第八章 运动和力（知识清单）物理新教材人教版八年级下册

第八章 运动和力（知识清单） 第1节 牛顿第一定律 1.阻力对物体运动的影响 （1）相关观点 ①很多人人认为：如果要使物体持续运动，就必须对它 ，如果这个力被撤掉，物体就会 。其中比较著名的是亚里士多德的论断：力是使物体运动的原因。 ②伽利略通过实验得出：物体的运动 力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了 。 （2）【实验】阻力对物体运动的影响 ①让小车从斜面的同一高度且静止滑下，目的是 ； ②水平桌面铺上粗糙程度不同的棉布（毛巾）的目的： ； ③小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离 ，这说明小车受到的阻力 ，速度减小得 。由此推断，当小车受到阻力为零，速度将不会减小，物体将以恒定不变的速度运动下去。即如果运动的物体 ，它将保持 。 ④此实验正确地揭示了：力不是 物体运动的原因，而是 物体运动状态的原因。 ⑤实验方法： 、控制变量法 2. 牛顿第一定律： 牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果，概括出了一条重要的物理规律：一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上边的力迫使它改变这种状态。 【说明】 （1）牛顿第一定律不是直接由实验得出的，而是在实验的基础上推理出来的； （2）适用对象：一切物体，适用条件：不受任何力的作用（理想情况，也可适用于物体所受的合力为0）； （3）特殊地，物体运动方向准备变成反向时，此时物体的速度为0 m/s，若此时不受一切外力，则物体会一直保持静止。例如：物体在竖直方向上运动到最高点时，速度为零，若此时不受一切外力，则物体会一直保持静止； （4）重要意义：揭示了力是 的原因，而不是 的原因； （5）牛顿第一定律又叫 。 3. 惯性 （1）惯性的定义：一切物体都有 的性质，我们把这种性质叫做惯性。 【说明】 ①惯性是物体的固有属性， 在任何情况下都有惯性。 ②惯性大小只与物体的 有关， 越大，物体具有的惯性越大；与物体是否受力、是否运动、运动快慢、是否失重等其他因素均无关。 ③惯性是一种性质，不是力（只能说 “具有惯性”、“由于惯性”，禁止出现“惯性力”、“惯性作用”、“受到惯性”等说法）。 ④惯性和惯性定律的区别：惯性定律是描述物体运动规律的，在物体不受力或受力为零时成立，是有条件的；惯性是物体本身的一种属性，是任何物体都具有的，即惯性是无条件的。 （2）利用与防范 ①利用惯性的实例：跳远运动员的助跑、标枪运动员助跑、通过拍打衣服清除浮灰、紧固锤头等； ②防范惯性危害的实例：汽车安全带安全气囊、乘车抓紧扶手、保持车距、汽车限速等。 ③除此之外，小球不随金属片飞出而落下、上边的棋子不飞出而落下等现象可以通过惯性解释。 第2节 二力平衡 1.平衡力与平衡状态 物体受到几个力的作用时，如果保持 或 状态 ，我们就说这几个力相互平衡，该物体处于 。（如静止在桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、平直道路上匀速行驶的汽车、匀速下落的跳伞运动员等） 【说明】 （1）平衡力的合力为0，只要物体的运动状态发生了改变，它一定受力，而且所受的力一定不是 。 （2）物体受到非平衡力的作用时，运动状态改变，即速度大小改变或运动方向改变，也可能速度大小和运动方向都改变。 （3）如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做 。 2.二力平衡的条件 （1）【实验】探究二力平衡的条件 ①实验方法：控制变量法 ②实验操作：通过改变钩码的个数来探究 的关系；通过扭转小车，松手后观察小车状态，来探究二力是否 。 ③实验改良：用右图所示实验器材以小卡片代替小车，同时增加一把剪刀，便于把一个物体剪成两个物体，探究“同物”条件；并且把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触，减少 的对实验的影响。 ④实验结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。 （2）二力平衡的条件：作用在 上的两个力，如果 ， ，并且在 上，这两个力就彼此平衡，简记为同体、等大、反向、共线。 【理解】一对平衡力与相互作用力的异同 平衡力 相互作用力 示意图 相同点 大小相等 大小相等 方向相反 方向相反 作用在同一条直线上 作用在同一条直线上 不同点 作用在 上 作用在 上 一个力消失，另一个力可以存在 两个力同时存在、同时消失 两个力的性质可以不同 两个力的性质一定相同 3.二力平衡条件的应用 （1）根据物体的受力情况判断物体的运动状态： ①物体受到平衡力的作用时，运动状态 ，静止的物体仍然 ，运动的物体做 。 ②物体受到非平衡力的作用时，运动状态 ，即速度大小改变或运动方向改变，也可能速度大小和运动方向都改变。 （2）根据物体的运动状态判断物体的受力情况： ①物体运动状态不变时(静止或匀速直线运动)，受 的作用，这两个力的大小相等、方向相反，可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。 ②物体的运动状态发生改变时，受 的作用。 第3节 摩擦力 1. 摩擦力的产生：两个相互接触的物体，当它们发生 或者 时，在接触面上会产生一种 相对运动或者相对运动趋势的力。 【说明】 （1）产生摩擦力的条件：①两物体间有 （接触并挤压）；②接触面 ；③两物体 或者有 。 （2）有摩擦力时一定有弹力，但有弹力时不一定有摩擦力。 （3）相对运动或相对运动趋势是指以接触的那个物体为参照物时的运动情况；相对运动趋势是指若无摩擦力，则物体会发生相对运动，有摩擦力会保持静止。 2. 摩擦力的分类：① ；② ；③滚动摩擦力。 【说明】 （1）静止的物体受到的摩擦力不一定是静摩擦力，例如：擦黑板时，黑板相对于地面保持静止，却受到黑板擦的滑动摩擦力； （2）运动的物体受到的摩擦力也不一定是滑动摩擦力，例如：手握水杯竖直向上匀速运动。水杯与手无相对滑动，受到手的静摩擦力； （3）区分关键：以产生摩擦力的物体为参照物，研究对象是否发生相对运动。 3. 摩擦力的方向：与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向 。 【说明】 （1）滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。例如：放在斜面上静止的物体，有向下滑的趋势，所以受到沿斜面向上方向的静摩擦力。 （2）摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，与物体运动方向无关。例如：人走路时，鞋底与地面间的摩擦在帮助人前行，摩擦力的方向与人运动的方向相同。 4. 摩擦力的大小：其大小可以用 的条件间接测量出来。 【说明】 （1）静摩擦力随外力的增大而增大，其大小只能通过二力平衡求解； （2）滑动摩擦力只与 和 有关，与接触面积、运动速度等 。匀速直线运动时，f滑=F拉，压力大小和接触面粗超成都不变，f滑不变。 【实验】探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 （1）实验方法：控制变量法 （2）测量原理：用弹簧测力计水平 拉动木块，利用 原理，使拉力等于摩擦力，从而测出摩擦力大小。 （3）猜想影响因素①所受压力大小；②接触面粗糙程度；③接触面积大小；④物体运动速度。 （4）实验操作与结论 ①探究“压力大小的影响”结论：在 相同的情况下， 越大，滑动摩擦力越大； ②探究“接触面粗糙程度的影响”结论：在压力相同的情况下， ，滑动摩擦力越大； ③探究“接触面积的影响”：控制压力和接触面粗糙程度相同，结论：滑动摩擦力与接触面积大小无关； ④探究“运动速度的影响”：控制压力和接触面粗糙程度相同，结论：滑动摩擦力与运动速度大小无关。 （5） 实验改良：如图所示 优点：不需要 长木板，便于实验操作；弹簧测力计处于 状态，便于读数。 5. 摩擦的利用与防止 （1）增大摩擦的方法：①增大 ，如刹车时用力捏闸使自行车更快地停下来；②增大 ，如体操运动员上器械前，在手上涂防滑粉。 （2）减小摩擦的方法：①减小 ，如推动书柜时，先清空柜内书籍；②减小 ，如冰壶运动中，运动员由此减小冰壶摩擦；③ ，如利用滚木移动巨木、滚动轴承等；④ ，门轴合叶加润滑剂、气垫船通过压缩空气使船体与水面分离等。 第4节 同一直线上二力的合成 1. 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相同，这个力叫做那几个力的 。 （2）力的合成：在物理学中，求几个力的合力的过程，叫做 。 【说明】合力与分力的关系 ①同体性：几个力必须是同时作用在一个物体上。 ②非重复性：合力并不是物体受到的又一个力。对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑几个分力，考虑了几个分力，就不能再考虑合力。 ③等效性：合力并不是几个分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代原则，即给力的实质为分力的“等效力”它的作用效果可以代替那几个分力的共同作用效果。 2. 同一直线上二力的合成 （1）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 ，合力的方向与这两个力的方向 。 （2）同一直线上的两个力，如果方向相反，合力的大小等于这两个力的 ，合力的方向与 方向一致。 （3） 作用在同一物体同一直线上的两个力，方向相同时合力最大，大小为两个力的大小之和；方向相反时合力最小，大小为两个力的大小之差。若这两个力不作用在同一直线上，合力的大小介于最大合力和最小合力之间，即|F1-F2|≤F≤F1 +F2。 （教材习题选编） 1. 如图所示，如果锤头的手柄松了，用手柄的下端撞击石头或树墩，锤头由于惯性继续向下运动，这样锤头就被套紧了。用力越大，锤头被套的越紧。则下列说法正确的是（ ） A． 锤头有惯性，手柄没有惯性 B． 锤头向下运动时有惯性，被套紧时没有惯性 C． 