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第02講運動和力(解析版)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道:影響滑動摩擦力大小的因素;2.了解:影響物體慣性大小的因素;平衡狀態(tài)和二力平衡概念;生活中應(yīng)用與防止摩擦力的現(xiàn)象;3.會:分析生活中的慣性現(xiàn)象;進行一條直線上的力的合成;進行影響滑動摩擦力大小因素的實驗探究;4.理解:力對物體運動的影響;牛頓第一定律及其現(xiàn)象;慣性概念;二力平衡的條件;平衡力的概念;摩擦力的概念?!净A(chǔ)知識】一、牛頓第一定律1.阻力對物體運動的影響【實驗?zāi)康摹刻骄窟\動和力的關(guān)系?!緦嶒炂鞑摹啃≤嚒⑿泵?、長木板、直尺、毛巾、棉布、木塊?!緦嶒炘怼浚?)任何物體都具有慣性,物體慣性大小與質(zhì)量有關(guān);(2)當(dāng)物體不受力或受到平衡力作用時,物體靜止或做勻速直線運動。【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。二、在長木板上鋪上毛巾,讓小車從A位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數(shù)據(jù)計入表格。三、在長木板上鋪上棉布,讓小車從A位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數(shù)據(jù)計入表格。四、讓小車在長木板上從A位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數(shù)據(jù)計入表格。五、讓小車在長木板上從B位置由靜止開始自由下滑,靜止后測出斜面底端到小車停下位置路程,數(shù)據(jù)計入表格。六、實驗表格(參考數(shù)據(jù))實驗步驟運動表面開始位置斜面底端到停止位置距離/cm1毛巾A2棉布A3木板A204木板B七、整理器材?!緦嶒灲Y(jié)論】力是改變物體的運動狀態(tài)的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車越容易停下來。【考向點撥】1.小車從斜面的同一高度滑下的目的:當(dāng)小車到達水平面時,使小車的速度相同;2.小車在三個水平面上運動時,水平面越光滑,小車運動的距離:越遠;3.由此推斷,當(dāng)小車不受摩擦力作用時:小車將做勻速直線運動;4.此實驗正確地揭示了:力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因;5.實驗方法:控制變量法(到達水平面時的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);6.表面越光滑:小車受到的摩擦力越??;7.這個實驗?zāi)懿荒苤苯域炞C牛頓第一定律:不能;8.小車運動的長短與它受到的阻力有什么關(guān)系:阻力越大,運動越短;9.讓小車從不同高度滑下還可以探究:重力勢能與高度、動能與速度關(guān)系。2.牛頓第一定律(1)牛頓第一定律(也叫慣性定律):一切物體在沒有受到力的作用的時候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。(2)牛頓第一定律的理解:1)牛頓第一定律是通過分析、概括、推理得出的,不可能用實驗直接來驗證。2)牛頓第一定律對任何物體都適用,不論固體、液體、氣體。3)力是改變物體運動狀態(tài)的原因,力不是維持物體運動狀態(tài)的原因。4)運動的物體不受力時做勻速直線運動(保持它的運動狀態(tài))。5)靜止的物體不受力時保持靜止?fàn)顟B(tài)(保持它的靜止?fàn)顟B(tài))。特別提醒1.牛頓第一定律表明,一切物體在沒有受到力(合力為零)時,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。換句話說,假若施加于物體的合外力為零,則物體保持原來的運動狀態(tài)不變。根據(jù)這定律,靜止的物體會保持靜止,除非有合外力施加于這物體。運動中的物體不會改變其運動狀態(tài),除非有合外力施加于這物體。2.這一規(guī)律是英國著名物理學(xué)家牛頓在伽利略等科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上,對大量的實驗事實進行深入探究,總結(jié)出來的,牛頓第一定律又稱慣性定律。3.牛頓第一定律:⑴明確了力和運動的關(guān)系。物體的運動并不是需要力來維持,只有當(dāng)物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化,才需要力的作用。⑵它提出了慣性的概念。物體之所以保持靜止或勻速直線運動,是在不受力的條件下,由物體本身的特性來決定的。※知識拓展:力對物體運動的影響1.牛頓第一定律表明任何物體在不受任何外力的作用時,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2.自然界不受外力作用的物體是不存在的,這里所說物體不受外力應(yīng)該理解為物體所受外力的合力為零。如果物體不受外力作用,原來靜止的物體繼續(xù)靜止,原來運動的物體繼續(xù)作勻速直線運動。3.牛頓第一定律的意義,在于它準(zhǔn)確的描述了力和運動的關(guān)系。由牛頓第一定律我們可以看出,沒有力的時候,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運動。所以,力不是維持運動的原因,或者說,勻速直線運動不需要力來維持。另一方面,它也說明,如果物體受到力的作用,它將不能保持靜止或勻速直線運動,也就說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因。因此力和運動的關(guān)系可以描述為:力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持運動的原因。3.慣性(1)慣性:物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì);即運動的物體要保持它的運動狀態(tài),靜止物體要保持它的靜止?fàn)顟B(tài)。(2)對慣性的理解:1)一切物體任何時候都具有慣性(靜止的物體具有慣性,運動的物體也具有慣性)。牛頓第一定律表明,一切物體都具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線狀態(tài)的性質(zhì),因此牛頓第一定律也叫慣性定律。2)慣性是物體本身的屬性,慣性的大小與物體質(zhì)量大小有關(guān)。質(zhì)量越大,慣性越大;質(zhì)量越大的物體其運動狀態(tài)越難改變。慣性的大小與物體的形狀、運動狀態(tài)、位置及受力情況無關(guān)。3)慣性是一種屬性,它不是力。慣性只有大小,沒有方向。特別提醒1.物體保持運動狀態(tài)不變的特性叫做慣性,所以牛頓第一定律也叫慣性定律。2.慣性是一切物體固有的屬性,無論是固體、液體或氣體,無論物體是運動還是靜止,都具有慣性。也就是說,任何物體在所受外力的合力為零時,都保持原有的運動狀態(tài)不變。即原來靜止的繼續(xù)靜止,原來運動的繼續(xù)作勻速直線運動。3.對于慣性的理解要注意以下幾點:(1)一切物體具有慣性;(2)慣性是物體的固有屬性;(3)質(zhì)量是慣性大小唯一的量度;(4)慣性是物體的一種屬性,而不是一種力。所以不能說“受到慣性”,只能說“由于慣性”或“具有慣性”?!R拓展:生活中的慣性1.生活中利用慣性的實例:①跳遠運動員的助跑;②用力可以將石頭甩出很遠;③騎自行車蹬幾下后可以讓它滑行;④利用盛水容器,潑水澆菜;⑤燒鍋爐時,用鐵锨往爐膛內(nèi)添加煤;⑥撞擊錘柄幾下,套緊錘頭;⑦摩托車飛躍斷橋;⑧使勁甩手可把手上的水甩掉;⑨拍打衣服可除去灰塵等。2.生活中防止慣性的實例:①小型客車前排乘客要系安全帶;②車輛行使要保持距離;③運輸玻璃制品,裝玻璃制品需要包裝且要墊上很厚的泡沫塑料;④騎自行車的速度太快,容易發(fā)生事故;⑤當(dāng)汽車超載時,汽車遇到緊急情況時,車不容易剎住等。4.本節(jié)知識網(wǎng)絡(luò)二、二力平衡1.平衡力和平衡狀態(tài)(1)平衡力:物體在受到幾個力的作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這幾個力平衡。(2)如果物體只受兩個力的作用,且處于平衡狀態(tài),這種情況叫做二力平衡。(3)平衡狀態(tài):物體靜止和勻速直線運動狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。(4)生活中處于平衡狀態(tài)的例子靜止的物體,物體受到的重力與其受到的另一個力是平衡力。如在桌面上的碗、靜止在空中的氣球等。勻速運動的物體,在運動方向上物體受到的力是平衡力。如在路上勻速行駛的汽車、傳動帶上的物體等。特別提醒:平衡力的應(yīng)用平衡力的應(yīng)用主要是根據(jù)二力平衡條件進行相關(guān)的計算的分析等。在初中物理中,分為兩種情況:一是根據(jù)運動狀態(tài)判斷物體的受力情況;二是根據(jù)受力情況來判斷物體的運動狀態(tài)。1.如果物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),則可用平衡力的知識判斷或求解未知力。根據(jù)平衡力判斷物體在所要研究的方向上所受力的情況(一般考慮水平方向和豎直方向),最后根據(jù)平衡力的知識分析出所求力的情況。2.如果物體所受的合力為0(受平衡力),則可判斷物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。如果物體所受合力不為0(受非平衡力)。2.