《力和机械》全章复习与巩固(基础)知识讲解

力和机械全章复习与巩固（基础）撰稿：肖锋 审稿：蒙阿妮【学习目标】1、 知道重力产生的原因、重力的概念；理解重力的三要素，大小、方向、作用点（即重心）。2、 知道什么是弹力及弹力产生的条件；了解弹簧测力计的原理，会使用弹簧测力计。3、 知道摩擦力是如何产生的，知道摩擦力的大小和什么因素有关；知道增大和减小摩擦的方法。4、 知道什么是杠杆及杠杆五要素；会画杠杆的力臂；理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆。5、 理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。【知识网络】【要点梳理】知识点一、重力 1、重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而受到的力叫做重力。符号：G。要点诠释：地面附近的一切物体，不论它是运动还是静止，不论它是固态、液态还是气态，都要受到重力的作用。如在上升过程中的氢气球仍受重力。一切物体所受重力的施力物体都是地球。2、重力的三要素（1）重力的大小：物体所受的重力跟它的质量成正比。公式：G=mg或g=G/m，其中g=9.8N/，粗略计算可以取g=10N/kg。注意：利用公式G=mg进行计算时，质量m的单位必须是，不能用g，否则计算得出的数据就会有错误。（2）重力的方向：重力的方向是竖直向下的。据此制成了重垂线来检查墙壁是否竖直，也可改进后检查窗台、桌面等是否水平。注意：竖直向下与垂直向下不同，所谓竖直向下是指向下且与水平面垂直，其方向是固定不变的。（3）重心：重力的作用点叫做物体的重心。有些力（如摩擦力）作用在物体上的作用点不好确定，我们在作力的示意图时，也常把这些力的作用点画在物体的重心处。质地均匀，外形规则物体的重心在它的几何中心上。如球的重心是它的球心。知识点二、弹力 1、弹力的概念：物体由于弹性形变而产生的力叫弹力。要点诠释：（1）物体受力发生形变，不受力时又能自动恢复原来形状的特性叫做弹性。能自动恢复原来形状的形变叫弹性形变；物体由于弹性形变而产生的力叫做弹力。物体的弹性形变程度越大，产生的弹力越大。（2）日常所称的拉力、压力、支持力等，其实质都是弹力。例如，桌面对茶杯的支持力，其实质就是桌面发生了微小的形变后对茶杯向上的弹力。注意：弹簧的弹性有一定的限度，超过了这个限度就不能完全复原。2、弹簧测力计（高清课堂弹力 弹簧测力计388539弹簧测力计）（1）弹簧测力计的原理：在弹性限度内弹簧受的拉力越大，它的伸长量就越长。（2）弹簧测力计的使用使用口诀：看量程、看分度、要校零；一顺拉、不摩擦、不猛拉；正对看、记数值、带单位。使用方法：使用前，应使指针指在零点；所测的力不能大于测力计的测量限度；不要让指针与刻度盘摩擦；读数时，视线应穿过指针与刻度盘垂直。知识点三、摩擦力 1、摩擦力的概念：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，这种力就叫做摩擦力。要点诠释：（1）摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反；摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。（2）滑动摩擦与滚动摩擦的区别：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下，滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。 2、影响摩擦力大小的因素决定滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，方向与物体相对运动的方向相反。知识点四、杠杆1、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。2、杠杆的力臂（高清课堂杠杆392029杠杆）力臂的画法：（1）明确支点，用O表示 （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线（3）过支点O作该力的作用线的垂线（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2) 3、杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。要点诠释：杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。杠杆分类：（1）省力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。（2）费力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。知识点五、滑轮1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。4、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。