内容正文:
第八章 运动和力(复习讲义)
1.四种研究方法:控制变量法、转换法、理想实验法、等效替代法;
2.五个基本概念:惯性、平衡状态、平衡力、摩擦力、合力;
一个定律:牛顿第一定律(惯性定律);
3.几个核心考点:(1)力和运动的关系;(2)阻力对物体运动的影响;(3)牛顿第一定律的应用(4)惯性现象的应用;(5)二力平衡条件及应用;(6)平衡力与相互作用力区分;(7)摩擦力产生、大小、方向判断;(8)“滑动摩擦力的影响因素”实验;(9)力的合成应用。
知识点
重点归纳
常见易错点
力和运动的关系
①力不是维持物体运动的原因;
②力是改变物体运动状态的原因;
①误认为物体的运动需要力的维持;
②如果物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用;
“阻力对物体运动的影响”实验
①控制变量法的应用:控制小车到达水平面上的初速度相同,在平面上受到的阻力不同;
②转换法的应用:通过小车运动距离的远近反映受到的阻力大小;
③理想实验法的应用:假设运动的物体不受力,它将做匀速直线运动。
①控制小车到达水平面的初速度相同的方法:让同一小车从同一斜面的同一高度静止滑下;
②牛顿第一定律不是实验定律,是在大量经验事实的基础上推理概括出来的;
牛顿第一定律
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;
①“一切”说明适用于所有物体;
②没有受到力的作用≠不受力,可以合力为0;
③如果物体不受力的作用,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远保持匀速直线运动状态;(两种状态居其一)
惯性
①定义:物体保持原来运动状态不变的性质;
②一切物体在任何情况下都具有惯性;
③惯性大小的影响因素:质量;
④惯性的利用:跳远、射击、球类比赛、紧固锤头、拍打衣服灰尘;
⑤防止惯性带来伤害:安全带、头枕、限制车速、禁止弯道超车;
①惯性是物体自身的基本属性,只能说“由于”“具有”惯性,不能说受到惯性、惯性力;
②惯性大小只与质量有关,与速度和运动状态都无关;
③防止惯性带来伤害不是减小惯性;
平衡状态
①静止状态;
②匀速直线运动状态;
③受平衡力作用的物体运动状态不变;
①平衡力至少是两个或两个以上的力,一个力不可能是平衡力;
②从运动状态上看物体受平衡力与不受力是等效的,物体都将处于静止或匀速直线运动状态;
“探究二力平衡的条件”实验
①探究一对平衡力的大小是否相等:改变钩码的个数;
②探究一对平衡力的大小是否相反:改变钩码位置;
③探究一对平衡力的大小是否作用在同一直线上:扭转小车,使F1、F2不在同一直线上;
④探究一对平衡力的大小是否作用在同一物体上:将小车换成拼接小车或将纸片剪开;
判断两个力是不是一对平衡力,首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上,这个条件非常重要,容易被忽略;
二力平衡的条件及应用
①二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线;
②利用二力平衡的条件判断两个力是否属于平衡力;
③由受力情况判断物体运动状态,或根据物体运动状态推断物体受力情况;
在推而不动、搬而不起的现象中隐含的是物体处于静止状态,进一步推理:物体受平衡力的作用。
平衡力与相互作用力的比较
①平衡力:同体、等大、反向、共线;
②相互作用力:异体、等大、反向、共线;
①混淆平衡力与相互作用力;
②受力分析时需注意物体整体的受力分析;
摩擦力
①定义:两个相互接触的物体,当它们相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力;
②产生条件:相接触且有压力、接触面粗糙/不光滑、存在相对运动或相对运动趋势;
③方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反;
④分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力;
①摩擦力不一定是阻力,有时也可能是动力;
②脚向后蹬地,地面对脚产生向前的摩擦力;
③静止的物体也可以受到摩擦力,有相对运动的趋势即可,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力;
④接触面光滑的隐藏含义:,摩擦力为0;
“滑动摩擦力的影响因素”实验
①原理/知识:二力平衡;
②滑动摩擦力额影响因素:压力大小、接触面的粗糙程度;
③设计实验:利用弹簧测力计拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动,测出木块受到的摩擦力,再改变木块对桌面的压力(在木块上加砝码)和接触面的粗糙程度(粗糙程度不同的长木板)多次实验;
④实验方法:控制变量法;
⑤实验改进好处:不用匀速直线拉动长木板;
①为了保证压力等于重力,必须在水平面上进行;
②实验中必须沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计,目的是使木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,解决摩擦力无法直接测量的难题;
③关于探究目的;两组实验中改变了哪一个因素,则探究的就是与哪一个因素的关系;
④实验过程中不能同时有两个因素不同,需要控制变量;
⑤滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、物体的运动速度及拉力大小均无关;
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;②增大接触面的粗糙程度;
③变滚动摩擦为滑动摩擦;
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;
③变滑动摩擦为滚动摩擦;
④使接触面彼此分离;
①在相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小;
②给机器的某些部件加润滑油实质上是通过使接触面彼此分离的方法来减小摩擦力的。
同一直线上的二力合成
1.合力:当一个力的作用效果与几个力共同作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力;
2.同一直线上二力合成的规律:
①同向:F合=F1+F2 (合力方向与二力方向相同)
②反向:F合=|F1-F2|(台力方向与较大力方向相同)
③一对平衡力的合力为0;
①合力并不总是分力之和;
②两个力的合力,最大的合力为这两个分力之合,最小的合力为这两个分力之差;
③计算合力时首先判断两个力的方向;
题型一 阻力对物体运动的影响
【例1】很多人认为:要使一个物体持续运动,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。下面我们利用如图所示的装置,来探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从斜面上滑下后在水平面上运动,是为了使小车在竖直方向上受到的________力和________力的作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的阻力。
(2)每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,目的是控制小车每次到达水平面时的________相同。
(3)本实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。
(4)由实验可知,小车在 ________(选填“棉布”或“木板” )表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越________,速度减小得越慢。 进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就________(选填“会”或“不会”)减小,小车将保持________运动状态。
(5)下列对此实验的分析或推理正确的是________。
A. 实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B. 如果小车在水平面上运动时不受阻力,它就不会停下来
【变式1-1】小明用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车探究阻力对物体运动的影响。实验时下列要求正确的是( )
A. 需不同的斜面 B. 需同一小车 C. 需同一材料的水平面 D. 需同一斜面的不同高度手
【变式1-2】关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体静止时,一定不受力的作用
B. 物体受到力的作用时,运动状态一定会发生变化
C. 物体运动状态发生改变时,一定受到力的作用
D. 物体不受力的作用时,一定处于静止状态。
题型二 牛顿第一定律
【例2】正在冰面上滑动的冰壶,如果冰壶所受的外力同时消失,那么它将( )
A. 做加速运动 B. 立即停下来 C. 做匀速直线运动 D. 改变原来运动的方向
【变式2-1】在教室里悬挂着的电灯正处于静止状态,假如它受到的力突然全部消失,将悬挂电灯的线剪断后,它将( )
A. 匀速下落 B. 匀速上升 C. 保持静止 D. 无法判断
【变式2-2】投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示,如果铅球在P点所受的一切外力突然消失,关于铅球的运动情况,下列判断正确的是( )
A. 做匀速直线运动 B. 停在空中静止不动 C. 做曲线运动 D. 竖直下落
题型三 惯性
【例3】足球离开运动员的脚后还能继续运动,是因为足球 (选填“受到”或“具有”)惯性。足球最后停下来时它的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式3-1】惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( )
A. 物体运动状态改变时才有惯性
B. 静止或匀速运动的物体没有惯性
C. 物体速度越大惯性也越大
D. 物体受力或不受力时都具有惯性
【变式3-2】小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段,最终冲过终点线。下列关于惯性的说法正确的是( )
A. 小金加速跑时的惯性比减速跑时的惯性大
B. 小金冲过终点线,停下来时没有惯性
C. 小金整个跑步过程惯性大小不变
D. 小金在加速、减速等运动状态改变时才具有惯性
题型四 惯性的利用与防止
【例4】以下事例中利用惯性的一组是( )
①汽车行驶时,司机系着平安带
②火车进站前,撤去动力,仍能进站
③上岸后的鸭子,振动翅膀,把身上的水抖掉
④比赛中,运发动将冰壶推出,冰壶在冰面上继续向前运动
A. ②③④ B. ①③④ C. ①②④ D. ①②③
【变式4-1】生活中防止惯性带来危害的实例是( )
A. 系安全带 B. 向前泼水 C. 掷实心球 D. 跳远助跑
【变式4-2】小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C. 踩刹车后,汽车仍向前滑行一段距离,是由于汽车具有惯性
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
题型五 平衡状态和平衡力
【例5】下列物体处于平衡状态的是( )
A. 正在圆形轨道上运动的过山车
B. 减速进站的火车
C. 加速上升的火箭
D. 在平直公路上匀速直线行驶的汽车
【变式5-1】如图,A、B、C、D分别是小球在四种不同运动状态下用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的照片,其中受到平衡力作用的是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】下列说法中正确的是( )
A. 物体在平衡力的作用下一定处于静止状态
B. 做匀速直线运动的物体一定受平衡力的作用
C. 静止的物体一定不受力的作用
D. 物体运动状态改变时,一定受到力的作用
题型六 “探究二力平衡的条件”实验
【例6】如图所示是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的钩码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的钩码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的钩码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘中钩码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 。
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
【变式6-1】下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B.
