内容正文:
专题08 力的认识、重力、弹力、摩擦力
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 力的概念与性质 4
教材·知识夯基
1.力的定义与作用效果
2.力的三要素与力的示意图
3.力的作用是相互的(相互作用力)
4.力的作用效果辨析(形变与运动状态改变)
中考·考法聚焦
考法1 结合生活实例判断力的作用效果
考法2 绘制或补全力的示意图
考法3 辨析“力的作用是相互的”在实际情境中的应用
考点2 重力 7
教材·知识夯基
1.重力的产生与方向
2.重力大小的公式(G=mg)与计算
3.重心的概念及其对稳定性的影响
4.常见物体重力的估测
中考·考法聚焦
考法1 重力方向的判断与应用(如重垂线、水平仪)
考法2 重力大小的计算与生活化估测
考法3 重心位置与物体稳定性的关系分析
考点3 弹力 11
教材·知识夯基
1.弹力的产生条件(接触且发生弹性形变)
2.常见弹力的类型(压力、支持力、拉力)
3. 弹簧测力计的原理与正确使用方法
4.弹簧伸长量与拉力的关系(在弹性限度内)
中考·考法聚焦
考法1 判断弹力的有无及方向
考法2 弹簧测力计的读数与使用规范
考法3 结合图像或实验探究弹簧的弹力规律
考点4 摩擦力 14
教材·知识夯基
1.摩擦力的类型与产生条件
2.滑动摩擦力大小的影响因素
3.摩擦力的方向判断
4.增大与减小摩擦的方法
中考·考法聚焦
考法1 判断摩擦力的类型与方向
考法2 探究滑动摩擦力影响因素的实验设计
考法3 结合生活实例分析摩擦的利弊及调控方法
考法4 摩擦力的大小计算与受力分析综合
04·素养拓展·思维进阶 19
拓展01 探究物体速度的变化
05·优题精选·练能提分 20
考点
考查形式
考查内容
考法分析
力的概念和性质
☑选择题
☑填空题
力的定义、力的作用效果(形变/运动状态改变)、力的三要素(大小/方向/作用点)、力的示意图、力的作用是相互的
1. 基本概念理解: 考查“力是物体对物体的作用”“力的作用是相互的”等核心概念,常以判断说法的选择题或填空形式出现。例如:“划船时桨向后推水,水向前推桨”体现了力的相互性。如 2025・四川绵阳卷T9
2. 力的作用效果判断: 结合生活实例(如:球被踢飞、弹簧被压缩)判断是产生了形变还是改变了运动状态。如 2025・四川乐山卷T6
3. 力的示意图绘制: 考查对受力物体、力的方向和三要素的掌握,常在填空题中要求补全或绘制简单力的示意图如 2025・四川巴中卷T23
重力
☑选择题
☑填空题
☑计算题
重力的产生(地球吸引)、方向(竖直向下)、大小(G=mg)、重心
1.重力方向与应用: 考查“竖直向下”的理解(垂直于水平面),常与生活中重垂线、水平仪等应用结合。
2.重力大小计算与估测: 直接利用公式G=mg计算重力,或对常见物体(如中学生、物理课本)的重力进行估测。如 2025·四川广安卷T18
3.重心概念: 考查重心位置与物体稳定性之间的关系,如“不倒翁”“下重上轻的设计更稳定”等生活实例。
弹力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
弹力的产生条件(接触且发生弹性形变)、常见弹力(压力/支持力/拉力)、弹簧测力计的原理与使用
1. 弹力有无判断: 结合具体情境判断弹力是否存在,如“放在斜面上的物体是否受到斜面支持力”。如2025·四川遂宁卷T5
2. 弹簧测力计使用与读数: 考查使用前调零、量程与分度值、读数方法,常在实验题第一问或基础填空中出现。如2025·四川乐山卷T18
3. 弹簧伸长量与拉力的关系: 通过实验或图像考查“在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比”,并可能涉及简单计算。如2025·四川南充卷T10
摩擦力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
摩擦力的类型(静摩擦/滑动摩擦/滚动摩擦)、产生条件、方向判断、大小影响因素、增大与减小摩擦的方法
1. 摩擦力方向判断: 结合运动状态或趋势判断摩擦力方向,如“人走路时地面向前的静摩擦力”。如2025·四川宜宾卷T19
2. 探究影响滑动摩擦力大小的因素: 经典实验题,考查控制变量法的应用,分析压力大小、接触面粗糙程度对摩擦力的影响。如2025·四川眉山卷T21
3. 摩擦力的生活应用: 考查增大或减小摩擦的实例与方法,如轮胎花纹、轴承、磁悬浮等。
4. 摩擦力大小计算与示意图: 结合二力平衡计算静摩擦或匀速直线运动时的滑动摩擦力,并绘制力的示意图。
命题新趋势
1、注重受力分析与模型建构: 试题更强调在真实情境(如体育运动、交通工具、生活劳动)中进行受力分析,要求学生识别力的类型、方向并绘制示意图。
2、强化科学探究与实验设计: 对“探究摩擦力影响因素”实验的考查,从步骤记忆转向方案设计、数据分析和误差讨论,尤其关注实验装置的改进(如拉动木板代替拉动木块)。
3、跨学科与实践应用结合: 试题融合工程、体育、生物等情境,如分析滑雪板减小摩擦的原理、体操运动员手上涂镁粉的作用、机器人抓握物体时的摩擦力控制等。
命题预测
实验创新是重点: “探究摩擦力”实验可能会与传感器技术、数字化实验结合,考查学生处理数据、归纳结论的能力。
受力分析走向综合: 重力、弹力、摩擦力的分析将更多与二力平衡、相互作用力结合,出现在选择题或作图题中,检验学生对力的综合理解。
真实情境与科技应用:试题会更多引入新科技、新设备(如太空微重力环境、真空管道运输、仿生抓握装置),考查学生在复杂情境中应用力学知识的能力。
考点1 力的概念和性质
【课标要求】了解力的概念,知道力的三要素,能用示意图描述力。
1. 力的认识
(1)定义:力是物体对物体的作用,用符号F表示。日常所见的推、拉、提、压、摩擦、吸引和排斥等现象,都属于力的作用,力的产生必然涉及两个物体(或物体的两部分),施加作用的物体称为施力物体,受到作用的物体称为受力物体。
(2)单位:力的国际单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。1N 约等于托起两个鸡蛋的力。
(3)力存在的前提:①至少两个物体(或同一物体的两部分);②物体间有相互作用(接触或非接触均可)。
2. 力的作用效果
力的作用效果有二
(1)改变物体的形状(使物体发生形变)
(2)改变物体的运动状态
注:运动状态包含运动的方向和速度的大小,其中任何一个发生变化或二者同时变化均属于运动状态的变化。
3. 力的三要素(影响力作用效果的关键)
要素
对作用效果的影响
大小
决定形变程度、运动状态改变幅度
方向
决定形变方向、运动变化的指向
作用点
决定作用效果的表现形式(如推门)
4. 力的表达方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段来表示力——线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的方法叫作力的图示。
(2)力的示意图:在一般情况下分析物体受力时,常常只从作用点开始画一条长度适当、沿力的方向带箭头的线段来表示力,这样的图叫作力的示意图。
5. 力的相互作用规律
相互作用的规律:
当一个物体对另一个物体施加力时,受力物体同时会对施力物体施加一个大小相等、方向相反的力。即:力的作用是相互的。
相互作用力的特点:
同时产生、同时消失(同频性)
大小相等、方向相反(对称性)
作用在同一直线上(共线性)
作用在两个不同物体上(异体性)
【特别提醒】
1.力不能脱离物体单独存在,有受力物体必有施力物体。根据描述方式的不同,施力物体与受力物体可以互换。且任何情况下,相互作用力大小必然相等,比如“鸡蛋碰石头”时,石头给鸡蛋的力与鸡蛋给石头的力大小相等。
2.物体接触时不一定产生力(如并排放置的木块);不接触也可能产生力(如磁力)。
3. 力的作用效果包括改变物体的形状以及改变物体的运动状态,物体手力后,有可能只改变形状,又可能只改变运动状态,液有可能形状和运动状态同时变化。
1.【教材素养链接】(2025·四川绵阳·中考真题)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变
B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力
D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
考查知识
力的作用效果、相互作用力与平衡力的辨析。
命题解读
命题意图:以汽车碰撞试验为背景,辨析力的作用对象、效果及相互作用力的特点,考查对相互作用力的理解。
解题思路:明确受力物体,区分“力的作用效果”与“力的相互性”。
2.【结合生活场景考察力的认识】(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,小刚在操场上踢足球。下列说法正确的是( )
A.小刚踢球时,只改变了足球的形状
B.脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
考查知识
力的作用效果、三要素、相互作用力、力与运动的关系。
命题解读
命题意图:结合踢足球情境,综合考查力学基本概念,纠正“运动需要力维持”的错误观念。
解题思路:分析力的多种效果;区分“相互作用力”与“惯性”的概念。
3.【力的示意做图】(2025·四川巴中·中考真题)请画出静止在水平地面上的足球的受力示意图。
考查知识
二力平衡条件下的受力分析与示意图绘制。
命题解读
命题意图:考查对静止物体受力平衡的分析能力及规范作图的技能。
解题思路:识别平衡力,确保示意图中力的大小相等、方向相反。
考点2 重力
【课标要求】通过实验,探究重力与质量的关系;认识重力及其方向;了解重心概念,知道重力的应用。
1. 重力
(1) 定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。通常用字母G表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用。
(2)重力的施力物体:地球。
2.重力的三要素
(1)重力的大小
①测量方法:用弹簧测力计竖直悬挂物体,静止时测力计的示数即等于物体所受重力的大小。
②重力与质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。
计算公式:G=mg
其中:G表示重力,m表示质量,g为重力常数,g通常取9.8N/kg.