运动的手柄和锤头先后都由运动变为静止，是因为受到了阻力作用 D．用力越大，锤头向下运动的越快，锤头受到的惯性力越大 2. 如图所示，用尺子快速击打下面的棋子，下面的棋子飞出，上面的棋子却没有飞出，而是落了下来。对这个现象的分析，下列说法正确的是（ ） A. 上面的棋子没有飞出，是因为没有惯性 B. 上面的棋子落了下来，是因为惯性 C. 下面的棋子离开尺继续飞行是利用了惯性 D. 下面的棋子由于受到惯性作用由静止变为运动 3. 在一列匀速直线行驶的列车内，一位同学相对于车厢竖直向上跳起，他是否会落在车厢内原来的起跳点？说出你的理由。 4.现代汽车的速度很快，一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害，公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带，以便发生交通事故时，安全带对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害。在高档轿车上，除了前后排座位都有安全带外，还安装着安全气囊系统，一旦发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，使人不致撞到车身上。 （1）关于惯性，下列说法正确的是 . A．速度越大，惯性越大 B．速度越小，惯性越小 C．质量越大，惯性越大 D．质量越小，惯性越大 （2）安全带的宽度比较大，这是为了 压强（选填“增大”或 “减小”）；紧急刹车时，人向前运动拉长安全带，人的动能减少，安全带的 能增加. （3）如图所示，安全气囊会在汽车发生严重撞击时，自动充气弹出，使驾驶员和前排乘客不会由于 而撞到车身上。人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，同时 也有作用力，理由是 . 5. 如图所示，房间里悬挂着的吊灯处于静止状态，吊灯所受重力的平衡力是（ ） A. 悬绳对吊灯的拉力 B. 天花板对悬绳的拉力 B. 吊灯对悬绳的拉力 D. 悬绳对天花板的拉力 6. 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零 7. 如图所示，跳伞运动员在空中沿直线匀速下降，以降落伞为参照物，跳伞运动员是 的；在此过程中，跳伞运动员的动能 ，跳伞运动员的机械能 。（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”） 8. 在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用？为什么说它们是互相平衡的？若以图中的长方形表示这辆汽车，请在图中画出汽车受力的示意图。 9. 北方城市在下大雪后，因为路滑，容易发生交通事故。过去，居民使用的燃料主要是煤，下大雪后，有些居民将煤渣撒在结冰的路面上，你知道这是为什么吗？ 10. 在自行车中有的设计是为了增大摩擦，有的是为了减小摩擦。请各举两例说明是通过什么方法来增大或减小摩擦的。 11. 冰壶比赛时，运动员需要不断调整自己的运动情况。如图所示，一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同：蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成的，而滑行鞋的鞋底为塑料制成的。运动员需要滑行时，全身由滑行鞋支撑，蹬冰鞋不与冰面接触；运动员需要停下时，用蹬冰鞋接触冰面进行控制。请你利用本节知识说明运动员是怎样改变摩擦力大小的。 12. 不同型号的帆船配有不同数量的船帆。动力需求越大的帆船往往用越多的船帆，这是为什么？ 13. 一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，它们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能？请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。 14. 某同学在练习滑雪时，用滑雪杖撑地，人和滑雪板就一起向前滑行；收起滑雪杖，人和滑雪板就会慢慢停下来。由此他认为，物体持续运动必须有力，没有力的作用物体就会停下来。他的观点正确吗？请说明理由并解释人和滑雪板停下来的原因。 15. 雨滴在竖直下落的过程中，由于受到重力和阻力的作用，一般要经历加速和匀速两个阶段，最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为5×10−4N，它在某时刻所受的阻力为3×10−4N，此时雨滴所受力的合力是多少？方向如何？雨滴在匀速下落过程中所受的阻力是多少？方向如何？ 16. 某同学猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。他使用接触面越来越粗糙的木板1、2、3进行实验，实验数据见下表。 （1）哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面所受压力的关系的？