内容正文:
专题03 力与运动
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考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1、二力平衡
2、牛顿第一定律
3、力与运动的关系
4、跨学科实践-桥梁调查与模型制作
中考考点聚焦
常考考点
真题举例
二力或多力平衡问题
2024·江苏淮安·中考真题
2024·江苏宿迁·中考真题
2024·江苏无锡·中考真题
2024·江苏苏州·中考真题
惯性的利用及危害防止
2024·江苏徐州·中考真题
2024·江苏南通·中考真题
2024·江苏镇江·中考真题
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏扬州·中考真题
判断物体的运动状态是否改变
2024·江苏淮安·中考真题
力可以改变物体的运动状态
2024·江苏南通·中考真题
从受力情况判断运动状态变化
2024·江苏苏州·中考真题
平衡状态的判断
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏扬州·中考真题
设计实验探究二力平衡的条件
2024·江苏盐城·中考真题
一、二力平衡
1、二力平衡与平衡状态
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态,如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我 们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
2、探究二力平衡的条件实验
(1)实验目的:探究二力平衡的条件。
(2)实验原理:力能改变物体的运动状态。
(3)实验方法:控制变量法。
(4)实验器材:小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
(5)实验图像
(6)实验步骤
如图甲:
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变;
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止;
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙:
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
(7)实验结论二力平衡的条件要求这两个力:大小相等(等大)、方向相反(反向)、同一直线(共线)、同一物体(同体)。
3、二力平衡的条件及应用
(1)二力平衡的条件:当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时,这两个力相互平衡。这就是二力平衡的条件。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
4、平衡力和相互作用力的区分
(1)相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)。
(2)平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在。
注意:“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力。
二、牛顿第一定律
1、探究阻力对物体运动的影响实验
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响。
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因。
(3)实验方法:控制变量法。
(4)实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
(5)实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好。
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度。
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1 。
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2。
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
(6)实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
(7)实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
2、牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(1)由牛顿第一定律可知,物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因,此外,要改变物体的运动状态,就必须对物体施加力的作用,即力是改变物体运动状态的原因。
(2)牛顿第一定律不是实验定律,而是通过分析实验,再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验。
3、牛顿第一定律的理解
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这样,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
4、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。运动状态的改变包括以下三种情况:
(1)速度的大小发生改变——加速或者减速。
(2)速度的方向发生改变——曲线运动。
(3)速度的大小和方向同时发生改变——曲线运动。
注意:物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
5、惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(1)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向。
三、力与运动的关系
1、力的作用效果
(1)力可以改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。
(2)力可以改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。
2、力与运动的关系
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态。
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因。
(3)物体如果受到力的作用,且受到不平衡的力,物体的运动状态就会发生改变。
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用。
3、力的合成与应用
(1)如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2)同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同,即:F=F1+F2;同一直线上相反的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同,即F=|F1-F2|。
4、探究二力合成的实验
同一直线上方向相同二力的合成
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连。
(2)先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的 A端,使A端到达O点,记下O点的位置和两个测力计拉力F1,和F2的大小和方向。
(3)用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力F,仍将橡皮筋的 A 端拉到 O 点,记下拉力F的大小和方向。
同一直线上方向相反二力的合成
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连。
(2)用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的A端,使 A端到达O'点,记下O'点的位置和两个拉力F1'和F2’的大小和方向。
(3)用一个测力计对橡皮筋的A端施加一个力F',仍将橡皮筋的A端拉到O'点,记下拉力F’的大小和方向。
结论
(1)沿同一直线作用的两个同方向的力,其合力方向不变,大小是这两个力的大小之和,可表示为 F=F1+F2。
(2)沿同一直线作用的两个反方向的力,其合力方向与其中较大的力的方向一致,大小是这两个力的差,可表示为 F'=F1’-F2'。
讨论
(1)只有同一物体所受的力才可合成。
(2)不同性质的力也可以合成。
(3)研究方法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果,比如用合力替代各个分力,这种研究方法叫做等效替代法。
物体受到几个力作用时,其产生的效果与一个力的作用效果相同。所以我们在研究力的时候,既可以用一个力替代几个力,也可以用几个力替代一个力,只要这种替代能保持同样的效果。
考点4:跨学科实践-桥梁调查与模型制作
1、学习目标
(1)了解桥梁的结构,通过实验探究不同形状的桥梁承重能力,并进行桥梁支撑结构受力分析。
(2)通过动手设计并制作桥梁的过程,体会三角形稳定性在桥梁中的实际应用。
(3)通过调查物理学在桥梁建筑技术方面的应用案例,体会物理学对桥梁发展的促进作用。
2、我国古今桥梁:中国拥有许多古老而具有特色的桥梁,这些桥梁不仅是交通和交流的通道,也承载着历史和文化的传承.中国桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。
