沪粤版（2024）物理八年级下册 7.5 运动和力 （课件）

7.5运动和力我们已经知道物体在没有受到力的作用时的运动情况，那么，物体受到力的作用时，它会怎样运动呢? 二力平衡如图7-5-1所示，小鸟受到重力和树枝支持力的作用，停在树枝上；处于上方的杂技演员受到重力和同伴支持力的作用，保持静止不动；降落伞张开一段时间后，跳伞运动员和伞受到重力及空气阻力的作用，能保持速下降。图 7-5-1 二力平衡以上各种现象的产生，都是因为物体受到的两个力的作用效果相互平衡。若一个物体在两个力的作用下，保持静止状态或做匀速直线运动，我们就说这两个力互相平衡，或者说物体处于二力平衡状态。 二力平衡的条件两个力作用在同一个物体上，在什么情况下这两个力相互平衡呢?如图 7-5-2所示，把小车放在光滑的水平桌面上，在两端的小盘中加砝码。根据下列三种情况，填写实验记录表 7-5-1。(1) 两盘中砝码的质量相等。(2) 两盘中砝码的质量不相等。(3) 两盘中砝码的质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个小角度后释放。表 7-5-1 实验记录表上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。由力的合成可知，二力平衡时，物体所受的合力为零。各物体的受力情况如图7-5-3所示，其中 F1 与 F2 大小相等，判断它们能否处于静止状态，并说明理由。图 7-5-3 判断物体能否处于静止状态(a)(b)(d)中物体不能处于静止状态，因为(a)中两个力作用在两个物体上，(b)(d)中两个力没有作用在同一条直线上，不符合二力平衡的条件，故不能静止。(c)(e)中物体能处于静止状态，因为这两个物体各自受到的两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在同一个物体上，符合二力平衡的条件，故能处于静止状态。物体在平衡力作用下保持运动状态不变的例子很多。例如，在平直公路上行驶的汽车要保持匀速直线运动状态，就必须使发动机的牵引力与阻力(地面、空气等对它的阻力)相互平衡(图7-5-4)。在图6-4-2 测量水平运动物体所受的滑动摩擦力的实验中，曾指出木块沿水平桌面做匀速直线运动时拉力与摩擦力的大小相等，现在我们知道拉力与摩擦力就是一对平衡力。 物体受非平衡力作用时的运动我们已经知道，物体不受力或受平衡力作用(即合力为零)时，总保持静止或做匀速直线运动。那么，物体受非平衡力的作用(即合力不为零)时，将怎样运动呢?1.如图 7-5-5 所示，小车停放在光滑水平桌面上，当在盘中放一个砝码时小车在绳子拉力作用下，运动状态将如何变化?由静止变为运动，并且运动的速度越来越大。2.如图 7-5-6(a)所示，让一个小球从斜面上某一高度处滚到铺纸板的水平面上，在摩擦力的作用下，小球的运动状态将如何变化?小球运动得越来越慢，最后停下来。3.如图 7-5-6(b)所示，将一小球沿斜上方抛到空中，由于受到重力的作用，小球在空中的运动路径是怎样的?它的运动状态是否改变?曲线，它的运动状态改变了。活动2 中的事例表明，物体受非平衡力作用，即合力不为零时，其运动状态是变化的。有的由静止变为运动，有的由运动变为静止，有的运动速度由慢变快，有的运动速度由快变慢，还有的改变运动方向做曲线运动。1.(2024·天津中考)在如图所示的实验情景中，小钢球受到平衡力作用的是( )B2.(张家界中考)在“探究二力平衡条件”的活动中，学习小组设计了图甲和图乙两种实验方案。(1) 当物体处于静止状态或_______________状态时，它受到的力是相互平衡的。匀速直线运动(2) 从实验效果的角度分析，你认为__________方案更好，理由是_______________________________________。(3) 乙实验中向两端的小盘里加砝码，当两盘砝码质量_______时，小卡片静止。乙乙方案中摩擦力对实验的影响较小相等(4) 把小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在______________才能平衡。同一直线上(5) 在小卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动，由此说明两个力必须作用在_________________才能平衡。同一物体上B4.