内容正文:
2025-2026学年苏科版新教材物理八年级下册期末复习精讲精练讲义【题型讲练】
第八章
力与运动【期末复习讲义】-基础版
『导图+知识梳理+22个题型讲练+真题实战练 共54题』(原卷版)
归纳 题型汇总 一览无余
题型序列
题型名称
题型一
平衡状态的判断
题型二
二力平衡的条件
题型三
探究二力平衡的条件的实验过程及注意事项
题型四
设计实验探究二力平衡的条件
题型五
二力平衡条件的应用
题型六
二力或多力平衡问题
题型七
平衡力与相互作用力的区别
题型八
探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
题型九
总结阻力对物体运动的影响的实验结论
题型十
牛顿第一定律的内容及理解
题型十一
根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
题型十二
惯性的概念
题型十三
惯性的大小与哪些因素有关
题型十四
生活中的惯性现象
题型十五
惯性的利用及危害防止
题型十六
力可以改变物体的形状
题型十七
力可以改变物体的运动状态
题型十八
判断物体的运动状态是否改变
题型十九
从受力情况判断运动状态变化
题型二十
合力及力的合成
题型二十一
同一直线上二力的合成
题型二十二
力与图像结合问题
第一部分 框架速览 体系搭建
第二部分 知识梳理 核心归纳
知识点一 牛顿第一定律
1.内容:一切物体,在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
细节剖析:
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确实没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,力的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
4.牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。
5.运动的物体并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。
知识点二 惯性
1.概念:物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
2.惯性的利用:跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩掉手上的水珠。
3.惯性的危害:汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
细节剖析:
1.一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3.惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
知识点三 二力平衡
1. 平衡状态:物体在几个力作用下保持静止或匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
2. 二力平衡:如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
4.二力平衡条件的而应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中,钩码静止,二力平衡,即:钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和重力的方向相反。
(2)图乙中,放在桌面上的篮球,受到重力G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,跳伞运动员,在空中匀速下落:人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
细节剖析:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:等大、反向、同体、共线。
知识点四 力与运动的关系
1、力的作用效果
力的作用效果包括两方面:改变物体的运动状态、改变物体的形状。
2、力与运动
力是使物体运动状态改变的原因。
细节剖析:
(1)物体受力平衡时,将保持静止或匀速直线运动状态;
(2)物体受力不平衡时,其运动状态会发生改变。
第二部分 精讲变式 融会贯通
题型讲练一 平衡状态的判断
【例1】(25-26八年级下·河北沧州·阶段检测)如图小刚用力推静止在水平面上的箱子,但没有推动。则下列说法正确的是( )
A.箱子没有推动,说明小刚对箱子的推力小于箱子对小刚的推力
B.箱子没有推动,说明箱子受到的阻力大于小刚对箱子的推力
C.箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
D.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
【变式】(25-26八年级下·江西赣州·期中)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力的作用,其和的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:内,摩擦力大小为______N,时,物体受到的摩擦力是______N。
题型讲练二 二力平衡的条件
【例2】(25-26八年级下·新疆昌吉·期中)日常生活中桌椅摆放、货物堆放、车辆停放都需要物体保持平衡状态,平衡力与相互作用力易混淆,下列场景中,两个力属于一对平衡力的是( )
A.水平桌面静止的课本,受到的重力与桌面的支持力
B.地面行走的行人,脚对地面的压力与地面的摩擦力
C.空中飞行的小鸟,受到的重力与空气的阻力
D.水平滑动的木块,受到的推力与接触面的弹力
【变式】(25-26八年级下·山东青岛·期中)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示,实验中每个钩码的质量相同。
(1)实验中是通过改变________来改变木块受到的拉力大小的;
(2)实验时,向左盘和右盘同时放入________(选填“等重”或“不等重”)的钩码,这时木块保持静止;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的钩码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是________;
(3)现保持F1与F2的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将会________,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是________;
(4)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,她用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开,可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是________;
(5)如图甲,在木块的左右两边挂上相同的砝码,当木块静止时,小木块受到________对平衡力的作用;
(6)利用如图丙所示的装置,两个滑轮安装成不同的高度,________(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
题型讲练三 探究二力平衡的条件的实验过程及注意事项
【例3】(24-25八年级下·山东潍坊·阶段检测)为探究二力平衡的条件,同学们进行了如下实验:
(1)小明向图1中的左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码,此时木块处于静止状态。当他把左盘中砝码换成一个质量更大的砝码时,木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因是___________;
(2)小亮对小明的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放。进行这个操作是为了探究___________;
(3)李老师看完他们的实验后,对他们表示了赞扬,并让他们尝试用轻质硬纸片代替小车,用如图甲中的装置进行实验。请你写出图甲中的装置的两个优点:①___________;②___________;
(4)如图乙所示滑轮高度不同,在轻质硬纸片两端细线上挂上相同的钩码,此时硬纸片___________(选填“能”或“不能”)平衡。
(5)如图丙,小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂2N重的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动小车,此时弹簧测力计的示数为2.2N;此时若让小车水平匀速向右运动,则弹簧测力计的示数应该为___________N。
【变式】(25-26八年级下·江苏无锡·期中)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示
(1)卡片静止时,小明发现物体两端细线不在同一直线上,此时卡片所受的力______(选填“平衡”、“不平衡”),造成这种情况的原因是卡片的重力相对于卡片受到的______不能忽略,要得到科学的结论,实验中要选择______(选填“较重”或“较轻”)的卡片。
(2)小红则设计了如图乙所示的装置,在小卡片两端的细绳上悬挂等重的钩码,手放开小卡片后,可观察到小卡片______(选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止不动”)。
(3)小明竖直向下拉卡片,松手后发现卡片不能静止,从而得出相互平衡的两个力要在同一直线上。你认为此操作是否可行______,原因是______,你提出的修改意见是______(选填“翻转”或“旋转”)卡片,松手后发现卡片是否平衡。
题型讲练四 设计实验探究二力平衡的条件
【例4】(24-25八年级下·江西抚州·月考)如图甲所示的是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(不计自重)两端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,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片________(选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知,只有作用在________的两个力才能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是________;
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要的原因是________;
A.可减少摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
(5)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示。用该实验装置________(选填“能”或“不能”)进行实验。
【变式】(25-26八年级下·江苏南京·期中)“探究二力平衡条件”的实验装置如图甲所示:
(1)小明将系于卡片两端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相反,改变卡片左右钩码数发现:当卡片左右钩码数相同时,卡片保持静止,卡片左右钩码数不同时,卡片不能保持静止。这一现象说明了相互平衡的两个力大小____________;
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的____________ ,应将卡片转过一个角度,观察卡片____________(选填“松手前”或“松手时”)的运动状态;
(3)若不计摩擦,图甲中卡片平衡时,小明用手向上托一下左侧钩码(卡片和钩码始终未接触滑轮),当手离开钩码后,卡片将____(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动;
(4)如图丙所示,小张在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小张的装置________(选填“能”或“不能”)通过实验得到正确的结论;
(5)如图丁,小李尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂重1N的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为1.1N,从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”,你认为他得出错误结论的原因是____________。
题型讲练五 二力平衡条件的应用
【例5】(25-26八年级下·河南濮阳·期中)(多选)如图所示,物体A和B叠放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,一起沿水平方向做匀速直线运动,则下列关于摩擦力的分析,说法正确的是( )
A.甲图中物体A只受一个摩擦力作用,其大小为F
B.甲图中物体B只受一个摩擦力作用,其大小为F
C.乙图中物体A只受一个摩擦力作用,其大小为F
D.乙图中物体B只受一个摩擦力作用,其大小为F
【变式】(25-26八年级下·辽宁葫芦岛·阶段检测)如图,某同学利用完全相同的两木块A、B探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”。
(1)如图(a),用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动。根据________,可测出滑动摩擦力的大小;
(2)比较(a)、(b)两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与________的关系。
(3)比较(b)、(c)两次实验,得到初步结论:在接触面粗糙程度一定时,________越大,滑动摩擦力越大;下列生活实例中,利用此结论的是________(填序号);
①轮胎表面有凹凸不平的花纹 ②行李箱下安装轮子 ③自行车刹车时用力捏闸
(4)拓展:如图(d),用弹簧测力计沿水平向右拉动木块A,使木块A、B、小车共同做匀速直线运动,此时木块A受到的摩擦力为________N,木块B受到的摩擦力为________N。
题型讲练六 二力或多力平衡问题
【例6】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)一辆自身质量为5t的卡车,装运石子,途经某桥梁,见到桥头立有如图所示的标志牌。
(1)求卡车空载时受到的重力;
(2)若卡车在匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍,求空载卡车匀速直线运动时受到的牵引力大小?
(3)通过计算说明,从该桥上通过,这辆卡车最多装运石子多少N?
【变式】(25-26八年级下·新疆伊犁·期中)一辆红旗牌轿车,其质量为1.8t,正从霍城县高速开往可克达拉市,请根据图示和计算并回答下列问题:
(1)若在遵守交通法规的前提下,从这个标志下到可克达拉市最快需要多少分钟?