(1)梁桥:以梁为主要承重结构的桥,是我国古代最早出现的桥型,梁桥是最常见的桥梁类型之一,适用于中小跨径的桥梁工程。
(2)拱桥:以拱为主要承重结构的桥,拱桥跨越能力较大,适用于宽阔河流或深谷等跨度较大、地基较好、有景观美感要求的桥梁工程。
(3)悬索桥:以缆索为主要承重构件的桥梁,悬索桥特别适用于超大跨度桥梁建设,如跨越宽阔的海峡或大河等。
(4)斜拉桥:以斜拉索为主要承重构件的桥梁,斜拉桥适用于大跨度且有通航或城市美学景观要求的桥梁建设。
3、实验探究:桥面承重时的形变和受力
(1)实验设计:用两个物体支撑一块表面画有方格的海绵块模拟桥面,用手施加大小不同的力按压海绵块来模拟负载(桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力),观察海绵块的形变程度,并记录。
(2)实验过程
①控制两个支撑物体之间的距离不变,用较小的力按压海绵块,观察海绵上面和下面方格的形变程度,上面的方格有轻微的挤压稍微变窄,下面的方格有轻微的拉长稍微变宽。
②保持两个支撑物体之间的距离不变,用较大的力按压海绵块,观察海绵上面和下面方格的形变程度,上面的方格被挤压变得更窄下面方格被拉长变得更宽。
(3)实验结论:分析可知,桥梁上表面受到压力,下表面受到拉力.当负载增加时,桥梁弯曲形变程度会随之增加,如果弯曲形变超出了桥梁能承受的形变范围,桥梁就有可能发生坍塌。
4、以下是一种简单桥的设计思路和制作方法
(1)准备材料:A4纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝码和硬币等。
(2)绘制设计图:根据生活经验和网上查阅资料绘制一座自己的桥的设计图。
(3)将一张A4纸用剪刀剪出一条宽2cm的长条。
(4)将剩下A4纸对折成扇子的形状,如图所示,将纸连续进行对折,摊开纸后,观察到纸上有多处折痕。
(5)将宽2cm的纸条分成两半,用胶水粘成圆环形,做承重桥墩。
(6)将两个桥墩放在适当的位置后,与桥体进行粘连,在桥体上放置重约0.2N的物体,无明显损坏,可以承重。
活动交流:当纸张的形状改变后,相同一张纸的承受力度也会发生改变,其中承重能力还与瓦楞纸的楞的多少、张开的角度等都有关系,也可以将桥墩折成瓦楞形,大大增加桥梁的稳定性。
1.根据物体受力情况判断物体运动状态
受力情况
运动状态
物体不受力时
静止或做匀速直线运动
物体受力时
受平衡力
静止或做匀速直线运动
受非平衡力
运动状态改变:从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等
2.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
运动状态
受力情况
静止
受平衡力作用或不受力
匀速直线运动
受平衡力作用或不受力
运动状态改变
一定受到非平衡力作用
3.对牛顿第一定律的理解
(1)一切物体都有保持运动状态不变的性质,说明物体的运动不需要力来维持,不受任何力的作用时,原来运动的物体,将保持匀速直线运动状态,原来静止的物体将保持静止
(2)牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。
4.惯性与力的区别
惯性
力
产生机制
物体因为具有质量而具有的
物体间相互作用
物理意义
惯性是物体的一种属性
物体对物体的作用
产生条件
始终具有,与外界条件无关
物体间有相互作用时才有,一个物体不会产生力
构成要素
没有方向、没有作用点,只有大小。大小与质量有关,但大小没有具体数值,也没有单位
有大小、方向、作用点;大小由具体的数值和单位
效果
保持物体运动状态不变
改变物体的运动状态
总结
惯性和力本质不同,惯性不是力,因此,把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的,正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性”
真题感知
一、单选题
1.(2024·江苏徐州·中考真题)用力拍打刚晒过的被子,可以除去附着在被子上的灰尘,这是( )
A.利用惯性 B.防止惯性的危害 C.利用摩擦 D.减小摩擦的影响
2.(2024·江苏盐城·中考真题)下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B. C. D.
3.(2024·江苏扬州·中考真题)坐在轿车后排的市民也应自觉系上安全带。系安全带可减小下列哪种情况发生时对乘客的伤害( )
A.快速启动 B.匀速行驶 C.紧急刹车 D.缓慢加速
4.(2024·江苏宿迁·中考真题)在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
5.(2024·江苏淮安·中考真题)2024年2月17日,第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.以看台上的观众为参照物,运动员是运动的
B.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
6.(2024·江苏苏州·中考真题)如图所示,大小适中的实心木球,球面有两个小孔在某条直径的两端,两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔,在竖直方向上用手拉绳的两端,球会静止在绳上,减小拉力球会向下运动。对此现象下列说法正确的是( )
A.球静止时,绳两端的拉力是平衡力
B.通过拉力的调节,球可以匀速下滑
C.绳子下端突然松手,球就匀速下滑
D.通过手的运动和拉力调节,球不可能从绳的下端移到上端
二、填空题
7.(2024·江苏南通·中考真题)哈尔滨冰雪节的滑雪项目吸引了很多南方“小土豆”,他们戴的滑雪手套较粗糙,是为了增大手套与滑雪杆之间的 ;滑雪时,滑雪杆向后撑地使人向前滑行,说明力的作用是 ;自由滑行时,由于受到阻力,人的滑行速度逐渐变小,说明力能改变物体的 ;滑到终点时人不会立即停下来,是因为人具有 。
8.(2024·江苏扬州·中考真题)请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) ;
9.(2024·江苏镇江·中考真题)如图两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有 ,其位置几乎不变。当下方棋子飞出后,上方棋子受 力的作用而下落。
三、作图题
10.(2023·江苏无锡·中考真题)按要求作图:如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块,请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。
11.(2024·江苏无锡·中考真题)如图所示,小球处于静止状态,请画出小球受力的示意图。
四、实验题
12.(2024·江苏盐城·中考真题)用橡皮筋来做几个小实验:①手拉橡皮筋,橡皮筋伸长,说明力可以使物体发生 ;②用手拨动拉紧的橡皮筋,橡皮筋会发出声音,说明声音是由物体 产生的;③用橡皮筋做成“弹弓”,能将物体弹射,说明拉长的橡皮筋具有 能。
提升专练
一、单选题
1.小明参加了今年的扬州市体育中考,下列说法不正确的是( )
A.小明用力踢足球时感到脚疼,说明力的作用是相互的
B.篮球撞框反弹说明力可以改变物体的运动状态
C.引体向上时,静止挂在横杆上的小明受到的重力与拉力是一对平衡力
D.小明长跑时冲过终点不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
2.关于滑雪的物理知识,下列说法正确的是( )
A.滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
B.运动员能一直下滑是由于其受到的重力大于惯性
C.若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,其滑行速度将越来越大
D.用杆撑地加速滑行,说明力可以改变物体的运动状态
3.小明坐在公交车上,对头顶上方的拉环进行观察,下列说法正确的是( )
A.若公交车匀速运动,则拉环向后偏
B.若公交车正在刹车,则拉环向前偏
C.若公交车正在左转弯,则拉环向左偏
D.若公交车正在右转弯,则拉环向右偏
4.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,下列正确的是( )
A.匀速上升时,重物相对无人机是运动的
B.悬停时,无人机所受升力的施力物体是旋翼
C.匀速上升时,细线突然断开,重物受到惯性作用将继续向上运动
D.水平匀速直线飞行时,重物受到的重力与绳子对重物的拉力是一对平衡力
5.2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射。之后进入地月转移轨道,开启世界首次月背采样返回之旅。下列有关说法正确的是( )
A.火箭升空的原理是力的作用是相互的
B.火箭加速升空的过程中,惯性不断增大
C.嫦娥六号在地月转移轨道上运动时,处于平衡状态
D.月面对探测器的支持力与探测器对月面的压力是一对平衡力
6.如图所示,是探究“二力平衡的条件”实验,小车两端的细绳绕过定滑轮挂有等重的钩码,此时与在同一水平直线上,下列说法正确的是( )
A.忽略摩擦,小车只受到一对平衡力的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.实验中让小车在水平桌面上做匀速直线运动比较容易操作
D.小车受到的重力与小车对桌面的压力是一对相互作用力,对实验没有影响
7.如图所示,小华站上商场向左直线上行的电动扶梯后,她随扶梯先加速,再匀速运动,在此过程中扶梯各级梯面水平,人与扶梯保持相对静止,下列受力分析正确的是( )
A.扶梯加速运动阶段,人和扶梯之间没有摩擦
B.扶梯加速运动阶段,人受到的摩擦力水平向左
C.扶梯匀速运动阶段,人受到重力、支持力和摩擦力
D.扶梯匀速运动阶段,人受到的支持力大于重力
8.如图所示,用的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A.B. C.D.
