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第八章 运动和力
章末复习
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牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态.
力
质量
运动和力
惯性
1. 惯性及惯性定律.
2. 惯性与物体的 有关,与速度无关.
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1. 意义:一个物体在两个力的作用下,如果保持 状态或 状态,则这两个力平衡.
2. 条件:大小 ,方向 ,作用在同一条 、同一个 上.
静止
匀速直线运动
相等
相反
直线
物体
二力
平衡
运动
和力
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1. 滑动摩擦力:两个互相接触的物体发生相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍 的力.
2. 滑动摩擦力的方向:与物体相对运动的方向 .
3. 摩擦的种类: 摩擦、 摩擦和 摩擦.
4. 滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力大小及接触面的粗糙程度有关;压力越大,滑动摩擦力越 ;接触面越 ,滑动摩擦力越大.
相对运动
相反
滑动
滚动
静
大
粗糙
摩
擦
力
运动
和力
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5. 增大摩擦力的常用方法:增大 和增大 .
6. 减小摩擦力的方法:变滑动摩擦为 、使接触面 、减小 和减小 .
压力
接触面的粗糙程度
滚动摩擦
彼此分离
压力
接触面的粗糙程度
摩
擦
力
运动
和力
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1. 如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的 .
2. 在物理学中,求几个力合力的过程叫作 .
3. 同一直线上的两个力,如果方向相同,合力的大小等于这两个力的大小之 ,合力的方向与这两个力的方向 ;如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之 ,合力的方向与较大的力方向 .
合力
力的合成
同一直
线上二
力的合
成
和
相同
差
一致
运动
和力
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阻力对物体运动的影响
1. [科学探究](2024·肇庆期末改编)小明骑自行车时发现,在不同的路面上,停止踩脚踏板,车都能继续运动一段距离,于是小明作出了以下猜想:
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猜想一:车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关;
猜想二:车运动的距离可能与车速有关.
为验证猜想,他用如图所示装置进行模拟实验.
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(1)验证猜想一:实验中每次都让同一小车从斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的 ;小车到达水平面后不能立即停下来,是因为小车具有 .实验中发现,小车在木板表面上滑行的距离最长,在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越
(选填“快”或“慢”);若水平面绝对光滑,即小车在水平面上受到的阻力为零,它将做 运动,这种科学研究方法是 法.
速度
惯性
快
匀速直线
理想实验
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(2)验证猜想二:实验中让小车从 (选填“同一斜面”或“不同斜面”)的 (选填“同一高度”或“不同高度”)由静止自由下滑,比较小车在水平面上滑行的距离验证猜想.
(3)小明思考了一个问题:当自己荡秋千运动到右侧最高点时,假设受到的力全消失,自己将处于怎样的运动状态呢?你认为下列选项中正确的是 (填字母).
A. 做匀速直线运动 B. 做匀速圆周运动
C. 继续来回摆动 D. 保持静止状态
同一斜面
不同高度
D
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惯性
2. (2024·佛山禅城区期末)以下属于防止惯性带来危害的事例是( C )
A. 拍打被子清除它上面的浮灰
B. 跳远运动员起跳前需助跑
C. 乘车要系好安全带
D. 使用体温计前使劲甩一甩
C
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3. [物理学与日常生活](2024·深圳光明区期末)关于惯性,下列说法正确的是( A )
A. 运动员跳远时,提前助跑是为了利用惯性提高成绩
B. 汽车突然急刹车,由于惯性的作用,乘客身体会向前倾
C. 滑雪运动员从斜坡上冲下来时不容易停下,说明速度越大,惯性越大
D. 将锤柄在石头上撞击几下,能使松动的锤头紧固在锤柄上,这是利用了锤柄的惯性
A
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4. (2024·茂名期末)如图所示的惯性现象对应的描述中,正确的是( D )
A. 图甲:斜向上抛出的小球A因为受到惯性力的作用而继续在空中飞行
B. 图乙:斜向上抛出的铅球到达最高点M时,若一切外力消失,铅球将保持静止
C. 图丙:水平向右匀速行驶的水车上有一个气泡,当突然刹车时,气泡将加速向右运动
D. 图丁:水平向右匀速行驶的车厢内吊着物体A,绳断后,A会掉在正下方车上的a点处
D
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平衡力和相互作用力的区分
5. [物理观念]如图所示,重力忽略不计的弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个小球处于静止状态,下列几对力中属于相互作用力的是( C )
A. 天花板对弹簧的拉力和小球对弹簧的拉力
B. 弹簧对小球的拉力和小球受到的重力
C. 小球对弹簧的拉力和弹簧对小球的拉力
D. 小球对弹簧的拉力和小球受到的重力
C
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6. 物理课本放在水平桌面上,文具盒放在物理课本上,则( A )
A. 物理课本对桌面的压力和桌面对物理课本的支持力是一对相互作用力
B. 物理课本受到的重力和桌面对物理课本的支持力是一对平衡力
C. 物理课本对文具盒的支持力和文具盒对物理课本的压力是一对平衡力
D. 桌面对物理课本的支持力和文具盒对物理课本的压力是一对相互作用力
A
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二力平衡条件的应用
7. 如图所示,甲物体重25 N,乙物体重15 N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数为( C )
A. 35 N
B. 10 N
C. 15 N
D. 25 N
C
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8. [科学思维]起重机的钢绳吊着5×103 N的重物,先以0.5 m/s的速度匀速上升,后静止在空中,再以1 m/s的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,则F1 F2
F3.(均选填“>” “<”或“=”)
=
=
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9. 如图所示,用手握住装水的杯子静止在空中,杯子 (选填“具有”或“不具有”)惯性;杯子所受摩擦力的方向 ;
若喝掉杯中一部分水后,仍按如图方式保持静止,则杯子所受的摩擦力大小 (选填“变大” “变小”或“不变”).
