第七章 运动和力(知识清单)物理新教材沪粤版八年级下册
2026-01-23
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第七章 运动和力 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 机械运动,运动和力 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.38 MB |
| 发布时间 | 2026-01-23 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | 物理怪怪怪 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-02-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50694275.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第七章 运动和力 单元总结
1.七个概念:参照物、机械运动、惯性、牛顿第一定律、合力和分力、平衡状态、平衡力。
2.一个核心概念:机械运动。在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫机械运动。
3.三类计算: 速度();路程(s=vt);时间()。
4.一个定律:牛顿第一定律(惯性定律)。
5.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
6.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与质量有关。
7.二力平衡条件:作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,且在同一直线上。
知识点一:机械运动
1.物理学中,把一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动,简称为运动。
2.判断一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。参物不同,得出的结论可以不相同。
3.机械运动只是其中最简单、最基本的一种运动形式。
要点诠释
1.参照物的选取原则:(1)假定性:参照物一旦被选定,就假定该物体是静止不动的。(2)任意性:参照物的选择可以是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体。(3)不唯一性:有时参照物的选择不唯一,同一物体可以选择不同的参照物。若选用了不同参照物,其运动状态的描述往往不同。(4)方便性:通常情况下,为了研究方便,物理学中一般选取地面或相对于地面静止的物体为参照物,此时可不指明参照物。如果选取其他物体作参照物,则一定要指明所选定的参照物。
2.运动和静止的相对性:一个物体是运动还是静止,由所选择的参照物决定。选择的参照物不同,被研究对象的运动状态可能会不同;对于选定的参照物,不同的被研究对象的运动状态也可能会不同。这就是运动和静止的相对性。
易错点点拨
1.不能将被研究的物体本身选择为参照物,否则物体永远处于静止状态。
2.静止是相对的,运动是绝对的,不运动的物体是不存在的。
典例1.明代诗人曾写下这样一首诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流”。“桥流水不流”之句应理解成其选择的参照物是( )
A.水 B.桥 C.人 D.地面
典例2.小明设计了一个如图所示的实验:在桌面上安装一条滑轨,上面放着一幅带轮子的背景画,前面放一个小卡通人物画。请你按照实验自己试一试。
(1)当推动背景画向左运动时,会感觉到卡通小人向 (选填“左”或“右”)跑。产生这种感觉的原因是运动和静止具有 ;
(2)“刻舟求剑”中的那个人在物理学上犯的错误是以行船上的记号为参照物,宝剑是 (选填“运动”或“静止”)的。
知识点二:速度
1.物理学中,把物体通过的路程与通过这段路程所用时间之比叫做速度,公式为。
2.在国际单位制中,速度的单位是米/秒。在实际生活中,常用的速度单位还有千米/小时,符号是km/h。
易错点点拨
速度是表示物体运动快慢的物理量,不是表示路程多少和所用的时间多少的物理量。速度的大小只与物体运动的路程和所需的时间的比值有关,与路程多少无关,与所用的时间多少无关。
典例3.小明骑自行车去上学,前半程以3m/s的速度前进,后半程以5m/s的速度前进,则全程的平均速度是( )
A.3m/s B.8m/s C.4m/s D.3.75m/s
典例4.蛟龙号某次执行任务到海底探测,从水面开始沿竖直方向以的速度匀速下潜,某时刻向海底发射一束超声波,经过4.0s接收到海底返回的信号,已知超声波在海水中的传播速度为,还需要 s才能到达海底。
知识点三:匀速直线运动和变速直线运动
1.物体做机械运动,按照运动轨迹的曲直,可分为直线运动和曲线运动。
2.在直线运动中,按照速度是否改变,可分为匀速直线运动和变速直线运动。
3.物理学中,把速度不变的直线运动叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,在任何相等的时间内,通过的路程是相等的。
要点诠释
匀速直线运动的理解:做匀速直线运动的物体,速度的大小与路程、时间的大小无关,不能认为做匀速直线运动的物体的速度跟路程成正比,跟时间成反比,只能认为做匀速直线运动的物体的速度在大小上等于路程和时间的比值。
易错点点拨
物体做匀速直线运动时,速度v保持不变。在v-t坐标系中,它的图像是一条垂直于速度坐标轴的直线;在s-t坐标系中,它的图像是一条斜线。
典例5.如图中用频闪照片(每隔相同时间拍一次照)研究甲、乙两个物体的运动,从3cm到8cm甲运动比乙运动 (选填“快”或“慢”)。
典例6.甲、乙、丙三辆小车同时同地向西运动,它们运动的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲、丙两车速度相同
B.乙车做减速运动
C.经过4s,甲车运动在最前面
D.若以乙车为参照物,丙车向东运动
知识点四:牛顿第一定律
1.在探究力与运动的关系实验中,小车从同一高度由静止释放,水平面越光滑,小车受到的摩擦力就越小,小车运动的距离就越大。
2.牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
要点诠释
1.“探究运动和力的关系”的实验方法
(1)实验中,让相同的小车从相同斜面的同一高度自由滑到粗糙程度不同的水平面上,运用了控制变量法。
(2)实验中,无法让小车受到的摩擦力为零,但我们仍然可以根据小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,运动的时间越长,越接近匀速直线运动来进行推理,从而归纳得出牛顿第一定律,这种实验方法叫理想化实验。
2.对牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况。若物体原来是静止的,则保持静止状态;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律的核心实质:力不是使物体运动的原因,也不是维持物体运动的原因。
(3)牛顿第一定律是通过分析事实,推理概括出来的,不能用实验来直接验证这一定律。
典例7.一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律。
典例8.如图所示,吊在天花板下面的电灯处于静止状态,某一时刻,吊线突然间断开的同时,若所受外力全部消失,则灯将会 (选填“静止”“匀速下落”或“加速下落”)。
知识点五:惯性
1.物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。
2.惯性是物体的一种普遍属性,只与物体质量大小有关。物体质量越大,惯性越大。
要点诠释
1.惯性与惯性定律的区别
(1)惯性是物体本身的一种固有属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动定律。
(2)任何物体在任何情况下都具有惯性,但惯性定律的成立是有条件的。
2.对惯性的三点认识
(1)惯性的普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性,一切物体是指无论是固体、液体、还是气体,无论物体质量是大还是小,无论物体是静止还是运动,无论物体受不受力,都具有惯性。
(2)惯性大小的决定因素:惯性的大小是由物体的质量决定的。质量越大,惯性越大,而与物体的形状、运动状态、速度大小、所处位置、受力情况等外界因素无关。
(3)惯性是一种性质,不是力,不能说物体受到惯性的作用或惯性力产生的作用。
典例9.如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
典例10.如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”,下空同)停止运动,而 由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
