第09讲 运动和力（讲义）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（湖南专用）

主题二 力学 第09讲 运动和力（解析版） 目 录 考情透视·目标导航 1 知识导图·思维导航 2 考点突破·考法探究 3 考点一 牛顿第一定律 3 ►命题点01 阻力对物体运动的影响 3 ►命题点02 牛顿第一定律 3 ►命题点03 惯性 3 考点二 二力平衡 6 ►命题点01 平衡力和平衡状态 6 ►命题点02 二力平衡的条件 9 ►命题点03 二力平衡条件的应用 9 考点三 摩擦力 10 ►命题点01 摩擦力 10 ►命题点02 影响滑动摩擦力大小的因素 13 ►命题点03 摩擦的利用与防止 13 考点四 实验综述 13 ►实验01 实验探究：阻力对物体运动的影响 13 ►实验02 实验探究二力平衡的条件 14 ►实验03 探究影响滑动摩擦力大小的因素 15 题型精研·考向洞悉 19 题型一 牛顿第一定律 19 ►考向01 实验探究阻力对物体运动的影响 19 ►考向02 牛顿第一定律及应用 21 ►考向03 惯性及应用 22 题型二 二力平衡 25 ►考向01 平衡力和平衡状态 25 ►考向02 二力平衡条件的应用（合力和分力） 27 ►考向03 探究二力平衡条件 28 题型三 摩擦力 31 ►考向01 摩擦力的概念 31 ►考向02 利用运动图像求摩擦力 33 ►考向03 探究滑动摩擦力大小的影响因素 35 ►考向04 摩擦力的利用与防止 37 分层训练·巩固提升 40 基础巩固 40 能力提升 49 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考情透视·目标导航 考点内容 课标要求 热点透视 命题预测 牛顿第一定律 2.2.5通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律 《运动和力》是中考必考内容，也是力学考题较为集中的部分。本单元的考题在试卷中所占分值一般在2-7分之间。由于考题类型、考点分布和所占分值差异较大，所以考生在加强对本单元复习时，应注重考点与考题的结合，做好备考准备。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：惯性及其应用、平衡力与平衡状态、根据二力平衡条件分析物体受力、探究滑动摩擦力大小的影响因素、牛顿第一定律、生活中的摩擦力等。 预计2025年物理中考对这部分内容的考查将延续多样化题型，包括选择题、填空题、实验探究题和综合应用题。 重点考查内容方面，牛顿第一定律可能会结合生活实例，如汽车急刹车时乘客的状态，考查对定律的理解。惯性的考查会侧重于解释常见现象，像跳远助跑的原理等。平衡力与二力平衡大概率出现在物体受力分析的题目中，判断物体是否处于平衡状态以及受力情况。对于摩擦力，重点会是摩擦力大小的影响因素实验探究，包括接触面粗糙程度、压力大小等对摩擦力的影响，也可能在实际情境中，如搬运重物时如何增大摩擦力、机械运动中如何减小摩擦力等方面出题，考查学生对知识的应用能力，强调知识与生活实践的紧密联系，培养学生用物理知识解决实际问题的思维。 物体的惯性 2.2.5能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象 平衡力与二力平衡 2.24了解同一直线上的二力合成；知道二力平衡条件 摩擦力及其应用 2.2.3通过常见事例或实验，了解摩擦力，认识摩擦力的作用效果 2.2.4能用示意图描述摩擦力 探究滑动摩擦力大小的影响因素 2.2.3探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 知识导图·思维导航 考点突破·考法探究 考点一 牛顿第一定律 ►命题点01 阻力对物体运动的影响 1.运动是否需要力来维持 生活中，人们常用这样的体验：让静止的物体动起来，要对它施加力，要使它不停下来，需要对它不断施力。据此，古希腊哲学家亚里士多德认为，运动要靠力来维持。2000年后，意大利物理学家伽利略认真研究这些现象后，发现了不易察觉的阻力的作用，纠正了亚里士多德根据直觉经验得出的结论。 2.阻力对物体运动的影响 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远。 假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。 ►命题点02 牛顿第一定律 牛顿第一定律 内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态 释义：（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；（3）“总保持”表明物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在 对牛顿第一定律的理解 一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，不受任何力的作用时，原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止 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。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一 ►命题点03 惯性 1.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律。 （1）惯性是物体本身的一种属性，物体的惯性大小只与物体的质量的大小有关，质量越大，惯性越大。 （2）一切物体在任何情况下都有惯性，与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等无关。 （3）惯性不是谁给予的，不能说物体“受到惯性”，也不能说物体“获得惯性”或“得到惯性”。 （4）惯性是物体的一种性质，不存在惯性力。 【例1】（2022·湖南益阳·中考真题）“天宫课堂”上，航天员老师王亚平和叶光富做了“扔冰墩墩”游戏，冰墩墩被扔出后近似做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．冰墩墩离手后能继续运动是因为一直受到手的推力 B．冰墩墩离手后能继续运动是因为自身有一个向前冲的作用力 C．冰墩墩离手后能继续运动是因为冰墩墩具有惯性 D．用手接住后，冰墩墩失去了惯性 【答案】C 【详解】ABC．冰墩墩离手后能继续运动是因为冰墩墩具有惯性，保持原来的运动状态。因为离手后没有施力物体，所以不再受到手对其的推力，更不是因为自身有一个向前冲的作用力，故AB错误，C正确； D．惯性是物体的固有属性，一切物体不管它是否受力，也不管它是否运动和如何运动，都具有惯性，所以用手接住后，冰墩墩并没有失去了惯性，故D错误。 故选C。 【例2】（2022·湖南衡阳·中考真题）2022年女足亚洲杯决赛中，中国女足在0比2落后的情况下逆转，以3比2力克韩国队夺冠，时隔16年重登亚洲之巅，在足球比赛中，下列说法正确的是（　　） A．足球在空中飞行过程中不受力的作用 B．足球在空中下落过程中惯性变大 C．足球在地面上越滚越慢，说明运动需要力来维持 D．守门员飞身扑住了飞向球门的足球，说明力可以改变物体运动状态 【答案】D 【详解】A．足球在空中飞行过程中受到重力和空气阻力的作用，故A错误； B．惯性大小只与物体的质量有关，与运动状态无关，足球在空中下落过程中惯性是不变的，故B错误； C．足球在地面上越滚越慢，是因为足球受到地面摩擦力的作用，改变了足球的运动状态。说明力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误； D．守门员飞身扑住了飞向球门的足球，足球由运动变为静止，守门员对足球的力改变了足球的运动状态，故D正确。 故选D。 【例3】运输液体货物的槽车，液体上有气泡，如图，当车向左开动时，气泡将向 运动，其原因是 （选填液体或气体）具有的惯性较大。 【答案】 左 液体 【详解】[1][2]液体和气泡都具有惯性，但由于液体的质量大，所以惯性大。当车向左开动时，液体由于惯性要保持原来的静止状态，故液体相对车向右运动，故会将气泡挤向左方。 【例4】（2022·上海·中考真题）“天宫一号”飞船逐渐靠近空间站，空间站相对于飞船是 （选填“静止”或“运动”）的，助推器喷气使飞船的速度变快，这说明力能改变物体的 ，在运动过程中飞船的惯性 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 运动 运动状态 不变 【详解】[1]“天宫一号”飞船逐渐靠近空间站，以飞船为参照物，空间站离飞船的距离越来越近，空间站的位置发生了变化，因此空间站是运动的。 [2]助推器喷气产生推力使飞船的速度变快，飞船的运动状态发生变化，说明力能改变物体的运动状态。 [3]惯性是物体固有的一种属性，质量是物体惯性大小的量度，物体质量不变，惯性不变，运动中的飞船质量不变，则飞船的惯性大小不变。 2.惯性与力的区别 惯性 力 产生机制 物体因为具有质量而具有的 物体间相互作用 物理意义 惯性是物体的一种属性 物体对物体的作用 产生条件 始终具有，与外界条件无关 物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 构成要素 没有方向、没有作用点，只有大小。大小与质量有关，但大小没有具体数值，也没有单位 有大小、方向、作用点；大小由具体的数值和单位 效果 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 总结 惯性和力本质不同，惯性不是力，因此，把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的，正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性” 3.惯性的利用与惯性危害的防止 利用 用手柄的下端撞击其他物体，手柄受力停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，这样反复多次后，锤头就套紧了 跳远运动员助跑获得很大的速度后飞身一跃，靠自身的惯性在空中继续前进 防止 为了防止汽车紧急刹车时驾驶员和乘客由于惯性向前运动撞上其他物体，驾驶员和乘客必须使用安全带 高速行驶中的车辆，刹车时由于惯性会继续运动较长的距离。为了安全，道路上急转弯路段都要严格限制车辆行驶的速度 考点二 二力平衡 ►命题点01 平衡力和平衡状态 平衡状态 静止状态、匀速直线运动状态 平衡力 物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力 二力平衡 一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡 二力平衡条件 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。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线” （1）物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。 （2）若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不动时，物体受力情况随发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。 （3）速度为零≠静止：物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。 【例5】（2022·湖南娄底·中考真题）2022年北京冬奥会上运动员奋勇拼搏，关于图中的项目，下列说法正确的是（　　） A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力势能不变 B．跳台滑雪运动员在下落过程中运动状态不变 C．冰壶运动项目中掷出后的冰壶向前滑行，是由于惯性 D．冰壶对冰面的压力和重力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．重力势能与质量和高度有关，运动员在下落的过程中，高度降低，重力势能减小，故A错误； B．运动员在下落过程中做曲线运动，运动状态发生改变，故B错误； C．掷出后的冰壶仍然会向前滑行，是由于冰壶具有惯性（物体具有保持运动状态不变的性质），故C正确； D．冰壶对冰面的压力的受力物体是冰面；冰壶的重力的受力物体是冰壶；两个力不是作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 【例6】（2024·湖南·二模）中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置，如图所示。小车悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关，小车左端的螺旋桨开始转动，小车由静止开始沿轨道向右运动，速度逐渐增大；一段时间后，小车右端的螺旋桨也开始转动，最终在两个螺旋桨的调节下，小车停在轨道上。下列说法正确的是（　　） A．小车向右加速的过程中，小车受力不平衡 B．小车向右加速的过程中，小车受平衡力作用 C．小车静止悬浮在轨道上时，小车只受重力作用 D．小车静止悬浮在轨道上时，小车不受外力作用 【答案】A 【详解】AB．小车向右加速的过程中，不是平衡状态，故小车受力不平衡，故A正确，B错误； CD．小车静止悬浮在轨道上时，小车受到竖直向下的重力和竖直向上的磁力，且二力是一对平衡力，故CD错误。 故选A。 【例7】【体育项目】（2024·湖南长沙·二模）投掷实心球是长沙市中考体育选考项目之一，小明同学掷出的实心球的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实心球在空中运动时没有惯性 B．实心球在最高点时处于平衡状态 C．实心球从最高点到落地过程中重力势能逐渐增大 D．实心球从离开手到落地过程中机械能逐渐减小 【答案】D 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有惯性，实心球在空中运动时有惯性，故A错误； B．不计空气阻力，在最高点A处实心球只受重力作用，受力不平衡，故B错误； C．实心球从最高点到落地过程中质量不变，高度降低，重力势能逐渐减小，故C错误； D．实心球从离开手到落地过程中，由于要克服空气阻力做功，因此机械能逐渐减小，故D正确。 故选D。 【例8】【物理与文学】踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢”。在如图所示的游戏中，毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 。被踢出后，毽子上升到最高处时，毽子将处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。（不计空气阻力） 【答案】 运动状态 非平衡 【详解】[1]毽子被踢出，毽子由静止变为运动，其运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]毽子上升到最高处时，毽子受重力作用，故毽子处于非平衡状态。 【例9】如图所示，跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前，下落会越来越快，此时运动员受到的阻力 重力；当降落伞打开后，运动员匀速下落时，受到的阻力 重力．（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】 小于 等于 【分析】要知道力和运动之间的关系：若受力不平衡，则物体运动状态改变；若受力平衡，则物体处于平衡状态． 知道二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上． 【详解】降落伞没有打开前，所受重力大于阻力，所以下落速度越来越快； 打开后当所受阻力与重力相等时，则这两个力平衡，运动员匀速下落． ►命题点02 二力平衡的条件 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡。 二力平衡条件：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。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。 ►命题点03 二力平衡条件的应用 1.确定力的大小和方向 根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。 如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。 2.根据物体受力情况判断物体运动状态 受力情况 运动状态 物体不受力时 静止或做匀速直线运动 物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动 受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等 3.根据物体运动状态判断物体受力情况 运动状态 受力情况 静止 受平衡力作用或不受力 匀速直线运动 受平衡力作用或不受力 运动状态改变 一定受到非平衡力作用 教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。 考点三 摩擦力 ►命题点01 摩擦力 认识摩擦力 两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力 摩擦力产生的条件 （1）接触面粗糙 （2）两物体相互接触并相互挤压（产生压力） （3）两物体间发生相对运动或有相对运动趋势 摩擦力的作用效果 摩擦力的作用总是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势） 摩擦力的作用点 摩擦力是作用在两物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上 摩擦力的方向 总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反 摩擦力的分类 （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力； （2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力； （3）静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力 （1）相对运动方向的理解：“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。 摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反； （2）判断摩擦力方向的三种方法 由摩擦力概念判断 摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反 由假设法判断 此方法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑、无摩擦，分析两物体的相对运动情况，然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向 由二力平衡条件判断 一对平衡力的方向相反，可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力方向来判断摩擦力的方向 【例10】（2023·湖南郴州·中考真题）下列有关摩擦力的说法不正确的是（　　） A．走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦 B．自行车刹车时，是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力 C．摩擦力不一定是阻力 D．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 【答案】D 【详解】A．走路时，脚向后蹬地，地面对鞋底产生向前的摩擦力使人获得前进的动力，是有益摩擦，故A正确，不符合题意； B．自行车刹车时，用力拉手闸，使得刹车胶皮与钢圈之间的压力增大从而增大摩擦来刹车，故B正确，不符合题意； C．摩擦力不一定是阻力，比如人行走时地面对鞋底的摩擦力，或者汽车驱动轮与地面之间的摩擦，都是使物体前进的动力，故C正确，不符合题意； D．人前进时，受到的摩擦力的方向与人运动的方向相同，所以摩擦力的方向总是和物体相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，而不一定和物体的运动方向相反，故D错误，符合题意。 故选D。 【例11】（2024·湖南·中考真题）如图所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下，只改变水平木板表面的粗糙程度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用 B．小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同 C．水平木板表面越粗糙，该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大 D．该实验能直接验证当物体受到的阻力为零时，物体将一直做匀速直线运动 【答案】C 【详解】A．不计空气阻力，小车在水平木板上运动过程中，在竖直方向受到重力和支持力，在水平方向只受摩擦力的作用，故A错误； B．