C. D.
题型七 二力平衡的条件应用
【例7】如图所示,轻绳以1m/s的速度将重为200 N的重物匀速向上提起,这时轻绳对重物的拉力大小为 N;若重物以2m/s的速度匀速下降,此时轻绳对重物的拉力大小为 N,拉力方向 (选填“竖直向上”或“竖直向下” )。 (不计空气阻力)
【变式7-1】一辆重4×10 5 N的汽车,在水平公路上匀速前进,它受到的阻力是5×10 4N,则汽车受到的牵引力是( )
A. 4×10 5N
B. 5×10 4 N
C. 4.5×10 5 N
D. 3.5×10 5 N
【变式7-2】塔吊沿竖直方向将重为G的水泥匀速提升到10m高度处,则塔吊对水泥的拉力大小为______。水平方向匀速直线移动10m,塔吊对水泥的拉力大小为______。
题型八 平衡力与相互作用力的区分
【例8】如图所示,一个木箱放在水平地面上,小明同学用25N的水平推力向右推木箱,但未推动。下列两个力中是一对平衡力的是( )
A. 木箱对地面向下的压力和地面对木箱向上的支持力
B. 地面对木箱向左的摩擦力和人对木箱向右的推力
C. 人对木箱向右的推力和地面对木箱向上的支持力
D. 木箱对地面向下的压力和地面对木箱向左的摩擦力
【变式8-1】如图所示,一轻质弹簧(即重力不计)的上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断中,正确的是( )
【变式8-2】长方体木箱放在水平地面上,木箱上放一木块,则下列分析正确的是( )
A. 木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
B. 木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对相互作用力
D. 地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力是一对相互作用力。
题型九 摩擦力
【例9】汽车行驶时,车轮与地面间的摩擦是 摩擦;而当急刹车时,车轮与地面间的摩擦为 摩擦。人在一般情况下步行前进时,若鞋底没有打滑,则鞋底与地面之间的摩擦属于 摩擦(前三空均选填“滑动”“滚动”或“静”),地面对鞋底的摩擦力方向是向 (选填“前”或“后”)的。
【变式9-1】用水平向前的力推静止在水平地面上的箱子但没有推动,此时箱子所受摩擦力的方向为______;当箱子在推力的作用下在水平地面上向前运动时,箱子所受摩擦力的方向为 。
【变式9-2】如图所示,重为 500N 的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3,下列说法正确的是( )
A . f1> 500 N ,方向竖直向下
B .f2> 500 N ,方向竖直向下
C . f3< 500 N ,方向竖直向上
D . f1= f2=f3,方向都竖直向上
题型十 滑动摩擦力大小的影响因素
【例10】如图所示,同一木块在同一粗糙水平地面上,先后以不同的速度匀速直线拉动木块。 图甲中速度为v1,图乙中速度为v2,图丙中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲 、F乙、F丙和。 下列关于F甲 、F乙、F丙的大小关系正确的是( )
A. F甲< F乙 < F丙
B. F甲 > F乙 > F丙
C. F甲 = F乙 < F丙
D. F甲 < F乙 = F丙
【变式10-1】一木块放在水平桌面上,现用水平推力F将木块缓慢匀速推动,使其一部分露出桌面(但未倾翻),在此过程中木块受到的摩擦力大小变化情况是( )
A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 无法确定
【变式10-2】如图所示,用 8 N 的力将一个重为 5 N 的木块压在墙壁上。若木块匀速下滑,此时木块受到的摩擦力为 N。若木块静止在墙壁上,则木块所受摩擦力为 N,这时若增大压力,则木块受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
题型十一 摩擦的利用与防止
【例11】如图所示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )
A. 汽车轮胎上刻有花纹 B. 瓶盖上刻有竖条纹
C. 脚蹬面做得凹凸不平 D. 储物箱下装有滚轮
【变式11-1】学校大课间举行拔河比赛,老师挑选体重偏大的同学参赛,这是通过增大 的方法来增大摩擦的;赛前老师吩咐同学们清扫比赛场地的砂粒,这是因为砂粒会将鞋与地面间的摩擦变为 (选填“滚动摩擦”或“滑动摩擦”)影响比赛成绩。
【变式11-2】如图所示,气垫船在水面上行驶的过程中,减小摩擦采用的方法是( )
A. 减小压力
B. 减小接触面的粗糙程度
C. 用滚动代替滑动
D. 使接触面分离
题型十二 同一直线上二力的合成
【例12】如图所示,甲同学用力100 N向左拉小车,乙同学用力200 N向右拉小车,两个作用力在同一直线上,则合力为 N,方向 。
【变式12-1】如图所示,在平直的地面上,一个人用20N的水平方向拉力,拉动小车向东做匀速直线运动,小车所受阻力的大小等于 N,阻力的方向向 (选填“西”或“东”)。
【变式12-2】如图所示,物体A放在水平桌面上,在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用,F1=16N,F2=20N,如果实际上物体在水平方向受到的合力为零,则沿水平方向物体还应受到一个力,这个力的大小和方向是( )
A. 20 N,方向水平向左
B. 16 N,方向水平向右
C. 4 N,方向水平向左
D. 4 N,方向水平向右减小压力
基础巩固通关测
一、单选题
1.如图所示,为了探究阻力对物体运动的影响,第一次实验时让小车从棉布表面滑过,第二次实验时去掉棉布,让小车直接从木板表面滑过,观察小车滑行的距离。下列说法正确的是( )
A.第一次实验中应在斜面和水平木板上都铺上棉布
B.两次实验应让小车从斜面上的不同位置由静止滑下
C.两次实验中运动的小车都会停下来,说明力能够改变物体的运动状态
D.从实验可以看出,运动的小车所受的阻力越小,速度减小得越快
2.2022年2月8日,谷爱凌获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。若正在空中自由下落的谷爱凌所受外力同时消失,她将()
A.保持静止 B.匀速上升 C.匀速下落 D.加速下落
3.如图所示,小雨用细线栓一块橡皮,甩起来后使橡皮绕手做圆周运动,假设它受到的力全部消失,则该橡皮将( )
A. 做匀速圆周运动
B. 落到地面上
C. 做匀速直线运动
D. 立即停止运动
4.体育运动中,包含有丰富的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 踢足球的力越大,球飞得越远,说明力的作用效果与力的大小有关
B. 竖直向上垫排球时,若排球在最高点时所受的外力全部消失,排球将会做匀速直线运动
C. 在草坪上滚动的足球最终会停下来,说明物体的运动需要力来维持
D. 运动员跑步到达终点时不能立刻停下是因为受到惯性的作用
5.如图所示是同学们足球比赛的场景。踢出去的足球会慢慢停下来。对“足球慢慢停下”这一过程解释,正确的是( )
A. 足球受到惯性的作用而继续向前运动
B. 足球受到推力的作用而继续向前运动
C. 足球最终停止,不再受到力的作用
D. 足球受到非平衡力的作用
6.如图所示,投壶是中国古代一种兼具礼仪性与娱乐性的传统游戏。游戏时,把箭投向壶里,投中多者为胜。下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A. 在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力
B. 投出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用
C. 若飞行的箭所受力均消失,箭将静止在空中
D. 将箭投出去,说明力能改变物体的运动状态
7.小明在水平路面上用力推小车一段距离后放手,小车仍然能向前滑行一段距离,之后改变小车承载物体的质量多次实验( )
A. 放手后小车还能向前运动是因为小车受到了惯性力作用
B. 运动的小车具有惯性,静止的小车没有惯性
C. 小车承载物体的质量越大,惯性越大
D. 小车的速度越大,滑行的距离会越远,惯性也越大
8.在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,他的落地点在( )
A. 位于起跳点后面
B. 位于起跳点前面
C. 位于起跳点左右
D. 位于起跳点处
9.生活中,惯性有利有弊,需要合理利用与防范。下列属于防范惯性危害的是( )
A. 拍打窗帘能清除表面浮灰
B. 助跑能使运动员跳得更远
C. 乘客与驾驶员必须系上安全带
D. 撞击锤柄下端可以使锤头紧套在锤柄上
10.如图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
11.下列实例中,处于平衡状态的物体是( )
A. 苹果从树上落下
B. 汽车匀速转弯
C. 厢式电梯匀速上升
D. 人造卫星绕地球匀速转动
12.如图所示为“研究二力平衡条件”的实验装置,下列叙述正确的是( )
A. 实验中应尽量选用粗糙的水平桌面
B. 可用卡片代替小车,方便探究二力平衡是否需作用在同一物体上
C. 将小车扭转一个角度,是为了探究两力是否相等
D. 小车只受一对平衡力的作用
13.如题图所示,小鸟静止在水平树枝上,下列说法正确的是( )
A. 小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力
B. 小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
C. 小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对相互作用力
D. 小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对相互作用力
14.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 两个物体互相接触时,它们之间才可能有摩擦力
B. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C. 摩擦力无益,总是有害的
D. 车轮与地面间的摩擦是有害的,轮胎和地面都是越光滑越好
15.关于摩擦力,下列各叙述错误的是( )
A. 静止或运动的物体都可以受到摩擦力
B. 物体在做匀速直线运动时一定不受摩擦力,在做变速运动时才受到摩擦力
C. 物体受到的摩擦力与物体受到的重力无直接联系
D. 甲物体受到乙物体对它的摩擦力,则乙物体也同时受到甲物体对它的摩擦力
16.电动自行车已经成为目前短距离出行首选交通工具。人骑上车后,以电动机为动力,从摩擦力的角度思考,下列说法错误的是( )
A. 刹车时用力捏闸是通过增加压力的方法增大摩擦力
B. 车把手与手之间的摩擦属于有害摩擦应该减小
C. 车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力
D. 车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
17.2025年6月21日,在世界女排联赛香港站比赛中,中国队以3-1战胜日本女排,如图是中国女排在比赛中的场景。若排球的重力为4N、所受阻力为1N,则排球仅在这两个力的作用下从空中竖直加速下落的过程中,它所受合力的大小和方向为( )
A. 3N方向竖直向上
B. 5N方向竖直向上
C. 5N方向竖直向下
D. 3N方向竖直向下
18.如图所示,小红同学在练习垫排球,排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、三处,到达最高处后,又回到处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 排球向上运动经过a处时,合力大小最大
B. 排球经过时,合力大小最小
C. 合力方向始终竖直向上
D. 合力方向先向上后向下
19.某同学在体育期末考试的排球测试中,排球离开路膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球重力约为2.N,排球所受的空气阻力与速度的大小有关,方向与运动的方向相反。若排球在上升过程中的某一时刻所受的空气阻力的大小约为0.5N,则此时排球所受的合力的大小和方向是( )
A. 2.2N竖直向下
B. 2.2N竖直向上
C. 3.2N竖直向下
D. 3.2N竖直向上
二、多选题
1.下列四幅图对应的说法错误的是( )
A. 图甲中,某同学沿杆匀速向上爬升,该同学受到的摩擦力方向向上
B. 图乙中,米受到的重力和筷子受到的摩擦力是一对相互作用力
C. 图丙中,在力F作用下使物体A、B一起向右做匀速直线运动,物体A、B之间一定有摩擦力
D. 图丁中,重200N的小车至少要200N的水平方向的力才能推动它
2.我国女排是弘扬“团结协作,顽强拼搏、永不言弃“精神的一面旗帜。下列关于排球运动的说法正确的是( )
A. 发球后,球运动,说明力是改变物体运动状态的原因
B. 排球在落地后还能继续滚动,是因为受到了惯性的作用
C. 击打排球时手感到疼,因为物体间力的作用是相互的
D. 垫出排球在上升,以排球为参照物,运动员是静止的
3.某同学参加中考体育考试时经历下列情景,其中分析或解释正确的是( )
A. 投掷出去的实心球沿曲线运动,是因为实心球受非平衡力作用
B. 做引体向上时,人对单杠的拉力与人的重力是一对平衡力
C. 跑步到终点不能立即停下来,是因为受到了惯性的作用
D. 实心球落在沙地上,沙地上被砸出一个坑,说明力可以使物体发生形变
4.自行车的零件中涉及较多有关摩擦的知识,下列描述属于减小摩擦的是( )
A. 甲中踏板上的花纹
B. 乙中轴承内装有滚珠
C. 丙中车把手表面凹凸不平
D. 丁中在飞轮上涂抹润滑油
5.小雨同学利用牙刷感受滑动摩擦力,当她用手在静止的桌面上水平向右匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲。下列说法正确的是( )
A. 刷毛受到桌面对它的摩擦力方向水平向左
B. 刷毛受到桌面对它的摩擦力方向水平向右
C. 减慢拖动速度,刷毛受到的摩擦力大小不变
D. 刷毛的弯曲程度与牙刷受到的摩擦力大小无关
三、实验题
1.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)让同一小车从斜面的 高度由静止开始滑下,是为了保证小车到达水平面时的 相同。
(2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,是为了使小车运动时 。
(3)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.小车到达斜面底端的速度大小
(4)可观察到小车在 表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越 速度减小得越 。
(5)进一步推理可知:如果在水平面上不受阻力,小车将做 运动。
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法有 和 。
2.如图甲所示的是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩
码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片扭转一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究相互平衡的两个力必须作用在 。
(3)如果用剪刀将小卡片从中间剪断分成两份,分别向两侧做加速运动,因此说明相互平衡的两个力必须作用在 。
