第九章 力与运动 章末复习
知识梳理
一、二力平衡
1.平衡状态:物体在几个力的作用下保持 或做 ,我们就说该物体处于平衡状态.
2.二力平衡:如果物体在两个力作用下处于 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:当作用在同一物体上的两个力,大小 、方向 且在
时,这两个力才能平衡,可以概括为“同体、等值、反向、共线”.
4.平衡力与相互作用力的异同点:两者都满足大小 、方向 ,且作用在
上.一对平衡力是作用在 上,而一对相互作用力是作用在
上.
二、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 或 .牛顿第一定律又叫作 .
2.理解牛顿第一定律:“牛顿第一定律”表述的是物体 时的运动规律;物体的运动不需要力来维持;牛顿第一定律不是实验定律,不能用实验证明,这个定律是通过
的方法得出的.
三、惯性
1.概念:物体具有保持 或 不变的性质,称为惯性.
2.理解惯性:任何物体在任何情况下都具有惯性;惯性的大小反映了物体运动状态改变的难易程度,惯性大的物体,运动状态难以改变;惯性大小只与物体的 有关,与物体是否受力、是否运动均无关.惯性不是力,不能理解为“受到惯性作用”,只能说“ ”或“ ”.
3.利用惯性解释现象的一般步骤:(1)确认物体原来处于什么状态.(2)某个物体或物体的某个部分由于受力改变了原来的运动状态.(3)研究对象由于惯性继续保持原来的运动状态.(4)发生了某种现象或造成了某种后果.
四、力的作用效果
1.力不仅可以使物体发生 ,还可以改变物体的 .如果物体发生
或物体的 发生改变,就说明物体一定受到了力的作用.
2.物体运动状态的改变表现在 或 的改变.
五、力与运动的关系
1.物体不受力时保持 或 状态.
2.力不是 物体运动的原因,而是 物体运动状态的原因.
教材解读
一、平衡力与相互作用力的对比
异同点 平衡力 相互作用力
相同点 ①大小相等; ②方向相反; ③作用在同一直线上
不 同 点 作用对象 作用在同一物体上(平衡力的作用效果可以相互抵消,合力为零) 作用在不同的物体上(一对相互作用力不能相互抵消,也不能求它们的合力)
力的作用效果 使物体保持原来的状态 产生不同的作用效果
力的性质 不一定是同一性质的力 一定是同一性质的力
二、力与运动的关系
受力情况 平衡状态或 非平衡状态 运动状态的 具体表现 运动状态 是否改变
不受力 平衡状态 静止或做匀 速直线运动 不改变
受力平衡 平衡状态 静止或做匀 速直线运动 不改变
受力不 平衡 非平衡状态 加速、减速及 运动方向改变 改变
三、受非平衡力的方向与物体运动方向的关系不同,引起物体的运动状态不同
受非平衡力方向与 运动方向的关系 物体的运动状态 举例
力的方向与速度方向共线且方向相同 加速直线运动 自由落体运动
力的方向与速度方向共线且方向相反 减速直线运动 竖直上抛运动
力的方向与速度方向不共线 曲线运动 斜抛运动
1 平衡状态
如图所示,起重机匀速向上吊起质量为10 t的集装箱,集装箱所受的拉力为
N,方向为 ;当起重机拉着这个集装箱加速下降时,集装箱所受的拉力
它所受到的重力,此时集装箱的运动状态 (选填“改变”或“不改变”).(g取 10 N/kg)
2 平衡力
如图所示,“高空王子”阿迪力在钢丝上行走,当他要向左倾倒时,就要向 伸出手中的钢管,这样做的目的是调整自己的 ,尽量使重力作用线竖直向下通过钢丝,此时,他和钢管的总重力与 是一对平衡力.
3 惯性
如图所示,用力快速打击最下面的棋子,该棋子由静止开始沿水平方向飞出,从而改变了该棋子的 ,说明 .上面的棋子由于 要保持原来的 状态,同时,这些棋子因为受到 的作用,又落到正下方.
重点实验
实验一 探究二力平衡的条件
(1)实验器材:铁架台、定滑轮2个、细线、钩码若干、硬纸片(如图所示).
(2)实验方法:控制变量法.
(3)实验步骤:①将系于卡片两个对角的线分别跨过支架上的滑轮,在两线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向 ,且在 .改变钩码的个数,观察卡片在什么情况下能平衡,这样设计的目的:探究 .