(2)在匀速直线行驶的过程中,汽车所受的阻力为车重的0.12倍,求汽车所受的牵引力为多少N?()
题型讲练七 平衡力与相互作用力的区别
【例7】(25-26八年级下·江西赣州·期中)关于静止在水平桌面上的物理书,下列分析正确的是( )
A.书受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B.书对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.书受到的重力和桌面对它的支持力是一对相互作用力
D.书受到的重力和桌面受到的压力是一对相互作用力
【变式】(25-26八年级下·重庆九龙坡·月考)如图所示,小陶子用水平推力在水平地面上推平板小车,此时小车上的货物与小车一起做匀速直线运动,货物与直立的扶手不接触,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.货物受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用
B.货物的重力和小车对货物的支持力是一对相互作用力
C.小车的重力和地面对小车的支持力是一对平衡力
D.货物对小车的压力和小车对货物的支持力是一对相互作用力
题型讲练八 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
【例8】(25-26八年级下·江苏无锡·期中)为了探究“运动与力的关系”,小华同学设计了如图所示的斜面实验,让同一小车从同一斜面下滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上。
(1)①实验中应每次让图(A)小车从斜面______滑下,目的是__________________;
②如图(B)甲、乙、丙所示的三个图像是实验时用传感器和示波器记录的小车在斜面和三种不同的水平表面上运动的“速度与路程”图像;
(2)分析与论证:
①分析图(B)甲、乙、丙三个实验图像可知:阻力越小,小车运动的速度______(填“越快”“越慢”“减小得越快”或“减小得越慢”),滑行距离就越______;
②推理可知:其他条件相同时,若水平面绝对光滑没有阻力,则小车将______。
(3)请在图(B)丁中,画出小车在斜面和绝对光滑水平表面上运动的“速度与路程”图像;
(4)在一架水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由释放一包物资,下面给出了几种物资落地前与飞机位置关系的情形,如图(C)所示,请你作出正确的选择:
①不计空气对物资的阻力,物资与飞机的位置关系为______图;
②实际上,由于空气阻力的存在,物资与飞机的位置关系为______图。
【变式】(25-26八年级下·山西临汾·月考)在探究“阻力对物体运动的影响”时,小明利用如图所示装置进行了如下实验操作:
①如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离;
②如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离;
③如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)以上操作中存在错误的步骤是____________(选填“①”、“②”或“③”)。改正后重新实验,让小车从斜面相同高度由静止滑下,目的是____________________________________。
(2)正确操作后,三次实验中小车滑行的距离,可得出的结论是:阻力越小,小车运动速度减小得越____________(选填“快”或“慢”);进一步推理可知:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做____________运动。
题型讲练九 总结阻力对物体运动的影响的实验结论
【例9】(25-26八年级下·江苏淮安·期中)小华利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响。
a.如图甲,将毛巾只铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下;
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下;
c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下;
(1)以上存在明显错误的步骤是______(选填“a”、“b”或“c”);
(2)实验时,每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下,小车最终静止在水平面上的某处。她观察小车在______(选填“斜面”或“水平面”)阶段的运动,来探究阻力对物体运动的影响,实验中通过改变______来改变小车受到的阻力大小;
(3)纠正错误后重新实验,能初步得到:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,通过的距离越______(选填“长”或“短”);进一步推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做______运动。
(4)在大量实验事实的基础上,牛顿总结伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,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通过科学推理得出的正确结论,以下探究中所采用的研究方法与此相同的是______。(选填序号)
①用光线模型描述光的传播方向;
②真空不能传声;
③滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度及接触面所受压力大小有关;
【变式】(24-25八年级下·广东东莞·月考)小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时应让小车从同一斜面的____________静止下滑,目的是使小车滑到水平面时的______相同;这种实验的研究方法叫____________。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越______(选填“快”或“慢”);
(3)三次实验中,小车最终都会停止运动,这是由于力能______(选填“改变”或“维持”)物体的运动状态;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律______。(填序号)
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
(5)小明继续思考如下问题:如图所示摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球的细绳忽然断了,则摆球将______。(选填“保持静止”“斜向上做匀速直线运动”或“竖直下落”)
题型讲练十 牛顿第一定律的内容及理解
【例10】(25-26八年级下·江西九江·期中)【实验名称】探究阻力对物体运动的影响
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车
【实验步骤】
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)该实验中是通过________来反映阻力对物体运动的影响。
(2)三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时________相同。
【分析与论证】
(3)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越________。
(4)推论:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,小车将做________运动。牛顿在此基础上总结得出的牛顿第一定律________(选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
【交流反思】
(5)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,为了让小车不滑出木板,下列做法不可行的是________(填字母)。
A.换一个更长的木板 B.增大斜面的倾斜程度 C.降低小车从斜面滑下的高度
(6)小组同学又思考如下问题:如图丁,摆球从A点由静止释放向C点运动,当摆到中间B点时,如果绳子断了,且摆球所受的力忽然全部消失,那么摆球在丁图中的运动轨迹为________。(选填“①”、“②”、“③”或“④”)
【变式】(25-26八年级下·山东聊城·月考)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车分别滑到接触面为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)小秋在实验中让小车从斜面的_______由静止开始滑下,目的是使小车每次在水平面上的_________相等 ,从甲、乙、丙三次实验中小车所停位置来看_________图中小车所受阻力最小;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离越_______(选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越_________(选填“快”或“慢”)。
(3)下图是对在水平面上运动的小车进行受力分析,其中正确的是__________。
A. B.
C. D.
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测∶如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,那么小车将在水平面上做___________,说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)牛顿第一定律是建立在 ___________(选填序号)
A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础 D.实验和科学推理相结合的基础上
题型讲练十一 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【例11】(25-26八年级下·新疆和田·期中)在一辆行驶的汽车车厢里,其顶壁上挂着一个小球。当出现如图所示的情景时,汽车在做_______(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。若忽略空气阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力_______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。若此时细绳断开,一切外力消失,小球将_______(选填“保持静止”或“做匀速直线运动”)
【变式】(25-26八年级下·河南南阳·期中)关于力和运动,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时,一定受到力的作用 B.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
C.物体不受力时,一定保持静止状态 D.物体受平衡力时,一定做匀速直线运动
题型讲练十二 惯性的概念
【例12】(25-26八年级下·四川绵阳·期中)关于运动和力,下列说法不正确的是( )
A.人造地球卫星绕地球飞行时,受到非平衡力的作用
B.踢出去的足球能继续飞行是因为受到惯性力的作用
C.静止在水平地面上的足球受到的重力与地面对足球的支持力是一对平衡力
D.火车在平直轨道上匀速行驶时,火车头拉车厢的力等于车厢所受的阻力
【变式】(25-26八年级下·重庆·期中)小育乘坐公交车时,面朝前方。下列关于小育乘坐公交车的说法,正确的是( )
A.公交车速度越大,刹车时小育向前倾得更厉害,说明速度越大惯性越大
B.公交车启动时小育向后仰,是因为小育受到了惯性的作用
C.公交车无论加速、减速或是匀速时,小育都具有惯性
D.公交车在水平路面上匀速向前行驶时,课本从小育手中掉落,由于惯性课本会掉到小育的后方
题型讲练十三 惯性的大小与哪些因素有关
【例13】(25-26八年级下·山东枣庄·期中)如图所示是小明在校运动会上奋力冲刺的情景。请画出他受到的重力及后脚受地面摩擦力的示意图________(A点是摩擦力的作用点,B点是重力的作用点)。他冲刺后并不能立即停下来,是因为他________(选填“具有”或“受到”)惯性之故;快到终点时,他咬紧牙关加快了冲刺速度,此时他的惯性________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)(多选)下列说法正确的有( )
A.两个相互不接触的物体也可能有力的作用
B.汽车运动的速度越大,刹车后滑行的距离越远,是因为速度越大,其惯性越大
C.用手指水平轻轻推书桌上的物理书,书由静止开始运动起来,撤去手指的推力,书停止运动。这一现象说明:力是维持物体运动的原因
D.合力方向可能和运动方向不同
题型讲练十四 生活中的惯性现象
【例14】(25-26八年级下·河南开封·期中)正在匀速向右直行的火车车厢的光滑地板上,放着质量不同的甲、乙两个小球,并且。如图所示,当火车突然加速时,两个小球相对于车厢地板( )
A.两个球都向左运动,两球间距离增大 B.两个球都向左运动,两球间距离不变
C.两个球都向右运动,两球间距离不变 D.两个球都向右运动,两球间距离增大
【变式】(24-25八年级下·安徽安庆·月考)如图所示,飞机在飞行中投放救援物资,飞机应在_________(选填“A”、“B”或“C”)点处进行空投,才能将救援物资投至目标处,这是因为物资具有_________。
题型讲练十五 惯性的利用及危害防止
【例15】(25-26八年级下·甘肃白银·期中)下列事例中,属于避免惯性带来危害的是( )
A.离垃圾箱一段距离扔果核,果核也能飞进垃圾箱 B.汽车在行驶时要保持一定车距
C.跳远时要快速助跑 D.箭离开弓向前飞行
【变式】(25-26八年级下·广东东莞·期中)如图甲所示,某公路发生一起交通事故,是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于_____仍撞到了汽车A,此时对汽车A中的司机起保护作用的是______(选填“安全气囊”或“汽车头枕”或“安全带”)。如图乙所示,有一个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上,一个重为5N的钢球从A点由静止释放(不计空气阻力),如果钢球到达碗内最低点时所有外力突然全部消失,则钢球会 _____(选填“水平向右匀速飞出”、“保持静止”或“水平向左匀速飞出”)。
题型讲练十六 力可以改变物体的形状
【例16】(25-26八年级下·陕西咸阳·月考)在探究力的作用效果与什么因素有关的活动中,小明和同学们进行了如下实验:(已知)
(1)实验中,用力推钢尺,钢尺发生弯曲,可见力可以改变物体的______。力的另外一个作用效果是可以改变物体的______。
(2)由甲、乙两次实验可知,力的作用效果与力的______有关。
(3)由甲、丙两次实验可知,力的作用效果与力的______有关。
(4)由______、______两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)下列说法中正确的是( )
A.手提水桶时手上出现压痕,是由于水桶所受的重力作用在手上
B.用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到的摩擦力一定等于3N
C.用大小不变的力竖直拉起静止在水平桌面上质量为的钩码,一定大于
D.书放在桌子上,书所受的支持力是由于书的形变而产生的
题型讲练十七 力可以改变物体的运动状态
【例17】(25-26八年级下·山西·期中)月球采样是通过探测器或载人飞船采集月球样本返回地球的科学活动。在月球着陆后探测器采集月球样品,随后上升器带着样品在月球轨道上与轨道器完成精准对接。对接成功后,样品被转移到返回器中。最后返回器进入大气层,打开降落伞安全着陆于地球。下列说法错误的是( )
A.样本返回地面后,质量不变
B.使火箭上升的推力,施力物体是火箭
C.火箭升空时向下喷气获得向上的推力,说明力的作用是相互的
D.返回器打开降落伞减速说明力可以改变运动状态
【变式】(25-26八年级下·江苏盐城·期中)嫦娥六号探测器着陆月球背面阿波罗盆地进行采样时,在接近月球表面先实施制动减速时,要将发动机喷管朝向____(选填“前方”“侧方”或“后方”),使探测器减速的施力物体是____(选填“燃气”或“月球”),此现象不但可以说明力的作用是相互的,还可以说明__________。
题型讲练十八 判断物体的运动状态是否改变
【例18】(25-26八年级下·河北保定·月考)如图所示,一木块放在粗糙程度均匀的水平桌面上,在水平拉力F的作用下从A点由静止开始运动,且运动速度越来越快。下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力越来越小
B.若撤去拉力F,木块的运动状态不变