具有
竖直向上
变小
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增大或减小摩擦的方法
10. (2024·巴中中考)自行车是人类的一项伟大发明.与自行车有关的物理知识,下列说法错误的是( C )
A. 手柄上有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
B. 刹车时,是通过增大刹车皮与钢圈之间的压力来增大摩擦
C. 轴承上加润滑油是为了消除摩擦
D. 用滚动轴承是为了减小摩擦
C
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力的示意图
11. 在图中画出静止的小球的受力示意图.
答案图
如图所示:
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12. 如图所示,人随电梯一起匀速运动,请作出人所受各力的示意图.
如图所示:
答案图
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13. (2024·佛山南海区期中改编)一物体随传送带一起斜向上匀速运动,请作出物体所受力的示意图(O点为物体的重心).
如图所示:
答案图
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力的合成
14. [传统文化]“燕山雪花大如席,片片吹落轩辕台.”出自唐代李白的《北风行》.如图所示,重为G的雪花从空中加速飘落的过程中,若雪花所受阻力为f,则雪花所受力的合力大小和方向为( C )
A. 大小:G-f;方向:竖直向上
B. 大小:G+f;方向:竖直向上
C. 大小:G-f;方向:竖直向下
D. 大小:G+f;方向:竖直向下
C
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15. [物理学与日常生活]如图是小君在大课间活动时踢毽子的情景(假设空气阻力大小不变),在毽子上下飞舞过程中,下列分析正确的是( D )
A. 上升过程中合力方向向上
B. 最高点时处于静止状态,合力为零
C. 下落过程中合力越来越大
D. 上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
D
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【解析】毽子在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下,故A错误;上升到最高点时,毽子的瞬时速度为0,此时,毽子只受到重力作用,合力不为零,故B错误;下落过程毽子受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,空气阻力不变,重力不变,合力不变,故C错误;上升过程合力等于重力与空气阻力之和,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,故D正确.
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16. 如图是2024年巴黎奥运会跳水比赛中,中国广东选手全红婵站在跳台上的情景,这时她受到的重力和跳台对她的
力是一对平衡力;向上起跳时,离开跳台,全红婵由于具有 ,
仍然会向上运动一段距离,最终在 力的作用下,落入水中.
支持
惯性
重
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17. 如图甲所示,两个完全相同的物体A、B,在16 N的水平推力作用下,在水平面上做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 N;如图乙所示,把B叠放到A的上面,使它们在同一水平面上以更快的速度做匀速直线运动,则需要的推力F 16 N(选填“>”“<”
或“=”);物体A遇到障碍物停止运动后,物体B还会向前运动,如果此时物体B所受的一切外力全部消失,物体B将做 运动.
8
=
匀速直线
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【解析】不论是叠放还是平放,我们都把A、B看作一个整体,整体的压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,即对物体A、B的推力为16 N,整体受到的摩擦力为16 N;由于A和B完全相同,则物体B受到的摩擦力等于总摩擦力的一半,即为8 N,物体B做匀速直线运动,则物体B受到的推力为8 N;如果物体B受到的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,物体B将保持力消失前的一瞬间的速度永远匀速直线运动下去.
