内容正文:
2.2 运动与相互作用
模块一:知识精讲
知识点一、牛顿第一定律
(1) 人们认识力的过程:
科学家
提出的观点
亚里士多德
力是 物体运动的原因
伽利略
物体在运动中不受力的作用,其速度将保持不变(第一个否定亚里士多德观点)
笛卡儿
如果运动物体不受到任何力的作用,它将永远沿原来的方向做匀速直线运动
牛顿
运动的物体在不受任何外力作用时,总保持 状态,而 的物体在不受外力作用时,总保持原来的静止状态
(2) 牛顿第一定律(惯性定律):
①研究方法:在大量科学实验的基础上,通过归纳和科学推理概括出来的
②内容:★【背】一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或勾速直线运动状态。
③揭示力与运动的本质:力不是维持物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因。
知识点二、惯性
1. 惯性定义:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质,这种性质叫做惯性。
惯性
牛顿第一定律
区别
一切物体的属性、性质
一种运动规律
无条件,任何时候都存在
有条件:不受外力
联系
物体具有惯性,不受外力时能保持原来的运动状态,∴牛顿第一定律又称为惯性定律。
(1) 对惯性的三点认识:
①普遍性:一切物体(固/液/气体)在任何情况下都具有惯性,惯性是一切物体的固有属性。
②决定因素:惯性由 决定。
③惯性与力的区别:
A. 力是物体对物体的作用,力既有大小,又有方向;
B. 惯性是每个物体都有的属性、性质,惯性不是力,惯性只有大小,没有方向;
C. 不能说成“惯性力”、“受惯性作用”、“产生惯性”、“出现惯性”、“克服惯性”;正确表述为: 惯性、 惯性
2. 生活中的惯性现象
· 跳远时的助跑:利用惯性使自己跳得更远
· 拍打衣服上的灰尘:灰尘因惯性离开衣服
· 洗衣机脱水(泼水节泼出去的水):水因惯性被甩出
· 汽车刹车时乘客向前倾:因惯性保持原来的运动状态
· 锤头松了时敲击锤柄:锤头由于惯性继续向下从而套紧
· 纸飞机离手、足球离脚:由于惯性继续运动
· 汽车转弯时:人由于惯性向外侧靠
人在船上跳起由于惯性落在原地:当跳起来,人和船都以相同速度前进,∴会落在原地;
飞机投下的几枚导弹由于惯性继续向前运动,水平方向速度不变,就会呈一条直线
3. 惯性利用:锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下就可套紧锤头;跳远时助跑可以跳得更远;拍打衣服除掉上面的灰尘;洗手后用力甩手可去除手上附着的水珠等
4. 惯性危害:骑车太快、车距太近容易发生交通事故,车辆在急转弯时容易侧翻等,车辆行驶中要保持安全车距,限制车速,禁止超载等
知识点三、二力平衡
1. 一个物体在两个力的作用下,若保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的
2. 二力平衡的条件(等大、反向、共线、同物)
①两个力作用在同一物体上; ②两个力大小相同;
③两个力方向相反; ④两个力作用在同一直线上。
3. 探究二力平衡的条件的实验
(1) 实验中,不考虑小卡片或塑料板;
(2) 通过改变钩码的个数来改变力的大小;
(3) 通过把小卡片旋转后,来探究两个力在同一直线这一条件;
(4) 如果要探究两个力作用在同一物体上,接下来的操作是用剪刀从小卡片的中间剪开。
4. ★【重难】平衡力与相互作用力的区别:
平衡力
相互作用力
定义
物体同时受到两个力的作用且处于平衡状态,这两个力叫做平衡力
物体间发生相互作用时产生的
两个力叫做相互作用力
相同点
①大小相等(等大);②方向相反(反向);③作用在同一直线上(共线)
不
同
点
作用对象
两个力同时作用在同一物体上
分别作用在不同物体上
力的性质
两个力的性质不一定相同
两个力的性质相同
力的作用效果
两个力作用的效果是相互抵消
两个力分别产生各自的效果
作用时间
两个力是独立的
两个力同时产生,同时消失
常考例子
重力和支持力
压力和支持力
5. 力和运动的关系
知识点四、摩擦力
1. 摩擦力的含义及产生的条件
(1) 含义:两个 的物体,当它们做 或有 时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力。
注意:①固体、液体、气体都会产生摩擦力;②相同条件下,液体摩擦力比气体摩擦力大。
2. 摩擦力的分类
摩擦力
摩擦力
摩擦力(两个物体相对静止时,接触面间产生的阻碍相对运动趋势的力)
摩擦力
摩擦力
★滑动摩擦力:
①大小与物体作匀速直线运动时的拉力相等且大小不会变化。②光滑表面的滑动摩擦力为0。
(摩擦力大小=拉力,只要物体保持静止,其拉力多大,摩擦力就多大,随推力变化而变化)
(1) 判断一个物体是否受到静摩擦力作用的方法:
①假设两个物体的接触面是绝对光滑的;
②判断出一个物体相对于另一个物体是否会运动;
③若会运动则受静摩擦力的作用,且方向与物体相对运动方向相反;
3. 摩擦力的方向
由于摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势,
因此摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反
(1) ①物体B受到向右拉力F而向右运动,则物体B受到地面给它的滑动摩擦力水平向左;
②物体A原本静止,而B开始向右运动,则A由于惯性要保持原本的静止状态,有向左运动的趋势,故A受到的静摩擦力水平向右。
(2) 左图:物体静止,它有向下运动的趋势,故它受到的静摩擦力竖直向上。
右图:物体静止,它有向斜下方运动的趋势,故它受到的摩擦力沿斜面向上
(3) 刚启动:皮带轮上的物体受到的摩擦力向右。匀速运动:皮带轮上的物体不受摩擦力。
(注意:物体与皮带轮之间相对静止,故要用相对运动趋势来判断,而不是它们的运动方向v)
4. 摩擦力的特点
(1) 摩擦力是一种接触力。
(2) 产生的效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
注意:摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。
5.没有摩擦力,将会出现的结果:
⑴人不能行走;⑵自行车和汽车不能行驶(后轮是主动轮,前轮是从动轮);⑶不能用筷子夹东西吃;
5. 影响摩擦力大小的因素
(1) 影响滑动摩擦力大小的因素:仅仅与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与其他无关。
(2) 与接触面的粗糙程度有关:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3) 与压力大小有关:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
6. 用下列实验装置探究“影响滑动摩擦力的因素”
(1) 实验时所用的木板要足够长,以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程
(2) 实验时应保持弹簧测力计与长木板平行
(3) 实验中要做到匀速拉动木块不好实现,可做以下改进:将弹簧测力计的挂钩与木块相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验(如图所示)。这样不用做匀速直线运动,弹簧测力计静止时便可读数;摩擦力大小不能直接测量,是根据平衡力特点间接得出的
7. 增大或减小摩擦的方法
(1) 摩擦力的利与弊
(1) 有益摩擦:鞋底花纹、防滑垫、拉弦、皮带轮运货;
(2) 有害摩擦:滑梯、机器转轴、旱冰鞋。
(2) 增大或减小摩擦的方法
方法
举例
增大有益摩擦
增加压力
将传送带的皮带张紧
增大接触面的粗糙程度
车轮上凹凸不平的花纹,运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦
火车、汽车在紧急制动时,制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦
减小压力
推动熄火汽车使其再次启动,让乘客下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度
冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦
轮滑鞋
使接触面分离
给机械部件加润滑油,气垫船、磁悬浮列车
模块二:习题精练
题型一:牛顿第一定律
[例题1] (2024•仙居中考二模)物体在太空中处于失重状态,在空间站中,王亚平将“冰墩墩”抛出,同学们预测并绘制“冰墩墩”在空中每隔0.5秒的位置,其中最接近真实情况的是( )