知识点六:同一直线上二力的合成
1.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和,合力的方向与这两个力的方向相同。
2.同一直线上的两个力,如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向与较大的力方向一致。
要点诠释
1.合力与组成合力的力的等效性:对于受力物体,几个力的作用效果与合力的作用效果是等效的。这种研究合力的方法,称为等效替代法。
2.研究同一直线上二力的合成实验应注意的问题
(1)实验中要使用弹簧和弹簧测力计,通过弹簧在力的作用下伸长的长度来反映力的作用效果。因此,每次实验达到的效果相同,即每次都使弹簧伸长相同的长度。
(2)不要用变形的弹簧。检查方法是用一个弹簧测力计拉弹簧,反复做几次使弹簧拉伸到相同的长度看弹簧测力计示数有无变化。
易错点点拨
合力产生的作用效果与几个力共同作用产生的效果是相同的;合力与几个力是不共存的,即考虑合力就不能再考虑那几个力,考虑了那几个力就不能再考虑合力;合力可能大于、小于或等于几个力中一个力,甚至可能为零。
典例11.如下图所示,一个物体受到同一直线上的三个力作用,这三个力的大小分别为。这三个力的合力大小和方向分别是( )
A.20N,向左 B.6N,向右 C.6N,向左 D.2N,向左
典例12.如图所示,物体A,B都处于静止状态,它们所受的重力分别是6N和14N,关于它们的受力情况,下面说法:
①物体A受到的合力是14N;②物体A受到的合力是零;
③物体B受到重力与拉力的合力是8N;④物体B受到拉力与地面支持力的合力是14N。
正确的序号是
知识点七:运动和力
1.二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反,并且在同一条直线上。
2.由力的合成可知,二力平衡时,物体所受的合力为0。
3.物体受非平衡力作用,即合力不为零时,其运动状态是变化的。
要点诠释
1.判断物体受到的两个力是否是一对平衡力的方法
(1)状态分析法:若物体在这两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力就是一对平衡力。
(2)条件判断法:若这两个力满足“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反,并且在同一条直线上”的条件,则这两个力就是一对平衡力。
2.在“探究二力平衡的条件”实验时应注意的问题
(1)实验要在较光滑的水平桌面上进行,目的是减小桌面摩擦带来的影响。
(2) 选用小车而不选择木块的原因,是减小摩擦力对该实验造成的影响。
(3)实验选择静止状态的物体进行研究,这是因为匀速直线运动状态的物体不好控制。
易错点点拨
若物体处于平衡状态,则物体可能受到平衡力,也可能不受力,但其运动状态一定不改变;若物体没有处于平衡状态,则物体一定受非平衡力,其运动状态一定改变。
典例13.如图所示,用细线将小球悬挂在无人机上,图甲中无人机带着小球竖直向上运动;图乙中无人机带着小球沿水平方向运动;两图中,小球与无人机均保持相对静止,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,小球可能做加速直线运动
B.甲图中,剪断细线,小球立刻向下运动
C.乙图中,小球一定向右做加速直线运动
D.乙图中,小球的运动状态保持不变
典例14.如图1所示,物块静止在水平的电梯底部,其右侧通过轻质弹簧与电梯壁相连,且弹簧处于水平伸长状态,当电梯由静止开始竖直向下运动,其速度与时间的关系图像如图2所示。若在0~10s内,物块相对电梯保持静止,则物块所受摩擦力大小 (选填“先变大后不变再变小”、“始终保持不变”或“先变小后不变再变大”);在0~10s内,若物块相对于电梯运动,则最可能发生在 s时间范围内(选填“0~2”、“2~8”或“8~10”)。
一、单选题
1.如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端栓一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计任何风力),如果运动到B点时,受到的力全部消失,下列猜想正确的是( )
A.继续往复运动 B.做圆周运动
C.静止不动 D.做匀速直线运动
2.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因 B.物体要运动就要有力的作用
C.力是改变物体运动状态的原因 D.力是使物体运动的原因
3.如图所示,滑板车在沿水平方向运动时,如果人不再用脚蹬地,它最终就会停下来,以下说法正确的是( )
A.滑板车没有力就不能运动
B.滑板车的运动需要力的维持
C.阻力改变了滑板车的运动状态
D.以上说法都不正确
4.某次演练中,直升机悬停于高空,一名伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.,伞兵受到的重力小于阻力 B.,伞兵受到的重力等于阻力
C.,伞兵受到的重力小于阻力 D.,伞兵受到的重力等于阻力
5.关于下图所示的漫画,下列说法错误的是( )
A.图甲中,人对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力
B.图乙中箱子受到的摩擦力大于图甲中箱子受到的摩擦力
C.图丙中,人对箱子的推力始终大于箱子受到的摩擦力
D.图丙中,箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变
6.劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.图甲:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.图甲:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力大于摩擦力
C.图乙:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.图乙:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
二、多选题
7.下列有关惯性的说法正确的是( )
A.质量越大,惯性越大
B.运动物体具有惯性,静止物体的惯性为零
C.一切物体在任何情况下都有惯性
D.物体运动的速度越大,惯性越大
8.如下图所示,水平桌面上的甲、乙两个物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动,已知。下列说法正确的是( )
A.甲物体的表面更粗糙
B.甲物体受到的摩擦力小于乙物体受到的摩擦力
C.乙物体的表面更粗糙
D.甲物体的运动速度一定小于乙物体的运动速度
9.如下图所示,公路边有一个农舍,它的烟囱正冒着烟,插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察图中旗帜与烟的情况,下列关于a、b两车相对于农舍的运动情况的说法,正确的是( )
A.a车一定静止 B.b车一定静止
C.a车可能向右运动 D.b车一定向左运动
10.在某市举行的中小学运动会中,来自各校的运动员们奋力拼搏,取得了优异的成绩。比赛中涉及一些物理现象,下列说法正确的是( )
A.乒乓球比赛时,球在空中飞行,若此时所有力全部消失,球一定做匀速直线运动
B.100米跑比赛时,运动员冲线后不能立即停下,是因为运动员受到惯性力的作用
C.跳远比赛时,运动员需要助跑,是为了增大惯性,跳得更远
D.足球比赛时,守门员抱在手中的足球也具有惯性
三、填空题
11.物体的运动并 力来维持,运动物体之所以会停下来,是由于受到了 。即物体运动状态之所以发生了改变,就是因为物体受到了力的作用。
12.牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
13.在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉动一个物块,当弹簧测力计的示数为10N时,物块做匀速直线运动,此时物块受到的滑动摩擦力是 N;当弹簧测力计的示数增大到14N时,物块受到的滑动摩擦力是 N。
14.“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲。如图甲所示,在做“水球变懒”实验时,轻轻推动金属球,它就向前运动,遇到水球后,它停在了水球里,说明力能改变物体的 ;如图乙所示,扳手会调头,表明扳手在微重力环境下受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
15.小君用500N的力拉放在水平地面上的木箱没有拉动,此时木箱与地面之间的摩擦力为 N。当爸爸帮忙推一下放手之后,小君发现木箱能匀速拉动了,且用的力变为480N,此时木箱与地面间的摩擦力为 N。
16.如图所示,一个物体重50N,用45N的水平压力F将它紧压在竖直的墙面上,当物体静止时,物块与墙面间的摩擦力为 N,方向 。
