1、1 常见力、重力、摩擦力的测量与应用 本次主题 2019 中考物理复习专题讲座：常见力、重力、摩擦力的测量与应用 1、 理解力的概念，知道力的单位及三要素。 本次课涉及 知识点罗 列 2、 了解弹簧测力计的原理，会用测力计进行测量力。 3、 知道力的作用相互性及应用，会画常见力的示意图。 4、 理解重力，知道重力的方向竖直向下及应用。 5、 了解日常生活中常见的摩擦力，并会探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。 同学们，初中物理质知识结构中力与运动属于一个模块，如果放在一起讲内容太多，因此我们把它分开为大 家讲解；看看近几年各地中考考卷可知，本模块考分一般在 3-7 分，如果把探究滑动摩擦力的大
2、小作为实验题 来 考查，分值还会高一些；本模块主要考查的是初中生对力学初步知识的理解与应用，比如考查力的定义与单位、 2 力的测量方法、摩擦力的概念及探究实验、利用重力的知识解决相关问题等。下面我们采取七步教学法，引导大家对本 讲知识点的梳理，让广大考生轻巧拿到高分。 特别说明： 烦请老师在打印给学生之前，删除本学案中的答案部分。 3 一、基础点睛 1. 力的概念与单位：力是一个物体对另一个物体的作用，力通常用 F 表示。要明确的是：单独一个物体，无法显示力 的作用，离开了物体，就无法描述力的作用。力的单位是牛顿，简称牛，符号为： N; 用手拿起一瓶矿泉水， 用力大约 5N. 2. 力的作用是
3、相互的：甲物体对乙物体施力时，乙物体也对甲物体施力，因此力的作用是相互的。施力物体是力 的发出者，受力物体是力的承受者 ; 一般说来，施力物体占主动，受力物体为被动；例如：小明推了小刚一下， 小刚 受到了推力，同时，小刚也对小明施加了一个反作用力，由此说明力的作用是相互的。 3. 力的作用效果： （ 1） 力可以使物体的形状发生改变。 比如用力压橡皮泥， 橡皮泥发生了形变； 用手拉橡皮筋， 橡皮筋就会伸长等。 （ 2） 力可以使物体的运动状态发生改变。例如 : 小车停在地面上，当我们用手推它一下，小车会由静止变为运动 ， 这 就改变了小车的运动状态。 物体动与静的变化、速度大小的变化、运动方向
4、的变化，都属于运动状态的 变化。 （到高中 阶段归结为速度的变化就行） 4. 力的三要素 : 力的大小、方向、作用点。 例如 : 右边是开门的不同几个着力点，当方向、大小、作用点不 同时，所产生的效果就不同；因此可以确定，力的三要素影响力 的作用效果。 5. 力 的 示 意 图 ： 人 们 常 在 受 力 物 体 上 沿 力 的 方 向 画 一 条 带 箭 头 的 线 段 ， 并 标 出 力 的 作 用 点 ， 表 示 物 体 在 这 个 方 向 上所受 的力，这种表示力的方式叫做力的示意图。 我们需要注意的是：力的示意图只是标明力的方向与作用点就行，而力的图示则需要严格标明力的三要素，中考中
5、不要 求考生做力的图示。 右图标明了力的示意图和力的图示 的区别，请同学们答题时注意到题目 的要求。 6、 重力： 定义：由于地球对物体的吸引而 4 使物体受到的力叫重力，也简称物种。重力的单位也是牛，需要我们理解的是：在地球上，质量是 1 千克的物体， 所受到的重力 是 9.8 牛，常记为： g=9.8N/kg 或 g=10N/kg, 但题目中没有注明，不能把 g 取 10. 要知道的是，在月球 上，同一个物体的重力只有地球上的 1/6 ，因此，人可以轻轻举起一个大石块。 同时，我们应该会用 G=mg进行计算。 5 重力的方向是竖直向下，可以理解为垂直于水平面，但不能理解为垂直于地面，这一规
6、律在 建筑上被广泛应用，万丈高楼，必须垂直于水平面。 右图中的水平仪就是重力方向的应用。 7、摩擦力 （ 1）、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体的表面上滑动时所产生的摩擦力， 滑动 摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，阻碍物体的相对运动。如右图所示，用力 拉着木块在木板上运动，在接触面间就会产生一个阻碍木块运动的 滑动摩擦力 f ，方向和拉力 F 的方向相反，需要明确：摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反。 实验探究： 滑动摩擦力的大小与什么因素有关？这是我们考生必须要把握的探究性实验， 可能会作为实验 题来考查我们，请看下面的例题： 例： 小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，