（2）哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系的？（3）从这次实验中你能发现什么规律？ 17. 一块磨刀石有两个磨刀面，其中一个面比较粗糙，用来粗磨，可以快速磨去菜刀上凹凸不平的部分；另一个面比较细腻，用来细磨，可以使刀刃平整、锋利。假设用两个磨刀面磨菜刀时，菜刀对磨刀石的压力相同，则菜刀在哪个磨刀面上移动需要更大的力？为什么？ 18. 在x坐标轴上有三个力，其中F1沿着x轴正方向，大小为 9 N，F2和F3沿着x轴负方向，大小分别为3 N和4 N。求这三个力的合力的大小和方向。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 运动和力（知识清单） 第1节 牛顿第一定律 1.阻力对物体运动的影响 （1）相关观点 ①很多人人认为：如果要使物体持续运动，就必须对它 施加力的作用 ，如果这个力被撤掉，物体就会 停止运动 。其中比较著名的是亚里士多德的论断：力是使物体运动的原因。 ②伽利略通过实验得出：物体的运动 不需要 力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了 阻力 。 （2）【实验】阻力对物体运动的影响 ①让小车从斜面的同一高度且静止滑下，目的是 使小车到达水平面的速度相同 ； ②水平桌面铺上粗糙程度不同的棉布（毛巾）的目的： 小车在水面运动时受到的阻力不同 ； ③小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离 越远 ，这说明小车受到的阻力 越小 ，速度减小得 越慢 。由此推断，当小车受到阻力为零，速度将不会减小，物体将以恒定不变的速度运动下去。即如果运动的物体 不受力 ，它将保持 匀速直线运动 。 ④此实验正确地揭示了：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。 ⑤实验方法： 科学推理法 、控制变量法 2. 牛顿第一定律： 牛顿总结并发展了伽利略等人的研究成果，概括出了一条重要的物理规律：一切物体总保持 匀速直线运动状态或 静止 状态，除非作用在它上边的力迫使它改变这种状态。 【说明】 （1）牛顿第一定律不是直接由实验得出的，而是在实验的基础上推理出来的； （2）适用对象：一切物体，适用条件：不受任何力的作用（理想情况，也可适用于物体所受的合力为0）； （3）特殊地，物体运动方向准备变成反向时，此时物体的速度为0 m/s，若此时不受一切外力，则物体会一直保持静止。例如：物体在竖直方向上运动到最高点时，速度为零，若此时不受一切外力，则物体会一直保持静止； （4）重要意义：揭示了力是 改变物体运动状态 的原因，而不是 维持物体运动 的原因； （5）牛顿第一定律又叫 惯性定律 。 3. 惯性 （1）惯性的定义：一切物体都有 保持原有运动状态不变 的性质，我们把这种性质叫做惯性。 【说明】 ①惯性是物体的固有属性， 一切物体 在任何情况下都有惯性。 ②惯性大小只与物体的 质量 有关， 质量 越大，物体具有的惯性越大；与物体是否受力、是否运动、运动快慢、是否失重等其他因素均无关。 ③惯性是一种性质，不是力（只能说 “具有惯性”、“由于惯性”，禁止出现“惯性力”、“惯性作用”、“受到惯性”等说法）。 ④惯性和惯性定律的区别：惯性定律是描述物体运动规律的，在物体不受力或受力为零时成立，是有条件的；惯性是物体本身的一种属性，是任何物体都具有的，即惯性是无条件的。 （2）利用与防范 ①利用惯性的实例：跳远运动员的助跑、标枪运动员助跑、通过拍打衣服清除浮灰、紧固锤头等； ②防范惯性危害的实例：汽车安全带安全气囊、乘车抓紧扶手、保持车距、汽车限速等。 ③除此之外，小球不随金属片飞出而落下、上边的棋子不飞出而落下等现象可以通过惯性解释。 第2节 二力平衡 1.平衡力与平衡状态 物体受到几个力的作用时，如果保持 静止 或 匀速直线运动 状态 ，我们就说这几个力相互平衡，该物体处于 平衡状态 。（如静止在桌面上的花瓶、天花板上悬挂的吊灯、平直道路上匀速行驶的汽车、匀速下落的跳伞运动员等） 【说明】 （1）平衡力的合力为0，只要物体的运动状态发生了改变，它一定受力，而且所受的力一定不是 平衡力 。 （2）物体受到非平衡力的作用时，运动状态改变，即速度大小改变或运动方向改变，也可能速度大小和运动方向都改变。 （3）如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做 二力平衡 。 2.二力平衡的条件 （1）【实验】探究二力平衡的条件 ①实验方法：控制变量法 ②实验操作：通过改变钩码的个数来探究 二力大小 的关系；通过扭转小车，松手后观察小车状态，来探究二力是否 在同一条直线上 。 ③实验改良：用右图所示实验器材以小卡片代替小车，同时增加一把剪刀，便于把一个物体剪成两个物体，探究“同物”条件；并且把硬纸板支撑起来，不再与桌面接触，减少 摩擦力 的对实验的影响。 ④实验结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。 （2）二力平衡的条件：作用在 同一物体 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，简记为同体、等大、反向、共线。 【理解】一对平衡力与相互作用力的异同 平衡力 相互作用力 示意图 相同点 大小相等 大小相等 方向相反 方向相反 作用在同一条直线上 作用在同一条直线上 不同点 作用在 同一个物体 上 作用在 不同物体 上 一个力消失，另一个力可以存在 两个力同时存在、同时消失 两个力的性质可以不同 两个力的性质一定相同 3.二力平衡条件的应用 （1）根据物体的受力情况判断物体的运动状态： ①物体受到平衡力的作用时，运动状态 不变 ，静止的物体仍然 静止 ，运动的物体做 匀速直线运动 。 ②物体受到非平衡力的作用时，运动状态 改变 ，即速度大小改变或运动方向改变，也可能速度大小和运动方向都改变。 （2）根据物体的运动状态判断物体的受力情况： ①物体运动状态不变时(静止或匀速直线运动)，受 平衡力 的作用，这两个力的大小相等、方向相反，可根据一个力的大小和方向确定另一个力的大小和方向。 ②物体的运动状态发生改变时，受 非平衡力 的作用。 第3节 摩擦力 1. 摩擦力的产生：两个相互接触的物体，当它们发生 相对滑动 或者 有相对滑动的趋势 时，在接触面上会产生一种 阻碍 相对运动或者相对运动趋势的力。 【说明】 （1）产生摩擦力的条件：①两物体间有 弹力 （接触并挤压）；②接触面 粗糙 ；③两物体 相对运动 或者有 相对运动的趋势 。 （2）有摩擦力时一定有弹力，但有弹力时不一定有摩擦力。 （3）相对运动或相对运动趋势是指以接触的那个物体为参照物时的运动情况；相对运动趋势是指若无摩擦力，则物体会发生相对运动，有摩擦力会保持静止。 2. 摩擦力的分类：① 静摩擦力 ；② 滑动摩擦力 ；③滚动摩擦力。 【说明】 （1）静止的物体受到的摩擦力不一定是静摩擦力，例如：擦黑板时，黑板相对于地面保持静止，却受到黑板擦的滑动摩擦力； （2）运动的物体受到的摩擦力也不一定是滑动摩擦力，例如：手握水杯竖直向上匀速运动。水杯与手无相对滑动，受到手的静摩擦力； （3）区分关键：以产生摩擦力的物体为参照物，研究对象是否发生相对运动。 3. 摩擦力的方向：与物体相对运动（或相对运动趋势）的方向 相反 。 【说明】 （1）滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。例如：放在斜面上静止的物体，有向下滑的趋势，所以受到沿斜面向上方向的静摩擦力。 （2）摩擦力的方向与相对运动(趋势)方向相反，与物体运动方向无关。例如：人走路时，鞋底与地面间的摩擦在帮助人前行，摩擦力的方向与人运动的方向相同。 4. 摩擦力的大小：其大小可以用 二力平衡 的条件间接测量出来。 【说明】 （1）静摩擦力随外力的增大而增大，其大小只能通过二力平衡求解； （2）滑动摩擦力只与 压力大小 和 接触面的粗糙程度 有关，与接触面积、运动速度等 无关 。匀速直线运动时，f滑=F拉，压力大小和接触面粗超成都不变，f滑不变。 【实验】探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 （1）实验方法：控制变量法 （2）测量原理：用弹簧测力计水平 匀速 拉动木块，利用 二力平衡 原理，使拉力等于摩擦力，从而测出摩擦力大小。 （3）猜想影响因素①所受压力大小；②接触面粗糙程度；③接触面积大小；④物体运动速度。 （4）实验操作与结论 ①探究“压力大小的影响”结论：在 接触面粗糙程度 相同的情况下， 压力 越大，滑动摩擦力越大； ②探究“接触面粗糙程度的影响”结论：在压力相同的情况下， 接触面越粗糙 ，滑动摩擦力越大； ③探究“接触面积的影响”：控制压力和接触面粗糙程度相同，结论：滑动摩擦力与接触面积大小无关； ④探究“运动速度的影响”：控制压力和接触面粗糙程度相同，结论：滑动摩擦力与运动速度大小无关。 （5） 实验改良：如图所示 优点：不需要 匀速拉动 长木板，便于实验操作；弹簧测力计处于 静止 状态，便于读数。 5. 摩擦的利用与防止 （1）增大摩擦的方法：①增大 压力 ，如刹车时用力捏闸使自行车更快地停下来；②增大 接触面的粗糙程度 ，如体操运动员上器械前，在手上涂防滑粉。 （2）减小摩擦的方法：①减小 压力 ，如推动书柜时，先清空柜内书籍；②减小 接触面的粗糙程度 ，如冰壶运动中，运动员由此减小冰壶摩擦；③ 用滚动代替滑动 ，如利用滚木移动巨木、滚动轴承等；④ 分离接触面 ，门轴合叶加润滑剂、气垫船通过压缩空气使船体与水面分离等。 第4节 同一直线上二力的合成 1. 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相同，这个力叫做那几个力的 合力 。 （2）力的合成：在物理学中，求几个力的合力的过程，叫做 力的合成 。 【说明】合力与分力的关系 ①同体性：几个力必须是同时作用在一个物体上。 ②非重复性：合力并不是物体受到的又一个力。对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑几个分力，考虑了几个分力，就不能再考虑合力。 ③等效性：合力并不是几个分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代原则，即给力的实质为分力的“等效力”它的作用效果可以代替那几个分力的共同作用效果。 2. 同一直线上二力的合成 （1）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 大小之和 ，合力的方向与这两个力的方向 相同 。 （2）同一直线上的两个力，如果方向相反，合力的大小等于这两个力的 大小之差 ，合力的方向与 较大的力 方向一致。 （3） 作用在同一物体同一直线上的两个力，方向相同时合力最大，大小为两个力的大小之和；方向相反时合力最小，大小为两个力的大小之差。若这两个力不作用在同一直线上，合力的大小介于最大合力和最小合力之间，即|F1-F2|≤F≤F1 +F2。 （教材习题选编） 1. 如图所示，如果锤头的手柄松了，用手柄的下端撞击石头或树墩，锤头由于惯性继续向下运动，这样锤头就被套紧了。用力越大，锤头被套的越紧。则下列说法正确的是（ C ） A． 锤头有惯性，手柄没有惯性 B． 锤头向下运动时有惯性，被套紧时没有惯性 C． 运动的手柄和锤头先后都由运动变为静止，是因为受到了阻力作用 D．用力越大，锤头向下运动的越快，锤头受到的惯性力越大 【详解】惯性是物体的固有属性，一切物体（包括手柄）在任何状态下都具有惯性， 故A错误；惯性与物体的运动状态无关，锤头被套紧时依然具有惯性，故B错误：手柄撞击石头后，受到石头的阻力由运动变为静止，锤头先因惯性继续运动，随后受到手柄的阻力也由运动变为静止，故C正确；惯性不是力，不能说 “惯性力”，且惯性只与物体的质量有关，与运动速度无关，故D错误。 2. 如图所示，用尺子快速击打下面的棋子，下面的棋子飞出，上面的棋子却没有飞出，而是落了下来。对这个现象的分析，下列说法正确的是（ C ） A. 上面的棋子没有飞出，是因为没有惯性 B. 上面的棋子落了下来，是因为惯性 C. 下面的棋子离开尺继续飞行是利用了惯性 D. 下面的棋子由于受到惯性作用由静止变为运动 【详解】惯性是物体的固有属性，一切物体在任何状态下都具有惯性，上面的棋子也有惯性，其未飞出是因为尺子击打速度快，上面的棋子因惯性保持原来的静止状态，故A错误；上面的棋子最终落下来，是因为受到重力的作用；惯性只是让它保持击打前的静止状态，并非使其下落的原因，故B错误：尺子快速击打下面的棋子时，下面的棋子受力运动，离开尺子后，由于惯性保持原来的运动状态继续飞行，这是对惯性的利用，故C正确；惯性不是力，不能说 “受到惯性作用”，下面的棋子由静止变为运动，是因为受到了尺子的击打力（外力）作用，故D错误。 3. 在一列匀速直线行驶的列车内，一位同学相对于车厢竖直向上跳起，他是否会落在车厢内原来的起跳点？说出你的理由。 【详解】他会落在原来的起跳点。理由：列车做匀速直线运动，同学在起跳前与列车保持相同的水平速度；当他竖直向上跳起时，由于惯性，他在水平方向上会保持原来的速度继续运动（与列车的水平运动速度一致）；因此在他跳起的这段时间内，列车向前运动的距离与他在水平方向上运动的距离相等，最终会落回原来的起跳点。 4.现代汽车的速度很快，一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害，公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带，以便发生交通事故时，安全带对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害。在高档轿车上，除了前后排座位都有安全带外，还安装着安全气囊系统，一旦发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，使人不致撞到车身上。 （1）关于惯性，下列说法正确的是 C . A．速度越大，惯性越大 B．速度越小，惯性越小 C．质量越大，惯性越大 D．质量越小，惯性越大 （2）安全带的宽度比较大，这是为了减小压强（选填“增大”或 “减小”）；紧急刹车时，人向前运动拉长安全带，人的动能减少，安全带的弹性势能增加. （3）如图所示，安全气囊会在汽车发生严重撞击时，自动充气弹出，使驾驶员和前排乘客不会由于惯性而撞到车身上。人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，同时气囊对模型也有作用力，理由是物体间力的作用是相互的. 【详解】（1）惯性是物体的固有属性，其大小仅与物体的质量有关，与速度无关：质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。因此只有选项C正确。（2）安全带宽度大：根据压强公式，当压力F一定时，增大受力面积S可以减小压强，避免安全带勒伤人体；拉长安全带：安全带发生弹性形变，其弹性势能会随形变程度增大而增加（人的动能转化为安全带的弹性势能）。（3）安全气囊的作用：汽车撞击后车身迅速停止，驾驶员由于惯性会保持原来的运动状态继续向前，气囊弹出可防止其撞到车身；力的相互性：物体间力的作用是相互的，因此模型对气囊施加作用力的同时，气囊对模型也会施加反作用力。 5. 如图所示，房间里悬挂着的吊灯处于静止状态，吊灯所受重力的平衡力是（ A ） A. 