小车在粗糙程度越大的水平木板表面滑行时，受到的阻力越大，运动速度减小的越快，小车滑行的距离越小，故B错误； C．小车在水平木板上运动时，对水平木板的压力一定，因此水平木板表面越粗糙，所受的摩擦力越大，故C正确； D．由于绝对光滑的水平面是不存在的，因此该实验不能直接验证当物体受到的阻力为零时，物体将一直做匀速直线运动，而是根据科学推理得出的，故D错误。 故选C。 【例12】（2022·湖南娄底·中考真题）如图所示，在“测量滑动摩擦力大小”的实验中，应拉着木块在长木板上做 运动，此时摩擦力大小为 N。 【答案】 匀速直线 2.2 【详解】[1]用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时，木块做匀速直线运动受到的力是平衡力，根据二力平衡的知识，此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。 [2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.2N，此时的摩擦力 f=F=2.2N 【例13】（2021·湖南株洲·中考真题）如图为某同学用弹簧测力计测量木块在水平固定木板上匀速滑动时所受摩擦力的情景。此时，弹簧测力计的读数为 N，实验操作中的错误是 。改正错误后，通过增减木块上钩码的个数，可以探究滑动摩擦力的大小与 （填“接触面的粗糙程度”或“压力”）的关系。 【答案】 1.4 弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块 压力 【详解】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.4N。 [2]实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，根据二力平衡条件，拉力等于摩擦力,而实验中弹簧测力计没有沿水平方向拉动木块。 [3]改正错误后，通过增减木块上钩码的个数，压力发生了变化，接触面的粗糙程度不变，可以探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。 【例14】如图所示纸箱A静止在斜面上，画出纸箱对斜面的压力和纸箱受到的摩擦力的示意图。 【答案】 【详解】纸箱对斜面的压力方向垂直于斜面向下，作用点在纸箱与斜面的接触面上；纸箱受到的摩擦力方向沿斜面向上，作用点画在纸箱A的重心，故作图如下： ►命题点02 影响滑动摩擦力大小的因素 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 ►命题点03 摩擦的利用与防止 1.有益摩擦和有害摩擦 （1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。 （2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。 2.增大或减小摩擦的方法 类别 方法 应用举例 增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸 增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉 变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动 减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 考点四 实验综述 ►实验01 实验探究：阻力对物体运动的影响 猜想与假设 阻力可能是使物体运动速度减小的原因 制订计划和设计实验 去一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下（控制变量法：控制滑上水平面时速度相同）。依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板（控制变量法：使水平面的粗糙程度不同），观察小车的运动情况，并记下其停止的位置。 实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。 实验记录 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 分析与论证 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远 科学推理 假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。 ►实验02 实验探究二力平衡的条件 提出问题 二力平衡的条件是什么？ 设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。 实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。 实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1＞F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1＜F2，观察小车运动情况。比较三次实验现象，可得只有当F1=F2，时小车才能静止。 （2）如图乙所示，在两个托盘中各放一个质量相等的砝码，将小车旋转一定角度，使两个拉力不在一条直线上，观察到小车会发生转动，最终直到F1和F2在同一条直线上时静止下来； （3）如图丙所示，把两个托盘上的细绳都系于一个挂钩上，两盘中的砝码质量相等，让两个托盘都向左拉小车时，会发现小车向左运动。 （4）如图丁所示，将两个相同的小车用细绳连接，分别系住一个托盘，保证两侧拉力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，剪断连接的细绳后观察到左边的小车向左运动，右边小车向右运动。 实验记录 两个力的大小（相等或不相等） 两个力的方向（相同或不相同） 两个力是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否平衡 操作（1） 不相等 相反 是 是 否 相等 相反 是 是 是 操作（2） 相等 相反 否 是 否 操作（3） 相等 相同 是 是 否 操作（4） 相等 相反 是 否 否 分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡 实验结论 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。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。 ▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。 ►实验03 探究影响滑动摩擦力大小的因素 1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素 提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的） 制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变 实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。 实验数据 实验序号 实验条件 摩擦力f/N 压力情况 接触面情况 1 等于木块的重力 木板表面较光滑 0.9 2 等于木块和砝码的总重力 木板表面较光滑 1.6 3 等于木块和砝码的总重力 表面较粗糙 2.1 分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。 实验结论 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 2.注意事项 （1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程； （2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行； （3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。 【例15】（2024·湖南长沙·一模）如图为“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车分别从斜面顶端静止滑下，研究小车在毛巾、棉布、木板水平表面上滑行的距离。 (1)实验中每次让小车从斜面同一位置山静止滑下的目的是：使小车每到水平面上滑行时 ． (2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 。 (3)由以上三次实验，可以推理出，若木板表面光滑，小车将 【答案】(1)速度相同 (2)慢 (3)做匀速直线运动 【详解】（1）实验中为了控制其他变量对实验的影响，每次控制小车从斜面顶端由静止下滑，是为了使小车达到水平面上滑行时的速度相同。 （2）小车在毛巾表面受到的摩擦力最大，小车滑行的距离最近；在木板表面滑行受到的摩擦力最小，小车滑行的距离最远，说明运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，滑行的距离越远。 （3）若木板表面光滑，小车在水平面上滑行受到的阻力变为零，小车的运动状态将不发生改变，将做匀速直线运动。 【例16】（2021·湖南衡阳·中考真题）小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下： （1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但 不相等，则这两个力不平衡。 （2）按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，把塑料块转过，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同一物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但 ，这两个力不平衡。 （3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是 。 A．塑料块容易扭转 B．塑料块是比较容易获取的材料 C． 减少了摩擦力对实验结果的影响 【答案】 大小 不在同一直线上 C 【详解】（1）[1]由图甲知道，作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力，方向相反，由于大小不相等，物体不能处于平衡态，所以，这两个力不平衡。 （2）[2]由图乙、丙知道，两个大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用下，物体不能处于平衡态，即这两个力不是平衡力。 （3）[3]两图相比知道，甲图可减小摩擦力对实验的影响，故选C。 【例17】（2022·湖南怀化·中考真题）实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，小吴有如下猜想： A．滑动摩擦力大小与压力大小有关 B．滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。 为此，小早进行了如图所示的实验。 （1）在实验过程中，需用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，根据 的知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小； （2）由图甲和图乙比较，可验证猜想 （填“A”或“B”）正确，并可得到结论：接触面粗糙程度相同时， ； （3）小军认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关，于是将甲图中的木块竖着切去一半，如图丁所示，比较甲、丁两次实验，发现拉力大小不同，由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。 【答案】 二力平衡 A 压力越大，滑动摩擦力越大 错误 没有控制压力大小相等 【详解】（1）[1]拉着让木块保持匀速直线运动，根据二力平衡的条件，滑动摩擦力大小等于拉力大小，间接测量滑动摩擦力的大小。 （2）[2][3]由图甲和图乙可知，接触面的粗糙程度相同，乙图压力大于甲图压力，乙图测力计示数大于甲图测力计示数，说明乙图摩擦力大于甲图摩擦力，所以可验证猜想A正确，并可得到结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 （3）[4][5]小军将甲图中的木块竖着切去一半，接触面积的减小了一半，同时压力也减小了一半，存在两个变量，所以比较甲、丁两次实验，得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关的结论是错误的。在探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关时，应控制压力相同，接触面的粗糙程度相同，而改接触力面积的大小，而小军的实验接触面积、压力都不同，他没有控制压力相同。 题型精研·考向洞悉 题型一 牛顿第一定律 ►考向01 实验探究阻力对物体运动的影响 【典题1】（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。下列与此实验有关的说法错误的是（　　） A．实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等 B．实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动的小车所受的阻力大小 C．根据实验现象及进一步推理，如果小车运动时不受阻力，它将做匀速直线运动 D．如图乙所示，小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时，若小球所受的力全部消失，可判断小球将做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．根据控制变量法可知，实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等，故A正确，不符合题意； B．接触面越粗糙，小车运动时受到的阻力越大，实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动的小车所受的阻力大小，故B正确，不符合题意； C．根据实验现象可知，接触面粗糙程度越小，小车在水平面运动时受到的阻力越小，小车通过的距离越长，据此进一步推理，如果小车运动时不受阻力，小车通过的距离无限远，即它将做匀速直线运动，故C正确，不符合题意； D．如图乙所示，小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时，小球处于静止状态，若小球所受的力全部消失，根据牛顿第一定律，可判断小球将静止，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式1-1】（2023·江苏宿迁·中考真题）图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”，以下分析正确的是（　　） A．在图甲实验中，三次木块做匀速直线运动的速度应该相等 B．在图乙实验中，三次小车运动到水平面时的初速度应该相等 C．在图甲实验中，弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块 D．在图乙实验中，小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现 【答案】B 【详解】AC．图甲是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验，实验过程中根据二力平衡木块需沿着水平方向做匀速直线运动，此时摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力，可以通过测力计示数知道大小，滑动摩擦力受压力的大小与接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关，所以三次木块做匀速直线运动的速度不用相等，故AC错误； B．图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”，实验过程中应控制小车到达水平面的速度相同，故B正确； D．图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”，如果小车上放不同质量的砝码小车到达水平的速度就不同，而小车所受阻力的改变是通过改变接触面的粗糙程度来实现的，故D错误。 故选B。 【变式1-2】（2023·江苏无锡·中考真题）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的 和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。 【答案】 相同高度 重力 距离 【详解】[1]探究阻力对物体运动的影响时，应控制小车到达水平面时的初速度相同，所以让小车从斜面的相同高度处由静止释放。 [2]小车在水平面运动时，受到重力作用在小车上，受到的支持力也作用在小车上，两个力大小相等，方向相等，作用在同一条直线上，所以小车受到的重力和支持力是一对平衡力。 [3]实验中运用转换法，将阻力对物体运动的影响转换为小车在水平面上运动的距离，所以通过比较小车在水平面上运动的距离来比较阻力对物体运动的影响。 【变式1-3】（2021·云南昆明·中考真题）为了探究力与运动的关系，先后三次让同一滑块从同一斜面的顶端由静止滑下，分别滑到表面粗糙、表面比较平滑和表面很平滑的水平面上，这样做的目的是为了研究在阻力 时，滑块在水平面上运动距离的情况，观察到的现象是 ，由此可推理得出 。 【答案】 不同 滑块滑行距离变远 见详解 【详解】[1]分别滑到表面粗糙、表面比较平滑和表面很平滑的水平面上，阻力不同。 [2][3]阻力依次减小，所以滑块滑行距离变远，由此可推理得出，如果物体不受阻力，将一直做匀速直线运动。 ►考向02 牛顿第一定律及应用 （1）判断物体的运动状态： 当物体不受外力作用时：（1）动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时，将保持匀速直线运动状态；（2）静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时，将保持静止状态。 （2）运动和力的关系：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。 【典题2】【物理与生活】（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）图是马恒同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断蹬地，使滑板车沿水平方向前进，关于此情形，下列说法正确的是（    ） A．不断蹬地使滑板车向前，说明物体的运动需要力来维持 B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了惯性的作用 C．运动中的滑板车如果所受外力全部消失，它将做匀速直线运动 D．当滑板车停下来时，它的惯性将会消失 【答案】C 【详解】A．不断蹬地说明，说明力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故A错误； B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了阻力的作用，阻力改变了滑板车的运动状态，故B错误； C．运动中的车如果所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，其运动状态不变，将做匀速直线运动，故C正确； D．惯性是物体的属性，当滑板车停下来时，仍具有惯性，故D错误。 故选C。 【变式2-1】【航空航天】（2023·贵州·中考真题）在中国空间站的“天宫课堂”上，航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验，冰墩墩被王亚平轻轻一推，便几乎沿直线匀速飘向叶光富，下列哪一定律能解释此运动现象（　　） A．光的反射定律 B．牛顿第一定律 C．欧姆定律 D．焦耳定律 【答案】B 【详解】冰墩墩被推出后，由于冰墩墩在太空中处于失重状态，在空中不受力的作用，所以冰墩墩会沿着原来的方向做匀速直线运动，能解释此运动现象的是牛顿第一定律。 故选B。 【变式2-2】（2022·山东青岛·中考真题）学习了牛顿第一定律之后，同学们展开了讨论，以下观点错误的是（　　） A．物体的运动不需要力来维持 B．物体不受力，它的运动状态不变 C．静止的物体没有惯性 D．此定律是在实验和大量事实基础上推理得出的 【答案】C 【详解】A．力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故A正确，不符合题意； B．物体不受力，它将保持匀速直线运动状态或静止状态，运动状态不变，故B正确，不符合题意； C．一切物体都有惯性，故C错误，符合题意； D．牛顿第一定律是在实验加推理基础上得出的，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-3】（2024·四川自贡·中考真题）在学校举办的一场足球比赛上，小明将球踢向球门，足球由于 在空中继续飞行。