内容正文:
运动和力
一、牛顿第一定律
1.阻力对物体运动的影响:物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了 。
2.内容:一切物体总保持 ,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
易错警示:牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的。
知识梳理 夯基础
阻力
匀速直线运动状态或静止状态
定义 物体保持原来 状态或 状态的性质叫作惯性
性质 惯性是物体的固有属性。一切物体都具有惯性。惯性大小只与物体
有关,与物体运动状态等因素无关,质量越大,惯性越
描述 只能说“具有惯性”“由于惯性”,不能说“受到惯性的作用”
利用与防止 利用:紧固锤头、拍打灰尘、助跑跳远、洗衣机脱水等
防止:安全带、安全气囊、保持车距等
3.惯性
匀速直线运动
静止
大
质量
二、二力平衡
1.物体受到几个力作用时,如果保持 状态,我们就说这几个力相互平衡,物体处于 状态。
2.条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小 、方向 ,并且在 上,这两个力就彼此平衡。
静止或匀速直线运动
平衡
相等
相反
同一直线
3.应用
(1)推断受力情况:物体在两个力的作用下处于平衡状态时,已知一个力的大小和方向,可确定另一个力的大小和方向。
(2)判断物体运动状态:如果一个物体受到的力为平衡力,则物体处于
或 状态。
静止
匀速直线运动
三、滑动摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种
的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.产生条件:a.两物体相互接触且有压力;b.接触面粗糙;c.发生相对运动。
3.方向:与物体相对运动的方向 。
4.影响因素: 、 。
阻碍相对运动
相反
接触面所受的压力
接触面的粗糙程度
5.增大摩擦的方法
(1) 压力。例:刹车时用力捏手刹。
(2) 接触面的粗糙程度。例:运动员涂防滑粉、汽车轮胎、安装防滑铁链。
(3)变滚动摩擦为滑动摩擦。例:紧急刹车车轮只滑动不滚动。
增大
增大
6.减小摩擦的方法
(1) 压力。
(2) 接触面的粗糙程度。例:冰壶运动中刷冰。
(3)变滑动摩擦为滚动摩擦。例:滚动轴承。
(4)使相互接触的摩擦面 。例:加润滑油、气垫船。
减小
减小
分开
四、力的合成
1.合力:如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果 ,这个力就叫作那几个力的合力。
2.力的合成:在物理学中,求几个力 的过程叫作力的合成。
3.同一直线上二力的合成:同一直线上的两个力,如果方向相同,合力的大小等于这两个力的大小之 ,合力的方向与这两个力的方向相同;如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之 ,合力的方向与较大的力方向一致。
相同
合力
和
差
图说物理 扣教材
1.小华在玩滑板车,向后蹬地时,受到的摩擦力方向向 ,滑板车上的轮子的作用是变滑动为 , 摩擦力;滑动时,收起脚后,滑板车由于具有 ,继续向前运动;但由于受到 的作用,会慢慢停下来;假如滑板车运动过程中,受到的外力突然消失,则它将
。
前
滚动
减小
惯性
阻力
做匀速直线运动
2.如图为汽车在平直道路上做匀速直线运动,则下列说法中错误的是
( )
A.汽车所受的牵引力和重力是一对平衡力
B.汽车所受的重力和支持力是一对平衡力
C.汽车所受的牵引力和阻力是一对平衡力
D.汽车所受的牵引力和阻力的合力为0
A
3.下列生活实例中,为了减小摩擦力的是 ,为了增大摩擦力的是 。(均选填字母)
BDEF
AC
考点突破 炼方法
考点一 牛顿第一定律 (2025省考第6题B,2024省考第5题D、第7题D)
归纳总结 (1)对牛顿第一定律的理解
(2)研究方法:实验推理法(理想实验法)。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,但它经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一。
例1 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,惯性越大,动能越大
B.物体的运动需要力来维持,汽车关闭发动机后逐渐停下来是因为不受力的作用
C.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
D.物体的运动状态改变,一定受到力的作用
D
变式1 如图所示,在探究阻力对物体运动的影响时,同学们得到如下结论,错误的是( )
A.控制小车从斜面上同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相等
B.由于惯性,小车到达水平面后继续向前运动
C.实验中主要运用了控制变量法和理想实验法
D.通过甲、乙、丙三次实验,可以直接得到牛顿第一定律
D
变式2 体育健康 单板滑雪项目的重头戏之一是U形池场地比赛,图甲是U形池场地。图乙是运动员在比赛中完成某个动作的一瞬间,下列说法中正确的是( )
