沪科版八年级物理上册5-4来自地球的力教案3 7页

力 弹力 来自地球的力教案 【一)力 1．定义：力是物体对物体的作用。 注意 (1)有力作用时，必然有施力物体和受力物体，力不能离开物体而单独存在；(2) 力的作用方式，可以接触，也可以不接触。例如：磁铁吸引铁块。 2．单位：牛顿(N) 3．三要素：大小、方向、作用点 4．作用效果：(1)使物体发生形变；(2)使物体的运动状态发生改变。 注意 运动状态指物体运动速度的大小和方向。因此只要运动速度的大小和方向中， 一项或两项改变时，物体的运动状态就改变了。 5．力的作用是相互的：甲物体对乙物体施力，乙物体对甲物体也施力。 易错点 马拉车和车拉马。 为了确定施力物体和受力物体，我们应先确定被研究的对象，该对象就是受力物体。比 如，研究车时，则车就是受力物体，受到马的拉力，因此马是施力物体。同理，研究马时，马 是受力物体，车是施力物体。 表示方法：力的示意图和力的图示比较 力的示意图和力的图示 力的示意图 力的三要素的示意图 力的大小 用线段的长短 粗略表示 在图附近标准力的 大小 力的方向 箭头所指的方向 箭头所指方向 力 的 作 用 点 线段的起点或箭 [来源:www.shulihua.net] 头处 线段的起点或箭头 处 7．测量工具：弹簧测力计(实验室中常用) (1)构造：主要由弹簧、指针和刻度板组成。 (2)工作原理：在一定的范围内，弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长就越长。 易错点 弹簧的伸长不是指弹簧被拉后的长度，而是弹簧被拉后的长度减去弹簧原长。如 图 3—9—1 所示，弹簧的伸长不是 L1，应该是 L2=L1 一 Lo (3)正确使用：①测量前要使指针对准零刻度线，若有偏差，必须校零；② 要明确弹簧 测力计的测量范围和分度值，测量力时，被测力的大小应在测量范围之内；③在测量过程中， 要使弹簧测力计内弹簧伸长方向 跟所测力的方向在同一条直线上。 (4)其他测量工具：牵引力计、握力计等等 。 (二)弹力 1．定义：物体由于发生弹性形变而产生的力。 注意 有些物体的形变是非常微小的、人眼不能观察到，例如人压桌子时，桌子发生的 形变。 2．作用方式：直接接触 3．大小：与物体的弹性强弱和形变量的大小有关。 4．方向：跟受力物体的形变方向一致。例 如，压力方向：跟受力面垂直且指向受力物体 内部；拉力方向：沿着绳子的伸长方向；支持力方向：跟受力物体 表面垂直，且向上。 5．常见弹力：压力、拉力、支持力等。 (三)重力 1．定义：物体由于地球吸引而受到的力。 易错点 物体所受重力是由于地球吸引而产生的，但物体所受重力的大小不等于地球 对它的引力。 2．施力物体：地球 3．大小：物体所受重力跟它的质量成正比，可用 G= mg 来求。 注意 同一物体在同一地区所受重力跟运动状态无关，但重力的大小也不是一成不 变的，在不同情况下有些细微变化，例如：离地面的高度增加，重力会减小；所在纬度增加， 重力会增大。 4．方向：竖直向下。 比较 竖直和垂直。 竖直：指垂直于水平面； 垂直：指垂直于某个平面，这个平面不～定是水平 面，可能是倾斜的。 注意 重力方向的应用——重垂线 5．作用点：重心 注意 物体的重心可用二次悬挂法确定，如图 3 —9—2 所示。 易错点 对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心就在它的几何中心，但重心不一定 都在物体上，例如：救生圈的重心在其圆环的圆心上，就不在自身上。 比较 重力和质量 重力 质量 慨念不 同 物体由于地球吸[来 源:www.shulihua.net] 引而受到的力 物体所含物质的 多少 大小比 较 同一物体在地球 上不同高度或不同 地点所受重力不同 不随物体的位置、 形 状、状态的改变而改 变|方向 竖直向下 没有方向 之间关 系[来源:www.shulihua.net] G=mg (四)摩擦力 1．