若足球飞行过程中所有外力消失，则足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 【答案】 惯性 匀速直线运动 【详解】[1]在学校举办的一场足球比赛上，小明将球踢向球门，足球由于惯性保持原来的运动状态，在空中继续飞行。 [2]若足球飞行过程中所有外力消失，则足球的运动状态不变，将保持匀速直线运动状态。 【变式2-4】（2022·山西·三模）“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。”总结概括出这条重要规律的科学家是 ，得出这样的结论，他运用了 的方法。 【答案】 牛顿 实验加推理 【详解】[1][2]牛顿在伽利略、笛卡尔等人的研究基础上，得出牛顿第一定律：“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态”。所以此科学规律是牛顿总结概括得出的，现实生活中不受力的物体是不存在的，牛顿得出这个规律运用了实验加推理的方法。 ►考向03 惯性及应用 惯性是物体本身的一种属性，即物体保持原有运动状态不变的性质，其大小只和质量有关，与物体的运动状态以及是否受力都无关。另外，还需要注意惯性不是力，因而描述惯性时不能与“受到”、“作用”等词搭配使用，更不能说“惯性力”。 （1）解释生活中惯性的现象的步骤：一、确定研究对象，明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分；二、确定被研究对象原来处于什么状态；三、说明物体的运动状态要发生怎样的变化；四、由于惯性，研究对象要保持原来的什么状态，结果会出现什么现象。 （2）从“结果”出发，判断惯性的利用与惯性危害的防止：判断是利用惯性还是防止惯性的危害，可以从结果出发。若有了惯性，结果是对我们有利的，则相应措施属于利用惯性；若有了惯性，而不加以预防时，结果是对我们有害的，则相应措施属于防止惯性带来的危害。 【典题3】【安全知识】（2024·山东淄博·中考真题）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（    ） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 【答案】C 【详解】A．铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误； B．惯性是物体保持运动状态不变的性质，车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下，故B错误； C．车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用，故C正确； D．失控车辆冲入陡坡后质量不变，速度减小，则动能减小，故D错误。 故选C。 【变式3-1】【航空航天】（2024·山东德州·中考真题）如图所示，2024年4月25日“神舟十八号”载人飞船成功发射，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空过程中，以飞船为参照物，航天员是静止的 B．火箭加速升空过程中，惯性增大 C．飞船变换角度入轨时，它的运动状态保持不变 D．展开太阳能帆板的目的是保持飞船平衡 【答案】A 【详解】A．火箭加速升空过程中，航天员相对飞船的位置没有发生变化，以飞船为参照物，航天员是静止的，故A正确； B．惯性只与物体的质量有关，火箭加速升空过程中，消耗燃料使质量变小，则惯性变小，故B错误； C．飞船变换角度入轨时，它的运动方向改变，则运动状态改变，故C错误； D．展开太阳能帆板的目的是利用太阳能发电，故D错误。 故选A。 【变式3-2】【新素材】（2024·安徽·中考真题）2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。26日5时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站。随后，两个航天员乘组面向镜头向牵挂他们的全国人民报平安（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．载人飞船在升空的过程中惯性增大 B．“天宫”空间站处于平衡状态 C．地球对“天宫”空间站有吸引作用 D．航天员报平安的声音是通过声波传回地面的 【答案】C 【详解】A．惯性的大小只与物体的质量有关，火箭加速升空的过程中，载人飞船的质量不变，惯性不变，故A错误； B．空间站在太空中运动的方向时刻在发生变化，处于非平衡状态，故B错误； C．“天宫”空间站能绕着地球运动，是因为受到地球对它的吸引作用，故C正确； D．太空是真空，真空不能传声，所以航天员在太空与地面交流时的声音不是通过声波传向地球的，而是通过电磁波传向地球的，故D错误。 故选C。 【变式3-3】（2024·江苏镇江·中考真题）如图两棋子静止叠放在水平面上，上方棋子受力 （选填“平衡”或“不平衡”）。用尺快速水平击打下方棋子，由于上方棋子具有 ，其位置几乎不变。当下方棋子飞出后，上方棋子受 力的作用而下落。 【答案】 平衡 惯性 重 【详解】[1]由于两棋子都静止叠放在水平面上，都处于平衡状态，所以上方棋子在竖直方向上受到的重力和下方棋子给它的支持力是一对平衡力。因此，上方棋子受力是平衡的。 [2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性。当用尺快速水平击打下方棋子时，由于惯性，上方棋子会保持原来的静止状态，即其位置几乎不变。 [3]当下方棋子飞出后，上方棋子不再受到下方棋子的支持力，但在竖直方向上仍然受到重力的作用。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，它的方向总是竖直向下的。因此，在重力的作用下，上方棋子会下落。 【变式3-4】（2024·江苏常州·中考真题）2024年3月26日，美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示，撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为 ，当船以10.8km/h、合 m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的 很大导致其 能很大，使得船将大桥撞毁。 【答案】 船具有惯性 3 质量 动 【详解】[1]撞击前，船突发故障失去动力，由于船具有惯性，所以不会立即停下。 [2]船的速度 10.8km/h=3m/s [3]动能与质量和速度有关，船速较慢，船的质量很大，船的动能很大，使得船将大桥撞毁。 题型二 二力平衡 ►考向01 平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态。物体在弯曲轨道上做速度大小不变的运动时，速度方向在不断变化，物体的运动状态变化，物体受到非平衡力作用。 （2）平衡力和相互作用力 平衡力与相互作用力的相同点可简记为：“等大、反向、共线”，而平衡力“同体”，即平衡力作用在同一物体上时物体平衡；相互作用力“异体”，即相互作用力作用在相互作用的两个物体上，相互作用力的描述一般都带有A对B，B对A的特征。 【典题1】【体育赛事】（2024·贵州·中考真题）“贵州村超”足球赛精彩纷呈。比赛中，足球在空中划过一道弧线飞向球门。此过程中对足球分析正确的是（　　） A．相对球门静止 B．运动状态改变 C．惯性逐渐消失 D．受平衡力作用 【答案】B 【详解】A．足球飞向球门，以球门为参照物，足球的位置不断改变，则足球相对球门是运动的，故A错误； BD．足球在空中划过一道弧线，说明足球的运动路径是曲线，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用，故B正确，D错误； C．惯性是物体的属性，足球在任何时候都有惯性，惯性不会消失，故C错误。 故选B。 【变式1-1】（2022·山东德州·中考真题）2022年3月23日，“天宫课堂”在中国空间站再次开讲（如图所示）。在太空抛物实验中，冰墩墩被抛出后能继续向前运动，是因为它具有 ，前进过程中冰墩墩做匀速直线运动，此时它处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【答案】 惯性 平衡 【详解】[1]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。所以冰墩墩被抛出后能继续向前运动，是因为它具有惯性。 [2]物体保持静止或匀速直线运动时所处的状态称为平衡状态。冰墩墩做匀速直线运动的物体处于平衡状态。 【变式1-2】（2024·四川南充·模拟预测）竖直向上抛出的石子由于受到重力作用，致使它上升得越来越慢。石子到达最高点时的速度大小为零，此时石子处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；石子在整个上升过程中，动能转化为 （不考虑空气阻力影响）。 【答案】 不平衡 重力势能 【详解】[1]在地球表面附近的物体都会受到地球的吸引力，即受到重力作用。石子在上升的过程中，石子只受到重力作用，使石子上升的速度在不断减小，到达最高点时的速度大小为零，石子在只有重力的作用下不会处于平衡状态，因此在最高点石子处于不平衡状态。 [2]石子在上升的过程中，质量不变，由于速度在减小，高度在增大，可见减小的动能转化成了重力势能。 【变式1-3】（2024·上海宝山·一模）我们常用“频闪照片”来研究物体的运动。如图1所示，记录了甲、乙两个小球每隔1s所处的位置。根据底片可以判断 球处于平衡状态。图2中的图像描述的是 球做 运动。 【答案】 甲 甲 匀速直线运动 【详解】[1]由图1知道，甲球在相同的时间间隔内通过的路程相等，所以，可以认为甲球做匀速直线运动，乙球在相邻的时间间隔内，通过的路程逐渐的增大，所以，乙球的运动速度逐渐增大，做的是加速运动。静止和匀速直线运动都是平衡态，所以，由图1知道，甲球处于平衡状态。 [2][3]由图2知道，路程随着时间的增加而逐渐的增大且成正比关系，即图2是匀速直线运动的图像，所以该图像描述的是甲球的运动。 ►考向02 二力平衡条件的应用（合力和分力） 【典题2】【情境创设】如图所示，A、B两同学推墙，A向前推B，B向前推墙，墙未动。假如每人的推力大小都为F，则以下说法中正确的是（　　） A．墙受到的力为2F B．墙受到的力大于F，小于2F C．两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D．B同学不受摩擦力 【答案】D 【详解】甲方式中，先对A同学受力分析，水平方向受B对A的向后的弹力和地面对A的向前的静摩擦力，竖直方向受重力和支持力；再对B同学受力分析，受A对B的弹力和墙壁对B的弹力，根据平衡条件得到，墙壁对B的弹力等于A对B的弹力，为F，即B同学与地面间没有静摩擦力。 故选D。 【变式2-1】（2023·四川成都·中考真题）如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从a点上升到最高点b后下落到地面c点，然后继续运动到d点停止。下列说法正确的是（　　） A．球从a点上升到b点，是因为受到惯性作用 B．球在b点受到的合力为零 C．球从b点下落到c点，运动状态不断改变 D．球最终到d点停止，说明物体运动需要力来维持 【答案】C 【详解】A．惯性不是力，不能表述为受到惯性作用，故A错误； B．球在b点只受到重力作用，所以球在b点受到的合力不为零，故B错误； C．球从b点下落到c点，球的速度增大，球的运动方向不断改变，所以球的运动状态不断改变，故C正确； D．球最终到d点停止，是受到阻力的作用，速度越来越小，所以物体运动不需要力来维持，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（2024·四川内江·中考真题）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有 ，排球的重力为2.7N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5N，方向竖直向下，此时排球所受合力大小为 N。 【答案】 惯性 3.2 【详解】[1] 排球离开胳膊后继续向上运动是因为它具有惯性，仍要保持原来的运动状态。 [2] 在竖直上升的过程中，空气阻力和重力均竖直向下，则合力为 【变式2-3】【科学思维】阅读并计算：作用于同一点的两个力的合成符合平行四边形定则（线段的长短表示力的大小，箭头方向表示力的方向），如图甲、乙所示，以表示F1和F2这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力F的大小和方向．请计算丙图中F1和F2合力的大小 N． 【答案】50 【详解】由题知，两个邻边之间的对角线就代表合力F的大小和方向， 图丙中，F1和F2互相垂直，利用勾股定理可得合力的大小： ． ►考向03 探究二力平衡条件 【典题3】（2024·江苏盐城·中考真题）下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，纸片能保持平衡状态，故A符合题意； B．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个和一个质量相等的钩码，纸片两端受到的两个力的大小不相等，即两个力的大小不相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故B不符合题意； C．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片扭转一个角度，纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故C不符合题意； D．纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码，但纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上，不是一对平衡力，纸片不能保持平衡状态，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-1】（2024·四川成都·二模）如图是探究二力平衡条件的实验装置，下列关于该实验的叙述不正确的是（　　） A．调整托盘所放钩码个数，可改变小车受力大小 B．为使实验效果更明显，应选用质量小的小车 C．两边钩码质量相等时，小车一定处于平衡状态 D．将小车扭转一定角度再释放，是研究不在同一直线上的两个力是否平衡 【答案】C 【详解】A．调整两边的托盘所放的钩码数量，可以改变小车所受拉力的大小，可以探究二力平衡时两个力的大小关系，故A正确，不符合题意； B．质量较大的小车对桌面的压力大，小车受到的摩擦力大，对实验影响较大，所以应选择质量较小的车，减小摩擦力对实验的影响，故B正确，不符合题意； C．两边钩码质量相等时，两边的拉力相等，如果这两个力不在同一直线，则小车处于不平衡状态，所以小车不一定处于平衡状态，故C错误，符合题意； D．将小车扭转一个角度，是为了改变力的作用线的位置，使两个力不在同一直线，是为了探究二力平衡时两个力是否在同一直线上，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式3-2】如图所示是小华同学探究二力平衡条件的实验装置： (1)实验时选择重力 （选填“大”或“小”）的卡片。 (2)当卡片平衡时，小华将卡片旋转转过一个角度，松手后观察卡片能否平衡，设计此实验目的是探究 。 【答案】(1)小 (2)不在同一直线上的两个力能否平衡 【详解】（1）由于卡片的质量小，重力远小于卡片受到的拉力，所以选用重力小的卡片可忽略卡片重力对实验的影响。 （2）小华将小卡片转过一个角度，两个力不在同一直线上，卡片不能平衡，设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。 【变式3-3】（2023·黑龙江绥化·中考真题）如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。 （1）把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，放入质量相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 ； （2）把小车放在水平桌面上，保持两托盘砝码质量相等，使小车静止，将小车扭转一个角度后释放，观察到小车 ，这说明相互平衡的两个力作用在 ； （3）实验中为了减小摩擦力对实验的影响，应选择质量较 的砝码进行实验。（选填“大”或“小”） 【答案】 大小相等 方向相反 转动 同一直线上 大 【详解】（1）[1]在两托盘中放入质量相等的砝码，左右两侧拉力相等，小车平衡；在两托盘中放入质量不相等的砝码，左右两侧拉力不相等，小车不能平衡， 说明相互平衡的两个力大小相等； [2]把两个托盘放在小车的同一侧，放入质量相等的砝码，小车受到的这两个力的方向相同，不能平衡，说明这说明相互平衡的两个力方向相反。 （2）[3][4]将已经平衡的小车扭转一个角度后，小车受到的这两个力就不在同一条直线上，结果小车会转动，直到这两个力在同一条直线上，说明相互平衡的两个力作用在同一条直线上。 （3）[5]砝码质量越大，对小车的拉力就越大，摩擦力对实验的影响就会越小。 题型三 摩擦力 ►考向01 摩擦力的概念 （1）产生摩擦力必须同时满足三个条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并相互挤压；（3）发生相对运动或有相对运动趋势。 （2）根据二力平衡判断摩擦力的大小和方向：1）确定研究对象的运动状态为平衡状态；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根据平衡力的条件（大小相等、方向相反）来判断摩擦力的大小和方向。 （3）静摩擦力的大小和方向：静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等、方向相反，故静摩擦力会随着外力的变化而变化，不是定值。 ★易错警示 “推了但没有推动”的两种误区：1）“没推动”就是推力太小，小于物体所受静摩擦力；2）“没推动”就是不受摩擦力。 正确理解：1）“没推动”=“物体静止”=“物体受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“没推动”，物体只是没有相对运动，但存在相对运动趋势，此时有静摩擦力。 【典题1】（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，物体甲、乙叠放在水平地面上，在的水平拉力的作用下一起向右做匀速直线运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．甲受到的摩擦力大小为 B．甲受到的摩擦力方向水平向右 C．乙受到的摩擦力大小为 D．乙受到的摩擦力方向水平向右 【答案】C 【详解】AB．甲做匀速直线运动，受力平衡，在竖直方向上受重力和支持力，水平方向上不受拉力，所以没有摩擦力，故AB错误； CD．乙也做匀速直线运动，受力也是平衡的，它受到向右的5N的拉力，必然受向左的5N的摩擦力。故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-1】（2023·山东日照·中考真题）书法教育是对中小学生进行书法基本技能的培养和书法艺术欣赏，是传承中华民族优秀传统文化，培养爱国情怀的重要途径。如图所示，在某次书法课上，小明同学在水平桌面上平铺一张白纸，然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇纸，防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态。则（　　） A．毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左 B．镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右 C．白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左 D．白纸只受到向左的摩擦力 【答案】A 【详解】A．书写“一”字向右行笔的过程中，毛笔相对白纸向右运动，故毛笔受到白纸施加的向左的摩擦力，故A符合题意； B．镇纸与白纸始终处于静止状态，镇纸相对白纸没有相对运动或运动的趋势，故镇纸没有受到白纸的摩擦力的作用，故B不符合题意； C．毛笔受到白纸施加的向左的摩擦力，由力的相互性，白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向右，故C不符合题意； D．根据选项C可知，白纸还受到毛笔施加的向右的摩擦力的作用，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（2024·江苏无锡·中考真题）生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在 （选填“平整”或“不平整”）的墙面上，以防止漏气。若吸盘的横截面积为，外界大气压为，则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力。 【答案】 平整 200 摩擦力 【详解】[1]吸盘挂钩是利用大气压来工作的，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在光滑的墙面上，外界大气压大于吸盘内气压，将吸盘紧紧压在墙面上，若墙面不平整，空气会进入吸盘内，吸盘会脱落。 [2]排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 [3]吸盘挂钩受自身重力和物体对挂钩向下的拉力而不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。 【变式1-3】（2023·山东淄博·中考真题）抽取式餐巾纸表面有花纹，对折成形，交错叠放，封装在纸盒里。如图所示，使用时打开封口，闻到餐巾纸淡淡的香味，这是 现象。抽出一张就会带出下一张，主要依靠餐巾纸之间的 力。 【答案】 扩散 摩擦力 【详解】[1]打开塑料袋封口，闻到面巾纸淡淡的香味，这是扩散现象，是分子在不停地做无规则运动的结果。 [2]根据题意知道，抽取式面巾纸是叠套压实，表面有褶皱或压痕，说明接触面粗糙且有压力，当抽出第一张面巾纸时，两张纸之间则存在相对运动，所以，上一张面巾纸带起下一张面巾纸，主要依靠相邻两张面巾纸之间的摩擦力。 ►考向02 利用运动图像求摩擦力 结合运动图像分析摩擦力的大小 （1）分析运动物体所受滑动摩擦力时，若物体做匀速直线运动，则可根据二力平衡知识直接解答； （2）若物体做加速运动或减速运动，此时物体不处于平衡状态，则分析物体与接触面之间的压力及接触面的粗糙程度是否发生变化（一般均不变），若不变，则滑动摩擦力的大小不变。 【典题2】放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在0～2s内，该物体做匀速运动 B．物体在2～6s内受到的拉力为6N C．物体受到的滑动摩擦力大小为2.5N D．在2～6s内，拉力对物体做功为90J 【答案】C 【详解】A．在0～2s内，由v-t图象可知，物体的速度均匀增大，该物体做加速直线运动，故A错误； B．在2～6s内，由v-t图象可知，物体做匀速直线运动，且速度v=6m/s；由P-t图象可知对应的拉力功率P=15W，由 P==Fv 可得，此时间内物体受到的拉力 F==2.5N 故B错误； C．在2～6s内，物体做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，则滑动摩擦力 f=F=2.5N 因整个过程中压力大小和接触面的粗糙程度均不变，所以物体在整个过程中受到的滑动摩擦力大小为2.5N，故C正确； D．2～6s内拉力对物体做的功 W=Pt=15W×4s=60J 故D错误。 故选C。 【变式2-1】如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由0逐渐增大的水平作用力压在物块上，墙壁足够高，则物块下落时速度及摩擦力随时间变化的图象正确的是（　　） A．B．C． D． 【答案】D 【分析】影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；对物块进行受力分析，根据摩擦力大小的影响因素判断其摩擦力变化。 【详解】用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上，此时重力与拉力是一对平衡力；当剪断细绳时，拉力消失，但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力压在物块上，则木块对墙面产生压力，从而产生沿墙壁向上的滑动摩擦力，且滑动摩擦力随着压力的增大而变大；开始时摩擦力较小，小于重力（），物块向下做加速运动；然后摩擦力等于重力，继续增大压力，向上的摩擦力会大于向下的重力（），物块做减速运动；当速度为零时物体静止，此时静摩擦力等于物重（）；故摩擦力先变大，然后突然变小，最终摩擦力大小等于重力。 故选D。 【变式2-2】（2024·黑龙江佳木斯·二模）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，其拉力随时间变化的F-t图象和速度随时间变化的v-t图象分别如图乙、丙所示。则当时，物体受到的摩擦力大小为 N；当时，物体受到的摩擦力大小为 N。 【答案】 2 4 【详解】[1]当时，由丙图可知，物体静止，产生的摩擦力为静摩擦，此时摩擦力与拉力为一对平衡力，则摩擦力为2N。 [2]时，由乙图可知，物体做加速运动，产生的摩擦力为滑动摩擦力，根据二力平衡原理可知，滑动摩擦力与物体做匀速直线运动的外力大小相等，由丙图可知，物体做匀速直线运动的时间段为6~9s，据乙图可知该时间段的外力为4N，则滑动摩擦力为4N。 【变式2-3】如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F 的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于 状态，物体受到的摩擦力为 N；t=3 s时，物体受到的摩擦力为 N。 【答案】 静止 2 4 【详解】[1][2]由丙图可知，t=1s时，物体的速度为零，所以物体处于静止状态，此时物体受到的摩擦力属于静摩擦力，此时水平方向上受力平衡，摩擦力大小等于推力大小 [3]由图丙知在4到6s间，物体做匀速直线运动，所以此时推力和摩擦力平衡，由F-t图象知，此时推力为4N，所以摩擦力也等于4N；当t=3s时，物体做加速运动，运动状态发生变化，但由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以此时的摩擦力也为4N。 ►考向03 探究滑动摩擦力大小的影响因素 【典题3】（2024·江苏宿迁·中考真题）在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中，实验装置如图甲所示，固定弹簧测力计，拉动木板，测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示，水平拉动木板，使木板和木块一起做匀速直线运动，测量木板受到桌面的摩擦力；如图丙所示，固定木块，再拉动木板，当木板相对于木块滑动时，读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力（　　） A．方向水平向左，拉木板需要匀速运动 B．方向水平向右，拉木板不需要匀速运动 C．方向水平向右，拉木板需要匀速运动 D．方向水平向左，拉木板不需要匀速运动 【答案】A 【详解】图甲中，拉动木板，保持木块处于静止状态，合力为0，木块受到弹簧测力计水平方左的拉力F和木板对它水平向右的滑动摩擦力f是一对平衡力，弹簧测力计的示数等于木块受到滑动摩擦力大小，即 f=F 又根据力的作用是相互的，且相互作用的两个力大小相等，方向相反，则木块对木板水平向左的滑动摩擦力fˊ等于木板对木块水平向右的滑动摩擦力f，即 fˊ=f 故测量的木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向左，拉木板需要匀速运动。 图乙中，水平拉动木板，使木板和木块一起做匀速直线运动，合力为0，木板和木块受到弹簧测力计水平方右的拉力F和桌面对它水平向左的滑动摩擦力f是一对平衡力，即 f=F 故弹簧测力计测量的是木板受到桌面的摩擦力。 图丙中，固定木块，若匀速拉动木板，当木板相对于木块滑动时，木板受到木块对它水平向左的滑动摩擦力、桌面对它水平向左的滑动摩擦力与弹簧测力计对它向右的拉力相等，结合图甲和乙测得的结果，可知道木板受到木块的滑动摩擦力， 若变速拉动木板，当木板相对于木块滑动时，木板受到木块对它水平向左的滑动摩擦力和桌面对它水平向左的滑动摩擦力与弹簧测力计 对它向右的拉力不相等，B弹簧测力计示数会变化，无法测出拉力大小，不能测量的木板受到木块的滑动摩擦力，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式3-1】（2024·江苏无锡·中考真题）在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为 N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与 的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是： 。 【答案】 0.3 接触面的粗糙程度 见解析 【详解】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数是0.3N，木块受到摩擦力是0.3N。 [2]再将毛巾平铺在木板上进行实验，压力不变，改变接触面的粗糙程度，可探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。 [3]为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，接触面的粗糙程度不变，改变压力大小，在木块上面放不同个数的钩码，匀速拉动木块，记录弹簧测力计的示数。 【变式3-2】（2024·黑龙江大庆·中考真题）如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。 （1）如图甲、乙、丙所示三种情况下，木板和毛巾保持不动，物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小 （填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数； （2）比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系（均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）； （3）小萌同学对实验装置进行改进，如图丁所示，用力拉动长木板向左运动，物块保持静止时弹簧测力计的示数 （填“大于”“等于”或“小于”）物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学 （填“需要”或“不需要”）匀速拉动长木板。 【答案】 等于 压力 接触面的粗糙程度 等于 不需要 【详解】（1）[1]物块做匀速直线运动，故在水平方向上二力平衡，则物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。 （2）[2][3]甲乙两图，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，故可以研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系；乙丙两图压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，故可以研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。 （3）[4][5]物块相对地面保持静止，受力平衡，故弹簧测力计示数等于摩擦力大小；改进后物块始终保持静止，故不需要匀速拉动长木板。 ►考向04 摩擦力的利用与防止 摩擦力有其有利的方面，但也有不利的方面，回答此类问题应从影响摩擦力大小的因素方面考虑。 （1）减小摩擦的方法：（1）减小压力；（2）减小粗糙程度；（3）变滑动为滚动；（4）使接触面分离。 （2）增大摩擦的方法：（1）增大压力；（2）增大粗糙程度；（3）变滚动为滑动。 【典题4】（2024·山东青岛·中考真题）小明观看亚运会比赛时，看到以下场景，其中属于减小摩擦的是（　　） A．滑板运动员的滑板装有轮子 B．自行车运动员刹车时用力捏闸 C．体操运动员在手上涂防滑粉 D．长跑运动员鞋底有粗糙的花纹 【答案】A 【详解】A．滑板运动员的滑板装有轮子，通过变滑动为滚动来减小摩擦力，故A符合题意； B．自行车刹车时用力捏紧车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故B不符合题意； C．体操运动员在手上涂防滑粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故C不符合题意； D．长跑运动员鞋底有粗糙的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的，故D不符合题意。 故选A。 【变式4-1】（2024·四川乐山·中考真题）以下四种实例中，可以减小摩擦的是（　　） A．图甲体操运动员上器械前会在手上涂防滑粉 B．图乙轮滑鞋装有滚轮 C．图丙自行车刹车时捏紧车闸 D．图丁运动鞋底有凹凸的花纹 【答案】B 【详解】A．运动员上器械前会在手上涂防滑粉，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故A不符合题意； B．轮滑鞋装有滚轮，通过变滑动为滚动减小摩擦力，故B符合题意； C．自行车刹车时捏紧车闸，通过增大压力，增大摩擦力，故C不符合题意； D．运动鞋底有凹凸的花纹，通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故D不符合题意。 故选B。 【变式4-2】（2024·天津·中考真题）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小 。 【答案】 省力 摩擦 【详解】[1]由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下摁动杠杆过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 [2] 底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。 【变式4-3】（2024·甘肃白银·中考真题）小宇看到妈妈打不开玻璃罐的盖子，于是他用物理课学到的知识给妈妈教了两种方法。方法一：如图甲所示，将一块毛巾包在玻璃罐的盖子上面，再用手拧盖子，玻璃罐就打开了。方法二：如图乙所示，用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘，有空气进去后瓶盖变平，再用手拧盖子，玻璃罐就打开了。 请你用物理知识分别解释这两种方式容易打开玻璃罐盖子的原因。 方法一： （选填“增大”或“减小”）了毛巾对盖子的摩擦力；原因是 ； 方法二： （选填“增大”或“减小”）了盖子与瓶口的摩擦力；原因是 。 【答案】 增大 增大了接触面的粗糙程度 减小 减小玻璃罐盖子对玻璃罐的压力 【详解】[1][2]在压力相同时，用毛巾包在玻璃罐的盖子上面增大了接触面的粗糙程度，从而增大了手与盖子之间的摩擦力，因此更容易打开玻璃罐的盖子 [3][4]用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘，有空气进去，空气进入后，瓶盖对瓶口的压力减小，从而减小了盖子与瓶口的摩擦力。 分层训练·巩固提升 基础巩固 一、单选题 1．（2023·湖南永州·中考真题）今年永州市组织了中小学生足球赛，有关足球受力和运动的判断，下列说法正确的是（　　） A．在空中运动的足球不受重力作用 B．运动的足球具有惯性，静止在草地的足球不具有惯性 C．在草地上运动的足球慢慢停下来，说明物体的运动需要力来维持 D．静止在水平草地的足球，草地对足球的支持力和足球受到的重力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．在地球表面的物体都会受到重力的作用，因此在空中运动的足球受重力作用，故A错误； B．一切物体在任何情况下都有惯性，因此静止在草地上的足球也具有惯性，故B错误； C．在草地上运动的足球慢慢停下来，足球在阻力的作用下运动速度变小，运动状态发生改变，因此说明力是改变物体运动状态的原因，故C错误； D．静止在水平草地的足球，草地对足球的支持力和足球受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一物体（足球）上、作用在同一直线上，因此两力是一对平衡力，故D正确。 故选D。 2．【体育赛事】2024年3月，由林孝埈、刘少林、刘少昂和孙龙组成的中国队成功卫冕短道速滑世锦赛男子5000米接力冠军，中国队以4枚金牌的成绩结束了本次世锦赛征程，如图是比赛时的情景，下列说法正确的是（　　） A．以看台为参照物，比赛中的运动员是静止的 B．加速运动时，运动员的惯性逐渐变大 C．在弯道上滑行时，运动员所受合力不为零 D．运动员用力向后蹬地前行，说明运动需要力来维持 【答案】C 【详解】A．以看台为参照物，比赛中的运动员相对看台位置发生了改变，所以是运动的，故A错误； B．惯性是物体的一种属性，惯性大小只与质量有关，运动员的质量不变，所以惯性不变，故B错误； C．在弯道上滑行时，运动员的运动方向发生了变化，运动员的运动状态发生改变，受力不平衡，合力不为零，故C正确； D．运动员用力向后蹬地前行，运动员的运动状态发生了变化，说明力是改变物体运动状态的原因；运动员停止蹬地时，由于惯性继续向前滑行，说明力不是维持物体运动的原因，故D错误。 故选C。 3．一个文具盒放在水平桌面上，文具盒受到的重力是1.5N，则桌面对文具盒的支持力是（　　） A．15N B．1.5N C．3N D．10N 【答案】B 【详解】放在水平桌面上的文具盒受到的重力是1.5N，它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力，大小相等，所以它受到桌面对它的支持力也是1.5N。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．（2024·湖南常德·模拟预测）如图所示，一个木箱放在水平地面上，小军用水平向右的力推木箱，但未推动。下列说法正确的是（　　） A．推力小于木箱所受的摩擦力 B．推木箱时，箱子对小军的作用力小于他的推力 C．木箱受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力 D．若此时木箱所受的外力同时消失，木箱惯性将消失，它将做匀速直线运动 【答案】C 【详解】A．用力水平向右推木箱，但没推动，木箱处于静止状态，水平方向上受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，故A错误； B．物体间力的作用是相互的，推木箱时，小军也受到木箱的作用力，推力和箱子对小军的作用力是相互作用力，大小相等，故B错误； C．木箱的重力和地面对木箱的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C正确； D．若此时木箱所受的外力同时消失，根据牛顿第一定律，它将保持静止，任何物体都有惯性，惯性不会消失，故D错误。 故选C。 5．（2024·湖南湘潭·模拟预测）将扁平的石子向水面快速抛出，在一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。图中虚线是某次打水漂过程。下列说法正确的是（　　） A．打水漂，是利用石子受到惯性的作用 B．石子运动过程中石子受到的重力不变 C．石子能在水面打水漂是受到平衡力的作用 D．据图可知，石子在水面上从右向左运动 【答案】B 【详解】A．打水漂，是利用石子的惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故A错误； B．石子运动过程中石子质量不变，重力不变，故B正确； C．由图可知，石子在水面打水漂时，运动方向发生改变，受到非平衡力的作用，故C错误； D．由于石子克服摩擦做功，在水面上的机械能会减小，石子的高度减小，石子在水面上从左向右运动，故D错误。 故选B。 6．（2023·湖南衡阳·模拟预测）如图所示，清洁车在平直路面上匀速行驶，将水不停地洒在地上。下列有关说法错误的是（　　） A．清洁车所受重力与地面对它的支持力是一对平衡力 B．清洁车轮胎表面刻有花纹，是为了增大摩擦力 C．洒水过程中清洁车的动能始终保持不变 D．以清洁车为参照物，路两旁的树是运动的 【答案】C 【详解】A．清洁车匀速行驶，处于平衡状态，所受重力与地面的支持力是一对平衡力，故A正确，不符合题意； B．车轮胎的表面刻有花纹，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B正确，不符合题意； C．水车在匀速行驶过程中，质量不断减小，速度不变，则动能减小，故C错误，符合题意； D．以清洁车为参照物，路两旁的树的相对位置改变，所以它是运动的，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．如图所示是运动员比赛时的场景，其中属于减小摩擦的是（　　） A．图甲：足球比赛守门员戴有花纹的手套 B．图乙：单杠运动员比赛过程中握紧单杠 C．图丙：体操运动员比赛前在手上涂镁粉 D．图丁：冰壶运动员用冰刷不断地刷冰面 【答案】D 【详解】A．足球比赛守门员戴有花纹的手套，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A不符合题意； B．单杠比赛过程中运动员握紧单杠，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故B不符合题意； C．体操运动员在手和器械上涂镁粉，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C不符合题意； D．冰壶运动员用冰刷不断地刷冰面，使冰熔化，在冰面上形成一层水膜，是通过使接触面脱离的方法来减小摩擦力，故D符合题意。 故选D。 8．（2024·湖南邵阳·三模）如图所示，放在M、N两水平桌面上的A、B两物体，分别在、的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A．桌面N一定比桌面M粗糙 B．物体A的速度一定大于物体B的速度 C．物体A的惯性一定大于物体B的惯性 D．物体A受到的摩擦力一定小于物体B受到的摩擦力 【答案】D 【详解】AC．滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，根据二力平衡可知，物体A受到的滑动摩擦力小于物体B受到的滑动摩擦力，物体A受到的滑动摩擦力小有可能是因为桌面N比桌面M粗糙造成的，也有可能是因为物体A的质量小于物体B的质量，物体B对桌面的压力较大造成的。