C.木块所受的摩擦力大小等于木块所受水平拉力F的大小
D.若撤去拉力F,木块在继续运动的过程中受到的摩擦力大小不变
【变式】(25-26八年级下·江苏南通·月考)如图甲所示,在水平放置的玻璃瓶内注入水其中有一气泡。瓶子由静止向右运动时,小气泡将向___________(左/右)运动;如图乙所示,在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮,如果书表面绝对光滑当书突然向右运动时,橡皮将会___________。(选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”)
题型讲练十九 从受力情况判断运动状态变化
【例19】(25-26八年级下·湖北鄂州·期中)现有一根在力的作用下伸长性能较明显的弹簧,在弹簧的下端固定一个铁球,用手拿住弹簧的上端,使弹簧和铁球在竖直方向静止,放开弹簧,你将看到的现象是( )
A.小球开始保持静止,然后向下运动
B.小球立即向下运动
C.小球立即向上运动
D.小球一直处于平衡状态
【变式】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图所示,某种可重复使用火箭在降落过程中,通过控制推力,沿竖直方向先从A点减速运动到B点,再从B点匀速运动到C点,且AB=BC,不计运动过程中的空气阻力,忽略火箭质量的变化。火箭受到推力的施力物体是__________(选填“空气”、“火箭向上喷出的气体”或“火箭向下喷出的气体”),AB段运动时间__________BC段运动时间,AB段的推力__________BC段的推力。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
题型讲练二十 合力及力的合成
【例20】(25-26八年级下·河南濮阳·期中)如图所示,用10N竖直向上的力拉静止在水平地面上、重力为25N的物体,此时物体受到的合力为______N,地面对物体的支持力与拉力的合力大小为______N,方向______。
【变式】(25-26八年级下·河北唐山·月考)踢毽子是深受大众喜爱的健身运动项目。重力为G的毽子被踢出后,在竖直上升和竖直下落的过程中,均受到空气阻力的作用。在竖直加速下落的过程中,_________(选填“>”“=”“<”);在竖直上升的过程中,毽子受到的合力_________。
题型讲练二十一 同一直线上二力的合成
【例21】(25-26八年级下·新疆和田·期中)如图所示,小红在踢毽子,毽子竖直上升一段距离后又竖直下落。已知毽子的重力为0.15 N,毽子在运动过程中受到的空气阻力恒为0.1 N,则毽子在上升过程中受到的合力为_______N,方向_______;毽子在下落过程中受到的合力为_______N,方向_______。
【变式】(25-26八年级下·安徽滁州·期中)一只羽毛球重0.05N,它在空中飞行时受到的空气阻力大小恒为0.02N。该羽毛球竖直向上运动时,所受合力大小为______N,该羽毛球竖直向下运动时所受合力的大小______N。
题型讲练二十二 力与图像结合问题
【例22】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示由图像可知,t=2s时,摩擦力大小为__________N;t=10s时,物体受到的摩擦力是__________N;t=7s时,物体所受合力大小为__________N。
【变式】(24-25八年级下·山东日照·月考)(多选)在水平地面上有一长方体木箱,小平用水平推力把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A.物体在内摩擦力大小为 B.内摩擦力大小为
C.内摩擦力大小为 D.内摩擦力大小为
第三部分 拓展拔高 实战攻坚
1.(25-26八年级下·江苏淮安·期中)如图甲所示,用水平压力将物体压在竖直墙上,图乙为压力与时间的关系。图丙为物体所受摩擦力与时间的关系,下列说法正确的是( )
A.由甲丙图可知,时间内,物体保持静止,是因为重力小于摩擦力
B.由甲乙两图可知,物体的重力为10N
C.由甲丙图可知,后物体开始下滑,物体将向下做匀速直线运动
D.由乙丙两图可知,时间内,物体所受合力方向始终竖直向下
2.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图所示,用水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为,则物块B所受物块A的摩擦力的大小及方向为( )
A.,水平向右 B.,水平向右 C.,水平向左 D.,水平向左
3.(25-26八年级下·山西太原·期中)一物块静止在水平面上,如图甲所示,图乙是物块受到的水平拉力随时间的变化关系,从开始,小明每隔记录的物块位置和时刻如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.内,物块受到的合力为4 N
B.内,物块做匀速直线运动
C.时,物块受到的摩擦力为8 N
D.时,物块受到的拉力为12 N
4.(25-26八年级下·甘肃临夏·期中)如图所示,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)使其贴合面部,为了使口罩紧密贴合鼻梁,应该在______(选填“A”或“B”)处按压金属条。戴上口罩后,耳带对耳朵的拉力______(选填“属于”或“不属于”)弹力。
5.(25-26八年级下·广东茂名·期中)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力向右拉物体,拉力的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。则在时,物体在做___________直线运动,受到的摩擦力为___________N;在时,物体受到的摩擦力为___________N。
6.(25-26八年级下·四川达州·开学考试)如图甲所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示,则1~3s木箱做________运动,1~3s木箱所受的滑动摩擦力是_______N。
7.(2026·安徽合肥·一模)在自动化生产线上,常用传送带运送物体,如图所示,一个方形物块与传送带一起水平向右匀速运动时,作出物块的受力示意图。
8.(25-26八年级下·湖南长沙·期中)如图所示,质量的小礼同学水平向右推着一个质量为的箱子,使箱子在水平路面上前进。箱子移动时受到的阻力大小为重力的倍,g取。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)小礼匀速推动箱子时的推力大小;
(3)当小礼的水平推力为时,箱子所受合力的大小与方向。
9.(25-26八年级下·江苏淮安·期中)如图甲是小华同学“探究二力平衡条件”的实验情景。
(1)图1中的左盘和右盘同时加入一个质量为50g的砝码,此时木块两边受到的拉力______(选填“相等”或“不相等”)木块处于静止状态。当他把左盘中砝码换成一个质量为100g的砝码时,木块仍处于静止状态,此时木块所受合力大小为______N(g取10N/kg)
(2)有同学对图1的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码,小车处于静止状态时,小车受到的重力和小车受到桌面的支持力为一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);
(3)在探究同一问题时,有同学设计了图3所示的实验,同学们认为图3的实验装置优于图1和图2,最主要原因有______(选填序号字母)。
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向保持平衡
D.能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计,减少摩擦力对实验的影响
(4)在图3实验中,可以通过调整______来改变拉力的大小,往两边挂上数量相等的钩码,将卡片扭转一个角度后释放,卡片______(选填“能”或“不能”)保持静止。进行这个操作是为了探究______;
(5)在图3实验中,用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开,发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明这两个力必须作用在______物体上才能平衡。
(6)利用图4装置______(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
10.(25-26八年级下·广东茂名·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平___________拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小___________弹簧测力计的示数;
(2)___________两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力有关;甲丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与___________有关;
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是___________(正确/错误),理由___________;
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中___________(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(5)在甲装置中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
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$2025-2026学年苏科版新教材物理八年级下册期末复习精讲精练讲义【题型讲练】
第八章
力与运动【期末复习讲义】-基础版
『导图+知识梳理+22个题型讲练+真题实战练 共54题』(解析版)
归纳 题型汇总 一览无余
题型序列
题型名称
题型一
平衡状态的判断
题型二
二力平衡的条件
题型三
探究二力平衡的条件的实验过程及注意事项
题型四
设计实验探究二力平衡的条件
题型五
二力平衡条件的应用
题型六
二力或多力平衡问题
题型七
平衡力与相互作用力的区别
题型八
探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
题型九
总结阻力对物体运动的影响的实验结论
题型十
牛顿第一定律的内容及理解
题型十一
根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
题型十二
惯性的概念
题型十三
惯性的大小与哪些因素有关
题型十四
生活中的惯性现象
题型十五
惯性的利用及危害防止
题型十六
力可以改变物体的形状
题型十七
力可以改变物体的运动状态
题型十八
判断物体的运动状态是否改变
题型十九
从受力情况判断运动状态变化
题型二十
合力及力的合成
题型二十一
同一直线上二力的合成
题型二十二
力与图像结合问题
第一部分 框架速览 体系搭建
第二部分 知识梳理 核心归纳
知识点一 牛顿第一定律
1.内容:一切物体,在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
细节剖析:
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确实没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,力的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
4.牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。
5.运动的物体并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。
知识点二 惯性
1.概念:物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
2.惯性的利用:跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩掉手上的水珠。
3.惯性的危害:汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
细节剖析:
1.一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3.惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
知识点三 二力平衡
1. 平衡状态:物体在几个力作用下保持静止或匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态。
2. 二力平衡:如果物体在两个力作用下处于平衡状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
4.二力平衡条件的而应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中,钩码静止,二力平衡,即:钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和重力的方向相反。
(2)图乙中,放在桌面上的篮球,受到重力G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,跳伞运动员,在空中匀速下落:人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
细节剖析:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:等大、反向、同体、共线。
知识点四 力与运动的关系
1、力的作用效果
力的作用效果包括两方面:改变物体的运动状态、改变物体的形状。
2、力与运动
力是使物体运动状态改变的原因。
细节剖析:
(1)物体受力平衡时,将保持静止或匀速直线运动状态;
(2)物体受力不平衡时,其运动状态会发生改变。
第二部分 精讲变式 融会贯通
题型讲练一 平衡状态的判断
【例1】(25-26八年级下·河北沧州·阶段检测)如图小刚用力推静止在水平面上的箱子,但没有推动。则下列说法正确的是( )
A.箱子没有推动,说明小刚对箱子的推力小于箱子对小刚的推力
B.箱子没有推动,说明箱子受到的阻力大于小刚对箱子的推力
C.箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
D.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.力的作用是相互的,小刚对箱子的推力应等于箱子对小刚的推力,故A错误;
B.箱子没有运动,处于静止状态,即处于平衡状态,所以小刚对箱子的推力与地面对箱子的阻力是一对平衡力,故小刚对箱子的推力等于地面对箱子的阻力,故B错误;
CD.平衡力作用对象是同一个物体,箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力虽然大小相等、方向相反,作用在同一直线上,但作用的对象分别为地面和箱子,实际为一对相互作用力。而箱子受到的重力和地面对箱子的支持力作用对象均为箱子,且大小相等、方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故C错误,D正确。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·江西赣州·期中)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力的作用,其和的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:内,摩擦力大小为______N,时,物体受到的摩擦力是______N。
【答案】 30 60
【详解】从丙图图像可知,0~3s内物体速度为0,保持静止状态,根据二力平衡,静摩擦力大小等于推力大小。结合乙图图像,0~3s推力,因此摩擦力大小等于推力,为;
从丙图可知,9~12s内物体做匀速直线运动,受力平衡,滑动摩擦力等于此时推力;结合乙图,6~12s推力为,因此滑动摩擦力大小为。滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,处于3~6s之间,物体已经运动,压力和接触面粗糙程度不变,因此滑动摩擦力大小不变,仍为。
题型讲练二 二力平衡的条件
【例2】(25-26八年级下·新疆昌吉·期中)日常生活中桌椅摆放、货物堆放、车辆停放都需要物体保持平衡状态,平衡力与相互作用力易混淆,下列场景中,两个力属于一对平衡力的是( )
A.水平桌面静止的课本,受到的重力与桌面的支持力
B.地面行走的行人,脚对地面的压力与地面的摩擦力
C.空中飞行的小鸟,受到的重力与空气的阻力
D.水平滑动的木块,受到的推力与接触面的弹力
【答案】A
【详解】A.水平桌面静止的课本,受到的重力和支持力都作用在课本上,大小相等、方向相反、作用在同一直线,是一对平衡力。故A符合题意;