(4)小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 选填字母序号)
A.小明设计的实验中阻力对实验结果的影响不能忽略
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
D.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
3.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,根据 知识可知,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)比较 两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)实验结束后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示。实验中发现,当F-4N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
能力提升进阶练
一、单选题
1.(21-22八年级下·四川绵阳·期末)锤子的锤头松动了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,如图所示。这是因为锤柄撞击板凳时( )
A. 锤柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
B. 锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
C. 锤头由静止变为运动,锤柄由于惯性仍要保持静止状态
D. 锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要继续向下运动
2.(24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)关于运动和力,下列说法正确的是( )
A. 物体受到力的作用,运动状态一定改变
B. 静止的物体不受力的作用
C. 没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
D. 物体的运动并不需要力来维持
3.(25-26八年级上·山东济南·期末)如图所示为“跃动空间竟技主题乐园”的活动场景,某学员正在练习蹦床运动。在学员接触蹦床后向下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 学员接触蹦床后继续向下运动,是因为受到惯性作用
B. 学员接触蹦床后,向下运动的过程中速度一直在减小
C. 学员到达最低点时,速度为零,处于平衡状态
D. 学员到达最低点时,若所受的外力全部消失,他将保持静止状态
4.(24-25八年级下·吉林·期中 )如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 球从a点上升到b点,是因为受到惯性作用
B. 球运动到b点时,若所受外力突然消失,球保持静止
C. 球从b点下落到c点,运动状态不断改变
D. 球最终到d点停止,说明物体运动需要力来维持
5.(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
6.(2025·四川自贡·中考真题)图甲中静置于水平地面上的物体受到竖直向上的拉力F,图乙为拉力F与时间的关系图,图丙为物体上升的高度与时间的关系图,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力是60N
B. 在0~1s内,物体对地面的压力是60N
C. 在1~2s内,物体匀速上升的速度是1.25m/s
D. 在2~3s内,物体匀速上升的速度是2.5m/s
7.(25-26八年级上·福建三明·期末)如图是某同学驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时的情景。下列说法正确的是( )
A. 平衡车对地面的压力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
B. 该同学对平衡车的压力和他受到的重力是一对相互作用力
C. 该同学受到的重力和平衡车对他的支持力是一对平衡力
D. 以平衡车为参照物,该同学是运动的
8.(24-25八年级下·北京·期中)如图所示,物体A重50N,在水平力F的作用下静止在竖直墙壁上,F=70N。下列说法中正确的是( )
A. 物体A受到摩擦力的大小为70N
B. 物体A受到摩擦力的方向为竖直向上
C. 若增大水平力F,则物体A受到的摩擦力将增大
D. 若物体受到的力全部消失,则物体A将向下运动
9.(25-26八年级下·重庆沙坪坝·期末)如图所示,物体A和B紧靠在粗糙程度均匀的竖直墙面上。两物体在竖直向上的力F,和水平向左的力F2作用下,沿竖直方向一起以相同速度做匀速直线运动,其中F1=50N、F,=20N,且大小和方向始终保持不变。已知物体A、B的重力分别为10N和30N,且B的右表面光滑,则下列说法正确的是( )
A. 物体A对墙的摩擦力为10N,方向竖直向下
B. 物体A受到B的摩擦力为30N,方向竖直向上
C. 物体B受到A的支持力为20N,方向水平向左
D. 物体B受到的摩擦力大小为30N,方向竖直向上
10.(25-26八年级下·北京·期末)如图所示,用大小为N的力拉动木板B,使B在水平桌面上向左做匀速直线运动,物体A相对于桌面保持静止,物体A通过水平轻绳经定滑轮与弹簧测力计相连接,此时弹簧测力计的示数为2N,下列判断正确的是( )
A. 物体A受到水平向右的滑动摩擦力
B. 物体A受到的滑动摩擦力大小为5N
C. 若用大小为6N的力F拉动木板B,木板B的运动状态不变
D. 若用大小为6N的力F拉动木板B,物体A受到的滑动摩擦力为2N
二、多选题
1.(2025·贵州毕节·一模)如图所示,为2月6日在2022女足亚洲杯决赛上中国女足获得冠军的比赛情景。关于足球,下列说法不正确的是( )
A.足球被脚踢出去,说明只有足球才受到力的作用
B.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
C.足球在水平地面上滚动时会慢慢停下来,说明足球没有力的作用就停止运动
D.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
2.(20-21八年级下·河北秦皇岛·期中)一段弹簧固定在水平桌面上,如图甲所示,将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至图丙位置然后撒去力F,小球向上运动到点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撒去力F到小球运动到4点的过程中,下列说法中不正确的是( )
A. 小球速度先变大后变小
B. 小球在A点处于静止状态
C. 小球离开弹簧到A点过程中只受重力作用
D. 撤去力F瞬间小球受到向下的重力和向上的弹力,该二力平衡
3.(25-26八年级下·云南昆明·期末)如图甲所示,水平地面上的一个物体受到水平推力的作用(F≠0),物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 0~2s,推力等于摩擦力
B. 2~4s,物体做变速运动
C. 4~6s,推力等于摩擦力
D. 0~6s,推力的大小始终不变
4.(25-26八年级下·云南昆明·期末)如图所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力F甲和F乙使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知F大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B. 甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C. 乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D. 甲、乙两图中,推力F甲和F乙大小相等
5.(24-25八年级下·江西九江·期中)小明用水平推力把木箱向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度的大小随时间的变化情况分别如图甲、乙所示,则下列说法错误的是( )
A. 在0~1s内,由于推力小于摩擦力,木箱保持静止
B. 当t=2s时,木箱所受摩擦力为300N
C. 木箱在1~6s内,受到的摩擦力均为200N
D. 在5~6s内,木箱处于非平衡状态,所受外力为100N
6.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·月考)甲、乙两实心长方体,重盏放置于水平面上,如图a所示,当它们分别受到F1=5N和F2=8N的水平拉力时保持静止;如图b所示,当甲受到F3=15N的拉力时,甲、乙一起以1m/s的速度匀速向右运动;如图C所示,当乙以2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动时,乙受到水平向右的推力F4。甲、乙表面和地面的粗糙程度均匀,下列说法不正确的是( )
A. 图a中甲对乙的摩擦力为5N,水平向左
B. 图a中地面对乙的摩擦力为3N,水平向右
C. 图b中甲对乙的摩擦力为15N,水平向左
D. 图c中F4的大小为15N
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第八章 运动和力(复习讲义)
1.四种研究方法:控制变量法、转换法、理想实验法、等效替代法;
2.五个基本概念:惯性、平衡状态、平衡力、摩擦力、合力;
一个定律:牛顿第一定律(惯性定律);
3.几个核心考点:(1)力和运动的关系;(2)阻力对物体运动的影响;(3)牛顿第一定律的应用(4)惯性现象的应用;(5)二力平衡条件及应用;(6)平衡力与相互作用力区分;(7)摩擦力产生、大小、方向判断;(8)“滑动摩擦力的影响因素”实验;(9)力的合成应用。
知识点
重点归纳
常见易错点
力和运动的关系
①力不是维持物体运动的原因;
②力是改变物体运动状态的原因;
①误认为物体的运动需要力的维持;
②如果物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力的作用;
“阻力对物体运动的影响”实验
①控制变量法的应用:控制小车到达水平面上的初速度相同,在平面上受到的阻力不同;
②转换法的应用:通过小车运动距离的远近反映受到的阻力大小;
③理想实验法的应用:假设运动的物体不受力,它将做匀速直线运动。
①控制小车到达水平面的初速度相同的方法:让同一小车从同一斜面的同一高度静止滑下;
②牛顿第一定律不是实验定律,是在大量经验事实的基础上推理概括出来的;
牛顿第一定律
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;
①“一切”说明适用于所有物体;
②没有受到力的作用≠不受力,可以合力为0;
③如果物体不受力的作用,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远保持匀速直线运动状态;(两种状态居其一)
惯性
①定义:物体保持原来运动状态不变的性质;
②一切物体在任何情况下都具有惯性;
③惯性大小的影响因素:质量;
④惯性的利用:跳远、射击、球类比赛、紧固锤头、拍打衣服灰尘;
⑤防止惯性带来伤害:安全带、头枕、限制车速、禁止弯道超车;
①惯性是物体自身的基本属性,只能说“由于”“具有”惯性,不能说受到惯性、惯性力;
②惯性大小只与质量有关,与速度和运动状态都无关;
③防止惯性带来伤害不是减小惯性;
平衡状态
①静止状态;
②匀速直线运动状态;
③受平衡力作用的物体运动状态不变;
①平衡力至少是两个或两个以上的力,一个力不可能是平衡力;
②从运动状态上看物体受平衡力与不受力是等效的,物体都将处于静止或匀速直线运动状态;
“探究二力平衡的条件”实验
①探究一对平衡力的大小是否相等:改变钩码的个数;
②探究一对平衡力的大小是否相反:改变钩码位置;
③探究一对平衡力的大小是否作用在同一直线上:扭转小车,使F1、F2不在同一直线上;
④探究一对平衡力的大小是否作用在同一物体上:将小车换成拼接小车或将纸片剪开;
判断两个力是不是一对平衡力,首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上,这个条件非常重要,容易被忽略;
二力平衡的条件及应用
①二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线;
②利用二力平衡的条件判断两个力是否属于平衡力;
③由受力情况判断物体运动状态,或根据物体运动状态推断物体受力情况;
在推而不动、搬而不起的现象中隐含的是物体处于静止状态,进一步推理:物体受平衡力的作用。
平衡力与相互作用力的比较
①平衡力:同体、等大、反向、共线;
②相互作用力:异体、等大、反向、共线;
①混淆平衡力与相互作用力;
②受力分析时需注意物体整体的受力分析;
摩擦力
①定义:两个相互接触的物体,当它们相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力;
②产生条件:相接触且有压力、接触面粗糙/不光滑、存在相对运动或相对运动趋势;
③方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反;
④分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力;
①摩擦力不一定是阻力,有时也可能是动力;
②脚向后蹬地,地面对脚产生向前的摩擦力;
③静止的物体也可以受到摩擦力,有相对运动的趋势即可,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力;
④接触面光滑的隐藏含义:,摩擦力为0;
“滑动摩擦力的影响因素”实验
①原理/知识:二力平衡;
②滑动摩擦力额影响因素:压力大小、接触面的粗糙程度;
③设计实验:利用弹簧测力计拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动,测出木块受到的摩擦力,再改变木块对桌面的压力(在木块上加砝码)和接触面的粗糙程度(粗糙程度不同的长木板)多次实验;
④实验方法:控制变量法;
⑤实验改进好处:不用匀速直线拉动长木板;
①为了保证压力等于重力,必须在水平面上进行;
②实验中必须沿水平方向匀速直线拉动弹簧测力计,目的是使木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,解决摩擦力无法直接测量的难题;
③关于探究目的;两组实验中改变了哪一个因素,则探究的就是与哪一个因素的关系;
④实验过程中不能同时有两个因素不同,需要控制变量;
⑤滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、物体的运动速度及拉力大小均无关;
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;②增大接触面的粗糙程度;
③变滚动摩擦为滑动摩擦;
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;
③变滑动摩擦为滚动摩擦;
④使接触面彼此分离;
①在相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小;
②给机器的某些部件加润滑油实质上是通过使接触面彼此分离的方法来减小摩擦力的。
同一直线上的二力合成
1.合力:当一个力的作用效果与几个力共同作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力;
