“力和機械”章末整合

“力和機械”章末整合本章內容可以分為兩個部分，一是最常見的力重力、彈力、摩擦力。二是簡單機械杠桿、滑輪、輪軸和斜面。理解最常見的力產(chǎn)生的條件和特征，是物理學中的基本知識，是學習力學的基礎。本章教材從同學們的生活經(jīng)驗入手展開對常見的重力、彈力和摩擦力的學習與探究，并以文字和圖片的形式列舉了大量的實例，體現(xiàn)了新課標三維目標的要求。下面對本章內容進行總結梳理，以幫助同學們全面系統(tǒng)地學習知識。一、重力與重力三要素1萬有引力：宇宙任何兩個物體之間，大到天體，小至灰塵，都存在互相吸引的力，即萬有引力。2重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。重力與質量是兩個完全不同的概念，它們有著本質區(qū)別，切不可混為一談，下面列表比較歸納。重力質量符號Gm定義由于地球的吸引而使物體受到的力物體所含物質的多少影響因素物體所受的重力隨不同位置g的變化而變化質量是物質的屬性，與其他因素無關方向豎直向下沒有方向單位牛頓/N千克/kg測量工具彈簧測力計天平、臺秤、桿秤等聯(lián)系GmgGmg3重力的三要素重力的大小：物體的重力與質量成正比，其關系為G/mg或Gmg，g98N/kg。重力的大小可用彈簧測力計來測量。注意：公式G/mg或Gmg中的g為重力與質量的比例常數(shù)，數(shù)值為98N/kg，即在地面附近質量為1kG的物體受到的重力為98N；在粗略計算時g取10N/kg；利用計算時要注意各量的單位：m、g、G的單位分別為kg、N/kg、N。重力的方向：由于重力的作用效果是將物體拉向地面，所以重力的方向總是豎直向下的。人們利用這一特性制成重垂線來檢查墻壁是否豎直，也可在水平儀上懸掛一重垂線檢查物體表面是否水平。如上圖所示，在地球上的四個位置分別靜立著中國人、北極熊、阿根廷人和企鵝，他們都受到重力的作用，且重力的方向豎直向下指向地心，北極熊、阿根廷人和企鵝與我們的感覺一模一樣。重力的作用點：重力在物體上的作用點叫重心。注意：物體重心的位置與物體的形狀、材料是否均勻有關，對于材料均勻、形狀規(guī)則的物體，其重心位于幾何中心。二、彈力與彈簧測力計1彈力的產(chǎn)生：物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力彈力。物體受力發(fā)生形變，不受力又恢復到原來的形狀，這叫彈性。任何物體只要發(fā)生彈性形變就一定會產(chǎn)生彈力。例如字典放在桌面上，字典和桌面都發(fā)生了形變，只不過這種形變特小，那么字典和桌面之間存在著相互作用的彈力，常稱之為壓力和支持力。壓力、支持力、拉力、推力、張力都屬于彈力。2彈簧測力計原理：彈簧受到的拉力越大，它的伸長就越長。彈簧測力計只有在彈性形變范圍內，伸長量才與受到的拉力成正比。若超出彈性限度，它就可能被損壞。使用方法：用前觀察：指針是否指零、量程及分度值的大小。同學們在使用時應注意：a不超量程；b拉動時要避免與外殼摩擦，以免影響測量的準確度；c讀數(shù)時視線要與刻度面垂直。探究活動彈簧測力計的制作和使用，幾乎可以說是要求直接讓學生拿彈簧自制測力計測力的大小，沒有繁文縟節(jié)，注重的是過程，講究的是方法，包括注意事項都是讓學生自己總結出來。三、摩擦力1摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們要發(fā)生或正在發(fā)生相對運動時，在相互接觸的表面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這個力叫摩擦力。2摩擦力產(chǎn)生的條件：兩物體要相互接觸；兩物體要發(fā)生相對運動；兩物體間要產(chǎn)生正壓力。3作用效果：阻礙物體間的相對運動。4方向：與物體相對運動趨勢或相對運動的方向相反。5分類：滑動摩擦和滾動摩擦。說明：滾動摩擦是比較復雜的運動，不可稱為滾動摩擦力；在壓力相同時，滾動摩擦比滑動摩擦小得多。6影響滑動摩擦力大小的因素與壓力有關：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。與接觸面粗糙程度有關：在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大?