二、填空题
9.地球由西向东自转,常州地区的自转速度约为400m/s,运动员立定跳远成绩 (向东跳更好/向西跳更好/向东向西跳一样好)。下列几种实例,①苹果从树上掉下,②拍打衣服使灰尘掉落,③锤头松了,把锤柄的一端在地面上撞击几下,④跳远运动员助跑一段距离才起跳,⑤公交车将要启动时,乘客常会听到“车辆起步,请站稳扶好”的语音提示。其中,属于利用惯性的是 (选填序号)。
10.如图所示,飞机在飞行中投放救援物资,飞机应在 (选填“A”、“B”或“C”)点处进行空投,才能将救援物资投至目标处,这是因为物资具有 。投放后,物资在下落过程中运动状态 (选填“发生改变”或“保持不变”)。
11.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面相同位置由静止下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时的速度大小 。通过实验可知,水平面对小车的阻力越小,小车的速度减小得越 ,进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动。
12.如图所示,在探究滑动摩擦力影响因素实验中,小明将弹簧测力计左端水平固定,右端用细线与木块相连,用力F水平拉着木板运动,使木块与地面保持相对 ,此时弹簧测力计的示数为6N,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N,方向水平向 。
13.如图甲所示,A、B两物块叠放在水平地面上,用F1=5N的水平力作用在A物块上,A、B相对地面能保持静止,此时B对A的摩擦力大小是 N;增大F1至10N,A、B一起做匀速直线运动;若将F1换为大小为20N的水平力F2,按如图乙所示作用在B物块上,它们仍能一起向前运动。分析可知,A对B的摩擦力应在 (小于10N/大于10N而小于20N/大于20N)范围内。
三、实验题
14.在“探究二力平衡条件”的实验中,小组分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图 (选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了 对实验的影响;
(2)经过讨论,小组同学决定采用图丙的方案进行探究,在图丙装置的左边和右边各挂一个钩码后,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片 (选填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是 。
15.下图所示的是小文同学探究“同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系”的实验,请回答下列问题:
(1)实验前,应将弹簧测力计沿水平方向 ;
(2)如图所示,小文在实验中两次都将弹簧从A点拉伸到同一点,使两次实验中力的作用效果相同,这是运用了 (选填“控制变量”“等效替代”或“转换”)的研究方法;
(3)根据表中的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:作用在同一个物体同一直线上且方向相同的两个力的合力大小等于 ,合力方向与两个分力方向相同。
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
F/N
1.8
2.2
2.6
3.0
3.4
3.8
16.如图甲所示,小明在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达平面时的 相同;
(2)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,表面越光滑,小车所受阻力越小,速度减小的越 ,运动的距离越远。进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,将做 运动;
(3)小车在毛巾表面克服阻力所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小车在木板表面克服阻力所做的功;
(4)如图乙、丙所示,将小车换成钢球,还可探究“物体的动能与哪些因素有关”。实验中将质量不同的钢球,分别从同一斜面的同一高度由静止滚下,撞击水平木板上相同位置的木块。实验表明:速度相同时,物体的 越大,动能越大。木块在水平面上滑动时受到的摩擦力为 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
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考点聚焦:核心考点+高考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1、二力平衡
2、牛顿第一定律
3、力与运动的关系
4、跨学科实践-桥梁调查与模型制作
中考考点聚焦
常考考点
真题举例
二力或多力平衡问题
2024·江苏淮安·中考真题
2024·江苏宿迁·中考真题
2024·江苏无锡·中考真题
2024·江苏苏州·中考真题
惯性的利用及危害防止
2024·江苏徐州·中考真题
2024·江苏南通·中考真题
2024·江苏镇江·中考真题
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏扬州·中考真题
判断物体的运动状态是否改变
2024·江苏淮安·中考真题
力可以改变物体的运动状态
2024·江苏南通·中考真题
从受力情况判断运动状态变化
2024·江苏苏州·中考真题
平衡状态的判断
2024·江苏苏州·中考真题
2024·江苏扬州·中考真题
设计实验探究二力平衡的条件
2024·江苏盐城·中考真题
一、二力平衡
1、二力平衡与平衡状态
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态,如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我 们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
2、探究二力平衡的条件实验
(1)实验目的:探究二力平衡的条件。
(2)实验原理:力能改变物体的运动状态。
(3)实验方法:控制变量法。
(4)实验器材:小车、棉线、钩码、滑轮、水平桌面、小纸片。
(5)实验图像
(6)实验步骤
如图甲:
步骤①把小车放在光滑的水平桌面上,向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小
车在水平方向受到两个拉力,用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况
下保持运动状态不变;
步骤②用手按住小车,改变两端钩码数量,使两个拉力大小不等。然后松手,观察小车能
不能保持静止;
步骤③用手按住小车,让两端钩码数量相等,让两个力的方向相同,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤④用手按住小车,让两端钩码数量相等,让小车扭转一个角度,然后松手,观察小车
能不能保持静止;
步骤⑤用手按住小车,让两端钩码数量相等,再让拉力方向相反,且在同一条直线上,然
后松手,观察小车能不能保持静止。
如图乙:
步骤⑥剪刀将硬纸片从中间剪开,观察小车能不能保持静止。
(7)实验结论二力平衡的条件要求这两个力:大小相等(等大)、方向相反(反向)、同一直线(共线)、同一物体(同体)。
3、二力平衡的条件及应用
(1)二力平衡的条件:当作用在物体上的两个力大小相等、方向相反且在同一直线上时,这两个力相互平衡。这就是二力平衡的条件。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动。
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
4、平衡力和相互作用力的区分
(1)相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)。
