内容正文:
专题08 力与运动
新课标对单元考点要求
1.通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
2.了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
3.通过常见事例或实验,了解摩擦力。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
单元知识思维导图
【一、摩擦力及其产生条件】 2
【二、摩擦力的方向判断】 3
【三、改变摩擦力的方法】 5
【四、探究摩擦力的影响因素】 6
【五、力的作用是相互的】 7
【六、物体平衡状态的判断】 9
【七、平衡状态的受力分析】 11
【八、二力平衡与相互作用力的辨析】 12
【九、探究二力平衡的条件】 14
【十、牛顿第一定律的理解和应用】 16
【十一、探究阻力对物体运动的影响】 18
【十二、惯性的理解和应用】 20
【十三、力与运动的关系】 21
考点:摩擦力
1.定义:两个相互接触并相互挤压的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
2.方向:与物体相对运动的方向相反。
3.分类:________、________、滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力的影响因素:(1)________;(2)________。
5.增大(减小)摩擦的方法:
(1)增大(减小)________;
(2)使接触面变________(光滑);
(3)变________(滑动)为滑动(滚动);
(4)使接触面分离,即加润滑油或形成气垫。
【一、摩擦力及其产生条件】
【典例】(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)同学们在以“假如⋯⋯”为主题的讨论中,下列四种观点正确的是( )
A.假如失去了摩擦力,人们将寸步难行
B.假如没有了空气,声音就一定不能传播
C.假如失去了重力,人们走路将轻松自如
D.假如没有了大气压强,地面上的物体都会飘向高空
【变式1-1】(23-24八年级下·天津滨海新·期中)一物块以某一速度沿光滑斜面上滑,图中关于该物块受力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(23-24八年级下·广东梅州·期末)假如没有摩擦,下列现象不可能发生的是( )
A.行驶中的自行车很难停下来 B.手拿不住笔
C.人可以在地面上行走如飞 D.无法用筷子夹菜
【变式1-3】(23-24八年级下·天津武清·期中)摩擦与我们的生活息息相关,假如没有摩擦,下列现象可能发生的是( )
A.人可以正常走路 B.自行车刹车失灵
C.火柴头可以划燃 D.老师能用粉笔在黑板上写字
【二、摩擦力的方向判断】
【典例】(23-24八年级下·河北唐山·期中)人走路时两只脚的前后位置会交替变化,后脚离开地面前要蹬地,这时,地面对它会产生一个摩擦力;而前脚踩到地面时,地面对它会产生一个摩擦力。这两个摩擦力的方向应是( )
A.向前,向后 B.向后,向前
C.、都向前 D.、都向后
【变式2-1】(24-25八年级上·吉林·阶段练习)如图所示是人在步行前进时的情景。地面对后脚鞋底的摩擦力方向是向 (填“前”或“后”,鞋底面制成凹凸不平的花纹、这是采用 的方法来增大摩擦的。
【变式2-2】(23-24八年级下·四川绵阳·阶段练习)如图,水平传送带正在将货物运送到仓库,传送带匀速转动,将重为400N的货物静止放到传送带上,货物先在传送带上滑动,稍后随传送带一起匀速运动,货物滑动时受到摩擦力是物重的0.2倍,货物受到滑动摩擦力是 N,方向是水平向 ;货物匀速运动过程中受到的摩擦力 N。
【变式2-3】(23-24八年级下·河南三门峡·期中)如图是消防战士进行刻苦训练徒手爬杆的场景。消防员重700N,沿杆竖直向上匀速爬行,消防员受到的摩擦力大小是 N,方向是 ;若消防员对杆的握力增大,所受摩擦力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式2-4】(23-24八年级下·河北唐山·期中)如图所示,重为的长方体A放在粗糙程度不变的水平桌面上,B为钩码,物体A恰好匀速直线运动(不计细线与轮之间的摩擦)。物体A受到桌面的支持力大小为 N,物体A受到的滑动摩擦力大小为 N,方向 (选填“竖直向上”“竖直向下”“水平向左”或“水平向右”)。
【三、改变摩擦力的方法】
【典例】(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3-1】(2024·青海·一模)2008年2月,我国南方许多地区遭遇了严重的雪灾,人们采取了许多防滑措施。下列各项中不是增大摩擦措施的是( )
A.在汽车轮胎上装上防滑链 B.增加车轮与地面的接触面积
C.路面撒盐 D.在结冰的路面上铺上稻草
【变式3-2】(23-24八年级下·青海·期中)在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的( )
A.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦
B.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦
C.两者都是减小摩擦
D.两者都是增大摩擦
【变式3-3】(23-24八年级下·四川达州·期中)自行车是人们常用的代步工具,下列关于自行车的一些说法中错误的是( )
A.轮胎上刻有凸凹不平的花纹,是为了增大摩擦
B.刹车时用力捏闸,是为了增大摩擦
C.车轮的转轴处装有滚动轴承,是为了增大摩擦
D.在自行车的转动部分加润滑油,是为了减小摩擦
【变式3-4】(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”);为了防止手心出汗而影响成绩,投掷前,运动员的双手都要抹上镁粉,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
考点:影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
1.用控制变量法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等。
2.实验原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
3.实验结论:当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力随压力的增大而增大;当压力一定时,摩擦力随接触面的粗糙程度增大而增大。
【四、探究摩擦力的影响因素】
【典例】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)如图是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置,器材有长木板、带钩的长方体木块、钩码和毛巾。
甲 乙 丙
丁 戊
(1)如图甲、乙、丙所示,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的目的是 ;
(2)由甲、乙两次实验可以得出: ,滑动摩擦力越大;
(3)乙图中匀速直线运动的木块,撤去弹簧测力计后,木块由于惯性继续向右运动时,木块上面的钩码受到向 (选填“左”或“右”)的摩擦力;
(4)由 两次实验,可以得出:摩擦力大小和接触面的粗糙程度有关;
(5)将甲图中的木块从中间切开,然后叠放在一起,如图丁所示,这时测量出摩擦力的大小将 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(6)小明要对实验装置进行改动,如实验戊所示,在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计 (选填“A”或“B”)的示数反应了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中增大对木板的拉力,物块所受摩擦力 (填“变大”、“变小”或“不变”)
【变式4-1】(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,记录的结果如下表所示:
序号
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
1
木块与木板
2
0.4
2
木块与木板
4
0.8
3
木块与棉布
2
0.6
4
木块与毛巾
4
1.2
(1)在这个实验中,使用的是控制变量法,第1、3两次实验中的变量是 ,控制的变量是 。得出的结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)在探究“压力对滑动摩擦力的影响”时,可采用 两次的实验结果,得出的结论: 。
【变式4-2】(2024·吉林长春·模拟预测)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,实验装置如图所示。
(1)甲、乙、丙三次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,根据 可知弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)比较图中甲、乙两次实验所得的结论是接触面粗糙程度相同, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)在图丙中,增加弹簧测力计的拉力,木块所受的摩擦力 。
【变式4-2】(22-23八年级下·江苏宿迁·期末)下图是研究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,器材有:木块A一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块:
(1)做实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A,使其在长木板上做 直线运动,根据二力平衡知识可知,弹簧测力计的示数等于木块A受到的滑动摩擦力大小;甲图中摩擦力是 N;
(2)比较 实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的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 ;
(4)请你谈谈在做此实验的过程中,你最大的困难是 。
【五、力的作用是相互的】
【典例】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示,在中考体检时,由于很多同学的体重不能达标,所以在测体重时,就分别采取推、拉、提、压等不当的手段来改变体重计的示数。这其中会使体重计的示数变大的是( )
A.B.C.D.
【变式5-1】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示是正在月球上沿图示方向减速着陆的着陆器,此过程中,着陆器喷出高速燃气的方向正确的是( )
A.B.C.D.
【变式5-2】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示,质量为60kg的甲同学和质量为50kg的乙同学,分别站在两个滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用50N的力推乙,乙向后退,乙对甲的推力 (填“大于”“小于”或“等于”)50N。看到甲也后退,说明 。
【变式5-3】(2024八年级上·全国·专题练习)第24届冬季奥林匹克运动会在北京成功举行,短道速滑是我国的优势项目。如图所示,运动员加速滑出时,冰刀所受支持力的施力物体是 ,冰刀对冰面的力 (选填“大于”“小于”或“等于”)冰面对冰刀的力。
【变式5-4】(24-25八年级上·云南曲靖·阶段练习)“鸡蛋碰石头”鸡蛋碰上石头结果鸡蛋就碎了,说明物体间力的作用是 ;鸡蛋受到的力与石头受到的力大小 (选填“相等”或“不等”) 。
【变式5-5】(23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习)把两个弹簧测力计A和B秤钩连接在一起(如图所示),若看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是 (选填“0”“10”或“20”)N。
【六、物体平衡状态的判断】
【典例】(23-24八年级下·宁夏中卫·期末)下列物理情景中的物体处于平衡状态的是( )
A.飞过来的足球被头顶回去 B.短道速滑运动员匀速转弯
C.跳伞运动员匀速直线下降 D.关闭发动机后火车越来越慢
【变式6-1】(23-24八年级下·江苏淮安·期中)下列情景中,物体处于平衡状态的是( )
A.匀速转动的橡皮 B.自由下落的苹果
C.百米冲刺的同学 D.匀速直线下降的跳伞者
【变式6-2】(20-21八年级下·吉林·期中)下列运动过程中,受到平衡力作用的物体是( )
A.公路上匀速转弯的汽车 B.发射出去的火箭在空中加速上升
C.减速进站的火车 D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
【变式6-3】(23-24八年级下·湖北黄冈·期中)下列图像中能够说明物体受平衡力的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-4】(23-24八年级下·广东惠州·期中)跳水是我国在国际比赛中的优势项目。跳水运动员站在跳板上静止时,她对跳板的压力与她受到的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),运动员越靠近跳板末端站立,跳板被压得越弯,说明力的作用效果与力的 有关。运动员被弹起上升到最高点时,她处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.