B.脚对地面的压力垂直于地面向下,地面给脚的摩擦力沿地面方向,两个力方向不相反、不在同一直线,不是平衡力。故B不符合题意;
C.小鸟的重力竖直向下,空气阻力与小鸟运动方向相反,两个力不一定满足反向、共线、等大的条件,不是平衡力。故C不符合题意;
D.水平滑动的木块受到的推力沿水平方向,接触面给木块的弹力即支持力沿竖直方向,两个力不在同一直线,方向也不相反,不是平衡力。故D不符合题意;
故选A。
【变式】(25-26八年级下·山东青岛·期中)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示,实验中每个钩码的质量相同。
(1)实验中是通过改变________来改变木块受到的拉力大小的;
(2)实验时,向左盘和右盘同时放入________(选填“等重”或“不等重”)的钩码,这时木块保持静止;但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的钩码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是________;
(3)现保持F1与F2的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将会________,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是________;
(4)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,她用剪刀从小卡片的中间将小卡片剪开,可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是________;
(5)如图甲,在木块的左右两边挂上相同的砝码,当木块静止时,小木块受到________对平衡力的作用;
(6)利用如图丙所示的装置,两个滑轮安装成不同的高度,________(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】(1)砝码质量
(2) 等重 木块与桌面之间存在摩擦力
(3) 转动 两个力作用在同一直线上
(4)两个力作用在同一个物体上
(5)两
(6)能
【详解】(1)木块两端挂的砝码越重,对木块的拉力就越大,所以可以通过改变砝码的质量来改变拉力大小。
(2)要让木块左右拉力相等,就需要放等重的砝码。
木块放在桌面上,桌面会对木块产生摩擦力,当砝码不等重时,摩擦力会抵消拉力差,让木块保持静止。因此原因是木块与桌面之间存在摩擦力。
(3)扭转角度后,两个拉力不在同一条直线上,小车受力不平衡,小车就会转动,这说明二力平衡需要两个力作用在同一直线上。
(4)剪开后,两个拉力分别作用在两个卡片上,卡片就分开了,可以探究相互平衡的两个力需要满足的条件是两个力作用在同一个物体上。
(5)当木块静止时,木块在水平方向受到两个拉力(一对平衡力),在竖直方向受到重力和桌面对木块的支持力也是一对平衡力,故共受两对平衡力。
(6)只要两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,小卡片就能静止,滑轮高度不影响实验,所以能探究二力平衡的条件。
题型讲练三 探究二力平衡的条件的实验过程及注意事项
【例3】(24-25八年级下·山东潍坊·阶段检测)为探究二力平衡的条件,同学们进行了如下实验:
(1)小明向图1中的左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码,此时木块处于静止状态。当他把左盘中砝码换成一个质量更大的砝码时,木块仍处于静止状态,出现这种现象的原因是___________;
(2)小亮对小明的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放。进行这个操作是为了探究___________;
(3)李老师看完他们的实验后,对他们表示了赞扬,并让他们尝试用轻质硬纸片代替小车,用如图甲中的装置进行实验。请你写出图甲中的装置的两个优点:①___________;②___________;
(4)如图乙所示滑轮高度不同,在轻质硬纸片两端细线上挂上相同的钩码,此时硬纸片___________(选填“能”或“不能”)平衡。
(5)如图丙,小红尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂2N重的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动小车,此时弹簧测力计的示数为2.2N;此时若让小车水平匀速向右运动,则弹簧测力计的示数应该为___________N。
【答案】(1)木块受到桌面的摩擦力
(2)不在同一直线上的两个力能否平衡
(3) 减小摩擦力对实验的影响 可以剪开纸片探究二力平衡是否必须作用在同一物体上
(4)能
(5)1.8
【详解】(1)木块与桌面间存在摩擦力,当左盘砝码质量更大时,木块受到向左的拉力和向右的拉力与摩擦力的合力平衡,所以木块仍保持静止。
(2)将小车扭转一个角度,使两个拉力不在同一直线上,释放后观察小车是否平衡,是为了探究不在同一直线上的两个力是否能平衡。
(3)轻质硬纸片的重力很小,可忽略不计,同时纸片与桌面间没有摩擦力,减小了摩擦力对实验的影响;实验中可以剪开硬纸片,观察纸片是否还能平衡,以此探究二力平衡是否需要作用在同一物体上。
(4)虽然滑轮高度不同,但两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,满足二力平衡的条件,所以硬纸片能平衡。
(5)小车向左匀速运动时,水平方向受力平衡,向左的拉力等于向右的拉力与摩擦力之和,即,则摩擦力;当小车向右匀速运动时,摩擦力方向向左,大小不变,此时向右的拉力等于向左的拉力与摩擦力之和,即,解得,所以弹簧测力计的示数为1.8N。
【变式】(25-26八年级下·江苏无锡·期中)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示
(1)卡片静止时,小明发现物体两端细线不在同一直线上,此时卡片所受的力______(选填“平衡”、“不平衡”),造成这种情况的原因是卡片的重力相对于卡片受到的______不能忽略,要得到科学的结论,实验中要选择______(选填“较重”或“较轻”)的卡片。
(2)小红则设计了如图乙所示的装置,在小卡片两端的细绳上悬挂等重的钩码,手放开小卡片后,可观察到小卡片______(选填“向左下运动”“向右上运动”或“仍静止不动”)。
(3)小明竖直向下拉卡片,松手后发现卡片不能静止,从而得出相互平衡的两个力要在同一直线上。你认为此操作是否可行______,原因是______,你提出的修改意见是______(选填“翻转”或“旋转”)卡片,松手后发现卡片是否平衡。
【答案】(1) 平衡 拉力 较轻
(2)仍静止不动
(3) 不可行 没有控制两个拉力的方向相反 旋转
【详解】(1)[1]由于卡片静止,所以卡片处于平衡状态。
[2]两端细线不在同一直线,这是由于受到卡片重力的影响,卡片重力相对于拉力不能忽略;
[3]为了减轻卡片重力对实验结果的影响,应该选用较轻的卡片进行实验。
(2)在小卡片两端的细绳上悬挂等重的钩码,此时小卡片受到的拉力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以小卡片受力平衡,仍然静止不动。
(3)[1][2]由题意可知,小明的操作不可行,根据控制变量法可知,小明没有控制两个拉力的方向相反,所以不可行。
[3]可以修改为旋转卡片,既能控制两个力的大小相同、方向相反,又能使两个拉力不在同一条直线上。
题型讲练四 设计实验探究二力平衡的条件
【例4】(24-25八年级下·江西抚州·月考)如图甲所示的是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小卡片(不计自重)两端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,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片________(选填“能”或“不能”)平衡,由此实验步骤可知,只有作用在________的两个力才能平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是________;
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华。最主要的原因是________;
A.可减少摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.小卡片容易扭转
(5)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,如图丙所示。用该实验装置________(选填“能”或“不能”)进行实验。
【答案】(1) 相反 钩码个数
(2) 不能 同一直线上
(3)将小卡片从中间剪开
(4)A
(5)能
【详解】(1)如图甲,作用在小卡片上的两个拉力方向是相反的,实验时拉力与钩码的重力相等,可以通过调整钩码个数来改变拉力大小。
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片不能保持静止,会转回原来位置,即小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步操作是将小卡片从中间剪开,观察卡片能否继续保持平衡。
(4)木块放在水平桌面上,当两侧受到拉力大小不同时,桌面对木块有摩擦力;换成纸片后,在水平方向上没有摩擦力,可减少摩擦力对实验的影响。故选A。
(5)小丽在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,不影响两个力在同一直线上,故两个力也能满足二力平衡的条件,也能进行实验。
【变式】(25-26八年级下·江苏南京·期中)“探究二力平衡条件”的实验装置如图甲所示:
(1)小明将系于卡片两端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相反,改变卡片左右钩码数发现:当卡片左右钩码数相同时,卡片保持静止,卡片左右钩码数不同时,卡片不能保持静止。这一现象说明了相互平衡的两个力大小____________;
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的____________ ,应将卡片转过一个角度,观察卡片____________(选填“松手前”或“松手时”)的运动状态;
(3)若不计摩擦,图甲中卡片平衡时,小明用手向上托一下左侧钩码(卡片和钩码始终未接触滑轮),当手离开钩码后,卡片将____(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动;
(4)如图丙所示,小张在做实验时,左右支架上装配两个滑轮时没有安装在相同的高度,你认为小张的装置________(选填“能”或“不能”)通过实验得到正确的结论;
(5)如图丁,小李尝试在匀速直线运动状态下进行研究:在右边绳端挂重1N的钩码,然后通过弹簧测力计向左水平匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为1.1N,从而得出“相互平衡的两个力大小不相等”,你认为他得出错误结论的原因是____________。
【答案】(1)相等
(2) 方向相反 松手时
(3)匀速
(4)能
(5)木块还受到了摩擦力的作用
【详解】(1)钩码数量相同时,拉力大小相等,卡片保持静止;钩码数量不同拉力不等,卡片不能静止,说明相互平衡的两个力大小相等。
(2)探究“不在同一直线的两个力能否平衡”时,根据控制变量法,需要保持两个拉力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,小明竖直向下拉卡片后,两个拉力不在同一直线,且两个拉力的方向不再相反,因此操作错误。
将卡片转过角度后,松手前卡片被手固定无法判断平衡情况,需要观察松手时卡片的运动状态。
(3)卡片平衡时,左右拉力大小本来相等,手离开钩码后,卡片受力仍然平衡,卡片已经获得了一定的速度,因此会保持匀速运动。
(4)两个滑轮高度不同时,只要满足两个力“大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上”的条件,仍然可以完成二力平衡条件的探究,因此能得到正确结论。
(5)木块放在水平桌面上,向左匀速运动时,会受到桌面向右的摩擦力,因此弹簧测力计的拉力大小等于钩码重力和摩擦力之和,所以示数大于钩码重力,小李得出错误结论的原因是没有考虑木块受到的摩擦力。
题型讲练五 二力平衡条件的应用
【例5】(25-26八年级下·河南濮阳·期中)(多选)如图所示,物体A和B叠放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,一起沿水平方向做匀速直线运动,则下列关于摩擦力的分析,说法正确的是( )
A.甲图中物体A只受一个摩擦力作用,其大小为F
B.甲图中物体B只受一个摩擦力作用,其大小为F
C.乙图中物体A只受一个摩擦力作用,其大小为F
D.乙图中物体B只受一个摩擦力作用,其大小为F
【答案】AD
【详解】A.如图甲所示,物体A与物体B只有一个接触面,物体A在水平方向受到向右的拉力F,由于物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,物体A必定受到一个与拉力F大小相等、方向相反的摩擦力,该摩擦力是由物体B施加给物体A的,大小为F,方向向左,所以物体A只受一个摩擦力作用,其大小为F ,故A正确;
B.如图甲所示,因为力的作用是相互的,物体B受到物体A对它向右的摩擦力,同时因为物体B也做匀速直线运动,处于平衡状态,把A、B当作一个整体,整体受到的拉力F与地面的摩擦力平衡,所以物体B还受到地面对它向左的摩擦力,大小为F,因此物体B受到两个摩擦力作用,故B错误;
C.如图乙所示,物体A与物体B一起向右匀速运动时,物体A相对于物体B静止,没有滑动和滑动的趋势,所以物体A不受到摩擦力,故C错误;
D.如图乙所示,物体B与物体A、地面相接触,可能受到两个摩擦力。因为物体A与物体B相对静止,没有相对运动的趋势,所以他们之间没有摩擦力;物体B水平方向受到向右的拉力F,由于物体B做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,物体B必定受到一个与拉力F大小相等、方向相反的摩擦力,该摩擦力是地面对物体B施加的,大小为F,方向向左,所以物体B只受一个摩擦力作用,其大小为F ,故D正确。
故选AD。
【变式】(25-26八年级下·辽宁葫芦岛·阶段检测)如图,某同学利用完全相同的两木块A、B探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”。
(1)如图(a),用弹簧测力计水平向右拉动木块做匀速直线运动。根据________,可测出滑动摩擦力的大小;
(2)比较(a)、(b)两次实验,可以探究滑动摩擦力的大小与________的关系。
(3)比较(b)、(c)两次实验,得到初步结论:在接触面粗糙程度一定时,________越大,滑动摩擦力越大;下列生活实例中,利用此结论的是________(填序号);
①轮胎表面有凹凸不平的花纹 ②行李箱下安装轮子 ③自行车刹车时用力捏闸
(4)拓展:如图(d),用弹簧测力计沿水平向右拉动木块A,使木块A、B、小车共同做匀速直线运动,此时木块A受到的摩擦力为________N,木块B受到的摩擦力为________N。
【答案】(1)二力平衡
(2)接触面粗糙程度
(3) 压力 ③
(4) 1.2 0
【详解】(1)当木块在水平方向做匀速直线运动时,水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理,二者大小相等,即可测出滑动摩擦力的大小。
(2)(a)(b)两次实验中,木块对接触面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,因此可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)(b)(c)两次实验中,接触面粗糙程度相同,(c)实验中压力较大,滑动摩擦力也更大,可得结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
①轮胎凹凸花纹是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,不符合结论;②行李箱安装轮子是通过变滑动为滚动减小摩擦,不符合结论;③自行车刹车用力捏闸是通过增大压力来增大摩擦,符合结论。因此选③。
(4)图(d)中,木块A做匀速直线运动,水平方向拉力与摩擦力二力平衡,因此A受到的摩擦力等于拉力,大小为1.2N。
木块B和小车一起匀速运动,B与接触面之间没有相对运动、也没有相对运动趋势,因此B受到的摩擦力为0N。
题型讲练六 二力或多力平衡问题
【例6】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)一辆自身质量为5t的卡车,装运石子,途经某桥梁,见到桥头立有如图所示的标志牌。
(1)求卡车空载时受到的重力;
(2)若卡车在匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍,求空载卡车匀速直线运动时受到的牵引力大小?