而惯性与质量的大小有关，所以物体A的惯性小于物体B的惯性，故AC错误 B．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，跟物体的运动速度无关。故B错误； D．对于物体A来讲，在拉力作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等。拉力大小是3N，所以滑动摩擦力也是3N；对于物体B来讲，在拉力作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，拉力大小是5N，所以滑动摩擦力大小也是5N。因此物体A受到的摩擦力一定小于物体B受到的摩擦力。故D正确。 故选D。 二、填空题 9．【科学实验】如图所示是“测量滑动摩擦力”的实验，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动，此时弹簧测力计的示数为2N，则木块受到的滑动摩擦力为 N。 【答案】 匀速直线 2 【详解】[1][2]物体做匀速直线运动时，处于平衡态，受到平衡力的作用，此时拉力等于摩擦力，所以摩擦力2N。 10．（2022·湖南湘潭·中考真题）奥运滑雪冠军苏翊鸣滑离跳台后由于具有 （选填“惯性”或“内能”）在空中继续向前运动，以他所戴的头盔为参照物苏翊鸣是 （选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 惯性 静止 【详解】[1]奥运滑雪冠军苏翊鸣滑离跳台后由于具有惯性，仍然会保持原来的运动状态，在空中继续向前运动。 [2]以他所戴的头盔为参照物，苏翊鸣与头盔之间没有发生位置的变化，是静止的。 11．（2024·四川绵阳·模拟预测）如图所示，某同学用水平向右180N的力推箱子，箱子在水平方向做匀速直线运动，则箱子与地面之间的滑动摩擦力大小为 N；现在为了使箱子停下，该同学改用水平向左160N的拉力使箱子减速，在箱子减速过程中，受到的合外力大小为 N。 【答案】 180 20 【详解】[1]当箱子在水平方向上做匀速直线运动时，它受到的力是平衡的。根据二力平衡的条件，即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，那么这两个力就彼此平衡。题目中给出箱子受到水平向右180N的推力，那么为了保持箱子匀速直线运动，箱子与地面之间的滑动摩擦力必须与这个推力大小相等、方向相反。因此，箱子与地面之间的滑动摩擦力大小为180N，方向水平向左。 [2]当该同学改用水平向左160N的拉力使箱子减速时，箱子在水平方向上受到两个力的作用：一个是向左的拉力160N，另一个是向右的滑动摩擦力180N。由于这两个力的方向相反，我们可以根据同一直线上方向相反的两个力的合成原理来计算合外力的大小。合外力等于两个力的大小之差，即 方向与较大的力（即滑动摩擦力）的方向相同，即水平向左。 12．（2023·四川宜宾·二模）手握重10N的盛水的瓶子静止悬在空中，手的握力为20N，则瓶子受到的摩擦力为 N；向瓶中加少量的水，手握瓶子仍静止悬在空中，则瓶子受到的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 10 变大 【详解】[1]杯子被握在手中，处于静止状态，杯子在竖直方向上，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，杯子和水重是10N，摩擦力大小也是10N。 [2]当在杯中再加入少量的水，仍使杯子静止悬在空中时，杯子和水受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，杯子和水的重力增加，所以瓶子受到的摩擦力变大。 三、作图题 13．（2024·贵州遵义·模拟预测）如图所示是运动员立定跳远时落地瞬间的情景，请画出运动员右脚对地面作用力的示意图。（O点是力的作用点） 【答案】 【详解】运动员的右脚在水平方向上受到摩擦力的作用，因为脚相对于地面有向前的运动趋势，所以脚受到地面的摩擦力方向是向后的，则脚对地面摩擦力方向向前，右脚对地面有向下的压力，作用点在地面上，如图所示： 四、实验题 14．（2023·辽宁鞍山·中考真题）小明在做“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让小车分别从斜面的同一高度处由静止滑下，观察小车在不同材料（毛巾、棉布、木板）的水平面上滑行的距离。 （1）同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是为了使小车到达水平面的速度 。在下滑过程中，小车的 能转化为小车的动能； （2）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢” ）； （3）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，它将做 运动，说明物体的运动 （选填“需要”或“不需要” ）力来维持； （4）若水平面的材料相同，增加一个木块，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下，还可以探究小车的 （选填“动能与速度”或“动能与质量” ）的关系。 【答案】 相同 重力势 慢 匀速直线 不需要 动能与速度 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，为了使小车到达水平面的速度相同，需要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下；在下滑过程中，小车的高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为小车的动能。 （2）[3]实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，毛巾表面比较粗糙，在木板表面滑行的距离最远，木板表面比较光滑，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 （3）[4][5]如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零，小车的速度不会变小，它将做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持。 （4）[6]小车的质量不变，若水平面的材料相同，增加一个木块，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下，小车下滑到水平面的速度不同，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小车达水平面时动能的大小，故还可以探究小车的动能与速度的关系。 15．（2022·山东聊城·中考真题）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。 （1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小 对实验结果的影响； （2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态； （3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小 ； （4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在 上。 【答案】 摩擦力 静止 相等 同一直线 【详解】（1）[1]实验中选用小车为研究对象，滚动摩擦代替滑动摩擦，可以减小摩擦力对实验结果的影响。 （2）[2]实验中通过观察小车能否静止，确定其是否处于平衡状态，如果小车处于静止状态，说明小车受到平衡力的作用。 （3）[3]实验时，向左盘和右盘同时加入相等质量的砝码时，小车在水平方向受到的拉力相等，处于静止状态，将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，这表明平衡的两个力需要大小相等。 （4）[4]把小车转过一个角度，然后松手，观察到小车转动，最后恢复到静止状态，说明小车在水平方向上受到的两个力在同一条直线上时才能平衡。 16．（2024·山东枣庄·中考真题）小华在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时，所用实验器材及装置如下图所示。 （1）小华用力推箱子在水平面上运动时，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 因素有关； （2）在实验中，小华用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做 运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等； （3）小华按要求进行实验，弹簧测力计的示数如图甲、乙、丙所示。小华多次实验后得出结论：在压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力 ；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力 。在实验中，小华用到的主要研究方法是转换法和 法； （4）联想到“雨天路滑”，小华猜想：除了接触面材料，接触面上有水也可能影响滑动摩擦力的大小。于是他在桌面上注水后再次实验，发现多次测出的摩擦力都比没注水时要 （选填“大”“小”或“相等”）。通过讨论和查阅资料知道：在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂。 【答案】 压力的大小 接触面的粗糙程度 匀速直线 越大 越大 控制变量 小 【详解】（1）[1][2]由题意可知，箱子越重，推起来越费力，改变的对水平面的压力，说明滑动摩擦力的大小可能跟压力的大小有关；水平面越粗糙，推起来越费力，改变的是接触面的粗糙程度，说明滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度因素有关。 （2）[3]当木块做匀速直线运动时，处于平衡状态，根据二力平衡可知，弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。 （3）[4][5][6]根据控制变量法的思想，分析甲、乙可知，接触面粗糙程度相同，乙图压力大，弹簧测力计示数大，即摩擦力大，可知在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；分析甲、丙可知，压力相同，丙图接触面更粗糙，弹簧测力计示数大，即摩擦力大，可知在压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；由以上可知，主要研究方法是转换法和控制变量法。 （4）[7]在桌面上注水，就会在木块与桌面之间形成一层水膜，起到润滑作用，摩擦力减小，因此测出的摩擦力比没注水时要小。 五、计算题 17．【物理与工程】现有一辆质量是的小汽车，沿水平公路做直线运动，汽车受到的牵引力是，受到的阻力是车重的0.01倍。（g取）求： (1)这辆汽车受到的重力多少牛? (2)这辆汽车停水平公路上时受到的支持力是多少牛? (3)这辆汽车所受的合力是多少牛?方向如何? 【答案】(1)1.5×104N (2)1.5×104N (3)1350N，方向与牵引力方向相同 【详解】（1）这辆汽车的质量 m=1.5t=1.5×103kg 这辆汽车受到的重力 G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N （2）这辆汽车停在水平公路上，处于平衡状态，公路对车的支持力和车受到的重力是一对平衡力，则这辆汽车受到的支持力 F支=G=1.5×104N （3）已知车受到的阻力是车重的0.01倍，则汽车所受的阻力 f=0.01G=0.01×1.5×104N=150N 因汽车所受的牵引力和阻力在同一直线上、方向相反，所以这辆汽车所受的合力大小为 F合=F牵-f=1500N-150N=1350N 其方向与牵引力的方向相同。 18．质量为40kg的物体在一个水平向左的拉力F的作用下，沿水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动，已知物体运动时受到的摩擦力是其重力的0.2倍，求：（g取10N/kg） (1)物体受到的重力的大小； (2)物体受到的拉力F的大小； (3)若水平拉力增大为100N，则物体受到的摩擦力大小将变化吗？请简要说明理由； (4)若物体速度增大为0.5m/s并匀速直线运动，物体受到的摩擦力的大小。 【答案】(1)； (2)； (3)见解析； (4)80N 【详解】（1）物体受到的重力的大小为 （2）物体沿水平面做匀速直线运动，则拉力与摩擦力大小相等，即拉力大小为 （3）滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，当水平拉力增大为100N，因压力和接触面粗糙程度不变，物体受到的摩擦力大小不变。 （4）滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关，物体速度增大为0.5m/s并匀速直线运动，因压力和接触面粗糙程度不变，物体受到的摩擦力大小不变，仍然等于80N。 能力提升 一、单选题 1．（2024·江苏苏州·中考真题）如图所示，大小适中的实心木球，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔，在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，减小拉力球会向下运动。对此现象下列说法正确的是（　　） A．球静止时，绳两端的拉力是平衡力 B．通过拉力的调节，球可以匀速下滑 C．绳子下端突然松手，球就匀速下滑 D．通过手的运动和拉力调节，球不可能从绳的下端移到上端 【答案】B 【详解】A．对绳子进行受力分析，绳子受到向上的拉力F1，球对绳的向下的摩擦力，绳子的重力，与向下的拉力F2，所以所以，不是平衡力，故A错误； B．球静止在绳上，处于平衡状态，此时球受到绳子对他竖直向上的摩擦力等于竖直向下的重力，当通过拉力的调节，只有使其竖直向上的摩擦力等于竖直向下的重力，球可以匀速下滑，故B正确； C．绳子下端突然松手，球会在重力作用下加速下滑，故C错误； D．通过手的运动和拉力调节，使小球由于惯性可以从绳的下端移到上端，故D错误。 故选B。 2．（2023·江苏镇江·中考真题）如图所示，甲和乙叠放在光滑水平桌面上，甲、乙之间的接触面粗糙，此时两者均处于静止状态，乙和桌面足够长。快速敲击乙，乙立即水平向右做直线运动。则敲击后（　　） A．乙所受的重力和支持力是一对平衡力 B．乙所受的摩擦力方向水平向右 C．甲动能的变化量等于乙动能的变化量 D．甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动 【答案】D 【详解】A．乙所受的支持力等于甲乙的重力之和，因而支持力与乙的重力大小不等，不是一对平衡力，故A不符合题意； B．敲击后乙由于惯性会向右运动，而甲由于惯性相对于乙会向左滑，因而乙相对于甲向右运动，乙所受甲的摩擦力方向水平向左，而桌面光滑，没有摩擦力，故B不符合题意； C．敲击后乙带动甲向右运动，但由于有摩擦力，将机械能转化为内能，乙动能的变化量大于甲动能的变化量，故C不符合题意； D．甲开始由于受到乙向右的摩擦力而加速运动，然后因为桌面没有摩擦力，加速到与乙速度相同后与乙一起匀速直线运动，故甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动，故D符合题意。 故选D。 3．【科学思维】如图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示，由图像可知t=1s、t=3s时物体所受摩擦力大小分别为（　　） A．2N　6N B．2N　4N C．0N　4N D．0N　6N 【答案】B 【详解】从丙图可知，0~2s，物体静止，受平衡力，此时的拉力等于摩擦力，拉力为2N，故摩擦力为2N，在4~6s时，物体做匀速直线运动，此时的拉力与摩擦力是平衡力，拉力的大小为4N，故摩擦力的大小为4N，从丙图可知，2~4s，物体加速运动，此时受滑动摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，为4N。 故选B。 二、填空题 4．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，一重为G的木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），一端固定在右侧墙上，另一端始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ，木块对桌面的压力 G（选填“=”、“>”或“<”）。若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，这时拉力大小为F2，则F2 （选填“=”、“>”或“<”）。 【答案】 F1 < > 【详解】[1]始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故摩擦力为 [2]因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度，当绳子竖直向上拉时，对木块有竖直向上的拉力，木块对桌面的压力小于重力。 [3]若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，则木块受向右的两个F2和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，即 因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度，当绳子竖直向上拉时，对木块有竖直向上的拉力，木块对桌面的压力小于重力，当改为水平向右拉时，木块对桌面的压力等于重力，压力增大，摩擦力增大，即 故 5．（2024·江苏南京·三模）小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验，图甲中木块A、B一起做匀速直线运动时，则木块B受到的摩擦力为 N；木块A受到的摩擦力为 N。图乙中木块B受到的摩擦力为 N。 【答案】 0 1.2 0.6 【详解】[1]图甲中木块A、B一起做匀速直线运动时，B相对A没有相对运动的趋势，则木块B受到的摩擦力为0N。 [2]图甲中，AB整体匀速直线运动，拉力与木板对木块的摩擦力平衡，由图可知，拉力为1.2N，所以A受到的摩擦力为1.2N。 [3]图乙中，A、B一起做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力为1.2N，根据力平衡可知，两个木块受到的总摩擦力为1.2N；A和B质量相同，对支持面的压力相同，粗糙相同，所以A、B受到的摩擦力大小相等，都为0.6N。 三、实验题 6．（2024·江苏苏州·二模）在测定滑动摩擦力的活动中，有同学设计了如下改进方案：图甲木板A、木块B，两个物体叠放在水平面上，A的上下表面均水平，B与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t=0s时刻起，用一水平向右的力F=kt（k为常数）作用在物体A上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力（B未脱离接触面）； （1）实验时 （必须/不必）拉动木板A做匀速直线运动； （2）若F=8N时，A恰好被匀速拉动，B静止不动，此时传感器的示数为6N，则B受到的摩擦力大小为 N； （3）若拉力F增加至20N，此时地面对木板A的摩擦力大小为 N；（整个过程中，B始终未脱离木板）； （4）拉力传感器的示数F传随时间变化的图线正确的是 （乙/丙/丁）。 【答案】 不必 6 2 丙 【详解】（1）[1]拉动木板时，无论匀速、变速拉动，木板对木块的摩擦力不变，木块始终处于静止状态因此不必匀速直线拉动木板。 （2）[2]A恰好被匀速拉动，B静止不动，A与B相对运动，此时传感器的示数为6N，则B受到传感器的拉力为6N，B相对地面静止不动，处于平衡状态，B受到拉力与摩擦力是一对平衡力，故B受到的摩擦力大小为6N。 （3）[3]滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，与拉力无关。若拉力F增加至20N，此时地面对木板A的摩擦力大小不变。当F=8N时，A恰好被匀速拉动处于平衡状态，物体B与地面对物体A的摩擦力的合力跟拉力是一对平衡力，即 此时地面对木板A的摩擦力大小 （4）[4]从t=0时刻起，用一水平向右的力F=kt（k为常数）作用在物体上，开始拉动时，A没有拉到，B没有相对运动趋势，在绳子伸直前传感器没有受到拉力的作用，此时的示数为0；绳子拉直后，再次拉动A，A对B施加了水平向右摩擦力的作用，B在静摩擦力的作用下会向右移动，使得传感器受到拉力的作用，且传感器的示数随B向右移动而增大；当到达最大静摩擦力时，物体B相对于A发生了相对滑动，物体B会处于静止状态，在滑动过程中，B对A的压力不变、接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力大小不变，此时的传感器对B的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以传感器的示数不变，综上分析知，应选丙图符合题意。 7．（2024·陕西·模拟预测）小刚和小雨在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，小刚利用一些实验器材设计了如图所示的四次实验，已知A的重力为12N。 （1）如图甲所示，水平向左拉动木板，当物体A静止后，A 受到的摩擦力大小为 N，这里测量摩擦力用到的原理是 ； （2）实验前，若沿竖直方向对弹簧测力计进行调零，用图甲方法测量摩擦力的大小将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”） ； （3）实验中，若加速拉动木板，则测得的A的摩擦力 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （4） 由 两次实验，可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系； （5） 由甲、丁两次的实验结论可知，丁图中氢气球对A向上的拉力为 N。 【答案】 2.4 二力平衡 偏小 不变 甲、乙 2 【详解】（1）[1][2]物体A静止时，处于平衡状态，受力平衡，在水平方向上受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，即二力平衡，如图甲所示弹簧测力计示数即摩擦力大小为2.4N； （2）[3]在竖直方向上调零的弹簧测力计受自身重力影响，水平使用时指针在零刻线上方，测量的力的示数要小于实际力的大小，故用图甲方法测量摩擦力的大小将偏小； （3）[4]若加速拉动木板，物体A相对地面仍静止，根据二力平衡知识可得，此时A受到的摩擦力大小仍然等于弹簧测力计的示数，故测得的A的摩擦力不变； （4）[5]根据控制变量法可知，在探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度时，应控制压力大小相等，即甲、乙两次实验； （5）[6]由甲、丁两次实验可知，接触面的粗糙程度相同，所以物体A和木板间的摩擦系数应该相同，由图甲可计算出A和木板间的摩擦系数 则丁图中木板受到的压力 氢气球对A向上的拉力 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 53 页 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$主题二 力学 第09讲 运动和力（原卷版） 目 录 考情透视·目标导航 1 知识导图·思维导航 2 考点突破·考法探究 3 考点一 牛顿第一定律 3 ►命题点01 阻力对物体运动的影响 3 ►命题点02 牛顿第一定律 3 ►命题点03 惯性 3 考点二 二力平衡 5 ►命题点01 平衡力和平衡状态 5 ►命题点02 二力平衡的条件 7 ►命题点03 二力平衡条件的应用 7 考点三 摩擦力 8 ►命题点01 摩擦力 8 ►命题点02 影响滑动摩擦力大小的因素 10 ►命题点03 摩擦的利用与防止 10 考点四 实验综述 11 ►实验01 实验探究：阻力对物体运动的影响 11 ►实验02 实验探究二力平衡的条件 11 ►实验03 探究影响滑动摩擦力大小的因素 12 题型精研·考向洞悉 16 题型一 牛顿第一定律 16 ►考向01 实验探究阻力对物体运动的影响 16 ►考向02 牛顿第一定律及应用 17 ►考向03 惯性及应用 18 题型二 二力平衡 19 ►考向01 平衡力和平衡状态 19 ►考向02 二力平衡条件的应用（合力和分力） 20 ►考向03 探究二力平衡条件 21 题型三 摩擦力 22 ►考向01 摩擦力的概念 22 ►考向02 利用运动图像求摩擦力 24 ►考向03 探究滑动摩擦力大小的影响因素 25 ►考向04 摩擦力的利用与防止 26 分层训练·巩固提升 28 基础巩固 28 能力提升 32 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考情透视·目标导航 考点内容 课标要求 热点透视 命题预测 牛顿第一定律 2.2.5通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律 《运动和力》是中考必考内容，也是力学考题较为集中的部分。本单元的考题在试卷中所占分值一般在2-7分之间。由于考题类型、考点分布和所占分值差异较大，所以考生在加强对本单元复习时，应注重考点与考题的结合，做好备考准备。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：惯性及其应用、平衡力与平衡状态、根据二力平衡条件分析物体受力、探究滑动摩擦力大小的影响因素、牛顿第一定律、生活中的摩擦力等。 预计2025年物理中考对这部分内容的考查将延续多样化题型，包括选择题、填空题、实验探究题和综合应用题。 重点考查内容方面，牛顿第一定律可能会结合生活实例，如汽车急刹车时乘客的状态，考查对定律的理解。惯性的考查会侧重于解释常见现象，像跳远助跑的原理等。平衡力与二力平衡大概率出现在物体受力分析的题目中，判断物体是否处于平衡状态以及受力情况。对于摩擦力，重点会是摩擦力大小的影响因素实验探究，包括接触面粗糙程度、压力大小等对摩擦力的影响，也可能在实际情境中，如搬运重物时如何增大摩擦力、机械运动中如何减小摩擦力等方面出题，考查学生对知识的应用能力，强调知识与生活实践的紧密联系，培养学生用物理知识解决实际问题的思维。 物体的惯性 2.2.5能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象 平衡力与二力平衡 2.24了解同一直线上的二力合成；知道二力平衡条件 摩擦力及其应用 2.2.3通过常见事例或实验，了解摩擦力，认识摩擦力的作用效果 2.2.4能用示意图描述摩擦力 探究滑动摩擦力大小的影响因素 2.2.3探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 知识导图·思维导航 考点突破·考法探究 考点一 牛顿第一定律 ►命题点01 阻力对物体运动的影响 1.运动是否需要力来维持 生活中，人们常用这样的体验：让静止的物体动起来，要对它施加力，要使它不停下来，需要对它不断施力。据此，古希腊哲学家亚里士多德认为，运动要靠力来维持。2000年后，意大利物理学家伽利略认真研究这些现象后，发现了不易察觉的阻力的作用，纠正了亚里士多德根据直觉经验得出的结论。 2.阻力对物体运动的影响 小车受到的阻力越小，速度减小得越 ，小车运动的距离越 。 假设水平面绝对 ，小车受到的阻力为 ，小车的速度将不会减小，它将以 的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。 ►命题点02 牛顿第一定律 牛顿第一定律 内容： 物体在 时， 静止状态 匀速直线运动状态 释义：（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；（3）“总保持”表明物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在 对牛顿第一定律的理解 一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，不受任何力的作用时，原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止 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。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一 ►命题点03 惯性 1.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律。 （1）惯性是物体本身的一种属性，物体的惯性大小只与物体的质量的大小有关，质量越大，惯性越大。 （2）一切物体在任何情况下都有惯性，与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等无关。 （3）惯性不是谁给予的，不能说物体“受到惯性”，也不能说物体“获得惯性”或“得到惯性”。 （4）惯性是物体的一种性质，不存在惯性力。 【例1】（2022·湖南益阳·中考真题）“天宫课堂”上，航天员老师王亚平和叶光富做了“扔冰墩墩”游戏，冰墩墩被扔出后近似做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．冰墩墩离手后能继续运动是因为一直受到手的推力 B．冰墩墩离手后能继续运动是因为自身有一个向前冲的作用力 C．冰墩墩离手后能继续运动是因为冰墩墩具有惯性 D．用手接住后，冰墩墩失去了惯性 【例2】（2022·湖南衡阳·中考真题）2022年女足亚洲杯决赛中，中国女足在0比2落后的情况下逆转，以3比2力克韩国队夺冠，时隔16年重登亚洲之巅，在足球比赛中，下列说法正确的是（　　） A．足球在空中飞行过程中不受力的作用 B．足球在空中下落过程中惯性变大 C．足球在地面上越滚越慢，说明运动需要力来维持 D．守门员飞身扑住了飞向球门的足球，说明力可以改变物体运动状态 【例3】运输液体货物的槽车，液体上有气泡，如图，当车向左开动时，气泡将向 运动，其原因是 （选填液体或气体）具有的惯性较大。 【例4】（2022·上海·中考真题）“天宫一号”飞船逐渐靠近空间站，空间站相对于飞船是 （选填“静止”或“运动”）的，助推器喷气使飞船的速度变快，这说明力能改变物体的 ，在运动过程中飞船的惯性 。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 2.惯性与力的区别 惯性 力 产生机制 物体因为具有质量而具有的 物体间相互作用 物理意义 惯性是物体的一种属性 物体对物体的作用 产生条件 始终具有，与外界条件无关 物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力 构成要素 没有方向、没有作用点，只有大小。大小与质量有关，但大小没有具体数值，也没有单位 有大小、方向、作用点；大小由具体的数值和单位 效果 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态 总结 惯性和力本质不同，惯性不是力，因此，把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的，正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性” 3.惯性的利用与惯性危害的防止 利用 用手柄的下端撞击其他物体，手柄受力停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，这样反复多次后，锤头就套紧了 跳远运动员助跑获得很大的速度后飞身一跃，靠自身的惯性在空中继续前进 防止 为了防止汽车紧急刹车时驾驶员和乘客由于惯性向前运动撞上其他物体，驾驶员和乘客必须使用安全带 高速行驶中的车辆，刹车时由于惯性会继续运动较长的距离。为了安全，道路上急转弯路段都要严格限制车辆行驶的速度 考点二 二力平衡 ►命题点01 平衡力和平衡状态 平衡状态 静止状态、匀速直线运动状态 平衡力 物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为 二力平衡 一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡 二力平衡条件 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。二力平衡的条件可简记为：“ ” （1）物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。 （2）若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不动时，物体受力情况随发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。 （3）速度为零≠静止：物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。 【例5】（2022·湖南娄底·中考真题）2022年北京冬奥会上运动员奋勇拼搏，关于图中的项目，下列说法正确的是（　　） A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力势能不变 B．跳台滑雪运动员在下落过程中运动状态不变 C．冰壶运动项目中掷出后的冰壶向前滑行，是由于惯性 D．冰壶对冰面的压力和重力是一对平衡力 【例6】（2024·湖南·二模）中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置，如图所示。小车悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关，小车左端的螺旋桨开始转动，小车由静止开始沿轨道向右运动，速度逐渐增大；一段时间后，小车右端的螺旋桨也开始转动，最终在两个螺旋桨的调节下，小车停在轨道上。下列说法正确的是（　　） A．小车向右加速的过程中，小车受力不平衡 B．小车向右加速的过程中，小车受平衡力作用 C．小车静止悬浮在轨道上时，小车只受重力作用 D．小车静止悬浮在轨道上时，小车不受外力作用 【例7】【体育项目】（2024·湖南长沙·二模）投掷实心球是长沙市中考体育选考项目之一，小明同学掷出的实心球的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实心球在空中运动时没有惯性 B．实心球在最高点时处于平衡状态 C．实心球从最高点到落地过程中重力势能逐渐增大 D．实心球从离开手到落地过程中机械能逐渐减小 【例8】【物理与文学】踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢”。在如图所示的游戏中，毽子被踢出主要表明力可以改变物体的 。被踢出后，毽子上升到最高处时，毽子将处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。（不计空气阻力） 【例9】如图所示，跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前，下落会越来越快，此时运动员受到的阻力 重力；当降落伞打开后，运动员匀速下落时，受到的阻力 重力．（选填“大于”、“小于”或“等于”） ►命题点02 二力平衡的条件 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡。 二力平衡条件：作用在 物体上的两个力，如果大小 、方向 ，并且在 上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“ ”。 ►命题点03 二力平衡条件的应用 1.确定力的大小和方向 根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。 如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。 2.根据物体受力情况判断物体运动状态 受力情况 运动状态 物体不受力时 静止或做匀速直线运动 物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动 受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等 3.根据物体运动状态判断物体受力情况 运动状态 受力情况 静止 受平衡力作用或不受力 匀速直线运动 受平衡力作用或不受力 运动状态改变 一定受到非平衡力作用 教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。 考点三 摩擦力 ►命题点01 摩擦力 认识摩擦力 两个相互 的物体，当它们做 （或有相对运动 ）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力 摩擦力产生的条件 （1）接触面 （2）两物体相互接触并相互 （产生压力） （3）两物体间发生 或有 摩擦力的作用效果 摩擦力的作用总是 物体相对运动（或相对运动趋势） 摩擦力的作用点 摩擦力是作用在两物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上 摩擦力的方向 总是与物体相对运动或相对运动趋势方向 摩擦力的分类 （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力； （2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力； （3）静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力 （1）相对运动方向的理解：“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。 摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反； （2）判断摩擦力方向的三种方法 由摩擦力概念判断 摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反 由假设法判断 此方法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑、无摩擦，分析两物体的相对运动情况，然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向 由二力平衡条件判断 一对平衡力的方向相反，可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力方向来判断摩擦力的方向 【例10】（2023·湖南郴州·中考真题）下列有关摩擦力的说法不正确的是（　　） A．走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦 B．自行车刹车时，是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力 C．摩擦力不一定是阻力 D．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 【例11】（2024·湖南·中考真题）如图所示，探究“阻力对物体运动的影响”实验中，保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下，只改变水平木板表面的粗糙程度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用 B．小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同 C．水平木板表面越粗糙，该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大 D．该实验能直接验证当物体受到的阻力为零时，物体将一直做匀速直线运动 【例12】（2022·湖南娄底·中考真题）如图所示，在“测量滑动摩擦力大小”的实验中，应拉着木块在长木板上做 运动，此时摩擦力大小为 N。 【例13】（2021·湖南株洲·中考真题）如图为某同学用弹簧测力计测量木块在水平固定木板上匀速滑动时所受摩擦力的情景。此时，弹簧测力计的读数为 N，实验操作中的错误是 。改正错误后，通过增减木块上钩码的个数，可以探究滑动摩擦力的大小与 （填“接触面的粗糙程度”或“压力”）的关系。 【例14】如图所示纸箱A静止在斜面上，画出纸箱对斜面的压力和纸箱受到的摩擦力的示意图。 ►命题点02 影响滑动摩擦力大小的因素 滑动摩擦力的大小与 和接触面的 有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 ►命题点03 摩擦的利用与防止 1.有益摩擦和有害摩擦 （1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。 （2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。 2.增大或减小摩擦的方法 类别 方法 应用举例 增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸 增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉 变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动 减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重 减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰 变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋 使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车 考点四 实验综述 ►实验01 实验探究：阻力对物体运动的影响 猜想与假设 阻力可能是使物体运动速度减小的原因 制订计划和设计实验 去一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下（控制变量法：控制滑上水平面时速度相同）。依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板（控制变量法：使水平面的粗糙程度不同），观察小车的运动情况，并记下其停止的位置。 实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等 实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。 