g的物理意义:g反映了重力与质量的比例关系,其值会随地理位置(主要是纬度)和高度变化而略有不同,在一般问题中视为常量。
(2)重力的方向
①方向:竖直向下。
②理解与应用:
“竖直向下”是指垂直于当地的水平面向下。注意与“垂直向下”区分,“垂直向下”是指垂直于某个接触面向下。
注意:竖直向下是重力方向的唯一表述方式。此外的说法全部错误。
(3)重力的作用点—重心。
① 定义:重力在物体上的作用点叫作物体的重心。
② 规则、质量均匀物体的重心:在其几何中心。例如:均匀球体的重心在球心;均匀长方体的重心在对角线的交点。
③ 不规则、质量不均匀物体的重心:可以用悬挂法或支撑法(二力平衡原理)来确定其重心位置。
④ 重心的位置可能不在物体上。例如:圆环的重心在圆心,但圆心处没有物体材料。
⑤ 降低重心可以提高物体的稳定性(如不倒翁、塔式起重机配重)。
3.实验—探究重力与质量的关系
(1)实验器材:弹簧测力计、多个质量已知的钩码。
(2)实验步骤:
① 将弹簧测力计在竖直方向上调零。
② 用弹簧测力计分别测出不同钩码所受的重力G,并记录其对应的质量m,并绘制对应重力与质量的关系图像。
③ 分析数据,寻找规律。
实验结论:物体所受的重力与其质量成正比。
4.重力的应用与现象
(1)生活应用:建筑中用重垂线检验墙体是否竖直;向下泼水、抛出的物体最终落回地面;各种交通工具、建筑物需要稳固的基础以支撑重力。
(2)相关现象:“水往低处流”;苹果落地;跳起后总会落回地面;物体在不同星球上所受重力不同(如月球重力约为地球的1/6)。
5.质量和重力的比较
物理量
质量(m)
重力(G)
定义
物体所含物质的多少
由于地球吸引而使物体受到的力
性质
物体本身的属性,不随位置、形状、状态改变
一种力,是物体与地球之间的相互作用
方向
无方向
竖直向下
单位
千克(kg)
牛顿(N)
测量工具
天平
弹簧测力计
关系
物体的重力与质量成正比G=mg
【特别提醒】
1.重力与地球吸引:重力源自地球的吸引,但重力不等于地球的吸引力(万有引力),它是万有引力的一个分力(另一个分力提供物体随地球自转的向心力),但在初中阶段通常不作区分。
2.重力方向的理解:“竖直向下”是相对于水平面而言,与物体运动状态、所处位置无关。
3.重心与稳定性:重心越低,支撑面越大,物体越稳定。赛车设计成低底盘、大轮距就是为了降低重心、增大支撑面以提高稳定性。
4. g值的变化:同一物体在不同星球上所受重力不同,因为g星不同。地球上,g值随纬度升高而略微增大,随海拔升高而略微减小。
【方法点拨】
实验探究要点:探究“重力与质量关系”时,注意弹簧测力计要竖直使用并调零,多次测量找普遍规律,结论表述为“重力与质量成正比”。
解释现象:遇到与下落、倾斜、稳定性相关的生活现象,可优先考虑从重力的存在、方向或重心的角度进行分析。
1.【结合体育考察受力】(2024·四川巴中·中考真题)足球是全世界参与度最广的体育运动之一,如图是几个同学踢足球的场景。下列说法正确的是( )
A.足球在空中运动时不受重力的作用
B.足球被踢时会微微变形,说明力可以改变物体的形状
C.足球在水平地面上滚动时,其重力做了功
D.足球离开脚后还能继续运动,是由于受到惯性作用
考查知识
重力的普遍性、力的作用效果、做功条件、惯性的概念。
命题解读
命题意图:通过足球运动辨析常见力学易错点,强化物理观念。
解题思路:判断力是否做功看“方向”;惯性是属性不是力。
2.【重力相关分析】(2024·四川内江·中考真题)质量为0.4kg的电灯悬挂在电线上静止不动,g=10N/kg,下列说法中正确的是( )
A.电灯受到的重力为4N
B.电灯受到的重力的施力物体是绳子
C.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力大小不相等
D.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力是一对平衡力
考查知识
重力计算、施力物体、平衡力与相互作用力的区分。
命题解读
命题意图:通过电灯悬挂模型考查重力计算,并辨析力的施受关系和力对间的区别。
解题思路:熟记公式;平衡力“同体”,相互作用力“异体”。
3.【结合科技场景考察重力作图】(2025·四川眉山·中考真题)我国的无人机技术处于国际领先水平,无人机的应用日益广泛。如图甲所示,无人机在无风天气进行航拍,在图乙中画出无人机静止在空中时受力的示意图(图乙中正方形表示无人机,点为重心,不计空气的浮力)。
考查知识
平衡状态下的受力分析与力的示意图。
命题解读
命题意图:考查对静止在空中物体(如无人机)的受力分析及规范作图能力。
解题思路:根据平衡状态确定力的大小相等、方向相反。
考点3 弹力与弹簧测力计
【课标要求】知道常见的弹力;通过实验,探究并了解弹簧的伸长量与拉力的关系;会使用弹簧测力计测量力的大小。
1.弹力
(1)定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫作弹力。
(2)弹力的产生条件:
①两物体必须直接接触。
②接触处必须发生弹性形变。
两个条件必须同时满足,缺一不可。
(3)弹性与塑性
弹性形变:撤去外力后能恢复原来形状的形变(在弹性限度内)。
塑性形变:撤去外力后不能恢复原来形状的形变(超过弹性限度)。
(4)弹力常见的表现形式:
①压力:垂直作用于物体表面的力。
②支持力:垂直于支撑面,指向被支持的物体。
③拉力:如绳子、弹簧等对被拉物体的力。
④推力:垂直于接触面或沿某一方向的推动力。
(5)弹力的方向
总是与物体形变的方向相反,指向恢复原状的方向。
具体判断的方法:
压力/支持力:方向垂直于接触面(或切面),压力指向被压物体,支持力指向被支持物体。
绳的拉力:方向沿绳指向绳收缩的方向。
2.弹簧测力计
(1)工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力(或压力)越大,弹簧的伸长量(或压缩量)就越大,且伸长量与拉力成正比(胡克定律)。
(2)主要构造:弹簧、挂钩、指针、刻度盘、外壳。
(3)使用方法:
① 使用前:
a. 观察:看清量程和分度值,估测待测力的大小,避免超过量程。
b. 校零:检查指针是否对准零刻度线,如有偏差需调节或记下零点误差。
c. 预拉:轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
② 使用时:
a. 方向:要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向保持一致,避免弹簧与外壳摩擦。
b. 读数:视线正对刻度盘,待指针稳定后再读数。
③ 使用后:及时解除拉力,让弹簧恢复自由状态。
(4)注意事项:
① 不得超过弹簧测力计的量程。
② 弹簧测力计在测量时通常处于静止或匀速直线运动状态。
3.探究弹簧的伸长量与拉力的关系实验
(1)实验目的:探究在弹性限度内,弹簧的伸长量(ΔL)与所受拉力(F)的定量关系。
(2)实验器材:铁架台、一根弹簧、刻度尺、质量已知的钩码(若干)。
(3)实验步骤:
① 将弹簧上端固定在铁架台上,用刻度尺测出弹簧的原长L0并记录。
② 在弹簧下端逐个悬挂钩码(增加拉力),待稳定后,分别测出弹簧的长度L,计算出对应的伸长量ΔL=L-L0
③ 记录每次拉力F(等于钩码总重力)和对应的伸长量(ΔL)。
④ 以拉力F为纵坐标,伸长量ΔL为横坐标,描点并绘制图像。
(4)实验结论:在弹簧限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
4.弹力的现象与应用
(1)应用实例:弹簧减震器、弓箭、弹跳床、机械手表中的发条、自动伞的弹簧装置、圆珠笔的按压结构。
(2)生活现象:用手按压桌面,手会感到桌面向上的支持力;跳水运动员起跳时,跳板弯曲后产生的弹力将运动员弹起;坐沙发时,沙发发生形变产生向上的弹力。
【特别提醒】
1. 弹力有无的判断:相互接触的物体间不一定存在弹力。判断的关键是看接触处是否因挤压或拉伸而产生弹性形变。常用“假设法”(撤去接触物,看状态是否改变)或“状态法”(根据平衡条件反推)来判断。
2. 弹性限度:这是弹簧测力计正常工作的前提。超过弹性限度后,弹簧将发生塑性形变,其伸长量与拉力的正比关系被破坏,弹簧测力计会损坏且无法准确测量。
3. 弹簧测力计的读数:读数前务必明确分度值,视线要与刻度盘垂直。测量拉力时,要保证弹簧测力计处于静止或匀速直线运动状态,此时示数才等于拉力大小。
【方法技巧】
1. 判断弹力方向:先明确接触点和形变方向,弹力方向始终与形变方向相反。对于面面接触,弹力垂直于公共接触面;对于点面接触,弹力垂直于接触面;对于绳类,弹力沿绳指向绳收缩的方向。
2. 实验探究核心:探究“弹簧伸长量与拉力关系”的实验,关键要测量弹簧原长,并确保整个实验过程在弹性限度内进行。绘制图像时,若得到一条过原点的倾斜直线,则可验证正比关系。
1.【测力计使用及读数方法考察】(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将 。
考查知识
弹簧测力计读数、二力平衡及其在非常规使用时的误差分析。
命题解读
命题意图:对比测力计正挂与倒挂,考查读数、平衡原理及仪器自重的影响。
解题思路:正挂示数为物重;倒挂示数为物重加外壳重。
2.【结合生活事件考察受力分析】(2025·四川遂宁·中考真题)中考体育考试这项评价机制对于青少年体质健康和全面发展的指引作用越发显著,促使学生积极参加体育锻炼。对体考中涉及的物理知识描述正确的是( )
A.抛出去的实心球,受到推力、重力和空气阻力
B.踢出去的足球能够继续向前运动是受到惯性力的作用
C.做引体向上,单杠对考生的弹力是单杠发生弹性形变产生的
D.拍篮球,手是施力物体所以不受力的作用
考查知识
受力分析、惯性、弹力产生原因、力的相互作用。
命题解读
命题意图:结合体育考试场景,辨析常见力学错误认知,强调概念本质。
解题思路:抛出的物体不受“推力”;惯性不是力;弹力源于形变,发生形变的物体作为施力物体。
3.【教材素养链接】(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
考查知识
弹簧测力计的使用规范(调零、读数)、分度值识别、力的相互作用。
命题解读
命题意图:在真实测量情境中,考查仪器操作规范、数据读取及对力的相互性的理解。
解题思路:调零方向需与受力方向一致;头发受两端拉力作用。
考点4 摩擦力
【课标要求】通过实验,认识摩擦力;探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
1.摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这个力叫作摩擦力。
(2)产生条件:
① 两个物体相互接触并挤压(存在压力,即有弹力)。
② 接触面粗糙(不光滑)。
③ 物体间有相对运动或相对运动的趋势。
三个条件必须同时满足,缺一不可。
(3)摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
(4)摩擦力的作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
2. 摩擦力的分类
(1)静摩擦力
① 定义:两个相互接触的物体之间有相对运动趋势,但保持相对静止时产生的摩擦力。
② 方向:与物体相对运动趋势的方向相反。
③ 大小:静摩擦力的大小是可变的,它随着外力(使物体产生运动趋势的力)的变化而变化,但存在一个最大值,称为最大静摩擦力。
(2)滑动摩擦力
