期末复习讲义:专题02 运动和力-2024-2025学年八年级下册物理人教版
2025-05-24
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2份
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85页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.54 MB |
| 发布时间 | 2025-05-24 |
| 更新时间 | 2025-05-24 |
| 作者 | 于怀丶 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52267891.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
期末复习讲义:专题02 运动和力
(十六大考点,考点梳理+题型讲解+考点练习)
题型预览
一、牛顿第一定律的概念
二、物体运动状态的变化
三、惯性及其现象
四、力与运动的关系
五、阻力对物体运动影响的探究实验
六、平衡状态的判断
七、平衡力的辨别
八、二力平衡的条件及其应用
九、探究二力平衡的条件
十、摩擦力产生的条件
十一、摩擦力的大小和方向
十二、增大或减小摩擦的方法
十三、摩擦力的示意图
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
十五、力的合成与应用
十六、力与图象的结合
考点梳理
一、牛顿第一定律
1.内容: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力迫使它改变这种状态。
(1)条件:不受外力。
(2)结论:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
2.实验推论:若水平面绝对光滑,物体将保持原速度一直运动下去。
二、惯性
1.定义:物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体的固有属性。
(1)注意:惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,只能说“由于惯性”。
2.影响因素:只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
3.应用实例:
(1)刹车时人向前倾(身体保持原运动状态)。
(2)拍打衣服使灰尘脱落。
(3)跳远助跑等。
三、二力平衡
1.平衡状态:物体静止或匀速直线运动。
2.平衡条件:作用在同一物体上;大小相等;方向相反;作用在同一直线上。
3.平衡力 vs 相互作用力:
(1)平衡力:同体、共线、等大、反向。
(2)相互作用力:异体、共线、等大、反向(如手拍桌子,手痛)。
四、摩擦力
1.产生条件:接触面粗糙;物体间有压力;物体间有相对运动或相对运动趋势。
2.分类:
(1)静摩擦力:物体未发生相对运动(如推箱子未动)。
(2)滑动摩擦力:物体相对滑动时产生。
(3)滚动摩擦力:远小于滑动摩擦力(如轮胎滚动)。
3.方向:与物体相对运动(或趋势)方向相反。
4.影响因素(滑动摩擦): 压力大小(正相关); 接触面粗糙程度(正相关)。
5.增大/减小摩擦的方法:
(1)增大:增大压力、使接触面变粗糙(如轮胎花纹)。
(2)减小:减小压力、使接触面变光滑、用滚动代替滑动、加润滑油。
五、同一直线上二力的合成
1.合力:
(1)如果一个力产生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合力。
(2)等效替代思想:用合力代替几个分力,简化问题分析。
2.同一直线上二力的合成:
(1)方向相同:合力大小等于两个力大小之和,方向与分力方向相同。
(2)方向相反:合力大小等于两个力大小之差,方向与较大的分力方向一致。
六、平衡力与合力
1.平衡状态:物体受合力为零时,处于静止或匀速直线运动状态。
2.平衡力条件:
(1)两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上。
(2)与相互作用力的区别:平衡力作用在同一个物体,相互作用力作用在不同物体。
七、实验重点
1.探究阻力对物体运动的影响:结论:阻力越小,速度减小越慢,运动距离越远。
2.探究二力平衡条件:使用小车或卡片验证四个条件。
3.测量滑动摩擦力:原理:二力平衡(匀速拉动时,拉力=摩擦力)。
4.易错点提醒:
(1)惯性大小与速度无关,只由质量决定。
(2)物体受平衡力时运动状态不变,但可能发生形变。
(3)摩擦力方向不一定与运动方向相反(如人走路,脚向后蹬地,摩擦力向前)。
(4)合力的方向判断错误:反向时,合力方向总与较大的力一致。
例题讲解
一、牛顿第一定律的概念
【例题1】下列关于 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,概括出的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体没有惯性
【答案】C
【解析】【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。
【分析】牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一。
二、物体运动状态的变化
【例题1】如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一小球,把小球拉至a点,由静止开始释放小球,轨迹如图中虚线所示,每一时刻小球的运动方向与细绳垂直,b点为小球圆弧轨迹的最高点,不计阻力,若小球到达最高点b点位置时,受到的所有力消失,则小球的运动是( )
A.沿轨迹①做匀速直线运动 B.沿轨迹②做曲线运动
C.沿轨迹③向下做直线运动 D.静止
【答案】D
【解析】【解答】 由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在a、b两点间来回摆动。当小球摆到b点时,动能全部转化为重力势能,小球速度恰好为零。此时若所有力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将在B点静止。
故选D。
【分析】分析小球到达b点的运动状态及受力情况,然后根据牛顿第一定律得出结论。
【例题2】在科幻小说中,描述了这样的场景:为了探索未知世界,航天员驾驶宇宙飞船翱翔在没有星系、没有星云,空荡荡的一望无际的宇宙空间。请你展开想象,假如燃料燃尽时飞船的速度为v,飞船将会 (选填“越来越快”、“越来越慢”或“速度保持不变”),你的依据是 。
【答案】速度保持不变;牛顿第一定律
【解析】【解答】根据题意可知,飞船在燃料燃尽时,飞船的发动机就停止了工作,而它由于惯性仍保持原来的运动状态,即做匀速直线运动。
【分析】根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到外力作用下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
三、惯性及其现象
【例题1】下列有关惯性的说法正确的是( )
A.拍打衣服灰尘脱落,是由于灰尘有惯性
B.小明没有推动静止的汽车是由于汽车没有惯性
C.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
D.飞行的子弹穿入木头后静止,它的惯性消失了
【答案】A
【解析】【解答】A.拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,A符合题意;
B.小明没有推动静止的汽车,是因为推力等于摩擦力,汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态,B不符合题意;
C.跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,惯性与速度无关,C不符合题意;
D.高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹仍具有惯性,任何物体都具有惯性,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
【例题2】图歼击机为了更加灵活,投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了( )
A.增大惯性 B.减小惯性 C.防止惯性 D.减小惯性力
【答案】B
【解析】【解答】 歼击机为了更加灵活,投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了质量,从而减小惯性,故ACD错误,B正确。
【分析】惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
【例题3】上图为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生"追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于 仍撞击了A车,碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力;碰撞时,B车驾驶员会受到 (选填“安全带”或“汽车头枕”)的保护。
【答案】惯性;等于;汽车头枕
【解析】【解答】 (1)一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性,汽车B刹车后由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以仍撞到汽车A;
(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,人体由于惯性会向后倒,此时车辆加速或减速的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部,而头枕则对此起缓冲作用,保护人体头部。
故答案为:惯性;等于;汽车头枕。
【分析】(1)一切物体在任何时候都有保持原来运动状态的性质,即一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性;
(2)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(3)汽车从前面发生撞击,对人起保护作用的是安全气囊;从后面发生撞击对人起保护作用的是汽车头枕。
四、力与运动的关系
【例题1】关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.没有力作用在物体上,物体一定处于静止状态
B.有力作用在物体上,物体一定处于加速运动状态
C.一个物体如果受到力的作用,其运动状态一定会改变
D.一个物体运动状态改变了,说明一定受到了力的作用
【答案】D
【解析】【解答】A. 没有力作用在物体上,物体可能处于静止或匀速直线运动状态,故A错误;
B. 有力作用在物体上,若物体受平衡力作用时, 物体可能处于静止或匀速直线运动状态;若物体受非平衡力作用时,可能处于加速运动状态,也可能处于减速运动状态,故B错误;
C.若一个物体受到平衡力作用时,运动状态不会改变,故C错误;
D. 一个物体运动状态改变了,说明一定受到了力的作用,故D正确。
故选D。
【分析】1.物体不受力或受平衡力,物体运动状态不改变,可能处于静止或匀速直线运动状态;
2.物体运动状态改变,说明物体受到力的作用。
五、阻力对物体运动影响的探究实验
【例题1】刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。
(1)在实验中刘伟让小车从同一斜面的 处由静止开始滑下,是为了使小车在滑到水平面时的 相同;
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, 图中小车所受阻力最大;
(3)通过实验可知,阻力越小,小车滑行的距离越 (填“远”或“近”),小车运动速度改变的越 (填“快”或“慢”),进一步推测,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 运动,说明物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在前人研究成果上总结出牛顿第一定律,它 (填“能”或“不能”)用实验直接证明。
【答案】(1)同一高度;速度
(2)甲
(3)远;慢;匀速直线;不需要
(4)不能
【解析】【解答】(1)在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度处由静止开始滑下,是为了使小车在滑到水平面时的速度相同;
(2)根据图片可知,小车在甲中运动距离最短,速度减小最快,则小车受到的阻力最大;
(3)通过实验可知,阻力越小,小车滑行的距离越远,小车运动速度改变的越慢,进一步推测,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持;
(4)由于阻力为零的情形无法模拟,因此只能借助科学推理得到牛顿第一定律,即它不能用实验直接验证。
【分析】(1)小车到达斜面底端时的速度与它在斜面上的高度有关,即高度越大,它到达斜面底端时的速度越大;
(2)小车受到的阻力越大,速度减小越快,则小车运动距离越短;
(3)根据力与运动的关系分析解答;
(4)注意分析是否能够找到阻力为零的情形即可。
六、平衡状态的判断
【例题1】下列是有关物体的描述,其中物体处于平衡状态的是( )
A.雪花自空中飘落 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
【答案】B
【解析】【解答】A、 雪花自空中飘落 ,其速度大小和方向发生改变,不是处于平衡状态,故A错误;
B、停在地上的足球,处于静止状态,属于平衡状态,故B正确;
C、匀速转弯的汽车,其运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故C错误;
D、抛在空中的铅球,其速度大小和运动方向不断改变,不是处于平衡状态,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)平衡状态指静止状态或者匀速直线运动状态;
(2)运动状态的改变包括方向和速度大小的变化;
(3)分析物体是否处于平衡状态,可以根据物体所受的力是否平衡力分析。
【例题2】在中考排球垫球练习时,排球离开双手竖直上升中,当排球到达最高点的瞬间 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。排球在空中加速下落的过程中,小球的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不是;不变
【解析】【解答】球到达最高点时,排球只受到重力作用,排球不是处于平衡状态。排球在空中加速下落的过程中,小球的质量不变,所以排球的惯性不变。
综上 第1空、不是; 第2空、不变。
【分析】惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述。
七、平衡力的辨别
【例题1】如图所示, 一只碗放在水平餐桌上,它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是( )
A.餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力
B.餐桌对碗的支持力和碗受到的重力
C.碗对餐桌的压力和地面对餐桌的支持力
D.餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力
【答案】B
【解析】【解答】A.餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力是力和反作用力,是相互作用力,故A不符合题意;
B.餐桌对碗的支持力和碗受到的重力大小相等、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B符合题意;
C.地面对餐桌的支持力等于碗和餐桌的总重力,碗对餐桌的压力等于碗的重力,二者大小不相等,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力在两个物体上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】物体处静止状态,属于平衡状态,受平衡力,二力平衡的大小相等、方向相反、在同一物体、在同一直线上。
【例题2】如图所示为大郡测量体重时的情景,大郡和体重计受到的重力分别为G1和G2,静止时体重计对大郡的支持力为F1,地面对体重计的支持力为F2,大郡对体重计的压力为F3,体重计对地面的压力为F4,则( )
A.与是一对平衡力 B.与是一对平衡力
C.与是一对相互作用力 D.与是一对相互作用力
【答案】D
【解析】【解答】A.地面对体重计的支持力的大小等于和之和,即与大小不同,不是一对平衡力,故A不符合题意;
B.体重计对人的支持力为与人对体重计的压力,是力和反作用力,是相互作用力,故B不符合题意;
C.体重计对人的支持力为与人的重力,作用在同一的物体上,是平衡力,故C不符合题意;
D.地面对体重计的支持力为与体重计对地面的压力,大小相等、方向相反、在同一直线上、在两个物体上,是一对相互作用力,故D符合题意。
故选D。
【分析】静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等,方向相反,在同一物体上,在同一直线上;物体间的相互作用力,大小相等、方向相反、在同一直线上,在两个物体上。
八、二力平衡的条件及其应用
【例题1】用起重机吊起一重物,先以的速度上升到某一高度,静止后,又以的速度下降。在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,起重机钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
【答案】D
【解析】【解答】当物体匀速上升、静止或匀速下降时均处于平衡状态,受到的拉力与重力是一对平衡力,大小相等,因此钢丝绳的拉力始终不变。
故选:D。
【分析】平衡状态包括两种:静止状态或者匀速直线运动状态;物体处于平衡状态时受到的力是平衡力,平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
九、探究二力平衡的条件
【例题1】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,实验中每个钩码质量均为50g。
(1)如图甲所示,在探究力的大小对二力平衡的影响时,应使作用在木块上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)实验小组改进实验设计,用质量相同的小车替换木块,如图乙所示,乙图装置相比甲图实验装置的优点是小车与桌面间的摩擦力比木块与桌面间的摩擦力 。
(3)经过讨论,该实验小组又设计出了如图丙所示装置,用质量较小的卡片替换物块,在图丙装置左边和右边各挂一个钩码,将小卡片转动一个小角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,这表明相互平衡的两个力需要作用在 上。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是剪开 (选填“左侧绳子”“右侧绳子”或“卡片”)。
【答案】(1)相反;钩码个数
(2)小
(3)不能;同一直线
(4)卡片
【解析】【解答】(1)如图甲所示,在探究力的大小对二力平衡的影响时,应使作用在木块上的两个拉力方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
(2)用质量相同的小车替换木块,用滚动摩擦代替滑动摩擦,故优点是小车与桌面间的摩擦力比木块与桌面间的摩擦力小。
(3)用质量较小的卡片替换物块,在图丙装置左边和右边各挂一个钩码,将小卡片转动一个小角度,此时两个力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,下一步操作是剪开卡片,让两个力作用在不同物体上,观察卡片能否保持平衡。
【分析】(1)木块受到的两个拉力由钩码的重力提供,平衡力的大小相等,方向相反;
(2)小车与桌面之间的摩擦力是滚动摩擦,而木块与桌面之间的摩擦是滑动摩擦,在其他条件相同时,滚动摩擦比滑动摩擦小很多;
(3)(4)作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,此时这两个力是平衡力。
十、摩擦力产生的条件
【例题1】关于摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.物体运动或静止,都可能受到摩擦力的作用
B.摩擦力随物体的重力的增大而增大
C.变速运动的物体受到的摩擦力比匀速运动的物体受到的摩擦力大
D.两个物体的接触面只要粗糙,就一定受到摩擦力
【答案】A
【解析】【解答】解:A、两个互相接触的物体,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,这种力就叫做摩擦力.所以物体运动或静止,都可能受到摩擦力的作用,此说法正确;
B、摩擦力大小与物体受到的压力和接触面的粗糙程度有关,与物体受到的重力无关,故该选项说法错误;
C、摩擦力大小与物体受到的压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度的大小无关,故该选项说法错误;
D、两个物体相互接触时,如果既不发生相对运动,也不具有相对运动的趋势,两物体之间是不会产生摩擦力的,故该选项说法错误.