(2)平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在。
注意:“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力。
二、牛顿第一定律
1、探究阻力对物体运动的影响实验
(1)实验目的:探究阻力对物体运动影响。
(2)实验原理:力是改变物体运动状态的原因。
(3)实验方法:控制变量法。
(4)实验器材:斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺。
(5)实验步骤
步骤①木板放在水平的桌面上,将斜面放固定在木板的一端,将刻度尺零刻度线与木板一端对齐,紧贴木板并固定好。
步骤②观察木板毛巾与棉布的粗糙程度。
步骤③将毛巾铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在毛巾上滑动的距离S1 。
步骤④将棉布铺在木板上,将小车置于斜面顶端同一位置,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在棉布上滑动的距离S2。
步骤⑤将小车置于斜面顶端,使小车向下滑,小车停下后,记录小车在木板上滑动的距离S3。
(6)实验结论:平面越光滑,物体运动的距离越远,速度减小得越慢,所受阻力越小;平面越粗糙,物体运动的距离越近,速度减小得越快,所受阻力越大。
(7)实验推理:运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。
2、牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(1)由牛顿第一定律可知,物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因,此外,要改变物体的运动状态,就必须对物体施加力的作用,即力是改变物体运动状态的原因。
(2)牛顿第一定律不是实验定律,而是通过分析实验,再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验。
3、牛顿第一定律的理解
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用。
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零。
(3)“总”指的是总这样,没有例外。
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答。
4、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。运动状态的改变包括以下三种情况:
(1)速度的大小发生改变——加速或者减速。
(2)速度的方向发生改变——曲线运动。
(3)速度的大小和方向同时发生改变——曲线运动。
注意:物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变。
5、惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态。
(1)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性)。
(2)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
(3)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向。
三、力与运动的关系
1、力的作用效果
(1)力可以改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。
(2)力可以改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。
2、力与运动的关系
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态。
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因。
(3)物体如果受到力的作用,且受到不平衡的力,物体的运动状态就会发生改变。
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用。
3、力的合成与应用
(1)如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2)同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同,即:F=F1+F2;同一直线上相反的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同,即F=|F1-F2|。
4、探究二力合成的实验
同一直线上方向相同二力的合成
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连。
(2)先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的 A端,使A端到达O点,记下O点的位置和两个测力计拉力F1,和F2的大小和方向。
(3)用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力F,仍将橡皮筋的 A 端拉到 O 点,记下拉力F的大小和方向。
同一直线上方向相反二力的合成
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连。
(2)用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的A端,使 A端到达O'点,记下O'点的位置和两个拉力F1'和F2’的大小和方向。
(3)用一个测力计对橡皮筋的A端施加一个力F',仍将橡皮筋的A端拉到O'点,记下拉力F’的大小和方向。
结论
(1)沿同一直线作用的两个同方向的力,其合力方向不变,大小是这两个力的大小之和,可表示为 F=F1+F2。
(2)沿同一直线作用的两个反方向的力,其合力方向与其中较大的力的方向一致,大小是这两个力的差,可表示为 F'=F1’-F2'。
讨论
(1)只有同一物体所受的力才可合成。
(2)不同性质的力也可以合成。
(3)研究方法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果,比如用合力替代各个分力,这种研究方法叫做等效替代法。
物体受到几个力作用时,其产生的效果与一个力的作用效果相同。所以我们在研究力的时候,既可以用一个力替代几个力,也可以用几个力替代一个力,只要这种替代能保持同样的效果。
考点4:跨学科实践-桥梁调查与模型制作
1、学习目标
(1)了解桥梁的结构,通过实验探究不同形状的桥梁承重能力,并进行桥梁支撑结构受力分析。
(2)通过动手设计并制作桥梁的过程,体会三角形稳定性在桥梁中的实际应用。
(3)通过调查物理学在桥梁建筑技术方面的应用案例,体会物理学对桥梁发展的促进作用。
2、我国古今桥梁:中国拥有许多古老而具有特色的桥梁,这些桥梁不仅是交通和交流的通道,也承载着历史和文化的传承.中国桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。
(1)梁桥:以梁为主要承重结构的桥,是我国古代最早出现的桥型,梁桥是最常见的桥梁类型之一,适用于中小跨径的桥梁工程。
(2)拱桥:以拱为主要承重结构的桥,拱桥跨越能力较大,适用于宽阔河流或深谷等跨度较大、地基较好、有景观美感要求的桥梁工程。
(3)悬索桥:以缆索为主要承重构件的桥梁,悬索桥特别适用于超大跨度桥梁建设,如跨越宽阔的海峡或大河等。
(4)斜拉桥:以斜拉索为主要承重构件的桥梁,斜拉桥适用于大跨度且有通航或城市美学景观要求的桥梁建设。
3、实验探究:桥面承重时的形变和受力
(1)实验设计:用两个物体支撑一块表面画有方格的海绵块模拟桥面,用手施加大小不同的力按压海绵块来模拟负载(桥梁承载的车辆、行人等对桥面的压力),观察海绵块的形变程度,并记录。
(2)实验过程
①控制两个支撑物体之间的距离不变,用较小的力按压海绵块,观察海绵上面和下面方格的形变程度,上面的方格有轻微的挤压稍微变窄,下面的方格有轻微的拉长稍微变宽。