二力平衡的條件(1)作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。簡單的說就是:同體、等大、反向、共線。(2)對二力平衡的條件的理解:同物:兩個力作用在同一物體上;等值:兩個力大小相等;反向:兩個力方向相反;共線:兩個力在同一直線上。特別提醒:對二力平衡條件的認(rèn)識1.一個物體在受到兩個相同大小,方向相反,作用在同一物體上,同一直線上的力作用時,如果能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說物體處于平衡狀態(tài)。兩個力同時作用在同一物體同一直線上,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),則這兩個力對物體運動狀態(tài)的作用效果相互抵消(合力為0),我們就說這兩個力平衡。這就是二力平衡。2.二力平衡的條件:大小相等;方向相反;二力作用在同一物體上,且在同一條直線上。二力平衡的條件簡單來說就是同體、等大、反向、共線。特別是“同體”和“共線”這個條件往往被初學(xué)者遺漏,而造成對二力平衡做出錯誤判斷。3.平衡力和相互作用力(1)相同點:大小相等,方向相反,在同一直線上。(2)不同點:平衡力:作用在同一物體上,是兩種力;相互作用力:作用在不同物體上,是一種力,同時產(chǎn)生同時消失。※知識拓展:二力平衡的應(yīng)用1.二力平衡的意義:二力平衡是力的分析的最簡單、最基本的情況,若一物體處于二力平衡狀態(tài),我們了解了其中一個力,對另一個力也就了如指掌。如圖所示,一物體放在水平桌面上,它將受到重力和桌面對它的支持力,物體處于平衡狀態(tài)。我們知道了物體的重力,根據(jù)等大、反向、共線的關(guān)系,也就知道了支持力,的大小、方向及作用點。2.二力平衡的作用效果:二力平衡的效果不僅使物體保持平衡狀態(tài),還使物體發(fā)生了形變(只不過有時效果不明顯,但形變還是有的,如靜止在地面上的物體受重力和地面支持力的作用,發(fā)生了微小形變)。因此,兩個力并不是完全抵消而沒有產(chǎn)生任何力的作用效果。補充:(1)物體在兩平衡力作用下處于平衡狀態(tài),若再加一對或多對平衡力,物體將仍然處于平衡狀態(tài)。(2)平衡力可以通過受力圖形象地描繪出來。3.二力平衡的應(yīng)用:(1)用彈簧測力計測量物體所受重力時,就是利用二力平衡條件。(2)放在桌面上的花瓶受到豎直向下的重力和桌面對他豎直向上的支持力,二力平衡。(3)懸掛著的吊燈,受到豎直向下的重力和吊線對它豎直向上的拉力,二力平衡。(4)在水平道路上勻速直線運動的汽車,水平方向受到向前的牽引力和向后的阻力,二力平衡。(5)在豎直方向,汽車受到向下的重力和路面對它向上的支持力,二力平衡。3.探究二力平衡條件【實驗?zāi)康摹刻骄慷ζ胶獾臈l件【實驗器材】小車或小卡片、細(xì)線、兩個完全相同的滑輪、兩個完全相同的托盤、砝碼或鉤碼若干、表面光滑的桌子。【實驗裝置】1.實驗裝置圖如圖。2.主要器材組裝及作用:①小車(減小摩擦力對實驗的影響)②小卡片(減小小卡片自重對實驗的影響)③滑輪的作用(改變力的方向)④鉤碼(改變力的大小)⑤實驗中選擇光滑桌面的原因(減小摩擦力對實驗的影響)【設(shè)計與進行實驗】(1)實驗中用到的物理研究方法①探究平衡的兩個力是否在同一直線上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);②探究平衡的兩個力是否大小相同:必須保持兩個力在同一條直線上,且兩端托盤里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);③探究平衡的兩個力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線上,讓兩個力不同時作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài)。(2)實驗一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)研究而不是勻速直線運動狀態(tài)研究的原因(靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作)。(3)進行多次實驗的目的(得出普遍規(guī)律,避免實驗的偶然性)5.實驗結(jié)論二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反;作用在一條直線上。6.交流與反思保持兩盤砝碼質(zhì)量相等,把小車扭轉(zhuǎn)一個角度,使拉力F1和F2不在一條直線上,觀察到木塊是否保持平衡。當(dāng)木塊重新恢復(fù)到原來靜止?fàn)顟B(tài)時,拉力F1、F2作用在同一直線上,說明這兩個力必須滿足作用在一條直線上,才能相互平衡。【考向點撥】1.兩邊托盤必須相同的目的:為了使兩邊的拉力相同;2.使用光滑桌面的目的:減小阻力對實驗的影響;3.探究平衡的兩個力是否在同一直線上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);4.探究平衡的兩個力是否大小相同:必須保持兩個力在同一條直線上,且兩端托盤里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);5.探究平衡的兩個力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線上,讓兩個力不同時作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);6.實驗一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)的原因:靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作;7.進行多次實驗的目的:得出普遍規(guī)律,避免實驗的偶然性;8.二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上;9.二力平衡的條件:同體、等大、反向、共線。4.本節(jié)知識網(wǎng)絡(luò)三、摩擦力1.摩擦力(1)摩擦力:兩個互相接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生或已發(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就叫摩擦力。(2)摩擦力的方向:摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反;摩擦力有時起阻力作用,有時起動力作用。(3)摩擦力分類1)滑動摩擦:相互接觸的兩個物體,當(dāng)它們之間有相對運動時,產(chǎn)生的摩擦力。2)滾動摩擦:相互接觸的兩個物體,當(dāng)一個物體在另一個物體上發(fā)生滾動時,產(chǎn)生的摩擦力。3)靜摩擦力:相互接觸的兩個物體,當(dāng)它們有相對運動趨勢,但它們之間處于相對靜止時產(chǎn)生的摩擦力。特別提醒:認(rèn)識摩擦力1.摩擦力是力學(xué)中經(jīng)常遇到的一種力。它是在互相接觸并且接觸面不光滑的兩個物體之間產(chǎn)生的。當(dāng)一個物體在另一個物體的表面上有相對運動或有相對運動的趨勢時,就會受到另一個物體阻礙它相對運動或相對運動趨勢的力,這個阻礙它相對運動或相對運動趨勢的力就是摩擦力。摩擦力的產(chǎn)生必須同時具備以下三個條件:①兩物體直接接觸且有相互作用的彈力;②兩接觸面均粗糙;③物體間有相對運動或相對運動趨勢。2.當(dāng)一物體在另一物體上滑動時,產(chǎn)生的摩擦力叫做滑動摩擦力。如滑冰運動員的冰刀和冰面之間的摩擦,黑板擦和黑板之間的摩擦。當(dāng)一物體在另一物體表面發(fā)生滾動時所產(chǎn)生的摩擦力叫做滾動摩擦力。如輪滑鞋的輪和地面之間的摩擦,圓珠筆滾珠和紙張之間的摩擦。在相同情況(壓力和接觸面粗糙程度相同)下,滾動摩擦比滑動摩擦小得多。3.所謂動力和阻力,是從力的作用效果來命名的。如果物體受到的力的方向與該物體運動的方向相同,則該力為動力;如果物體受到的力的方向與該物體運動的方向相反,則該力為阻力。在生活中,我們常見的是滑動摩擦力與它的運動方向相反,是阻礙物體運動的力;但有時摩擦力也是動力,如傳送帶上的貨物受到的靜摩擦力沿斜面向上,與物體的運動方向相同,是使貨物能向上運動的動力,再如人行走時,人與地面間的摩擦力對人來說也是動力?!R拓展:摩擦力的方向由于摩擦力總是阻礙物體的相對運動(或相對運動的趨勢),故摩擦力的方向跟物體的相對運動(或相對運動的趨勢)的方向相反。在判斷摩擦力的方向時一定要明確“相對”的含義?!跋鄬Α奔炔皇恰皩Α钡兀膊皇恰皩Α庇^察者,“相對”的是與它接觸的物體,即“相對運動(或相對運動的趨勢)的方向”是以相互摩擦的另外一個物體作為參照物所確定的。而“物體的運動方向”是以地面或相對地面靜止的物體作為參照物確定的。當(dāng)然,平時所接觸到的摩擦力的方向與物體的運動方向相反的例子很多。比如:人拉著小車在平直公路上向前運動時,車受到的摩擦力方向向后,與小車的運動方向相反,但這并不能得到摩擦力的方向一定跟物體的運動方向相反的結(jié)論。不要把“物體的相對運動方向”與“物體的運動方向”等同起來。比如:一人勻速向上爬竿,假想接觸面光滑,人相對竿有向下滑動的趨勢,此時物體受到的靜摩擦力的方向與人的運動方向相同。2.影響摩擦力大小的因素(1)摩擦力的大?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。接觸面粗糙程度相同時,壓力越大滑動摩擦力越大;壓力相同時,接觸面越粗糙滑動摩擦力越大。(2)摩擦力應(yīng)用1)理論上增大摩擦力的方法有:增大壓力、接觸面變粗糙、變滾動為滑動。2)理論上減小摩擦的方法有:減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動為滾動(滾動軸承)、使接觸面彼此分開(加潤滑油、氣墊、磁懸浮)。