A. B.
C. D.
[例题2] (2025•宁波江北实验中学)如图所示,火车在水平铁轨上匀速直线行驶,车厢内水平光滑桌面上放着物体A、B,A的质量较大,在火车突然停止时,两物体会由于惯性而运动,在它们离开桌面前( )
A.一定相碰 B.一定不相碰 C.可能相碰 D.无法判断
[例题3] (2025•余姚市)北京时间2024年5月7日11时21分,我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号丙运载火箭,搭载发射的海王星01星等4颗卫星顺利进入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若卫星绕地球做匀速圆周运动时,受到的所有外力同时消失,卫星将( )
A.做匀速直线运动 B.慢慢停下来 C.竖直下落 D.做匀速圆周运动
[例题4] (2024•宁波市四校联考)如图所示的是研究牛顿第一定律的实验。
(1) 实验时要让同一辆小车从斜面的相同高度滑下,目的是使小车到达在三种不同表面上运动的
相等。
(2) 在相同的实验条件下,小车在木板表面上滑行的距离最远,但最后还是会停下来,这是因为力是
(选填“改变”或“维持”)物体运动的原因。
(3) 如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块状态如图(b)。根据牛顿第一定律可知,小车运动状态可能是向 (选填“左”或“右”)加速。
题型二:惯性
[例题5] (2025•湖州一模)为促进学生身心发展,我市多校已落实课间15分钟,针对课间的各项活动,下列叙述正确的是( )
A. 踢足球时,足球受到惯性的作用继续往前运动
B. 垫排球时,向上运动的排球相对于人的手静止
C. 打乒乓球时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D. 打羽毛球时,球拍发生形变是因为受到力的作用
[例题6] (2025•宁海八上期中)在笔直的公路上行驶的汽车里悬挂一小球,如图所示,在汽车前进的方向上,当悬线摆向前方与竖直方向成一角度时,说明汽车在( )
A.加速行驶 B.减速行驶 C.匀速行驶 D.无法确定
[例题7] (2025•温州中考二模)图1是某滑冰场地示意图,图2是运动员起跑时的场景。
(1) 起跑时,运动员向后蹬地人就快速向前运动,这说明 。
(2) 图1中,两名运动员分别在1、2道次,沿箭头方向从b线同时出发,并同时滑过a线。若1、2道次运动员的速度分别为v1和v2,请比较v1和v2的大小关系: 。
(3) 滑过终点后,运动员由于具有 ,还会向前滑行一段距离。
[例题8] (2024春•浦江县校级月考)(1)如图乙,将瓶子静止平放在桌面上,用水平力突然向右推动瓶子,会看到瓶中原有的一个气泡瞬间向 (选填“左”或“右”)运动。
(2)小浦用矿泉水瓶做实验。如图甲,他用水平力推动底部时,瓶子沿桌面平稳地移动:他用相同的水平力推瓶盖时,瓶子翻了,验证的是力的作用效果与力的 有关。
题型三:二力平衡
[例题9] (2025•宁波海曙)假设有一个不受力的物体,在做匀速直线运动,突然受到如图所示的两个力时,物体仍能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
[例题10] 如图是上海博物馆埃及展中的一个雕像。下列关于该雕像分析正确的是( )
A. 雕像受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B. 雕像受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C. 雕像受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D. 雕像对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
[例题11] (2024•宁波余姚期中)如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
[例题12] (2024•台州黄岩九上期末)小黄利用轻薄的硬铁片,设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中,最不能保持稳定的是( )