②保持两个支撑物体之间的距离不变,用较大的力按压海绵块,观察海绵上面和下面方格的形变程度,上面的方格被挤压变得更窄下面方格被拉长变得更宽。
(3)实验结论:分析可知,桥梁上表面受到压力,下表面受到拉力.当负载增加时,桥梁弯曲形变程度会随之增加,如果弯曲形变超出了桥梁能承受的形变范围,桥梁就有可能发生坍塌。
4、以下是一种简单桥的设计思路和制作方法
(1)准备材料:A4纸、双面胶、剪刀、刻度尺、铅笔、砝码和硬币等。
(2)绘制设计图:根据生活经验和网上查阅资料绘制一座自己的桥的设计图。
(3)将一张A4纸用剪刀剪出一条宽2cm的长条。
(4)将剩下A4纸对折成扇子的形状,如图所示,将纸连续进行对折,摊开纸后,观察到纸上有多处折痕。
(5)将宽2cm的纸条分成两半,用胶水粘成圆环形,做承重桥墩。
(6)将两个桥墩放在适当的位置后,与桥体进行粘连,在桥体上放置重约0.2N的物体,无明显损坏,可以承重。
活动交流:当纸张的形状改变后,相同一张纸的承受力度也会发生改变,其中承重能力还与瓦楞纸的楞的多少、张开的角度等都有关系,也可以将桥墩折成瓦楞形,大大增加桥梁的稳定性。
1.根据物体受力情况判断物体运动状态
受力情况
运动状态
物体不受力时
静止或做匀速直线运动
物体受力时
受平衡力
静止或做匀速直线运动
受非平衡力
运动状态改变:从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等
2.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
运动状态
受力情况
静止
受平衡力作用或不受力
匀速直线运动
受平衡力作用或不受力
运动状态改变
一定受到非平衡力作用
3.对牛顿第一定律的理解
(1)一切物体都有保持运动状态不变的性质,说明物体的运动不需要力来维持,不受任何力的作用时,原来运动的物体,将保持匀速直线运动状态,原来静止的物体将保持静止
(2)牛顿第一定律不是实验定律,而是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。
4.惯性与力的区别
惯性
力
产生机制
物体因为具有质量而具有的
物体间相互作用
物理意义
惯性是物体的一种属性
物体对物体的作用
产生条件
始终具有,与外界条件无关
物体间有相互作用时才有,一个物体不会产生力
构成要素
没有方向、没有作用点,只有大小。大小与质量有关,但大小没有具体数值,也没有单位
有大小、方向、作用点;大小由具体的数值和单位
效果
保持物体运动状态不变
改变物体的运动状态
总结
惯性和力本质不同,惯性不是力,因此,把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的,正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性”
真题感知
一、单选题
1.(2024·江苏徐州·中考真题)用力拍打刚晒过的被子,可以除去附着在被子上的灰尘,这是( )
A.利用惯性 B.防止惯性的危害 C.利用摩擦 D.减小摩擦的影响
【答案】A
【详解】拍打被子时,被子由于受到手的作用力由静止变为运动,而被子上的灰尘由于惯性要保持原来的静止状态,灰尘和被子就会分离,由于重力的作用就会落下来,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2024·江苏盐城·中考真题)下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码,纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,纸片能保持平衡状态,故A符合题意;
B.纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个和一个质量相等的钩码,纸片两端受到的两个力的大小不相等,即两个力的大小不相等、方向相反、作用在同一条直线上,所以不是一对平衡力,纸片不能保持平衡状态,故B不符合题意;
C.纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码,但纸片扭转一个角度,纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,纸片不能保持平衡状态,,故C不符合题意;
D.纸片两端通过细线绕过定滑轮各放两个质量相等的钩码,但纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相反、但不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,纸片不能保持平衡状态,故D不符合题意。
故选A。
3.(2024·江苏扬州·中考真题)坐在轿车后排的市民也应自觉系上安全带。系安全带可减小下列哪种情况发生时对乘客的伤害( )
A.快速启动 B.匀速行驶 C.紧急刹车 D.缓慢加速
【答案】C
【详解】乘客和轿车一起向前运动过程中,当车辆突然减速或紧急刹车时,人由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动,有可能由于撞到车身而受伤,系上安全带可以阻止人的身体继续向前运动,减小当车辆突然减速或紧急刹车时对乘客的伤害,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2024·江苏宿迁·中考真题)在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
【答案】A
【详解】在图丙中,当木板相对于木块滑动时,木板相对于木块向右滑动,因滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向左,在图乙中,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,因为此时木板和木块之间相对静止,所以木板和木块之间无摩擦力的作用,由二力平衡条件可知,木板受到桌面的滑动摩擦力f桌=FB(FB为测力计B的示数,也就是测力计B对木板向右的拉力);图乙和图丙相比,当木板相对于木块滑动时,因为整体对桌面的压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,所以木板受到桌面的滑动摩擦力大小不变,仍然为f桌=FB;在图丙中,拉动木板时,木板受到水平向右的拉力FB′、水平向左的桌面的滑动摩擦力f桌、木块对木板水平向左的摩擦力,由实验目的可知要测量木板受到木块的滑动摩擦力,则需要根据木板受力平衡进行测量,所以,图丙中拉木板时需要匀速运动,此时木板受力平衡,则FB′=f木块对木板+f桌,因此木板受到木块的滑动摩擦力为f木块对木板=FB′-f桌,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2024·江苏淮安·中考真题)2024年2月17日,第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.以看台上的观众为参照物,运动员是运动的
B.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.以看台上的观众为参照物,运动员的相对位置改变,是运动的,故A正确;
B.运动员在转弯过程中,方向改变,其运动状态改变,故B错误;
C.惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故C错误;
D.运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
6.(2024·江苏苏州·中考真题)如图所示,大小适中的实心木球,球面有两个小孔在某条直径的两端,两孔在球内相通。用一根比孔细的绳子穿过两孔,在竖直方向上用手拉绳的两端,球会静止在绳上,减小拉力球会向下运动。对此现象下列说法正确的是( )
A.球静止时,绳两端的拉力是平衡力
B.通过拉力的调节,球可以匀速下滑
C.绳子下端突然松手,球就匀速下滑
D.通过手的运动和拉力调节,球不可能从绳的下端移到上端
【答案】B
【详解】A.对绳子进行受力分析,绳子受到向上的拉力F1,球对绳的向下的摩擦力,绳子的重力,与向下的拉力F2,所以
所以,不是平衡力,故A错误;
B.球静止在绳上,处于平衡状态,此时球受到绳子对他竖直向上的摩擦力等于竖直向下的重力,当通过拉力的调节,只有使其竖直向上的摩擦力等于竖直向下的重力,球可以匀速下滑,故B正确;
C.绳子下端突然松手,球会在重力作用下加速下滑,故C错误;
D.通过手的运动和拉力调节,使小球由于惯性可以从绳的下端移到上端,故D错误。
故选B。
二、填空题
7.(2024·江苏南通·中考真题)哈尔滨冰雪节的滑雪项目吸引了很多南方“小土豆”,他们戴的滑雪手套较粗糙,是为了增大手套与滑雪杆之间的 ;滑雪时,滑雪杆向后撑地使人向前滑行,说明力的作用是 ;自由滑行时,由于受到阻力,人的滑行速度逐渐变小,说明力能改变物体的 ;滑到终点时人不会立即停下来,是因为人具有 。
【答案】 摩擦力 相互的 运动状态 惯性
【详解】[1]滑雪时人的手里拿着滑雪杆不能掉,他们戴的滑雪手套较粗糙,是利用了增大接触面粗糙程度的方式增大手套与滑雪杆之间的摩擦力。
[2]滑雪时人用滑雪杆向后撑地,就是用滑雪杆对地面施加向后的力,同时地面对滑雪杆施加了向前的力使人可以向前滑行,这说明力的作用是相互的。
[3]由于受到阻力,人的滑行速度逐渐变小,在力的作用下改变了人的运动状态,这说明力能改变物体的运动状态。
[4]滑到终点时人不会立即停下来,是因为人具有惯性,会保持之前的运动状态。
8.(2024·江苏扬州·中考真题)请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) ;
【答案】 不变 改变 直线运动
【详解】(1)[1]分析结构图可知,力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时运动状态不变,受力平衡时,力的作用效果相互平衡,物体处于平衡状态,运动状态也不改变,所以,(1)处填入“不变”。
(2)[2]物体受力不平衡时,处于非平衡状态,它的运动状态会发生改变,或速度大小改变,或运动方向改变,或两者同时改变,所以,(2)处填入“改变”。
(3)[3]匀速直线运动是速度不变的直线运动,变速直线运动是速度变化的直线运动,它们都属于直线运动,所以,(3)处填入“直线运动”。
9.(2024·江苏镇江·中考真题)如图两棋子静止叠放在水平面上,上方棋子受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。用尺快速水平击打下方棋子,由于上方棋子具有 ,其位置几乎不变。当下方棋子飞出后,上方棋子受 力的作用而下落。
【答案】 平衡 惯性 重
【详解】[1]由于两棋子都静止叠放在水平面上,都处于平衡状态,所以上方棋子在竖直方向上受到的重力和下方棋子给它的支持力是一对平衡力。因此,上方棋子受力是平衡的。
[2]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性。当用尺快速水平击打下方棋子时,由于惯性,上方棋子会保持原来的静止状态,即其位置几乎不变。
[3]当下方棋子飞出后,上方棋子不再受到下方棋子的支持力,但在竖直方向上仍然受到重力的作用。重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,它的方向总是竖直向下的。因此,在重力的作用下,上方棋子会下落。
三、作图题
10.(2023·江苏无锡·中考真题)按要求作图:如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块,请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。
【答案】
【详解】在水平桌面上匀速拉动木块,则木块做匀速直线运动运动,处于平衡状态,所以木块所受拉力F和摩擦力f是一对平衡力,两个力大小相等、方向相反,作用点在木块的几何中心上,如下图所示:
11.(2024·江苏无锡·中考真题)如图所示,小球处于静止状态,请画出小球受力的示意图。
【答案】
【详解】小球受竖直向下的重力G,沿绳向上的拉力F,并且这两个力是一对平衡力,从小球重心,分别沿重力和拉力的方向作有向线段,注意作图时两条线段长度要相等,如图所示:
四、实验题
12.(2024·江苏盐城·中考真题)用橡皮筋来做几个小实验:①手拉橡皮筋,橡皮筋伸长,说明力可以使物体发生 ;②用手拨动拉紧的橡皮筋,橡皮筋会发出声音,说明声音是由物体 产生的;③用橡皮筋做成“弹弓”,能将物体弹射,说明拉长的橡皮筋具有 能。
【答案】 形变 振动 弹性势
【详解】[1][2]用手拉橡皮筋,橡皮筋被伸长,橡皮筋的形状发生了变化,表明力能使物体发生形变;因为声音是由物体的振动产生的,所以拨动橡皮筋,橡皮筋会振动而发出声音。
[3]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,橡皮筋被拉长后,发生弹性形变,此时橡皮筋具有弹性势能。
提升专练
一、单选题
1.小明参加了今年的扬州市体育中考,下列说法不正确的是( )
A.小明用力踢足球时感到脚疼,说明力的作用是相互的
B.篮球撞框反弹说明力可以改变物体的运动状态
C.引体向上时,静止挂在横杆上的小明受到的重力与拉力是一对平衡力
D.小明长跑时冲过终点不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
【答案】D
【详解】A.小明用力踢足球时感到脚疼,是因为脚受到足球施加的作用力,说明力的作用是相互的,故A正确,不符合题意;
B.篮球撞框,篮球在框的弹力作用下运动方向改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确,不符合题意;
C.引体向上时,静止挂在横杆上的小明受到的重力与横杆对小明拉力大小相等、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C正确,不符合题意;
D.小明长跑时冲过终点不能立即停下来,是因为小明具有惯性,但不能说受到惯性的作用,故D错误,符合题意。
故选D。
2.关于滑雪的物理知识,下列说法正确的是( )
A.滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
B.运动员能一直下滑是由于其受到的重力大于惯性
C.若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,其滑行速度将越来越大
D.用杆撑地加速滑行,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【详解】A.滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力方向不是相反的,二者不是一对平衡力,故A错误;
B.惯性不是力,不能与重力比较大小,运动员能一直下滑是由于其受到重力的作用,故B错误;
C.若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,由牛顿第一定律可知,运动员将做匀速直线运动,故C错误;
D.用杆撑地时,杆给地力的作用,同时地也给运动员一个作用力,使运动员加速滑行,速度改变,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
3.小明坐在公交车上,对头顶上方的拉环进行观察,下列说法正确的是( )
A.若公交车匀速运动,则拉环向后偏
B.若公交车正在刹车,则拉环向前偏
C.若公交车正在左转弯,则拉环向左偏
D.若公交车正在右转弯,则拉环向右偏
【答案】B
【详解】A.当公交车匀速运动时,拉环和公交车一起以相同的速度做匀速直线运动,此时拉环处于平衡状态,会自然下垂,而不是向后偏。故A错误;
B.当公交车正在刹车时,公交车由于受到摩擦力的作用,速度逐渐减小,而拉环由于惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动,所以相对于公交车,拉环会向前偏。故B正确;
C.当公交车正在左转弯时,公交车做曲线运动,其运动方向在不断改变,而拉环由于惯性,要保持原来的直线运动状态,所以相对于公交车,拉环会向右偏,而不是向左偏。故C错误;
