6 8 10 12 14
刻度尺示數/cm 6 8 10 12 14 16 19 24
(1)從表中可知彈簧秤制作原理:   
(2)制作過程:小金在6厘米刻度線處標上0N,每增加1厘米,所標的力增加   N。
(3)作品應用:用該項目小組制作的彈簧測力計測某物體重力,示數如圖,該物體的重力為   。
【答案】(1)在彈性限度內,彈簧伸長的長度與受到的拉力成正比
(2)1
(3)6N
【解析】(1)彈簧秤的工作原理為其所受拉力與其形變量成正比;
(2) 伸長的長度與受到的拉力成正比 ,故可以通過表格數據分析;
(3)拉力為零時,此時彈簧的伸長由自重導致。
【解答】(1) 彈簧秤制作原理為在彈性限度內,彈簧伸長的長度與受到的拉力成正比;
(2)分析數據可知:增加1厘米,所標的力增加1N ;
(3)當所掛物重為0N時,示數為6cm,故為6N.
變式3:(2023七下·常山期末)學校開展了制作臺秤的項目化學習活動。某興趣小組利用彈簧、托盤(20g)、大頭針、紙板等材料,按圖甲設計并制作了一臺秤(固定裝置未畫出).彈簧的壓縮長度△×與受到壓力F的關系如圖乙所示。
(1)[標識刻度] 將臺秤放在水平桌面上,托盤上不放物體時,大頭針指在硬紙板的4處,在A處標上”0”刻度。向托盤上放入重為IN的物體時,大頭針指在硬紙板的B處,在B處標上   克刻度(如圖丙所示)。
(2)[項目評價] 請根據如”下的評價量表判斷該臺秤”量程”這一指標是否達到優秀并說明理由   。
指標 優秀 合格 不合格
量程/克 大于等于600 300~600 0~300
精度/克 精確到10 精確到20 精確到40
【答案】(1)100
(2)不能,因為彈簧在受到6N的壓力以內才能發生彈性形變,而托盤質量為20克,因此該臺秤的量程為0~580克
【解析】 彈簧測力計的原理是彈簧受力與彈性形變大小成正比。在彈性限度內,彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長就越長。
【解答】(1)將臺秤放在水平桌面上,托盤上不放物體時,大頭針指在硬紙板的4處,在A處標上”0”刻度。向托盤上放入重為IN的物體時,質量為0.1kg,B處標上100克刻度;
(2)從乙圖中可以看出,最大的壓力為6N,所以最大的質量為600g, 托盤(20g) ,所以物體最大為580克,不能大于等于600克,不然會是彈簧發生形變,所以不能,因為彈簧在受到6N的壓力以內才能發生彈性形變,而托盤質量為20克,因此該臺秤的量程為0~580克;
故答案為:(1)100(2) 不能,因為彈簧在受到6N的壓力以內才能發生彈性形變,而托盤質量為20克,因此該臺秤的量程為0~580克
考點五、重力
(一)重力的產生:物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
(二)重力的方向
重力的方向總是豎直向下。重力方向豎直向下的應用:
砌墻時,利用重垂線來檢查所砌墻壁是否豎直
利用水平儀檢查桌面、窗臺等是否水平
利用重垂線檢查相框是否掛正
(三)重力的作用點一---重心
一個物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認為各部分受到重力的作用集中于一點,這一叫做物體的重心。
引人重心的概念后,研究具體的物體時,就可以把整個物體各部分的重力用作用于重心的一個力表示,于是,部分問題中的被研究物體就可以用一個有質量的點來替代
①地球上的所有物體都受到重力的作用,不管質量大還是小,也不論有無生命,都受重力作用。
②重力是由于地球的吸引而產生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一個分力。
③重力是非接觸力,同一物體在空中與在地面上同樣受到重力作用。
④重力的施力物體是地球,受力物體是地球附近的物體。
(四)確定重心的方法
(1)有規則幾何形狀且質量分布均勻的物體的重心在它的幾何中心。如均勻球體的重心在它的球心;矩形均勻薄木板的重心在它的兩對角線的交點上。
(2)不規則薄板狀物體的重心可用懸掛法得到。先在A點把物體懸掛起來,物體靜止時,薄板所受的重力與懸繩的拉力在同一豎直線上,所以物體的重心一定在通過A點的豎直線AB上,然后在另一點C把物體懸掛起來,同理知,物體的重心一定在通過C點的豎直線CD上,AB和CD的交點0就是薄板狀物體重心的位置。
【能力拓展】
重力的方向不可說成垂直向下,豎直向下和垂直向下的含義是不同的。
①“豎直向下”是指與水平面垂直向下的方向。
②“垂直向下”是指垂直于支持面向下,只有當物體在水平支持面上時,豎直向下與垂直向下才相同。
重力示意圖的畫法
(1)先在物體上找到物體的重心。
(2)從重心開始畫出豎直向下的線段并標上箭頭。
(3)在箭頭旁邊標出重力的符號和大小。
重心不一定在物體上,如一個均勻的圓環,重心就不在圓環上,而在圓環的環心。
生活中,物體的穩定程度與重心的高低有關,降低重心可提高物體的穩定程度,如用卡車裝載貨物時,重的貨物裝在下面,輕的貨物裝在上面,且貨物不能裝得過高;物體穩定程度還與支持面的大小有關。
典例1:如圖所示,一個空心均勻球殼里面注滿水,球的正下方有一個小孔,在水由小孔慢慢流出的過程中,空心球殼和水的共同重心將會 (  )