【变式6-5】(23-24八年级下·江西景德镇·期中)如图所示,这是机场内正在水平匀速运行的传送带的俯视图,两行李箱与传送带均无相对滑动。则行李箱 没有受到摩擦力;行李箱 处于非平衡状态。(均选填“甲”或“乙”)。
考点:二力平衡
1.定义:一个物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡或二力平衡。
2.条件:(1)________________;(2)________________;(3)________________;(4)________________。
【七、平衡状态的受力分析】
【典例】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=3N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.3N,0N B.3N,6N C.3N,3N D.0N,6N
【变式7-1】(23-24八年级下·四川乐山·期中)某一时间内,水平传送带上的物体正在随传送带一起向右做加速运动,下列图中对物体的受力分析正确的是( )
A. B. C. D.
【变式7-2】(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)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,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A.0~2s内物体不受摩擦力的作用
B.2~4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C.4~6s内物体做匀速直线运动
D.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
【变式7-3】(23-24八年级下·安徽蚌埠·阶段练习)物体放在水平面上,受到水平力F1=10N和F2=4N的作用处于静止状态,如图所示,此时物体受到的静摩擦力是 N;如果撤去F1,物体的运动状态是 。
【变式7-4】(23-24八年级下·河南省直辖县级单位·期末)如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力作用下,沿足够长的水平面向右做减速直线运动,若此时给物体一个向右且大小未知的拉力F,请推断物体可能的一种运动情况: 并简要说明你的推理过程 。
【变式7-5】(2024·河南·三模)如图甲所示, 物块A重10N, B重5N, 用50N的水平推力F将A压在竖直墙上,A和B一起匀速下滑,此时A受到的摩擦力大小为 N;若推力F保持不变,取走物体B,如图乙所示,物体A继续下滑时受到的摩擦力 (选填“变大”“不变”或“变小”),请你判断取走B后,物体A接下来的运动情况: 。
【八、二力平衡与相互作用力的辨析】
【典例】(23-24八年级下·河北保定·期末)头顶瓷坛是中国传统的杂技节目,如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景,下列说法正确的是( )
A.演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力
B.演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力
C.演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力
【变式8-1】(22-23九年级下·重庆·阶段练习)如图是震惊了海外媒体的中国快递“黑科技”﹣﹣智能快递分拣机器人。派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人通过扫码读取目的地信息,并生成最优路线,将不同目的地的包裹送至不同的位置,从而实现包裹的分拣功能。关于机器人下列说法正确的是( )
A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹运动状态改变
B.机器人停下来后,包裹会向前滑动是因为包裹受到惯性的作用
C.包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力是一对平衡力
D.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
【变式8-2】(23-24八年级下·新疆阿克苏·期末)一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示。下列说法正确的是( )
A.物体受到的重力与物体受到的支持力是一对平衡力
B.物体受到的推力和物体受到的摩擦力是一对相互作用力
C.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体对地面的压力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力
【变式8-3】(23-24八年级下·云南昆明·期中)如图所示,无风时,站在树枝上的小蚂蚁托着果实恰好静止,此时果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力是一对 ,果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力是一对 。(均选填“平衡力”或“相互作用力”)
【九、探究二力平衡的条件】
【典例】(2024·青海·一模)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 ;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入质量不等的砝码,木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 。
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 ,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 。
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为_____。
A.10 N B.5 N C.0 N
(4)在图乙的基础上继续实验,为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡时,小明的操作应该是 并观察卡片能否静止。
(5)实验中小明发现卡片两端的滑轮不在同一高度,则实验结果 (填“可信”或“不可信”)。
【变式9-1】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持与的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验装置,该装置中选择小卡片的目的是 ;
(4)当小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,两条线的方向 (“一定要”或“可以不”)平行,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)保持静止;
(5)利用如图丙所示的装置, (填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(6)小华认为,若采用如图丁所示的方案,必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现,在小华的方案中,只能根据相互作用的关系直接测 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以此方案无法实施。
【变式9-2】(23-24八年级下·江西赣州·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中:
(1)测量钩码重力大小的工具是 ,实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中,通过调整 来改变F1和F2的大小,实验中,当F1大于F2时,小车仍保持静止,因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小不一定相等,你认为这样的结论 (选填“可靠”或“不可靠”);除了拉力外,在水平方向上小车还受 力。
(2)同组的同学建议用图乙装置进行实验,与甲图比较这样做的目的主要是为了 。乙图中轻质卡片其实真正受到 (选填“1”、“2”或“3”)个力的作用,但由于卡片的重力远小于所受的拉力,可以不考虑小卡片的重力对实验的影响;
(3)当小卡片平衡时,小华将小卡片旋转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,这是为了探究二力平衡时的两个力一定 ;
(4)小明同学也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个定滑轮时没有安装成相同高度,如图丙所示,你认为 (选填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验。
【变式9-3】(23-24八年级下·河北张家口·期中)小周同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。
(1)采用图甲所示装置,当左边悬挂100g钩码,右边悬挂150g钩码时,木块静止。小周分析发现,此时木块在水平方向处于 (选填“二”或“三”)力平衡状态,不能满足实验要求;
(2)小周又采用图乙所示的小车进行实验,在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时,小车处于静止状态;改变其中一端钩码的质量,小车无法保持静止状态,由此说明二力平衡时,两个力的大小必须 ;(选填“相等”或“不相等”)
(3)小敏又提出了另一种实验方案:将乙装置中的小车换成小卡片,如图丙所示。把小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡。将小卡片从中间剪开后,小卡片不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在 (选填“同一”或“不同”)物体。
(4)如图所示,改变右侧滑轮的高度,使其高于左侧滑轮,其它条件不变,则轻质卡片 (选填“能”或“不能”)继续处于静止状态。
能继续处
考点:牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到力或者受力平衡的时候,总保持________或________状态。
2.条件:没有受到力或受力平衡。
【十、牛顿第一定律的理解和应用】
【典例】(2024八年级上·全国·专题练习)滑板是一项很酷的运动。当小科以速度v冲到如图所示的位置时,若其所受外力全部消失,则小科与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上做匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.沿水平方向做匀速直线运动
【变式10-1】(23-24八年级下·河北邢台·期中)如图所示,这是运动会中学生跳远的示意图。若某同学跳到最高点时所受到的力全部消失,则他会( )
A.保持静止 B.竖直方向掉下来
C.斜向上做匀速直线运动 D.水平方向做匀速直线运动
【变式10-2】(24-25八年级上·全国·课后作业)[科学推理]根据实验推论判断,当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时,假设小球受到的力全部消失,小球处于怎样的运动状态?下列选项中正确的是( )
A.做匀速圆周运动 B.做匀速直线运动
C.继续来回摆动 D.保持静止状态
【变式10-3】(23-24八年级下·山东德州·期中)如图所示,在竖直平面内,用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球从A点向C点摆动,若小球摆到最低点B时,其所受力全部消失,下列说法正确的是( )
A.小球将静止在B点 B.小球在B点会沿竖直方向运动
C.小球受力消失后,惯性也随之消失 D.小球在B点将沿水平方向做匀速直线运动
【变式10-4】(23-24八年级下·安徽滁州·期中)2023年杭州亚运会,中国运动员包揽蹦床比赛全部金牌。如图是运动员从最低点C竖直上升至最高点A的简化图。运动员在重力作用下减速上升说明力是 (填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因;若运动员上升到最高点时,重力突然消失,运动员将处于 状态。