②将处于平衡状态的卡片转过一个角度,使它受到的两个拉力不在同一直线上,松手后观察卡片能否保持平衡,这样设计的目的:探究 .
③将处于平衡状态的卡片上提一段距离,松手后观察卡片能否保持平衡,这样设计的目的:探究 .
④用剪刀剪开已经平衡的卡片,观察卡片能否保持平衡,这样设计的目的:探究
.
(4)实验结论:二力平衡的条件:作用在 上的两个力,必须 、
且在 .简写成: 、 、 、 .
(5)评估交流
①该实验在选择卡片时,选用较 (选填“轻”或“重”)的卡片,目的是 .
②在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢 小明提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在 (选填“水平方向”“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动,根据观察到
的现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态.
实验二 探究阻力对物体运动的影响
(1)实验器材:斜面、木板、玻璃板、棉布和小车等.
(2)设计实验
如图所示,在水平木板表面铺上粗糙程度不同的物体(棉布、玻璃板),让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,观察小车从同一高度滑下后,在不同水平面上运动的距离.
图
(3)实验步骤
①将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面上A点处由静止滑下,记下小车最终停在棉布上的位置;
②移开棉布,再让小车从斜面上A点处由静止滑下,记下小车最终停在木板上的位置;
③将玻璃板铺在水平木板上,让小车从斜面上A点处由静止滑下,记下小车最终停在玻璃板上的位置.
④将实验情况填入下表:
实验 序号 水平部 分材料 小车所受阻 力的情况 小车运动 的路程
① 棉布 最大 最短
② 木板 较小 较长
③ 玻璃板 最小 最长
(4)分析与论证
①现象分析:水平面越光滑,小车受到的阻力越 ,小车运动路程越 ,速度减小得越 (选填“快”或“慢”).
②推理:如果水平面绝对光滑,小车将做 运动.
(5)实验结论:由此可得出:一切物体,在没有受到力的作用时,总保持 或
状态.
(6)评估交流
①使小车从斜面的同一高度由静止滑下,是为了使小车到达斜面底端时有相同的 .
②通过改变接触面的 来改变物体在水平方向上所受的阻力,通过观察速度一定时, 来反映小车运动的变化.
③在实际实验中,常常发现小车会滑出木板,无法记录其滑行的距离.在不添加实验器材的基础上,通过实验操作,使其不再滑出木板,做法: .
真题链接
一 平衡状态和平衡力
1.(2021黑龙江)下列物体中,受平衡力作用的是 ( )
A.正在腾空而起的火箭
B.自由竖直下落的石子
C.沿光滑斜面下滑的木块
D.在平直轨道上匀速直线行驶的火车
2.(2021嘉兴)用如图所示装置研究二力平衡时,在轻质塑料片两端的细绳上挂等质量的钩码,放开轻质塑料片后,可观察到塑料片将 ( )
A.向左下运动 B.向右上运动
C.仍静止不动 D.转过一定角度
3.(2021恩施州)班长在操场上骑自行车,下列有关力的分析正确的是 ( )
A.车的重力和地面对车的支持力是一对相互作用力
B.车的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
C.车对地面的压力和地面对车的支持力是一对相互作用力
D.车的重力和车对地面的压力是一对相互作用力
4.(2021昆明)联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止(如图所示),然后右脚抬离地面,若能使身体仍然保持静止不动者获胜.你认为抬起右脚后,人
(选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是 .
二 根据物体的运动状态判断物体的受力情况
5.(2021天津)在平直的路面上,一个人沿水平方向用20 N的力推一辆重为150 N的小车匀速向西运动,则小车所受阻力的大小和方向分别为 ( )
A.20 N,向西 B.20 N,向东
C.150 N,向西 D.150 N,向东
6.(2021广安)如图所示,水平桌面上的物块两端的轻质细绳,分别绕过定滑轮与物体A、B相连,两细绳恰好在同一水平线上.已知A物体重为6 N,当B物体重为4 N时,物块恰好静止,若滑轮摩擦不计,此时物块受到的摩擦力大小为 N,方向 .
7.(2021金华)用如图所示装置测物体B受到的摩擦力.拉力F水平向左,不计弹簧测力计自重,所用弹簧测力计已校零.回答下列问题:
(1)当F=5 N时,物体A保持静止,弹簧测力计的示数为零,此时物体B受到的摩擦力为
N.