A.一直下降 B.一直上升 C.先升高后降低 D.先降低后升高
【答案】D
【解析】物體重心的位置與物體的質量分布和形狀有關,在水從小孔不斷流出的過程中,根據容器和水的整體的重心位置變化分析判斷。
【解答】當注滿水時,球殼和水的重心均在球心,故它們共同的重心在球心;隨著水的流出,球殼的重心雖然仍在球心,但水的重心逐漸下降。開始一段時間內,球殼內剩余的水較多,隨著水的重心的下降,球殼和水共同的重心也下降。后一段時間內,球殼內剩余的水較少,隨著水的重心的下降,球殼和水共同的重心升高;剩余的水越少,共同重心越靠近球心。最后,水流完時,重心又回到球心,即球殼和水的共同重心將先降低后升高。故D正確,而A、B、C錯誤。
變式1:如圖所示,用一根細線和一個重物制成的鉛垂線在生產和生活中有廣泛的應用。相關說法中,錯誤的是(  )
A.鉛垂線的原理是重力的方向總是豎直向下的
B.圖甲中利用鉛垂線可以檢查墻體是否豎直
C.圖乙中利用鉛垂線可以檢查窗臺是否水平
D.在月球表面不能用鉛垂線來檢查物體是否豎直
【答案】D
【解析】重力的方向在任何情況下都是豎直向下的,重錘線是利用重物靜止時線總是豎直下垂的原理制造的儀器。
【解答】如果窗臺和鉛垂線的方向垂直,說明窗臺水平,則乙圖中利用鉛垂線檢查窗臺是否水平。
重力的方向總是豎直向下的(不是垂直向下的),如果墻與鉛垂線的方向是一致的(即墻和鉛垂線平行),說明墻壁就是豎直的,則甲圖中利用鉛垂線檢查墻體是否豎直;故ABC正確,D錯誤。
故答案為:D。
變式2:某項目化學習小組的同學想檢測桌面是否水平,使用了如圖所示的一種常見的簡易水平儀,水平儀的水準管中有個氣泡,被測面水平時氣泡在中間位置,被測面傾斜時,氣泡就會向一端移動。某次檢測時.氣泡移動到偏B的一側,則所測試的平面   (填“A”或“B")端高。請用所學知識說明理由:   。
【答案】B;重力的方向總是豎點向下的
【解析】(1)水平儀是利用重力的方向總是豎直向下的原理制成的。
(2)水平儀的氣泡偏向哪邊,哪邊就偏高。
【解答】某次檢測時,氣泡移動到偏B的一側,則所測試的平面B端高,理由是:重力的方向總是豎直向下;水往低的一側流動,將氣泡擠到高的一側。
變式3:試用重心的知識解釋為什么現在優秀跳高運動員都采用“背越式”技術而不采用“跨越式”(圖)。
【答案】“背越式”和“跨越式”相比,在人過橫桿時的姿勢形狀不同,導致重心升高的距離不同。 “背越式”過橫桿時,人的形狀呈反弓形,如圖所示,重心的位置(圖中的C點)在人體A點之下,人可以跳過橫桿的高度超過人體重心的高度;而采用“跨越式”,橫桿在人體重心之下。 因此重心升高相同的高度時,采用“背越式”可以跳過比“跨越式”更高的橫桿。
【解析】當運動員跳高時,在保證身體通過橫桿后,重心上升的高度越小,則克服重力做功越小,那么運動員的技術越高。注意分析兩種跨桿方式中重心的位置變化即可。
考點六、探究重力大小的相關因素
實驗器材:彈簧測力計、質量均為100克的鉤碼4個。
實驗過程:用彈簧測力計依次測出1 ~ 4個鉤碼受到的重力,并記錄表格
測量分析數據:以質量為橫坐標,重力為縱坐標,建立直角坐標系,根據表格中的數據在坐標系中描點,連接這些點,發現重力----質量圖像是一條過原點的傾斜直線。
實驗結論:物體受到的重力跟它的質量成正比。重力和質量的比值大約是9.8牛/千克。
重力與質量的關系式G=mg
通常g取9.8牛/千克,表示質量為1千克的物體受到的重力為9.8牛。
粗略計算時,g值也可以取10牛/千克。
同一物體重力的大小還跟什么因素有關呢
(1)重力的大小跟物體所在的緯度、高度有關,物體在極地受到的重力比在赤道要略大些,在山腳受到的重力比在山頂要略大些。同物體在不同的地方,重力的大小略有不同,所以許多商品的包裝上所寫的“毛重”“凈重”等所指的其實是質量,而不是重力。
(2)同一物體在不同的星球上,其重力是不同的,質量為1千克的物體,在不同星球上受到重力如下表所示。
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力(牛) 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 1.0
典例1:小金對太空中的星球比較感興趣,他從網上查得:甲、乙兩個星球表面上的物體的“重力”G與其質量m的關系如圖所示。由圖中信息可知,相同質量的物體在甲星球表面上的“重力”   (填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;據圖可得甲星球表面上物體的“重力”G與其質量m的關系式是   。
【答案】大于;G=m×15N/kg
【解析】(1)根據圖像比較物體在不同星球上重力的大小;
(2)從圖像中提取一組數據,計算出重力和質量的比值,進而得到重力和質量的關系。
【解答】(1)根據圖像可知,當質量為8kg時,物體在甲星球上的重力為120N,在乙星球上的重力為40N,因此相同質量的物體在甲星球表面上的“重力”大于其在乙星球表面上的“重力”。
(2)根據圖像可知,在甲星球上,質量為8kg的物體重力為120N,根據G=mg得到:120N=8kg×g,解得:g=15N/kg。那么甲星球上物體的重力與質量的關系為:G=m×15N/kg。