【变式10-5】(23-24八年级下·安徽滁州·阶段练习)钢球沿如图所示光滑弧形轨道从A点滑到O点,如果钢球运动到O点时,受到的一切外力同时消失,则小钢球将沿路线 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)运动。
【变式10-6】(24-25八年级上·全国·课后作业)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是 。
【十一、探究阻力对物体运动的影响】
【典例】(2024·新疆昌吉·模拟预测)小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,是为了使小车 相同。实验发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,经过推理得出:运动的物体如果不受力将 ;
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。下列事例中,可用到上述探究结论解释的是 (填字母;可多选)。
A.在行李箱下安装滚轮
B.装满书的书橱难以推动
C.自行车刹车时用力捏闸
【变式11-1】(24-25九年级上·湖南长沙·开学考试)下面是小郡探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程。
(1)让小球从斜面滚下在不同水平表面运动,是为了使小球运动时 ;
(2)为了能通过比较小球在水平面上运动距离的远近,来反映阻力对物体运动的影响,应使每次实验小球到达水平面时具有相同的 ;
(3)实验现象如图所示,由现象分析得出正确结论:物体受到的阻力越小,运动的距离越远。并推理得出:若运动物体不受力,将永远匀速直线运动下去,由此还能得出物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持。
【变式11-2】(23-24九年级下·河北秦皇岛·阶段练习)利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察___________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是___________。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
(5)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示, A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变。
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
②由图丙、图丁两次实验测得F1<F2(物块A、B一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大。
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得F2=F3。可得出结论: 。
考点:惯性
1.定义:物体保持原有的运动状态的性质。
2.大小只与________有关。
3.惯性与牛顿第一定律的比较
区 别
牛顿第一定律
惯性
条 件
物体不受外力作用时
任何条件下
本 质
描述物体在一定条件下遵循的运动规律
物体本身的属性
【十二、惯性的理解和应用】
【典例】(23-24八年级下·河南商丘·期中)用洗衣机给湿衣服脱水时,是利用 (选填“衣服”或“水”)具有惯性;货车超载时货车的惯性 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请写出一个减小惯性危害的事例,
56.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)在如图所示的实验中,向右做匀直线速运动的小车竖直放有一木块。
(1)当小车突然停下时,你看到的现象是 ;
(2)若小车的上表面光滑,则此次实验中,当小车突然停下来时,请你猜想一个合理的现象是 。
【变式12-1】(2024·湖北·一模)我们用力甩手多次后,会感觉手指发胀发麻。这是因为甩手时,手臂处较多的血液由于 ,运动到手指末端,挤压血管造成的。我们倒立时也会感觉头部发胀,这是因为重力的方向是 的。
【变式12-2】(23-24八年级下·福建龙岩·期中)2022年6月17日,我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建舰”(如图)。当一架歼15舰载机返回“福建舰”甲板时,由于 要滑行一段距离,由于受到 最终停下来。
【变式12-3】(23-24八年级下·湖南衡阳·期末)如图所示,让小球从A点静止释放,运动到B点时,若一切外力全部消失,则小球会沿路线 运动(填图中字母),此时小球 (选填“具有”或“不具有”)惯性。
【变式12-4】(2024·甘肃金昌·三模)在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 一对平衡力。
【十三、力与运动的关系】
【典例】(22-23八年级下·吉林·期末)路面发生一起交通事故,两部同向行驶的汽车发生“追尾”。观察汽车A的尾部(如图),说明力能够改变物体的 ;“追尾”碰撞的一瞬间,B汽车对A汽车的撞击力 A汽车对B汽车的力(选填“>”、“<”或“=”),车A中的司机起保护作用的是 (选填“安全气囊”或“头枕”)。
【变式13-1】(23-24八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示,3月30日,我国使用长征二号运载火箭,以“一箭四星”的方式成功将四颗雷达卫星发射升空。火箭发射时向后喷出高温燃气,从而获得强大的推力升空,使火箭获得推力的施力物体是 ,此过程说明力可以改变物体的 ,同时说明物体间力的作用是 的。
【变式13-2】(23-24八年级下·吉林长春·期中)如图所示,跳高运动员对竿子施力的同时,竿子也对运动员施了力,但这两个力的作用效果不同,前者使竿子发生了 ,后者使运动员的 发生改变。完成动作后,运动员最终落向地面,是因为受 的作用。
【变式13-3】(23-24八年级下·山西运城·期中)在学习“物体运动状态改变的原因”时,老师做了如图所示的实验,具有一定速度的钢珠在水平桌面上沿直线AB运动,若在它的运动路径旁边放一磁铁,钢珠的运动路径将变成曲线AC。
(1)实验中磁铁的作用是 ;
(2)此实验说明力可以改变物体的 。
【变式13-4】(24-25九年级上·湖北黄冈·开学考试)滑板是中学生喜爱的运动项目之一。如图所示,用力向后蹬地,滑板会沿地面向前运动,这是运用了力可以改变物体的 ,蹬地时,地面对脚的支持力是由于 形变产生的;当脚不再蹬地,由于 滑板还会继续向前运动一段距离。滑板下面安装了4个滑轮为了 摩擦力。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
【变式13-5】(24-25九年级上·湖南长沙·开学考试)2024年8月4日,我国网球选手郑钦文创造历史摘得奥运网球女子单打冠军,如图所示是网球拍击打网球的瞬间,球拍的网线被球压弯的同时,网球也被压扁,此现象说明力可以改变物体的 ,力的作用是 的。
【变式13-6】(23-24八年级下·广西河池·阶段练习)如图所示,2023年杭州亚运会乒乓球女单决赛中,我国选手战胜日本选手夺得金牌。比赛中,运动员用球拍将迎面而来的乒乓球打回去,说明力可以改变物体的 ,将乒乓球打回去的力的施力物体是 。
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专题08 力与运动
新课标对单元考点要求
1.通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
2.了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
3.通过常见事例或实验,了解摩擦力。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
单元知识思维导图
【一、摩擦力及其产生条件】 2
【二、摩擦力的方向判断】 4
【三、改变摩擦力的方法】 6
【四、探究摩擦力的影响因素】 9
【五、力的作用是相互的】 12
【六、物体平衡状态的判断】 15
【七、平衡状态的受力分析】 18
【八、二力平衡与相互作用力的辨析】 21
【九、探究二力平衡的条件】 23
【十、牛顿第一定律的理解和应用】 29
【十一、探究阻力对物体运动的影响】 32
【十二、惯性的理解和应用】 35
【十三、力与运动的关系】 38
考点:摩擦力
1.定义:两个相互接触并相互挤压的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
2.方向:与物体相对运动的方向相反。
3.分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力的影响因素:(1)压力的大小;(2)接触面的粗糙程度。
5.增大(减小)摩擦的方法:
(1)增大(减小)压力;
(2)使接触面变粗糙(光滑);
(3)变滚动(滑动)为滑动(滚动);
(4)使接触面分离,即加润滑油或形成气垫。
【一、摩擦力及其产生条件】
【典例】(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)同学们在以“假如⋯⋯”为主题的讨论中,下列四种观点正确的是( )
A.假如失去了摩擦力,人们将寸步难行
B.假如没有了空气,声音就一定不能传播
C.假如失去了重力,人们走路将轻松自如
D.假如没有了大气压强,地面上的物体都会飘向高空
【答案】A
【详解】A.人走路时,脚向后蹬,地面阻碍脚向后运动,产生向前的力,这个力就是摩擦力,是摩擦力让人们前进,故假如失去了摩擦力,人们将寸步难行,故A正确;
B.假如没有了空气,声音还可以通过固体、液体等介质传声,故B错误;
C.假如失去了重力,人们将没有摩擦力,人们将寸步难行,故C错误;
D.假如没有了重力,地面上的物体都会飘向高空,故D错误。
故选A。
【变式1-1】(23-24八年级下·天津滨海新·期中)一物块以某一速度沿光滑斜面上滑,图中关于该物块受力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】BD.斜面光滑,所以物块不受摩擦力,故BD错误;
AC.物块受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力,压力是物块给斜面的,不是物块受到的,故A错误,C正确。
故选C。
【变式1-2】(23-24八年级下·广东梅州·期末)假如没有摩擦,下列现象不可能发生的是( )
A.行驶中的自行车很难停下来 B.手拿不住笔
C.人可以在地面上行走如飞 D.无法用筷子夹菜
【答案】C
【详解】A.车是靠车轮向后运动,同时地面也会给车轮一个向前的摩擦力使车子前进,因此如果没有摩擦力,车轮会在路面上很难停下来,可能发生,故A不符合题意;
B.写字时,如果没有摩擦力,笔会从手中滑落无法握住钢笔,可能发生,故B不符合题意;
C.人走路依靠的就是脚与地面的摩擦力,如果没有摩擦力,人便无法走路,该选项说法不可能发生,故C符合题意;
D.同握钢笔一样,如果没有摩擦力我们将无法握住筷子,并且筷子也不会夹住菜,可能发生,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-3】(23-24八年级下·天津武清·期中)摩擦与我们的生活息息相关,假如没有摩擦,下列现象可能发生的是( )
A.人可以正常走路 B.自行车刹车失灵
C.火柴头可以划燃 D.老师能用粉笔在黑板上写字
【答案】B
【详解】A.人走路是依靠鞋底与地面之间的摩擦力,当摩擦力消失,人将无法走路,故A不符合题意;
B.自行车的刹车也是利用摩擦力使车停下来的,当摩擦力消失后,自行车的刹车将失灵,故B符合题意;
C.火柴头是依靠摩擦力将其划燃的,当摩擦力消失,火柴头是无法划燃的,故C不符合题意;
D.老师在黑板上写字也是依靠粉笔与黑板的摩擦力,摩擦力消失时,是无法用粉笔在黑板上写字的,故D不符合题意。
故选B。
【二、摩擦力的方向判断】
【典例】(23-24八年级下·河北唐山·期中)人走路时两只脚的前后位置会交替变化,后脚离开地面前要蹬地,这时,地面对它会产生一个摩擦力;而前脚踩到地面时,地面对它会产生一个摩擦力。这两个摩擦力的方向应是( )
A.向前,向后 B.向后,向前
C.、都向前 D.、都向后
【答案】A
【详解】人走路时后脚向后蹬地,后脚有相对于地面向后运动的趋势,地面对它会产生一个向前的摩擦力,正是这个力,人才得以向前运动;而前脚相对于地面向前运动,会受到地面向后的摩擦力,正是这个力,才使脚停止向前运动,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式2-1】(24-25八年级上·吉林·阶段练习)如图所示是人在步行前进时的情景。地面对后脚鞋底的摩擦力方向是向 (填“前”或“后”,鞋底面制成凹凸不平的花纹、这是采用 的方法来增大摩擦的。
【答案】 前 增大接触面的粗糙程度