D.当公交车正在右转弯时,公交车做曲线运动,运动方向不断改变,拉环由于惯性,要保持原来的直线运动状态,所以相对于公交车,拉环会向左偏,而不是向右偏。故D错误。
故选B。
4.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,下列正确的是( )
A.匀速上升时,重物相对无人机是运动的
B.悬停时,无人机所受升力的施力物体是旋翼
C.匀速上升时,细线突然断开,重物受到惯性作用将继续向上运动
D.水平匀速直线飞行时,重物受到的重力与绳子对重物的拉力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.匀速上升时,重物相对无人机的位置没有改变,是静止的,故A错误;
B.由无人机旋翼对下方空气施力从而获得升力起飞可知,无人机飞行时,所受升力的施力物体是空气,故B错误;
C.匀速上升时,细线突然断开,重物由于惯性将继续向上运动,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故C错误;
D.水平匀速直线飞行时,重物处于平衡状态,受平衡力的作用,则重物受到的重力与绳子对重物的拉力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
5.2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭成功发射。之后进入地月转移轨道,开启世界首次月背采样返回之旅。下列有关说法正确的是( )
A.火箭升空的原理是力的作用是相互的
B.火箭加速升空的过程中,惯性不断增大
C.嫦娥六号在地月转移轨道上运动时,处于平衡状态
D.月面对探测器的支持力与探测器对月面的压力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.火箭升空时,火箭喷射气体时要对气体施力,同时气体对火箭也有力的作用,火箭在气体的反作用力作用下加速升空,这表明力的作用是相互的,故A正确;
B.惯性只与质量有关,与速度无关,火箭加速升空的过程中,质量不变,则惯性不变,故B错误;
C.嫦娥六号在地月转移轨道上运动时,运动方向不断改变,处于非平衡状态,故C错误;
D.月面对探测器的支持力与探测器对月面的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
6.如图所示,是探究“二力平衡的条件”实验,小车两端的细绳绕过定滑轮挂有等重的钩码,此时与在同一水平直线上,下列说法正确的是( )
A.忽略摩擦,小车只受到一对平衡力的作用
B.增减钩码个数,可探究二力大小对小车平衡的影响
C.实验中让小车在水平桌面上做匀速直线运动比较容易操作
D.小车受到的重力与小车对桌面的压力是一对相互作用力,对实验没有影响
【答案】B
【详解】A.忽略摩擦,小车在竖直方向上受到重力和桌面的支持力这一对平衡力,在水平方向上受到F1和F2这一对平衡力,所以小车受到两对平衡力的作用,故A错误;
B.增减钩码个数,可改变F1与F2的大小,从而探究二力大小对小车平衡的影响,故B正确;
C.实验中让小车处于静止状态比较容易操作,因为判断小车是否匀速直线运动较难准确把握,故C错误;
D.小车受到的重力与小车对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力。且小车受到的重力与桌面对小车的支持力是一对平衡力,对实验有影响,故D错误。
故选B。
7.如图所示,小华站上商场向左直线上行的电动扶梯后,她随扶梯先加速,再匀速运动,在此过程中扶梯各级梯面水平,人与扶梯保持相对静止,下列受力分析正确的是( )
A.扶梯加速运动阶段,人和扶梯之间没有摩擦
B.扶梯加速运动阶段,人受到的摩擦力水平向左
C.扶梯匀速运动阶段,人受到重力、支持力和摩擦力
D.扶梯匀速运动阶段,人受到的支持力大于重力
【答案】B
【详解】A.扶梯加速运动阶段,人在竖直方向方向上受到重力和支持力的作用,且二力平衡,如果人和扶梯之间没有摩擦,则合力为零,扶梯不可能做加速运动,故A错误;
B.扶梯加速运动阶段,人在水平方向上的合力向左,所以人受到的摩擦力只能水平向左,故B正确;
C.扶梯匀速运动阶段,人在竖直方向方向上受到重力和支持力的作用,且二力平衡,如果人和扶梯之间有摩擦,则合力不为零,扶梯不可能做匀速速运动,故C错误;
D.扶梯匀速运动阶段,人在竖直方向方向上受到重力和支持力的作用,且二力平衡,大小相等,故D错误。
故选B 。
8.如图所示,用的水平推力将重为5N的物体压在竖直墙上并保持静止,在逐步减小压力的过程中,下列可能正确表示物体所受到的摩擦力f与推力F关系的物理图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当力F逐渐减小时,物体先静止,处于平衡状态,摩擦力等于重力不变;随着压力的减小,一段时间后,摩擦力小于重力,物体开始向下加速运动;此时由于压力减小、接触面的粗糙程度不变,物体受到的摩擦力减小,重力大于摩擦力使物体加速运动,即摩擦力先不变、后减小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
9.地球由西向东自转,常州地区的自转速度约为400m/s,运动员立定跳远成绩 (向东跳更好/向西跳更好/向东向西跳一样好)。下列几种实例,①苹果从树上掉下,②拍打衣服使灰尘掉落,③锤头松了,把锤柄的一端在地面上撞击几下,④跳远运动员助跑一段距离才起跳,⑤公交车将要启动时,乘客常会听到“车辆起步,请站稳扶好”的语音提示。其中,属于利用惯性的是 (选填序号)。
【答案】 向东向西跳一样好 ②③④
【详解】[1]惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态、运动方向等因素无关。运动员在地球上,会随地球一起由西向东自转,具有和地球自转相同的速度。当运动员立定跳远时,无论向东跳还是向西跳,在起跳瞬间,由于惯性,运动员都会保持原来随地球自转的速度。所以运动员向东跳和向西跳成绩一样好。
[2]①苹果从树上掉下是因为受到重力的作用,不是利用惯性,故①不符合题意;
②拍打衣服时,衣服受到力的作用而运动,但衣服上的灰尘由于具有惯性,要保持原来的静止状态,这样灰尘就和衣服分离,从而掉落下来,这里利用了灰尘的惯性,故②符合题意;
③锤头松了,把锤柄的一端在地面上撞击时,锤柄受到地面的阻力而停止运动,但锤头由于具有惯性,要保持原来向下运动的状态,就会紧紧地套在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,故③符合题意;
④跳远运动员助跑一段距离后,身体具有一定的速度,起跳时,由于惯性,运动员会保持原来的运动状态继续向前运动,从而可以跳得更远,这是利用了运动员的惯性,故④符合题意;
⑤公交车启动时,车由静止变为运动,而乘客由于具有惯性,要保持原来的静止状态,身体会向后倾倒,所以提醒乘客站稳扶好是为了防止惯性带来的危害,而不是利用惯性,故⑤不符合题意。
综上,故选填②③④。
10.如图所示,飞机在飞行中投放救援物资,飞机应在 (选填“A”、“B”或“C”)点处进行空投,才能将救援物资投至目标处,这是因为物资具有 。投放后,物资在下落过程中运动状态 (选填“发生改变”或“保持不变”)。
【答案】 A 惯性 发生改变
【详解】[1][2]由于物资具有惯性,要保持原来的运动状态不变,物资离开飞机后水平方向上要保持原来的速度不变,故若想将救援物资投至目标处,应在目标的前方即A处投放。
[3]投放后,物资在下落过程中运动的速度和方向始终在改变,故物资在下落过程中运动状态发生改变。
11.如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,让同一小车每次从斜面相同位置由静止下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时的速度大小 。通过实验可知,水平面对小车的阻力越小,小车的速度减小得越 ,进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动。
【答案】 相同 慢 匀速直线
【详解】[1]在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,小车从斜面下滑时,到达水平面的速度大小取决于小车在斜面上的高度。 如果每次从斜面的同一位置由静止下滑,小车到达水平面时的速度大小相同。
