關於初二物理知識

時間 2021-10-14 23:44:51

1樓:匿名使用者

靜止物體;

重力重力是由於地球吸引而使物體受到的力。

重力並不等於地球對物體的引力。由於地球本身的自轉,除了兩極以外,地面上其他地點的物體,都隨著地球一起,圍繞地軸做勻速圓周運動,這就需要有垂直指向地軸的向心力,這個向心力只能由地球對物體的引力來提供,我們可以把地球對物體的引力分解為兩個分力,乙個分力f1,方向指向地軸,大小等於物體繞地軸做勻速圓周運動所需的向心力;另乙個分力g就是物體所受的重力(圖示)其中f1=mw2r(w為地球自轉角速度,r為物體旋轉半徑),可見f1的大小在兩極為零,隨緯度減少而增加,在赤道地區為最大f1max。因物體的向心力是很小的,所以在一般情況下,可以認為物體的重力大小就是萬有引力的大小,即在一般情況下可以略去地球轉動的效果。

重力大小呆以用測力計測量,物體對測力計的拉力或壓力的大小就是重力的大小。

重力的大小除可用萬有引力大小計算以外,還可以由牛頓第二定律f=ma計算,這時重力可以寫成:g=mg。重力是向量,它的方向總是豎直向下的。重力的作用點在物體的重心上。

此外,有密度較大的礦石附近地區,物體的重力要比周圍地區稍大些,利用重力的差異可以探礦,這種方法叫重力探礦。

重心乙個物體的各個部分都受到地球對它們的作用力,這些力的合力就是物體的重力,這些合力的作用點就叫物體的重心。

質量分布均勻、形狀規則物體的重心位置就在物體的幾何中心處,如均勻球體的重心在它的球心。質量分布不均勻物體的重心位置除了跟它的形狀有關外,還與它的質量分布情況有關,例如起重機的重心隨著提公升重物質量和高度而變化。

乙個物體的重心是個固定點,與物體的放置位置和運動狀態無關;重心的位置也不一定在物體上,例如質量分布均勻圓環的重心位於圓環的圓心處。

用實驗——懸掛法可以找出質量不均勻或形狀不規則物體的重心:將物體懸掛,並使其平衡,這時重力的作用點一定在懸線方向上,再換乙個懸掛點,新的懸線也一定通過重心,前後兩線的交點就是重心的位置。

重心位置還可以利用轉動平衡條件通過計算來求得。

2.2.2 平衡力

1) 定義: 作用在乙個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,並且在同一直線上,這兩個力就彼此平衡,也即這兩個力為一對平衡力。

2) 數學表達:

特徵: 平衡力作用在同乙個物體上,其合力為0;互為平衡力的二力的性質不一定相同。

3) 舉例:

例:如圖6,斜塊在f作用下仍保持靜止,則斜塊受到兩對平衡力:

重力g與地面對斜塊的彈力n

推力f與地面對斜塊的摩擦力f

必須強調,平衡力是作用在同一物體上。

作用力與反作用力—牛頓第三定律的教學策略設計

3.1 力是物體間的相互作用—從力的產生原因說起

自然界的物體是相互聯絡,相互影響,相互作用的。物體間的力具有相互性。為了形象直觀地說明力是物體間的相互作用,可以利用生活中的現象和實驗來表現力的相互性。

通過大量的常見現象和實驗啟發學生思考,從中發現它們的聯絡和共性。

1) 舉例:

例1:a. 文字描述:地球對人有吸引作用,人對地球也有吸引作用。

b. 研究物件:人,地球

c. 原因:重力

d. 圖示:如圖7 圖7

e. 結論:人與地球的作用是相互的。(提公升:重力的作用是相互的。)

例2:a. 文字描述:重物放在海綿墊上,海綿被壓。

b. 研究物件:重物,海綿

c. 原因:彈力

d. 圖示:如圖8

e. 結論:重物與海綿的作用是相互的。(提公升:彈力的作用是相互的。)

例3:a. 文字描述:玩具汽車在板上的運動。

b. 研究物件:玩具汽車,木版

c. 原因:摩擦力

d. 圖示:如圖 9

e. 實驗:先使玩具汽車的輪(驅動輪)上緊發條,使它作逆時針轉動,然後抓住汽車頂部把它按在墊著試管的薄木版,在起點處轉動的後輪給木板向右的作用力f,於是木板向右運動;再把汽車拿起,使木板制動,然後使後輪再轉動,把玩具汽車放在木板上,可以看到木板向右運動,玩具汽車向左運動。

f. 結論:後輪對木板施加向右的作用力的同時,木板對後輪施加向左的反作用力,即玩具汽車與木板的作用是相互的。(提公升:摩擦力是相互的,且同時產生,同時消失。)

例4:a. 文字描述:同名磁極相吸,異名磁極相斥。

b. 研究物件:小磁鐵1,小磁鐵2

c. 原因:磁場力

d. 圖示:如圖10

e. 實驗:在水面上放兩個軟木塞,乙個軟木塞上放小磁鐵1,另乙個軟木塞上放小磁鐵2,當同名磁極相對時,互相排斥,兩木塞向相反方向運動;當異名磁極相對時,互相吸引,作相向運動。

f. 結論:兩磁鐵間的作用是相互的。(提公升:磁場力是相互的。)

例5:a. 文字描述:帶電的通草球之間的作用。

b. 研究物件:帶電體1,帶電體2

c. 原因:靜電力

d. 圖示:如圖11

e. 實驗:兩個通草球1、2,使通草球1帶正電,通草球2帶負電,當兩通草球靠近時,互相吸引;然後使通草球2帶正電,再將兩通草球靠近,互相排斥。

f. 結論:兩通草球的作用是相互的。(提公升:電場力是相互的。)

由這些例子然後歸納出結論,根據認識建構理論,啟發學生從具體例項歸納它們共同的特徵和性質,從而上公升到理論。

2) 概括結論:兩個物體間的作用是相互的。

3) 指出: 物體間相互作用的這一對力,叫做作用力與反作用力,把其中乙個叫做作用力,另乙個力叫做反作用力.

4) 進一步概括結論:作用力與反作用力是同一性質的力(與平衡力不同點之一);作用在不同物體上(與平衡力不同點之二);同時存在,同時消失(變化)。

3.2 **作用力與反作用力之間的關係—從力的三要素談起

作用力與反作用力是相互聯絡的,同時存在,同時消失,那麼它們兩者之間有什麼聯絡?

提出問題,讓學生自由討論,從哪些方面去比較?又怎樣尋找和得到它們的聯絡呢?根據認知建構理論,學生探詢新的知識和科學理論時,會依據原有認識試探性的從力的大小、方向、作用點等方面去比較。

因此教師只要適當的提示引導即可。

演示實驗:把兩個彈簧秤a和b聯結在一起(如圖12),用手拉彈簧秤a,可以看到兩個彈簧秤的指標同時移動,彈簧秤b的示數指出彈簧秤a對它的作用力f的大小,而彈簧秤a的示數指出彈簧秤b對它的反作用力f的大小。可以看出,兩個彈簧秤的示數是相等的。

改變手拉彈簧秤的力,彈簧秤的示數也同時隨著改變(同時增大,同時減少,同時為零),但兩個彈簧秤的示數總相等,方向總相反。

結論:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上,且在同一條直線上。

3.3 牛頓第三定律

1) 定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。

2) 數學表達:f=--f′

3) 物理意義:牛頓第三定律指出了物體之間的相互作用力的情況,物體之間的作用力與反作用力既是同時存在,又是同時消失的,並且大小相等方向相反地作用在兩個物體上,作用力與反作用力不能相互抵消。

4) 應用:

例1:人走路時,人與地球間的作用力與反作用力的對數有幾對?

(3對,如圖13, 人與地球相互作用的引力、彈力和摩擦力,即g與g ′、n與n′、f與f′)

例2:既然錘子和木楔間的作用力與反作用力大小相等,方向相反,在同一條直線上,為什麼釘子還能釘進木頭裡去?(如圖14)

例3:拖車拉卡車的作用力和卡車拉拖車的反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,為什麼拖車還能拉著卡車前進?(如圖15)

通過學生討論分析,進一步理解牛頓第三定律。

3.4 作用力與反作用力和平衡力的相互比較

對於初學者,總是很容易將作用力與反作用力和平衡力混淆,在教學過程中要強調作用力與反作用力和平衡力之間的區別。

以上3.3中的例2、例3實際為乙個問題,即錯誤的認為作用力與反作用力為一對平衡力。

例項1. 物體a靜放在水平面上,如圖16,分析它的受力情況,並找出每個力的反作用力。

(先由學生做,後由教師講評)

物體受重力g(施力物體為地球),彈力(支援力)n(施力物體為地面),g與n是一對平衡力。g的反作用力是物體a對地球的引力g′;n的反作用力是物體對地面的彈力(壓力)n′,g與n作用在同一物體a上,g與n不同性質。g與g′、n與n′作用在不同物體上,g與g′、n與n′為同性質力。

圖16 圖17

例項2. a、b兩物體置於光滑水平桌面上,如圖17,在水平力f的作用下一起向右運動。分析a、b的受力,並指出這些力哪些是平衡力,哪些是一對作用力與反作用力。

分析:a物體受4個力的作用:重力g 、支援力n 、b物體對其彈力n ,水平推力f;b物體受3個力的作用:

重力g 、支援力n 、a物體對其彈力n 。na和ga是作用在a物體上的一對平衡力,nb和gb是作用在b物體上的一對平衡力,nba和nab是一對作用力和反作用力,分別作用在a、b物體上。

歸納總結並列表比較一對作用力與反作用力和一對平衡力的區別:

一對平衡力

一對作用力與反作用力

共同點大小相等,方向相反,作用在同一條直線上不同

點(1)兩個力作用在同一物體上

(2)兩個力的性質不一定相同

(3)乙個力的產生、變化和消失並不一定影響另乙個力

(4)兩個力共同作用,效果是使物體平衡

(1)兩個力作用在相互作用的兩個不同物體上

(2)兩個力的性質一定相同

(3)兩個力同時產生,同時變化,同時消失

(4)兩個力各有各的作用效果

初二物理知識謝謝

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