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18. 如图甲所示,避险车道内铺有厚厚的碎石,失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全.正因如此,避险车道被称为高速公路上的“救命道”.请在简化图乙中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时(无牵引力)的受力示意图.
如图所示:
答案图
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19. 如图甲所示,一个物体放在水平面上,在t=0 s时,当受到水平力F1=5 N、F2=2 N作用时,物体向右做匀速直线运动;t1=2 s时只撤去力F1,t2=4 s时物体速度恰好变为零,以后物体始终处于静止.请在图乙中画出在0~6 s时间内,物体所受地面摩擦力f随时间t变化的f-t关系图像,取水平向右摩擦力方向为正方向(正值)、水平向左摩擦力方向为负方向(负值).
如图所示:
答案图
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【解析】物体放在水平面上,在t=0 s时,受到水平力F1=5 N、F2=2 N作用时,推力的合力F=5 N-2 N=3 N;物体向右做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力大小等于推力的合力,为3 N,方向水平向左,在坐标轴上是负值;t1=2 s时,只撤去力F1,物体向右做减速运动,仍受滑动摩擦力,滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,两者不变,滑动摩擦力不变,仍为3 N,水平向左,在坐标轴上是负值;t2=4 s时物体速度恰好变为零,以后物体始终处于静止,受力平衡,受到向左的推力F2=2 N作用,静摩擦力与推力平衡,大小相等,为2 N,方向水平向右,在坐标轴上为正值.
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20. [物理学与工程实践]阅读短文,回答问题.
冰雪运动装备与力学知识
图甲是冬奥会的三个比赛项目:短道速滑、单板滑雪和冰壶.参加这些比赛项目的运动员各有不同的装备,在运动员的装备中都蕴含着有趣的力学知识.
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为什么短道速滑运动员要穿紧身衣,而单板滑雪运动员穿的较宽松呢?这与空气阻力有关.空气阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;空气阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.单板滑雪运动对速度的追求不像短道速滑运动那么高,因此也就不像短道速滑运动那么在乎空气阻力的影响,所以单板滑雪运动员并没有穿紧身的衣服.
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冰壶运动员比赛时脚穿的运动鞋如图乙所示.两脚鞋底材料是不同的:蹬冰鞋底是橡胶制成的,穿在蹬冰脚上;而滑行鞋的鞋底是由专业塑料制成的,穿在支撑脚上.蹬冰时,地面给运动员蹬冰脚施加静摩擦力,运动员蹬地时蹬冰脚不会打滑.滑行起来后,支撑脚在冰面上滑行,受到冰面的滑动摩擦力要
尽量小.因此,蹬冰脚穿的鞋为橡胶底,
支撑脚穿的鞋为塑料底.
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(1)相比单板滑雪运动员,短道速滑运动员更追求速度.速滑运动员比赛服更紧身,是为了减小 对运动的影响.
(2)冰壶运动鞋中的“蹬冰鞋”的鞋底是 底,目的是
(选填“增大”或“减小”)摩擦.
空气阻力
橡胶
增大
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(3)蹬冰时,冰面对鞋的静摩擦力方向 (选填“向前”或“向后”);滑行时,冰面对鞋的摩擦力方向 (选填“向前”或“向后”).
(4)冰壶运动员蹬冰结束后,仍能向前滑行一段距离,是因为运动员具有 .
向前
向后
惯性
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探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
典例 [科学探究]小明组“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”.
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(1)用弹簧测力计水平拉着放在水平面上的木块做匀速直线运动,根据 原理可知,弹簧测力计示数等于木块受到的摩擦力大小.如果用弹簧测力计斜拉木块做匀速直线运动,如图A所示,则此时木块受到的摩擦力 (选填“等于”或“不等于”)弹簧测力计的示数.
(2)比较图 两次实验可知,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大.
二力平衡
不等于
B、C
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(3)探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度是否有关时,选图B与图 (选填“D”或“E”)进行比较更合理.
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图F所示,并与图B进行比较.你认为他们的做法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是
.
E
错误
没
有控制压力相同
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【拓展创新】
(5)小明实验时很难控制木块匀速运动,于是他们对实验装置进行改进.如图G所示,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验.与原实验方案相比,改进后的实验方案优点是
.
拉动长木板时不必保持匀速运
动,更易于操作(或弹簧测力计示数较稳定,容易读数)
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【解析】(5)用题图G所示的装置进行实验,当拉动长木板运动的过程中,木块保持静止状态,根据二力平衡的条件知:此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小.无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态(即平衡状态),所以易于操作且容易读数.
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