实验记录 接触面 小车受到阻力大小 小车运动的距离 小车速度减小的情况 毛巾表面 较大 较近 很快 棉布表面 较小 较远 较快 木板表面 最小 最远 较慢 分析与论证 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远 科学推理 假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。 ►实验02 实验探究二力平衡的条件 提出问题 二力平衡的条件是什么？ 设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。 实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最 的）、两个相同托盘（为了 ）、小车、细绳、光滑桌面（ ）等。 实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1＞F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1＜F2，观察小车运动情况。比较三次实验现象，可得只有当F1=F2，时小车才能静止。 （2）如图乙所示，在两个托盘中各放一个质量相等的砝码，将小车旋转一定角度，使两个拉力不在一条直线上，观察到小车会发生转动，最终直到F1和F2在同一条直线上时静止下来； （3）如图丙所示，把两个托盘上的细绳都系于一个挂钩上，两盘中的砝码质量相等，让两个托盘都向左拉小车时，会发现小车向左运动。 （4）如图丁所示，将两个相同的小车用细绳连接，分别系住一个托盘，保证两侧拉力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，剪断连接的细绳后观察到左边的小车向左运动，右边小车向右运动。 实验记录 两个力的大小（相等或不相等） 两个力的方向（相同或不相同） 两个力是否在同一直线上 是否作用在同一物体上 小车是否平衡 操作（1） 不相等 相反 是 是 否 相等 相反 是 是 是 操作（2） 相等 相反 否 是 否 操作（3） 相等 相同 是 是 否 操作（4） 相等 相反 是 否 否 分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡 实验结论 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。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。 ▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。 ►实验03 探究影响滑动摩擦力大小的因素 1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素 提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？ 猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关 实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的） 制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变 实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。 实验数据 实验序号 实验条件 摩擦力f/N 压力情况 接触面情况 1 等于木块的重力 木板表面较光滑 0.9 2 等于木块和砝码的总重力 木板表面较光滑 1.6 3 等于木块和砝码的总重力 表面较粗糙 2.1 分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。 实验结论 滑动摩擦力的大小与 和 有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 2.注意事项 （1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程； （2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行； （3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。 【例15】（2024·湖南长沙·一模）如图为“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车分别从斜面顶端静止滑下，研究小车在毛巾、棉布、木板水平表面上滑行的距离。 (1)实验中每次让小车从斜面同一位置山静止滑下的目的是：使小车每到水平面上滑行时 ． (2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在棉布表面滑行的距离较远，在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 。 (3)由以上三次实验，可以推理出，若木板表面光滑，小车将 【例16】（2021·湖南衡阳·中考真题）小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下： （1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮、、分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但 不相等，则这两个力不平衡。 （2）按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过轮的细线移到轮上，把塑料块转过，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同一物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但 ，这两个力不平衡。 （3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是 。 A．塑料块容易扭转 B．塑料块是比较容易获取的材料 C． 减少了摩擦力对实验结果的影响 【例17】（2022·湖南怀化·中考真题）实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，小吴有如下猜想： A．滑动摩擦力大小与压力大小有关 B．滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。 为此，小早进行了如图所示的实验。 （1）在实验过程中，需用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，根据 的知识可知，滑动摩擦力大小等于拉力大小； （2）由图甲和图乙比较，可验证猜想 （填“A”或“B”）正确，并可得到结论：接触面粗糙程度相同时， ； （3）小军认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关，于是将甲图中的木块竖着切去一半，如图丁所示，比较甲、丁两次实验，发现拉力大小不同，由此得出结论：滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是： 。 题型精研·考向洞悉 题型一 牛顿第一定律 ►考向01 实验探究阻力对物体运动的影响 【典题1】（2023·内蒙古兴安盟·中考真题）如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。下列与此实验有关的说法错误的是（　　） A．实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等 B．实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动的小车所受的阻力大小 C．根据实验现象及进一步推理，如果小车运动时不受阻力，它将做匀速直线运动 D．如图乙所示，小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时，若小球所受的力全部消失，可判断小球将做匀速直线运动 【变式1-1】（2023·江苏宿迁·中考真题）图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”，以下分析正确的是（　　） A．在图甲实验中，三次木块做匀速直线运动的速度应该相等 B．在图乙实验中，三次小车运动到水平面时的初速度应该相等 C．在图甲实验中，弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块 D．在图乙实验中，小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现 【变式1-2】（2023·江苏无锡·中考真题）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的 和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。 【变式1-3】（2021·云南昆明·中考真题）为了探究力与运动的关系，先后三次让同一滑块从同一斜面的顶端由静止滑下，分别滑到表面粗糙、表面比较平滑和表面很平滑的水平面上，这样做的目的是为了研究在阻力 时，滑块在水平面上运动距离的情况，观察到的现象是 ，由此可推理得出 。 ►考向02 牛顿第一定律及应用 （1）判断物体的运动状态： 当物体不受外力作用时：（1）动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时，将保持匀速直线运动状态；（2）静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时，将保持静止状态。 （2）运动和力的关系：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。 【典题2】【物理与生活】（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）图是马恒同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断蹬地，使滑板车沿水平方向前进，关于此情形，下列说法正确的是（    ） A．不断蹬地使滑板车向前，说明物体的运动需要力来维持 B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了惯性的作用 C．运动中的滑板车如果所受外力全部消失，它将做匀速直线运动 D．当滑板车停下来时，它的惯性将会消失 【变式2-1】【航空航天】（2023·贵州·中考真题）在中国空间站的“天宫课堂”上，航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验，冰墩墩被王亚平轻轻一推，便几乎沿直线匀速飘向叶光富，下列哪一定律能解释此运动现象（　　） A．光的反射定律 B．牛顿第一定律 C．欧姆定律 D．焦耳定律 【变式2-2】（2022·山东青岛·中考真题）学习了牛顿第一定律之后，同学们展开了讨论，以下观点错误的是（　　） A．物体的运动不需要力来维持 B．物体不受力，它的运动状态不变 C．静止的物体没有惯性 D．此定律是在实验和大量事实基础上推理得出的 【变式2-3】（2024·四川自贡·中考真题）在学校举办的一场足球比赛上，小明将球踢向球门，足球由于 在空中继续飞行。若足球飞行过程中所有外力消失，则足球将保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态。 【变式2-4】（2022·山西·三模）“一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。”总结概括出这条重要规律的科学家是 ，得出这样的结论，他运用了 的方法。 ►考向03 惯性及应用 惯性是物体本身的一种属性，即物体保持原有运动状态不变的性质，其大小只和质量有关，与物体的运动状态以及是否受力都无关。另外，还需要注意惯性不是力，因而描述惯性时不能与“受到”、“作用”等词搭配使用，更不能说“惯性力”。 （1）解释生活中惯性的现象的步骤：一、确定研究对象，明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分；二、确定被研究对象原来处于什么状态；三、说明物体的运动状态要发生怎样的变化；四、由于惯性，研究对象要保持原来的什么状态，结果会出现什么现象。 （2）从“结果”出发，判断惯性的利用与惯性危害的防止：判断是利用惯性还是防止惯性的危害，可以从结果出发。若有了惯性，结果是对我们有利的，则相应措施属于利用惯性；若有了惯性，而不加以预防时，结果是对我们有害的，则相应措施属于防止惯性带来的危害。 【典题3】【安全知识】（2024·山东淄博·中考真题）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（    ） A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦 B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下 C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用 D．失控车辆冲入陡坡后动能不变 【变式3-1】【航空航天】（2024·山东德州·中考真题）如图所示，2024年4月25日“神舟十八号”载人飞船成功发射，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空过程中，以飞船为参照物，航天员是静止的 B．火箭加速升空过程中，惯性增大 C．飞船变换角度入轨时，它的运动状态保持不变 D．展开太阳能帆板的目的是保持飞船平衡 【变式3-2】【新素材】（2024·安徽·中考真题）2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。26日5时04分，在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”空间站。随后，两个航天员乘组面向镜头向牵挂他们的全国人民报平安（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．载人飞船在升空的过程中惯性增大 B．“天宫”空间站处于平衡状态 C．地球对“天宫”空间站有吸引作用 D．航天员报平安的声音是通过声波传回地面的 【变式3-3】（2024·江苏镇江·中考真题）如图两棋子静止叠放在水平面上，上方棋子受力 （选填“平衡”或“不平衡”）。用尺快速水平击打下方棋子，由于上方棋子具有 ，其位置几乎不变。当下方棋子飞出后，上方棋子受 力的作用而下落。 【变式3-4】（2024·江苏常州·中考真题）2024年3月26日，美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示，撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为 ，当船以10.8km/h、合 m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的 很大导致其 能很大，使得船将大桥撞毁。 题型二 二力平衡 ►考向01 平衡力和平衡状态 （1）平衡状态：平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态。物体在弯曲轨道上做速度大小不变的运动时，速度方向在不断变化，物体的运动状态变化，物体受到非平衡力作用。 （2）平衡力和相互作用力 平衡力与相互作用力的相同点可简记为：“等大、反向、共线”，而平衡力“同体”，即平衡力作用在同一物体上时物体平衡；相互作用力“异体”，即相互作用力作用在相互作用的两个物体上，相互作用力的描述一般都带有A对B，B对A的特征。 【典题1】【体育赛事】（2024·贵州·中考真题）“贵州村超”足球赛精彩纷呈。比赛中，足球在空中划过一道弧线飞向球门。此过程中对足球分析正确的是（　　） A．相对球门静止 B．运动状态改变 C．惯性逐渐消失 D．受平衡力作用 【变式1-1】（2022·山东德州·中考真题）2022年3月23日，“天宫课堂”在中国空间站再次开讲（如图所示）。在太空抛物实验中，冰墩墩被抛出后能继续向前运动，是因为它具有 ，前进过程中冰墩墩做匀速直线运动，此时它处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 【变式1-2】（2024·四川南充·模拟预测）竖直向上抛出的石子由于受到重力作用，致使它上升得越来越慢。石子到达最高点时的速度大小为零，此时石子处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；石子在整个上升过程中，动能转化为 （不考虑空气阻力影响）。 【变式1-3】（2024·上海宝山·一模）我们常用“频闪照片”来研究物体的运动。如图1所示，记录了甲、乙两个小球每隔1s所处的位置。根据底片可以判断 球处于平衡状态。图2中的图像描述的是 球做 运动。 ►考向02 二力平衡条件的应用（合力和分力） 【典题2】【情境创设】如图所示，A、B两同学推墙，A向前推B，B向前推墙，墙未动。假如每人的推力大小都为F，则以下说法中正确的是（　　） A．墙受到的力为2F B．墙受到的力大于F，小于2F C．两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D．B同学不受摩擦力 【变式2-1】（2023·四川成都·中考真题）如图所示，是小慧同学掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹，球从a点上升到最高点b后下落到地面c点，然后继续运动到d点停止。下列说法正确的是（　　） A．球从a点上升到b点，是因为受到惯性作用 B．球在b点受到的合力为零 C．球从b点下落到c点，运动状态不断改变 D．球最终到d点停止，说明物体运动需要力来维持 【变式2-2】（2024·四川内江·中考真题）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有 ，排球的重力为2.7N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5N，方向竖直向下，此时排球所受合力大小为 N。 【变式2-3】【科学思维】阅读并计算：作用于同一点的两个力的合成符合平行四边形定则（线段的长短表示力的大小，箭头方向表示力的方向），如图甲、乙所示，以表示F1和F2这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力F的大小和方向．请计算丙图中F1和F2合力的大小 N． ►考向03 探究二力平衡条件 【典题3】（2024·江苏盐城·中考真题）下列情形中，松手后纸片还能保持平衡的是（　　） A． B． C． D． 【变式3-1】（2024·四川成都·二模）如图是探究二力平衡条件的实验装置，下列关于该实验的叙述不正确的是（　　） A．调整托盘所放钩码个数，可改变小车受力大小 B．为使实验效果更明显，应选用质量小的小车 C．两边钩码质量相等时，小车一定处于平衡状态 D．将小车扭转一定角度再释放，是研究不在同一直线上的两个力是否平衡 【变式3-2】如图所示是小华同学探究二力平衡条件的实验装置： (1)实验时选择重力 （选填“大”或“小”）的卡片。 (2)当卡片平衡时，小华将卡片旋转转过一个角度，松手后观察卡片能否平衡，设计此实验目的是探究 。 【变式3-3】（2023·黑龙江绥化·中考真题）如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。 （1）把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，放入质量相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 ； （2）把小车放在水平桌面上，保持两托盘砝码质量相等，使小车静止，将小车扭转一个角度后释放，观察到小车 ，这说明相互平衡的两个力作用在 ； （3）实验中为了减小摩擦力对实验的影响，应选择质量较 的砝码进行实验。（选填“大”或“小”） 题型三 摩擦力 ►考向01 摩擦力的概念 （1）产生摩擦力必须同时满足三个条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并相互挤压；（3）发生相对运动或有相对运动趋势。 （2）根据二力平衡判断摩擦力的大小和方向：1）确定研究对象的运动状态为平衡状态；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根据平衡力的条件（大小相等、方向相反）来判断摩擦力的大小和方向。 （3）静摩擦力的大小和方向：静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等、方向相反，故静摩擦力会随着外力的变化而变化，不是定值。 ★易错警示 “推了但没有推动”的两种误区：1）“没推动”就是推力太小，小于物体所受静摩擦力；2）“没推动”就是不受摩擦力。 正确理解：1）“没推动”=“物体静止”=“物体受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“没推动”，物体只是没有相对运动，但存在相对运动趋势，此时有静摩擦力。 【典题1】（2024·山东泰安·中考真题）如图所示，物体甲、乙叠放在水平地面上，在的水平拉力的作用下一起向右做匀速直线运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．