[2]实验中,小车在水平面上运动时受到阻力(如摩擦力)的作用,阻力会减小小车运动的速度。 水平面越光滑,阻力越小,小车速度减小得越慢。
[3]根据实验现象和科学推理:当水平面绝对光滑时,阻力为零,小车的速度不再减小,小车在水平面运动时会保持匀速直线运动。
12.如图所示,在探究滑动摩擦力影响因素实验中,小明将弹簧测力计左端水平固定,右端用细线与木块相连,用力F水平拉着木板运动,使木块与地面保持相对 ,此时弹簧测力计的示数为6N,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N,方向水平向 。
【答案】 静止 6 右
【详解】[1]图示中,木板被拉动时,木块相对地面没有位置变化,与地面保持相对静止。
[2][3]木块相对地面处于静止,处于平衡状态,水平方向所受的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,据二力平衡知识知,两个力的大小相等,方向相反,弹簧测力计的拉力为6N,方向水平向左,所以滑动摩擦力大小为6N,方向水平向右。
13.如图甲所示,A、B两物块叠放在水平地面上,用F1=5N的水平力作用在A物块上,A、B相对地面能保持静止,此时B对A的摩擦力大小是 N;增大F1至10N,A、B一起做匀速直线运动;若将F1换为大小为20N的水平力F2,按如图乙所示作用在B物块上,它们仍能一起向前运动。分析可知,A对B的摩擦力应在 (小于10N/大于10N而小于20N/大于20N)范围内。
【答案】 0 大于10N而小于20N
【详解】[1]A、B两物块叠放在水平地面上,用F1=5N的水平力作用在A物块上,AB相对地面能保持静止,B相当于A没有发生相对滑动,也没有发生相对滑动的趋势,所以B受到A的摩擦力为0N;根据物体间力的作用是相互的,B对A的摩擦力大小是0N。
[2]增大推力至10N,AB一起做匀速直线运动,AB整体在水平方向上受力平衡,受到的滑动摩擦力与推力是一对平衡力,大小相同,所以A受到的摩擦力为f=10N;若将推力换为20N的水平力F2,按如图乙所示作用在B物块上,它们仍能一起向前运动,由于整体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力的大小不变;此时的推力大于滑动摩擦力,整体做加速运动;A在水平方向上受到水平向左的地面对A的摩擦力、B对A向右的摩擦力的共同作用,则B对A向右的摩擦力大于10N;由于物体间力的作用是相互的,所以A对B的摩擦力也大于10N,方向水平向左,整体受到的推力为20N,做加速运动,表明摩擦力小于20N,则A对B的摩擦力在10N至20N之间。
三、实验题
14.在“探究二力平衡条件”的实验中,小组分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图 (选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了 对实验的影响;
(2)经过讨论,小组同学决定采用图丙的方案进行探究,在图丙装置的左边和右边各挂一个钩码后,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片 (选填“能”或“不能”)平衡.设计此实验步骤的目的是 。
【答案】(1) 甲 摩擦力
(2) 不能 不在同条直线上的两个力是否平衡
【详解】(1)[1][2]图乙中小木块与桌面之间是滑动摩擦,图甲中小木块与桌面之间是滚动摩擦,图甲中做的好处是减小了摩擦力对实验的影响,因此图甲所示的实验装置较好些。
(2)[1]要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片不能平衡。因为小卡片由静止开始运动了,运动状态发生改变了。
[2]小卡片转过一个角度,小卡片受到的两个力就不在同一条直线上了,所以设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一条直线上的两个力是否平衡。
15.下图所示的是小文同学探究“同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系”的实验,请回答下列问题:
(1)实验前,应将弹簧测力计沿水平方向 ;
(2)如图所示,小文在实验中两次都将弹簧从A点拉伸到同一点,使两次实验中力的作用效果相同,这是运用了 (选填“控制变量”“等效替代”或“转换”)的研究方法;
(3)根据表中的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:作用在同一个物体同一直线上且方向相同的两个力的合力大小等于 ,合力方向与两个分力方向相同。
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
F/N
1.8
2.2
2.6
3.0
3.4
3.8
【答案】(1)调零
(2)等效替代
(3)两个分力之和
【详解】(1)实验中,沿水平方向拉动弹簧测力计,所以实验前,应将测力计沿水平方向调零。
(2)两次实验都让弹簧从A点拉伸到B点,则弹簧的形变程度相同,所受的力相同,则两个力作用在弹簧上与一个力作用在弹簧上的效果相同,这是等效替代法的应用。
(3)由表格数据有1.2N+0.6N=1.8N,1.4N+0.8N=2.2N,1.6N+1.0N=2.6N,1.8N+1.2N=3.0N,2.0N+1.4N=3.4N,2.2N+1.6N=3.8N,即两个分力的和等于合力的大小,所以作用在同一物体同一直线上且方向相同的两个力的合力大小等于两个分力大小之和,合力方向与两个分力方向相同。
16.如图甲所示,小明在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达平面时的 相同;
(2)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,表面越光滑,小车所受阻力越小,速度减小的越 ,运动的距离越远。进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,将做 运动;
(3)小车在毛巾表面克服阻力所做的功 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小车在木板表面克服阻力所做的功;
(4)如图乙、丙所示,将小车换成钢球,还可探究“物体的动能与哪些因素有关”。实验中将质量不同的钢球,分别从同一斜面的同一高度由静止滚下,撞击水平木板上相同位置的木块。实验表明:速度相同时,物体的 越大,动能越大。木块在水平面上滑动时受到的摩擦力为 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)速度
(2) 慢 匀速直线
(3)等于
(4) 质量 等于
【详解】(1)根据控制变量法,让小车从同一斜面同一高度由静止滑下,小车在下滑过程中重力势能转化为动能,同一高度滑下时初始重力势能相同,到达平面时动能相同,由于小车质量不变,所以到达平面时速度相同。
(2)[1][2]表面越光滑,小车受到的阻力越小。根据力与运动的关系,阻力越小,对小车速度减小的阻碍作用越弱,速度减小得越慢。进一步推理,当阻力为0时,小车速度不会减小,将做匀速直线运动。
(3)小车到达水平面时的动能是一定的,最终都克服阻力做功使动能变为0 。根据能量守恒定律,小车在不同表面上克服阻力做功都等于其初始动能,所以小车在毛巾表面克服阻力所做的功等于在木板表面克服阻力所做的功。
(4)[1]将质量不同的钢球从同一斜面同一高度由静止滚下,钢球到达水平面时速度相同,质量大的钢球能将木块撞击得更远,说明质量大的钢球对木块做功多,动能大,即速度相同时,物体质量越大,动能越大。
[2]木块在水平面上滑动时,受到的摩擦力是滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关。在乙、丙两图中,木块对水平面的压力不变(等于木块重力),接触面粗糙程度也不变,所以木块在水平面上滑动时受到的摩擦力。
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