A. B. C. D.
题型四:摩擦力
[例题13] (2025•创新教育协作体)如图,木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到F1、F2和摩擦力三个力的作用,当F1=10N、F2=2N时木块处于静止状态。若撤去力F1,则下列说法正确的是( )
A.木块将向左运动 B.木块受到滑动摩擦力
C.木块共受到3个力作用 D.木块受到的摩擦力为2N
[例题14] (2025•宁波外国语)如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为的四块相同的砖,用两个大小均为的水平力压木板,使砖静止不动,则第3块砖对第4块砖的摩擦力大小和方向分别为( )
A.mg、竖直向下 B.mg、竖直向上 C.2mg、竖直向下 D.2mg、竖直向上
[例题15] (2025•宁波)在水平桌面上放着A、B两个相同的木块,A、B两个木块用绳子相连,在力F1和F2作用下匀速向右运动,已知F1=2N,F2=6N,则木块A与桌面的摩擦大小为 N;绳子对B的拉力大小为 N。
[例题16] (2025•杭州拱墅)在学完运动和力相关知识后,请你用所学知识解决下列问题:
(1) 小李和小明分别为1.5m/s和2m/s的速度一前一后在行走,以小李为参照物,小明是________(选填“运动”或“静止”)的。小李的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是________(选填“向前”或“向后”)。
(2) 小王将弹簧秤(弹簧秤重力不计)连接在两个完全相同的木块之间,用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,此时测力计的示数为________牛。
模块三:巩固提升
1. (2025•镇海区立人中学) 如图所示,小姜一家人周末去杭州湾方特游乐园玩海盗船,当小姜荡到右边最高点时,所有外力全部消失,此时小姜会( )
A.继续向右运动 B.从右向左运动 C.竖直向下运动 D.静止不动
2. (2024春•金华期末)向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示,若不考虑空气阻力的影响,则对篮球在空中运动过程中的相关描述不正确的是( )
A.只受到重力的作用
B.运动形式为曲线运动
C.最高点时速度不为零
D.同时受到重力和手的推力的作用
3. (2024春•杭州市萧山城区5校联考)滑板是一项很“酷”的运动。当小科以速度v冲到斜坡的图中位置时,若外力全部消失,则小科与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.水平方向匀速直线运动
4. (2024春•金华兰溪)下列与惯性有关的生活现象中,为了防止物体惯性带来危害的是( )
A.锤头松了,将锤柄向下撞击地面,锤头紧套在锤柄上
B.洗过手后,用力向下甩手,可以甩掉手面上的水珠
C.汽车行驶时,驾驶员需佩戴安全带
D.跳远运动员为了跳得更远,在起跳前总要助跑一段距离
5. (2023春•温州南浦)学校组织了“文史理不分家”的跨学科项目化学习,让同学们通过收集资料的过程进一步提高对于力学的认识和思考,请回下题。
(1) 《墨经·经上》对力的定义:“力,形之所以奋也”,意为力是改变物体运动状态的原因。以下支持这一观点的事例是( )
A.水平抛出的皮球成一条弧线落回地面 B.用力拉弓,把弓拉弯
C.弹簧测力计下挂上重物后弹簧变长 D.被踢的足球离开脚后仍能继续前进
踢毽子起源于汉代,《事物纪原》记载:“今小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢……”。毽子被踢出后的运动轨迹如图所示,则毽子( )
A.在上升过程中受到平衡力的作用 B.上升到最高点时受到平衡力的作用
C.在下落过程中受到平衡力的作用 D.在落地后受到平衡力的作用
6. (2025春•宁波第七中学八上期末)下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B. C. D.
7. (2025春•浙江省创新教育初中协作体)用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来,如图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F,并对小球b施加一个水平向右的恒力F,最后达到平衡。平衡后状态可能是图( )
A. B. C. D.
8. (2025•宁波常春藤)如图,用F=10N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B受到的摩擦力的大小及方向为( )
A.10N,向左 B.4N,向右 C.10N,向右 D.4N,向左
9. (2025•绍兴月考)如图所示,将小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿 (填字母)路线继续运动,你判断的依据是 ;若当小球滚至右侧最高点时,撤去所有外力,它将 。
10. (2024春•金华义乌)如图甲是小科用三根铜管制成的简易风铃,其中位于中间的B管挂有重物。
(1) 小科发现有风时,A管比B管更容易发生晃动,这是因为 。
(2) 铜管晃动后,相互碰撞能发出声音,用手捏紧铜管,发声也就停止,这说明 。
(3) 如图乙,小科把风铃挂在车上,当车辆向前启动时,风铃将向 运动(选填“前”或“后”)。
11. (2025•宁波常春藤)利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
(1) 将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,卡片两边所受的拉力大小 (填“相等”或“不相等”);
(2) 为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片 ,释放时观察其是否保持平衡;
(3) 该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是 ;
(4) 在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是 。
12. 某兴趣小组的同学们在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1) 甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小 (填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力的大小;
(2) 对比甲乙两次实验可知其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越 ;
(3) 通过对比 两次实验可知,其他条件相同时,接触面越 (填“粗糙”或“光滑”),滑动摩擦力越大;
(4) 同学们在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,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置_____________(填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
13. (2023春•北仑区校级月考)为节约能源,打造绿色城市,太原市的出租车全部换成了电动出租车,如图所示,一辆质量约为1.2t的电动出租车,在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求出租车在水平路面上匀速行驶时:
(1) 出租车受到的支持力大小为多少?
(2) 出租车受到的阻力为多少?
(3) 出租车的牵引力是多大?