悬绳对吊灯的拉力 B. 天花板对悬绳的拉力 B. 吊灯对悬绳的拉力 D. 悬绳对天花板的拉力 【详解】二力平衡的条件（同体、等大、反向、共线），且两个力必须作用在同一物体（吊灯） 上。A:悬绳对吊灯的拉力，作用在吊灯上，方向竖直向上，与吊灯受到的重力（竖直向下）大小相等、方向相反、作用在同一直线上，完全满足二力平衡条件，是重力的平衡力；B：天花板对悬绳的拉力，作用在悬绳上，而非吊灯，不满足 “同体” 条件，不是吊灯重力的平衡力；C：吊灯对悬绳的拉力，作用在悬绳上，且方向竖直向下，与吊灯重力方向相同，既不同体也不反向，是重力的相互作用力（作用在悬绳上），而非平衡力；D：悬绳对天花板的拉力，作用在天花板上，与吊灯无关，不满足 “同体” 条件，不是吊灯重力的平衡力。 6. 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 ） 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零 【详解】判断依据是二力平衡的条件：同体、等大、反向、共线：A：牵引力是水平方向的力，重力是竖直方向的力，二者方向不相反、也不共线，不满足二力平衡条件，因此不是一对平衡力；B：重力（竖直向下）和支持力（竖直向上），作用在汽车上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力；C：牵引力（水平向前）和阻力（水平向后），作用在汽车上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力；D：牵引力和阻力是平衡力，其合力大小为 “二力之差”（等大反向），因此合力为零。 7. 如图所示，跳伞运动员在空中沿直线匀速下降，以降落伞为参照物，跳伞运动员是静止的；在此过程中，跳伞运动员的动能不变，跳伞运动员的机械能减少。（两空均选填“增大”、“减小”或“不变”） · 【详解】以降落伞为参照物，跳伞运动员与降落伞的相对位置没有发生变化，因此是静止的；动能的大小与质量、速度有关：运动员匀速下降，质量和速度均不变，所以动能不变；机械能包括动能和重力势能：重力势能与质量、高度有关，运动员下降时高度减小，重力势能减小，而动能不变，因此机械能减少。 8. 在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用？为什么说它们是互相平衡的？若以图中的长方形表示这辆汽车，请在图中画出汽车受力的示意图。 【详解】汽车在水平公路上匀速直线行驶时，受到两对平衡力的作用。水平方向：牵引力（F牵）与阻力（f或F阻）竖直方向：重力（G）与支持力（FN），如图所示： 9. 北方城市在下大雪后，因为路滑，容易发生交通事故。过去，居民使用的燃料主要是煤，下大雪后，有些居民将煤渣撒在结冰的路面上，你知道这是为什么吗？ 【详解】这是利用了摩擦力的影响因素来增大路面的摩擦力：结冰的路面接触面较为光滑，此时路面与车轮（或行人鞋底）之间的滑动摩擦力较小，容易打滑；将煤渣撒在路面上，会增大接触面的粗糙程度（压力不变的情况下），根据“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关：压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的规律，能有效增大路面与车轮（或鞋底）之间的摩擦力，减少打滑现象，从而降低交通事故的风险。 10. 在自行车中有的设计是为了增大摩擦，有的是为了减小摩擦。请各举两例说明是通过什么方法来增大或减小摩擦的。 【详解】（1）增大摩擦的设计及方法①自行车轮胎表面有凹凸不平的花纹方法：通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，避免骑行时车轮打滑；②自行车刹车装置（刹车皮采用橡胶材质，且捏刹车时用力）方法：通过增大接触面的粗糙程度（橡胶材质）及增大压力（用力捏刹车） 的方式，增大刹车皮与车轮之间的摩擦，实现快速制动。（2）减小摩擦的设计及方法①自行车车轮的轴承内装有滚珠方法：通过用滚动代替滑动的方式减小摩擦，让车轮转动更轻便顺畅；②自行车链条上涂抹润滑油方法：通过使接触面彼此分离（形成油膜）的方式减小摩擦，减少链条与齿轮之间的磨损，同时让传动更顺滑。 11. 冰壶比赛时，运动员需要不断调整自己的运动情况。如图所示，一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同：蹬冰鞋的鞋底为橡胶制成的，而滑行鞋的鞋底为塑料制成的。运动员需要滑行时，全身由滑行鞋支撑，蹬冰鞋不与冰面接触；运动员需要停下时，用蹬冰鞋接触冰面进行控制。请你利用本节知识说明运动员是怎样改变摩擦力大小的。 【详解】运动员是通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦力大小的（压力不变的前提下，接触面粗糙程度决定摩擦力大小），具体分析如下：①滑行时（用滑行鞋）：滑行鞋鞋底为塑料材质，塑料与冰面的接触面粗糙程度小，根据“压力一定时，接触面越光滑，滑动摩擦力越小” 的规律，能减小冰面对鞋的摩擦力，使运动员顺利滑行；②停下/发力时（用蹬冰鞋）：蹬冰鞋鞋底为橡胶材质，橡胶与冰面的接触面粗糙程度大，在压力不变时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，从而产生较大的摩擦力，帮助运动员蹬冰发力或快速停下。 