故选A.
【分析】(1)摩擦力:两个互相接触的物体,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,这种力就叫做摩擦力;(2)摩擦力产生的条件:两物体互相接触,两个物体的接触面要粗糙,两物体间有压力,两物体间要发生或已经发生相对运动,四者缺一不可;(3)影响摩擦力大小的因素:接触面的粗糙程度和压力大小.
十一、摩擦力的大小和方向
【例题1】为了探究滑动摩擦力,王超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.增大拖动速度,刷毛受到的摩擦力增大
D.从刷毛弯曲方向判断,刷毛受到的摩擦力的方向向左
【答案】C
【解析】【解答】A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大,故A正确不合题意;
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上,故B正确不合题意;
C.增大拖动速度,但是刷毛对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力大小不变,故C错误符合题意;
D.从刷毛弯曲方向判断,刷毛受到的摩擦力的方向向左,故D正确不合题意。
故选C。
【分析】A.形变程度大小与受到外力的大小有关;
B.根据摩擦力的三要素判断;
C.根据滑动摩擦力的影响因素判断;
D.刷毛向受力的方向弯曲。
【例题2】如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析正确的是( )
A.地面对B的摩擦力为0
B.A对B的摩擦力为2N,方向水平向右
C.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向右
【答案】A
【解析】【解答】B、对A分析,A在水平方向上受水平向左的拉力F和B对A向右的静摩擦力,因为A处于静止状态,受到的这两个力是平衡力,大小相等,所以f1=F=2N;B对A向右的摩擦力f1与A对B的摩擦力f2是一对相互作用力,所以A对B的摩擦力f2=2N,方向水平向左,故B错误;
ACD、把AB看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用,在水平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于两力拉力大小相等,所以整体在水平方向上只受两个拉力,地面对B没有摩擦力,故A正确,CD错误;
故答案为:A。
【分析】隔离对A分析,得出B对A的摩擦力大小和方向;根据相互作用力的关系,得出A对B的摩擦力的大小和方向。对整体受力分析,通过共点力平衡,求出地面对B的摩擦力以及地面对B的摩擦力。
【例题3】如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上匀速向右运动,则木块受到的摩擦力是 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【答案】2.8;左
【解析】【解答】木块是匀速运动的,根据二力平衡的条件可知,木块受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即f=F=2.8N。摩擦力的方向与物体运动的方向相反。物体向右运动,所以摩擦力的方向就是水平向左的。
故答案为:2.8;左。
【分析】力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,所以拉力等于摩擦力;摩擦力方向与物体运动方向相反。
【例题4】如图所示,用手握住重5N的瓶子静止不动,此时瓶子受到的摩擦力大小为 N.若只增大手对瓶子的压力,瓶子仍然保持静止,则瓶子所受摩擦力的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”).若再对瓶盖施加一个竖直向下为10N的压力时,瓶子仍然保持静止,则瓶子受到的摩擦力大小为 N.
【答案】5;不变;15
【解析】【解答】 用手握住重5N的瓶子静止不动,此时瓶子受力平衡,受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力,且因为两个力是平衡力,故摩擦力的大小等于重力的大小,为5N。
若只增大手对瓶子的压力,瓶子仍然保持静止,竖直向上的静摩擦力依然与竖直向下的重力平衡,大小不变,依然为5N。
当对瓶底施加一个竖直向下10N的推力时,瓶子仍然保持静止,对瓶子受力分析,它受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,受到竖直向下的推力,三个力使瓶子平衡,故瓶子受到的摩擦力大小为f=F推+G=10N+5N=15N。
故答案为:5;不变;15。
【分析】瓶子静止悬在空中处于平衡状态,符合二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上。所以,瓶子受到手竖直向上的摩擦力始终等于瓶子的重力。
施加压力和推力时,瓶子处于静止状态,对瓶子受力分析,求出摩擦力的大小。
十二、增大或减小摩擦的方法
【例题1】如图所示的四个实例中,属于增大摩擦的是( )
A.自行车的刹车装置 B.冰壶表面打磨得光滑
C.轴承之间装滚珠 D.气垫船
【答案】A
【解析】【解答】A、自行车的刹车装置,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A符合题意;
B、冰壶表面打磨得光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;故B不合题意;
C、轴承之间装滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦。故C不合题意;
D、气垫船是通过使接触面脱离来减小摩擦力。故D不合题意。
故选:A。
【分析】(1)根据增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【例题2】如图所示是我国古代劳动人民利用滚木巧妙移动巨木的情景。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.给自行车的链条加润滑油
B.用力捏车闸可以使自行车更快地停下来
C.许多机器的转动部分都安装了滚动轴承
D.汽车轮胎表面有很多凹凸不平的花纹
【答案】C
【解析】【解答】用滚木巧妙地移动巨木是变滑动为滚动来减小摩擦。
A.给自行车的链条加润滑油,是通过使接触面分离的方法减小摩擦,不是变滑动为滚动,故A不符合题意;
B.用力捏车闸可以使自行车更快地停下来,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,不是变滑动为滚动,故B不符合题意;
C.许多机器的转动部分都安装了滚动轴承,是用滚动代替滑动减小摩擦力,故C符合题意;
D.汽车轮胎表面有很多凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,不是变滑动为滚动,故D不符合题意。
故选:C。
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
十三、摩擦力的示意图
【例题1】斜面上一个物体A,沿斜面匀速下滑时(如下图所示),画出物A所受力的示意图。
【答案】
【解析】【解答】斜面上下滑的物体,受到竖直向下的重力,受到沿斜面向上的摩擦力,受到和斜面垂直的支持力,如图 。
【分析】重力的方向竖直向下; 摩擦力和物体相对运动方向相反;支持力和支撑面垂直。
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
【例题1】如图是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验的中测量摩擦力的原理是: ;
(2)实验过程中,弹簧测力计 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计示数;
(3)在三次实验中,滑动摩擦力最大的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”);
(4)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关(以上两空选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”)。
【答案】二力平衡;必须;等于;丙;压力大小;接触面粗糙程度
【解析】【解答】(1)测量摩擦力的原理是:二力平衡。
(2)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,拉力与摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计示数,
(3)三次实验中,丙图弹簧测力计的示数最大,所以滑动摩擦力最大的是丙。
(4)由甲、乙两图得出结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;甲、丙两图,压力相同,丙的接触面较粗糙,摩擦力较大,故可得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)二力平衡;
(2)必须;等于;
(3)丙;
(4)压力大小;接触面的粗糙程度。
【分析】(1)实验原理是二力平衡。
(2)根据二力平衡可知,摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(3)(4)摩擦力与压力和接触面积的粗糙程度有关。
十五、力的合成与应用
【例题1】如图所示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( )
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.上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
D.下落过程中合力越来越大
【答案】C
【解析】【解答】A.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,毽子向上做减速运动,合力方向向下,故A错误;
B.上升到最高点时,毽子的速度瞬间为0,由于毽子只受到重力作用,所以合力不为零,故B错误;
C.上升过程重力和阻力方向都向下,合力等于重力与空气阻力之和,下落过程,重力向下,阻力向上,合力等于重力与空气阻力之差,故上升过程的合力大于下落过程的合力,故C正确;
D.下落过程中毽子受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,题目中说假设空气阻力大小不变,重力和空气阻力大小不变,所以合力大小不变,故D错误。
故选C。
【分析】通过对小球在上升、下落过程,以及处于最高点时进行受力分析,判断合力的大小和方向即可。
【例题2】农忙季节小强帮助爸爸干农活,爸爸用600N的拉力向前拉车,小强用200N的推力向前推车,他们合力的大小和方向分别是( )
A.800N向前 B.600N向前 C.400N向后 D.200N 向后
【答案】A
【解析】【解答】根据题意可知,爸爸和小强对车的推力都向前,即方向相同,那么它们合力为:600N+200N=800N,方向仍然向前,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】作用在同一直线上的两个力,方向相同时,合力等于两个力的和,方向与两个力的方向相同。方向相反时,合力等于两个力的差,方向与较大力的方向相同。
十六、力与图象的结合
【例题1】放在水平地面上的物体受到水平向右拉力的作用,的大小与时间的关系如图甲所示,物体的运动速度与时间的关系如图乙所示。由图像可知,当时,物体受到的摩擦力为 ;当时,物体受到的合力为 ;当时,物体受到的摩擦力为 。
【答案】1;0;2
【解析】【解答】由图乙可知,当t=1s时,物体的速度为0m/s,即物体处于静止状态,此时物体受平衡力,水平方向上的拉力大小等于摩擦力大小,由图甲可知,当t=1s时,拉力大小为1N,所以物体受到的摩擦力为1N;
当t=5s时,物体速度不变,即物体处于匀速直线运动,此时物体受平衡力,即物体受到的合力为0N;
由图甲可知此时物体受到的拉力为2N,所以水平地面的滑动摩擦力也为2N。 t=3s时物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以物体与地面的滑动摩擦力大小与t=5s时相同,仍为2N。
故答案为:1;0;2。
【分析】图中F-t图象反映了力随时间的变化,v-t时间图象反映了速度随时间的变化,根据图象确定当t=1s、5s时速度的大小及推力F的大小,并根据二力平衡条件得出此时摩擦力的大小;影响滑动摩擦力大小的因素:压力大小、接触面的粗糙程度。
考点练习
一、牛顿第一定律的概念
1.对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是( )
A.一切物体都具有惯性
B.物体不受力的作用时,也能运动
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
【答案】C
【解析】【解答】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,选项A正确;
体不受力的作用时,保持静止或匀速直线运动状态,选项B正确;
物体受平衡力作用,运动状态不变,选项C错误;
力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用,选项D正确;
故答案为:C。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性是物体本身固有的性质,一切物体都有惯性;根据牛顿第一定律的内容可知力是改变物体运动状态的原因。
2.被誉为“经典力学奠基人”的物理学家 总结出:一切物体在不受到外力作用的时时候,总保持 状态或静止状态。
【答案】牛顿;匀速直线运动
【解析】【解答】牛顿总结出牛顿第一定律:一切物体在不受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【分析】牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止或者匀速直线运动。
二、物体运动状态的变化
1.下列物体中,运动状态没有发生变化的是( )
A.在平直公路上匀速行驶的汽车 B.刹车后减速进站的火车
C.射门后撞在门柱上的足球 D.地球同步卫星
【答案】A
【解析】【解答】运动状态发生变化包括运动速度的改变,运动方向的改变.运动状态不变是指物体处于静止状态或者保持匀速直线运动状态.