3)在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動摩擦力比滑動摩擦力小得多?!緦嶒?zāi)康摹刻骄坑绊懩Σ亮Υ笮〉囊蛩?。【實驗器材】彈簧測力計,長木板,棉布,毛巾,帶鉤長方體木塊,鉤碼?!緦嶒炘怼浚?)二力平衡條件:作用在物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反并作用在一條直線上,這兩個力就是平衡力;(2)用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動,彈簧測力計的讀數(shù)就等于摩擦力大小,這樣就測出了摩擦力大小?!緦嶒灢襟E】實驗裝置如圖。一、用彈簧測力計勻速拉動木塊,讓木塊在長木板上做勻速滑動,讀出彈簧測力計讀數(shù),即木塊與長木板之間的摩擦力;數(shù)據(jù)計入表格;二、改變放在木塊上的鉤碼,從而改變木塊對長木板的壓力,重復(fù)步驟一進行試驗;三、把棉布、毛巾鋪在長木板上,改變接觸面的粗糙程度,重復(fù)上述試驗。四、實驗表格試驗次數(shù)接觸面壓力大小彈簧測力計讀數(shù)/N1木塊與長木板無鉤碼2木塊與長木板有鉤碼3木塊與棉布無鉤碼4木塊與毛巾無鉤碼五、整理器材。【實驗結(jié)論】(1)摩擦力大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān),壓力越大,摩擦力越大:(2)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,摩擦力越大;(3)摩擦力大小跟接觸面大小無關(guān);(4)摩擦力大小跟運動速度無關(guān)?!究枷螯c撥】1.要測出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運動:勻速直線運動;2.如何確定摩擦力大?。簞蛩龠\動時,彈簧測力計讀數(shù)與摩擦力大小相等(二力平衡);3.可說明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實驗步驟:1和2;4.摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實驗步驟:1和3或1和4之間;5.測量誤差產(chǎn)生原因:很難做到勻速運動、彈簧測力計在運動中讀數(shù)會有誤差;6.根據(jù)實驗結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子:汽車輪胎、自行車把、膠鞋等;7.添加鉤碼的目的:為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系;8.探究實驗的物理方法:控制變量法。3.生活中的摩擦力(1)摩擦力發(fā)生在相互接觸并擠壓的兩個不光滑的物體之間。如果兩物體之間存在相對運動,則有相互作用的滑動摩擦力;如果這兩個物體相對靜止,并存在相對運動趨勢,則兩物體間有相對作用的靜摩擦力。這里所指的“相對運動”是兩個接觸物體之間,一個物體相對另一個物體有位置的變化,并非相對地面的運動。人們通常所說的靜止或運動都是相對地面而言的,而相對靜止則是特定的兩個物體之間位置不變。(2)靜止的物體可以受到靜摩擦力的作用。如:靜止在水平地面上的物體受到F的作用但仍然靜止,物體受到靜摩擦力。一個物體相對于另一個物體靜止,但不一定相對地面也是靜止的。如:傳送帶上的貨物相對傳送帶是靜止的,貨物受到傳送帶對它的靜摩擦力,但貨物相對地面而言是運動的,所以靜摩擦力關(guān)鍵是看相互作用的兩個物體是否是相對靜止,而不是看此物體是運動還是靜止。由此可知運動的物體也可能受到靜摩擦力的作用。(3)摩擦力有不利的一面,例如一些轉(zhuǎn)動裝置,總是希望摩擦力越小越好,為此我們將這些部分做得很光滑,同時加上一些軸承以減少摩擦,由于靜摩擦力的存在,鞋子磨破,自行車輪胎的花紋也磨平了等等。似乎,摩擦力越小越好,實際未必盡然,摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,沒有鞋子和地面的摩擦力,我們就無法行走。4.本節(jié)知識網(wǎng)絡(luò)【考點剖析】考點一:阻力對物體運動的影響考向點撥:1.小車從斜面的同一高度滑下的目的:當(dāng)小車到達水平面時,使小車的速度相同;2.小車在三個水平面上運動時,水平面越光滑,小車運動的距離:越遠;3.由此推斷,當(dāng)小車不受摩擦力作用時:小車將做勻速直線運動;4.此實驗正確地揭示了:力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因;5.實驗方法:控制變量法(到達水平面時的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);6.表面越光滑:小車受到的摩擦力越?。?.這個實驗?zāi)懿荒苤苯域炞C牛頓第一定律:不能;8.小車運動的長短與它受到的阻力有什么關(guān)系:阻力越大,運動越短;9.讓小車從不同高度滑下還可以探究:重力勢能與高度、動能與速度關(guān)系?!纠弧浚?)為了使小車滑到水平面時的初速度相同,實時應(yīng)讓小車從同一斜面的
滑下,這種研究問題的方法是
(選填“轉(zhuǎn)換法”、“模型法”或“控制變量法”)。(2)伽利略對類似的實驗進行了分析并進一步推測:如果水平面光滑,小車在運動時不受阻力,則小車將在水平面上
。說明物體的運動
(填“需要”或“不需要”)力來維持。(3)牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律
。A.能用實驗直接驗證B.不能用實驗直接驗證,所以不能確定這個定律是否正確C.是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進一步的推理概括得出的【答案】(1)同一高度由靜止自由;控制變量法;(2)做勻速直線運動;不需要;(3)C?!窘馕觥浚?)為了使小車滑到水平面時的初速度相同,實驗時應(yīng)讓小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,這種研究問題的方法是控制變量法;(2)伽利略對類似的實驗進行了分析并進一步推測:如果水平面光滑,小車在運動時不受阻力,則小車將在水平面上做勻速直線運動;從而說明物體的運動不需要力來維持;(3)牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律,該定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進一步的推理概括得出的,故選C?!纠咳鐖D是利用斜面“探究阻力對物體運動的影響”的實驗:(1)每次都要讓小車從斜面上的同一位置靜止開始滑下,這樣做的目的是使小車運動到水平面
。(2)如圖所示,在
(選填“毛巾”、“棉布”或“木板”)表面上小車運動狀態(tài)改變得最快。
(3)在實際實驗中,常常發(fā)現(xiàn)小車或木塊會滑出木板,無法記錄其滑動的距離,在不添加實驗器材的基礎(chǔ)上,通過實驗操作,使其不再滑出木板,做法是
。
(4)在實驗探究時,發(fā)現(xiàn)水平面的粗糙程度會影響小車運動的距離.水平面越光滑,小車運動距離越遠.在此基礎(chǔ)上通過科學(xué)推理得到結(jié)論.以下探究中所采用的研究方法與此相同的是(
)。①用光線描繪光的傳播方向;②真空不能傳聲;③影響壓力作用效果的因素。(5)在此實驗所給器材基礎(chǔ)上,添加一個小木塊,運用這些器材一定可探究的是(
)。A.物體動能大小與質(zhì)量是否有關(guān)
B.物體動能大小與速度是否有關(guān)
C.A、B都可探究【答案】(1)初速度相同;(2)毛巾;(3)降低小車從斜面開始運動的高度;(
4)②;(
5)B?!窘馕觥浚?)每次都要讓小車從斜面上的同一位置開始下滑,是為了使小車每次進入水平部分時速度大小相等,這是控制變量法的要求;(2)水平面越粗糙,小車所受阻力越大,速度減小越快,所以在毛巾表面上小車運動狀態(tài)改變得最快;(3)在實際實驗中,小車或木塊會滑出木板,無法記錄其滑動的距離,可以降低小車從斜面開始運動的高度,或者增加水平面的長度,使其不再滑出木板;(4)在實驗探究時,發(fā)現(xiàn)水平面的粗糙程度會影響小車運動的距離,水平面越光滑,小車運動距離越遠,在此基礎(chǔ)上通過科學(xué)推理得到結(jié)論,應(yīng)用了實驗加科學(xué)推理的方法;①用光線描繪光的傳播方向,應(yīng)用了模型法;②真空不能傳聲,應(yīng)用了實驗加科學(xué)推理的方法;③影響壓力作用效果的因素,應(yīng)用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法;故選②;(5)此實驗所給器材基礎(chǔ)上,添加一個小木塊,根據(jù)小木塊被推動距離的長短,比較小車動能的大小,所以一定可探究的是B。故答案為:(1)初速度相同;(2)毛巾;(3)降低小車從斜面開始運動的高度;(
4)②;(
5)B??键c二:運動和力的關(guān)系運動和力的問題是力學(xué)重點內(nèi)容,也是中考熱點問題。解決此類問題,不僅要會根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運動情況,還要會根據(jù)物體的運動情況判斷物體的受力情況。角度1:由物體受力情況判斷物體運動情況【例一】一列以速度v勻速行駛的列車內(nèi)有一水平桌面,桌面上的A處有一小球.若車廂內(nèi)的旅客突然發(fā)現(xiàn)(俯視圖)小球沿如圖
所示的虛線A點運動到B點,則由此可以判斷列車的運行情況是()。A.減速行駛,向南轉(zhuǎn)彎;B.減速行駛,向北轉(zhuǎn)彎;C.加速行駛,向南轉(zhuǎn)彎;D.加速行駛,向北轉(zhuǎn)彎【答案】A?!窘馕觥炕疖囈运俣葀勻速行駛,球突然向前運動,說明火車正在減速,球由于慣性要保持原來的速度,故相對火車前進;球同時相對火車向北運動,