【详解】[1]人走路时,鞋底相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力方向向前。
[2]鞋底表面制成凹凸不平的花纹,这是在压力一定的情况下,增大了鞋与地面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。
【变式2-2】(23-24八年级下·四川绵阳·阶段练习)如图,水平传送带正在将货物运送到仓库,传送带匀速转动,将重为400N的货物静止放到传送带上,货物先在传送带上滑动,稍后随传送带一起匀速运动,货物滑动时受到摩擦力是物重的0.2倍,货物受到滑动摩擦力是 N,方向是水平向 ;货物匀速运动过程中受到的摩擦力 N。
【答案】 80 右 0
【详解】[1][2]货物滑动时受到摩擦力是物重的0.2倍,则摩擦力为
f=0.2×400N=80N
由图知,传送带沿顺时针方向转动,米袋刚放上去时,相对于传送带向左运动,因此米袋受到的摩擦力方向向右。
[3]当米袋与传送带一起匀速运动时,米袋相对于传送带没有相对运动的趋势,也没有相对运动,因此米袋不受摩擦力作用。
【变式2-3】(23-24八年级下·河南三门峡·期中)如图是消防战士进行刻苦训练徒手爬杆的场景。消防员重700N,沿杆竖直向上匀速爬行,消防员受到的摩擦力大小是 N,方向是 ;若消防员对杆的握力增大,所受摩擦力大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 700 竖直向上 不变
【详解】[1][2]消防战士沿杆竖直向上匀速爬行时,消防战士受力平衡,受到的摩擦力与重力平衡,摩擦力的方向始终与重力方向相反,即摩擦力的方向竖直向上,摩擦力与重力的大小相等,即摩擦力等于700N。
[3]若消防战士对杆的握力增大,消防战士仍是匀速直线运动,受力平衡,摩擦力大小仍等于重力,所受摩擦力不变
【变式2-4】(23-24八年级下·河北唐山·期中)如图所示,重为的长方体A放在粗糙程度不变的水平桌面上,B为钩码,物体A恰好匀速直线运动(不计细线与轮之间的摩擦)。物体A受到桌面的支持力大小为 N,物体A受到的滑动摩擦力大小为 N,方向 (选填“竖直向上”“竖直向下”“水平向左”或“水平向右”)。
【答案】 8 4.8 水平向左
【解析】【小题1】[1]物体A恰好匀速直线运动(不计细线与轮之间的摩擦),处于平衡状态,所以竖直方向上支持力大小等于重力等于8N。
[2]弹簧测力计的示数为4.8N,在水平方向上,物体A受到的滑动摩擦力与弹簧测力计拉力平衡,大小为4.8N。
[3]滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,物体A相对水平桌面向右运动,故滑动摩擦力方向水平向左。
【三、改变摩擦力的方法】
【典例】(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3-1】(2024·青海·一模)2008年2月,我国南方许多地区遭遇了严重的雪灾,人们采取了许多防滑措施。下列各项中不是增大摩擦措施的是( )
A.在汽车轮胎上装上防滑链 B.增加车轮与地面的接触面积
C.路面撒盐 D.在结冰的路面上铺上稻草
【答案】B
【详解】A.汽车轮胎上装上防滑链,增大了汽车轮胎与地面之间的粗糙程度,从而可以增大摩擦,故A不符合题意;
B.增加车轮与地面间的接触面积,可以减小汽车对地面的压强,与增大摩擦没有联系,故B符合题意;
C.路面撒盐,使路面上的冰雪熔化,达到轮胎与地面直接接触,增大了轮胎与地面之间的摩擦,故C不符合题意;
D.在结冰的路面上铺稻草,增大了路面与轮胎之间的粗糙程度,从而增大了两种之间的摩擦,故D不符合题意。
故选B。
【变式3-2】(23-24八年级下·青海·期中)在奥运会上,体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的( )
A.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦
B.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦
C.两者都是减小摩擦
D.两者都是增大摩擦
【答案】B
【详解】体操运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉,是为了在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦;而在单杠上回环动作时,手握单杠不能握得太紧,是在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦;故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式3-3】(23-24八年级下·四川达州·期中)自行车是人们常用的代步工具,下列关于自行车的一些说法中错误的是( )
A.轮胎上刻有凸凹不平的花纹,是为了增大摩擦
B.刹车时用力捏闸,是为了增大摩擦
C.车轮的转轴处装有滚动轴承,是为了增大摩擦
D.在自行车的转动部分加润滑油,是为了减小摩擦
【答案】C
【详解】A.轮胎上刻有凸凹不平的花纹,是在压力一定的情况下,增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.刹车时用力捏闸,即是在接触面的粗糙程度一定的情况下,增大压力,增大了摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.车轮的转轴处装有滚动轴承,即变滑动为滚动,减小了摩擦力,故C错误,符合题意;
D.在自行车的转动部分加润滑油,这是在压力不变的情况下,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式3-4】(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”);为了防止手心出汗而影响成绩,投掷前,运动员的双手都要抹上镁粉,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
【答案】 运动状态 增大
【详解】[1]铅球从运动员手中掷出后,运动的方向和运动速度大小变化,这表明力可以改变物体的运动状态。
[2]手上抹上镁粉,在压力一定时,通过增大手和铅球接触面的粗糙程度,增大了摩擦力,防止铅球滑落影响成绩。
考点:影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
1.用控制变量法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等。
2.实验原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
3.实验结论:当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力随压力的增大而增大;当压力一定时,摩擦力随接触面的粗糙程度增大而增大。
【四、探究摩擦力的影响因素】
【典例】(24-25八年级上·辽宁沈阳·期中)如图是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验装置,器材有长木板、带钩的长方体木块、钩码和毛巾。
甲 乙 丙
丁 戊
(1)如图甲、乙、丙所示,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的目的是 ;
(2)由甲、乙两次实验可以得出: ,滑动摩擦力越大;
(3)乙图中匀速直线运动的木块,撤去弹簧测力计后,木块由于惯性继续向右运动时,木块上面的钩码受到向 (选填“左”或“右”)的摩擦力;
(4)由 两次实验,可以得出:摩擦力大小和接触面的粗糙程度有关;
(5)将甲图中的木块从中间切开,然后叠放在一起,如图丁所示,这时测量出摩擦力的大小将 (填“变大”、“不变”或“变小”);
(6)小明要对实验装置进行改动,如实验戊所示,在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计 (选填“A”或“B”)的示数反应了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中增大对木板的拉力,物块所受摩擦力 (填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1)使木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数
(2)压力越大
(3)左
(4)甲、丙
(5)不变
(6) A 不一定
【详解】(1)用弹簧测力计匀速直线拉动木块时,拉力和木块受到的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡可知,这两个力大小相等,由此可以测出木块受到的摩擦力。
(2)甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,乙对接触面的压力大,结果所受滑动摩擦力越大;故可得出结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)撤去弹簧测力计后,木块和钩码做减速运动,钩码相对木块有向右运动的趋势,所以钩码受到木块向左的摩擦力。
(4)甲、丙两图中,木块对接触面的压力大小相同,接触面粗糙程度不同,木块所受滑动摩擦力不同,故可得出结论:摩擦力大小和接触面的粗糙程度有关。
(5)将甲图中的木块从中间切开,然后叠放在一起,压力和接触面的粗糙程度均相同,所以滑动摩擦力不变。
(6)[1]木块稳定时处于静止状态,木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计A对木块的拉力仍然是一对平衡力,所以弹簧测力计A的示数反应了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
[2]无论是否匀速拉动长木板,木块对长木板的压力和两者间接触面的粗糙程度均相同,则木块受到的摩擦力不变,所以不需要匀速拉动长木板。
【变式4-1】(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)小明在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,记录的结果如下表所示:
序号
接触面
压力/N
滑动摩擦力/N
1
木块与木板
2
0.4
2
木块与木板
4
0.8
3
木块与棉布
2
0.6
4
木块与毛巾
4
1.2
(1)在这个实验中,使用的是控制变量法,第1、3两次实验中的变量是 ,控制的变量是 。得出的结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(2)在探究“压力对滑动摩擦力的影响”时,可采用 两次的实验结果,得出的结论: 。
【答案】(1) 楼触面的粗糙程度 压力的大小
(2) 1、2 在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
【详解】(1)[1][2]在探究“影响摩擦力大小的因素”实验中,使用的是控制变量法,第1、3两次实验中,控制压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,可以得出:在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大的结论。
(2)[1][2]在探究压力对摩擦力大小的影响时,应该控制接触面的粗糙程度相同,改变压力,所以应该采用1、2两次的实验结果,可以得出在接触面的粗糙度不变时,压力越大,摩擦力越大的结论。
【变式4-2】(2024·吉林长春·模拟预测)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,实验装置如图所示。
(1)甲、乙、丙三次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,根据 可知弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)比较图中甲、乙两次实验所得的结论是接触面粗糙程度相同, 越大,滑动摩擦力越大。
(3)在图丙中,增加弹簧测力计的拉力,木块所受的摩擦力 。
【答案】(1) 匀速直线 二力平衡
(2)压力
(3)不变
【详解】(1)[1][2]本实验中,为了通过弹簧测力计的示数能够反映木块所受滑动摩擦力的大小,需要弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,根据二力平衡的条件可知,在水平方向上弹簧测力计的示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)图中甲、乙两次实验中都是在相同的木板上运动,接触面间的粗糙程度相同,而乙实验中木块上放了一个砝码,对木板的压力变大,木块受到的滑动摩擦力也变大,所以可知当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)图丙中木块受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力大小相等,为
