2025年中考物理二轮专题培优学案---- 运动和力
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内容正文:
2025年中考物理二轮专题培优学案----运动和力
❶
描述参照物的概念;知道运动和静止是相对的。
❷
描述匀速直线运动;知道速度的概念;知道速度的单位;应用速度公式进行简单的计算。
❸
概述力是物体对物体的作用;知道力的单位;表述力的作用效果;说明重力的概念;知道重力的方向;应用公式G=mg进行有关计算;说明摩擦力的概念;说明增大、减小摩擦的方法;知道弹力的概念;应用力的知识解释相关的现象。
❹
用弹簧测力计测量力的大小;描述力的三要素;能用力的示意图表示力的三要素。
❺
概述二力平衡的概念;说明二力平衡的条件;应用二力平衡条件解释有关现象;辨析物体受力情况与物体运动状态变化之间的因果关系。
❻
描述牛顿第一定律的内容;概述惯性的概念;用惯性知识解释有关现象。
知识点❶ 机械运动
运动和静止的相对性
1、物体位置随时间的变化,叫做机械运动。机械运动是最简单的运动形式。
2、被选作标准的物体叫做参照物。运动的描述都是相对于参照物来说的。运动的描述是相对的,静止也是相对的。
3、在研究地面上的物体的运动时,通常以与地面保持相对静止的物体作为参照物。
运动快慢的比较
1、科学上用速度来表示物体运动的快慢,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
速度=路程/时间
通常用v表示速度,s表示路程,t表示时间,速度的公式就是
v=s/t
2、速度的单位有长度(路程)单位和时间单位组合而成。国际单位为m∕s,读作“米每秒”,常用单位为km∕h,读作“千米每时”。
3、要比较运动的快慢,先要测出它们的速度,并要换算成相同的单位才能比较。
4、1千米∕时≺1米∕秒,1米∕秒=3.6千米∕时,1千米∕时=5∕18米∕秒。
5、解题步骤:1、解;2、公式;3、代入数据(单位统一);4、计算结果;5、答。
匀速直线运动
1、我们把物体运动快慢不变,沿着直线的运动,叫做匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动。飞机、火车、汽车等交通工具在行驶时可近似看成是匀速直线运动。
2、在匀速直线运动中,速度v的大小事不变的,路程s跟时间t成正比。
s=vt
3、在匀速直线运动中,任何一段路程内或一段时间内的平均速度都等于匀速直线运动的速度。
一些事物的速度 :m.s
真空中的光速
3×108
第一宇宙速度
7.9×103
第二宇宙速度
11.2×103
磁悬浮列车
120
高速公路上的小汽车
36
自行车
5
人步行
1~1.5
例题1、随着经济的发展,我国的国防事业得到了相应的发展。如图所示,为我国空军战机空中加油时的情景( )2·1·c·n·j·y
A.以地面为参照物,加油机是静止的
B.以战机为参照物,加油机是静止的
C.以地面为参照物,加油机和战机都是静止的
D.以加油机为参照物,战机是运动的
【答案】B
【解答】解:
AC、加油过程中,若以地面为参照物,加油机、战机和地面的位置在不断发生变化,所以说它们是运动的,故AC错误;
B、以战机为参照物,加油机与战机之间的位置没有发生变化,加油机是静止的,故B正确;
D、以加油机为参照物,战机与加油机之间位置没有发生变化,战机是静止的,故D错误。
故选:B。
变式训练:近年来,快速公交系统逐渐普及全国快速公交系统是一种高品质、高效率的公共交通形式,其采用的直达线、大站快运,能更好更快的满足乘客出行需求,某时刻有一辆快速公交车甲和一辆普通公交车乙,从同路口向东匀速直线行驶它们的路程随时间变化的图象如图所示。
(1)若以甲车为参照物,乙向 行驶;(选填“东”或“西”)
(2)甲、乙两车的速度分别为多大?
(3)若乙车比甲车提前10min发车,则甲车多长时间能追上乙车?
【答案】(1)西;
(2)甲、乙两车的速度分别为10m/s、5m/s;
(3)若乙车比甲车提前10min发车,则甲车600s能追上乙车。
【解答】解:(1)(2)由图得出,在6s内甲车行驶的路程s甲=60m,乙车行驶的路程s乙=30m,两车的速度v甲===10m/s,v乙===5m/s;
由题知,甲乙两车从同路口向东匀速直线行驶,v甲>v乙,若以甲车为参照物,乙车向西行驶;
(3)由v=可得乙车提前10min行驶的路程:
s′=v乙t′=5m/s×10×60s=3000m,
甲车相对于乙车的速度:
v甲′=v甲﹣v乙=10m/s﹣5m/s=5m/s,
甲车追上乙车需要的时间:
t甲′===600s。
故答案为:(1)西;
(2)甲、乙两车的速度分别为10m/s、5m/s;
(3)若乙车比甲车提前10min发车,则甲车600s能追上乙车。
知识点❷ 力
力的概念
1. 力是物体对物体的作用。力不可能脱离物体而单独存在。
力的测量和力的单位
1. 力是有大小的。国际单位制中力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。1N的力约等于人拿起两个鸡蛋的力。一般成人右手的最大握力可达560N,左手最大握力约430N。
物体间力的作用是相互的
1. 物体间力的作用总是相互的,不存在单个的作用力或反作用力。力总是成对出现的,如:作用力与反作用力。
几种常见的力
重力
1. 由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。地球与物体之间的吸引作用也是相互的。
2. 物体受到的重力跟它的质量成正比,G=mg
G表示重力,m表示质量,物体所受重力跟它的质量的关系可用上式表示。式中g是一个比例系数,在国际单位制中g=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。
重力的方向
1. 由静止开始下落的物体运动轨迹总是沿着竖直方向,表明任何物体所受重力的方向都是竖直向下的。垂直方向就是当地的水平面垂直的方向。
重心
1. 任何物体都有一定的质量和特定的形状,它的各部分都受到重力作用。从效果上看整个物体所受的重力就集中作用在这一点上,这一点叫做物体的重心。重心是物体所受重力的作用点。在图中重力常用C表示。
2. 寻找不规则外形薄板型物体的重心常用悬挂法。
摩擦力
1.摩擦力用“f”表示。
2.摩擦产生条件:1.相互接触;2.相对运动(趋势);3.相互作用;4.接触面粗糙。
3.静止的物体与物体接触面间存在着一种阻碍它们要发生相对运动的摩擦叫做静摩擦。
静摩擦产生条件:1.两物体静止;2.有相对运动趋势;3.在接触面上产生。
4.当一个物体在另一物体表面发生滑动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,叫做滑动摩擦。
产生条件:两物体发生相对滑动。方向:与外力方向相反。
