内容正文:
课时14 牛顿第一定律 二力平衡
知识结构导图
1.阻力 越远
2.一直做匀速直线运动
3.外力 静止 匀速直线运动 不是 推理
4.原来运动状态
5.属性
6.质量 无关
7.(1)同一物体 (2)大小相等 (3)相反
(4)同一直线
8.静止 匀速直线运动
实验探究突破
核心考点
【分析现象】水平面越光滑,小车的速度减小得越慢,运动距离越远
【实验方法】
1.同一高度处 相同的初速度
2.滑行距离的长短
3.不会减小 匀速直线运动
【交流与讨论】
1.惯性
2.摩擦阻力(或非平衡力)
4.经验事实 推理 不能直接
5.维持 改变
6.重力 支持力 减速
7.动能和内能 不守恒 不变
针对训练
例题 (1)相等 (2)阻力 (3) 小 远 (4) 惯性 阻力 (5)匀速直线 (6)不需要
高频考点突破
1.A 2.B 3.A 4.D
5.习速 牛顿
6.(1)使小车滑到水平面上时具有相同的初始速度
阻力 (2)a (3)C (4)B
7.C 8.C 9.A
10.左 1.5 左
11.
12.(1)改变力的方向 (2)相反 变速 1
(3)不能
13.B 14.B 15.A
16.(1)不变 (2)改变 (3)直线运动
17.(1)控制变量法 (2)90 (3)绳长度 伞衣的形状 (4)当伞衣的面积和降落伞的总质量不变时,降落的高度越高降落伞飞行时间越长
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课时14 牛顿第一定律 二力平衡
课标要求
1.了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
2.通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。
3.能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
知识结构导图
实验探究突破
实验14 探究阻力对运动的影响
核心考点
【实验目的】
探究阻力对物体运动的影响。
【设计和进行实验】
1.实验器材:小车、斜面、长木板、毛巾、棉布等。
2.实验步骤:让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,如图所示,改变水平面的粗糙程度,使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾,第二次铺棉布,第三次将棉布去掉,只剩下木板,比较小车每次在水平面上滑行的距离。
【分析现象】 。
【实验结论】
1.运动物体受到的阻力越大,运动得越近;阻力越小,运动得越远。
2.若运动的物体不受阻力作用,物体的运动速度将不会减小,将保持做匀速直线运动。
【实验方法】
1.控制变量法:控制小车从斜面上 由静止释放,使小车到斜面底端时具有 。
2.转换法:通过小车在水平面上 来间接判断小车所受阻力大小。
3.科学推理法:若小车不受阻力时,小车的速度将 ,将永远做 。
【交流与讨论】
1.小车到达斜面底端继续前行的原因:小车具有 。
2.小车最终会停下来的原因:受到 的作用。
3.牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
4.牛顿第一定律得到的方法:在大量 的基础上,通过科学的 总结归纳出来的, 由实验得到。
5.对牛顿第一定律的理解:力不是 物体运动状态的原因,力是 物体运动状态的原因。
6.对小车受力情况的判断:小车在水平面上运动时 和 相互平衡,水平方向上受到阻力的作用,做 直线运动。
7.小车在运动过程中做功与能量转化:从斜面顶端滑动到水平面的过程中,重力势能转化为 ;从水平面运动到静止的过程中,动能转化为内能,机械能 ,但能量的总量 ;小车在三种不同的水平面上克服阻力做功的关系:W1=W2=W3,功率:P1>P2>P3(依次为毛巾、棉布和木板)。
针对训练
例题 在做“探究阻力对物体运动的影响”的实验时,让小车从斜面滑下,观察小车沿不同材料的水平表面上运动情况,如图所示。
(1)实验中让小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样能够使小车到达水平面起始端的速度大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)实验中在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板),是为了使小车在水平面时所受 (选填“重力”或“阻力”)的大小不同。
(3)实验中根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”)。
(4)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有 ,运动的小车最终会停下来是因为受到 的作用。
(5)由实验现象我们可以推断:如果水平面绝对光滑,运动的小车受到的阻力为零,它将保持 运动状态不变。
(6)通过本实验告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
高频考点突破
考
点
1
牛顿第一定律 惯性
1.(2026·福建)《考工记》记载:“马力既竭,辀犹能一取焉。”展现出古人观察到马已停止用力,车还能前进一段距离。车继续前进的主要原因是其( )
A.具有惯性 B.受到推力 C.受力平衡 D.受到摩擦力
2.(2026·四川乐山)生活中,人们常常利用物体的惯性。下列场景中属于利用惯性的是( )
①通过拍打窗帘清除它上面的浮灰
②汽车驾驶员和乘客必须使用安全带
③标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
3.(2026·广东深圳)深圳地铁,穿山越海,为城市发展提速。车厢内拉环出现如图所示现象时,地铁正在( )
A.向左加速行驶 B.向右加速行驶
C.向左匀速行驶 D.向右匀速行驶
4.(2026·广东广州)某种汽车安全带控制装置如图甲,摆锤竖直悬挂时,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动,由此可判断汽车静止或正常行驶;如图乙,摆锤摆起时,锁棒锁定棘轮,安全带不能被拉动,由此可判断汽车可能( )
A.向西匀速行驶 B.向东匀速行驶
C.向西紧急刹车 D.向东紧急刹车
5.(2026·江西)如图所示,我国航天员在处于失重环境的中国空间站中做太空抛物实验,抛出的冰墩墩将做 直线运动,该现象可以用 第一定律来解释。
6.(2025·广东深圳二模)为了探究运动和力的关系,某学习小组进行了如下实验:在水平放置的木板上铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布,让同一辆小车在同一斜面的同一高度由静止滑下,小车静止时所处位置如图甲所示。
(1)实验时,让同一辆小车在同一斜面的同一高度下滑,其目的是 ;下滑后,小车在不同物体表面运动的距离不同,是因为受到的 不同;
(2)如图乙是小车在三种不同表面水平运动时的v-t图像,其中属于在木板上的运动图线是 ;