A.离开U形池后还能继续运动,是因为运动员受到惯性的作用
B.运动员从离开池沿腾空至最高点的过程中运动状态一定发生改变
C.运动员在下落过程中,惯性逐渐增大
D.运动员沿内壁下滑过程中,若一切外力都消失,他将处于静止状态
B
考点二 二力平衡 (2024省考第5题B)
易错警示 平衡力与相互作用力
分类 平衡力 相互作用力
相同点 大小相等
方向相反
作用在同一直线上
不同点 作用在同一物体上 作用在两个物体上
例2 小申坐电梯回家时,电梯匀速上升。若他对电梯的压力为F1,电梯对他的支持力为F2,他受到的重力为G,则下列判断中正确的是( )
A.F1>G B.F2>G
C.F1和F2是平衡力 D.F2和G是平衡力
D
变式3 如图所示,甲、乙叠放在一起,静止在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力
B.乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力
D.甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
D
变式4 科学家常用探空气球测量气象数据。气球在空气中上升或下降时会受到空气向上的浮力(F浮)作用,同时还会受到空气的摩擦阻力(f)作用。某探空气球挂上总重G1为28 N的仪器时,正好匀速上升。当该气球挂上另一组总重G2为32 N的仪器时,气球却匀速下降。假设该气球上升或下降时所受的浮力和阻力均不变。则气球所受空气的浮力是
N,气球所受空气的阻力为 N。
30
2
考点三 摩擦力(2025省考第9题D,2024省考第7题C)
1.不同运动状态的摩擦力
例3 如图所示,将一袋大米放在匀速向右运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。请回答下列问题(填字母):
A.受到方向向右的摩擦力
B.受到方向向左的摩擦力
C.不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为 。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为 。
(3)当输送带突然制动时,米袋在水平方向上受力情况为 。
A
C
B
2.不同方向的摩擦力
方法技巧 (1)利用二力平衡判断
物体处于静止或匀速直线运动状态时:
①水平方向,摩擦力大小等于水平方向推力大小或水平方向拉力大小;
②竖直方向,摩擦力大小等于重力大小。
(2)找关键字:若题干中有“匀速”或“静止”,则利用二力平衡判断摩擦力的大小和方向,找到与摩擦力平衡的力,摩擦力与这个力大小相等、方向相反。
例4 书法是中华民族文化的瑰宝。如图所示,手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
不变
变式5 如图甲所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动,F与时间t的关系如图乙所示。0~2 s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向 (选填“左”或“右”),大小为
N;3~4 s内,文具盒所受合力的大小为 N。
左
2
1
考点四 同一直线上二力的合成
例5 (2025湖南模拟)F1和F2是同一直线上的两个力,它们的合力大小为
30 N,方向向左。已知F1的大小为40 N,关于F2的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.F2的大小一定是70 N
B.F2的大小一定是10 N
C.F2的方向一定向左
D.F2的方向可能向左,也可能向右
D
变式6 科学技术 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,返回舱在落地前的某段时间内沿竖直方向匀速下落,若降落伞和返回舱受到的重力分别为G1和G2,降落伞对返回舱的拉力为F,空气对返回舱的阻力为f,则下列关系式正确的是( )
A.f+F=G1+G2
B.f+F=G2
C.F=G1+G2+f
D.F=G2+f
B
变式7 一个竖直固定在水平地面上的管道如图甲所示,利用拉力F将一木块从管道的左端竖直拉进,右端竖直拉出。已知管道中的竖直管口对木块的挤压作用相同,并测得拉动全过程中拉力和木块移动速度随时间变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力为2 N
B.4~6 s,木块受到的摩擦力为8 N
C.0~2 s,木块受到的合力为7 N
D.2~4 s,木块受到的摩擦力最大
A
核心实验 培素养
实验1 阻力对物体运动的影响
例1 小丽利用斜面、木板、棉布、毛巾、小车探究阻力对物体运动的
影响。
毛巾表面 棉布表面 木板表面
基础设问
(1)实验方法 实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下,是为了使小车到达水平面时的 相同,这种研究问题的方法叫作
。
转换问法
(2)实验中,阻力对小车运动的影响是通过 来体现的,这里用到的物理方法是 。
