考点5 力 力的图示（解析版）

考点5力力的图示一、力的概念1．定义：力是物体对物体的作用。2.力产生的条件：①必须有两个或两个以上的物体。②物体间必须有相互作用（可以不接触）。3.力的作用是相互的。物体甲对物体乙一个力的作用，同时乙也一定对甲一个力的作用，这两个力是一对相互的力，而且是同时存在同时消失的，其中一个力称为作用力，另一个力称为反作用力。作用力与反作用力的关系是：作用在不同物体上大小相等、方向相反、作用在一条直线上。二、力的作用效果1.力的作用效果有两个（1）使物体发生形变；（2）使物体的运动状态发生改变。两种效果可能同时产生也可能只产生一种。有时候力使物体发生的形变非常微小，眼睛很难观察到，但形变是存在的，我们可以把形变放大来观察。2.运动状态的改变指的是：速度的大小改变；速度的方向改变；速度的大小、方向同时发生了改变三种情况。三、力的三要素力的大小、方向、作用点称为力的三要素。力的作用效果与力的三要素有关。一个力的三要素中，只要有一个要素改变，力的作用效果就要改变。四、力的图示法力的示意图用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法叫做力的图示。沿力的方向画一条带箭头的线段来表示物体受到的力，且不过分强调有向线段的长短和起点，这种表示力的方法叫做力的示意图。用30牛的力竖直向上提着一桶水，我们可以分别用力的图示法和力的示意图画出这个力。五、力的测量在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。1牛顿的力相当于用手托两个鸡蛋的力，一个中学生重力约为500牛。测量力的工具是测力计，实验室中测量力常用弹簧测力计。测量工具：弹簧测力计。使用方法（1）测量前要了解弹簧测力计的测量范围（量程）分度值，测量前必须要调零。（2）在实际测量时，要使弹簧测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向一致。（3）读数时，眼睛观察指针的视线应与弹簧测力计的刻线相平。（4）在记录结果时，既要记录数字，还要注明单位。例1、以下关于力的概念中，不正确的是 （）A．力不可以脱离物体而独立存在 B．力是物体与物体之间的相互作用 C．不接触的物体间可能有力的作用 D．相互接触的物体间一定有力的作用【答案】D【解析】解：A、力不能离开物体独立存在，至少有两个物体，故A正确；B、力是物体对物体的相互作用，故B正确；C、不接触的物体间可能有力的作用，如两个磁铁不接触也有力的作用，故C正确；D、相互接触的物体间也不一定有力的作用，比如放在墙角的篮球与竖直墙壁之间就没有力的作用，故D错误；故选：D。例2、如图（a）（b）所示，两图表示力的作用效果。图（a）主要表示力能使物体的_________发生改变；图（b）主要表示力能使物体的_________发生改变；有时，这两种作用效果同时发生，例如：发生碰撞时的汽车；___________________________（再举一个例子）。【答案】运动状态；形状；从高处落到地面的鸡蛋（答案合理即可）。【解析】图（a）中，运动员用头顶球时，足球的运动方向和运动快慢发生改变，这说明物体受力时运动状态发生了改变；图（b）中，用力拉弓射箭使弓弦的形状发生了改变；通常物体发生碰撞时，形状和运动状态同时改变。下落的鸡蛋碰到地面，运动停止的同时也破碎了（形状发生改变）。例3、（2022•上海中考）如图所示，静止在水平地面上的物体重力G为6牛，请在图中用力的图示法画出该物体所受的地面的支持力F。【解析】解：水平静止在水平地面上的物体受到的重力和地面对它的支持力，二力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，所以地面上的物体所受地面的支持力F＝G＝6N，竖直向上，作用点在物体下表面的中点上，选取标度为3N，从力的作用点沿竖直向上作有向线段，使线段长度为标度的2倍，如图所示：一．选择题（共8小题）1．下列关于力的说法中正确的是（）A．力作用在坚硬物体的表面，不会产生作用效果B．鸡蛋碰石头，只有鸡蛋碎了，说明相互作用的力大小可以不相等C．不接触的物体之间，不会产生力的作用D．力是一个物体对另一个物体的作用【答案】D【解析】解：A、作用在坚硬物体的表面上的力可以使物体发生微小形变，会产生力的作用效果，故A错误；B、鸡蛋碰石头，根据相互作用力可知，石头对鸡蛋的力等于鸡蛋对石头的力，故B错误；C、不相互接触的物体，不一定没有力的作用，如两个不相互接触的磁铁间有力的作用，故C错误；D、力是物体对物体的作用，故D正确。