f=F丙=2.0N
若增大弹簧测力计的拉力,因为木块对木板的压力以及接触面间的粗糙程度都没有变化,所以受到的滑动摩擦力也不变。
【变式4-2】(22-23八年级下·江苏宿迁·期末)下图是研究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,器材有:木块A一块、砝码一个、弹簧测力计一个、长木板一块和棉布一块:
(1)做实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉木块A,使其在长木板上做 直线运动,根据二力平衡知识可知,弹簧测力计的示数等于木块A受到的滑动摩擦力大小;甲图中摩擦力是 N;
(2)比较 实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的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 ;
(4)请你谈谈在做此实验的过程中,你最大的困难是 。
【答案】(1) 匀速 2
(2)乙丙
(3) 错误 未控制压力相同
(4)很难做到匀速拉动木块
【详解】(1)[1]实验时为了测出滑动摩擦力大小,应使弹簧测力计拉着木块使其在长木板做匀速直线运动,此时摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡可知,此时弹簧测力计示数的大小等于木块A受到的滑动摩擦力的大小。
[2]由甲图知,弹簧测力计的分度值为0.5N,其示数为2N。
(2)根据控制变量法,要想探究探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,应改变接触面的粗糙程度,保持其他量不变,因此可比较乙、丙实验。
(3)[1][2]由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同,物体对木板的压力不同,物体与木板的接触面积不同,存在两个变量,因此他的结论是错误的,理由是没有控制压力大小相等。
(4)在实验过程中,很难做到拉着木块做匀速直线运动。
【五、力的作用是相互的】
【典例】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示,在中考体检时,由于很多同学的体重不能达标,所以在测体重时,就分别采取推、拉、提、压等不当的手段来改变体重计的示数。这其中会使体重计的示数变大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A图,根据力的作用是相互的,人推天花板,天花板也会给人一个大小相同、方向相反的力,故体重计的示数等于重力加天花板给人的力,即大于重力,示数变大;B图,人拉吊环,吊环也会拉人,所以体重计的示数等于重力减去拉力,即示数会变小;C、D图,体重计的示数等于重力大小。
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
【变式5-1】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示是正在月球上沿图示方向减速着陆的着陆器,此过程中,着陆器喷出高速燃气的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】着陆器向外喷射气体,根据力的作用是相互的可知,喷射出的气体对着陆器有与喷射方向相反的作用力,此作用力与着陆器的运动方向相反,使得着陆器减速。故BCD错误,A正确。
故选A。
【变式5-2】(2025八年级·全国·专题练习)如图所示,质量为60kg的甲同学和质量为50kg的乙同学,分别站在两个滑板上,在旱冰场上相对而立,如果甲用50N的力推乙,乙向后退,乙对甲的推力 (填“大于”“小于”或“等于”)50N。看到甲也后退,说明 。
【答案】 等于 物体间力的作用是相互的
【详解】[1]甲同学对乙同学的推力与乙同学对甲同学的推力是一对相互作用力,二者大小相等,故乙对甲的推力等于甲对乙的推力,等于50N。
[2]甲给乙施加推力,由于物体间力的作用是相互的,乙同时也给甲一个推力,所以会看到甲也后退。
【变式5-3】(2024八年级上·全国·专题练习)第24届冬季奥林匹克运动会在北京成功举行,短道速滑是我国的优势项目。如图所示,运动员加速滑出时,冰刀所受支持力的施力物体是 ,冰刀对冰面的力 (选填“大于”“小于”或“等于”)冰面对冰刀的力。
【答案】 冰面 等于
【详解】[1]根据冰面发生弹性形变,对冰刀有力的作用,所以冰刀所受支持力的施力物体是冰面。
[2]运动员加速滑出时,冰刀对冰面的力和冰面对冰刀的力是相互作用力,大小相等,冰刀对冰面的力等于冰面对冰刀的力。
【变式5-4】(24-25八年级上·云南曲靖·阶段练习)“鸡蛋碰石头”鸡蛋碰上石头结果鸡蛋就碎了,说明物体间力的作用是 ;鸡蛋受到的力与石头受到的力大小 (选填“相等”或“不等”) 。
【答案】 相互的 相等
【详解】[1][2]鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头施加了作用力,鸡蛋碎了,是因为受到了石头对它的作用力,说明物体间力的作用是相互的。鸡蛋受到的力与石头受到的力大小是相互作用力,大小相等。
【变式5-5】(23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习)把两个弹簧测力计A和B秤钩连接在一起(如图所示),若看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是 (选填“0”“10”或“20”)N。
【答案】10
【详解】因为物体间力的作用是相互的,从两端拉弹簧测力计,与一端固定,只拉另一端,效果是相同的,弹簧测力计都只能显示一个力的大小,所以当看到弹簧测力计A的示数为10N,则看到B的示数是也为10N。
【六、物体平衡状态的判断】
【典例】(23-24八年级下·宁夏中卫·期末)下列物理情景中的物体处于平衡状态的是( )
A.飞过来的足球被头顶回去 B.短道速滑运动员匀速转弯
C.跳伞运动员匀速直线下降 D.关闭发动机后火车越来越慢
【答案】C
【详解】A.飞过来的足球被头顶回去,其速度大小和方向都发生了改变,运动状态发生了改变,不是平衡状态,故A不符合题意;
B.短道速滑运动员匀速转弯,运动方向发生了变化,运动状态发生了改变,不是平衡状态,故B不符合题意;
C.跳伞运动员匀速直线下降,运动状态没有发生改变,处于平衡状态,故C符合题意;
D.关闭发动机后火车越来越慢,速度大小发生改变,运动状态发生了改变,不是平衡状态,故D不符合题意。
故选C。
【变式6-1】(23-24八年级下·江苏淮安·期中)下列情景中,物体处于平衡状态的是( )
A.匀速转动的橡皮 B.自由下落的苹果
C.百米冲刺的同学 D.匀速直线下降的跳伞者
【答案】D
【详解】A.匀速转动的橡皮运动方向不断改变,处于非平衡状态,故A不符合题意;
B.自由下落的苹果,运动速度不断增大,处于非平衡状态,故B不符合题意;
C.百米冲刺的同学,运动速度不断增大,处于非平衡状态,故C不符合题意;
D.匀速直线下降的跳伞者,速度大小与方向均不变,运动状态不变,处于平衡状态,故D符合题意。
故选D。
【变式6-2】(20-21八年级下·吉林·期中)下列运动过程中,受到平衡力作用的物体是( )
A.公路上匀速转弯的汽车 B.发射出去的火箭在空中加速上升
C.减速进站的火车 D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员
【答案】D
【详解】A.公路上匀速转弯的汽车,速度不变,但其运动方向在不断改变,汽车的运动状态在变化。根据牛顿第一定律,物体运动状态改变时受到非平衡力的作用。故A不符合题意;
B.发射出去的火箭在空中加速上升,速度在增大,即运动状态在改变。根据牛顿第一定律,火箭受到的是非平衡力。故B不符合题意;
C.减速进站的火车,速度在减小,即运动状态在改变。火车受到的是非平衡力。故C不符合题意;
D.在空中匀速直线下降的跳伞运动员,速度大小和方向都不变,即运动状态保持不变。根据牛顿第一定律,跳伞运动员受到的是平衡力。故D符合题意。
故选D。
【变式6-3】(23-24八年级下·湖北黄冈·期中)下列图像中能够说明物体受平衡力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.由图可知,路程与时间成正比,即速度不变,物体做匀速直线运动,说明物体处于平衡状态,受力平衡,故A符合题意;
BC.由图可知,路程与时间不成正比,速度大小改变,物体做变速运动,受力不平衡,故BC不符合题意;
D.由图可知,物体速度随时间逐渐变大,物体做加速运动,受力不平衡,故D不符合题意。
故选A。
【变式6-4】(23-24八年级下·广东惠州·期中)跳水是我国在国际比赛中的优势项目。跳水运动员站在跳板上静止时,她对跳板的压力与她受到的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”),运动员越靠近跳板末端站立,跳板被压得越弯,说明力的作用效果与力的 有关。运动员被弹起上升到最高点时,她处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态.
【答案】 相互作用力 作用点 非平衡
【详解】[1]她对跳板的压力与她受到的支持力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力。
[2]运动员越靠近跳板末端站立,跳板被压得越弯,说明力的作用效果与力的作用点有关。
[3]运动员被弹起上升到最高点时,受到重力的作用,因此它处于非平衡状态。
【变式6-5】(23-24八年级下·江西景德镇·期中)如图所示,这是机场内正在水平匀速运行的传送带的俯视图,两行李箱与传送带均无相对滑动。则行李箱 没有受到摩擦力;行李箱 处于非平衡状态。(均选填“甲”或“乙”)。
【答案】 甲 乙
【详解】[1]行李箱甲在水平传送带上与传送带一起做匀速直线运动,行李箱甲与传送带之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以行李箱甲不受摩擦力的作用。
[2]行李箱乙在传送带转弯处,行李箱乙运动的方向在变化,处于非平衡状态。
考点:二力平衡
1.定义:一个物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡或二力平衡。
2.条件:(1)作用在同一直线上;(2)大小相等;(3)方向相反;(4)作用在同一物体上。
【七、平衡状态的受力分析】
【典例】(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=3N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.3N,0N B.3N,6N C.3N,3N D.0N,6N
【答案】C
【详解】左图中,由重物平衡得到,拉力大小
FA=G=3N
则弹簧测力计A的读数为3N。右图中,由左侧重物(或右侧重物)平衡得到,拉力大小为
FB=G=3N
则弹簧测力计B的读数为3N。
故选C。
【变式7-1】(23-24八年级下·四川乐山·期中)某一时间内,水平传送带上的物体正在随传送带一起向右做加速运动,下列图中对物体的受力分析正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.物体做加速运动说明水平方向受到了非平衡力的作用,故A错误;
B.竖直方向上有重力和支持力,物体竖直方向上是静止的,重力和支持力就是一对平衡力,水平方向不受力,物体处于平衡状态,不能做加速运动,故B错误;
CD.水平方向上做加速运动,且不受其他外力作用,所以物体水平方向受到一个摩擦力,且方向与物体相对与传送带的运动方向相反,故C正确,D错误。
故选C。
【变式7-2】(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)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,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中不正确的是( )
A.0~2s内物体不受摩擦力的作用
B.2~4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C.4~6s内物体做匀速直线运动
D.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
【答案】B
【详解】A.由v-t图像可知,0~2s内物体运动的速度为0,处于静止状态,由F-t图像可知,0~2s内物体受到的拉力为0N,由二力平衡条件可知,则0~2s内物体不受摩擦力的作用,故A正确,不符合题意;