說明火車向南加速(向南轉(zhuǎn)彎),球由于慣性在南北方向要保持原來的分速度(為零)
,故相對與火車向北運動;火車同時參與兩個分運動,故A符合題意?!纠咳鐖D所示,若小球向右擺動到最低點時繩子斷裂假設(shè)所有力同時消失,此后,小球的運動情況是()。A.勻速直線下落;B.勻速直線上升;C.勻速直線斜向上運動;D.沿水平方向向右做勻速直線運動【答案】D?!窘馕觥扛鶕?jù)牛頓第一定律可知,物體在不受外力作用時,原來靜止的物體將永遠保持靜止?fàn)顟B(tài),原來運動的物體將永遠做勻速直線運動,速度的大小和方向都不改變;小球向右擺動到最低點時,其運動方向是水平向右的,繩子斷裂假設(shè)所有外力突然消失時,小球仍然保持原來的運動狀態(tài),即小球沿水平方向向右做勻速直線運動,故D正確。角度2:由物體運動情況判斷物體受力情況【例一】如圖所示,水平傳送帶以v=0.8m/s的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動,將行李箱輕輕的放在傳動器的左端。下列分析正確的是(忽略空氣阻力,傳送帶足夠長)()。A.行李箱在傳送過程中動能越來越大;B.行李箱受到的摩擦力是阻力;C.行李箱剛放上傳送帶時受到向左的靜摩擦力;D.若傳送帶突然停止運動,行李箱由于慣性將向右運動或傾倒【答案】D?!窘馕觥緼BC.將行李箱輕輕的放在傳動器的左端時,行李箱的速度為0,行李箱受到傳動帶對行李箱向右的摩擦力的作用,與傳送帶發(fā)生相對滑動,滑動摩擦力使行李箱向右運動,故是動力;由于摩擦力的方向和運動的方向一致,所以行李箱的速度逐漸增大,由于傳動帶足夠長,所以行李箱的速度最終等于傳送帶的速度,與傳送帶一起向右運動。由于行李箱的質(zhì)量不變,故行李箱的動能先增大后不變。故ABC錯誤;D.在傳送過程中,若傳送帶突然停止運動,行李箱由于慣性,將保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)向右運動或傾倒。故D正確。故選D?!纠咳鐖D,木塊豎立在小車上,隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動。下列分析不正確的有()。①木塊受到小車對它向右的摩擦力;②木塊運動速度越大,慣性也越大;③木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力是一對平衡力;④當(dāng)小車受到阻力突然停止運動時,如果木塊與小車接觸面非常光滑,木塊將向右傾倒。A.①②③
B.②③④
C.①④
D.①②③④【答案】D?!窘馕觥竣儆捎谀緣K隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動,木塊和小車間沒有發(fā)生相對運動,也沒有相對運動趨勢,所以木塊沒有受到摩擦力的作用,錯誤;②慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),物體的運動速度不影響慣性的大小,錯誤;③木塊對小車的壓力與小車對木塊的支持力作用在不同的物體上,所以不是一對平衡力,錯誤;④如果木塊與小車接觸面非常光滑(無摩擦力),木塊由于慣性會向前做勻速直線運動,則木塊不會傾倒,錯誤。故選D??键c三:對牛頓第一定律的理解對力的作用效果的理解:1.牛頓第一定律表明任何物體在不受任何外力的作用時,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2.自然界不受外力作用的物體是不存在的,這里所說物體不受外力應(yīng)該理解為物體所受外力的合力為零。如果物體不受外力作用,原來靜止的物體繼續(xù)靜止,原來運動的物體繼續(xù)作勻速直線運動。3.牛頓第一定律的意義,在于它準(zhǔn)確的描述了力和運動的關(guān)系。由牛頓第一定律我們可以看出,沒有力的時候,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運動。所以,力不是維持運動的原因,或者說,勻速直線運動不需要力來維持。另一方面,它也說明,如果物體受到力的作用,它將不能保持靜止或勻速直線運動,也就說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因。因此力和運動的關(guān)系可以描述為:力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持運動的原因。角度1:對牛頓第一定律的理解【例一】下列說法正確的是()。A.牛頓第一定律在任何條件下都是成立的;B.伽利略的斜面實驗是牛頓第一定律的實驗基礎(chǔ);C.在水平面上滑動的木塊最終停下來,是由于沒有外力維持它運動的原因;D.在水平面上滑動的木塊最終停下來,是由于木塊慣性逐漸減小的原因【答案】B?!窘馕觥课矬w在速度極快(接近光速)或物體極小時,牛頓第一定律不成立,故A錯誤;伽利略的斜面實驗是牛頓第一定律的實驗基礎(chǔ),牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)出牛頓第一定律,故B正確;在水平面上滑動的木塊最終停下來,是由于受到摩擦力的作用,故C錯誤;慣性與物體質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量不變,慣性大小不變.慣性的大小與物體運動速度無關(guān),不管物體是否運動和怎樣運動,都具有慣性,故D錯誤。答案為B?!纠筷P(guān)于牛頓第一定律的理解,下列說法正確的是()。A.牛頓第一定律是通過想象得出來的;B.物體只要運動,就一定受到力的作用;C.不受力的物體,一定保持靜止?fàn)顟B(tài);D.物體在不受到力的作用時,總保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)【答案】D。【解析】A.牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上通過理論推導(dǎo)得出的,故A錯誤;BC.根據(jù)牛頓第一定律,原來運動的物體,當(dāng)不受力時,將保持勻速直線運動,故BC錯誤;D.根據(jù)牛頓第一定律,物體在不受到力的作用時,總保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài),故D正確。故選D??键c四:慣性及其應(yīng)用對于關(guān)系,關(guān)鍵要弄清兩點:一、慣性是物體本身的一種屬性,無任何條件;二、慣性的大小只和質(zhì)量有關(guān),與物體的速度無關(guān);質(zhì)量越大,慣性越大。分析慣性問題的一般思路:確定研究對象→分析研究對象原來的運動狀態(tài)→研究對象受力情況→運動狀態(tài)改變情況→慣性的表現(xiàn)。角度1:對慣性的理解【例一】小金在進行百米賽跑時經(jīng)歷了加速、減速等階段,最終沖過終點線。以下關(guān)于慣性的說法正確的是()。A.小金加速跑時的慣性比減速跑時大;B.小金沖過終點線,停下來時沒有慣性;C.小金整個跑步過程慣性大小不變;D.小金在加速、減速等運動狀態(tài)改變時才有慣性【答案】C?!窘馕觥緼.物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大;與物體運動快慢無關(guān),故A錯誤;BD.慣性是指物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),一切物體在任何情況下都具有慣性,故BD錯誤;C.物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大。小金在整個跑步過程中,質(zhì)量不變,其慣性大小不變,故C正確;故選C?!纠繛橛?022年北京冬季奧運會,國家滑雪運動隊積極訓(xùn)練。如圖所示,某運動員沿斜坡滑下,獲得一定速度后進人水平賽道做勻速直線運動,然后從水平賽道末端飛出,飛行一段時間后落到斜坡上,不計空氣阻力,關(guān)于運動員的說法正確的是()。A.勻速運動過程受力平衡,無慣性;B.飛行過程受力不變,慣性不變;C.飛行過程動能增加,慣性變大;D.飛行過程慣性不變,運動狀態(tài)不變【答案】B?!窘馕觥緼.勻速運動過程受力平衡,有慣性,故A錯誤;BCD。飛行過程只受重力,質(zhì)量不變慣性不變,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,速度增大,運動狀態(tài)改變,故CD錯誤,B正確。故選B。角度2:慣性的應(yīng)用【例一】下列做法中,屬于防止慣性帶來危害的是()。A.拍打衣服除去灰塵
B.跳遠時要快速助跑C.行車時要保持車距