① 定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。
② 方向:与物体相对运动的方向相反。
③ 大小:滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小和接触面的粗糙程度有关。
拓展:滑动摩擦力的计算方法:f=μN ,其中μ叫做动摩擦因素,由接触面的粗糙程度决定,N表示物体间的压力大小。初中阶段不涉及滑动摩擦的直接计算,只做基本认识,帮助理解影响滑动摩擦力的因素。
(3)滚动摩擦力
① 定义:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
② 特点:在相同条件下,滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
静摩擦力和滑动摩擦力的比较:
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
产生条件
有相对运动趋势但相对静止
发生相对滑动
方向
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
大小
与产生运动趋势的力相等
由接触面粗糙程度与压力大小决定
3. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验原理:用弹簧测力计水平拉动物体做匀速直线运动,根据二力平衡,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)实验器材:弹簧测力计、木块、长木板、各表面粗糙程度不同的木板、砝码。
(3)探究过程:
① 探究滑动摩擦力与压力的关系:
控制接触面粗糙程度相同,改变木块对木板的压力(如在木块上加砝码),测量对应的摩擦力。
结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
② 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系:
控制压力相同(使用同一木块,不加砝码),改变接触面的粗糙程度(如铺上毛巾、棉布),测量对应的摩擦力。
结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)实验结论:滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小和接触面的粗糙程度有关。压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
4. 增大和减小摩擦的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
① 增大压力:如捏紧刹车闸、用力握紧瓶子。
② 使接触面变粗糙:如轮胎刻有花纹、鞋底有凹凸纹路、结冰路面撒煤渣。
③ 变滚动为滑动:如急刹车时车轮抱死。
(2)减小有害摩擦的方法:
① 减小压力。
② 减小接触面的粗糙程度:如将接触面打磨光滑。
③ 用滚动代替滑动:如使用滚轮、轴承、给行李箱装上轮子。
④ 使接触面彼此分离:
a. 加润滑油、涂润滑脂。
b. 利用气垫、磁悬浮。
5. 摩擦力的应用与现象
(1)应用实例:
① 有益摩擦:人走路、汽车行驶(靠地面对轮胎的摩擦力)、传送带运送货物、刹车系统、写字时笔尖与纸的摩擦。
② 有害摩擦:机器零件间的磨损、运动员手掌擦伤、滑雪板与雪道的摩擦阻力(有时需要减小)。
(2)生活现象:推箱子时箱子不动是因为静摩擦力与推力平衡;拧瓶盖时垫上粗糙的布是为了增大摩擦。
【特别提醒】
1. 摩擦力方向判断:摩擦力方向总是与“相对运动”或“相对运动趋势”方向相反,而不是与物体运动方向相反。例如,人走路时,脚向后蹬地,脚相对地面有向后运动的趋势,因此地面给脚的摩擦力方向向前,这个力是人前进的动力。
2. 压力与重力的区别:摩擦力公式中的“压力”是垂直作用在接触面上的力,不一定等于物体的重力。例如,压在竖直墙上的木块,其压力等于手对木块的水平推力,与重力无关。
3. 实验测量方法:测量滑动摩擦力时,必须用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体,此时根据二力平衡,拉力等于摩擦力。这是一种间接测量法。
【方法点拨】
判断摩擦力有无及方向:
假设法:假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动。若会,则有相对运动趋势,存在静摩擦力;若已经发生相对运动,则存在滑动摩擦力。
根据运动状态判断:若物体保持静止或匀速直线运动,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。受力分析作图:在分析物体受力时,摩擦力是常见的接触力。要注意摩擦力的作用点在接触面上,方向沿接触面,并与相对运动(趋势)方向相反。在水平面上匀速运动的物体,其摩擦力与拉力大小相等、方向相反。
1.【摩擦与弹力综合辨析】(2025·四川广安·中考真题)如图所示,用垂直于黑板的力把重为1.2N的黑板刷压在竖直的黑板上,处于静止状态,此时黑板刷受到的摩擦力为 N,黑板对海绵的弹力改变了海绵的 。
考查知识
静摩擦力与重力的二力平衡、力的作用效果(改变形状)。
命题解读
命题意图:通过静止的黑板刷模型,考查静摩擦力的判断及力的效果分析。
解题思路:静止时摩擦力与重力平衡;弹力使物体发生形变。
2.【摩擦的分类计算】(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”)。
考查知识
摩擦力方向的判断、多物体系统的受力分析(整体法与隔离法)。
命题解读
命题意图:设置复杂连接体情景,考查综合运用平衡条件和相互作用力分析摩擦力的能力。
解题思路:对每个物体隔离分析,结合相互作用力与平衡条件列式求解。
3.【摩擦的分类计算】(2025·四川泸州·中考真题)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N。
考查知识
滑动摩擦力方向的判断、增大摩擦的方法、静摩擦力与推力的关系。
命题解读
命题意图:结合劳动场景,考查摩擦力方向、增大摩擦的途径及静摩擦力大小的确定。
解题思路:摩擦力方向与相对运动(趋势)相反;未推动时静摩擦力等于推力。
4.【摩擦相关的实验探究】(2025·四川绵阳·中考真题)某实验小组用如图甲所示装置来研究影响滑动摩擦力大小的因素,实验前提出以下猜想:
a.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
b.滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关
c.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
实验过程如下:
①用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板运动,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力F1;
②在木块上放置1个砝码,重复①中操作,测出此种情况下的滑动摩擦力F2;
③换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,重复①中操作,测出此种情况下的滑动摩擦力F3。
设计表格,并记录数据如下表,回答下列问题:
序号
实验条件
滑动摩擦力F/N
木块上放置砝码个数
长木板粗糙程度
①
0
较光滑
1.2
②
1
较光滑
1.4
③
1
较粗糙
1.6
(1)对比分析实验①②,可以研究猜想 ;对比分析实验②③,可以研究猜想 ;(选填“a”“b”或“c”)
(2)另一小组设计了不同的实验方案:将木块B、长木板A叠放后置于水平地面,弹簧测力计一端固定于竖直墙壁,另一端与木块B相连,并保持水平,如图乙所示。用力拉动长木板A,使长木板A与木块B相对运动,当木块B相对于地面处于 (选填“静止”“匀速直线运动”“加速运动”或“减速运动”)状态时,弹簧测力计示数与木块B所受滑动摩擦力大小相等。
考查知识
探究影响滑动摩擦力大小的因素(控制变量法);实验方案的改进。
命题解读
命题意图:考查对控制变量法的应用及理解,并评估不同实验方案的优劣。
解题思路:对比实验找变量关系;改进方案中,物体静止便于读数(摩擦力和拉力平衡)。
一、理解摩擦力的核心性质
1.摩擦力的本质
摩擦力是阻碍两个相互接触的物体之间发生相对运动(或相对运动趋势)的力。它产生于接触面的微观不平整处。
2.静摩擦力与滑动摩擦力的区别
(1)静摩擦力:存在于有相对运动趋势但未发生实际相对运动的接触面之间。其大小随外力变化而变化,方向与相对运动趋势方向相反。
(2)存在于发生相对滑动的接触面之间。其大小由接触面粗糙程度与压力大小决定,方向与相对运动方向相反。
二、影响摩擦力的主要因素探析
1. 决定性因素:接触面
材料配对:不同材料组合(如钢-冰、橡胶-沥青)的摩擦系数差异显著
表面粗糙度:在宏观尺度上,粗糙表面通常产生更大摩擦力(但微观层面过于光滑反而可能因分子间作用力增大而摩擦增大)
表面洁净度:油污、水膜等会显著改变摩擦系数
2. 关键参数:正压力
滑动摩擦力与正压力成正比。
静摩擦力的最大值大于滑动摩擦,一般情况下人为它们相等。
注意:正压力是垂直于接触面的弹力,不总是等于物体重力。
【摩擦的相关认识】阅读短文,回答问题:
溜旱冰
开展溜旱冰运动既可以锻炼身体又可以帮助我们理解其中的许多物理知识,进行这项运动需要有双旱冰鞋,有条件的可以到专门的旱冰场上进行,没有条件的在较光滑的水泥地面也可以进行,但不能在车辆来往的道路上开展这项活动。在一般路面上穿普通鞋行走时鞋底与路面的摩擦是滑动摩擦,人与地面摩擦较大。人穿旱冰鞋后将人与地面的滑动通过旱冰鞋变为滚动,旱冰鞋下安装了滚动轴承,轴承上套上了可滚动的轮子,这样使人与地面的摩擦大大减小。如图所示。人在起动时或加速时,一只脚在前,一只脚在后,在前的一只脚脚尖指向运动方向,在后的一只脚与运动方向垂直,这样是为了将滚动摩擦变成滑动摩擦,以增大与地面的摩擦,用力向后蹬就可增大地面对人向前的推力,以达到起动和加速的目的。
根据你的阅读,请回答:
(1)在同样的条件下, 摩擦要比 摩擦小得多;
(2)旱冰鞋是通过 的方法减小滑行时地面对鞋的摩擦力;
(3)正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,同时用力向下压,以增大摩擦力,使自己很快停下来。这种做法是通过 的方法来增大摩擦的。
(4)受到旱冰鞋中的滑动摩擦启发,小明用图甲所示装置继续探究影响滑动摩擦力大小的因素:实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在木板上做 运动,以便测出滑动摩擦力大小,这种实验方法为: 。
(5)小明用图甲所示装置探究影响滑动摩擦力大小的因素时发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。若某次实验从开始拉动木块到木块匀速滑动的图像如图乙所示,其中时木块处于静止状态。由图乙可知:要使木块由静止开始运动,至少要用 的水平拉力拉木块;木块在第6秒时受到的摩擦力大小为 ,如果把拉力增大到,那么木块受到的合力大小为 。
(6)小红姐姐认为实验可以这样改进:把弹簧测力计的拉环端固定,并使弹簧测力计保持水平,在沿水平方向拉动长木板,如图。你认为小红姐姐这样做的好处是: 。(写出一点即可)