17.测量滑动摩擦力的方法:用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做 运动,根据 原理,此时弹簧测力计所测的拉力大小 木块所受滑动摩擦力的大小。
18.空中飞行的铅球重量为90N,在空中受到的空气阻力为10N(阻力恒定)。当它向上飞行的过程中,它受到的合力为 N,方向向 ;当它向下飞行的过程中,它受到的合力为 N,方向向 。
四、作图题
19.如图所示,用水平力F将物体压在墙上,物体保持静止,请画出物体受到的摩擦力的示意图。
20.学校劳动实践基地南瓜挂满藤,请你在图中画出南瓜A的受力示意图。
五、实验题
21.如图甲所示,在测量小车的平均速度的实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,算出小车在各段的平均速度。
(1)实验的原理是 。
(2)图中段的距离 ,测得时间,则小车在段的平均速度 。如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度会偏 。
(3)物体的运动常常用图像来描述,图乙中能反映小车运动情况的是 (选填“A”或“B”)。
(4)实验中,对于如何获取下半程的平均速度,下列方法最好的是____________。
A.将小车从B点由静止释放,测出由B到C所用的时间与路程,计算得到
B.将小车从A点由静止释放,经过B点时开始计时,到达C点后测得时间,再测量路程,计算得到
C.不测量,利用已有数据求得,再测量路程,计算得到
(5)小车在段运动过程中,经过时间中点时的速度为,经过路程中点时的速度为,则 (选填“>”“<”或“=”)。
22.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)让同一小车从斜面的 高度由静止开始滑下,是为了保证小车到达平面时的 相同。
(2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,是为了使小车运动时 。
(3)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是__________。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.小车到达斜面底端的速度大小
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (选填“需要”或“不需要”)。
(5)可观察到小车在 表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越 ,速度减小得越 。
(6)进一步推理可知:如果在水平面上不受阻力,小车将做 运动。
(7)上述探究实验中用到的科学研究方法有 和 。
23.某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力的 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: (用公式表示);
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: (用公式表示),合力的方向与 (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
24.如图甲所示是物理兴趣小组探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)如图甲所示,将系于小卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,此步骤说明相互平衡的两个力,必须作用在 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图甲所示的情况下,小佳的下一步操作是 ;
(4)小佳在改进的基础上也对该实验进行了探究,但他在左、右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为能否用小佳的装置进行实验? (选填“能”或“不能”)。
六、综合题
小明在体育课上进行射门练习,如图是他向空中路出足球到足球落地而停止运动的场景,箭头表示足球的运动方向,请完成下面小题。
25.当足球运动到最高点c时,若所有外力作用都消失,则足球将( )
A.静止不动
B.竖直下落
C.向右做匀速直线运动
D.向左做匀速直线运动
【学科素养·推理能力】
26.某位同学说:“当足球运动到d点时,如果外力全部消失,足球将竖直下落。”这位同学的观点 (选填“正确”或“不正确”),理由是 。
27.当足球运动到e点时,若所受外力全部消失,足球的运动方向为 ,运动状态为 。
七、计算题
28.汽车在出厂前要进行测试。在某次测试中,先让汽车在模拟山路上以10m/s的速度行驶5min,紧接着以20m/s的速度继续行驶了400m。
(1)汽车在前5min行驶的路程是多少?
(2)汽车以20m/s的速度行驶了多少时间?
(3)汽车在整个测试中的平均速度是多少?
29.如图所示,已知一个质量为250克的足球,在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反,且大小为0.4牛,求:
(1)足球所受的重力;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。
30.已知A、B静止在地面上,B受到的摩擦力为2N,F=5N,则AB绳上的拉力及A的摩擦力多大。
八、科普阅读题
31.阅读短文,回答下列问题
汽车安全带
现代社会汽车大量增加,我国2017年生产各种汽车2300多万辆,在促进经济发展的同时,汽车交通事故频繁发生。汽车安全带是用于保护驾乘人员的装置,尤其在行驶中会起到很大的作用。如图甲。安全带结构一般由软带等部分组成。汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
(1)当汽车紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,系上安全带可以有效防止驾乘人员由于 而造成伤害;
(2)汽车制动过程中速度越来越慢,说明力可以改变物体的 ;
(3)下列说法正确的是 ;
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起到保护作用
(4)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图像是 ;
A. B.
C. D.
(5)为了提醒司机朋友在雨天注意行车安全,在高速公路旁设置了警示牌,请你为警示牌写一句安全标语: 。
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第七章 运动和力 单元总结
1.七个概念:参照物、机械运动、惯性、牛顿第一定律、合力和分力、平衡状态、平衡力。
2.一个核心概念:机械运动。在物理学中,我们把物体位置随时间的变化叫机械运动。
3.三类计算: 速度();路程(s=vt);时间()。
4.一个定律:牛顿第一定律(惯性定律)。
5.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
6.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与质量有关。
7.二力平衡条件:作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,且在同一直线上。
知识点一:机械运动
1.物理学中,把一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动,简称为运动。
2.判断一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。参物不同,得出的结论可以不相同。
3.机械运动只是其中最简单、最基本的一种运动形式。
要点诠释
1.参照物的选取原则:(1)假定性:参照物一旦被选定,就假定该物体是静止不动的。(2)任意性:参照物的选择可以是任意的,既可以是运动的物体,也可以是静止的物体。(3)不唯一性:有时参照物的选择不唯一,同一物体可以选择不同的参照物。若选用了不同参照物,其运动状态的描述往往不同。(4)方便性:通常情况下,为了研究方便,物理学中一般选取地面或相对于地面静止的物体为参照物,此时可不指明参照物。如果选取其他物体作参照物,则一定要指明所选定的参照物。
2.运动和静止的相对性:一个物体是运动还是静止,由所选择的参照物决定。选择的参照物不同,被研究对象的运动状态可能会不同;对于选定的参照物,不同的被研究对象的运动状态也可能会不同。这就是运动和静止的相对性。
易错点点拨
1.不能将被研究的物体本身选择为参照物,否则物体永远处于静止状态。
2.静止是相对的,运动是绝对的,不运动的物体是不存在的。
典例1.明代诗人曾写下这样一首诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流”。“桥流水不流”之句应理解成其选择的参照物是( )
A.水 B.桥 C.人 D.地面
【答案】A