D.將盆中的水潑出去【答案】C?!窘馕觥颗拇蛞路セ覊m、跳遠時要快速助跑、將盆中的水潑出去都是利用慣性為生產(chǎn)生活服務(wù);行車時要保持車距是為了防止慣性帶來的危害。故ABD不符合題意;C符合題意。故選C?!纠啃|和媽媽周末乘車到郊外去游玩,下列有關(guān)慣性的說法正確的是()。A.小東和媽媽都系上安全帶,是為了減小汽車行駛中人的慣性;B.汽車緊急剎車時,小東向前傾,是由于受到慣性力的作用;C.駕駛員松開油門后,汽車仍向前滑行了一段距離,是由于汽車具有慣性;D.高速公路嚴(yán)禁超速,是因為汽車速度越大,慣性越大【答案】C。【解析】A.小東和媽媽都系上安全帶,是為了減小由于慣性帶來的傷害,人的質(zhì)量不變,其慣性大小不變,故A錯誤;B.慣性不是力,不能說受到慣性力的作用,故B錯誤;C.駕駛員松開油門后,汽車仍向前滑行了一段距離,是由于汽車具有慣性,要保持原先運動狀態(tài)不變,故C正確;D.汽車質(zhì)量不變,慣性不變,故D錯誤。故選C??键c五:探究二力平衡條件考向點撥:1.兩邊托盤必須相同的目的:為了使兩邊的拉力相同;2.使用光滑桌面的目的:減小阻力對實驗的影響;3.探究平衡的兩個力是否在同一直線上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);4.探究平衡的兩個力是否大小相同:必須保持兩個力在同一條直線上,且兩端托盤里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);5.探究平衡的兩個力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線上,讓兩個力不同時作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);6.實驗一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)的原因:靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作;7.進行多次實驗的目的:得出普遍規(guī)律,避免實驗的偶然性;8.二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上;9.二力平衡的條件:同體、等大、反向、共線?!纠弧磕硨嶒炐〗M探究二力平衡條件的實驗裝置如圖所示,M為一輕薄塑料片,實驗中所用的鉤碼均為100g,不計繩重及摩擦(g取10N/kg)。
(1)在圖甲的裝置中滑輪的作用是_______。(2)當(dāng)左右兩端同時各掛1個鉤碼時,塑料片靜止,其左端受到的拉力F1
與右端受到的拉力F2
的方向_______;當(dāng)左端再掛上一個鉤碼時,如圖乙所示,塑料片將做_______(選填“勻速”或“變速”)運動,此時塑料片受到的合力為_______N。(3)在圖甲實驗的基礎(chǔ)上,用剪刀將塑料片從中間剪斷,斷開的塑料片向兩邊加速運動,說明不在同一物體上的兩個力________平衡(選填“能”或“不能”)?!敬鸢浮扛淖兞Φ姆较颍幌喾?;變速;1;不能?!窘馕觥浚?)在圖甲的裝置中滑輪是定滑輪,它的作用是改變力的方向。(2)當(dāng)左右兩端同時各掛1個鉤碼時,塑料片靜止,其左端受到的拉力F1向左,右端受到的拉力F2的方向向右,F(xiàn)1、F2的方向相反。當(dāng)左端再掛上一個鉤碼時,如圖乙所示,塑料片受到的力左側(cè)大于右側(cè),故紙片將做變速運動;此時塑料片受到的合力為;(3)在圖甲實驗的基礎(chǔ)上,用剪刀將塑料片從中間剪斷,斷開的塑料片各自受到同側(cè)鉤碼的拉力向兩邊加速運動,不再是平衡狀態(tài),說明不任同一物體上的兩個力不能平衡?!纠吭凇疤骄慷ζ胶獾臈l件”實驗中:(1)如圖甲所示,甲同學(xué)將系于小卡片(重力可忽略不計)
兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向__________,兩端所掛鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片才能保持靜止,說明平衡的兩個力大小____________;(2)當(dāng)小卡片平衡時,甲同學(xué)將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,松手后瞬間小卡片_______(選填“能”或“不能”)平衡,設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究______________;(3)若乙同學(xué)在左右支架上裝配兩個滑輪時沒有安裝成相同高度(如圖乙所示),你認(rèn)為_____(選填“能”或“不能”)
用該裝置進行實驗;丙同學(xué)設(shè)計了如圖丙所示實驗方案,同學(xué)們認(rèn)為該方案沒有甲同學(xué)的好,主要原因是丙同學(xué)的實驗___________。【答案】相反;相等;不能;不在同一條直線上的兩個力是否平衡;能;實驗用的木塊放在水平桌面上,木塊和桌面之間的摩擦力較大,摩擦力對實驗結(jié)果的影響較大?!窘馕觥?1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力。[2]該實驗是通過調(diào)整鉤碼個數(shù)來改變拉力大小的,當(dāng)兩端所掛鉤碼質(zhì)量相等時說明小卡片受到的力大小相等,小卡片才能保持靜止,說明平衡的兩個力大小相等。由于小卡片的質(zhì)量較小,所以實驗中選擇小卡片的目的是不考慮小卡片的重力。(2)[3]要探究一對平衡力在同一直線上,可將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線上,觀察小卡片不能平衡。因為小卡片由靜止開始運動了,運動狀態(tài)發(fā)生改變了。[4]小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,小卡片受到的兩個力就不在同一條直線上了,所以設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一條直線上的兩個力是否平衡。(3)[5]圖乙中,兩個定滑輪的位置雖然不等高,但是當(dāng)兩個力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上時,小卡片還是處于靜止?fàn)顟B(tài),照樣能完成實驗。[6]甲同學(xué)實驗用的小卡片重力小,懸在空中時繩子與滑輪間的摩擦力較??;丙同學(xué)實驗用的木塊放在水平桌面上,木塊和桌面之間的摩擦力較大,摩擦力對實驗結(jié)果的影響較大,所以甲同學(xué)的實驗優(yōu)于丙同學(xué)的實驗??键c六:二力平衡條件的應(yīng)用1.判斷兩個力是否是一對平衡力:看這兩個力是否滿足:同體、等大、反向、共線。2.判斷物體是否受力平衡:若物體靜止或做勻速直線運動,則物體不受力或受力平衡;若物體運動狀態(tài)發(fā)生改變,則物體受到非平衡力的作用。3.已知物體運動狀態(tài)求力:當(dāng)物體受兩個力的作用且處于平衡狀態(tài)時,知道其中一個力的大小和方向,可以根據(jù)二力平衡的條件求出另一個力的大小和方向。4.二力平衡的應(yīng)用:(1)用彈簧測力計測量物體所受重力時,就是利用二力平衡條件。(2)放在桌面上的花瓶受到豎直向下的重力和桌面對他豎直向上的支持力,二力平衡。(3)懸掛著的吊燈,受到豎直向下的重力和吊線對它豎直向上的拉力,二力平衡。(4)在水平道路上勻速直線運動的汽車,水平方向受到向前的牽引力和向后的阻力,二力平衡。(5)在豎直方向,汽車受到向下的重力和路面對它向上的支持力,二力平衡。角度1:判斷物體是否受力平衡【例一】如圖所示,在水平桌面上的條形磁鐵和鄰近的鐵塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列有關(guān)說法正確的是()。A.靜止在水平面上的鐵塊的重力,就是它對水平面的壓力;B.磁鐵受到的合力和鐵塊受到的合力一定都等于零;C.鐵塊受到磁鐵的吸引力和磁鐵受到鐵塊的吸引力是一對平衡力;D.鐵塊受到磁鐵的吸引力大于磁鐵受到鐵塊的吸引力【答案】B。【解析】A.鐵塊對桌面的壓力,施力物體是鐵塊;鐵塊受到的重力,施力物體是地球。所以壓力只能等于重力,但不是重力,故A錯誤;B.磁鐵和鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài),受到平衡力的作用,所以它們的合力一定為零,故B正確;CD.鐵塊受到磁鐵的吸引力和磁鐵受到鐵塊的吸引力大小相等,作用力分別在兩個物體上,是一對相互作用力,故CD錯誤。故選B。【例二】關(guān)于放在桌子上靜止的花瓶,下列說法正確的是()。A.花瓶受到的重力和花瓶對桌面的壓力是相互作用力;B.花瓶受到的重力和桌面對花瓶的支持力是一對平衡力;C.桌面對花瓶的支持力和花瓶對桌面的壓力是一對平衡力;D.桌面對花瓶的支持力和桌子對地面的壓力是相互作用力【答案】B。【解析】A.花瓶受到的重力和花瓶對桌面的壓力方向相同,不是相互作用力,故A錯誤;B.花瓶受到的重力和桌面對花瓶的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一個物體上,作用在同一條直線上,是平衡力,故B正確;C.桌面對花瓶的支持力和花瓶對桌面的壓力是作用在不同物體上的兩個力,不是一對平衡力,故C錯誤;D.桌面對花瓶的支持力和桌子對地面的壓力,兩個力的大小不相等,且不是發(fā)生在相互作用的兩個物體之間的力,不是相互作用力,故D錯誤。故選B。角度2:根據(jù)二力平衡條件求力【例一】如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系如圖乙所示,物體運動速度υ與時間t的關(guān)系如圖丙所示,由圖像可知()。A.當(dāng)t=2s時,物體保持靜止