1.(2025·四川德阳·中考真题)2025年5月24日,世界乒乓球锦标赛混双决赛中,我国选手获得混双冠军,他们实现了世乒赛混双三连冠。关于比赛下列说法正确的是( )
A.乒乓球在上升过程中,相对球台是静止的
B.乒乓球竖直上升到最高点时处于平衡状态
C.击球时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D.将乒乓球向上抛出后,球能继续向上运动是因为球具有惯性
2.(2025·四川自贡·中考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲:机器人甲抛出的手绢对它而言是静止的
B.图乙:哪吒将毽子踢向空中,说明力可以改变物体的形状
C.图丙:短跑运动员通过向后蹬起跑器来获得向前的力,说明力的作用是相互的
D.图丁:竖直放置的磁性棋盘上,棋子受到的重力和棋盘对它的吸引力是一对平衡力
3.(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
4.(2025·四川巴中·中考真题)实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑,对毛玻璃片的描述正确的是( )
A.玻璃属于非晶体
B.用手去摸,光滑的一面是磨砂面
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,摩擦力较小的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
5.(2025·四川自贡·中考真题)如图,质量为0.5kg的物体静置于水平桌面上,用10N的水平拉力使物体沿水平方向做匀速直线运动,g取。下列说法正确的是( )
A.物体对桌面的压力大于5N B.物体受到的摩擦力是10N
C.若为5N,物体仍做匀速直线运动 D.若为15N,物体仍做匀速直线运动
6.(2025·四川宜宾·中考真题)在“测量滑动摩擦力”实验中,向右匀速拉动滑块如图甲、向左拉动木板如图乙。两种方法中,选择 (填“甲”或“乙”)更易操作、更合理;两种方法中,滑块所受到的滑动摩擦力方向 (填“相同”或“不同”)。
7.(2025·四川遂宁·中考真题)玻璃厂常利用电动真空吸盘搬运玻璃。图中搬运车上的吸盘吸附一块质量为180kg的玻璃,让其在空中竖直静止。此时玻璃受到的摩擦力方向竖直向 ,摩擦力大小为 N。(g取10N/kg)
8.(2023·四川广安·中考真题)“玉兔二号”月球车在月球表面留下了属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试时,月球车匀速行驶45m,用时15min,则月球车行驶的速度为 m/s;月球车的质量为135kg,若车受到的阻力为车重的0.2倍,则月球车的牵引力为 N。(g=10N/kg)
9.(2025·四川达州·中考真题)某景区用无人机为各补给点运送生活物资,如甲图。生活物资重力为G、绳子拉力为。请在乙图“O”点画出无人机匀速运送中:
(1)生活物资受到拉力的示意图;
(2)生活物资重力G的示意图。
10.(2025·四川眉山·中考真题)如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)用较小的力拉木块,木块保持静止,此时木块 (选填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,根据 原理,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(3)分析图甲和图乙可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(4)下列事例中应用了甲、丙两次实验结论来增大摩擦力的是___________(填写字母符号)。
A.自行车轮胎上刻有花纹
B.给自行车链条涂抹润滑油
C.用力捏自行车的刹车,车更容易停下来
(5)完成上述探究后,继续用图中装置进行实验,作出拉力与时间关系图像如图丁所示,物体运动的速度与时间关系图像如图戊所示。则物体在第时所受的摩擦力大小为 。
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专题08 力的认识、重力、弹力、摩擦力
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 力的概念与性质 4
教材·知识夯基
1.力的定义与作用效果
2.力的三要素与力的示意图
3.力的作用是相互的(相互作用力)
4.力的作用效果辨析(形变与运动状态改变)
中考·考法聚焦
考法1 结合生活实例判断力的作用效果
考法2 绘制或补全力的示意图
考法3 辨析“力的作用是相互的”在实际情境中的应用
考点2 重力 8
教材·知识夯基
1.重力的产生与方向
2.重力大小的公式(G=mg)与计算
3.重心的概念及其对稳定性的影响
4.常见物体重力的估测
中考·考法聚焦
考法1 重力方向的判断与应用(如重垂线、水平仪)
考法2 重力大小的计算与生活化估测
考法3 重心位置与物体稳定性的关系分析
考点3 弹力 13
教材·知识夯基
1.弹力的产生条件(接触且发生弹性形变)
2.常见弹力的类型(压力、支持力、拉力)
3. 弹簧测力计的原理与正确使用方法
4.弹簧伸长量与拉力的关系(在弹性限度内)
中考·考法聚焦
考法1 判断弹力的有无及方向
考法2 弹簧测力计的读数与使用规范
考法3 结合图像或实验探究弹簧的弹力规律
考点4 摩擦力 17
教材·知识夯基
1.摩擦力的类型与产生条件
2.滑动摩擦力大小的影响因素
3.摩擦力的方向判断
4.增大与减小摩擦的方法
中考·考法聚焦
考法1 判断摩擦力的类型与方向
考法2 探究滑动摩擦力影响因素的实验设计
考法3 结合生活实例分析摩擦的利弊及调控方法
考法4 摩擦力的大小计算与受力分析综合
04·素养拓展·思维进阶 22
拓展01 探究物体速度的变化
05·优题精选·练能提分 24
考点
考查形式
考查内容
考法分析
力的概念和性质
☑选择题
☑填空题
力的定义、力的作用效果(形变/运动状态改变)、力的三要素(大小/方向/作用点)、力的示意图、力的作用是相互的
1. 基本概念理解: 考查“力是物体对物体的作用”“力的作用是相互的”等核心概念,常以判断说法的选择题或填空形式出现。例如:“划船时桨向后推水,水向前推桨”体现了力的相互性。如 2025・四川绵阳卷T9
2. 力的作用效果判断: 结合生活实例(如:球被踢飞、弹簧被压缩)判断是产生了形变还是改变了运动状态。如 2025・四川乐山卷T6
3. 力的示意图绘制: 考查对受力物体、力的方向和三要素的掌握,常在填空题中要求补全或绘制简单力的示意图如 2025・四川巴中卷T23
重力
☑选择题
☑填空题
☑计算题
重力的产生(地球吸引)、方向(竖直向下)、大小(G=mg)、重心
1.重力方向与应用: 考查“竖直向下”的理解(垂直于水平面),常与生活中重垂线、水平仪等应用结合。
2.重力大小计算与估测: 直接利用公式G=mg计算重力,或对常见物体(如中学生、物理课本)的重力进行估测。如 2025·四川广安卷T18
3.重心概念: 考查重心位置与物体稳定性之间的关系,如“不倒翁”“下重上轻的设计更稳定”等生活实例。
弹力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
弹力的产生条件(接触且发生弹性形变)、常见弹力(压力/支持力/拉力)、弹簧测力计的原理与使用
1. 弹力有无判断: 结合具体情境判断弹力是否存在,如“放在斜面上的物体是否受到斜面支持力”。如2025·四川遂宁卷T5
2. 弹簧测力计使用与读数: 考查使用前调零、量程与分度值、读数方法,常在实验题第一问或基础填空中出现。如2025·四川乐山卷T18
3. 弹簧伸长量与拉力的关系: 通过实验或图像考查“在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比”,并可能涉及简单计算。如2025·四川南充卷T10
摩擦力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
摩擦力的类型(静摩擦/滑动摩擦/滚动摩擦)、产生条件、方向判断、大小影响因素、增大与减小摩擦的方法
1. 摩擦力方向判断: 结合运动状态或趋势判断摩擦力方向,如“人走路时地面向前的静摩擦力”。如2025·四川宜宾卷T19
2. 探究影响滑动摩擦力大小的因素: 经典实验题,考查控制变量法的应用,分析压力大小、接触面粗糙程度对摩擦力的影响。如2025·四川眉山卷T21
3. 摩擦力的生活应用: 考查增大或减小摩擦的实例与方法,如轮胎花纹、轴承、磁悬浮等。
4. 摩擦力大小计算与示意图: 结合二力平衡计算静摩擦或匀速直线运动时的滑动摩擦力,并绘制力的示意图。
命题新趋势
1、注重受力分析与模型建构: 试题更强调在真实情境(如体育运动、交通工具、生活劳动)中进行受力分析,要求学生识别力的类型、方向并绘制示意图。
2、强化科学探究与实验设计: 对“探究摩擦力影响因素”实验的考查,从步骤记忆转向方案设计、数据分析和误差讨论,尤其关注实验装置的改进(如拉动木板代替拉动木块)。
3、跨学科与实践应用结合: 试题融合工程、体育、生物等情境,如分析滑雪板减小摩擦的原理、体操运动员手上涂镁粉的作用、机器人抓握物体时的摩擦力控制等。
命题预测
实验创新是重点: “探究摩擦力”实验可能会与传感器技术、数字化实验结合,考查学生处理数据、归纳结论的能力。
受力分析走向综合: 重力、弹力、摩擦力的分析将更多与二力平衡、相互作用力结合,出现在选择题或作图题中,检验学生对力的综合理解。
真实情境与科技应用:试题会更多引入新科技、新设备(如太空微重力环境、真空管道运输、仿生抓握装置),考查学生在复杂情境中应用力学知识的能力。
考点1 力的概念和性质
【课标要求】了解力的概念,知道力的三要素,能用示意图描述力。
1. 力的认识
(1)定义:力是物体对物体的作用,用符号F表示。日常所见的推、拉、提、压、摩擦、吸引和排斥等现象,都属于力的作用,力的产生必然涉及两个物体(或物体的两部分),施加作用的物体称为施力物体,受到作用的物体称为受力物体。
(2)单位:力的国际单位是牛顿,简称牛,用符号N表示。1N 约等于托起两个鸡蛋的力。
(3)力存在的前提:①至少两个物体(或同一物体的两部分);②物体间有相互作用(接触或非接触均可)。
2. 力的作用效果
力的作用效果有二
(1)改变物体的形状(使物体发生形变)
(2)改变物体的运动状态
注:运动状态包含运动的方向和速度的大小,其中任何一个发生变化或二者同时变化均属于运动状态的变化。
3. 力的三要素(影响力作用效果的关键)
要素
对作用效果的影响
大小
决定形变程度、运动状态改变幅度
方向
决定形变方向、运动变化的指向
作用点
决定作用效果的表现形式(如推门)
4. 力的表达方法
(1)力的图示:用一条带箭头的线段来表示力——线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的方法叫作力的图示。
(2)力的示意图:在一般情况下分析物体受力时,常常只从作用点开始画一条长度适当、沿力的方向带箭头的线段来表示力,这样的图叫作力的示意图。
5. 力的相互作用规律
相互作用的规律:
当一个物体对另一个物体施加力时,受力物体同时会对施力物体施加一个大小相等、方向相反的力。即:力的作用是相互的。
相互作用力的特点:
同时产生、同时消失(同频性)
大小相等、方向相反(对称性)
作用在同一直线上(共线性)
作用在两个不同物体上(异体性)
【特别提醒】
1.力不能脱离物体单独存在,有受力物体必有施力物体。根据描述方式的不同,施力物体与受力物体可以互换。且任何情况下,相互作用力大小必然相等,比如“鸡蛋碰石头”时,石头给鸡蛋的力与鸡蛋给石头的力大小相等。
2.物体接触时不一定产生力(如并排放置的木块);不接触也可能产生力(如磁力)。
3. 力的作用效果包括改变物体的形状以及改变物体的运动状态,物体手力后,有可能只改变形状,又可能只改变运动状态,液有可能形状和运动状态同时变化。
1.【教材素养链接】(2025·四川绵阳·中考真题)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变
B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力
D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
考查知识
力的作用效果、相互作用力与平衡力的辨析。
命题解读
命题意图:以汽车碰撞试验为背景,辨析力的作用对象、效果及相互作用力的特点,考查对相互作用力的理解。
解题思路:明确受力物体,区分“力的作用效果”与“力的相互性”。
【答案】B
【详解】A.汽车对墙壁的力,受力物体是墙壁,所以这个力会使墙壁发生形变,而非汽车,故A不符合题意;
B.墙壁对汽车的力,受力物体是汽车,力可以改变物体的运动状态,体现在汽车发生碰撞后速度变化,所以这个力使汽车运动状态改变,故B符合题意;
C.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力是一对相互作用力,二者大小相等,故C不符合题意;
D.汽车对墙壁的力,施力物体是汽车,墙壁对汽车的力,施力物体是墙壁,二者施力物体不同,故D不符合题意。
故选B。
2.【结合生活场景考察力的认识】(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,小刚在操场上踢足球。下列说法正确的是( )
A.小刚踢球时,只改变了足球的形状
B.脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
考查知识
力的作用效果、三要素、相互作用力、力与运动的关系。
命题解读
命题意图:结合踢足球情境,综合考查力学基本概念,纠正“运动需要力维持”的错误观念。
解题思路:分析力的多种效果;区分“相互作用力”与“惯性”的概念。
【答案】C
【详解】A.小刚踢球时,球发生凹陷,且运动方向改变,改变了足球的形状,也改变球的运动状态,故A错误;
B.力的作用效果与力的大小、方向、作用点均有关,脚对球用力的方向会影响踢球效果,故B错误;
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力作用在两个相互的物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为阻力的作用,力改变了物体的运动状态,不能说明运动需要力来维持,故D错误。
故选C。
3.【力的示意做图】(2025·四川巴中·中考真题)请画出静止在水平地面上的足球的受力示意图。
考查知识
二力平衡条件下的受力分析与示意图绘制。
命题解读
命题意图:考查对静止物体受力平衡的分析能力及规范作图的技能。
解题思路:识别平衡力,确保示意图中力的大小相等、方向相反。
【答案】
【详解】静止在水平地面上的足球受到了两个力,重力和支持力;足球静止,这两个力就是平衡力,大小相等、方向相反。如图所示:
考点2 重力
【课标要求】通过实验,探究重力与质量的关系;认识重力及其方向;了解重心概念,知道重力的应用。
1. 重力
(1) 定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。通常用字母G表示。地球附近的所有物体都受到重力的作用。
(2)重力的施力物体:地球。
2.重力的三要素
(1)重力的大小
①测量方法:用弹簧测力计竖直悬挂物体,静止时测力计的示数即等于物体所受重力的大小。
②重力与质量的关系:物体所受的重力跟它的质量成正比。
计算公式:G=mg
其中:G表示重力,m表示质量,g为重力常数,g通常取9.8N/kg.
g的物理意义:g反映了重力与质量的比例关系,其值会随地理位置(主要是纬度)和高度变化而略有不同,在一般问题中视为常量。
(2)重力的方向
①方向:竖直向下。
②理解与应用:
“竖直向下”是指垂直于当地的水平面向下。注意与“垂直向下”区分,“垂直向下”是指垂直于某个接触面向下。
注意:竖直向下是重力方向的唯一表述方式。此外的说法全部错误。
(3)重力的作用点—重心。
① 定义:重力在物体上的作用点叫作物体的重心。
② 规则、质量均匀物体的重心:在其几何中心。例如:均匀球体的重心在球心;均匀长方体的重心在对角线的交点。
③ 不规则、质量不均匀物体的重心:可以用悬挂法或支撑法(二力平衡原理)来确定其重心位置。
④ 重心的位置可能不在物体上。例如:圆环的重心在圆心,但圆心处没有物体材料。
⑤ 降低重心可以提高物体的稳定性(如不倒翁、塔式起重机配重)。
3.实验—探究重力与质量的关系
(1)实验器材:弹簧测力计、多个质量已知的钩码。
(2)实验步骤:
① 将弹簧测力计在竖直方向上调零。
② 用弹簧测力计分别测出不同钩码所受的重力G,并记录其对应的质量m,并绘制对应重力与质量的关系图像。
③ 分析数据,寻找规律。
实验结论:物体所受的重力与其质量成正比。
4.重力的应用与现象
(1)生活应用:建筑中用重垂线检验墙体是否竖直;向下泼水、抛出的物体最终落回地面;各种交通工具、建筑物需要稳固的基础以支撑重力。
(2)相关现象:“水往低处流”;苹果落地;跳起后总会落回地面;物体在不同星球上所受重力不同(如月球重力约为地球的1/6)。
5.质量和重力的比较
物理量
质量(m)
重力(G)
定义
物体所含物质的多少
由于地球吸引而使物体受到的力
性质
物体本身的属性,不随位置、形状、状态改变
一种力,是物体与地球之间的相互作用
方向
无方向
竖直向下
单位
千克(kg)
牛顿(N)
测量工具
天平
弹簧测力计
关系
物体的重力与质量成正比G=mg
【特别提醒】
1.重力与地球吸引:重力源自地球的吸引,但重力不等于地球的吸引力(万有引力),它是万有引力的一个分力(另一个分力提供物体随地球自转的向心力),但在初中阶段通常不作区分。
2.重力方向的理解:“竖直向下”是相对于水平面而言,与物体运动状态、所处位置无关。
3.重心与稳定性:重心越低,支撑面越大,物体越稳定。赛车设计成低底盘、大轮距就是为了降低重心、增大支撑面以提高稳定性。
4. g值的变化:同一物体在不同星球上所受重力不同,因为g星不同。地球上,g值随纬度升高而略微增大,随海拔升高而略微减小。
【方法点拨】
实验探究要点:探究“重力与质量关系”时,注意弹簧测力计要竖直使用并调零,多次测量找普遍规律,结论表述为“重力与质量成正比”。
解释现象:遇到与下落、倾斜、稳定性相关的生活现象,可优先考虑从重力的存在、方向或重心的角度进行分析。
1.【结合体育考察受力】(2024·四川巴中·中考真题)足球是全世界参与度最广的体育运动之一,如图是几个同学踢足球的场景。下列说法正确的是( )
A.足球在空中运动时不受重力的作用
B.足球被踢时会微微变形,说明力可以改变物体的形状
C.足球在水平地面上滚动时,其重力做了功
D.足球离开脚后还能继续运动,是由于受到惯性作用
考查知识
重力的普遍性、力的作用效果、做功条件、惯性的概念。
命题解读
命题意图:通过足球运动辨析常见力学易错点,强化物理观念。
解题思路:判断力是否做功看“方向”;惯性是属性不是力。
【答案】B
【详解】A.地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,这是重力的基本性质。因此,足球在空中运动时,同样受到重力的作用。故A错误;
B.力的作用效果之一就是改变物体的形状。当足球被踢时,它受到脚的作用力,从而发生微微变形。这说明力确实可以改变物体的形状。故B正确;
C.功的定义是力与在力的方向上移动的距离的乘积。当足球在水平地面上滚动时,虽然它受到了重力的作用,但重力方向是竖直向下的,而足球是在水平方向上移动的。因此,重力并没有在足球移动的方向上做功。故C错误;
D.惯性是物体保持其运动状态不变的性质,它不是一种力,也不是一种作用。因此,我们不能说足球受到惯性作用。足球离开脚后还能继续运动,是因为它具有惯性,会保持原来的运动状态不变。故D错误。
故选B。
2.【重力相关分析】(2024·四川内江·中考真题)质量为0.4kg的电灯悬挂在电线上静止不动,g=10N/kg,下列说法中正确的是( )
A.电灯受到的重力为4N
B.电灯受到的重力的施力物体是绳子
C.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力大小不相等
D.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力是一对平衡力
考查知识
重力计算、施力物体、平衡力与相互作用力的区分。
命题解读
命题意图:通过电灯悬挂模型考查重力计算,并辨析力的施受关系和力对间的区别。
解题思路:熟记公式;平衡力“同体”,相互作用力“异体”。
【答案】A
【详解】A.电灯受到的重力
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
故A正确;
B.重力的施力物体是地球,电灯受到的重力的施力物体是地球,故B错误;
C.电灯受重力和电线对电灯的拉力而处于平衡,是一对平衡力,大小相等,故C错误;
D.电灯受到的重力作用点在电灯,电灯对电线的拉力作用在电线,两力没有作用在同一物体上,则不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
3.【结合科技场景考察重力作图】(2025·四川眉山·中考真题)我国的无人机技术处于国际领先水平,无人机的应用日益广泛。如图甲所示,无人机在无风天气进行航拍,在图乙中画出无人机静止在空中时受力的示意图(图乙中正方形表示无人机,点为重心,不计空气的浮力)。
考查知识
平衡状态下的受力分析与力的示意图。
命题解读
命题意图:考查对静止在空中物体(如无人机)的受力分析及规范作图能力。
解题思路:根据平衡状态确定力的大小相等、方向相反。
【答案】
【详解】无人机静止在空中,处于平衡状态,此时它受到竖直向下的重力和竖直向上的升力,且这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反。题中已给出重心为O点,重力和升力的作用点都画在重心O处。重力的方向是竖直向下的,升力的方向与重力方向相反,为竖直向上。从重心O点竖直向下画一条带箭头的线段,并在线段末端标上字母G,表示重力。从重心O点竖直向上画一条带箭头的线段,线段长度应与表示重力的线段长度相等,并在线段末端标上字母F升,表示升力。如图所示:
考点3 弹力与弹簧测力计
【课标要求】知道常见的弹力;通过实验,探究并了解弹簧的伸长量与拉力的关系;会使用弹簧测力计测量力的大小。
1.弹力
(1)定义:物体由于发生弹性形变而产生的力叫作弹力。
(2)弹力的产生条件:
①两物体必须直接接触。
②接触处必须发生弹性形变。
两个条件必须同时满足,缺一不可。
(3)弹性与塑性
弹性形变:撤去外力后能恢复原来形状的形变(在弹性限度内)。