A. 在平直公路上匀速行驶的汽车,其运动的方向速度都没有改变,即其运动状态没有发生改变,故该选项符合题意;
B. 刹车后减速进站火车,其运动的快慢改变,即其运动状态发生改变,故不符合题意;
C. 射门后撞在门柱上的足球,其运动的快慢和运动的方向改变,即其运动状态发生改变,故不符合题意;
D. 地球同步卫星运动轨迹为椭圆形其运动的方向速度都发生改变,即其运动状态发生改变,故该选项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】物体的速度大小或方向发生变化,这就意味着物体的运动状态就发生了改变。
2.如图所示,是同学们参加垫球比赛的场景。在排球上升过程中,若受到的力全部消失,排球将( )
A.做匀速直线运动 B.仍保持静止状态
C.做加速向上运动 D.做减速向上运动
【答案】A
【解析】【解答】在排球上升过程中,排球是运动的,如果它受到的力全部消失,由牛顿第一定律可,保持原来的运动状态,做匀速直线运动。
故选A。
【分析】物体不受力或所受合力为零,物体的运动状态不会改变,即物体处于静止状态或做匀速直线运动状态。
3.一个运动的物体受到所有力都消失后的运动情况可用以下哪个图表示( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】由牛顿第一定律可知,一个运动的物体当它受到的所有力都突然消失,则物体将仍保持原来的速度和方向做匀速直线运动。
A:图是s-t图像,随着时间的变化路程不变,表示静止状态。故A错误;
B: 图是 t图像,随着时间的变化速度越来越大,表示加速运动。故B错误;
C:图是s-t图像,随着时间的变化,在相同时间内 通过的路程越来越少,表示减速运动。故C错误;
D:图是 t图像,随着时间的变化速度不变,表示匀速直线运动。故D错误。
综上所述,正确答案为D。
【分析】 首先,需要明确不同图像所代表的物理意义。对于 s-t 图像,斜率表示速度,若路程不变则是静止状态,若路程随时间变化情况不同可判断是加速或减速运动;对于 v-t 图像,其纵坐标直接体现速度的变化情况,速度不变为匀速直线运动,速度增大为加速运动等。
4.如图所示,直轨道AB和半圆弧形轨道BC平滑连接,其内壁光滑,从A点由静止释放一实心匀质小球,则小球运动至C点离开轨道,可能沿虚线 (选填“a”“b”或“c”)的方向运动,理由是: 。若小球离开C点时,外力全部消失,小球将 (填运动状态)。
【答案】b;小球由于惯性保持原来的运动状态,并且小球受到竖直向下的重力作用;匀速直线运动
【解析】【解答】小球从斜面上A点释放,速度越来越快,运动至C点具有速度,惯性小球要保持原来的运动状态,小球受到重力作用,要向下运动,最终小球沿b方向运动。
小球离开C点时是运动的,离开C点时,外力全部消失小球将做匀速直线运动。
【分析】运动的物体受到重力,沿运动方向并向下运动;运动的物体若不受力,做匀速直线运动。
三、惯性及其现象
1.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.物体静止时有惯性,运动时没有惯性
B.物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性
C.物体受力作用时才有惯性
D.物体的惯性与运动状态或是否受力无关
【答案】D
【解析】【解答】解:因为任何物体在任何情况下都有惯性,因此A、B、C选项错误,D选项正确.
故选D。
【分析】惯性定律的内容是:一切物体都有保持原来运动状态的性质,即任何物体在任何情况下都有惯性;根据惯性定律的内容进行分析。
2.下列事例中与惯性无关的是( )
A.扔出去的篮球会向下落 B.撞击锤柄,锤头能套紧
C.跳远时快速助跑 D.拍打衣服,把灰尘拍去
【答案】A
【解析】【解答】A. 扔出去的篮球,由于受到竖直向下的重力作用,所以篮球会向下落,与惯性无关,故A符合题意;
B. 撞击锤柄时,锤柄停止运动,但锤头由于具有惯性会继续向下运动,所以锤头能套紧在锤柄上,故B不符合题意;
C. 跳远时快速助跑,当运动员起跳后,由于具有惯性会继续向前运动,从而跳得更远,故C不符合题意;
D. 拍打衣服时,衣服受力运动,而灰尘由于具有惯性,会保持静止状态,灰尘与衣服分离而被拍去,故D错误。
故选D。
【分析】1.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,原来静止的物体保持静止,原来运动的物体保持运动。
2.地球附近所有物体都受重力作用,重力方向竖直向下。
3.《考工记》中有“马力既竭,犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
【答案】B
【解析】【解答】AC.惯性的大小只与物体的质量有关,马的拉力改变时,或马车运动变快,马车的惯性大小都不变,故AC错误;
B.一切物体都有惯性,车无论是否受力,马车都具有惯性,故B正确;
D.撤去拉力后,马车仍具有惯性,但不能说是受到惯性的作用,故D错误。
故选B。
【分析】一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
4.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.图甲中,一旦车辆的后端发生严重撞击,汽车的安全气囊会自动充气弹出,使人不致由于惯性撞到车身
B.图乙中,跳台滑雪运动员落地后还会继续向前滑行很远一段距离,是因为受到惯性力的作用
C.图丙中,紧固锤头时撞击锤柄的下端,利用了锤头的惯性
D.图丁中,用力击打一摞棋子中间的一个,上面的棋子由于惯性会落下来
【答案】C
【解析】【解答】 A、一旦车辆的前端发生严重撞击,人由于惯性向前冲,此时气囊会自动充气弹出,使人不致撞到车身,故A错误。
B、跳台滑雪运动员落地后还会继续向前滑行很远一段距离,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、紧固锤头时撞击锤柄的下端,锤柄停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,所以就套紧在锤柄上了,这一过程利用了锤头的惯性,故C正确。
D、用力击打一摞棋子中间的一个,上面的棋子由于具有惯性要保持原来的静止状态,同时,这些棋子因为受到重力的作用,而重力的方向是竖直向下的,因此又落到下面的棋子上,故D错误。
故选:C。
【分析】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,汽车的安全带和气囊都能够在关键时刻防止因惯性给人带来伤害。
5.图甲为上海F1赛道示意图,图乙为赛道中的局部路段放大图。规定车手在图乙的赛道内驾车顺时针行进。如果你是赛道系统设计师,为了保障车手的安全,赛道的某些位置需要加设防护设施,图乙中最需要加设防护设施的是( )
A.M处 B.N处 C.P处 D.Q处
【答案】A
【解析】【解答】在图乙中,赛车行驶到赛道的M点时,运动方向改变的角度最大,运动状态在改变,赛车由于具有惯性,继续保持原来的状态,最可能直接冲出赛道,需要在M处加设防护设施,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】运动方向改变时,运动状态在改变;惯性是物体继续保持原来状态的原因。
6.如图甲所示,水平公路上向前行驶的汽车中,一竖直站立的人突然向前倾, 说明汽车突然 (选填“加速”或“减速”).如图乙所示,桌上放一个装有水的瓶子,中间有一个气泡,用手向右推一下瓶子,由于水具有 ,要保持原来的运动状态,气泡将向 (选填“左”或“右”)运动.
【答案】减速;惯性;右
【解析】【解答】假设此时汽车突然加速,那么竖直站立的人,会由于惯性,保持原来的速度前进,人会突然向后倾,与题意不符合,汽车不是突然加速;假设汽车突然减速,竖直站立的人,会由于惯性,保持原来的速度前进,人会突然向前倾,符合题意,所以汽车是突然减速。
图2中,桌子上放一个装满水的瓶子,用手向右推瓶子,瓶中的水质量大于气泡中的气体质量,水的惯性较大,由于水具有惯性,要保持原来的静止状态,水会向左倾,那么气泡会向右运动。
故答案为:减速;惯性;右。
【分析】一切物体都有保持运动状态不变的性质,叫惯性;惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
7.小明在参加学校组织的社会实践活动中,使用锤子时发现锤头松动了,于是他想将锤头套紧在锤柄上,老师提供了如图所示的两种方案供他选择。如果你是小明,你会选择方案 (选填“一”或“二”), 理由 。
【答案】二;撞击前,锤柄和锤头一起向下运动,当撞到硬物时,锤柄停止运动,锤头由于惯性还要保持原来的运动状态继续向下运动,因此锤头紧套在锤柄上。
【解析】【解答】根据图像,将锤头套紧在锤柄上,锤头的质量大,惯性大,选择方案二,撞击前,锤柄和锤头一起向下运动,当撞到硬物时,锤柄停止运动,锤头由于惯性还要保持原来的运动状态继续向下运动,因此锤头紧套在锤柄上。
【分析】惯性是物体继续保持原来状态的原因,使运动的物体继续运动。
8.一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是 ,你做出这样的判断是根据水具有 ,该性质与列车的速度 (选填有关或无关)
【答案】向左减速运动或向右加速运动;惯性;无关
【解析】【解答】图中,杯中液面向左偏,是水具有惯性,仍保持原来的状态,则列车突然向左减速运动,或突然向右加速运动,水面会向左倾斜,则列车的运动状态可能向左减速运动或向右加速运动。
根据水具有惯性,而水的惯性与列车的速度无关。故第1空填:向左减速运动或向右加速运动;第2空填:惯性;第3空填:无关。
【分析】物体的惯性使物体继续保持原来的运动状态,水面向左倾斜,列车可能向左减速或向右加速。
四、力与运动的关系
1.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体必须受到力的作用才能运动
B.物体运动必定受力
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】【解答】运动不需要力来维持,力是改变物体的运动状态的,
故答案为:D.
【分析】力与运动关系不要受生活经验影响,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因.即物体不受力也能运动,物体运动并不是因为受到了力.