(2)当F=20 N时,物体A水平向左运动,弹簧测力计的示数为3 N且保持不变,此时物体B受到的摩擦力方向为 .
三 牛顿第一定律 惯性
8.(2021武汉)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法错误的是 ( )
A.牛顿第一定律不可能用实验直接验证
B.牛顿第一定律是物理学基本定律之一
C.撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上,是利用锤头的惯性
D.环绕火星运行的“天问一号”探测器中的物体没有惯性
9.(2021邵阳)如图所示,小红的妈妈陪弟弟在公园里荡秋千,假如弟弟荡到左边最高点时受到的外力突然全部消失,他将会( )
A.继续向左运动 B.从左向右运动
C.竖直向下运动 D.静止不动
10.(2021乐山)图中属于防止惯性带来危害的是 ( )
11.(2021杭州)小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段,最终冲过终点线.下列关于惯性的说法正确的是 ( )
A.小金加速跑时的惯性比减速跑时大
B.小金冲过终点线,停下来时没有惯性
C.小金整个跑步过程惯性大小不变
D.小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
12.(2021宜昌)小东和妈妈周末乘车到郊外去游玩,下列有关惯性的说法正确的是 ( )
A.小东和妈妈都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B.汽车紧急刹车时,小东向前倾,是由于受到惯性力的作用
C.驾驶员松开油门后,汽车仍向前滑行一段距离,是由于汽车具有惯性
D.高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
13.(2021青海)下列叙述正确的是 ( )
A.宇航员从地球到太空,惯性会发生变化
B.我国C919大型运输机在空投物资时,应在目的地正上方进行空投
C.做圆周运动的物体,当它所受全部外力同时消失时,物体将停止运动
D.乘坐轿车时必须系上安全带,是为了防止惯性带来的危害
四 力与运动的关系
14.(2021湘西州)在一次物理科技活动中,同学们热烈讨论运动和力的关系问题时,有四名同学的发言记录如下所述,你认为正确的是 ( )
A.小伟认为物体运动需要力的作用
B.小华认为静止的物体没有受到力的作用
C.小红认为物体静止或运动与力无关
D.小翠认为一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态
15.(2021怀化)某人用水平方向的力推物体,使物体在粗糙程度相同的水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.人对物体的推力等于水平地面对物体的摩擦力
B.若增大推力,物体仍做匀速直线运动
C.若撤去推力,物体所受摩擦力增大
D.若撤去推力,物体的运动状态不会发生改变
16.(2021泰州)2021年4月13日,中国女足成功拿到东京奥运会门票,为祖国争得荣誉.如图所示是女足比赛时的场景.关于足球比赛中涉及的物理知识,下列分析正确的是( )
A.脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
B.踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性
C.足球鞋鞋底凹凸不平,是为了增大人与地面间的摩擦力
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
17.(2021宁夏)如图甲所示,物体受水平拉力F的作用,在同一水平地面上运动.从t=0开始,物体的运动情况如图乙所示.关于这个过程,下列描述正确的是 ( )
A.物体一直做匀速直线运动
B.物体在9 s内通过的路程是18 m
C.t=1 s时,若F=2 N,则物体受到的摩擦力大于2 N
D.3~6 s的过程中,物体受到的摩擦力不变
五 实验探究
18.(2021衡阳改编)小华同学用如图所示的装置探究二力平衡的条件,具体操作如下:
(1)如图甲所示,用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上,木板竖直挂起待用.用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过,并在紧靠塑料块的两侧各打一线结,使塑料块与细线固定在一起,且塑料块不与木板接触.将塑料块两端的细线分别跨过木板上的A、B滑轮,在两线端挂上不同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始运动,实验表明,作用在同一物体上的两个力,方向相反,但 不相等,则这两个力不平衡.
(2)按住塑料块,把跨过滑轮B的细线移到滑轮C上,在两线端挂上相同质量的钩码,松手后塑料块由静止开始转动,如图乙所示.按住塑料块,把跨过滑轮C的细线移到滑轮B上,把塑料块转过90°,松手后塑料块由静止开始转动,如图丙所示.由此表明,作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向成某一角度或方向相反但 ,这两个力不平衡.
(3)在探究同一问题时,另一名同学将木块放在水平桌面上,设计了如图丁所示的实验,同学们认为小华的实验优于此实验,其主要原因是 .