14. (2024春•杭州)如图所示,小车在10牛作用下向右运动时,质盘为100千克的物体A处于静止状态。请在图中画出物体A所受到的摩擦力和它对小车压力的示意图(g=10N/kg)。
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2.2 运动与相互作用
模块一:知识精讲
知识点一、牛顿第一定律
(1) 人们认识力的过程:
科学家
提出的观点
亚里士多德
力是维持物体运动的原因
伽利略
物体在运动中不受力的作用,其速度将保持不变(第一个否定亚里士多德观点)
笛卡儿
如果运动物体不受到任何力的作用,它将永远沿原来的方向做匀速直线运动
牛顿
运动的物体在不受任何外力作用时,总保持匀速直线运动状态,而静止的物体在不受外力作用时,总保持原来的静止状态
(2) 牛顿第一定律(惯性定律):
①研究方法:在大量科学实验的基础上,通过归纳和科学推理概括出来的
②内容:★【背】一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或勾速直线运动状态。
③揭示力与运动的本质:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
知识点二、惯性
1. 惯性定义:一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质,这种性质叫做惯性。
惯性
牛顿第一定律
区别
一切物体的属性、性质
一种运动规律
无条件,任何时候都存在
有条件:不受外力
联系
物体具有惯性,不受外力时能保持原来的运动状态,∴牛顿第一定律又称为惯性定律。
(1) 对惯性的三点认识:
①普遍性:一切物体(固/液/气体)在任何情况下都具有惯性,惯性是一切物体的固有属性。
②决定因素:惯性由物体质量决定。
③惯性与力的区别:
A. 力是物体对物体的作用,力既有大小,又有方向;
B. 惯性是每个物体都有的属性、性质,惯性不是力,惯性只有大小,没有方向;
C. 不能说成“惯性力”、“受惯性作用”、“产生惯性”、“出现惯性”、“克服惯性”;正确表述为:由于惯性、具有惯性
2. 生活中的惯性现象
· 跳远时的助跑:利用惯性使自己跳得更远
· 拍打衣服上的灰尘:灰尘因惯性离开衣服
· 洗衣机脱水(泼水节泼出去的水):水因惯性被甩出
· 汽车刹车时乘客向前倾:因惯性保持原来的运动状态
· 锤头松了时敲击锤柄:锤头由于惯性继续向下从而套紧
· 纸飞机离手、足球离脚:由于惯性继续运动
· 汽车转弯时:人由于惯性向外侧靠
人在船上跳起由于惯性落在原地:当跳起来,人和船都以相同速度前进,∴会落在原地;
飞机投下的几枚导弹由于惯性继续向前运动,水平方向速度不变,就会呈一条直线
3. 惯性利用:锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下就可套紧锤头;跳远时助跑可以跳得更远;拍打衣服除掉上面的灰尘;洗手后用力甩手可去除手上附着的水珠等
4. 惯性危害:骑车太快、车距太近容易发生交通事故,车辆在急转弯时容易侧翻等,车辆行驶中要保持安全车距,限制车速,禁止超载等
知识点三、二力平衡
1. 一个物体在两个力的作用下,若保持静止或匀速直线运动状态,就说明这两个力是平衡的
2. 二力平衡的条件(等大、反向、共线、同物)
①两个力作用在同一物体上; ②两个力大小相同;
③两个力方向相反; ④两个力作用在同一直线上。
3. 探究二力平衡的条件的实验
(1) 实验中,不考虑小卡片或塑料板;
(2) 通过改变钩码的个数来改变力的大小;
(3) 通过把小卡片旋转后,来探究两个力在同一直线这一条件;
(4) 如果要探究两个力作用在同一物体上,接下来的操作是用剪刀从小卡片的中间剪开。
4. ★【重难】平衡力与相互作用力的区别:
平衡力
相互作用力
定义
物体同时受到两个力的作用且处于平衡状态,这两个力叫做平衡力
物体间发生相互作用时产生的
两个力叫做相互作用力
相同点
①大小相等(等大);②方向相反(反向);③作用在同一直线上(共线)
不
同
点
作用对象
两个力同时作用在同一物体上
分别作用在不同物体上
力的性质
两个力的性质不一定相同
两个力的性质相同
力的作用效果
两个力作用的效果是相互抵消
两个力分别产生各自的效果
作用时间
两个力是独立的
两个力同时产生,同时消失
常考例子
重力和支持力
压力和支持力
5. 力和运动的关系
知识点四、摩擦力
1. 摩擦力的含义及产生的条件
(1) 含义:两个相互接触的物体,当它们做相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力。
注意:①固体、液体、气体都会产生摩擦力;②相同条件下,液体摩擦力比气体摩擦力大。
2. 摩擦力的分类
摩擦力
动摩擦力
静摩擦力(两个物体相对静止时,接触面间产生的阻碍相对运动趋势的力)
滑动摩擦力
滚动摩擦力
★滑动摩擦力:
①大小与物体作匀速直线运动时的拉力相等且大小不会变化。②光滑表面的滑动摩擦力为0。
(摩擦力大小=拉力,只要物体保持静止,其拉力多大,摩擦力就多大,随推力变化而变化)
(1) 判断一个物体是否受到静摩擦力作用的方法:
①假设两个物体的接触面是绝对光滑的;
②判断出一个物体相对于另一个物体是否会运动;
③若会运动则受静摩擦力的作用,且方向与物体相对运动方向相反;
3. 摩擦力的方向
由于摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势,
因此摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反
(1) ①物体B受到向右拉力F而向右运动,则物体B受到地面给它的滑动摩擦力水平向左;
②物体A原本静止,而B开始向右运动,则A由于惯性要保持原本的静止状态,有向左运动的趋势,故A受到的静摩擦力水平向右。
(2) 左图:物体静止,它有向下运动的趋势,故它受到的静摩擦力竖直向上。
右图:物体静止,它有向斜下方运动的趋势,故它受到的摩擦力沿斜面向上
(3) 刚启动:皮带轮上的物体受到的摩擦力向右。匀速运动:皮带轮上的物体不受摩擦力。
(注意:物体与皮带轮之间相对静止,故要用相对运动趋势来判断,而不是它们的运动方向v)
4. 摩擦力的特点
(1) 摩擦力是一种接触力。
(2) 产生的效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
注意:摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。
5.没有摩擦力,将会出现的结果:
⑴人不能行走;⑵自行车和汽车不能行驶(后轮是主动轮,前轮是从动轮);⑶不能用筷子夹东西吃;
5. 影响摩擦力大小的因素
(1) 影响滑动摩擦力大小的因素:仅仅与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与其他无关。
(2) 与接触面的粗糙程度有关:当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3) 与压力大小有关:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
6. 用下列实验装置探究“影响滑动摩擦力的因素”
(1) 实验时所用的木板要足够长,以保证木块在木板上滑动时有匀速直线运动的过程
(2) 实验时应保持弹簧测力计与长木板平行
(3) 实验中要做到匀速拉动木块不好实现,可做以下改进:将弹簧测力计的挂钩与木块相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验(如图所示)。这样不用做匀速直线运动,弹簧测力计静止时便可读数;摩擦力大小不能直接测量,是根据平衡力特点间接得出的
7. 增大或减小摩擦的方法
(1) 摩擦力的利与弊
(1) 有益摩擦:鞋底花纹、防滑垫、拉弦、皮带轮运货;
(2) 有害摩擦:滑梯、机器转轴、旱冰鞋。
(2) 增大或减小摩擦的方法
方法
举例
增大有益摩擦
增加压力
将传送带的皮带张紧
增大接触面的粗糙程度
车轮上凹凸不平的花纹,运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦
火车、汽车在紧急制动时,制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦
减小压力
推动熄火汽车使其再次启动,让乘客下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度
冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦
轮滑鞋
使接触面分离
给机械部件加润滑油,气垫船、磁悬浮列车
模块二:习题精练
题型一:牛顿第一定律
[例题1] (2024•仙居中考二模)物体在太空中处于失重状态,在空间站中,王亚平将“冰墩墩”抛出,同学们预测并绘制“冰墩墩”在空中每隔0.5秒的位置,其中最接近真实情况的是( )
A. B.
C. D.
【详解】物体在太空中处于失重状态,不受任何力,根据牛顿一定律可知,王亚平将“冰墩墩”抛出,BCD不符合题意。“冰墩墩”将做匀速直线运动,故A符合题意。故选A。
[例题2] (2025•宁波江北实验中学)如图所示,火车在水平铁轨上匀速直线行驶,车厢内水平光滑桌面上放着物体A、B,A的质量较大,在火车突然停止时,两物体会由于惯性而运动,在它们离开桌面前( )
A.一定相碰 B.一定不相碰 C.可能相碰 D.无法判断
【详解】在小车突然停止时,由于是光滑的桌面,A和B在水平方向不受力的作用,由牛顿第一定律可知,两物体都要保持原来的速度匀速向前运动,由于A和B都是匀速运动,所以A与B之间距离不变,故A与B不会相碰,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
[例题3] (2025•余姚市)北京时间2024年5月7日11时21分,我国在太原卫星发射中心成功发射长征六号丙运载火箭,搭载发射的海王星01星等4颗卫星顺利进入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若卫星绕地球做匀速圆周运动时,受到的所有外力同时消失,卫星将( )
A.做匀速直线运动 B.慢慢停下来 C.竖直下落 D.做匀速圆周运动
【详解】根据牛顿第一定律可知,正在运动的物体,如果它受到的所有外力同时消失,就是说该物体受力为零,所以该物体将做匀速直线运动。绕地球做匀速圆周运动的卫星,处于运动状态,所以如果它受到的所有外力同时消失,卫星将做匀速直线运动,故选项A正确,BCD错误。故选A。
[例题4] (2024•宁波市四校联考)如图所示的是研究牛顿第一定律的实验。
(1) 实验时要让同一辆小车从斜面的相同高度滑下,目的是使小车到达在三种不同表面上运动的
相等。
(2) 在相同的实验条件下,小车在木板表面上滑行的距离最远,但最后还是会停下来,这是因为力是
(选填“改变”或“维持”)物体运动的原因。
(3) 如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块状态如图(b)。根据牛顿第一定律可知,小车运动状态可能是向 (选填“左”或“右”)加速。
【答案】(1)速度; (2)改变; (3)左
【详解】(1)根据控制变量法,小车应从斜面同一高度上由静止滑下,使其到达水平面的初始速度相等。(2)由图可知,在相同的实验条件下,小车在木板表面上滑行的距离最远,这说明小车在木板表面受到的阻力最小,小车最终停下来是因为受到阻力的作用,由此可知,力是改变物体运动状态的原因。
(3)木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速运动时,下端受摩擦力随车减速,由于惯性木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;
当小车向左加速运动时,下端受摩擦力随车加速,由于惯性,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒。
题型二:惯性
[例题5] (2025•湖州一模)为促进学生身心发展,我市多校已落实课间15分钟,针对课间的各项活动,下列叙述正确的是( )
A. 踢足球时,足球受到惯性的作用继续往前运动
B. 垫排球时,向上运动的排球相对于人的手静止
C. 打乒乓球时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D. 打羽毛球时,球拍发生形变是因为受到力的作用
【详解】A.惯性是物体保持原有运动状态的属性,并非一种“"力”,因此不能说“受到惯性的作用”,正确表述应为“足球由于惯性继续运动”。故A错误;
B.排球向上运动时,相对于手的位置不断变化,因此排球相对于手是运动的,而非静止。故B错误:
C.力的作用是相互的,球拍对球的力与球对球拍的力大小相等,方向相反,,二者不会存在大小差异。故C错误;
D.力的作用效果之一是使物体发生形变,球拍受力后发生形变符合这一原理。故D正确。故选D。
[例题6] (2025•宁海八上期中)在笔直的公路上行驶的汽车里悬挂一小球,如图所示,在汽车前进的方向上,当悬线摆向前方与竖直方向成一角度时,说明汽车在( )
A.加速行驶 B.减速行驶 C.匀速行驶 D.无法确定
【详解】根据惯性的知识,若小车做匀速直线运动,运动状态不变,则小球不会摆动,若小车向左加速,则小球由于惯性会向右摆动,若小车向左减速,则小球由于惯性向左摆动。
由图知,小球向左摆动,说明汽车相对于小球的速度减慢,在做减速运动。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
[例题7] (2025•温州中考二模)图1是某滑冰场地示意图,图2是运动员起跑时的场景。
(1) 起跑时,运动员向后蹬地人就快速向前运动,这说明 。
(2) 图1中,两名运动员分别在1、2道次,沿箭头方向从b线同时出发,并同时滑过a线。若1、2道次运动员的速度分别为v1和v2,请比较v1和v2的大小关系: 。
(3) 滑过终点后,运动员由于具有 ,还会向前滑行一段距离。
【答案】(1)物体间力的作用是相互的;(2)v<v2;(3)惯性;
【详解】(1)起跑时,运动员向后蹬地,给地一个向后的力,地给人一个向前的力,人就快速向前运动,这说明物体间力的作用是相互的。(2)由题可知,两名运动员分别在1、2道次,沿箭头方向从b线同时出发,并同时滑过a线,则所用时间相同,由图可知,2道次比1道次的路程
要长,根据 可知,V1<V2。
(3)物体有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性。所以滑过终点后,还会向前滑行一段距离,是由于运动员具有惯性。
[例题8] (2024春•浦江县校级月考)(1)如图乙,将瓶子静止平放在桌面上,用水平力突然向右推动瓶子,会看到瓶中原有的一个气泡瞬间向 (选填“左”或“右”)运动。
(2)小浦用矿泉水瓶做实验。如图甲,他用水平力推动底部时,瓶子沿桌面平稳地移动:他用相同的水平力推瓶盖时,瓶子翻了,验证的是力的作用效果与力的 有关。
【答案】(1)右;(2)作用点。
【详解】(1)瓶子静止平放在桌面上,当用水平力突然向右推动瓶子时,瓶内的液体由于惯性,要保持原来的静止状态不动,从而把气泡挤向前方,即气泡向右运动;
(2)用手推动竖放在桌子上的矿泉水瓶的底部,可以使瓶子向前移动,而用同样的力去推动竖放在桌子的瓶子的顶部,瓶子会向前倒,该现象说明:力的作用点不同,力的作用效果不同,这表明力的作用效果跟力的作用点有关。
题型三:二力平衡
[例题9] (2025•宁波海曙)假设有一个不受力的物体,在做匀速直线运动,突然受到如图所示的两个力时,物体仍能做匀速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【详解】AB.两幅图中,每个物体受到的两个力一个为5N,一个为4N,力的大小不同,不满足二力平衡的条件,两幅图中的两个物体受到的力都不是一对平衡力,故AB不符合题意;
C.图中物体受到的两个力大小相同,方向相反,作用在同一直线,符合二力平衡条件,是一对平衡力,故C符合题意;
D.图中物体受到的两个力虽大小相同、方向相反,但不在同一直线上,不符合二力平衡条件,不是一对平衡力,故D不符合题意。故选C。
[例题10] 如图是上海博物馆埃及展中的一个雕像。下列关于该雕像分析正确的是( )
A. 雕像受到的重力和它对展台的压力是一对平衡力
B. 雕像受到的重力和展台对它的支持力是一对平衡力
C. 雕像受到的重力和它对展台的压力是一对相互作用力
D. 雕像对展台的压力和展台对它的支持力是一对平衡力
【详解】A.在水平展台上,雕像受到的重力和它对展台的压力方向相同,不是一对平衡力,故A错误;B.在水平展台上,雕像受到的重力和展台对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.在水平展台上,雕像受到的重力和它对展台的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误;
D.雕像对展台的压力和展台对它的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D错误。故选B。
[例题11] (2024•宁波余姚期中)如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是( )
A.A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
【详解】A、B对A的支持力和A对B的压力,二力相互作用,作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,是一对相互作用力,故A正确;
B.A物体受到的支持力等于A的重加上压力历的大小,A物体受到的支持力与重力不相等,不是一对平衡力,故B错误;C.B物体受到的支持力等于物体A、物体B的总重力再加上压力F,故C错误;D.B物体受到A对它的压力等于A的重加上压力F,所以此压力大于F,故D错误。故选A。
[例题12] (2024•台州黄岩九上期末)小黄利用轻薄的硬铁片,设计并制作结构稳定的手机支架。下图实物模型中,最不能保持稳定的是( )
A. B. C. D.
【详解】将手机与支架看成一个整体,受到重力与支持力。根据二力平衡的条件,两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上时该物体将保持平衡状态。C 中整体受到的重力和支持力不在同一直线,重力偏右侧向下,支持力偏左侧向上,无法保持稳定。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
题型四:摩擦力
[例题13] (2025•创新教育协作体)如图,木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到F1、F2和摩擦力三个力的作用,当F1=10N、F2=2N时木块处于静止状态。若撤去力F1,则下列说法正确的是( )
A.木块将向左运动 B.木块受到滑动摩擦力
C.木块共受到3个力作用 D.木块受到的摩擦力为2N
【详解】根据图片可知,木块原来受到F1=10N,F2=2N,木块处于静止状态,由平衡条件得知,此时木块所受的静摩擦力大小为f=F1-F2=8N,所以木块所受的最大静摩擦力范围为fm≥8N;
若撤去力F1,F2=2N<fm,所以木块不能被拉动,保持静止状态,但木块有向左运动趋势,受到向右的静摩擦力作用,根据平衡力的知识可知,此时木块受到的摩擦力f=2N,所以木块受到推力F2、摩擦力、重力和支持力四个力的作用。故D正确,而A、B、C错误。故选D。
[例题14] (2025•宁波外国语)如图所示,在两块相同的竖直木板间,有质量均为的四块相同的砖,用两个大小均为的水平力压木板,使砖静止不动,则第3块砖对第4块砖的摩擦力大小和方向分别为( )
A.mg、竖直向下 B.mg、竖直向上 C.2mg、竖直向下 D.2mg、竖直向上
【详解】先对4块砖整体受力分析,受重力4mg和两侧木板对砖向上的静摩擦力2f,根据平衡条件,有2f=4mg,得f=2mg,即木板对砖的静摩擦力为2mg,对第4块砖受力分析,木板对砖的静摩擦力为2mg,方向竖直向上,自身重力为mg,方向竖直向下,第4块砖保持静止,处于平衡状态,受力平衡,所以第3块砖对第4块砖的摩擦力大小为mg,方向竖直向下,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
[例题15] (2025•宁波)在水平桌面上放着A、B两个相同的木块,A、B两个木块用绳子相连,在力F1和F2作用下匀速向右运动,已知F1=2N,F2=6N,则木块A与桌面的摩擦大小为 N;绳子对B的拉力大小为 N。
【答案】2; 4
【详解】A、6两木块一起做匀速直线运动,以整体为研究对象,整体受向左的拉力、向右的拉力戶和两个向左的摩擦力,整体受力平衡,所以F1+2f=F2
则总摩擦力:2f=F2-F1=6N-2N=4N
解得木块A与桌面的摩擦大小f=2N。
以B为研究对象,B受绳子向左的拉力、向左的摩擦力和拉力历而平衡,所以绳子对B的拉力大小为
F=F2-f=6N-2N=4N。
[例题16] (2025•杭州拱墅)在学完运动和力相关知识后,请你用所学知识解决下列问题:
(1) 小李和小明分别为1.5m/s和2m/s的速度一前一后在行走,以小李为参照物,小明是________(选填“运动”或“静止”)的。小李的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是________(选填“向前”或“向后”)。
(2) 小王将弹簧秤(弹簧秤重力不计)连接在两个完全相同的木块之间,用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,此时测力计的示数为________牛。
【答案】(1) 运动;向后 (2) 5
【详解】(1)[1]若小李和小明的速度分别为1.5米/秒和2米/秒,以小李为参照物,小明的位置发生了变化,是运动的;
[2]小李的前脚跟刚着地时,脚向前蹭地,由于力的作用是相互的,所以地面也给脚一个向后的反作用力,这个力就是脚底受到的摩擦力,因此其受到摩擦力的方向是向后。
(2)用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,整体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知整体受到的摩擦力f总=F=10N
因A、B两个木块相同(对水平面的压力相同),且接触面的粗糙程度相同,则根据影响滑动摩擦力大小的因素可知每个木块受到的摩擦力f A=f B==5N
以木块B为研究对象,因B做匀速直线运动,则木块B在水平方向上受到摩擦力和弹簧秤对它的拉力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,弹簧秤对B的拉力F拉=fB=5N
又因为力的作用是相互的,则木块B对弹簧秤的拉力也为5N,所以此时弹秤的读数为5N。
模块三:巩固提升
1. (2025•镇海区立人中学) 如图所示,小姜一家人周末去杭州湾方特游乐园玩海盗船,当小姜荡到右边最高点时,所有外力全部消失,此时小姜会( )
A.继续向右运动 B.从右向左运动 C.竖直向下运动 D.静止不动
【详解】当小姜荡到右边最高点时,小姜处于静止状态,根据牛顿一定律可得,所有外力全部消失,此时小姜会仍然静止,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
2. (2024春•金华期末)向空中斜抛出去的篮球运动轨迹如图所示,若不考虑空气阻力的影响,则对篮球在空中运动过程中的相关描述不正确的是( )
A.只受到重力的作用
B.运动形式为曲线运动
C.最高点时速度不为零
D.同时受到重力和手的推力的作用
【详解】AD、不计空气阻力,篮球在空中只受重力,不再受到手的推力,故A正确、D错误;
B、篮球在空中运动形式为曲线运动,故B正确;
C、篮球在最高点时,仍具有水平方向的速度,因此,速度不为零,故C正确。故选:D。
3. (2024春•杭州市萧山城区5校联考)滑板是一项很“酷”的运动。当小科以速度v冲到斜坡的图中位置时,若外力全部消失,则小科与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.斜向上匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.水平方向匀速直线运动
【详解】当小科以速度v冲到斜坡的图中位置时(还没有到斜坡顶端),若外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,他将保持这一瞬间的运动状态不变,即小科与滑板将斜向上做匀速直线运动。故选:B。
4. (2024春•金华兰溪)下列与惯性有关的生活现象中,为了防止物体惯性带来危害的是( )
A.锤头松了,将锤柄向下撞击地面,锤头紧套在锤柄上
B.洗过手后,用力向下甩手,可以甩掉手面上的水珠
C.汽车行驶时,驾驶员需佩戴安全带
D.跳远运动员为了跳得更远,在起跳前总要助跑一段距离
【详解】A:锤头松了,将锤柄向下撞击地面时,锤柄静止,锤头由于惯性还要保持原来的向下运动状态,结果就可以使锤头套紧在锤柄上,这是利用了惯性,故A不符合题意;
B. 洗过手后,用力向下甩手,手在外力作用下静止,水由于惯性继续运动,故可以甩掉手面上的水珠,这是利用了惯性,故B不符合题意;
C. 系安全带是为了防止紧急刹车时,车在阻力作用下停止运而司机或乘客由于惯性继续向前运动而被撞伤,这是防止惯性带来的危害,故C符合题意;
D.助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度,起跳时,人由于惯性还要保持他起跳前的速度,从而能跳得更远,这是利用了惯性,故D不符合题意。故选C。
5. (2023春•温州南浦)学校组织了“文史理不分家”的跨学科项目化学习,让同学们通过收集资料的过程进一步提高对于力学的认识和思考,请回下题。
(1) 《墨经·经上》对力的定义:“力,形之所以奋也”,意为力是改变物体运动状态的原因。以下支持这一观点的事例是( )
A.水平抛出的皮球成一条弧线落回地面 B.用力拉弓,把弓拉弯
C.弹簧测力计下挂上重物后弹簧变长 D.被踢的足球离开脚后仍能继续前进
踢毽子起源于汉代,《事物纪原》记载:“今小儿以铅锡为钱,装以鸡羽,呼为毽子,三四成群走踢……”。毽子被踢出后的运动轨迹如图所示,则毽子( )
A.在上升过程中受到平衡力的作用 B.上升到最高点时受到平衡力的作用
C.在下落过程中受到平衡力的作用 D.在落地后受到平衡力的作用
【解析】【小题1】A.水平抛出的皮球成一条弧线落回地面,说明皮球在力的作用下,运动方向不断发生变化,则表明力可以改变皮球的运动状态,故A符合题意;
B. 用力把弓拉弯,弓的形状发生了改变,说明力可以使得物体发生形变,故B不符合题意;
C. 弹簧测力计下挂上重物后,弹簧会受到重物拉力的作用弹簧在力的作用下变长,说明力可以使得物体发生形变,故C不符合题意;
D. 足球被踢离开脚后由于具有惯性而要保持原来的运动状而继续前进,故D不符合题意。故选A。
【小题2】A.毽子在上升的过程中,受到向下的重力和空阻力作用,二力方向相同,因此不是平衡力,故A不符合题意;B.毽子上升到最高点时,只受重力的作用,受到非平衡力的作用,故B不符合题意;
C.毽子在下落的过程中,受到向下的重力作用和向上的空阻力作用,但不确定毽子是否处于匀速直线运动状态,因此不确定键子是否受到平衡力的作用,故C不符合题意;
D.毽子落地后,静止在地面上,处于平衡状态,受到的是衡力,故D符合题意。故选D。
6. (2025春•宁波第七中学八上期末)下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B. C. D.