甲受到的摩擦力大小为 B．甲受到的摩擦力方向水平向右 C．乙受到的摩擦力大小为 D．乙受到的摩擦力方向水平向右 【变式1-1】（2023·山东日照·中考真题）书法教育是对中小学生进行书法基本技能的培养和书法艺术欣赏，是传承中华民族优秀传统文化，培养爱国情怀的重要途径。如图所示，在某次书法课上，小明同学在水平桌面上平铺一张白纸，然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇纸，防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时，在向右行笔的过程中镇纸和白纸都处于静止状态。则（　　） A．毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左 B．镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右 C．白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左 D．白纸只受到向左的摩擦力 【变式1-2】（2024·江苏无锡·中考真题）生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在 （选填“平整”或“不平整”）的墙面上，以防止漏气。若吸盘的横截面积为，外界大气压为，则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N，吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力。 【答案】 平整 200 摩擦力 【详解】[1]吸盘挂钩是利用大气压来工作的，使用时排尽吸盘内的空气，吸附在光滑的墙面上，外界大气压大于吸盘内气压，将吸盘紧紧压在墙面上，若墙面不平整，空气会进入吸盘内，吸盘会脱落。 [2]排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 [3]吸盘挂钩受自身重力和物体对挂钩向下的拉力而不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。 【变式1-3】（2023·山东淄博·中考真题）抽取式餐巾纸表面有花纹，对折成形，交错叠放，封装在纸盒里。如图所示，使用时打开封口，闻到餐巾纸淡淡的香味，这是 现象。抽出一张就会带出下一张，主要依靠餐巾纸之间的 力。 ►考向02 利用运动图像求摩擦力 结合运动图像分析摩擦力的大小 （1）分析运动物体所受滑动摩擦力时，若物体做匀速直线运动，则可根据二力平衡知识直接解答； （2）若物体做加速运动或减速运动，此时物体不处于平衡状态，则分析物体与接触面之间的压力及接触面的粗糙程度是否发生变化（一般均不变），若不变，则滑动摩擦力的大小不变。 【典题2】放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内，其速度与时间关系的图象和该拉力的功率与时间关系的图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在0～2s内，该物体做匀速运动 B．物体在2～6s内受到的拉力为6N C．物体受到的滑动摩擦力大小为2.5N D．在2～6s内，拉力对物体做功为90J 【变式2-1】如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由0逐渐增大的水平作用力压在物块上，墙壁足够高，则物块下落时速度及摩擦力随时间变化的图象正确的是（　　） A．B．C． D． 【变式2-2】（2024·黑龙江佳木斯·二模）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，其拉力随时间变化的F-t图象和速度随时间变化的v-t图象分别如图乙、丙所示。则当时，物体受到的摩擦力大小为 N；当时，物体受到的摩擦力大小为 N。 【变式2-3】如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F 的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于 状态，物体受到的摩擦力为 N；t=3 s时，物体受到的摩擦力为 N。 ►考向03 探究滑动摩擦力大小的影响因素 【典题3】（2024·江苏宿迁·中考真题）在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中，实验装置如图甲所示，固定弹簧测力计，拉动木板，测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示，水平拉动木板，使木板和木块一起做匀速直线运动，测量木板受到桌面的摩擦力；如图丙所示，固定木块，再拉动木板，当木板相对于木块滑动时，读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力（　　） A．方向水平向左，拉木板需要匀速运动 B．方向水平向右，拉木板不需要匀速运动 C．方向水平向右，拉木板需要匀速运动 D．方向水平向左，拉木板不需要匀速运动 【变式3-1】（2024·江苏无锡·中考真题）在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，将木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，弹簧测力计的示数如图所示，此时木块所受滑动摩擦力大小为 N；再将毛巾平铺在木板上进行实验，可探究滑动摩擦力大小与 的关系；为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系，你的做法是： 。 【变式3-2】（2024·黑龙江大庆·中考真题）如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。 （1）如图甲、乙、丙所示三种情况下，木板和毛巾保持不动，物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小 （填“大于”“等于”或“小于”）弹簧测力计的示数； （2）比较甲、乙实验，是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系；比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与 的关系（均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）； （3）小萌同学对实验装置进行改进，如图丁所示，用力拉动长木板向左运动，物块保持静止时弹簧测力计的示数 （填“大于”“等于”或“小于”）物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学 （填“需要”或“不需要”）匀速拉动长木板。 ►考向04 摩擦力的利用与防止 摩擦力有其有利的方面，但也有不利的方面，回答此类问题应从影响摩擦力大小的因素方面考虑。 （1）减小摩擦的方法：（1）减小压力；（2）减小粗糙程度；（3）变滑动为滚动；（4）使接触面分离。 （2）增大摩擦的方法：（1）增大压力；（2）增大粗糙程度；（3）变滚动为滑动。 【典题4】（2024·山东青岛·中考真题）小明观看亚运会比赛时，看到以下场景，其中属于减小摩擦的是（　　） A．滑板运动员的滑板装有轮子 B．自行车运动员刹车时用力捏闸 C．体操运动员在手上涂防滑粉 D．长跑运动员鞋底有粗糙的花纹 【变式4-1】（2024·四川乐山·中考真题）以下四种实例中，可以减小摩擦的是（　　） A．图甲体操运动员上器械前会在手上涂防滑粉 B．图乙轮滑鞋装有滚轮 C．图丙自行车刹车时捏紧车闸 D．图丁运动鞋底有凹凸的花纹 【变式4-2】（2024·天津·中考真题）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小 。 【变式4-3】（2024·甘肃白银·中考真题）小宇看到妈妈打不开玻璃罐的盖子，于是他用物理课学到的知识给妈妈教了两种方法。方法一：如图甲所示，将一块毛巾包在玻璃罐的盖子上面，再用手拧盖子，玻璃罐就打开了。方法二：如图乙所示，用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘，有空气进去后瓶盖变平，再用手拧盖子，玻璃罐就打开了。 请你用物理知识分别解释这两种方式容易打开玻璃罐盖子的原因。 方法一： （选填“增大”或“减小”）了毛巾对盖子的摩擦力；原因是 ； 方法二： （选填“增大”或“减小”）了盖子与瓶口的摩擦力；原因是 。 分层训练·巩固提升 基础巩固 一、单选题 1．（2023·湖南永州·中考真题）今年永州市组织了中小学生足球赛，有关足球受力和运动的判断，下列说法正确的是（　　） A．在空中运动的足球不受重力作用 B．运动的足球具有惯性，静止在草地的足球不具有惯性 C．在草地上运动的足球慢慢停下来，说明物体的运动需要力来维持 D．静止在水平草地的足球，草地对足球的支持力和足球受到的重力是一对平衡力 2．【体育赛事】2024年3月，由林孝埈、刘少林、刘少昂和孙龙组成的中国队成功卫冕短道速滑世锦赛男子5000米接力冠军，中国队以4枚金牌的成绩结束了本次世锦赛征程，如图是比赛时的情景，下列说法正确的是（　　） A．以看台为参照物，比赛中的运动员是静止的 B．加速运动时，运动员的惯性逐渐变大 C．在弯道上滑行时，运动员所受合力不为零 D．运动员用力向后蹬地前行，说明运动需要力来维持 3．一个文具盒放在水平桌面上，文具盒受到的重力是1.5N，则桌面对文具盒的支持力是（　　） A．15N B．1.5N C．3N D．10N 4．（2024·湖南常德·模拟预测）如图所示，一个木箱放在水平地面上，小军用水平向右的力推木箱，但未推动。下列说法正确的是（　　） A．推力小于木箱所受的摩擦力 B．推木箱时，箱子对小军的作用力小于他的推力 C．木箱受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力 D．若此时木箱所受的外力同时消失，木箱惯性将消失，它将做匀速直线运动 5．（2024·湖南湘潭·模拟预测）将扁平的石子向水面快速抛出，在一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。图中虚线是某次打水漂过程。下列说法正确的是（　　） A．打水漂，是利用石子受到惯性的作用 B．石子运动过程中石子受到的重力不变 C．石子能在水面打水漂是受到平衡力的作用 D．据图可知，石子在水面上从右向左运动 6．（2023·湖南衡阳·模拟预测）如图所示，清洁车在平直路面上匀速行驶，将水不停地洒在地上。下列有关说法错误的是（　　） A．清洁车所受重力与地面对它的支持力是一对平衡力 B．清洁车轮胎表面刻有花纹，是为了增大摩擦力 C．洒水过程中清洁车的动能始终保持不变 D．以清洁车为参照物，路两旁的树是运动的 7．如图所示是运动员比赛时的场景，其中属于减小摩擦的是（　　） A．图甲：足球比赛守门员戴有花纹的手套 B．图乙：单杠运动员比赛过程中握紧单杠 C．图丙：体操运动员比赛前在手上涂镁粉 D．图丁：冰壶运动员用冰刷不断地刷冰面 8．（2024·湖南邵阳·三模）如图所示，放在M、N两水平桌面上的A、B两物体，分别在、的水平拉力作用下做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　） A．桌面N一定比桌面M粗糙 B．物体A的速度一定大于物体B的速度 C．物体A的惯性一定大于物体B的惯性 D．物体A受到的摩擦力一定小于物体B受到的摩擦力 二、填空题 9．【科学实验】如图所示是“测量滑动摩擦力”的实验，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动，此时弹簧测力计的示数为2N，则木块受到的滑动摩擦力为 N。 10．（2022·湖南湘潭·中考真题）奥运滑雪冠军苏翊鸣滑离跳台后由于具有 （选填“惯性”或“内能”）在空中继续向前运动，以他所戴的头盔为参照物苏翊鸣是 （选填“运动”或“静止”）的。 11．（2024·四川绵阳·模拟预测）如图所示，某同学用水平向右180N的力推箱子，箱子在水平方向做匀速直线运动，则箱子与地面之间的滑动摩擦力大小为 N；现在为了使箱子停下，该同学改用水平向左160N的拉力使箱子减速，在箱子减速过程中，受到的合外力大小为 N。 12．（2023·四川宜宾·二模）手握重10N的盛水的瓶子静止悬在空中，手的握力为20N，则瓶子受到的摩擦力为 N；向瓶中加少量的水，手握瓶子仍静止悬在空中，则瓶子受到的摩擦力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、作图题 13．（2024·贵州遵义·模拟预测）如图所示是运动员立定跳远时落地瞬间的情景，请画出运动员右脚对地面作用力的示意图。（O点是力的作用点） 四、实验题 14．（2023·辽宁鞍山·中考真题）小明在做“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让小车分别从斜面的同一高度处由静止滑下，观察小车在不同材料（毛巾、棉布、木板）的水平面上滑行的距离。 （1）同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是为了使小车到达水平面的速度 。在下滑过程中，小车的 能转化为小车的动能； （2）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近，在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢” ）； （3）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，它将做 运动，说明物体的运动 （选填“需要”或“不需要” ）力来维持； （4）若水平面的材料相同，增加一个木块，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下，还可以探究小车的 （选填“动能与速度”或“动能与质量” ）的关系。 15．（2022·山东聊城·中考真题）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。 （1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小 对实验结果的影响； （2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持 （选填“静止”或“匀速直线运动”）状态； （3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小 ； （4）小车处于静止后，保持与的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在 上。 16．（2024·山东枣庄·中考真题）小华在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时，所用实验器材及装置如下图所示。 （1）小华用力推箱子在水平面上运动时，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 因素有关； （2）在实验中，小华用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做 运动，此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等； （3）小华按要求进行实验，弹簧测力计的示数如图甲、乙、丙所示。小华多次实验后得出结论：在压力大小一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力 ；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力 。在实验中，小华用到的主要研究方法是转换法和 法； （4）联想到“雨天路滑”，小华猜想：除了接触面材料，接触面上有水也可能影响滑动摩擦力的大小。于是他在桌面上注水后再次实验，发现多次测出的摩擦力都比没注水时要 （选填“大”“小”或“相等”）。通过讨论和查阅资料知道：在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂。 五、计算题 17．【物理与工程】现有一辆质量是的小汽车，沿水平公路做直线运动，汽车受到的牵引力是，受到的阻力是车重的0.01倍。（g取）求： (1)这辆汽车受到的重力多少牛? (2)这辆汽车停水平公路上时受到的支持力是多少牛? (3)这辆汽车所受的合力是多少牛?方向如何? 18．质量为40kg的物体在一个水平向左的拉力F的作用下，沿水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动，已知物体运动时受到的摩擦力是其重力的0.2倍，求：（g取10N/kg） (1)物体受到的重力的大小； (2)物体受到的拉力F的大小； (3)若水平拉力增大为100N，则物体受到的摩擦力大小将变化吗？请简要说明理由； (4)若物体速度增大为0.5m/s并匀速直线运动，物体受到的摩擦力的大小。 能力提升 一、单选题 1．（2024·江苏苏州·中考真题）如图所示，大小适中的实心木球，球面有两个小孔在某条直径的两端，两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔，在竖直方向上用手拉绳的两端，球会静止在绳上，减小拉力球会向下运动。对此现象下列说法正确的是（　　） A．球静止时，绳两端的拉力是平衡力 B．通过拉力的调节，球可以匀速下滑 C．绳子下端突然松手，球就匀速下滑 D．通过手的运动和拉力调节，球不可能从绳的下端移到上端 2．（2023·江苏镇江·中考真题）如图所示，甲和乙叠放在光滑水平桌面上，甲、乙之间的接触面粗糙，此时两者均处于静止状态，乙和桌面足够长。快速敲击乙，乙立即水平向右做直线运动。则敲击后（　　） A．乙所受的重力和支持力是一对平衡力 B．乙所受的摩擦力方向水平向右 C．甲动能的变化量等于乙动能的变化量 D．甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动 3．【科学思维】如图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示，由图像可知t=1s、t=3s时物体所受摩擦力大小分别为（　　） A．2N　6N B．2N　4N C．0N　4N D．0N　6N 二、填空题 4．（2024·江苏苏州·二模）如图所示，一重为G的木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），一端固定在右侧墙上，另一端始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ，木块对桌面的压力 G（选填“=”、“>”或“<”）。若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，这时拉力大小为F2，则F2 （选填“=”、“>”或“<”）。 5．（2024·江苏南京·三模）小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验，图甲中木块A、B一起做匀速直线运动时，则木块B受到的摩擦力为 N；木块A受到的摩擦力为 N。图乙中木块B受到的摩擦力为 N。 三、实验题 6．（2024·江苏苏州·二模）在测定滑动摩擦力的活动中，有同学设计了如下改进方案：图甲木板A、木块B，两个物体叠放在水平面上，A的上下表面均水平，B与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t=0s时刻起，用一水平向右的力F=kt（k为常数）作用在物体A上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力（B未脱离接触面）； （1）实验时 （必须/不必）拉动木板A做匀速直线运动； （2）若F=8N时，A恰好被匀速拉动，B静止不动，此时传感器的示数为6N，则B受到的摩擦力大小为 N； （3）若拉力F增加至20N，此时地面对木板A的摩擦力大小为 N；（整个过程中，B始终未脱离木板）； （4）拉力传感器的示数F传随时间变化的图线正确的是 （乙/丙/丁）。 7．（2024·陕西·模拟预测）小刚和小雨在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，小刚利用一些实验器材设计了如图所示的四次实验，已知A的重力为12N。 （1）如图甲所示，水平向左拉动木板，当物体A静止后，A 受到的摩擦力大小为 N，这里测量摩擦力用到的原理是 ； （2）实验前，若沿竖直方向对弹簧测力计进行调零，用图甲方法测量摩擦力的大小将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”） ； （3）实验中，若加速拉动木板，则测得的A的摩擦力 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （4） 由 两次实验，可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系； （5） 由甲、丁两次的实验结论可知，丁图中氢气球对A向上的拉力为 N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 1 页 共 34 页 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$