故选：D。2．俗话说“一个巴掌拍不响”。这句话反映的物理知识是（）A．一个巴掌不会振动，所以不会发声 B．一个物体不会产生力的作用C．只有当两个物体接触才会产生力的作用 D．声音是由力产生的【答案】B【解析】解：一个巴掌拍不响，意识是说一个物体不会产生力的作用，表明力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的，故ACD错误，B正确。故选：B。3．以下事例中，能说明“力可以使物体发生形变”的是（）A．抛出的篮球最终落到地面 B．运动员用力蹬地起跑C．大象过独木桥，桥被压弯了 D．刹车后，公交车减速进站【答案】C【解析】解：A、抛出的篮球最终落到地面，篮球的速度和方向都发生变化，是重力改变了篮球的运动状态，故A错误；B、运动员用力蹬地起跑，由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故B错误；C、大象过独木桥，桥被压弯了，桥的形状发生变化，说明力可以改变物体的形状，故C正确；D、刹车后，公交车减速进站，公交车速度变小，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。故选：C。4．下列物体的上升原理与火箭升空原理相同的是（）A．热气球 B．喷水火箭 C．电梯 D．上抛的篮球【答案】B【解析】解：火箭升空时对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产生了向上巨大的推力，这说明力的作用是相互的；热气球升空是利用受到的浮力大于自身重力升空的，故A不符合题意；电梯上升，电梯受到向上的拉力，属于改变运动状态，C也不符合题意；上抛的篮球上升，是由于篮球具有惯性，只有喷水火箭发射时向后喷水，同时水对火箭产生了向上的推力，利用了力的作用是相互的，故B符合题意；故选：B。5．在下面所指出的四个力中，使受力物体运动状态发生改变的是（）A．手对弹簧的拉力 B．人对跳板的压力C．手对弓的拉力 D．磁铁对小铁球的吸引力【答案】D【解析】解：A、弹簧受到拉力变长，说明力可改变物体的形状，不符合题意；B、跳板受力变弯，说明力可改变物体的形状，不符合题意；C、弓受力变弯，说明力可改变物体的形状，不符合题意；D、小铁球受到磁力后运动方向变化，说明力可改变物体的运动状态，符合题意。故选：D。6．比较图所示两个力的大小，可得出的结论是（）A．F1＞F2 B．F1＜F2C．F1＝F2 D．条件不足，无法判断【答案】D【解析】解：甲、乙两图，只知线段的长短，但标度未知，无法比较力的大小，故ABC错误，D正确。故选：D。7.如图所示，小华用矿泉水瓶做实验：他用水平力轻轻推动底部时，瓶子沿桌面平稳地移动；当用水平力轻推瓶盖时，瓶子翻了。他验证的是力的作用效果与（）A．力的作用点有关 B．力的方向有关 C．力的大小有关 D．与以上三者都有关【答案】A【解答】解：用水平力推动底部时，瓶子沿桌面平稳地移动；当用水平力轻推瓶盖时，瓶子翻了；两种情况下，推力的作用点不同，力的作用效果不同，这表明力的作用效果与力的作用点有关。故选：A。8．物体间“力的作用是相互的”，能生动体现这一规律的卡通图是下列图中的（）A． B．C． D．【答案】D【解析】解：A、在人的推力作用下，货车由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故A不符合题意；B、用力将球接住，球由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态，故B不符合题意；C、脚将静止的足球踢出去，使足球由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故C不符合题意；D、甲用力推乙，甲给乙一个作用力，乙也给甲一个反作用力，使甲向后退，说明力的作用是相互的，故D符合题意。故选：D。二．填空题（共8小题）9．力是_________作用，一个物体受到力的作用，一定有_________对它施加这种作用。力是不能离开_________而独立存在的。在国际单位制中，力的单位是_________；符号是_________。【答案】物体对物体；施力物体；物体；牛顿；N。