人教課標(biāo)實驗版九年級力和機械參考資料同課異構(gòu)

精彩物理世界一、拓展延伸1.知識回顧從初中課本我們已經(jīng)知道：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運動時，就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫滑動摩擦力。從實驗知道滑動摩擦力的大小既跟壓力大小有關(guān)系，又跟接觸面的粗糙程度有關(guān)系。壓力越大，滑動摩擦力越大；接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。進一步精確實驗表明，滑動摩擦力f的大小跟這兩個物體表面間的壓力N的大小成正比，即f=μN，式中μ稱為動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟接觸面的粗糙程度有關(guān)。根據(jù)以上知識,請你設(shè)計一個測量一張白紙跟水平桌面之間的動摩擦因數(shù)μ的方法（器材自選）。要求：（1）寫出實驗步驟及要測量的物理量；（2）推出用所測物理量表達(dá)μ的表達(dá)式。答案：（1）實驗步驟①把紙貼在木板的下表面②使紙跟水平桌面接觸，用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運動，記下此時彈簧測力計的示數(shù)F③用彈簧測力計測出紙和木塊的總重為G（2）μ表達(dá)式根據(jù)二力平衡得f=FN=G由f=μN得μ=f/N=F/G2.汽車剎車之后現(xiàn)代社會汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個重要原因是遇到意外情況時車不能立即停止。司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器來剎車需要一段時間,這段時間叫反應(yīng)時間；在這段時間內(nèi)汽車要保持原速前進一段距離，叫反應(yīng)距離；從操縱制動器剎車，到車停下來，汽車又要前進一段距離，這段距離叫制動距離。（如圖12-25所示）圖12-25下面是一個機警的司機駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應(yīng)距離和制動距離。速度（km/h）反應(yīng)距離（m）制動距離（m）4078509136011208015341001954（1）汽車在正常行駛時，車輪與地面間的摩擦是________摩擦。剎車后，由于________，汽車還會繼續(xù)向前滑行一段距離。（2）利用上表數(shù)據(jù)，算出該司機的反應(yīng)時間大約是________s。（3）分析上表數(shù)據(jù)，可知影響汽車制動距離的主要因素是__________________。（4）為了提醒司機朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁設(shè)置了“雨雪路滑，減速慢行”的警示牌。請簡要說明這句話的物理道理。答案：（1）滾動慣性（2）答案在s~s范圍內(nèi)均正確（3）汽車的行駛速度（4）雨雪天，道路較滑，汽車所受的摩擦力較小，在相同車速的情況下，汽車剎車后滑行的距離變長，汽車較難停下來。因此為安全起見要減速慢行。二、讀一讀1.小議摩擦日常生活中，摩擦與我們的關(guān)系是十分密切的。說起摩擦，人們馬上就能說出它的許多害處。因為摩擦，走路會磨破鞋底；車輪行駛會磨平輪胎；機器零件的磨損會降低機器的效率，縮短使用壽命；測量工具的磨損會影響精度。據(jù)統(tǒng)計，世界上各種力系統(tǒng)有一半以上的能量是在摩擦中損耗的。的確，在這些地方，摩擦是人類的敵人。但是，任何事物都具有兩面性，摩擦也不例外。建造房屋、制作家具需要靠摩擦；車輛行駛、機器運轉(zhuǎn)也需要靠摩擦；甚至人類衣食住行都離不開摩擦。沒有摩擦，世界會變成什么樣子呢？假如一覺醒來,世界失去摩擦,看吧!房屋倒塌了,床也散了架,你正躺在一片瓦礫的地面上。該起床了,你想坐起來，手卻撐不住地面；想穿衣服，手拿不住衣褲，穿不上鞋襪。你也不可能刷牙洗臉、端碗拿筷。用手去抓面包，面包卻從手中滑掉了。蹬上自行車，車輪只能原地轉(zhuǎn)個不停，于是只好改為步行，但地面比玻璃面還光滑，一邁步，你也不知道蹓到哪里去了……這時你會發(fā)現(xiàn)，原來摩擦還是人類的朋友呢！因此，我們對待摩擦的態(tài)度是：對人類有害的摩擦要設(shè)法去減小它；而對人類有益的摩擦，則要設(shè)法利用它。2.摩擦力排隊摩擦家族有三兄弟——靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。