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1、第八章第八章 力与运动力与运动一. 教学内容：1. 力的合成2. 二力的平衡3. 牛顿第一定律和惯性4. 力与运动二. 重点、难点：1. 知道同一直线上二力合成的方法。2. 什么叫二力平衡， 知道二力平衡的条件。3. 能解决简单的二力平衡的问题4. 掌握牛顿第一定律。5. 理解惯性的概念，能用惯性解释生活中的有关现象。三. 知识点分析：（一）合力与分力一个力对物体的作用与几个力同时对物体的作用，如果产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力；那几个力就叫做这个力的分力。（二）力的合成1. 定义：求几个已知力的合力叫做力的合成。2. 沿同一直线上两个方向相同的力的合力，其大小等于这两个力的大小之
2、和，方向跟这两个力的方向相同。3. 沿同一直线上两个方向相反的力的合力，其大小等于这两个分力的大小之差，方向跟这两个分力中较大的力的方向相同。（三）二力平衡的条件我们可以做个实验来共同科学探究：1. 增减砝码的数目，观察小车在什么条件下静止，在什么条件下发生运动？2. 保持两端砝码数相等，观察拉力 F1和 F2是不是在一条直线上，把小车扭转个角度，使拉力 F1和 F2不在一条直线上，观察小车的情况。 通过实验，我们会发现：当两个拉力大小不等时，小车不能保持静止。这两个力不能平衡。当两个力大小相等，不在一条直线上，方向互成角度或互相平行时，小车也不能保持静止。这两个力不能平衡。可见，两个力的平衡
3、必须满足以下四个条件：两个力作用在一个物体上，大小相等、方向相反、作用在一条直线上。根据同一条直线上力的合成的法则可知，当两个力彼此平衡时，物体受到的合力是0。（四）牛顿第一定律1. 实验探究：判断物体不受力时的运动。 （结合教材）2. 牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总是保持匀速运动状态或静止状态。（五）惯性1. 实验探究：物体的惯性。 （结合教材）2. 惯性：物体保持运动状态不变的性质。惯性是物体的一种属性，只有大小没有方向。（六）平衡状态牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态。但是一切物体都受到力的作用，受到外力也保持静止或保持匀速直线运动状
4、态的很多，教室内的吊灯受到重力和拉力，吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力，水桶静止。课桌受到重力、书本对它向下压的力和地面的支持力，课桌静止。这些是物体受到力的作用保持静止状态的情况；物体受到力的作用，保持匀速直线运动的情况也能见到。一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶，火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。可见，物体在受到外力作用时，也可以保持静止或保持匀速直线运动，只要物体保持静止或保持匀速直线运动，就叫做平衡状态。（七）力的平衡物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，这几个力称为平衡力。如根据这个观点，我们从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力
5、和拉力是一对平衡力。放在地上的水桶静止时，受重力和地面对它的支持力也是一对平衡力。（八）力与运动的关系1. 物体在力的作用下怎样运动？当物体受到一平衡力的作用时，物体的运动状态保持不变。当物体受到一个力或非平衡力的作用时，物体的运动状态将发生变化。2. 力如何改变物体的运动状态运动状态改变，不仅仅是指从静止到运动或从运动到静止，还包括运动速度大小和方向的改变。（1）由静到动。（2）由快到慢：匀速行驶的汽车，在水平方向上受到一对平衡力的作用，当汽车关闭发动机后，汽车在水平方向上只受到向后的摩擦力的作用。受到了不平衡力的作用。 （3）由慢到快：从树上落下的苹果。 （4）改变运动方向：一艘匀速自西向