；瑒幽Σ亮Φ臏y量原理：二力平衡條件，如上圖所示，物體在水平拉力F的作用下，在水平面上做勻速直線運動，拉力F與F1摩擦力是一對平衡力，大小相等，即FF1，由的讀數(shù)可知滑動摩擦力的的大小。探究影響滑動摩擦力大小的因素。這里采用的研究方法叫控制變量法。在研究滑動摩擦力與壓力的關系時，要至少做兩次實驗測量滑動摩擦力，且前后兩次實驗務必保證接觸面粗糙程度相同而壓力不同，并將兩次實驗的測量結果進行比較，從而得出結論；在研究滑動摩擦力與接觸面粗糙程度的關系時，也要至少做兩次實驗測量滑動摩擦力，且前后兩次實驗務必保證壓力相同而接觸面的粗糙程度不同，并將兩次實驗的測量結果進行比較，從而得出結論。7增大和減小摩擦力的方法增大有益摩擦的方法：使接觸面粗糙，增大壓力。如在汽車輪胎上刻花紋，以防打滑；啤酒瓶只有緊握手中才不下滑。減小有害摩擦的方法：減小壓力，使接觸面變得光滑些，用滾動代替滑動，使相互接觸的表面分離（如加潤滑油和用壓縮空氣或電磁場使摩擦面脫離接觸）。四、杠桿1定義一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點轉動?！坝舶簟辈灰欢ㄊ前?，泛指在外力作用下不變形的物體；杠桿可以是直的，也可以是彎的。2杠桿五要素支點：杠桿繞著轉動的固定點，用字母“O”表示。動力：使杠桿轉動的力，用“F1”表示。阻力：阻礙杠桿轉動的力，用“F2”表示。動力臂：從支點到動力作用線的距離，用“L1”表示。阻力臂：從支點到阻力作用線的距離，用“L2”表示。同學們在學習時要注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人們的意愿轉動的力叫動力，而把阻礙杠桿按照人們需要方向轉動的力叫阻力；力臂是點到線的距離，而不是支點到力的作用點的距離。力的作用線是通過支點的，其力臂為零，對杠桿的轉動不起作用。3杠桿的平衡條件：杠桿的平衡條件是：F1L1F2L2，若F1L1F2L2杠桿不平衡，會向F1方向轉動；若F1L1F2L2杠桿不平衡，會向F2方向轉動。杠桿的平衡：杠桿在力的作用下，靜止不動或勻速轉動，我們就說杠桿平衡了。4杠桿的應用：省力杠桿：L1L2，杠桿平衡時F1F2，這樣的杠桿省力，但要多移動距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離），例如撬棒、羊角錘、鍘刀等。費力杠桿：L1L2，杠桿平衡時 F1F2，這種杠桿使用起來費力，但少移動距離。如理發(fā)剪刀、縫紉機腳踏板、鑷子等。等臂杠桿：L1L2，則F1F2，使用它既不費力，也不省力，既不費距離，也不省距離，天平的實質即是一個等臂杠桿。怎樣判斷一個杠桿是省力杠桿還是費力杠桿，其關鍵在于比較動力臂和阻力臂的大小。五、其他機械發(fā)明和使用機械，始終是伴隨著人類社會發(fā)展的重要活動，各種各樣的機械都集中了人類的智慧。1滑輪及滑輪組定滑輪：使用時轉軸位置不動的滑輪，其實質是一個等臂杠桿，特點：雖不省力，但能改變力的方向。動滑輪：轉軸和重物一起移動的滑輪，其實質是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，特點：省一半力，但不能改變力的方向。教材引出定滑輪和動滑輪后，直接讓學生探究它們的特點，只有要求，沒有給出結論。鮮明地突出了注重的是過程和方法?；喗M：使用滑輪組時，用幾股繩子承擔重物，加在繩端的拉力就是物重的幾分之一。確定繩子股數(shù)的方法：先確定哪個是動滑輪，哪個是定滑輪。在動滑輪和定滑輪之間畫一虛線，將它們隔離開來，只數(shù)繞在動滑輪上繩子的段數(shù)。組裝滑輪組的原則是：“奇動偶定”。當繩子股數(shù)為奇數(shù)時，繩子固定端應栓在動滑輪的掛鉤上即“奇動”，如不改變力的方向，則需要的動滑輪數(shù)定滑輪數(shù)（n1）/2；若需改變力的方向，則再添加一定滑輪；當繩子股數(shù)為偶數(shù)時，繩子固定端應栓在定滑輪的掛鉤上即“偶定”， 如不改變力的方向，則需要的動滑輪數(shù)n/2，定滑輪比動滑輪少一個；若需改變力的方向，則動滑輪與定滑輪數(shù)應相等。2輪軸與斜面輪軸定義：兩個半徑不同的輪子固定在同一轉軸上的裝置。半徑大者為輪，半徑小者叫軸。斜面是一種可以省力的簡單機械，但費距離。當你的力量不能直接把重物提到高處時，一個斜面就可解決問題，利用斜面提高重物，