内容正文:
第14课时 牛顿第一定律 二力平衡 摩擦力
实验一 探究阻力对物体运动的影响
实验
思路
1.如何改变小车在水平面上受到阻力的大小?答:______________________________。
2.如何确定阻力对物体运动的影响?答:_______________________________
_________________________________________。
例1 某物理小组在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面由静止释放,如图2所示。
图2
【基础设问】
(1)让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是控制小车每次滑到水平面时的_________相同。
(2)让小车分别在长度相同的毛巾、木板、玻璃表面上滑动,最终小车静止时的位置如图2所示,可观察到小车在玻璃表面上滑行的距离最远。由此可得出:小车受到的阻力越________,速度减小得越________。
(3)丙实验中,小车在玻璃表面上运动时冲出了玻璃板,__________(选填“需要”或“不需要”)换用更长的玻璃板重新实验。
(4)在步骤(2)的基础上进一步推理:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,那么它将做______________,说明物体的运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
若图3中的篮球飞到最高点B点时,受到的一切外力同时消失,则篮球__________(填字母)。
图3
A.静止 B.竖直匀速下落 C.水平向右匀速运动
【提升设问】
(5)另一小组在实验室用相同器材进行该实验,结果发现小车直接冲出木板末端。为完成整个实验探究,可采取的办法是__________(多选,填字母)。
A.将小车换为质量相同的小木块
B.将三种粗糙程度比木板更大的不同材料铺在水平面上
C.降低小车由静止自由下滑的高度
D.不改变小车由静止自由下滑的高度,增大斜面的倾角
(6)若水平面的材料相同,增加一个木块放在水平面上,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,则可以探究小车的动能与______________的关系。
实验二 探究二力平衡的条件
实验
思路
1.如何减小摩擦力对实验的影响?答:________________________________________
________________________________。
2.二力平衡的影响因素有哪些?答:两个力的__________、__________、________________________、______________________________。
例2 某物理小组在“探究二力平衡的条件”实验中,设计了如图4所示的实验装置。
图4
【基础设问】
(1)在本实验中,判断受力平衡最简单直观的方法是__________(填字母)。
A.研究物体是否做匀速直线运动 B.研究物体是否处于静止状态
(2)当左右两盘放质量相等的砝码时,小车保持静止;在左盘中再添加一个砝码,小车运动,说明彼此平衡的两个力大小应__________。
(3)将小车旋转一定角度后松手,发现小车反向旋转后又恢复原状,说明两个力必须作用在同一__________(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
【提升设问】
(4)为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较__________(选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
(5)如图5所示,某小组成员回家后,利用晾衣架、矿泉水瓶、小卡片、细线、水和剪刀等继续探究二力平衡的条件。
图5
①晾衣架起到了改变拉力__________的作用;
②选择小卡片的好处是____________________________________________________________________;
③如图甲所示,为了探究两个平衡的力是否作用在同一物体上,他将要对小卡片进行的操作是________________________________________________________________________;
④如图乙所示,实验过程中,左右两个晾衣架没有在相同的高度,则此时__________(选填“能”或“不能”)进行实验。
★实验三 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关(广西2024)
实验
思路
1.如何测量滑动摩擦力?答:用弹簧测力计拉着木块在水平面上做__________运动,由__________原理可知,弹簧测力计的示数等于木块受到的滑动摩擦力。
2.(1)如何探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系?答:应保持__________不变,改变__________________。
