概述:力是使物体的运动状态发生变化的原因。
力与运动的关系:
条件 |
力的方向与物体的运动方向 |
物体所处状态 |
运动状态 |
|
—— |
静止状态或匀速直线运动状态 |
运动状态不变 |
合力不为零 |
相同 |
速度增大,并且做直线运动 |
运动状态一定改变 |
相反 |
速度减小,仍做直线运动 |
不一致 |
运动方向改变,做曲线运动 |
力与运动的关系释疑: 物体的受力情况决定物体的运动状态。受力情况是“因”,运动状态是“果”,二者存在一一对应关系。根据受力情况可以判断物体的运动状态,根据运动状态也可以确定物体的受力情况。物体受平衡力的作用,物体的运动状态不变——静止或匀速直线运动;物体的运动状态发生变化,物体所受的力一定是非平衡力。
定义:
几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力就称为那几个力的合力。如果已知几个力的大小和方向,求合力的大小和方向,称为力的合成。
说明:
合力是为了表示几个力的作用效果而引入的,它并不是存存于物体受到的几个力之外的力,而是为了简化物体受到的各个力的一种方法,因此力的合成称为等效替代法。
同一直线上二力的合成: 1.同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同。记作:F=F1+F2。如图所示,既有人在车前拉,又有人在车后推,车同时受到拉力F1和推力F2的作用,并且这两个力方向相同则拉力和推力的合力大小F=F1+F2.
2.同一直线上相反方向的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同。记作:F=|F1一F2|。
不同直线上的两个力合成:
两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这就叫做平行四边形定则。
力的平行四边形定则以此得证:
(1)两分力大小不变时,夹角越大,合力越小
(2)合力大小的变化范围F1+F2≥F≥|F1-F2|
(3)力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力(结论)
影响摩擦力大小的因素:摩擦力的大小跟相互接触物体表面的粗糙程度有关,和物体问的正压力有关。
探究影响摩擦力大小的因素:提出问题:摩擦力的大小与什么因素有关?
猜想与假设:
A:可能与接触面所受的压力有关
B:可能与接触面的粗糙程度有关
C:可能与接触的面积大小有关
设计实验:
器材:木板、木块、弹簧测力计、砝码、棉布
原理:二力平衡的条件
步骤:
1、把木块放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
1;
2、在木块上放砝码,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
2;
3、在木板上固定好毛巾,放上木块,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F
3;
结论:
结论一:接触面的粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大;
结论二:压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力就越大。
如何解决摩擦力实验探究中测力计示数不稳定的问题: 在测量木块与长木板之间的摩擦力时只有当木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小,实际操作过程中,木块的运动状态不稳定,弹簧测力计的示数就不稳定,很难读数。当拉动长木板时,木块处于静止状态,较好地解决了这个问题。
例:在探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,选用的器材有:正方体木块,读数准确的弹簧测力计,粗糙程度均匀的长术板等。
(1)采用如图甲所示的实验装置测量小块与长木板之间的摩擦力时,发现弹簧测力计示数不稳定,很难读数,其原因是____。
(2)为解决上述问题,小娟对实验装置进行了改进,用图乙所示的装置进行实验,解决了上述问题,这是因为____。
解析:甲图中,只有当木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小,当木块的运动状态不稳定时,弹簧测力计的示数也不稳定,很难读数。乙图中,无论长木板怎样向左运动,木块在水平方向上受弹簧测力计向右的拉力和向左的摩擦力,二力平衡,始终静止不动,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
答案:(1)很难保持木块做匀速直线运动 (2)无论长木板怎样运动,木块都处于静止状态,便于读数