變式1:(2022七下·椒江期末)如圖甲所示,小科在水桶內加入適量水,桶口固定一根末端系有小球的細線。再將水桶置于斜面上,觀察到現象如圖乙。
(1)分析實驗說明重力方向始終是   。
(2)若桶內的小球質量為100克,請在圖丙中畫出小球受到的重力的示意圖。
【答案】(1)豎直向下
(2)
【解析】(1)根據重力方向的知識分析解答;
(2)根據G=mg計算出小球受到的重力,確定重力的作用點和方向,然后做出力的示意圖。
【解答】(1)根據圖片可知,懸掛小球的細線始終與水平面垂直向下,因此重力的方向始終是豎直向下的。
(2)小球的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,作用在重心上,方向豎直向下,如下圖所示:
變式2:(2023七下·富陽期末) 2011年5月,法國科學家發現行星“葛利斯581d”較適合地球生命居住,且同一物體在“葛利斯581d”行星表面所受重力大小是在地球表面的兩倍。某一在地球上質量為2kg的物體,在地球上豎直懸掛在某一彈簧測力計下,彈簧測力計的讀數是   N;若把此物體帶到“葛利斯581d”行星上,用托盤天平可以測得此物體的質量是   kg,把此物體豎直懸掛在上述同樣的彈簧測力計下,讀數是   N,此時該物體的慣性與在地球上相比將   (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】20;2;40;不變
【知識點】質量及其特性;重力的大小
【解析】(1)質量是指物體所含物質的多少,與形狀、狀態、空間位置無關;
(2)先根據G=mg求出物體在地球受到的重力,然后根據“葛利斯581d”行星的重力是地球的2倍計算出此時測力計的示數;
(3)慣性是一切物體的固有屬性,一切物體都具有慣性,慣性代表了物體運動狀態改變的難易程度,慣性的大小只與物體的質量有關。
【解答】物體在地球上受到的重力:,在地球上豎直懸掛在某一彈簧測力計下,彈簧測力計的讀數是20N;
因為物體的質量與其空間位置無關,所以在“葛利斯581d”行星上物體的質量仍然為2kg;
由于“葛利斯581d”行星的重力是地球的2倍,所以在“葛利斯581d”行星受到的重力:,在“葛利斯581d”行星上,把此物體豎直懸掛在上述同樣的彈簧測力計下,讀數是40N;
慣性的大小只與物體的質量有關,此時該物體的慣性與在地球上相比將不變。
變式3:(2023七下·上城期末)小金同學想把彈簧測力計改裝成“質量秤”。他用量程為5N的彈簧測力計測量不同的物塊的重力,所得數據記錄于表中。(g取10N/kg)
物塊質量 100g 200g 300g
測力計示數 1N 2N 3N
(1)小金改裝的原理是m=   (填公式)。
(2)利用該“質量秤”可測得最大物體質量為   g。
(3)已知月球上的g約為地球上的,若把如圖彈簧測力計移至月球表面,稱量同一物體時指針的示數將 (選填字母)。
A.變大 B.變小 C.不變 D.不能確定
【答案】(1) (2)500 (3)B
【解析】(1)根據公式可知,已知物體的重力可據此計算物體的質量;
(2)根據圖片確定測力計上的最大示數,然后根據計算測量的最大質量;
(3)根據G=mg分析計算。
【解答】(1)小金改裝的原理是;
(2)根據圖片可知,測力計的最大示數為5N,則最大物體質量為:;
(3)將同一物體拿到月球上質量保持不變,月球上的g為地球上的 ,根據G=mg可知,月球上測力計的示數是地球上示數的,故選B。
1.下列物體中,重力約為1牛的是(  )
A.一枚大頭針 B.兩個雞蛋 C.一個乒乓球 D.一張書桌
【答案】B
【解析】對生活中常見物體的重力有所了解,可得出答案。
【解答】A、一枚大頭針的重力約0.001N,故A錯誤。
B、兩個雞蛋的重力約1N,故B正確。
C、一個乒乓球的重力約0.005N,故C錯誤。
D、一張書桌的重力約50N,故D錯誤。
故答案為:B。
2.(2023七下·上城期末)如圖所示,滑板運動員站在滑板上,做出特定動作能夠使滑板升到空中。在此過程中,使滑板向上運動的力是(  )
A.人對滑板向下的力 B.滑板對人向上的力
C.地面對滑板向上的力 D.滑板對地面向下的力
【答案】C
【解析】對滑板進行受力分析即可。
【解答】如圖所示,滑板運動員站在滑板上,做出特定動作能夠使滑板升到空中。在此過程中,使滑板向上運動的力是地面對滑板向上的力,故C正確,而A、B、D錯誤。
3.構建思維導圖是整理知識的重要方法。如圖是某同學復習力學知識時構建的思維導圖,圖中4個舉例最合適的是(  )
A.舉例1:用力踢足球,足球被踢飛
B.舉例2:用力捏氣球,氣球被捏扁
C.舉例3:用力推鉛球,鉛球被推出
D.舉例4:用力擊排球,手有痛感
【答案】D
【解析】將選項中的實例與對應的物理知識比較,二者一致的就是正確選項。
【解答】A.用力踢足球,足球被踢飛,說明力可以改變物體運動狀態,而不是“改變物體的形狀”,故A不合題意;
B.用力捏氣球,氣球被捏扁,說明力可以改變物體的形狀,而不是“改變物體的運動狀態”,故B不合題意;
C.用力推鉛球,鉛球被推出,說明可以改變物體的運動狀態,而不是“力是物體對物體的作用”,故C不合題意;