(3)丙图中的小球从顶端运动到O点时,若此时小球受到的外力全部消失,通过上面的实验探究可推出小球的运动轨迹将会是 ;
A.a B.b C.c D.d
(4)实验结果能表明 (选填字母)。
A.运动需要力来维持 B.力可以改变物体的运动状态
考点知识链接
牛顿
第一定律
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
理解
(1)“一切物体”指所有物体都满足此规律;
(2)“不受力”并不是物体不受任何力,而是指物体在某一方向上合力为零或者完全不受力;
(3)原来静止的物体,不受力就继续静止;原来运动的物体,不受力就继续做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的,它不可能用实验来直接验证;
(5)牛顿第一定律又称惯性定律
惯性
定义
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性
影响因素
任何物体都有惯性。惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关
利用和
防范
利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等
防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等
1.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。
2.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,质量越大,惯性越大。
考
点
2
二力平衡
7.(2026·青海)以下几种情况中,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,其中属于二力平衡的是( )
A B C D
8.(2026·广东云浮一模)下列探究二力平衡条件的实验情形中,松手后纸片还能保持平衡的是( )
A B C 考点知识链接D
9.(2026·江西)如图所示,用手拉着弹簧测力计,使钩码处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.钩码所受的重力与绳子对钩码的拉力是一对平衡力
B.绳子对钩码的拉力与弹簧测力计对绳子的拉力是一对平衡力
C.手对弹簧测力计的拉力与钩码所受的重力是一对相互作用力
D.弹簧测力计对绳子的拉力与手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
10.(2026·四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5 N和3.5 N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
11.(2026·四川眉山)我国的无人机技术处于国际领先水平,无人机的应用日益广泛。如图甲所示,无人机在无风天气进行航拍,在图乙中画出无人机静止在空中时受力的示意图(图乙中正方形表示无人机,O点为重心,不计空气的浮力)。
12.某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示,M为一轻薄塑料片,实验中所用的钩码均为100 g,不计绳重及摩擦(g取10 N/kg)。
(1)在图甲的装置中滑轮的作用是 。
(2)当左右两端同时各挂1个钩码时,塑料片静止,其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向 ;当左端再挂上一个钩码时,如图乙所示,塑料片将做 (选填“匀速”或“变速”)运动,此时塑料片受到的合力为 N。
(3)在图甲实验的基础上,用剪刀将塑料片从中间剪断,断开的塑料片向两边加速运动,说明不在同一物体上的两个力 (选填“能”或“不能”)平衡。
考点知识链接
平衡状态
静止状态或匀速直线运动状态
定义
物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力
二力平衡条件
①同物:作用在同一物体上的两个力。②等大:大小相等。③反向:两个力方向相反。④共线:两个力作用在同一条直线上
考
点
3
力和运动关系
13.(2026·黑龙江)如图,我国达斡尔族青年正在带游客体验传统竞技项目——曲棍球,关于此场景下列说法中正确的是( )
A.击球时,球由静止变为运动,是因为球受到惯性力的作用
B.用球杆可以改变球的运动方向,是因为力可以改变物体的运动状态
C.在场地上运动的球若不受到球杆的作用力,它将保持匀速直线运动状态
D.被击飞的球在空中运动的过程中,它不受到任何作用力
14.(2026·四川泸州)各种自然现象之间的联系是科学家们关心的问题。下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A.图甲:不再推动的秋千最终会停下来,这是因为秋千没有惯性
B.图乙:若水平面光滑,小车将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持
C.图丙:若跳远运动员达到最高点时所受外力全部消失,运动员将保持静止
D.图丁:若竖直上升的篮球达到最高点时所受外力全部消失,篮球将竖直下落
15.(2026·佛山模拟)若一个物体仅受一个力F的作用,它的运动图像可能是( )
A B C D
16.(2025·江苏扬州)请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) 。
考点知识链接
受力条件
力的方向和
物体运动方向
物体所处状态
运动状态是否改变
不受力或受
平衡力(合力为零)
—
静止状态或匀速直线运动状态
不变
受非平衡力
(合力不为零)
相同
速度增大,并且做直线运动
一定改变
相反
速度减小,仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
省考新趋演练
17.在降落伞比赛的活动中,小明将活动中的具体数据进行了记录,来用于研究降落伞的飞行时间与哪些因素有关。请你分析表格中的数据并回答问题:
实验
次数
伞绳
长度
伞衣的
形状
伞衣的
面积
降落的
高度
降落伞
总质量
降落伞的
飞行时间
1
1 m
圆形
0.5 m2
3 m
20 g
3.67 s
2
1 m
圆形
1 m2
3 m
20 g
5.82 s
3
1 m
圆形
1 m2
3 m
30 g
4.91 s
4
1 m
正方形
1 m2
3 m
20 g
5.81 s
5
1.5 m
正方形
1 m2
3 m
20 g
5.83 s
6
1.5 m
正方形
1 m2
6 m
20 g
9.24 s
(1)实验中利用到的科学实验的基本方法是 ;
(2)设计实验时,关于伞面面积的测量小明遇到了困难,在小组同学的帮助下小明顺利地测出了伞的面积如图,每个小格面积为1 cm2,伞覆盖90个格子则伞面积为 cm2;
(3)分析表中数据4、5和2、4可知,降落伞飞行时间与降落伞的 和 无关;
(4)分析5和6能得到的结论是 。
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