2.下列有关运动和力的说法中正确的是( )
A.百米冲刺后很难停下,是因为运动员的惯性消失了
B.用力拉弓,说明力可以改变物体的运动状态
C.用力向后划水,皮划艇才能前进,说明物体运动需要力来维持
D.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
【答案】D
【解析】【解答】 A.百米冲刺后很难停下,是由于运动员由于惯性要保持原来的运动状态,故A错误;
B.用力拉弓,弓变弯,力使弓发生形变,故B错误;
C.用力向后划水,给水一个向后的力,物体间力的作用是相互的,水就会给船桨一个向前的力,皮划艇就会前进,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.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,故D正确。
故选D。
【分析】A.物体具有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性,任何物体都具有惯性;
B.力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
C.力是改变物体运动状态的原因,物体间力的作用是相互的;
D.牛顿第一定律:物体不受力时保持静止或做匀速直线运动。
五、阻力对物体运动影响的探究实验
1.利用身边的物品可以进行许多科学实验。小文用饮料罐代替小车,文件夹当成斜面,进行“探究阻力对物体运动的影响”的实验。关于本实验,下列分析中正确的是( )
A.饮料罐从相同高度滚下,是为了保证它刚滚到水平面时具有相同的速度
B.饮料罐会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.饮料罐受到的阻力越大,运动的距离越远
D.该实验可以直接得出牛顿第一定律
【答案】A
【解析】【解答】A、 饮料罐从相同高度滚下,是为了保证它刚滚到水平面时具有相同的速度 ,A正确;
B、饮料罐会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,B错误;
C、饮料罐受到的阻力越大,运动的距离越近,C错误;
D、牛顿第一定律是经过概括推理得出的,D错误。
故答案为:A。
【分析】要探究粗糙程度不同的接触面对物体运动的影响,需要使物体从同一高度滚下,以获得相同的初速度。知道牛顿第一定律不能通过实验直接得出,是通过实验推理得出的。在水平面上的物体,受到的重力与支持力是一对平衡力。
2.小华利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面某处由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在木板上,让小车从斜面相同处由静止滑下,观察它在水平面上通过的距离;
c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面相同处由静止滑下,观察它在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)每次让小车从斜面相同处由静止滑下,其目的是 ;
(2)三种情况,小车速度变化量 (选填“相同”或“不相同”);
(3)实验可以发现:小车受到的阻力越小,通过的距离越 。进一步推论:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 运动;
(4)通过该实验可以___________。
A.说明“物体的运动需要力来维持”
B.说明“力是改变物体运动状态的原因”
C.直接得出“牛顿第一定律”
【答案】(1)使小车到达斜面底端时的速度相同
(2)相同
(3)远;匀速直线
(4)B
【解析】【解答】(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是使小车到达斜面底端时的速度相同。
综上 第1空、 使小车到达斜面底端时的速度相同。
(2)小车下滑到水平面的速度相同,最终的速度为0,所以三种情况下,小车在不同表面上运动过程中的速度变化量相同。
综上 第1空、 相同;
(3)在实验过程中,受到摩擦阻力越小,小车速度的减小得慢,运动距离越远;由此可以推导出当在水平面上滑行的小车,受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。
综上 第1空、远; 第2空、匀速直线;
(4)由图可知,阻力越小,小车运动的越远,通过该实验可以说明力是改变物体运动状态的原因,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【分析】1、探究阻力对物体运动的影响:试验仪器由小车、斜面,不同粗糙程度的水平面;试验方法:控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如阻力对物体运动的影响因素有:不同材料的水平面,速度,在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 不同材料的水平面对物体的速度影响时,需要小车速度相同,故 每次均让小车从斜面顶端(相同位置)由静止下滑 。
2、试验步骤:将小车放置在斜面相同位置静止下滑,观察小车在不同材料水平桌面的移动长度;据此可知,阻力越大,小车速度减小的越快,阻力越小,小车速度减小的越慢,据此可以推断阻力为0时,小车将做匀速直线运动。
3.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: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。
(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;
(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 。
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
【答案】速度;惯性;快;匀速直线;同一斜面;不同高度;D
【解析】【解答】 解:(1)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初速度;由于小车具有惯性,所以小车到达水平面后会继续向前运动;木板表面较光滑,阻力较小,小车运动的距离就较远,毛巾表面较粗糙,阻力较大,小车运动的距离较近,这说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快;若水平面绝对光滑,即小车在水平面上受到的阻力为零,小车将匀速直线运动下去;
(2)为了验证车运动的距离可能与车速有关,需要控制接触面的粗糙程度一定,改变车速,即让小车从同一斜面的不同的高度下滑,此时小车达到水平面的速度不同;
(3)当荡到最高点时,此时速度为零,若此时所有的力均消失,根据牛顿第一定律可知,他将保持静止状态不变,故D符合题意。
故选:D。
故答案为:(1)速度;惯性;快;匀速直线;(2)同一斜面;不同高度;(3)D。
【分析】(1)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初速度;任何物体都有惯性;小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远;
(2)探究小车运动的距离可能与车速有关时,需要控制接触面的粗糙程度相同,小车的速度不同;
(3)荡秋千时,到达最高点时处于瞬间静止状态;根据牛顿第一定律,物体不受力,将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。
六、平衡状态的判断
1.如图是小明在一次魔术表演中看到的情景,一根火柴棒自由悬停在扑克牌的上方。下列关于火柴棒的判断中正确的是( )
A.火柴棒只受重力,处于平衡状态
B.火柴棒只受重力,处于非平衡状态
C.火柴棒处于平衡状态,它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力是一对平衡力
D.火柴棒处于平衡状态,所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力
【答案】D
【解析】【解答】根据题意可知,火柴棒在空中保持静止状态,则处于平衡状态。那么它所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力,而它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A、B、C错误,而D正确。
故选D。
【分析】平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态。平衡力和相互作用力的相同点:大小相等,方向相反,作用在同一直线上;二者的不同点:前者在同一物体上,后者在不同物体上。
2.《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的 ;秋千在最高点时,秋千上的人处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】运动状态;非平衡
【解析】【解答】力可以改变物体的运动状态,用力推秋千,秋千荡起来,秋千受到力的作用运动状态发生变化,这说明力可以改变物体的运动状态;秋千在最高点时,秋千受到竖直向下的重力,沿绳索向上的作用力,两个力方向不相反,不是平衡力,不是处于平衡状态,人相对秋千静止,也不是处于平衡状态。
【分析】(1)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状.二是改变物体的运动状态;任何物体在任何情况下都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力。
七、平衡力的辨别
1.如图所示是电动“中国红”双层公交车,体现了“绿色环保低碳出行”的科学发展理念。关于匀速行驶的双层公交车,下列说法正确的是( )
A.公交车里的乘客对车厢的压力与车厢对乘客的支持力是一对平衡力
B.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力是一对相互作用力
C.双层公交车和人的总重力与地面对双层公交车的支持力是一对平衡力
D.双层公交车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
【答案】C
【解析】【解答】A.公交车里的乘客对车厢的压力与车厢对乘客的支持力,两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力,两个力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故B错误;
C.双层公交车和人的总重力与地面对双层公交车的支持力,两个力的大小相等、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C正确;
D.双层公交车匀速转弯时,车运动的方向不断改变,其运动状态发生改变,故D错误。
故选C。
【分析】1.相互作用力的关系:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
2.二力平衡的条件:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
3.物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体的运动状态不改变。
2.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是( )
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮的重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】【解答】A.球受到的重力和球对海狮的压力方向相同,不是平衡力,故A错误;
B.海狮的重力和海狮对地面的压力方向相同,不是相互作用力,故B错误;
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力,故C正确;
D.地面对海狮的支持力等于海狮和球对地面的压力,即等于海狮和球的总重力,故D错误。
故选C。
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。相互作用力的条件: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。
3.如图所示,甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的 ;甲推乙的力和乙反推甲的力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力。
【答案】运动状态;相互作用
【解析】【解答】 甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的运动状态。甲推乙的力和乙反推甲的力是一对相互作用力。
综上 第1空、运动状态; 第2空、相互作用
【分析】相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
八、二力平衡的条件及其应用
1.在如图所示的四种情形中,属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A.图中,两个力大小相等、方向相反、在同一直线上,但作用在两个物体上,不是平衡力,故A不符合题意;
B.图中,两个力大小相等、方向相反、在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故B符合题意;
C.图中,两个力方向相反、在同一直线上,作用在一个物体上,但两个力大小不等,不是平衡力,故C不符合题意;
D.图中,两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,但不在同一直线上,故不是平衡力,故D不符合题意。
故选B。
【分析】二力平衡时,大小相等、方向相反、在同一直线上,还作用在同一物体上。
2.如图所示,甲同学向左用4N的力拉弹簧测力计,乙同学向右用4N的力拉弹簧测力计,弹簧测力计的示数是( )
A.0N B.2N C.4N D.8N
【答案】C
【解析】【解答】ABCD、弹簧测力计在使用时,受到两个力的作用,一个挂环的拉力,另一个就是对弹簧的拉力,这两个力同时作用在弹簧测力计上,由弹簧测力计原理可知,弹簧测力计示数即为弹簧所受的拉力,故示数为4N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
【分析】甲、乙两人沿相反方向的力拉弹簧测力计,可以理解为其中一人将弹簧测力计的一端固定,另一个人去拉弹簧测力计的挂钩。
3.如图甲是《出彩中国人》栏目中表演的羽毛平衡术节目的场景。表演者将一根羽毛放置在窄木条上,此时羽毛处于静止状态, 如图乙所示。 分析可知:羽毛的重心位置应在羽毛上的 点,羽毛所受的重力和窄木条对羽毛的支持力的关系是 。
【答案】a;一对平衡力
【解析】【解答】(1)由图可知,支持力的作用点在a点,羽毛保持静止状态,说明受力平衡,所以羽毛的重心位置在a点;
(2)羽毛所受的重力和支持力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。
故答案为:a;一对平衡力。
【分析】(1)重力在物体上的作用点叫重心;
(2)一对平衡力的条件是: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。
4.起重机钢索吊着 100kg的重物静止在半空中时,钢索对重物的拉力大小是 N, 当重物以2m/s 的速度将匀速上升,此时钢索对重物的拉力大小是 N,当重物,当物体向上做减速运动时,钢索对重物的拉力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力。(g取10N/kg)
【答案】1000;1000;大于
【解析】【解答】解:物体质量为100kg,其重力为G=mg=100kg×10N/kg=1000N;
当钢丝绳拉着物体静止时,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力仍然是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1000N。
吊车以2m/s的速度将重物1000N匀速向上提起,重物做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1000N;
当物体向上做减速运动时,钢索对重物的拉力大于重力。
故答案为:1000;1000;大于。
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,根据平衡力条件进行判断。
九、探究二力平衡的条件
1.利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法正确的是( )
A.小车应放在粗糙的水平桌面上
B.图中小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.小车处于平衡状态时,左、右托盘里的砝码质量一定不相等
D.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线
【答案】D
【解析】【解答】A.“探究二力平衡条件”实验要尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响,所以水平面越光滑越好,故A错误;
B.图中小车静止时,竖直方向上受力(重力和支持力)平衡,水平方向上受力(拉力和摩擦力)平衡,所以小车受到两对平衡力的作用,故B错误;
C.当桌面上的小车处于静止状态时,小车受到平衡力的作用,即小车受到两侧的拉力相等,由此可知左、右两盘中的砝码质量相等,故C错误;
D.将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,二力不平衡,故松手后,小车将转动,不能保持平衡,其目的是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线上,故D正确。
故选:D。
【分析】“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响;使用定滑轮可以改变力的方向,但不可省力;当桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到平衡力的作用,二力平衡条件之一是力的大小必须相等,据此判断;二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上。
2.如图甲是小华同学做“探究二力平衡条件”实验时的情景。
(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)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相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ;
(3)当在两端挂上质量相等的钩码时,卡片保持静止,用剪刀从卡片中间剪开,发现分开后的卡片向相反方向运动,由此可得出结论:二力平衡时,两个力作用在 物体上;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 (填字母序号);
A.减少了重力对实验结果的影响
B.减少了摩擦力对实验结果的影响
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)假如在粗糙桌面上利用如图乙所示的装置探究相互平衡的力作用在同一个物体上,若剪断木块左边的细线,木块 (选填“能”、“不能”或“可能”)处于静止状态;若两端的细线同时被剪断,木块将处于 状态。
【答案】(1)钩码数量
(2)不能;两个物体的力是否作用在同一物体上
(3)同一
(4)B
(5)可能;静止
【解析】【解答】探究二力平衡条件时,
(1)实验时,在小卡片两侧的线上挂钩码,使卡片受到方向相反的拉力,拉力由砝码间接施加,通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
(2)将小卡片转过一个角度,两个力不在一条直线上,松手后小卡片不能平衡,可以探究不在一条直线上的两个力是否平衡。
(3)探究作用在同一物体上的两个力才能平衡,应将卡片剪为两半,变为两个小卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态。
(4)小华的实验利用卡片,在小明的实验利用木块,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而纸片被悬空,就消除了摩擦力对实验结果的影响;故ACD错误,B正确。
(5)在粗糙桌面上进行实验时,木块和桌面之间有相对运动趋势,受到摩擦力,若剪断木块左边的细线,木块水平方向受到右侧拉力和摩擦力的作用,可能处于静止状态。两端的细线同时被剪断,处于平衡状态,木块将保持原来的静止状态。
【分析】(1)探究二力平衡条件时,通过钩码个数,可以改变拉力的大小;
(2)扭转小车,观察是否平衡,探究不在同一直线上的力是否平衡;
(3)通过剪断物体,探究不在同一物体上的力,是否平衡;
(4)物体受到的摩擦力越小,对实验的影响越小;
(5)物体原来静止,不受拉力时,仍处于静止状态。
十、摩擦力产生的条件
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静止的物体不可能受到摩擦力
B.相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力
C.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
D.一个物体在另一个物体表面滑动时,不一定受到摩擦力
【答案】D
【解析】【解答】A.对于静止的物体,若和另一个物体接触,且有相对运动的趋势时,它们之间也可能有摩擦力,如用力推桌子但没有推动,桌子和地面之间也存在摩擦力,A不符合题意;
B.相互挤紧的粗糙物体之间若没有运动的趋势,也可能它们之间没有摩擦力,B不符合题意;
C.具有相对运动的两个物体,不一定是相互接触,比如两辆汽车相对运动,它们之间就没有摩擦力,C不符合题意;
D.若两个物体间接触面是光滑的,即使这两个物体相互接触,有相对运动,它们之间也是没有摩擦力的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,当物体与地面没有相对运动,但有相对运动趋势时,物体与地面之间的摩擦力为静摩擦力,当物体与地面发生相对运动,物体与地面之间的摩擦力为滑动摩擦力。
2.几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?假设错误的是( )
A.人们将无法正常行走 B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面 D.汽车无法启动
【答案】C
【解析】【解答】解:两个相互摩擦的物体,当它们做相对运用(或要发生相对运动)时,
在接触面上会产生一种阻碍物体产生相对运动的力,这种力称为摩擦力.
人们之所以能正常行走,用筷子之所以能夹住饭菜人在马路上行走,
汽车之所以能启动,都是由于摩擦力的作用.
所以选项A、B、D说法正确.
抛出去的物体由于受到重力的作用,即使没有摩擦力也落到地面上,
所以选项C说法错误.
故选C.
【分析】解答此题的关键是理解物体由于受到重力的作用,即使没有摩擦力抛出的物体也会落到地面.
3.地铁已成为合肥市的主要绿色交通工具之一,如图所示是地铁安检时传送带运行的示意图。小明把一行李箱放在水平传送带上。忽略空气阻力,在行李箱随传送带一起匀速直线运动的过程中,行李箱 选填“受到”或“不受”摩擦力的作用。行李箱离开传送带还能继续前进一段距离,是因为行李箱具有 。
【答案】不受;惯性
【解析】【解答】行李箱随传送带一起匀速直线运动的过程中,行李箱与传送带相对静止,行李箱不受摩擦力。行李箱离开传送带还能继续前进一段距离,是因为行李箱具有惯性。
【分析】相对静止的两物体之间不会产生摩擦力。惯性是维持物体运动状态的原因。
十一、摩擦力的大小和方向
1.“砚”是我国古时的文房四宝之一,书写毛笔字时,先在砚台上倒入少量水,再将墨条在砚台上的水中反复研磨,即可得到需要的墨汁,利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、浓、匀”。如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上,当墨条的运动方向水平向右时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向右
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】【解答】A、墨条向右运动,摩擦力与相对运动方向相反,砚台对墨条的摩擦力方向水平向左,故A错误;
BC、根据力的作用是相互的,墨条对砚台的摩擦力向右,而砚台静止,受力平衡,还受到桌面的摩擦力,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向左,故B错误,C正确。
D、桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力都作用在砚台上,不是一对相互作用力,故D错误;
故选:C。
【分析】滑动摩擦力的方向与磨条的相对运动方向相反;力的作用是相互的,根据静止的物体受力平衡分析;相互作用力必须大小相等,方向相反、作用在不同物体且在同一直线上。
2.如图所示,用大小相等的力F沿不同方向拉动同一个物体在粗糙程度相同的水平面上运动,物体受到的滑动摩擦力大小分别为、、,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】影响滑动摩擦力大小的因素主要有两个:物体所受的压力以及接触面的粗糙程度,甲乙丙三种情况,接触面粗糙程度相同,压力大的,摩擦力大,对甲乙丙受力分析,丙的压力最大,丙的摩擦力最大;乙的压力最小,乙的摩擦力最小,D正确,ABC错误。
故答案为:D。
【分析】影响摩擦力大小的因素:接触面的粗糙程度和压力大小,进行受力分析压力的变化得出结论。
3.如图所示,消防员进行消防演练中从地面沿着杆匀速爬到顶端,在顶端取了包袱,背上包袱又以相同的速度匀速下滑(上爬所受摩擦力是f1,下滑所受摩擦力是f2),则下列说法正确的是( )
A.上爬和下滑时所受的摩擦力方向相反
B.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 = f2
C.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 > f2
D.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 < f2
【答案】D
【解析】【解答】A、 消防员进行消防演练中从地面沿着杆匀速爬到顶端,在顶端取了包袱,背上包袱又以相同的速度匀速下滑 ,消防员上爬,重力向下,摩擦力向上,下滑时摩擦力向上,A错误;
B、上爬时,匀速运动,摩擦力等于重力,下滑时人和包重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上,即,所以,故ABC错误;故D正确。
故选D。
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用,
2、摩擦力的方向和物体的运动方向相反。
4.如图所示,在大小F=10N,A和B一起沿水平面向右做匀速直线运动,不计空气阻力,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为10N
B.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为10N
C.甲图中物体A受到的摩擦力大小为0,B物体受到地面对它的摩擦力为10N
D.乙中物体A受到的摩擦力大小为10N,物体B受到地面对它的摩擦力为10N
【答案】A
【解析】【解答】A.以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F=10N所以两种情况下B物体受到地面对它的摩擦力均为F=10N,故A正确;
B.甲图中,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,根据二力平衡条件可知f=F,即A物体所受的摩擦力大小为F;乙图中A物体与B相对静止,A物体在水平方向没有力的作用,A物体所受的摩擦力为0,故B错误;
C.甲图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,且f=F=10N故C错误;
D.乙图中,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用。
【分析】在分析时,分别以整体法、A、B隔离为研究对象进行分析,且物体处于匀速直线运动状态时,受平衡力的作用。
5.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.当t=1s时,物体所受摩擦力小于3N
B.当t=3s时,物体受到摩擦力是7N
C.2~4s内,物体运动的距离是4m
D.2~4s内物体受到的摩擦力是5N
【答案】D
【解析】【解答】A、由图丙知,0~2s内物体没有推动,速度为0,物体处于静止状态,二力平衡,推力等于静摩擦力,由图乙知,此时拉力等于3N,所以摩擦力等于3N, 即当t=1s时,物体所受摩擦力等于3N,A错误;
BD、由图丙可知物体在4 ~ 6s内速度为,物体处于匀速直线运动状态,滑动摩擦力大小等于拉力,二力平衡、 大小相等,由图乙可知4 ~ 6s内物体拉力为5N,所以,滑动摩擦力大小为5N,由图丙可知物体在2~ 4s内速度由,物体处于加速阶段,由于压力和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,即5N,所以当t=3s时,物体受到摩擦力是5N,B错误,D正确;
C、物体在2 ~ 4s内加速运动,移动距离为:;C错误。
故答案为:D。
【分析】当物体静止时,静摩擦力与推力二力平衡,大小相等;当物体运动时,动摩擦力是不受推力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与推力二力平衡,大小相等,当物体受到的推力变大或变小时,摩擦力都不变。根据图丙得出物体的速度,然后利用速度公式计算物体通过的距离,根据图乙读出拉力大小,再利用公的计算公式计算做的功;影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
6.如图所示,物体重5N,当时,物体在墙上静止不动,物体受到的摩擦力是 N。当压力减小为10N时,物体恰好沿墙匀速下滑,则物体受到的摩擦力是 N。
【答案】5;5
【解析】【解答】物体静止或匀速直线下滑时,竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,重力和摩擦力是一对平衡力,重力是5N,摩擦力是5N。
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等、方向相反。
十二、增大或减小摩擦的方法
1.如图所示,矿泉水瓶盖上的条纹设计是为了( )
A.增大压力 B.增大摩擦力 C.减小压力 D.减小摩擦力
【答案】B
【解析】【解答】矿泉水瓶盖上的条纹,增大接触面的粗糙程度,在压力不变时,增大了摩擦力,B符合题意。
故选B。
【分析】压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
2.为了方便上下学,爸爸给小明买了一辆自行车。父子俩就自行车的使用展开了讨论,下列说法中正确的是( )
A.爸爸:安装橡胶把套是为了减小摩擦
B.小明:刹车时用力捏闸是要减小摩擦
C.爸爸:给链条加润滑油是要增大摩擦
D.小明:脚踏上有花纹是为了增大摩擦
【答案】D
【解析】【解答】A.安装橡胶把套,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.刹车时用力捏闸,增大压力来增大摩擦力,故B错误;
C.给链条加润滑油,减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C错误;
D.脚踏上有花纹,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确。
故选D。
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
3.小齐同学在上冰壶选修课时,学习到在冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行。在其他条件相同的情况下( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,应为橡胶鞋,鞋底花纹较多,能增大摩擦力;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行,为塑料鞋,鞋底光滑,能减小摩擦力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
4.勤洗手是良好的卫生习惯。“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示,当手指稍用力“夹”时,是通过 的方法,增大摩擦力使清洗效果会更好。洗手后为了使手快点干,可以将双手用力往外甩,水珠由于 会离开手。
【答案】增大压力;惯性
【解析】【解答】手指稍用力“夹”时,通过增大压力的方式,从而增大了摩擦力。将双手用力往外甩时,手停止运动后,水珠由于具有惯性会离开手。
故答案为:增大压力;惯性。
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述用力甩时,水由于惯性会离开手。
5.如图,这是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向右擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
【答案】左;增大
【解析】【解答】(1)摩擦力方向与物体相对运动方向相反,抹布受到桌面的摩擦力方向向左;
(2)加大用力是通过增大压力从而增大摩擦。
【分析】物体所受的滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反;滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
6.如图是我国冰壶队参加冬奥会时的比赛情景。在一运动员将冰壶推出之后, 冰壶由于具有 继续向前运动,在冰壶前进过程中,运动员进行刷冰是为了 。
【答案】惯性;减小了冰壶与冰面之间的摩擦力
【解析】【解答】(1)在一运动员将冰壶推出之后,冰壶由于具有惯性继续向前运动;
(2)在冰壶前进过程中,运动员进行刷冰,则会在冰面上产生一层水膜,这是为了减小了冰壶与冰面之间的摩擦力。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)减小摩擦力的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③改变接触面;④注入润滑油;⑤变滑动为滚动。
十三、摩擦力的示意图
1.小勇用平行于水平地面的力推动玩具箱,如图所示,请在图中 P 点画出此时小勇的左脚受到地面摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】【解答】用平行于水平地面的力推动玩具箱,脚相对与地面有水平向右滑动的趋势,则脚受到地面水平向左的静摩擦力的作用,过点p做水平向左带箭头的直线,在箭头旁边标上符号f,如图所示
【分析】根据摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势相反确定摩擦力方向,再按照画图的要求画出摩擦力。
2.如图所示的木块重15N,它受到大小是10N的水平拉力F时,在水平面上向右做匀速直线运动,请画出它所受支持力和摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】【解答】木块在竖直方向上受重力G和支持力N,在水平方向上受拉力F和摩擦力f,由于在水平面上向右做匀速直线运动, 所以重力和支持力互为平衡力N=G=15N,拉力和摩擦力互为平衡力f=F=10N。作用点在物体的重心,如图所示:
【分析】根据物体在水平面上做匀速直线运动时,受力平衡,得到支持力和摩擦力的大小,再过物体的重心画出支持力和摩擦力的示意图。
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
1.小珠利用长方体木块、木板、毛巾、砝码和弹簧测力计探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”。
(1)实验中,小珠用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿木板做 运动;
(2)如题图甲所示,根据 原理可知,此时木块所受滑动摩擦力的大小为 N;
(3)比较甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;比较 两次实验可知:在压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(4)小珠想继续探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,将木块由平放改为立放,在木板上重复图甲所示的实验,弹簧测力计示数如图丁所示,比较图甲、丁可知:滑动摩擦力大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”);
(5)某次实验小珠发现水平拉动木块在粗糙程度均匀的毛巾表面运动时,弹簧测力计的示数不稳定,木块运动过程中所受摩擦力大小 (选填“变化”或“不变”)。
【答案】匀速直线;二力平衡;1.2;压力;甲、丙;无关;不变
【解析】【解答】(1)根据二力平衡的原理,只有物体做匀速直线运动时,拉力才与滑动摩擦力大小相等;
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为1.2N,根据二力平衡的原理,拉力与滑动摩擦力大小相等,所以此时木块所受滑动摩擦力的大小为1.2N;
(3)比较甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度相同,压力越大,弹簧测力计的示数越大,由此可得出,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应控制压力大小相等改变接触面的粗糙程度,故选择甲、丙两实验;
