沪科版八年级物理第七章 力与运动的单元复习总结学案 word下载

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第6章 力与运动的复习总结

基本要求：
（1）知道牛顿第一定律。
（2）知道什么是惯性，会解释简单的惯性现象。
（3）知道什么是合力和同一直线二力合成的法则。
（4）知道什么是力的平衡和二力平衡的条件，会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题。

重点：
牛顿第一定律
惯性
同一直线上二力的合成法则
　　二力平衡条件
难点：
牛顿第一定律的得出及含义
力的平衡及二力平衡条件
主要内容的讲解：
一. 关于牛顿第一定律和惯性的主要内容回忆
1. 亚里士多德的观点：
古希腊的学者亚里士多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体（例如一辆车）运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来．初看起来，他的观点似乎符合实际情况，所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。
2. 科学家对力和运动的关系问题的研究及结论：
a、伽利略的理想实验和我们的教学实验：
b、笛卡尔的补充
c、牛顿的总结
英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条规律，牛顿第一定律。
　　一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第一定律。[来源:Zxxk.Com]
d、由牛顿第一定律，我们可以得出以下几个方面的问题，
（1）匀速直线运动不需要外力来维持。
（2）力是使物体运动状态发生改变的原因。
（3）任何物体都有一种性质，也就是保持自己原有的运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。任何物体在任何时候都有惯性。它只与物体的质量有关系。
（4）惯性是维持物体做匀速直线运动的原因。
（5）牛顿第一定 律 又叫惯性定律。
（6）牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，也就是说它不是一个实验定律，当然也就不能用实验来验证。但是它又有深厚的实验基础．它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。
3. 惯性与 惯性现象
任何物体都有一种性质，也就是保持自己原有的运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。惯性是物体本身一种固有的一种属性。任何物体在任何时候都有惯性。它只与物体的质量有关系。
一些惯性现象
　　我们可以用玻璃杯，光滑塑料片，乒乓球，木棒，纸条，小车，金属块，木板，瓷碗，钩码等做如下操作：
　　（1 ）在普通玻璃杯上，搁一块光滑的塑料片（或木片），塑料片上放一只乒乓球（乒乓球放在杯子的正上方，为防止乒乓球滚动，可在乒乓球下加一个小垫圈）。
　　（2）用棒对准塑料片沿水平方向用力一击，可以看到塑料片突然飞出，乒乓球却安然地落在玻璃杯中。（图a）
　　（3）将盛水的茶杯放在桌上的纸条上，手持纸条的一端慢慢地拉动，茶杯随纸条移动。如果迅速地将纸条抽走，茶杯安然不动。（图b）
（4）将金属长方体放在小车上，钩码用细绳通过定滑轮拉着小车作加速运动（加速度应大一些），当小车遇到障碍物突然停止时，金属长方体就越过小车表面向前运动（图c）。
（5）将瓷碗内盛满水，放在小车上，突然急速拉动小车。碗内原来静止的水由于惯性，会向小车运动的相反方向泼出（图d）。
（6）拉着小车在桌面上作匀速运动，小车遇到障碍物而突然停止，碗中原来运动的水由于惯性，会向小车运动的前方 泼出（图e）。
二. 牛顿第一定律与惯性
1. 第一定律中包含的基本概念，奠定了经典力学的概念基础，从而使它处于理论系统中第一个原理的前提地位。
　　这主要表现在：
　　（1）首次批驳了延续两千多年的亚里士多德等人错误的力的概念，为确立正确的力的概念扫清了道路。
　　（2）第一次科学地给出了力的定性定义（含力的本质和力的效果）。
　　（3）第一次提出了经典力学的几个基本概念，为其他几个原理奠定了概念基础。
　　牛顿第一定律首先表明了“不受力”下，物体的动力学规律（作惯性运动），此基础上才能表明其他几个基本原理。
2. 伽利略第一次从实验出发，运用科学推理推翻了延续两千多年的错误的 力的概念，这在物理学研究方法上具有十分重要的意义，物理学的正确认识只能来源于科学实验，也只有科学实验对错误观点的批判才是最强有力的。
　　亚里士多德错误的力的概念所以能延续两千多年，正是由于人们过分相信了“直觉”而没拿起“实验”这一科学研究的武器。
　　爱因斯坦对伽利略的工作给予很高的评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”，伽利略被人们誉为“实验科学之父”是当之无愧的。
3. “惯性”的本质。惯性是物体的固有属性，不论宏观物体，还是微小粒子，不论固体、液体、气体，不论静止物体，还是运动物体，不论物体在地球上，还是在月球上，一切物体在任何时刻，任何情况下都具有惯性。不能说物体处于匀速直线运动状态或静止状态时有惯性，而运动状态改变或所受合外力不为零时就没有惯性，也不能说惯性“仅在物体处于匀速直线运动状态或静止状态时起作用”，而“在物体运动状态改变或所受合外力不为零时不起作用”，对运动物体即使加上很大的阻力，要使它停下来仍需一段时间”，正是运动物体要保持匀速直线运动状态的性质表现；“对静止物体即使加上很大的推动力，要使它达到某一速度仍需一段时间”也正是静止的物体要保诗静止状态的性质表现。
　4. “惯性”与“第一定律”的区别。同学们往往把牛顿第一定律的内容当作惯性概念，即“惯性”与“惯性定律”混为一谈，这也正是同学们认为物体只有在不受外力作用时才有惯性。为了纠正这种错误，除了使同学们能准确地叙述惯性和牛顿第一定律的内容，同学们还要知道它们的区别：惯性是一切物体固有的属性，是不依外界条件而改变。它始终伴随物体而存在。牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因，而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性；两者完全不同。为何牛顿第一定律又叫惯性定律，是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现，当物体受到外力作用时，物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态，但物体力图保持原有运动状态不变的性质仍顽强地表现出来。
　5. “惯性”与“力”的区别。同学们往往把“惯性”当做力，认为“子弹离开枪口后还会继续向前运动”，“水平道路上运动着的汽车关闭发动机后还要向前运动”这些都是“惯性”这个力作用的结果等。惯性与力的区别：①物理意义不同；惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质；而力是指物体对物体的作用．惯性是物体本身的属性，始终具有这种性质，它与外界条件无关；力则只有物体与物体发生相互作用时才有 ，离开了物体就无所谓力。②构成的要素不同：惯性只有大小，没有方向和作用点，而大小也没有具体数值，无单位；力是由大小、方向和作用点三要素构成。它的大小有具体的数值，单位是牛。③惯性是保持物体运动状态不变的性质；力作用则是改变物体的运动状态．
6. “物体惯性”与“外力作用”的辨证关系。物体原来具有某个速度，物体惯性则力图使其继续保持这一速度，但力图保持与能否保持则是不同的。当物体受到合外力为零时，物体可保持这个速度，当物体所受合外力不为零时，物体便不能再保持原来的速度，运动状态就发生了变化。物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一，形成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动。如果没有外力，物体也就没有复杂多样的运动形式；如果没有惯性，物体的运动状态改变不需要力的作用，只有当我们理解了惯性与外力作用的辨证关系，就不难解释惯性现象．例如“锤子松了，把锤把的一端在物体上撞几下，锤头就能紧套在锤柄上”这是因为锤与柄原来都向下运动，柄撞在物体上受到阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头没受阻力仍保持原来运动状态，继续向下运动，这样锤头就紧套在锤柄上了。
三. 同一直线上二力的合成
（1）如何理解合力
几个力共同作用的效果可以用一个力来代替，则这个力就是那几个力的合力（那几个力称为这个力的分力）。可见，合力概念是建立在“等效”的基础上。既然是从力的作用效果着手，因此在分析一个物体受力时，合力 和分力是不共存的。如：甲、乙两人拉车前进，也可用一个丙代替这甲、乙两人拉车前进，则丙对车拉力就是前甲、乙两人对车拉力的合力。显然不能理解为甲、乙、丙三个人同时在拉车。[来源:Z#xx#k.Com]
（2）如何求合力
求合力的方法叫力的合成。最简单、最基本的合成是同一直线上二力的合成。　
作用在同一个物体上的两个力，如果它们的作用方向相同，合力的方向与这两个力的方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和。例如甲、乙两人都对同一个桌子作用，甲用20牛力向东拉，乙用30牛力向东推，桌子受到的合力方向向东，大小为50牛。
　　如果同一直线上两个力的作用方向相反，合力的方向为较大一个力的方向，合力的大小等于两个力大小之差。如果甲向东拉桌子，乙向西拉桌子，力的大小仍为20牛、30牛，合力向西、大小为10牛。
四. 互成角度的二力 的合成
（1）用平行四边形的对角线表示合力的含义
　　按图示法作出力的平行四边形后，对角线的起点──合力作用点；对角线的长度──按标度比例表示合力的大小；对角线的方向──合力的方向。如图所示。
[来源:学科网]
（2）合力大小的变化范围
两力合成的最大值是同向合成，最小值是反向合成，因此F1－F2≤F合≤F1+F2（设F1＞F2）。两力夹角越大，合力越小。
五. 二力平衡
1. 什么是力的平衡
物体在受到几个力作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡。
2. 实验研究二力平衡的条件
在木板A、B、C处钉上三个钉子，钉子上套上小滑轮，用绕过小滑轮的线来拉一块硬纸板，如图（甲）所示。在A、B处挂等重的钩码时，F1与F2在一条直线上，纸板不动，说明纸板受到的两个力是平衡的。如图乙在A、C处挂等重的钩码时，F1与F2虽然大小相等，方向相反，但是不在一条直线上，纸板转动，说明这样两个力不是平衡力．纸板转过一定角度后，作用在纸板上的两个力又在一条直线上时，两个力平衡，纸板重新静止下来。