5. 当一个物体在另一物体表面发生滚动时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,叫做滚动摩擦。
产生条件:其中的一个面是圆形的。
6.滑动摩擦力的大小与接触面间的压力以及接触面间的粗糙程度有关。压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。
7.在压力相同的情况下,把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小。
8.摩擦力大小:静摩擦>滑动摩擦>滚动摩擦
增大摩擦与减小摩擦
1. 减小摩擦的方法:1.减小压力;2.减小接触面的粗糙程度;3.使接触面彼此分离(添加润滑油)(如:磁悬浮列车);4.用滚动代替滑动。
2. 增大摩擦的方法:1.增大压力;2.增加接触面间的粗糙程度。
弹力
1. 发生弹性形变的物体作用在使它发生形变的另一物体上的力叫做弹力。弹力总是指向使物体恢复原状的方向。
2. 支持力、拉力、压力等都属于弹力。
例题2、在如图所示实验中,将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁,再次将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出的结论是( )
A.物体间力的作用是相互的
B.力可以使小铁球发生形变
C.力可以改变小铁球的运动方向
D.力的作用效果与力的方向有关
【答案】C
【解答】解:A、小铁球在桌面上改变运动方向是由于小铁球受到磁铁的作用力,与力的作用是相互的没有关系,故A错误;
B、尽管力可以使物体发生形变,但不能从题干提供的信息得出力可以使小铁球发生形变的结论,故B错误;
CD、铁球受到磁铁吸引力的作用,运动方向发生改变,说明力可以改变小铁球的运动方向,而不是力的方向影响了力的作用效果,故C正确,D错误。
故选:C。
变式训练:为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验。以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定)。
第一次:把木块放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动(如图a),读出弹簧测力计的示数,并记入表中;
第二次:把木块放在铺有棉布的长木板上,用同样的方法拉木块(如图b),记下相应的示数;
第三次:把木块放在毛巾上,用同样的方法拉木块,记下相应的示数(如图c);
第四次:把两个相同木块叠在一起放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图d),记下相应的示数;
第五次:把三个相同木块叠在一起放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图e),记下相应的示数。
(1)若已知每个木块的质量为0.2kg,请你帮助小明填全表一内的数据;
(2)比较1、2、3三次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)比较 三次实验数据,可以得出木块在木板上受到的摩擦力f与木块对木板的压力F压之间的关系式是:f= 。
(4)小华发现利用上述结论可以制成密度秤,首先用质量不计的双面胶带把玻璃杯粘在第一次实验中的木块上方,在玻璃杯中分别装满四种不同液体,用弹簧测力计水平匀速拉动木块(如图p),测出相应的测力计示数,记录在表二中。
表一
实验次数
木块对木板的压力F压/N
弹簧测力计的示数F/N
滑动摩擦力f/N
1
2
1.0
1.0
2
2
5.0
3
8.0
8.0
4
4
2.0
2.0
5
6
3.0
3.0
表二
液体种类
汽油
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数/N
2.7
3.0
3.2
3.4
(I)若向杯中倒入可乐实验时忘加满,则测量的密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(II)若汽油的密度为0.7g/cm3,根据表二中的数据可以推算玻璃杯的重力是 N,酱油的密度是 g/cm3。
【解答】解:(1)根据题意,第1、2、3次实验,木块对木板的压力不变,
沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小等于摩擦力的大小,故第2次实验受到的滑动摩擦力为5.0N;如下表所示:
实验次数
木块对木板的压力F压/N
弹簧测力计的示数F/N
滑动摩擦力f/N
1
2
1.0
1.0
2
2
5.0
5.0
3
2
8.0
8.0
4
4
2.0
2.0
5
6
3.0
3.0
(2)比较1、2、3三次实验数据,压力相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,故可以发现滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(3)研究滑动摩擦力与压力的关系,要控制接触面粗糙程度相同,故比较1、4、5三次实验数据知,压力增大为原来的几倍,滑动摩擦力也增大为原来的几倍,即滑动摩擦力与压力大小成正比,f=kF,由表中数据,k==0.5,
可以得出木块在木板上受到的摩擦力f与木块对木板的压力F压之间的关系式是f=0.5F;
(4)当容器中盛满汽油时,根据密度公式,汽油的重力:
G汽油=ρ汽油Vg,木块对支持面的压力为:
F1=ρ汽油Vg+G杯+G木块=ρ汽油Vg+G杯+G木块=0.7×103kg/m3×V×10N/kg+G杯+2N,因此时受到滑动摩擦力为2.7N,
故0.5F1=2.7N,
0.5×(0.7×103kg/m3×V×10N/kg+G杯+2N)=2.7N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
同理,杯中盛满水时有:
0.5×(1.0×103kg/m3×V×10N/kg+G杯+2N)=3.0N﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
②﹣①得:
V=2×10﹣4m3﹣﹣﹣﹣﹣③,
③代入①得:
G杯=2N,
同理,杯中盛满酱油时有:
0.5×(1.0×103kg/m3×V×10N/kg+G杯+2N)=3.4N,
即0.5×(ρ酱油×2×10﹣4m3×10N/kg+G杯+2N)=3.4N,
ρ酱油=1.4×103kg/m3=1.4g/cm3。
若向杯中倒入可乐实验时忘加满,
因0.5×(ρ可乐×2×10﹣4m3×10N/kg+G杯+2N)=3.2N,
则对支持面的压力变小,测量的密度偏小。
故答案为:(1)如上所示;(2)接触面粗糙程度;(3)1、4、5;0.5F;(4)Ⅰ偏小;Ⅱ2;1.4.
