专题07 力与运动(培优讲义)(5考点+3实验+4命题突破+4个难点)(全国通用)2026年中考物理一轮复习高效培优系列
2025-12-30
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2份
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69页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 运动和力 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.77 MB |
| 发布时间 | 2025-12-30 |
| 更新时间 | 2026-02-05 |
| 作者 | 飞哥初高物数研究员 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-12-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55697662.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中物理讲义聚焦“力与运动”中考核心专题,覆盖力的基本认知、二力平衡、牛顿第一定律等考点,以“基础→效果→运动关系→平衡状态”为主线构建知识体系。通过考点深解、实验探究、命题突破等环节,帮助学生系统梳理知识联系,突破受力分析等难点,体现复习的系统性和针对性。
亮点在于融合科学思维与科学探究,如“阻力对运动影响”实验采用理想实验法培养科学推理能力,“二力平衡与相互作用力区分”通过对比表格强化模型建构。分层设计典例变式与练测提能,助力学生高效掌握考点,教师可据此精准把控复习节奏,提升学生应考能力。
内容正文:
专题07 力与运动
目 录
目标导图
考点深解
考点1 力的基本认识(基础核心) / 考点2 力的作用效果(中考核心)
考点3 二力平衡与相互作用(核心重点) / 考点4 牛顿第一定律(理论核心)
考点5 力与运动(核心应用)
实验探究
实验1 探究阻力对物体运动的影响 / 实验2 探究二力平衡的条件
实验3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
命题突破
突破1 力的基本概念与作用效果 / 突破2 运动和力的关系判断
突破3 二力平衡的判断与应用 / 突破4 惯性的理解与应用
重难攻坚
难点1 受力分析与运动状态综合判断 / 难点2 二力平衡与相互作用力的区分
难点3 摩擦力的分析与计算 / 难点4 力与图像的结合问题
练测提能
1. 复习主线:以“力的基础认知→力的作用效果→运动和力的关系→惯性与平衡状态”为核心,覆盖力的描述、二力平衡、惯性应用及实际场景分析,适配中考一轮“夯实基础、对接考点、强化逻辑”的需求;
2. 关键线索:以力的三要素、力与运动的辩证关系(受力情况决定运动状态)、平衡与非平衡状态的区别为核心对比内容,结合实验探究与生活应用,系统梳理知识关联,强化对“力是改变物体运动状态的原因”核心思想的理解与应用。
◇考点 1 力的基本认识(基础核心)
1. 力的定义与基本特征
(1)核心定义:力是物体对物体的作用(力不能脱离物体独立存在,需同时有施力物体和受力物体);
(2)基本特征:
①相互性:物体间力的作用是相互的(施力物体同时也是受力物体,如推墙时人会受到墙的反作用力);
②力的三要素:力有大小、方向、作用点,缺一不可;
(3)力的单位:牛顿(N),1N约为托起两个鸡蛋的力(中考常考估测)。
2. 力的描述
对比项
力的图示
力的示意图
核心定义
用带箭头的线段精确表示力的三要素
用带箭头的线段粗略表示力的三要素
标度要求
必须画出标度(规定单位长度代表的力的大小)
无需画标度,线段长度大致反映力的大小即可
精准度
精准表示(线段长度需按标度严格绘制)
粗略表示(侧重体现力的方向和作用点)
中考应用场景
较少考查,仅在明确要求“精确表示”时出现
高频考查,作图题核心考点(如画重力、支持力示意图)
示意图说明
3. 常见的力(中考常考分类与判断)
力的类型
产生条件
大小特点
方向特征
重力(G)
地球对物体的吸引
G=mg,其中g=9.8N/kg
竖直向下(指向地心)
弹力(如支持力、拉力)
物体发生弹性形变后恢复原状时产生
与形变程度有关(弹性限度内)
支持力垂直于接触面;拉力沿绳/弹簧方向
摩擦力(f)
接触面粗糙、物体间有压力、发生相对运动或相对运动趋势
静摩擦力与外力平衡;滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关
与相对运动/趋势方向相反
易|错|提|醒
1. 易错点:认为“力可以脱离物体存在”(错误,如“孤掌难鸣”体现力的作用需两个物体);
2. 易混点:“竖直向下”与“垂直向下”(重力方向是竖直向下,而非垂直于接触面,如斜面上的物体重力仍竖直向下);
3. 必记点:力的示意图必须画箭头(方向)、标大小、注明作用点,缺一不可(中考作图题常因遗漏扣分)。
◇考点 2 力的作用效果(中考核心)
1. 力的两大作用效果
作用效果
具体表现
中考常考实例
改变物体形状
物体发生形变(可恢复的弹性形变、不可恢复的塑性形变)
压弯直尺、拉伸弹簧、捏扁橡皮泥
改变物体运动状态
速度大小改变(静止→运动、运动→静止、加速、减速);运动方向改变(如曲线运动)
推静止的小车(速度从0变大);刹车时汽车减速;抛出的篮球做曲线运动
2. 运动状态不变的两种情况(平衡状态)
(1)静止状态:物体速度为0,且运动状态不发生变化(如放在水平桌面的书本);
(2)匀速直线运动状态:物体速度大小和方向都不变(如匀速行驶的高铁);
(3)核心逻辑:物体运动状态不变 ↔ 不受力或受平衡力(中考常考受力分析判断)。
易|错|提|醒
1. 易错点:认为“物体运动状态改变一定是速度大小改变”(忽略运动方向改变,如匀速圆周运动,速度大小不变但方向改变,运动状态仍改变);
2. 易混点:“形变”与“运动状态改变”的区别(力的作用效果可能同时出现,如踢球时球既发生形变又改变运动状态);
3. 必记点:“静止或匀速直线运动”是平衡状态的标志,对应的受力情况一定是平衡力(中考常考受力分析题的突破口)。
◇考点 3 二力平衡与相互作用力(核心重点)
1. 二力平衡的条件(中考必背)
(1)核心条件:同一物体、大小相等、方向相反、作用在同一直线上(简称“同体、等大、反向、共线”);
(2)平衡状态与二力平衡的关系:物体受二力平衡 → 处于平衡状态(静止或匀速直线运动);反之,物体处于平衡状态 → 受平衡力(可能是二力平衡,也可能是多力平衡);
(3)中考常考实例:水平匀速行驶的汽车(牵引力与阻力平衡)、静止在桌面的物体(重力与支持力平衡)。
2. 二力平衡与相互作用力的区别(中考选择高频)
对比项
二力平衡
相互作用力(作用力与反作用力)
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
力的性质
可以是不同性质的力(如重力与支持力)
一定是相同性质的力(如弹力与弹力、摩擦力与摩擦力)
同时性
同时产生、同时消失(如物体离开桌面,重力仍在但支持力消失,二力平衡消失)
同时产生、同时消失(如推墙时,人对墙的推力与墙对人的反作用力同时存在)
示意图说明
“同体、等大、反向、共线”
“异体、等大、反向、共线”
易|错|提|醒
1. 核心区别:二力平衡的关键是“同体”,相互作用力的关键是“异体”(中考常考判断,如“桌面对书本的支持力与书本对桌面的压力”是相互作用力,而非二力平衡);
2. 实验易错:忽略摩擦力对实验的影响(如用木块做实验时,需保证桌面光滑);
3. 判断误区:认为“大小相等、方向相反的两个力一定是平衡力”(缺少“同体、共线”条件,如相互作用力也满足大小相等、方向相反,但异体)。
◇考点 4 牛顿第一定律(理论核心)
1. 牛顿第一定律(惯性定律)
(1)实验基础:伽利略理想斜面实验(中考常考实验推理过程);
(2)核心内容: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(中考常考定律表述填空);
(3)实验原理:
理想斜面(无摩擦),小球从左侧斜面某高度滑下,沿右侧斜面上升到同一高度;将右侧斜面倾斜,由于光滑,小球将会上升到相同的高度,逐渐倾斜右侧斜面,直到水平,小球不能在上升到相同的高度,将一直匀速运动下去。
(4)关键理解:力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因(推翻“力是维持运动的原因”的错误观点);
2. 惯性的定义与应用
(1)核心定义:物体具有保持原来运动状态不变的性质(一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性);
(2)影响因素:惯性大小只与物体的质量有关(质量越大,惯性越大),与速度、运动状态无关(中考常考判断);
(3)中考常考实例:
①利用惯性:跳远助跑、拍打衣服除尘、投掷铅球;
②防止惯性危害:汽车安全带、限速行驶、保持车距;
易|错|提|醒
1. 牛顿第一定律误区:认为“牛顿第一定律可以通过实验直接验证”(错误,理想斜面实验是推理得出,实际中不存在不受力的物体);
2. 惯性理解误区:认为“速度越大,惯性越大”(错误,惯性只与质量有关,如高速行驶的小汽车惯性小于静止的大货车);
3. 表述误区:“物体受到惯性作用”(错误,惯性是性质,不是力,应说“物体由于惯性或具有惯性或由于惯性的缘故”);
4. 应用误区:混淆“利用惯性”与“防止惯性危害”(如限速行驶是防止惯性危害,而非利用)。
◇考点 5 力与运动(生活应用)
1. 常见场景受力分析与运动状态判断
场景类型
受力情况
运动状态
示意图说明
中考常考考点
静止在水平桌面
重力G、支持力N(二力平衡)
平衡状态(静止)
二力平衡条件判断、力的示意图绘制
水平匀速行驶的汽车
重力G、支持力N(竖直平衡);牵引力F、阻力f(水平平衡)
平衡状态(匀速直线运动)
、
多力平衡分析、牵引力与阻力的关系
水平加速行驶的汽车
重力G、支持力N(竖直平衡);牵引力F>阻力f(水平非平衡)
非平衡状态(加速直线运动)
、
合外力方向与运动方向的关系
自由下落的物体
重力G(忽略空气阻力,合外力=G)
非平衡状态(加速直线运动)
自由下落的苹果
力与运动关系应用、速度变化分析
1.如图所示,下列关于物体的受力示意图正确的是( )
A. 正在水中下沉的小球 B. 正在空中飞行的排球
C. 沿光滑斜面下滑的物块 D.悬挂在天花板上静止的球
2.如图所示,在国产动漫电影《哪吒之魔童闹海》中,哪吒酷爱踢毽子,因此在校园掀起了一股踢毽子热潮。毽子被小明同学竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.毽子在最高点时处于平衡状态
B.毽子到最高点时所有外力都消失,毽子将保持静止
C.毽子离开脚后继续上升是因为受到惯性作用
D.毽子在地面静止时,受到的支持力和重力是一对相互作用力
3.如图所示,木块A下面是一长木板,小濮将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块A,并用力拉着长木板沿水平地面向左运动,当木块A相对于地面静止时,弹簧测力计的示数等于木块A所受摩擦力的大小。则下列说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力的方向向左
B.长木板所受摩擦力的方向向左
C.木块A所受摩擦力与长木板所受摩擦力的大小相等
D.当拉动木板的速度变大时,弹簧测力计的示数变大
4.(多选)如图所示,在靠得较近的两辆小车上分别放甲、乙磁铁,同时松开两磁铁后,发现两小车同时由静止向两侧运动。以下由该现象得出的结论中,正确的是( )
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态
C.相互作用的两个力同时发生 D.相互作用的两个力方向相同
5.在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子,瓶内有一个小气泡,如图所示,当小车突然向左运动时,瓶内的小气泡相对于瓶子 选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”,理由是: 。
6.在篮球比赛休息间隙,小王低头琢磨着力与运动的关系:篮球向下撞击地面,球却会向上弹起,说明力的作用是 的,篮球的运动由下落变成上升,说明力改变了物体的 。撞击地面的瞬间篮球发生了 。
7.在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的长度x作出的F-x图线如图所示。
(1)该图线不过原点的原因是 。
(2)根据图象可知在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成 。
8.小邹在探究重力的方向时,将如图甲所示的装置放在水平桌面上,逐渐改变木板和桌面的夹角β,会观察到悬线OA的方向 (选填“改变”或“不变”),说明重力的方向总是 。小邹自制的水平仪,它由装有水和气泡且两端封闭的透明塑料管固定在薄木板上组成的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则该桌面 (选填“左”或“右”)端高。
9.如图所示,物体重20N,现用30N的水平力把物体按在竖直墙上,物体受到的摩擦力大小是 N;当增大水平压力,物体受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力F1=6N,F2=24N,图乙中A受摩擦力的方向是水平向 ,物体B与桌面的摩擦力为 N。
11.如图甲所示,将质量为M的物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的轻质细线通过定滑轮与小桶B相连,不计细线及滑轮摩擦。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A刚好沿水平桌面向右做匀速直线运动,此时物块A受到的合力大小为 ;再对物块A施加一个水平向左的拉力F,如图乙所示,物块A又沿水平桌面向左做匀速直线运动,则拉力F的大小是 。(用已知物理量表示)
◇实验 1 探究阻力对物体运动的影响
实验设计
让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,如图所示,改变水平面表面的粗糙程度,使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾,第二次铺棉布,第三次将棉布去掉,只剩下木板,比较小车每次在水平面上滑行的距离。
实验器材
小车、木板、毛巾、棉布
进行实验与收集证据
(1)在水平面上铺上毛巾,让小车从斜面上适当位置自由滑下,观察小车的运动距离并记录。
(2)撤去毛巾,在水平面上铺上棉布,让小车从斜面上相同位置自由滑下,观察小车的运动距离并记录。
(3)撤去棉布,在水平面上铺上木板,让小车从斜面上相同位置自由滑下,观察
车的运动距离并记录。
实验条件和记录情况如下表:
接触面
小车受到的阻力
小车运动的距离
