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】-培优版
『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·重庆·期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。可知当时,物体受到的摩擦力为__________N;当时,物体受到的摩擦力为__________N。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)如图是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。
(1)实验中,为了方便操作及判断,应当使木块处于______状态作为要研究的平衡状态。
(2)当左盘放入的砝码、右盘放入砝码时,木块也处于静止状态,此时木块受到的这两个拉力______(选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象可能是木块受到______的影响,该力的大小为______,方向向______(选填“左”或“右”)。为了尽量减小上述情境中的影响,我们在选择桌面时应遵循的原则是:________________________。
题型讲练二 二力平衡的条件
【例2】(25-26八年级下·江苏扬州·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,睿睿和欣欣两位同学采用的实验装置分别如图甲、乙所示。
(1)睿睿同学在探究过程中左、右两个小盘内各放一个50g的砝码,这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响,接着,他在右边小盘内又加入一个5g的小砝码,发现小木块仍然静止,其原因是木块受到______,此时小木块水平方向上受到的力______(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)欣欣同学的实验装置采用轻质卡片的目的是减小其______对实验的影响;如果没有摩擦等因素的影响,在图乙中用手向上托一下左侧的钩码,那么当手离开钩码后,卡片将做______(选填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动(卡片和钩码始终未接触滑轮)。
(3)在乙图的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在______上,物体才能平衡。为了验证上述结论,能否采用“将卡片往下拉过一定距离(如图丁所示)”的操作方式,请判断并说明判断理由:__________。
(4)如图戊所示,若两个滑轮的位置没有调节在同一高度,就开始多次实验,得出的结论______(选填“可靠”或“不可靠”)。
【变式】(25-26八年级下·天津武清·月考)在“探究二力平衡的条件”实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示。(硬纸片的重力忽略不计)
(1)当物体处于静止状态或______状态时,它受到的力是相互平衡的;
(2)甲装置中,小刚在左端放上2N的重物,右端放上1.9N的重物时,小车静止,此时小车受到的______(选填“是”、“不是”)平衡力。这两个实验装置中,你认为装置______(选填“甲”或“乙”)更科学;
(3)在装置乙中,小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右两端的滑轮,在线的两端挂上钩码。当两端同时挂上相同个数的钩码时,卡片保持静止,此时作用在小卡片上的两个拉力方向______、大小______;
(4)在装置乙中,将纸片旋转一定角度,松手后,发现纸片又恢复原状。这说明两个力必须作用在______上,物体才能平衡;
(5)小红同学也用硬纸板对同一问题进行了探究,但她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度(如图丙所示),你认为______(选填“能”或“不能”)用小红的装置进行实验。
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·四川成都·月考)如图甲、乙、丙、丁分别是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。实验中,把一个木块放在水平桌面上,用分别在左右托盘上放不同质量的钩码的方式,来改变两边拉力和的大小。
(1)甲图为第一次实验的装置。实验中,当左盘放入2N的钩码、右盘放入1.5N钩码时,小车也处于静止状态,此时木块受到的两个拉力和______(填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)乙图为改进后的实验装置,把木块换成了小车,这样可以减小______对实验的影响;
(3)为了使实验更加严谨,小明同学把小车换成了轻质卡片,如丙图。在实验过程中,小明将卡片扭转了一定的角度,放手后,卡片______(填“仍能”或“不能”)保持平衡,这说明:二力平衡必须满足的条件之一是:两个力作用于______。如果将小卡片从中间剪开,卡片将不能处于平衡状态,这说明二力平衡的又一个条件:两个力作用于______。
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)物理兴趣小组的同学探究“二力平衡条件”。
(1)第一组同学设计了图甲装置进行探究。实验中,当左侧挂一个钩码,右侧挂两个钩码时,木块处于静止状态,得出结论:二力平衡时两个力方向相反,大小可以不相等。产生这一现象的原因可能是木块受________的影响。
(2)为尽量减小以上影响,第二组同学提出将甲装置中的木块换成小车,设计了图乙所示的装置。在小车两侧各挂一个相同的钩码时,小车静止;然后继续在左侧增加一个钩码,松手后观察到小车________(选填“能”或“不能”)保持平衡。由此可知两个力平衡时,两个力的大小________。
(3)经过进一步思考,第三组同学提出图丙所示的设计思路,将一长方形硬纸板两对角打孔,用两根细线分别系在硬纸板的两个孔上。进行实验时,在两个线端系上等重的钩码,纸板静止时,发现硬纸板两端细线不在同一直线上。于是得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上。造成这种情况的原因是纸板受到的________相对于拉力不能忽略,要得到科学的结论,请你提出一条改进建议:________________________。
(4)对装置进行改进后,接着第四组同学又设计了图丁所示的装置,在小卡片两端的细绳上悬挂相同的钩码,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”)。同学将小卡片从中间剪开,小卡片不能平衡,此实验步骤的目的是为了探究两个力必须作用在同一________(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
题型讲练四 设计实验探究二力平衡的条件
【例4】(25-26八年级下·湖北孝感·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)甲方案中,小明在左端放上2 N的重物,右端放上1.8 N的重物时,小车静止,此时小车受到的___________(选填“可能是”“一定是”或“一定不是”) 平衡力。这两个实验装置中,你认为装置_____(选填“甲”或“乙”) 更科学;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车又恢复原状。这说明两个力必须作用在___________上,物体才能平衡;
(3)在装置丙中,小丽同学也用小卡片对同一问题进行了探究,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮后,再在线的两端分别都挂上2个相同的钩码,发现实验时卡片能平衡,由此___________(选填“能”或“不能”) 得出使物体平衡的两个力必须大小相等;
(4)丙装置中,要探究平衡力是否一定要作用在同一物体上,需要进行的操作是___________。
【变式】(25-26八年级下·重庆江津·月考)江津中学实验小组的小津和小中完成了以下两个实验。
(1)他们设计了图甲的装置来探究“二力平衡的条件”。实验时,放置小车前可以在水平桌面上铺上_______(选填“玻璃”或“毛巾”):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_______;保持两托盘中钩码质量相等,使小车静止,再将小车扭转一个角度后释放,观察小车能否静止,这是为了探究_______上的两个力能否平衡。
(2)他们利用所学的知识继续探究运动鞋的鞋底防滑效果。他们带来了洗干净的运动鞋,又准备了一张练习立定跳远用的橡胶垫,一个弹簧测力计和细线。如图乙所示,小津将自己的运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上,拉动运动鞋沿水平方向做_______运动,根据_______原理,可知此时运动鞋受到的滑动摩擦力大小为_______N;小中经过思考改进了小津的实验,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量(如图丙所示),第一次匀速拉动橡胶垫,弹簧测力计示数为,第二次加速拉出橡胶垫,弹簧测力计示数为,则_______(选填“>”“=”或“<”);若要探究不同品牌运动鞋的防滑性能,实验时应该选用质量相同的不同品牌运动鞋,这是为了保证运动鞋和接触面之间的_______保持不变。
题型讲练五 二力平衡条件的应用
【例5】(25-26八年级下·江苏泰州·期中)如图1所示是小明同学在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)测量滑动摩擦力的实验过程中,小明应使用弹簧测力计水平拉动木块做________运动。
(2)比较甲、丙两次实验数据得出结论是________。
(3)图甲中,如果水平拉动木块向右做加速运动,木块受到的摩擦力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明在实验中发现,弹簧测力计在运动过程中读数误差较大,于是又设计了如图丁所示的实验装置, 实验时只需向左拉动下方长木板,木块相对地面是静止的,此时木块受到的是________(选填“静摩擦力” 或“滑动摩擦力”),方向水平向________。
(5)小明继续找来接触面粗糙程度不同的木板C、D,通过改变木块上砝码的个数来改变压力:记录多组滑动摩擦力f及压力FN的大小,作出了如图2所示滑动摩擦力f随压力FN变化的图像。由图像可知,长木板________(选填“C”或“D”)的接触面更粗糙。
【变式】(25-26八年级下·广东广州·期中)如图16是探究滑动摩擦力大小影响因素的实验装置,请回答下列问题:
(1)本实验是根据______知识测得滑动摩擦力的大小。
(2)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上匀速向右运动,如图甲,弹簧测力计的示数F1是0.6N;小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在同一水平桌面上一起匀速向右运动,如图乙,弹簧测力计的示数F2是1.2N,此时物体B受到的摩擦力大小为______,比较图乙与图甲,由两图可得结论:当接触面粗糙程度相同时,_______越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在同一水平桌面上匀速向右运动,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与______的大小无关。
(4)图丁中的图线①和图线②是甲、乙两个同学通过多次实验来探究滑动摩擦力的影响因素并根据实验数据绘制了关系图线,你认为图线②与图线①不一样的原因是______。
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)如图所示,正方体甲和乙重力分别为50N和20N,都放在一个重力为500N的水平桌面上,桌子与地面的总接触面积为,甲、乙分别在水平力F1、F2的作用下向左和向右做匀速直线运动,都未掉下桌面且桌子未动,以下说法正确的是( )
A.甲所受摩擦力大小为5N,方向为水平向左
B.乙所受摩擦力为10N,方向为水平向右
C.甲物体移至虚线框过程中受到的摩擦力变小
D.地面对桌子的摩擦力为5N,方向水平向左
【变式】(25-26八年级下·江苏泰州·期中)如图,用5N的压力F压一个重为10N的物体A在竖直墙壁上处于静止状态,则此物体受到的摩擦力为________ N;当压力变小为3N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体受到的摩擦力为________ N;当压力继续变小,变小为2N时,物体所受摩擦力将________(变大/不变/变小)。
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·新疆阿克苏·期中)如图所示,一本书静止在水平桌面上,书上放了一副眼镜,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
B.眼镜对书的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
C.书所受的重力与书对桌面的压力是一对相互作用力
D.书对眼镜的支持力与眼镜对书的压力是一对相互作用力
【变式】(25-26八年级下·陕西西安·月考)如图甲是无人机用绳子吊起重物匀速上升时的情景,此时重物和无人机的受力示意图如图乙所示。和是一对______________;和是一对__________(以上两空均选填“相互作用力”或“平衡力”)。当无人机用绳子吊起重物加速上升时,绳子对重物的拉力__________(选填“大于”“等于”或“小于”)重物对绳子的拉力。
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·河南南阳·月考)如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)让小车每次从同一斜面的______由静止滑下,使小车到达水平面的速度相同;
(2)分析实验现象可知,小车在水平面上运动速度的减小是因为受到______(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;
(3)实验后分析得出:水平面越光滑,在水平面上运动的距离越远;如果运动的小车不受力时,它将______;
(4)如果让小车在三种表面上运动的距离相等,______表面上的小车从斜面上由静止下滑前的位置最高。
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。
(1)让小车从同一斜面上的________(选填“相同”或“不同”)高度处,沿斜面从静止开始滑下,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)实验中观察到小车在________(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面运动的距离最远,说明小车受到的阻力越________(选填“大”或“小”),速度减小得越慢。
(3)我们可以推断:如果运动的物体受到的阻力为零,该物体将保持________状态。像这样把可靠的事实和逻辑推理结合起来的研究问题的方法是________。该实验揭示了力是________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
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·山东菏泽·期中)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时分别将毛巾、棉布、玻璃板铺在_________(填“斜面”或“水平面”)上,将同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,标记c是小车在_________水平面上(选填“毛巾”、“棉布”、“玻璃板”)停下的位置。
(2)对上述实验进行分析并进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将做_________运动。
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理得出的,以下实验研究方法与此相同的是_________。
A.用刻度尺多次测量同一长度 B.探究声音能否在真空中传播
(4)由此实验可联想到汽车由于具有_________,刹车时不能立即停下,雨天驾驶汽车应该_________(填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。
【变式】(25-26八年级下·安徽六安·期中)如图所示是“探究运动和力的关系”实验。
接触面
毛巾
棉布
木板
阻力的大小
大
较大
小
小车运动的距离s/cm
18.30
26.83
31.30
(1)每次实验小车都从斜面同一高度释放,目的是使小车运动到水平面时具有相同的______;
(2)实验中通过改变______来改变小车所受阻力大小的;分析表中数据,小车受到的阻力越小,小车通过的距离______。
(3)调试实验装置时,发现小车在棉布和木板表面上运动时都冲出了水平木板,则可以通过______的方法,调整并完成整个实验探究过程。
(4)根据实验结果推理可得:若接触面完全光滑,且轨道足够长,小车将______;可见力______(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
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·山西·期中)为落实“阳光体育”活动,学校保障充足课间运动时间,如图所示是小刚在操场上踢足球的场景。下列有关说法正确的是 ( )
A.小刚踢球时,只改变了足球的形状
B.脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
【变式】(25-26八年级下·福建福州·期中)利用如图甲所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响。
(1)为了得出科学结论,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:使小车到达水平面时的___________相同。
(2)根据实验结果得出:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车的运动距离越___________。
(3)推理可知,若运动的小车受到的阻力为零,则小车将保持___________运动状态。可见,物体的运动___________(“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)在大量类似实验基础上,牛顿经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律。它在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上释放三个相同的物资。若不计空气阻力,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况是图乙中的___________。
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·江苏镇江·期中)如图所示,甲和乙叠放在光滑水平桌面上,甲、乙之间的接触面粗糙,此时两者均处于静止状态,乙和桌面足够长。快速敲击乙,乙立即水平向右做直线运动。则敲击后( )
A.乙所受的重力和支持力是一对平衡力 B.乙所受的摩擦力方向水平向右
C.敲击前后,甲始终受力平衡 D.甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动
【变式】(25-26八年级下·江苏南京·期中)一架遥控直升飞机模型的质量为250g,当它悬停在空中时,旋翼提供的向上的升力是______N,当它匀速上升和匀速降落时,旋翼提供的升力是______(选填“相等”或“不相等”)的。在某次竖直爬升的过程中,若四个旋翼同时意外停转,则飞机模型将立即_______(选填“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该直升飞机模型______(填“能”或“不能”)悬停在空中;如果一个人在地球上最多能举起重600N的物体,则他在月球上能举起物体的最大质量是______kg(月球上物体所受重力为地球上的,)。
题型讲练十二 惯性的概念
【例12】(25-26八年级下·山东日照·月考)驾驶员开车的情景,有关说法正确的是( )
A.车突然加速时,安全带可以减小惯性带来的危害
B.车突然减速时,头枕可以减小惯性带来的危害
C.车关闭油门后,由于具有惯性还会向前运动一会
D.车突然减速时,驾驶员受到的惯性会逐渐减小
【变式】(25-26八年级下·山东临沂·期中)假期小明爸爸自驾车带全家出游。
(1)上车后,小明系上了安全带,是为了防止由于惯性当车辆突然___________(选填字母“A.加速”或“B.减速”)时造成危害。当车辆加速时,车辆的惯性___________(选填“字母A.增大”或“B.减小”或“C.不变”)。车辆行驶过程中,若以车为参照物,小明是___________的(选填字母“A.运动”或“B.静止”);
(2)车辆行驶的时候看到图示的标识牌。小明计时发现通过此隧道共用,则车的速度大小为___________。
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·江西上饶·月考)如图所示,这是谷扇车选谷的情景。把谷物从上方倒入扇车,摇动摇柄,扇车内的扇轮转动产生气流,谷物下落过程中受气流作用,从不同出口掉落,从而完成选谷。则饱满谷物会从 ___________(选填“靠近”或“远离”)扇轮的出口掉落,这是因为饱满谷物的质量大,运动状态 ___________(选填“难”或“容易”)改变。
【变式】(25-26八年级下·山东临沂·期末)在空中减速下降的跳伞运动员的惯性__________(选填“变大”“变小”或“不变”);已知人和伞受到的总重力为,其与空气阻力的合力为,方向竖直向上,则人和伞受到空气阻力的大小为__________。
题型讲练十四 生活中的惯性现象
【例14】(25-26八年级下·陕西西安·期中)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然_____(向上/向下)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对管子竖直向上的力_____(等于/不等于)管子和水的总重力,该现象的产生是由于_____(选填“水”或“管子”或“水和管子”)具有惯性。
【变式】(25-26八年级下·山东枣庄·月考)第35届乒乓球亚洲杯于2月8日在海南省海口市收官,中国队最终获得2冠1亚1季。关于乒乓球比赛,下列说法正确的是( )
A.击球后,乒乓球在空中飞行时受到向前的推力
B.将乒乓球向上抛出后,乒乓球所受重力的方向竖直向上
C.乒乓球竖直上升到最高点时处于非平衡状态
D.在空中向前飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
题型讲练十五 惯性的利用及危害防止
【例15】(25-26八年级下·广东中山·期中)驾乘汽车要系好安全带,这是为了防止汽车在__________(选填“急停”或“急加速”)时,因__________带来的危害;汽车向右转弯时,乘客会向__________(选填“左”或“右”)倾倒。
【变式】(25-26八年级下·江西赣州·期中)(多选)日常生活中,惯性现象既有利又有弊。下列属于利用惯性的是( )
A.“抖”落衣服上的灰尘
B.锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
C.司机开车时系上安全带保证安全
D.司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
题型讲练十六 力可以改变物体的形状
【例16】(25-26八年级下·福建福州·期中)小明对体育中考项目中所涉及的力学知识进行了分析,其中错误的是( )
A.垫起的排球竖直上升过程中所受的合力大于下降过程
B.立定跳远时用力蹬地,利用了力的作用是相互的
C.投掷出去的实心球运动到最高点时受的是平衡力
D.篮球和地面撞击发生形变,说明力可以改变物体的形状
【变式】(25-26八年级下·河北邯郸·期中)在“研究同一直线上二力的合成”的实验中,将一根轻质弹簧的左端固定在O点,右端用细线连接弹簧测力计,a、b、c三次实验弹簧测力计的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.三次实验,力的作用效果不同
B.a实验,弹簧测力计的示数为5N
C.b实验,增大分力F1,可以使合力变小
D.c实验,弹簧的右端所受弹簧测力计拉力的合力是4N
题型讲练十七 力可以改变物体的运动状态
【例17】(2026·四川德阳·一模)2025年8月17日晚,第12届世界运动会在成都圆满闭幕。关于羽毛球、乒乓球、体操和网球四个比赛项目,下列描述错误的是( )
A.羽毛球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于羽毛球具有惯性
B.控制好乒乓球的着力点和方向,可以让乒乓球旋转起来
C.体操运动员在手上涂抹白色镁粉,是为了减小摩擦力
D.球拍在击打网球的过程中,球拍和网球同时发生了弹性形变
【变式】(2026·江苏徐州·模拟预测)踢毽子起源于汉代,盛行于南北朝和隋唐,已有两千多年的历史。在如图所示的游戏中,毽子被踢出主要表明力可以改变物体的________。被踢出后,毽子上升到最高处时,毽子处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态(不计空气阻力)。如图所示为某消防员在进行日常训练时,沿绳子从一楼匀速爬到三楼,在此过程中,消防员所受摩擦力方向为________。
题型讲练十八 判断物体的运动状态是否改变
【例18】(2026·安徽阜阳·一模)小丽在水平地面上拉行李箱出行。当她用水平拉力拉行李箱时,行李箱由静止开始运动;当她保持恒定力度拉行李箱时,行李箱匀速运动;当她松开拉杆后,行李箱逐渐减速直到停下。关于上述过程,下列分析正确的是( )
A.行李箱刚被拉动时,地面对行李箱的摩擦力方向与行李箱运动方向相同
B.行李箱匀速运动时,拉力与地面对行李箱的摩擦力大小相等、方向相反
C.行李箱减速过程中,地面对行李箱的摩擦力方向与行李箱运动方向相同
D.行李箱最终停下是因为失去了拉力的作用,惯性无法维持运动
【变式】(23-24八年级下·云南保山·期中)如图所示为根据“力与运动”的有关内容绘制的知识结构图,请将图中内容填写完整:①处应为_________,②处应为__________。
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·山东泰安·期中)仓库里的工人用水平向右的拉力F拉一个放在水平地面上的纸箱,从t=0s开始,纸箱的运动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该纸箱一直做匀速直线运动
B.在0~2s内,纸箱不受摩擦力作用
C.当t=4s时,若F=2N,则纸箱受到的滑动摩擦力也为2N
D.在2~6s内,拉力F逐渐增大
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)雨滴下落时不仅受到重力的作用,还受到空气的阻力作用。一雨滴竖直下落初期,雨滴做加速直线运动,空气阻力随下落速度的增大而增大,直到空气阻力与所受重力大小相同时,雨滴做匀速直线运动,此时的速度被称为终端速度。已知雨滴下落过程中受到的空气阻力f与下落速度v的平方成正比,关系为()。若雨滴的质量为,(不考虑横向风力,g取)求:
(1)雨滴所受的重力;
(2)当雨滴速度为时,所受的合力;
(3)雨滴的终端速度。
题型讲练二十 合力及力的合成
【例20】(25-26八年级下·辽宁大连·月考)同学们利用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子探究同一直线上二力的合成,如图所示,橡皮筋原长AE,在力F或、的共同作用下伸长到,下列说法错误的是( )
A.实验中,每次均将橡皮筋右端拉至点,这样做的目的是控制橡皮筋形变程度相同
B.本实验中力F或、的共同作用,必须达到相同的作用效果
C.通过比较图甲和图丙两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同
D.通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟较大的那个力的方向相反
【变式】(25-26八年级下·福建福州·期中)竖直上抛一个小球,在运动中该小球受到的空气阻力F阻的方向始终跟运动方向相反,大小都为0.4 N,已知在上升过程中,小球所受合力大小为2.4 N。求:
(1)小球所受重力的大小。
(2)小球在下降过程中所受合力的大小和方向。
题型讲练二十一 同一直线上二力的合成
【例21】(24-25八年级下·四川南充·阶段检测)(多选)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力的作用,的大小与时间的关系和运动速度的大小与时间的关系分别如图乙、丙所示( )
A.0~2s内,物体未被推动,推力小于摩擦力
B.2~4s内,物体做加速运动,摩擦力等于7N
C.6~8s内,物体做减速运动,物体受到的摩擦力等于2~4s时的摩擦力
D.物体在6~8s内受到的合力与2~4s内受到的合力大小相等
【变式】(24-25八年级下·湖南衡阳·月考)如图甲所示,重5N的物体A放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体A,拉力F的大小与时间t的关系图像如图乙所示,物体A运动的速度v与时间t的关系图像如图丙所示。由图像可知,3~6s内所受摩擦力是______N,6~9s内物体做______运动;9~10s内物体受到的合力为_____N。
题型讲练二十二 力与图像结合问题
【例22】(25-26八年级下·河北保定·月考)如图甲所示,将物体放在粗糙程度不变的水平地面上,用水平方向的力F向右拉物体,拉力F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,物体受到的摩擦力的方向是________;在时,物体受到的摩擦力的大小为________。
【变式】(25-26八年级下·山东聊城·月考)如图甲所示,将重为12N物体放在水平地面上,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示,由图像可知:
(1)当时,物体受到的摩擦力是______N;
(2)当时,物体受到的摩擦力是______N,合力为______N;
(3)如图丁所示,该物体静止在斜面上,请画出该物体对斜面的压力F和物体所受的重力G。
第三部分 拓展拔高 实战攻坚
1.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图甲所示一段弹簧固定在水平桌面上,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压小球至如图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球一直在做减速运动,A点速度为零
B.小球离开弹簧时的速度最大且合力为零
C.小球在整个过程中合力方向始终竖直向下
D.小球从丙位置到乙位置受到的合力一直减小
2.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图是探究二力平衡条件的实验装置,下列关于该实验的叙述不正确的是( )
A.增减钩码数目,可改变小车所受拉力大小
B.两边钩码质量相等时,小车一定处于平衡状态
C.为了减小摩擦力对实验的影响,应选用质量小的小车
D.将小车扭转一定角度再释放,是研究不在同一直线上的两个力是否平衡
3.(25-26八年级下·河南郑州·期中)排球被垫起过程中,球离开手后上升的运动轨迹,如图,D点为上升的最高点。已知排球的空气阻力与排球运动方向相反。则下列正确的是( )
A.排球上升过程中合力方向竖直向上
B.排球上升到C点时,若受到的力全部消失,它将静止
C.排球上升到D点时,受力平衡
D.排球上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
4.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图甲所示,物块放在足够长的水平桌面上,其受到的拉力和的大小随时间变化的图像如图乙和丙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丁所示。第1s时,木块受到的摩擦力大小为______N,第7s时,木块受到的合力大小是______N。
5.(25-26八年级下·江苏扬州·期中)一架遥控无人机模型的质量为,当它悬停在空中时,无人机获得的向上升力的施力物体是______,当它匀速上升和匀速降落时,若不计空气阻力,则旋翼提供的升力是______(选填“相等”或“不相等”)的。在某次竖直匀速上升的过程中,若四个旋翼同时意外停转,则无人机模型将立即______选填(“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该无人机模型______(选填“能”或“不能”)悬停在空中。
6.(24-25八年级下·河南漯河·月考)如图中甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:第2s时,物体处于___________状态,所受摩擦力大小为___________N,t=5s时,物体受到的摩擦力是___________N。
7.(25-26八年级下·河南·月考)如图所示,承曦同学在收纳好雨伞后将其挂在一处水平平台上,雨伞静止,请画出此时雨伞受力的示意图。
8.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)某月球车在地球的总质量为150kg,某次工作时,该月球车沿平直月球表面匀速行驶,此过程中月球车所受阻力恒为其重力的0.1倍。已知月球车在月球上的重力为地球上重力的(地球上g=10N/kg)。求此过程中:
(1)将月球车从地球运至月球,其质量__________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)月球车在地球所受重力大小。
(3)该月球车所受牵引力的大小。
9.(25-26八年级下·江苏常州·期中)小丹选取了弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小丹应水平________拉动木块,利用________条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示的三次实验;
①分析甲、乙两次实验,可以得出:
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越________的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出:
压力相同时,接触面越________,滑动摩擦力越大的结论;
③小丹从上述实验联想到体育课上跑步时应穿鞋底花纹明显的鞋子,可用上述实验________(选填“①”或“②”)的结论进行解释;
(2)同组的小南认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在图甲所示实验的基础上,将物块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,由这个实验验证自己的猜想。这种做法是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________。
10.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图为探究同一直线上二力合成的实验装置,每个钩码重均为0.5N。
(1)甲、乙实验中,均将橡皮筋下端O拉至同一位置,目的是使__________相同;
(2)丙、丁图实验中,应在丁图细线上挂__________个钩码,可得出的结论是:作用于同一物体且在同一直线上方向相反的两个力的合力等于这两个力__________;
(3)如图戊所示,物体A和B的重力分别为16N和10N,不计弹簧测力计和细线的重力和一切摩擦,且物体A和B都保持静止,则地面对物体A的支持力为__________N。
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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】-培优版
『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·重庆·期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。可知当时,物体受到的摩擦力为__________N;当时,物体受到的摩擦力为__________N。
【答案】 2 4
【详解】根据图丙,时物体速度为,处于静止状态,受平衡力作用,静摩擦力等于此时的拉力。由图乙可知,时拉力,所以静摩擦力
由图丙可知,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,滑动摩擦力等于此时的拉力。由图乙可知,此时拉力,所以滑动摩擦力
由图丙可知时物体做加速运动,但压力和接触面粗糙程度不变,此时物体受到的滑动摩擦力大小不变,仍为。
【变式】(25-26八年级下·北京·期中)如图是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。
(1)实验中,为了方便操作及判断,应当使木块处于______状态作为要研究的平衡状态。
(2)当左盘放入的砝码、右盘放入砝码时,木块也处于静止状态,此时木块受到的这两个拉力______(选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象可能是木块受到______的影响,该力的大小为______,方向向______(选填“左”或“右”)。为了尽量减小上述情境中的影响,我们在选择桌面时应遵循的原则是:________________________。
【答案】(1)静止
(2) 不是 摩擦力 0.5 右 桌面尽量光滑
【详解】(1)实验中通常让木块保持静止,便于观察和判断二力是否平衡。
(2)[1]左盘放入2N的砝码,右盘放入1.5N,两拉力大小不等,不是平衡力。
[2][3]木块仍静止,是因为受到静摩擦力,使水平方向三力平衡:,即
木块有向左运动趋势,故摩擦力方向向右。
[4]为了减小摩擦力的影响,可以减小接触面的粗糙程度,所以应选择表面光滑的桌面。
题型讲练二 二力平衡的条件
【例2】(25-26八年级下·江苏扬州·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,睿睿和欣欣两位同学采用的实验装置分别如图甲、乙所示。
(1)睿睿同学在探究过程中左、右两个小盘内各放一个50g的砝码,这是用于探究两个力的大小和方向对物体平衡的影响,接着,他在右边小盘内又加入一个5g的小砝码,发现小木块仍然静止,其原因是木块受到______,此时小木块水平方向上受到的力______(选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)欣欣同学的实验装置采用轻质卡片的目的是减小其______对实验的影响;如果没有摩擦等因素的影响,在图乙中用手向上托一下左侧的钩码,那么当手离开钩码后,卡片将做______(选填“加速”、“减速”或“匀速”)直线运动(卡片和钩码始终未接触滑轮)。
(3)在乙图的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙所示),松手后,发现卡片旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在______上,物体才能平衡。为了验证上述结论,能否采用“将卡片往下拉过一定距离(如图丁所示)”的操作方式,请判断并说明判断理由:__________。
(4)如图戊所示,若两个滑轮的位置没有调节在同一高度,就开始多次实验,得出的结论______(选填“可靠”或“不可靠”)。
【答案】(1) 摩擦力 平衡
(2) 重力 匀速
(3) 同一直线 不能,未控制两个力的方向相反
(4)可靠
【详解】(1)右盘的砝码大于左盘的砝码,木块仍保持静止,此时桌面对木块产生了一个向左的摩擦力,即木块受到摩擦力的影响,使木块静止;木块静止,说明木块在水平方向上受到的力平衡。
(2)由于轻质卡片质量很小,重力远小于卡片受到的拉力,所以选用轻质卡片的目的是减小卡片的重力对实验的影响;
没有摩擦等因素的影响,在图乙中用手向上托一下左侧的钩码,卡片向右运动,那么当手离开钩码后,卡片受到平衡力,以当前的速度和方向做匀速直线运动。
(3)将卡片旋转一定角度后,卡片上受到的两个拉力不在同一直线上,此时松手后,卡片恢复原状,说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡;
将卡片往下拉过一定距离,两个力不在同一直线上,但没有控制两个力的方向相反。
(4)只要两个力在同一条直线上即可,所以两个滑轮的位置没有调节在同一高度,就开始多次试验,得出的结论是可靠的。
【变式】(25-26八年级下·天津武清·月考)在“探究二力平衡的条件”实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示。(硬纸片的重力忽略不计)
(1)当物体处于静止状态或______状态时,它受到的力是相互平衡的;
(2)甲装置中,小刚在左端放上2N的重物,右端放上1.9N的重物时,小车静止,此时小车受到的______(选填“是”、“不是”)平衡力。这两个实验装置中,你认为装置______(选填“甲”或“乙”)更科学;
(3)在装置乙中,小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右两端的滑轮,在线的两端挂上钩码。当两端同时挂上相同个数的钩码时,卡片保持静止,此时作用在小卡片上的两个拉力方向______、大小______;
(4)在装置乙中,将纸片旋转一定角度,松手后,发现纸片又恢复原状。这说明两个力必须作用在______上,物体才能平衡;
(5)小红同学也用硬纸板对同一问题进行了探究,但她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度(如图丙所示),你认为______(选填“能”或“不能”)用小红的装置进行实验。
【答案】(1)匀速直线运动
(2) 是 乙
(3) 相反 相等
(4)同一直线
(5)能
【详解】(1)物体的平衡状态定义为静止状态或匀速直线运动状态,处于平衡状态的物体受力相互平衡。
(2)[1][2]小车此时静止,属于平衡状态,因此受到的力是平衡力(拉力差被小车受到的桌面摩擦力抵消,合力仍为0;甲装置中小车与桌面间存在摩擦力,对实验干扰更大,乙装置忽略硬纸片重力,消除了摩擦力的影响,因此乙装置更科学。
(3)[1][2]两端钩码个数相同时,拉力大小相等;两个拉力分别向纸片两侧,方向相反。
(4)将纸片旋转后,两个拉力不再同一直线,松手后纸片恢复原状,说明二力平衡需要满足:两个力必须作用在同一直线上。
(5)两个滑轮不在同一高度时,仍然可以让作用在硬纸片上的两个力满足"大小相等、方向相反、作用在同一直线"的实验条件,因此可以完成探究。
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·四川成都·月考)如图甲、乙、丙、丁分别是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。实验中,把一个木块放在水平桌面上,用分别在左右托盘上放不同质量的钩码的方式,来改变两边拉力和的大小。
(1)甲图为第一次实验的装置。实验中,当左盘放入2N的钩码、右盘放入1.5N钩码时,小车也处于静止状态,此时木块受到的两个拉力和______(填“是”或“不是”)一对平衡力;
(2)乙图为改进后的实验装置,把木块换成了小车,这样可以减小______对实验的影响;
(3)为了使实验更加严谨,小明同学把小车换成了轻质卡片,如丙图。在实验过程中,小明将卡片扭转了一定的角度,放手后,卡片______(填“仍能”或“不能”)保持平衡,这说明:二力平衡必须满足的条件之一是:两个力作用于______。如果将小卡片从中间剪开,卡片将不能处于平衡状态,这说明二力平衡的又一个条件:两个力作用于______。
【答案】(1)不是
(2)摩擦力
(3) 不能 同一直线上 同一物体上
【详解】(1)二力平衡的条件之一是两个力大小相等,本题中、,两个拉力大小不相等,因此不是一对平衡力;此时木块静止是因为木块还受到桌面的静摩擦力,整体三个力平衡。
(2)木块和桌面间是滑动摩擦力,换成小车后变滑动为滚动,滚动摩擦力远小于滑动摩擦力,因此可以减小摩擦力对实验的影响。
(3)将卡片扭转一定角度后,两个拉力不再作用在同一直线上,放手后卡片不能保持平衡,说明二力平衡的条件之一是:两个力必须作用在同一直线上;
将卡片从中间剪开后,两个拉力分别作用在两个不同物体上,卡片无法平衡,说明二力平衡的另一条件是:两个力必须作用在同一物体上。
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)物理兴趣小组的同学探究“二力平衡条件”。
(1)第一组同学设计了图甲装置进行探究。实验中,当左侧挂一个钩码,右侧挂两个钩码时,木块处于静止状态,得出结论:二力平衡时两个力方向相反,大小可以不相等。产生这一现象的原因可能是木块受________的影响。
(2)为尽量减小以上影响,第二组同学提出将甲装置中的木块换成小车,设计了图乙所示的装置。在小车两侧各挂一个相同的钩码时,小车静止;然后继续在左侧增加一个钩码,松手后观察到小车________(选填“能”或“不能”)保持平衡。由此可知两个力平衡时,两个力的大小________。
(3)经过进一步思考,第三组同学提出图丙所示的设计思路,将一长方形硬纸板两对角打孔,用两根细线分别系在硬纸板的两个孔上。进行实验时,在两个线端系上等重的钩码,纸板静止时,发现硬纸板两端细线不在同一直线上。于是得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上。造成这种情况的原因是纸板受到的________相对于拉力不能忽略,要得到科学的结论,请你提出一条改进建议:________________________。
(4)对装置进行改进后,接着第四组同学又设计了图丁所示的装置,在小卡片两端的细绳上悬挂相同的钩码,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”)。同学将小卡片从中间剪开,小卡片不能平衡,此实验步骤的目的是为了探究两个力必须作用在同一________(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
【答案】(1)摩擦力
(2) 不能 相等
(3) 重力 换用轻的硬纸板进行实验
(4) 仍静止不动 物体
【详解】(1)甲装置中,两侧拉力大小不同时木块仍静止,是因为木块和桌面之间存在静摩擦力,摩擦力抵消了两侧的拉力差,因此出现错误结论的原因是受到摩擦力的影响。
(2)将木块换为小车后,滚动摩擦力很小可忽略,左侧增加钩码后左侧拉力大于右侧,小车受力不平衡,因此松手后不能保持平衡;由此可得出结论:二力平衡时,两个力的大小相等。
(3)丙图中硬纸板不在同一直线上仍静止,是因为硬纸板自身重力较大,重力相对于拉力不可忽略;改进思路是消除纸板重力的影响,因此可换用质量很小的轻质硬纸板实验。
(4)图丁中,小卡片两端拉力大小相等、满足二力平衡的所有条件,因此松手后小卡片仍静止不动;将卡片从中间剪开后,两个力分别作用在两个物体上,卡片不能平衡,因此该步骤目的是探究二力平衡时,两个力必须作用在同一物体上。
题型讲练四 设计实验探究二力平衡的条件
【例4】(25-26八年级下·湖北孝感·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)甲方案中,小明在左端放上2 N的重物,右端放上1.8 N的重物时,小车静止,此时小车受到的___________(选填“可能是”“一定是”或“一定不是”) 平衡力。这两个实验装置中,你认为装置_____(选填“甲”或“乙”) 更科学;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车又恢复原状。这说明两个力必须作用在___________上,物体才能平衡;
(3)在装置丙中,小丽同学也用小卡片对同一问题进行了探究,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮后,再在线的两端分别都挂上2个相同的钩码,发现实验时卡片能平衡,由此___________(选填“能”或“不能”) 得出使物体平衡的两个力必须大小相等;
(4)丙装置中,要探究平衡力是否一定要作用在同一物体上,需要进行的操作是___________。
【答案】(1) 一定是 乙
(2)同一直线
(3)不能
(4)将小卡片沿竖直方向从中间剪开,观察小卡片的运动情况
【详解】(1)由题可知,放上重物后小车处于静止状态,说明小车此时受到的一定是平衡力;装置乙变滑动为滚动减小了摩擦力对实验的影响,所以更科学。
(2)用手将小车扭转一个角度,作用在小车上的两个力不在同一直线上,小车将无法在这个位置平衡,松手后才恢复原状。说明两个力必须满足在同一条直线上。
(3)实验中两端都挂了2个相同的钩码,只验证了“力的大小相等时卡片平衡”,没有改变钩码数量即没有改变力的大小进行对比实验,所以不能得出“使物体平衡的两个力必须大小相等”的结论。
(4)要探究“平衡力是否一定要作用在同一物体上”,需要让两个力分别作用在两个物体上,观察是否还能平衡。操作是:将小卡片沿竖直方向从中间剪开,观察小卡片的运动情况。剪开后,两个卡片分别受力,不再平衡,说明平衡力必须作用在同一物体上。
【变式】(25-26八年级下·重庆江津·月考)江津中学实验小组的小津和小中完成了以下两个实验。
(1)他们设计了图甲的装置来探究“二力平衡的条件”。实验时,放置小车前可以在水平桌面上铺上_______(选填“玻璃”或“毛巾”):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_______;保持两托盘中钩码质量相等,使小车静止,再将小车扭转一个角度后释放,观察小车能否静止,这是为了探究_______上的两个力能否平衡。
(2)他们利用所学的知识继续探究运动鞋的鞋底防滑效果。他们带来了洗干净的运动鞋,又准备了一张练习立定跳远用的橡胶垫,一个弹簧测力计和细线。如图乙所示,小津将自己的运动鞋放在水平桌面的橡胶垫上,拉动运动鞋沿水平方向做_______运动,根据_______原理,可知此时运动鞋受到的滑动摩擦力大小为_______N;小中经过思考改进了小津的实验,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量(如图丙所示),第一次匀速拉动橡胶垫,弹簧测力计示数为,第二次加速拉出橡胶垫,弹簧测力计示数为,则_______(选填“>”“=”或“<”);若要探究不同品牌运动鞋的防滑性能,实验时应该选用质量相同的不同品牌运动鞋,这是为了保证运动鞋和接触面之间的_______保持不变。
【答案】(1) 玻璃 大小相等 同一直线
(2) 匀速直线 二力平衡 2.6 = 压力
【详解】(1)本实验需要减小桌面摩擦力对实验结果的干扰,玻璃比毛巾更光滑,摩擦力更小,因此选择玻璃;钩码质量相等时拉力大小相等,小车静止;质量不等时拉力不等,小车运动,说明相互平衡的两个力大小相等;将小车扭转一个角度后,两个拉力不再作用在同一直线上,因此该操作是为了探究同一直线上的两个力能否平衡;
(2)测量滑动摩擦力时,根据二力平衡原理,需要拉动运动鞋沿水平方向做匀速直线运动,此时拉力与滑动摩擦力是一对平衡力;弹簧测力计分度值为0.1N,读数为2.6N,因此滑动摩擦力大小等于拉力,为2.6N;图丙改进实验中,运动鞋始终保持静止,拉力大小始终等于滑动摩擦力大小;滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,与橡胶垫的运动速度无关,因此加速拉动橡胶垫时摩擦力不变,拉力不变,;根据控制变量法,需要控制压力大小不变,选用质量相同的运动鞋,就是为了保证运动鞋对接触面的压力不变。
题型讲练五 二力平衡条件的应用
【例5】(25-26八年级下·江苏泰州·期中)如图1所示是小明同学在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)测量滑动摩擦力的实验过程中,小明应使用弹簧测力计水平拉动木块做________运动。
(2)比较甲、丙两次实验数据得出结论是________。
(3)图甲中,如果水平拉动木块向右做加速运动,木块受到的摩擦力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)小明在实验中发现,弹簧测力计在运动过程中读数误差较大,于是又设计了如图丁所示的实验装置, 实验时只需向左拉动下方长木板,木块相对地面是静止的,此时木块受到的是________(选填“静摩擦力” 或“滑动摩擦力”),方向水平向________。
(5)小明继续找来接触面粗糙程度不同的木板C、D,通过改变木块上砝码的个数来改变压力:记录多组滑动摩擦力f及压力FN的大小,作出了如图2所示滑动摩擦力f随压力FN变化的图像。由图像可知,长木板________(选填“C”或“D”)的接触面更粗糙。
【答案】(1)匀速直线
(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)不变
(4) 滑动摩擦力 左
(5)C
【详解】(1)根据二力平衡原理,只有水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,才能间接测出滑动摩擦力。
(2)甲、丙实验控制了接触面粗糙程度相同,改变了木块对接触面的压力,丙的压力更大,滑动摩擦力更大,因此得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)木块加速运动时,压力和接触面粗糙程度都不变,因此滑动摩擦力大小不变。
(4)向左拉动长木板时,木块与长木板之间发生了相对滑动,因此木块受到的是滑动摩擦力;木块相对长木板向右运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,因此方向水平向左。
(5)压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。由图2可知,相同压力下,C对应的滑动摩擦力更大,因此长木板C的接触面更粗糙。
【变式】(25-26八年级下·广东广州·期中)如图16是探究滑动摩擦力大小影响因素的实验装置,请回答下列问题:
(1)本实验是根据______知识测得滑动摩擦力的大小。
(2)小于同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上匀速向右运动,如图甲,弹簧测力计的示数F1是0.6N;小芳同学把两个完全相同的木块A和B叠放在一起,再用弹簧测力计拉着它们在同一水平桌面上一起匀速向右运动,如图乙,弹簧测力计的示数F2是1.2N,此时物体B受到的摩擦力大小为______,比较图乙与图甲,由两图可得结论:当接触面粗糙程度相同时,_______越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验过程中,小金同学突发奇想,将两个完全相同的木块A和B固定在一起,再用弹簧测力计拉着它们在同一水平桌面上匀速向右运动,如图丙。比较图丙和图乙,发现它们的弹簧测力计示数相等,说明滑动摩擦力的大小与______的大小无关。
(4)图丁中的图线①和图线②是甲、乙两个同学通过多次实验来探究滑动摩擦力的影响因素并根据实验数据绘制了关系图线,你认为图线②与图线①不一样的原因是______。
【答案】(1)二力平衡
(2) 0N/0 压力
(3)接触面积
(4)接触面粗糙程度不同
【详解】(1)实验中拉动木块做匀速直线运动时,木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此利用二力平衡知识可以间接测出滑动摩擦力的大小。
(2)图乙中A、B一起匀速运动,B和A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;甲、乙两图接触面粗糙程度相同,乙对桌面的压力更大,滑动摩擦力更大,可得结论:当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)乙图和丙图中,压力大小、接触面粗糙程度都相同,只有接触面积大小不同,滑动摩擦力大小相等,说明滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
(4)由图丁可知:相同压力时,所受的滑动摩擦力不同,根据影响滑动摩擦力大小的因素可知,图线②与图线①不一样的原因是接触面的粗糙程度不同。
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)如图所示,正方体甲和乙重力分别为50N和20N,都放在一个重力为500N的水平桌面上,桌子与地面的总接触面积为,甲、乙分别在水平力F1、F2的作用下向左和向右做匀速直线运动,都未掉下桌面且桌子未动,以下说法正确的是( )
A.甲所受摩擦力大小为5N,方向为水平向左
B.乙所受摩擦力为10N,方向为水平向右
C.甲物体移至虚线框过程中受到的摩擦力变小
D.地面对桌子的摩擦力为5N,方向水平向左
【答案】D
【详解】A.甲物体在水平面上向左做匀速直线运动,处于平衡状态,甲受到的拉力和摩擦力是平衡力,大小相等、方向相反,甲受到的摩擦力
方向水平向右,故A错误;
B.乙向右做匀速直线运动,处于平衡状态,乙受到的拉力和摩擦力是平衡力,大小相等、方向相反,乙受到的摩擦力
方向水平向左,故B错误;
C.甲物体在水平面上做匀速直线运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,甲物体移至虚线框过程中,甲对桌面的压力等于甲的重力,甲的重力不变,压力不变,接触面的粗糙程度也不变,那么滑动摩擦力不变,故C错误;
D.正方体甲和乙重力分别为50N和20N,都放在一个重力为500N的水平桌面上,把甲、乙和桌子看作一个整体,整体处于静止状态,受到平衡力的作用。水平方向上甲受到向左的拉力,乙受到向右的拉力,根据同一直线二力的合成,则两个拉力的合力
方向水平向右。因为整体静止,所以地面对桌子的摩擦力与合力平衡,大小为5N,方向水平向左,故D正确。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·江苏泰州·期中)如图,用5N的压力F压一个重为10N的物体A在竖直墙壁上处于静止状态,则此物体受到的摩擦力为________ N;当压力变小为3N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体受到的摩擦力为________ N;当压力继续变小,变小为2N时,物体所受摩擦力将________(变大/不变/变小)。
【答案】 10 10 变小
【详解】当物体静止在竖直墙壁上时,物体处于平衡状态,竖直方向向下的重力和向上的静摩擦力是一对平衡力,大小相等,物体重力为,因此摩擦力为;当物体沿墙壁匀速下滑时,物体仍处于平衡状态,竖直方向重力和滑动摩擦力仍是一对平衡力,大小相等,重力不变,因此摩擦力仍等于重力,为。
滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度、压力大小有关:接触面粗糙程度不变时,压力越小,滑动摩擦力越小。压力减小为时,接触面粗糙程度不变,压力减小,因此摩擦力变小。
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·新疆阿克苏·期中)如图所示,一本书静止在水平桌面上,书上放了一副眼镜,下列说法正确的是( )
A.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
B.眼镜对书的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力
C.书所受的重力与书对桌面的压力是一对相互作用力
D.书对眼镜的支持力与眼镜对书的压力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.书对桌面的压力与桌面对书的支持力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故A错误;
B.眼镜对书的压力与桌面对书的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.书所受的重力与书对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误;
D.书对眼镜的支持力与眼镜对书的压力同时作用在眼镜和书上,符合相互作用力的特点,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·陕西西安·月考)如图甲是无人机用绳子吊起重物匀速上升时的情景,此时重物和无人机的受力示意图如图乙所示。和是一对______________;和是一对__________(以上两空均选填“相互作用力”或“平衡力”)。当无人机用绳子吊起重物加速上升时,绳子对重物的拉力__________(选填“大于”“等于”或“小于”)重物对绳子的拉力。
【答案】 相互作用力 平衡力 等于
【详解】平衡力作用在同一物体上,相互作用力作用在两个不同的相互作用的物体上。FA是绳子对重物的拉力,作用在重物上,是重物对绳子的拉力,作用在绳子上,两个力是两个物体之间的相互作用,因此是一对相互作用力。
由图可知,FA和GA都作用在重物上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,因此是一对平衡力。
绳子对重物的拉力和重物对绳子的拉力是一对相互作用力,相互作用力的大小始终相等,和物体的运动状态无关。
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·河南南阳·月考)如图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中。
(1)让小车每次从同一斜面的______由静止滑下,使小车到达水平面的速度相同;
(2)分析实验现象可知,小车在水平面上运动速度的减小是因为受到______(选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用;
(3)实验后分析得出:水平面越光滑,在水平面上运动的距离越远;如果运动的小车不受力时,它将______;
(4)如果让小车在三种表面上运动的距离相等,______表面上的小车从斜面上由静止下滑前的位置最高。
【答案】(1)同一高度
(2)非平衡力
(3)做匀速直线运动
(4)毛巾
【详解】(1)实验需要控制小车到达水平面的初速度相同,根据控制变量法,需让小车每次从同一斜面的同一高度由静止滑下。
(2)小车速度减小,说明它的运动状态在改变,物体运动状态改变时,受到的是非平衡力。
(3)根据实验现象推理:水平面越光滑,小车受阻力越小,运动距离越远;由此可推出:如果运动的小车不受力,它的运动状态不会改变,将一直做匀速直线运动。
(4)三种接触面中,毛巾最粗糙,对小车的阻力最大,若要让小车在三种表面运动距离相等,阻力越大的表面,需要小车到达水平面的初速度越大,对应小车下滑前的初始位置越高。
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,让同一小车从同一斜面由静止自由滑下,分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面,如图所示。
(1)让小车从同一斜面上的________(选填“相同”或“不同”)高度处,沿斜面从静止开始滑下,目的是使小车到达水平面时的________相同。
(2)实验中观察到小车在________(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面运动的距离最远,说明小车受到的阻力越________(选填“大”或“小”),速度减小得越慢。
(3)我们可以推断:如果运动的物体受到的阻力为零,该物体将保持________状态。像这样把可靠的事实和逻辑推理结合起来的研究问题的方法是________。该实验揭示了力是________(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。
【答案】(1) 相同 速度
(2) 木板 小
(3) 匀速直线运动 实验推理法 改变
【详解】(1)本实验用到控制变量法,让小车从同一斜面的相同高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同,保证单一变量,才能探究阻力对物体运动的影响。
(2)三个表面中,木板最光滑,对小车的阻力最小,因此小车在木板表面运动的距离最远,该现象说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)在实验现象的基础上进一步推理:如果运动物体受到的阻力为零,物体的速度不会减小,将一直保持匀速直线运动状态;这种将实验事实和逻辑推理结合的研究方法叫做实验推理法;该实验结论推翻了“力是维持物体运动状态的原因”的错误观点,揭示了力是改变物体运动状态的原因。
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·山东菏泽·期中)在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验时分别将毛巾、棉布、玻璃板铺在_________(填“斜面”或“水平面”)上,将同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放,标记c是小车在_________水平面上(选填“毛巾”、“棉布”、“玻璃板”)停下的位置。
(2)对上述实验进行分析并进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将做_________运动。
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理得出的,以下实验研究方法与此相同的是_________。
A.用刻度尺多次测量同一长度 B.探究声音能否在真空中传播
(4)由此实验可联想到汽车由于具有_________,刹车时不能立即停下,雨天驾驶汽车应该_________(填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。
【答案】(1) 水平面 玻璃板
(2)匀速直线
(3)B
(4) 惯性 增大
【详解】(1)为了探究阻力对物体运动的影响,在实验过程中,应将毛巾、棉布、玻璃板分别平整地铺在水平面上,并进行实验。
水平面上铺的材料种类是毛巾、棉布、玻璃板,标记c距离最远,说明小车受到的阻力最小,所以应该是最光滑的表面,即标记c是小车在玻璃板停下的位置。
(2)分析实验结果可知,水平表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远;若水平表面绝对光滑,则小车不受摩擦阻力作用,则小车将做匀速直线运动。
(3)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理得出的,用到了实验推理法。
A.用刻度尺测量长度进行多次测量求平均值,可以减小误差,没有用到实验推理法,故A不符合题意;
B.探究声音能否在真空中传播的实验过程是逐步抽出空气,越来越接近真空,发现声音越来越小,并进一步通过推理得出的真空不能传声,所以该实验主要是利用了实验推理法得出了真空中不能传播声音,故B符合题意。
故选B。
(4)小车到达水平面后还能继续向前运动,是由于小车具有惯性,由此实验可联想到汽车由于具有惯性,要保持原来的运动状态,所以刹车时不能立即停下。
小车在不同的表面上受到的阻力不同,其最终滑行的距离会不同,表面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,滑行距离越远,由此可知,雨天驾驶汽车由于路面变得光滑,摩擦力减小,速度减小的慢,所以为了保证安全,雨天行车应增大汽车之间的距离。
【变式】(25-26八年级下·安徽六安·期中)如图所示是“探究运动和力的关系”实验。
接触面
毛巾
棉布
木板
阻力的大小
大
较大
小
小车运动的距离s/cm
18.30
26.83
31.30
(1)每次实验小车都从斜面同一高度释放,目的是使小车运动到水平面时具有相同的______;
(2)实验中通过改变______来改变小车所受阻力大小的;分析表中数据,小车受到的阻力越小,小车通过的距离______。
(3)调试实验装置时,发现小车在棉布和木板表面上运动时都冲出了水平木板,则可以通过______的方法,调整并完成整个实验探究过程。
(4)根据实验结果推理可得:若接触面完全光滑,且轨道足够长,小车将______;可见力______(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
【答案】(1)速度
(2) 接触面的粗糙程度 越远
(3)降低小车释放时的高度
(4) 做匀速直线运动 不是
【详解】(1)本实验用控制变量法,让小车从斜面同一高度由静止释放,目的是让小车运动到水平面时初始速度相同。
(2)实验中通过更换粗糙程度不同的接触面,来改变小车受到的阻力;从表格数据可得:小车受到的阻力越小,速度减小越慢,通过的运动距离越远。
(3)小车冲出水平木板,说明小车到达水平面的初始速度过大,因此可以通过降低小车释放高度、减小斜面倾角,来减小小车的初始速度,使小车停在水平木板上,完成实验。
(4)根据实验趋势推理:若接触面完全光滑,阻力为零,小车速度不会减小,将一直做匀速直线运动;由此可得结论:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。
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·山西·期中)为落实“阳光体育”活动,学校保障充足课间运动时间,如图所示是小刚在操场上踢足球的场景。下列有关说法正确的是 ( )
A.小刚踢球时,只改变了足球的形状
B.脚对球用力的方向不会影响踢球效果
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力是一对相互作用力
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.小刚踢球时,球发生凹陷,且运动方向改变,改变了足球的形状,也改变球的运动状态,故A错误;
B.力的作用效果与力的大小、方向、作用点均有关,脚对球用力的方向会影响踢球效果,故B错误;
C.小刚对足球的力和足球对小刚的力作用在两个相互的物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D.踢出去的足球最终会停下来,是因为阻力的作用,力改变了物体的运动状态,不能说明运动需要力来维持,故D错误。
故选C。
【变式】(25-26八年级下·福建福州·期中)利用如图甲所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响。
(1)为了得出科学结论,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:使小车到达水平面时的___________相同。
(2)根据实验结果得出:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车的运动距离越___________。
(3)推理可知,若运动的小车受到的阻力为零,则小车将保持___________运动状态。可见,物体的运动___________(“需要”或“不需要”)力来维持。
(4)在大量类似实验基础上,牛顿经过进一步推理而概括出了著名的牛顿第一定律。它在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上释放三个相同的物资。若不计空气阻力,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况是图乙中的___________。
【答案】(1)速度
(2)远
(3) 匀速直线 不需要
(4)①
【详解】(1)三次实验中小车从斜面上同一位置由静止自由下滑,目的是让小车到达水平面时的初速度相同,这是控制变量法的要求。
(2)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车的运动距离越远。
(3)若小车受到的阻力为零,小车的速度不会减小,将保持匀速直线运动状态,这说明物体的运动不需要力来维持。
(4)飞机沿水平向右做匀速直线运动,释放的物资由于惯性,在水平方向上保持和飞机相同的速度,所以在地面上看,三个物资会在同一竖直线上,对应图乙中的①。
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·江苏镇江·期中)如图所示,甲和乙叠放在光滑水平桌面上,甲、乙之间的接触面粗糙,此时两者均处于静止状态,乙和桌面足够长。快速敲击乙,乙立即水平向右做直线运动。则敲击后( )
A.乙所受的重力和支持力是一对平衡力 B.乙所受的摩擦力方向水平向右
C.敲击前后,甲始终受力平衡 D.甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动
【答案】D
【详解】A.乙所受的支持力等于甲乙的重力之和,因而支持力与乙的重力大小不等,不是一对平衡力,故A错误,不符合题意;
B.敲击后乙向右运动,而甲由于惯性相对于乙会向左滑,因而乙相对于甲向右运动,乙所受甲的摩擦力方向水平向左,而桌面光滑,没有摩擦力,故B错误,不符合题意;
C.敲击前,甲处于静止状态,受力平衡;敲击后,甲水平方向上受到乙给它的摩擦力,受力不平衡,故C错误,不符合题意;
D.甲开始由于受到乙向右的摩擦力而加速运动,然后因为桌面没有摩擦力,加速到与乙速度相同后与乙一起匀速直线运动,故甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动,故D符合题意。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·江苏南京·期中)一架遥控直升飞机模型的质量为250g,当它悬停在空中时,旋翼提供的向上的升力是______N,当它匀速上升和匀速降落时,旋翼提供的升力是______(选填“相等”或“不相等”)的。在某次竖直爬升的过程中,若四个旋翼同时意外停转,则飞机模型将立即_______(选填“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该直升飞机模型______(填“能”或“不能”)悬停在空中;如果一个人在地球上最多能举起重600N的物体,则他在月球上能举起物体的最大质量是______kg(月球上物体所受重力为地球上的,)。
【答案】 2.5 相等 减速上升 不能 360
【详解】[1]飞机悬停时处于平衡状态,升力与重力大小相等,即
[2]匀速上升和匀速降落时,飞机均处于平衡状态,升力与重力为平衡力,由于飞机重力不变,因此两种状态下旋翼提供的升力相等。
[3]竖直爬升过程中旋翼停转后,旋翼不再提供升力,飞机因惯性仍向上运动,但受到向下的重力作用,运动速度会减小,所以立即减速上升。
[4]月球表面没有空气,旋翼无法通过推动空气获得向上的升力,因此直升飞机模型不能悬停在空中。
[5]人的举力大小不变,在月球上能承受的物体重力仍为600N。已知月球上重力为地球上的,则该物体在地球上的重力为
他在月球上能举起物体的最大质量
题型讲练十二 惯性的概念
【例12】(25-26八年级下·山东日照·月考)驾驶员开车的情景,有关说法正确的是( )
A.车突然加速时,安全带可以减小惯性带来的危害
B.车突然减速时,头枕可以减小惯性带来的危害
C.车关闭油门后,由于具有惯性还会向前运动一会
D.车突然减速时,驾驶员受到的惯性会逐渐减小
【答案】C
【详解】A.车突然加速时,驾驶员的下半身随车辆加速,上半身由于惯性保持原来的运动状态向后仰,此时头枕可减小惯性带来的危害,安全带主要用于防止车突然减速时人向前冲带来的危害,故A错误;
B.车突然减速时,驾驶员的下半身随车辆减速,上半身由于惯性保持原来的运动状态向前冲,此时安全带可减小惯性带来的危害,头枕主要用于防止车突然加速时人向后仰的危害,故B错误;
C.车关闭油门后,不再受动力作用,由于车具有惯性,要保持原来的运动状态,所以还会向前运动一会,故C正确;
D.惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,驾驶员的质量不变,惯性大小不变,且“受到惯性”的表述错误,惯性不是力,故D错误。
故选C。
【变式】(25-26八年级下·山东临沂·期中)假期小明爸爸自驾车带全家出游。
(1)上车后,小明系上了安全带,是为了防止由于惯性当车辆突然___________(选填字母“A.加速”或“B.减速”)时造成危害。当车辆加速时,车辆的惯性___________(选填“字母A.增大”或“B.减小”或“C.不变”)。车辆行驶过程中,若以车为参照物,小明是___________的(选填字母“A.运动”或“B.静止”);
(2)车辆行驶的时候看到图示的标识牌。小明计时发现通过此隧道共用,则车的速度大小为___________。
【答案】(1) B C B
(2)20
【详解】(1)当车辆突然减速时,人下半身随车减速,上半身由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,会向前倾,安全带的作用就是防止此时造成危害,故选B。
惯性大小只和物体质量有关,车辆加速时质量不变,因此惯性不变,故选C。
以车为参照物,小明相对于车的位置没有发生变化,因此小明是静止的,故选B。
(2)由标识牌可知,隧道全长为3600m,则车的速度大小为
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·江西上饶·月考)如图所示,这是谷扇车选谷的情景。把谷物从上方倒入扇车,摇动摇柄,扇车内的扇轮转动产生气流,谷物下落过程中受气流作用,从不同出口掉落,从而完成选谷。则饱满谷物会从 ___________(选填“靠近”或“远离”)扇轮的出口掉落,这是因为饱满谷物的质量大,运动状态 ___________(选填“难”或“容易”)改变。
【答案】 靠近 难
【详解】[1][2]饱满的谷物质量大,惯性大,下落过程中运动状态难改变,所以饱满的谷物没有被吹走。所以饱满谷物会从靠近扇轮的出口掉落。
【变式】(25-26八年级下·山东临沂·期末)在空中减速下降的跳伞运动员的惯性__________(选填“变大”“变小”或“不变”);已知人和伞受到的总重力为,其与空气阻力的合力为,方向竖直向上,则人和伞受到空气阻力的大小为__________。
【答案】 不变 1000
【详解】[1]惯性的大小只与质量有关,跳伞运动员减速下降时,质量没有发生变化,所以惯性不变。
[2]在空中减速下降过程中,人和伞受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,由题意可知,,合力为
则人和伞受到空气阻力的大小为
题型讲练十四 生活中的惯性现象
【例14】(25-26八年级下·陕西西安·期中)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然_____(向上/向下)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对管子竖直向上的力_____(等于/不等于)管子和水的总重力,该现象的产生是由于_____(选填“水”或“管子”或“水和管子”)具有惯性。
【答案】 向上 不等于 水
【详解】当手握管子突然向上运动时,管子随手向上运动,而水由于惯性要保持原来的静止状态,因此水相对于管子向下移动,撑大了气球。此时管子和水整体向上做加速运动,根据力和运动的关系,向上加速时合力向上,因此手对管子向上的拉力大于管子和水的总重力,所以手对管子竖直向上的力不等于管子和水的总重力。
【变式】(25-26八年级下·山东枣庄·月考)第35届乒乓球亚洲杯于2月8日在海南省海口市收官,中国队最终获得2冠1亚1季。关于乒乓球比赛,下列说法正确的是( )
A.击球后,乒乓球在空中飞行时受到向前的推力
B.将乒乓球向上抛出后,乒乓球所受重力的方向竖直向上
C.乒乓球竖直上升到最高点时处于非平衡状态
D.在空中向前飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
【答案】C
【详解】A.击球后乒乓球在空中飞行时,与手不再接触,没有施加推力的施力物体,因此不存在向前的推力,它是依靠惯性继续运动,故A错误;
B.重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态无关,故B错误;
C.乒乓球竖直上升到最高点时,速度为0,此时只受到竖直向下的重力,合力不为零,处于非平衡状态,故C正确;
D.根据牛顿第一定律,在空中向前飞行的乒乓球,若所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,做匀速直线运动,而不是立即静止,故D错误。
故选C。
题型讲练十五 惯性的利用及危害防止
【例15】(25-26八年级下·广东中山·期中)驾乘汽车要系好安全带,这是为了防止汽车在__________(选填“急停”或“急加速”)时,因__________带来的危害;汽车向右转弯时,乘客会向__________(选填“左”或“右”)倾倒。
【答案】 急停 惯性 左
【详解】[1]汽车急停时速度骤减,人体下半身随车停止,上半身会因保持原有运动状态向前冲,安全带可防范该危害;急加速时人向后仰,并非安全带主要防护场景。
[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,汽车急停时人向前冲正是由于具有惯性而导致的。
[3]汽车向右转弯时,乘客下半身随车改变运动方向,上半身因惯性保持直线运动状态,所以会向左侧倾倒。
【变式】(25-26八年级下·江西赣州·期中)(多选)日常生活中,惯性现象既有利又有弊。下列属于利用惯性的是( )
A.“抖”落衣服上的灰尘
B.锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
C.司机开车时系上安全带保证安全
D.司机为节省燃油,在汽车进站时,提前关闭油门
【答案】ABD
【详解】A.抖衣服时,衣服受力运动,灰尘由于惯性保持原来的静止状态,与衣服分离掉落,属于利用惯性,故A符合题意;
B.锤柄撞击地面停下后,锤头由于惯性继续向下运动,从而紧套在锤柄上,属于利用惯性,故B符合题意;
C.系安全带是为了防止刹车时,司机由于惯性向前冲造成伤害,属于防止惯性的危害,故C不符合题意;
D.提前关闭油门后,汽车由于惯性保持向前运动,靠惯性滑入车站,节省燃油,属于利用惯性,故D符合题意。
故选ABD。
题型讲练十六 力可以改变物体的形状
【例16】(25-26八年级下·福建福州·期中)小明对体育中考项目中所涉及的力学知识进行了分析,其中错误的是( )
A.垫起的排球竖直上升过程中所受的合力大于下降过程
B.立定跳远时用力蹬地,利用了力的作用是相互的
C.投掷出去的实心球运动到最高点时受的是平衡力
D.篮球和地面撞击发生形变,说明力可以改变物体的形状
【答案】C
【详解】A.排球竖直上升时,重力和空气阻力都向下,合力为重力+阻力;下降时重力向下、阻力向上,合力为重力-阻力,因此上升过程的合力确实大于下降过程,故A正确;
B.立定跳远用力蹬地,人对地面施力的同时,地面给人反作用力,利用了力的作用是相互的,故B正确;
C.投掷出去的实心球在最高点时,只受重力(忽略空气阻力),不是平衡力,故C错误;
D.篮球撞击地面后发生形变,直接说明力可以改变物体的形状,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
【变式】(25-26八年级下·河北邯郸·期中)在“研究同一直线上二力的合成”的实验中,将一根轻质弹簧的左端固定在O点,右端用细线连接弹簧测力计,a、b、c三次实验弹簧测力计的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.三次实验,力的作用效果不同
B.a实验,弹簧测力计的示数为5N
C.b实验,增大分力F1,可以使合力变小
D.c实验,弹簧的右端所受弹簧测力计拉力的合力是4N
【答案】D
【详解】A.三次实验中,都将同一弹簧由A 拉伸到B 点,弹簧伸长量相同,所以每次实验中力的作用效果相同,故A错误;
B.a实验是一个拉力单独作用,等效替代b、c中两个拉力的共同作用。b中两个力同方向,合力为
因此a实验弹簧测力计的示数应为4N,故B错误。
C.b实验中两个力方向相同,合力大小为,若增大F1,合力一定变大,故C错误。
D.实验c中,两个拉力分别为向右5N和向左1N,同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两力之差,即,故D正确。
故选D。
题型讲练十七 力可以改变物体的运动状态
【例17】(2026·四川德阳·一模)2025年8月17日晚,第12届世界运动会在成都圆满闭幕。关于羽毛球、乒乓球、体操和网球四个比赛项目,下列描述错误的是( )
A.羽毛球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于羽毛球具有惯性
B.控制好乒乓球的着力点和方向,可以让乒乓球旋转起来
C.体操运动员在手上涂抹白色镁粉,是为了减小摩擦力
D.球拍在击打网球的过程中,球拍和网球同时发生了弹性形变
【答案】C
【详解】A.羽毛球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于羽毛球具有惯性,还会保持原来的运动状态,故A正确,不符合题意;
B.力的作用效果与力的作用点和方向有关,打乒乓球时,控制好乒乓球的着力点和用力方向,可以让乒乓球旋转起来,故B正确,不符合题意;
C.体操运动员在手上涂抹白色镁粉,是为了增加摩擦力,故C错误,符合题意;
D.球拍在击打网球的过程中,球拍对网球施加力的同时,网球也对球拍施加反作用力,球拍和网球同时发生了弹性形变,故D正确,不符合题意。
故选 C。
【变式】(2026·江苏徐州·模拟预测)踢毽子起源于汉代,盛行于南北朝和隋唐,已有两千多年的历史。在如图所示的游戏中,毽子被踢出主要表明力可以改变物体的________。被踢出后,毽子上升到最高处时,毽子处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态(不计空气阻力)。如图所示为某消防员在进行日常训练时,沿绳子从一楼匀速爬到三楼,在此过程中,消防员所受摩擦力方向为________。
【答案】 运动状态 非平衡 竖直向上
【详解】[1]力的作用效果有两种:改变物体的形状、改变物体的运动状态。毽子被踢出时,运动状态发生了改变,因此表明力可以改变物体的运动状态。
[2]物体处于平衡状态的条件是:受到的合力为零(即受平衡力),保持静止或匀速直线运动状态。毽子上升到最高处时,速度为0,但只受重力作用(不计空气阻力),合力不为零,因此会向下加速运动,属于非平衡状态。
[3]消防员沿绳子匀速向上爬,处于平衡状态,竖直方向上受力平衡,即自身重力和绳子对消防员的摩擦力是一对平衡力,重力方向竖直向下,因此,消防员所受摩擦力的方向为竖直向上,与重力大小相等、方向相反。
题型讲练十八 判断物体的运动状态是否改变
【例18】(2026·安徽阜阳·一模)小丽在水平地面上拉行李箱出行。当她用水平拉力拉行李箱时,行李箱由静止开始运动;当她保持恒定力度拉行李箱时,行李箱匀速运动;当她松开拉杆后,行李箱逐渐减速直到停下。关于上述过程,下列分析正确的是( )
A.行李箱刚被拉动时,地面对行李箱的摩擦力方向与行李箱运动方向相同
B.行李箱匀速运动时,拉力与地面对行李箱的摩擦力大小相等、方向相反
C.行李箱减速过程中,地面对行李箱的摩擦力方向与行李箱运动方向相同
D.行李箱最终停下是因为失去了拉力的作用,惯性无法维持运动
【答案】B
【详解】A.行李箱刚被拉动时,地面相对于行李箱有向后的运动趋势,因此摩擦力方向与行李箱运动方向相反,故A错误;
B.行李箱匀速运动时,处于平衡状态,根据二力平衡的条件,拉力与地面对行李箱的摩擦力大小相等、方向相反,故B正确;
C.行李箱减速过程中,行李箱相对于地面仍然是向前运动的,因此摩擦力(阻碍这个相对运动)的方向是向后的,正好与行李箱的运动方向相反,故C错误;
D.行李箱最终停下是因为失去了拉力的作用,同时受到摩擦力作用,摩擦力改变了行李箱的运动状态,故D错误。
故选B。
【变式】(23-24八年级下·云南保山·期中)如图所示为根据“力与运动”的有关内容绘制的知识结构图,请将图中内容填写完整:①处应为_________,②处应为__________。
【答案】 静止 不受力
【详解】[1][2]由力与运动的关系可知,物体受平衡力时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态;由牛顿第一定律可知,物体在不受任何外力作用时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
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·山东泰安·期中)仓库里的工人用水平向右的拉力F拉一个放在水平地面上的纸箱,从t=0s开始,纸箱的运动情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该纸箱一直做匀速直线运动
B.在0~2s内,纸箱不受摩擦力作用
C.当t=4s时,若F=2N,则纸箱受到的滑动摩擦力也为2N
D.在2~6s内,拉力F逐渐增大
【答案】C
【详解】A.由随时间的变化图像可知,物体在内速度为零,处于静止状态,以后物体处于匀速直线运动状态,故A错误;
B.在0~2s内,纸箱受到静摩擦力作用,静摩擦力和拉力是平衡力,故B错误;
C.当时,物体做匀速直线运动,,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,两个力的大小相等,地面的滑动摩擦力也为,故C正确;
D.由图可知,在2~6s内,纸箱处于匀速直线运动状态,受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,两个力的大小相等,压力大小和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以拉力F大小不变,故D错误。
故选C。
【变式】(25-26八年级下·河北保定·月考)雨滴下落时不仅受到重力的作用,还受到空气的阻力作用。一雨滴竖直下落初期,雨滴做加速直线运动,空气阻力随下落速度的增大而增大,直到空气阻力与所受重力大小相同时,雨滴做匀速直线运动,此时的速度被称为终端速度。已知雨滴下落过程中受到的空气阻力f与下落速度v的平方成正比,关系为()。若雨滴的质量为,(不考虑横向风力,g取)求:
(1)雨滴所受的重力;
(2)当雨滴速度为时,所受的合力;
(3)雨滴的终端速度。
【答案】(1)0.01N
(2)0.0084N,方向竖直向下
(3)
【详解】(1)雨滴的重力
(2)空气阻力
雨滴加速下落时,重力大于阻力,合力方向竖直向下,所受的合力
(3)当雨滴达到终端速度时,空气阻力与重力大小相等,即
变形得
则终端速度
题型讲练二十 合力及力的合成
【例20】(25-26八年级下·辽宁大连·月考)同学们利用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子探究同一直线上二力的合成,如图所示,橡皮筋原长AE,在力F或、的共同作用下伸长到,下列说法错误的是( )
A.实验中,每次均将橡皮筋右端拉至点,这样做的目的是控制橡皮筋形变程度相同
B.本实验中力F或、的共同作用,必须达到相同的作用效果
C.通过比较图甲和图丙两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同
D.通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟较大的那个力的方向相反
【答案】D
【详解】A.实验中每次将橡皮筋右端拉至同一点,目的是控制橡皮筋形变程度相同,保证力的作用效果一致,故A正确,不符合题意;
B.只有力F单独作用的效果,与、共同作用的效果相同,才能说F是和的合力,因此二者必须达到相同的作用效果,故B正确,不符合题意;
C.甲图中和都沿向右方向拉橡皮筋,是同一直线上方向相同的两个力,丙图是合力F单独作用拉到同一点,对比甲、丙可得结论:同一直线上方向相同的两个力,合力大小等于两力大小之和,方向与两个力方向相同,故C正确,不符合题意;
D.乙图中向右拉、向左拉,是同一直线上方向相反的两个力,对比乙、丙可知:同一直线上方向相反的两个力,合力大小等于两力大小之差,方向与较大的力的方向相同,选项中说“方向跟较大的那个力的方向相反”,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式】(25-26八年级下·福建福州·期中)竖直上抛一个小球,在运动中该小球受到的空气阻力F阻的方向始终跟运动方向相反,大小都为0.4 N,已知在上升过程中,小球所受合力大小为2.4 N。求:
(1)小球所受重力的大小。
(2)小球在下降过程中所受合力的大小和方向。
【答案】(1)2.0N
(2)1.6N,方向竖直向下
【详解】(1)由题意得,小球上升过程中,受到竖直向下的重力G和竖直向下的空气阻力F阻,二力方向相同,合力
已知,,故小球所受重力
(2)小球下降过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,二力方向相反,则合力
由于重力大小大于阻力大小,合力方向与重力方向相同,即竖直向下。
题型讲练二十一 同一直线上二力的合成
【例21】(24-25八年级下·四川南充·阶段检测)(多选)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平方向的拉力的作用,的大小与时间的关系和运动速度的大小与时间的关系分别如图乙、丙所示( )
A.0~2s内,物体未被推动,推力小于摩擦力
B.2~4s内,物体做加速运动,摩擦力等于7N
C.6~8s内,物体做减速运动,物体受到的摩擦力等于2~4s时的摩擦力
D.物体在6~8s内受到的合力与2~4s内受到的合力大小相等
【答案】CD
【详解】A.内,物体未被推动,处于平衡状态,推力等于摩擦力,故A不符合题意;
BC.内,物体做加速运动,内,物体做减速运动,产生的摩擦力均为滑动摩擦力,由于物体在运动过程中压力和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,根据二力平衡可知,内,物体做匀速直线运动,受到的滑动摩擦力等于此时的外力为,即内、内受到的摩擦力均为,故B不符合题意,C符合题意;
D.物体在内受到的合力为
内受到的合力为
则物体在内受到的合力与内受到的合力大小相等,故D符合题意。
故选CD。
【变式】(24-25八年级下·湖南衡阳·月考)如图甲所示,重5N的物体A放在粗糙程度相同的水平地面上。用水平拉力F作用于物体A,拉力F的大小与时间t的关系图像如图乙所示,物体A运动的速度v与时间t的关系图像如图丙所示。由图像可知,3~6s内所受摩擦力是______N,6~9s内物体做______运动;9~10s内物体受到的合力为_____N。
【答案】 6 匀速直线 6
【详解】由图丙可知,物体A6~9s做匀速直线运动,此时物体A所受拉力与摩擦力是一对平衡力,由图乙可知此时拉力F为6N,所以物体A所受摩擦力大小为6N,3~6s物体A做加速运动,此时物体A对地面的压力和与地面接触面的粗糙程度均与6~9s时相同,所以3~6s物体A受到的摩擦力大小也为6N;9~10s物体所受拉力大小为0,说明物体A此时只受摩擦力的作用,因此9~10s物体A受到的合力为6N。
题型讲练二十二 力与图像结合问题
【例22】(25-26八年级下·河北保定·月考)如图甲所示,将物体放在粗糙程度不变的水平地面上,用水平方向的力F向右拉物体,拉力F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,物体受到的摩擦力的方向是________;在时,物体受到的摩擦力的大小为________。
【答案】 水平向左 4
【详解】由丙图可知,内物体速度为0,处于静止状态,拉力向右拉物体,物体相对地面有向右运动的趋势,摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,因此摩擦力方向为水平向左。
由丙图可知,内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,滑动摩擦力大小等于拉力。由乙图可知,拉力,因此滑动摩擦力。滑动摩擦力大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关,处于的加速阶段,接触面粗糙程度和压力均不变,所以滑动摩擦力大小不变,仍为。
【变式】(25-26八年级下·山东聊城·月考)如图甲所示,将重为12N物体放在水平地面上,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示,由图像可知:
(1)当时,物体受到的摩擦力是______N;
(2)当时,物体受到的摩擦力是______N,合力为______N;
(3)如图丁所示,该物体静止在斜面上,请画出该物体对斜面的压力F和物体所受的重力G。
【答案】(1)3
(2) 5 2
(3)
【详解】(1)当时,由丙图可知,物体处于静止状态,由甲图和二力平衡的知识可知,此时物体受到的摩擦力大小等于其所受拉力大小,由F-t图像知此时摩擦力为
(2)从丙图可知物体做匀速直线运动,受力平衡,滑动摩擦力大小等于拉力大小,由图乙可知,此过程拉力大小为,所以时物体所受滑动摩擦力为
由图丙可知,当时,物体为运动状态,其所受摩擦力为滑动摩擦力,因为接触面粗糙程度、材料和压力大小不变,所以滑动摩擦力大小不变,因此当时,物体受到的摩擦力是5N。
此时拉力,因为两个力方向相反,所以合力
(3)物体所受的重力作用点在物体重心,方向始终竖直向下,大小为12N;压力的受力物体是斜面,作用点在接触面上,方向垂直指向斜面。
第三部分 拓展拔高 实战攻坚
1.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图甲所示一段弹簧固定在水平桌面上,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压小球至如图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球一直在做减速运动,A点速度为零
B.小球离开弹簧时的速度最大且合力为零
C.小球在整个过程中合力方向始终竖直向下
D.小球从丙位置到乙位置受到的合力一直减小
【答案】D
【详解】AC.小球从丙位置释放后向上运动,初始时弹簧弹力大于小球重力,合力向上,小球做加速运动。随着小球向上运动,弹簧压缩量减小,弹力随之减小。当弹力减小到等于重力时,小球合力为零,速度达到最大,小球继续向上运动,弹力小于重力,合力向下,与运动方向相反,小球开始做减速运动,故AC错误;
B.小球从丙位置释放后向上运动,初始时弹簧弹力大于小球重力,合力向上,小球做加速运动。随着小球向上运动,弹簧压缩量减小,弹力随之减小。当弹力减小到等于重力时,小球合力为零,速度达到最大,故B错误;
D.小球从开始上升到乙图位置的过程中,弹力大于重力,但弹力减小,由可知,合力减小,故D正确。
故选D。
2.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图是探究二力平衡条件的实验装置,下列关于该实验的叙述不正确的是( )
A.增减钩码数目,可改变小车所受拉力大小
B.两边钩码质量相等时,小车一定处于平衡状态
C.为了减小摩擦力对实验的影响,应选用质量小的小车
D.将小车扭转一定角度再释放,是研究不在同一直线上的两个力是否平衡
【答案】B
【详解】A.实验中小车受到的拉力等于钩码的重力,增减钩码数目可以改变拉力大小,故A正确,不符合题意;
B.两边钩码质量相等仅能说明拉力大小相等,还要满足其他平衡条件,故B不正确,符合题意;
C.摩擦力大小与接触面压力成正比,质量更小的小车对桌面压力更小,摩擦力更小,可以减小摩擦力对实验的影响,故C正确,不符合题意;
D.将小车扭转一定角度后,两个拉力不再作用在同一直线上,释放后观察小车状态,目的就是研究不在同一直线上的两个力能否平衡,故D正确,不符合题意。
故选 B。
3.(25-26八年级下·河南郑州·期中)排球被垫起过程中,球离开手后上升的运动轨迹,如图,D点为上升的最高点。已知排球的空气阻力与排球运动方向相反。则下列正确的是( )
A.排球上升过程中合力方向竖直向上
B.排球上升到C点时,若受到的力全部消失,它将静止
C.排球上升到D点时,受力平衡
D.排球上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
【答案】D
【详解】A.排球上升时运动方向向上,空气阻力与运动方向相反,因此阻力竖直向下,加上重力本身也竖直向下,故上升过程合力方向竖直向下,故A错误。
B.排球到达C点时仍保持向上运动的状态,根据牛顿第一定律,若所有力消失,排球会保持原来的运动状态,向上做匀速直线运动,不会静止,故B错误。
C.D点是最高点,排球在D点仅受重力作用,受力不平衡,故C错误。
D.上升过程中,重力和阻力方向都向下,合力大小;下落过程中运动方向向下,阻力方向向上,重力方向竖直向下,故合力大小,因此上升过程合力大于下落过程合力,故D正确。
故选 D。
4.(25-26八年级下·四川成都·期中)如图甲所示,物块放在足够长的水平桌面上,其受到的拉力和的大小随时间变化的图像如图乙和丙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丁所示。第1s时,木块受到的摩擦力大小为______N,第7s时,木块受到的合力大小是______N。
【答案】 2 4.5
【详解】[1]图中0-2s的速度始终为0,处于静止状态,说明受力平衡,第1s时,木块受到的拉力F1=3N,F2=1N;木块在水平方向上受到拉力F1、F2及摩擦力,合力为零,故摩擦力大小为
[2]由图丁可知,4s到6s物块做匀速直线运动,此时摩擦力大小为,方向水平向右。
第7s时,木块向左做减速直线运动,压力和接触面粗糙程度没变,故摩擦力大小不变。
此时它受到的合力大小是
5.(25-26八年级下·江苏扬州·期中)一架遥控无人机模型的质量为,当它悬停在空中时,无人机获得的向上升力的施力物体是______,当它匀速上升和匀速降落时,若不计空气阻力,则旋翼提供的升力是______(选填“相等”或“不相等”)的。在某次竖直匀速上升的过程中,若四个旋翼同时意外停转,则无人机模型将立即______选填(“加速下落”或“减速上升”),假设在月球表面上,该无人机模型______(选填“能”或“不能”)悬停在空中。
【答案】 空气 相等 减速上升 不能
【详解】无人机旋翼高速旋转时对空气施加向下的力,由于力的作用是相互的,所以空气对无人机施加向上的升力。
不计空气阻力,当无人机匀速上升和匀速降落时,无人机处于平衡状态,受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小等于无人机的重力,故两种情况下旋翼提供的升力相等。
匀速上升过程中,若四个旋翼同时意外停转,无人机不再受到向上的升力,只受到向下的重力,由于惯性,继续上升,速度逐渐减小,故无人机将立即减速上升。
月球表面没有空气,无人机旋翼旋转时没有受力物体,也就没有物体对旋翼施加力,即不能提供升力,故在月球表面,无人机不能悬停在空中。
6.(24-25八年级下·河南漯河·月考)如图中甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知:第2s时,物体处于___________状态,所受摩擦力大小为___________N,t=5s时,物体受到的摩擦力是___________N。
【答案】 静止 30 60
【详解】[1] 根据图丙可知,在内物体速度为0,故第2s时,物体处于静止状态。
[2] 第2s时,物体静止,受力平衡。根据图乙,此时推力。物体所受静摩擦力与推力平衡故物体所受摩擦力
[3] 根据图丙,在内物体做匀速直线运动,处于平衡状态。根据图乙,此时推力 。物体所受滑动摩擦力与推力平衡,大小为
由图丙可知,在时,物体正在运动,受到的是滑动摩擦力,物体运动时压力不变,接触面粗糙程度不变,故滑动摩擦力大小不变。故时,物体受到的摩擦力是60N。
7.(25-26八年级下·河南·月考)如图所示,承曦同学在收纳好雨伞后将其挂在一处水平平台上,雨伞静止,请画出此时雨伞受力的示意图。
【答案】
【详解】雨伞静止,雨伞受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,重力作用点画在雨伞的重心上,支持力的作用点画在接触点上,也可以画在重心上,如图所示:
8.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)某月球车在地球的总质量为150kg,某次工作时,该月球车沿平直月球表面匀速行驶,此过程中月球车所受阻力恒为其重力的0.1倍。已知月球车在月球上的重力为地球上重力的(地球上g=10N/kg)。求此过程中:
(1)将月球车从地球运至月球,其质量__________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)月球车在地球所受重力大小。
(3)该月球车所受牵引力的大小。
【答案】(1)不变
(2)1500N
(3)25N
【详解】(1)质量是物体的固有属性,不随物体的位置改变而改变,因此将月球车从地球运至月球,其质量不变。
(2)由题意得,月球车在地球的质量,地球上
根据重力公式,可得月球车在地球所受重力
(3)由题意得,月球车在月球上的重力为地球上的,故月球车在月球上的重力
已知月球车所受阻力为其在月球上所受重力的0.1倍,即
因为月球车沿平直月球表面匀速行驶,处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以
9.(25-26八年级下·江苏常州·期中)小丹选取了弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
(1)小丹应水平________拉动木块,利用________条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示的三次实验;
①分析甲、乙两次实验,可以得出:
接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越________的结论;
②分析甲、丙两次实验,可以得出:
压力相同时,接触面越________,滑动摩擦力越大的结论;
③小丹从上述实验联想到体育课上跑步时应穿鞋底花纹明显的鞋子,可用上述实验________(选填“①”或“②”)的结论进行解释;
(2)同组的小南认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在图甲所示实验的基础上,将物块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,由这个实验验证自己的猜想。这种做法是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________。
【答案】(1) 匀速直线 二力平衡 大 粗糙 ②
(2) 错误 没有控制压力不变
【详解】(1)[1][2]木块在水平面上运动时,受到弹簧测力计对木块的拉力和滑动摩擦力,只有水平匀速直线拉动木块时,木块在水平方向上才受到平衡力的作用,根据二力平衡条件可知,此时弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
[3]分析甲、乙两次实验,接触面都是木板表面,粗糙程度相同,甲中木块重10N,乙中木块重15N,乙对木板压力更大,且乙弹簧测力计示数1.5N大于甲的1N,即乙实验中受到的滑动摩擦力更大,所以可以得出:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[4]分析甲、丙两次实验,木块重力都是10N,木块对接触面压力相同,丙的接触面是棉布,接触面更粗糙,丙弹簧测力计示数1.5N大于甲的1N,即丙实验中受到的滑动摩擦力更大,所以可以得出:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
[5]体育课上跑步时应穿鞋底花纹明显的鞋子,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,对应压力相同时,改变接触面粗糙程度的实验结论,即可用上述实验②的结论进行解释。
(2)[1][2]探究“滑动摩擦力的大小与接触面的面积的关系”时,根据控制变量法可知,需要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同,改变接触面的面积。将物块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,此时改变了接触面的面积,但同时压力也变小了,即没有控制压力大小相同,所以这种做法是错误的。
10.(25-26八年级下·江苏镇江·期中)如图为探究同一直线上二力合成的实验装置,每个钩码重均为0.5N。
(1)甲、乙实验中,均将橡皮筋下端O拉至同一位置,目的是使__________相同;
(2)丙、丁图实验中,应在丁图细线上挂__________个钩码,可得出的结论是:作用于同一物体且在同一直线上方向相反的两个力的合力等于这两个力__________;
(3)如图戊所示,物体A和B的重力分别为16N和10N,不计弹簧测力计和细线的重力和一切摩擦,且物体A和B都保持静止,则地面对物体A的支持力为__________N。
【答案】(1)力的作用效果
(2) 两 之差(的差)
(3)6
【详解】(1)本实验采用等效替代法,将橡皮筋下端O拉到同一位置,目的是让分力和合力的作用效果相同。
(2)丙图中向下的总力为
向上的力为
两个力方向相反,合力大小为
因此丁图需要挂钩码的个数为个,由此可得结论:作用于同一物体、同一直线上方向相反的两个力,合力大小等于两个力的差。
(3)A竖直方向受向下的重力、向上的绳子拉力(大小等于B的重力)、地面的支持力,受力平衡,因此地面对A的支持力
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