7、实验过程如图所示。 测木块摩擦力时，弹簧测力计必须拉着木块做 。 比较甲、乙两图能说明 。 比较甲、丙两图能说明 。 答案：（ a）匀速直线运动； （ b） 在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大； 6 （ c） 压力一定时，摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关。 解析：（ a）要使测力计的示数与摩擦力相等，木块必须处于平衡状态，使拉力与摩擦力是一对平衡力。 （ b）比较甲、乙两图发现：接触面的粗糙程度相同，而压力大小不同，由此可知研究的是摩擦力与压力大小的关系。 故结论为：在接触面的粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大。 （ c） 比较甲、丙两图发现：压力大小相同，接触面的粗糙程度不同
8、，由此可知研究的是摩擦力与接触面粗糙 程度的关系。故结论为：压力一定时，接触面的越粗糙摩擦力的越大。同学 们，此探究过程必须用控制变量法，你们可以掌握哟。 另外，摩擦力有时对我们有益，就需要增加；有时对我们有害，就需要减小，请大家自己探究增大与减小摩擦的方 法吧。 7 （ 2）滚动摩擦：一个物体在另一个物体表面上滚动时所受到阻碍物体运动的力， 叫滚动摩擦力；只需要了解，不需要重点探究。 （ 3）静摩擦：当一个物体有运动趋势，但尚未运动 时，就会产生一个阻碍物体相对运动的力， 我们叫着 静摩擦力。需要明确的是：如右图所示， 人用力推木箱，只要没有推动，人用多大的力，静摩擦力就是多大，当人刚好把木
9、箱推动时所用的力，就是最大静 摩擦力；在我们日常生活中，存在静摩擦力的现象很多，请你自己总结吧。 以上的三种摩擦中，我们重点要把握滑动摩擦力，滚动摩擦与静摩擦我们能基本理解就行。二、 夯实小练： 同学们，上面给你们讲解了本讲的基础知识点，你是否把握透彻了呢？来上几题，小练一把吧。 1. 有关力的说法正确的是（ ） A.产生力的两个物体一定发生了作用 B.一个物体也能产生力的作用 C.力能脱离物体而存在 D.相互接触的物体一定产生力的作用 答案： A； 解析：力是物体对物体的作用，故产生力的两个物体之间一定发生了作用，故 A 正确。 B、力是物体对物体的作用，要想产生力，至少要有两个物体，故 B
10、 错误。 C、力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而单独存在，故 C 错误。 D、相互接触的物体不一定有力的作用，比如并排放置，不相互挤压的桌子，故 D错误。 2、在探究弹簧的伸长与拉力的关系实验中得到：在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长与拉力的大小成正比。根据这 一结论小明用 7.5N 的力拉弹簧，使弹簧伸长了 4.5cm；小芳用力将这个弹簧拉长了 3cm， 则小芳拉弹簧的力是 N。 8 解答： 根据 7.5N:F 芳 =4.5:3 ，解得 :F 芳 =5N， 此题主要是利用 在弹性限度内，弹簧的伸长与收到的拉力成正比 这一 规律，中考中也比较常见。 3、如图所示，小球受到的重力为 10N， 请
11、在图中画出小球在斜面上时所受重力的示意图。 【解析】解：小球的重力作用点在球的中心，大小为 10N， 从球心沿竖直向下的方向画一条线段，在线段的末端标 上 箭头表示重力的方向，如下图： 9 3、力的作用效果与哪些因最有关呢？为了探究这个问题，小华设计了这样的实验，用一个弹性较好的钢片固定在桌 边，在钢片上用细线挂钓码，通过钢片受力而发生形变来研究问题，如图所示是小华设计的实验的主要步骤，（小华使用 的钩码规格相同） （ 1） 通过比较甲和乙中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的 有关。 （ 2） 通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向，可以发现： ； （ 3） 通过比较 和 中钢片的形变程度，
12、可以发现：力的作用效果与力的作用点有关； （ 4） 在本实验中，小华采用的方法叫做 法。 【解析】 （ 1） 通过比较甲和乙中钢片的形变程度， 可以发现： 甲中一个砝码弯曲程度比乙中两个砝码弯曲程度小， 故 力的作用效果与力的大小有关； （ 2）通过比较甲和丙中钢片的弯曲方向，可知，同样大小的力向上拉和向下拉效果不同，故力的作用效果与力的 10 方向有关； （ 3）甲和丁力的作用点不同，在同样力的作用下效果不同，故力的作用效果与力的作用点有关； （ 4）这种研究问题的方法叫做控制变量法； 故答案为：（ 1） 大小；（ 2） 力的作用效果与力的方向有关；（ 3） 甲；丁；（ 4） 控制变量。 4
13、、关于摩擦力的说法中不正确的是（ ） A. 凡是相互接触的物体间一定有摩擦力 B. 两物体保持相对静止时也有可能有摩擦力 C 摩 擦 力 的 方 向 不 一 定 与 物 体 运 动 的 方 向 相 反 D 只 有 接 触 才 有 可 能 产 生 摩 擦 答案 ;A; 解析： A、如果两个物体接触没有运动，也没有运动趋势两个物体之间就没有摩擦力。 B、例如斜面上静止的物体，虽然相对斜面来讲物体是静止的，但是物体在斜面上有向下运动的趋势，两者之 11 间也存在摩擦力。 C、摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反，有时跟物体运动方向是相同的，有时是相反的。D、两 个物体之间要产生摩擦力一定是接触的
14、，不接触是没有摩擦力的。 三、经典呈现： 为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解，我们收集了近两年的经典题目，展示给广大 考生，开拓我们的视野哟。 1、如右图所示，将一个椭圆形厚玻璃瓶灌满水，把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入玻璃瓶中。用 双手挤压玻璃瓶，我们看到的现象是 ，这一现象说明 。 答案：细玻璃管内水面上升，力可以使坚硬的物体发生微小形变。 2、 如图所示，用两个弹簧测力计在水平方向上互拉，观察它们的示数可以发现 ( ) A FA FB B FA FB C FA FB D FA 和 FB的关系没有规律性 答案： A; 解析：因为物体间力的作用是相互的，而相互作用力的大小是相等
15、的，故两个弹簧测力计持钩的拉力是相等 的，即可得到两个测力计的示数相等。 3、下列图象中能用来表示物体的重力跟质量关系的是（ ） 12 A 、 B 、 C 、 D 、 答案： B；解析：本题考查的是物体的重力与质量成正比的关系，不可说成物体的质量与重力成正比，因为质量是物质的 本质属性。 4、如图所示，小明用 50N 的水平力把重 15 N 的木块压在竖直的墙面上，使木块静止不动，此时木 块受到的摩擦力大小是 N； 若减小水平压力，木块仍然静止，则木块受到的摩擦力将 ，若木块原来处于下滑过程中，减小压力，木块受到的摩擦力将 ( 填“变大”、 “变小”或“不变” ) 。 答案： 50；不变；变小
16、 解析：把木块压在竖直的墙上静止时，木块受到平衡力的作用，重力与摩擦力相互平衡，因此大小相等，减小 13 压力后，木块静止，二者仍平衡若原来木块下滑，此时木块并不一定受平衡力的作用，而滑动摩擦力随压力的减小而 减小，因此减小水平压力摩擦力就会变小。 四、思维拓展 为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况，下面列出了几题，让同学们自己去做，看看自己是否能够把 握经典的题型，这对完成考卷中的压轴题大有好处哟。 1、以下是我们生活中可见到的几种现象：用力揉面团，面团形状发生变化；篮球撞在篮球板上被弹回； 用力握 小皮球，球变瘪；一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞在这些现象中，物体因为受力而改变
17、运动状态的是（ ） A B C D 答 案 ： D; 解 析 ： 面 团 形 状 发 生 改 变 ； 球被弹回，是运动状态发生改变； 球变瘪，是形状发生改变； 灰尘被吹的漫天飞舞，是运动状态发生改变； A、 B、 C 不符合题意， D符合题意； 2、自行车是我们熟悉的交通工具从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识以下分析中，正 确的是 （ ） A 脚 踏 凹 凸 不 平 是 通 过 增 大 接 触 面 积 来 增 大 摩 擦 的 B 轮 胎 上 制 有 花 纹 是 通 过 改 变 接 触 面 粗 糙 程 度 来 减 小 摩 擦 的 C 刹 车 时 用 力 捏 刹 车 把 是 通
18、过 增 大 压 力 来 增 大 摩 擦 的 D 在 转 动 的 部 分 加 润 滑 油 是 通 过 变 滑 动 为 滚 动 来 减 小 摩 擦 的 答案： C； 解析： A、脚踏板上的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的故 A 错误 B、轮胎与地面的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的，不是减小摩擦故B 错 误 C、车闸与车脚的摩擦是有益的，因此增大压力可以增大摩擦，故用力捏刹车把故 C 正确 14 D、在转动的部分摩擦是有害的，加润滑油是为了减小摩擦但不是通过变滑动为滚动来减小摩擦的 3. 下列关于力的叙述正确的是（ ） A. 一个
19、物体就能产生力的作用 15 B. 任 何 一 个 物 体 ， 它 一 定 既 是 受 力 物 体 ， 也 是 施 力 物 体 C 彼 此 不 直 接 接 触 的 物 体 之 间 不 可 能 有 力 的 作 用 D 彼 此 直 接 接 触 的 物 体 之 间 不 可 能 有 力 的 作 用 答案： B; 解析： A 力是物体对物体的作用，一个物体不能产生力，故 A 错误。 B 力是物体对物体的作用，一个 力 必然涉及两个物体，一个是施力物体，一个是受力物体；因为力的作用是相互的，所以任何一个物体，它一定 既是受力物体，也是施力物体，故 B 正确为答案。 C 彼此不直接接触的物体之间也可能有力的作
20、用，比如磁铁对 铁块的吸引，在空中飞行的物体，没有和地球接触，仍受重力的作用。故 C 错 误 。D 只要物体间 有相互作用，就会有力的作用。推土机推土就是物体直接接触的力的作用，故 D 错误。 4、下图所示图象中， 能表示物体所受重力与质量关系的是 ( ) 答案： A; 本题主要考查对 G=mg的理解，属于图表信息题 五、考点梳理 本讲为初中物理知识架构中重力、弹力、摩擦力的基础知识，考分一般在 3-7 分，如果出题老师把探究滑动 摩 擦力的大小与什么因素有关列为实验探究题，考分就会偏高，但是对于我们而言，既然必考部分，就得认真复 习，点滴也不能放过，下面分析一下此讲所涉及的考点。 1、考查我
21、们对力的三要素的理解：力的三要素比较简单，但也可能作为基础知识部分进行考核，只要大家细心， 一般不 会丢分。 2、考查我们对力的示意图的理解：力的示意图很可能作为作图题考查，主要是我们能把握准确力的作用点在哪， 力的方 向指哪就行，也是基础考察题。 例：如左图所示，足球运动员把足球踢向空中，若不计空气阻力，则右图表示足球在空中飞行时的受力图，其中正确的 是（ G表示重力， F 表示脚对球的作用力） 16 答案： A; 解析：由于不计空气阻力，而且足球已经离开脚面，所以脚已经不给足球施力，而足球仍然受重力，且 重力的 方向竖直向下，故选 A。 3、考查同学们对重力的方向是竖直向下的理解，一般还是
22、以示意图的形式考查，属于基础性考查题。 4、探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关， 为本讲的难点， 希望广大考生注意， 如果试卷中出现， 千万不能丢分， 在基础点睛（ 7） 中已经讲过，在此就不赘述了。 六、真题检验： 亲爱的同学们，上面我们对本讲的考点进行了梳理，下面我们再来看看近两年中考对上述的知识点是怎么考的吧， 请你动笔做一下，先对自己进行一次检验吧！ 1、（ 2017 中考题）如图所示，一物体沿斜面向下匀速滑动。关于该物体的受力，以下分析正确的是（ ） 17 A. 物体只受到重力和摩擦力的作用 B. 物体只受到重力和弹力的作用 C. 物体同时受到重力、弹力和摩擦力的作用 D. 物体只受
23、到重力的作用 答案： C; 解析：对物体受力分析可知，物体一定受重力和支持力的作用，由于两力不在同一直线上，因此二力 不可能 使物体处于平衡状态； 由于物体沿斜面向下运动，则物体受沿斜面向上的摩擦力作用；故物体受到重力、支持力及摩擦力的作用。 根据弹力的定义可知，拉力、压力、支持力、推力都属于弹力，因此物体受重力、弹力和摩擦力的作用。 2. （ 2018 中考题） 撑杆跳高运动员跳高时把撑杆压弯，说明力可以改变物体的 ，而撑杆对运动员的力 18 使运动员越过横杆，这说明力可以 。 答案： 形状 改变物体远动状态 解析：（ 1） 撑杆跳高运动员跳高时把撑杆压弯，说明力可以改变物体的形状。 （ 2
24、）撑杆对运动员的力使运动员越过横杆，这说明力可以改变物体远动状态。 3. （ 2017 中考题） 下列实例中，为了减小摩擦的是 （ ） A 要 把 拧 得 很 紧 的 瓶 盖 扭 开 ， 在 手 和 瓶 盖 间 垫 一 块 毛 巾 B 手 表 上 用 于 调 节 指 针 的 旋 钮 该 有 凹 凸 不 平 的 条 纹 C 为 把 玻 璃 窗 擦 的 更 干 净 些 ， 要 用 更 大 一 点 的 力 压 抹 布 D 移 动 较 重 的 货 箱 时 ， 在 货 箱 下 面 垫 上 几 根 圆 木 答案： D；解析：试题分析：影响摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度 （ 1）增大摩擦的办法有：