定义：阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力。 2．产生条件：(1)物体间相互接触、挤压；(2)接触面粗糙；(3)物体间有相对运动趋势或 相对运动。 3．分类：滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦。 4．滑动摩擦 (1)定义：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦 (2)方向：与物体相对运动方向相反。 (3)影响因素：与物体间接触面的粗糙程度和压力的大小有关。 5．滚动摩擦：～个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦。 6．静摩擦 (1)定义：相对静止的物体之间的摩擦。 (2)大小：与和它方向相反的外力的大小相等。 (3)方向：与物体相对运动趋势方向相反。 辨析 运动方向、相对运动方向、相对运动趋势方向 通常说物体运动方向是以地面为参照物的情况，而物体间相对运动方向和相对运动趋 势方向是以相对运动的另一物体为参照物的。因而物体相对运动方向和相对运动趋势方 向与物体运动方向不一定相同。 易错点 摩擦力不一定是阻力，因为摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势 方向相反，而不一定与物体的实际运动方向相反。例如：传送带把货物从低处送到高处， 就是靠传送带对货物斜向上的摩擦力实现的。 7．改变摩擦 (1)增大：增加接触面的粗糙程度、增大物体间的压力。例如：在结冰的路面上撒些沙 子；鞋底的花纹；皮带打滑，把皮带拉紧。 (2)减小：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替 滑动、使两个互相接触的摩 擦面彼此分离。例 如：给汽车的轴承加润滑油；旅行箱下面的小轮子；气垫船下部与地面 之间形成气垫。 注意 有时为了增大或减小摩擦的效果更明显，可以将多种方法同时使用。例如：自行 车的轴承里面有许多小钢珠，用滚动代替滑动减小摩擦，并且还给轴承中加了润滑剂。 例 1 如图 3—9—3 所示，当电风扇工作时，空气会由静止流动起来，这说明力能 ___________ ______；同时小车将向_____运动，原因是___________________；类似的装置可应用在某些 交通工具上，试举一 例 ___________________ 。 这 类 交 通 工 具 在 月 球 上 是 无 法 工 作 的 ， 这 是 因 为 ： _____________________________ 。 例 2 不同的运动项目对运动鞋摩擦力的要求不同。某研究性学习小组对“不同类型 的运动鞋底在相同平面上滑动时摩擦力的大小”进行了探究，如图 3—9—4 所示。他们 先测出每只不同类型运动鞋的质量，再往质量小的鞋子里均匀摆放砝码，使鞋子(连同鞋 里砝码)的质量均相等。接着用弹簧测力计先后匀速拉动不同类型的运动鞋，使它们沿水平 桌面滑动，读取各次弹簧测力计的读数。 (1)探究中“使鞋子(连同鞋里砝码)的质量均相等”，这是采用了_____________________ 的研究方法。(2)测量时，沿水平方向匀速拉动运动鞋，则此时运动鞋所受滑动摩擦力与弹 簧测力计拉力的_____________，这种测摩擦力的方法是___________(选填“直接”或“间 接”)测量法。 变式题 某研究小组对“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”的问 图 3—9—3 题进行探究。他们选择了一块各面粗糙程度相同并 带有挂钩的长方体物块为研究对象。那 么： (1)实验所用到的测量工具是________________。 (2)在测量滑动摩擦力的大小时，必须让物块在水平面上做__________运动 ，才能使测 出拉力的大小与 滑动摩擦力的大 小 _______________ ____ 。 (3)下表为实 验记录表格，通过 分析表中序号为 __________ __ 的 实验记录。可得到 的初步结论是：滑 动摩擦力的大小 与 __________ 无 关；表中序号为 3、4、5 的实验记录，则可说明滑动摩擦力的大小与______________有关。 序号 接触面积S 接触面干湿程度 摩擦力f／N l 小 干 0.5 2 中 于 0.5 3 大 干 0.5 4 大 较湿 0.6 5 大 湿 0.8 例 3 某同学在研究轻质弹簧的长度随拉力变化的关系时．进行了如图 3—9—5(a)所 示的实验。已知每个钩码重为 0．5 N，刻度尺的最小分度值是 1 mm。 [来源:数理化网] 图 3—9—5(a) (1)请将观察到的数据填入实验记录表中。 实验次数 1 2 3 4 5 钩码对弹簧的拉力 F/N弹簧的长度L／cm (2)根据实验数据，在下面的坐标格内作出弹簧长度 L 随拉力 F 变化的关系图象。 图 3—9—5(b) (3)此实验中弹簧长度 L 与拉力 F 的关系是 变式题 根据事物的不足之处，找到改进的办法，在创造学中，这种方法叫做“缺点列举 法”。现在给你一根橡皮筋、一盒 0．5N 的钩码，如下页图 3—9—6 所示，请问你能对一只 弹簧测力计进行怎样的改进?请找到一个可改进之处，并写出你的改进办法和改进后的 使用方法。注意：不能自己添加其他器材。 弹簧测力计 橡皮筋 一盒砝码 图 3—9—6 例 4 太空飞船里，各物体处于“失重”状态。因此，许多情景与地面的不一样。如，人体会 悬浮在空中，用手指在机舱底上轻轻一按，人就会向舱顶运动，茶水不会倒出来等，科学家们利 用太空环境失重的显著特点，将多种生物带入太空，进行失重生物学实验研究，取得了不少成 果。如，太空失重环境影响生物的遗传性；失重环境使植物的根失去了向地生长，茎失去了背 地生长的特性；失重与辐射的综合影响等。根据上述材料，解答下列各题： (1)在宇宙飞船内的实验里，仍然能够使用的仪器是( ) A．酒精温度计 B．密度计 c．天平 D．凸透镜 (2)地球表面植物的根向下生长，是植物对__________这种刺激作出的一种反应。 例 5 科 学 研 究 表 明 ： 金 属 杆 受 到 拉力会伸长，在一定范围内，金属杆的伸长与它 所受到的拉力成正比。现有一金属杆 L，长为 4m，横截面积为 0．8cm2，实际使用时要求金 属杆受到拉力后的伸长不超过 0．4cm。由于直接对这一金属杆测试有困难，故选用同种 材料制成的样品进行测试，测试时样品所受的拉力始终为 1000N，通过测试取得数椐加下． 长度L(m) 横截面积s(cm2) 伸 长 △L(cm)l 0.05 0.16 2 0．O5 0.32 l 0.10 0．O8 4 0.10 0.32 4 0.20 0.16 请分析表中数据回答下列问题： (1)在对样品进行测试时，采用如图 3—9—7 所示的装置，这样设计有何优点? (2)分析样品测试数据可知，金属杆伸长的长度还跟什么因素有关? (3)金 属 杆 L 能 够 承 受 的最大拉力为多少? 思维方法 金属杆与弹簧不同，它受拉力后的伸长非常的微 小，因此采用图中所示的装置，为了使实验现象更明显。本实验采 用控制变量法，由表中第 1、2 行数据可知，金属杆伸长的长度与金 属杆的长度有关，且成正比；由表中第 1、3 行或第 4、5 行数据可知， 金属杆伸长的长度与金属杆的横截面积有关，且成反比。 图 3—9—7 综合以上得知，金属杆伸长的长度与所受拉力成正比、与金属杆的长度成正比、与金属 杆的横截面积成反比，即： 答案 (I)可以将金属杆伸长的长度放大，使实验现象更加明显； (2)金属杆的长度和横截面积； (3)把试题表格中第 5 行数据和金属杆 L 的参数带入 表达式 可得： 点评 本题研究“金属杆所受拉力与哪些因素有关”的问题，看起来似乎很难，但同学们 在课本上学习了“弹簧所受拉力与哪些因素有关”的问题，应将所掌握的方法运用到本题中。 在解答过程中，还考查了同学们对实验数据进行分析处理的能力。[来源:www.shulihua.net]