B.由v-t图像可知,2~4s内物体速度不断变大,物体做加速直线运动,处于非平衡状态,受到的摩擦力和拉力不是一对平衡力,故B错误,符合题意;
C.由v-t图像可知,4~6s内物体始终以4m/s的速度做匀速直线运动,故C正确,不符合题意;
D.4~6s内,拉力F=2N,物体匀速运动,由二力平衡可知,拉力等于摩擦力,因此摩擦力大小等于2N,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式7-3】(23-24八年级下·安徽蚌埠·阶段练习)物体放在水平面上,受到水平力F1=10N和F2=4N的作用处于静止状态,如图所示,此时物体受到的静摩擦力是 N;如果撤去F1,物体的运动状态是 。
【答案】 6 静止
【详解】[1]物体静止,受力平衡,则物体受到的静摩擦为
方向水平向右。
[2]如果撤去F1,物体受到向右为4N的推力,由[1]可知,物体与水平面间的最大静摩擦大于等于6N,所以此时物体受到水平面水平向左、大小为4N的静摩擦,物体受力平衡,故物体将处于静止状态。
【变式7-4】(23-24八年级下·河南省直辖县级单位·期末)如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力作用下,沿足够长的水平面向右做减速直线运动,若此时给物体一个向右且大小未知的拉力F,请推断物体可能的一种运动情况: 并简要说明你的推理过程 。
【答案】 见解析 见解析
【详解】[1][2]水平向右做减速直线运动;当F拉小于f时,物体在水平方向上受到的合力向左,因此向右做减速直线运动。
【变式7-5】(2024·河南·三模)如图甲所示, 物块A重10N, B重5N, 用50N的水平推力F将A压在竖直墙上,A和B一起匀速下滑,此时A受到的摩擦力大小为 N;若推力F保持不变,取走物体B,如图乙所示,物体A继续下滑时受到的摩擦力 (选填“变大”“不变”或“变小”),请你判断取走B后,物体A接下来的运动情况: 。
【答案】 15 不变 减速直线运动直至静止
【详解】[1]当A和B匀速下滑时,整体处于平衡状态,受力平衡,A所受到的摩擦力等于A与B的重,所以摩擦力
f=GA+GB=10N+5N=15N[2]根据影响摩擦力的因素知,将B取走,继续下滑是滑动摩擦力,F保持不变时,物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,A与墙面的摩擦力不变,仍为15N。
[3]取走B后,摩擦力竖直向上,为15N,重力竖直向下,为10N,物体A受力不平衡,合力竖直向上,所以物体A会做减速直线运动直至静止。
【八、二力平衡与相互作用力的辨析】
【典例】(23-24八年级下·河北保定·期末)头顶瓷坛是中国传统的杂技节目,如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景,下列说法正确的是( )
A.演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力
B.演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力
C.演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】A.静止时的瓷坛处于平衡状态,在竖直方向上只受到演员对瓷坛的支持力和自身的重力,是一对平衡力,故A正确;
B.演员的重力和地面对演员的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.演员的重力和地面对演员的支持力作用在一个物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力,二力的方向不是相反,因此不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
【变式8-1】(22-23九年级下·重庆·阶段练习)如图是震惊了海外媒体的中国快递“黑科技”﹣﹣智能快递分拣机器人。派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后,机器人通过扫码读取目的地信息,并生成最优路线,将不同目的地的包裹送至不同的位置,从而实现包裹的分拣功能。关于机器人下列说法正确的是( )
A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,包裹运动状态改变
B.机器人停下来后,包裹会向前滑动是因为包裹受到惯性的作用
C.包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力是一对平衡力
D.机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时,做匀速直线运动的物体受平衡力的作用,所以包裹的运动状态不变,故A错误;
B.惯性是物体本身的一种性质,不能说“受到惯性”,故B错误;
C. 包裹对机器人的压力和水平地面对机器人支持力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D. 机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力,二者大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是同一种性质的力(压力与支持力都属于弹力),则机器人对地面的压力和地面对机器人的支持力是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
【变式8-2】(23-24八年级下·新疆阿克苏·期末)一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示。下列说法正确的是( )
A.物体受到的重力与物体受到的支持力是一对平衡力
B.物体受到的推力和物体受到的摩擦力是一对相互作用力
C.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体对地面的压力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.物体受到的重力竖直向下,地面对物体的支持力竖直向上,方向相反、大小相等、作用在一个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对平衡力,故A正确;
B.物体在水平地面上做匀速直线运动,物体处于平衡状态,物体在水平方向上受到推力和地面对物体的摩擦力,所以推力和地面对物体的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、且作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C.物体对地面的压力和地面对物体的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对相互作用力,故C错误;
D.物体对地面的压力方向竖直向下,地面对物体的摩擦力方向沿水平方向,两个力方向不相反,所以这两个力不是平衡力,故D错误。
故选A。
【变式8-3】(23-24八年级下·云南昆明·期中)如图所示,无风时,站在树枝上的小蚂蚁托着果实恰好静止,此时果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力是一对 ,果实受到重力和蚂蚁对果实的支持力是一对 。(均选填“平衡力”或“相互作用力”)
【答案】 相互作用力 平衡力
【详解】[1]果实对蚂蚁的压力和蚂蚁对果实的支持力,两者大小相等,方向相反,在同一直线上,但二力作用在不同的物体上,因此二力是一对相互作用力。
[2]果实受到的重力和蚂蚁对它的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力。
【九、探究二力平衡的条件】
【典例】(2024·青海·一模)在探究“二力平衡条件”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,说明一对平衡力的 ;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入质量不等的砝码,木块仍然保持静止状态,则产生这一现象的原因是 。
(2)现保持F1与F2相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将 ,设计这一步骤的目的是为了验证二力平衡时的两个力一定 。
(3)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重5N的砝码,则弹簧测力计的示数为_____。
A.10 N B.5 N C.0 N
(4)在图乙的基础上继续实验,为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡时,小明的操作应该是 并观察卡片能否静止。
(5)实验中小明发现卡片两端的滑轮不在同一高度,则实验结果 (填“可信”或“不可信”)。
【答案】(1) 大小相等 见详解
(2) 转动回来 在同一直线上
(3)B
(4)见详解
(5)可信
【详解】(1)[1]物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用,平衡力大小相等。
[2]若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止。
(2)[1][2]将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,小车将转动回来,说明一对平衡力需在同一直线上,所以实验中设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。
(3)弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,弹簧测力计左右两盘各放入重5N的砝码,即弹簧测力计挂钩上受到了5N的拉力,所以弹簧测力计的示数为5N,故选B。
(4)当小卡片平衡时,用剪刀从中间剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧砝码落下,说明二力平衡的又一个条件是:两个力必须在同一物体上。
(5)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验,实验结果是可信的。
【变式9-1】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持与的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验装置,该装置中选择小卡片的目的是 ;
(4)当小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,两条线的方向 (“一定要”或“可以不”)平行,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)保持静止;
(5)利用如图丙所示的装置, (填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(6)小华认为,若采用如图丁所示的方案,必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现,在小华的方案中,只能根据相互作用的关系直接测 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以此方案无法实施。
【答案】(1)木块与桌面间存在摩擦力
(2)两个力必须在同一直线上
(3)减小摩擦力对实验的影响
(4) 一定要 不能
(5)能
(6) 重力 拉力 拉力
【详解】(1)若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止。
(2)将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,小车将转动回来,说明一对平衡力需在同一直线上,所以实验中设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力一定在同一直线上。
(3)小红实验用的小卡片重力小,悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以选择小卡片可以减小摩擦力对实验的影响。
(4)[1]当小卡片平衡时,小红将小卡片转过一个角度,两条线的方向一定要平行,这样可以让两个力的方向相反,确保结论是由于两个力不在同一条直线造成的。
[2]两个力不在同一条直线,不满足二力平衡条件,松手后小卡片不能保持静止。
(5)丙图中,此时两个滑轮虽然不在同一高度,但是能够保证在同一直线上,所以能够完成本实验。