【解析】“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”,意思就是说桥在运动。
A.以水为参照物,桥与水的空间位置发生了变化,所以以水为参照物,桥是运动的,故A符合题意;
B.以桥为参照物,桥和水的空间位置发生变化,所以水是运动的,故B不符合题意;
C.以人为参照物,人与桥的位置发生了变化,而水与人的位置也发生了变化,故C不符合题意;
D.以地面为参照物,桥是静止的,水是运动的,故D不符合题意。
故选A。
典例2.小明设计了一个如图所示的实验:在桌面上安装一条滑轨,上面放着一幅带轮子的背景画,前面放一个小卡通人物画。请你按照实验自己试一试。
(1)当推动背景画向左运动时,会感觉到卡通小人向 (选填“左”或“右”)跑。产生这种感觉的原因是运动和静止具有 ;
(2)“刻舟求剑”中的那个人在物理学上犯的错误是以行船上的记号为参照物,宝剑是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 右 相对性 运动
【解析】(1)[1]2]当推动背景画向左运动时,小卡通人相对于背景画向右运动,所以会感觉到卡通小人向右跑,这是因为运动与静止是相对的,卡通小人相对于背景画的位置向右移动了。
(2)[3]“刻舟求剑”中,以行船上的记号为参照物,宝剑的位置发生了改变,所以是运动的。
知识点二:速度
1.物理学中,把物体通过的路程与通过这段路程所用时间之比叫做速度,公式为。
2.在国际单位制中,速度的单位是米/秒。在实际生活中,常用的速度单位还有千米/小时,符号是km/h。
易错点点拨
速度是表示物体运动快慢的物理量,不是表示路程多少和所用的时间多少的物理量。速度的大小只与物体运动的路程和所需的时间的比值有关,与路程多少无关,与所用的时间多少无关。
典例3.小明骑自行车去上学,前半程以3m/s的速度前进,后半程以5m/s的速度前进,则全程的平均速度是( )
A.3m/s B.8m/s C.4m/s D.3.75m/s
【答案】D
【解析】设半程的路程是s,由得,前半程用的时间是
后半程用的时间是
全程的平均速度
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
典例4.蛟龙号某次执行任务到海底探测,从水面开始沿竖直方向以的速度匀速下潜,某时刻向海底发射一束超声波,经过4.0s接收到海底返回的信号,已知超声波在海水中的传播速度为,还需要 s才能到达海底。
【答案】298
【解析】超声波4.0s传播的距离
s1=v声t1=1500m/s×4.0s=6000m
蛟龙号4.0s下潜的距离
s2=vt2=10m/s×4.0s=40m
发射超声波时位置到海底的深度
蛟龙号已经下潜40m时,距离海底还有
h′=h-s2=3020m-40m=2980m
到达海底还需要的时间
知识点三:匀速直线运动和变速直线运动
1.物体做机械运动,按照运动轨迹的曲直,可分为直线运动和曲线运动。
2.在直线运动中,按照速度是否改变,可分为匀速直线运动和变速直线运动。
3.物理学中,把速度不变的直线运动叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,在任何相等的时间内,通过的路程是相等的。
要点诠释
匀速直线运动的理解:做匀速直线运动的物体,速度的大小与路程、时间的大小无关,不能认为做匀速直线运动的物体的速度跟路程成正比,跟时间成反比,只能认为做匀速直线运动的物体的速度在大小上等于路程和时间的比值。
易错点点拨
物体做匀速直线运动时,速度v保持不变。在v-t坐标系中,它的图像是一条垂直于速度坐标轴的直线;在s-t坐标系中,它的图像是一条斜线。
典例5.如图中用频闪照片(每隔相同时间拍一次照)研究甲、乙两个物体的运动,从3cm到8cm甲运动比乙运动 (选填“快”或“慢”)。
【答案】慢
【解析】由图可知,从3cm到8cm,甲、乙运动的路程相同,甲运动的时间为5个时间间隔,而乙运动的时间为3个时间间隔。即甲、乙运动相同的路程,乙所用的时间更短。所以甲运动比乙运动得慢。
典例6.甲、乙、丙三辆小车同时同地向西运动,它们运动的图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.甲、丙两车速度相同
B.乙车做减速运动
C.经过4s,甲车运动在最前面
D.若以乙车为参照物,丙车向东运动
【答案】C
【解析】ABC.在s-t图像中,甲、乙的运动图像是倾斜直线,说明甲、乙均做匀速直线运动,由图可知,甲的速度为
乙的速度为
在v-t图像中,丙的运动图像是平行于时间轴的直线,说明丙做匀速直线运动,由图可知,丙的速度为,综上所述可知,甲、乙、丙三辆小车均做匀速直线运动,甲车的速度比丙车的速度大,丙车的速度比乙车的速度大,已知甲、乙、丙三辆小车同时同地向西运动,则经过4s甲车运动在最前面,故AB错误,C正确;
D.丙车的速度比乙车的速度大,甲、乙、丙三辆小车同时同地向西运动,所以,若以乙车为参照物,丙车向西运动,故D错误。
故选C。
知识点四:牛顿第一定律
1.在探究力与运动的关系实验中,小车从同一高度由静止释放,水平面越光滑,小车受到的摩擦力就越小,小车运动的距离就越大。
2.牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
要点诠释
1.“探究运动和力的关系”的实验方法
(1)实验中,让相同的小车从相同斜面的同一高度自由滑到粗糙程度不同的水平面上,运用了控制变量法。
(2)实验中,无法让小车受到的摩擦力为零,但我们仍然可以根据小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,运动的时间越长,越接近匀速直线运动来进行推理,从而归纳得出牛顿第一定律,这种实验方法叫理想化实验。
2.对牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况。若物体原来是静止的,则保持静止状态;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动状态。
(2)牛顿第一定律的核心实质:力不是使物体运动的原因,也不是维持物体运动的原因。
(3)牛顿第一定律是通过分析事实,推理概括出来的,不能用实验来直接验证这一定律。
典例7.一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律。
【答案】 匀速直线运动 静止
【解析】[1][2]一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是著名的牛顿第一定律。牛顿第一定律揭示了物体具有保持原来运动状态不变的性质,即惯性,所以牛顿第一定律也被称为惯性定律。
典例8.如图所示,吊在天花板下面的电灯处于静止状态,某一时刻,吊线突然间断开的同时,若所受外力全部消失,则灯将会 (选填“静止”“匀速下落”或“加速下落”)。
【答案】静止
【解析】已知吊在天花板下面的电灯原来处于静止状态,若吊线突然间断开的同时,所受外力全部消失,则物体的运动状态将不做任何改变,即仍保持静止状态。
知识点五:惯性
1.物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。
2.惯性是物体的一种普遍属性,只与物体质量大小有关。物体质量越大,惯性越大。
要点诠释
1.惯性与惯性定律的区别
(1)惯性是物体本身的一种固有属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动定律。
(2)任何物体在任何情况下都具有惯性,但惯性定律的成立是有条件的。
2.对惯性的三点认识
(1)惯性的普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性,一切物体是指无论是固体、液体、还是气体,无论物体质量是大还是小,无论物体是静止还是运动,无论物体受不受力,都具有惯性。
(2)惯性大小的决定因素:惯性的大小是由物体的质量决定的。质量越大,惯性越大,而与物体的形状、运动状态、速度大小、所处位置、受力情况等外界因素无关。
(3)惯性是一种性质,不是力,不能说物体受到惯性的作用或惯性力产生的作用。
典例9.如图甲所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图乙所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图丙和丁所示。由图甲、乙或图丙、丁可知:小车运动状态变化的可能情况是 或 (请将两种可能的情况填写完整)。木块和水具有 的性质。
【答案】 向右减速运动 向左加速运动 保持原来运动状态不变
【解析】[1][2][3]最初木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右做减速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;当小车向左做加速运动时,木块下端受摩擦力作用随着车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒。最初烧杯与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速时,烧杯受摩擦力作用随着车减速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速时,烧杯受摩擦力作用随着车加速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾。由上述实验可知,木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质。