2.同一直线上二力合成的规律:
①同向:F合=F1+F2 (合力方向与二力方向相同)
②反向:F合=|F1-F2|(台力方向与较大力方向相同)
③一对平衡力的合力为0;
①合力并不总是分力之和;
②两个力的合力,最大的合力为这两个分力之合,最小的合力为这两个分力之差;
③计算合力时首先判断两个力的方向;
题型一 阻力对物体运动的影响
【例1】很多人认为:要使一个物体持续运动,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。下面我们利用如图所示的装置,来探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从斜面上滑下后在水平面上运动,是为了使小车在竖直方向上受到的________力和________力的作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的阻力。
(2)每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,目的是控制小车每次到达水平面时的________相同。
(3)本实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。
(4)由实验可知,小车在 ________(选填“棉布”或“木板” )表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越________,速度减小得越慢。 进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就________(选填“会”或“不会”)减小,小车将保持________运动状态。
(5)下列对此实验的分析或推理正确的是________。
A. 实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B. 如果小车在水平面上运动时不受阻力,它就不会停下来
【答案】(1)重;支持(2)速度(3)小车在水平面上滑行的距离(4)木板;小;不会;匀速直线(5)B
【解析】(1)小车在竖直方向受到重力和支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对平衡力,作用效果相互抵消,相当于只受水平方向的阻力。(2)每次让小车从同一斜面同一位置由静止滑下,是为了控制小车到达水平面时的速度相同(控制变量法),因为同一高度下滑时重力势能转化的动能相同,速度一致。(3)实验通过观察“小车在水平面上滑行的距离”反映阻力对运动的影响(转换法):阻力越小,小车克服阻力做功的能力越强,滑行距离越远。(4)木板表面比棉布表面更光滑,阻力更小,因此小车在木板表面滑行距离最远;阻力越小,小车速度减小得越慢;根据实验推理(牛顿第一定律),若阻力为零,小车不受力的作用,速度不会减小,将保持匀速直线运动状态。(5)选项A错误:小车停下来是因为受到阻力,说明力是改变物体运动状态的原因,而非维持运动的原因;选项B正确:若不受阻力,小车运动状态不变,不会停下来,符合牛顿第一定律。
【变式1-1】小明用斜面、木板、玻璃板、棉布和小车探究阻力对物体运动的影响。实验时下列要求正确的是( )
A. 需不同的斜面 B. 需同一小车 C. 需同一材料的水平面 D. 需同一斜面的不同高度手
【答案】B
【解析】在探究阻力对物体运动的影响实验中,应采用控制变量法,即控制其他因素不变,只改变阻力大小。
A选项,不同的斜面可能会使小车到达水平面时的初速度不同,无法保证实验的单一变量,所以A错误。
B选项,使用同一小车可以确保小车的质量、形状等物理属性一致,避免因小车不同而引入额外变量,该要求正确,所以B正确。
C选项,实验目的是探究阻力的影响,需要通过改变水平面的材料(木板、玻璃板、棉布)来改变阻力大小,因此不能是同一材料的水平面,C错误。
D选项,同一斜面的不同高度会导致小车从斜面滑下时的初始重力势能不同,到达水平面时的初速度也就不同,不符合控制变量法,D错误。
【变式1-2】关于力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体静止时,一定不受力的作用
B. 物体受到力的作用时,运动状态一定会发生变化
C. 物体运动状态发生改变时,一定受到力的作用
D. 物体不受力的作用时,一定处于静止状态。
【答案】C
【解析】A选项:物体静止时,可能受到平衡力的作用,例如静止在桌面上的物体受到重力和支持力这一对平衡力,并非一定不受力,所以A错误。
B选项:物体受到力的作用时,如果是平衡力,运动状态不会改变,比如匀速直线运动的物体受平衡力作用,运动状态不变,所以B错误。
C选项:力是改变物体运动状态的原因,当物体运动状态发生改变时,必然是受到了力的作用,C正确。
D选项:根据牛顿第一定律,物体不受力时,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,并非一定静止,所以D错误。
题型二 牛顿第一定律
【例2】正在冰面上滑动的冰壶,如果冰壶所受的外力同时消失,那么它将( )
A. 做加速运动 B. 立即停下来 C. 做匀速直线运动 D. 改变原来运动的方向
【答案】C
【解析】根据牛顿第一定律,当物体不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。题目中冰壶正在冰面上滑动,说明其已有初速度;若此时所有外力消失(包括摩擦力等),冰壶将保持原有的速度大小和方向不变,即做匀速直线运动。
【变式2-1】在教室里悬挂着的电灯正处于静止状态,假如它受到的力突然全部消失,将悬挂电灯的线剪断后,它将( )
A. 匀速下落 B. 匀速上升 C. 保持静止 D. 无法判断
【答案】C
【解析】根据牛顿第一定律,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。题目中电灯原本处于静止状态,当它受到的所有力突然全部消失后,其运动状态不会改变,将继续保持静止状态。即使剪断悬挂电灯的线,由于此时电灯已经不受任何力的作用,所以它仍然会保持静止状态。
【变式2-2】投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示,如果铅球在P点所受的一切外力突然消失,关于铅球的运动情况,下列判断正确的是( )
A. 做匀速直线运动 B. 停在空中静止不动 C. 做曲线运动 D. 竖直下落
【答案】A
【解析】根据牛顿第一定律(惯性定律):一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。投掷出去的铅球在P点时,正在做曲线运动,此时铅球有沿轨迹切线方向的运动速度。当P点所受一切外力突然消失时,铅球将保持外力消失瞬间的运动状态,即沿P点轨迹切线方向做匀速直线运动。因此正确选项为A。
题型三 惯性
【例3】足球离开运动员的脚后还能继续运动,是因为足球 (选填“受到”或“具有”)惯性。足球最后停下来时它的惯性 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】具有;不变
【解析】惯性是物体本身固有的属性,一切物体都具有惯性,不能表述为“受到惯性”,所以足球离开脚后继续运动是因为具有惯性。惯性的大小只与物体的质量有关,足球最后停下来时,其质量没有发生变化,因此惯性不变。
【变式3-1】惯性是物体的一种性质,下列说法正确的是( )
A. 物体运动状态改变时才有惯性
B. 静止或匀速运动的物体没有惯性
C. 物体速度越大惯性也越大
D. 物体受力或不受力时都具有惯性
【答案】D
【解析】惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性。A选项中“物体运动状态改变时才有惯性”错误,因为无论运动状态是否改变,物体都有惯性;B选项“静止或匀速运动的物体没有惯性”错误,静止或匀速运动的物体同样具有惯性;C选项“物体速度越大惯性也越大”错误,惯性大小只与物体质量有关,与速度无关;D选项“物体受力或不受力时都具有惯性”正确,因为惯性与物体受力情况无关。
【变式3-2】小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段,最终冲过终点线。下列关于惯性的说法正确的是( )
A. 小金加速跑时的惯性比减速跑时的惯性大
B. 小金冲过终点线,停下来时没有惯性
C. 小金整个跑步过程惯性大小不变
D. 小金在加速、减速等运动状态改变时才具有惯性
【答案】C
【解析】惯性是物体的固有属性,其大小仅由物体的质量决定,与物体的运动状态(加速、减速、静止等)无关。小金在整个跑步过程中,质量没有发生变化,因此惯性大小始终不变。选项A认为加速时惯性比减速时大,错误,因为惯性与运动状态无关;选项B认为停下来时没有惯性,错误,惯性是固有属性,任何时候都存在;选项D认为运动状态改变时才有惯性,错误,惯性始终存在。故正确答案为C。
题型四 惯性的利用与防止
【例4】以下事例中利用惯性的一组是( )
①汽车行驶时,司机系着平安带
②火车进站前,撤去动力,仍能进站
③上岸后的鸭子,振动翅膀,把身上的水抖掉
④比赛中,运发动将冰壶推出,冰壶在冰面上继续向前运动
A. ②③④ B. ①③④ C. ①②④ D. ①②③
【答案】A
【解析】①司机系安全带是为了防止惯性带来的危害,属于防范措施,不是利用惯性。②火车撤去动力后仍能进站,是由于惯性保持运动状态,属于利用惯性。③鸭子抖动翅膀,水因惯性被甩出,属于利用惯性。④冰壶推出后继续运动,因惯性保持运动状态,属于利用惯性。正确选项为②③④,对应选项A。
【变式4-1】生活中防止惯性带来危害的实例是( )
A. 系安全带 B. 向前泼水 C. 掷实心球 D. 跳远助跑
【答案】A
【解析】惯性是物体保持原有运动状态的性质。当物体运动状态突然改变时,惯性可能带来危害,也可能被利用。
A. 系安全带:车辆急刹或碰撞时,人体由于惯性会保持原来的运动状态继续向前冲,安全带能束缚人体,避免人体因惯性冲出造成伤害,这是防止惯性带来危害的实例。
B. 向前泼水:手握盆向前运动,盆停止时,水因惯性继续向前运动而被泼出,这是利用惯性,并非防止危害。
C. 掷实心球:掷球时助跑,利用助跑的惯性使球获得更大的初速度,属于利用惯性提高成绩。
D. 跳远助跑:运动员助跑后起跳,利用惯性获得更大的起跳速度,从而跳得更远,也是利用惯性。
综上,只有A选项是防止惯性带来危害的实例。
【变式4-2】小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )
A. 小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B. 汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C. 踩刹车后,汽车仍向前滑行一段距离,是由于汽车具有惯性
D. 高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
【答案】C
【解析】惯性是物体的固有属性,其大小只与物体的质量有关,与速度等其他因素无关。
选项A:系安全带是为了防止惯性带来的伤害,而不是减小惯性,因为人的质量不变,惯性大小不变,所以A错误。
选项B:惯性不是力,不能说“受到惯性力的作用”,汽车紧急刹车时小强向前倾,是由于小强具有惯性,要保持原来的运动状态,所以B错误。
选项C:汽车原来是运动的,踩刹车后,汽车由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以会向前滑行一段距离,C正确。
选项D:惯性大小只与质量有关,与速度无关,高速公路严禁超速是因为速度越大,动能越大,刹车时滑行距离越远,而不是惯性越大,所以D错误。
题型五 平衡状态和平衡力
【例5】下列物体处于平衡状态的是( )
A. 正在圆形轨道上运动的过山车
B. 减速进站的火车
C. 加速上升的火箭
D. 在平直公路上匀速直线行驶的汽车
【答案】D
【解析】平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态,此时物体的速度大小和方向都不发生改变。
A选项:正在圆形轨道上运动的过山车,其运动方向时刻在改变,速度方向发生变化,所以运动状态改变,不处于平衡状态。
B选项:减速进站的火车,速度在逐渐减小,速度大小发生变化,运动状态改变,不处于平衡状态。
C选项:加速上升的火箭,速度在不断增大,速度大小发生变化,运动状态改变,不处于平衡状态。
D选项:在平直公路上匀速直线行驶的汽车,速度大小不变,且沿直线运动,方向也不变,运动状态没有改变,处于平衡状态。
【变式5-1】如图,A、B、C、D分别是小球在四种不同运动状态下用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)的照片,其中受到平衡力作用的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.小球在相同的时间内通过的路程相等,但其运动的轨迹是弯曲的,所以小球不是处于平衡状态,故不受平衡力。故A错误。
B.小球在相同的时间内通过的路程减小,所以小球做减速运动,不是处于平衡状态.故不受平衡力。故B错误。
C.小球在相同的时间内通过的路程增大,所以小球做加速运动,不处于平衡状态.故不受平衡力。故C错误。
D.小球在相同的时间内通过的路程相等,所以小球做匀速直线运动,处于平衡状态,故小球受平衡力。故D正确。
故选D
【变式5-2】下列说法中正确的是( )
A. 物体在平衡力的作用下一定处于静止状态
B. 做匀速直线运动的物体一定受平衡力的作用
C. 静止的物体一定不受力的作用
D. 物体运动状态改变时,一定受到力的作用
【答案】D
【解析】A选项:物体在平衡力作用下,运动状态不变,可能静止或匀速直线运动,并非一定静止,故A错误;B选项:匀速直线运动的物体可能不受力(牛顿第一定律理想情况)或受平衡力,“一定受平衡力”说法错误,故B错误;C选项:静止物体可能不受力或受平衡力(如静止的书受重力和支持力),故C错误;D选项:力是改变运动状态的原因,运动状态改变一定受力,故D正确。
题型六 “探究二力平衡的条件”实验
【例6】如图所示是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的钩码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的钩码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的钩码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘中钩码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车 ,这说明相互平衡的两个力作用在 。
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
【答案】(1)大小相等 方向相反
(2)扭转回来 同一直线上
(3)大
【解析】(1)两边的托盘中砝码的质量不同时,则两边拉力不相等,小车运动;质量相等时,则两边拉力相等,小车静止,说明二力平衡需要两个力大小相等;保持两托盘里砝码的质量相等,把两个托盘挂在小车的同一侧,即两个力的方向相同,放手后小车运动,不能平衡,说明二力平衡需要两个力方向相反;
(2)将小车扭转一个角度后,两个力就不在一条直线上了,松手后,小车将扭转回来,所以不能保持平衡状态,说明二力平衡需要两个力在同一直线上;
(3)若实验中砝码的质量越大,即拉力与摩擦力的差值越大,越能减小摩擦力对实验的影响。
【变式6-1】下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线。
题型七 二力平衡的条件应用