知识点❸ 力的测量
用弹簧测力计测量力的大小
测量力的工具叫测力计。实验室中,测量力的工具叫弹簧测力计,其工作原理:在弹性范围内,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力成正比。在使用前要注意:①被测量的力的大小不应超出量程;②要将指针调节到零刻度线处。
力的作用效果
1. 力可使物体发生形变。力可使物体的运动状态,即速度大小与运动方向发生改变。
力的三要素
1. 对物体施加不同方向的力会产生不同效果。
2. 力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
3. 在力的图示中,可用一段带箭头的线段来表示一个力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,为精确表示力的大小,还可在图示中标明标度。
4. 有时不需要精确地表示力的大小,就可以不选定标度,不需按比例画出线段的长度,但力的方向和作用点仍应明确表示,这样的图叫做力的示意图。
例题3、如图甲所示,画出静止在斜面上的木块受力的示意图。
如图乙所示,物体A置于小车上,随小车一起在平直路面上向右运动。当小车遇物体B受阻停止后,物体A在小车上仍向右运动,且速度越来越慢,请在图中画出这一过程中物体A所受力的示意图(忽略空气阻力)。
【解答】解:
(1)静止的木块受到重力G、摩擦力f和支持力F作用,过重心作竖直向下的重力,过重心作沿斜面向上的摩擦力,过支点作垂直于斜面向上的支持力。如图所示:
(2)当小车遇物体B受阻停止后,物体A由于惯性在小车上仍向右运动,所以受到小车对其水平向左的摩擦力f;同时受重力G和支持力F的作用,如图所示:
变式训练:小鹭设计的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验方案如图所示。
(1)为了测木块受到的摩擦力,小鹭用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做 运动;
(2)为了利用甲、乙两次实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系,乙图中的a应为 ,下列现象中应用了从图甲、丙实验所得结论,使摩擦力减小的是 (选填字母);
A.冰壶运动员在运动的冰壶前擦拭冰面 B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木 D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫
【解答】:(1)实验时,应水平拉动木块在水平面上做匀速直线运动,根据二力平衡条件,此时拉力与摩擦力是一对平衡力;
(2)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,甲乙两图压力不同,根据控制变量法的要求知需要控制接触面的粗糙程度相同,实验(a)应该是木板表面;
探究摩擦力和接触面粗糙程度的关系,必须控制压力相同,改变接触面的粗糙程度,比较甲和丙两组数据,可以初步得出的结论是:在压力相同时,接触面粗糙程度越粗糙,滑动摩擦力越大。
A.冰壶运动员在运动的冰壶前擦拭冰面,是改变接触面的粗糙程度来改变摩擦,故A符合题意;
B.用力压住橡皮,擦去写错的字,就是利用改变压力大小来改变摩擦力大小的,故B不符合题意;
C、移动很重的石块时,在地上铺设滚木,是变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力,故C不符合题意;
D、气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫,是通过使接触面分开,来减小摩擦力的,故D不符合题意。
故选:A。
故答案为:
(1)匀速直线;(2)木板表面; A。
知识点❹ 运动和力的关系
牛顿第一定律(又叫惯性定律)
1.牛顿第一定律的内容: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。
2.牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证这一定律,但从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律是力学基本定律之一。
3.对牛顿第一定律的理解
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
(5)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
(6)牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
惯性
1.定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
2.性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。
3.对惯性的理解。
(1)一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
(2)惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
(3)惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
4.防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。
利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等。
二力平衡
1.平衡状态和平衡力
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
(2)物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
(3)平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力;物体受平衡力或不受力时保持静止或匀速直线运动状态。
2.二力平衡
(1)作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
(2)二力平衡的条件:概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
①同物:作用在同一物体上的两个力。
②等大:大小相等。
③反向:两个力方向相反。
④共线:两个力作用在同一条直线上。
3.二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
4.二力平衡与相互作用力的区别
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不同点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个,施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者,互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
力和运动的关系
物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
受力条件
力的方向和物体运动方向
物体所处状态
运动状态是否改变
不受力或受平衡力(合力为零)
静止状态或匀速直线运动状态
不变
受非平衡力
(合力不为零)
相同
速度增大,并且做直线运动
一定改变
相反
速度减小,仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
例题4、正在水平面上滚动的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将( )
A.立即停下来 B.做匀速直线运动
C.慢慢停下来 D.改变运动方向
【解答】解:因为小球在运动,当小球所受的一切外力都消失时,小球将保持原来的速度做匀速直线运动。
ACD不符合题意,B正确。
故选:B。
变式训练:下列有关牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体没有惯性
【解答】解:
A、B、C、“一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态”--牛顿第一定律。由于没有不受力的物体,所以牛顿第一定律无法用实验直接验证,但是在大量实验的基础上,牛顿总结概括前人的研究成果得到的一条重要规律。选项A、B均错误,选项C正确;
D、一切物体在任何时候都具有惯性。此选项错误。
故选:C。
1.图为全自动一次性口罩生产线的局部图,口罩由传送带匀速传送给加工的机器。此过程中若认为口罩是静止的,所选择的参照物是( )