典例10.如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”,下空同)停止运动,而 由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
【答案】 脚 上半身 惯性 上半身
【解析】[1][2][3]小强被石头绊住时脚由于受力改变运动状态而停止运动,惯性是保持原来运动状态不变的性质,人的上半身原来处于运动状态,当脚停止运动时,人的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。
[4]小华踩到香蕉皮时,脚加速向前运动,而上半身由于惯性仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
知识点六:同一直线上二力的合成
1.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和,合力的方向与这两个力的方向相同。
2.同一直线上的两个力,如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向与较大的力方向一致。
要点诠释
1.合力与组成合力的力的等效性:对于受力物体,几个力的作用效果与合力的作用效果是等效的。这种研究合力的方法,称为等效替代法。
2.研究同一直线上二力的合成实验应注意的问题
(1)实验中要使用弹簧和弹簧测力计,通过弹簧在力的作用下伸长的长度来反映力的作用效果。因此,每次实验达到的效果相同,即每次都使弹簧伸长相同的长度。
(2)不要用变形的弹簧。检查方法是用一个弹簧测力计拉弹簧,反复做几次使弹簧拉伸到相同的长度看弹簧测力计示数有无变化。
易错点点拨
合力产生的作用效果与几个力共同作用产生的效果是相同的;合力与几个力是不共存的,即考虑合力就不能再考虑那几个力,考虑了那几个力就不能再考虑合力;合力可能大于、小于或等于几个力中一个力,甚至可能为零。
典例11.如下图所示,一个物体受到同一直线上的三个力作用,这三个力的大小分别为。这三个力的合力大小和方向分别是( )
A.20N,向左 B.6N,向右 C.6N,向左 D.2N,向左
【答案】D
【解析】由图可知,F1、F2这两个力的合力为
F=F1+F2=7N+4N=11N
方向向左;F1、F2两个力的合力F与F3方向相反,故合力为
F′=F-F3=11N-9N=2N
方向向左;故这三个力的合力大小为2N,方向向左。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
典例12.如图所示,物体A,B都处于静止状态,它们所受的重力分别是6N和14N,关于它们的受力情况,下面说法:
①物体A受到的合力是14N;②物体A受到的合力是零;
③物体B受到重力与拉力的合力是8N;④物体B受到拉力与地面支持力的合力是14N。
正确的序号是
【答案】②③④
【解析】①②.物体A受重力GA和绳子对A的拉力FA,因为物体A静止,所以
FA=GA=6N
这两个力平衡,则合力为零,故①错误,②正确;
③.物体B受向下的重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力,则有
GB=F支+FB
因为力的作用是相互的,所以
FB=FA=6N
物体B受到重力与拉力的合力
F=GB-FB=14N- 6N=8N
故③正确;
④.物体B受到拉力与地面支持力的合力
F1=FB+F支 =GB=14N
故④正确。
故选②③④。
知识点七:运动和力
1.二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反,并且在同一条直线上。
2.由力的合成可知,二力平衡时,物体所受的合力为0。
3.物体受非平衡力作用,即合力不为零时,其运动状态是变化的。
要点诠释
1.判断物体受到的两个力是否是一对平衡力的方法
(1)状态分析法:若物体在这两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力就是一对平衡力。
(2)条件判断法:若这两个力满足“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反,并且在同一条直线上”的条件,则这两个力就是一对平衡力。
2.在“探究二力平衡的条件”实验时应注意的问题
(1)实验要在较光滑的水平桌面上进行,目的是减小桌面摩擦带来的影响。
(2) 选用小车而不选择木块的原因,是减小摩擦力对该实验造成的影响。
(3)实验选择静止状态的物体进行研究,这是因为匀速直线运动状态的物体不好控制。
易错点点拨
若物体处于平衡状态,则物体可能受到平衡力,也可能不受力,但其运动状态一定不改变;若物体没有处于平衡状态,则物体一定受非平衡力,其运动状态一定改变。
典例13.如图所示,用细线将小球悬挂在无人机上,图甲中无人机带着小球竖直向上运动;图乙中无人机带着小球沿水平方向运动;两图中,小球与无人机均保持相对静止,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A.甲图中,小球可能做加速直线运动
B.甲图中,剪断细线,小球立刻向下运动
C.乙图中,小球一定向右做加速直线运动
D.乙图中,小球的运动状态保持不变
【答案】A
【解析】A.图甲中,无人机带着小球竖直向上运动,因为无人机可能向上做加速、匀速或减速运动,而小球与无人机保持相对静止,则小球可能做加速、匀速或减速运动,故A正确;
B.图甲中,剪断细线,小球的速度是向上的,小球由于惯性要保持原来的运动状态,所以先向上运动,在重力作用下减速,直到速度为0后,再向下运动,故B错误;
CD.图乙中,小球和无人机保持相对静止,不计空气阻力,则小球受到竖直向下的重力和沿细线向上的拉力作用,受力不平衡,不是平衡状态,所以运动状态发生改变,合力方向水平向右,可能向右做加速直线运动或向左做减速直线运动,故CD错误。
故选A。
典例14.如图1所示,物块静止在水平的电梯底部,其右侧通过轻质弹簧与电梯壁相连,且弹簧处于水平伸长状态,当电梯由静止开始竖直向下运动,其速度与时间的关系图像如图2所示。若在0~10s内,物块相对电梯保持静止,则物块所受摩擦力大小 (选填“先变大后不变再变小”、“始终保持不变”或“先变小后不变再变大”);在0~10s内,若物块相对于电梯运动,则最可能发生在 s时间范围内(选填“0~2”、“2~8”或“8~10”)。
【答案】 始终保持不变 0~2
【解析】[1]物块相对电梯保持静止,电梯在竖直方向向下运动,则物块在水平方向受力平衡,弹力与摩擦力平衡,大小相等;由于弹簧的形变量不变,弹力大小不变,则摩擦力也不变。
[2]根据摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关;当电梯由静止开始竖直向下运动,向下加速时,物块所受的重力大于支持力,物块对电梯的压力等于支持力。而图2中,电梯在0~2s加速运动,2s~8s,做匀速直线运动,8s~10s减速运动,因而在0~2s物块对电梯的压力最小,摩擦力最小,因而弹力最有可能大于摩擦力,物块最可能发生运动。
一、单选题
1.如图所示装置叫作单摆,细线一端固定于M点,另一端栓一小球,小球由A点静止释放后,将在A、B两点之间往复运动(不计任何风力),如果运动到B点时,受到的力全部消失,下列猜想正确的是( )
A.继续往复运动 B.做圆周运动
C.静止不动 D.做匀速直线运动
【答案】C
【解析】由题意知,当小球运动到B点时,处于瞬间静止状态,此时受到的力全部消失,根据牛顿第一定律,小球将保持静止。故ABD错误,C正确。
故选C。
2.关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因 B.物体要运动就要有力的作用
C.力是改变物体运动状态的原因 D.力是使物体运动的原因
【答案】C
【解析】根据牛顿第一定律,物体在不受力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,这说明物体的运动并不需要力来维持,要改变物的运动状态,必须对物体施加力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因;物体不受力也可以保持匀速直线运动状态,所以物体要运动不一定要有力的作用,即力不是使物体运动的原因,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.如图所示,滑板车在沿水平方向运动时,如果人不再用脚蹬地,它最终就会停下来,以下说法正确的是( )
A.滑板车没有力就不能运动
B.滑板车的运动需要力的维持
C.阻力改变了滑板车的运动状态
D.以上说法都不正确
【答案】C