D.用力擊打排球,手有痛感,是因為力的作用是相互的,故D符合題意。
4.如果沒有重力,那么下列現象中,不會發生的是(  )
A.成熟的蘋果不會落向地面
B.茶杯里的水倒不進嘴里
C.飛揚的灰塵永遠留在空中
D.用力將雞蛋扔到地上,雞蛋不破
【答案】D
【解析】地球附近的一切物體都要受到重力的作用,且重力的方向總是豎直向下的,所以成熟的蘋果會下落,杯中的水倒出來會向下流,灰塵落地。
【解答】A、成熟的蘋果在重力作用下落向地面,如果沒有了重力,蘋果不會落向地面,故A不符合題意。
B、茶杯中的水因為重力作用而向下流入嘴里,如果沒有重力作用,則杯中的水就不會再向下流,茶杯中的水倒不進嘴里,顧B不符合題意。
C、飛揚的灰塵,落下來是由于重力作用,如果沒有了重力,灰塵永遠留在空中,故C不符合題意。
D、用力將雞蛋扔在地上雞蛋會破,力的作用是相互的,與重力無關,故D符合題意。
故答案為:D。
5.(2022七下·柯橋期中)我國“神舟十三號”乘組三位航天員在空間站若航天員在“失重”狀態的空間站進行體能鍛煉,下列活動中可采用的是(  )
A.用彈簧拉力器健身 B.做俯臥撐
C.用單杠做引體向上 D.舉啞鈴
【答案】A
【解析】根據有關重力的知識分析判斷。
【解答】當航天員在“失重”狀態下進行鍛煉時,凡是利用物體重力鍛煉的項目都無法完成。
用彈簧拉力器健身,利用彈簧的拉力,與重力無關,故A符合題意;
做俯臥撐和用單杠做引體向上,都是利用人自身的重力;用啞鈴鍛煉,即利用啞鈴的重力,這些都無法完成,故B、C、D不合題意。
6.(2023七下·上城期末)雞蛋碰石頭,結果往往是蛋碎了。關于雞蛋與石頭相互作用力的大小,下列說法正確的是(  )
A.石頭對雞蛋的作用力比雞蛋對石頭的作用力大
B.石頭對雞蛋的作用力比雞蛋對石頭的作用力小
C.石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的作用力大小相等
D.無法確定兩個力的大小關系
【答案】C
【解析】相互作用力滿足:兩個力大小相等,方向相反,作用在不同物體、作用在同一直線上。
【解答】石頭對雞蛋的作用力和雞蛋對石頭的作用力是一對相互作用力,大小相等,雞蛋碎了是因為雞蛋容易碎,石頭堅硬,不容易碎,故C正確,A、B、D錯。
7.(2021七下·浦江期末)如圖所示,某同學實驗時在彈簧測力計的兩側沿水平方向各施加6N的拉力。并使其保持靜止,此時彈簧測力計的示數為( )
A.0牛 B.3牛 C.6牛 D.12牛
【答案】C
【解析】彈簧測力計測量的是掛鉤上拉力的大小,根據圖片可知,測力計掛鉤上受到的拉力為6N,那么它的示數為6N,故C正確,而A、B、D錯誤。
8.(2023七下·新昌期末)如圖所示,使用彈簧拉力器鍛煉身體,小東的四位同學也都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂水平伸直。小東的四位同學中兩臂水平伸直時對彈簧拉力器的拉力最大的是(  )
A.手臂最長的同學 B.體重最大的同學
C.身高最高的同學 D.力氣最大的同學
【答案】A
【解析】在彈性限度內,彈簧的伸長與受到的拉力成正比。
【解答】在彈性限度內,彈簧被拉的越長,彈簧產生的拉力越大。當拉開彈簧至兩臂水平伸直時,手臂最長,則彈簧被拉開的距離越大,彈簧形變程度越大,那么拉力越大。故A正確,而B、C、D錯誤。
9.(2021七下·諸暨月考)足球運動員把足球踢向空中(如下圖)。若不計空氣阻力,則下列表示足球在空中飛行過程中的受力的示意圖中,正確的是(G表示重力,F表示腳對球的作用力) (  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根據重力的方向分析判斷。
【解答】當足球在空中飛行時,它的重力的方向是豎直向下的,故A正確,而B、C、D錯誤。
10.(2023七下·甌海月考)下列力的示意圖中,表示斜面上物體A對斜面壓力的示意圖的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根據圖片確定壓力的三要素即可。
【解答】斜面上的物體A對斜面的壓力作用在斜面上,方向與斜面垂直向下,如下圖所示:
11.一物塊沿斜面勻速下滑,如圖關于該物塊受力示意圖正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】從斜面上勻速下滑的物體,受到斜面的支持力,方向與斜面垂直且向上;受到斜面的摩擦力,方向與斜面平行且向上;受到重力,方向豎直向下,如下圖:
故D正確,而A、B、C錯誤。
12.如圖所示一根羽毛放置在長木條上,并保持靜止狀態。下列對羽毛受到重力分析中錯誤的是(  )
A.重力大小等于木條對羽毛的支持力
B.重力方向是豎直向下的
C.重心位置在羽毛上的a點
D.重心位置在羽毛上的b點
【答案】D
【解析】根據重力的方向,利用二力平衡的條件分析判斷。
【解答】羽毛在木條上處于靜止狀態,即處于平衡狀態,那么它受到的支持力和重力相互平衡。根據二力平衡的條件可知,二者大小相等,方向相反。因為重力方向豎直向下,所以支持力的方向豎直向上,故A、B正確不合題意;