毛巾表面
较大
较近
棉布表面
较小
较远
木板表面
最小
最远
实验结论
对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。
(1)小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越慢。
(2)若运动的物体不受阻力,物体的运动速度将不会减小,就保持做匀速直线运动。
交流与评估
(1)让小车分别从同一斜面的顶端由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板等)可以改变小车受到的阻力。
(3)实验中阻力大小的表现:平面越光滑,小车运动距离越远,表明小车受到的阻力越小。
(4)推论:在水平面上运动的小车,如果受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。
(5)斜面的作用:使小车获得一定的速度。
(6)研究方法:控制变量法、转化法、科学推理法。
易|错|提|醒
(1)控制变量法的运用:要探究阻力对物体运动的影响,就要控制小车在水平面上开始运动时的速度相同,改变小车受到的阻力,进行实验。
(2)转换法的运用:通过小车运动距离的远近来判断阻力对运动的影响。
(3)理想实验法的运用:
①一些物理现象,由于受实验条件限制,无法直接验证,需要先进行实验,再进行合理推理,才能得出结论,这种方法称为理想实验法,又叫实验推理法。
②探究阻力对运动的影响的实验运用了理想实验法;探究真空不能传声的实验也运用了理想实验法。
◇实验 2 探究二力平衡的条件
实验设计
以小车为研究对象,用砝码通过细线拉小车,观察在什么情况下小车能平衡,从而得出二力平衡的条件。
实验器材
小桌、小车、托盘、砝码、定滑轮
进行实验与收集证据
(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加砝码。实验装置如图所示。
(2)用手按住小车不动,在两托盘里加质量不相等的砝码,放手后观察小车运动状态的变化。
(3)用手按住小车不动,在两托盘里加质量相等的砝码,放手后观察小车运动状态的变化。
(4)在两托盘里加入质量相等的砝码,用手旋转小车至某一角度后释放,观察小车运动状态的变化。
实验条件和记录情况如下表:
小车在水平方向所受二力的情况
小车运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
不相等
相反
是
是
相等
相反
是
否
相等
相反
否
是
不相等
相反
是
是
分析论证
(1)法码质量不同时,小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上,小车由静止变为运动;砝码质量相同时,小车不动,其运动状态没有改变。
(2)旋转小车放手后,小车发生转动,运动状态发生改变。
实验结论
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。这就是二力平衡的条件。
注意事项
为避免阻力对实验的影响:(1)选用了小车而不选用木块,(2)探究力的大小时,两边砝码选择质量差别大的,避免两侧的砝码质量不相等但小车仍然处于静止状态。
实验改进与创新
实验改进
用小卡片探究二力平衡的条件:
实验设计
(1)该方案以小卡片为研究对象,钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
(2)当两线端所挂钩码质量相等时,小卡片静止;当两线端所挂钩码质量不等时,小卡片运动;把小卡片转过一个角度,再松手时,小卡片转动;用剪刀把小卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动。
实验探究
(1)探究平衡的两个力是否在同一直线上:保持两边砝码质量相等,将卡片扭转一定的角度。
(2)探究平衡的两个力是否大小相同:保持两个力在同一条直线上,改变卡片两边所挂钩码的质量。
(3)探究平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力在同一条直线上,两边砝码的质量相等,用剪刀剪开卡片。
交流与评估
(1)选择轻质小卡片减小重力对实验的影响。(卡片重相对钩码重可以忽略)
(2)定滑轮的作用:改变力的方向。
(3)控制变量的应用。
◇实验 3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验设计
用弹簧测力计拉动木块在水平长木板上做匀速直线运动,测出木块受的摩擦力,再改变木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度进行多次实验,找到滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。
实验原理
在水平桌面上,用弹簧测力计水平向右拉动木块,使其做匀速运动,根据二力平衡的知识可知,木块所有的欢动摩擦力就等于弹簧测力计的示数。
进行实验并收集证据
(1)如图甲所示,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,读出弹簧测力计的示数即木块此时受到的摩擦力,并记录在表格中;
(2)如图乙所示,在木块上加一个砝码,再测出木块此时受到的摩擦力,并记录在表格;
(3)如图丙所示,在长木板上铺上毛巾,再将木块放在毛巾上,然后测出木块此时受到的摩擦力,并记录在表格中。
实验序号
实验条件
摩擦力f/N
压力情况
接触面情况
1
等于木块的重力
较光滑
0.9
2
等于木块和砝码的总重力
较光滑
1.6
3
等于木块的重力
较粗糙
2.1
分析
与论证
(1)由甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由甲、丙两次实验可知,压力一定,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
实验结论
接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
交流与评估
(1)实验中的探究方法:控制变量法和转换法。
控制变量法:
①探究滑动滑动摩擦力的大小与压力的关系:控制接触面的粗糙程度不变,改变物块对接触面的压力。
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系:控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
(2)用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的目的是:使木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
实验评估
实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此,将实验方案改进如下:
木块位于长木板上,用弹簧测力计拉住一端,弹簧测力计的另一端固定。改进后,水平向右拉动长木板,当木块保持静止时,木块处于平衡状态,此时无论长木板是否做匀速直线运动,都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。
实验拓展1
实验目的
探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系
进行步骤
(1)把木块平放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F1。
(2)把木块侧放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F2。
分析论证
实验序号
接触面材料
压力大小
受力面积大小
摩擦力大小
1
长木板
相同
大
0.8N
2
长木板
相同
小
0.8N
实验结论
在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
实验拓展2
实验目的
探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系
进行步骤
(1)把木块与砝码放在木板上面,以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F1。
(2)保持压力、粗糙程度都相同,以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F2。
分析论证
实验次数
接触面材料
压力大小
运动速度
摩擦力大小
1
长木板
相同
0.1m/s
0.7N
2
长木板
相同
0.2m/s
0.7N
实验结论
在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与运动速度的大小无关。
1.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面同一高度由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)每次让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是:使小车到达水平面时的 相同,这种研究问题的方法是 ;
(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)小车在棉布表面运动,如果刚好滑到了木板最右端,接下来改在木板上实验,最合理的操作方法是 ;
A.增加木板的宽度 B.增加木板的长度
C.降低小车释放的高度 D.减轻小车的质量
(4)由此实验可联想到汽车由于具有 ,刹车时不能立即停下。雨天驾驶时应该 (选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离;
(5)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。图丁中的摆球从A点由静止释放摆到右端最高点C时,如果小球所受的力全部消失,小球将会 (选填“往回摆”、“静止”或“做匀速直线运动”)。
2.小佳同学探究“二力平衡条件”的实验。
(1)实验目的:物体只在两个力的作用下,分别处于静止状态或 状态时,探究两个力之间的关系。
(2)甲、乙两组同学设计了不同的实验装置,小佳认为乙同学的装置更好,原因 。
(3)当左、右两盘中的砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对 。
(4)小车处于静止后,将小车扭转一个角度松手后,小车将 (选填“保持静止”或“扭转回来”)。说明二力平衡时,要满足两个力 的条件。
(5)在图丙中,小卡片已处于静止状态,小明用剪刀把小卡片一剪两半,纸片向两边运动。这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足哪个条件? 。
3.小明利用下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。
(1)每次实验都用弹簧测力计拉动物块沿水平方向做匀速直线运动,在实验图乙中物块所受的摩擦力为 N;
(2)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲和 (选填序号)两次实验,可得结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 ;
(4)小明猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积的大小有关。于是他将图甲中的物块沿竖直方向截去一半后,测得剩余一半物块所受的滑动摩擦力变小了,由此得出:滑动摩擦力的大小会随接触面积的减小而减小。这个结论是 (选填“正确”或“错误”),理由是: ;
(5)小明对实验装置进行了改动,如图丁所示,重复实验,发现效果更好,实验中,小明 (选填“需要”或“不需要”)向右匀速拉动长木板,此时物块所受到的摩擦力的方向为 (选填“水平向左”或“水平向右”)。
◇突破 1 力的概念与作用效果
典例1(2025·四川达州·中考真题)母亲节,小超特意为妈妈做了一份爱心菜——番茄炒蛋。做菜过程中涉及到许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.用锅铲翻炒菜,说明力可以改变物体的运动状态
B.清洗完番茄用力甩出手上的水滴,这是由于水滴受到惯性的作用
C.鸡蛋与碗相碰蛋碎碗完好,说明碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
D.灶台上的空锅静止时,它受到的重力和灶台对它的支持力是一对相互作用力
变式1-1(2025·黑龙江·一模)如图所示是200米自由泳比赛时,运动员加速冲刺时的情景,下列说法不正确的是( )
A.运动员的运动状态发生改变
B.使运动员向前运动的力的施力物体是运动员
C.运动员所受重力的方向是竖直向下的
D.运动员对水的推力和水对运动员的推力是一对相互作用力
变式1-2(2025·海南省直辖县级单位·二模)如图所示是利用气球制作的“喷气火箭”模型。当气球的口部向左喷射气体时,气球本身会向右滑动。以下对该实验分析错误的是( )
A.物体间力的作用是相互的
B.力能改变物体的运动状态
C.使气球运动的施力物体是气球内喷出的气体
D.气球喷气时,气球受到的推力和摩擦力是一对平衡力
◇突破 2 运动和力的关系判断
典例2(2025·江苏南京·中考真题)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( )
A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的
C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
变式2-1(2025·河南郑州·一模)如图,将一小球通过一根轻质绳悬挂在固定的钉子上,让小球在竖直平面内摆动,就构成了一个单摆(不考虑绳的重力和一切摩擦阻力),下列分析正确的是( )
A.假设小球摆到O点时所有外力消失,小球将静止在O点
B.小球摆到最高点时,速度为零,此时受平衡力的作用
C.在O点时绳子对小球的拉力与小球的重力大小相等
D.小球摆到A点时,球对绳的拉力和绳对球的拉力是一对相互作用力
变式2-2(2025·福建厦门·二模)如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时,撤去拉力F,木块继续滑动至C点停止。下列说法中正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力
B.木块在BC段运动得越来越慢,是由于木块受到的摩擦力越来越大
C.木块在BC段运动得越来越慢,是由于没有外力维持运动
D.木块在AB段运动得越来越快,是由于有外力来改变运动
◇突破 3 二力平衡的判断与应用
典例3(2025·四川巴中·中考真题)如图所示,运动员尝试做以下四个动作,下列动作无法保持平衡的是( )