【解析】AB.根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这说明物体的运动并不需要力来维持,滑板车在人不再用脚蹬地后最终停下来,不是因为没有力就不能运动,而是因为受到了阻力的作用。如果没有阻力,滑板车会保持原来的运动状态一直运动下去。故AB错误;
CD.阻力改变了滑板车的运动状态,人不再用脚蹬地时滑板车在摩擦阻力的作用下,速度不断减小,最终停下,故C正确,D错误。
故选C。
4.某次演练中,直升机悬停于高空,一名伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.,伞兵受到的重力小于阻力 B.,伞兵受到的重力等于阻力
C.,伞兵受到的重力小于阻力 D.,伞兵受到的重力等于阻力
【答案】D
【解析】一名伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,伞兵受到的重力的方向为竖直向下,受到的阻力方向是竖直向上。
A.当物体所受合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动。0~t1区间内,速度由0增大到v2,说明速度增加,合力方向向下,即重力大于阻力,故A错误;
B.当物体所受合力方向与运动方向相反时,物体做减速运动。t1~t2区间内,速度从v2减小到v1,说明速度减小,合力方向向上,即重力小于阻力,故B错误;
CD.根据牛顿第一定律,物体做匀速直线运动时,所受合力为零。t2~t3区间内,速度保持在v1不变,即做匀速直线运动,即受到的重力和阻力是一对平衡力,二者大小相等,故C错误,D正确。
故选D。
5.关于下图所示的漫画,下列说法错误的是( )
A.图甲中,人对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力
B.图乙中箱子受到的摩擦力大于图甲中箱子受到的摩擦力
C.图丙中,人对箱子的推力始终大于箱子受到的摩擦力
D.图丙中,箱子在同一水平面上滑动时受到的摩擦力大小不变
【答案】C
【解析】A.图甲中,箱子静止不动,处于平衡状态,由二力平衡条件得,人对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.图乙中箱子仍然静止不动,此时人对箱子的推力仍等于箱子受到的摩擦力,而箱子受到的推力变大,故箱子受到的摩擦力变大,即图乙中箱子受到的摩擦力大于图甲中箱子受到的摩擦力,故B正确,不符合题意;
C.丙图中表示木箱在水平地面上已运动起来,但人已经摔倒,不再对木箱施加推力,故C错误,符合题意;
D.图丙中,箱子在同一水平面上滑动时,箱子对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则箱子受到的滑动摩擦力大小不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
6.劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.图甲:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.图甲:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力大于摩擦力
C.图乙:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.图乙:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
【答案】D
【解析】A.水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,处于静止状态,合力为零,所以推力等于摩擦力,故A错误;
B.水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,受力平衡,推力等于摩擦力,故B错误;
C.当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子处于平衡状态,水平方向不受力,所以没有摩擦力,故C错误;
D.平板车下边装有轮子,将滑动摩擦变为滚动摩擦,是为了减小摩擦,故D正确。
故选D 。
二、多选题
7.下列有关惯性的说法正确的是( )
A.质量越大,惯性越大
B.运动物体具有惯性,静止物体的惯性为零
C.一切物体在任何情况下都有惯性
D.物体运动的速度越大,惯性越大
【答案】AC
【解析】AD.惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,故A正确,D错误;
BC.一切物体在任何情况下均有惯性,运动物体与静止物体均有惯性,故B错误,C正确。
故选AC。
8.如下图所示,水平桌面上的甲、乙两个物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动,已知。下列说法正确的是( )
A.甲物体的表面更粗糙
B.甲物体受到的摩擦力小于乙物体受到的摩擦力
C.乙物体的表面更粗糙
D.甲物体的运动速度一定小于乙物体的运动速度
【答案】BC
【解析】ABC.甲、乙两物体都沿水平方向做匀速直线运动,因此所受摩擦力等于各自的拉力,故,,即,又,故甲的表面更光滑,乙物体的表面更粗糙,故BC正确,A错误;
D.甲、乙两个物体分别在水平拉力的作用下做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关, 故不能判断甲、乙两物体运动速度的的大小,故D错误。
故选BC。
9.如下图所示,公路边有一个农舍,它的烟囱正冒着烟,插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察图中旗帜与烟的情况,下列关于a、b两车相对于农舍的运动情况的说法,正确的是( )
A.a车一定静止 B.b车一定静止
C.a车可能向右运动 D.b车一定向左运动
【答案】CD
【解析】AC.由烟囱中烟的方向可知,风向左吹,a车旗子向左飘动,则a车相对于房屋可能静止,也可能向右运动,也可能向左运动但速度小于风速。故A错误,C正确;
BD.由烟囱中烟的方向可知,风向左吹,b车旗子向右飘动,则b车一定向左运动且速度大于风速,故D正确,B错误。
故选CD。
10.在某市举行的中小学运动会中,来自各校的运动员们奋力拼搏,取得了优异的成绩。比赛中涉及一些物理现象,下列说法正确的是( )
A.乒乓球比赛时,球在空中飞行,若此时所有力全部消失,球一定做匀速直线运动
B.100米跑比赛时,运动员冲线后不能立即停下,是因为运动员受到惯性力的作用
C.跳远比赛时,运动员需要助跑,是为了增大惯性,跳得更远
D.足球比赛时,守门员抱在手中的足球也具有惯性
【答案】AD
【解析】A.球在空中飞行,处于运动状态,若所有力全部消失,球将做匀速直线运动,故A正确;
B.百米比赛时,运动员冲线后不能立即停下,是因为运动员具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;
C.惯性仅仅与物体的质量有关,跳远运动员助跑是为了增加自己的速度,不能增加惯性,故C错误;
D.任何物体在任何时候都具有惯性,故足球比赛时,抱在守门员手中的足球也具有惯性,故D正确。
故选AD。
三、填空题
11.物体的运动并 力来维持,运动物体之所以会停下来,是由于受到了 。即物体运动状态之所以发生了改变,就是因为物体受到了力的作用。
【答案】 不需要 阻力
【解析】[1][2]物体的运动不需要力来维持,运动的物体会停下来,是由于阻力阻碍物体的运动,所以运动的物体是由于受到阻力才停下来的,力是改变物体运动状态的原因。
12.牛顿第一定律:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
【答案】 匀速直线运动 静止
【解析】[1][2]牛顿第一定律的内容是: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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,维持物体运的状态的原因是惯性。
13.在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉动一个物块,当弹簧测力计的示数为10N时,物块做匀速直线运动,此时物块受到的滑动摩擦力是 N;当弹簧测力计的示数增大到14N时,物块受到的滑动摩擦力是 N。
【答案】 10 10
【解析】[1]物块做匀速直线运动时,弹簧测力计的拉力与物块所受的滑动摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,为10N。
[2]因为物块所受滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,当拉力增大时,物块对水平桌面的压力不变,与水平桌面接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力的大小不变,仍为10N。