【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-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。
7. (2025春•浙江省创新教育初中协作体)用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来,如图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F,并对小球b施加一个水平向右的恒力F,最后达到平衡。平衡后状态可能是图( )
A. B. C. D.
【详解】将a、b两球连同之间的细线看成一个整体,对整体受力分析如下图所示,其中左右的拉力平衡,则可知a球上方的细线必定沿竖直方向,即上方细线的拉力F线与总重力G平衡,故ACD错误,B正确。故选B。
8. (2025•宁波常春藤)如图,用F=10N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B受到的摩擦力的大小及方向为( )
A.10N,向左 B.4N,向右 C.10N,向右 D.4N,向左
【详解】用F=10N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时A、B之间有相对滑动,AB之间存在滑动摩擦力;物块相对地面静止,处于平衡状态,B受到水平向右的拉力和水平向右的摩擦力大小相等,是一对平衡力;弹簧测力计的示数为4N,则物块B受到的摩擦力的大小为4N,方向为水平向右,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
9. (2025•绍兴月考)如图所示,将小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿 (填字母)路线继续运动,你判断的依据是 ;若当小球滚至右侧最高点时,撤去所有外力,它将 。
【答案】b;牛顿第一定律;静止
【详解】 [1] [2]由牛顿第一运动定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变。让小球从A点静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球的运动状态不会改变,故小球将沿b路线做匀速直线运动。
[3]由牛顿第一运动定律可知,物体不受外力时将保持原来的运动状态不变。当小球滚至右侧最高点时,小球瞬间速度为零,这时撤去所有外力,它将保持静止状态。
10. (2024春•金华义乌)如图甲是小科用三根铜管制成的简易风铃,其中位于中间的B管挂有重物。
(1) 小科发现有风时,A管比B管更容易发生晃动,这是因为 。
(2) 铜管晃动后,相互碰撞能发出声音,用手捏紧铜管,发声也就停止,这说明 。
(3) 如图乙,小科把风铃挂在车上,当车辆向前启动时,风铃将向 运动(选填“前”或“后”)。
【答案】(1)质量越大,惯性越大,运动状态越难以改变;(2)声音是由物体的振动产生的;(3)后。
【详解】如图甲是小科用三根铜管制成的简易风铃,其中位于中间的B管挂有重物。
(1) 因为B的质量比A大,惯性较大,运动状态不易改变,因而A管比B管更容易发生晃动;
(2) 铜管晃动后,相互碰撞能发出声音,用手捏紧铜管,振动停止,发声也就停止,这说明声音是由于物体的振动产生的。
(3) 如图乙,小科把风铃挂在车上,当车辆向前启动时,风铃由于惯性保持原来的运动状态,因而向后运动。
11. (2025•宁波常春藤)利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
(1) 将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,卡片两边所受的拉力大小 (填“相等”或“不相等”);
(2) 为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片 ,释放时观察其是否保持平衡;
(3) 该实验在选择卡片时,选用较轻卡片的目的是 ;
(4) 在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是 。
【答案】(1)相等;(2)旋转一定的角度;(3)避免卡片的自重对实验的影响;(4)作用在同一个物体上。
【详解】(1)当卡片两边所受的拉力大小相等时,卡片能够静止,处于平衡状态,说明二力平衡需要两个力大小相等。
(2)用手将卡片旋转一定的角度,此时两个力作用在不同的直线上,释放时观察其是否保持平衡,可以探究不在同一直线上的两个力是否能平衡。
(3)由于小卡片的质量很小,重力远小于卡片受 到的拉力,所以选用轻质小卡片目的是忽略卡片重力对实验的影响。
(4)当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是两个力必须在同 一物体上。
12. 某兴趣小组的同学们在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1) 甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小 (填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力的大小;
(2) 对比甲乙两次实验可知其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越 ;
(3) 通过对比 两次实验可知,其他条件相同时,接触面越 (填“粗糙”或“光滑”),滑动摩擦力越大;
(4) 同学们在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,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置_____________(填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
【答案】(1)等于;(2)大;(3)甲丙;粗糙;(4)不需要
【详解】(1)实验中匀速直线拉动木块,木块处于平衡状态,此时木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等。(2)甲、乙两次实验中,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,且压力越大,弹簧测力计的示数越大,可得到结论:其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,黑要控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,因此选择甲、丙两次实验,月可得结论为:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)丁实验中,无论怎样拉动长木板,木块相对于地面的位置不发生改变,处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数与摩擦力大小相等,因此该装置不需要长木板做匀速直线运动。
13. (2023春•北仑区校级月考)为节约能源,打造绿色城市,太原市的出租车全部换成了电动出租车,如图所示,一辆质量约为1.2t的电动出租车,在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求出租车在水平路面上匀速行驶时:
(1) 出租车受到的支持力大小为多少?
(2) 出租车受到的阻力为多少?
(3) 出租车的牵引力是多大?
【详解】(1)出租车的质量:m=1.2t=1.2×103kg,
出租车的重力:G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N;
出租车在水平公路上,出租车受到的支持力和重力是一对平衡力,则F支=G=1.2×104N;
(2)由题意可得,出租车受到的阻力:f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N,
(3)因为出租车在水平公路上匀速行驶,
所以出租车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则:F牵=f=240N。
14. (2024春•杭州)如图所示,小车在10牛作用下向右运动时,质盘为100千克的物体A处于静止状态。请在图中画出物体A所受到的摩擦力和它对小车压力的示意图(g=10N/kg)。
【详解】小车相对物体A向右运动,小车会受到物体A施加的向左的摩擦力,力的作用是相互的,因此物体A受向右的摩擦力,作用点在物体的重心上;物体A对小车的压力大小等于自身的重力,即大小为1000N,压力方向垂直接触面并指向受力物体,作用点在两物体接触面的中点上,作图如下:
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