(4)比较甲、丁两次实验可知,压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力大小与接触面积的大小无关;
(5)因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与其它因素无关,
所以,水平拉动木块在粗糙程度均匀的毛巾表面运动时,弹簧测力计的示数不稳定,木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度不变,则木块受到的摩擦力不变。
故答案为:(1)匀速直线;(2)二力平衡;1.2;(3)压力;甲、丙;(4)无关;(5)不变。
【分析】 (1)(2)实验中,摩擦力的大小是通过读取弹簧测力计的拉力得出的,这是依据了二力平衡的原理,因此,要保持物体做匀速直线运动才行;根据弹簧测力计的分度值读数,此时木块所受滑动摩擦力与受到弹簧测力计的拉力相同;
(3)(4)探究滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,根据控制变量法分析解答;
(5)滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,与其他因素无关。
2.同学们在老师的帮助下,设计了如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。力传感器连接电脑软件可以直接显示力的大小,弹簧悬挂点O可以上下调节。
(1)实验中向左拉动硬纸板,铁块始终处于静止状态,受到向 的滑动摩擦力。加快拉动硬纸板的速度,拉力传感器显示的拉力示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)同学们利用该装置完成了滑动摩擦力的大小与压力关系的探究,记录数据如表所示。按序号依次进行探究,同学们应该逐次向 调节O点的高度。表中有一个拉力数值记录错误,这个错误的拉力数值是 N;
(3)分析数据可得出结论:当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越 ;
实验序号
1
2
3
4
5
压力传感器
3
4
5
6
7
拉力传感器
0.6
0.8
1.0
1.5
1.4
(4)利用该装置探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响,操作应该是 。
【答案】左;不变;下;1.5;大;用粗糙程度不同的纸板进行实验
【解析】【解答】(1)铁块相对纸板向右运动,故铁块受到的摩擦力水平向左。滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,加速拉动纸板拉力传感器显示的拉力示数不变。
(2)探究滑动摩擦力的大小与压力关系,变量为压力,其余因素相同,分析表格数据可知,压力逐渐增大,所以需逐次向下调节O点的高度。分析表格数据可知,滑动摩擦力和压力大小力的比值是一个定值为0.2,所以1.5N是数据错误。
(3)分析表格数据可知,当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响,变量为接触面粗糙程度,所以使用粗糙程度不同的纸板进行实验。
综上 第1空、左; 第2空、不变; 第3空、下; 第4空、1.5; 第5空、大; 第6空、 用粗糙程度不同的纸板进行实验。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
3.鸿星尔克在净亏损2.2亿的情况下,却在河南洪灾中捐款5000万,被称为“国货之光”,为此小明买了双“鸿星尔克”鞋。为了比较新买的“鸿星尔克”鞋和原来“耐克”鞋的防滑性能,他进行了如下实验:
品牌
f/N
鸿星尔克
4
耐克
4.5
1.8
(1)如图甲所示,他用弹簧测力计沿水平方向拉着“鸿星尔克”鞋做匀速直线运动。根据 的知识,测出滑动摩擦力的大小为 N;
(2)其它实验数据如表中所示。因为没有控制压力不变,所以实验有一定缺陷,但实验数据恰好能说明 (选填“耐克”或“鸿星尔克”)鞋底所用材料的防滑性能更好些;
(3)改正上述错误后优化了实验装置,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行滑动摩擦力的测量,橡胶垫 (选填“不必”或“必须”)做匀速直线运动;
(4)把任意一只鞋放在橡胶垫上拉动橡胶垫,如图丙所示,当拉到橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,发现弹簧测力计的示数始终不变,于是得出结论:滑动摩擦力的大小与 大小无关;
(5)考虑到滑动摩擦力还受到其它因素的影响,在选拔“拔河比赛”的队员时,应选质量较 (选填“大”或“小”)的同学参加比赛。
【答案】二力平衡;1.8;鸿星尔克;不必;接触面积;大
【解析】【解答】(1)根据题意可知,当鞋子在水平桌面上做匀速直线运动时,水平方向受到拉力和摩擦力相互平衡。根据二力平衡条件可知,拉力与摩擦力大小相等,由图可知,拉力为1.8N,则摩擦力为1.8N。
(2)由表中数据可知,鸿星尔克鞋压力更小,但两只鞋子的摩擦力大小相等,说明鸿星尔克防滑性能更好。
(3)图丙中运动鞋相对地面静止,水平方向上受到测力计的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力,大小相等,这样改进的好处是不必再限制匀速直线拉动鞋子,且弹簧测力计处在静止状态方便读数。
(4)当把任意一只鞋放在橡胶垫上,橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,说明滑动摩擦力大小不变,能得到的结论是:滑动摩擦力的大小与接触面积无关。
(5)滑动摩擦力与压力大小有关,在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大,所以在选拔“拔河比赛”的队员时,应选质量较大的同学参加比赛。
【分析】(1)根据二力平衡的知识分析;
(2)影响滑动摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(3)注意分析当橡胶垫的运动状态改变时上面的鞋子能否保持静止状态即可;
(4)当接触面积改变时,如果摩擦力改变,那么二者有关;否则,二者无关;
(5)根据压力越大则滑动摩擦力越大的结论分析解答。
十五、力的合成与应用
1.一个重为6N的小球由静止开始自由下落,小球运动过程所受空气阻力为1N, 其受到的合力的大小和方向是( )
A.7N, 竖直向下 B.7N, 竖直向上
C.5N, 竖直向下 D.5N, 竖直向上
【答案】C
【解析】【解答】小球在下落时,受到竖直向下的重力G=6N,竖直向上的空气阻力f=1N,则小球受到的合力为:
F合=G-f=6N-1N=5N
合力方向与重力方向相同,竖直向下,故C正确,ABD错误。
故选C。
【分析】同一直线上的合力:
力的方向相同:合力大小等于两力之和,即F合=F1+F2,合力方向不变;
力的方向相反:合力大小等于两力之差,即F合=I F1-F2I,合力方向与较大力的方向相同。
2.热爱劳动是中华民族的传统美德,班级大扫除中,总重为200N的水桶静止在水平地面上,小华用150N的力竖直向上提水桶时,此时水桶受到的合力为( )
A.0N B.50N C.150N D.350N
【答案】A
【解析】【解答】水桶受向下的重力及向上的拉力;因重力大于拉力,无法将水桶提起,水桶静止,处于平衡状态,受到平衡力,合力为零,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】静止的物体受到平衡力,平衡力合力为零。
3.如图所示,作用在小车上沿同一直线的两个力F1和F2,F1=120N,F2=50N,则它们的合力为( )
A.170N,方向与F1相同 B.170N,方向与F2相同
C.70N,方向与F1相同 D.70N,方向与F2相同
【答案】C
【解析】【解答】由图可知,F1水平向右,F2水平向左,两个力方向相反,它们的合力为:
方向与较大的力相同,即与F1相同,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【分析】同一直线上二力的合成:
(1)方向相同时,合力大小F合等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同;
(2)方向相反时,合力大小F合等于这的个力的大小之差,方向与这两个力中较大力的方向相同.
4.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F1=7N,F2=4N,F3=9N。这三个力的合力大小和方向分别是 ( )
A.2N, 向右 B.6N, 向右 C.6N, 向左 D.2N, 向左
【答案】D
【解析】【解答】由图可知F3和F1、F2的方向相反, 三个力的合力大小为:
F合=F1+F2-F3=7N+4N-9N=2N,
方向水平向左;故ABC错误,D正确;
故选D。
【分析】同一直线上二力的合成:
(1)方向相同时,合力大小F合等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同;
(2)方向相反时,合力大小F合等于这的个力的大小之差,方向与这两个力中较大力的方向相同。
5.小丽同学在超市购物时,用8N的水平力推着一辆购物车在水平地面上向左做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用24N的水平力向后拉购物车,购物车减速过程中所受的摩擦力方向为水平 (选填“向左”或“向右”),此过程中购物车所受的合力大小为 N。
【答案】向右;32
【解析】【解答】]购物车减速过程中仍然向左运动,受到的摩擦力水平向右。当推力为8N时,购物车做匀速直线运动,推力等于摩擦力,摩擦力为8N,当用24N的水平力向后拉购物车时,压力和接触面的粗糙程度均不变,摩擦力仍为8N,拉力和摩擦力方向相同,合力为F合=F拉+f=24N+8N=32N;
综上 第1空、向右; 第2空、32.
【分析】滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
6.天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”,用充有氦气的气球将作业人员吊起,减小作业人员对反射面板的压力,形成“微重力”效果,使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业,如图所示,当作业人员静止在反射面板上时,反射面板对人的支持力和人的重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,人所受的合力为 N。
【答案】不是;0
【解析】【解答】当人静止在反射面板上时,会受到氨气球对人向上的拉力,所以人受到的支持力和重力不相等,故不是平衡力;当作业人员静止在反射面板上时,处于平衡状态,人所受的合力为0N。
【分析】(1)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、同一直线、同一物体。
(2)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体所受到的力为平衡力,即使合力为零。
十六、力与图象的结合
1.如图所示,下列四个有关物体运动状态描述的图像中,物体所受合力不为零的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】A.路程不随时间变化,表示物体静止,受到平衡力,合力为0,故A不符合题意;
B.路程与时间成正比,物体做匀速直线运动,受到平衡力,合力为0,故B不符合题意;
C.速度不变,物体做匀速直线运动,物体受到平衡力,合力为0,故C不符合题意;
D.物体做匀加速直线运动,物体不受平衡力,受到的合力不为0,故D符合题意。
故选B。
【分析】根据路程和时间、速度和时间图像,静止和匀速直线运动时,受到平衡力,合力为0.
2.一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度随时间变化的图像如图所示.已知在内小车受到的牵引力恒为,则在内小车受到的合力为 ;在内小车受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】0;小于
【解析】【解答】图中,在内小车速度不变,做匀速直线运动,受平衡力,小车受到的合力为0。
在内,小车受平衡力,摩擦力等于牵引力,等于10N;在内,小车做加速运动,由于拉力恒为10N,则受到的摩擦力小于10N。
【分析】匀速直线运动时,物体受到平衡力,合力为零;加速运动时,物体受到向前的力大于向后的阻力。
3.如图甲,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如乙,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙,3~5s摩擦力是 N,1~3s木箱所受的合力是 N。
【答案】200;100
【解析】【解答】根据丙图,3~5s的过程中,物体做匀速直线运动,推力和摩擦力平衡,所以摩擦力与推力相等,根据乙图,3~5s的过程中,推力为200N,故摩擦力大小为200N。
1~3s木箱所受推力和摩擦力作用,根据乙图,推力为300N,接触面的粗糙程度和压力大小不变,摩擦力大小仍为200N,木箱受到的合力为:F合=F-f=300N-200N=100N。
故答案为:200;100
【分析】匀速直线运动时,物体受到平衡力,二力平衡时,推力等于摩擦力;压力和粗糙程度不变时,摩擦力不变,根据物体同一直线上受到的力,计算合力。
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期末复习讲义:专题02 运动和力
(十六大考点,考点梳理+题型讲解+考点练习)
题型预览
一、牛顿第一定律的概念
二、物体运动状态的变化
三、惯性及其现象
四、力与运动的关系
五、阻力对物体运动影响的探究实验
六、平衡状态的判断
七、平衡力的辨别
八、二力平衡的条件及其应用
九、探究二力平衡的条件
十、摩擦力产生的条件
十一、摩擦力的大小和方向
十二、增大或减小摩擦的方法
十三、摩擦力的示意图
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
十五、力的合成与应用
十六、力与图象的结合
考点梳理
一、牛顿第一定律
1.内容: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力迫使它改变这种状态。
(1)条件:不受外力。
(2)结论:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。
2.实验推论:若水平面绝对光滑,物体将保持原速度一直运动下去。
二、惯性
1.定义:物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体的固有属性。
(1)注意:惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,只能说“由于惯性”。
2.影响因素:只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
3.应用实例:
(1)刹车时人向前倾(身体保持原运动状态)。
(2)拍打衣服使灰尘脱落。
(3)跳远助跑等。
三、二力平衡
1.平衡状态:物体静止或匀速直线运动。