14.“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲。如图甲所示,在做“水球变懒”实验时,轻轻推动金属球,它就向前运动,遇到水球后,它停在了水球里,说明力能改变物体的 ;如图乙所示,扳手会调头,表明扳手在微重力环境下受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
【答案】 运动状态 不平衡
【解析】[1]轻轻一推金属球,它就向前运动,遇到水球后,它停在了水球里,金属球由运动变为静止,金属球的运动状态发生改变,说明力能改变物体的运动状态。
[2]扳手会调头,扳手的运动状态发生改变,说明在微重力环境下受力不平衡,受到非平衡力。
15.小君用500N的力拉放在水平地面上的木箱没有拉动,此时木箱与地面之间的摩擦力为 N。当爸爸帮忙推一下放手之后,小君发现木箱能匀速拉动了,且用的力变为480N,此时木箱与地面间的摩擦力为 N。
【答案】 500 480
【解析】[1]当拉力为500N时,由于木箱处于静止状态,摩擦力与拉力是一对平衡力,故其大小相等,即
[2]当在爸爸帮助后,木箱在水平地面上匀速运动,此时木箱受到的滑动摩擦力和此时的拉力是一对平衡力,大小相等,故
16.如图所示,一个物体重50N,用45N的水平压力F将它紧压在竖直的墙面上,当物体静止时,物块与墙面间的摩擦力为 N,方向 。
【答案】 50 竖直向上
【解析】[1]由题意可知,物体静止,处于平衡状态,则物体在竖直方向上受到的摩擦力和物体所受重力是一对平衡力;根据二力平衡的条件,物体受到的摩擦力F=G=50N
[2]由于摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动的趋势的方向相反,物体处于静止状态,受到竖直向下的重力,故有一个向下的运动趋势,所以它受到的摩擦力的方向为竖直向上。
17.测量滑动摩擦力的方法:用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做 运动,根据 原理,此时弹簧测力计所测的拉力大小 木块所受滑动摩擦力的大小。
【答案】 匀速直线 二力平衡 等于
【解析】[1][2][3]滑动摩擦力的测量:用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做匀速直线运动, 此时木块受到的拉力和 滑动摩擦力大小相等,方向相反,是一对平衡力。根据二力平衡的原理,弹簧测力计的拉力大小等于木块所受滑动摩擦力的大小。
18.空中飞行的铅球重量为90N,在空中受到的空气阻力为10N(阻力恒定)。当它向上飞行的过程中,它受到的合力为 N,方向向 ;当它向下飞行的过程中,它受到的合力为 N,方向向 。
【答案】 100 下 80 下
【解析】[1][2]向上飞行时,重力和阻力的方向均向下,合力F=G+f=90N+10N=100N
此时合力的方向向下。
[3][4]向下飞行时,重力的方向和阻力的方向相反,合力F'=G-f=90N-10N=80N
此时合力的方向与较大的力(重力)的方向相同,方向向下。
四、作图题
19.如图所示,用水平力F将物体压在墙上,物体保持静止,请画出物体受到的摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】物体由于受重力有向下运动的趋势,物体保持静止,是由于受到摩擦力,摩擦力与重力是一对平衡力,方向竖直向上,如图所示:
20.学校劳动实践基地南瓜挂满藤,请你在图中画出南瓜A的受力示意图。
【答案】
【解析】南瓜处于静止状态,南瓜受到竖直向上的拉力F拉和竖直向下的重力是一对平衡力,它们大小相等,如下图所示:
五、实验题
21.如图甲所示,在测量小车的平均速度的实验中,让小车从斜面的A点由静止开始下滑并计时,分别测出小车到达B点和C点的时间,算出小车在各段的平均速度。
(1)实验的原理是 。
(2)图中段的距离 ,测得时间,则小车在段的平均速度 。如果小车过了B点才停止计时,则测得的平均速度会偏 。
(3)物体的运动常常用图像来描述,图乙中能反映小车运动情况的是 (选填“A”或“B”)。
(4)实验中,对于如何获取下半程的平均速度,下列方法最好的是____________。
A.将小车从B点由静止释放,测出由B到C所用的时间与路程,计算得到
B.将小车从A点由静止释放,经过B点时开始计时,到达C点后测得时间,再测量路程,计算得到
C.不测量,利用已有数据求得,再测量路程,计算得到
(5)小车在段运动过程中,经过时间中点时的速度为,经过路程中点时的速度为,则 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)
(2) 40.0 0.2 小
(3)B
(4)C
(5)<
【解析】(1)测量小车平均速度的实验,是通过测量小车在斜面上运动的路程和时间,利用速度公式进行计算得到结果,所以该实验的原理是。
(2)[1]由图可知,刻度尺的分度值为1cm,则
[2]测得时间,则小车在段的平均速度
[3]如果小车过了B点才停止计时,则测得AB段的时间会偏大,根据可知,计算得到的平均速度会偏小。
(3)A图s-t图像为一过原点的直线,说明做匀速直线运动,通过的距离与时间成正比,故A不符合题意,而B图为v-t图像,表示速度逐渐变大,故图B中能反映小车运动情况。故B符合题意。
故选B。
(4)A.小车在下滑过程中,到达B点的速度并不为零,所以让小车从B点由静止释放,到达C点的时间,并不等于下半段的时间,计算得到结果不准确,故A不符合题意;
B.可以在B点开始计时,但在运动中开始计时,计时误差比较大,计算结果不准确,故B不符合题意;
C.不测量,利用已有数据求,,,再计算得到结果比较准确,故C符合题意。
故选C。
(5)已知小球在下滑过程中做加速运动,即小球的速度越来越大,时间的中点在路程中点的上方,则到达时间中点时未到达路程中点,则<
22.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)让同一小车从斜面的 高度由静止开始滑下,是为了保证小车到达平面时的 相同。
(2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,是为了使小车运动时 。
(3)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是__________。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.小车到达斜面底端的速度大小
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (选填“需要”或“不需要”)。
(5)可观察到小车在 表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越 ,速度减小得越 。
(6)进一步推理可知:如果在水平面上不受阻力,小车将做 运动。
(7)上述探究实验中用到的科学研究方法有 和 。
【答案】(1) 同一 速度
(2)受到的阻力不同
(3)B
(4)不需要
(5) 木板 小 慢
(6)匀速直线
(7) 控制变量法 科学推理法
【解析】(1)[1][2]根据控制变量法的思想,实验中,每次均让同一小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,其目的是:使小车每一次在水平面上开始滑行时速度大小相同。
(2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,比如毛巾、棉布、木板等,不同表面的粗糙程度不同,对小车产生的摩擦力即阻力不同,所以目的是使小车运动时受到的阻力不同。
(3)在该实验中,改变小车在不同水平表面运动,也就是改变阻力大小,观察小车在水平面上运动的距离变化,通过这个距离变化来反映阻力对小车运动的影响情况;小车在水平面上所受阻力大小通过改变接触面粗糙程度直接改变,不是通过运动距离反映;小车到达斜面底端的速度大小是通过控制从同一高度下滑保证相同,不是由运动距离反映。所以“小车在水平面上运动的距离”反映的是阻力对小车运动的影响情况,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,不需要重做本实验以获取可靠的证据。因为从毛巾到棉布再到木板,小车滑行距离是逐渐增大的,已经能说明在阻力越小的表面,小车滑行距离越远的趋势,木板表面滑出右端不影响整体趋势的判断。
(5)[1][2][3]在实验中,木板表面相对最光滑,对小车的阻力最小,可观察到小车在木板表面运动的距离最长,这说明小车受到的阻力越小,其速度减小得就越慢。
(6)根据实验中阻力越小,其速度减小得就越慢,小车滑行距离越远,进一步推理可知:如果在水平面上不受阻力,小车速度不会减小,那么小车将一直保持原来的速度做匀速直线运动。
(7)[1][2]在这个探究实验中,控制小车从同一斜面同一高度下滑,保证到达平面时速度相同,研究阻力对小车运动的影响,用到了控制变量法;同时根据实验现象,在实验基础上进一步推理得出不受阻力时小车的运动状态,用到了科学推理法。
23.某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力的 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: (用公式表示);