重力和支持力在同一直線上,因為支持力通過a點,所以重力也通過a點,即a就是羽毛上重心的位置,故C正確不合題意,D錯誤符合題意。
13.關于g=9.8牛/千克所表示的物理意義,相關說法中正確的是(  )
A.質量是9.8千克的物體受到的重力是1牛
B.質量是1千克的物體受到的重力是9.8牛
C.1千克=9.8牛
D.物體受到的重力是其質量的9.8倍
【答案】B
【解析】重力與質量的關系式,根據公式可以推出g的單位,從而獲知g的物理意義。
【解答】A、質量是9.8kg物體的重力為9.8kg×9.8N/kg,不是1N,故A錯誤。
BC、在地球上1kg的物體所受的重力為9.8N,而不是1kg=9.8N或9.8kg=1N.故B正確,C錯誤。
D、質量是物體所含物質的多少,重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,二者是兩個不同的物理量,不存在等量或倍數關系,故D錯誤。
故答案為:B。
14.(2021七下·吳興期中)當彈簧不受拉力作用時,我們稱其長度為原長L0 ,在彈簧的彈性限度內,彈簧受到的力F和彈簧的形變量Δx(Δx=L-L0)成正比,即F=kΔx(k叫做彈簧的勁度系數)如圖所示是某次實驗測得彈簧所受的力F與彈簧長度L 的關系圖象,請你根據圖象判斷下列說法中錯誤的是( )
A.彈簧的原長L0是10厘米
B.彈簧的勁度系數是200牛/米
C.當受到F=5牛時,彈簧縮短了2.5厘米
D.當彈簧伸長了15厘米(彈性限度內)時,受到F=30牛
【答案】C
【解析】(1)當作用力為0時彈簧的長度就是彈簧的原長;
(2)從圖像中找到一組對應的作用力和彈簧的形變量,然后根據公式F=kΔx計算出勁度系數k;
(3)根據F=kΔx計算F=5N時彈簧縮短的長度;
(4)當拉力為5N時,彈簧的長度為15厘米,據此計算出彈簧伸長的長度,然后根據“彈簧的伸長與收到拉力成正比”計算即可。
【解答】A.根據圖像可知,當彈簧受到的作用力為0N時彈簧的長度為10cm,那么彈簧的原長L0為10cm,故A正確不合題意;
B.根據圖像可知,當作用力為10N時,彈簧的長度為5cm,那么彈簧縮短Δx=L-L0=10cm-5cm=5cm,根據式F=kΔx得到:10N=k×0.05m,解得:k=200N/m,故B正確不合題意;
C.當F=5N時,根據關系式F=200N/m×△x得到:5N=200N/m×△x,解得:△x=2.5cm,即彈簧可能是縮短了2.5cm,也可能是伸長了2.5cm,故C錯誤符合題意;
D.當彈簧伸長了15厘米(彈性限度內)時,根據式F=kΔx得到:F=200N/m×0.15m,解得:F=30N,故D正確不合題意。
15.請在圖中畫出小球所受力的示意圖。
【答案】
【解析】對小球進行受力分析,然后沿力的方向畫一條帶箭頭的線段即可。小球保持靜止狀態,它受到墻壁的支持力,作用在重心上,方向與墻面垂直向右;受到豎直向下的重力,作用在重心上;受到繩子的拉力,作用在重心上,方向沿繩子向上,如下圖所示:
16.畫出靜止在豎直墻角的籃球的受力情況。
【答案】解:如圖所示:
【解析】對籃球進行受力分析,然后沿力的方向畫一條帶箭頭的線段即可。
【解答】靜止在豎直墻角的籃球在水平方向上不受力,在豎直方向上受到向上的支持力和向下的重力,二者都作用在籃球的重心上,如下圖所示:
17.墻體的豎直性是房屋質量的重要指標,在建造房屋時,建筑工人常常利用如圖所示的重垂線檢測墻體是否豎直,這運用了重力的方向是   ,圖中所示的墻體向   (填“左”或“右”)傾斜。
【答案】豎直向下;左
【解析】重錘線的制作原理是利用重力的方向總是豎直向下的。
【解答】建筑工人常常利用重垂線檢測墻體是否豎直,這是利用了重力的方向總是豎直向下的;由圖可知重垂線上端與墻緊靠,下端重錘的位置在墻的左側,故墻向左傾斜。
故答案為:豎直向下;左。
18.(2022七下·柯橋期末)小紅為了制作彈簧測力計,對一根彈簧進行了探究,將彈簧的一端固定,另一端懸掛鉤碼,記錄彈簧的長度與它受到的拉力之間的關系如下表所示:
拉力(N) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
彈簧長度(cm) 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 14.2 18.0
若用此彈簧制作彈簧測力計,請回答以下問題:
(1)從表格信息可得,它的最大稱量是    N。
(2)右圖中左邊表示力的刻度,右邊表示彈簧伸長長度的刻度,則橫線處的刻度是   。
(3)當該彈簧測力計懸掛100g的重物時,彈簧比原長伸長了    cm。
【答案】(1)2.0 (2)0.25 (3)2
【解析】(1)在彈性限度內,彈簧的伸長與受到的拉力成正比;
(2)根據表格數據推算彈簧伸長0.5cm時受到的拉力即可;
(3)首先根據F=G=mg計算出彈簧受到的拉力,再根據表格確定此時彈簧的長度,最后與彈簧的原長相減即可。
【解答】(1)根據表格數據可知,彈簧受到的拉力每增大0.5N,彈簧伸長:7.5cm-6.5cm=1cm。當彈簧受到的拉力為3N時,彈簧伸長的長度應該為:1cm×,即此時的長度應該為:6.5cm+6cm=12.5cm,而實際長度為14.2cm,那么此時彈簧已經發生塑性形變,因此它的最大稱量為2N。