A.地面 B.传送带 C.机器 D.工人
【解答】解:
口罩由传送带匀速传送给加工的机器,口罩与地面、机器和工人之间有位置变化,所以口罩相对于地面、机器和工人是运动的,故ACD不符合题意;
口罩与传送带之间没有位置变化,所以口罩相对于传送带是静止的,故B正确。
故选:B。
2.甲、乙两小车同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s﹣t图象如图所示。乙车比甲车晚运动两秒,甲车运动6秒后,两车的位置关系为( )
A.甲乙一定相遇 B.乙可能在甲前面20米处
C.甲乙一定相距40米 D.甲乙可能相距80米
【解答】解:甲、乙两小车同地沿同一直线做匀速直线运动,方向可能相同,也可能相反,由于乙车比甲车晚运动两秒,所以甲车运动6秒,乙车运动4s,由图知甲车运动6s,运动的距离为40m,乙车运动4s,运动的距离为40m,
若方向相同,甲乙正好相遇,若方向相反,甲乙相距40m+40m=80m,故ABC错误,D正确。
故选:D。
3.为了探究力的作用效果与什么因素有关?小明同学利用固定在桌面上的同一把钢尺,做了如图所示的实验,其中水平方向的力F1>F2,关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.由甲、乙两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关
B.由丙、丁两次实验可知,力的作用效果与力的方向有关
C.由甲、丁两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关
D.由乙、丙两次实验可知,力的作用效果与力的方向有关
【解答】解:
A、由甲、乙两次实验可知,力的大小和方向都相同,作用点不同,力的作用效果不同,说明力的作用效果与力的作用点有关,故A不正确;
B、由丙、丁两次实验可知,力的作用点相同,而力的大小和方向都不同,所以不能说明力的作用效果与力的方向有关,故B不正确;
C、由甲、丁两次实验可知,力的方向、作用点都相同,而力的大小不同,且力的作用效果不同,说明力的作用效果与力的大小有关,故C正确;
D、由乙、丙两次实验可知,力的大小相同,而力的方向和作用点都不同,所以不能说明力的作用效果与力的方向有关,故D不正确。
故选:C。
4.如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做直线运动,经过3s移动了60cm。下列说法正确的是( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④拉力F做的功为12J
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
【解答】解:①将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿着水平向左运动,不一定要木板做匀速直线运动,故①错误;
②长木板受到的重力小于地面对长木板的支持力,不是一对平衡力,故②错误;
③实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做直线运动,长木板受水平地面和木块A的摩擦力,F=f地+fA,
fA与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计的示数小于20N,故③正确;
④拉力F做的功:W=Fs=20N×0.6m=12J,故④正确;
故选:B。
5.如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.橡皮的运动状态没有发生变化
B.橡皮受到平衡力的作用
C.细线发生了弹性形变
D.松手后橡皮将做匀速直线运动
【解答】解:A、橡皮的运动方向不断发生变化,所以其运动状态不断改变,故A错误;
B、橡皮受到的重力竖直向下,细线对它的拉力沿水平方向,二力不是平衡力,故B错误;
C、手对细线施加力的作用,细线发生形变,停止用力细线能够恢复原状,发生的是弹性形变,故C正确;
D、橡皮在细线的拉力作用下做圆周运动,松手后拉力消失,只受到重力作用,橡皮将做抛物线运动,故D错误。
故选:C。
6.如图所示,用水平拉力F拉动物体A在水平面上做匀速直线运动,物体B静止,若不计绳和弹簧测力计的重力,下列说法正确的是( )
①弹簧测力计的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力
②B对A的摩擦力方向水平向右
③B所受的重力和A对B的支持力是一对相互作用力
④A所受的水平拉力F大于地面对A的摩擦力
A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
【解答】解:①物体B处于平衡状态,因此受平衡力,则弹簧测力计的示数等于A对B的摩擦力,故①正确;
②A对B的摩擦力方向水平向右,由于力的作用是相互的,所以B对A的摩擦力方向水平向左,故②错误;
③B所受的重力和A对B的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故③错误;
④A在水平方向上受三个力,其中A所受的水平拉力F大小等于地面对A的摩擦力与B对A的摩擦力二者之和,因此,A所受的水平拉力F大于地面对A的摩擦力,故④正确。
综上分析,只有①④正确。
故选:B。
7.小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
a.如甲图所示,将木块A平放在大长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
(1)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(4)实验拓展:如图1所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图2、图3所示.则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 4 N。
【解答】解:(1)由图中甲丙两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由图中甲乙两图可知:压力的大小是相同的,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同,摩擦力不同,所以结论为:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
(3)如图中丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;
实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,根据三力平衡,
fAB+f=3N,长木板B受到地面的摩擦力大小为:
f=3N﹣1.2N=1.8N;
(4)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图2图3所示,由图3知,6﹣9秒物体做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到摩擦力大小不变,故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
故答案为:(1)甲、丙;(2)大;(3)不需要;1.8;(4)4。
8.中船701所首次公开了第1艘国产航母﹣山东舰诸多细节,标准排水量大约5万吨,满载排水量大约7万吨,额定功率为1.5×105kW.山东舰入列标志着中国已经具备自行设计、建造航空母舰的能力,也标志着中国海军进入了双航母时代。山东舰第一次在某海域海试时,以最大速度54km/h航行了2h。
(1)如图所示,山东舰在辽阔的大海上画出了美丽的圆型航迹,这说明了力可以改变物体的 。
(2)山东舰2h航行的路程是多少?
(3)山东舰在本次航行时的牵引力是多少N?
【解答】解:
(1)图中山东舰在辽阔的大海上画出了美丽的圆型航迹,山东舰的运动方向不断变化,这说明了力可以改变物体的运动状态;
(2)由v=得,该航母在2小时内所行驶的路程:
s=vt=54km/h×2h=108km;
(3)已知最大航速v=54km/h=15m/s,额定功率P=1.5×105kW=1.5×108W,
由P=Fv可得该航母以最大速度匀速航行时的牵引力为:
v===1×107N。
答:(1)运动状态;
(2)山东舰2h航行的路程是108km;
(3)山东舰在本次航行时的牵引力是1×107N。
9.据报道,马丁和新西兰科研组发明了喷气式背包,马丁背上此背包飞上5000英尺(1.52公里)高空,并借助降落伞使他最终安全降落在地面上。这次飞行持续大约10分钟,是有史以来最长的一次。据马丁说,喷气式背包很好驾驭,它的飞行原理非常简单,请解释:
(1)喷气式背包向下快速喷气,为什么会使人腾空而起?