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是: (用公式表示),合力的方向与 (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
【答案】(1)作用效果
(2)F=F1+F2
(3) F=F3-F4 F3
【解析】(1)根据控制变量法可知,三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,是为了使每次实验中力的作用效果都相同。
(2)由图中(a)与(b)可知,(a)中力F的作用效果与(b)中F1和F2两个力的作用效果相同,且F1和F2两个力的方向相同,故可得出结论
F=F1+F2
(3)[1][2]由图中(a)与(c)可知,(a)中力F的作用效果与(c)中F3和F4两个力的作用效果相同,且F3和F4两个力的方向相反,故可得出结论
F=F3-F4
且弹簧的形变与力F的形变相同,即合力的方向与力F3的方向相同。
24.如图甲所示是物理兴趣小组探究二力平衡条件时的实验情景:
(1)如图甲所示,将系于小卡片两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,此步骤说明相互平衡的两个力,必须作用在 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图甲所示的情况下,小佳的下一步操作是 ;
(4)小佳在改进的基础上也对该实验进行了探究,但他在左、右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙所示),你认为能否用小佳的装置进行实验? (选填“能”或“不能”)。
【答案】(1) 相反 钩码的个数
(2) 不能 同一直线上
(3)将卡片剪开,观察两个小卡片是否处于静止状态
(4)能
【解析】(1)[1][2]如图甲所示,小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力大小,通过调整钩码的个数来改变拉力的大小,钩码的数量越多,拉力就越大。
(2)[1][2]小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,纸片就会转动,因为小卡片两端的拉力就不在一条直线上,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡,即相互平衡的两个力,必须作用在同一直线上。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,使两个力分别作用在不同物体上,应把小卡片一剪为二变为两个卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态。
(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。
六、综合题
小明在体育课上进行射门练习,如图是他向空中路出足球到足球落地而停止运动的场景,箭头表示足球的运动方向,请完成下面小题。
25.当足球运动到最高点c时,若所有外力作用都消失,则足球将( )
A.静止不动
B.竖直下落
C.向右做匀速直线运动
D.向左做匀速直线运动
【学科素养·推理能力】
26.某位同学说:“当足球运动到d点时,如果外力全部消失,足球将竖直下落。”这位同学的观点 (选填“正确”或“不正确”),理由是 。
27.当足球运动到e点时,若所受外力全部消失,足球的运动方向为 ,运动状态为 。
【答案】25.C 26. 不正确 见解析 27. 水平向右 匀速直线运动
【解析】25.足球运动到最高处时仍然处于运动状态(其水平方向的速度不为零),若所有的力全部都消失,由牛顿第一定律可知,足球将向右做匀速直线运动,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
26.[1][2]当足球运动到d点时,如果外力全部消失,根据牛顿第一定律可得,足球将会以在d点时的速度大小及方向做匀速直线运动,所以这位同学的观点是不正确的。
27.[1][2]当足球运动到e点时,若所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可得,足球将会以在e点时的速度大小及方向做匀速直线运动,即水平向右做匀速直线运动。
七、计算题
28.汽车在出厂前要进行测试。在某次测试中,先让汽车在模拟山路上以10m/s的速度行驶5min,紧接着以20m/s的速度继续行驶了400m。
(1)汽车在前5min行驶的路程是多少?
(2)汽车以20m/s的速度行驶了多少时间?
(3)汽车在整个测试中的平均速度是多少?
【答案】(1)3000m;
(2)20s;
(3)10.625m/s
【解析】(1)汽车在前5min行驶的路程是
(2)汽车以20m/s的速度行驶的时间为
(3)汽车在整个测试中的平均速度是
29.如图所示,已知一个质量为250克的足球,在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反,且大小为0.4牛,求:
(1)足球所受的重力;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。
【答案】(1)2.5N;(2)2.9N,竖直向下;(3)2.1N,竖直向下
【解析】解:(1)足球所受的重力
(2)重力方向竖直向下,大小始终为2.5N,足球在竖直上升过程中受到的阻力的方向竖直向下,大小为0.4N,故足球在竖直上升过程中受到的合力的方向竖直向下,大小为
(3)足球在竖直下降过程中受到的阻力的方向竖直向上,足球在竖直下降过程中受到的合力大小
方向竖直向下。
答:(1)足球所受的重力为2.5N;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小为2.7N,方向竖直向下;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小为2.1N,方向竖直向下。
30.已知A、B静止在地面上,B受到的摩擦力为2N,F=5N,则AB绳上的拉力及A的摩擦力多大。
【答案】3N;3N
【解析】以物体B为研究对象,水平方向受到向右5N的拉力,受到向左的2N的摩擦力,AB绳对物体B向左的拉力F1,如下图所示
因物体B静止,水平方向受到平衡力作用,则有
F1+f=F
所以,AB绳上的拉力
F1=F﹣f=5N﹣2N=3N
以物体A为研究对象,AB绳对物体A向右的拉力
F′=F=3N
同时物体A受到向左的摩擦力f′,如下图所示
物体A静止,水平方向受到平衡力作用,则有
f′=F′=3N
八、科普阅读题
31.阅读短文,回答下列问题
汽车安全带
现代社会汽车大量增加,我国2017年生产各种汽车2300多万辆,在促进经济发展的同时,汽车交通事故频繁发生。汽车安全带是用于保护驾乘人员的装置,尤其在行驶中会起到很大的作用。如图甲。安全带结构一般由软带等部分组成。汽车正常行驶时,卷带装置中的卷收器借助弹簧,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,避免因拉力过大造成二次伤害,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上,有效保护乘员的安全。
(1)当汽车紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,系上安全带可以有效防止驾乘人员由于 而造成伤害;
(2)汽车制动过程中速度越来越慢,说明力可以改变物体的 ;
(3)下列说法正确的是 ;
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
D.汽车突然启动时,安全带能对人起到保护作用
(4)发生碰撞时,安全带对人的拉力随时间变化的图像是 ;
A. B.
C. D.
(5)为了提醒司机朋友在雨天注意行车安全,在高速公路旁设置了警示牌,请你为警示牌写一句安全标语: 。
【答案】 惯性 运动状态 C B 雨天路滑,减速慢行
【解析】(1)[1]当汽车紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,车由运动突然变成静止,而人由于具有惯性,继续向前运动,容易撞到挡风玻璃发生伤害,系安全带是为了防止惯性带来的危害。
(2)[2]汽车制动过程中速度越来越慢,说明力可以改变物体的运动状态。
(3)[3]A.为了起到安全作用,汽车突然拐弯时,安全带不能自由伸缩,故A错误;
B.为了安全,安全带要尽可能系得紧一些,故B错误;
C.用手快速拉安全带,安全带会被锁住不能被拉动,故C正确;
D.汽车突然启动时,由于惯性,人会向后仰,是头枕对人起到保护作用,故D错误;
故选C。
(4)[4]发生碰撞前安全带对人的拉力较小,发生碰撞时,汽车突然停止运动,由于惯性人会向前运动,安全带的拉力增大,当汽车停止运动后,安全带对人的拉力又会减小。
故选B。
(5)[5]安全标语:雨天路滑,减速慢行。
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