(2)在彈性限度內,彈簧的伸長與受到的拉力成正比;即:;
設橫線處的刻度為x,;
解得:F2=0.25N。
(3)當該彈簧測力計懸掛100g的重物時, 那么此時拉力F2'=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
根據表格可知,此時彈簧的長度為8.5cm,那么伸長:8.5cm-6.5cm=2cm。
19.(2023七下·新昌期末)力的作用效果與哪些因素有關呢?小敏做了四次實驗:將一個彈性較好的鋼片一端固定在O點,分別在鋼片上施加一個力,觀察力的作用效果,如圖所示。
(1)實驗時,通過   來反映力的作用效果大小。
(2)比較甲、丁兩圖,小敏得出結論:力的作用效果與力的   有關。
(3)比較乙、丙兩圖,小敏得出結論:力的作用效果與力的大小有關。該結論   (選填“正確”或“不正確”),其原因是   。
【答案】(1)鋼片的彎曲程度
(2)方向
(3)不正確;沒有控制作用點相同
【解析】(1)鋼片受到拉力作用時會發生彎曲,且鋼片的彎曲程度越大,則力的作用效果越明顯;
(2)根據圖片分析甲和丁中哪個因素不同即可;
(3)探究力的作用效果與大小的關系時,必須控制力的作用點和方向相同,只改變力的大小,據此分析解答。
【解答】(1)實驗時,鋼片的彎曲程度越大,則力的作用效果越明顯,因此通過鋼片的彎曲程度來反映力的作用效果大小。
(2)根據圖片可知,甲和丁中力的方向不同,因此得到:力的作用效果與力的方向有關。
(3)比較乙、丙兩圖,小敏得出結論:力的作用效果與力的大小有關。該結論不正確,其原因是:沒有控制作用點相同。
20.(2022七下·麗水期末)在研究彈簧的伸長與外力關系的實驗中,將彈簧水平放置測出其自然長度L0=10厘米,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F,實驗過程是在彈簧的彈性限度內進行的,用記錄的外力F與彈簧的伸長量X做出的F-X圖象如圖所示。
(1)該圖線不過原點0的原因是   ;
(2)當彈簧下端受到豎直向下4牛的拉力作用時,彈簧的長度為   厘米。
【答案】(1)彈簧自身有重力 (2)12.5
【解析】(1)當彈簧沿豎直方向放置時,分析此時彈簧示是否受到拉力即可;
(2)根據圖像確定受到4N拉力時彈簧伸長的長度,再與彈簧豎直狀態下的原長相加即可。
【解答】(1)由于彈簧自身有重力,因此豎直放置時彈簧會受到重力產生拉力,則彈簧會伸長。
(2)根據圖像可知,當彈簧受到的拉力為4N時,彈簧伸長2.5cm,那么此時彈簧的長度為:10cm+2.5cm=12.5cm。
21.(2022七下·東陽期中)如圖所示是小科自制的探究力的三要素的裝置,直尺與吸盤之間用膠水固定,直尺上固定有A、B、C、D四個掛鉤。
(1)當彈簧測力計以2N的拉力分別水平向左拉A、C掛鉤時,觀察到拉   掛鉤時,直尺偏轉的程度更大,該實驗可說明力的   不同,力的作用效果不同。
(2)若要說明力的方向對力的作用效果有影響,可選用   掛鉤,運用到的試驗方法是   。
【答案】(1)A;作用點 (2)AB或CD;控制變量
【解析】(1)力的大小、方向和作用點影響力的作用效果,根據圖片和描述,分析哪個因素發生改變即可。
(2)根據控制變量法的要求可知,探究某個因素對物理量的影響時,必須控制其它因素相同,而改變這個因素。
【解答】(1)根據圖片可知,A點比C點更靠上,則A點的力矩大于C點力矩,那么當拉A處掛鉤時,直尺偏轉的程度更大。因為力的作用點發生改變,所以說明力的作用點不同,力的作用效果不同。
(2)若要說明力的方向對力的作用效果有影響,必須控制力的作用點和大小相同,而改變力的方向,可選用AB或CD掛鉤,運用到的試驗方法是控制變量法。
22.(2021七下·柯橋月考)在探究“重力的大小跟什么因素有關”的實驗中,得到如表數據:
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
 
(1)本實驗中用到的測量器材有:   。
(2)分析表中數據可知:物體的質量為0.7kg時,它受到的重力是   N。
(3)以下四個圖象中,關于物體重力的大小與其質量的關系,正確的是   。
【答案】(1)天平,彈簧測力計 (2)6.86 (3)A
【解析】(1)根據測量的物理量選擇合適的測量工具;
(2)比較可知,質量每增大0.1kg,重力增大0.98N,據此計算質量為0.7kg時的重力。
(3)分析表格中數據,找到重力和質量的關系,從而確定圖像的形狀。
【解答】(1)根據表格可知,本實驗要測量物體的質量和重力,因此用到的實驗器材為天平和彈簧測力計。
(2)根據表格數據可知,質量為0.7kg時物體的重力為:5.88N+0.98N=6.86N;
(3)分別計算出表格中每組重力和質量的比值,比較可知,它們的比值都相等,則物體的重力與質量成正比,二者變化的圖像為一條通過坐標原點的斜線,故A正確,而B、C、D錯誤。
23.(2023七下·柯橋期中)小柯同學為了制作彈簧測力計,對一根彈簧進行了探究。將彈簧的一端固定,另一端懸掛鉤碼,記錄彈簧的長度與它受到的拉力之間的關系如下表所示:
拉力(牛) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0
彈簧長度(厘米) 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0
若用此彈簧制作彈簧測力計,請回答以下問題:
(1)分析表格可得規律:   。
(2)根據表中數據,此彈簧測力計的最大稱量是   牛。
(3)若該彈簧測力計的最小刻度為0.1牛,則相鄰刻度線之間的距離為   厘米。
【答案】(1)彈性限度內,彈簧伸長量與受到的拉力成正比
(2)1.5
(3)0.2
【解析】(1)將表格中彈簧長度減去彈簧原長得到伸長量,然后將拉力與其做比,根據比較大小分析;
(2)根據表格數據分析,彈簧能夠保持發生彈性形變時的最大拉力即可;
(3)根據表格數據找到彈簧伸長量與拉力的對應關系,然后再計算相鄰刻度線的距離。
【解答】(1)根據表格數據可知,當拉力為0.5N、1N和1.5N時,彈簧伸長量分別為:1cm、2cm和3cm,那么對應拉力和伸長量的比值都是:0.5N/cm,即比值相同,那么得到:彈性限度內,彈簧伸長量與受到的拉力成正比。
(2)根據表格可知,當拉力為2N時,彈簧伸長:11cm-6.5cm=3.5cm,此時彈簧長度應該為:6.5cm+3.5cm=10cm<11cm,即此時彈簧發生的是永久性形變,不再是彈性形變,則彈簧測力計的 最大稱量為1.5N。
(3)根據表格可知,拉力為0.5N時彈簧伸長1cm,則0.1N對應的長度為:;
解得:L=0.2cm。
即相鄰刻度線之間的距離為0.2cm。
24.為了探究力的作用效果與那些因素有關,小王同學做了如下實驗。如圖所示使一薄鋼條下端固定,現分別用不同的力去推它,使其發生甲、乙、 丙、丁各圖所示的形變。如果 F1=F3=F4>F2 ,則:
(1)小王同學在做實驗前必須先分析問題,并做出猜測。從小王同學設計的實驗來看,他認為力的作用效果與那些因素有關? ;
(2)小王同學通過甲乙兩次實驗。比較實驗現象,是為了驗證猜想: ;
(3)要得出“力的作用效果與力的作用點有關”的結論,小王同學須分析比較 兩次實驗;
(4)小王同學能不能通過分析比較乙和 丁兩次實驗的現象來得出結論?為什么?
【答案】(1)力的作用效果可能與力的大小、力的方向、力的作用點有關
(2)在其他條件相同的情 況下,力的作用效果與力的大小有關
(3)甲、丁
(4)不能,因為這兩組有兩個變量(這兩組實驗存在多個變量)
【解析】(1)甲和乙比較,二者力的大小不同;甲和丙比較,二者力的方向不同;甲和丁比較,二者力的作用點不同,則他認為力的作用效果可能與力的大小、力的方向、力的作用點有關。
(2)實驗甲和乙中,力的作用點和方向相同,只有力的大小不同,則驗證猜想:在其他條件相同的情 況下,力的作用效果與力的大小有關。
(3)要得出“力的作用效果與力的作用點有關”的結論,需要控制力的大小和方向相同而改變力的作用點,故選甲和丁。
(4)實驗乙和丁中,力的大小和作用點都不同,則:小王同學不能通過分析比較乙和丁兩次實驗的現象來得出結論,理由是:因為這兩組有兩個變量(這兩組實驗存在多個變量)。
25.(2023七下·永嘉月考)學校開展了制作測力計的項目化學習。某興趣小組利用A、B兩根不同的橡皮筋做成橡皮筋測力計。先將橡皮筋的一端固定,另一端懸掛鉤碼,每個鉤碼的質量均為50克(如圖甲),分別記錄橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸長量Δx,根據多組測量數據畫出的圖像如圖乙所示。
“自制測力計”成果評價量表
評價內容 評價標準 評分
5分 3分 1分  
科學性 精確度高 精確度較高 精確度低  
實用性 量程大,攜帶方便 量程較大,攜帶較方便 量程小,攜帶不方便  
美觀性 外形美觀,結構完整 外形較美觀,結構較完整 外形不美觀,結構不完整  
(1)由圖乙得,在橡皮筋的彈性范圍內,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的伸長量   ;
(2)小明用橡皮筋B制成一款測力計并測量一個蘋果的重力,當掛上蘋果后橡皮筋的伸長量為15厘米,請判斷該蘋果的重力并說明推導過程   。
(3)根據“自制測力計”成果評價量表,說一說你會選擇A、B橡皮筋中的哪一根制作成測力計并說明你的選擇理由是   。
【答案】(1)越大
(2)蘋果的重力為1.5牛,由圖乙得當橡皮筋B的伸長量為15厘米時,橡皮筋受到的拉力為1.5牛,因為蘋果靜止時受到的重力與拉力是一對平衡力,因此重力大小等于拉力大小
(3)選A,因為由圖乙可知受到的拉力大小相同時,A 的伸長量更大
【解析】(1)根據圖乙分析橡皮筋的伸長量與受到拉力大小的關系;
(2)首先根據圖乙確定橡皮筋B伸長量為15cm時對應產生的拉力,再根據平衡力的知識計算蘋果的重力;
(3)當橡皮筋受到相同的拉力時,它的伸長量越大,則中間的刻度越多,那么分度值越小,即精確度越高。據此根據圖乙確定哪個橡皮筋制成的測力計精確度更高即可。
【解答】(1)由圖乙得,在橡皮筋的彈性范圍內,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的伸長量越大。