(6)[1][2][3]因为物体处于静止状态时受到的重力和拉力是平衡力,所以要采用如图丁的方案探究二力平衡的条件,必须测出物体所受的重力和拉力;弹簧测力计显示的示数是物体对测力计的拉力,测力计对物体的拉力和物体对测力计的拉力是相互作用力,所以根据相互作用的关系可以直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,无法测出重力的大小,所以此方案无法实施。
【变式9-2】(23-24八年级下·江西赣州·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中:
(1)测量钩码重力大小的工具是 ,实验装置如图甲所示。实验目的是探究小车在水平方向上所受两个拉力F1、F2的关系。实验中,通过调整 来改变F1和F2的大小,实验中,当F1大于F2时,小车仍保持静止,因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小不一定相等,你认为这样的结论 (选填“可靠”或“不可靠”);除了拉力外,在水平方向上小车还受 力。
(2)同组的同学建议用图乙装置进行实验,与甲图比较这样做的目的主要是为了 。乙图中轻质卡片其实真正受到 (选填“1”、“2”或“3”)个力的作用,但由于卡片的重力远小于所受的拉力,可以不考虑小卡片的重力对实验的影响;
(3)当小卡片平衡时,小华将小卡片旋转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,这是为了探究二力平衡时的两个力一定 ;
(4)小明同学也对该实验进行了探究,但他在左右支架上装配两个定滑轮时没有安装成相同高度,如图丙所示,你认为 (选填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验。
【答案】(1) 弹簧测力计 钩码的数量 不可靠 摩擦
(2) 消除摩擦力对实验的影响 3
(3) 不能 作用在同一直线上
(4)能
【详解】(1)[1][2][3][4]测量钩码重力大小的工具是弹簧测力计;小车受到的拉力F1和F2分别等于水平桌面两端所挂钩码的重力,可以通过调整钩码的数量来改变F1和F2的大小;实验中,当F1大于F2时,小车仍保持静止,是由于摩擦力较大造成的;因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小不一定相等,这样的结论不可靠的,需要减小小车与桌面之间的摩擦力的作用;除了拉力外,在水平方向上小车还受摩擦力。
(2)[1][2]跟甲图比较这样做的目的主要是为了消除摩擦力对实验的影响,把小车换成一张悬挂的卡片,故实验中卡片应当尽量的轻;乙图中轻质卡片其实真正受到重力和两侧的拉力,共3个力的作用,但由于重力远远小于拉力,所以本实验中不考虑小卡片的重力对实验的影响。
(3)[1][2]小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时的两个力一定在同一直线上。
(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验。
【变式9-3】(23-24八年级下·河北张家口·期中)小周同学利用如图所示的装置进行“探究二力平衡条件”的实验。
(1)采用图甲所示装置,当左边悬挂100g钩码,右边悬挂150g钩码时,木块静止。小周分析发现,此时木块在水平方向处于 (选填“二”或“三”)力平衡状态,不能满足实验要求;
(2)小周又采用图乙所示的小车进行实验,在小车左、右两侧同时悬挂质量相等的钩码时,小车处于静止状态;改变其中一端钩码的质量,小车无法保持静止状态,由此说明二力平衡时,两个力的大小必须 ;(选填“相等”或“不相等”)
(3)小敏又提出了另一种实验方案:将乙装置中的小车换成小卡片,如图丙所示。把小卡片转过一个角度,然后松手,观察到小卡片转动,最后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡。将小卡片从中间剪开后,小卡片不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在 (选填“同一”或“不同”)物体。
(4)如图所示,改变右侧滑轮的高度,使其高于左侧滑轮,其它条件不变,则轻质卡片 (选填“能”或“不能”)继续处于静止状态。
【答案】(1)三
(2)相等
(3) 同一直线上 同一
(4)能
【详解】(1)图甲中,木块所受的左右两个拉力大小不等,仍能处于平衡状态,此时木块所受的左边的拉力小于右边的拉力,相对桌面有向右移动的趋势,受到一个向左的静摩擦的作用,所以木块受到三个力而处于平衡。
(2)图乙中,左右两侧悬挂钩码质量相等时,木块受到的两个拉力大小相等,处于静止,改变一端钩码的质量,则两个拉力大小不变,木块无法保持静止,说明木块所受的两个拉力大小须相等,所以二力平衡时,两个力的大小相等。
(3)[1]将小卡片转过一个角度,两个拉力作用不在同一直线上,小卡片转动,等在同一直线上时恢复到静止状态,说明二力平衡时,两个力必须作用在同一直线上。
[2]小卡片受到两个拉力作用,处于静止,剪开后,两个拉力作用在不同的物体上,不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在同一物体上。
(4)两个力大小相等方向相反,作用在同一直线和同一物体上,此时二力平衡,轻质卡片能继续处于静止状态。
考点:牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到力或者受力平衡的时候,总保持静止或匀速直线运动状态。
2.条件:没有受到力或受力平衡。
【十、牛顿第一定律的理解和应用】
【典例】(2024八年级上·全国·专题练习)滑板是一项很酷的运动。当小科以速度v冲到如图所示的位置时,若其所受外力全部消失,则小科与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上做匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【详解】当小科以速度v冲到题图中位置时(还没有到斜坡顶端),若其所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,他将保持这一瞬间的运动状态不变,即小科与滑板将斜向上做匀速直线运动。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式10-1】(23-24八年级下·河北邢台·期中)如图所示,这是运动会中学生跳远的示意图。若某同学跳到最高点时所受到的力全部消失,则他会( )
A.保持静止 B.竖直方向掉下来
C.斜向上做匀速直线运动 D.水平方向做匀速直线运动
【答案】D
【详解】同学起跳后,由于惯性,上升到最高点时,水平方向速度不为零,若此时受到的力全部消失,它将保持水平方向匀速直线运动状态,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式10-2】(24-25八年级上·全国·课后作业)[科学推理]根据实验推论判断,当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时,假设小球受到的力全部消失,小球处于怎样的运动状态?下列选项中正确的是( )
A.做匀速圆周运动 B.做匀速直线运动
C.继续来回摆动 D.保持静止状态
【答案】D
【详解】当悬挂小球的单摆运动到右侧最高点时,速度为0,假设小球受到的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小球将保持外力消失时的状态,保持静止状态,故D正确,ABC错误。
故选D。
【变式10-3】(23-24八年级下·山东德州·期中)如图所示,在竖直平面内,用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球从A点向C点摆动,若小球摆到最低点B时,其所受力全部消失,下列说法正确的是( )
A.小球将静止在B点 B.小球在B点会沿竖直方向运动
C.小球受力消失后,惯性也随之消失 D.小球在B点将沿水平方向做匀速直线运动
【答案】D
【详解】ABD.小球在B点的运动方向为水平向右,小球摆到最低点B时,其所受力全部消失,由牛顿第一定律可知,小球将沿着原来的运动方向做匀速直线运动,即向右做匀速直线运动,故AB错误,D正确;
C.一切物体都具有惯性,所以即使小球受力消失,也仍然具有惯性,故C错误。
故选D。
【变式10-4】(23-24八年级下·安徽滁州·期中)2023年杭州亚运会,中国运动员包揽蹦床比赛全部金牌。如图是运动员从最低点C竖直上升至最高点A的简化图。运动员在重力作用下减速上升说明力是 (填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因;若运动员上升到最高点时,重力突然消失,运动员将处于 状态。
【答案】 改变 静止
【详解】[1]物体的运动状态包括速度的大小和方向,当物体受到力的作用时,其速度或方向可能会发生变化;在运动员减速上升的例子中,虽然运动员的初始运动方向是向上,但由于受到重力的作用,他的速度在减小,即他的运动状态发生了改变。
[2]根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;当运动员运动到最高点时,运动员静止,若此时所受的所有的力全部消失,他会处于静止状态。
【变式10-5】(23-24八年级下·安徽滁州·阶段练习)钢球沿如图所示光滑弧形轨道从A点滑到O点,如果钢球运动到O点时,受到的一切外力同时消失,则小钢球将沿路线 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)运动。
【答案】2
【详解】钢球到达O点的速度方向水平向右,如果钢球从O点飞出后,受到的一切外力同时消失,则小钢球将沿路线2做匀速直线运动。
【变式10-6】(24-25八年级上·全国·课后作业)将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是 。
【答案】B
【详解】由图得,球向上运动过程中,做减速运动。若小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,小球将以甲处的速度做向上的匀速直线运动,故ACD错误,B正确。
故选B。
【十一、探究阻力对物体运动的影响】
【典例】(2024·新疆昌吉·模拟预测)小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,是为了使小车 相同。实验发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,经过推理得出:运动的物体如果不受力将 ;
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。下列事例中,可用到上述探究结论解释的是 (填字母;可多选)。
A.在行李箱下安装滚轮
B.装满书的书橱难以推动
C.自行车刹车时用力捏闸
【答案】(1) 到达水平面的速度 做匀速直线运动
(2) ③ BC
【详解】(1)[1]探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,根据控制变量法,让小车从同一斜面相同高度由静止滚下,是为了使小车到达水平面时速度相同。
[2]通过实验发现水平表面越光滑,小车速度减小得越慢,运动的距离越长,由此可以推理得出:运动的物体如果不受力将保持匀速直线运动状态。
(2)[1]实验中需要测量拉力的大小,从而得出滑动摩擦力的大小,所以还需要弹簧测力计,即③。
[2] A.在行李箱下安装滚轮,变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦力,故A不符合题意;
B.装满书的书橱难以推动,此时接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故B符合题意;
C.自行车刹车时用力捏闸,此时接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故C符合题意。
故选BC。
【变式11-1】(24-25九年级上·湖南长沙·开学考试)下面是小郡探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程。
(1)让小球从斜面滚下在不同水平表面运动,是为了使小球运动时 ;
(2)为了能通过比较小球在水平面上运动距离的远近,来反映阻力对物体运动的影响,应使每次实验小球到达水平面时具有相同的 ;
(3)实验现象如图所示,由现象分析得出正确结论:物体受到的阻力越小,运动的距离越远。并推理得出:若运动物体不受力,将永远匀速直线运动下去,由此还能得出物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)受到的阻力不同
(2)速度
(3)不需要
【详解】(1)在实验中,让小球在不同的水平表面上运动,不同的表面,接触面的粗糙程度不同,小球受到的阻力不同,所以,这是为了使小球运动时受到的阻力不同。