B.只有當(dāng)t=4s時,物體作勻速直線運動C.物體受到的合力為4ND.物體受到的摩擦力為4N【答案】D?!窘馕觥緼.由丙圖可知,當(dāng)t=2s時,物體速度不為0,不是靜止?fàn)顟B(tài),故A錯誤;B.由丙圖可知,物體在0~4s內(nèi)速度沒有變化,都處于勻速直線運動狀態(tài),故B錯誤;C.由丙圖可知,物體處于勻速直線運動狀態(tài),受到的合力為0,故C錯誤;D.由乙丙兩圖可知,在0~4s內(nèi)物體受到4N的拉力作用,作勻速直線運動,拉力與摩擦力是一對平衡力,摩擦力也為4N,故D正確。故選D?!纠弧咳鐖D所示,放在水平面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系如圖b所示,物體運動速度v與時間t的關(guān)系如圖C所示,由圖象可知,當(dāng)t=1s時,物體受到的摩擦力為_____N,當(dāng)t=5s時,物體受到的合力為__________N?!敬鸢浮?;0。【解析】由圖像b可知,當(dāng)t=1s時,F(xiàn)的大小為2N;由圖像c知,前2s時物體速度為零,即保持靜止,靜止為平衡狀態(tài),所以受力平衡,則1s時物體受到的摩擦力與拉力相等,即摩擦力為2N;當(dāng)t=5s時,由圖像c知,物體保持勻速直線運動,也是平衡狀態(tài),受力平衡;根據(jù)平衡力的條件,即二力大小相等,方向相反,所以可知此時物體受到的合力為零。考點七:判斷摩擦力的大小和方向摩擦力的大小和方向的判斷如下:(1)定義分析法:摩擦力的方向與物體相對應(yīng)的或相對應(yīng)的趨勢方向相反;(2)假設(shè)分析法:假設(shè)物體受到某個方向的摩擦力,看在這個摩擦力存在情況下物體的運動狀態(tài)與實際是否相符,相符說明假設(shè)成立,反之不成立;(3)二力平衡法:由二力平衡條件可知,一對平衡力等大、反向、同體、共線,所以對處于平衡狀態(tài)的物體,可以通過物體之間受力的關(guān)系確定物體是否收到了摩擦力以及摩擦力的方向。角度1:判斷摩擦力的方向【例一】如圖所示,用10N的力握住重為5N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止,此時礦泉水瓶受到的摩擦力大小為______N,方向為______;當(dāng)握力增大至20N,此時礦泉水瓶受到的摩擦力大小將______(填“變大”、“變小”或“不變”)?!敬鸢浮?N;豎直向上;不變。【解析】[1][2]用10N的力握住重為5N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止,此時礦泉水瓶受力平衡,摩擦力與重力是一對平衡力,所以摩擦力的大小等于重力5N,重力方向豎直向下,故摩擦力方向豎直向上。[3]當(dāng)握力增大至20N時,礦泉水瓶仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),摩擦力與重力仍然平衡,大小相等,故摩擦力大小保持不變?!纠繜釔圻\動的小羅同學(xué)在平直跑道上跑步。如圖所示,當(dāng)他后腳用力蹬地時,后腳鞋底受到地面摩擦力的方向是向______的。鞋底有花紋,是為了______摩擦?!敬鸢浮壳?;增大?!窘馕觥縖1]當(dāng)用后腳蹬地時,腳底相對于地面向后滑動,所以腳底會受到地面給其向前的摩擦力。[2]鞋底有花紋,是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的。角度2:摩擦力大小的判斷與計算【例一】如圖,一個箱子靜止在水平地面,小聰用150N的水平拉力將箱子移動了0.4m,小聰?shù)睦ψ龉開______J。待箱子靜止后,小明用80N的水平推力推這個箱子沒有推動,小明的推力做功_______J,此時箱子受到地面的摩擦力為_______N
?!敬鸢浮?0;0;80?!驹斀狻啃÷?shù)睦ψ龉π∶饔?0N的水平推力推這個箱子沒有推動,此過程只有力沒有距離,小明的推力不做功,做功為0J;此時箱子受到地面的摩擦力為靜摩擦力,大小等于小明的推力80N?!纠磕惩瑢W(xué)用2N的力沿水平方向推一輛在水平桌面上的小車,小車沿力的方向做勻速直線運動,則小車受到的摩擦力大小是________N;若僅把水平推力由2N增大為3N后,則小車受到的摩擦力大小將________(選填“變大”“變小”或“不變”)?!敬鸢浮?;不變。【解析】[1]小車在水平方向上作勻速直線運動,小車在水平方向上處于平衡狀態(tài),則在水平方向上受的力是平衡力;即摩擦力和推力是一對平衡力;推力大小等于2N,摩擦力大小也為2N。[2]當(dāng)水平推力由2N增大為3N后,由于接觸面的粗糙程度以及小車對地面的壓力大小都不變,小車受到的摩擦力大小將不變??键c八:探究影響摩擦力大小的因素摩擦力的大小和方向的判斷如下:(1)定義分析法:摩擦力的方向與物體相對應(yīng)的或相對應(yīng)的趨勢方向相反;(2)假設(shè)分析法:假設(shè)物體受到某個方向的摩擦力,看在這個摩擦力存在情況下物體的運動狀態(tài)與實際是否相符,相符說明假設(shè)成立,反之不成立;(3)二力平衡法:由二力平衡條件可知,一對平衡力等大、反向、同體、共線,所以對處于平衡狀態(tài)的物體,可以通過物體之間受力的關(guān)系確定物體是否收到了摩擦力以及摩擦力的方向。角度1:判斷摩擦力的方向【考向點撥】1.要測出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運動:勻速直線運動;2.如何確定摩擦力大?。簞蛩龠\動時,彈簧測力計讀數(shù)與摩擦力大小相等(二力平衡);3.可說明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實驗步驟:1和2;4.摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實驗步驟:1和3或1和4之間;5.測量誤差產(chǎn)生原因:很難做到勻速運動、彈簧測力計在運動中讀數(shù)會有誤差;6.根據(jù)實驗結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子:汽車輪胎、自行車把、膠鞋等;7.添加鉤碼的目的:為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系;8.探究實驗的物理方法:控制變量法?!纠弧吭谔骄俊坝绊懟瑒幽Σ亮Υ笮∫蛩亍钡膶嶒炛?,器材有:木板、鐵塊、木塊和彈簧測力計。(1)物理興趣小組的同學(xué)進行了如下操作:a.如圖甲所示,將鐵塊平放在木板表面上,用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動鐵塊,彈簧測力計的示數(shù)為;b.如圖乙所示,將木塊疊放在鐵塊正上方,用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動鐵塊,彈簧測力計的示數(shù)為;c.如圖丙所示,將鐵塊疊放在木塊正上方,用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動木塊,彈簧測力計的示數(shù)為。分析以上操作:①操作a和b是為了探究滑動摩擦力大小跟_______的關(guān)系;②比較操作b和c可得鐵塊表面比木塊表面_______些。(2)在老師的指導(dǎo)下物理興趣小組的同學(xué)改進了該實驗,如圖丁所示。當(dāng)用力拉動長木板在水平桌面上運動,鐵塊保持靜止?fàn)顟B(tài)時,彈簧測力計的示數(shù)為;①此時鐵塊受到摩擦力的大小為_______,方向為水平_______;②按圖丁所示的實驗裝置進行實驗有較多的優(yōu)點,請列舉兩條:_______;_______?!敬鸢浮繅毫Υ笮?;光滑;1;向左;不必使長木板做勻速直線運動;彈簧測力計靜止,示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù)(其它答案合理即可)。【解析】(1)滑動摩擦力的大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),操作和中接觸面都是鐵塊,但是壓力不同,因此探究的是滑動摩擦力與壓力大小的關(guān)系。操作和中壓力相同,但是接觸面不同。接觸面為鐵塊時拉力較小,所以操作b中的摩擦力較小,因此鐵塊表面比木塊表面光滑。(2)對鐵塊受力分析,水平方向受到向右的彈簧測力計的拉力1N,要想保持靜止,必須受到一個向左的同樣大小的力,而這個力只能是木板對鐵塊的摩擦力,因此鐵塊受到摩擦力的大小為1N,方向水平向左。圖丁所示的實驗裝置有兩個最常見的優(yōu)點:一是不必使長木板做勻速直線運動,木板與木塊之間的滑動摩擦力始終會保持恒定;二是彈簧測力計保持靜止,示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù)?!纠弧咳鐖D所示,小南同學(xué)在探究“滑動摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實驗中,將同一木塊依次放在水平木板、毛巾表面上,分別完成了如下實驗。(1)實驗中,必須水平拉動木塊做______運動;圖乙中摩擦力的大小為______N。(2)比較分析______兩次實驗,說明滑動摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)。(3)在進行乙圖所示的實驗時,改變放在木塊上的砝碼,通過多次實驗得到摩擦力f與作用在物體表面的壓力F壓
的關(guān)系圖像如圖丁所示。由圖丁可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為2N時,滑動摩擦力的大小為______N。若當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時,彈簧測力計的讀數(shù)為2N,此時木塊做______(選填“變速”或“勻速”)運動。【答案】勻速直線;2.2;甲乙;0.8;變速?!窘馕觥浚?)[1]實驗中,必須水平拉動木塊做勻速直線運動,物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡的條件,拉力大小才等于摩擦力的大小。[2]
圖乙中測力計,1N之間有10個小格,1小格代表0.2N,分度值為0.2N,彈簧測力計示數(shù)為2.2N,故摩擦力的大小為2.2N。(2)[3]研究滑動摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān),要控制接觸面粗糙程度相同,故比較甲、乙兩幅圖,說明滑動摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)。(3)[4]根據(jù)得到的如圖丁的摩擦力f與作用在物體表面的壓力F壓
的關(guān)系圖像可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為2N時,滑動摩擦力的大小為0.8N。[5]