(2)若不考虑空气阻力的作用,要使“喷气式背包和人”沿某一方向匀速直线飞行,背包喷出气体的方向如何?为什么?
【解答】答:
(1)喷气式背包向下快速喷气时,背包对喷出的气体施加了一个向下的力,由于物体之间力的作用是相互的,气体对背包(和人)产生了向上的推力,且力能改变物体的运动状态,所以会使背包和人腾空而起。
(2)由于“喷气式背包和人”要保持匀速直线飞行,又因为不计空气阻力,则“喷气式背包和人”所受的重力和推力是一对平衡力。根据二力平衡的条件,则“它”所受推力方向与重力相反(即竖直向上)。又根据物体之间力的作用是相互的,则背包喷出气体的方向应该是竖直向下。
10.小军在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铁块和木块底面积相同,物块通过细线与弹簧测力计相连(忽略滑轮摩擦),请完成下列问题:
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块做 时,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数
(2)比较甲乙两次实验,可以得出在 相同时,滑动摩擦力与 有关。
(3)乙图实验完成后,利用原图中实验器材,还可以探究影响滑动摩擦力大小的另一因素,请简要写出实验方案: 。
(4)请你判断丙图中,木块和铁块水平运动时,木块所受的滑动摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图甲中木块所受的摩擦力。
【解答】解:(1)竖直向上拉测力计,通过定滑轮使木块沿水平方向做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到平衡力的作用,木块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数;
(2)分析比较甲、乙两次可知,接触面粗糙程度相同,乙图中接触面间的压力大,测力计示数大,滑动摩擦力大,故可以得出滑动摩擦力大小与压力大小有关,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,故可设计方案:
将木块叠放在铁块上,然后放在水平木板上,竖直向上拉测力计,使它们沿水平方向做匀速直线运动,记下测力计示数F3,分析比较F3与F2的大小,得出结论;
(4)由图丙可知,木块在木板上运动时,压力也不变,接触面的粗糙程度不变,则所受的滑动摩擦力不变,故图丙中木块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中木块所受滑动摩擦力。
故答案为:(1)匀速直线; (2)接触面粗糙程度;压力;(3)将木块与铁块互换位置,重复实验,比较两次弹簧测力计的示数;(4)等于。
1.一辆公交车正沿着笔直的公路向前行驶,车的水平仪表板上放着一杯水.司机张师傅发现有人横穿公路,突然一个急刹车。此时,杯中的水可能会( )
A.仍然保持水面水平
B.从行驶方向的前方一侧溅出来
C.从行驶方向的后方一侧溅出来
D.溅出来但无法判断从哪侧溅出
【解答】解:
刹车前,水和杯子是一起向前运动的,汽车突然减速时,杯子由于受到桌面的摩擦力而停止运动,水由于惯性仍然向前运动,所以水会向前溢出,即从行驶方向的前方一侧溅出来,故ACD错误,B正确。
故选:B。
2.我国高程测量登山队再次成功登上珠穆朗玛峰峰顶,并完成峰顶测量任务(如图)。下列有关登山队员的分析,正确的是( )
A.登山时穿特质鞋是通过增大压力来增大摩擦力
B.在峰顶测量时,队员所受的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C.在峰顶测量时,地面对队员的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力
D.从峰顶返回营地感觉比登峰轻松,是由于队员受到惯性的作用
【解答】解:
A、登山时穿的特质鞋的底面凹凸不平,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故A错误;
B、在峰顶测量时,队员处于静止状态,此时队员所受的重力与地面对他的支持力是一对平衡力,不是一对相互作用力,故B错误;
C、地面对队员的支持力与他对地面的压力是两个物体之间的相互作用力,故C正确;
D、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选:C。
3.在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做 运动,根据 知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两图进行实验,比较两图可得出的结论是 。
(3)某同学猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半(如图丁所示),重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是 ,改进方法是 。
【解答】解:(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,应选择乙丙两图进行实验,比较两图可得出的结论是:压力相同时,接触越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)研究滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,他将甲图中木块切去一半(如图丁所示),则压力变小,故他探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小相等;为控制压力相同,改进方法是将切除的一半叠放在剩余的一半之上。
故答案为:
(1)匀速直线;二力平衡;
(2)乙丙;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)没有控制压力大小相等;将切除的一半叠放在剩余一半之上。
4.飞机在空中水平匀速飞行。徐冰同学站在水平地面上,用学习过的光学、力学知识,测量飞机的飞行速度,以及声音在空气中的传播速度。当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方与地面成37°角的方向,如图所示,已知h=2052m,飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成37°角的位置时用时6s。求飞机速度,以及声音在空气中的传播速度(直角三角形一个角为37°角时,三个边,长度之比为3:4:5)。
【解答】解:三角形三边的长度之比为3:4:5,h=2052m,
则飞机飞行的距离s=×4=2736m,
所以飞机速度v===456m/s;
声音在空气中的传播速度v′===342m/s。
答:飞机速度为456m/s,声音在空气中的传播速度为342m/s。
5.在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验装置如图1所示。
(1)用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做 运动,由 的知识可知,物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。改变木块上砝码的数量,测出滑动摩擦力;在长木板上铺上棉布,重复以上实验,将所有实验数据记录在表格中。第5次实验时,弹簧测力计的读数是 N,如图(戊)所示;
实验次数
砝码的个数
接触面材质
弹簧测力计的读数/N
1
0
木块﹣长木板
0.3
2
1
木块﹣长木板
0.4
3
2
木块﹣长木板
0.5
4
0
木块﹣棉布
0.6
5
1
木块﹣棉布
6
2
木块﹣棉布
1.0