【例7】如图所示,轻绳以1m/s的速度将重为200 N的重物匀速向上提起,这时轻绳对重物的拉力大小为 N;若重物以2m/s的速度匀速下降,此时轻绳对重物的拉力大小为 N,拉力方向 (选填“竖直向上”或“竖直向下” )。 (不计空气阻力)
【答案】200;200;竖直向上
【解析】当重物匀速向上或匀速下降时,均处于平衡状态,所受合力为零。重物受到竖直向下的重力200N和轻绳的拉力,根据二力平衡条件,拉力与重力大小相等、方向相反。因此,匀速向上时拉力为200N;匀速下降时拉力仍为200N,方向竖直向上(与重力方向相反)。
【变式7-1】一辆重4×10 5 N的汽车,在水平公路上匀速前进,它受到的阻力是5×10 4N,则汽车受到的牵引力是( )
A. 4×10 5N
B. 5×10 4 N
C. 4.5×10 5 N
D. 3.5×10 5 N
【答案】B
【解析】汽车在水平公路上匀速前进,处于平衡状态,所受合力为零。在水平方向上,汽车受到牵引力和阻力的作用,这两个力是一对平衡力,根据平衡力大小相等的特点,牵引力的大小等于阻力的大小。已知阻力是5×10 4N,所以牵引力也是5×10 4N。
【变式7-2】塔吊沿竖直方向将重为G的水泥匀速提升到10m高度处,则塔吊对水泥的拉力大小为______。水平方向匀速直线移动10m,塔吊对水泥的拉力大小为______。
【答案】G ; G
【解析】当塔吊沿竖直方向匀速提升水泥时,水泥处于匀速直线运动状态,根据二力平衡条件,此时水泥在竖直方向受到的重力G和塔吊对它的拉力是一对平衡力,所以拉力大小等于重力G。
当水泥在水平方向匀速直线移动时,虽然运动方向改变,但仍然是匀速直线运动状态,在竖直方向上,水泥没有发生运动,处于平衡状态,此时重力G与塔吊对水泥的拉力依然是一对平衡力,所以拉力大小仍为G。
题型八 平衡力与相互作用力的区分
【例8】如图所示,一个木箱放在水平地面上,小明同学用25N的水平推力向右推木箱,但未推动。下列两个力中是一对平衡力的是( )
A. 木箱对地面向下的压力和地面对木箱向上的支持力
B. 地面对木箱向左的摩擦力和人对木箱向右的推力
C. 人对木箱向右的推力和地面对木箱向上的支持力
D. 木箱对地面向下的压力和地面对木箱向左的摩擦力
【答案】B
【解析】A.木箱对地面向下的压力和地面对木箱向上的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,A不符合题意;
B.地面对木箱向左的摩擦力和人对木箱向右的推力符合平衡力条件,是一对平衡力,B符合题意;
C.人对木箱向右的推力和地面对木箱向上的支持力不在一条直线上,不是一对平衡力,C不符合题意;
D.木箱对地面向下的压力和地面对木箱向左的摩擦力不在一条直线上,不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【变式8-1】如图所示,一轻质弹簧(即重力不计)的上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断中,正确的是( )
【答案】D
【解析】小球受重力G和弹簧的拉力F1,的作用处于静止状态,这两个力是一对平衡力;轻质弹簧受横杆拉力F3和小球的拉力F2的作用处于静止状态,则这两个力是一对平衡力。弹簧对小球的拉力F1和小球对弹簧的拉力F2是一对相互作用力。
【变式8-2】长方体木箱放在水平地面上,木箱上放一木块,则下列分析正确的是( )
A. 木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力
B. 木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力
C. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对相互作用力
D. 地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力是一对相互作用力。
【答案】C
【解析】首先,明确平衡力和相互作用力的区别:平衡力是作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力;相互作用力是作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力。
对于选项A:木箱受到的重力大小等于木箱自身的重力,而地面对木箱的支持力需要支撑木箱和木块的总重力,所以支持力大小等于木箱重力与木块重力之和,二者大小不相等,不是平衡力,A错误。
对于选项B:木箱对木块的支持力作用在木块上,木块对木箱的压力作用在木箱上,这两个力作用在不同物体上,是相互作用力,而非平衡力,B错误。
对于选项C:木箱对地面的压力,施力物体是木箱,受力物体是地面;地面对木箱的支持力,施力物体是地面,受力物体是木箱。这两个力大小相等(都等于木箱和木块的总重力)、方向相反、作用在同一直线上,且作用在两个物体上,符合相互作用力的条件,C正确。
对于选项D:地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力都作用在木箱这同一个物体上,不符合相互作用力作用在两个物体上的条件,D错误。
题型九 摩擦力
【例9】汽车行驶时,车轮与地面间的摩擦是 摩擦;而当急刹车时,车轮与地面间的摩擦为 摩擦。人在一般情况下步行前进时,若鞋底没有打滑,则鞋底与地面之间的摩擦属于 摩擦(前三空均选填“滑动”“滚动”或“静”),地面对鞋底的摩擦力方向是向 (选填“前”或“后”)的。
【答案】滚动;滑动;静;前
【解析】汽车正常行驶时,车轮在地面上做滚动运动,车轮与地面的接触点相对地面没有发生滑动,这种摩擦是滚动摩擦。急刹车时,车轮停止转动,车轮与地面之间发生相对滑动,此时的摩擦属于滑动摩擦。人步行前进且鞋底没有打滑时,鞋底与地面接触处有相对运动的趋势,但没有实际的相对滑动,这种摩擦是静摩擦。人步行时,鞋底相对于地面有向后的运动趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,所以地面对鞋底的摩擦力方向向前。
【变式9-1】用水平向前的力推静止在水平地面上的箱子但没有推动,此时箱子所受摩擦力的方向为______;当箱子在推力的作用下在水平地面上向前运动时,箱子所受摩擦力的方向为 。
【答案】水平向后;水平向后
【解析】当用水平向前的力推静止的箱子但没推动时,箱子处于静止状态,在水平方向受到推力和静摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反,因为推力水平向前,所以静摩擦力方向水平向后。
当箱子在推力作用下向前运动时,受到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,箱子相对于地面向前运动,所以滑动摩擦力方向水平向后。
【变式9-2】如图所示,重为 500N 的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3,下列说法正确的是( )
A . f1> 500 N ,方向竖直向下
B .f2> 500 N ,方向竖直向下
C . f3< 500 N ,方向竖直向上
D . f1= f2=f3,方向都竖直向上
【答案】D
【解析】小科在沿杆匀速上爬时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f1,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f1=G。小科停在A处休息,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f2,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f2=G。沿杆匀速下滑时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f3=G综合分析f1= f2=f3,方向都竖直向上,故D正确,ABC错误,故选D。
题型十 滑动摩擦力大小的影响因素
【例10】如图所示,同一木块在同一粗糙水平地面上,先后以不同的速度匀速直线拉动木块。 图甲中速度为v1,图乙中速度为v2,图丙中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲 、F乙、F丙和。 下列关于F甲 、F乙、F丙的大小关系正确的是( )
A. F甲< F乙 < F丙
B. F甲 > F乙 > F丙
C. F甲 = F乙 < F丙
D. F甲 < F乙 = F丙
【答案】C
【解析】甲、乙两图中,木块均为单独放置,对地面的压力等于木块自身重力,且接触面粗糙程度相同(同一木块、同一地面),因此滑动摩擦力相等。丙图中,木块上叠放重物,对地面的压力增大(等于木块重力加重物重力),接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力增大,因此拉力丙大于甲、乙的拉力。综上,F甲 = F乙 < F丙。
【变式10-1】一木块放在水平桌面上,现用水平推力F将木块缓慢匀速推动,使其一部分露出桌面(但未倾翻),在此过程中木块受到的摩擦力大小变化情况是( )
A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 无法确定
【答案】A
【解析】滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定。在此过程中,木块的重力不变,因此对水平桌面的压力N始终等于重力,保持不变;同时,木块与桌面的接触面粗糙程度也没有改变。所以,木块受到的滑动摩擦力大小不变,答案选A。
【变式10-2】如图所示,用 8 N 的力将一个重为 5 N 的木块压在墙壁上。若木块匀速下滑,此时木块受到的摩擦力为 N。若木块静止在墙壁上,则木块所受摩擦力为 N,这时若增大压力,则木块受到的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】5 5 不变
【解析】1. 木块匀速下滑时,处于平衡状态,竖直方向受到重力(5N,方向向下)和摩擦力(方向向上),根据二力平衡条件,摩擦力大小等于重力,即5N。2. 木块静止在墙壁上时,仍处于平衡状态,竖直方向重力与摩擦力仍为平衡力,因此摩擦力仍等于重力5N。3. 增大压力时,木块仍静止,竖直方向重力不变,静摩擦力的大小由平衡力(重力)决定,与压力无关,故摩擦力不变。
题型十一 摩擦的利用与防止
【例11】如图所示的四个实例中,为了减小摩擦的是( )
A. 汽车轮胎上刻有花纹 B. 瓶盖上刻有竖条纹
C. 脚蹬面做得凹凸不平 D. 储物箱下装有滚轮
【答案】D
【解析】影响摩擦力的因素只有两个,分别是两物体接触面粗糙程度和压力大小。
A选项:汽车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A错误;
B选项:瓶盖上刻有竖条纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故B错误;
C选项:脚蹬面做得凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C错误;
D选项:储物箱下装有滚轮,是通过将滑动摩擦变为滚动摩擦的方式,来减小摩擦的,故D正确;
故选D。
【变式11-1】学校大课间举行拔河比赛,老师挑选体重偏大的同学参赛,这是通过增大 的方法来增大摩擦的;赛前老师吩咐同学们清扫比赛场地的砂粒,这是因为砂粒会将鞋与地面间的摩擦变为 (选填“滚动摩擦”或“滑动摩擦”)影响比赛成绩。
【答案】压力;滚动摩擦
【解析】对于第一空,摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。体重偏大的同学对地面的压力更大,在接触面粗糙程度不变时,增大压力可以增大摩擦,所以第一空应填“压力”。
对于第二空,砂粒在鞋与地面之间会起到类似“滚珠”的作用,使原本鞋与地面之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦。由于滚动摩擦远小于滑动摩擦,会减小摩擦力从而影响比赛成绩,所以第二空应填“滚动摩擦”。
【变式11-2】如图所示,气垫船在水面上行驶的过程中,减小摩擦采用的方法是( )
A. 减小压力
B. 减小接触面的粗糙程度
C. 用滚动代替滑动
D. 使接触面分离
【答案】D
【解析】气垫船在水面上行驶时,会在船和水面之间形成一个“气垫”,这是通过使接触面分离的方法来减小摩擦的。故选项ABC错误,D正确。故选:D。
题型十二 同一直线上二力的合成
【例12】如图所示,甲同学用力100 N向左拉小车,乙同学用力200 N向右拉小车,两个作用力在同一直线上,则合力为 N,方向 。
【答案】100 向右
【解析】同一直线上反方向的两个力的合力大小等于两力大小之差,方向与较大力的方向一致。甲同学用100N向左拉,乙同学用200N向右拉,200N大于100N,故合力大小为200N - 100N = 100N,方向与乙同学的拉力方向一致,即向右。
【变式12-1】如图所示,在平直的地面上,一个人用20N的水平方向拉力,拉动小车向东做匀速直线运动,小车所受阻力的大小等于 N,阻力的方向向 (选填“西”或“东”)。
【答案】20;西
【解析】小车在水平方向上作匀速直线运动;
所以小车在水平方向上处于平衡状态,则在水平方向上受的力是平衡力,即阻力和拉力是一对平衡力;
根据二力平衡的条件:阻力和拉力的大小相等,方向相反而且作用在同一条直线上;
拉力大小等于20N,所以阻力大小也为20N,方向与拉力方向相反,即向西。
【变式12-2】如图所示,物体A放在水平桌面上,在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用,F1=16N,F2=20N,如果实际上物体在水平方向受到的合力为零,则沿水平方向物体还应受到一个力,这个力的大小和方向是( )
A. 20 N,方向水平向左
B. 16 N,方向水平向右
C. 4 N,方向水平向左
D. 4 N,方向水平向右减小压力
【答案】C
【解析】由题意可知,物体在水平方向上实际受到三个力,并且这三个力的合力为零.首先求出 F1 与 F2 的合力为 F合=F2−F1= 20 N-16 N=4 N,方向与较大的力 F2 方向相同,即水平向右.因为三个力的合力为零,相当于 F合 与 F3 大小相等,方向相反,所以 F3 = F合 =4 N,方向与F相反,即水平向左。故选项C正确。故答案为C。
基础巩固通关测
一、单选题
1.如图所示,为了探究阻力对物体运动的影响,第一次实验时让小车从棉布表面滑过,第二次实验时去掉棉布,让小车直接从木板表面滑过,观察小车滑行的距离。下列说法正确的是( )
A.第一次实验中应在斜面和水平木板上都铺上棉布
B.两次实验应让小车从斜面上的不同位置由静止滑下
C.两次实验中运动的小车都会停下来,说明力能够改变物体的运动状态
D.从实验可以看出,运动的小车所受的阻力越小,速度减小得越快
【答案】C
【详解】A.在实验中,第一次实验是在棉布表面滑过,第二次实验是去掉棉布,让小车直接从木板表面滑过,因此,斜面和水平木板的表面粗糙程度不同,不能同时铺上棉布,故A错误;
B.为了确保小车在水平面上的初速度相同,实验中应让小车从斜面上的同一位置由静止滑下,故B错误;
C.在实验中,小车在两种不同的表面上滑行,最终都会停下来,这表明力能够改变物体的运动状态,故C正确;
D.实验表明,当小车所受的阻力越小时,速度减小得越慢,滑行的距离越远,故D错误。
故选C。
2.2022年2月8日,谷爱凌获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。若正在空中自由下落的谷爱凌所受外力同时消失,她将()
A.保持静止 B.匀速上升 C.匀速下落 D.加速下落
【答案】C
【详解】谷爱凌在空中自由下落时所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,她将匀速竖直下落,综上分析可知,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.如图所示,小雨用细线栓一块橡皮,甩起来后使橡皮绕手做圆周运动,假设它受到的力全部消失,则该橡皮将( )