由圖可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時,受到的滑動摩擦力大小為1.6N,若此時彈簧測力計的讀數(shù)為2N,即拉力大小為2N,因拉力大于物體受到的滑動摩擦力,則木塊將做加速運動,也是變速運動?!菊骖}演練】1.(2021·江蘇中考真題)一輛汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動,下列關(guān)于該汽車的說法正確的是()。A.運動狀態(tài)不變,受力平衡 B.運動狀態(tài)不變,受力不平衡C.運動狀態(tài)改變,受力平衡 D.運動狀態(tài)改變,受力不平衡【答案】D?!窘馕觥科囋趫A形跑道上做快慢不變的運動,運動的快慢雖然不變,但運動的方向在改變,即運動狀態(tài)在改變,處于非平衡狀態(tài),受力不平衡。故選D。2.(2021·廣西貴港市)以下對四個體育運動項目中涉及的物理知識描述正確的是()。A.踢足球——踢出去的足球在草地上越滾越慢是因為足球不受力的作用;B.立定跳遠——腳用力向后蹬地,是為了增大慣性;C.打排球——大力扣球,手對球的作用力大于球?qū)κ值淖饔昧?;D.引體向上——雙手握住單杠靜止時,人受到的重力與單杠對人的拉力是平衡力【答案】D?!窘馕觥緼.踢出去的足球在草地上越滾越慢是因為足球受到了阻力的作用,故A錯誤;B.一腳用力向后蹬地,是為了增大動能,慣性只與質(zhì)量有關(guān),故B錯誤;C.大力扣球,手對球的作用力與球?qū)κ值淖饔昧κ窍嗷プ饔昧?,大小相等,方向相反,故C錯誤;D.雙手握住單杠靜止時,人受到的重力與單杠對人的拉力,滿足同一物體,大小相等,方向相反,且人也處于靜止?fàn)顟B(tài),故人受到的重力與單杠對人的拉力是平衡力,故D正確。故選D。3.(2021·貴州中考真題)對力的認(rèn)識,下列說法正確的是()。A.跳離地面的運動員不再受重力;B.不接觸的兩個物體間也會產(chǎn)生彈力;C.物體對桌面的壓力是物體發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的;D.摩擦力總是阻礙物體運動【答案】C?!窘馕觥緼.地球的一切物體都受重力作用,跳離地面的運動員仍受重力,故A錯誤;B.彈力的產(chǎn)生條件是直接接觸、并有彈性形變,兩個物體接觸不一定有形變,所以不一定有彈力,故B錯誤;C.彈力是施力物體的形變引起的,物體對桌面的壓力是由于物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生,故C正確;D.摩擦力可以是動力也可以是阻力,摩擦力總是阻礙相對運動或者相對運動趨勢,故D錯誤。故選C。4.(2021·黑龍江大慶市)關(guān)于力和運動,下列說法中正確的是()。A.子彈在空中飛行,是因為子彈受到慣性的作用力大于空氣阻力;B.人站在沼澤地上會下陷,是因為人對地面的壓力大于地面對人的支持力;C.系安全帶是為了減小車內(nèi)人員的慣性;D.物體運動速度改變的過程中,一定受到力的作用【答案】D?!窘馕觥緼.子彈在空中飛行,是因為子彈具有慣性,慣性是一種性質(zhì),不能說受到慣性的作用力,故A錯誤;B.人對地面的壓力和地面對人的支持力是一對相互作用力,大小相同,故B錯誤;C.系安全帶是為了減小慣性給車內(nèi)人員帶來的危害,故C錯誤;D.物體運動速度改變了,運動狀態(tài)改變,物體一定受到力的作用,故D正確。故選D。5.(2021·湖南張家界市)下列關(guān)于輪滑運動中涉及到的物理知識說法正確的是()。A.輪滑要向前運動必須要受到向前的力;B.勻速轉(zhuǎn)彎時運動員受到的幾個力是相互平衡的;C.運動員所受重力和輪滑對運動員的支持力是一對相互作用力;D.輪滑停下來主要是因為受到地面對它的摩擦力【答案】D?!窘馕觥緼.輪滑要向前運動是由于慣性,不一定受到了力,故A錯誤;B.勻速轉(zhuǎn)彎時運動員,不是平衡態(tài),而受到的幾個力是不是相互平衡的,故B錯誤;C.運動員所受重力和輪滑對運動員的支持力是平衡力,故C錯誤;D.輪滑停下來主要是因為受到地面對它的摩擦力,故D正確。故選D。6.(2021·廣西賀州市)如圖所示,甲乙疊放在一起,靜止在水平地而上,下列說法正確的是()。A.甲受到的重力與甲對乙的壓力是一對平衡力;B.乙受到的重力與地面對乙的支持力是一對相互作用力;C.甲受到的重力與乙對甲的支持力是一對相互作用力;D.甲受到的重力與乙對甲的支持力是一對平衡力【答案】D。【解析】A.甲受到的重力與甲對乙的壓力是兩個受力物體,故不是一對平衡力,故A錯誤;B.乙受到的重力與地面對乙的支持力兩個力的大小不同,所以不是一對相互作用力,故B錯誤;CD.甲受到的重力與乙對甲的支持力,受力物體都是甲,兩個力的大小相等,方向相反,故是平衡力,故C錯誤;D正確。故選D。7.(2021·內(nèi)蒙古中考真題)錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,如圖所示,下列說法中正確的是()。A.錘柄撞擊桌面前,錘頭隨錘柄一起向下運動,此時錘頭和錘柄沒有慣性;B.錘柄撞擊桌面時,錘頭由于受到慣性力的作用緊套在錘柄上;C.撞擊桌面時,錘柄由于受力運動狀態(tài)改變而停止運動,此時錘柄沒有慣性;D.錘柄撞擊桌面時,錘頭由于慣性,還要保持原來向下的運動狀態(tài),所以緊套在錘柄上【答案】D?!窘馕觥緼.一切物體都有慣性,錘柄撞擊桌面前,錘頭隨錘柄一起向下運動,此時錘頭和錘柄也有慣性,故A錯誤;B.錘柄撞擊桌面時,慣性不是力,不能說錘頭由于受到慣性力的作用,而是錘頭由于具有向下運動的慣性,緊套在錘柄上,故B錯誤;C.撞擊桌面時,錘柄由于受力運動狀態(tài)改變而停止運動,物體任何時候都具有慣性,此時錘柄仍有慣性,故C錯誤;D.錘柄撞擊桌面時,錘柄由于受力運動狀態(tài)改變而停止運動,錘頭由于慣性,還要保持原來向下的運動狀態(tài),所以緊套在錘柄上,故D正確。故選D。8.(2021·四川攀枝花市)坐在向前行駛汽車?yán)锏男×量匆娐放缘臉淠鞠蚝筮\動,他是以______為參照物,司機要求他必須系好安全帶,因為汽車緊急剎車時,人由于______將繼續(xù)向前運動,可能造成碰撞傷害?!敬鸢浮啃旭偟钠?;慣性?!窘馕觥縖1]坐在向前行駛汽車?yán)锏男×量匆娐放缘臉淠鞠蚝筮\動,相對于樹木的位置發(fā)生改變的是行駛的汽車,所以他是以行駛的汽車為參照物,路旁的樹木向后運動。[2]一切物體都具有慣性,慣性是指物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),汽車緊急剎車時,人由于慣性將繼續(xù)向前運動。9.(2021·寧夏中考真題)如圖甲所示,物體受水平拉力F的作用,在同一水平地面上運動。從開始,物體的運動情況如圖乙所示。關(guān)于這個過程描述正確的是(______)A.物體一直做勻速直線運動;B.物體在內(nèi)通過的路程是;C.時,若,則物體受到的摩擦力大于;D.從到的過程中,物體受到的摩擦力不變理由:______【答案】D;見解析。【解析】[1]對ABCD分析如下:A.由圖乙可知,物體在0~3s內(nèi)速度為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),3~6s物體處于加速運動狀態(tài),6~9s物體處于勻速直線運動狀態(tài),故A錯誤;B.若9s內(nèi)物體一直做勻速直線運動,9s內(nèi)物體通過的路程是s=vt=2m/s9s=18m由A分析可知,物體在內(nèi)通過的路程不是18m,故B錯誤;C.當(dāng)t=1s時,F(xiàn)=2N,由圖乙可知,物體靜止,靜摩擦力等于拉力為2N,故C錯誤;D.從到的過程中,物體受拉力和滑動摩擦力,物體對地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,滑動摩擦力的大小不變,故D正確。故描述正確的是D。[2]綜合以上分析,D選項正確,理由是:滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),物體對地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,滑動摩擦力的大小不變。10.(2021·廣西賀州市)早上,小明坐在勻速行駛的公共汽車上,以公共汽車為參照物,小明是______(選填“運動”或“靜止”)的;當(dāng)公共汽車突然剎車時,由于______小明會向前傾倒?!敬鸢浮快o止;慣性。【解析】[1]以公共汽車為參照物,小明相對于公共汽車的位置沒有發(fā)生變化,是靜止的。[2]當(dāng)公共汽車突然剎車時,小明的下部隨車停止,上部由于慣性保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動,所以小明會向前傾倒。11.(2021·山東東營市)如圖是中國女子冰壺隊參加比賽的精彩瞬間。冰壺離開手之后仍然會向前運動是因為冰壺具有______。比賽時兩位隊員在冰壺前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是為了______(選填“增大”或“減小”)冰壺與冰面間的摩擦力?!敬鸢浮繎T性;減小。【解析】[1]慣性是指物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),一切物體都具有慣性,故冰壺離開手之后仍然會向前運動是因為冰壺具有慣性。[2]由于水膜的形成使冰壺與冰面分離,從而減小冰壺與冰面間的摩擦力。12.