速度
控制变量法
小车在水平面上运动的距离
转换法
(3)比较三次实验发现,水平面越光滑,小车受到的阻力越 ,速度减小得越 ,小车滑行的距离就越 。小丽进一步推理:若水平面绝对光滑,小车受到的阻力为0,小车将 。
小
慢
远
一直做匀速直线运动
(4)上述实验结论是小丽在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 (填字母)。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.用小磁针探究磁体周围的磁场
C.探究声能否在真空中传播
D.探究动能大小与物体质量的关系
C
拓展设问
(5)如图为高速公路上设置的紧急避险车道,通过上面探究可知,避险车道上铺上沙石是为了 ,从而减小车速;避险车道设计为斜面,从能量转化角度来看是把汽车的 能转化为 能,可以使车尽快停下来。
增大阻力
动
重力势
(6)生活实践 小丽通过上面的探究学习,思考了这样一个问题:当自己荡秋千运动到右侧最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?她做出了以下猜想,(图中的黑点表示小丽)你认为其中准确的是 。
A
(7)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答: (选填“需要”或“不需要”),为什么?
。
(8)从能量转化的角度来看,小车在水平面上运动时阻力所做的功
(选填“在毛巾上更多”“在棉布上更多”“在木板上更多”或“一样多”)。
不需要
因为滑出木板表面仍然能够看出在木板表面滑行的距离大于在棉布和
毛巾表面滑行的距离
一样多
实验2 探究二力平衡的条件
例2 小聪和小明利用下图的器材探究二力平衡的条件。
基础设问
(1)如图甲所示,小明用弹簧测力计测得铝块所受的重力为 N,他提出能否利用图甲实验装置来探究二力平衡的条件,小聪认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的拉力和重力的大小来进行比较,分析发现,在小明的方案中,在未知二力平衡条件的前提下,无法测量 力的大小,所以这一方案无法实施下去。
3.6
重
(2)装置改进 小明设计了如图乙所示的实验装置进行实验,本实验选用轻质卡片作为研究对象,是为了 ,其中滑轮的作用是 。
(3)当卡片平衡时,小明将卡片转过一个角度,松手后卡片不能平衡,这样做是为了验证 的两个力不能平衡。
(4)小明为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,下一步的做法是 。
减小物体所受重力对实验的影响
改变力的方向
不在同一直线上
用剪刀将卡片剪断
(5)小聪在进行探究时设计了如图丙所示的实验装置,他发现当左盘和右盘放相同的砝码时,木块静止不动;当将图甲中的铝块放入左盘时,右盘放三个重1 N的相同砝码时木块仍静止不动,这是由于
。
木块与桌面间存在摩擦力
拓展设问
(6)意外现象 图乙中,若小明在组装器材时,导致了一边滑轮高,一边滑轮低,则 (选填“能”或“不能”)完成实验。
(7)如图丙,若去掉右侧的砝码,左侧砝码重1 N,此时木块在水平桌面向左做匀速直线运动;恢复右侧的砝码,如果要让木块向右做匀速直线运
动,则右侧的砝码重 N。
能
2
实验3 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关
例3 小君同学在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,做了如图所示的操作。
基础设问
(1)实验中小君应该用弹簧测力计拉着木块在接触面上做 运动,根据 知识可知,木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)如果小君想探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,他应选择
两次实验进行探究。
匀速直线
二力平衡
甲、乙
(3)比较如图乙、丙所示实验可得出的结论是
。
在接触面粗糙程度相同
时,压力越大,滑动摩擦力越大
(4)在图戊实验中,若斜向上拉动木块做匀速直线运动,则相比水平匀速拉动,木块A受到的滑动摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
拓展设问
(5)小君把木块沿竖直方向截掉一部分后,继续图甲的操作,测得摩擦力减小,由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他探究过程中存在的问题是 ,改进方法是
。(木块各表面粗糙程度相同)
没有控制压力相等
将木块不同表面放在木板上,做匀速直线运动,读出弹簧测力计的示数
(6)小君刚开始拉木块时,他的水平拉力逐渐增大,但木块仍静止,木块所受的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”);木块被拉动,且越来越快,小君读出某一时刻弹簧测力计的示数为2 N,他认为这时摩擦力的大小为2 N,他操作中的错误是 。
变大
木块未做匀速直线运动