可见，两个力的平衡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。
[来源:Zxxk.Com]
3. 二力平衡条件的应用
　　（1）根据物体的运动状态判断物体的受力情况。
（2）根据物体的受力情况判断物体的运动状态。
【典型例题】
一.        关于牛顿第一定律的例题
例1. 正在运动着的物体，若受到的一切力都同时消失，那么它将（   ）。
A. 立即停止                          B. 改变运动方向
C. 先慢下来，然后停止                D. 做匀速直线运动
分析：此题研究的情况是一种理想的情况。根据牛顿第一运动定律可知，若受到的
一切力都同时消失的时候，正在运动着的物体将做匀速直线运动。
     答案：此题应选D。
例2. 下列说法中正确的是（   ）。
A. 力是维持物体运动的原因             B. 力是使物体运动状态改变的原因
C. 力是使物体运动的原因               D. 力是使物体运动速度不变的原因
分析：根据牛顿第一定律可 知，一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。如果要改变物体的运动状态，就必须对物体加力。
力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态的改变是指速度的大小和方向的改变。
答案：此题应选B。
例3. 物体在不受外力作用时，则（   ）。
A. 一定处于静止状态             B. 一定处于匀速运动状态[来源:学科网]
C. 一定处于匀速直线运动状态     D. 保持静止或匀速直线运动状态
分析：根据牛顿第一定律我们知道，物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。
答案：此题应选D。
二. 关于惯性的例题
例4. 掷出的篮球，在空中飞行时（忽略空气阻力），受到的力有（   ）。
A. 手对篮球的作用力              B. 手对篮球的作用力、重力
C. 篮球向前飞行的惯性力、重力    D. 重力
分析：篮球离开手以后，已不再受手的作用力。而惯性不是力，因而“惯力”、“惯性”等提法都是错误的。
答案：此题应选D。
例5. 在一段平直铁轨上匀速直线运动的列车车厢中，有位乘客仰起头时看到他头顶的正上方行李架上有一小包衣物放得不稳。那么在行车当中这小包衣物若落下来，将落在这位乘客（   ）。
A. 后面    B. 前面    C. 头上    D. 旁边
分析：这小包衣物落下时，在水平方向由于惯性仍保持原来的和列车相同的速度，所以这小包衣物 将落在乘客的头上。
答案：此题应选C。
例6. 下面关于惯性的说法中，正确的是（   ）。
A. 运动的物体具有惯性，静止的物体没有惯性
B. 物体运动的速度越大，它的惯性越大
C. 物体受到外力越大时，它的惯性就越大
D. 物体的质量越大，它的惯性越大
分析：惯性是物体的固有属性，与运动状态、速度大小、受力大小等因素都没有关系，只与物体本身的质量有关系，物体的质量越大，它的惯性就越大。
答案：此题应选D。
三. 关于同一直线上二力的合成例题
例7. 作用在同一个物体上的两个力，它们在同一直线上，已知这两个力的合力是40牛，其中一个力的大小是10牛，则另一个力的大小可能是（    ）
A.        70牛                                                B.  50牛
    C.         40牛                                                D.  20牛
分析：：已知合力F=40牛，分力F2=10牛。设所求另一分力为F1。若在同一直线上的F1与F2同向，则
F = F1+F2，40牛= F1 +10牛
∴F1=30牛
若F1与F2方向相反
F = F1－F2，40牛= F1 －10牛
∴F1 = 50牛
因此，可知F1与F2方向相反，它的大小是50牛。
答案：：此题应选（B）
四. 关于二力平衡的例题
例8. 放在水平桌面上静止不动的电视机，受到彼此平衡的两个力是（   ）。
A. 电视机受到的重力和桌面对电视机的支持力
B. 电视机受到的重力和电视机对桌面的压力
C. 桌面对电视机的支持力和电视机对桌面的压力
D. 桌面受到的重力和电视机对桌面的压力
分析：力是物体对物体的作用，每个力都有施力物体和受力物体。这个问题中被研究的对象是电视机，因此，凡是受力物体是电视机的力才是作用到电视机上的力。
电视机受到两个力的作用：一是重力，重力的施力物体是地球，方向竖直向下，受力物体是电视机；二是支持力，支持力的施力物体是桌子，方向竖直向 上，受力物体是电视机。
电视机处于静止状态，说明重力和支持力大小相等，满足二力平衡的条件，这时的重力和支持力是电视机受到的一对平衡力。
答案：此题应选A。
例9. 起重机吊着2.5吨货物，甲货物以4米/秒速度匀速上升，乙货物以2米/秒速度匀速下降，丙货物静止在空中。那么起重机钢绳在以上三种情况下受力大小是（   ）。
A. 甲最大    B. 乙最大    C. 丙最大    D. 三种情况一样大
分析：货物受重力和起重机钢绳的拉力作用。在甲、乙、丙三种情况下，货物保持匀速直线运动或静止状态，这时货物所受重力和钢绳的拉力是一对平衡力。重力大小不变，钢绳的拉力在三种情况下也就一样大。
答案：此题应选D。

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