A. 做匀速圆周运动
B. 落到地面上
C. 做匀速直线运动
D. 立即停止运动
【答案】C
详解】细线断开时,橡皮是运动的,根据牛顿第一定律可知,它所受的外力全部消失,其运动状态将不发生变化,保持断开时的速度和方向做匀速直线运动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.体育运动中,包含有丰富的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 踢足球的力越大,球飞得越远,说明力的作用效果与力的大小有关
B. 竖直向上垫排球时,若排球在最高点时所受的外力全部消失,排球将会做匀速直线运动
C. 在草坪上滚动的足球最终会停下来,说明物体的运动需要力来维持
D. 运动员跑步到达终点时不能立刻停下是因为受到惯性的作用
【答案】A
【详解】A.力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关,踢足球的力越大,球飞得越远,说明力的作用效果与力的大小有关,故A正确;B,由牛顿第一定律可知,竖直向上垫排球时,球在最高点时速度为0,如果外力全部消失,球将静止,故B错误;
C.草坪上滚动的足球停下来是因为受到了摩擦力的缘故,说明力改变了物体的运动状态,故C错误;
D.运动员跑步到达终点时由于惯性不能立刻停下,惯性是物体的一种性质,不能说“受到惯性的作用”,故D错误。
故选A。
5.如图所示是同学们足球比赛的场景。踢出去的足球会慢慢停下来。对“足球慢慢停下”这一过程解释,正确的是( )
A. 足球受到惯性的作用而继续向前运动
B. 足球受到推力的作用而继续向前运动
C. 足球最终停止,不再受到力的作用
D. 足球受到非平衡力的作用
【答案】D
【详解】A.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,它不是一种力,不能说物体“受到惯性的作用”,只能说物体“具有惯性”或“由于惯性”,故A错误;
B.球被踢出去后,脚与球已经分离,球不再受到脚的推力作用。球之所以能继续向前运动,是因为球具有惯性,要保持原来的运动状态,故B错误;
C,足球最终停止在水平地面上时,处于静止状态。此时在竖直方向上,足球受到竖直向下的重力和地面对它竖直向上的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,所以足球仍然受到力的作用,故C错误;
D.足球在草地上滚动时“慢慢停下”,说明足球的速度越来越小,即足球的运动状态在发生改变。根据力是改变物体运动状态的原因,物体受非平衡力作用时运动状态才会改变(此时受到摩擦阻力的作用),故D正确。
故选D。
6.如图所示,投壶是中国古代一种兼具礼仪性与娱乐性的传统游戏。游戏时,把箭投向壶里,投中多者为胜。下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A. 在空中飞行的箭受到重力和手对箭的作用力
B. 投出的箭能在空中飞行是由于受到惯性作用
C. 若飞行的箭所受力均消失,箭将静止在空中
D. 将箭投出去,说明力能改变物体的运动状态
【答案】D
【详解】A.在空中飞行的箭,不计空气阻力,只受到重力作用,手与箭已经分离,手对箭没有作用力,故A错误;
B.投出的箭能在空中飞行是因为箭具有惯性,惯性是物体的一种属性,不是一种力,不能说“受到惯性作用”,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,若飞行的箭所受力均消失,箭将保持原来的运动状态做匀速直线运动,而不是静止在空中,故C错误;
D.将箭在手对它的力的作用投出去,此时箭在力的作用下由静止变为运动,说明力能改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
7.小明在水平路面上用力推小车一段距离后放手,小车仍然能向前滑行一段距离,之后改变小车承载物体的质量多次实验( )
A. 放手后小车还能向前运动是因为小车受到了惯性力作用
B. 运动的小车具有惯性,静止的小车没有惯性
C. 小车承载物体的质量越大,惯性越大
D. 小车的速度越大,滑行的距离会越远,惯性也越大
【答案】C
【详解】A.放手后小车还能向前运动是因为小车具有惯性,惯性不是力,不能说受到了惯性力作用,故A不符合题意;
B.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,不管是运动还是静止的小车都有惯性,故B不符合题意;
C.惯性大小只与物体的质量有关,小车承载物体的质量越大,惯性越大,故C符合题意;
D.惯性大小只与质量有关,与速度无关,所以小车的速度越大,惯性不变,故D错误。
故选C。
8.在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,他的落地点在( )
A. 位于起跳点后面
B. 位于起跳点前面
C. 位于起跳点左右
D. 位于起跳点处
【答案】D
【详解】由题意可知,在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,因为惯性,该同学仍要保持原来的运动状态,即保持与车辆相同的运动速度和方向,所以他会落回到起跳点处。
故选D。
9.生活中,惯性有利有弊,需要合理利用与防范。下列属于防范惯性危害的是( )
A. 拍打窗帘能清除表面浮灰
B. 助跑能使运动员跳得更远
C. 乘客与驾驶员必须系上安全带
D. 撞击锤柄下端可以使锤头紧套在锤柄上
【答案】C
【详解】A.拍打窗帘时,窗帘受力而运动,窗帘上的尘士由于惯性仍保持原来的静止状态,尘士在重力的作用下从窗帘上掉下来,在此现象中利用了惯性,故A不符合题意;
B.跳远运动员快速助跑后,飞身一跃,由于身体具有惯性,所以能在空中继续前进,进而提高成绩,在此现象中利用了惯性,故B不符合题意;
C.司机驾车时和车一起运动,当车突然刹车时,司机由于惯性还要保持原来的运动状态,如果没有使用安全带会由于惯性使自己的头部撞在方向盘上,所以驾驶员必须使用安全带,此现象属于对惯性危害的防范,故C符合题意;
D.锤头松了,把锤柄在地面上撞击几下,锤头由于惯性要保持原来的运动状态继续向下运动,所以锤头就紧套在锤柄上,在此现象中利用了惯性,故D不符合题意。
故选C。
10.如图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】平衡状态指的是物体处于静止状态或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零,即满足牛顿第一定律。对于两个力作用下的物体,要处于平衡状态,必须满足:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
11.下列实例中,处于平衡状态的物体是( )
A. 苹果从树上落下
B. 汽车匀速转弯
C. 厢式电梯匀速上升
D. 人造卫星绕地球匀速转动
【答案】C
【详解】A.苹果从树上落下,速度越来越快,运动状态发生了改变,故A不符合题意;
B.汽车匀速转弯,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故B不符合题意;
C.厢式电梯匀速上升,运动的方向和速度均不变,则运动状态没有发生改变,故C符合题意;
D.人造卫星绕地球匀速转动,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故D不符合题意。
故选C。
12.如图所示为“研究二力平衡条件”的实验装置,下列叙述正确的是( )
A. 实验中应尽量选用粗糙的水平桌面
B. 可用卡片代替小车,方便探究二力平衡是否需作用在同一物体上
C. 将小车扭转一个角度,是为了探究两力是否相等
D. 小车只受一对平衡力的作用
【答案】B
【详解】A.实验中应尽量选用光滑的水平桌面,这样可以减小摩擦力对实验的影响,使实验结果更准确,若选用粗糙的水平桌面,摩擦力会对实验产生较大干扰,故A错误;
B.用卡片代替小车,由于卡片的重力远小于钩码的拉力,卡片的重力可以忽略不计,并且可以将卡片剪成两半,方便探究二力平衡是否需作用在同一物体上,故B正确;
C.将小车扭转一个角度,是为了探究二力平衡时两个力是否在同一直线上,而不是探究两力是否相等,故C错误;
D.小车在水平方向上受到两个拉力,在竖直方向上受到重力和支持力,所以小车受到两对平衡力的作用,故D错误。
故选B。
13.如题图所示,小鸟静止在水平树枝上,下列说法正确的是( )
A. 小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力
B. 小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
C. 小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对相互作用力
D. 小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.平衡力需要作用在同一物体上,小鸟受到的重力作用在小鸟上,小鸟对树枝的压力作用在树枝上,二者作用物体不同,不是平衡力,故A错误;
B.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力,都作用在小鸟上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故B正确;
C.,相互作用力是两个物体之间的相互作用,小鸟受到的重力是地球对小鸟的力,小鸟对树枝的压力是小鸟对树枝的力,二者不是两个物体间的相互作用,不是相互作用力,故C错误;
D.相互作用力作用在两个不同物体上,而小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力都作用在小鸟上,是平衡力而非相互作用力,故D错误。
故选B。
14.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 两个物体互相接触时,它们之间才可能有摩擦力
B. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C. 摩擦力无益,总是有害的
D. 车轮与地面间的摩擦是有害的,轮胎和地面都是越光滑越好
【答案】A
【详解】A.摩擦力产生的条件是两个物体必须接触且有相对运动或趋势,因此接触是必要条件,故A正确;
B.摩擦力的方向阻碍相对运动,可能与物体运动方向相同,如人走路时脚底摩擦,故B错误;
C.摩擦力既有益,如走路;也有害,如机器磨损,故C错误;
D.车轮与地面的摩擦是车辆行驶的动力,过度光滑会导致打滑,故D错误。
故选A。
15.关于摩擦力,下列各叙述错误的是( )
A. 静止或运动的物体都可以受到摩擦力
B. 物体在做匀速直线运动时一定不受摩擦力,在做变速运动时才受到摩擦力
C. 物体受到的摩擦力与物体受到的重力无直接联系
D. 甲物体受到乙物体对它的摩擦力,则乙物体也同时受到甲物体对它的摩擦力
【答案】B
【详解】A.产生摩擦力必须要具备三个条件:一是物体间相互接触、挤压,二是接触面不光滑,三是物体间有相对运动或相对运动趋势,所以静止或运动的物体都可以受到摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.物体在做匀速直线运动时,可能会受摩擦力,比如推着购物车在水平地面做匀速直线运动,购物车受推力和摩擦力作用,物体在做变速运动时也不一定会受摩擦力,比如抛出的篮球落回地面(忽略空气阻力),故B错误,符合题意
C.滑动摩擦力的大小与压力大小(不一定等于物体的重力)和接触面的粗糙程度有关,所以,物体受到的摩擦力与物体受到的重力无直接联系,故C正确,不符合题意;
D.甲物体受到乙物体对它的摩擦力,由于物体间力的作用是相互的,所以乙物体也同时受到甲物体对它的摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选B。
16.电动自行车已经成为目前短距离出行首选交通工具。人骑上车后,以电动机为动力,从摩擦力的角度思考,下列说法错误的是( )
A. 刹车时用力捏闸是通过增加压力的方法增大摩擦力
B. 车把手与手之间的摩擦属于有害摩擦应该减小
C. 车轮转轴内的小滚珠是以滚动代替滑动减小摩擦力
D. 车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
【答案】B
【详解】A.刹车时用力捏闸,通过增大压力来增大摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.车把手与手之间的摩擦可以防止手滑脱。有效控制车行方向,此时摩擦有益,故B错误,符合题意;
C.滚珠轴承将滑动摩擦转变为滚动摩擦,可以有效减小摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.轮胎上的花纹可以增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,防止打滑,故D正确,不符合题意。
故选B。
17.2025年6月21日,在世界女排联赛香港站比赛中,中国队以3-1战胜日本女排,如图是中国女排在比赛中的场景。若排球的重力为4N、所受阻力为1N,则排球仅在这两个力的作用下从空中竖直加速下落的过程中,它所受合力的大小和方向为( )
A. 3N方向竖直向上
B. 5N方向竖直向上
C. 5N方向竖直向下
D. 3N方向竖直向下
【答案】D
【详解】排球竖直下落过程中,重力G=4N方向竖直向下,阻力阻碍排球运动,方向竖直向上,两个力沿同一直线、方向相反。同一直线上方向相反的两个力,合力大小等于二力大小之差,方向与较大的力方向一致,则合力大小为F公=G-=4N-IN=3N由于重力更大,因此合力方向与重力方向一致,为竖直向下。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
18.如图所示,小红同学在练习垫排球,排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、三处,到达最高处后,又回到处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 排球向上运动经过a处时,合力大小最大
B. 排球经过时,合力大小最小
C. 合力方向始终竖直向上
D. 合力方向先向上后向下
【答案】A
【详解】ACD.排球上升过程中依次经过a、b、三点,到达最高点d。已知物体所受空气阻力会随着其运动速度的增大而增大,则在由点运动到d点的过程中,阻力是竖直向下的,重力是竖直向下的,合力等于二力之和,合力方向始终竖直向下,因而阻力最大的位置,合力最大,而a点的速度最大,阻力最大,故排球所受合力最大的是a,故A正确,CD错误;
B,排球经过处时到达最高处,只受重力作用,当回到改时,阻力最大,重力不变,此时合力最小,故B错误。
故选A。
19.某同学在体育期末考试的排球测试中,排球离开路膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落。已知排球重力约为2.N,排球所受的空气阻力与速度的大小有关,方向与运动的方向相反。若排球在上升过程中的某一时刻所受的空气阻力的大小约为0.5N,则此时排球所受的合力的大小和方向是( )
A. 2.2N竖直向下
B. 2.2N竖直向上
C. 3.2N竖直向下
D. 3.2N竖直向上
【答案】C
【详解】排球上升过程中,重力G=2.7N方向竖直向下,空气阻力f=0.5N方向与运动方向相反也竖直向下,合力F合=G+f=2.7N+0.5N=3.2N
方向竖直向下,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、多选题
