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- 2021-05-13 发布
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第十章 多彩的物质世界
一、单元复习目的
1、知识与技能目标:
(1)知道宇宙是由物质组成的,物质是由分子和原子组成的。原子的结构。
(2)了解纳米科学技术及纳米材料的应用和发展前景。
(3)知道质量的初步概念及其单位。掌握天平的使用方法。
(4)理解密度的物理意义,能用密度公式进行简单计算,记住水的密度。
(5)尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中一些与密度有关的物理现象。
(6)学会量筒的使用方法。一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。
2、过程与方法目标:
(1)会调节天平,会使用天平测质量。
(2)会用量筒、天平测固体和液体的密度。
3、情感、态度与价值观目标:培养学生对物理美的欣赏能力。
二、复习的重点和难点
重点:质量、天平的使用、密度的测定及应用。
难点:密度的概念。
三、知识梳理
a、定义:物体所含物质的多少
1、质量
b、特点:不随形状、状态、位置而改变
c、单位:kg、g、mg
概念
d、测量:天平、案称、杆称、台称、电子称
a、定义: 单位体积某种物质的质量
2、密度
b、特点: 密度是物质的一种特性
c、 公式:ρ=m/v
d、单位:kg /m3 、 g /cm3
质 量 和 密 度
e、物理意义:
1、天平
a、构造:横梁、平衡螺母、指针、标尺、游码、分度盘
b、使用:
a、测固体质量
实验
2、测质量
b、测液体质量
c、特殊测量
3、测密度
a、测固体密度
b、测液体密度
1、判断是什么物质,实、空心
应用
2、质量计算
3、体积计算
四、教学课时:三课时
第一课时
一、基础练习
1.物质存在有三种状态,这三种状态中分子间距最大的是 。
2. 银河系只是我们人类观测到的宇宙中数十亿个星系中的一个,但也异常巨大,要表示银河系的大小使用长度单位 最方便.
3.物质从液态变为固态时,体积变大还是变小?你能举出两种现象支持你的说法吗?
4.我们知道:“当物质从液态变为气态时,体积会显著增大”.请你从构成物质的分子在排列方式上的不同谈谈产生此现象的原因.
二、复习内容
1、物质:(1)组成:分子、原子
(2)原子结构:原子核、和外电子
(3)固、液、气宏观及微观特点
2、质量:
(1)、定义:物体所含物质的多少叫质量。
物体和物质是不同的概念。一切物体由物质构成;物体有质量物质有密度。
(2)、单位:国际单位制:主单位kg ,常用单位:t g mg
对质量的感性认识:一枚大头针约80mg 一个苹果约 150g
一头大象约 6t 一只鸡约2kg
(3)、质量的理解:固体的质量不随物体的形态、状态、位置、温度 而改变,所以质量是物体本身的一种属性。
(4)、测量:在测量物体质量时小质量的物体要用测多知少法。
⑴ 日常生活中常用的测量工具:案秤、台秤、杆秤,实验室常用的测量工具托盘天平,也可用弹簧测力计测出物重,再通过公式m=G/g计算出物体质量。
⑵ 托盘天平的使用方法:
①“看”:观察天平的称量以及游码在标尺上的分度值。
②“放”:把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻度线处。
③“调”:调节天平横梁右端的平衡螺母使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡。
④“称”:把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
⑤“记”:被测物体的质量=盘中砝码总质量+游码在标尺上所对的刻度值
⑥注意事项:A 不能超过天平的称量 B 保持天平干燥、清洁。
⑶ 方法:A、直接测量:固体的质量B、特殊测量:液体的质量、微小质量。
【质量的测量】
(1)直接测量质量:对于干燥的、颗粒状的且没有腐蚀性的固体,可直接测量。如:铁、铜、木、蜡块等。
(2)间接测量质量:对于潮湿的物体(包括固体、液体等)、粉末状的固体粉末以及有腐蚀性的物体,应借助容器或有关器皿进行间接称量。具体步骤:① 先测量m器 。② 再测量m总。③ 求m待。测量次序能倒过来吗?原因:如果先将液体倒入容器测m总,再将液体倒出测容器质量梳,由于容器中必然会有残余液滴即液体质量的一小部分留在容器内,所以这样测量误差较大。
【天平使用时的注意事项】
1、 不能超出天平的秤量。 (天平能够称的最大质量叫天平的最大秤量)
2 、砝码要用镊子夹取,并轻拿轻放。
3、 天平要保持干燥清洁。
4 、不要把潮湿的物体或化学药品直接放在天平盘内
5 、不要把砝码弄脏弄湿,以免锈蚀。
3、体积
测体积——量筒(量杯)
⑴用途:测量液体体积(间接地可测固体体积)。
⑵使用方法:
“看”:单位:毫升(ml)=厘米3 ( cm3 ) 量程、分度值。
“放”:放在水平台上。
“读”:量筒里地水面是凹形的,读数时,视线要和凹面的底部相平。
⑶体积的测量方法:A:对于有规则的几何形状外形的固体,可按照其几何模型的体积公式测出有关量求出其体积。B:对于没有一定几何形状的物体,可设法把物体完全浸入某种液体中,得出其体积变化,则该体积变化就是该物体的体积。(排水法求体积,指不溶于液体或不发生化学反应,注意处理气泡、物体孔隙、化学反应、溶解等现象的问题)ρ物≥ρ液 可完全浸入;ρ物<ρ液 漂浮.(悬锤法、针压法);
C:测质量算体积。
三、复习过程
例1: (钦州市2011)在用天平和量筒测量形状不规则石块密度的实验中,有如下操作或步骤,其中错误的是
0
2
4
1
3
g
图5
A.将天平标尺上的游码移至右端,在调节天平的横梁平衡
B.用天平称出石块的质量m
C.用细线系着石块放入盛有水的量筒中,测出石块的体积V
D.用公式p=m/V算出石块的密度
例2: (2011年桂林市)用已调节好的托盘天平测量铜块的质量,当
天平平衡时,右盘中砝码有50g、20g、10g各1个,游码的位置如图5所示,则该铜块的质
量是 g。若把上述实验移到山顶上进行,测得的该铜块的质量将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
例3 用已经调节好的天平称某物体的质量。天平指针
位于分度盘中央位置时,右盘内的砝码及游码的位置
如图2所示,该物体的质量为( )
A. 58.2克 B. 57.3克
C 58.8克 D. 58.4克
点评:读游码示数时,一要弄清最小刻度值,二要看游码的左边线位置,切记不要读游码右边的标尺数,这是初学者常犯的错误。
四、堂上练习
1、(吉林省2011年)以下物体质量最接近50g的是 ( )
A 一枚大头针 B 一个鸡蛋 C 一个西瓜 D 一只羊
2、(广东省2011年)如图13所示,在水平桌面上使用天平时发现横梁有点向右倾斜,要将它调到平衡状态,请写出必须进行的步骤是:
3、(芜湖市2011)在使用托盘天平测物体质量的实验中:
⑴将天平放在水平桌面上,游码移至称量标尺左端的“0”刻度线上后,若发现天平指针在分度标尺中央两侧摆动,摆动幅度如图11甲所示,则可判定下一步应该进行的操作是:
。
⑵实验中,当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图11乙所示时,天平恰好平衡,则被测物体的质量是 g。
4、(广州市2011年)(6分)(1)图 17中,天平(已处于平衡状态)测出物体的质量是_ g,
图18中量筒中液体的体积 _mL,
五、教学反思
第二课时
一、基础练习
1,___________________________________叫质量;质量不随物体的_______、_________、_________、_________的改变而改变,是物体本身的__________。
2,在国际单位制中,质量的主单位是________,符号是______。常用的质量的单位有______、________、________。
1,2吨=________千克=_____________克=___________毫克。
3.下面的几个数值是对同学的身体质量的估计,你认为哪个比较接近( )
A,8.5×103克; B,3×102千克; C,1×10-2吨; D,5×107毫克。
4.一物体在地球上的质量为20千克,把这个物体搬到月球上,那么它的质量为( )
A,大于20千克; B,小于20千克; C,等于20千克;D,无法确定。
二、复习内容
1、密度:
V
m
ρ
=
V
m
ρ
=
ρ
m
V
=
(1)、定义:单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度。
(2)、公式: 变形
(3)、单位:国际单位制:主单位kg/m3,常用单位g/cm3。
这两个单位比较:g/cm3单位大。
单位换算关系:1g/cm3=103kg/m3 1kg/m3=10-3g/cm3
ρ
m
V
=
水的密度为1.0×103kg/m3,读作1.0×103千克每立方米,它表示物理意义是:1立方米的水的质量为1.0×103千克。
(4)、理解密度公式
⑴同种材料,同种物质,ρ不变,m与 V成正比;即
物体的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关,但与质量和体积的比值有关;密度随温度、压强、状态等改变而改变,不同物质密度一般不同,所以密度是物质的一种特性。
⑵质量相同的不同物质,密度ρ与体积成反比。即
ρ甲
ρ乙
m
V
⑶体积相同的不同物质密度ρ与质量成正比。
(5)、图象: 右图所示:ρ甲>ρ乙
(6)、密度表揭示了大部分常用物质的密度。
① 气体的密度比固体和液体的密度小1000倍左右。
② 不同物质的密度一般不同,这说明密度是每种物质自身的特征。不随物体的大小、轻重等因素变化。
③ 同种物质的状态发生变化的时候,它的密度也将发生变化。例如:水凝固成冰。
④ 不同物质的密度也有相同的情况。例如:冰和蜡;煤油和酒精。但是这并不影响鉴别物质,因为密度虽然是物质的特性,但不是唯一的特性。
⑤ 对密度,并不能认为固体的密度一定比液体的密度大。例如:液体水银的密度就大于固体铜、铁、铝等密度。
2、关于质量和密度两个概念的区别
质量是物体的属性,而密度是物质的特性。如一瓶汽油用去一半,剩下一半的质量只是原来的二分之一,但密度却不变。一个物体的质量不随环境温度变化,但密度却随温度变化,如一瓶水,温度从O℃升到4℃,体积变小,质量不变,密度要变大,由4℃升到100℃,体积变大,质量不变,密度变小,故4℃的水密度最大。
一个物体的状态发生变化时,质量不变,因为体积要发生变化,所以密度要发生变化,如一块冰化成水后,密度由O.9×1护kg/m3变成1.O×103kg/m3,但质量不发生变化,所以体积要变小。
3、密度的计算和应用
利用密度知识解答计算题一定要认真审题,弄清题中哪些量是已知的,所求的物理量与已知的物理量之间的关系,当题目中出现多个未知量时,最好列方程组求解,并注意单位的统一。
三、复习过程
例1(攀枝花市2011年)三个相同的杯子中装有部分水,把质量相同的实心铜块、铁块、铝块依次放入甲、乙、丙三个杯中,水面恰好相平,则原来装水最多的杯子是(P铜>P铁>P铝)( )
A.甲杯 B.乙杯 C.丙杯 D.原来装水一样多
例2. (衡阳市2011年)伊利牌盒装牛奶的体积是2.5 x 10-4m3,若测得该盒牛奶的质量是O.3kg,则该牛奶的密度为 Kg/m3。喝掉一半后,牛奶的密度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)
例3 (徐州市2011年)为了判断一件实心金属模型是由哪种材料制成的,小玫用天平和量筒进行了测量,结果如图4所示,模型的质量是___g,体积是____cm3。它可能是____制成的.
例4 (湖北襄樊2011)小可妈买了一箱牛奶,放在水平地板上,箱与地板的接触面积是0.025m2,箱和牛奶的总质量是5kg,箱中每一小袋牛奶的包装上标有“净含量220ml、231g”字样(g取10N/kg)。
求①这种牛奶的密度是多少g/cm3.
例5 (白银市2011)一个能装满500g水的瓶子,能装满多少g的酒精?
四、堂上练习
1、为探究物质的某种特性,某同学测得四组数据如下表,
质量/ g
体积/cm3
质量/体积(g /cm3)
铝块1
54
20
2.7
铝块2
108
40
2.7
松木1
108
216
0.5
松木2
10
20
(1)将上表填完整
(2)比较1、2两次数据,可得到的结论是:同种物质,它的质量与它的体积成_______
(3)比较2、3两次数据,可得到的结论是:质量相同的不同物质,它们的体积是_______
(4)比较1、4两次数据,可得到的结论是:__________________________
2、镇江市2011)现代宇宙学告诉我们,恒星在演变过程中,会形成密度很大的天体,如白矮星、中子星或黑洞.据推测,1cm3中子星物质的质量是1.5×109t,则中子星的密度约( )
A.1.5×1012kg/m3 B.1.5×1015 kg/m3 C.1.5×1018 kg/m3 D.1.5×1021 kg/m3
3、(2011年桂林市)下列说法中正确的是( )
A.液体密度一定比固体密度小 B.一种物质的密度不会随物态变化而改变
C.物质的密度与体积的大小无关 D.纯水的密度与盐水的密度相同
4.(2011年玉林市、防城港市)把质量为lkg的冰块放在烧杯里,熔化成水后,没有改变的是它的
A体积 B质量 C密度 D内能
五、教学反思
第三课时
一、复习重点
测量密度的基本原理及用特殊方法测量密度
二、复习内容
1、密度有四个方面的应用:
(1)根据密度鉴别物质。 (2)根据密度要求选择材料。
(3)计算不便直接测量的物体的质量。(4)计算不便直接测量的物体的体积。
2、物质的密度可以用实验测定。
原理:ρ=m/V
用天平称出物体的质量,对于形状不规则的物体,可利用量筒和水测出它的体积,对于液体,可用量筒直接测它的体积,利用密度公式即可算出组成该物体的物质密度。
浮在水面:
工具(量筒、水、细线)
方法:1、在量筒中倒入适量的水,读出体积V1;2、用细线系好物体,浸没在量筒中,读出总体积V2,物体体积V=V2-V1
A、针压法(工具:量筒、水、大头针)
B、沉坠法:(工具:量筒、水、细线、石块)
沉入水中:
形
状
不
规
则
形状规则
工具:刻度尺
体积
质量
工具天平
说明:在测不规则固体体积时,采用排液法测量,这里采用了一种科学方法等效代替法。
(1)测固体的密度
㈠、测密度大于水的固体的密度。
其实验步骤是:①调节天平,用天平测出被测物体的质量m。②先在量筒中倒入体积为的水,再将用细线拴牢的固体浸没水中,读出这时的总体积,那么固体的体积(该方法称之为排液法)。③用公式计算出物质密度。④若要知道该物质是由什么材料构成的,可查密度表与标准值对照即可。
㈡、测密度小于水的固体的密度(如木块,蜡块等)。
实验步骤如下:①调节天平测物体的质量。②用沉锤法测出它的体积。具体做法是:在量筒内盛有一定量的水,放入铁块如图1A所示,记下水面达到的刻度线
,再将物体和铁块一起沉入水中,记下此时水面达到的刻度位置,如图1B所示,则,③用公式计算出被测物质的密度。
(2)测液体的密度
㈠ 原理:ρ=m/V
㈡实验步骤如下:①用天平测液体和烧杯的总质量m1 ;②把烧杯中的液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体的体积V;③称出烧杯和杯中剩余液体的质量m2 ;④锝出液体的密度ρ=(m1-m2)/ V
3、密度的应用:
⑴鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。(ρ=m/v)
⑵求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量用公式
m=ρV算出它的质量。
⑶求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积用公式V=m/ρ算出它的体积。
⑷判断空心、实心问题(三种比较法)。
⑸测量物体中所含各种物质的成分(列方程求解)。
⑹要学会查密度表及其意义,并要记住常见物质的密度。
⑺根据需要,可对不同密度的材料进行选择,同时也可以人为地制造出所需的密度。
三、复习过程
提问:测量密度根据什么原理?——
提问:会选用以下那些器材测量密度?