塑性形变:撤去外力后不能恢复原来形状的形变(超过弹性限度)。
(4)弹力常见的表现形式:
①压力:垂直作用于物体表面的力。
②支持力:垂直于支撑面,指向被支持的物体。
③拉力:如绳子、弹簧等对被拉物体的力。
④推力:垂直于接触面或沿某一方向的推动力。
(5)弹力的方向
总是与物体形变的方向相反,指向恢复原状的方向。
具体判断的方法:
压力/支持力:方向垂直于接触面(或切面),压力指向被压物体,支持力指向被支持物体。
绳的拉力:方向沿绳指向绳收缩的方向。
2.弹簧测力计
(1)工作原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力(或压力)越大,弹簧的伸长量(或压缩量)就越大,且伸长量与拉力成正比(胡克定律)。
(2)主要构造:弹簧、挂钩、指针、刻度盘、外壳。
(3)使用方法:
① 使用前:
a. 观察:看清量程和分度值,估测待测力的大小,避免超过量程。
b. 校零:检查指针是否对准零刻度线,如有偏差需调节或记下零点误差。
c. 预拉:轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳。
② 使用时:
a. 方向:要使弹簧测力计的轴线方向与所测力的方向保持一致,避免弹簧与外壳摩擦。
b. 读数:视线正对刻度盘,待指针稳定后再读数。
③ 使用后:及时解除拉力,让弹簧恢复自由状态。
(4)注意事项:
① 不得超过弹簧测力计的量程。
② 弹簧测力计在测量时通常处于静止或匀速直线运动状态。
3.探究弹簧的伸长量与拉力的关系实验
(1)实验目的:探究在弹性限度内,弹簧的伸长量(ΔL)与所受拉力(F)的定量关系。
(2)实验器材:铁架台、一根弹簧、刻度尺、质量已知的钩码(若干)。
(3)实验步骤:
① 将弹簧上端固定在铁架台上,用刻度尺测出弹簧的原长L0并记录。
② 在弹簧下端逐个悬挂钩码(增加拉力),待稳定后,分别测出弹簧的长度L,计算出对应的伸长量ΔL=L-L0
③ 记录每次拉力F(等于钩码总重力)和对应的伸长量(ΔL)。
④ 以拉力F为纵坐标,伸长量ΔL为横坐标,描点并绘制图像。
(4)实验结论:在弹簧限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,且弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比。
4.弹力的现象与应用
(1)应用实例:弹簧减震器、弓箭、弹跳床、机械手表中的发条、自动伞的弹簧装置、圆珠笔的按压结构。
(2)生活现象:用手按压桌面,手会感到桌面向上的支持力;跳水运动员起跳时,跳板弯曲后产生的弹力将运动员弹起;坐沙发时,沙发发生形变产生向上的弹力。
【特别提醒】
1. 弹力有无的判断:相互接触的物体间不一定存在弹力。判断的关键是看接触处是否因挤压或拉伸而产生弹性形变。常用“假设法”(撤去接触物,看状态是否改变)或“状态法”(根据平衡条件反推)来判断。
2. 弹性限度:这是弹簧测力计正常工作的前提。超过弹性限度后,弹簧将发生塑性形变,其伸长量与拉力的正比关系被破坏,弹簧测力计会损坏且无法准确测量。
3. 弹簧测力计的读数:读数前务必明确分度值,视线要与刻度盘垂直。测量拉力时,要保证弹簧测力计处于静止或匀速直线运动状态,此时示数才等于拉力大小。
【方法技巧】
1. 判断弹力方向:先明确接触点和形变方向,弹力方向始终与形变方向相反。对于面面接触,弹力垂直于公共接触面;对于点面接触,弹力垂直于接触面;对于绳类,弹力沿绳指向绳收缩的方向。
2. 实验探究核心:探究“弹簧伸长量与拉力关系”的实验,关键要测量弹簧原长,并确保整个实验过程在弹性限度内进行。绘制图像时,若得到一条过原点的倾斜直线,则可验证正比关系。
1.【测力计使用及读数方法考察】(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,将一物体竖直悬挂在弹簧测力计的挂钩上,物体静止时弹簧测力计的示数为 N;把弹簧测力计倒过来,将此物体竖直挂在弹簧测力计的拉环上,物体静止时弹簧测力计的示数将 。
考查知识
弹簧测力计读数、二力平衡及其在非常规使用时的误差分析。
命题解读
命题意图:对比测力计正挂与倒挂,考查读数、平衡原理及仪器自重的影响。
解题思路:正挂示数为物重;倒挂示数为物重加外壳重。
【答案】 2.2 变大
【详解】[1]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指在2N下方第1个小格处,因此示数为2.2N。此时物体受到的重力与弹簧测力计的拉力平衡,所以物体重力为2.2N。
[2]当弹簧测力计倒过来使用时,除了要测量物体的重力外,还需额外承担弹簧测力计自身外壳的重力。因此,弹簧测力计的示数会大于物体实际的重力,即示数变大。
2.【结合生活事件考察受力分析】(2025·四川遂宁·中考真题)中考体育考试这项评价机制对于青少年体质健康和全面发展的指引作用越发显著,促使学生积极参加体育锻炼。对体考中涉及的物理知识描述正确的是( )
A.抛出去的实心球,受到推力、重力和空气阻力
B.踢出去的足球能够继续向前运动是受到惯性力的作用
C.做引体向上,单杠对考生的弹力是单杠发生弹性形变产生的
D.拍篮球,手是施力物体所以不受力的作用
考查知识
受力分析、惯性、弹力产生原因、力的相互作用。
命题解读
命题意图:结合体育考试场景,辨析常见力学错误认知,强调概念本质。
解题思路:抛出的物体不受“推力”;惯性不是力;弹力源于形变,发生形变的物体作为施力物体。
【答案】C
【详解】A.抛出的实心球已离开手,实心球不受手的推力,仅受重力和空气阻力,故A错误;
B.惯性是物体固有属性,不是力,足球继续运动是因为具有惯性,没有“惯性力”概念,故B错误;
C.做引体向上时,单杠对考生的弹力是由于单杠发生弹性形变产生的,弹力的本质是物体因形变而产生的恢复力,单杠受力形变后对考生施加弹力,故C正确;
D.力的作用是相互的,手拍篮球时,篮球对手施加反作用力,手也会受力,故D错误。
故选C。
3.【教材素养链接】(2025·四川成都·中考真题)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零
B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力
D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
考查知识
弹簧测力计的使用规范(调零、读数)、分度值识别、力的相互作用。
命题解读
命题意图:在真实测量情境中,考查仪器操作规范、数据读取及对力的相互性的理解。
解题思路:调零方向需与受力方向一致;头发受两端拉力作用。
【答案】A
【详解】A.为了减小测量误差,弹簧测力计使用前应在受力方向上调零,故A正确;
B.由图可知,图中弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故B错误;
C.由于力的作用是相互的,所以头发受到图中左侧手施加的拉力,还受到弹簧测力计的拉力,故C错误;
D.一根头发大约最大能吊起一个苹果,一个苹果的质量约150g,则一根头发能承受的最大拉力约为
故D错误。
故选A。
考点4 摩擦力
【课标要求】通过实验,认识摩擦力;探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
1.摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这个力叫作摩擦力。
(2)产生条件:
① 两个物体相互接触并挤压(存在压力,即有弹力)。
② 接触面粗糙(不光滑)。
③ 物体间有相对运动或相对运动的趋势。
三个条件必须同时满足,缺一不可。
(3)摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
(4)摩擦力的作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
2. 摩擦力的分类
(1)静摩擦力
① 定义:两个相互接触的物体之间有相对运动趋势,但保持相对静止时产生的摩擦力。
② 方向:与物体相对运动趋势的方向相反。
③ 大小:静摩擦力的大小是可变的,它随着外力(使物体产生运动趋势的力)的变化而变化,但存在一个最大值,称为最大静摩擦力。
(2)滑动摩擦力
① 定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。
② 方向:与物体相对运动的方向相反。
③ 大小:滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小和接触面的粗糙程度有关。
拓展:滑动摩擦力的计算方法:f=μN ,其中μ叫做动摩擦因素,由接触面的粗糙程度决定,N表示物体间的压力大小。初中阶段不涉及滑动摩擦的直接计算,只做基本认识,帮助理解影响滑动摩擦力的因素。
(3)滚动摩擦力
① 定义:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。
② 特点:在相同条件下,滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。
静摩擦力和滑动摩擦力的比较:
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
产生条件
有相对运动趋势但相对静止
发生相对滑动
方向
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
大小
与产生运动趋势的力相等
由接触面粗糙程度与压力大小决定
3. 探究影响滑动摩擦力大小的因素
(1)实验原理:用弹簧测力计水平拉动物体做匀速直线运动,根据二力平衡,此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)实验器材:弹簧测力计、木块、长木板、各表面粗糙程度不同的木板、砝码。
(3)探究过程:
① 探究滑动摩擦力与压力的关系:
控制接触面粗糙程度相同,改变木块对木板的压力(如在木块上加砝码),测量对应的摩擦力。
结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
② 探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系:
控制压力相同(使用同一木块,不加砝码),改变接触面的粗糙程度(如铺上毛巾、棉布),测量对应的摩擦力。
结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)实验结论:滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小和接触面的粗糙程度有关。压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
4. 增大和减小摩擦的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
① 增大压力:如捏紧刹车闸、用力握紧瓶子。
② 使接触面变粗糙:如轮胎刻有花纹、鞋底有凹凸纹路、结冰路面撒煤渣。
③ 变滚动为滑动:如急刹车时车轮抱死。
(2)减小有害摩擦的方法:
① 减小压力。
② 减小接触面的粗糙程度:如将接触面打磨光滑。
③ 用滚动代替滑动:如使用滚轮、轴承、给行李箱装上轮子。
④ 使接触面彼此分离:
a. 加润滑油、涂润滑脂。