2.平衡条件:作用在同一物体上;大小相等;方向相反;作用在同一直线上。
3.平衡力 vs 相互作用力:
(1)平衡力:同体、共线、等大、反向。
(2)相互作用力:异体、共线、等大、反向(如手拍桌子,手痛)。
四、摩擦力
1.产生条件:接触面粗糙;物体间有压力;物体间有相对运动或相对运动趋势。
2.分类:
(1)静摩擦力:物体未发生相对运动(如推箱子未动)。
(2)滑动摩擦力:物体相对滑动时产生。
(3)滚动摩擦力:远小于滑动摩擦力(如轮胎滚动)。
3.方向:与物体相对运动(或趋势)方向相反。
4.影响因素(滑动摩擦): 压力大小(正相关); 接触面粗糙程度(正相关)。
5.增大/减小摩擦的方法:
(1)增大:增大压力、使接触面变粗糙(如轮胎花纹)。
(2)减小:减小压力、使接触面变光滑、用滚动代替滑动、加润滑油。
五、同一直线上二力的合成
1.合力:
(1)如果一个力产生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合力。
(2)等效替代思想:用合力代替几个分力,简化问题分析。
2.同一直线上二力的合成:
(1)方向相同:合力大小等于两个力大小之和,方向与分力方向相同。
(2)方向相反:合力大小等于两个力大小之差,方向与较大的分力方向一致。
六、平衡力与合力
1.平衡状态:物体受合力为零时,处于静止或匀速直线运动状态。
2.平衡力条件:
(1)两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上。
(2)与相互作用力的区别:平衡力作用在同一个物体,相互作用力作用在不同物体。
七、实验重点
1.探究阻力对物体运动的影响:结论:阻力越小,速度减小越慢,运动距离越远。
2.探究二力平衡条件:使用小车或卡片验证四个条件。
3.测量滑动摩擦力:原理:二力平衡(匀速拉动时,拉力=摩擦力)。
4.易错点提醒:
(1)惯性大小与速度无关,只由质量决定。
(2)物体受平衡力时运动状态不变,但可能发生形变。
(3)摩擦力方向不一定与运动方向相反(如人走路,脚向后蹬地,摩擦力向前)。
(4)合力的方向判断错误:反向时,合力方向总与较大的力一致。
例题讲解
一、牛顿第一定律的概念
【例题1】下列关于 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,概括出的一条重要规律
D.牛顿第一定律认为物体没有惯性
二、物体运动状态的变化
【例题1】如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一小球,把小球拉至a点,由静止开始释放小球,轨迹如图中虚线所示,每一时刻小球的运动方向与细绳垂直,b点为小球圆弧轨迹的最高点,不计阻力,若小球到达最高点b点位置时,受到的所有力消失,则小球的运动是( )
A.沿轨迹①做匀速直线运动 B.沿轨迹②做曲线运动
C.沿轨迹③向下做直线运动 D.静止
【例题2】在科幻小说中,描述了这样的场景:为了探索未知世界,航天员驾驶宇宙飞船翱翔在没有星系、没有星云,空荡荡的一望无际的宇宙空间。请你展开想象,假如燃料燃尽时飞船的速度为v,飞船将会 (选填“越来越快”、“越来越慢”或“速度保持不变”),你的依据是 。
三、惯性及其现象
【例题1】下列有关惯性的说法正确的是( )
A.拍打衣服灰尘脱落,是由于灰尘有惯性
B.小明没有推动静止的汽车是由于汽车没有惯性
C.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
D.飞行的子弹穿入木头后静止,它的惯性消失了
【例题2】图歼击机为了更加灵活,投入战斗前要抛掉副油箱,这是为了( )
A.增大惯性 B.减小惯性 C.防止惯性 D.减小惯性力
【例题3】上图为一起交通事故,两辆同向行驶的汽车发生"追尾”。虽B车驾驶员紧急刹车,由于 仍撞击了A车,碰撞的一瞬间,B车对A车的撞击力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)A车对B车的撞击力;碰撞时,B车驾驶员会受到 (选填“安全带”或“汽车头枕”)的保护。
四、力与运动的关系
【例题1】关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.没有力作用在物体上,物体一定处于静止状态
B.有力作用在物体上,物体一定处于加速运动状态
C.一个物体如果受到力的作用,其运动状态一定会改变
D.一个物体运动状态改变了,说明一定受到了力的作用
五、阻力对物体运动影响的探究实验
【例题1】刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。
(1)在实验中刘伟让小车从同一斜面的 处由静止开始滑下,是为了使小车在滑到水平面时的 相同;
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, 图中小车所受阻力最大;
(3)通过实验可知,阻力越小,小车滑行的距离越 (填“远”或“近”),小车运动速度改变的越 (填“快”或“慢”),进一步推测,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 运动,说明物体的运动 (填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在前人研究成果上总结出牛顿第一定律,它 (填“能”或“不能”)用实验直接证明。
六、平衡状态的判断
【例题1】下列是有关物体的描述,其中物体处于平衡状态的是( )
A.雪花自空中飘落 B.停在地上的足球
C.匀速转弯的汽车 D.抛在空中的铅球
【例题2】在中考排球垫球练习时,排球离开双手竖直上升中,当排球到达最高点的瞬间 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。排球在空中加速下落的过程中,小球的惯性 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
七、平衡力的辨别
【例题1】如图所示, 一只碗放在水平餐桌上,它们都处于静止状态。以下两个力属于一对平衡力的是( )
A.餐桌对碗的支持力和碗对餐桌的压力
B.餐桌对碗的支持力和碗受到的重力
C.碗对餐桌的压力和地面对餐桌的支持力
D.餐桌对地面的压力和餐桌对碗的支持力
【例题2】如图所示为大郡测量体重时的情景,大郡和体重计受到的重力分别为G1和G2,静止时体重计对大郡的支持力为F1,地面对体重计的支持力为F2,大郡对体重计的压力为F3,体重计对地面的压力为F4,则( )
A.与是一对平衡力 B.与是一对平衡力
C.与是一对相互作用力 D.与是一对相互作用力
八、二力平衡的条件及其应用
【例题1】用起重机吊起一重物,先以的速度上升到某一高度,静止后,又以的速度下降。在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,起重机钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
九、探究二力平衡的条件
【例题1】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,实验中每个钩码质量均为50g。
(1)如图甲所示,在探究力的大小对二力平衡的影响时,应使作用在木块上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)实验小组改进实验设计,用质量相同的小车替换木块,如图乙所示,乙图装置相比甲图实验装置的优点是小车与桌面间的摩擦力比木块与桌面间的摩擦力 。
(3)经过讨论,该实验小组又设计出了如图丙所示装置,用质量较小的卡片替换物块,在图丙装置左边和右边各挂一个钩码,将小卡片转动一个小角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,这表明相互平衡的两个力需要作用在 上。
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,利用如图丙所示装置进行实验,下一步的操作是剪开 (选填“左侧绳子”“右侧绳子”或“卡片”)。
十、摩擦力产生的条件
【例题1】关于摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.物体运动或静止,都可能受到摩擦力的作用
B.摩擦力随物体的重力的增大而增大
C.变速运动的物体受到的摩擦力比匀速运动的物体受到的摩擦力大
D.两个物体的接触面只要粗糙,就一定受到摩擦力
十一、摩擦力的大小和方向
【例题1】为了探究滑动摩擦力,王超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.增大拖动速度,刷毛受到的摩擦力增大
D.从刷毛弯曲方向判断,刷毛受到的摩擦力的方向向左
【例题2】如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F=2N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析正确的是( )
A.地面对B的摩擦力为0
B.A对B的摩擦力为2N,方向水平向右
C.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向右
【例题3】如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上匀速向右运动,则木块受到的摩擦力是 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【例题4】如图所示,用手握住重5N的瓶子静止不动,此时瓶子受到的摩擦力大小为 N.若只增大手对瓶子的压力,瓶子仍然保持静止,则瓶子所受摩擦力的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”).若再对瓶盖施加一个竖直向下为10N的压力时,瓶子仍然保持静止,则瓶子受到的摩擦力大小为 N.
十二、增大或减小摩擦的方法
【例题1】如图所示的四个实例中,属于增大摩擦的是( )
A.自行车的刹车装置 B.冰壶表面打磨得光滑
C.轴承之间装滚珠 D.气垫船
【例题2】如图所示是我国古代劳动人民利用滚木巧妙移动巨木的情景。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.给自行车的链条加润滑油
B.用力捏车闸可以使自行车更快地停下来
C.许多机器的转动部分都安装了滚动轴承
D.汽车轮胎表面有很多凹凸不平的花纹
十三、摩擦力的示意图
【例题1】斜面上一个物体A,沿斜面匀速下滑时(如下图所示),画出物A所受力的示意图。
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
【例题1】如图是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验的中测量摩擦力的原理是: ;
(2)实验过程中,弹簧测力计 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)弹簧测力计示数;
(3)在三次实验中,滑动摩擦力最大的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”);
(4)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关;比较乙、丙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与 有关(以上两空选填“压力大小”或“接触面粗糙程度”)。
十五、力的合成与应用
【例题1】如图所示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( )
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.上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
D.下落过程中合力越来越大
【例题2】农忙季节小强帮助爸爸干农活,爸爸用600N的拉力向前拉车,小强用200N的推力向前推车,他们合力的大小和方向分别是( )
A.800N向前 B.600N向前 C.400N向后 D.200N 向后
十六、力与图象的结合
【例题1】放在水平地面上的物体受到水平向右拉力的作用,的大小与时间的关系如图甲所示,物体的运动速度与时间的关系如图乙所示。由图像可知,当时,物体受到的摩擦力为 ;当时,物体受到的合力为 ;当时,物体受到的摩擦力为 。
考点练习
一、牛顿第一定律的概念
1.对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是( )
A.一切物体都具有惯性
B.物体不受力的作用时,也能运动
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
2.被誉为“经典力学奠基人”的物理学家 总结出:一切物体在不受到外力作用的时时候,总保持 状态或静止状态。
二、物体运动状态的变化
1.下列物体中,运动状态没有发生变化的是( )
A.在平直公路上匀速行驶的汽车 B.刹车后减速进站的火车
C.射门后撞在门柱上的足球 D.地球同步卫星
2.如图所示,是同学们参加垫球比赛的场景。在排球上升过程中,若受到的力全部消失,排球将( )
A.做匀速直线运动 B.仍保持静止状态
C.做加速向上运动 D.做减速向上运动
3.一个运动的物体受到所有力都消失后的运动情况可用以下哪个图表示( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,直轨道AB和半圆弧形轨道BC平滑连接,其内壁光滑,从A点由静止释放一实心匀质小球,则小球运动至C点离开轨道,可能沿虚线 (选填“a”“b”或“c”)的方向运动,理由是: 。若小球离开C点时,外力全部消失,小球将 (填运动状态)。
三、惯性及其现象
1.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.物体静止时有惯性,运动时没有惯性
B.物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性
C.物体受力作用时才有惯性
D.物体的惯性与运动状态或是否受力无关
2.下列事例中与惯性无关的是( )
A.扔出去的篮球会向下落 B.撞击锤柄,锤头能套紧
C.跳远时快速助跑 D.拍打衣服,把灰尘拍去
3.《考工记》中有“马力既竭,犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
4.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.图甲中,一旦车辆的后端发生严重撞击,汽车的安全气囊会自动充气弹出,使人不致由于惯性撞到车身
B.图乙中,跳台滑雪运动员落地后还会继续向前滑行很远一段距离,是因为受到惯性力的作用
C.图丙中,紧固锤头时撞击锤柄的下端,利用了锤头的惯性
D.图丁中,用力击打一摞棋子中间的一个,上面的棋子由于惯性会落下来
5.图甲为上海F1赛道示意图,图乙为赛道中的局部路段放大图。规定车手在图乙的赛道内驾车顺时针行进。如果你是赛道系统设计师,为了保障车手的安全,赛道的某些位置需要加设防护设施,图乙中最需要加设防护设施的是( )
A.M处 B.N处 C.P处 D.Q处
6.如图甲所示,水平公路上向前行驶的汽车中,一竖直站立的人突然向前倾, 说明汽车突然 (选填“加速”或“减速”).如图乙所示,桌上放一个装有水的瓶子,中间有一个气泡,用手向右推一下瓶子,由于水具有 ,要保持原来的运动状态,气泡将向 (选填“左”或“右”)运动.