(2021·貴州中考真題)瑞瑞同學(xué)用下圖實驗裝置“探究影響滑動摩擦力大小的因素”,請你與他合作,回答下列問題:(1)緩慢拉動木板B,直到物塊A與木板B之間發(fā)生相對滑動,觀察某時刻彈簧測力計示數(shù)(如圖)為______N;(2)若保持A、B間接觸面粗糙程度、接觸面積大小不變,在A上增加鉤碼,重復(fù)(1)操作,彈簧測力計示數(shù)變大,說明滑動摩擦力大小與______有關(guān);(3)若保持______不變,在B上分別鋪棉布、毛巾,重復(fù)(1)操作,彈簧測力計示數(shù)發(fā)生變化,說明滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān);(4)若保持A、B間壓力大小、接觸面粗糙程度不變,改變A、B間的接觸面積大小,重復(fù)(1)操作,彈簧測力計示數(shù)不變,說明滑動摩擦力大小與______無關(guān)?!敬鸢浮?.4;壓力大?。粔毫Υ笮『徒佑|面積大?。唤佑|面積大小?!窘馕觥浚?)[1]由圖可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為3.4N。(2)[2]保持A、B間接觸面粗糙程度、接觸面積大小不變,在A上增加鉤碼,即增大力壓力,彈簧測力計示數(shù)變大,則摩擦力增大,說明滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān)。(3)[3]探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)保持A、B間壓力、接觸面積大小不變,改變接觸面的粗糙程度。(4)[4]保持A、B間壓力大小、接觸面粗糙程度不變,改變A、B間的接觸面積大小,彈簧測力計示數(shù)不變,即摩擦力大小不變,說明滑動摩擦力大小與接觸面積大小無關(guān)。13.(2021·江蘇蘇州市)在探究“阻力時物體運動的影響”時,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車.(1)實驗時要固定斜面,并將小車從斜面上______(同一/不同)位置由靜止釋放;(2)從實驗現(xiàn)象可推理,若水平面絕對光滑,則運動的小車將在水平面上______;(3)如圖,若實驗中小車僅在木板上滑行時滑出了右端,是否需要重做本實驗以獲取可靠的證據(jù)?答:______(需要/不需要)(4)在本實驗中,“小車在水平面上運動的距離”反映的是______。A.小車在水平面上所受阻力大小B.阻力對小車運動的影響情況C.A、B選項均正確【答案】同一;勻速直線運動;不需要;B?!窘馕觥浚?)[1]根據(jù)控制變量法,小車達到水平面時的速度應(yīng)相同,應(yīng)將小車從斜面上同一位置由靜止釋放。(2)[2]由實驗現(xiàn)象,阻力越小的軌道滑得越遠,若水平面絕對光滑,即沒有阻力,小車將作勻速直線運動。(3)[3]若公在木板上滑出右端,不需要重做本實驗,因為已經(jīng)得知在木板上滑行距離大于棉布和毛巾。(4)[4]本實驗是探究阻力時物體運動的影響,小車在水平面時速度相同,滑行越遠,說明阻力影響越小,滑行越近,說明阻力影響越大,因此在水平面上運動的距離反映阻力的影響情況。14.(2021·湖南衡陽市)小華同學(xué)用下面的裝置探究二力平衡的條件,具體操作如下:(1)如圖甲所示,用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上,木板豎直掛起待用,用大號縫衣針把細(xì)線沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線穿過,并在緊靠塑料塊的兩側(cè)各打一線結(jié),使塑料塊與細(xì)線固定在一起,且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動,實驗表明,作用在同一個物體上的兩個力,方向相反,但___________不相等,則這兩個力不平衡。(2)按住塑料塊,把跨過輪的細(xì)線移到輪上,在兩線端掛上相同質(zhì)量的鉤碼,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖乙所示。按住塑料塊,把跨過輪的細(xì)線移到輪上,把塑料塊轉(zhuǎn)過,松手后塑料塊由靜止開始轉(zhuǎn)動,如圖丙所示。由此表明,作用在同物體上的兩個力,如果僅僅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,這兩個力不平衡。(3)在探究同一問題時,另一同學(xué)將木塊放在水平桌面上,設(shè)計了如圖丁所示的實驗,同學(xué)們認(rèn)為小華的實驗優(yōu)于此實驗,其主要原因是___________。A.塑料塊容易扭轉(zhuǎn)B.塑料塊是比較容易獲取的材料C.減少了摩擦力對實驗結(jié)果的影響【答案】大?。徊辉谕恢本€上;C?!窘馕觥浚?)[1]由圖甲知道,作用在同一個物體上的兩個力大小等于鉤碼的重力,方向相反,由于大小不相等,物體不能處于平衡態(tài),所以,這兩個力不平衡。(2)[2]由圖乙、丙知道,兩個大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上的力作用下,物體不能處于平衡態(tài),即這兩個力不是平衡力。(3)[3]兩圖相比知道,甲圖可減小摩擦力對實驗的影響,故選C。【過關(guān)檢測】1.如圖所示,一個木箱放在水平地面上,小軍用一個水平向右的力推木箱,但未推動。下列說法正確的是()。A.推力小于木箱所受的摩擦力;B.推木箱時,小軍不受到木箱的作用力;C.木箱受到的重力和地面的支持力是一對平衡力;D.若此時木箱所受的外力同時消失,木箱慣性將消失,它將做勻速直線運動【答案】C?!窘馕觥緼.木箱處于靜止?fàn)顟B(tài),那么它受到的推力與摩擦力相互平衡,即二者大小相等,故A錯誤;B.物體間力的作用是相互的,因此推木箱時,小軍也受到木箱對他的作用力,故B錯誤;C.木箱受到的重力和地面的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上,是一對平衡力,故C正確;D.根據(jù)牛頓第一定律可知,若此時木箱所受的外力同時消失,木箱會保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),但是它的慣性不變,故D錯誤。故選C。2.如圖對拔河比賽中涉及的物理知識,下列說法正確的是()。A.拔河比賽中,運動員穿上新的球鞋,是為了減小摩擦力;B.比賽中,甲隊取勝,是因為甲隊對乙隊的拉力大于乙隊對甲隊的拉力;C.為了取勝,常選用體重較大的運動員,是為了增大壓力,增大摩擦力;D.拔河中甲乙兩隊分勝負(fù)靜止時,甲隊對乙隊的拉力,與甲隊受到的摩擦力是一對平衡力【答案】C?!窘馕觥緼.拔河比賽中,運動員穿上新的球鞋,是為了增大與地面的摩擦力,故A錯誤;B.比賽中,因為力的作用是相互的,故甲隊對乙隊的拉力等于乙隊對甲隊的拉力,故B錯誤;C.使用體重較大的運動員,主要是為了增大對地面的壓力,從而增大摩擦力,故C正確;D.拔河中甲乙兩隊分勝負(fù)靜止時,甲隊對乙隊的拉力,與甲隊受到的摩擦力,受力物體不同,不符合平衡力的條件,故不是平衡力,故D錯誤。故選C。3.下列說法不正確的是()。A.殲擊機投入戰(zhàn)斗前要拋掉副郵箱,目的是減小質(zhì)量,減小慣性;B.發(fā)射衛(wèi)星時,要順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射,是利用慣性;C.車?yán)锏某丝驼f“房屋、樹木在后退”時以自己為參照物;D.甲乙兩人并排站在勻速上行的自動扶梯上,甲相對乙是運動的【答案】D。【解析】A.殲擊機投入戰(zhàn)斗前要拋掉副郵箱,目的是減小質(zhì)量,減小慣性,使殲擊機更加靈活,故A正確,不符合題意;B.發(fā)射衛(wèi)星時,要順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射,利用衛(wèi)星的慣性,更加容易發(fā)射,故B正確,不符合題意;C.車?yán)锏某丝驼f“房屋、樹木在后退”,則是以向前的自己為參照物,故C正確,不符合題意;D.甲乙兩人并排站在勻速上行的自動扶梯上,因兩人都是勻速且并排上行,故兩人是相對靜止的,故D錯誤,符合題意。故選D。4.如圖為小明玩跳跳桿的情景,下列分析正確的是()。A.跳跳桿離開地面繼續(xù)上升是因為受到慣性力的作用;B.跳跳桿離開地面在下落的過程中速度大小保持不變;C.跳跳桿豎直彈起后到達最高點的瞬間,它受力平衡;D.跳跳桿著地時,它受的重力小于地面對它的支持力【答案】D?!窘馕觥緼.跳跳桿跳起離開地面繼續(xù)上升,是因為跳跳桿具有慣性,仍要保持原來的運動狀態(tài),慣性不是力,不能說受到慣性力的作用,故A錯誤;B.跳跳桿離開地面在下落的過程中速度越來越快,故B錯誤;C.跳跳桿豎直彈起后到達最高點的瞬間,只受到重力作用,故它受力是不平衡的,故C錯誤;D.跳跳桿著地前做加速運動,落地時對地面的壓力大于它受的重力大小,根據(jù)力作用的相互性,它對地面的壓力和地面對它的支持力是一對相互作用力,大小相等,故地面對它的支持力大于其重力,即跳跳桿著地時,它受的重力小于地面對它的支持力,故D正確。故選D。5.電動平衡車是一種時尚代步工具。當(dāng)人駕駛平衡車在水平路面上勻速直線運動時(空氣阻力忽略不計),下列說法正確的是()。A.人可能受到向前的摩擦力;B.平衡車給地面的壓力與地面對平衡車的支持力是相互作用力;C.平衡車的重力與地面對平衡車的支持力是一對平衡力;D.關(guān)閉電機,平衡車仍繼續(xù)前進是由于其受到慣性作用【答案】B?!窘馕觥緼.人站在平衡車上相對于平衡車靜止,人和平衡車間沒有相對運動也沒有相對運動趨勢,故人不受摩擦力,故A錯誤;B.平衡在地面上給了地面壓力,地面給了平衡車支持力,這兩個力是相互作用力,故B正確;C.對平衡車進行受力分析,平衡車受到人的壓力、重力和地面的支持力,平衡車在三個力的作用下平衡,所以平衡車的重力與地面對平衡車的支持力不是一對平衡力,故C錯誤;D.慣性是物體本身的一種性質(zhì),在描述慣性時不能說物體受到的慣性,故D錯誤。故選B。6.習(xí)總書記把消防隊伍稱為“同老百姓貼得最近聯(lián)系最緊的隊伍”。圖甲是一名消
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