在光滑水平面上有一物块受水平力 F 的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是( )A.物块接触弹簧后即做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速C.当物块的速度最大时，它受非平衡力D.当物块的速度为零时，将保持静止B1.重力大小为 3N 的苹果静止在水平桌面上，图7-5-7中正确表示苹果受力的图是( )。C2.一物体受水平拉力作用以 0.1 m/s 的速度在水平桌面上做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力是10N；若速度增加到 0.5m/s 后，物体仍在水平桌面上做匀速直线运动，则此时它受到的水平拉力和摩擦力分别是多少?为什么?(不计空气阻力)F拉＝10 N；F摩＝10 N。 原因：物体两次运动时的压力大小和接触面的粗糙程度都没有变化，所以滑动摩擦力大小不变，恒为10N；物体一直做匀速直线运动，受力平衡，所以拉力等于摩擦力。3.讨论下面的问题，并发表你的观点。(1)匀速行驶的汽车，关闭发动机后在水平公路上减速行驶。有人说，这时汽车在水平方向上是不受力的。他的说法对吗?为什么?他的说法不对。因为汽车在水平方向上受到地面的摩擦力和空气的阻力。(2)“神舟”飞船返回舱降落到地面前，为什么要打开一个巨大的降落伞?打开巨大的降落伞，可以增大空气阻力，使飞船的速度快速减小，避免落地时受到很大的撞击力。4.如图 7-5-8 所示，同一辆小车，先由甲、乙两人用水平力 F1、F2 同时作用使小车做匀速直线运动，然后由甲用水平力 F 作用使小车仍做匀速直线运动，若力 F1 是 20N，力 F2 是 30N，则力 F 是_______N，小车受到的阻力是_______N。50 50 5. 关于运动和力，下列说法是否正确?请说明理由。(1)受力物体一定不是施力物体。不正确。力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体是施力物体，同时它也会受到另一个物体对它的反作用力，此时这个物体又是受力物体。比如，人站在地面上，人对地面有压力，人是施力物体，地面是受力物体；同时地面对人有支持力，此时地面是施力物体，人是受力物体。所以一个物体既可以是施力物体也可以是受力物体。(2)相互不接触的物体之间一定没有力的作用。不正确。理由：不接触的物体之间也可以有力的作用。例如，磁铁不接触铁钉时，也可以吸引铁钉，说明磁铁和铁钉之间存在吸引力；地球和月球之间没有接触，但它们之间存在万有引力；两个电荷不接触，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。所以相互不接触的物体之间不一定没有力的作用。(3)物体受到力的作用，运动状态一定会改变。不正确。理由：物体受到力的作用时，运动状态不一定改变。如果物体受到的力是平衡力，即作用在物体上的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，那么物体将保持静止状态或勾速直线运动状态，运动状态不会改变。例如，一个物体放在水平桌面上，受到重力和桌面对它的支持力,这两个力是平衡力，物体的运动状态就没有改变。只有当物体受到非平衡力作用时，运动状态才会改变。(4)物体的运动状态改变，一定受到力的作用。正确。理由：力是改变物体运动状态的原因。如果物体的运动状态发生改变，比如速度的大小改变、运动方向改变或者二者同时改变，那么一定是受到了力的作用。因为如果没有力作用在物体上，物体将保持静止状态或勾速直线运动状态，即运动状态不会发生改变。所以只要物体的运动状态改变，就一定是受到了力的作用。利用二力平衡知识可以很方便地找出薄板状物体的重心位置。实验方法如下：取一块形状不规则的薄硬纸板，用细线把它悬挂起来，并在纸板上沿细线方向画延长线[图 7-5-9(a)]。再在纸板上这一条直线以外的另一位置用细线把它悬挂起来，并沿细线方向再画延长线[图 7-5-9(b)]，则纸板上所画的两条直线的交点O，就是纸板的重心。想一想：点O为什么是纸板的重心? 仿照上面的方法，若将细线移到另外的位置，细线的延长线是否仍能通过点O?请用上述方法找一找如图 7-5-10 所示三块质地均匀的纸板的重心。通过这一活动，得出的结论是：形状规则、质地均匀的物体的重心在它的几何中心。