26.在探究“重力的大小跟什么因素有關”的實驗中,按照圖甲所示,把鉤碼逐個掛在彈簧測力計上,分別測出它們受到的重力,并記錄在下面的表格中。
質量m/g 100 200 300   500
重力G/N 1 2 3 4 5
(1)把表格中的空格填寫完整。
(2)圖甲中彈簧測力計的示數為   N。
(3)根據表格中的實驗數據,在圖乙中畫出重力與質量的關系圖像。
(4)由此可知物體所受的重力跟質量成   。
(5)若測力計水平校零后去測重力,則測量值比真實值偏   。若測力計倒過來,用掛環吊物體測重力,測量值比真實值偏   。
【答案】(1)400
(2)2.0
(3)解:如答圖所示:
(4)正比
(5)大;大
【解析】(1)根據表格分析重力和質量的數量關系,據此推算空格處的數值。
(2)根據圖片,確定彈簧測力計的量程和分度值,然后根據指針讀出示數。
(3)首先分析方格紙上橫軸和縱軸表示的物理量,然后將表格中每組數據描點,最后將相鄰的點連接即可。
(4)根據圖像形狀確定重力和質量的關系;
(5)測力計的掛鉤也是有重力的,如果水平方向調零后側物體重力,那么示數應是掛鉤的重力和物體重力之和,則測量值偏大。如果倒置過來,那么示數就是測力計外殼和物體重力之和,則測量值也會偏大,據此分析解答。
【解答】(1)根據表格可知,物體質量每增大100g,則重力增大1N。4N比3N增大1N,則空格處的質量肯定比300g多100g,即:300g+100g=400g。
(2)根據圖片可知,彈簧測力計的量程為5N,分度值為0.2N,則示數為2N。
(3)根據方格紙可知,橫軸表示質量,縱軸表示重力,將表格中每組數據描點,最后將相鄰的點連接即可,如下圖所示:
(4)根據圖像可知,圖形為一條通過坐標原點的斜線,即物體受到的重力與質量成正比。
(5)若測力計水平校零后去測重力,則測量值比真實值偏大。若測力計倒過來,用掛環吊物體測重力,測量值比真實值偏大。
27.(2022七下·諸暨期中)月球對它表面附近的物體也有引力,這個力大約是地球對地面附近同一物體引力的1/6.若一個身著裝備的航天員達到月球表面,月球對他的引力約為150N,則
(1)這個宇航員在地球上,地球對他的引力約為多少牛
(2)這位宇航員連同裝備的總質量約為多少?(g地取10N/kg)
【答案】(1)G地=150N×6=900N
(2)m=G地/g=900N/(10N/kg)=90kg
【解析】(1)根據公式G地=6G月計算地球對宇航員的引力;
(2)根據公式計算宇航員連通裝備的質量。
28.如圖所示為手拉質量為0.4kg的小球做圓周運動的示意圖。
(1)計算這個做圓周運動的小球的重力是多少牛頓。(g取10 N/kg)
(2)請在圖中畫出小球所受重力的示意圖。
【答案】(1)解:由題意可知g=10 N/kg,小球的質量m=0.4 kg,根據G=mg,可知小球的重力為G=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)解:如答圖所示:
【解析】(1)根據重力公式G=mg計算即可;
(2)確定重力的大小、方向和作用點,然后沿力的方向畫帶箭頭的線段即可。
【解答】(2)小球受到的重力作用在它的重心上,方向豎直向下,如下圖所示:
29.(2023七下·武義期末)一輛自重為5×104N的貨車裝載著20箱貨物,每箱貨物的質量是400kg,行駛到一座立有限重標志牌的橋前,標志牌如圖所示。回答下列問題:
(1)這輛貨車和貨物的總質量為多少?
(2)這輛車能安全過橋嗎?若不能,則需要卸下幾箱貨物
【答案】(1)解:貨車的質量:
貨車和貨物的總質量為m總=m+m貨=5000kg+20×400kg=13000kg=13t
(2)解:因為 13t>10t,所以這輛車不能安全過橋。
需要卸下貨物的箱數: ,所以需要卸下8箱貨物
【解析】(1)物體的質量等于重力與g 的比值;
(2)求出與最大限重的差距,故所需要斜下貨物的數量為多余的質量與每箱質量的比值。
30.(2023七下·蘭溪期中)月面巡視探測器(月球車)是集工程和智能機器人為一體的復雜航天器,具備地--月遙控能力,有獨立驅動的六輪搖臂式行走系統,高1.5米,質量為120千克.求:
(1)月球車在地球上受到的重力.
(2)在地球上重6牛的物體放到月球上時重為1牛,那么月球車被送到月球上時的質量和受到的重力分別是多少?(g取10牛/千克)
【答案】(1)解:
=1200牛
答:月球車在地球上受到的重力為1200牛。
(2)m=120千克
答:月球車被送上月球上時的質量為120千克,在月球上受到的重力是200牛。
【解析】(1)物體所受重力等于質量與g的乘積,將數據帶入即可;
(2)月球上的引力為地球上所受引力的1/6,故先求出地球上的引力,其1/6為月球上的重力,質量不會隨著位置的改變而改變。
典例分析
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典例分析
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典例分析
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