【八年级下册物理】第9章：力与运动

8年级下册物理，第9章：力与运动详细知识点梳理，包含：①二力平衡②牛顿第一运动定律③力与运动的关系等相关知识点，使用其他版本教材的同学也可以正常使用。

力与运动

• 二力平衡
  • 平衡状态与力的平衡
    • 平衡状态
      • 物体在几个力的作用下保持静止或做匀速直线运动，该物体就处于平衡状态
      • 包含
        • 静止
        • 匀速直线运动
      • • 平衡状态即运动状态不变
        • 速度为零≠静止状态
          • 物体速度为零时不一定处于平衡状态，受力不一定平衡
          • 比如竖直上抛的物体到达最高点时，速度为零，但受力不平衡
    • 探究：处于平衡状态下物体的受力情况
    • 力的平衡
      • 一个物体同时受几个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,那么我们就说这几个力平衡
    • 平衡力
      • 使物体处于平衡状态的几个力叫平衡力
    • 二力平衡
      • 当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡
      • • 如静止在水平桌面上的茶杯,只受到重力和支持力的作用,则重力和支持力二力平衡
  • 二力平衡的条件
    • 实验探究:二力平衡应具备的条件
      • 提出问题
        • 二力平衡时,这两个力有什么特点?
        • 二力平衡的条件是什么?
      • 设计思路
        • 卡片在水平方向上只受到两个力F1和F2，实验时,我们从力的三要素,即力的大小、方向、作用点三个方面去探究,看F1与F2在满足什么关系时，卡片才可以保持平衡
        • • 在实验中，卡片静止时，可以认为卡片处于平衡状态
      • 实验步骤
        • ①
          • 图示
          • 如图所示,将细绳分别系于卡片的1、2两个挂钩上且保持两绳共线,在绳的末端挂上钩码,第一次左侧钩码质量大,则F1>F2,观察卡片是否能保持静止
          • 第二次左、右两侧钩码质量相同,则F1=F2,观察卡片的状态
          • 第三次左侧钩码质量小,则F1<F2,观察卡片的状态
          • 比较三次实验现象,不难看出:只有当F和F相等时,卡片才能静止
        • ②
          • 图示
          • 如图所示,把细绳分别系于3、4两个挂钩上,在左、右各挂一个质量相等的砝码时,观察到卡片发生了转动,直到F1和F2在同一条直线上,才停止转动
        • ③
          • 图示
          • 如图所示,把两细绳都系于一个挂钩上,两绳下所挂钩码相同,让两绳都向左拉卡片时,会发现卡片将向左运动
        • ④
          • 图示
          • 如图 所示,把细绳分别系于1、2两个挂钩上,在绳下各挂一个质量相等的钩码,观察到此时卡片处于静止状态,接着用剪刀将卡片沿中间剪成两半,观察到两半卡片分别向相反方向运动
        • • 选用卡片做实验,是因为卡片的重力远小于钩码对卡片的拉力,卡片受到的重力可以忽略不计
          • 通过加减钩码的个数改变卡片受到拉力的大小
          • 使两个力不在同一直线上,是为了探究相互平衡的两个力是否在同一直线上
          • 让两个力方向相同,是为了探究相互平衡的两个力是否方向相反
          • 用剪刀将卡片剪成两半,是为了探究相互平衡的两个力是否作用在同一物体上
      • 实验记录表
      • 分析论证
        • 当作用于同一卡片上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上时,卡片就处于平衡状态;而当不满足其中任何一个条件时,卡片都不会平衡
      • 实验结论
        • 二力平衡的条件是两个力作用在同一物体上,大小相等、方向相反作用在同一条直线上
    • 条件
      • 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡
      • • 同体
        • 等大
        • 反向
        • 共线
        • • 四个条件缺一不可
          • 合力为0
  • 合力
    • 合力
      • 当一个力的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力都叫做分力
      • • 这里的合力并不是指力的大小之和,而是用力所产生的作用效果来进行分析的
        • 两个力产生的最大合力等于这两个力的大小之和,最小合力等于这两个力的大小之差
    • 力的合成
      • 同一直线上方向相同的两个力的合力
        • 大小等于两力之和
        • 方向与这两个力的方向相同
      • 同一直线上方向相反的两个力的合力
        • 大小等于两力之差（大减小）
        • 方向与较大的那个力的方向相同
      • • 平衡力的合力为零
  • 应用
    • 判断二力是否属于平衡力的方法
      • ①根据物体的运动状态判断
        • 若物体处于静止或匀速直线运动状态,若在某一方向上只受两个力作用,则这两个力是平衡力
      • ②根据物体的受力情况判断
        • 先确定研究对象,再分析受力情况
        • 作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,则这两个力平衡
    • 根据一个力的大小、方向,确定另外一个力的大小和方向
      • 物体处于平衡状态，即物体静止或做匀速直线运动时,物体必然受到平衡力的作用。若已知一个力的方向,则物体受到的其他力的合力一定和这个力平衡,即物体受到的其他力的合力和这个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
      • • 例如,吊在天花板上静止的电灯重1N,则绳对灯的拉力是多大,方向如何?因为电灯静止时受到的重力和绳对灯的拉力是一对平衡力,重力的大小为1 N,方向竖直向下,根据二力平衡的条件,则拉力的大小也为1N,方向竖直向上
        • 不仅适用于二力平衡，也适用于多力平衡
    • 平衡力与相互作用力
      • 平衡力
        • 物体重力与桌面对物体的支持力是一对平衡力
        • 同体、等大、反向、共线
      • 相互作用力
        • 物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互作用力
        • 异体、等大、反向、共线
      • 最大区别
        • 是否作用在同一物体上
    • • 利用图像法分析摩擦力的方法
        • v-t图像
          • 利用v-t图像分析出物体的运动状态，当物体处于静止或匀速直线运动状态时,水平方向上，拉力和摩擦力二力平衡,大小相等
          • 利用v-t图像分析出物体做加速或减速时,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,物体受到的滑动摩擦力的大小与物体做匀速直线运动状态时的滑动摩擦力的大小相等
        • F-t图像
          • 根据F-t图像分析出拉力的大小即可知摩擦力的大小
      • 多力平衡的判断
        • 物体受到多个力时,若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体受到平衡力作用
        • • 一般情况下,水平方向上的力平衡,竖直方向上的力平衡
          • 所以,分析多力平衡时,首先要明确状态:静止或匀速直线运动状态;其次要明确方向:是竖直方向的力还是水平方向的力;最后根据力的平衡条件判断
• 牛顿第一定律
  • 牛顿第一定律
    • 实验探究：阻力对物体运动的影响
      • 设计实验
        • 图示
        • 步骤
          • 取一辆小车,使它三次都从同一斜面的同一高度处由静止开始沿斜面运动到水平面上,如图所示
          • 每次水平面的表面都不同,第一次在木板上铺棉布,第二次去掉所铺的棉布,第三次换上玻璃板,这三次改变接触面的粗糙程度,改变了小车运动时受到的阻力
          • 比较小车每次在水平面上的运动情况有什么不同
      • 实验记录表
      • 实验结论
        • 支持面越光滑,小车受到的阻力越小,运动的距离越大,也就是说,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢
      • 推理
        • 对以上实验进一步推理得出:如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去
      • • 控制变量法
          • 在探究阻力对物体运动的影响的三次实验中,只改变小车滑行的水平面的粗糙程度,保持其他条件不变,这是利用了控制变量法
        • 转换法
          • 小车在不同水平面上所受摩擦阻力不同,运动的距离不同,这说明不同的摩擦阻力对小车运动的影响不同(这是转换法,将看不见的摩擦阻力的影响转换为小车在水平面上运动距离的长短),小车受到的阻力越小,它运动的距离就越大，影响就越小
        • 科学推理法
          • 水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离就越大,由此推理得出,如果水平面绝对光滑,小车不受摩擦阻力,小车将保持速度不变,永远匀速直线运动下去,这是利用了科学推理法(又称理想实验法)
      • • 使小车从斜面的同一高度处由静止开始滑下的目的是使小车到达水平面时具有相同的初速度
        • 绝对光滑的物体表面是没有的,也就是说,小车不受阻力的情况是不存在的,所以小车不受阻力的运动状态就不能用实验直接验证,只能靠推理得出结论,但这个结论是在实验基础上经过科学推理得出的,是完全正确的
    • 牛顿第一定律
      • 一切物体，在没受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
      • 理解
        • ①“一切”表示牛顿第一定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体;
        • ②“没有受到力的作用”
          • “没有受到力的作用”是定律成立的条件,这是一种理想化的情况。实际中不受外力作用的物体是不存在的
          • 当物体受到的外力的合力为零时（受到平衡力的作用），其作用效果跟不受外力作用时相同。因此，我们可以把“没有受到力的作用”推广为“合力为零”
        • ③“总”
          • 指的是总是这样,没有例外
        • ④“或”
          • “或”表示“两者居其一”,即物体如果不受力的作用,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,原来静止的不可能转变为运动
          • 静者恒静，动者恒动
            • 物体如果没有受到力的作用时，原来速度为0的物体，仍保持静止状态
            • 原来速度不为0的物体将保持原来的速度大小和运动方向做匀速直线运动
      • • 牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的
        • 牛顿第一定律，也叫惯性定律
        • 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因
      • 运动状态和力的关系
        • 若物体不受力,则运动状态不改变;反之,如果物体的运动状态改变了,则物体一定受到了力的作用
  • 惯性
    • 现象探究：惯性现象
    • 概念
      • 物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质叫惯性
      • • 惯性代表运动状态改变的难易程度
          • 静止的物体有保持静止的性质,运动着的物体有保持运动的性质
          • 有人曾把惯性比作“惰性”,就是物体总想保持原来的运动状态不变
    • 性质
      • 惯性是物体本身具有的性质，是物体的固有属性，它不随外界条件及物体运动状态的改变而改变
    • 认识
      • ①惯性的普遍性
        • 一切物体在任何条件下，在任何状态下都具有惯性
      • ②惯性大小的决定因素
        • 惯性大小只与物体的质量有关
        • • 物体质量越大，惯性越大
          • 与速度大小无关
      • ③惯性与力的区别
        • 惯性是一种性质，不是力。因此不能理解为“受到惯性作用”
          • 不能说“惯性力”“受到惯性作用”“克服物体惯性”
          • 一般只能说“具有惯性”
        • • 惯性不是力
          • 惯性只有大小，没有方向
    • 惯性与惯性定律的区别
      • 惯性是物体的固有属性，而惯性定律是物体的运动规律
      • 惯性在任何情况下都存在，惯性定律是只有当物体不受外力作用时才遵守的规律
    • 惯性的利用和其危害的防止
      • ①惯性的利用
        • 斧头松了,用手柄的下端撞击石头或树墩,手柄`停止运动,斧头由于惯性会继续向下运动,这样斧头就被套紧了
        • 跳远助跑
        • 拍打灰尘
      • ②惯性危害的防止
        • 惯性是造成许多交通事故的原因,行驶中的汽车和自行车刹车时,由于惯性不能立即停止,即使紧急刹车,也要向前运动一段距离才能停下来。车的速度越快,刹车后向前运动的距离越长。在交通要道对机动车辆行驶的最大速度有所限制,骑自行车时不要骑得太快,都是为了避免车由于惯性来不及停止运动而造成交通事故
        • 汽车突然启动时,人向后倒,突然刹车时,人向前倾;汽车头枕和安全带就是为此设计的
    • 解释惯性现象的步骤
      • 举例
        • 以对“敲打一摞棋子最下层的棋子时,最下层棋子飞走,上面的棋子不会飞走而是直接下落到桌面上”现象的解释为例
      • 步骤
        • 一定研究对象
          • 棋子
        • 二看原来的状态
          • 静止
        • 三出状况
          • 敲打最下面的棋子
        • 四判改变
          • 最下层棋子因为受力而飞走
        • 五保原样
          • 上面的棋子由于惯性，仍保持原来的静止状态
        • 六得结论
          • 从上面直接落到桌面上
      • 步骤法：总分分
        • 总
          • “整体”处于静止状态或做匀速直线运动
        • 分
          • “一部分”因为受到×力而做××运动(运动状态发生改变)
        • 分
          • “另一部分”因为具有惯性而保持原来的运动状态（静止或匀速直线运动)
      • • 太空中惯性现象的分析
          • 在地球上沿水平方向扔出一支圆珠笔,由于惯性圆珠笔会继续向前运动，由于受到重力作用，圆珠笔会下落,所以圆珠笔会做曲线运动
          • 在太空中,物体处于失重状态。在太空空间站内同样沿某一方向扔出一支圆珠笔,圆珠笔处于失重状态,由于惯性,圆珠笔将沿该方向做匀速直线运动
• 力与运动的关系
  • 力的作用效果
    • ①
      • 力使物体发生形变（改变物体的形状）
    • ②
      • 力可以改变物体的运动状态
    • 理解
      • ①
        • 有力作用在物体上
          • 可以使其发生形变
          • 可以使其运动状态发生改变
      • ②
        • 物体形状发生了改变
        • 物体的运动状态发生了改变
        • 一定是有力作用在物体上
  • 力与运动的关系
    • 力与运动的关系
      • 图示
      • • 力不是维持物体运动的原因，力是物体运动状态改变的原因
        • 物体在非平衡力作用下，运动状态一定会发生改变
    • 物体受平衡力与物体不受力的区别
      • 物体受平衡力和物体不受力，对物体的运动是等效的，即物体的运动状态都不变。但对物体的形变来说，物体不受力，它就不产生形变，而物体受平衡力，它就会产生形变
    • • 同加异减
        • 加速
          • 若合力的方向与物体运动方向相同，则物体做加速运动
        • 减速
          • 若合力的方向与物体运动方向相反，则物体做减速运动
      • 物体若处于静止状态或匀速直线运动状态（平衡状态)
        • 可能不受力（理想情况)
        • 也可能受平衡力
      • 物体的运动状态发生了变化（非平衡状态)
        • 一定受到了力，且一定受非平衡力(合力不为零)