b. 利用气垫、磁悬浮。
5. 摩擦力的应用与现象
(1)应用实例:
① 有益摩擦:人走路、汽车行驶(靠地面对轮胎的摩擦力)、传送带运送货物、刹车系统、写字时笔尖与纸的摩擦。
② 有害摩擦:机器零件间的磨损、运动员手掌擦伤、滑雪板与雪道的摩擦阻力(有时需要减小)。
(2)生活现象:推箱子时箱子不动是因为静摩擦力与推力平衡;拧瓶盖时垫上粗糙的布是为了增大摩擦。
【特别提醒】
1. 摩擦力方向判断:摩擦力方向总是与“相对运动”或“相对运动趋势”方向相反,而不是与物体运动方向相反。例如,人走路时,脚向后蹬地,脚相对地面有向后运动的趋势,因此地面给脚的摩擦力方向向前,这个力是人前进的动力。
2. 压力与重力的区别:摩擦力公式中的“压力”是垂直作用在接触面上的力,不一定等于物体的重力。例如,压在竖直墙上的木块,其压力等于手对木块的水平推力,与重力无关。
3. 实验测量方法:测量滑动摩擦力时,必须用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体,此时根据二力平衡,拉力等于摩擦力。这是一种间接测量法。
【方法点拨】
判断摩擦力有无及方向:
假设法:假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动。若会,则有相对运动趋势,存在静摩擦力;若已经发生相对运动,则存在滑动摩擦力。
根据运动状态判断:若物体保持静止或匀速直线运动,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。受力分析作图:在分析物体受力时,摩擦力是常见的接触力。要注意摩擦力的作用点在接触面上,方向沿接触面,并与相对运动(趋势)方向相反。在水平面上匀速运动的物体,其摩擦力与拉力大小相等、方向相反。
1.【摩擦与弹力综合辨析】(2025·四川广安·中考真题)如图所示,用垂直于黑板的力把重为1.2N的黑板刷压在竖直的黑板上,处于静止状态,此时黑板刷受到的摩擦力为 N,黑板对海绵的弹力改变了海绵的 。
考查知识
静摩擦力与重力的二力平衡、力的作用效果(改变形状)。
命题解读
命题意图:通过静止的黑板刷模型,考查静摩擦力的判断及力的效果分析。
解题思路:静止时摩擦力与重力平衡;弹力使物体发生形变。
【答案】 1.2 形状
【详解】[1]黑板刷处于静止状态,黑板刷受到的重力与黑板刷受到的摩擦力是一对平衡力,此时黑板刷受到的摩擦力f=G=1.2N
[2]力既可以改变物体的形状,又可以改变物体的运动状态;黑板对海绵的弹力使海绵凹陷,所以力改变了海绵的形状。
2.【摩擦的分类计算】(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”)。
考查知识
摩擦力方向的判断、多物体系统的受力分析(整体法与隔离法)。
命题解读
命题意图:设置复杂连接体情景,考查综合运用平衡条件和相互作用力分析摩擦力的能力。
解题思路:对每个物体隔离分析,结合相互作用力与平衡条件列式求解。
【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。
3.【摩擦的分类计算】(2025·四川泸州·中考真题)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N。
考查知识
滑动摩擦力方向的判断、增大摩擦的方法、静摩擦力与推力的关系。
命题解读
命题意图:结合劳动场景,考查摩擦力方向、增大摩擦的途径及静摩擦力大小的确定。
解题思路:摩擦力方向与相对运动(趋势)相反;未推动时静摩擦力等于推力。
【答案】 右 增大 50
【详解】[1]物体受到摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的。
[2]为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
[3]他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,说明餐桌处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于50N。
4.【摩擦相关的实验探究】(2025·四川绵阳·中考真题)某实验小组用如图甲所示装置来研究影响滑动摩擦力大小的因素,实验前提出以下猜想:
a.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
b.滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关
c.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关
实验过程如下:
①用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板运动,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力F1;
②在木块上放置1个砝码,重复①中操作,测出此种情况下的滑动摩擦力F2;
③换用材料相同但表面更粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,重复①中操作,测出此种情况下的滑动摩擦力F3。
设计表格,并记录数据如下表,回答下列问题:
序号
实验条件
滑动摩擦力F/N
木块上放置砝码个数
长木板粗糙程度
①
0
较光滑
1.2
②
1
较光滑
1.4
③
1
较粗糙
1.6
(1)对比分析实验①②,可以研究猜想 ;对比分析实验②③,可以研究猜想 ;(选填“a”“b”或“c”)
(2)另一小组设计了不同的实验方案:将木块B、长木板A叠放后置于水平地面,弹簧测力计一端固定于竖直墙壁,另一端与木块B相连,并保持水平,如图乙所示。用力拉动长木板A,使长木板A与木块B相对运动,当木块B相对于地面处于 (选填“静止”“匀速直线运动”“加速运动”或“减速运动”)状态时,弹簧测力计示数与木块B所受滑动摩擦力大小相等。
考查知识
探究影响滑动摩擦力大小的因素(控制变量法);实验方案的改进。
命题解读
命题意图:考查对控制变量法的应用及理解,并评估不同实验方案的优劣。
解题思路:对比实验找变量关系;改进方案中,物体静止便于读数(摩擦力和拉力平衡)。
【答案】(1) c a
(2)静止
【详解】(1)[1]根据控制变量法,探究某个因素对滑动摩擦力的影响时,要控制其他因素不变,只改变该因素。实验①②中,长木板粗糙程度相同,木块上放置砝码个数不同,即接触面所受压力不同,滑动摩擦力不同,所以对比实验①②,可以研究猜想c。
[2]实验②③中,木块上放置砝码个数相同,即接触面所受压力相同,长木板粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,所以对比实验②③,可以研究猜想a。
(2)用力拉动长木板A,使长木板A与木块B相对运动,当木块B相对于地面处于静止状态时,此时木块B在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和长木板A对它的摩擦力。这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计示数与木块B所受滑动摩擦力大小相等。
一、理解摩擦力的核心性质
1.摩擦力的本质
摩擦力是阻碍两个相互接触的物体之间发生相对运动(或相对运动趋势)的力。它产生于接触面的微观不平整处。
2.静摩擦力与滑动摩擦力的区别
(1)静摩擦力:存在于有相对运动趋势但未发生实际相对运动的接触面之间。其大小随外力变化而变化,方向与相对运动趋势方向相反。
(2)存在于发生相对滑动的接触面之间。其大小由接触面粗糙程度与压力大小决定,方向与相对运动方向相反。
二、影响摩擦力的主要因素探析
1. 决定性因素:接触面
材料配对:不同材料组合(如钢-冰、橡胶-沥青)的摩擦系数差异显著
表面粗糙度:在宏观尺度上,粗糙表面通常产生更大摩擦力(但微观层面过于光滑反而可能因分子间作用力增大而摩擦增大)
表面洁净度:油污、水膜等会显著改变摩擦系数
2. 关键参数:正压力
滑动摩擦力与正压力成正比。
静摩擦力的最大值大于滑动摩擦,一般情况下人为它们相等。
注意:正压力是垂直于接触面的弹力,不总是等于物体重力。
【摩擦的相关认识】阅读短文,回答问题:
溜旱冰
开展溜旱冰运动既可以锻炼身体又可以帮助我们理解其中的许多物理知识,进行这项运动需要有双旱冰鞋,有条件的可以到专门的旱冰场上进行,没有条件的在较光滑的水泥地面也可以进行,但不能在车辆来往的道路上开展这项活动。在一般路面上穿普通鞋行走时鞋底与路面的摩擦是滑动摩擦,人与地面摩擦较大。人穿旱冰鞋后将人与地面的滑动通过旱冰鞋变为滚动,旱冰鞋下安装了滚动轴承,轴承上套上了可滚动的轮子,这样使人与地面的摩擦大大减小。如图所示。人在起动时或加速时,一只脚在前,一只脚在后,在前的一只脚脚尖指向运动方向,在后的一只脚与运动方向垂直,这样是为了将滚动摩擦变成滑动摩擦,以增大与地面的摩擦,用力向后蹬就可增大地面对人向前的推力,以达到起动和加速的目的。
根据你的阅读,请回答:
(1)在同样的条件下, 摩擦要比 摩擦小得多;
(2)旱冰鞋是通过 的方法减小滑行时地面对鞋的摩擦力;
(3)正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,同时用力向下压,以增大摩擦力,使自己很快停下来。这种做法是通过 的方法来增大摩擦的。
(4)受到旱冰鞋中的滑动摩擦启发,小明用图甲所示装置继续探究影响滑动摩擦力大小的因素:实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在木板上做 运动,以便测出滑动摩擦力大小,这种实验方法为: 。
(5)小明用图甲所示装置探究影响滑动摩擦力大小的因素时发现:在木块没有被拉动时,弹簧测力计也有示数,且示数会变化。若某次实验从开始拉动木块到木块匀速滑动的图像如图乙所示,其中时木块处于静止状态。由图乙可知:要使木块由静止开始运动,至少要用 的水平拉力拉木块;木块在第6秒时受到的摩擦力大小为 ,如果把拉力增大到,那么木块受到的合力大小为 。
(6)小红姐姐认为实验可以这样改进:把弹簧测力计的拉环端固定,并使弹簧测力计保持水平,在沿水平方向拉动长木板,如图。你认为小红姐姐这样做的好处是: 。(写出一点即可)
【答案】(1) 滚动 滑动
(2)滚动代替滑动
(3)变滚动为滑动和增大压力
(4) 匀速直线 转换法
(5) 2.3 2 1
(6)不需要木板做匀速直线运动,便于操作
【详解】(1)[1][2]由探究得,在同样的条件下,滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。
(2)旱冰鞋移动过程中,可滚动的轮子在地面上滚动,其受到的摩擦为滚动摩擦,是通过将滚动代替滑动的方法减小滑行时地面对鞋的摩擦力。
(3)正在滑行时,要想很快停下来,应让放在后面的脚与运动方向垂直,这样可以将滚动变为滑动,同时用力向下压,增大了鞋对地面的压力,这是通过变滚动为滑动和增大压力的方法,以增大摩擦力。
(4)[1][2]实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在木板上做匀速直线运动,此时木块受到滑动摩擦力与拉力是平衡力,两力大小相等,由此利用弹簧测力计示数间接测出滑动摩擦力大小,这种实验方法为转换法。
(5)[1]由图乙得,木块受到的最大静摩擦力为2.3N,则要使木块由静止开始运动,至少要用2.3N的水平拉力拉木块。