(3)通过计算说明,从该桥上通过,这辆卡车最多装运石子多少N?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】由题可知,卡车空载时的质量
所以,卡车空载时受到的重力
当卡车做匀速直线运动时,受到的牵引力与其阻力是一对平衡力,大小相等为
由图可知,桥梁的最大限载质量 ,卡车自身质量 ,则卡车最多能装载的石子质量
这些石子受到的重力
【变式】(25-26八年级下·新疆伊犁·期中)一辆红旗牌轿车,其质量为1.8t,正从霍城县高速开往可克达拉市,请根据图示和计算并回答下列问题:
(1)若在遵守交通法规的前提下,从这个标志下到可克达拉市最快需要多少分钟?
(2)在匀速直线行驶的过程中,汽车所受的阻力为车重的0.12倍,求汽车所受的牵引力为多少N?()
【答案】(1)36min
(2)2160N
【详解】(1)由交通标志牌可知,此处到可克达拉市的路程,该路段允许的最大行驶速度
要最快到达,需以最大允许速度行驶,根据速度公式,从这个标志下到可克达拉市最快需要
(2)轿车质量
根据重力公式,轿车总重力
根据题意,轿车受到的阻力
轿车匀速直线行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,因此牵引力
题型讲练七 平衡力与相互作用力的区别
【例7】(25-26八年级下·江西赣州·期中)关于静止在水平桌面上的物理书,下列分析正确的是( )
A.书受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
B.书对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.书受到的重力和桌面对它的支持力是一对相互作用力
D.书受到的重力和桌面受到的压力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】AC.书受到的重力的受力物体是书,方向竖直向下;桌面对书的支持力的受力物体是书,方向竖直向上,二力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上,是一对平衡力,相互作用力的受力物体不是同一物体,故A正确,C错误;
B.书对桌面的压力的受力物体是桌面,桌面对书的支持力的受力物体是书,两个力的受力物体不是同一物体,故不是一对平衡力,故B错误;
D.书受到的重力的方向是竖直向下,桌面受到的压力的方向垂直于水平桌面向下,二力方向相同,不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
【变式】(25-26八年级下·重庆九龙坡·月考)如图所示,小陶子用水平推力在水平地面上推平板小车,此时小车上的货物与小车一起做匀速直线运动,货物与直立的扶手不接触,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A.货物受到支持力、重力和摩擦力共3个力的作用
B.货物的重力和小车对货物的支持力是一对相互作用力
C.小车的重力和地面对小车的支持力是一对平衡力
D.货物对小车的压力和小车对货物的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.货物与小车一起做匀速直线运动,货物与直立扶手不接触,货物和小车相对静止,没有相对运动或相对运动趋势,因此货物不受摩擦力,只受重力和支持力共2个力的作用,故A错误;
B.货物的重力和小车对货物的支持力,两个力都作用在货物上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,属于一对平衡力,故B错误;
C.地面对小车的支持力大小等于小车重力与货物重力之和,与小车的重力大小不相等,因此不是一对平衡力,故C错误;
D.货物对小车的压力和小车对货物的支持力,两个力分别作用在小车和货物两个不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
题型讲练八 探究阻力对物体运动影响的实验装置和实验步骤
【例8】(25-26八年级下·江苏无锡·期中)为了探究“运动与力的关系”,小华同学设计了如图所示的斜面实验,让同一小车从同一斜面下滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上。
(1)①实验中应每次让图(A)小车从斜面______滑下,目的是__________________;
②如图(B)甲、乙、丙所示的三个图像是实验时用传感器和示波器记录的小车在斜面和三种不同的水平表面上运动的“速度与路程”图像;
(2)分析与论证:
①分析图(B)甲、乙、丙三个实验图像可知:阻力越小,小车运动的速度______(填“越快”“越慢”“减小得越快”或“减小得越慢”),滑行距离就越______;
②推理可知:其他条件相同时,若水平面绝对光滑没有阻力,则小车将______。
(3)请在图(B)丁中,画出小车在斜面和绝对光滑水平表面上运动的“速度与路程”图像;
(4)在一架水平向右匀速直线飞行的飞机上,自由释放一包物资,下面给出了几种物资落地前与飞机位置关系的情形,如图(C)所示,请你作出正确的选择:
①不计空气对物资的阻力,物资与飞机的位置关系为______图;
②实际上,由于空气阻力的存在,物资与飞机的位置关系为______图。
【答案】(1) 同一高度由静止开始 使小车滑到水平面时的速度相同
(2) 减小得越慢 远 做匀速直线运动
(3)
(4) 乙 甲
【详解】(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中应让小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,这里采取的研究方法是控制变量法。
(2)从速度-路程图像可看出,阻力越小(木板表面阻力最小),小车速度下降越平缓,相同初速度下,速度减小得越慢,滑行的距离越远;推理可得:若阻力为零,小车速度不会减小,将做匀速直线运动。
(3)小车在斜面上加速下滑,速度随路程增大而增大,该段的图像和甲图一致,到达水平面位置时速度达到最大值;进入绝对光滑水平面后,小车不受阻力,速度保持不变,故此段是平行于路程(横坐标)的水平直线,据此作图。
(4)不计空气阻力时,物资离开飞机后,由于惯性,水平方向速度和匀速飞行的飞机保持一致,因此物资始终在飞机的正下方,对应乙图;存在空气阻力时,物资水平方向受阻力,速度小于飞机速度,相同时间内水平前进距离更小,会落在飞机的后方,对应甲图。
【变式】(25-26八年级下·山西临汾·月考)在探究“阻力对物体运动的影响”时,小明利用如图所示装置进行了如下实验操作:
①如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离;
②如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离;
③如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)以上操作中存在错误的步骤是____________(选填“①”、“②”或“③”)。改正后重新实验,让小车从斜面相同高度由静止滑下,目的是____________________________________。
(2)正确操作后,三次实验中小车滑行的距离,可得出的结论是:阻力越小,小车运动速度减小得越____________(选填“快”或“慢”);进一步推理可知:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做____________运动。
【答案】(1) ② 使小车到达水平面时的初速度相同
(2) 慢 匀速直线
【详解】(1)本实验采用控制变量法,只需要改变水平面的粗糙程度来探究阻力对物体运动的影响,斜面条件不能改变。步骤②错误将棉布铺在了斜面上,会改变小车下滑过程的阻力,导致到达水平面的初速度不同,因此错误的是②。让小车从斜面相同高度由静止滑下,目的就是使小车到达水平面时的初速度相同。
(2)实验结果显示阻力越小,小车滑行距离越远,说明阻力越小,小车速度减小得越慢;进一步推理可得:若小车在水平面上不受阻力,速度将不再减小,会一直保持匀速直线运动。
题型讲练九 总结阻力对物体运动的影响的实验结论
【例9】(25-26八年级下·江苏淮安·期中)小华利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响。
a.如图甲,将毛巾只铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下;
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下;
c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下;
(1)以上存在明显错误的步骤是______(选填“a”、“b”或“c”);
(2)实验时,每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下,小车最终静止在水平面上的某处。她观察小车在______(选填“斜面”或“水平面”)阶段的运动,来探究阻力对物体运动的影响,实验中通过改变______来改变小车受到的阻力大小;
(3)纠正错误后重新实验,能初步得到:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,通过的距离越______(选填“长”或“短”);进一步推理:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做______运动。
(4)在大量实验事实的基础上,牛顿总结伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,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通过科学推理得出的正确结论,以下探究中所采用的研究方法与此相同的是______。(选填序号)
①用光线模型描述光的传播方向;
②真空不能传声;
③滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度及接触面所受压力大小有关;
【答案】(1)b
(2) 水平面 接触面的粗糙程度
(3) 长 匀速直线
(4)②
【详解】(1)本实验需要控制小车到达水平面的初速度相同,因此只能改变水平面的粗糙程度,斜面粗糙程度需要保持一致,步骤b将棉布铺在斜面上,改变了斜面的粗糙程度,会使小车到达水平面的初速度不同,因此步骤b错误。
(2)本实验探究阻力对物体运动的影响,阻力是小车在水平面上运动时受到的,因此观察小车在水平面阶段的运动;实验中通过改变水平面的粗糙程度,来改变小车受到的阻力大小。
(3)根据实验现象可得,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小越慢,通过的距离越长;进一步推理,若小车在光滑水平面阻力为零,速度将不再减小,它将做匀速直线运动。
(4)本实验采用实验+科学推理的研究方法,①用光线描述光属于模型法;②探究真空不能传声时,无法达到绝对真空,通过实验现象推理得出结论,和本实验研究方法相同;③探究滑动摩擦力的影响因素用到的是控制变量法。故选②。
【变式】(24-25八年级下·广东东莞·月考)小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验时应让小车从同一斜面的____________静止下滑,目的是使小车滑到水平面时的______相同;这种实验的研究方法叫____________。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越______(选填“快”或“慢”);
(3)三次实验中,小车最终都会停止运动,这是由于力能______(选填“改变”或“维持”)物体的运动状态;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律______。(填序号)
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
(5)小明继续思考如下问题:如图所示摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球的细绳忽然断了,则摆球将______。(选填“保持静止”“斜向上做匀速直线运动”或“竖直下落”)
【答案】(1) 同一高度 速度 控制变量法
(2)慢
(3)改变
(4)C
(5)竖直下落
【详解】(1)[1][2][3]实验时应让小车从同一斜面的同一高度静止下滑,目的是使小车滑到水平面时的速度相同;这种控制其他变量不变、只改变接触面粗糙程度的研究方法叫控制变量法。
(2)比较甲(毛巾,阻力大)、乙(棉布,阻力中等)、丙(木板,阻力小)三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越慢。
(3)三次实验中,小车最终都会停止运动,这是由于力能改变物体的运动状态,阻力使小车速度减小,直至为零。
(4) 牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,不能用实验直接验证。
故选C。
(5)摆球摆到右侧最高点C时,速度为0,此时如果细绳忽然断了,摆球不再受拉力,只受重力作用,因此会竖直下落。
题型讲练十 牛顿第一定律的内容及理解
【例10】(25-26八年级下·江西九江·期中)【实验名称】探究阻力对物体运动的影响
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车
【实验步骤】
A.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
B.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)该实验中是通过________来反映阻力对物体运动的影响。
(2)三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时________相同。
【分析与论证】
(3)根据实验结果可以得出:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越________。
(4)推论:在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,小车将做________运动。牛顿在此基础上总结得出的牛顿第一定律________(选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
【交流反思】
(5)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,为了让小车不滑出木板,下列做法不可行的是________(填字母)。
A.换一个更长的木板 B.增大斜面的倾斜程度 C.降低小车从斜面滑下的高度
(6)小组同学又思考如下问题:如图丁,摆球从A点由静止释放向C点运动,当摆到中间B点时,如果绳子断了,且摆球所受的力忽然全部消失,那么摆球在丁图中的运动轨迹为________。(选填“①”、“②”、“③”或“④”)
【答案】(1)小车在水平面上通过的距离
(2)初速度
(3)远
(4) 匀速直线 不能
(5)B
(6)②
【详解】(1)本实验用到转换法,因为阻力对物体运动的影响无法直接观察,因此通过小车在水平面上的运动距离来反映阻力的作用效果。
(2)探究阻力对运动的影响时,采用控制变量法,让小车每次都从斜面同一位置由静止滑下,目的是保证小车到达水平面时的初速度相同,排除初速度差异对实验结果的干扰。
(3)毛巾最粗糙,阻力最大,小车运动距离最短,木板最光滑,阻力最小,小车运动距离最长,因此水平面越光滑,阻力越小,小车运动的路程越远。
(4)实验中阻力越小,小车运动越远,由此推论:如果阻力为零,小车将不受阻碍,以恒定不变的速度永远运动下去,即做匀速直线运动。
牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学推理得出的,因为现实中不存在不受力的物体,所以它不能直接由实验验证得出。
(5)小车冲出木板是因为初速度太大,运动距离太长导致;换个更长的木板,能增加小车运动的空间,可行;增大斜面倾斜程度,小车下滑的速度会更大,到达水平面的初速度会更大,运动距离会更远,更容易冲出木板,不可行;降低小车从斜面滑下的高度,小车到达水平面的初速度会减小,运动距离缩短,不会冲出木板,可行;因此只有增大斜面倾斜程度不可行,故选B。
(6)摆球在B点时,运动方向是水平向右的,根据牛顿第一定律:物体不受外力时,将保持原来的运动状态不变。因此摆球不受力后,会保持在B点的速度和方向,沿②做匀速直线运动。
【变式】(25-26八年级下·山东聊城·月考)小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。让同一小车分别滑到接触面为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)小秋在实验中让小车从斜面的_______由静止开始滑下,目的是使小车每次在水平面上的_________相等 ,从甲、乙、丙三次实验中小车所停位置来看_________图中小车所受阻力最小;
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离越_______(选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越_________(选填“快”或“慢”)。
