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初中物理教育教学思考者,中国教育学会会员、论文全国一等奖获得者、博客获省一等奖、主编了多本物理教辅。当然,最令人称道的还是《高垚骏物理工作室》!

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【物理素材】力与运动【六】  

2014-04-17 06:16:39|  分类: 物理教学素材 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实验:探究二力平衡的条件
江苏丰县初级中学 董慧玲






实验目的:

 

1.经历探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结得出结论。

 

2.通过认识平衡力和平衡状态关系,进一步体会力与运动的密切关系。

 

3通过参与实验活动,培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神。

 

实验原理:

 

力能改变物体的运动状态。

 

实验器材:

 

小车、棉线、钩码、滑轮等。

 

实验步骤:

 

1.如图1,把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。

 

《二力平衡》教学设计 - 宽容是歌 - 宽容是歌

1

 

2.用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能不能保持静止。

 

3.用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车能不能保持静止。

 

4.用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车能不能保持静止。

 

5.用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然后松手,观察小车能不能保持静止。

 

小车所受二力关系

小车运动情况

(静止与否)

大小

方向

是否在一条直线上

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

分析论证:

 

要保证物体处于平衡状态,则作用在同一个物体上的两个力,必须大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上。简单地说,就是:同体、等值、反向、共线。

 

评估:

 

该实验中的小车在水平方向还要受到摩擦阻力,使小车在水平方向受到的力实际是三个。如果阻力比两个拉力小得多,可以忽略的话,可以近似认为小车水平方向只受到两个拉力。这就要求桌面尽可能光滑;小车的轮子滚动自如;选取质量较大的钩码,使两个拉力尽量大些,以削弱摩擦阻力的影响。所用的两个托盘也要相同

 

实验装置改进:也可以用一张方形卡片纸(注意重量轻些的好)代替小车作为受力物体,卡纸的两个对角分别用线穿过并栓牢,线的另两端绕过铁架台上的滑轮并挂上钩码。然后按上述步骤进行实验,图2和图3是其中的两个步骤,供参考。

 

力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

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力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

3





《二力平衡》同步测试
江苏丰县初级中学 刘庆贺




一、选择题

 

1如图1是投掷实心球的场景。下列情况中实心球受到平衡力作用的是   

 

力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

A.实心球在空中上升

 

B.实心球从空中下落

 

C.实心球在地上越滚越慢

 

D.实心球停在地面上

 

答案:D

 

解析:物体在平衡力作用下处于静止或匀速直线运动状态,这都是运动状态不变的状态。实心球在空中上升、下落以及在地上越滚越慢,运动状态都发生改变,都不是受到平衡力作用。

 

2.(2013年漳州中考题)如图2所示的四种情形中,属于二力平衡的是(   

 

力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

答案:B

 

解析:二力平衡必须同时满足四个的条件:作用在同一物体上,大小相等,方向相学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!反,且作用在同一直线上。

 

3.如图3所示,小汉沿水平方向用力推停在水平地面上的静止汽车,但没推动,则下列说法正确的是(  )

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A.小汉对车的推力大于车受到的阻力

 

B.小汉对车的推力等于车受到的阻力

 

C.小汉对车的推力小于车受到的阻力

 

D.小汉对车的推力与车受到的阻力的大小关系不能确定

 

答案:B

 

解析:凭生活经验容易错选C,认为小车推不动,当然是用的力太小,再加大些推力车可能就动了。但这个“大”只能与原来较小的推力比较的结果,与车受到的阻力相比,谁大谁小,只凭生活经验无法判断。这必须用到力和运动的关系。小车在水平方向上受推力及阻力作用而保持静止状态。说明推力与阻力是一对平衡力,它们大小相等。

 

4.(2013年哈尔滨中考题)如图4,对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶,下列说法正确的是(    

 

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A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力

 

B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力

 

C.瓶子正放与倒放时,对桌面的压力是不同的

 

D.如果瓶子所受的力同时全部消失,它将仍留在原位保持原来的静止状态

 

答案:D

 

解析:矿泉水瓶静止在水平桌面上,处于平衡状态。矿泉水瓶共受两个力:重力和桌面的支持力,这二个力就是一对平衡力,故A选项错误;瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力,这二力作用在两个不同的物体上,且一个力的施力物体恰好是另一个力的受力物体,所以这是一对相互作用力,故B选项错误;瓶子正放与倒放时,压力都等于瓶与水的总重力,故C选项错误;根据牛顿第一定律,物体不受外力作用时,将保持原来的运动状态不变,所以如果瓶子所受的力同时全部消失,它将仍留在原位保持原来的静止状态,故D选项正确。

 

5.如图5所示,物体在水平拉力F的作用下沿水平桌面匀速向右运动,下列说法中正确的是(   

 

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A.物体所受拉力和重力是一对平衡力

 

B.物体所受重力和桌面对物体的支持力是一对平衡力

 

C.桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对平衡力

 

D.桌面对物体的支持力和物体受到的阻力是一对平衡力

 

答案:B

 

解析:物体在水平方向匀速向右运动,则物体在水平方向必然受平衡力。其中一个是水平向右的拉力F,另一个应该是水平向左的阻力。另外物体沿水平方向运动,那么它在竖直方向就没有上升或下降,即它在竖直方向是静止的,所以在竖直方向也要受到平衡力,即竖直向下的重力和竖直向上的支持力是平衡力。物体所受的拉力沿水平方向,所受的重力沿竖直方向,二者不可能在一直线上,因此不可能是平衡力,选项A错。桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力是一对相互作用力,选项C错误。桌面对物体的支持力和物体受到的阻力两个力的方向互相垂直,不可能在一直线上,因此不可能是平衡力。

 

6.关于足球受力与运动的关系,下列说法正确的是(   

 

A.足球只有受力才能运动

 

B.足球受平衡力,一定处于静止状态

 

C.足球的运动状态改变,不一定受力

 

D.足球踢出后继续运动,是由于足球具有惯性

 

答案:D

 

解析:根据牛顿第一定律,一切物体没有受到外力作用,可以保持静止状态,也可以保持匀速直线运动状态,故A错;物体在平衡力作用下可以处于静止状态,也可以处于匀速直线运动状态,故B错;力是物体运动状态发生改变的原因,只要物体运动状态发生改变,必定是受到了力的作用,故C错。

 

二、填空题

 

7重力为400 N的某学生站在静止的电梯里受到                  ,它们的施力物体分别是                  ,该同学受到电梯地板对他向上的作用力等于        

 

答案:重力  支持力  地球  电梯  400N

 

解析:学生受到重力和电梯对他的支持力,这两个力的施力物体分别是地球和电梯。由于学生处于静止状态,所以受到的重力和支持力是一对平衡力,因此支持力等于重力。

 

8.如图6所示,学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!用尺子猛力将下面的棋子击出时,上面的棋子不会飞出而是落到正下方,是由于它们具有_______;如图7所示,如果用尺子缓慢击打下面的棋子,紧挨被击打棋子上面的棋子会前移,是因为它受到________的作用。

 

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6                        7

 

答案:惯性  阻力

 

解析:用尺子猛力将下面的棋子击出时,上面的棋子由于惯性,仍然要保持原来的静止状态,由于又受学科网(www.zxxk.com)--教育资源门户,提供试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载,还有大量而丰富的教学相关资讯!到重力作用,从而落到正下方;缓慢击打时,由于阻力的作用,紧挨被击打棋子上面的棋子会前移。

 

9.假设质量为m的冰雹从高h处下落,在下落的过程中,所受阻力大小与冰雹下落速度的平方成正比,比例系数为k,则该冰雹降落可能达到的最大速度是              (可以认为冰雹下落过程中质量不变)。

 

答案:力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

解析:冰雹刚开始下落时,所受阻力小于重力,加速下落。根据题意,随着速度的增加,所受的阻力越来越大。直到与重力相等,做匀速直线运动,速度不再增加。即阻力与重力相等时速度最大。所以力与运动【九】 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

三、实验题

 

10.如图8甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。

 

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3

 
1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向       ,并通过调整       来改变拉力的大小。

 

2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片       (选填不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究       

 

3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图8甲所示情况下,小华下一步的操作是:                             

 

4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图8乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是       

 

A.减少阻力对实验结果的影响       B.小卡片是比较容易获取的材料

 

C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡   D.小卡片容易扭转

 

答案:1)相反   钩码数量  2)不能   不在同一直线上的两个力能否平衡  3)把小纸片剪成两半  4A

 

解析:1)钩码通过线对小卡片施力,调整钩码数量就可以改变拉力大小。(2将小卡片转过一个角度,两根线对小卡片的拉力将使小卡片旋转,所以松手后小卡片不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。(3)要让两个力不再作用在同一个小卡片上,最简单的方法是把小纸片剪成两半。(4)由于木块与桌面间存在阻力,使木块在水平方向受力不再是两个,这将无法探究两个力的平衡条件。












 

 

 

2010年6月22日 - 馨雅居温馨苑欢迎你

 

 

 


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