(2)由甲和丁,乙和戊,丙和己三组数据得出实验结论:接触面所受压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;由甲、乙、丙组数据得出实验结论: ;
(3)有同学设计了另一种实验方案如图2所示,请说一说这个方案的好处: 。(说出一条即可)
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做匀速直线运动,水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡的知识可知,物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
由图知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为0.8N;
(2)由甲、乙、丙知,物体上砝码的个数分别为0、1、2,对支持面的压力逐渐变大,三次实验接触面粗糙程度相同,丙中压力最大,滑动摩擦力最大,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)由图2知,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面处于静止状态,木块受到测力计的拉力与受到的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,故这个方案的好处是:无需匀速拉动木板。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;0.8; (2)当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)无需匀速拉动木板
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2025年中考物理二轮专题培优学案----运动和力
❶
描述参照物的概念;知道运动和静止是相对的。
❷
描述匀速直线运动;知道速度的概念;知道速度的单位;应用速度公式进行简单的计算。
❸
概述力是物体对物体的作用;知道力的单位;表述力的作用效果;说明重力的概念;知道重力的方向;应用公式G=mg进行有关计算;说明摩擦力的概念;说明增大、减小摩擦的方法;知道弹力的概念;应用力的知识解释相关的现象。
❹
用弹簧测力计测量力的大小;描述力的三要素;能用力的示意图表示力的三要素。
❺
概述二力平衡的概念;说明二力平衡的条件;应用二力平衡条件解释有关现象;辨析物体受力情况与物体运动状态变化之间的因果关系。
❻
描述牛顿第一定律的内容;概述惯性的概念;用惯性知识解释有关现象。
知识点❶ 机械运动
运动和静止的相对性
1、物体 ,叫做机械运动。机械运动是 。
2、 叫做参照物。运动的描述都是相对于参照物来说的。运动的描述是相对的,静止也是相对的。
3、在研究地面上的物体的运动时,通常以 作为参照物。
运动快慢的比较
1、科学上用 来表示 ,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
速度=路程/时间
通常用v表示速度,s表示路程,t表示时间,速度的公式就是
v=s/t
2、速度的单位有 和 组合而成。国际单位为m∕s,读作“米每秒”,常用单位为km∕h,读作“千米每时”。【出处:】
3、要比较运动的快慢,先要测出它们的速度,并要换算成相同的单位才能比较。
4、1千米∕时≺1米∕秒,1米∕秒=3.6千米∕时,1千米∕时=5∕18米∕秒。
5、解题步骤:1、解;2、公式;3、代入数据(单位统一);4、计算结果;5、答。
匀速直线运动
1、我们 , ,叫做匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动。飞机、火车、汽车等交通工具在行驶时可近似看成是匀速直线运动。
2、在匀速直线运动中,速度v的大小事不变的,路程s跟时间t成正比。
s=vt
3、在匀速直线运动中, 。
一些事物的速度 :m.s
真空中的光速
3×108
第一宇宙速度
7.9×103
第二宇宙速度
11.2×103
磁悬浮列车
120
高速公路上的小汽车
36
自行车
5
人步行
1~1.5
例题1、随着经济的发展,我国的国防事业得到了相应的发展。如图所示,为我国空军战机空中加油时的情景( )
A.以地面为参照物,加油机是静止的
B.以战机为参照物,加油机是静止的
C.以地面为参照物,加油机和战机都是静止的
D.以加油机为参照物,战机是运动的
变式训练:年来,快速公交系统逐渐普及全国快速公交系统是一种高品质、高效率的公共交通形式,其采用的直达线、大站快运,能更好更快的满足乘客出行需求,某时刻有一辆快速公交车甲和一辆普通公交车乙,从同路口向东匀速直线行驶它们的路程随时间变化的图象如图所示。
(1)若以甲车为参照物,乙向 行驶;(选填“东”或“西”)
(2)甲、乙两车的速度分别为多大?
(3)若乙车比甲车提前10min发车,则甲车多长时间能追上乙车?
知识点❷ 力
力的概念
1. 力是物体对物体的作用。力不可能脱离物体而单独存在。
力的测量和力的单位
1. 力是有大小的。国际单位制中力的单位是 , , 。1N的力约等于人拿起两个鸡蛋的力。一般成人右手的最大握力可达560N,左手最大握力约430N。
物体间力的作用是相互的
1. 物体间 , 。力总是 ,如:作用力与反作用力。
几种常见的力
重力
1. 由于 而使物体受到的力叫做重力。地球与物体之间的吸引作用也是 的。
2. 物体受到的重力跟它的质量成 ,G=mg
G表示重力,m表示质量,物体所受重力跟它的质量的关系可用上式表示。式中g是一个比例系数,在国际单位制中g= N/kg,表示 。
重力的方向
1. 由静止开始下落的物体运动轨迹总是沿着竖直方向,表明任何物体所受重力的方向都是
的。垂直方向就是 。
重心
1. 任何物体都有一定的质量和特定的形状,它的各部分都受到重力作用。从效果上看整个物体所受的重力就集中作用在这一点上,这一点叫做物体的重心。重心是物体所受重力的作用点。在图中重力常用C表示。
2. 寻找不规则外形薄板型物体的重心常用 。
摩擦力
1.摩擦力用“f”表示。
2. :1.相互接触;2.相对运动(趋势);3.相互作用;4.接触面粗糙。
3.静止的物体与物体接触面间存在着一种 的摩擦叫做静摩擦。
静摩擦产生条件:1.两物体静止;2.有相对运动趋势;3.在接触面上产生。
4.当一个物体在另一物体表面发生 时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,叫做滑动摩擦。
产生条件:两物体发生相对滑动。方向:与外力方向相反。
5. 当一个物体在另一物体表面发生 时,接触面间产生阻碍它们相对运动的摩擦,叫做滚动摩擦。
产生条件:其中的一个面是圆形的。
6.滑动摩擦力的大小与接触面间的 以及接触面间的 有关。压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力就越大。
7.在 的情况下,把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小。
8.摩擦力大小:静摩擦>滑动摩擦>滚动摩擦
增大摩擦与减小摩擦
1. 减小摩擦的方法:1. ;2. ;3. ;4. 。
2. 增大摩擦的方法:1. ;2. 。
弹力
1. 作用在使它发生形变的另一物体上的力叫做弹力。弹力总是指向 。
2.支持力、拉力、压力等都属于弹力。
例题2、图所示实验中,将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁,再次将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出的结论是( )
A.物体间力的作用是相互的
B.力可以使小铁球发生形变
C.力可以改变小铁球的运动方向
D.力的作用效果与力的方向有关
变式训练:为了研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,小明同学在老师的指导下做了一系列实验。以下是部分实验步骤(实验过程中保持长木板水平且固定)。
第一次:把木块放在长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动(如图a),读出弹簧测力计的示数,并记入表中;
第二次:把木块放在铺有棉布的长木板上,用同样的方法拉木块(如图b),记下相应的示数;
第三次:把木块放在毛巾上,用同样的方法拉木块,记下相应的示数(如图c);
第四次:把两个相同木块叠在一起放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图d),记下相应的示数;
第五次:把三个相同木块叠在一起放在长木板上,再用同样的方法拉木块(如图e),记下相应的示数。
(1)若已知每个木块的质量为0.2kg,请你帮助小明填全表一内的数据;
(2)比较1、2、3三次实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)比较 三次实验数据,可以得出木块在木板上受到的摩擦力f与木块对木板的压力F压之间的关系式是:f= 。
(4)小华发现利用上述结论可以制成密度秤,首先用质量不计的双面胶带把玻璃杯粘在第一次实验中的木块上方,在玻璃杯中分别装满四种不同液体,用弹簧测力计水平匀速拉动木块(如图p),测出相应的测力计示数,记录在表二中。
表一
实验次数
木块对木板的压力F压/N
弹簧测力计的示数F/N
滑动摩擦力f/N
1
2
1.0
1.0
2
2
5.0
3
8.0
8.0
4
4
2.0
2.0
5
6
3.0
3.0
表二
液体种类
汽油
水
可乐
酱油
弹簧测力计的示数/N
2.7
3.0
3.2
3.4
(I)若向杯中倒入可乐实验时忘加满,则测量的密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(II)若汽油的密度为0.7g/cm3,根据表二中的数据可以推算玻璃杯的重力是 N,酱油的密度是 g/cm3。
知识点❸ 力的测量
用弹簧测力计测量力的大小
测量力的工具叫测力计。实验室中,测量力的工具叫 ,其工作原理:在弹性范围内,弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力成正比。在使用前要注意:①被测量的力的大小不应超出 ;②要将指针调节到 处。
力的作用效果
1. 力可使物体发生 。力可使物体的 ,即 与 发生改变。
力的三要素
1. 对物体施加不同方向的力会产生不同效果。
2. 力的大小、方向、作用点叫做 。
3. 在力的图示中,可用一段带箭头的线段来表示一个力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,为精确表示力的大小,还可在图示中标明标度。
4. 有时不需要精确地表示力的大小,就可以不选定标度,不需按比例画出线段的长度,但力的方向和作用点仍应明确表示,这样的图叫做 。
例题3、如图甲所示,画出静止在斜面上的木块受力的示意图。
如图乙所示,物体A置于小车上,随小车一起在平直路面上向右运动。当小车遇物体B受阻停止后,物体A在小车上仍向右运动,且速度越来越慢,请在图中画出这一过程中物体A所受力的示意图(忽略空气阻力)。
变式训练:小鹭设计的“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验方案如图所示。
(1)为了测木块受到的摩擦力,小鹭用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做 运动;
(2)为了利用甲、乙两次实验探究滑动摩擦力大小与压力的关系,乙图中的a应为 ,下列现象中应用了从图甲、丙实验所得结论,使摩擦力减小的是 (选填字母);
A.冰壶运动员在运动的冰壶前擦拭冰面 B.用力压住橡皮,擦去写错的字
C.移动很重的石块时,在地上铺设滚木 D.气垫船喷出强气流,在船底和水之间形成气垫
知识点❹ 运动和力的关系
牛顿第一定律(又叫惯性定律)
1.牛顿第一定律的内容: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。
2.牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证这一定律,但从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律是力学基本定律之一。
3.对牛顿第一定律的理解
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
(5)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
(6)牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
惯性
1.定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
2.性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。
3.对惯性的理解。
(1)一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
(2)惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
(3)惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
4.防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。
利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等。
二力平衡
1.平衡状态和平衡力
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
(2)物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
(3)平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力;物体受平衡力或不受力时保持静止或匀速直线运动状态。
2.二力平衡
(1)作用在同一物体上的两个力,如果 、 , ,这两个力就彼此平衡。
(2)二力平衡的条件:概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
①同物:作用在同一物体上的两个力。
②等大:大小相等。
③反向:两个力方向相反。
④共线:两个力作用在同一条直线上。
3.二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
4.二力平衡与相互作用力的区别
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不同点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个,施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者,互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
力和运动的关系
物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
受力条件
力的方向和物体运动方向
物体所处状态
运动状态是否改变
不受力或受平衡力(合力为零)
或匀速直线运动状态
不变
受非平衡力
(合力不为零)
相同
速度增大,并且做直线运动
一定改变
相反
速度减小,仍做 .
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
例题4、正在水平面上滚动的小球,如果它受到的外力同时消失,那么它将( )
A.立即停下来 B.做匀速直线运动
C.慢慢停下来 D.改变运动方向
变式训练:下列有关牛顿第一定律的叙述正确的是( )
A.牛顿第一定律是直接由实验得出的
B.牛顿第一定律是没有事实依据凭空想象的
C.牛顿第一定律是牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体没有惯性
1.图为全自动一次性口罩生产线的局部图,口罩由传送带匀速传送给加工的机器。此过程中若认为口罩是静止的,所选择的参照物是( )
A.地面 B.传送带
C.机器 D.工人
2.甲、乙两小车同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s﹣t图象如图所示。乙车比甲车晚运动两秒,甲车运动6秒后,两车的位置关系为( )
A.甲乙一定相遇
B.乙可能在甲前面20米处
C.甲乙一定相距40米
D.甲乙可能相距80米
3.为了探究力的作用效果与什么因素有关?小明同学利用固定在桌面上的同一把钢尺,做了如图所示的实验,其中水平方向的力F1>F2,关于该实验,下列说法中正确的是( )
A.由甲、乙两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关
B.由丙、丁两次实验可知,力的作用效果与力的方向有关
C.由甲、丁两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关
D.由乙、丙两次实验可知,力的作用效果与力的方向有关
4.如图,在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中,小龙将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=20N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做直线运动,经过3s移动了60cm。下列说法正确的是( )
①实验时必须匀速拉动长木板
②长木板受到的重力和地面对长木板的支持力是一对平衡力
③弹簧测力计的示数小于20N
④拉力F做的功为12J
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②④正确
5.如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )21·cn·jy·com
A.橡皮的运动状态没有发生变化
B.橡皮受到平衡力的作用
C.细线发生了弹性形变
D.松手后橡皮将做匀速直线运动
6.所示,用水平拉力F拉动物体A在水平面上做匀速直线运动,物体B静止,若不计绳和弹簧测力计的重力,下列说法正确的是( )
①弹簧测力计的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力
②B对A的摩擦力方向水平向右
③B所受的重力和A对B的支持力是一对相互作用力
④A所受的水平拉力F大于地面对A的摩擦力
A.只有①②正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有③④正确
7.小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
a.如甲图所示,将木块A平放在大长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
(1)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(3)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(4)实验拓展:如图1所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图2、图3所示.则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 4 N。
8.中船701所首次公开了第1艘国产航母﹣山东舰诸多细节,标准排水量大约5万吨,满载排水量大约7万吨,额定功率为1.5×105kW.山东舰入列标志着中国已经具备自行设计、建造航空母舰的能力,也标志着中国海军进入了双航母时代。山东舰第一次在某海域海试时,以最大速度54km/h航行了2h。
(1)如图所示,山东舰在辽阔的大海上画出了美丽的圆型航迹,这说明了力可以改变物体的 。
(2)山东舰2h航行的路程是多少?
(3)山东舰在本次航行时的牵引力是多少N?
9.据报道,马丁和新西兰科研组发明了喷气式背包,马丁背上此背包飞上5000英尺(1.52公里)高空,并借助降落伞使他最终安全降落在地面上。这次飞行持续大约10分钟,是有史以来最长的一次。据马丁说,喷气式背包很好驾驭,它的飞行原理非常简单,请解释:
(1)喷气式背包向下快速喷气,为什么会使人腾空而起?
(2)若不考虑空气阻力的作用,要使“喷气式背包和人”沿某一方向匀速直线飞行,背包喷出气体的方向如何?为什么?
10.小军在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图所示,一端带有定滑轮的长木板固定不动,铁块和木块底面积相同,物块通过细线与弹簧测力计相连(忽略滑轮摩擦),请完成下列问题:
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块做 时,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数
(2)比较甲乙两次实验,可以得出在 相同时,滑动摩擦力与 有关。
(3)乙图实验完成后,利用原图中实验器材,还可以探究影响滑动摩擦力大小的另一因素,请简要写出实验方案: 。
(4)请你判断丙图中,木块和铁块水平运动时,木块所受的滑动摩擦力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)图甲中木块所受的摩擦力。
1.一辆公交车正沿着笔直的公路向前行驶,车的水平仪表板上放着一杯水.司机张师傅发现有人横穿公路,突然一个急刹车。此时,杯中的水可能会( )
A.仍然保持水面水平
B.从行驶方向的前方一侧溅出来
C.从行驶方向的后方一侧溅出来
D.溅出来但无法判断从哪侧溅出
2.我国高程测量登山队再次成功登上珠穆朗玛峰峰顶,并完成峰顶测量任务(如图)。下列有关登山队员的分析,正确的是( )
A.登山时穿特质鞋是通过增大压力来增大摩擦力
B.在峰顶测量时,队员所受的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C.在峰顶测量时,地面对队员的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力
D.从峰顶返回营地感觉比登峰轻松,是由于队员受到惯性的作用
3.在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示。选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中应该用弹簧测力计拉着木块在水平接触面上做 运动,根据 知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)如果想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应选择 两图进行实验,比较两图可得出的结论是 。
(3)某同学猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积大小有关。于是他将甲图中木块切去一半(如图丁所示),重复甲图的实验操作。他比较图甲和图丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他探究过程中存在的问题是 ,改进方法是 。
4.飞机在空中水平匀速飞行。徐冰同学站在水平地面上,用学习过的光学、力学知识,测量飞机的飞行速度,以及声音在空气中的传播速度。当他听到飞机的声音从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方与地面成37°角的方向,如图所示,已知h=2052m,飞机从头顶正上方到达他前上方与地面成37°角的位置时用时6s。求飞机速度,以及声音在空气中的传播速度(直角三角形一个角为37°角时,三个边,长度之比为3:4:5)。
5.在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验装置如图1所示。
(1)用弹簧测力计水平拉着物体在长木板上做 运动,由 的知识可知,物体所受滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的拉力大小相等,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。改变木块上砝码的数量,测出滑动摩擦力;在长木板上铺上棉布,重复以上实验,将所有实验数据记录在表格中。第5次实验时,弹簧测力计的读数是 N,如图(戊)所示;
实验次数
砝码的个数
接触面材质
弹簧测力计的读数/N
1
0
木块﹣长木板
0.3
2
1
木块﹣长木板
0.4
3
2
木块﹣长木板
0.5
4
0
木块﹣棉布
0.6
5
1
木块﹣棉布
6
2
木块﹣棉布
1.0
(2)由甲和丁,乙和戊,丙和己三组数据得出实验结论:接触面所受压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;由甲、乙、丙组数据得出实验结论: ;
(3)有同学设计了另一种实验方案如图2所示,请说一说这个方案的好处: 。(说出一条即可)
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学科网(北京)股份有限公司
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