(2)如何探究滑动摩擦力的大小与压力的关系?答:应保持__________________不变,改变__________。
例3 小华在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”时,所用实验器材及装置如图6所示。
图6
【基础设问】
(1)生活中,小华在水平面上用力推箱子时,发现箱子越重,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟______________有关;水平面越粗糙,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟__________________有关。
(2)在实验中,小华应用弹簧测力计沿__________方向拉动木块做匀速直线运动,此时木块处于__________状态,弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力大小__________。
(3)比较__________两次实验可知,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越__________。
(4)比较甲、乙两次实验可知,在接触面粗糙程度一定时,__________越大,滑动摩擦力越大。在实验中,小华主要用到的研究方法是__________法。
一些使用年限久的机械需要定期用润滑油维护,小华查阅资料后得知润滑油会在物体表面形成一层油膜,从而使接触面分开,于是小华猜想润滑油会使机械间摩擦力的大小__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【提升设问】
(5)小华认为滑动摩擦力的大小还可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分进行实验,这种做法是__________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________________________________________。
(6)小华利用图甲装置继续探究滑动摩擦力大小与速度的关系。他改变匀速拉动木块时的速度,进行多次实验,记录的实验数据如下表。分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与速度________(选填“有关”或“无关”)。
实验次数
1
2
3
4
速度/(m·s-1)
0.3
0.4
0.5
0.6
弹簧测力计的示数/N
1.8
1.8
1.8
1.8
(7)小华又重新设计了两套实验方案(如下表所示),你认为合理、科学的是方案________(选填“一”或“二”);不科学的方案错误的原因是_______________________________________
_____________________________________________________________________;用科学的方案进行实验时,木板__________(选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。
方案一
方案二
用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板
通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,用绳子拉动下面的长木板
考点牛顿第一定律、惯性(广西2024、广西2023)
例1 学习了牛顿第一定律之后,同学们展开了讨论,以下观点正确的是 ( )
A.物体的运动需要力来维持
B.物体不受力时,一定处于静止状态
C.物体的运动状态改变时,不一定受到力的作用
D.此定律是在大量实验和事实的基础上推理得出的
例2 下列关于惯性的说法中正确的是__________。
①绣球被抛出手后就失去了惯性
②箭离开弦后能飞相当远的距离,是因为箭具有惯性
③嫦娥六号停在月球上时,不具有惯性
④运动员越过终点后会向前继续跑一段距离才停,是因为运动员受到了惯性力
⑤汽车驾驶员需要系安全带,是为了防止惯性带来的危害
⑥拍打窗帘清除浮尘是利用了惯性
⑦紧急刹车时人会向前倾,是因为人受到了惯性的作用
⑧高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
⑨高速公路严禁超载,是因为质量越大惯性越大
1.如图7所示,运动员正在进行冰壶比赛。下列说法正确的是 ( )
图7
A.掷出的冰壶如果不受力,将很快静止
B.掷出的冰壶能继续运动,是因为冰壶具有惯性
C.运动员推动冰壶加速滑行,冰壶的惯性增大
D.停下来的冰壶不再具有惯性
2.“护林防火,警钟长鸣”。图8是直升机洒水救火时的情境,洒水过程中,直升机的惯性__________(选填“变大”“变小”或“不变”);洒水完成后,直升机悬停在空中,若此时直升机受到的外力全部消失,则它将______________(选填“竖直下落”或“静止在空中”)。
图8
考点二力平衡(广西2024、广西2023)