【解析】解：力是物体对物体的作用，施加力的作用是施力物体，承受力的作用的是受力物体；要产生力的作用，至少有两个物体，一个物体不能产生力的作用，没有物体就没有力的作用；在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。故答案为：物体对物体；施力物体；物体；牛顿；N。10．游泳时，人用手和脚向后划水，人就会前进。这是因为人在向后划水时，对水施加了向_________的推力，于是水同时对人的手和脚产生向前_________，所以人会前进。这一事实说明了物体间力的作用总是_________的。【答案】后；反作用力；相互。【解析】解：游泳时用手和脚给水一向后的作用力，根据物体间力的作用是相互的，水就给手和脚一向前的反作用力，使人前进，这个力的施力物体是水。故答案为：后；反作用力；相互。11.2022年6月5日，运载火箭将神舟十四号载人飞船送入太空。发射时，运载火箭向下喷射高温气体获得向上的推力，说明物体间力的作用是________的；在推力作用下，运载火箭速度越来越大，说明力可以改变物体的________。飞船在接近“天宫”空间站的过程中，以飞船为参照物，空间站是________的。（选填“运动”或“静止”）【答案】相互；运动状态；运动。【解析】解：火箭点火后从尾部猛烈喷出高温气体，对气体施加了一个向下的作用力，从而使火箭受到了气体对它施加了一个向上的反作用力，这是利用了物体间力的作用是相互的，才使火箭得到向上的动力；在推力作用下，运载火箭速度越来越大，说明了力可以改变物体的运动状态；以飞船为参照物，空间站与飞船之间的相对位置发生改变，所以空间站是运动的。故答案为：相互；运动状态；运动。12．如图（a）、（b）所示表示力的两种作用效果，图（a）主要说明力可以改变物体的________，图（b）主要说明力可以改变物体的________。力的作用效果，不仅与力的大小有关，同时也与力的________和________有关。【答案】形状；运动状态；方向；作用点。【解析】解：由图（a）可知，气球的形状发生了改变，表示力能使物体发生形变；由图（b）可知，气球飞出，所以（b）图主要表示力能使物体的运动状态发生改变；力的作用效果，不仅与力的大小有关，同时也与力的方向和作用点有关。故答案为：形状；运动状态；方向；作用点。13．如图，小向用脚向后蹬地，滑板车会沿地面向前运动，这说明力的作用是________的；如果不再蹬地，滑板车的速度会越来越慢，最后停下来，这表明力可以改变物体的________；滑板车在水平地面上运动，且人的两脚站立在滑板车上时，滑板车对人的支持力________滑板车对地的压力（选填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】相互；运动状态；小于。【解析】解：小向用脚向后蹬地，滑板车会沿地面向前运动，这说明力的作用是相互的；如果不再蹬地，滑板车的速度会越来越慢，最后停下来，这表明力可以改变物体的运动状态；滑板车在水平地面上运动，且人的两脚站立在滑板车上时，滑板车对人的支持力等于人的重力，滑板车对地的压力等于人和滑板车的重力之和，所以滑板车对人的支持力小于滑板车对地的压力。故答案为：相互；运动状态；小于。14．如图所示，某人用大小相同的力作用于弹簧，观察比较（a）（b）两图，可知力的作用效果于力的________有关。如图（c）所示，开门时，用手推在A处比推在B处更容易打开，这表明力的作用效果跟________有关。【答案】方向；作用点。【解析】解：（a）（b）两图，力的大小相同，作用点相同，力方向不同，力的作用效果不同，说明力的作用效果跟力的方向有关。开门时，用手推在A处比推在B处更容易打开，A处和B处，力的方向相同，力的大小相同，力的作用点不同，力的作用效果不同，说明力的作用效果跟力的作用点有关。故答案为：方向；作用点。15．如图所示为“用弹簧测力计测重力”的情景，实验前应先沿着________（选填“水平”或“竖直”）方向调零。该测力计的量程为________牛，最小分度值为________，读数为________牛。【答案】竖直；0~2.5；0.1N；1.6。【解析】解：测量物体重力时，由于重力是竖直向下的，应将弹簧测力计在竖直方向调零；图中弹簧测力计的量程为0~2.5N，分度值为0.1N，读数为1.6N。故答案为：竖直；0~2.5；0.1N；1.6。16．如图（a）所示，将一根原长为L0的弹簧一端固定在墙面上，分别用大小或方向不同的力作用在弹簧的另一端，实验现象如图（b）、（c）、（d）、（e）所示；（1）分析比较图_________可知，当力的大小和作用点相同时，力的方向不同，力的作用效果不同；（2）分析比较图（c）和（d）可知，当力的大小和方向相同时，力的_________不同，力的作用效果不同；（3）分析比较图（b）和（c）可知：_________。