(7)装置改进 小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丁所示,将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块受到的摩擦力方向
,大小为 N。这样改进的好处是
。
水平向右
3
不需要拉动木板
做匀速直线运动,便于实验操作,弹簧测力计静止,便于读数
3
(9)刚开始小君做第1次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图像如图己所示,木块的速度随时间变化的图像如图庚所示,则木块在第7 s时的摩擦力大小为 N。
3
聚焦湖南 明考向
1.(2024湖南)如图所示,探究“阻力对物体运动的影响”实验中,保持同一小车每次从斜面同一高度由静止滑下,只改变水平木板表面的粗糙程度,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小车在水平木板上运动过程中只受摩擦力的作用
B.小车在粗糙程度不同的水平木板表面滑行的距离相同
C.水平木板表面越粗糙,该小车在水平木板上运动时所受的摩擦力越大
D.该实验能直接验证当物体受到的阻力为0时,物体将一直做匀速直线运动
C
2.(2025长沙)“丢沙包”是一种深受同学们喜爱的课间游戏。如图所
示,小星将沙包抛出,沙包脱手后( )
A.由于惯性继续运动
B.做匀速直线运动
C.不受任何力的作用
D.始终受平衡力的作用
A
3.(2025石峰区模拟)如图所示是同学们在操场上练习立定跳远时的情景,下列分析正确的是( )
A.起跳前,人受到的重力和他对地面的压力是平衡力
B.起跳时,双脚向后蹬地利用了力的作用是相互的
C.腾空时,人运动到最高点时处于平衡状态
D.落地时,人由于受到惯性力的作用身体会向前倾
B
4.(2025珠晖区校级二模)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,记录了小车在不同材料的水平面上移动的距离s,如表所示。
水平面材料 毛巾 棉布 木板
小车移动的距离s/cm 19.3 27.8 39.2
关于该实验和记录数据,下列说法不正确的是( )
A.三次实验需让小车从同一斜面的顶端由静止滑下
B.小车在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最小
C.小车在水平面上滑行时,受到的阻力越小,速度减小得越慢
D.该实验可以直接得出:小车运动时如果不受阻力,小车就会做匀速直线运动
D
5.(2025郴州一模)劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.图甲:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.图甲:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力等于摩擦力
C.图乙:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.图乙:平板车下边装有轮子是为了增大摩擦
B
[变情境多设问]小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面,松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落。黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用,小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 的观点正确,请简要说明理由:
。
下落过程中黑板擦和黑板面之间接触但是没有挤压作用,它们之
间没有压力,所以它们之间不存在摩擦力
小华
6.(2025长沙模拟)如图,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,B物块受到水平向左拉力F=8 N,此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动,则B对A的摩擦力为 N,B对水平桌面的摩擦力方向是水平向 。
0
左
[变情境多设问] 如图所示,用8 N的力沿水平方向拉动物体B,使物体B在水平放置的木板A上向左做匀速直线运动。则物体B所受摩擦力为
N;木板A上表面所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”)。
8
左
7.(2025长沙)小湘在研究影响滑动摩擦力大小的因素时,用相同的木块和木板做了三次实验,如图所示。
等于
(1)水平向右匀速拉动木块时,木块受到的滑动摩擦力大小 弹簧测力计的示数。
(2)由图可知,当接触面粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越 。
(3)小湘想用相同材料的接触面来探究滑动摩擦力大小是否与接触面的粗糙程度有关,她应该选择 。
A.较光滑的木板、较粗糙的木板、粗糙的木板
B.木板、毛巾、棉布
大
A
(8)小芳在做图丁实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块有滑出木板表面的时候,摩擦力大小为 N。
$