7.小明在参加学校组织的社会实践活动中,使用锤子时发现锤头松动了,于是他想将锤头套紧在锤柄上,老师提供了如图所示的两种方案供他选择。如果你是小明,你会选择方案 (选填“一”或“二”), 理由 。
8.一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是 ,你做出这样的判断是根据水具有 ,该性质与列车的速度 (选填有关或无关)
四、力与运动的关系
1.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体必须受到力的作用才能运动
B.物体运动必定受力
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
2.下列有关运动和力的说法中正确的是( )
A.百米冲刺后很难停下,是因为运动员的惯性消失了
B.用力拉弓,说明力可以改变物体的运动状态
C.用力向后划水,皮划艇才能前进,说明物体运动需要力来维持
D.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
五、阻力对物体运动影响的探究实验
1.利用身边的物品可以进行许多科学实验。小文用饮料罐代替小车,文件夹当成斜面,进行“探究阻力对物体运动的影响”的实验。关于本实验,下列分析中正确的是( )
A.饮料罐从相同高度滚下,是为了保证它刚滚到水平面时具有相同的速度
B.饮料罐会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.饮料罐受到的阻力越大,运动的距离越远
D.该实验可以直接得出牛顿第一定律
2.小华利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a、如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面某处由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b、如图乙,取下毛巾,将棉布铺在木板上,让小车从斜面相同处由静止滑下,观察它在水平面上通过的距离;
c、如图丙,取下棉布,让小车从斜面相同处由静止滑下,观察它在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)每次让小车从斜面相同处由静止滑下,其目的是 ;
(2)三种情况,小车速度变化量 (选填“相同”或“不相同”);
(3)实验可以发现:小车受到的阻力越小,通过的距离越 。进一步推论:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做 运动;
(4)通过该实验可以___________。
A.说明“物体的运动需要力来维持”
B.说明“力是改变物体运动状态的原因”
C.直接得出“牛顿第一定律”
3.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: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。
(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;
(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 。
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
六、平衡状态的判断
1.如图是小明在一次魔术表演中看到的情景,一根火柴棒自由悬停在扑克牌的上方。下列关于火柴棒的判断中正确的是( )
A.火柴棒只受重力,处于平衡状态
B.火柴棒只受重力,处于非平衡状态
C.火柴棒处于平衡状态,它对扑克牌的压力和扑克牌对它的支持力是一对平衡力
D.火柴棒处于平衡状态,所受重力和某物体对它竖直向上的力是一对平衡力
2.《清明上河图》生动记录了北宋都城汴京的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,如图所示为画里荡秋千的情景。用力推秋千,秋千就能荡起来,这是因为力可以改变物体的 ;秋千在最高点时,秋千上的人处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
七、平衡力的辨别
1.如图所示是电动“中国红”双层公交车,体现了“绿色环保低碳出行”的科学发展理念。关于匀速行驶的双层公交车,下列说法正确的是( )
A.公交车里的乘客对车厢的压力与车厢对乘客的支持力是一对平衡力
B.双层公交车所受的牵引力与地面对双层公交车的阻力是一对相互作用力
C.双层公交车和人的总重力与地面对双层公交车的支持力是一对平衡力
D.双层公交车匀速转弯时,其运动状态没有发生改变
2.周末小华去海洋馆观看海狮表演,看到海狮将球顶在头上静止不动,下列说法正确的是( )
A.球受到的重力和球对海狮的压力是一对平衡力
B.海狮的重力和海狮对地面的压力是一对相互作用力
C.球受到的重力和海狮对球的支持力是一对平衡力
D.地面对海狮的支持力和海狮的重力是一对平衡力
3.如图所示,甲、乙两同学站在滑板上,在旱冰场上相对而立,甲用力推乙,乙就向后退,说明力能改变物体的 ;甲推乙的力和乙反推甲的力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力。
八、二力平衡的条件及其应用
1.在如图所示的四种情形中,属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,甲同学向左用4N的力拉弹簧测力计,乙同学向右用4N的力拉弹簧测力计,弹簧测力计的示数是( )
A.0N B.2N C.4N D.8N
3.如图甲是《出彩中国人》栏目中表演的羽毛平衡术节目的场景。表演者将一根羽毛放置在窄木条上,此时羽毛处于静止状态, 如图乙所示。 分析可知:羽毛的重心位置应在羽毛上的 点,羽毛所受的重力和窄木条对羽毛的支持力的关系是 。
4.起重机钢索吊着 100kg的重物静止在半空中时,钢索对重物的拉力大小是 N, 当重物以2m/s 的速度将匀速上升,此时钢索对重物的拉力大小是 N,当重物,当物体向上做减速运动时,钢索对重物的拉力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力。(g取10N/kg)
九、探究二力平衡的条件
1.利用如图所示的装置探究二力平衡的条件。下列说法正确的是( )
A.小车应放在粗糙的水平桌面上
B.图中小车静止时,只受到一对平衡力的作用
C.小车处于平衡状态时,左、右托盘里的砝码质量一定不相等
D.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一条直线
2.如图甲是小华同学做“探究二力平衡条件”实验时的情景。
(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)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相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ;
(3)当在两端挂上质量相等的钩码时,卡片保持静止,用剪刀从卡片中间剪开,发现分开后的卡片向相反方向运动,由此可得出结论:二力平衡时,两个力作用在 物体上;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 (填字母序号);
A.减少了重力对实验结果的影响
B.减少了摩擦力对实验结果的影响
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)假如在粗糙桌面上利用如图乙所示的装置探究相互平衡的力作用在同一个物体上,若剪断木块左边的细线,木块 (选填“能”、“不能”或“可能”)处于静止状态;若两端的细线同时被剪断,木块将处于 状态。
十、摩擦力产生的条件
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静止的物体不可能受到摩擦力
B.相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力
C.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
D.一个物体在另一个物体表面滑动时,不一定受到摩擦力
2.几位同学学习了关于摩擦的知识后,提出了这样的假设:如果没有摩擦将会发生什么现象?假设错误的是( )
A.人们将无法正常行走 B.用筷子无法夹住饭菜
C.抛出的物体无法回到地面 D.汽车无法启动
3.地铁已成为合肥市的主要绿色交通工具之一,如图所示是地铁安检时传送带运行的示意图。小明把一行李箱放在水平传送带上。忽略空气阻力,在行李箱随传送带一起匀速直线运动的过程中,行李箱 选填“受到”或“不受”摩擦力的作用。行李箱离开传送带还能继续前进一段距离,是因为行李箱具有 。
十一、摩擦力的大小和方向
1.“砚”是我国古时的文房四宝之一,书写毛笔字时,先在砚台上倒入少量水,再将墨条在砚台上的水中反复研磨,即可得到需要的墨汁,利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、浓、匀”。如图所示,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上,当墨条的运动方向水平向右时,下列说法正确的是( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向右
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向右
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对相互作用力
2.如图所示,用大小相等的力F沿不同方向拉动同一个物体在粗糙程度相同的水平面上运动,物体受到的滑动摩擦力大小分别为、、,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,消防员进行消防演练中从地面沿着杆匀速爬到顶端,在顶端取了包袱,背上包袱又以相同的速度匀速下滑(上爬所受摩擦力是f1,下滑所受摩擦力是f2),则下列说法正确的是( )
A.上爬和下滑时所受的摩擦力方向相反
B.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 = f2
C.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 > f2
D.上爬和下滑所受的摩擦力大小:f1 < f2
4.如图所示,在大小F=10N,A和B一起沿水平面向右做匀速直线运动,不计空气阻力,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为10N
B.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为10N
C.甲图中物体A受到的摩擦力大小为0,B物体受到地面对它的摩擦力为10N
D.乙中物体A受到的摩擦力大小为10N,物体B受到地面对它的摩擦力为10N
5.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A.当t=1s时,物体所受摩擦力小于3N
B.当t=3s时,物体受到摩擦力是7N
C.2~4s内,物体运动的距离是4m
D.2~4s内物体受到的摩擦力是5N
6.如图所示,物体重5N,当时,物体在墙上静止不动,物体受到的摩擦力是 N。当压力减小为10N时,物体恰好沿墙匀速下滑,则物体受到的摩擦力是 N。
十二、增大或减小摩擦的方法
1.如图所示,矿泉水瓶盖上的条纹设计是为了( )
A.增大压力 B.增大摩擦力 C.减小压力 D.减小摩擦力
2.为了方便上下学,爸爸给小明买了一辆自行车。父子俩就自行车的使用展开了讨论,下列说法中正确的是( )
A.爸爸:安装橡胶把套是为了减小摩擦
B.小明:刹车时用力捏闸是要减小摩擦
C.爸爸:给链条加润滑油是要增大摩擦
D.小明:脚踏上有花纹是为了增大摩擦
3.小齐同学在上冰壶选修课时,学习到在冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行。在其他条件相同的情况下( )
A. B.
C. D.
4.勤洗手是良好的卫生习惯。“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示,当手指稍用力“夹”时,是通过 的方法,增大摩擦力使清洗效果会更好。洗手后为了使手快点干,可以将双手用力往外甩,水珠由于 会离开手。
5.如图,这是小明用抹布做清洁时的情景。当小明向右擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向 的。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了用力,这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦。
6.如图是我国冰壶队参加冬奥会时的比赛情景。在一运动员将冰壶推出之后, 冰壶由于具有 继续向前运动,在冰壶前进过程中,运动员进行刷冰是为了 。
十三、摩擦力的示意图
1.小勇用平行于水平地面的力推动玩具箱,如图所示,请在图中 P 点画出此时小勇的左脚受到地面摩擦力的示意图。
2.如图所示的木块重15N,它受到大小是10N的水平拉力F时,在水平面上向右做匀速直线运动,请画出它所受支持力和摩擦力的示意图。
十四、探究影响摩擦力大小因素的实验
1.小珠利用长方体木块、木板、毛巾、砝码和弹簧测力计探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”。
(1)实验中,小珠用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿木板做 运动;
(2)如题图甲所示,根据 原理可知,此时木块所受滑动摩擦力的大小为 N;
(3)比较甲、乙两次实验可知:在接触面的粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;比较 两次实验可知:在压力相同时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(4)小珠想继续探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系,将木块由平放改为立放,在木板上重复图甲所示的实验,弹簧测力计示数如图丁所示,比较图甲、丁可知:滑动摩擦力大小与接触面积 (选填“有关”或“无关”);
(5)某次实验小珠发现水平拉动木块在粗糙程度均匀的毛巾表面运动时,弹簧测力计的示数不稳定,木块运动过程中所受摩擦力大小 (选填“变化”或“不变”)。
2.同学们在老师的帮助下,设计了如图所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。力传感器连接电脑软件可以直接显示力的大小,弹簧悬挂点O可以上下调节。
(1)实验中向左拉动硬纸板,铁块始终处于静止状态,受到向 的滑动摩擦力。加快拉动硬纸板的速度,拉力传感器显示的拉力示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)同学们利用该装置完成了滑动摩擦力的大小与压力关系的探究,记录数据如表所示。按序号依次进行探究,同学们应该逐次向 调节O点的高度。表中有一个拉力数值记录错误,这个错误的拉力数值是 N;
(3)分析数据可得出结论:当接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越 ;
实验序号
1
2
3
4
5
压力传感器
3
4
5
6
7
拉力传感器
0.6
0.8
1.0
1.5
1.4
(4)利用该装置探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响,操作应该是 。
3.鸿星尔克在净亏损2.2亿的情况下,却在河南洪灾中捐款5000万,被称为“国货之光”,为此小明买了双“鸿星尔克”鞋。为了比较新买的“鸿星尔克”鞋和原来“耐克”鞋的防滑性能,他进行了如下实验:
品牌
f/N
鸿星尔克
4
耐克
4.5
1.8
(1)如图甲所示,他用弹簧测力计沿水平方向拉着“鸿星尔克”鞋做匀速直线运动。根据 的知识,测出滑动摩擦力的大小为 N;
(2)其它实验数据如表中所示。因为没有控制压力不变,所以实验有一定缺陷,但实验数据恰好能说明 (选填“耐克”或“鸿星尔克”)鞋底所用材料的防滑性能更好些;
(3)改正上述错误后优化了实验装置,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行滑动摩擦力的测量,橡胶垫 (选填“不必”或“必须”)做匀速直线运动;
(4)把任意一只鞋放在橡胶垫上拉动橡胶垫,如图丙所示,当拉到橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,发现弹簧测力计的示数始终不变,于是得出结论:滑动摩擦力的大小与 大小无关;
(5)考虑到滑动摩擦力还受到其它因素的影响,在选拔“拔河比赛”的队员时,应选质量较 (选填“大”或“小”)的同学参加比赛。
十五、力的合成与应用
1.一个重为6N的小球由静止开始自由下落,小球运动过程所受空气阻力为1N, 其受到的合力的大小和方向是( )
A.7N, 竖直向下 B.7N, 竖直向上
C.5N, 竖直向下 D.5N, 竖直向上
2.热爱劳动是中华民族的传统美德,班级大扫除中,总重为200N的水桶静止在水平地面上,小华用150N的力竖直向上提水桶时,此时水桶受到的合力为( )
A.0N B.50N C.150N D.350N
3.如图所示,作用在小车上沿同一直线的两个力F1和F2,F1=120N,F2=50N,则它们的合力为( )
A.170N,方向与F1相同 B.170N,方向与F2相同
C.70N,方向与F1相同 D.70N,方向与F2相同
4.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F1=7N,F2=4N,F3=9N。这三个力的合力大小和方向分别是 ( )
A.2N, 向右 B.6N, 向右 C.6N, 向左 D.2N, 向左
5.小丽同学在超市购物时,用8N的水平力推着一辆购物车在水平地面上向左做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用24N的水平力向后拉购物车,购物车减速过程中所受的摩擦力方向为水平 (选填“向左”或“向右”),此过程中购物车所受的合力大小为 N。
6.天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”,用充有氦气的气球将作业人员吊起,减小作业人员对反射面板的压力,形成“微重力”效果,使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业,如图所示,当作业人员静止在反射面板上时,反射面板对人的支持力和人的重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,人所受的合力为 N。
十六、力与图象的结合
1.如图所示,下列四个有关物体运动状态描述的图像中,物体所受合力不为零的是( )
A. B.
C. D.
2.一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度随时间变化的图像如图所示.已知在内小车受到的牵引力恒为,则在内小车受到的合力为 ;在内小车受到的摩擦力 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
3.如图甲,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如乙,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙,3~5s摩擦力是 N,1~3s木箱所受的合力是 N。
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