25、增大压力，增大接触面的粗糙程度，变滚动为滑动； （ 2）减小摩擦的办法有：减小压力，减小接触面的粗糙程度，变滑动为滚动，加注润滑油。 4（ 2016 中考，较难题） . 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力 F 的作用， F 的大小与 时 间 t 的关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间 t 的关系如图丙所示，由图象可知： （ 1） t 1s 时，物体受到的摩擦力为多少？ （ 2） t 5s 时，物体受到的摩擦力为多少？ （ 3） 丙图中 2- 4s 物体做何运动？物体受到的摩擦力为多少？其运动状态为什么与 0- 2s 及 4- 6s 的情况不同？ （注： （ 1）（ 2
26、）要写明简要的理由） 答案与解析：（ 1） 由丙图可知，前 2s 物体速度为零，仍处于静止状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦力和 拉力 19 是一对平衡力；由乙图可知，物体所受拉力为 2N， 则可知摩擦力也为 2N； （ 2） 4s 6s 内，物体做匀速直线运动，此时物体受力也平衡，故所受合力为零，即 t 5s 时物体所受合力为 0， 20 由乙图可知，物体所受拉力为 4N， 则可知此时滑动摩擦力也为 4N。 （ 3） 由图象丙知， 2- 4s 物体的速度增加，做加速运动； 0- 2s 及 4- 6s 物体做匀速直线运动，受平衡力，此时合力为零； 由于压力大小和接触面的粗糙程度未变，所以物体
27、受到的摩擦力不变，仍为 4N， 由图乙知， 4s 6s 内，物体所受 拉力为 6N， 大于摩擦力，物体受力不平衡，做加速运动。 5、 （ 2017 中考题）如图所示，一个重为 G的物体放在水平地面上，在水平向右的拉力 F 作用下，沿水平面向右作 匀速直线运动，已知 G 40N， F 10N。 （ 1） 求运动过程中物体受到滑动摩擦力 f 的大小； （ 2） 我们知道，滑动摩擦力 f 的大小是由物体接触面间的压力 FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动 摩 擦 因数 表示接触面的粗糙程度，则有关系式 f FN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数 。 解析：（ 1） 物体匀速运动，水平方向受力
28、平衡，所以 f F10N （ 2） 在水平面上，压力等于重力， FN G 40N f FN fFN 10N40N 0.25 。 答：（ 1） 运动过程中物体受到滑动摩擦力 f 的大小为 10N； （ 2） 图中物体与地面间的动摩擦因数 为 0.25 。 七、易错点拨 纵观近几年的中考题，力学基础知识这部分考分占得比例多少不同，但对这部分知识考查中，命题老师很容易 出易错题，下面我们来分析几例，希望广大考生要特别警惕，答题过程中不能丢分哟。 21 误区一： 对摩擦力方向的判断不明确： 摩擦力方向是跟相对运动趋势的方向相反 ， 不能说成与运动方向相反， 有时是与运动方向相同的， 所以摩擦力不一定总
29、是阻力， 有 的时候还是动力。 如右图所示，木块 A 叠加在木块 B 上，在 F的作用下一起向 右运动， A 有向左滑动的趋势，但并未滑掉，就是因为 B 对 A 产生一个向右的摩擦力，这个摩擦力就成为 A 向右运动的 动力 , 这方面答题时很容易掉进陷阱。 误区二 ： . 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关， 与接触面的面积大小无关。 这个问题往往在 22 实验探究中考查，希望广大考试注意。同时，我们还要注意一点，滑动摩擦力的大小与滑块的运动速度也无关， 请记住 了。 误区三： 只要两个物体相互接 触，就会产生力的作用，例如 右图 中的 A、 C、 D 三个图中的 两个小球并不
30、产生力的作用，只有 B 图中两个小球相互挤压，会产生力的作用。 误区四： 用水平力 F 把物块压在竖直的墙壁上，有些同学们会误认为 F 越大，墙壁对物块的摩擦力越大，如下例 题： 例：（ 2016 中考题）如图所示，物块 A 的重力 GA=20N，物块 B 的重力 GB=10N，用水平推力 F=40N 作用在物块 上时，物块静止；当 F 增大到 50N 时，物块受到墙壁的摩擦力大小和方向是（ ） A. 大小为 40N， 方向向上 答案： 30N， 方向向上，选 C B. 大小为 20N， 方向向下 C. 大小为 30N， 方向向上 D. 大小为 50N， 方向向下 平时做题谨慎，考试零失误！ 23