例3 (多选题)下列物体处于受力平衡状态的是 ( )
A.加速奔跑的白头叶猴
B.站立观察周围环境的林麝
C.漓江上匀速漂流的竹筏
D.从树上自由下落的百色芒果
例4 “春分竖蛋”是指在春分这一天,民间各地流行的“竖蛋游戏”。图9是一枚竖立在水平桌面上的鸡蛋,下列说法正确的是 ( )
图9
A.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
B.鸡蛋所受的重力和桌面对鸡蛋的支持力是一对相互作用力
C.鸡蛋对桌面的压力和桌面对鸡蛋的支持力是一对平衡力
D.鸡蛋对桌面的压力和鸡蛋所受的重力是一对相互作用力
3.如图10所示,小伙伴们在玩平衡车,人和车一起沿水平路面向前做加速运动。下列说法正确的是
( )
图10
A.人正处于平衡状态
B.车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C.车向前的动力和车受到的阻力是一对平衡力
D.车对人的支持力和人受到的重力是一对平衡力
考点摩擦力的分析(广西2024、广西2023)
例5 如图11所示,劳动课上,小华用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。
图11
(1)如图甲,小华用水平向左、大小为10 N的力推箱子,箱子没有动,此时箱子受到的摩擦力为__________N,方向是__________;小华将推力增大到20 N,箱子恰好做匀速直线运动,此时箱子受到的摩擦力为__________N;将推力增大到30 N,此时箱子受到的摩擦力为__________,方向是__________。
(2)如图乙,小华用水平向左、大小为10 N的力推装有箱子的平板车,箱子和平板车一起做匀速直线运动,此时平板车受到的摩擦力为__________N,箱子受到的摩擦力为__________N;小华松手后,箱子和平板车一起做减速运动,此时箱子受到摩擦力的方向是__________。
例6 (1)在2024年巴黎奥运会上,中国体操梦之队获得了2金5银2铜的好成绩。体操运动员在单杠比赛中会紧紧地握住单杠(如图12所示),这是通过__________的方式来增大摩擦力。
图12
(2)如图13所示,在2024年巴黎奥运会举重项目女子81公斤以上级比赛中,中国运动员夺得金牌。举重运动员在举重前都会在手上抹上一些“镁粉”,这是通过________________________________________________________________________________的方法来增大摩擦力。
图13
4.(2024北京改编)下列关于自行车的实例,为了减小摩擦的是 ( )
5.(2024通辽模拟改编)如图14所示,物块A重15 N,物块B重5 N,B放在A上。用100 N的水平推力F恰好能让A和B静止在竖直墙壁上,则A受到的摩擦力是__________N;若推力F增大到200 N,则A受到的摩擦力的大小__________;若保持推力F大小不变,将B拿走,则A受到的摩擦力的大小__________。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
图14
考点摩擦力的作图
例7 冰壶运动是一项全身运动,环保又健康。请在图15中作出冰壶在冰面上向右滑行时受到摩擦力f的示意图。(O点为冰壶的重心)
图15
例8 如图16-甲,一只熊猫正躺在树上休息,图16-乙是其简化图,O点为熊猫的重心。请在图16-乙中画出熊猫受到的重力G和摩擦力f的示意图。
图16
第14课时 牛顿第一定律 二力平衡 摩擦力
【实验突破】
实验一 探究阻力对物体运动的影响
实验思路 1.改变水平面的粗糙程度
2.观察小车在水平面上滑行的距离
例1 (1)速度 (2)小 慢
(3)不需要 (4)匀速直线运动 不需要
拓展设问 C
(5)ABC (6)速度
实验二 探究二力平衡的条件
实验思路 1.选择带轮子的小车或轻纸片作为研究对象
2.大小 方向 是否作用在同一个物体上 是否作用在同一条直线上
例2 (1)B (2)相等 (3)直线 (4)大
(5)①方向 ②小卡片的质量比较小,可以只考虑水平方向的受力情况 ③用剪刀把小卡片从中间剪断 ④能
★实验三 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
实验思路 1.匀速直线 二力平衡
2.(1)压力 接触面的粗糙程度
(2)接触面的粗糙程度 压力
例3 (1)压力 接触面的粗糙程度
(2)水平 平衡 相等 (3)甲、丙 大 (4)压力 控制变量
拓展设问 减小
(5)错误 没有控制压力大小相同 (6)无关
(7)二 弹簧测力计测的是长木板的拉力,木块受到的滑动摩擦力测不出来 不需要
【考点梳理】
例1 D
例2 ②⑤⑥⑨
变式训练 1.B 2.变小 静止在空中
例3 BC
例4 A
变式训练 3.D
例5 (1)10 水平向右 20 20 水平向右
(2)10 0 水平向右
例6 (1)增大压力 (2)增大接触面的粗糙程度
变式训练 4.D 5.20 不变 变小
例7 如图1所示
图1
例8 如图2所示
图2
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