6、东行驶的帆船，突然受到一阵南风的影响，运动方向就发生了改变。因为匀速行驶时，牵引力与阻力组成了一对平衡力，当有南风时，就又对这艘船施加了一个向南的力，使船所受的力不再是平衡力作用。 总之，只要物体受到不平衡力的作用时，它的运动状态就会发生变化。（九） 二力平衡条件的应用二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握。1. 根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向。例如，质量是 50 千克的人站在水平地面上，画出人受力的示意图。人受重力 G 和地面的支持力 N。人处于静止状态，所以重力 G 和支持力 N 是平衡的那么这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反
7、，且在一条直线上。根据人的质量，计算出人的重力 G。Gmg50 千克9.8 牛千克490 牛顿。方向竖直向下。支持力 N490 牛顿，方向竖直向上。再如我们利用弹簧秤测物体的重力以及利用弹簧秤测物体受到的摩擦力都是利用了二力平衡的知识。2. 根据物体的受力情况判断物体的运动状态物体不受力，应保持匀速直线运动或保持静止状态。物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果。物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然保持匀速直线运动。例如，火车在平直的轨道上行驶。在竖直方向上重力和支持力平衡，如果牵引力大于阻力，火车将加速；如果
8、牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车匀速直线前进。【典型例题典型例题】例 1. 拔河比赛时，甲班同学用 5000N 的力水平向东拉，乙班同学用 4800N 的力水平向西拉，则绳子所受的合力的大小和方向分别为（ ）A. 9800N，水平向东B. 200N， 水平向西C. 200N，水平向东D. 5000N，水平向西解析：解析：由题可知，绳子受到水平方向的两个力在同一直线上方向相反，故其受到的合力 FF1F25000N4800N200N，方向与 5000N 的力相同。正确答案：正确答案：C来源:学科网 ZXXK例 2. 同一直线上的两个力作用在一个物体上，已知其中
9、的一个力大小是 600N，合力大小是 1000 N，则另一个力的大小是（ ）A. 一定等于 400N B. 一定小于等于 400NC. 可能等于 1600N D. 一定大于 1600N解析：解析：两个力方向未知，设一个力 F1600 N，另一个力为 F2，若方向相同，F2FF11000N600N400N；若方向相反，F2FF11000N600N1600N，另一个分力可能为 400 N 或 1600 N。正确答案：正确答案：C例 3. 一个用 250 N 的力竖直向上提起一个重 200 N 的水桶，水桶受到的合力是多少？解析：解析：首先分析水桶受力情况，水桶受竖直向上的拉力 250 N，竖直向下
10、的重力 200 N，然后按同一直线上方向相反的二力的合成计算合力。正确答案：正确答案：合力大小为 50 N，方向竖直向上。例 4. 一个物体受到同一直线上的两个力 F1和 F2的作用，其中 F1为 30 N，这两个力的合力为 50 N，则 F2的大小是多少？解析：解析：两个力方向未知，所以分力的答案是不唯一的，有两种情况。若方向相同，F2FF1；若方向相反，F2FF1正确答案：正确答案：F1与 F2方向相同时，F220N；F1和 F2方向相反时，F280N。例 5. 关于惯性下列说法中正确的是（ ）A. 物体速度大时惯性大 B. 静止时物体没有惯性C. 物体运动状态改变时，惯性也随之改变D.
11、一切物体都有惯性解析：解析：惯性是一切物体都具有的属性，而且惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态和是否受力等都是无关的。物体的速度有大小，只需判断它的质量大小就可以。关于物体有无惯性，则完全是一种错误提法，因为有物体存在它就有惯性。正确答案：正确答案：D例 6. 一气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从气球上脱落一物体，该物体离开气球后，将（ ）A. 继续上升一段时间后下落来源:学*科*网 Z*X*X*KB. 立即下落C. 以原来的速度仍匀速上升D. 不再受力解析：解析：当物体从气球上脱离后，由于惯性，要保持原来的运动状态，所以有向上的速度，但由于重力的作用，改变了物体的运动状
12、态，使物体向上运动的速度越来越小，直到上升到最高点速度为零，然后开始下落。正确答案：正确答案：A例 7. 关于运动和力的说法下列正确的是（ ）A. 物体不受力时就会静止B. 物体不受力时运动状态不变C. 有力作用在物体上，物体可能出于静止状态D. 有力作用在物体上，物体的运动状态就改变解析：解析：由牛顿第一定律可知，物体在不受力时运动状态不变，故 A 错。有平衡力作用下物体将处于静止状态或匀速运动状态，此时受力但运动状态并没有改变。正确答案：正确答案：BC例 8. 轮船在海上匀速航行，小名在船尾用力竖直向上跳，则小名下落后会掉入海水中吗？为什么？解析：解析：轮船在海里航行，小名和轮船以同样的速
13、度运动，小名在船尾向上跳起后由于惯性，仍以原来的速度运动。所以会落回原处，不会掉入海水中。正确答案正确答案：小名下落后不会掉入海水中，因为小名在船尾向上跳起后由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以会落在原处不会掉入海水中。例 9. 一根电线下吊着一盏灯，下列各对力中是属于二力平衡的是（ ）A. 电线对灯的拉力和灯对电线的拉力B. 灯的重力和灯对电线的拉力C. 电线对灯的拉力和灯的重力D. 电线对灯的拉力和灯对地球的吸引力解析：解析：二力必须满足同体、等值、反向、共线四个条件才能平衡，缺一不可。选项 A中二力不共体，是一对相互作用力；B 中二力不共体而且是同方向；D 中二力也是一对相互作用力，不
14、共体。正确答案：正确答案：C。考点分析：考点分析：本题考查了二力平衡的条件。例 10. 一个物体静止在水平桌面上，下面哪种说法正确（ ）A. 物体的重力压在桌面上 B. 物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力C. 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力D. 物体的重力和它对桌面的压力是一对平衡力解析：解析：物体的重力作用在物体上而不是作用在桌面上，所以 A 是错的。物体对桌面的压力作用在桌面上，平衡力是作用在一个物体上的两个力，可见 C、D 两个选项也是错的。物体的重力和桌面对物体的支持力都作用在物体上，当物体静止时，这两个力大小相等、方向相反、并且在一条直线上，所以 B 是正确
15、的。正确答案：正确答案：B例 11. 手提 10 牛顿重的书包，书包静止时受到了几个力的作用？分别指出每个力的施力物体和受力物体，并用示意图表示书包的受力情况。解析：解析：力是物体对物体的作用，每个力都有施力物体和受力物体。这个问题中的研究对象是书包，因此，凡是受力物体是书包的力才是作用到书包上的力。书包静止时受到了两个力的作用，一是重力，重力的施力物体是地球，方向竖直向下，二是手对书包的拉力，方向是竖直向上的，书包静止时，二力平衡，说明重力和拉力大小相等，大小为 10 牛。正确答案：正确答案：书包静止时受到了两个力的作用，手的拉力 F 和书包的重力 G，这两个力是一对互相平衡的力。拉力的施力
16、物体是手，重力的施力物体是地球，受力物体是书包。力的示意图如图所示。来源:学科网 ZXXK考点分析：考点分析：二力平衡条件的应用。根据物体处于静止状态，受平衡力作用，可以分析出作用在物体上的力的大小和方向。例 12. 吊车吊着质量 2 吨的集装箱以 0.2 米秒速度匀速上升，吊车要给集装箱多大拉力？如果集装箱变为以 0.1 米秒速度匀速下降，吊车要给集装箱多大拉力？解析：解析：首先分析集装箱的受力情况并画出受力分析图（下图） 。集装箱受到重力和吊车给它的拉力。集装箱做匀速直线运动，是处于平衡状态。它受到的两个力应该是彼此平衡。根据质量与重力的关系求出集装箱受到的重力，再根据两个平衡力的关系，求出拉力。解答：解答：已知：m2 吨2000 千克求：F解：解：Gm9.8 牛顿千克2000 千克9.8 牛顿千克19600 牛顿FG19600 牛顿答：答：吊车给集装箱的拉力大小是 19600 牛顿。【模拟试题一模拟试题一】 （答题时间：30 分钟）