A.塑料块容易扭转
B.塑料块是比较容易获取的材料
C.减小了摩擦力对实验结果的影响
19.(2021苏州)在探究“摩擦力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车.
(1)实验时要固定斜面,并将小车从斜面上 (选填“同一”或“不同”)位置由静止释放.
(2)从实验现象可推理,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上 .
(3)如图所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端, (选填“需要”或“不需要”)重做本实验以获取可靠的证据.
(4)在本实验中,“小车在水平面上运动的距离”反映的是 .
A.小车在水平面上所受摩擦力大小
B.摩擦力对小车运动的影响情况
C.A、B选项均正确
章末复习(四)
【核心要点突破】
一、1.静止 匀速直线运动
2.平衡
3.相等 相反 同一直线上
4.相等 相反 同一直线 同一物体 不同的物体
二、1.静止 匀速直线运动状态 惯性定律
2.不受力 实验加推理
三、1.静止 匀速直线运动状态
2.质量 具有惯性 由于惯性
四、1.形变 运动状态 形变 运动状态
2.速度大小 运动方向
五、1.静止 匀速直线运动
2.维持 改变
【教材图片解读】
命题点1 105 竖直向上 小于 改变
命题点2 右 重心 钢丝对他的支持力
命题点3 运动状态 力可以改变物体的运动状态 惯性 静止 重力
【重点实验再现】
实验一 (3)①相反 同一直线上 二力平衡时两个力的大小关系
②二力平衡时两个力是否作用在同一直线上
③二力平衡时两个力的方向关系
④二力平衡时两个力是否作用在同一物体上
(4)同一物体 大小相等 方向相反 同一直线上 同体 等值 反向 共线
(5)①轻 减小卡片重力对实验的影响
②任意方向 弹簧测力计示数不变
实验二 (4)①小 远 慢 ②匀速直线
(5)静止 匀速直线运动
(6)①速度
②粗糙程度 小车在水平面上运动的距离
③降低小车在斜面上的下滑高度
【中考真题链接】
1.D
2.C
3.C [解析] 因为人骑在车上,所以车的重力和地面对车的支持力大小不相等,所以不是一对平衡力,故A错误;车的重力和地面对车的支持力大小不相等、方向相反、作用在同一直线上,不是一对平衡力,也不是相互作用力,故B、D错误;车对地面的压力和地面对车的支持力,大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故C正确.
4.不能 支持力和重力不在同一直线上
5.B [解析] 小车匀速向西运动,受到平衡力的作用,水平方向上的推力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以阻力大小为20 N;阻力的方向与小车运动的方向相反,则小车所受阻力的方向向东,故B正确.
6.2 水平向右
7.(1)0
(2)水平向左
8.D 9.D
10.B
11.C [解析] 物体惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,故A错误;惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体在任何情况下都具有惯性,故B、D错误;小金在整个跑步过程中,质量不变,其惯性大小不变,故C正确.
12.C [解析] 小东和妈妈都系上安全带,是为了减小惯性带来的伤害,不是减小惯性,故A错误;行驶中的汽车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客具有惯性,惯性是一种性质,不能说惯性力,故B错误;驾驶员松开油门后,汽车还能继续行驶一段距离,是因为汽车具有惯性,故C正确;物体的惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关,故D错误.
13.D
14.D [解析] 根据牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,故A错误;静止的物体可能受到平衡力的作用,也有可能不受力,故B错误;物体的运动状态发生变化需要力,故C错误;一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,故D正确.
15.A 16.C
17.D [解析] 由图可知,物体在0~3 s内的速度为0,处于静止状态,在3~6 s内,速度变大,做加速运动,6 s后物体的速度不变,做匀速直线运动,故A错误;由图可知,物体先静止,后加速,再匀速直线运动,最大速度为2 m/s,其平均速度要小于2 m/s,根据速度公式可知,通过的路程要小于18 m,故B错误;t=1 s时,若F=2 N,由于物体处于静止状态,水平方向上受到平衡力的作用,拉力和摩擦力是一对平衡力,所以物体受到的摩擦力等于2 N,故C错误;在3~6 s的过程中,压力不变,接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,故D正确.
18.(1)大小 (2)不在同一直线上 (3)C
19.(1)同一 (2)做匀速直线运动 (3)不需要 (4)B