(2)为了能通过比较小球在水平面上运动距离的远近来反映阻力对物体运动的影响,需要每次实验中小球到达水平面时具有相同的速度。这是因为小球的运动距离不仅与阻力大小有关,还与其初始速度相关。只有在速度相同的情况下,我们才能通过比较运动距离来准确反映阻力的影响。
(3)根据实验现象,我们可以观察到:当水平面越光滑(即阻力越小)时,小球运动的距离就越远。这说明阻力对物体的运动有阻碍作用,阻力越小,物体运动得越远。由此,我们可以推理得出:如果运动物体不受任何阻力,它将永远保持匀速直线运动状态,不会停止。由这个结论可知,物体的运动并不需要力来维持,力只是改变物体运动状态的原因。
【变式11-2】(23-24九年级下·河北秦皇岛·阶段练习)利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的 相同;
(2)实验通过观察___________(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离 B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是___________。
A.物体受力,运动状态一定改变 B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用 D.物体运动状态改变,一定受力
(5)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示, A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变。
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
②由图丙、图丁两次实验测得F1<F2(物块A、B一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大。
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得F2=F3。可得出结论: 。
【答案】(1)速度
(2)A
(3)木板
(4)D
(5) 匀速直线 压力 压力和接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与接触面积大小无关
【详解】(1)根据控制变量法,让小车从同一高度滑下,目的是为了控制小车每次滑到水平面时的初始速度相同。
(2)实验中通过观察小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,小车滑行的距离越近说明阻力对物体运动的影响越大。
故选A。
(3)表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车速度减小的越慢,故小车在木板上运动时,速度减小的慢。
(4)A.若物体受平衡力,运动状态不会改变,故A错误;
B.物体不受力,可能保持静止,也可能做匀速直线运动,故B错误;
C.物体不受力时,可能做匀速直线运动,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变,一定受力,故D正确。
故选D。
(5)[1]根据二力平衡条件可知,拉动物块时均需要保持物块做匀速直线运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
[2]分析丙、丁两图,接触面的粗糙程度一定,丁图中压力较大,测力计示数较大,摩擦力较大,可以得到接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力就越大。
[3]由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得F2=F3。,说明滑动摩擦力大小相同,则可得出结论:压力和接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。
考点:惯性
1.定义:物体保持原有的运动状态的性质。
2.大小只与质量有关。
3.惯性与牛顿第一定律的比较
区 别
牛顿第一定律
惯性
条 件
物体不受外力作用时
任何条件下
本 质
描述物体在一定条件下遵循的运动规律
物体本身的属性
【十二、惯性的理解和应用】
【典例】(23-24八年级下·河南商丘·期中)用洗衣机给湿衣服脱水时,是利用 (选填“衣服”或“水”)具有惯性;货车超载时货车的惯性 (选填“变大”、“不变”或“变小”);请写出一个减小惯性危害的事例,
【答案】 水 变大 汽车安全带可以减小惯性带来的危害
【详解】[1]洗衣机中衣服脱水时,水与衣服高速转动,衣服被滚桶挡住,而水由于惯性保持原来的运动状态,离开了衣服。故洗衣机中衣服脱水时,是利用水具有惯性。
[2]惯性大小与质量有关,货车超载时火车质量变大,惯性变大。
[3]急停时,由于人有惯性要保持原来的运动状态,向前运动,安全带可以阻止人向前运动,减少由此带来的危害。
56.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)在如图所示的实验中,向右做匀直线速运动的小车竖直放有一木块。
(1)当小车突然停下时,你看到的现象是 ;
(2)若小车的上表面光滑,则此次实验中,当小车突然停下来时,请你猜想一个合理的现象是 。
【答案】(1)木块向右倾倒
(2)见解析
【详解】(1)木板和小车一起向右做匀速运动,小车突然停下时,木块上半部由于惯性继续向右运动,下半部受摩擦力停止运动,故木块向右倾倒。
(2)若小车的上表面光滑,当向右做匀速运动的小车突然停下来时,木块和小车之间没有了摩擦力,木块由于惯性将在小车上保持原来的速度运动。
【变式12-1】(2024·湖北·一模)我们用力甩手多次后,会感觉手指发胀发麻。这是因为甩手时,手臂处较多的血液由于 ,运动到手指末端,挤压血管造成的。我们倒立时也会感觉头部发胀,这是因为重力的方向是 的。
【答案】 惯性 竖直向下
【详解】[1]用力甩手多次后,会感觉手指发胀发麻,这是因为甩手时,血液和手一起运动,当手停止后,但手臂处较多的血液由于惯性运动到手指末端,挤压血管造成的。
[2]我们倒立时,因为重力的方向是竖直向下的,血液集中到头部,会感觉头部发胀。
【变式12-2】(23-24八年级下·福建龙岩·期中)2022年6月17日,我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰正式下水并命名为“福建舰”(如图)。当一架歼15舰载机返回“福建舰”甲板时,由于 要滑行一段距离,由于受到 最终停下来。
【答案】 惯性 阻力
【详解】[1][2]当一架歼15舰载机返回“福建舰”甲板时,由于惯性,要保持原来的运动状态,所以仍要滑行一段距离;力可以改变物体的运动状态,由于受到阻力的作用最终停止下落。
【变式12-3】(23-24八年级下·湖南衡阳·期末)如图所示,让小球从A点静止释放,运动到B点时,若一切外力全部消失,则小球会沿路线 运动(填图中字母),此时小球 (选填“具有”或“不具有”)惯性。
【答案】 b 具有
【详解】[1][2]由牛顿第一运动定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变,因此让小球从A点静止释放,运动到B点时,小球有一定的速度,若一切外力全部消失,小球将沿b路线做匀速直线运动;一切物体在任何情况下都具有惯性,所以此时小球具有惯性。
【变式12-4】(2024·甘肃金昌·三模)在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 一对平衡力。
【答案】 加速 不是
【详解】[1][2]当车匀速行驶时,小球与汽车相对静止,小球应静止在竖直方向上,当汽车加速向右行驶时,小球由于惯性而保持原来的运动状态,故小球相对于车厢向后运动。此时小球受到竖直向下的重力和沿绳子斜向右上方的拉力,两个力不在同一直线上,因此绳子对球的拉力和球受到的重力不是一对平衡力。
【十三、力与运动的关系】
【典例】(22-23八年级下·吉林·期末)路面发生一起交通事故,两部同向行驶的汽车发生“追尾”。观察汽车A的尾部(如图),说明力能够改变物体的 ;“追尾”碰撞的一瞬间,B汽车对A汽车的撞击力 A汽车对B汽车的力(选填“>”、“<”或“=”),车A中的司机起保护作用的是 (选填“安全气囊”或“头枕”)。
【答案】 形状 = 头枕
【详解】[1]由图知,A的尾部形状发生了变化,说明力可以改变物体的形状。
[2]B汽车对A汽车的撞击力与A汽车对B汽车的力是一对相互作用力,大小相等。
[3]在车辆发生追尾时,A车会瞬间加速往前运动,而A车中的司机由于惯性会向后倒,此时车辆加速的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部,此时的头枕起缓冲作用,保护人体头颈部。
【变式13-1】(23-24八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示,3月30日,我国使用长征二号运载火箭,以“一箭四星”的方式成功将四颗雷达卫星发射升空。火箭发射时向后喷出高温燃气,从而获得强大的推力升空,使火箭获得推力的施力物体是 ,此过程说明力可以改变物体的 ,同时说明物体间力的作用是 的。
【答案】 燃气 运动状态 相互
【详解】[1]火箭发射时,高温高压的燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,火箭给燃气一个向上的力,则燃气给火箭一个向上的作用力,说明物体间的力的作用是相互的,该推力的施力物体是高温高压的燃气。
[2]火箭获得向上的推力,由静止到运动,说明力能改变物体的运动状态。
[3]火箭向后喷出燃气,对空气有向下的作用力,而获得向上的推力,说明力的作用是相互的。
【变式13-2】(23-24八年级下·吉林长春·期中)如图所示,跳高运动员对竿子施力的同时,竿子也对运动员施了力,但这两个力的作用效果不同,前者使竿子发生了 ,后者使运动员的 发生改变。完成动作后,运动员最终落向地面,是因为受 的作用。
【答案】 形变 运动状态 重力
【详解】[1][2]竿子受力,形状发生了变化,运动员受力,运动员的速度发生变化,所以前者使竿子发生了形变,后者使运动员的运动状态发生改变。
[3]重力的方向是竖直向下的,完成动作后,运动员最终落向地面,是因为受重力的作用。
【变式13-3】(23-24八年级下·山西运城·期中)在学习“物体运动状态改变的原因”时,老师做了如图所示的实验,具有一定速度的钢珠在水平桌面上沿直线AB运动,若在它的运动路径旁边放一磁铁,钢珠的运动路径将变成曲线AC。
(1)实验中磁铁的作用是 ;
(2)此实验说明力可以改变物体的 。
【答案】(1)给钢珠施力
(2)运动状态
【详解】(1)磁铁具有吸引铁、钴、镍的性质,实验中利用磁铁对钢珠施加力的作用。
(2)钢珠做曲线运动是因为钢珠受到了磁铁的吸引力,力改变了钢珠速度的大小和方向而导致的,因此,本实验说明力可以改变物体的运动状态。
【变式13-4】(24-25九年级上·湖北黄冈·开学考试)滑板是中学生喜爱的运动项目之一。如图所示,用力向后蹬地,滑板会沿地面向前运动,这是运用了力可以改变物体的 ,蹬地时,地面对脚的支持力是由于 形变产生的;当脚不再蹬地,由于 滑板还会继续向前运动一段距离。滑板下面安装了4个滑轮为了 摩擦力。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】 运动状态 地面 惯性 减小
【详解】[1]力可以改变物体的运动状态,也可以使物体发生形变。用力向后蹬地,滑板会沿地面向前运动,这是力改变物体的运动状态。
[2]蹬地时,人的脚对地施加了一个力,使地面发生了形变,地面对人的脚产生了一个支持力,所以该支持力是由于地面形变产生的。
[3]人和滑板原来是运动的,停止向后蹬地,人和滑板由于惯性要保持原来的运动状态,继续前进。
[4]滑板下面安装了4个滑轮,是通过用滚动代替滑动来减小摩擦力。
【变式13-5】(24-25九年级上·湖南长沙·开学考试)2024年8月4日,我国网球选手郑钦文创造历史摘得奥运网球女子单打冠军,如图所示是网球拍击打网球的瞬间,球拍的网线被球压弯的同时,网球也被压扁,此现象说明力可以改变物体的 ,力的作用是 的。
【答案】 形状 相互
【详解】[1][2]力的作用是相互的,因此用球拍拍网球时,网球也会给球拍力的作用;网球受力被压扁,形状发生改变,说明力可以使物体发生形变。
【变式13-6】(23-24八年级下·广西河池·阶段练习)如图所示,2023年杭州亚运会乒乓球女单决赛中,我国选手战胜日本选手夺得金牌。比赛中,运动员用球拍将迎面而来的乒乓球打回去,说明力可以改变物体的 ,将乒乓球打回去的力的施力物体是 。
【答案】 运动状态 球拍/乒乓球拍
【详解】[1]乒乓球被球拍打回去,乒乓球运动的方向发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]乒乓球在球拍施加的力的作用下被打回去,所以该力的施力物体是球拍。
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