1.下列四幅图对应的说法错误的是( )
A. 图甲中,某同学沿杆匀速向上爬升,该同学受到的摩擦力方向向上
B. 图乙中,米受到的重力和筷子受到的摩擦力是一对相互作用力
C. 图丙中,在力F作用下使物体A、B一起向右做匀速直线运动,物体A、B之间一定有摩擦力
D. 图丁中,重200N的小车至少要200N的水平方向的力才能推动它
【答案】BD
【详解】A.该同学做匀速直线运动时,他受到的摩擦力和重力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为重力的方向竖直向下,所以摩擦力的方向竖直向上,故A正确,不符合题意;
B.相互作用力是两个物体之间相互施加的力,这两个力互为施力物体和受力物体。米受到的重力的施力物体是地球,而筷子受到的摩擦力的施
力物体是米,故B错误,符合题意;
C.A受向右拉力F,因A做匀速运动故A受平衡力,故存在B对A向左的摩擦力,A、B间一定有摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.推动小车需要克服的是地面对小车的摩擦力,重200N小车受到摩擦力大小不一定等于200N,故D错误,符合题意。
故选BD。
2.我国女排是弘扬“团结协作,顽强拼搏、永不言弃“精神的一面旗帜。下列关于排球运动的说法正确的是( )
A. 发球后,球运动,说明力是改变物体运动状态的原因
B. 排球在落地后还能继续滚动,是因为受到了惯性的作用
C. 击打排球时手感到疼,因为物体间力的作用是相互的
D. 垫出排球在上升,以排球为参照物,运动员是静止的
【答案】AC
【详解】A.发球时,球受到力的作用,球由静止变成运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故A正确;
B.排球在落地后还能继续滚动,是由于球具有惯性,但惯性是物体的一种固有属性,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.击打排球时手给排球一个力,由于物体间力的作用是相互的,排球会给手施加一个力,所以手感到疼,故C正确;
D.垫出排球在上升,以排球为参照物,运动员的位置是变化的,是运动的,故D错误。
故选AC。
3.某同学参加中考体育考试时经历下列情景,其中分析或解释正确的是( )
A. 投掷出去的实心球沿曲线运动,是因为实心球受非平衡力作用
B. 做引体向上时,人对单杠的拉力与人的重力是一对平衡力
C. 跑步到终点不能立即停下来,是因为受到了惯性的作用
D. 实心球落在沙地上,沙地上被砸出一个坑,说明力可以使物体发生形变
【答案】AD
【详解】A.投出去的实心球沿曲线运动,处于非平衡状态,是因为实心球受到非平衡力的作用,故A正确;
B.做引体向上时,小明对单杠的拉力和他自身的重力没有作用在同一物体上,故不是一对平衡力,故B错误;
C.到终点后不能马上停下来,是因为具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故C错误;
D.球对沙有力的作用,沙发生形变,说明力可以使物体发生形变,故D正确。
故选AD。
4.自行车的零件中涉及较多有关摩擦的知识,下列描述属于减小摩擦的是( )
A. 甲中踏板上的花纹
B. 乙中轴承内装有滚珠
C. 丙中车把手表面凹凸不平
D. 丁中在飞轮上涂抹润滑油
【答案】BD
【详解】A.脚踏板上凹凸不平,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,故A不符合题意;
B.轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B符合题意;
C.车把手表面凹凸不平,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,故C不符合题意;
D.飞轮上涂抹润滑油,使接触面分开,可以有效减小摩擦力,故D符合题意。
故选BD。
5.小雨同学利用牙刷感受滑动摩擦力,当她用手在静止的桌面上水平向右匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲。下列说法正确的是( )
A. 刷毛受到桌面对它的摩擦力方向水平向左
B. 刷毛受到桌面对它的摩擦力方向水平向右
C. 减慢拖动速度,刷毛受到的摩擦力大小不变
D. 刷毛的弯曲程度与牙刷受到的摩擦力大小无关
【答案】AC
【详解】AB.水平向右匀速拖动牙刷时,刷毛相对于桌面向右运动,则刷毛受到桌面对它的摩擦力方向水平向左,故A正确,B错误;
C.滑动摩擦力的大小与速度无关,减慢拖动速度,刷毛受到的摩擦力大小不变,故C正确;
D.刷毛的弯曲程度与牙刷受到的摩擦力大小有关,刷毛弯曲程度越大说明牙刷受到的摩擦力越大,故D错误。
故选AC。
三、实验题
1.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中:
(1)让同一小车从斜面的 高度由静止开始滑下,是为了保证小车到达水平面时的 相同。
(2)让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,是为了使小车运动时 。
(3)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 。
A.小车在水平面上所受阻力大小
B.阻力对小车运动的影响情况
C.小车到达斜面底端的速度大小
(4)可观察到小车在 表面运动的距离最长,说明小车受到的阻力越 速度减小得越 。
(5)进一步推理可知:如果在水平面上不受阻力,小车将做 运动。
(6)上述探究实验中用到的科学研究方法有 和 。
【答案】(1)同一 速度
(2)受到的阻力不同
(3)B
(4)木板小慢
(5)匀速直线
(6)控制变量法科学推理法
【详解】(1)[1][2]为了研究阻力对物体运动的影响,需要控制小车到达水平面时的速度相同;若要使小车到达水平面时速度相同,必须让小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(2)不同的表面粗糙程度不同,小车运动时受到的阻力不同,故其目的是为了使小车运动时受到的阻力不同,从而分析阻力对运动的影响。
(3)在该实验中,让小车从斜面滑下后在不同水平表面运动,来改变小车受到的阻力大小,观察小车在水平面上运动的距离变化,通过这个距离变化来反映阻力对小车运动的影响情况。故AC不符合题意,B符合题意。故选B。
(4)[1][2][3]根据实验现象,小车在木板表面运动的距离最长;因为木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小。这说明阻力越小,运动距离越远,小车速度减小得越慢。
(5)根据实验现象,阻力越小,小车运动距离越远,速度减小得越慢。可以推理:若水平面绝对光滑,小车在水平面上运动时不受阻力,小车将保持原有速度和方向一直运动下去,即做匀速直线运动。
(6)[1][2]在本实验中,首先需要控制小车到达水平面时的速度相同,运用了“控制变量法”;通过实验现象推理出"运动物体不受阻力时做匀速直线运动”,运用了“科学推理法”。
2.如图甲所示的是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左、右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩
码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片扭转一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究相互平衡的两个力必须作用在 。
(3)如果用剪刀将小卡片从中间剪断分成两份,分别向两侧做加速运动,因此说明相互平衡的两个力必须作用在 。
(4)小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 选填字母序号)
A.小明设计的实验中阻力对实验结果的影响不能忽略
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
D.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
【答案](1)相反钩码数量/钩码质量
(2) 不能 同一直线上
(3)同一物体上
(4)A
【详解】(1)[1]在线的两端挂钩码,钩码的重力会对小卡片施加拉力,两个拉力方向相反;[2]实验中通过调整钩码数量来改变拉力的大小。
(2)[1]小卡片扭转一个角度,两个拉力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡;[2]该步骤的目的是探究相互平衡的两个力必须作用在同一直线上。
(3)用剪刀将小卡片剪断,两个拉力分别作用在两个物体上,物体不再平衡,说明相互平衡的两个力必须作用在同一物体上。
(4)小华实验用的小卡片重力可忽略,且悬在空中不受摩擦力影响;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,阻力对实验结果的影响不能忽略,因此小华的实验更优,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,根据 知识可知,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)比较 两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)实验结束后,同学们对实验进行了改进,如图丁所示。实验中发现,当F-4N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
【答案】(1)二力平衡
(2)压力大小
(3)甲、丙
(4)1.2
【详解】(1)木块做匀速直线运动,受力平衡,拉力与摩擦力大小相等,根据二力平衡知识可知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2)甲、乙两次实验可知,甲乙均为木板表面,接触面粗糙程度相同,但甲乙接触面所受的压力不同,弹簧测力计示数不同,则滑动摩擦力不同,故可探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
(3)比较甲丙两次实验,甲为木板表面、丙为毛巾表面,接触面的粗糙程度不同;而甲丙接触面所受的压力相同,故可以探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)如图丁所示,弹簧测力计的示数为2.8N,木块水平方向受到的拉力和摩擦力相等,即F板对木=F示数=2.8N则长木板受到木块的摩擦力大小也为2.8N,方向水平向左,长木板受到水平向右大小为4N的拉力后做匀速直线运动,说明长木板受力平衡,故地面对长木板的摩擦力方向水平向左,大小为f地对板=F-f木对板=4N-2.8N=1.2N。
能力提升进阶练
一、单选题
1.(21-22八年级下·四川绵阳·期末)锤子的锤头松动了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,如图所示。这是因为锤柄撞击板凳时( )
A. 锤柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
B. 锤柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
C. 锤头由静止变为运动,锤柄由于惯性仍要保持静止状态
D. 锤头由运动变为静止,锤柄由于惯性仍要继续向下运动
【答案】B
【详解】将锤子倒着举起来,向下撞击时,原来锤头和锤柄都处于运动状态,当锤柄碰到板凳后,锤柄由运动变为静止,而锤头由于惯性仍然会保持运动状态,继续向下运动,故此时锤头能紧紧地套在锤柄上。故选B。
2.(24-25八年级下·黑龙江绥化·期中)关于运动和力,下列说法正确的是( )
A. 物体受到力的作用,运动状态一定改变
B. 静止的物体不受力的作用
C. 没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
D. 物体的运动并不需要力来维持
【答案】D
【详解】A.当物体受到平衡力作用时,物体的运动状态不会改变,物体将保持静止或匀速直线运动状态。当物体受到非平衡力作用时,运动状态才会改变,故A错误;
B.静止的物体可能不受力的作用,也可能受到平衡力的作用,故B错误;
C.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。所以没有力的作用时,运动的物体将保持匀速直线运动,不会慢慢停下来,故C错误;
D.由运动和力的关系可知,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,物体的运动不需要力来维持,故D正确。
故选D。
3.(25-26八年级上·山东济南·期末)如图所示为“跃动空间竟技主题乐园”的活动场景,某学员正在练习蹦床运动。在学员接触蹦床后向下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 学员接触蹦床后继续向下运动,是因为受到惯性作用
B. 学员接触蹦床后,向下运动的过程中速度一直在减小
C. 学员到达最低点时,速度为零,处于平衡状态
D. 学员到达最低点时,若所受的外力全部消失,他将保持静止状态
【答案】D
【详解】A.学员刚接触蹦床时,蹦床的弹力小于自身重力,合力向下,学员受到力的作用向下运动,且惯性是一种性质,不能用受到描述,故A错误;
B.学员刚接触蹦床时,蹦床的弹力小于自身重力,合力向下,速度会继续增大,当弹力大于重力后,合力向上,速度才开始减小,因此接触蹦床后速度先增大后减小,故B错误;
C.学员到达最低点时,速度为零,但此时蹦床的弹力大于学员的重力,合力方向向上,物体受力不平衡,并非处于平衡状态,故C错误;
D.学员到达最低点时,速度为零,若此时所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律,他将保持静止状态,故D正确。
故选D。
4.(24-25八年级下·吉林·期中 )如图所示,是小慧同学掷实心球的场景,图中虚线表示球的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 球从a点上升到b点,是因为受到惯性作用
B. 球运动到b点时,若所受外力突然消失,球保持静止
C. 球从b点下落到c点,运动状态不断改变
D. 球最终到d点停止,说明物体运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.球从a点上升到b点,是因为球具有惯性,惯性不是力,所以不能说受到惯性作用,故A错误;
B.球运动到点时仍具有水平方向的速度,根据牛顿第一定律,若所受外力突然消失,球将做匀速直线运动,故B错误;
C.球从b点下落到c点,由于球的运动轨迹为曲线,球运动的方向不断改变,所以球的运动状态不断改变,故C正确;
D.球最终到d点停止,是因为有阻力使物体的速度不断减小,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
5.(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0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F>G,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。
6.(2025·四川自贡·中考真题)图甲中静置于水平地面上的物体受到竖直向上的拉力F,图乙为拉力F与时间的关系图,图丙为物体上升的高度与时间的关系图,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力是60N
B. 在0~1s内,物体对地面的压力是60N