(3)下图是对在水平面上运动的小车进行受力分析,其中正确的是__________。
A. B.
C. D.
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测∶如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,那么小车将在水平面上做___________,说明物体的运动___________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)牛顿第一定律是建立在 ___________(选填序号)
A.日常生活经验的基础上 B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础 D.实验和科学推理相结合的基础上
【答案】(1) 同一高度 初速度 丙
(2) 远 慢
(3)B
(4) 匀速直线运动 不需要
(5)D
【详解】(1)探究“运动与力的关系”实验中,根据控制变量法的要求,需控制小车到达水平面时的速度相同,才能通过改变水平面阻力来研究阻力对运动的影响。因此实验中应每次让小车从斜面相同高度,由静止滑下,小车从同一高度静止滑下时,到达斜面底端(水平面初始位置)时的初速度相等。
小车初速度相等,因此所受阻力越小,运动距离越远,由图可知,丙实验小车运动距离越远,因此说明小车所受阻力最小。
(2)甲图接触面为毛巾,粗糙程度最大,阻力最大,小车滑行距离最近;乙图接触面为棉布,粗糙程度次之,阻力次之,小车滑行距离次之;丙图接触面为木板,粗糙程度最小,阻力最小,小车滑行距离最远。由此可见,阻力越小,小车滑行的距离越远,说明小车速度减小得越慢,即运动的速度改变得越慢。
(3)小车在水平面上运动时,在竖直方向上,受到竖直向下的重力和水平面对小车竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力;在水平方向上,小车由于具有惯性继续运动,此时没有使小车前进的动力(已脱离斜面,不再受斜面的推力,且无其他动力来源),只受到阻碍运动的摩擦力。故ACD错误,B正确。
故选B。
(4)由前面实验可知,阻力越小,小车滑行距离越远,速度改变越慢。在此基础上进一步推测:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力,那么小车在水平方向上不受力的作用,速度将不会改变,会一直以到达水平面时的速度在水平面上做匀速直线运动。这一推测说明,物体的运动不需要力来维持,力的作用是改变物体的运动状态,而非维持运动。
(5)牛顿第一定律(惯性定律)指出:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。这一定律不是通过直接实验得出的,因为无法完全消除摩擦力等外力。它是在伽利略的理想斜面实验基础上,通过科学推理得出的,即实验和科学推理相结合。伽利略通过斜面实验,推理出如果斜面完全光滑,物体将一直运动下去。牛顿总结了伽利略等人的工作,形成了牛顿第一定律。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
题型讲练十一 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态
【例11】(25-26八年级下·新疆和田·期中)在一辆行驶的汽车车厢里,其顶壁上挂着一个小球。当出现如图所示的情景时,汽车在做_______(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。若忽略空气阻力,此时绳子对球的拉力和球受到的重力_______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。若此时细绳断开,一切外力消失,小球将_______(选填“保持静止”或“做匀速直线运动”)
【答案】 加速 不是 做匀速直线运动
【详解】汽车向右行驶,小球由于惯性会保持原来的运动状态。当汽车加速时,小球的速度小于汽车加速后的速度,因此小球会相对于汽车向左偏移,符合图中情景,所以汽车在做加速运动。
小球的重力竖直向下,绳子的拉力沿绳子斜向上,两个力不满足方向相反、作用在同一直线的条件,因此不是一对平衡力。
细绳断开时小球本身是运动的,由牛顿第一定律可知,一切外力消失后,小球将做匀速直线运动。
【变式】(25-26八年级下·河南南阳·期中)关于力和运动,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时,一定受到力的作用 B.物体受到力的作用时,运动状态一定改变
C.物体不受力时,一定保持静止状态 D.物体受平衡力时,一定做匀速直线运动
【答案】A
【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,运动状态改变,一定受力。故A正确;
B.若物体受平衡力,运动状态不变。故B错误;
CD.物体不受力或受平衡力时,将保持静止或匀速直线运动状态。故CD错误。
故选A。
题型讲练十二 惯性的概念
【例12】(25-26八年级下·四川绵阳·期中)关于运动和力,下列说法不正确的是( )
A.人造地球卫星绕地球飞行时,受到非平衡力的作用
B.踢出去的足球能继续飞行是因为受到惯性力的作用
C.静止在水平地面上的足球受到的重力与地面对足球的支持力是一对平衡力
D.火车在平直轨道上匀速行驶时,火车头拉车厢的力等于车厢所受的阻力
【答案】B
【详解】A.人造地球卫星绕地球做曲线运动,运动方向不断改变,运动状态改变,所以受非平衡力,故A正确,不符合题意;
B.踢出去的足球继续飞行,是因为足球具有惯性,但惯性不是力,不能说“受到惯性力的作用”,故B错误,符合题意;
C.静止在水平地面上的足球受到重力和地面支持力,大小相等、方向相反、同一直线、同一物体,是一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.火车在平直轨道上匀速行驶时,车厢也处于匀速直线运动状态,受力平衡,在水平方向上,车厢受到火车头的拉力和阻力,这两个力是一对平衡力,大小相等,因此火车头拉车厢的力等于车厢所受的阻力,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式】(25-26八年级下·重庆·期中)小育乘坐公交车时,面朝前方。下列关于小育乘坐公交车的说法,正确的是( )
A.公交车速度越大,刹车时小育向前倾得更厉害,说明速度越大惯性越大
B.公交车启动时小育向后仰,是因为小育受到了惯性的作用
C.公交车无论加速、减速或是匀速时,小育都具有惯性
D.公交车在水平路面上匀速向前行驶时,课本从小育手中掉落,由于惯性课本会掉到小育的后方
【答案】C
【详解】A.惯性大小仅与质量有关,和速度无关,故A错误;
B.惯性是物体自身的属性,不是力,不能说“受到惯性作用”,故B错误;
C.一切物体任何运动状态下都具有惯性,因此小育无论公交车加速、减速、匀速都具有惯性,故C正确。
D.公交车匀速行驶时,课本掉落前和公交车速度相同;掉落后,水平方向由于惯性保持原来的运动速度,和公交车依然同速,因此会落在小育的正下方,不是后方,故D错误。
故选C。
题型讲练十三 惯性的大小与哪些因素有关
【例13】(25-26八年级下·山东枣庄·期中)如图所示是小明在校运动会上奋力冲刺的情景。请画出他受到的重力及后脚受地面摩擦力的示意图________(A点是摩擦力的作用点,B点是重力的作用点)。他冲刺后并不能立即停下来,是因为他________(选填“具有”或“受到”)惯性之故;快到终点时,他咬紧牙关加快了冲刺速度,此时他的惯性________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 具有 不变
【解析】重力作用点在B点,方向竖直向下。后脚蹬地时,脚有向后滑动的趋势,因此地面对脚的摩擦力方向向前,作用点在A点。
冲刺后不能立即停下,是由于他具有惯性,惯性是物体本身的属性,不能说“受到惯性”。惯性大小只与物体的质量有关,冲刺速度加快时,质量不变,因此惯性大小不变。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)(多选)下列说法正确的有( )
A.两个相互不接触的物体也可能有力的作用
B.汽车运动的速度越大,刹车后滑行的距离越远,是因为速度越大,其惯性越大
C.用手指水平轻轻推书桌上的物理书,书由静止开始运动起来,撤去手指的推力,书停止运动。这一现象说明:力是维持物体运动的原因
D.合力方向可能和运动方向不同
【答案】AD
【详解】A.力是物体对物体的作用,力的产生不一定需要物体直接接触:接触力:如弹力、摩擦力、压力;非接触力:如重力、磁力、电荷间的引力/斥力。故A正确。
B.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性大小只与物体的质量有关,与速度无关:质量越大,惯性越大;速度大小不影响惯性,只影响动能(速度越大,动能越大,刹车后滑行距离越远)。故B错误。
C.撤去推力后,书停止运动,是因为受到摩擦力(阻力)的作用,运动状态改变,并非没有力就不能运动。故C错误。
D.合力与运动方向相同,物体做加速运动;合力与运动方向相反,物体做减速运动;合力与运动方向不在同一直线,物体做曲线运动。如汽车刹车时,合力方向与运动方向相反。故D正确。
故选AD。
题型讲练十四 生活中的惯性现象
【例14】(25-26八年级下·河南开封·期中)正在匀速向右直行的火车车厢的光滑地板上,放着质量不同的甲、乙两个小球,并且。如图所示,当火车突然加速时,两个小球相对于车厢地板( )
A.两个球都向左运动,两球间距离增大 B.两个球都向左运动,两球间距离不变
C.两个球都向右运动,两球间距离不变 D.两个球都向右运动,两球间距离增大
【答案】B
【详解】当火车匀速直线运动时,两个小球以相同的速度随火车一起匀速运动,甲、乙两个小球和火车保持相对静止,速度都等于火车的速度v;当火车突然加速时,小球由于惯性,要保持原来的匀速直线运动状态,速度仍然是v,而火车的速度已经大于v了,所以相对于车厢地板,两个小球都会向左运动,因为两个小球的速度都等于原来火车的速度v,它们的相对速度为0,所以两球间的距离保持不变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式】(24-25八年级下·安徽安庆·月考)如图所示,飞机在飞行中投放救援物资,飞机应在_________(选填“A”、“B”或“C”)点处进行空投,才能将救援物资投至目标处,这是因为物资具有_________。
【答案】 A 惯性
【详解】用飞机向目标空投救灾物品,飞机应在A点处进行空投,才能将救灾物品投至目标处,这是因为物品具有惯性,将物体抛出后,物体在水平方向会保持原来的运动状态,继续向右运动。
题型讲练十五 惯性的利用及危害防止
【例15】(25-26八年级下·甘肃白银·期中)下列事例中,属于避免惯性带来危害的是( )
A.离垃圾箱一段距离扔果核,果核也能飞进垃圾箱 B.汽车在行驶时要保持一定车距
C.跳远时要快速助跑 D.箭离开弓向前飞行
【答案】B
【详解】A.扔果核进垃圾箱:利用了果核的惯性,让果核离开手后继续向前运动,属于利用惯性,故A不符合题意;
B.汽车行驶保持车距:防止前方车辆突然刹车时,后方车辆因惯性继续向前运动而发生追尾事故,属于避免惯性带来的危害,故B符合题意;
C.跳远时要快速助跑:利用惯性让运动员起跳后保持向前的运动状态,跳得更远,属于利用惯性,故C不符合题意;
D.箭离开弓向前飞行:利用了箭的惯性,故D不符合题意。
故选B 。
【变式】(25-26八年级下·广东东莞·期中)如图甲所示,某公路发生一起交通事故,是同向行驶的两辆汽车发生了“追尾”。汽车B刹车后由于_____仍撞到了汽车A,此时对汽车A中的司机起保护作用的是______(选填“安全气囊”或“汽车头枕”或“安全带”)。如图乙所示,有一个内壁绝对光滑的大碗放在水平桌面上,一个重为5N的钢球从A点由静止释放(不计空气阻力),如果钢球到达碗内最低点时所有外力突然全部消失,则钢球会 _____(选填“水平向右匀速飞出”、“保持静止”或“水平向左匀速飞出”)。
【答案】 惯性 汽车头枕 水平向右匀速飞出
【详解】刹车后,由于汽车B具有惯性,会继续向前滑行一段距离,从而与汽车A发生追尾事故;事故发生瞬间,由于碰撞,汽车A的速度会变大,而司机具有惯性,会继续保持之前的运动状态,使司机向后仰,此时汽车头枕就会对司机起到保护作用。
大碗的内壁绝对光滑,则钢球在碗内运动时不受摩擦力,钢球到达碗内最低点时有水平向右的速度,此时所有外力消失了,根据牛顿第一定律可知,水平向右匀速飞出。
题型讲练十六 力可以改变物体的形状
【例16】(25-26八年级下·陕西咸阳·月考)在探究力的作用效果与什么因素有关的活动中,小明和同学们进行了如下实验:(已知)
(1)实验中,用力推钢尺,钢尺发生弯曲,可见力可以改变物体的______。力的另外一个作用效果是可以改变物体的______。
(2)由甲、乙两次实验可知,力的作用效果与力的______有关。
(3)由甲、丙两次实验可知,力的作用效果与力的______有关。
(4)由______、______两次实验可知,力的作用效果与力的大小有关。
【答案】(1) 形状 运动状态
(2)作用点
(3)方向
(4) 甲 丁
【详解】(1)推钢尺时,钢尺因受力发生弯曲,说明力可以改变物体的形状;力的另一个作用效果是改变物体的运动状态。
(2)甲、乙实验中,力的大小、方向都相同,只有力的作用点不同,力的作用效果不同,因此得出力的作用效果与力的作用点有关。
(3)甲、丙实验中,力的大小、作用点都相同,只有力的方向不同,力的作用效果不同,因此得出力的作用效果与力的方向有关。
(4)探究力的作用效果与力的大小的关系时,需要控制方向、作用点相同,只改变力的大小,甲、丁两次实验符合要求。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)下列说法中正确的是( )
A.手提水桶时手上出现压痕,是由于水桶所受的重力作用在手上
B.用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到的摩擦力一定等于3N
C.用大小不变的力竖直拉起静止在水平桌面上质量为的钩码,一定大于
D.书放在桌子上,书所受的支持力是由于书的形变而产生的
【答案】C
【详解】A.水桶所受的重力作用在水桶上,手上的压痕是水桶对手的压力作用的结果,不是水桶的重力直接作用在手上,故A错误;
B.只有拉力沿水平方向时,匀速运动的木块所受摩擦力才等于拉力。题目未说明拉力水平,若拉力倾斜,则摩擦力大小不等于3N。故B错误;
C.原本静止在桌面的钩码要被拉起,需要向上改变运动状态,合力方向向上,因此拉力F一定大于钩码重力mg;若,钩码合力为零,仍保持静止,无法被拉起。故C正确;
D.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,书受到的支持力的施力物体是桌子,该支持力是桌子形变产生的,不是书的形变产生的。
故选C 。
题型讲练十七 力可以改变物体的运动状态
【例17】(25-26八年级下·山西·期中)月球采样是通过探测器或载人飞船采集月球样本返回地球的科学活动。在月球着陆后探测器采集月球样品,随后上升器带着样品在月球轨道上与轨道器完成精准对接。对接成功后,样品被转移到返回器中。最后返回器进入大气层,打开降落伞安全着陆于地球。下列说法错误的是( )
A.样本返回地面后,质量不变
B.使火箭上升的推力,施力物体是火箭
C.火箭升空时向下喷气获得向上的推力,说明力的作用是相互的
D.返回器打开降落伞减速说明力可以改变运动状态
【答案】B
【详解】A.质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、温度以及空间位置的改变而改变,故样本返回地面后,质量不变,故A正确。
B.火箭上升的推力,是因为火箭受到了力的作用,故火箭是受力物体,故B错误。
C.火箭升空时向下喷气,火箭对喷出的气体施加了一个向下的力,同时喷出的气体对火箭施加了一个向上的推力,推动火箭升空,说明力的作用是相互的,故C正确。
D.为了安全着陆,打开降落伞,返回器受到空气的阻力,其速度开始变小,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
本题选错误的,故选B。
【变式】(25-26八年级下·江苏盐城·期中)嫦娥六号探测器着陆月球背面阿波罗盆地进行采样时,在接近月球表面先实施制动减速时,要将发动机喷管朝向____(选填“前方”“侧方”或“后方”),使探测器减速的施力物体是____(选填“燃气”或“月球”),此现象不但可以说明力的作用是相互的,还可以说明__________。
【答案】 前方 燃气 力可以改变物体的运动状态
【详解】探测器制动减速需要获得与运动方向相反的力,根据力的作用是相互的,喷管朝向前方喷出燃气时,燃气会对探测器施加向后的阻力,从而实现减速,因此喷管应朝向前方。
对探测器施加减速力的是喷出的燃气,所以该力的施力物体是燃气。
探测器减速,说明其运动速度大小发生了变化,即运动状态改变,这一现象说明力可以改变物体的运动状态。
题型讲练十八 判断物体的运动状态是否改变
【例18】(25-26八年级下·河北保定·月考)如图所示,一木块放在粗糙程度均匀的水平桌面上,在水平拉力F的作用下从A点由静止开始运动,且运动速度越来越快。下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力越来越小
B.若撤去拉力F,木块的运动状态不变
C.木块所受的摩擦力大小等于木块所受水平拉力F的大小
D.若撤去拉力F,木块在继续运动的过程中受到的摩擦力大小不变
【答案】D
【详解】A.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关。木块运动过程中,对桌面的压力等于木块重力,大小不变,桌面粗糙程度均匀也不变,因此滑动摩擦力大小不变,故A错误;
B.若撤去拉力F,木块只受与运动方向相反的摩擦力,速度会逐渐减小,运动状态发生改变,故B错误;
C.木块速度越来越快,做加速直线运动,水平方向合力与拉力方向一致,因此拉力F大于摩擦力,故C错误;
D.撤去拉力F后,木块继续运动的过程中,木块对桌面的压力大小不变,接触面粗糙程度不变,因此滑动摩擦力大小不变,故D正确。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·江苏南通·月考)如图甲所示,在水平放置的玻璃瓶内注入水其中有一气泡。瓶子由静止向右运动时,小气泡将向___________(左/右)运动;如图乙所示,在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮,如果书表面绝对光滑当书突然向右运动时,橡皮将会___________。(选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”)
【答案】 右 保持静止
【详解】[1]当密闭玻璃瓶突然向右运动时,密闭玻璃瓶内的液体由于惯性,要保持原来的静止状态不动,从而把气泡挤向前方,即气泡向右运动。
[2]原来橡皮和书是静止的,当书突然向右运动时,如果书表面绝对光滑,橡皮与书之间没有摩擦力,橡皮由于惯性仍保持静止状态。
题型讲练十九 从受力情况判断运动状态变化
【例19】(25-26八年级下·湖北鄂州·期中)现有一根在力的作用下伸长性能较明显的弹簧,在弹簧的下端固定一个铁球,用手拿住弹簧的上端,使弹簧和铁球在竖直方向静止,放开弹簧,你将看到的现象是( )
A.小球开始保持静止,然后向下运动
B.小球立即向下运动
C.小球立即向上运动
D.小球一直处于平衡状态
【答案】A
【详解】弹簧和铁球原本静止时,弹簧被铁球拉长,弹簧对铁球向上的弹力大小等于铁球的重力,铁球受力平衡。由于弹簧的形变改变需要时间,放开弹簧上端的瞬间,弹簧的形变来不及变化,因此铁球受到的弹力仍然等于重力,合力为零,所以小球开始保持静止;之后弹簧上端失去拉力,弹簧逐渐收缩,弹簧对铁球的弹力逐渐减小,弹力小于铁球的重力,铁球所受合力向下,因此开始向下运动。 综上,只有A符合描述。
故选A。
【变式】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图所示,某种可重复使用火箭在降落过程中,通过控制推力,沿竖直方向先从A点减速运动到B点,再从B点匀速运动到C点,且AB=BC,不计运动过程中的空气阻力,忽略火箭质量的变化。火箭受到推力的施力物体是__________(选填“空气”、“火箭向上喷出的气体”或“火箭向下喷出的气体”),AB段运动时间__________BC段运动时间,AB段的推力__________BC段的推力。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 火箭向下喷出的气体 小于 大于
【详解】火箭的推力利用了力的作用是相互的,火箭向下喷出气体,被喷出的气体对火箭产生向上的反作用力,也就是推力,因此施力物体是火箭向下喷出的气体。
火箭从A到B是向下减速运动,因此AB段的平均速度大于BC段的匀速速度;已知,即路程相等,根据,速度越大,运动时间越短,因此AB段运动时间小于BC段。
BC段匀速运动,受力平衡,推力等于火箭重力,即;AB段向下减速运动,合力方向向上,因此向上的推力大于重力,即,因此AB段推力大于BC段。
题型讲练二十 合力及力的合成
【例20】(25-26八年级下·河南濮阳·期中)如图所示,用10N竖直向上的力拉静止在水平地面上、重力为25N的物体,此时物体受到的合力为______N,地面对物体的支持力与拉力的合力大小为______N,方向______。
【答案】 0 25 竖直向上
【详解】物体静止在水平地面上时,处于平衡状态,此时物体受到的合力为0N。
如图所示,物体在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力,因为物体处于平衡状态,则地面对物体的支持力与拉力的合力与物体重力是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,则地面对物体的支持力与拉力的合力,因为重力方向竖直向下,所以方向竖直向上。
【变式】(25-26八年级下·河北唐山·月考)踢毽子是深受大众喜爱的健身运动项目。重力为G的毽子被踢出后,在竖直上升和竖直下落的过程中,均受到空气阻力的作用。在竖直加速下落的过程中,_________(选填“>”“=”“<”);在竖直上升的过程中,毽子受到的合力_________。
【答案】 >
【详解】[1]毽子竖直下落时,空气阻力方向与运动方向相反(向上),重力方向向下。考虑到毽子从最高点下落时会经历加速阶段,此时重力大于空气阻力。
[2]毽子竖直上升时,空气阻力方向与运动方向相反(向下),重力方向也向下,两个力方向相同,合力大小为两个力的大小之和,即合力
题型讲练二十一 同一直线上二力的合成
【例21】(25-26八年级下·新疆和田·期中)如图所示,小红在踢毽子,毽子竖直上升一段距离后又竖直下落。已知毽子的重力为0.15 N,毽子在运动过程中受到的空气阻力恒为0.1 N,则毽子在上升过程中受到的合力为_______N,方向_______;毽子在下落过程中受到的合力为_______N,方向_______。
【答案】 0.25 竖直向下 0.05 竖直向下
【详解】上升过程:毽子向上运动,阻力方向竖直向下,与重力方向相同,合力大小为两个力相加:
方向与两个力方向一致,为竖直向下。
下落过程:毽子向下运动,阻力方向竖直向上,与重力方向相反,合力大小为两个力相减:
方向与更大的重力方向一致,为竖直向下。
【变式】(25-26八年级下·安徽滁州·期中)一只羽毛球重0.05N,它在空中飞行时受到的空气阻力大小恒为0.02N。该羽毛球竖直向上运动时,所受合力大小为______N,该羽毛球竖直向下运动时所受合力的大小______N。
【答案】 0.07 0.03
【详解】羽毛球竖直向上运动时,运动方向向上,阻力方向竖直向下,重力也竖直向下,两个力方向相同,合力大小为
羽毛球竖直向下运动时,运动方向向下,阻力方向竖直向上,重力方向竖直向下,两个力方向相反,合力大小为
题型讲练二十二 力与图像结合问题
【例22】(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示由图像可知,t=2s时,摩擦力大小为__________N;t=10s时,物体受到的摩擦力是__________N;t=7s时,物体所受合力大小为__________N。
【答案】 3 6 2
【详解】根据图丙可知,内物体的速度为零,说明其处于静止状态,根据二力平衡条件,物体在水平方向上受到的静摩擦力大小等于此时的推力,根据乙图可知t=2s时的推力F大小为3N,所以此时的摩擦力大小也为3N。
内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件,物体在该阶段受到的滑动摩擦力等于对应的推力,根据乙图可知t=10s时的推力F大小为6N,所以此时的摩擦力大小也为6N。
由丙图可知t=7s时物体做减速直线运动,由于物体对水平地面的压力和接触面粗糙程度均未改变,其受到的滑动摩擦力仍为6N,由乙图可知t=7s时的水平推力为4N,且推力与摩擦力在同一直线上方向相反,因此此时物体受到合力
【变式】(24-25八年级下·山东日照·月考)(多选)在水平地面上有一长方体木箱,小平用水平推力把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示。下列说法中正确的是( )
A.物体在内摩擦力大小为 B.内摩擦力大小为
C.内摩擦力大小为 D.内摩擦力大小为
【答案】AC
【详解】A.由乙图可知,箱子在内受到的推力为100N;由丙图可知,箱子在内处于静止状态,箱子所受的摩擦力为静摩擦力,摩擦力的大小等于推力的大小,等于100N,故A正确;