[2]由图乙得,木块在第6秒时受到的拉力为2.0N,则木块在第6秒时受到的滑动摩擦力大小为2.0N。
[3]如果把拉力增大到,木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,木块运动过程中的受到的滑动摩擦力不变,则那么木块受到的合力大小为
(6)实验改进后,不管长木板相对木块做匀速还是变速运动,木块始终相对地面静止,木块受到的滑动摩擦力始终等于拉力,则不用匀速拉动木板,便于操作,且测力计的示数稳定,便于读数。
1.(2025·四川德阳·中考真题)2025年5月24日,世界乒乓球锦标赛混双决赛中,我国选手获得混双冠军,他们实现了世乒赛混双三连冠。关于比赛下列说法正确的是( )
A.乒乓球在上升过程中,相对球台是静止的
B.乒乓球竖直上升到最高点时处于平衡状态
C.击球时,球拍对球的力大于球对球拍的力
D.将乒乓球向上抛出后,球能继续向上运动是因为球具有惯性
【答案】D
【详解】A.乒乓球在上升过程中,相对球台的位置发生改变,因此相对于球台是运动的,故A错误;
B.乒乓球竖直上升到最高点时只受重力,合力不为0,所以受到的不是平衡力,因此不是处于平衡状态,故B错误;
C.击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是一对相互作用力,因此球拍对球的力等于球对球拍的力,故C错误;
D.将乒乓球向上抛出后,球能继续向上运动,想要保持原来的运动状态,是因为球具有惯性,故D正确。
故选 D。
2.(2025·四川自贡·中考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲:机器人甲抛出的手绢对它而言是静止的
B.图乙:哪吒将毽子踢向空中,说明力可以改变物体的形状
C.图丙:短跑运动员通过向后蹬起跑器来获得向前的力,说明力的作用是相互的
D.图丁:竖直放置的磁性棋盘上,棋子受到的重力和棋盘对它的吸引力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.机器人甲抛出的手绢相对机器人,手绢位置发生改变,所以抛出的手绢是运动的,故A错误;
B.哪吒将毽子踢向空中,毽子的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故B错误;
C.短跑运动员向后蹬起跑器,同时起跑器给人一个反作用力,获得向前的力,说明力的作用是相互的,故C正确;
D.竖直放置的磁性棋盘上,棋子受到的重力和棋盘对它的吸引力方向不是相反的,不是一对平衡力,棋子受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故D错误。
故选C。
3.(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。
4.(2025·四川巴中·中考真题)实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑,对毛玻璃片的描述正确的是( )
A.玻璃属于非晶体
B.用手去摸,光滑的一面是磨砂面
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,摩擦力较小的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】A
【详解】A.玻璃熔化过程中无固定的熔化温度,即无熔点,因此玻璃属于非晶体,故A正确;
B.毛玻璃的磨砂面凹凸不平,因此用手去触摸会感觉粗糙;毛玻璃的平滑面平整,因此用手去触摸不会感觉粗糙,故B错误;
C.压力相同时,在同一水平桌面上滑动,磨砂面较粗糙,产生的摩擦力较大,故C错误;
D.光射入玻璃和射出玻璃都要发生反射和折射,毛玻璃一面磨砂,一面平滑,会使一部分光在磨砂面发生漫反射不能透过毛玻璃射出,并且透过毛玻璃的光经过磨砂面发生折射也会射向四面八方,光线散乱,导致进入人眼的光很少,所以隔着毛玻璃就看不清物体,无论光先从哪个面进入都会在磨砂面发生杂乱的反射和折射,使人看不清物体,故D错误。
故选A。
5.(2025·四川自贡·中考真题)如图,质量为0.5kg的物体静置于水平桌面上,用10N的水平拉力使物体沿水平方向做匀速直线运动,g取。下列说法正确的是( )
A.物体对桌面的压力大于5N B.物体受到的摩擦力是10N
C.若为5N,物体仍做匀速直线运动 D.若为15N,物体仍做匀速直线运动
【答案】B
【详解】A.物体对桌面的压力F压=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
故A错误;
B.物体沿水平方向做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,物体受到的摩擦力f=F=10N
故B正确;
C.若为5N,拉力小于滑动摩擦力,物体做减速直线运动,故C错误;
D.若为15N,拉力大于滑动摩擦力,物体做加速直线运动,故D错误。
故选B。
6.(2025·四川宜宾·中考真题)在“测量滑动摩擦力”实验中,向右匀速拉动滑块如图甲、向左拉动木板如图乙。两种方法中,选择 (填“甲”或“乙”)更易操作、更合理;两种方法中,滑块所受到的滑动摩擦力方向 (填“相同”或“不同”)。
【答案】 乙 相同
【详解】[1][2]甲是用弹簧测力计水平拉动滑块,当滑块做匀速直线运动时,滑块处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,由平衡条件可知,摩擦力等于测力计拉力,因此实验时应控制滑块做匀速直线运动;而乙是拉动木板,滑块静止,滑块处于平衡状态,滑块受到的拉力都等于测力计的拉力,实验时不需要控制木板做匀速直线运动,便于实验操作,同时测力计是静止的,便于对测力计读数。所以两种方法中,选择乙更易操作、更合理;两种方法中,滑块相对于木板均向右运动,受到的滑动摩擦力方向均水平向左。
7.(2025·四川遂宁·中考真题)玻璃厂常利用电动真空吸盘搬运玻璃。图中搬运车上的吸盘吸附一块质量为180kg的玻璃,让其在空中竖直静止。此时玻璃受到的摩擦力方向竖直向 ,摩擦力大小为 N。(g取10N/kg)
【答案】 上 1800
【详解】[1]当玻璃在空中竖直静止时,处于平衡状态。在竖直方向上,物体受到重力和摩擦力的作用。重力的方向竖直向下,根据二力平衡的条件,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,所以摩擦力的方向竖直向上。
[2]玻璃受到的重力
所以摩擦力
8.(2023·四川广安·中考真题)“玉兔二号”月球车在月球表面留下了属于中国的第一道印记。登月前,在水平地面上进行测试时,月球车匀速行驶45m,用时15min,则月球车行驶的速度为 m/s;月球车的质量为135kg,若车受到的阻力为车重的0.2倍,则月球车的牵引力为 N。(g=10N/kg)
【答案】 0.05 270
【详解】[1] 月球车匀速行驶45m,用时15min,则月球车行驶的速度为
[2] 月球车的质量为135kg,则在地面的重力为
月球车匀速行驶时,牵引力等于阻力为
9.(2025·四川达州·中考真题)某景区用无人机为各补给点运送生活物资,如甲图。生活物资重力为G、绳子拉力为。请在乙图“O”点画出无人机匀速运送中:
(1)生活物资受到拉力的示意图;
(2)生活物资重力G的示意图。
【答案】
【详解】(1)无人机匀速运送中,物质受到的拉力和重力是平衡力,拉力等于重力,方向相反,重力竖直向下,拉力竖直向上,都画在重心上,如图所示:
10.(2025·四川眉山·中考真题)如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)用较小的力拉木块,木块保持静止,此时木块 (选填“受”或“不受”)摩擦力。
(2)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,根据 原理,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(3)分析图甲和图乙可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
(4)下列事例中应用了甲、丙两次实验结论来增大摩擦力的是___________(填写字母符号)。
A.自行车轮胎上刻有花纹
B.给自行车链条涂抹润滑油
C.用力捏自行车的刹车,车更容易停下来
(5)完成上述探究后,继续用图中装置进行实验,作出拉力与时间关系图像如图丁所示,物体运动的速度与时间关系图像如图戊所示。则物体在第时所受的摩擦力大小为 。
【答案】(1)受
(2) 匀速直线 二力平衡
(3)压力
(4)A
(5)2
【详解】(1)当用较小的力拉木块,木块保持静止时,处于平衡状态。木块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,所以此时木块受摩擦力。
(2)[1][2]实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。因为当木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理,这两个力大小相等,所以木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(3)分析图甲和图乙可知,接触面的粗糙程度相同,图乙中木块对木板的压力大于图甲中木块对木板的压力,且图乙中弹簧测力计的示数大于图甲中弹簧测力计的示数,即图乙中木块受到的滑动摩擦力大于图甲中木块受到的滑动摩擦力,所以在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)甲、丙两次实验中,压力相同,接触面的粗糙程度不同,丙中接触面更粗糙,弹簧测力计的示数更大,即丙中木块受到的滑动摩擦力更大,所以可得结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
A.自行车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,应用了甲、丙两次实验结论。故A符合题意;
B.给自行车链条涂抹润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦力,没有应用甲、丙两次实验结论。故B不符合题意;
C.用力捏自行车的刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,应用了甲、乙两次实验结论。故C不符合题意。
故选A。
(5)由图戊可知,物体在4−6s内做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。由图丁可知,物体在4−6s内拉力F=2N,所以物体在4−6s内受到的滑动摩擦力f=F=2N。因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度以及接触面的材料有关,在4−6s内和6−7s内,物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度以及接触面的材料都不变,所以滑动摩擦力大小不变,即物体在第6.5s时所受的摩擦力大小为2N。
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