C. 在1~2s内,物体匀速上升的速度是1.25m/s
D. 在2~3s内,物体匀速上升的速度是2.5m/s
【答案】D
【详解】A.在2~3s内物体匀速上升,根据二力平衡的条件,此时拉力F=80N与重力平衡,说明物体重力为80N,故A错误;
B.在0~1s内拉力F=60N小于重力80N,物体静止,地面对物体的支持力为20N,根据力的作用是相互的,物体对地面的压力也是20N,故B错误;
C.在1~2s内物体从静止上升高度变化1.25m,但图像不是直线段,故不是匀速运动,平均速度为1.25m/s,但不是匀速上升,故C错误;
D.在2~3s内,图像显示为直线段,通过的路程与时间成正比例关系,故这阶段物体匀速上升,高度从1.25m升至3.75m,上升2.5m,用时1s,易知速度为2.5m/s,故D正确。
故选D。
7.(25-26八年级上·福建三明·期末)如图是某同学驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时的情景。下列说法正确的是( )
A. 平衡车对地面的压力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
B. 该同学对平衡车的压力和他受到的重力是一对相互作用力
C. 该同学受到的重力和平衡车对他的支持力是一对平衡力
D. 以平衡车为参照物,该同学是运动的
【答案】C
【详解】A.平衡车对地面的压力与地面对平衡车的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B.该同学对平衡车的压力和他所受重力的大小、方向是相同的,不是一对相互作用力,故B错误;
C,该同学受到的重力与平衡车对他的支持力同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上,满足二力平衡条件,是一对平衡力,故C正确;
D.以平衡车为参照物,该同学相对于平衡车的位置没有发生变化,所以该同学是静止的。故D错误。
8.(24-25八年级下·北京·期中)如图所示,物体A重50N,在水平力F的作用下静止在竖直墙壁上,F=70N。下列说法中正确的是( )
A. 物体A受到摩擦力的大小为70N
B. 物体A受到摩擦力的方向为竖直向上
C. 若增大水平力F,则物体A受到的摩擦力将增大
D. 若物体受到的力全部消失,则物体A将向下运动
【答案】B
【详解】AB.物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,因物体压在竖直墙上处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,所以物体受到摩擦力等于重力,即f=G=50N,这两个力方向相反,重力方向竖直向下,那么摩擦力方向竖直向上,故B正确,A错误;
C.增大对物体的压力时,物体处于静止状态,物体在竖直墙上处于平衡状态,物体受到摩擦力等于重力,重力不变,所以物体与墙面的摩擦力大小不变,故C错误;
D.原来物体处于静止状态,根据牛顿第一定律可知:若物体受到的力全部突然消失,则该物体仍将处于静止状态,故D错误。
故选B。
9.(25-26八年级下·重庆沙坪坝·期末)如图所示,物体A和B紧靠在粗糙程度均匀的竖直墙面上。两物体在竖直向上的力F,和水平向左的力F2作用下,沿竖直方向一起以相同速度做匀速直线运动,其中F1=50N、F,=20N,且大小和方向始终保持不变。已知物体A、B的重力分别为10N和30N,且B的右表面光滑,则下列说法正确的是( )
A. 物体A对墙的摩擦力为10N,方向竖直向下
B. 物体A受到B的摩擦力为30N,方向竖直向上
C. 物体B受到A的支持力为20N,方向水平向左
D. 物体B受到的摩擦力大小为30N,方向竖直向上
【答案】D
【解析】A.以物体A和B整体为研究对象,在竖直方向上,整体受到竖直向上的力F,竖直向下的总重力G总=GA+GB=10N+30N=40N以及墙对A的竖直向下的摩擦力f墙A。根据平衡条件有F1=G总+f墙=50N-40N=10N墙对A的摩擦力方向竖直向下,根据力的作用是相互的,物体A对墙的摩擦力大小也为10N,方向竖直向上,故A错误;
B.以物体B为研究对象,在竖直方向上,B受到竖直向下的重力GB和A对B竖直向上的摩擦力fAB。根据平衡条件有fAB=GB=30N物体A受到B的摩擦力A与A对B的摩擦力fAB是一对相互作用力,大小相等,方向相反。所以物体A受到B的摩擦力大小为30N,方向竖直向下,故B错误;
C.以物体B为研究对象,在水平方向上,B受到水平向左的力F2和A对B水平向右的支持力NAB。根据平衡条件有NAB=F2=20N所以物体B受到A的支持力大小为20N,方向水平向右,故C错误;
D.以物体B为研究对象,在竖直方向上,B受到竖直向下的重力GB和A对B的摩擦力fAB。因为B做匀速直线运动,处于平衡状态,所以这两个力是一对平衡力。因此,B受到的摩擦力大小为fAB=GB=30N方向竖直向上,故D正确。
故选D。
10.(25-26八年级下·北京·期末)如图所示,用大小为N的力拉动木板B,使B在水平桌面上向左做匀速直线运动,物体A相对于桌面保持静止,物体A通过水平轻绳经定滑轮与弹簧测力计相连接,此时弹簧测力计的示数为2N,下列判断正确的是( )
A. 物体A受到水平向右的滑动摩擦力
B. 物体A受到的滑动摩擦力大小为5N
C. 若用大小为6N的力F拉动木板B,木板B的运动状态不变
D. 若用大小为6N的力F拉动木板B,物体A受到的滑动摩擦力为2N
【答案】D
【解析】A. 物体A相对于桌面保持静止,处于平衡状态。在水平方向上,fA受到弹簧测力计向右的拉力T和木板B对A的滑动摩擦力fA。因为A处于平衡状态,所以这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反。弹簧测力计的示数为2N,即T=2N,方向向右。因此,物体A受到的滑动摩擦力fA方向为水平向左,故A错误;
由二力平衡条件可知,物体A受到的滑动摩擦力大小为fA=T=2N,故B错误;
当用大小为F=5N的力拉动木板B时,B做匀速直线运动,处于平衡状态。B在水平方向上受到向左的拉力F、A对B向右的摩擦力fB和地面对B向右的摩擦力f地。根据力的作用是相互的,A对B的摩擦力fB与B对A的摩擦力fA大小相等,所以fA=fB=2N。根据B的平衡条件,F=fB+f地所以地面对B的摩擦力f地=F一fB=5N-2N=3N。当用大小为F=6N的力拉动木板B时,B受到的总摩擦力(包括A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力)大小不变,仍为f总=2N+3N=5N。此时拉力F=6N大于总摩擦力f总=5N,B受力不平衡,会做加速运动,运动状态发生改变,故C错误;
滑动摩擦力的大小取决于压力大小和接触面的粗糙程度,与物体运动的速度和外力大小无关。当用大小为6N的力拉动木板B时,物体A对木板B的压力(等于A的重力)和它们之间接触面的粗糙程度都没有改变,因此A受到的滑动摩擦力大小不变。由A选项的分析可知,A受到的滑动摩擦力大小为2N,故D正确。
故选D。
二、多选题
1.(2025·贵州毕节·一模)如图所示,为2月6日在2022女足亚洲杯决赛上中国女足获得冠军的比赛情景。关于足球,下列说法不正确的是( )
A.足球被脚踢出去,说明只有足球才受到力的作用
B.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
C.足球在水平地面上滚动时会慢慢停下来,说明足球没有力的作用就停止运动
D.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
【答案】ACD
【详解】A. 足球被脚踢出去时,根据力的相互性,脚对足球施加力的同时,足球也对脚施加反作用力,这两个力大小相等、方向相反,故A错误,符合题意;
B. 足球在空中飞行过程中,受到重力和空气阻力的作用,其运动方向和速度大小都会发生变化,运动状态一定发生改变,故B正确,不符合题意;
C. 足球在水平地面上滚动时慢慢停下来,是因为受到地面摩擦力的作用,摩擦力使足球的运动状态发生改变,而不是因为没有力的作用,故C错误,符合题意;
D. 根据牛顿第一定律,若空中飞行的足球所受的力全部消失,它将保持受力消失瞬间的速度大小和方向做匀速直线运动,这个运动方向不一定是水平方向,故D错误,符合题意。
2.(20-21八年级下·河北秦皇岛·期中)一段弹簧固定在水平桌面上,如图甲所示,将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至图丙位置然后撒去力F,小球向上运动到点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撒去力F到小球运动到4点的过程中,下列说法中不正确的是( )
A. 小球速度先变大后变小
B. 小球在A点处于静止状态
C. 小球离开弹簧到A点过程中只受重力作用
D. 撤去力F瞬间小球受到向下的重力和向上的弹力,该二力平衡
【答案】BD
【详解】由题意知,乙图小球受到的重力等于弹簧的弹力;当将小球压至丙图时,弹力大于重力,小球向上做加速运动,到乙图位置时,弹力等于重力,速度最大,再向上运动,弹力小于重力,做减速运动;小球离开弹簧后,只受到重力作用,向上减速运动,到达最高点速度为零。
A.松手后,小球先加速后减速,故速度先变大后变小,故A正确,不符合题意;
B.静止状态需要受力平衡,合力为零,当小球在A点时速度为零,但受非平衡力,故B错误,符合题意;
C.小球离开弹簧到A点过程中只受重力作用,向上减速运动,故C正确,不符合题意;
D.撤去力F瞬间,小球受到的弹力大于重力,两个力大小不相等,不符合平衡力的条件,故D错误,符合题意。
故选BD。
3.(25-26八年级下·云南昆明·期末)如图甲所示,水平地面上的一个物体受到水平推力的作用(F≠0),物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 0~2s,推力等于摩擦力
B. 2~4s,物体做变速运动
C. 4~6s,推力等于摩擦力
D. 0~6s,推力的大小始终不变
【答案】ABC
【详解】A.由图乙可知,在0~2s,物体的速度为零,即物体处于静止状态,则物体所受的推力和静摩擦力是一对平衡力,故推力等于摩擦力,故A正确;
B.由图像可知,2~4s,物体在做变速(加速)运动,物体的运动状态发生改变,则物体受非平衡力作用,推力大于滑动摩擦力,故B正确;
C.在4~6s,物体做匀速直线运动,物体所受的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,推力等于滑动摩擦力,故C正确;
D.由以上分析可知,0~2s物体所受推力等于静摩擦力;在2~4s,推力大于滑动摩擦力;在4~6s,推力等于滑动摩擦力,故D错误。
故选ABC。
4.(25-26八年级下·云南昆明·期末)如图所示,将A、B两个粗糙程度相同重力均为10N的物体,以甲、乙两种不同的方式放在同一水平桌面上,甲图为叠放,乙图为平放。分别用水平方向的推力F甲和F乙使物体AB一起向右做匀速直线运动。已知F大小为5N,不计空气阻力。下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,物体A受到的摩擦力大小为5N,方向水平向左
B. 甲图中,物体B受到的摩擦力大小为5N,方向水平向右
C. 乙图中,物体A、B受到的摩擦力大小为10N,方向水平向左
D. 甲、乙两图中,推力F甲和F乙大小相等
【答案】AD
【详解】AB.甲图中,对物体B受力分析可知,物体B受到竖直向下的重力和竖直向上的A对B的支持力,由于物体B在做匀速直线运动,处于平衡状态,故物体B没有受到摩擦力,由于力的作用是相互的,则两物体之间没有摩擦力的作用,由于物体A做匀速直线运动,则在水平方向上,根据二力平衡条件可知,物体A受到地面向左的摩擦力,大小为5N,故A正确,B错误;
C.由于滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和接触面受到的压力大小有关,甲图中对地面的压力大小等于物体A和物体B的总重力,即20N,地面对物体A的摩擦力大小为5N,乙图在相同的桌面上,粗糙程度相同,物体A、B对地面的压力还是20N,则物体A、B受到的摩擦力大小为5N,故C错误;
D.将物体A、B看成一个整体,由于物体A、B做匀速直线运动,则在水平方向上,推力F乙、F甲的大小均与物体A、B受到的摩擦力大小相等F甲=F乙=5N,故D正确。
故选AD。
5.(24-25八年级下·江西九江·期中)小明用水平推力把木箱向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度的大小随时间的变化情况分别如图甲、乙所示,则下列说法错误的是( )
A. 在0~1s内,由于推力小于摩擦力,木箱保持静止
B. 当t=2s时,木箱所受摩擦力为300N
C. 木箱在1~6s内,受到的摩擦力均为200N
D. 在5~6s内,木箱处于非平衡状态,所受外力为100N
【答案】ABD
【详解】A.由图乙可知,在0~1s内,木箱没有移动,处于静止状态,所受的摩擦力与推力相平衡,推力等于摩擦力,故A错误,符合题意;
BC.由图乙可知,木箱在3~5s内做匀速直线运动,木箱在水平方向受到推力和滑动摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,由图甲可知木箱所受的滑动摩擦力大小为f=F=200N
由图乙可知,木箱在1~3s内做加速直线运动,物体间的压力和接触面的粗糙程度均不变,则木箱所受的滑动摩擦力不变,即为200N;在5~6s内做减速直线运动,木箱处于非平衡状态,物体间的压力和接触面的粗糙程度均不变,则木箱所受的滑动摩擦力不变,即在1~6s内木箱所受的摩擦力始终为200N,故B错误,符合题意;C正确,不符合题意。
D.在5~6s内做减速直线运动,木箱处于非平衡状态,所受外力等于摩擦力,为200N(无推力),故D错误,符合题意。
故选ABD。
6.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·月考)甲、乙两实心长方体,重盏放置于水平面上,如图a所示,当它们分别受到F1=5N和F2=8N的水平拉力时保持静止;如图b所示,当甲受到F3=15N的拉力时,甲、乙一起以1m/s的速度匀速向右运动;如图C所示,当乙以2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动时,乙受到水平向右的推力F4。甲、乙表面和地面的粗糙程度均匀,下列说法不正确的是( )
A. 图a中甲对乙的摩擦力为5N,水平向左
B. 图a中地面对乙的摩擦力为3N,水平向右
C. 图b中甲对乙的摩擦力为15N,水平向左
D. 图c中F4的大小为15N
【答案】ACD
【详解】A.图a中,甲受到向右的拉力和乙给的向左的摩擦力,大小相等,则乙对甲的摩擦力为5N,方向水平向左。乙对甲的摩擦力和甲对乙的摩擦力,是一对相互作用力,大小相等、方向相反作用在不同物体上,那么甲对乙的摩擦力也为5N,方向水平向右,故A错误,符合题意;
B.图a中,甲、乙整体受到向左的拉力和向右的拉力以及摩擦力,甲、乙整体在这三个力的作用下,处于平衡状态,即F2=F1+f地对乙,地面对乙的摩擦力f地对乙=F2-F1=8N-5N=3N,方向水平向右,故B正确,不符合题意;
C.图b中,甲、乙一起匀速向右运动,甲相对于乙保持静止状态,所以甲处于平衡状态,故甲受到的拉力与乙对甲的摩擦力是一对平衡力,大小相等,则乙对甲的摩擦力为15N,故C错误,符合题意;
D.在图b中,甲、乙一起匀速向右运动,甲、乙整体处于平衡状态,甲、乙整体受到摩擦力等于拉力15N。图c中只有物体乙,对地面压力减小,故地面对乙的摩擦力小于15N;图c中用推力F4水平向右推乙,乙以2m/s的速度做匀速直线运动,且乙处于平衡状态,则F4的大小与乙受到的滑动摩擦力大小相等,也小于15N,故D错误,符合题意。故选ACD。
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