一天，這三兄弟突然接到“上級”通知，要求它們按力的大小排好隊，準(zhǔn)備給它們發(fā)“身份證”。說來也奇怪，原來這三兄弟只知道同屬一個家庭，但從不知道誰是兄誰是弟，即不明確誰大誰小。接到通知后，三者便好奇地議論起來。議論過程中，靜摩擦和滑動摩擦首先爭當(dāng)老大，滾動摩擦卻堅持它起碼排老二，誰也不愿當(dāng)老三。議論由心平氣和的協(xié)商很快發(fā)展到激烈的爭辯，但誰為兄長誰為小弟卻難以定論。爭論驚動了近鄰壓力，壓力便自告奮勇信心十足地充當(dāng)它們的裁判。它首先耐心地聽取了摩擦三兄弟的陳述，然后理直氣壯地宣布：“你們不要盲目地爭斗了，你們的隊不好排。如若不聽我的話把我氣走了，你們誰也‘活’不成！”于是一場激戰(zhàn)就此平息了。在摩擦力排隊一文中，壓力裁決得正確嗎？摩擦三兄弟的隊為什么不好排？離開了壓力，摩擦力真的“活”不成嗎？答案：壓力裁決的正確靜摩擦力是個變力，它可以很大（大于滑動摩擦力），也可以很?。ㄐ∮跐L動摩擦），所以摩擦三兄弟的隊不好排。壓力和摩擦力之間存在著制約關(guān)系，壓力不存在的地方，摩擦力是不會產(chǎn)生的，有摩擦力的地方必定存在壓力。3.流體的阻力氣體和液體都具有流動性，統(tǒng)稱為流體。物體在流體中運動時，要受到流體的阻力，阻力的方向與物體相對于流體運動的方向相反。汽車、火車、飛機等交通工具在空氣中運動要受到空氣的阻力，快速騎自行車，我們就會感到空氣的阻力。輪船、潛艇在水面或水下航行，要受到水的阻力。魚在水中游動，人在水中游泳，都要受到水的阻力。流體的阻力跟物體相對于流體的速度有關(guān)。速度越大，阻力越大。雨滴在空氣中下落，速度越來越大，所受空氣阻力也越來越大，當(dāng)阻力增加到與雨滴所受重力相等時，二力平衡，雨滴開始勻速下落，大雨滴比較重，與重力相平衡的空氣阻力要比較大，雨滴速度較大時才能達(dá)到平衡，所以大雨滴落地時速度較大，小雨滴則緩慢地飄落到地面。流體的阻力跟物體的橫截面積有關(guān)，橫截面積越大，阻力越大。跳傘運動員在空中張開降落傘，憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力，得以比較緩慢地降落（圖12-26）。航天飛機著陸后，在飛機后面張開一面類似降落傘的裝置，加大阻力，以便較快地停下來（圖12-27）。圖12-26圖12-27流體的阻力還跟物體的形狀有關(guān)系。頭圓尾尖的物體所受的流體阻力較小,這種形狀通常叫做流線型。魚的形狀就是流線型的。為了減小阻力，小轎車、賽車、飛機、潛艇以及輪船的水下部分,外形都采用流線型（圖12-28）。圖12-28一般來說，空氣阻力比液體阻力、固體間的摩擦力要小。氣墊船靠船下噴出的氣體懸浮在水面上航行，阻力減小，速度很大（圖12-29）。磁懸浮列車靠電磁力使列車懸浮在軌道上行駛，速度可高達(dá)500km/h。圖12-29通過以上閱讀，你能否總結(jié)一下流體阻力的大小與哪些因素有關(guān)？答案：跟物體相對于流體的速度,物體的橫截面積及物體的形狀有關(guān)系。三、觀察與思考行進中的自行車，后輪為驅(qū)動輪，前輪為被動輪，前、后輪受到地面對它們的摩擦力的方向一樣嗎?撐起后輪，蹬其使其空轉(zhuǎn)，觀察后輪底部跟地面間的相對運動，體會地面為阻礙后輪底部的相對運動，對其產(chǎn)生的摩擦力的方向向哪。手握車把提起前輪，讓自行車前進，觀察前輪底部跟地面的相對運動，體會前輪應(yīng)受到的摩擦力的方向。對整輛車而言，哪個摩擦力是自行車前進時的動力?哪個是阻力?答案：行進中的自行車，地面對后輪的摩擦力是向前的，對前輪的摩擦力是向后的。四、做一做1.氣球提杯把未充氣的氣球放在一只空茶杯中，用嘴將氣球吹起，直到捏緊氣球口部向上提能把杯子帶起來。想想氣球提起杯子靠得是什么力?為什么吹入氣體越多，杯子越不容易滑下?答案：氣球提起杯子靠的是它們之間的摩擦力，吹入的氣體越多，它們之間的壓力越大，產(chǎn)生的摩擦力越大，因而杯子越不容易滑下。2.筷子提米在玻璃杯里裝上大半杯大米，把一根筷子插在中間，將米壓緊，使筷子直立，再繼續(xù)往里加少許水，等一會兒，拿起筷子就可以把裝米的玻璃杯提起來（圖12-30）。做做看，想想這是什么道理?？曜犹崦讏D12-30答案：米吸水以后發(fā)脹發(fā)澀，這樣既增大了米對筷子和米對玻璃杯的壓力，又增大了米與筷子、米與玻璃杯接觸面的粗糙程度。因此筷子與米以及米與玻璃杯間的摩擦力也變大,所以筷子才能把裝滿米的玻璃杯提起來。五、想一想甲滑動乙滾動圖12-31用手按住小車，先按圖12-31甲的方式推動小車，再按乙圖的方式推動小車，比較先后兩次手感受到的阻礙情況是否相同。思考一下這說明了什么。用滾動代替滑動，摩擦就會明顯減小。滾動時產(chǎn)生的摩擦叫做滾動摩擦。在古代人類就已經(jīng)發(fā)明用滾動來代替滑動，這樣可以大大減小摩擦。如圖12-32所示，人們在搬運重物時，在重物下墊上滾木。