12. 不同型号的帆船配有不同数量的船帆。动力需求越大的帆船往往用越多的船帆，这是为什么？ 【详解】这一现象可以通过同一直线上力的合成规律来分析：船帆的作用是利用风力为帆船提供前进动力，每个船帆都会受到一个沿航行方向的风力（分力）；多个船帆受到的风力方向相同，根据“同一直线上方向相同的力，合力大小等于各分力大小之和”的规则，船帆数量越多，这些风力的合力就越大；因此，动力需求越大的帆船，需要更多船帆来获得更大的风力合力，以满足航行的动力要求。 13. 一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，它们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能？请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。 【详解】根据同一直线上二力合成的规则（同向求和、反向求差，合力方向与较大力/同向分力方向一致），结合两个力的方向组合，共4种可能情况，如下表所示： 14. 某同学在练习滑雪时，用滑雪杖撑地，人和滑雪板就一起向前滑行；收起滑雪杖，人和滑雪板就会慢慢停下来。由此他认为，物体持续运动必须有力，没有力的作用物体就会停下来。他的观点正确吗？请说明理由并解释人和滑雪板停下来的原因。 【详解】他的观点不正确。根据牛顿第一定律，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因（而非维持运动的原因）。物体不受力时，会保持静止或匀速直线运动状态。人和滑雪板停下来的原因：收起滑雪杖后，人和滑雪板受到阻力（如雪地的摩擦力、空气阻力）的作用，阻力改变了它们的运动状态，使其从运动逐渐变为静止。 15. 雨滴在竖直下落的过程中，由于受到重力和阻力的作用，一般要经历加速和匀速两个阶段，最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为5×10−4N，它在某时刻所受的阻力为3×10−4N，此时雨滴所受力的合力是多少？方向如何？雨滴在匀速下落过程中所受的阻力是多少？方向如何？ 【详解】（1）某时刻雨滴的合力：雨滴下落时，重力方向竖直向下，阻力方向竖直向上（与运动方向相反）。合力大小：F合=G−f=5×10−4N−3×10−4N=2×10−4N，合力方向：竖直向下（与重力方向一致）。 （2）匀速下落时的阻力：雨滴匀速下落时处于平衡状态，重力与阻力是一对平衡力（满足“同体、等大、反向、共线”）。因此阻力大小：f′=G=5×10−4N阻力方向：竖直向上（与重力方向相反）。 16. 某同学猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。他使用接触面越来越粗糙的木板1、2、3进行实验，实验数据见下表。 （1）哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面所受压力的关系的？（2）哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系的？（3）从这次实验中你能发现什么规律？ 【详解】（1）研究滑动摩擦力与压力关系的实验，需控制接触面粗糙程度不变，改变压力，对应的实验组是：1、2、3次实验或4、5、6次实验；（2）研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度关系的实验需控制压力不变，改变接触面粗糙程度，对应的实验组是：1、4次实验或2、5次实验或3、6、7次实验；（3）实验规律：通过控制变量法分析数据，可得出①当接触面粗糙程度相同时，接触面所受的压力越大，滑动摩擦力越大；②当接触面所受的压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 17. 一块磨刀石有两个磨刀面，其中一个面比较粗糙，用来粗磨，可以快速磨去菜刀上凹凸不平的部分；另一个面比较细腻，用来细磨，可以使刀刃平整、锋利。假设用两个磨刀面磨菜刀时，菜刀对磨刀石的压力相同，则菜刀在哪个磨刀面上移动需要更大的力？为什么？ 【详解】菜刀在粗糙的磨刀面上移动需要更大的力。原因：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，所以菜刀在较粗糙的磨刀面移动需要更大的力。 18. 在x坐标轴上有三个力，其中F1沿着x轴正方向，大小为 9 N，F2和F3沿着x轴负方向，大小分别为3 N和4 N。求这三个力的合力的大小和方向。 【详解】规定x轴正方向为正方向，计算合力：F合=F1−F2−F3=9N−3N−4N=2N，合力大小为2N；合力方向为沿 x 轴正方向（与F1方向相同）。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $