第03讲 模块三：力与运动（二力平衡+牛顿第一定律）【八升九衔接专用】2026年八年级物理暑假培优讲义（苏科版新教材）

第03讲 模块三：力与运动（二力平衡+牛顿第一定律） 本讲定位：本模块是力学重难点，承接力的基础内容，是解释物体运动状态的核心理论，中考必考。常以选择、填空、实验、简答题形式考查，侧重概念辨析、实验探究与现象解释，易混淆知识点较多，是复习重点与难点。 核心重点：牛顿第一定律内容与理解、惯性概念及生活现象解释、二力平衡条件、平衡力与相互作用力区分、力与运动的关系。 高频易错点：误认为运动需要力维持、惯性大小判断、二力平衡条件辨析、平衡力和相互作用力混淆、物体受力与运动状态关系判断失误。 复习建议：深度理解实验推理法得出的牛顿第一定律，熟记惯性相关结论，对比区分两组易混力，结合实例多分析生活现象，理清力和运动的逻辑关系。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 复习目标 通过实验和推理认识牛顿第一定律；知道物体具有惯性，能用惯性解释生活现象；了解二力平衡的条件，能区分平衡力与相互作用力，理解力与运动的关系 物理观念 1. 掌握牛顿第一定律的内容，理解惯性的概念； 2. 熟记二力平衡四个条件，明确平衡状态的定义； 3. 理清受力情况与物体运动状态之间的对应关系。 能基于实验现象进行科学推理，辨析易混概念，区分平衡力、相互作用力，运用规律解释生活中的运动现象 科学思维 1. 理解实验 + 推理的物理研究方法； 2. 建立模型，区分两类易混淆的力； 3. 归纳总结力与运动的规律，规范简答题答题思路。 完成阻力对物体运动影响、二力平衡探究实验，掌握实验操作、现象分析与结论总结，能分析实验设计思路 科学探究 1. 掌握两个核心探究实验的器材、步骤、现象与结论； 2. 理解实验中控制变量、科学推理的应用； 3. 能分析实验优缺点与改进方案。 结合交通规则、生活实例认识惯性的利与弊，学会运用物理知识规避危险，树立安全意识 科学态度与责任 1. 认识惯性在生活中的应用与危害，了解交通安全常识； 2. 体会科学推理在物理研究中的重要价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 牛顿第一定律 （1）探究实验：阻力对物体运动的影响。实验中让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平面时初速度相同。水平面越光滑，小车受到阻力越小，滑行距离越远。 （2）研究方法：实验 + 科学推理（无法做到绝对光滑，依靠推理得出结论）。 （3）定律内容：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。 （4）核心结论：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。 2. 惯性 （1）定义：物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。牛顿第一定律也叫作惯性定律。 （2）特点：一切物体在任何情况下都具有惯性；惯性大小只由质量决定，质量越大，惯性越大，与速度、受力等因素无关。 （3）应用与防范：利用惯性跳远、拍打灰尘；防范惯性带来危害，如乘车系安全带、车辆限速等。 3．二力平衡 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态。 （2）二力平衡条件：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上（同体、等大、反向、共线）。 （3）判断方法：同时满足四个条件，物体处于平衡状态。 4．力与运动的关系 （1）物体受平衡力（合力为 0）：运动状态不改变，保持静止或匀速直线运动； （2）物体受非平衡力（合力不为 0）：运动状态发生改变（速度大小改变、运动方向改变）。 5. 平衡力与相互作用力辨析 平衡力：作用同一个物体，四个条件同时满足； 相互作用力：作用两个不同物体，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 重点难点・易错警示 误区：物体运动就一定受力，不受力就会静止；纠正：力是改变运动状态的原因，运动不需要力维持，不受力可保持匀速直线运动。 误区：物体速度越大，惯性越大；纠正：惯性只与质量有关，和运动速度、受力大小均无关。 误区：两个力大小相等、方向相反就是二力平衡；纠正：必须满足同体、等大、反向、共线四个条件，作用物体不同则为相互作用力。 误区：匀速运动的物体不受力；纠正：匀速直线运动属于平衡状态，物体受平衡力作用。 误区：惯性是一种力；纠正：惯性是物体的固有属性，不能说 “受到惯性、惯性力”，应表述为 “具有惯性”。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如图甲所示，水平向右的推力F将重为5N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙面上，墙面足够大。F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示，则（　　） A．在2~4s时间内物体所受合力为0 B．当t＝6s时，物体受到的摩擦力为8N C．物体在t＝3s时与t＝5s时受到的摩擦力大小相等 D．在2~4s时间内，物体受到的滑动摩擦力大小不变 【答案】D 【解析】A．由丙图可知，在时间内物体做加速运动，受力不平衡，所受合力不为0，故A不符合题意； B．由图象可知，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等，此时的摩擦力大小为5N，故B不符合题意； C．物体在时间内物体做加速运动，此时受到的滑动摩擦力小于物体的重力，物体受到的滑动摩擦力等于物体的重力，所以物体在时受到的摩擦力小于在时受到的摩擦力，故C不符合题意； D．由乙图可知，时，物体对墙面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力的大小不变，故D符合题意。 故选D。 思路分析：考点：运动图像（、图像）解读；二力平衡的应用；滑动摩擦力的影响因素；合力与物体运动状态的关系。 本题核心：结合图像分析物体不同时间段的运动状态，根据滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关的规律，判断摩擦力大小变化，区分平衡状态与非平衡状态下的受力特点。 关键思路：由图像判断运动状态：2~4s 物体加速运动，受力不平衡，合力不为 0；4~6s 物体匀速直线运动，处于平衡状态，竖直方向摩擦力与重力二力平衡，摩擦力等于物体重力。滑动摩擦力影响因素：接触面粗糙程度、物体对墙面的压力不变，滑动摩擦力大小始终不变。加速阶段滑动摩擦力小于重力，匀速阶段滑动摩擦力等于重力，据此对比不同时刻摩擦力大小。 做题技巧：先看图像定运动状态：静止或匀速直线运动→平衡状态（合力为 0）；变速运动→非平衡状态（合力不为 0）。滑动摩擦力只由压力和接触面粗糙程度决定，与运动速度、运动状态无关。竖直压墙类题型：匀速运动时，摩擦力大小恒等于物体重力。 典例02．在“探究二力平衡条件”的实验中： (1)如果物体在两个力的共同作用下，处于静止或______状态，这两个力就是一对平衡力。 (2)小明和小李分别采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验，你认为图______（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响。 (3)为避免更多因素对实验的影响，两位同学最终采用了如图丙所示的实验装置。他们将细线分别系在硬纸片的两端，并跨过左右支架的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使硬纸片两边拉力的方向______，通过调整______来改变拉力的大小。 (4)当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，松手后，硬纸片______（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 (5)当小明用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开时，发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明两个力必须作用在______物体上才能平衡。 【答案】(1)匀速直线运动；(2)甲 摩擦力；(3)相反 钩码个数；(4)不能；(5)同一 【解析】（1）当物体在两个力共同作用下，处于静止或匀速直线运动状态时，物体受到的力是平衡力。 （2）[1][2]甲图为滚动摩擦，乙图为滑动摩擦，因为滚动摩擦力小于滑动摩擦力，甲装置可以减小摩擦力对实验的影响，所以甲实验装置较好些。 （3）[1][2]硬纸片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小纸片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；可通过调整钩码数量，来改变拉力的大小。 （4）当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，硬纸片两端的拉力就不在一条直线上，硬纸片就会转动，说明了只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 （5）小明用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，纸片向两边运动，这说明两个力必须作用在同一物体才能平衡。 思路分析：考点：二力平衡的概念；探究二力平衡条件的实验设计、器材选择与实验评估；二力平衡四大条件（同体、等大、反向、共线）的实验验证。 本题核心：通过分组实验逐步验证二力平衡的全部条件，对比不同实验装置的优劣，理解实验操作步骤对应的实验目的。 关键思路：平衡状态定义：物体保持静止或匀速直线运动状态，此时物体受平衡力。装置对比：甲装置利用滚动摩擦，摩擦力更小，可减小摩擦对实验的干扰。实验操作分析：通过滑轮使两个拉力方向相反；增减钩码个数改变拉力大小；扭转纸片验证 “共线” 条件；剪开纸片验证 “同体” 条件。 做题技巧：二力平衡四条件速记：同体、等大、反向、共线，实验步骤均围绕这四点设计。探究实验优先选择摩擦力小的装置，减小额外阻力带来的实验误差。扭转卡片、剪开卡片是本实验经典操作，分别对应验证 “共线” 和 “同体” 两个条件。 典例03．图中一段弹簧固定在水平桌面上（图甲），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（图乙），用竖直向下的力F压小球至图丙的位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（图丁），不计空气阻力的影响。从撤去力F开始，到小球第一次运动到A点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．整个过程中，小球受到的合力越来越小 B．小球离开弹簧时，受到的合力最小 C．小球离开弹簧前，速度先增加后减小 D．小球在A点时，处于平衡状态 【答案】C 【解析】A．由题意知，乙图小球受到的重力等于弹簧的弹力；当将小球压至丙图时，弹力大于重力，从撤去力F开始，弹簧弹力大于小球重力，合力方向向上，小球向上加速运动。随着小球上升，弹簧形变减小，弹力减小，合力逐渐减小。 当弹簧弹力等于重力时，合力为0。 之后小球继续上升，弹簧弹力小于重力，合力方向向下，且随着弹簧弹力继续减小，合力逐渐增大。所以整个过程中，小球受到的合力先变小后变大，故A错误； B．当弹簧弹力等于重力时，小球受到的合力为0，此时合力最小。而小球离开弹簧时，弹力消失，小球只受重力，合力不为0，所以小球离开弹簧时，受到的合力不是最小的，故B错误； C．撤去力F后，弹簧弹力大于重力，小球向上加速运动。随着弹簧形变减小，弹力减小，当弹力等于重力时，速度达到最大。 之后弹力小于重力，小球向上做减速运动，所以小球离开弹簧前，速度先增加后减小，故C正确； D．小球到达A点时速度为0，但此时小球只受重力，受力不平衡，不是处于平衡状态，故D错误。 故选C。 思路分析：考点：受力分析与合力变化判断；力与运动的关系；平衡状态的判断；弹力、重力共同作用下物体的运动分析。 本题核心：分析小球上升全过程中弹力、重力的大小变化，结合合力方向判断物体速度变化，明确平衡状态的判定标准。 关键思路：撤去压力后，初始阶段弹簧弹力大于重力，合力向上，小球加速上升；随着弹簧形变减小，弹力逐渐变小。当弹力与重力大小相等时，合力为 0，此时速度达到最大值；继续上升，弹力小于重力，合力向下，小球开始减速。小球离开弹簧后只受重力，合力恒定；运动到最高点 A 时，速度为 0，但只受重力，受力不平衡。全程合力变化：先减小至 0，再逐渐增大。 做题技巧：弹力 + 重力组合题型：合力为 0 的位置是速度最大的临界点。物体速度为 0≠平衡状态，判断平衡状态只看受力是否平衡，与速度大小无关。弹簧恢复原长后，弹力消失，物体仅受重力，运动状态持续改变。 六、基础过关精练 1．安全是生命和健康的基本保障。如图是一些安全警示标志，其中不需要应用惯性知识解释的是（     ） A．请系好安全带 B．当心绊倒 C．当心夹手 D．注意保持车距 【答案】C 【解析】A．乘车时系好安全带，可防止突然刹车时，由于惯性带来的危害，故A不符合题意； B．当心绊倒，是防止脚底下被绊住时，由于人的惯性带来的危害，人容易向前摔倒，此安全警示标志应用了惯性知识，故B不符合题意； C．当心夹手说明力可以改变物体的形状，使人受伤，不需要应用惯性知识解释，故C符合题意； D．保持车距的目的是防止前面的车刹车时，后面的车由于惯性仍向前运动，如果距离过近，容易撞上前面的车，与惯性有关，故D不符合题意。 故选C。 2．如图所示，是正在竖直上升的排球。已知排球的重力为，所受的空气阻力为，则此时排球所受的合力的方向和大小为（　　） A．竖直向下， B．竖直向上， C．竖直向下， D．竖直向上， 【答案】A 【解析】排球在竖直上升的过程中，重力竖直向下，阻力方向也是竖直向下，所以，合力方向竖直向下。故选A。 3．宇宙飞船在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速降落,则在飞行过程中宇宙飞船上的火箭应向哪个方向喷气（    ） A．竖直向下喷气 B．沿直线向下喷气 C．沿直线向上喷气 D．与直线成一角度斜向下喷气 【答案】A 【解析】宇宙飞船沿直线匀速降落，处于平衡状态，合力为0。飞船始终受到月球竖直向下的重力，因此火箭的推力必须竖直向上才能平衡重力。 根据力的作用是相互的，火箭要获得竖直向上的推力，需要竖直向下喷气。 故选A。 4．下列说法正确的是（     ） A．一切物体都有惯性 B．惯性是一种力 C．力是维持物体运动的原因 D．静止的物体没有惯性 【答案】A 【解析】AD．惯性是物体本身的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性，无论静止还是运动都具有惯性，故A正确，D错误； B．惯性是物体的固有属性，不是力，不能表述为“受到惯性作用”，故B错误； C．力是改变物体运动状态的原因，物体运动不需要力维持，故C错误。 故选A。 5．如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，某同学每次都让小车从斜面上固定位置由静止开始下滑，是为了使小车到达水平面的________相同；实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。若小车在水平面上运动时不受阻力，小车将做________。 【答案】 初速度 小车在水平面上运动的距离 匀速直线运动 【解析】小车从斜面同一高度由静止下滑，到达水平面时初速度大小相等；阻力无法直接观测，阻力越小，小车滑行距离越远，因此通过小车滑行的距离长短反映阻力对运动的影响；水平面阻力越小，小车滑行越远，由此推理，小车不受任何阻力时，速度保持不变，做匀速直线运动。 6．如图是同学们在综合实践活动中发射水火箭的情景。向瓶内打气后发射，水火箭向下高速喷水，火箭便向斜上方飞起，这说明力可以改变物体的___________。使火箭上升的施力物体是___________（选填“水”或“空气”）；火箭在飞行过程中运动状态___________（选填“改变”或“不变”） 【答案】 运动状态 水 改变 【解析】水火箭由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态； 火箭向上飞是因为受到反作用力，这个力是喷出的水对火箭的作用力，所以施力物体是水； 火箭在飞行过程中速度方向、大小都在变化，所以运动状态改变。 7．小明学习了“力与运动的关系”后，绘制了部分知识的思维导图，如图所示，请写出其中的空缺内容： （1）________；（2）________；（3）________。 【答案】 平衡 改变 直线运动 【解析】物体受力情况分为不受力、受平衡力、受力不平衡三类，不受力和受平衡力的共同效果都是运动状态不变。 当物体受力不平衡时，物体的运动状态会发生改变。 匀速直线运动和变速直线运动都属于直线运动。 8．物理书放在书桌上，书受到支持力，这个支持力是由____的形变产生的（“书”或“桌面”）。在扔铅球比赛中，抛出手后的铅球在空中运动轨迹如图所示，铅球离开手后仍能前进，是因为铅球具有____，上升过程中受到的重力方向是____，若铅球上升到A点时，受到的外力全部消失，铅球将会____。铅球落地时将地面砸出了一个小坑，说明力可以使____。 【答案】 桌面 惯性 竖直向下 做匀速直线运动 物体发生形变 【解析】弹力是由施力物体的形变产生的。书受到的支持力，施力物体是桌面，因此这个力是由桌面的形变产生的。 铅球离开手后，不再受手的推力，但仍能继续运动，是因为铅球具有惯性，要保持原来的运动状态。 重力的方向始终是竖直向下，和物体的运动状态无关，因此上升过程重力方向也为竖直向下。 铅球运动到最高点A时，受到的外力全部消失，铅球会保持这个运动状态，即保持A点时的速度大小和方向做匀速直线运动。 铅球落地砸出小坑，地面的形状发生了改变，说明力可以使物体发生形变。 9．在“探究二力平衡的条件”活动中，某小组设计了如图所示甲、乙两种实验方案。 (1)实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块处于静止状态；此时木块在水平方向上受到两个力的作用，这两个力是______的（选填“平衡”或“不平衡”）。接下来小明在左盘中增加一个质量很小的砝码，发现木块仍然处于静止状态，产生这一现象的原因可能是______； (2)相对于甲方案，乙方案选择轻质小卡片的优点是______； (3)小明将系于轻质小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或“相反”），并通过调整______来改变拉力的大小；当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在______才能平衡。 【答案】(1)平衡 木块和桌面存在摩擦力；(2)可避免水平方向的摩擦力对实验的干扰；(3)相反 钩码个数 同一条直线上 【解析】（1）当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块处于静止状态，水平方向上受到两个盘对它的拉力，大小相等，方向相反，是一对平衡力。 当在左盘中增加一个质量很小的砝码，左盘对木块的拉力大于右盘对木块的拉力，此时木块仍然处于静止状态，木块有向左运动的趋势，则木块和桌面之间产生了向右的摩擦力，向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力，所以木块仍然处于静止状态。 （2）甲方案中木块与桌面间的摩擦力会影响实验结果，乙方案的轻质小卡片悬浮，与桌面无接触，因此可以避免水平方向摩擦力对实验的干扰。 （3）小卡片左侧的钩码对其施加向左的拉力，右侧的钩码对其施加向右的拉力。两个拉力方向相反。 由于是钩码的重力提供了拉力，并且钩码大小相同，所以改变钩码个数即可调整拉力的大小。 将卡片转过一个角度后，两个力不在同一直线上，卡片无法平衡，转动后恢复到两个力共线的位置才静止，说明二力平衡需要两个力作用在同一直线上。 10．小涛利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： a、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，将棉布铺在斜面和木板上，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)以上操作中错误的一次是 ____（选填“a”、“b”或“c”）； (2)对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越___，速度减小的越____； (3)纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将____； (4)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：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时____相等； (5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力____（“是”或“不是”）一对平衡力； (6)实验中，小车仅在木板表面运动时冲出了木板，____（选填“需要”或“不需要”）重做本实验以获取可靠的证据。 【答案】(1)b；(2)长 慢；(3)做匀速直线运动；(4)速度；(5)不是；(6)不需要 【解析】（1）为了使小车到达水平面时的速度相等，应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑；在b步骤中，因为在斜面上铺上棉布改变了斜面的粗糙程度，就不能保证小车到达水平面时的初速度相同了，故错误的操作是b。 （2）对比甲和丙看到的现象是：木板的表面最光滑，小车在木板表面受到阻力最小，运动的距离最长，说明小车受到的阻力越小，通过的距离越长，速度减小的越慢。 （3）由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越长，速度减小得越慢．由此可以推知：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它的速度将不变，小车将做匀速直线运动。 （4）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速度相等。 （5）小车受到的重力受力物体是小车，小车对水平面的压力受力物体是水平面，故它们不是一对平衡力。 （6）小车仅在木板表面运动时冲出了木板，同样能说明：木板的表面最光滑，小车在木板表面受到阻力最小，运动的距离最长，也可以得到相同的结论，故不需要重做本实验。 11．设计师从蚂蚁身上得到启示，设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。 (1)若这款车质量为450 kg，驾驶员质量为60 kg，车和人的总重力多少？ (2)若摩擦力是总重力的0.1倍，这款车在水平公路上匀速直线行驶，此车受到的牵引力是多少？ 【答案】(1)5100 N；(2)510 N 【解析】（1）车和人的总质量 根据重力计算公式（），得总重力 （2）匀速行驶时车受到的摩擦力 车在水平公路上做匀速直线运动，水平方向的牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此牵引力 12．生活中处处有物理，利用一瓶矿泉水，我们可以探究很多物理问题： （1）如图（a）所示，没有启封的矿泉水瓶里所装水的重为______N； （2）小明将矿泉水瓶按如图（b）A、B两种方式放置，用手推A的上部，瓶会倾倒，而推A的下部，瓶会滑动，这表明力的作用效果跟力的______有关。分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下，______； （3）如图（c）所示，小明用力捏矿泉水瓶，瓶身变瘪了，这说明力能使物体发生______； （4）小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水瓶静止不动，如图（d）所示，则矿泉水瓶受到的摩擦力为______N，他喝掉一半后竖直握着不动，瓶子受到的摩擦力______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）5.5；（2）作用点 见解析；（3）形变；（4）6 变小 【解析】（1）[1]由题意可知，没有启封的矿泉水瓶里所装水的体积为V=550mL=550cm3 则水的质量为m=ρV=1g/cm3×550cm3=550g=0.55kg 水的重力为G=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N （2）[2]对比两次实验可知，当力的作用点不同时，力对水瓶产生的作用效果也不同，说明力的作用效果与力的作用点有关。 [3]A的放置方式是平面跟水平面接触，受到的摩擦力为滑动摩擦力，B方式是圆柱面于水平面接触，受到的摩擦力是滚动摩擦力，同样吹动水瓶，B方式更容易被吹动，说明在相同条件下，滚动摩擦力小于滑动摩擦力。 （3）[4]用力捏矿泉水瓶，水瓶在力的作用下形状发生了改变，说明力能使物体发生形变。 （4）[5]如图所示，矿泉水瓶处于静止状态，在竖直方向上只受到重力和手对它的静摩擦力，因为是静止状态，所以受力平衡，重力和静摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以矿泉水瓶受到的摩擦力为6N。 [6]喝掉一半后竖直握着不动，矿泉水瓶还是处于静止状态，竖直方向上依然是受力平衡，只受到重力和静摩擦力，大小相等，因为喝掉了一半水，重力减小，所以受到的摩擦力也减小。 七、拔高培优专练 1．如图所示，小华推着购物车在水平地面上向右做匀速直线运动，车篮底部是水平的，里面放着一箱牛奶。下列说法正确的是（     ） A．牛奶箱受到的重力和支持力是一对相互作用力 B．牛奶箱受到重力、支持力和摩擦力的作用 C．购物车受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力 D．牛奶箱对车的压力与牛奶箱受到的支持力是一对相互作用力 【答案】D 【解析】A．牛奶箱受到的重力和支持力都作用在牛奶箱上，是一对平衡力，不是相互作用力，故A错误； B．牛奶箱随购物车匀速运动，水平方向没有相对运动或相对运动趋势，不受摩擦力，只受重力和支持力，故B错误； C．地面对购物车的支持力大小等于购物车和牛奶箱受到的总重力，大于购物车自身的重力，购物车受到的重力与地面对车的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误； D．牛奶箱对车的压力，和车对牛奶箱的支持力，方向相反、共线、作用在两个物体上，性质相同，且同时产生，是一对相互作用力，故D正确。 故选D。 2．如图所示，小明在对我国现代桥梁构造进行调查时发现，桥梁都设计有合理的排水坡度，以防止桥面积水，影响行车安全。下列对这一设计及作用描述错误的是（    ） A．同一辆汽车先后通过湿滑桥面和干燥桥面，通过干燥桥面时的惯性大 B．路面上有积水时，高速行驶的车辆从刹车到停止，通过的距离比通过干燥路面时的距离长 C．雨天时，雨水从竖直的排水通道向下流动的速度越来越快，是因为雨水所受重力大于其所受阻力 D．汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时（不计空气阻力），汽车的牵引力与地面对汽车的摩擦力相互平衡 【答案】A 【解析】A．惯性的大小只与物体的质量有关，同一辆汽车其质量相同，故惯性的大小相同，故A错误； B．路面上有积水时，接触面较光滑，摩擦力较小，故刹车时通过的距离比通过干燥路面时的距离长，故B正确； C．雨水从排水通道向下流动时，雨水所受重力大于其所受阻力，雨水所受合力向下，故雨水向下流动的速度越来越快，故C正确； D．汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时（不计空气阻力），汽车处于平衡状态，故牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，故D正确。 本题选择描述错误的，故选A。 3．甲、乙两小车通过细线分别固定一氢气球，小车静止时如图所示。当小车向左突然启动时，下列说法正确的是（   ） A．甲、乙两车中氢气球均向左偏离竖直方向 B．甲、乙两车中氢气球均向右偏离竖直方向 C．甲车中氢气球向左偏离竖直方向，乙车中氢气球向右偏离竖直方向 D．甲车中氢气球向右偏离竖直方向，乙车中氢气球向左偏离竖直方向 【答案】C 【解析】甲车分析：当小车向左启动时，车内空气相对于车向右移，氢气球会被空气推向左侧，即向左偏离竖直方向。 乙车分析：当小车向左启动时，氢气球会被空气推向右侧，即向右偏离竖直方向。 故选C。 4．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 【解析】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。 5．当质量分布均匀的机器人尝试做如图所示的三个动作时，理论上动作________（选填“A”“B” 或“C”）是无法保持平衡的，因为机器人所受支持力和重力没有作用在______上，在图B中画出机器人所受力的示意图________。    【答案】A 同一直线    【解析】物体保持静止平衡时，竖直方向的重力和支持力需要满足二力平衡条件，二力平衡要求两个力作用在同一直线上。 B、C两个动作中，机器人整体重心的竖直线都落在支撑点/支撑面范围内，重力和支持力共线，可以保持平衡；A动作中，机器人重心不在支撑脚的竖直线上，重力和支持力不共线，因此无法保持平衡。 机器人B受到重力和手的支持力，重心大致在其躯干位置，在重心上画竖直向下的带箭头线段，标记重力G；画竖直向上的带箭头线段，标记支持力，两个力的作用线长度相等方向相反，作用在重心。据此作图。 6．立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员下跨后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。据图可知，该运动员受到的重力为________ N；t1﹣t3时刻物体的速度变化情况是_______ ；他在t2时刻受到的合力为________ N。 【答案】 增大 【解析】[1]运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态（图中这段时间），其受力平衡，重力和支持力平衡，二力的大小相等，则由图像可知运动员的重力 [2]运动员受到地面的支持力方向向上，运动员的重力方向向下；由图像知道，内，，运动员所受合力向上，运动员向上加速运动，其速度增大。内，，运动员所受合力向上，运动员继续向上加速运动，其速度增大。所以过程，运动员的速度一直增大。 [3]他在时刻受到的合力 7．某同学在科技馆参观时发现这样一个展品，在水平轨道上有一列小火车，车厢顶部有两个孔P和Q，小火车在轨道上沿直线匀速运动，如图所示，当小火车即将经过“n”型框架的下方时，从P孔中竖直向上弹出一个小球。不计小球受到的空气阻力，小球的落点是方向_____（P/Q），是因为_______ （小球/小火车）具有惯性，若在小球从P孔弹出的同时，火车突然向前加速，则小球的落点是_________ （P孔/P孔前方/P孔后方）。 【答案】 P 小球 P孔后方 【解析】小火车在轨道上沿直线匀速运动，从P孔中竖直向上弹出一个小球，因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，所以小球最终能落回P孔； 在小球弹出的同时，火车突然加速运动，火车的速度大于小球的速度，小球由于具有惯性将落到P孔后方。 8．小丽为了“探究阻力对物体运动的影响”，设计了如图所示的斜面实验，在水平面依次铺毛巾、棉布、木板。 (1)请在图中画出小车在毛巾表面运动时所受摩擦力的示意图_______。小车在毛巾表面运动的全过程中速度的变化量 _______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动的全过程中速度的变化量； (2)改变水平面的粗糙程度的目的是_________，通过___________反映阻力对物体运动的影响； (3)若实验中发现最后一次小车会从较光滑的木板右端掉落，小丽________ （选填“需要”或“不需要”）更换更长的木板重新实验； (4)由以上实验推理可知：若水平面光滑，则运动的小车会在水平面上做 ___________。 【答案】(1) 等于；(2)改变阻力大小 小车运动的距离；(3)不需要；(4)匀速直线运动 【解析】（1）摩擦力阻碍物体相对运动，小车向右运动，因此摩擦力方向水平向左。据此作图。 本实验中每次小车从同一斜面滑下，到达水平面时初速度相同，最终小车都静止，末速度都为0，因此全过程的速度变化量大小相等。 （2）水平面粗糙程度不同，对小车的阻力大小不同，因此改变粗糙程度的目的是改变阻力；实验采用转换法，通过小车在水平面滑行的距离，反映阻力对物体运动的影响。 （3）小车从木板右端滑落，已经能说明“阻力越小，小车滑行距离越远”的规律，可直接进行推理，不需要更换更长木板重新实验。 （4）根据实验推理：若水平面绝对光滑，运动的小车不受阻力，速度不会减小，会在水平面上保持原来的速度做匀速直线运动。 9．小红在厨房帮忙时发现，当食用油从壶中倒出时，总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来；而调味酒粘在杯壁上时间较少。小红联想到生活中的一个现象：让一摞整齐的纸从斜面滑下，如图甲，纸张变得不齐了，这是由于纸张之间有摩擦造成的。 小红查阅了相关资料得知，液体在容器中流动时，液体也可以看作是由许多片液层组成的，如图乙，各片层之间也存在着摩擦，产生液体内部的阻力，这就是液体的粘滞性。 (1)液体的粘滞性与哪些因素有关？她提出了以下的猜想： 猜想1：与液体的种类有关；猜想2：与细管的直径有关；猜想3：与细管两端的压强差有关。 她选取了长度相同的细管来研究液体的粘滞性，做了如下实验。在温度相同的情况下得1s内通过细管的液体体积如下： 实验次数 液体种类 细管半径/mm 细管两端压强差 通过细管的液体体积/mm3 1 水 1 P 100 2 油 1 P 2 3 水 2 P 1600 4 油 2 P 32 5 水 3 P 8100 6 水 1 2P 200 a．根据数据表格可知，在相同条件下，通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积，这说明不同液体的粘滞性不同，我们用液体的粘滞系数η表示，则η水_____η油。 b．分析表中______两组数据可以得到结论，液体的粘滞性与液体的种类有关。 c．分析上表1、3两组数据可以得到结论：同种液体，当______一定时，细管半径越大通过细管液体的体积越大。在小红用油做的实验中，若细管半径是3mm，1s内通过细管的油的体积是40.5 mm3，则细管两端的压强差是_______。 (2)蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如下表所示。 温度t/（℃） 10 15 20 25 30 35 40 粘滞系数η/（Pa・s） 2.42 1.51 0.95 0.62 0.45 0.31 0.23 分析表格中数据可以看出流体的温度越高，粘滞系数______。 (3)由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力，在一般情况下，半径为R的小球以速度v运动时，所受的流体阻力可用公式f=6 π ηRv表示。因此，小球在流体中运动时，速度越大，受到的阻力______。现将一个一定质量的玻璃球从油面处由静止释放后（油的深度足够深），玻璃小球在油中向下沿直线运动，其速度变化情况是_______。 【答案】(1)小于 1和2/3和4 细管两端压强差 0.25P；(2)越小；(3)越大 先加速后匀速 【解析】（1）由表中1、2两组或3、4两组数据可知，细管的半径和细管两端的压强差都相同时，通过细管的水的体积比油的体积大，说明水的粘滞性更小，即水的粘滞系数小，所以η水小于η油； 要探究液体的粘滞性与液体种类有关，需要控制细管半径、细管两端压强差相同，只改变液体的种类，故可选1和2或3和4两组实验； 设细管两端压强差为A，细管半径为Bmm，液体体积为，由 1、3两实验知，液体为水时、压强差不变，半径r变为2倍，体积V变为16倍，可得出关系式     由2、4两实验知，液体为油时、压强差不变，半径r变为2倍，体积V变为16倍，可得出关系式 当半径为3mm时，1s内通过细管的油的体积为，代入关系式可得 （2）由表格数据可知，温度升高，粘滞系数数值不断减小。 （3）由公式可知，v越大阻力越大，初始下落时，向下加速，直到，受力平衡后，匀速下落。 10．某品牌太阳能汽车如图所示，通过电池板收集太阳能，玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活。（g取10N/kg）（ρ碳纤维=1.6×103kg/m3）求： (1)车身全部采取碳纤维制作时，该车车身质量为600kg，则其车身体积为多少； (2)当其正常在图示路面匀速行驶时，不计空气阻力，所受路面阻力为车总重的0.15倍，已知该车其余部分质量300kg，则当其在该路面匀速直线行驶时，牵引力是多少； (3)若某时刻汽车水平向左行驶时牵引力为1000N，求水平方向合力大小和方向。 【答案】(1)；(2)；(3)合力大小，方向水平向右 【解析】（1）车身质量，碳纤维密度，由可知，车身体积为 （2）汽车总质量 汽车总重力 路面阻力 汽车匀速直线行驶，处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，因此 （3）阻力大小由压力大小和接触面粗糙程度决定，汽车总重不变，接触面粗糙程度不变，因此阻力大小不变，仍为，方向水平向右（与汽车运动方向相反）；已知牵引力，方向水平向左，两个力方向相反，合力大小为 合力方向与较大的力方向一致，因此合力方向水平向右。 11．如图甲，有一辆质量为的小车，在水平路面上运动时受到的阻力是车重的倍，（已知）。问： (1)小车受到的重力是多少； (2)小车在受到向前的牵引力作用下做匀速直线运动，在乙图中画出此时小车的受力示意图，并计算出牵引力的大小； (3)当小车受到向前的牵引力是时，小车受到的合力是多大？ 【答案】(1)4000 N；(2)200 N；(3)20 N 【解析】（1）小车受到的重力为          （2）小车匀速直线行驶时，受力平衡，牵引力F牵引力等于阻力，阻力为车重的倍，所以牵引力         小车水平方向上受到重力、支持力作用，水平方向上受到摩擦力和牵引力作用，匀速直线运动时，受力平衡，牵引力F牵引力等于阻力，支持力F支持力等于重力G，据此作图                          （3）当小车受到的牵引力是时，阻力仍为，且方向与牵引力相反， 故小车受到的合力为 12．阅读下列两则短文后回答下列问题： 物体的惯性 一辆空车和一辆装满货物的车（两车的型号一样），在相同牵引力的作用下由静止开始运动。空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变：装满货物的车质量大，要在较长的时间内才能达到相同的速度。运动状态难改变。质量小的物体。运动状态容易改变，我们说它的惯性小；质量大的物体，运动状态难改变，我们说它的惯性大。 惯性的大小在实际生活中经常要考虑到。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量来减小物体的惯性；相反，当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该尽可能增大物体的质量来增大物体的惯性。 汽车安全带 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助如图乙所示的弹簧，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 (1)阅读上述文章可以得到的结论是：物体的惯性与物体的________有关； (2)歼击机在战斗前要抛掉副油箱，是为了通过减小飞机的________来减小飞机的________； (3)发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是________； A． B． C． D． (4)下列说法正确的是________。 A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用 C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 【答案】(1)质量；(2)质量 惯性；(3)B；(4)D 【解析】（1）根据材料内容，文中明确说明质量小的物体惯性小，质量大的物体惯性大，因此可得物体的惯性大小与物体的质量有关。 （2）根据文中得到的惯性与质量的关系，歼击机战斗前抛掉副油箱，是通过减小飞机的质量，来减小飞机的惯性，使自身运动状态更容易改变，提升灵活性。 （3）结合材料描述：碰撞前汽车正常行驶，安全带原本就有一定拉力，初始拉力不为0；碰撞发生时，人由于惯性向前运动，安全带拉力迅速增大；冲击力峰值过去后，安全带适当放松，拉力有所减小，最终锁止卷轴，保持稳定拉力，拉力不会降为0。只有B选项的图像符合这个变化规律，因此选B。 （4）A. 汽车突然拐弯属于车辆行驶状态急剧变化，安全带会锁止，不能自由伸缩，故A错误； B. 汽车突然启动时，人由于惯性向后倾倒，只有紧急刹车/碰撞时人向前冲，安全带才起到保护作用，故B错误； C.安全带系得过松，无法在碰撞时及时约束乘员，起不到保护作用，因此不能系得太松，故C错误； D. 快速拉安全带时，卷收器的敏感元件会触发锁止机构锁住卷轴，因此安全带不能被拉动，故D正确。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 模块三：力与运动（二力平衡+牛顿第一定律） 本讲定位：本模块是力学重难点，承接力的基础内容，是解释物体运动状态的核心理论，中考必考。常以选择、填空、实验、简答题形式考查，侧重概念辨析、实验探究与现象解释，易混淆知识点较多，是复习重点与难点。 核心重点：牛顿第一定律内容与理解、惯性概念及生活现象解释、二力平衡条件、平衡力与相互作用力区分、力与运动的关系。 高频易错点：误认为运动需要力维持、惯性大小判断、二力平衡条件辨析、平衡力和相互作用力混淆、物体受力与运动状态关系判断失误。 复习建议：深度理解实验推理法得出的牛顿第一定律，熟记惯性相关结论，对比区分两组易混力，结合实例多分析生活现象，理清力和运动的逻辑关系。 本讲内容导航 一、课标要求・素养目标 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 四、重点难点・易错警示 五、典例精讲・思路分析 六、基础过关精练 七、拔高培优专练 一、课标要求・素养目标 课程标准 核心素养维度 复习目标 通过实验和推理认识牛顿第一定律；知道物体具有惯性，能用惯性解释生活现象；了解二力平衡的条件，能区分平衡力与相互作用力，理解力与运动的关系 物理观念 1. 掌握牛顿第一定律的内容，理解惯性的概念； 2. 熟记二力平衡四个条件，明确平衡状态的定义； 3. 理清受力情况与物体运动状态之间的对应关系。 能基于实验现象进行科学推理，辨析易混概念，区分平衡力、相互作用力，运用规律解释生活中的运动现象 科学思维 1. 理解实验 + 推理的物理研究方法； 2. 建立模型，区分两类易混淆的力； 3. 归纳总结力与运动的规律，规范简答题答题思路。 完成阻力对物体运动影响、二力平衡探究实验，掌握实验操作、现象分析与结论总结，能分析实验设计思路 科学探究 1. 掌握两个核心探究实验的器材、步骤、现象与结论； 2. 理解实验中控制变量、科学推理的应用； 3. 能分析实验优缺点与改进方案。 结合交通规则、生活实例认识惯性的利与弊，学会运用物理知识规避危险，树立安全意识 科学态度与责任 1. 认识惯性在生活中的应用与危害，了解交通安全常识； 2. 体会科学推理在物理研究中的重要价值。 二、思维导图 三、知识梳理・核心考点 1. 牛顿第一定律 （1）探究实验：阻力对物体运动的影响。实验中让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平面时初速度相同。水平面越光滑，小车受到阻力越小，滑行距离越远。 （2）研究方法：实验 + 科学推理（无法做到绝对光滑，依靠推理得出结论）。 （3）定律内容：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。 （4）核心结论：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。 2. 惯性 （1）定义：物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。牛顿第一定律也叫作惯性定律。 （2）特点：一切物体在任何情况下都具有惯性；惯性大小只由质量决定，质量越大，惯性越大，与速度、受力等因素无关。 （3）应用与防范：利用惯性跳远、拍打灰尘；防范惯性带来危害，如乘车系安全带、车辆限速等。 3．二力平衡 （1）平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动状态，称为平衡状态。 （2）二力平衡条件：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上（同体、等大、反向、共线）。 （3）判断方法：同时满足四个条件，物体处于平衡状态。 4．力与运动的关系 （1）物体受平衡力（合力为 0）：运动状态不改变，保持静止或匀速直线运动； （2）物体受非平衡力（合力不为 0）：运动状态发生改变（速度大小改变、运动方向改变）。 5. 平衡力与相互作用力辨析 平衡力：作用同一个物体，四个条件同时满足； 相互作用力：作用两个不同物体，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 重点难点・易错警示 误区：物体运动就一定受力，不受力就会静止；纠正：力是改变运动状态的原因，运动不需要力维持，不受力可保持匀速直线运动。 误区：物体速度越大，惯性越大；纠正：惯性只与质量有关，和运动速度、受力大小均无关。 误区：两个力大小相等、方向相反就是二力平衡；纠正：必须满足同体、等大、反向、共线四个条件，作用物体不同则为相互作用力。 误区：匀速运动的物体不受力；纠正：匀速直线运动属于平衡状态，物体受平衡力作用。 误区：惯性是一种力；纠正：惯性是物体的固有属性，不能说 “受到惯性、惯性力”，应表述为 “具有惯性”。 五、典例精讲・思路分析 典例01．如图甲所示，水平向右的推力F将重为5N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙面上，墙面足够大。F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示，则（　　） A．在2~4s时间内物体所受合力为0 B．当t＝6s时，物体受到的摩擦力为8N C．物体在t＝3s时与t＝5s时受到的摩擦力大小相等 D．在2~4s时间内，物体受到的滑动摩擦力大小不变 思路分析：考点：运动图像（、图像）解读；二力平衡的应用；滑动摩擦力的影响因素；合力与物体运动状态的关系。 本题核心：结合图像分析物体不同时间段的运动状态，根据滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙程度有关的规律，判断摩擦力大小变化，区分平衡状态与非平衡状态下的受力特点。 关键思路：由图像判断运动状态：2~4s 物体加速运动，受力不平衡，合力不为 0；4~6s 物体匀速直线运动，处于平衡状态，竖直方向摩擦力与重力二力平衡，摩擦力等于物体重力。滑动摩擦力影响因素：接触面粗糙程度、物体对墙面的压力不变，滑动摩擦力大小始终不变。加速阶段滑动摩擦力小于重力，匀速阶段滑动摩擦力等于重力，据此对比不同时刻摩擦力大小。 做题技巧：先看图像定运动状态：静止或匀速直线运动→平衡状态（合力为 0）；变速运动→非平衡状态（合力不为 0）。滑动摩擦力只由压力和接触面粗糙程度决定，与运动速度、运动状态无关。竖直压墙类题型：匀速运动时，摩擦力大小恒等于物体重力。 典例02．在“探究二力平衡条件”的实验中： (1)如果物体在两个力的共同作用下，处于静止或______状态，这两个力就是一对平衡力。 (2)小明和小李分别采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验，你认为图______（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小了______对实验的影响。 (3)为避免更多因素对实验的影响，两位同学最终采用了如图丙所示的实验装置。他们将细线分别系在硬纸片的两端，并跨过左右支架的滑轮，在细线的两端挂上钩码，使硬纸片两边拉力的方向______，通过调整______来改变拉力的大小。 (4)当硬纸片平衡时，将硬纸片转过一定角度，松手后，硬纸片______（选填“能”或“不能”）平衡。此步骤是为了验证只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。 (5)当小明用剪刀将处于平衡状态的硬纸片从中间剪开时，发现硬纸片分开后向相反的方向运动。这说明两个力必须作用在______物体上才能平衡。 思路分析：考点：二力平衡的概念；探究二力平衡条件的实验设计、器材选择与实验评估；二力平衡四大条件（同体、等大、反向、共线）的实验验证。 本题核心：通过分组实验逐步验证二力平衡的全部条件，对比不同实验装置的优劣，理解实验操作步骤对应的实验目的。 关键思路：平衡状态定义：物体保持静止或匀速直线运动状态，此时物体受平衡力。装置对比：甲装置利用滚动摩擦，摩擦力更小，可减小摩擦对实验的干扰。实验操作分析：通过滑轮使两个拉力方向相反；增减钩码个数改变拉力大小；扭转纸片验证 “共线” 条件；剪开纸片验证 “同体” 条件。 做题技巧：二力平衡四条件速记：同体、等大、反向、共线，实验步骤均围绕这四点设计。探究实验优先选择摩擦力小的装置，减小额外阻力带来的实验误差。扭转卡片、剪开卡片是本实验经典操作，分别对应验证 “共线” 和 “同体” 两个条件。 典例03．图中一段弹簧固定在水平桌面上（图甲），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（图乙），用竖直向下的力F压小球至图丙的位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（图丁），不计空气阻力的影响。从撤去力F开始，到小球第一次运动到A点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．整个过程中，小球受到的合力越来越小 B．小球离开弹簧时，受到的合力最小 C．小球离开弹簧前，速度先增加后减小 D．小球在A点时，处于平衡状态 思路分析：考点：受力分析与合力变化判断；力与运动的关系；平衡状态的判断；弹力、重力共同作用下物体的运动分析。 本题核心：分析小球上升全过程中弹力、重力的大小变化，结合合力方向判断物体速度变化，明确平衡状态的判定标准。 关键思路：撤去压力后，初始阶段弹簧弹力大于重力，合力向上，小球加速上升；随着弹簧形变减小，弹力逐渐变小。当弹力与重力大小相等时，合力为 0，此时速度达到最大值；继续上升，弹力小于重力，合力向下，小球开始减速。小球离开弹簧后只受重力，合力恒定；运动到最高点 A 时，速度为 0，但只受重力，受力不平衡。全程合力变化：先减小至 0，再逐渐增大。 做题技巧：弹力 + 重力组合题型：合力为 0 的位置是速度最大的临界点。物体速度为 0≠平衡状态，判断平衡状态只看受力是否平衡，与速度大小无关。弹簧恢复原长后，弹力消失，物体仅受重力，运动状态持续改变。 六、基础过关精练 1．安全是生命和健康的基本保障。如图是一些安全警示标志，其中不需要应用惯性知识解释的是（     ） A．请系好安全带 B．当心绊倒 C．当心夹手 D．注意保持车距 2．如图所示，是正在竖直上升的排球。已知排球的重力为，所受的空气阻力为，则此时排球所受的合力的方向和大小为（　　） A．竖直向下， B．竖直向上， C．竖直向下， D．竖直向上， 3．宇宙飞船在月球表面上空要沿如图所示的直线匀速降落,则在飞行过程中宇宙飞船上的火箭应向哪个方向喷气（    ） A．竖直向下喷气 B．沿直线向下喷气 C．沿直线向上喷气 D．与直线成一角度斜向下喷气 4．下列说法正确的是（     ） A．一切物体都有惯性 B．惯性是一种力 C．力是维持物体运动的原因 D．静止的物体没有惯性 5．如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，某同学每次都让小车从斜面上固定位置由静止开始下滑，是为了使小车到达水平面的________相同；实验通过观察________来反映阻力对物体运动的影响。若小车在水平面上运动时不受阻力，小车将做________。 6．如图是同学们在综合实践活动中发射水火箭的情景。向瓶内打气后发射，水火箭向下高速喷水，火箭便向斜上方飞起，这说明力可以改变物体的___________。使火箭上升的施力物体是___________（选填“水”或“空气”）；火箭在飞行过程中运动状态___________（选填“改变”或“不变”） 7．小明学习了“力与运动的关系”后，绘制了部分知识的思维导图，如图所示，请写出其中的空缺内容： （1）________；（2）________；（3）________。 8．物理书放在书桌上，书受到支持力，这个支持力是由____的形变产生的（“书”或“桌面”）。在扔铅球比赛中，抛出手后的铅球在空中运动轨迹如图所示，铅球离开手后仍能前进，是因为铅球具有____，上升过程中受到的重力方向是____，若铅球上升到A点时，受到的外力全部消失，铅球将会____。铅球落地时将地面砸出了一个小坑，说明力可以使____。 9．在“探究二力平衡的条件”活动中，某小组设计了如图所示甲、乙两种实验方案。 (1)实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时，木块处于静止状态；此时木块在水平方向上受到两个力的作用，这两个力是______的（选填“平衡”或“不平衡”）。接下来小明在左盘中增加一个质量很小的砝码，发现木块仍然处于静止状态，产生这一现象的原因可能是______； (2)相对于甲方案，乙方案选择轻质小卡片的优点是______； (3)小明将系于轻质小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向______（选填“相同”或“相反”），并通过调整______来改变拉力的大小；当小卡片平衡时，小明将小卡片转过一个角度，然后松手，观察到小卡片转动，最后恢复到静止状态，说明两个力必须作用在______才能平衡。 10．小涛利用如图所示的装置，探究在水平面上阻力对物体运动的影响，进行如下操作： a、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，将棉布铺在斜面和木板上，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)以上操作中错误的一次是 ____（选填“a”、“b”或“c”）； (2)对比两次正确实验操作能说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越___，速度减小的越____； (3)纠正错误后，多次实验进行分析，并进一步推测：在水平面上滑行的小车，如果受到的阻力为零，它将____； (4)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：使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时____相等； (5)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力____（“是”或“不是”）一对平衡力； (6)实验中，小车仅在木板表面运动时冲出了木板，____（选填“需要”或“不需要”）重做本实验以获取可靠的证据。 11．设计师从蚂蚁身上得到启示，设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。 (1)若这款车质量为450 kg，驾驶员质量为60 kg，车和人的总重力多少？ (2)若摩擦力是总重力的0.1倍，这款车在水平公路上匀速直线行驶，此车受到的牵引力是多少？ 12．生活中处处有物理，利用一瓶矿泉水，我们可以探究很多物理问题： （1）如图（a）所示，没有启封的矿泉水瓶里所装水的重为______N； （2）小明将矿泉水瓶按如图（b）A、B两种方式放置，用手推A的上部，瓶会倾倒，而推A的下部，瓶会滑动，这表明力的作用效果跟力的______有关。分别沿箭头方向吹A和B，发现B很容易被吹动，这说明在相同条件下，______； （3）如图（c）所示，小明用力捏矿泉水瓶，瓶身变瘪了，这说明力能使物体发生______； （4）小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水瓶静止不动，如图（d）所示，则矿泉水瓶受到的摩擦力为______N，他喝掉一半后竖直握着不动，瓶子受到的摩擦力______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 七、拔高培优专练 1．如图所示，小华推着购物车在水平地面上向右做匀速直线运动，车篮底部是水平的，里面放着一箱牛奶。下列说法正确的是（     ） A．牛奶箱受到的重力和支持力是一对相互作用力 B．牛奶箱受到重力、支持力和摩擦力的作用 C．购物车受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力 D．牛奶箱对车的压力与牛奶箱受到的支持力是一对相互作用力 2．如图所示，小明在对我国现代桥梁构造进行调查时发现，桥梁都设计有合理的排水坡度，以防止桥面积水，影响行车安全。下列对这一设计及作用描述错误的是（    ） A．同一辆汽车先后通过湿滑桥面和干燥桥面，通过干燥桥面时的惯性大 B．路面上有积水时，高速行驶的车辆从刹车到停止，通过的距离比通过干燥路面时的距离长 C．雨天时，雨水从竖直的排水通道向下流动的速度越来越快，是因为雨水所受重力大于其所受阻力 D．汽车缓慢匀速通过平直的湿滑桥面时（不计空气阻力），汽车的牵引力与地面对汽车的摩擦力相互平衡 3．甲、乙两小车通过细线分别固定一氢气球，小车静止时如图所示。当小车向左突然启动时，下列说法正确的是（   ） A．甲、乙两车中氢气球均向左偏离竖直方向 B．甲、乙两车中氢气球均向右偏离竖直方向 C．甲车中氢气球向左偏离竖直方向，乙车中氢气球向右偏离竖直方向 D．甲车中氢气球向右偏离竖直方向，乙车中氢气球向左偏离竖直方向 4．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 5．当质量分布均匀的机器人尝试做如图所示的三个动作时，理论上动作________（选填“A”“B” 或“C”）是无法保持平衡的，因为机器人所受支持力和重力没有作用在______上，在图B中画出机器人所受力的示意图________。    6．立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员下跨后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。据图可知，该运动员受到的重力为________ N；t1﹣t3时刻物体的速度变化情况是_______ ；他在t2时刻受到的合力为________ N。 7．某同学在科技馆参观时发现这样一个展品，在水平轨道上有一列小火车，车厢顶部有两个孔P和Q，小火车在轨道上沿直线匀速运动，如图所示，当小火车即将经过“n”型框架的下方时，从P孔中竖直向上弹出一个小球。不计小球受到的空气阻力，小球的落点是方向_____（P/Q），是因为_______ （小球/小火车）具有惯性，若在小球从P孔弹出的同时，火车突然向前加速，则小球的落点是_________ （P孔/P孔前方/P孔后方）。 8．小丽为了“探究阻力对物体运动的影响”，设计了如图所示的斜面实验，在水平面依次铺毛巾、棉布、木板。 (1)请在图中画出小车在毛巾表面运动时所受摩擦力的示意图_______。小车在毛巾表面运动的全过程中速度的变化量 _______ （选填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动的全过程中速度的变化量； (2)改变水平面的粗糙程度的目的是_________，通过___________反映阻力对物体运动的影响； (3)若实验中发现最后一次小车会从较光滑的木板右端掉落，小丽________ （选填“需要”或“不需要”）更换更长的木板重新实验； (4)由以上实验推理可知：若水平面光滑，则运动的小车会在水平面上做 ___________。 9．小红在厨房帮忙时发现，当食用油从壶中倒出时，总是有少量的油粘在杯壁上要过好久才能流下来；而调味酒粘在杯壁上时间较少。小红联想到生活中的一个现象：让一摞整齐的纸从斜面滑下，如图甲，纸张变得不齐了，这是由于纸张之间有摩擦造成的。 小红查阅了相关资料得知，液体在容器中流动时，液体也可以看作是由许多片液层组成的，如图乙，各片层之间也存在着摩擦，产生液体内部的阻力，这就是液体的粘滞性。 (1)液体的粘滞性与哪些因素有关？她提出了以下的猜想： 猜想1：与液体的种类有关；猜想2：与细管的直径有关；猜想3：与细管两端的压强差有关。 她选取了长度相同的细管来研究液体的粘滞性，做了如下实验。在温度相同的情况下得1s内通过细管的液体体积如下： 实验次数 液体种类 细管半径/mm 细管两端压强差 通过细管的液体体积/mm3 1 水 1 P 100 2 油 1 P 2 3 水 2 P 1600 4 油 2 P 32 5 水 3 P 8100 6 水 1 2P 200 a．根据数据表格可知，在相同条件下，通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积，这说明不同液体的粘滞性不同，我们用液体的粘滞系数η表示，则η水_____η油。 b．分析表中______两组数据可以得到结论，液体的粘滞性与液体的种类有关。 c．分析上表1、3两组数据可以得到结论：同种液体，当______一定时，细管半径越大通过细管液体的体积越大。在小红用油做的实验中，若细管半径是3mm，1s内通过细管的油的体积是40.5 mm3，则细管两端的压强差是_______。 (2)蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如下表所示。 温度t/（℃） 10 15 20 25 30 35 40 粘滞系数η/（Pa・s） 2.42 1.51 0.95 0.62 0.45 0.31 0.23 分析表格中数据可以看出流体的温度越高，粘滞系数______。 (3)由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力，在一般情况下，半径为R的小球以速度v运动时，所受的流体阻力可用公式f=6 π ηRv表示。因此，小球在流体中运动时，速度越大，受到的阻力______。现将一个一定质量的玻璃球从油面处由静止释放后（油的深度足够深），玻璃小球在油中向下沿直线运动，其速度变化情况是_______。 10．某品牌太阳能汽车如图所示，通过电池板收集太阳能，玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活。（g取10N/kg）（ρ碳纤维=1.6×103kg/m3）求： (1)车身全部采取碳纤维制作时，该车车身质量为600kg，则其车身体积为多少； (2)当其正常在图示路面匀速行驶时，不计空气阻力，所受路面阻力为车总重的0.15倍，已知该车其余部分质量300kg，则当其在该路面匀速直线行驶时，牵引力是多少； (3)若某时刻汽车水平向左行驶时牵引力为1000N，求水平方向合力大小和方向。 11．如图甲，有一辆质量为的小车，在水平路面上运动时受到的阻力是车重的倍，（已知）。问： (1)小车受到的重力是多少； (2)小车在受到向前的牵引力作用下做匀速直线运动，在乙图中画出此时小车的受力示意图，并计算出牵引力的大小； (3)当小车受到向前的牵引力是时，小车受到的合力是多大？ 12．阅读下列两则短文后回答下列问题： 物体的惯性 一辆空车和一辆装满货物的车（两车的型号一样），在相同牵引力的作用下由静止开始运动。空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变：装满货物的车质量大，要在较长的时间内才能达到相同的速度。运动状态难改变。质量小的物体。运动状态容易改变，我们说它的惯性小；质量大的物体，运动状态难改变，我们说它的惯性大。 惯性的大小在实际生活中经常要考虑到。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量来减小物体的惯性；相反，当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该尽可能增大物体的质量来增大物体的惯性。 汽车安全带 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助如图乙所示的弹簧，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 (1)阅读上述文章可以得到的结论是：物体的惯性与物体的________有关； (2)歼击机在战斗前要抛掉副油箱，是为了通过减小飞机的________来减小飞机的________； (3)发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是________； A． B． C． D． (4)下列说法正确的是________。 A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用 C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 / 学科网（北京）股份有限公司 $