天平——质量,弹簧称——重力,量筒和水——体积,密度计——密度
密度的几种特殊测量:
例1 (临沂市2011年)张磊同学在河边拣到一精美的小石块,想粗略知道小石块的密度,于是他从学校借来一架天平,用纸杯改装了一只溢水杯,再借助于水,就巧妙地估测出了小石块的密度。请你也用这些器材设计估测小石块密度的实验方案,并得出和实验方案相一致的密度表达式。
例2 (陕西理化) (每空1分,共6分)老师鼓励小明在缺少砝码的条件下测出大理石密度。现有器材:天平、量筒、两个完全相同的烧杯、水、一小块大理
石、细线和滴管等。小明稍加思考,决定用以下方法进行实验:
(1)实验过程:
①将天平放在水平台上,游码拨至 ,调节 使天平平衡。
②在天平左右两盘各放一只烧杯,将大理石放在左盘的烧杯里,在右盘的烧杯中加水,快平衡时用滴管调节水的多少,直至天平平衡(如图一1).
③将烧杯中的水倒入量筒中(液面位置如图一2,读出体积并记录,
④用量筒和水测得大理石的体积为20cm3
(2)收集与处理实验数据:请你将实验数据填入下表并计算.
例3 (广州市2011年)
(2)下表是两位同学测量水的密度时不同的实验操作过程,哪位同学的实验误差会相对
较小?简要说明理由.
小芳的实验过程
小明的实验过程
①用天平测出装了适量水的烧杯的总质量m 1
②把烧杯中的水倒入量筒
②用天平测出倒水后烧杯的质量m 2
④求出倒入量筒中水的质量m=m 1-m 2
⑤记下量筒中水的体积V
⑥根据公式求出水的密度
①用天平测出干燥的空烧杯的质量m 1
②把适量的水倒入烧杯
③用天平测出装了水的烧杯总质量m 2
④求出烧杯中水的质量m =m 2-m 1
⑤把烧杯中的水倒入量简
⑥记下量筒中水的体积V
⑦根据公式求出水的密度
四、堂上练习
1、(福建省厦门市2011年)小东同学在测定盐水密度的实验中,其方法和步骤完全正确,如图14甲显示的是
他将烧杯中的部分盐水倒入量筒后,天平重新平衡时的情景,乙显示的是倒入盐水后量筒的读数。
(1)根据图中相关数据帮小东将下表填写完整。
烧杯和盐水的总质量m/g
倒出部分盐水后烧杯和盐水的总质量m1/g
倒出盐水的质量m2/g
盐水的密度ρkg/m3
33
(1) 另一位同学的实验方法是:先测出空烧杯质量,并
在量筒中倒入盐水,测出盐水的体积,再把量筒内盐水全
部倒入烧杯,测出烧杯和盐水的总质量,然后计算盐水的
密度,用这种方法测出盐水的密度ρ'与小东测出盐水的
密度ρ相比较,则ρ'___ρ(选填“<”、“>”或“=”)
2、(泰安市2011)在一次地理实践活动中,小明在河边
发现了一小块不知名的固体矿石,他身边有下列器材:量筒,小厚底玻璃杯(直径小于量筒)。小明把空玻璃杯放在水面上时发现玻璃杯能直立漂浮在水面上,当他把小矿石放在玻璃杯中时玻璃杯仍能直立漂浮在水面上。小明利用以上器材测量出了小矿石的密度。
(1)请你写出小明实验测量的步骤并用字母表示测得的物理量:
(2) 矿石密度表达式(用测得的物理量和已知量表示):ρ矿石= 。
3、(2011年福州市)有两个大小相同、外表涂有相同防护漆的实心立方体,已知其中一个是铁块,另一个是木块,你能在不损坏防护漆的前提下鉴别出它们吗?请你写出两种鉴别方法。
方法一: ;方法二: 。
五、教学反思
第十一章 运动和力
一、单元复习目的
1、知识与技能目标:
(1)理解速度的定义、速度的单位、公式及其意义。
(2) 能用速度公式简单计算速度和平均速度。
(3) 知道如何用科学的语言描述物体的运动和静止;了解参照物的概念及其选取的方法;知道运动的物体具有动能。
(4)知道力和运动的关系。
(5)知道物体的惯性,能表述牛顿第一定律。
(6)通过构建知识框架和网络,使学生牢记基础知识,掌握分析问题的方法。
2、过程与方法目标:
(1)培养学生的观察能力、实验探索能力、分析概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力。
(2)让学生能懂得“改变”物体运动状态与受到外力之间关系,在获得感性认识的基础上,通过理性分析以及科学的推理从而获得规律。让学生感受“科学家”研究问题的方法,使他们能建立如何进行科学实验的基本思路。
3、情感、态度与价值观目标:
(1)通过运动和静止的相对性的学习让学生接受辨证唯物主义教育。
(2)通过作力的图示的训练,培养认真、细致严谨的学习态度。引导学生从观察生活出发,探求科学真知,培养学生热爱科学,勇于发现问题,提出问题的科学质疑精神。
二、复习的重点和难点
学生在学习本章时,常常把牛顿第一定律这个定律和惯性这个概念搞混了。实际上这是由于我们在教授这些知识时,没有认真加以区别所造成的。
惯性是物体的一种性质,是指物体保持运动状态不变的性质。牛顿第一运动定律,是物体运动的客观规律,是说一切物体都有惯性。如果一开始讲授时就注意加以区别,就不在于造成学生在思维上的混淆不清了。
本章在前章所学力学知识的基础上,进一步学习力和运动的初步知识。内容包括:牛顿第一定律,惯性,二力平衡,摩擦力。其中二力平衡的知识是本章的重点。
三、知识梳理
机械运动
简单的运动
运动和静止
直线运动
运动和静止相对性
参照物
除自身以外的任何物体
运动是绝对的
静止是相对的
定义
选择
匀速直线运动
变速直线运动
两层含义
公式:V=S/t
单位:米/秒(m/s)、千米/时(km/h)
定义:平均快慢程度
公式:v=s总/t总
一旦选定,认为静止
快慢不变
经过的路线是直线
运动和力
常见的运动
力
运动和静止的相对性,参照物
匀速直线运动、变速直线运动
力的概念、力的测量、力的三要素
力和运动的关系
牛顿第一定律、惯性
公式:V=S/t
二力平衡、二力平衡的条件
物体在平衡力、非平衡力作用下的运动
力的种类、力的效果、力的合成
四、教学课时:三课时
第一课时
一、复习内容及过程
1、参照物
(1)定义:为研究物体的运动假定不动的物体叫做参照物。
(2)任何物体都可做参照物,通常选择参照物以研究问题的方便而定。如研究地面上的物体的运动,常选地面或固定于地面上的物体为参照物,在这种情况下参照物可以不提。
(3)选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
(4)不能选择所研究的对象本身作为参照物那样研究对象总是静止的。
例1、坐在向南行驶的列车里的乘客,看到路旁的树木向后退。若同时又看到汽车也在向后退,以地面为参照物,汽车的运动状态可能是 、 、 。
例2、随着航天技术的飞速发展,我国已成功实现两次载入航天飞行。在火箭推动飞船上升阶段,航天员是被固定在飞船座舱内的。在这一阶段下列说法正确的是 ( )
A.以飞船为参照物航天员是静止的 B.以地面为参照物航天员是静止的
C.以火箭为参照物航天员是运动的 D.以火箭为参照物飞船是运动的
2、机械运动
(1)定义:物理学里把物体位置变化叫做机械运动。
(2)特点:机械运动是宇宙中最普遍的现象。
(3)比较物体运动快慢的方法:
⑴比较同时启程的步行人和骑车人的快慢采用:时间相同路程长则运动快
⑵比较百米运动员快慢采用:路程相同时间短则运动快
⑶百米赛跑运动员同万米运动员比较快慢,采用:比较单位时间内通过的路程。实际问题中多用这种方法比较物体运动快慢,物理学中也采用这种方法描述运动快慢。
例3、在北京和杭州之间对开着一对特快列车T31和T32,表中所列是这两次列车的时刻表,请回答下列问题:
(1)T31和T32列车全程运行的时间是 h min。
(2)除去停站时间,列车运动的平均速度是 km/h。
例4目前普通列车的速度约为100km/h,而磁悬浮列车设计速度为400km
/h,南京到上海的距离约为300km,按以上速度计算,磁悬浮列车从南京到上海比普通列车缩短了 h。
T31
车次
T32
北京→
杭州特快
自北京起公里
站名
杭州→
北京特快
15:50
0
北京
—
13:20
20:21
29
497
济南
41
8:33
1:16
24
979
蚌埠
54
3:46
5:45
53
1458
上海西
24
23:16
7:30
—
1664
杭州
21:40
(4)分类:(根据运动路线)⑴曲线运动 ⑵直线运动
Ⅰ 匀速直线运动:
A、 定义:快慢不变,沿着直线的运动叫匀速直线运动。
B、速 度
定义:在匀速直线运动中,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量
v
t
s
=
t
s
v
=
v
s
t
=
计算公式: 变形 ,
单位:国际单位制中 m/s 运输中单位km/h两单位中
m/s 单位大。
换算:1m/s=3.6km/h 。人步行速度约1.2m/s
它表示的物理意义是:人匀速步行时1秒中运动1.2m 合4.32km/h
从图象中可以看出匀速运动的物体速度 v是个恒量与路程S时间t没关系
t
S
速度图象:
Ⅱ 变速运动:
A、 定义:运动速度变化的运动叫变速运动。
B、 平均速度= 总路程总时间 (求某段路程上的平均速度,必须找出该路程及对应的时间)
C、 物理意义:表示变速运动的平均快慢
v v
s
t
=
D、 平均速度的测量:原理 方法:用刻度尺测路程,用停表测时间。从斜面上加速滑下的小车。设上半段,下半段,全程的平均速度为v1、v2、v 则 v2>v>v1
E、常识:人步行速度1.2m/s ,自行车速度4m/s ,大型喷气客机速度900km/h 客运火车速度140 km/h 高速小汽车速度108km/h 光速和无线电波 3×108m/s
3、长度测量:
(1)长度的测量是物理学最基本的测量,也是进行科学探究的基本技能。长度测量的常用的工具是刻度尺。
(2)国际单位制中,长度的主单位是 m ,常用单位有千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),微米 (μm),纳米(nm)。
(3)长度估测:
黑板的长度2.5m、课桌高0.7m、篮球直径24cm、指甲宽度 1cm、铅笔芯的直径1mm 、一只新铅笔长度1.75dm、手掌宽度1dm 、墨水瓶高度6cm
(4)刻度尺的使用规则:
A、“选”:根据实际需要选择刻度尺。
B、“观”:使用刻度尺前要观察它的零刻度线、量程分度值。C、“放”
用刻度尺测长度时,尺要沿着所测直线(紧贴物体且不歪斜)。不利用磨损的零刻线。(用零刻线磨损的的刻度尺测物体时,要从整刻度开始)
D、“看”:读数时视线要与尺面垂直。
E、“读”:在精确测量时,要估读到分度值的下一位。
F、“记”:测量结果由数字和单位组成。(也可表达为:测量结果由准确值、估读值和单位组成)。
4、时间测量:
(1)时间测量的常用的工具是秒表。
(2)国际单位制中,时间的主单位是秒 s ,常用单位有小时(h),分钟(min)
5、误差:
(1)定义:测量值和真实值的差异叫误差。
(2)产生原因:测量工具 人为因素。
(3)减小误差的方法:多次测量求平均值。
误差只能减小而不能 避免 ,而错误是由于不遵守测量仪器的使用规则和主观粗心造成的,是能够避免的。
三、堂上练习
1、双休日自驾车外出郊游,在行驶的过程中,善于观察的小唐同学看到汽车上有一个显示速度和路程的表盘,示数如图甲所示,则汽车此时行驶的速度为 ;该车匀速行驶了一段时间后,表盘示数变为图乙所示,那么这段时间为 h.
2、王刚同学在做了一些测量后忘了在记录的数据后面标明单位,请你帮他补上。某同学的身高是15.8 ;物理课本的长度是26 。
3、坐在奔驰的列车里的乘客,若选 为参照物。他是静止的,若选 为参照物,他又是运动的。
4、下列物体运动最快的是 ( )
A.4h内通过160km B.10s内通过了100m
C.1h内通过1.2×111cm D.1min内通过1000m
5、一个物体沿平直路运动,由静止起在10s内加速到20m/s,共运动了80m,该物体在10s内平均速度是 ( )
A.20m/s B.10m/s C.8m/s D.都不对
6、空中加油机在空中给飞机加油时,两者在空中飞行的速度大小和方向必须 ,此时两者彼此处于相对 状态。
第二课时
一、基础练习
1、力是物体对物体的作用;力的作用是相互;力的单位是N。
2、踢球时,球受到的力的施力物体是脚,这时脚也受到球的作用力。
3、一切物体在没有受到外力作用时候,总保持静止状态状态或匀速直运动状态状态。叫做牛顿第一定律,它是在大量经验事实的进一步的推理基础上,通而概括出来的。
二、复习内容
1、力
(1)力的概念:力是物体对物体的作用。
(2)力产生的条件:①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用(可以不接触)。
(3)力的性质:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。
两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
(4)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态和力可以改变物体的形状及大小。
说明:物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变
(5)力的单位:国际单位制中力的单位是牛顿简称牛,用N 表示。
力的感性认识:拿两个鸡蛋所用的力大约1N。
(6)力的三要素:力的大小、方向、和作用点。
说明:力的作用效果与力的方向 和力的作用点有关。
(7)力的表示法:
⑴力的图示:A、定义:用带箭头的线段把力的三要素表示出来的做法。
B:具体做法:沿力的方向画一条线段,线段的长短表示力的大小,在线段的末端的画个箭头表示力的方向,用线段的起点或终点表示力的作用点。在图中附有标度。
⑵力的示意图:不需要严格的表示出力的大小,只表示出力的方向和作用点的简易图示叫力的示意图。
2、伽利略斜面实验:
⑴三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是:保证小车开始沿着平面运动的速度相同。
⑵实验得出得结论:在同样条件下,平面越光滑,小车前进地越远。
⑶伽利略的推论是:在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
⑷伽科略斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法——在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。
3、牛顿第一定律:
⑴牛顿总结了伽利略、笛卡儿等人的研究成果,得出了牛顿第一定律,其内容是:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
⑵说明:
A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括 出来的,且经受住了
实践的检验 所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是 我们周围不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
B、牛顿第一定律告诉我们:物体不受力,可以做匀速直线运动,物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关,所以力不是产生或维持运动的原因。
三、复习过程
例1 下列关于力的说法中,正确的是 ( )
A、人推车时,人也受到车给的推力
B、两个物体不接触,就一定不会发生力的作用
C、用手捏一个易拉罐,易拉罐变瘪了,表明力可以使物体发生形变
D、排球运动员扣球使球的运动方向发生了改变,表明力可以改变物体的运动状态
例2 如图9所示,将一重4N的足球置于水平地面上静止,用力的图示法表示出足球受到的重力。
例3 (北京市朝阳区2011年)下列说法中错误的是
A.物体间力的作用是相互的 B.两个物体只有相互接触,才能产生力的作用
C.力是改变物体运动状态的原因 D.力可以使物体发生形
例4 (2011年湖北省宜昌市)目前人类发射的探测器已飞出了太阳系,如果探测器所受外力全部消失,那么探测器将
A.沿原路径返回地球 B.沿原方向做匀速直线运动
C.沿原方向做加速直线运动 D.沿原方向做减速直线运动
四、堂上练习
图6
1、在墙上挂像框时,可自制一个重锤来检查像框是否挂正,如图书馆14所示,这是利用了重力的方向总是___________的。
2、在图6中画出斜面上“不倒翁”受重力的示意图,并画
出重力相对于O点的力臂l 1. (黑点表示“不倒翁”的重心)
3、以下所给出的现象中,物体运动状态不发生改变的是
A.在弯曲的路上汽车匀速转弯
B.小孩沿笔直的滑梯匀速下滑
C.熟透的苹果从树上下落 D.行驶的火车开始进站家庭
4、(上海市2011年)第18届世界杯足球赛正在德国如火如荼地进行。图2所示为进球时,球与球网接触的情景。其中,足球运动速度变小,说明力能使物体的 发生改变;球网网眼变大,说明力能使物体发生 。
5、古希腊学者亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用。而伽得略则认为:运动的物体并不需要力来维持。到底谁说得对呢?为了探究这个问题,小明和同学们设计了如图所示的实验。
毛巾表面 棉布表面 木板表面
⑴要探究运动到底需不需要力来维持,只需研究力对运动物体的影响,所以小明让一辆运动的小车在不同的阻力作用下研究它的速度如何变化。小明在实验中是如何让小车受到不同阻力的?
⑵为了探究不同阻力对运动的影响,我们应该保持小车受不同阻力前的速度是相同的,你认为小明是如何做到这一点的?
⑶请将小明在本实验中的结论填写完全:平面越光滑,小车运动的距离越 ,说明小车受到的摩擦力越 ,速度减小得越 。
⑷根据小明的结论,你能推理出若小车不受阻力,将做什么运动吗?
五、教学反思
第三课时
一、基础练习
1、牛顿第一定律,又叫惯性定律。
2.我们把物体保持静止或匀速直线运动的性质,叫做惯性,一切物体都具有惯性。
3.作用在一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡,二力平衡时的合力为零,物体在平衡力的作用下也保持静止或匀速直线运动状态。
二、教学内容
1、惯性:⑴定义:物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
⑵说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关。
2、惯性与惯性定律的区别:
A、惯性是物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律。
B、任何物体在任何情况下都有惯性,(即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力),物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成立是有条件的。
☆人们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,请就以上两点各举两例(不要求解释)。
答:利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;骑自行车蹬几下后可以让它滑行。
防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。
3、二力平衡:
(1)定义:物体在受到两个力的作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。
(2)二力平衡条件:
⑴二力平衡条件是:两个力大小相等,方向相反、两个力在一条直线上、二力作用在同一物体上。
⑵概括:二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。
(3)平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等 ②方向相反 ③作用在一条直线上
不同点:平衡力作用在一个物体上可以是不同性质的力;相互力作用在不同物体上是相同性质的力。
(4)力和运动状态的关系:
物体受力条件
物体运动状态
说明
不受力
受平衡力
合力为0
静止
匀速运动
运动状态
不变
运动快慢改变
运动方向改变
运动状
态改变
力不是产生(维持)运动的原因
受非平衡力
合力不为0
力是改变物体运动状态的原因
(5)应用:应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。
画图时注意:①先画重力然后看物体与那些物体接触,就可能受到这些物体的作用力 ②画图时还要考虑物体运动状态。
三、教学过程
例1 2011 南京乘客在公交车上常听到“车辆启动,请您抓好扶手”的语音提示。请用物理知识解释这样提醒的道理。
例2 (临沂市2011年)猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝土静止时,下列说法正确的是
A.树枝对猴子的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
B.猴子对树枝的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
C.猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是—对平衡力
D.猴子很轻,其重力不需要平衡就钧静止在空中
例3 2011年潍坊市 歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱,这样做是为了
A.减小质量,使运动状态易于改变 B.减小质量,使运动状态不易改变
C.增大惯性,使运动状态易于改变 D.增大惯性,使运动状态不易改变
例4 广州市以下各图下方关于该图的说法错误的是
A.鱼线的拉 B.瓶对海绵 C.球拍对球 D.脚踢球使球飞出
力使钓鱼杆 的压力使海 的作用力改变 去,说明力是维
发生形变 绵发生形变 球的运动方向 持运动的原因
例5 2011广州市 发生以下哪一事件会使汽车上的乘客突然往后倾
A.汽车突然刹车 B.汽车突然减速 C.汽车突然起动 D.汽车突然拐弯
四、堂上练习
1.2011年南通市 下面关于力学现象的解释中正确的是( )
A .小球在空中下落得越来越快,是因为力可以改变物体的运动状态
B .人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D .书本静止在课桌上,是因为书本的重力与书本对桌面的压力平衡
2、海淀区2011 关于惯性,下列说法正确的是 ( )
A、静止的物体才有惯性 B、做匀速直线运动的物体才偶惯性
C、物体的运动方向改变时才有惯性 D、物体在任何情况下都有惯性
3、2011盐城市 飞机降落后,在机场跑道上滑行,与起飞升空时比较,它的惯性变小了,原因是
A.运动速度变小了 B.高度降低了 C.质量变小了 D.阻力变大了
4、广州市海珠区 汽车在高速公路上行驶,下列交通规则与惯性无关的是( )
A.右侧通行 B.系好安全带 C.限速行驶 D.保持车距
5、武汉市小明和小强对有关惯性和运动的知识进行讨论,下列说法正确的是
A.汽车运动时有惯性,静止时没有惯性
B.汽车刹车时有惯性,匀速直线运动时没有惯性
C.宇宙中除机械运动外,再也没有其他形式的运动
D.选择不同参照物,同一物体在同一时刻可能是运动的也可能是静止的
6、下表记录的是一辆汽车分别在干燥和潮湿的公路上以不同速度行驶时,某司机的反应距离(司机发现问题到开始制动的时间内汽车行驶的距离)和制动距离(汽车从开始制动到完全停止行驶的距离)
速度/km·h-1
反应距离/m
制动距离/m
干燥
潮湿
干燥
潮湿
40
7
7
8
11
50
9
9
13
17
60
11
11
20
26
80
15
15
34
40
100
19
19
54
66
(1) 根据表中数据分析,影响汽车制动距离的最主要因素是_________________
(2) 汽车制动后还能继续前进一段距离,这是因为____________________
(3) 根据分析结果,写一句交通警示语(要求简明扼要)_______________________________
五、教学反思
第十二章 力与机械
一、单元复习目的
1、知识与技能目标:
(1)知道弹力,会使用弹簧测力计和弹簧测力计的读数。会画重力的示意图。
(2)理解研究滑动摩擦力的大小与那些因素有关的实验。
(3)能从现实生活中感受杠杆,理解力臂,会画有关杠杆受力的力臂。
(4)会探究杠杆平衡条件并会利用杠杆平衡条件解决有关问题。
(5)知道定、动滑轮和滑轮组的特点及作用,会组装滑轮组。
(6)能联系实际体会简单机械在现实中的广泛运用。
2、过程与方法目标:
(1)培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
(2)学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
3、情感、态度与价值观目标:形成积极向上,团结协作的学习氛围,学会与同伴的合作交流
二、复习的重点和难点
重点:力的示意图;力臂的知识,杠杆的平衡条件及应用,滑轮及滑轮组省力情况,会画滑轮组的装配图,设计滑轮组。
难点:正确画好力臂,确定滑轮组省力情况,设计滑轮组。
三、知识梳理摩擦力
重力
弹力
力
力 和 机 械
简 单 机 械
四、教学课时:三课时
第一课时
一、基础练习
1、不计空气的作用,乒乓球从桌面弹起后,在空中受到重力的作用(不计阻力),这个力的施力物体是地球 ,方向是竖直向下。
2.两个相互接触的物体与它们要发生或已经发生相对运动时,就在接触间产生一个阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
3.滑动摩擦力的大小跟物体间的压力和接触面的粗糙程度有关。摩擦力的方向跟物体运动的方向相反。
二、复习内容
1、弹力:我们在压尺子、拉橡皮筋、拉弹簧时,感觉到它们对手有力的作用,这种力叫做弹力。
弹力是物理由于弹性形变而产生的。
2、弹簧测力计:
A、原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
B、使用方法:“看”:量程、分度值、指针是否指零;“调”:调零;“读”:读数=挂钩受力。
C、注意事项:加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。
D、物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的,但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,用容易观察的量显示不宜观察的量,是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利用这种方法制作的仪器象:温度计、弹簧测力计、压强计等。
3、重力:最常见的一种力
⑴重力的概念:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是:地球。
⑵重力大小的计算公式G=mg 其中g=9.8N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。
⑶重力的方向:竖直向下 其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和 面是否水平。
⑷重力的作用点——重心:
重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心,在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点,球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点
4、摩擦力:
1、定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力。
摩擦力
静摩擦
动摩擦
滑动摩擦
滚动摩擦
2、分类:
3、摩擦力的方向:
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动力作用。
4、静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平衡求得
5、在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
6、滑动摩擦力:
⑴测量原理:二力平衡条件
⑵测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
⑶ 课本P56图12、3-2研究滑动摩擦力的大小与那些因素有关:比较甲、乙图可得:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;比较甲、丙图可得:压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。
7、应用:⑴理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、接触面变粗糙变滚动为滑动。
⑵理论上减小摩擦的方法有:减小压力接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)使接触面彼此分开(加润滑油)。
三、教学过程
例1 (南通市海门卷2011年)分析以下摩擦,属于有害摩擦的是
A.写字时,手与笔之间的摩擦 B.走路时,鞋底与地面之间的摩擦
C.骑车时,车轮与车轴之间的摩擦 D.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦
例2 (2011年江苏省南通市)下面关于力学现象的解释中正确的是
A.小球在空中下落得越来越快,是因为力可以改变物体的运动状态
B.人用力推车,车未动,是因为推力小于摩擦力
C.小孩从滑梯上自行下滑,是因为他受到惯性的作用
D.书本静止在课桌上,是因为书本的重力与书本对桌面的压力平
例3 (长沙市2011年)如图所示,某同学用40N的水平力将一个重30N的物体压在竖直的墙壁上使其处于静止状态,则物体与墙壁间的摩擦力是
A、40N B、30N
C、10N D、70N
例4 (临沂市2011年)赵强同学学了物理后,养成了观察生活的好习惯,他发现好多药瓶瓶盖的侧面都做有密集的竖条纹,如图所示,其目的是为了
A.坚固耐用
B.增大粗粒程度,从而增大摩擦,便于旋开和旋紧
C.便于运输
D.节约材
例5 (广州市2011年)一木块在外力作用下沿水平木板向右匀速运动(如图11),用示意图表示木块所受的牵引力、摩擦力和重力.
例6 (2011年河南省)图9是某小组研究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验示意图,
(1)本实验中产生摩擦力的方法是 .
(2)用弹簧测力计拉着木块在水平木板上滑动时,每次都要使木块做匀速直线运动.这是因为 .
(3)比较(b)、(c)两步,你能得出正确结论吗? .原因是 .
四、堂上练习
1.(浙江省舟山市2011年)如图所示.用弹簧秤拉着木块在水平桌面上作直线运动,实验记录如下表。由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为( )
A.4. 5牛 B.3. 2 牛 C.3. 0牛 D.2. 1牛
2.(2011年江苏省南通市)下列措施中,属于增大摩擦的是
A.给笨重的旅行箱装上轮子
B.汽车轮胎表面做出凹凸不平的花纹
C.气垫船利用气体将船和水分离
D.经常给自行车轴加润滑油
3.(河北理综)某同学对生活中的一些做法进行了分析,你认为不合理的是
A.连接玻璃管与胶皮管时,先把玻璃管口用水润湿,水起润滑作用
B.举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”,目的是减小摩擦
C.雨天,机动车应低速行驶,是由于车轮与地面的摩擦较小
D.铅笔芯粉末加人到生锈的锁中,起润滑作用
4.(深圳市2011年)足球运动员把足球踢向空中,若不计空气阻力,则图1是表示足球在空中飞行的受力图,正确的是(G表示重力,F表示脚对球的作用力)
5.(江西省2011年)在物理考试作图时,小亮画错了一个地方,用橡皮轻轻地擦,没有擦干净,然后他稍使点劲就擦干净了,这是通过增大 的方法来增大橡皮与纸之间的 .
6、(山东省)图7中的两位同学正在做抛球游戏,请在图中画出球被
抛出后所受重力的示意图。
7、(辽宁省十一市2011年) 下列几个实例中属于减小摩擦的是__________(填序号)。①用力捏自行车的车闸;②汽车轮胎上的花纹;③汽垫船向下喷出强气流,在船底和水之间形成一层空气垫。请发挥你的想象,写出一个自然界中如果不存在摩擦的情景:_______。
第二课时
一、基础练习
1,能绕固定点转动的硬棒是杠杆。从支点到动力作用线的距离叫动力臂;支点到阻力作用线的距离叫阻力臂;
2,杠杆的平衡条件是F1L1=F2L2。动力臂>阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂< 阻力臂的杠杆是费力的杠杆。
二、复习引入
为了撬起很大的石头,小明通常会像如图12—4—1所示那样:把长棒的一端插在大石头的底下,再在长棒的下面垫一个小石头,然后用力压长棒的另一端,使长棒绕着小石头转动,将大石头撬起.这个长棒就是我们本节要研究的杠杆.小孩玩的跷跷板、各类剪刀、起瓶盖起子等都是杠杆.根据经验小明知道:越在直棒的后端用力,用的力越小.要巧妙的使用杠杆,就要知道杠杆遵循什么样的规律,所以我们要深入理解杠杆的平衡条件F1Ll=F2L2。
三、复习内容
1、杠杆:
(1)定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。
说明:①杠杆可直可曲,形状任意。
②有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。
O
F1
l1
l2
F2
(2)五要素——组成杠杆示意图。
①支点:杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。
②动力:使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。
③阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。
说明 动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。
动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反
④动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。
画力臂方法:⑴ 找支点O;⑵ 画力的作用线(虚线);⑶ 画力臂(实线,过支点垂直力的作用线作垂线);⑷ 标力臂。
2、研究杠杆的平衡条件:
a) 杠杆平衡是指:杠杆静止或匀速转动。
b) 实验前:应调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。这样做的目的是:可以方便的从杠杆上量出力臂。
c) 结论:杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。写成公式F1l1=F2l2 也可写成:F1 / F2=l2 / l1
解题指导:分析解决有关杠杆平衡条件问题,必须要画出杠杆示意图;弄清受力与方向和力臂大小;然后根据具体的情况具体分析,确定如何使用平衡条件解决有关问题。(如:杠杆转动时施加的动力如何变化,沿什么方向施力最小等。)
解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力×阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大,要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。
4、应用:
名称
结 构
特 征
特 点
应用举例
省力
杠杆
动力臂
大于
阻力臂
省力、
费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀
费力
杠杆
动力臂
小于
阻力臂
费力、
省距离
缝纫机踏板、起重臂
人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆
等臂
杠杆
动力臂等于阻力臂
不省力
不费力
天平,定滑轮
说明:应根据实际来选择杠杆,当需要较大的力才能解决问题时,应选择省力杠杆,当为了使用方便,省距离时,应选费力杠杆。
四、复习过程
例1:(11北京)如图2所示的四种用具中,属于费力杠杆的是
例2:(11南充)不等臂直杠杆在动力和阻力作用下,已处于平衡状态,采用下列办法不能使杠杆平衡的是( )
A、在杠杆上再施加一个力,使这个力的作用线通过杠杆的中点,但不通过支点。
B、在杠杆上再施加一个力,使这个力的作用线通过支点
C、使动力和阻力同时减小到原来的1/2
D、使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍
例3:(11广州) 用杆秤(如图8)测量鱼的质量,当秤钩挂在A点,绳纽挂在O点(支点),秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态.AO是10cm,BO是30cm,秤锤的质量是0.5kg,鱼的质量是 kg.
F1
例4:(11锦州)请在图5中画出用瓶起子启瓶盖的动力F1的力臂L1和阻力F2。
例5 (11无锡)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在 位置平衡,这样做是为了便于测量 ;如发现杠杆左端偏高,则可将右端的平衡螺母向 调节,或将左端的平衡螺母向 调节。
上图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长
5cm,部分实验数据已记录在下表中。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
2
1
20
10
3
1
20
1.5
10
(1)请将表格中的实验数据补充完整。
(2)小明的第3次实验存在错误,其错误是 。
五、堂上练习
1、(11海珠)如图1所示,下列器件中属于省力杠杆的是( )
图1
A.坩埚钳
B.剪刀
C.筷子
D.镊子
2、(11海淀)如图15所示,某人用一根轻质木棒挑着为120N的物体站在水平 地面上,木棒保持水平,棒AB长为1.2m,重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m,则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为_______N。
3、(11江西)生活和生产中有许多不同类型的杠杆,如图7所示的托盘天平属于 杠杆,缝纫机踏脚板属于 杠杆,铡刀属于 杠杆.
4、(11北京)如图13所示,O点为杠杆的支点,请画出力F的力臂,并用字母L表示。
5.(11大连)图5是用杠杆提起重物的示意图。请画出拉力F1(方向竖直向上)的力臂,并画出挂重物的绳对杠杆的拉力F2的示意图。
6、(11泉州)在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在___________________位置
平衡。(图中杠杆上每格距离相等)
(2)实验中,改变支点两侧的钩码位置和个数,一般要做三次实验,得到三组数据并进行分析,这样做的目的是:_____________________________________。
(3)如图17所示,杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆____________保持平衡(选填“能”或“不能”)
第三课时
一、基础练习
1、定滑轮实质是个等臂杠杆。使用定滑轮不省力,但是能改变力的的方向 。动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的杠杆,根据杠杆的平衡条件,动滑轮能省一半力。
2、使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提重物所用的力就是物重的几分之一 。若一动滑轮和所挂的重物的总重是500牛,则所用的拉力F大小是250牛。
l1
l2
F2
F1
二、复习内容
1、滑轮:
(1)定滑轮:
①定义:中间的轴固定不动的滑轮。
②实质:定滑轮的实质是:等臂杠杆
③特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G
F1
l1
F2
l2
绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动
的距离SG(或速度vG)
(2)动滑轮:
①定义:和重物一起移动的滑轮。(可上下移动,
也可左右移动)
②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
① 理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:
F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动)
绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)
(1) 滑轮组
①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向
③理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= 1/nG 。只忽略轮轴间的摩擦,则拉力F=1/n(G物+G动) 绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)
④组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。
滑轮组省力情况:几段绳子承担重物和动滑轮的总重,提起重物所用力就是物重的几分之一。
注:一般说绳子自由端如果向上拉动,数绳子股数时算上此绳数,如果自由端向下拉动,数绳子股数时,不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力,阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数再按绳子股数,拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。
动滑轮个数:(n为偶数时)
甲
乙
图3
(n为奇数时)
三、复习过程
例1: (11北京)请在图14中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
例2 (11桂林)一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图3所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动
力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为 ,乙图中人拉动汽车的拉力至少为 ,其中比较省力的是 图。(绳与滑轮间的摩擦不计)
例3 (11玉林)如图1所示,表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是 (动滑轮重和摩擦忽略不计):
四、堂上练习
1、(11盐城)在如图所示的滑轮组上绕线,使匀速提升重物G时最省力.
2、(11茂名)如图8所示的三种工具有相同的特点,从物理的角度来说,
它们都是 .在图甲和图乙中,若两滑轮质量相同,不计绳重和
摩擦,用它们分别将两个重力相同的物体匀速提升相同高度,则所用的
拉力F甲 F乙
3、(11攀枝花)工厂为了搬运一个笨重的机器进人车间,某工人设计了下图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的根截面),其中最省力的方案是( C )
4、(11海南)我省中部山区的公路环绕山坡盘山而上,车辆沿着盘山公路向上行驶时可以
A.省力 B.省功 C.省时间 D.省距离
第十三章 压强和浮力
一、单元复习目的
1、知识与技能目标:
(1)说出压力和压强的定义,说明压强的物理意义。
(2)写出压强的公式,单位,会灵活运用压强知识解决简单的问题。
(3)说明液体压强产生的原因,复述液体内部压强规律。
(4)写出液体压强公式并会用公式进行简单计算,会用液体压强知识解决简单实际问题。解释连通器的原理及应用实例。
(5)进一步了解浮力的现象,加深对阿基米德原理的理解;知道物体的浮沉条件和浮力的应用。
2、过程与方法目标:
(1)培养学生运用物理语言分析问题和表达观点的能力。
(2)学会研究物理问题的科学方法和学习方法。
3、情感、态度与价值观目标:形成积极向上,团结协作的学习氛围,学会与同伴的合作交流
二、复习的重点和难点
重点:(1)说出压力和压强的定义,说明压强的物理意义。
(2)浮力的应用和物体的浮沉条件。
(3)说明液体压强产生的原因,复述液体内部压强规律。
(4)解释连通器的原理及应用实例。
难点:(1)会灵活运用压强知识解决简单的问题。
(2)液体压强公式并会用公式进行简单计算,会用液体压强知识解决简单实际问题。
三、知识梳理
压力
压力和压强
压强
固体压强 压强的公式:P=
改变压强的方法
液体内部压强的规律
液体压强
液体压强的计算公式:P=ρgh
定义
产生原因 定义
浮力 大小——阿基米德原理 公式:F浮=G排=ρ液gV排
方向 适用范围
F浮>G物 上浮 漂浮
物体浮沉条件 F浮G
(6)计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:㈠首先确定压强p=ρgh;㈡其次确定压力F=pS
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F 用p=F/S
压力:①作图法 ②对直柱形容器 F=G
2、连通器:
⑴定义:上端开口,下部相连通的容器
⑵原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
⑶应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
3、大气压强
(1)概念:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压,一般有p0表示。
说明:“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强。高压锅外称大气压。
(2)产生原因:因为 空气受重力并且具有流动性。
(3)大气压的存在——实验证明:
历史上著名的实验——马德堡半球实验。
小实验——覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
大气压的实验测定:
(4)托里拆利实验。
①实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
②原理分析:在管内,与管外液面相平的地方取一液片,因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的大气压=水银柱产生的压强。
③结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化)
④说明:
⑴ 实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,则测量结果偏小。
⑵ 本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3 m
⑶ 将玻璃管稍上提或下压,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
h
⑷若外界大气压为H cmHg 试写出下列各种情况下,被密封气体的压强(管中液体为水银)。
h
h
h
h
h
H cmHg (H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
h
(H+h)cmHg (H-h)cmHg (H-h)cmHg
(5)标准大气压:
支持76cm水银柱的大气压叫标准大气压。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa
2标准大气压=2.02×105Pa,可支持水柱高约20.6m
4、大气压的特点:
(1)特点:空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而减小,且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(2)大气压变化规律研究:(课本164图11-9)能发现什么规律?
①大气压随高度的增加而减小。
②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢
5、测量大气压的工具:
(1)定义:测定大气压的仪器叫气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计
(3)说明:若水银气压计挂斜,则测量结果变大。
在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
6、应用:活塞式抽水机和离心水泵。
7、沸点与压强:
(1)内容:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时升高。
(2)应用:高压锅、除糖汁中水分。
8、体积与压强:
(1)内容:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大,气体体积越大压强越小。
(2)应用:解释人的呼吸,打气筒原理,风箱原理。
三、复习过程
例1:海淀区2011图24中平底茶壶的质量是0.4kg,成而面积是4×10-3m2.内盛0.6kg的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为l m2的水平桌面中央。试求:(1)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力(2)茶壶对桌面的压强。(g=10N/kg)
小结:(1)公式P=ρgh用于计算液体由于重力而产生的压强。由公式可知,液体内部的压强只与液体的密度及液体的深度有关,而与液体的重量、液体的体积,容器的形状等无关。
(2)公式P=ρgh只适用于计算静止液体的内部的压强,不适用于计算固体的压强。
(3)公式P=ρgh中的h表示深度,不能理解为高度。H是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。
例2:镇江市11年小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下.
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是____________________________________.
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞__________时,记下弹簧测力计的示数为8.2N.
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为_____cm,计算得到活塞的横截面积为_____cm2.
(4)计算得到大气压强的数值为_____Pa.
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小.请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)_____________________________________________________________;
例3:2011年临沂市高强同学的爸爸是—名潜水员;暑假期间他随爸爸参加一次水下考察活动,爸爸告诉他本次考察潜水的最大深度为150m,还告诉他穿耐压低的潜水服比穿耐压高的潜水服活动方便,让他帮爸爸选择潜水服。高强同学发现有两种备用潜水服,第一种最大耐压为2×111Pa,第二种最大耐压为6×111Pa。高强同学通过计算很快帮爸爸选定了其中的一种。请你通过计算说明他选的是哪—种?
例4 211北京市有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水。老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度,希望她用压强计将它们区别开。如图19所示,小敏将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h甲和h乙。她发现h甲小于h乙,于是认为乙杯子中盛的是盐水。老师指出小敏的实验过程是不正确的。小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量,并提出了新的实验思路如下:将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,压强计U形管两侧的液柱高度差分别用hˊ甲和hˊ乙表示,使hˊ甲与hˊ乙 ,
比较 ,
则 的一定是盐水。请你将小敏的实验思路补充完整。
四、堂上练习
1、镇江市 青藏铁路已全线贯通,即将投入运营的高原列车有完善的供氧系统和完备的医疗应急系统,这样做是因为( )
A.高原空气稀薄,大气压强小 B.高原空气稀薄,大气压强大
C.高原空气稠密,大气压强小 D.高原空气稠密,大气压强大
2、2011年杭州市右图为水库大坝的设计示意图,你认为哪一张设计图是合理的? (选填“A”、“B”或“C”)理由是 。
3、今年5月20日,我国举世瞩目的三峡大坝全线建成。拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状,是因为 。三峡大坝的船闸是 在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行。
4、2011 南京 同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图7所示。这两种液体的密度大小关系是
A.甲液体的密度一定小于乙液体的密度
B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
D.无法判断
5、
今年夏天,爸爸带着小亮第一次去海边游泳,当小亮由浅水处往水的深处走时,感到胸口越来越闷,他问爸爸有没有这种感觉,爸爸说也游,并问他这是什么原因,你能帮小亮回答这个问题吗?
第三课时
一、基础练习
1、一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
2、阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 公式表示:F浮 = G排 =ρ液V排g 。从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。适用条件:液体(或气体)
3、物体的浮沉条件:下沉 F浮 < G ρ液<ρ物 悬浮 F浮 = G ρ液 =ρ物
上浮 F浮 > G ρ液 >ρ物 漂浮 F浮 = G ρ液 >ρ物
4、要用密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上物体,可以把它制成空心,使它排开更多的水。轮船就是根据这一原理制成的。
二、复习内容
(一)流体压强与流速的关系
流体流动时,流速大的地方压强小;流速小的地方压强大。
升力的形成:机翼横截面的形状为上方弯曲,下方近似于直线。上方的空气要比下方的空气行走较长的距离。机翼上方的空气流动比下方要快,压强变小;与其相对,机翼下方的空气流动较慢,压强较大。这一压强差使飞机获得竖直向上的升力或举力。
(二)浮力
1、浮力的定义:
一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力 叫浮力。
2、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体
3、浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差 即浮力。
4、物体的浮沉条件:
(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
G
F浮
G
F浮
(2)请根据示意图完成下空。
G
F浮
F浮
G
下沉 悬浮 上浮 漂浮
F浮 < G F浮 = G F浮 > G F浮 = G
ρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物
(3)说明:
① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为 2/3ρ
F浮
G
分析:F浮 = G 则:ρ液V排g =ρ物Vg
ρ物=( V排/V)·ρ液= 2/3ρ液
③ 悬浮与漂浮的比较
相同: F浮 = G
不同:悬浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ液 <ρ物;V排