【典型例题】类型一、基础知识1探月过程时，把一块矿石从月球运到地球，则矿石所受重力及其质量（）A.重力变小，质量变大 B.重力变大，质量变大C.重力不变，质量不变 D.重力变大，质量不变【答案】D【解析】重力与质量不同，重力是物体由于地球的吸引而受到的一种力；而质量指的是物体所含物质的多少，是物体本身的属性，与地球是否吸引物体无关。【点评】质量是指物体所含物质多少，不随温度、位置、形状、状态改变而改变；重力则是物体受地球的吸引力产生的，其大小跟位置和高度有关，同一物体，在两极时重力要比在赤道上时要大。举一反三：【变式】下列关于重力的说法不正确的是（）A.重力的方向总是垂直向下的B.质量1kg的物体所受重力约是10NC.用质量均匀分布的铁丝弯成一个圆环，重心在圆心上，而不在铁丝上D.质量2kg的物体所求受重力， G=mg=2kg×10N/kg=20N【答案】A2飞船在圆轨道上飞行时处于“失重”状态，以下哪个实验不能在飞船中进行（）A用弹簧握力计测握力 B用弹簧测力计测拉力C用弹簧测力计测摩擦力 D用弹簧测力计测重力【答案】 D【解析】因为飞船在飞行时处于“失重”状态，即在飞船上的物体不再受地球的引力作用，所以无法用弹簧测力计测量物体重力。【点评】本题考查重力的产生以及弹簧测力计的工作原理。举一反三：【变式】关于弹簧测量计，下列说法正确的是（）A在月球上，不能用弹簧测力计测出力的大小B弹簧测力计上的字母“N”，表示它的型号 C实验室所用弹簧测力计的每小格表示0.1kg D测量时，要让弹簧与外壳间没有摩擦【答案】D3 人在一般情况下步行前进时，若鞋底与地面不打滑，下列说法中正确的是（）A地面对鞋底的摩擦力方向向后，阻碍人前进B地面对鞋底的摩擦力方向向前，推动人前进 C鞋底花纹磨损后，摩擦力减小，人更容易前进 D鞋底花纹磨损后，摩擦力增大，人更难前进【答案】 B【解析】人之所以走路时向前，是因为地面给人鞋底的摩擦力向前，所以A错误、B正确；鞋底花纹磨损后，鞋与地面的接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小，人更难前进，所以C说人更容易前进是错误的，D说摩擦力增大也是错误的。【点评】摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，人走路时鞋相对地面向后运动，地面给鞋底的摩擦力向前；影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，鞋底磨损后，接触面的粗糙程度减小，摩擦力减小。举一反三：【变式】（高清课堂摩擦力388633例1）如图所示的四个实例中，目的是为了减小摩擦的是 轮滑鞋装有滚轮ABCD旅游鞋底有凹凸的花纹浴室脚垫做得凹凸不平防滑地砖表面做得较粗糙【答案】B4（2012重庆）如图所示，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（） 【答案】 A【解析】开瓶器、灭火器的压把、钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但能省距离，符合题意。【点评】判断杠杆类型的方法有三种：比较动力和阻力的大小，当然动力小的是省力杠杆；比较动力臂和阻力臂的长短，动力臂长的是省力杠杆；比较动力和阻力移动的距离，动力移动距离大的是省力杠杆，省了力肯定费距离。举一反三：【变式】如图所示，是一种指甲刀结构示意图，下列说法正确的是 ( ) AABC是一个省力杠杆BD处刀刃较薄，可以增大压力C杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦D指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆 【答案】A5物体做匀速直线运动，拉力F=60牛，则物体受到的摩擦力是（） A60牛 B120牛 C20牛 D180牛【答案】 D【解析】绳子股数是3所以绳子末端的拉力，物体和地面之间的摩擦力f=nF=3×60N=180N。【点评】此题考查的是有关滑轮组的计算。类型二、知识运用6如图，物体A重120N，在重力为GB的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动，A与桌面之间的摩擦力为f。如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F，物体B匀速上升，则下列选项正确的是（）（不计摩擦、绳重及滑轮重） AGB=30N BGB=90N Cf=180N Df=90N【答案】 D【解析】分析滑轮组的特点可以得出，左侧滑轮为动滑轮，右侧滑轮为定滑轮，绳子的段数为2段。物体A在B的作用下匀速运动则f=2GB，如果在A上再加一个向左的180N的力，物体A影响摩擦力的两个要素都没改变，所以摩擦力还是f，只是方向从向左变成了向右，于是可以得出180N=f+2GB，因为f=2GB所以f=90N，GB=45N。【点评】此题主要考查二力平衡条件及其应用与滑轮组的知识点，关于滑轮组，如果我们对水平放置的滑轮不很熟悉，可将其旋转一定角度后，变为我们所熟悉的竖直放置的形式即可，再有题目中的“物体A重120N”这一条件对解题起了干扰作用，容易