A. B. C. D.
解|题|思|维
在分析力学问题中,判断物体是否处于平衡状态及所受力是否为平衡力是核心。首先需明确平衡状态包括静止或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零。对于二力平衡,需紧扣“同物、等大、反向、共线”四个条件,缺一不可。而相互作用力虽也满足“等大、反向、共线”,但关键区别在于作用在两个不同物体上。
变式3-1(2025·广西贺州·一模)如图所示,一方形磁铁吸在竖直放置的铁板上,当将重物A置于磁铁上方时,磁铁匀速下滑,则以下说法正确的是( )
A.磁铁受到的摩擦力等于磁铁的重力
B.A对磁铁的压力与磁铁对A的支持力是一对平衡力
C.磁铁受到平衡力的作用
D.铁板表面是光滑的
变式3-2(2025·广东广州·二模)图中水平圆盘绕固定轴转动,盘上物块相对于盘静止,随盘在水平面运动,则物块( )
A.处于平衡状态
B.有惯性,运动状态保持不变
C.所受支持力与它对盘的压力二力平衡
D.所受支持力是由于圆盘发生弹性形变产生的
◇突破 4 惯性的理解与应用
典例4(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是 (选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在 (选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
解|题|思|维
在分析惯性问题时,需紧扣“物体保持原有运动状态不变的性质”这一核心定义。惯性是物体的固有属性,其大小仅由质量决定,与物体的运动状态、是否受力等因素无关。解题时,首先明确研究对象在“变化前”的运动状态,再分析“变化瞬间”物体所受外力的变化情况,由于惯性,物体在不受外力或所受合外力为零时,将保持原运动状态;若受力但合力不足以瞬间改变其运动状态,则在某一方向上仍会体现出保持原状态的趋势。
变式4-1(2025·甘肃白银·一模)高铁列车在平直轨道上匀速向西行驶,此过程中列车的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小明发现桌上茶杯中的水面突然变为如图所示的情形,此时列车向西做 (选填“加速”或“减速”)运动。
变式4-2(2025·河南安阳·一模)如图所示,两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球,球中装有适量的水,并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时,你认为气球会突然 (选填“变大”“变小”或“不变”),理由是 。
◇难点 1 受力分析与运动状态综合判断
核心难点+方法突破
核心难点:多个力作用时,难以准确分析受力情况,且无法关联运动状态判断受力是否平衡。
方法突破:
(1)受力分析步骤:先分析重力,再分析接触力(支持力、压力、摩擦力),最后分析其他力(如拉力);
(2)运动状态关联:静止或匀速直线运动→受力平衡(即合力为 0);加速、减速、转弯→受力不平衡(合力不为 0)。
典例5(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,小木块B与长木板A叠放在水平台面上,对长木板A施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为3N,小木块B相对于台面静止,长木板A恰好向右做匀速直线运动,长木板A与台面间滑动摩擦力的大小是 N。不计绳重、绳与滑轮间的摩擦。
变式5-1(2025·江苏常州·二模)如图所示,木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态,此时猴子所受摩擦力的大小为 N。某一瞬间细绳断裂,猴子立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度保持不变,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。(g=10N/kg)
变式5-2(2025·河南郑州·一模)如图所示,小木块A与长木板B叠放在水平台面上,对长木板B施加一个水平向右的拉力F,当F=5N时,弹簧测力计的示数为2N,小木块A保持静止,长木板B恰好向右做匀速直线运动,下列说法中不正确的是( )
A.B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右
B.地面对B产生的滑动摩擦力大小为3N,方向水平向左
C.B相对A向右运动,所以B受到A向左的摩擦力
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,则地面对B产生的滑动摩擦力不变
◇难点 2 二力平衡与相互作用力的区分
典例6(2025·四川凉山·中考真题)西昌湿地公园内有由甲、乙、丙三块石头堆叠而成的艺术作品(如图),下列说法中正确的是( )
A.乙受到的重力大小等于丙对它支持力的大小
B.甲对乙的压力与乙受到的重力是相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的作用力是平衡力
D.地面受到丙的压力,是由于地面发生弹性形变后要恢复原状所产生
易错提醒
(1)相互作用力一定是 “两个物体之间的相互作用”,且方向相反、大小相等;
(2)二力平衡的两个力 “作用在同一物体上”,可以是不同性质的力(如重力和支持力);
(3)不要仅凭 “大小相等、方向相反” 判断,必须关注 “作用物体” 这一关键条件。
变式6-1(2025·云南玉溪·一模)如图所示,新型磁悬浮蓝牙音箱主要由上部的发声体和下部的底座构成。它利用磁力使上部的发声体静止悬浮在空中播放音乐。下列说法正确的是( )
A.发声体受到的磁力大于它的重力 B.发声体受到的磁力与重力是一对相互作用力
C.发声体受到的磁力与重力是一对平衡力 D.发声体没有受到任何力的作用
变式6-2(2025·安徽·二模)如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,则( )
A.猴子所受摩擦力与重力是一对平衡力
B.木杆所受摩擦力与重力是一对平衡力
C.木杆所受摩擦力与猴子所受重力是一对平衡力
D.猴子所受摩擦力与木杆所受摩擦力是一对平衡力
◇难点 3 摩擦力的分析与计算
典例7(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
变式7-1(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)在水平地面上的一个木箱质量为6kg,小刘同学用10N的水平力推它没有推动,这时木箱受到的摩擦力为 N;用15N的水平力去推,木箱做匀速直线运动,如果用20N的水平力去推木箱使其加速运动,则木箱受到的摩擦力为 N。
变式7-2(2025·吉林长春·模拟预测)如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为10N,B放在A上。
(1)用200N的水平推力F将物体A压在墙上处于静止状态。物体A与墙面的接触面积为0.2m2,则物体A对墙的压强为 Pa;
(2)当物体A和物体B一起匀速下滑时,物体A所受到的摩擦力为 N,物体B所受到的摩擦力为 N;
(3)在推力F保持不变时,将物体B取走,在物体A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则力F1的大小为 N。
◇难点 4 力与运动图像的结合问题
典例8(多选)(2025·云南玉溪·二模)如图甲所示,粗糙程度不变的水平地面上,物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.t=1s时,物体受到摩擦力等于2N B.拉力为6N时,物体做匀速直线运动
C.4∼6s,物体运动路程为6m D.4-6s,拉力F的功率为12W
变式8-1(2025·山东东营·一模)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,其和图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当时,物体受到的摩擦力是 N,方向水平 (选填“向左”或“向右”),当时,物体受到的摩擦力是 N。
变式8-2(2025·北京海淀·二模)图1中物体M静置在水平桌面上,力传感器(相当于测力计)通过细线与M相连。从时起,缓慢增大细线对M的拉力F,6s后某时刻M开始相对桌面运动,此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0~9s内F随时间t变化的图像。实验中,细线始终保持水平。下列说法正确的是( )
A.在2~5s内,M所受摩擦力为0
B.在0~3s内,F对M所做的功为6J
C.若9s后F增大为6N,则M所受摩擦力也增大为6N
D.若9s时撤去F,则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N
1.(2025·云南西双版纳·一模)如图所示,滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力。下列说法正确的是( )
A.起跳上升过程中,运动员的动能在增加
B.以滑板为参照物,运动员始终是静止的
C.由于惯性,越过杆后运动员仍会落在滑板上
D.匀速滑行时,运动员所受重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力
2.(2025·河南平顶山·二模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知物体A重30N,物体B重5N,此时物体A受到的摩擦力为f。若对物体A施加一个水平向左的拉力F,使物体A刚好匀速向左运动(不计绳重、滑轮重及绳和滑轮间摩擦)。下列说法正确的是
A.A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对平衡力
B.物体A匀速向左运动时,向左的拉力F为10N
C.物体A受到的摩擦力为10N
D.无论物体A向左或向右运动,A受到的摩擦力大小和方向都不变
3.(2025·山东泰安·三模)在做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时,将木块A放置于水平木板B上,加载一个砝码,把弹簧测力计系在A上,并固定在墙上,如图所示,的水平拉力匀速拉动物体B时,物体A静止,弹簧测力计示数如图所示,当向左拉动B时,弹簧测力计指针稳定。下列讨论中( )
①木板B与地面间的摩擦力是,方向水平向右;
②物块A和砝码所受的重力和木板B对A的支持力是一对平衡力;
③若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数将变大;
④此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系。
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
4.(24-25九年级下·山东潍坊·期中)如图所示,轻弹簧两端分别与竖直墙面和物体M相连,物体M放于粗糙水平面上,静止时弹簧的长度小于原长。现用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推M,直到将M推动,弹簧对M的弹力为,地面对M的摩擦力为。在M被推动之前的过程中,下列分析正确的是( )
A.逐渐增大 B.先减小后增大
C.和的合力方向始终向左 D.和弹簧对墙的推力是一对相互作用力
5.(2025·安徽铜陵·一模)如图所示,物体A受到水平向左的拉力大小保持不变,且物体A与水平面之间的摩擦力大小也保持不变,当B的重力为时,物体A水平向左做匀速直线运动;当B的重力为时,物体A水平向右做匀速直线运动,则 。
6.(2025·黑龙江大庆·二模)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力,滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为 N;当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N。
7.(2025·四川达州·一模)如图所示,水平向右的拉力下作用于物块A,通过动滑轮拉动着物体B向右做匀速直线运动,使物体B在3s内向右移动了4.5m。地面对B的摩擦力大小是4N,拉力F大小等于20N;在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,则物块A受到的摩擦力大小是 N,移动的速度是 m/s,拉力F的功率是 W。
8.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,一重为G的木块放在水平面上,上表面固定一轻滑轮(不计滑轮摩擦),一端固定在右侧墙上,另一端始终用大小为F1的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ,木块对桌面的压力 G(选填“=”、“>”或“<”)。若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,这时拉力大小为F2,则F2 (选填“=”、“>”或“<”)。
9.如图所示,A、B两物体叠放在一起,已知GA=30N,GB=20N,在F1=10N和F2=5N的作用下,A和B一起向右做匀速直线运动,则:B受到的摩擦力为 N,方向 ;地面给A的摩擦力,大小为 N,方向 。
10.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
11.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示,由图象可知,0~3s内物体处于 状态,推力对物体做功 J,t=5s时,物体受到的摩擦力是 N。
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专题07 力与运动
目 录
目标导图
考点深解
考点1 力的基本认识(基础核心) / 考点2 力的作用效果(中考核心)
考点3 二力平衡与相互作用(核心重点) / 考点4 牛顿第一定律(理论核心)
考点5 力与运动(核心应用)
实验探究
实验1 探究阻力对物体运动的影响 / 实验2 探究二力平衡的条件
实验3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
命题突破
突破1 力的基本概念与作用效果 / 突破2 运动和力的关系判断
突破3 二力平衡的判断与应用 / 突破4 惯性的理解与应用
重难攻坚
难点1 受力分析与运动状态综合判断 / 难点2 二力平衡与相互作用力的区分
难点3 摩擦力的分析与计算 / 难点4 力与图像的结合问题
练测提能
1. 复习主线:以“力的基础认知→力的作用效果→运动和力的关系→惯性与平衡状态”为核心,覆盖力的描述、二力平衡、惯性应用及实际场景分析,适配中考一轮“夯实基础、对接考点、强化逻辑”的需求;
2. 关键线索:以力的三要素、力与运动的辩证关系(受力情况决定运动状态)、平衡与非平衡状态的区别为核心对比内容,结合实验探究与生活应用,系统梳理知识关联,强化对“力是改变物体运动状态的原因”核心思想的理解与应用。
◇考点 1 力的基本认识(基础核心)
1. 力的定义与基本特征
(1)核心定义:力是物体对物体的作用(力不能脱离物体独立存在,需同时有施力物体和受力物体);
(2)基本特征:
①相互性:物体间力的作用是相互的(施力物体同时也是受力物体,如推墙时人会受到墙的反作用力);
②力的三要素:力有大小、方向、作用点,缺一不可;
(3)力的单位:牛顿(N),1N约为托起两个鸡蛋的力(中考常考估测)。
2. 力的描述
对比项
力的图示
力的示意图
核心定义
用带箭头的线段精确表示力的三要素
用带箭头的线段粗略表示力的三要素
标度要求
必须画出标度(规定单位长度代表的力的大小)
无需画标度,线段长度大致反映力的大小即可
精准度
精准表示(线段长度需按标度严格绘制)
粗略表示(侧重体现力的方向和作用点)
中考应用场景
较少考查,仅在明确要求“精确表示”时出现
高频考查,作图题核心考点(如画重力、支持力示意图)
示意图说明
3. 常见的力(中考常考分类与判断)
力的类型
产生条件
大小特点
方向特征
重力(G)
地球对物体的吸引
G=mg(g=9.8N/kg,中考常考计算)
竖直向下(指向地心)
弹力(如支持力、拉力)
物体发生弹性形变后恢复原状时产生
与形变程度有关(弹性限度内)
支持力垂直于接触面;拉力沿绳/弹簧方向
摩擦力(f)
接触面粗糙、物体间有压力、发生相对运动或相对运动趋势
静摩擦力与外力平衡;滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关
与相对运动/趋势方向相反
易|错|提|醒
1. 易错点:认为“力可以脱离物体存在”(错误,如“孤掌难鸣”体现力的作用需两个物体);
2. 易混点:“竖直向下”与“垂直向下”(重力方向是竖直向下,而非垂直于接触面,如斜面上的物体重力仍竖直向下);
3. 必记点:力的示意图必须画箭头(方向)、标大小、注明作用点,缺一不可(中考作图题常因遗漏扣分)。
◇考点 2 力的作用效果(中考核心)
1. 力的两大作用效果
作用效果
具体表现
中考常考实例
改变物体形状
物体发生形变(可恢复的弹性形变、不可恢复的塑性形变)
压弯直尺、拉伸弹簧、捏扁橡皮泥
改变物体运动状态
速度大小改变(静止→运动、运动→静止、加速、减速);运动方向改变(如曲线运动)
推静止的小车(速度从0变大);刹车时汽车减速;抛出的篮球做曲线运动
2. 运动状态不变的两种情况(平衡状态)
(1)静止状态:物体速度为0,且运动状态不发生变化(如放在水平桌面的书本);
(2)匀速直线运动状态:物体速度大小和方向都不变(如匀速行驶的高铁);
(3)核心逻辑:物体运动状态不变 ↔ 不受力或受平衡力(中考常考受力分析判断)。
易|错|提|醒
1. 易错点:认为“物体运动状态改变一定是速度大小改变”(忽略运动方向改变,如匀速圆周运动,速度大小不变但方向改变,运动状态仍改变);
2. 易混点:“形变”与“运动状态改变”的区别(力的作用效果可能同时出现,如踢球时球既发生形变又改变运动状态);
3. 必记点:“静止或匀速直线运动”是平衡状态的标志,对应的受力情况一定是平衡力(中考常考受力分析题的突破口)。
◇考点 3 二力平衡与相互作用力(核心重点)
1. 二力平衡的条件(中考必背)
(1)核心条件:同一物体、大小相等、方向相反、作用在同一直线上(简称“同体、等大、反向、共线”);
(2)平衡状态与二力平衡的关系:物体受二力平衡 → 处于平衡状态(静止或匀速直线运动);反之,物体处于平衡状态 → 受平衡力(可能是二力平衡,也可能是多力平衡);
(3)中考常考实例:水平匀速行驶的汽车(牵引力与阻力平衡)、静止在桌面的物体(重力与支持力平衡)。
2. 二力平衡与相互作用力的区别(中考选择高频)
对比项
二力平衡
相互作用力(作用力与反作用力)
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
力的性质
可以是不同性质的力(如重力与支持力)
一定是相同性质的力(如弹力与弹力、摩擦力与摩擦力)
同时性
同时产生、同时消失(如物体离开桌面,重力仍在但支持力消失,二力平衡消失)
同时产生、同时消失(如推墙时,人对墙的推力与墙对人的反作用力同时存在)
示意图说明
“同体、等大、反向、共线”
“异体、等大、反向、共线”
易|错|提|醒
1. 核心区别:二力平衡的关键是“同体”,相互作用力的关键是“异体”(中考常考判断,如“桌面对书本的支持力与书本对桌面的压力”是相互作用力,而非二力平衡);
2. 实验易错:忽略摩擦力对实验的影响(如用木块做实验时,需保证桌面光滑);
3. 判断误区:认为“大小相等、方向相反的两个力一定是平衡力”(缺少“同体、共线”条件,如相互作用力也满足大小相等、方向相反,但异体)。
◇考点 4 牛顿第一定律(理论核心)
1. 牛顿第一定律(惯性定律)
(1)实验基础:伽利略理想斜面实验(中考常考实验推理过程);
(2)核心内容: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(中考常考定律表述填空);
(3)实验原理:
理想斜面(无摩擦),小球从左侧斜面某高度滑下,沿右侧斜面上升到同一高度;将右侧斜面倾斜,由于光滑,小球将会上升到相同的高度,逐渐倾斜右侧斜面,直到水平,小球不能在上升到相同的高度,将一直匀速运动下去。
(4)关键理解:力是改变物体运动状态的原因,而非维持物体运动的原因(推翻“力是维持运动的原因”的错误观点);
2. 惯性的定义与应用
(1)核心定义:物体具有保持原来运动状态不变的性质(一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性);
(2)影响因素:惯性大小只与物体的质量有关(质量越大,惯性越大),与速度、运动状态无关(中考常考判断);
(3)中考常考实例:
①利用惯性:跳远助跑、拍打衣服除尘、投掷铅球;
②防止惯性危害:汽车安全带、限速行驶、保持车距;
易|错|提|醒
1. 牛顿第一定律误区:认为“牛顿第一定律可以通过实验直接验证”(错误,理想斜面实验是推理得出,实际中不存在不受力的物体);
2. 惯性理解误区:认为“速度越大,惯性越大”(错误,惯性只与质量有关,如高速行驶的小汽车惯性小于静止的大货车);
3. 表述误区:“物体受到惯性作用”(错误,惯性是性质,不是力,应说“物体由于惯性或具有惯性或由于惯性的缘故”);
4. 应用误区:混淆“利用惯性”与“防止惯性危害”(如限速行驶是防止惯性危害,而非利用)。
◇考点 5 力与运动(生活应用)
1. 常见场景受力分析与运动状态判断
场景类型
受力情况
运动状态
示意图说明
中考常考考点
静止在水平桌面
重力G、支持力N(二力平衡)
平衡状态(静止)
二力平衡条件判断、力的示意图绘制
水平匀速行驶的汽车
重力G、支持力N(竖直平衡);牵引力F、阻力f(水平平衡)
平衡状态(匀速直线运动)
、
多力平衡分析、牵引力与阻力的关系
水平加速行驶的汽车
重力G、支持力N(竖直平衡);牵引力F>阻力f(水平非平衡)
非平衡状态(加速直线运动)
、
合外力方向与运动方向的关系
自由下落的物体
重力G(忽略空气阻力,合外力=G)
非平衡状态(加速直线运动)
自由下落的苹果
力与运动关系应用、速度变化分析
1.如图所示,下列关于物体的受力示意图正确的是( )
A. 正在水中下沉的小球 B. 正在空中飞行的排球
C. 沿光滑斜面下滑的物块 D.悬挂在天花板上静止的球
【答案】D
【详解】A.正在水中下沉的小球受到重力和浮力的作用,且重力大于浮力,图中重力小于浮力,故A错误;
B.不计空气阻力,排球在空中飞行时只受重力作用,不受推力作用,故B错误;
C.物块沿光滑斜面下滑受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力,但不受摩擦力,故C错误;
D.球悬挂在天花板上静止,受到重力和拉力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,故D正确。
故选D。
2.如图所示,在国产动漫电影《哪吒之魔童闹海》中,哪吒酷爱踢毽子,因此在校园掀起了一股踢毽子热潮。毽子被小明同学竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.毽子在最高点时处于平衡状态
B.毽子到最高点时所有外力都消失,毽子将保持静止
C.毽子离开脚后继续上升是因为受到惯性作用
D.毽子在地面静止时,受到的支持力和重力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.在最高点时,毽子的速度为零,但此时它仍然受到重力作用(向下),没有其他力平衡它(比如支持力或向上的力)。因此,合力不为零,不是平衡状态,故A错误;
B.在最高点时,毽子的速度为零,若所有外力都消失,根据牛顿第一定律可知,此时毽子将保持静止,故B正确;
C.“惯性”是一个性质,不是力,不能说“受到惯性作用”。应该描述为毽子由于具有惯性,会保持原来的运动状态,继续向上运动,故C错误;
D.支持力和重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上(毽子),是一对平衡力,不是相互作用力。 相互作用力是作用在两个不同物体上的力,故D错误。
故选B。
3.如图所示,木块A下面是一长木板,小濮将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块A,并用力拉着长木板沿水平地面向左运动,当木块A相对于地面静止时,弹簧测力计的示数等于木块A所受摩擦力的大小。则下列说法正确的是( )
A.木块A所受摩擦力的方向向左
B.长木板所受摩擦力的方向向左
C.木块A所受摩擦力与长木板所受摩擦力的大小相等
D.当拉动木板的速度变大时,弹簧测力计的示数变大
【答案】A
【详解】A.长木板沿水平地面向左运动,以长木板为参照物,木块A向右运动,物体所受摩擦力与相对运动方向相反,所以木块A受到的摩擦力方向向左,故A正确;
B.长木板相对于木块A向左运动,物体所受摩擦力与相对运动方向相反,所以长木板受到的摩擦力方向向右,故B错误;
C.滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,木块A对长木板的摩擦力、长木板对木块A的摩擦力大小相同,但长木板与地面间还有摩擦力,因此木块A所受摩擦力与长木板所受摩擦力的大小不同,故C错误;
D.拉动速度变大时,木块A与长木板之间的压力的大小和接触面的粗糙程度都没有变化,所以木块A受到的摩擦力大小都不变,弹簧测力计示数不变,故D错误。
故选A。
4.(多选)如图所示,在靠得较近的两辆小车上分别放甲、乙磁铁,同时松开两磁铁后,发现两小车同时由静止向两侧运动。以下由该现象得出的结论中,正确的是( )
A.物体间力的作用是相互的 B.力可以改变物体的运动状态
C.相互作用的两个力同时发生 D.相互作用的两个力方向相同
【答案】ABC
【详解】
A.两辆小车向两侧运动,说明它们都受到了对方磁铁的作用力,即甲磁铁对乙磁铁有力的作用,同时乙磁铁对甲磁铁也有力的作用,体现了物体间力的作用是相互的,故A正确;
B.两小车原本是静止的,松开后在磁铁间作用力的作用下由静止变为运动,运动状态发生了改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C.两小车同时由静止向两侧运动,说明它们同时受到力的作用,即相互作用的两个力同时发生,故C正确;
D.两小车向相反方向运动,说明它们受到的力的方向是相反的,而不是相同,故D错误。
故选ABC。
5.在静止的小车上表面粗糙水平放置一个密封的装有水的瓶子,瓶内有一个小气泡,如图所示,当小车突然向左运动时,瓶内的小气泡相对于瓶子 选填“向左运动”“向右运动”或“保持静止”,理由是: 。
【答案】 向左运动 见解析
【解析】【小题1】[1][2]一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。由图中可知,当小车突然向左运动时,由于水的质量大、惯性大,仍保持原来的静止状态,所以水相对于瓶子向右运动,而小气泡的质量小、惯性小,被挤向左边,即小气泡相对于瓶子向左运动。
6.在篮球比赛休息间隙,小王低头琢磨着力与运动的关系:篮球向下撞击地面,球却会向上弹起,说明力的作用是 的,篮球的运动由下落变成上升,说明力改变了物体的 。撞击地面的瞬间篮球发生了 。
【答案】 相互 运动状态 形变
【详解】[1]篮球向下撞击地面时,对地面施加向下的力,同时地面也会对篮球施加向上的力,使篮球向上弹起,这一现象说明力的作用是相互的。
[2]篮球原本处于下落状态,撞击地面后变为上升状态,其运动方向发生了改变,运动状态随之改变,这表明力可以改变物体的运动状态。
[3]撞击地面的瞬间,篮球的形状会发生改变,这种形状的改变属于形变。
7.在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的长度x作出的F-x图线如图所示。
(1)该图线不过原点的原因是 。
(2)根据图象可知在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成 。
【答案】(1)弹簧竖直放置时长度为
(2)正比
【详解】(1)实验中先将弹簧水平放置测出其自然长度,再竖直悬挂时,弹簧在具有一定的自然长度的基础上,由于弹簧自身有重力,会使弹簧在不受外力F时还有一定的伸长量。从图线可以看出,当外力F为0时,弹簧的长度应该为竖直悬挂时的长度,这就是图线不过原点的原因。
(2)在弹性限度内,分析图线可知,外力F增大时,弹簧的长度 x 也随之增大,并且外力F与弹簧伸长量(弹簧长度减去竖直悬挂时的原长)的比值是一个定值。由图可得,当弹簧伸长2cm时,拉力为2N;伸长6cm时,拉力为6N;所以弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加1cm,在弹性限度内弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
8.小邹在探究重力的方向时,将如图甲所示的装置放在水平桌面上,逐渐改变木板和桌面的夹角β,会观察到悬线OA的方向 (选填“改变”或“不变”),说明重力的方向总是 。小邹自制的水平仪,它由装有水和气泡且两端封闭的透明塑料管固定在薄木板上组成的,将水平仪放在桌面上,如图乙所示,则该桌面 (选填“左”或“右”)端高。
【答案】 不变 竖直向下 左
【详解】[1][2]逐渐改变木板与桌面的夹角β,小球静止时,处于平衡状态,受力平衡,根据二力平衡条件知,此时悬线对小球的拉力和球的重力平衡,必然方向相反且在同一直线上,而拉力的方向是竖直向上,则重力的方向是竖直向下的,所以会观察到悬线OA保持竖直方向不变。
[3]观察图乙,水平仪中的气泡在左端,说明水在右端,因为水在重力作用下向低处流动,所以气泡所在的左端高,即该桌面左端高。
9.如图所示,物体重20N,现用30N的水平力把物体按在竖直墙上,物体受到的摩擦力大小是 N;当增大水平压力,物体受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 20 不变
【详解】[1]用30N的水平力把物体按在竖直墙上,物体保持静止,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,重力为20N,则物体受到的摩擦力大小是20N。
[2]当增大水平压力,物体仍然保持静止,在竖直方向上受到的重力和摩擦力仍是一对平衡力,大小相等,重力不变,则物体受到的摩擦力不变。
10.水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力F1=6N,F2=24N,图乙中A受摩擦力的方向是水平向 ,物体B与桌面的摩擦力为 N。
【答案】 左 12
【详解】[1]如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,由于滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,所以整体所受摩擦力是向左的,因此图乙中A受摩擦力的方向是水平向左。
[2]如图甲,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,A受力平衡,拉力和摩擦力为一对平衡力,大小相等,因此此时A受到的摩擦力大小
如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动,整体受力平衡,A、B整体受到F1、F2、A向左的摩擦力和B向左的摩擦力,结合平衡条件有
甲乙两图相比,A对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变,所以滑动摩擦力的大小不变,因此
由上可知
解得。
11.如图甲所示,将质量为M的物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的轻质细线通过定滑轮与小桶B相连,不计细线及滑轮摩擦。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A刚好沿水平桌面向右做匀速直线运动,此时物块A受到的合力大小为 ;再对物块A施加一个水平向左的拉力F,如图乙所示,物块A又沿水平桌面向左做匀速直线运动,则拉力F的大小是 。(用已知物理量表示)
【答案】 0 2mg
【详解】[1]物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,属于平衡状态,处于平衡状态的物体所受合力为零。当物体A刚好沿水平桌面向右做匀速直线运动时,它处于平衡状态,所以此时物块A受到的合力大小为0。
[2]首先,当物体A向右匀速直线运动时,水平方向上受到两个力的作用:细线对它向右的拉力和桌面对它向左的滑动摩擦力。由于物体做匀速直线运动,这两个力是一对平衡力,大小相等。而细线对物体A的拉力等于小桶和细沙的总重力,根据重力计算公式G=mg,小桶和细沙的总重力为mg,因此物体A受到的滑动摩擦力大小等于mg。又因为滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当对物块A施加水平向左的拉力F,物块A向左做匀速直线运动时,它再次处于平衡状态,水平方向上共受到三个力:向左的拉力F、向右的滑动摩擦力以及细线对它向右的拉力(该拉力仍等于小桶和细沙的总重力mg)。根据三力平衡,此时向左的拉力F需要平衡向右的两个力(滑动摩擦力和细线拉力)的合力,所以拉力F的大小等于滑动摩擦力与细线拉力之和,即F=mg+mg=2mg。
◇实验 1 探究阻力对物体运动的影响
实验设计
让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,如图所示,改变水平面表面的粗糙程度,使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾,第二次铺棉布,第三次将棉布去掉,只剩下木板,比较小车每次在水平面上滑行的距离。
实验器材
小车、木板、毛巾、棉布
进行实验与收集证据
(1)在水平面上铺上毛巾,让小车从斜面上适当位置自由滑下,观察小车的运动距离并记录。
(2)撤去毛巾,在水平面上铺上棉布,让小车从斜面上相同位置自由滑下,观察小车的运动距离并记录。
(3)撤去棉布,在水平面上铺上木板,让小车从斜面上相同位置自由滑下,观察
车的运动距离并记录。
实验条件和记录情况如下表:
接触面
小车受到的阻力
小车运动的距离
毛巾表面
较大
较近
棉布表面
较小
较远
木板表面
最小
最远
实验结论
对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。
(1)小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越慢。
(2)若运动的物体不受阻力,物体的运动速度将不会减小,就保持做匀速直线运动。
交流与评估
(1)让小车分别从同一斜面的顶端由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车到达水平面时具有相同的速度。
(2)在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板等)可以改变小车受到的阻力。
(3)实验中阻力大小的表现:平面越光滑,小车运动距离越远,表明小车受到的阻力越小。
(4)推论:在水平面上运动的小车,如果受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。
(5)斜面的作用:使小车获得一定的速度。
(6)研究方法:控制变量法、转化法、科学推理法。
易|错|提|醒
(1)控制变量法的运用:要探究阻力对物体运动的影响,就要控制小车在水平面上开始运动时的速度相同,改变小车受到的阻力,进行实验。
(2)转换法的运用:通过小车运动距离的远近来判断阻力对运动的影响。
(3)理想实验法的运用:
①一些物理现象,由于受实验条件限制,无法直接验证,需要先进行实验,再进行合理推理,才能得出结论,这种方法称为理想实验法,又叫实验推理法。
②探究阻力对运动的影响的实验运用了理想实验法;探究真空不能传声的实验也运用了理想实验法。
◇实验 2 探究二力平衡的条件
实验设计
以小车为研究对象,用砝码通过细线拉小车,观察在什么情况下小车能平衡,从而得出二力平衡的条件。
实验器材
小桌、小车、托盘、砝码、定滑轮
进行实验与收集证据
(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加砝码。实验装置如图所示。
(2)用手按住小车不动,在两托盘里加质量不相等的砝码,放手后观察小车运动状态的变化。
(3)用手按住小车不动,在两托盘里加质量相等的砝码,放手后观察小车运动状态的变化。
(4)在两托盘里加入质量相等的砝码,用手旋转小车至某一角度后释放,观察小车运动状态的变化。
实验条件和记录情况如下表:
小车在水平方向所受二力的情况
小车运动状态是否改变
大小
方向
是否在一条直线上
不相等
相反
是
是
相等
相反
是
否
相等
相反
否
是
不相等
相反
是
是
分析论证
(1)法码质量不同时,小车两边受到的拉力大小不同、方向相反、在一条直线上,小车由静止变为运动;砝码质量相同时,小车不动,其运动状态没有改变。
(2)旋转小车放手后,小车发生转动,运动状态发生改变。
实验结论
作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。这就是二力平衡的条件。
注意事项
为避免阻力对实验的影响:(1)选用了小车而不选用木块,(2)探究力的大小时,两边砝码选择质量差别大的,避免两侧的砝码质量不相等但小车仍然处于静止状态。
实验改进与创新
实验改进
用小卡片探究二力平衡的条件:
实验设计
(1)该方案以小卡片为研究对象,钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
(2)当两线端所挂钩码质量相等时,小卡片静止;当两线端所挂钩码质量不等时,小卡片运动;把小卡片转过一个角度,再松手时,小卡片转动;用剪刀把小卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动。
实验探究
(1)探究平衡的两个力是否在同一直线上:保持两边砝码质量相等,将卡片扭转一定的角度。
(2)探究平衡的两个力是否大小相同:保持两个力在同一条直线上,改变卡片两边所挂钩码的质量。
(3)探究平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力在同一条直线上,两边砝码的质量相等,用剪刀剪开卡片。
交流与评估
(1)选择轻质小卡片减小重力对实验的影响。(卡片重相对钩码重可以忽略)
(2)定滑轮的作用:改变力的方向。
(3)控制变量的应用。
◇实验 3 探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验设计
用弹簧测力计拉动木块在水平长木板上做匀速直线运动,测出木块受的摩擦力,再改变木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度进行多次实验,找到滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系。
实验原理
在水平桌面上,用弹簧测力计水平向右拉动木块,使其做匀速运动,根据二力平衡的知识可知,木块所有的欢动摩擦力就等于弹簧测力计的示数。
进行实验并收集证据
(1)如图甲所示,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,读出弹簧测力计的示数即木块此时受到的摩擦力,并记录在表格中;
(2)如图乙所示,在木块上加一个砝码,再测出木块此时受到的摩擦力,并记录在表格;
(3)如图丙所示,在长木板上铺上毛巾,再将木块放在毛巾上,然后测出木块此时受到的摩擦力,并记录在表格中。
实验序号
实验条件
摩擦力f/N
压力情况
接触面情况
1
等于木块的重力
较光滑
0.9
2
等于木块和砝码的总重力
较光滑
1.6
3
等于木块的重力
较粗糙
2.1
分析
与论证
(1)由甲、乙两次实验可知,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)由甲、丙两次实验可知,压力一定,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
实验结论
接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
交流与评估
(1)实验中的探究方法:控制变量法和转换法。
控制变量法:
①探究滑动滑动摩擦力的大小与压力的关系:控制接触面的粗糙程度不变,改变物块对接触面的压力。
②探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系:控制压力不变,改变接触面的粗糙程度。
转换法:通过读取弹簧测力计的示数来间接测量滑动摩擦力的大小。
(2)用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块的目的是:使木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
实验评估
实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此,将实验方案改进如下:
木块位于长木板上,用弹簧测力计拉住一端,弹簧测力计的另一端固定。改进后,水平向右拉动长木板,当木块保持静止时,木块处于平衡状态,此时无论长木板是否做匀速直线运动,都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小。
实验拓展1
实验目的
探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系
进行步骤
(1)把木块平放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F1。
(2)把木块侧放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F2。
分析论证
实验序号
接触面材料
压力大小
受力面积大小
摩擦力大小
1
长木板
相同
大
0.8N
2
长木板
相同
小
0.8N
实验结论
在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
实验拓展2
实验目的
探究滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系
进行步骤
(1)把木块与砝码放在木板上面,以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F1。
(2)保持压力、粗糙程度都相同,以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F2。
分析论证
实验次数
接触面材料
压力大小
运动速度
摩擦力大小
1
长木板
相同
0.1m/s
0.7N
2
长木板
相同
0.2m/s
0.7N
实验结论
在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与运动速度的大小无关。
1.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面同一高度由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)每次让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是:使小车到达水平面时的 相同,这种研究问题的方法是 ;
(2)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)小车在棉布表面运动,如果刚好滑到了木板最右端,接下来改在木板上实验,最合理的操作方法是 ;
A.增加木板的宽度 B.增加木板的长度
C.降低小车释放的高度 D.减轻小车的质量
(4)由此实验可联想到汽车由于具有 ,刹车时不能立即停下。雨天驾驶时应该 (选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离;
(5)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。图丁中的摆球从A点由静止释放摆到右端最高点C时,如果小球所受的力全部消失,小球将会 (选填“往回摆”、“静止”或“做匀速直线运动”)。
【答案】(1) 初速度 控制变量法
(2)慢
(3)B
(4) 惯性 增大
(5) 不需要 静止
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同,每次让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是使小车到达水平面时的速度相同。
(2)使小车到达水平面时的速度相同,实验中发现小车在毛巾表面受到的阻力大,滑行的距离最近,在棉布表面受到阻力较小,滑行的距离较远,在木板表面受到阻力最小,滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)实验中需要让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,改变水平面的粗糙程度,当小车在棉布表面运动,刚好滑到了木板最右端,说明木板不够长,只能增加木板的长度,小车的质量和小车释放的高度不能改变,而增加木板的宽度不能完成实验,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[1]任何物体都具有惯性,由此实验可联想到汽车由于具有惯性,保持原来的运动状态,刹车时不能立即停下。
[2]雨天驾驶时,摩擦力减小,速度减小变慢,刹车距离变长,应该增大汽车之间的距离。
(5)[1]牛顿第一定律中说,物体不受力时将保持静止或匀速直线运动状态,这说明物体的运动不需要力来维持。
[2]图丁中的摆球从A点由静止释放摆到右端最高点C时,小球速度为零,若它受到的一切外力同时消失,则小球将保持原来的运动状态,故小球将会静止。
2.小佳同学探究“二力平衡条件”的实验。
(1)实验目的:物体只在两个力的作用下,分别处于静止状态或 状态时,探究两个力之间的关系。
(2)甲、乙两组同学设计了不同的实验装置,小佳认为乙同学的装置更好,原因 。
(3)当左、右两盘中的砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,桌面上的小车处于静止状态,此时小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对 。
(4)小车处于静止后,将小车扭转一个角度松手后,小车将 (选填“保持静止”或“扭转回来”)。说明二力平衡时,要满足两个力 的条件。
(5)在图丙中,小卡片已处于静止状态,小明用剪刀把小卡片一剪两半,纸片向两边运动。这一步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足哪个条件? 。
【答案】(1)匀速直线运动 (2)可以减小摩擦力对实验的影响 (3) 相等 平衡力
(4) 扭转回来 同一条直线 (5)作用在同一个物体上
【详解】(1)当物体只受两个力作用而处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体所受的两个力是一对平衡力,这两个状态称为平衡状态。
(2)如图甲、乙两组同学设计的实验装置,甲装置木块与桌面的摩擦力较大,对实验结果影响较大,乙装置滚动摩擦力小,对实验影响小,所以乙同学的装置更好,可以减小摩擦力对实验的影响,以得到正确的实验结论。
(3)[1][2]当左、右两盘中的砝码质量相同时,两侧拉力相等,桌面上的小车受力平衡,处于静止状态。此时小车受到的重力和桌面对小车的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直向上,且受力物体同为小车,是一对平衡力。
(4)[1][2]小车处于静止后,将小车扭转一个角度松手后,由于二力不在一条直线上,所以小车受力不平衡,将扭转回来。这一现象说明:二力平衡时,要满足两个力在同一条直线上的条件。
(5)在图丙中用剪刀把小纸片一剪两半,此时二力作用在两个物体,二力不再平衡,所以纸片向两边运动,这一现象是探究二力平衡时,两个力必须满足“作用在同一个物体上”这一条件。
3.小明利用下图所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。
(1)每次实验都用弹簧测力计拉动物块沿水平方向做匀速直线运动,在实验图乙中物块所受的摩擦力为 N;
(2)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)比较甲和 (选填序号)两次实验,可得结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 ;
(4)小明猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积的大小有关。于是他将图甲中的物块沿竖直方向截去一半后,测得剩余一半物块所受的滑动摩擦力变小了,由此得出:滑动摩擦力的大小会随接触面积的减小而减小。这个结论是 (选填“正确”或“错误”),理由是: ;
(5)小明对实验装置进行了改动,如图丁所示,重复实验,发现效果更好,实验中,小明 (选填“需要”或“不需要”)向右匀速拉动长木板,此时物块所受到的摩擦力的方向为 (选填“水平向左”或“水平向右”)。
【答案】(1)3.4 (2)压力 (3) 丙 越大
(4) 错误 没有控制压力大小不变 (5) 不需要 水平向右
【详解】(1)用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,物块处于平衡状态,由二力平衡的条件可知,弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小;测力计分度值为0.2N,示数为,则物块所受的摩擦力为。
(2)分析比较图甲、乙可知,两次实验中接触面的粗糙程度相同,乙中的压力大,弹簧测力计的示数较大,即滑动摩擦力大,因此可得结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[1][2]分析图甲和丙可知,两次实验中压力相同,丙的接触面的粗糙程度较大,弹簧测力计的示数较大,即滑动摩擦力较大,说明压力一定时,接触面的粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(4)[1][2]探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,需要控制压力跟接触面的粗糙程度相同;将物块沿竖直方向截去一半,接触面积减小时,物块对接触面的压力也减小,故由此得出“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”的结论是错误的,原因是没有控制压力大小不变。
(5)[1]如图丁所示,物块相对地面处于静止状态,此时物块受到弹簧测力计的拉力和物块对木块的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,因此无论木板是否做匀速直线运动,弹簧测力计的示数始终等于木块受到的滑动摩擦力,所以实验中,不一定要匀速拉动长木板。
[2]物块受到弹簧测力计的拉力和物块对木块的滑动摩擦力为一对平衡力,方向相反,物块受到弹簧测力计的拉力水平向左,则物块对木块的滑动摩擦力水平向右。
◇突破 1 力的概念与作用效果
典例1(2025·四川达州·中考真题)母亲节,小超特意为妈妈做了一份爱心菜——番茄炒蛋。做菜过程中涉及到许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.用锅铲翻炒菜,说明力可以改变物体的运动状态
B.清洗完番茄用力甩出手上的水滴,这是由于水滴受到惯性的作用
C.鸡蛋与碗相碰蛋碎碗完好,说明碗对鸡蛋的力大于鸡蛋对碗的力
D.灶台上的空锅静止时,它受到的重力和灶台对它的支持力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】A.用锅铲翻炒菜,菜可以上下运动,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.清洗完番茄用力甩出手上的水滴,这是由于水滴具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.鸡蛋与碗相碰蛋碎碗完好,鸡蛋对碗的力和碗对鸡蛋的力大小相等,是一对相互作用力,故C错误;
D.灶台上的空锅静止时,它受到的重力和灶台对它的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D错误。
故选A。
变式1-1(2025·黑龙江·一模)如图所示是200米自由泳比赛时,运动员加速冲刺时的情景,下列说法不正确的是( )
A.运动员的运动状态发生改变
B.使运动员向前运动的力的施力物体是运动员
C.运动员所受重力的方向是竖直向下的
D.运动员对水的推力和水对运动员的推力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.运动员加速冲刺,速度大小变化,运动状态发生改变,故A正确,不符合题意;
B.运动员向前运动的力,是水对运动员的推力,施力物体是水,而非运动员,故B错误,符合题意;
C.重力的方向始终是竖直向下的,故C正确,不符合题意;
D.运动员对水的推力和水对运动员的推力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D正确,不符合题意。
故选B。
变式1-2(2025·海南省直辖县级单位·二模)如图所示是利用气球制作的“喷气火箭”模型。当气球的口部向左喷射气体时,气球本身会向右滑动。以下对该实验分析错误的是( )
A.物体间力的作用是相互的
B.力能改变物体的运动状态
C.使气球运动的施力物体是气球内喷出的气体
D.气球喷气时,气球受到的推力和摩擦力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.气球向左喷气,对气体施加了一个向左的力,同时气体对气球产生一个向右的反作用力,使气球向右运动,说明物体间力的作用是相互的,故A正确,不符合题意;
B.气球在推力的作用下,运动状态由静止变为运动,这说明力能改变物体的运动状态,故B正确,不符合题意;
C.气球受到向右的推力而运动,这个推力的施力物体是向左喷出的气体,故C正确,不符合题意;
D.气球喷气时,从静止开始向右做加速运动,其运动状态在改变,受到的力不是平衡力,所以气球受到的推力和摩擦力不是一对平衡力,故D错误,符合题意。
故选D。
◇突破 2 运动和力的关系判断
典例2(2025·江苏南京·中考真题)乒乓球运动中蕴含着许多力学知识,下列说法正确的是( )
A.发球时,球拍对球有力的作用,球对球拍没有力的作用
B.击球时,乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的
C.击球后,乒乓球在空中飞行时,受到了向前的推力
D.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
【答案】B
【详解】A.根据力的作用是相互的,当发球时球拍对球有力的作用,同时球对球拍也会产生一个反作用力,故A错误;
B.弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,击球时,球拍发生弹性形变,会对乒乓球产生弹力,所以乒乓球受到的弹力是由球拍的形变产生的,故B正确;
C.击球后,乒乓球在空中飞行是由于惯性,此时乒乓球不再受到球拍向前的推力,其只受到重力和空气阻力的作用,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。空中飞行的乒乓球处于运动状态,若所受的力全部消失,它将保持原来的速度和方向做匀速直线运动,故D错误。
故选B。
变式2-1(2025·河南郑州·一模)如图,将一小球通过一根轻质绳悬挂在固定的钉子上,让小球在竖直平面内摆动,就构成了一个单摆(不考虑绳的重力和一切摩擦阻力),下列分析正确的是( )
A.假设小球摆到O点时所有外力消失,小球将静止在O点
B.小球摆到最高点时,速度为零,此时受平衡力的作用
C.在O点时绳子对小球的拉力与小球的重力大小相等
D.小球摆到A点时,球对绳的拉力和绳对球的拉力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】 A.小球摆到最低点O点时,其速度最大,方向为水平方向;根据牛顿第一定律(惯性定律),如果此时所有外力都消失,小球将保持原来的运动状态,即以O点的速度做匀速直线运动,而不会静止,故A错误;
B.小球摆到最高点时,瞬时速度为零,此时小球受到竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力,这两个力的合力不为零,此时受非平衡力的作用,故B错误;
C.小球在最低点O点时,小球做圆周运动,小球受到竖直向下的重力G和竖直向上的拉力F,这两个力的合力提供了小球做圆周运动所需的力,方向指向圆心(悬挂点),因此拉力F必须大于重力G,即,故C错误;
D.球对绳的拉力和绳对球的拉力,是球和绳之间的相互作用,两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,分别作用在绳和球这两个不同的物体上,是相互作用力(作用力与反作用力),故D正确。
故选D。
变式2-2(2025·福建厦门·二模)如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时,撤去拉力F,木块继续滑动至C点停止。下列说法中正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力
B.木块在BC段运动得越来越慢,是由于木块受到的摩擦力越来越大
C.木块在BC段运动得越来越慢,是由于没有外力维持运动
D.木块在AB段运动得越来越快,是由于有外力来改变运动
【答案】D
【详解】AB.由图中可知,无论木块在水平方向上如何运动,木块在竖直方向上始终处于受力平衡状态,木块与桌面之间的压力和粗糙程度均不变,故可知木块在AB段和在BC段所受摩擦力不变,故AB错误;
C.木块在BC段运动得越来越慢,是因为此时木块在水平方向上受到向左的摩擦力,使得运动状态发生改变,故C错误;
D.木块在AB段运动得越来越快,是因为此时木块在水平方向上受到向右的拉力大于向左的摩擦力,此时木块所受合力方向水平向右,与木块运动方向相同,故木块做加速运动,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
◇突破 3 二力平衡的判断与应用
典例3(2025·四川巴中·中考真题)如图所示,运动员尝试做以下四个动作,下列动作无法保持平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】在没有其他辅助的情况下,运动员要在水平地面上保持某种姿势,则运动员必须受到平衡力的作用,由于运动员在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。ACD图中支持力和重力可能作用在同一直线上,所以运动员在这两个力的作用下可能平衡;B图中运动员受到的重力和地面对脚的支持力不可能在同一直线上,所以运动员不可能平衡,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
解|题|思|维
在分析力学问题中,判断物体是否处于平衡状态及所受力是否为平衡力是核心。首先需明确平衡状态包括静止或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零。对于二力平衡,需紧扣“同物、等大、反向、共线”四个条件,缺一不可。而相互作用力虽也满足“等大、反向、共线”,但关键区别在于作用在两个不同物体上。
变式3-1(2025·广西贺州·一模)如图所示,一方形磁铁吸在竖直放置的铁板上,当将重物A置于磁铁上方时,磁铁匀速下滑,则以下说法正确的是( )
A.磁铁受到的摩擦力等于磁铁的重力 B.A对磁铁的压力与磁铁对A的支持力是一对平衡力
C.磁铁受到平衡力的作用 D.铁板表面是光滑的
【答案】C
【详解】A.将磁铁和重物A看作一个整体,整体在竖直方向上受到向下的总重力和铁板对磁铁向上的摩擦力f。因为整体匀速下滑,处于平衡状态,所以摩擦力与总重力是一对平衡力,因此,磁铁受到的摩擦力大于磁铁的重力,故A错误;
B.A对磁铁的压力作用在磁铁上,磁铁对A的支持力作用在A上,这两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.磁铁匀速下滑,说明磁铁正在做匀速直线运动。根据平衡状态的条件可知,磁铁受的合力为零,即受到平衡力的作用,故C正确;
D.因为磁铁和A整体在竖直方向上受到向下的重力,而它能匀速下滑,说明它一定受到了一个与重力大小相等、方向相反的向上的摩擦力,有摩擦力存在,说明铁板表面是粗糙的,不是光滑的,故D错误。
故选C。
变式3-2(2025·广东广州·二模)图中水平圆盘绕固定轴转动,盘上物块相对于盘静止,随盘在水平面运动,则物块( )
A.处于平衡状态 B.有惯性,运动状态保持不变
C.所受支持力与它对盘的压力二力平衡 D.所受支持力是由于圆盘发生弹性形变产生的
【答案】D
【详解】A.圆盘上的物块随圆盘一起做曲线运动,不是处于平衡状态,故A不符合题意;
B.物块不管是静止,还是运动,都具有惯性,物块做曲线运动,其运动方向一直在改变,则运动状态一直在改变,故B不符合题意;
C.物块所受支持力与它对盘的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.物块所受支持力是由于圆盘发生弹性形变后要向上恢复原状而产生的,故D符合题意。
故选D。
◇突破 4 惯性的理解与应用
典例4(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是 (选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在 (选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
【答案】 静止 桶中
【详解】[1]判断物体运动或静止,取决于所选的参照物,若物体相对于参照物的位置没有发生变化,则物体是静止的。以小车为参照物,小球相对于小车的位置始终没有改变,所以小球是静止的。
[2]小球原来和小车、小桶一起沿水平地面向左做匀速直线运动,将细线剪断后,由于小球具有惯性,会保持原来向左的运动速度继续运动;而小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球在水平方向上的速度与小车、小桶相同,在竖直方向上由于重力作用下落,所以小球会落在桶中。
解|题|思|维
在分析惯性问题时,需紧扣“物体保持原有运动状态不变的性质”这一核心定义。惯性是物体的固有属性,其大小仅由质量决定,与物体的运动状态、是否受力等因素无关。解题时,首先明确研究对象在“变化前”的运动状态,再分析“变化瞬间”物体所受外力的变化情况,由于惯性,物体在不受外力或所受合外力为零时,将保持原运动状态;若受力但合力不足以瞬间改变其运动状态,则在某一方向上仍会体现出保持原状态的趋势。
变式4-1(2025·甘肃白银·一模)高铁列车在平直轨道上匀速向西行驶,此过程中列车的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小明发现桌上茶杯中的水面突然变为如图所示的情形,此时列车向西做 (选填“加速”或“减速”)运动。
【答案】 不变 加速
【详解】[1]动能的大小与物体的质量和速度有关,题目中列车在平直轨道上匀速向西行驶,说明列车的质量不变、速度不变,则动能大小不变。
[2]列车原本向西匀速行驶,杯中的水也随列车一起向西匀速运动。当列车运动状态改变时,水由于惯性,会保持原来的运动状态。从图中可以看到,水面向西倾斜,说明水相对于列车向西“涌动”。这是因为列车向西突然加速,而水由于惯性,要保持原来的较小的速度,所以相对于列车向西运动,导致水面西低东高。
变式4-2(2025·河南安阳·一模)如图所示,两端开口的玻璃管下端套有扎紧的气球,球中装有适量的水,并处于竖直静止状态。若手握玻璃管突然向下运动时,你认为气球会突然 (选填“变大”“变小”或“不变”),理由是 。
【答案】 变小 水具有惯性,要保持原来的静止状态,从而进入玻璃管中
【详解】[1][2]物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。球中装有适量的水,处于竖直静止状态,若手握管子突然向下运动时,水具有惯性,要保持原来的静止状态,从而进入玻璃管,因此气球会突然变小。
◇难点 1 受力分析与运动状态综合判断
核心难点+方法突破
核心难点:多个力作用时,难以准确分析受力情况,且无法关联运动状态判断受力是否平衡。
方法突破:
(1)受力分析步骤:先分析重力,再分析接触力(支持力、压力、摩擦力),最后分析其他力(如拉力);
(2)运动状态关联:静止或匀速直线运动→受力平衡(即合力为 0);加速、减速、转弯→受力不平衡(合力不为 0)。
典例5(2025·山东泰安·中考真题)如图所示,小木块B与长木板A叠放在水平台面上,对长木板A施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为3N,小木块B相对于台面静止,长木板A恰好向右做匀速直线运动,长木板A与台面间滑动摩擦力的大小是 N。不计绳重、绳与滑轮间的摩擦。
【答案】4
【详解】分析小木块B的受力情况可知,小木块处于静止状态,受平衡力的作用,弹簧测力计的示数为3N,即小木块B受到绳子对它水平向左的拉力3N,A对它向右3N的摩擦力,,此二力在水平方向上满足二力平衡。由于长木板A做匀速直线运动,说明受平衡力的作用,水平方向分别是向右F=7N的拉力,小木块B对长木板A向左摩擦力,地面对长木板A向左的摩擦力f地对A,长木板A在水平方向上满足三力平衡时,则f地对A=F-fB对A=7N-3N=4N
变式5-1(2025·江苏常州·二模)如图所示,木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态,此时猴子所受摩擦力的大小为 N。某一瞬间细绳断裂,猴子立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度保持不变,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。(g=10N/kg)
【答案】 100 100
【详解】[1]木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态,此时猴子所受摩擦力与重力平衡,大小为
[2]在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度保持不变,说明猴子相对地面静止,则猴子受到的摩擦力的大小仍与重力相等,为100N。
变式5-2(2025·河南郑州·一模)如图所示,小木块A与长木板B叠放在水平台面上,对长木板B施加一个水平向右的拉力F,当F=5N时,弹簧测力计的示数为2N,小木块A保持静止,长木板B恰好向右做匀速直线运动,下列说法中不正确的是( )
A.B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右
B.地面对B产生的滑动摩擦力大小为3N,方向水平向左
C.B相对A向右运动,所以B受到A向左的摩擦力
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,则地面对B产生的滑动摩擦力不变
【答案】D
【详解】A.A静止受力平衡,弹簧测力计通过滑轮的拉力与摩擦力平衡,弹簧测力计的示数为2N,B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右,故A正确,不符合题意;
B.长木板B恰好向右做匀速直线运动,向右的拉力5N与A对B的摩擦力和地面对B产生的滑动摩擦力的合力平衡,已知B对A产生的滑动摩擦力大小为2N,方向水平向右,力的作用是相互的,A对B产生向左的摩擦力,大小为2N,故地面的摩擦力为
方向水平向左,故B正确,不符合题意;
C.B相对A向右运动,B对A的摩擦力向右,A对B的摩擦力向左,故C正确,不符合题意;
D.若对A施加一个竖直向上的拉力,使得A对木板的压力减小,B对地面的压力也减小,地面与B的接触面的粗糙程度不变,则地面对B产生的滑动摩擦力会减小,故D错误,符合题意。
故选D。
◇难点 2 二力平衡与相互作用力的区分
典例6(2025·四川凉山·中考真题)西昌湿地公园内有由甲、乙、丙三块石头堆叠而成的艺术作品(如图),下列说法中正确的是( )
A.乙受到的重力大小等于丙对它支持力的大小
B.甲对乙的压力与乙受到的重力是相互作用力
C.甲受到的重力与乙对甲的作用力是平衡力
D.地面受到丙的压力,是由于地面发生弹性形变后要恢复原状所产生
【答案】C
【详解】A.由题知,叠放在一起的甲、乙、丙三块石头均处于静止状态,由平衡条件可知,丙对乙的支持力等于甲、乙的重力之和,所以乙受到的重力小于丙对它支持力的大小,故A错误;
B.甲对乙的压力与乙受到的重力是方向相同,大小不相等,所以二者不是相互作用力,故B错误;
C.甲受到的重力与乙对甲的支持力为同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.物体由于发生了弹性形变,要恢复原状,则会对使其发生弹性形变的物体施加弹力,因此地面受到丙的压力,是由于丙发生弹性形变后要恢复原状所产生的,故D错误。
故选C。
易错提醒
(1)相互作用力一定是 “两个物体之间的相互作用”,且方向相反、大小相等;
(2)二力平衡的两个力 “作用在同一物体上”,可以是不同性质的力(如重力和支持力);
(3)不要仅凭 “大小相等、方向相反” 判断,必须关注 “作用物体” 这一关键条件。
变式6-1(2025·云南玉溪·一模)如图所示,新型磁悬浮蓝牙音箱主要由上部的发声体和下部的底座构成。它利用磁力使上部的发声体静止悬浮在空中播放音乐。下列说法正确的是( )
A.发声体受到的磁力大于它的重力 B.发声体受到的磁力与重力是一对相互作用力
C.发声体受到的磁力与重力是一对平衡力 D.发声体没有受到任何力的作用
【答案】C
【详解】A.发声体静止悬浮,处于平衡状态,受到的合力为零。如果受到的磁力大于它的重力,发声体将向上加速运动,故A错误;
B.相互作用力是作用在两个不同物体上的力。发声体受到的磁力和重力都是作用在发声体这一个物体上,所以它们不是一对相互作用力,故B错误;
C.发声体静止悬浮,处于平衡状态。它在竖直方向上受到向下的重力和向上的磁力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.发声体在地球上,一定受到重力作用;要悬浮在空中,必须受到一个向上的力来平衡重力,这个力就是磁力。所以发声体受到了力的作用,故D错误。
故选C。
变式6-2(2025·安徽·二模)如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,则( )
A.猴子所受摩擦力与重力是一对平衡力
B.木杆所受摩擦力与重力是一对平衡力
C.木杆所受摩擦力与猴子所受重力是一对平衡力
D.猴子所受摩擦力与木杆所受摩擦力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.猴子与地面高度保持不变,处于静止状态,其重力与所受摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在同一物体上,是一对平衡力,故A符合题意;
B.木杆有重力且向下运动,其摩擦力与重力大小不一定相等,方向还相同,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.木杆所受摩擦力作用在木杆上,猴子所受重力作用在猴子上,作用物体不同,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.猴子所受摩擦力与木杆所受摩擦力大小相等、方向相反,作用在一条直线上,且作用在两个物体上,是相互作用力,不是平衡力,故D不符合题意。
故选 A。
◇难点 3 摩擦力的分析与计算
典例7(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【答案】 左 1.5 左
【详解】[1]弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
[2][3]以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,根据相互作用力的特点,A对B的摩擦力大小为5N,方向水平向右,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
变式7-1(2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)在水平地面上的一个木箱质量为6kg,小刘同学用10N的水平力推它没有推动,这时木箱受到的摩擦力为 N;用15N的水平力去推,木箱做匀速直线运动,如果用20N的水平力去推木箱使其加速运动,则木箱受到的摩擦力为 N。
【答案】 10 15
【详解】[1]当没推动木箱时,物体处于静止状态,水平方向受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,所以推力与静摩擦力相等,大小都是10N。
[2]用15N的力去推,木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的力是平衡力,所以推力与滑动摩擦力相等,大小都是15N;如果用20N的力去推木箱使其加速运动,由于木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,还是15N。
变式7-2(2025·吉林长春·模拟预测)如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为10N,B放在A上。
(1)用200N的水平推力F将物体A压在墙上处于静止状态。物体A与墙面的接触面积为0.2m2,则物体A对墙的压强为 Pa;
(2)当物体A和物体B一起匀速下滑时,物体A所受到的摩擦力为 N,物体B所受到的摩擦力为 N;
(3)在推力F保持不变时,将物体B取走,在物体A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则力F1的大小为 N。
【答案】(1)1000 (2)30 0 (3)50
【详解】(1)A对墙的压强为
(2)[1]当和一起匀速下滑时,和一起处于平衡状态,所以所受到的摩擦力为
[2]受到重力和支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等,不受摩擦力,即所受的摩擦力为
(3)由题意知,将取走,保持不变时,物体与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,在的下方施加一个力,使物体恰好向上做匀速直线运动,处于平衡状态,则的大小为
◇难点 4 力与运动图像的结合问题
典例8(多选)(2025·云南玉溪·二模)如图甲所示,粗糙程度不变的水平地面上,物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.t=1s时,物体受到摩擦力等于2N B.拉力为6N时,物体做匀速直线运动
C.4∼6s,物体运动路程为6m D.4-6s,拉力F的功率为12W
【答案】ACD
【详解】A.由图乙和图丙可知:内物体受到的拉力为,物体处于静止状态;物体静止时,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,所以时,物体受到摩擦力,故A正确;
B.由图乙可知,内物体受到的拉力为,由图丙可知,物体做加速直线运动,故B错误;
C.由图乙可知,内物体受到的拉力为,物体做匀速直线运动,速度为;,物体运动的路程
故C正确;
D.根据可得,,拉力F的功率
故D正确。
故选ACD。
变式8-1(2025·山东东营·一模)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,其和图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当时,物体受到的摩擦力是 N,方向水平 (选填“向左”或“向右”),当时,物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 3 向右 5
【详解】[1][2]由图丙可知,在第内,物体速度为零,处于静止状态,故当时物体处于受力平衡状态,物体所受水平向左的拉力与静摩擦力二力平衡,大小相等,方向相反;由图乙可知,当时物体所受拉力为,所以此时物体受到的摩擦力大小是3N,方向水平向右。
[3]由图丙可知,在第内,物体做匀速直线运动,速度为,故此时间段内物体处于受力平衡状态,物体所受水平向左的拉力与滑动摩擦力二力平衡,大小相等,方向相反;由图乙可知,此时间段内物体所受拉力为,所以物体受到的滑动摩擦力大小是5N;已知滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,接触面上的压力大小和粗糙程度不变,滑动摩擦力的大小也不变,故由题意可知,在第时间内,物体所受滑动摩擦力大小都等于5N,所以当时,物体受到的摩擦力是5N。
变式8-2(2025·北京海淀·二模)图1中物体M静置在水平桌面上,力传感器(相当于测力计)通过细线与M相连。从时起,缓慢增大细线对M的拉力F,6s后某时刻M开始相对桌面运动,此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0~9s内F随时间t变化的图像。实验中,细线始终保持水平。下列说法正确的是( )
A.在2~5s内,M所受摩擦力为0
B.在0~3s内,F对M所做的功为6J
C.若9s后F增大为6N,则M所受摩擦力也增大为6N
D.若9s时撤去F,则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N
【答案】D
【详解】A.物块在6s后某时刻M开始相对桌面运动,此前处于静止且受到与拉力等大的静摩擦力,故在2~5s内摩擦力并非 0,故A错误;
B.0~3s内物块尚未移动,水平方向移动距离为 0,拉力对物块做功也为 0,不可能是 6 J,故B 错误;
C.6s后某时刻M开始相对桌面运动,此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。由图像可知,M匀速直线运动时的滑动摩擦力等于此时的拉力,为4N,一旦物块运动起来,受到的是恒定的滑动摩擦力,并不会随外力增大而增大到 6 N,故C错误;
D.在9s时撤去拉力后,物块还在滑动时,接触面粗糙程度、受到的压力不变,所受的是滑动摩擦力不变,仍为4N,故D正确。
故选D。
1.(2025·云南西双版纳·一模)如图所示,滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离,分别从杆的上、下通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力。下列说法正确的是( )
A.起跳上升过程中,运动员的动能在增加
B.以滑板为参照物,运动员始终是静止的
C.由于惯性,越过杆后运动员仍会落在滑板上
D.匀速滑行时,运动员所受重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力
【答案】C
【详解】A.起跳上升过程中,运动员的速度减小,高度增加,动能转化为重力势能,运动员的动能减小,故A错误;
B.以滑板为参照物,运动员起跳后与滑板分离,位置发生了变化,是运动的,故B错误;
C.忽略人和滑板在运动中受到的阻力,运动员由于惯性会保持与滑板相同的水平速度,因此越过杆后运动员仍会落在滑板上,故C正确;
D.匀速滑行时,地面对滑板的支持力等于运动员和滑板的重力,运动员所受的重力只是其中一部分,两个力大小不等,因此不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
2.(2025·河南平顶山·二模)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知物体A重30N,物体B重5N,此时物体A受到的摩擦力为f。若对物体A施加一个水平向左的拉力F,使物体A刚好匀速向左运动(不计绳重、滑轮重及绳和滑轮间摩擦)。下列说法正确的是
A.A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对平衡力
B.物体A匀速向左运动时,向左的拉力F为10N
C.物体A受到的摩擦力为10N
D.无论物体A向左或向右运动,A受到的摩擦力大小和方向都不变
【答案】C
【详解】A.A对桌面的压力和桌面对A的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A错误;
BC.由图得,滑轮组。将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,此时绳子末端的拉力
物体A受到的摩擦力为
物体A匀速向左运动时,向左的拉力F为
故B错误,C正确;
D.无论物体A向左或向右运动,A对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A受到的摩擦力大小不变,而摩擦力大小与相对运动方向相反,物体A向左、向右运动时,A相对水平面的运动方向不同,摩擦力方向不同,故D错误。
故选C。
3.(2025·山东泰安·三模)在做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时,将木块A放置于水平木板B上,加载一个砝码,把弹簧测力计系在A上,并固定在墙上,如图所示,的水平拉力匀速拉动物体B时,物体A静止,弹簧测力计示数如图所示,当向左拉动B时,弹簧测力计指针稳定。下列讨论中( )
①木板B与地面间的摩擦力是,方向水平向右;
②物块A和砝码所受的重力和木板B对A的支持力是一对平衡力;
③若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数将变大;
④此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系。
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①③正确
【答案】A
【详解】①由图可知,弹簧测力计的示数为,A相对于地面静止,故B对A的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,即,方向水平向左。对B受力分析,B受到A对它水平向右的摩擦力、地面对它水平向右的摩擦力,对它水平向左的拉力。根据二力平衡,地面对它水平向右的摩擦力
故①正确。
②物块A和砝码所受的重力受力物体分别是A和砝码,木板B对A的支持力受力物体是A,受力物体不同,故不是一对平衡力,故②错误。
③若增大拉动B的速度,A对B的压力和接触面的粗糙程度不变,根据“滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关”,B对A的摩擦力不变。A始终静止,A受到的弹簧测力计的拉力与B对A的摩擦力是一对平衡力,所以弹簧测力计的示数不变,故③错误。
④此装置中,通过在A上加减砝码,可改变A对B的压力,同时能测量出对应的摩擦力弹簧测力计示数反映A受到的摩擦力,因此可研究滑动摩擦力大小与压力的关系,故④正确,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(24-25九年级下·山东潍坊·期中)如图所示,轻弹簧两端分别与竖直墙面和物体M相连,物体M放于粗糙水平面上,静止时弹簧的长度小于原长。现用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推M,直到将M推动,弹簧对M的弹力为,地面对M的摩擦力为。在M被推动之前的过程中,下列分析正确的是( )
A.逐渐增大 B.先减小后增大
C.和的合力方向始终向左 D.和弹簧对墙的推力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】ABC.当用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推M,直到把M推动前过程中,物体M始终静止,弹簧的形变程度不变,所以弹簧对M的弹力保持不变;物体M受到的静摩擦力从向左变为水平向右,所以摩擦力的大小先减小后增大,故AC错误,B正确;
D.和弹簧对墙的推力的施力物体都是弹簧,因此不是一对相互作用力,故D错误。
故选 B。
5.(2025·安徽铜陵·一模)如图所示,物体A受到水平向左的拉力大小保持不变,且物体A与水平面之间的摩擦力大小也保持不变,当B的重力为时,物体A水平向左做匀速直线运动;当B的重力为时,物体A水平向右做匀速直线运动,则 。
【答案】9
【详解】当物体A水平向左做匀速直线运动时,物体A受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力f、水平向右的拉力(大小等于物体B的重力)6N,根据力的平衡知识可得 ①
当物体A水平向右做匀速直线运动时,物体A受到水平向左的拉力F、水平向左的滑动摩擦力f、水平向右的拉力(大小等于物体B的重力)12N,根据力的平衡知识可得 ②
解①②两式,可得,。
6.(2025·黑龙江大庆·二模)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力,滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为 N;当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N。
【答案】 20 60
【详解】[1]当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,由图可知动滑轮上的绳子段数为n=2,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦时
则动滑轮的重力
[2]当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,滑轮组受到的拉力
忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦
物体与桌面之间的滑动摩擦力
7.(2025·四川达州·一模)如图所示,水平向右的拉力下作用于物块A,通过动滑轮拉动着物体B向右做匀速直线运动,使物体B在3s内向右移动了4.5m。地面对B的摩擦力大小是4N,拉力F大小等于20N;在滑轮重、绳重和绳与滑轮摩擦不计的情况下,则物块A受到的摩擦力大小是 N,移动的速度是 m/s,拉力F的功率是 W。
【答案】 12 0.75 15
【详解】[1]对A进行受力分析,A受到水平向左的摩擦力fA,B通过动滑轮对A的拉力FB=2fB=2×4N=8N
水平向右的拉力F=20N,且向右做匀速直线运动,
所以fA=F-FB=20N-8N=12N
[2]物体B在3s内移动的距离是4.5m,则A在3s内移动的距离为2.25m,移动的速度
[3]拉力的功率为
8.(2024·江苏苏州·二模)如图所示,一重为G的木块放在水平面上,上表面固定一轻滑轮(不计滑轮摩擦),一端固定在右侧墙上,另一端始终用大小为F1的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ,木块对桌面的压力 G(选填“=”、“>”或“<”)。若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,这时拉力大小为F2,则F2 (选填“=”、“>”或“<”)。
【答案】 F1 < >
【详解】[1]始终用大小为F1的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力为
[2]因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度,当绳子竖直向上拉时,对木块有竖直向上的拉力,木块对桌面的压力小于重力。
[3]若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,则木块受向右的两个F2和向左的摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度,当绳子竖直向上拉时,对木块有竖直向上的拉力,木块对桌面的压力小于重力,当改为水平向右拉时,木块对桌面的压力等于重力,压力增大,摩擦力增大,即
故
9.如图所示,A、B两物体叠放在一起,已知GA=30N,GB=20N,在F1=10N和F2=5N的作用下,A和B一起向右做匀速直线运动,则:B受到的摩擦力为 N,方向 ;地面给A的摩擦力,大小为 N,方向 。
【答案】 5 水平向左 15 水平向左
【详解】[1]A和B一起向右做匀速直线运动,水平方向受力平衡,B受到向右的拉力为5N,则A对B的摩擦力为水平向左,大小等于拉力等于5N。
[2]以整体为研究对象,受到向右的拉力为
做匀速直线运动,水平方向受力平衡,地面给A摩擦力为15N,与拉力的合力平衡,方向水平向左。
10.(2024·江苏南京·一模)如图甲所示,两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=15N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为 N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,则F2= N,a对b的推力的功率是 W。
【答案】 0 15 1.5
【详解】[1]a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0。
[2]甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是15N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是15N。
[3]a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动,由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半,接触面粗糙程度不变,则a对b的推力等于F2的一半,为7.5N,则a对b的推力的功率
11.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示,由图象可知,0~3s内物体处于 状态,推力对物体做功 J,t=5s时,物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 静止 0 60
【详解】[1][2]由丙图知:0~3s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态;有推力但物体没有移动距离,所以,推力对物体做功0J。
[3]由丙图知,9~12s内,物体做匀速直线运动,由乙图知,此时推力F=60N,根据二力平衡条件可知,摩擦力的大小为
f=F=60N
在3~6s内,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以摩擦力大小不变,仍为60N。
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