BCD.由丙图可知,内物体匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,由乙图可知,箱子在内受到的推力为200N,则滑动摩擦力为200N;内物体做加速直线运动,内物体做减速直线运动,滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,则滑动摩擦力均为200N。故BD错误,C正确。
故选AC。
第三部分 拓展拔高 实战攻坚
1.(25-26八年级下·江苏淮安·期中)如图甲所示,用水平压力将物体压在竖直墙上,图乙为压力与时间的关系。图丙为物体所受摩擦力与时间的关系,下列说法正确的是( )
A.由甲丙图可知,时间内,物体保持静止,是因为重力小于摩擦力
B.由甲乙两图可知,物体的重力为10N
C.由甲丙图可知,后物体开始下滑,物体将向下做匀速直线运动
D.由乙丙两图可知,时间内,物体所受合力方向始终竖直向下
【答案】D
【详解】分阶段分析:时间段:图丙显示恒定,物体静止,竖直方向受力平衡,此时为静摩擦力。时间段:图丙中f从5N线性减小至0,表明已转为滑动摩擦力,且滑动摩擦力随压力减小而减小。
A.内物体静止处于平衡状态,故,而非“重力小于摩擦力”。故A错误;
B.由图乙、丙,在时可确定重力为5N,故B错误;
C. t1 后,合力与运动方向相同,物体做加速下滑,非匀速直线运动。故C错误;
D.内 ,,两力方向相反,合力,合力方向始终竖直向下。故D正确。
故选D。
2.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图所示,用水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为,则物块B所受物块A的摩擦力的大小及方向为( )
A.,水平向右 B.,水平向右 C.,水平向左 D.,水平向左
【答案】A
【详解】以B为研究对象,B在水平方向受弹簧测力计对其向左的拉力和物块A对其向右的摩擦力作用,因为B静止,所以这两个力平衡,大小相等,物块B所受摩擦力为6N,方向水平向右。
故选A。
3.(25-26八年级下·山西太原·期中)一物块静止在水平面上,如图甲所示,图乙是物块受到的水平拉力随时间的变化关系,从开始,小明每隔记录的物块位置和时刻如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.内,物块受到的合力为4 N
B.内,物块做匀速直线运动
C.时,物块受到的摩擦力为8 N
D.时,物块受到的拉力为12 N
【答案】C
【详解】C.时,拉力,物块每2s运动14m,说明物块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,物块所受的滑动摩擦力,故C正确;
A.内,拉力,此时拉力小于滑动摩擦力,物块静止,合力为0,故A错误;
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,滑动摩擦力大小不变。
内,拉力,拉力大于滑动摩擦力,物块受力不平衡,物块不做匀速直线运动,故B错误;
D.拉力为12N,拉力为8N,故D错误。
故选C。
4.(25-26八年级下·甘肃临夏·期中)如图所示,用手按压口罩上的鼻夹(金属条)使其贴合面部,为了使口罩紧密贴合鼻梁,应该在______(选填“A”或“B”)处按压金属条。戴上口罩后,耳带对耳朵的拉力______(选填“属于”或“不属于”)弹力。
【答案】 B 属于
【详解】力的作用效果与力的作用点有关,A是对应鼻梁的位置,B是对应鼻梁两侧的位置,因此在B处按压金属条,能让金属条发生形变后贴合鼻梁轮廓;
耳带被拉长时发生弹性形变,对耳朵的拉力是弹性形变产生的,因此属于弹力。
5.(25-26八年级下·广东茂名·期中)如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力向右拉物体,拉力的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示。则在时,物体在做___________直线运动,受到的摩擦力为___________N;在时,物体受到的摩擦力为___________N。
【答案】 匀速 4 4
【详解】由v-t图像可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,物体所受到的滑动摩擦力与推力是一对平衡力,则摩擦力和推力大小相等,由F-t图像可知,在4s~6s内,推力,物体所受的滑动摩擦力
由v-t图像可知,在2~4s内物体做加速运动,因物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以物体所受滑动摩擦力的大小不变,在时,摩擦力仍然为4N。
6.(25-26八年级下·四川达州·开学考试)如图甲所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示,则1~3s木箱做________运动,1~3s木箱所受的滑动摩擦力是_______N。
【答案】 变速 200
【详解】[1]由丙图可知,1~3s内木箱的速度逐渐增大,因此木箱做加速(变速)直线运动。
[2]由丙图可知,3~5s木箱做匀速直线运动,此时推力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等;结合乙图可知,3~5s推力,因此滑动摩擦力
1~3s木箱滑动过程中,压力和接触面粗糙程度、材料不变,因此滑动摩擦力大小不变,仍为。
7.(2026·安徽合肥·一模)在自动化生产线上,常用传送带运送物体,如图所示,一个方形物块与传送带一起水平向右匀速运动时,作出物块的受力示意图。
【答案】
【详解】由于物体随传送带一起水平向右匀速运动,则物体在水平方向上不受力,在竖直方向上物体受平衡力的作用,即物体的重力和传送带对物体的支持力是一对平衡力,过物块重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力,两条线段长度要相等。据此作图。
8.(25-26八年级下·湖南长沙·期中)如图所示,质量的小礼同学水平向右推着一个质量为的箱子,使箱子在水平路面上前进。箱子移动时受到的阻力大小为重力的倍,g取。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)小礼匀速推动箱子时的推力大小;
(3)当小礼的水平推力为时,箱子所受合力的大小与方向。
【答案】(1)
(2)
(3),水平向右
【详解】(1)由题意得箱子质量,所以箱子的重力
(2)由题意可知,箱子受到的阻力大小为箱子重力的0.15倍,且小礼匀速推动箱子,箱子处于平衡状态,水平方向推力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以推力
(3)当水平推力时,箱子对地面的压力、接触面的粗糙程度均不变,因此滑动阻力大小不变,仍为;阻力方向水平向左,推力方向水平向右,因此合力大小为
合力方向与较大力的方向一致,因此合力方向为水平向右。
9.(25-26八年级下·江苏淮安·期中)如图甲是小华同学“探究二力平衡条件”的实验情景。
(1)图1中的左盘和右盘同时加入一个质量为50g的砝码,此时木块两边受到的拉力______(选填“相等”或“不相等”)木块处于静止状态。当他把左盘中砝码换成一个质量为100g的砝码时,木块仍处于静止状态,此时木块所受合力大小为______N(g取10N/kg)
(2)有同学对图1的实验进行了改进,利用如图2所示的装置继续实验。往两盘中加入质量相等的砝码,小车处于静止状态时,小车受到的重力和小车受到桌面的支持力为一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);
(3)在探究同一问题时,有同学设计了图3所示的实验,同学们认为图3的实验装置优于图1和图2,最主要原因有______(选填序号字母)。
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向保持平衡
D.能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计,减少摩擦力对实验的影响
(4)在图3实验中,可以通过调整______来改变拉力的大小,往两边挂上数量相等的钩码,将卡片扭转一个角度后释放,卡片______(选填“能”或“不能”)保持静止。进行这个操作是为了探究______;
(5)在图3实验中,用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开,发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明这两个力必须作用在______物体上才能平衡。
(6)利用图4装置______(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】(1) 相等 0
(2)平衡力
(3)D
(4) 钩码数量 不能 不在同一直线上的力是否平衡
(5)同一
(6)能
【详解】(1)两侧砝码质量相等,重力相等,因此木块受到的拉力相等;
木块静止时处于平衡状态,平衡状态的物体所受合力为。
(2)小车的重力和桌面对小车的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力。
(3)图1的木块、图2的小车都和桌面接触,存在摩擦力,会干扰实验;图3的小卡片悬空,摩擦力可以忽略不计,因此最主要的优势是减小摩擦力对实验的影响,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(4)拉力由钩码的重力提供,因此通过调整钩码的个数(质量)改变拉力大小;
将卡片扭转一个角度后,两个拉力不在同一直线上,释放后卡片不能保持静止,该操作目的是探究二力平衡时,两个力是否需要作用在同一直线上。
(5)剪开后平衡的两个力分别作用在两个物体上,不能保持平衡,说明二力平衡需要两个力作用在同一物体上。
(6)图4中虽然两个滑轮高度不同,但仍然可以满足二力平衡各个条件的探究,因此能完成实验。
10.(25-26八年级下·广东茂名·期中)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平___________拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小___________弹簧测力计的示数;
(2)___________两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力有关;甲丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与___________有关;
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是___________(正确/错误),理由___________;
(4)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图丁实验中___________(填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(5)在甲装置中,若木块所受拉力突然变大,木块做加速运动时,其所受摩擦力___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 匀速 等于
(2) 甲乙 接触面的粗糙程度
(3) 错误 没有控制压力大小不变
(4)不一定
(5)不变
【详解】(1)只有水平匀速直线拉动木块时,木块处于平衡状态,根据二力平衡,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)探究滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面粗糙程度相同、改变压力,符合条件的是甲、乙两个实验;甲丙实验压力大小相同,接触面粗糙程度不同,因此探究得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,竖直切割木块后,不仅接触面积改变,木块对接触面的压力也减小了,没有控制压力大小不变,违反了控制变量法要求,因此做法错误。
(4)图丁中木块始终保持静止,受力始终平衡,不管长木板是否匀速运动,木块受到的摩擦力都等于弹簧测力计示数,因此不一定要匀速拉动长木板。
(5)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与木块运动速度、拉力大小无关;木块加速运动时,压力和接触面粗糙程度都不变,因此滑动摩擦力不变。
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