（4）能不能比较（b）和（e），为什么？_________。【答案】（1）（c）和（e）；（2）作用点；（3）当力的方向和作用点相同时，力的大小不同，力的作用效果不同；（4）因为它们同时改变了力的方向和力的大小，无法比较。【解析】解：（1）要比较力的作用效果与力的方向有关，要控制力的大小和作用点相同时，力的方向不同，通过分析可知图c和图e，力的大小和作用点相同时，力的方向不同，力的作用效果不同；（2）分析比较图（c）和（d）可知，当力的大小和方向相同时，力的作用点不同，弹簧伸长的长度不同，说明力的作用效果与力的作用点有关；（3）分析比较图（b）和（c）可知，当力的作用点和方向相同时，力的大小不同，弹簧伸长的长度不同，说明力的作用效果与力的大小有关；（4）分析比较（b）和（e）可知，当力的大小和方向同时改变时，不能对它们进行比较了，因为没有控制变量，无法比较。故答案为：（1）（c）和（e）；（2）作用点；（3）当力的方向和作用点相同时，力的大小不同，力的作用效果不同；（4）因为它们同时改变了力的方向和力的大小，无法比较。三．作图题（共4小题）17．在图中，小球受到绳子的拉力F大小为10牛。用力的图示法画出拉力F。【解析】解：先选取一段表示5N的线段作为标度，小球受拉力的作用点在绳与球相连处，并且方向沿绳向上，大小为10N，故答案为：18．如图所示，物体对斜面的压力为10牛，请用力的图示法画出斜面受到的压力F。【解析】解：物体对斜面的压力，作用点在接触面的中点处，方向垂直于斜面向下，大小为10N；选取标度为5N，则所画线段长度为标度的两倍。如图所示19．用细绳将球悬挂在竖直的墙壁上，如图所示，球受到墙壁的支持力为4牛。请用力的图示法画出该支持力。【解析】解：球受到墙壁的支持力，作用点在接触面的中点处，也可以等效画在球心处，方向垂直于墙壁水平向右，大小为4N；。如图所示：2N2NF=4N20．如图所示，水平地面上的足球处于静止状态，画出他受力的示意图。【解析】解：过球心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头、等长的线段，分别表示重力和支持力，分别用符号G和F表示。如图所示：四．综合题（共2小题）21．某小组同学研究两个物体间相互作用力F1和F2的特点。现有器材为：力传感器（相当于测力计）、数据采集器（可将传感器测得数据采集后输送至计算机）、计算机、硬纸板、细绳等。图（a）、（b）为他们设计的两种实验方案。①应根据图________所示方案进行实验。②图（c）是该组同学正确进行实验，在计算机上得到的实验图线（纵轴分别显示F1和F2的大小，横轴表示时间t）。请依据相关信息，写出两条结论。（A）___________________________。 （B）____________________________________。【答案】（1）（b）；（2）两个物体间相互作用力的大小是相等的；两个物体间相互作用力是同时产生（消失）的。【解析】解：（1）由图a可知，此时测力计的两个力是作用在硬纸板上，两个测力计的拉力不是一对相互作用力，故选（b）；（2）由图像可知：两个物体间相互作用力的大小是相等的；两个物体间相互作用力是同时产生（消失）的。故答案为：（1）（b）；（2）两个物体间相互作用力的大小是相等的；两个物体间相互作用力是同时产生（消失）的。22．牛顿第三定律观察和实验表明：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。这就是牛顿第三定律。牛顿第三定律在生活和生产中应用很广泛。人走路时用脚蹬地，脚对地面施加一个作用力，地面同时给脚一个反作用力，使人前进。轮船的螺旋桨旋转时，用力向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进。摩托车的发动机驱动后轮转动，由于轮胎和地面间有摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使摩托车前进。摩托车的牵引力就是这样产生的。如果把后轮架空，不让它跟地面接触，这时让发动机驱动后轮转动，由于车轮不推地面，地面也不产生向前推车的力，摩托车就不能前进。请同学们根据上述自学的知识，回答下列问题：（1）两个物体之间的作用力和反作用