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专题06 二力平衡与摩擦
考点精讲一、牛顿第一定律(又叫惯性定律)
1．阻力对物体运动的影响：让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法)，是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度；阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转换法)。
2．牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
3．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。
4．物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。
【注意】
1．牛顿第一定律是指物体在不受外力作用时的状态，而惯性是物体保持原来状态的一种性质，所以牛顿第一定律与惯性是有区别的。一切物体都具有惯性。
2．惯性不是力，不能说惯性力的作用，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
典例1：（2022·丽水）如图是2022年北京冬奥会冰壶项目比赛场最。冰壶投出后，同队队员在冰壶的前方擦刷冰面，形成水膜，使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是（ ）
A．擦刷冰面是为了增大摩擦
B．冰面上的水膜是液化形成的
C．冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D．冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】（1）增大摩擦的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
（3）惯性是物质的一种性质，而不是力的作用；
（4）根据力与运动的关系判断。
【解答】A.擦刷冰面，冰面会产生一层水膜，从而减小摩擦力，故A错误；
B.冰面从固态变成液态的水发生熔化现象，故B错误；
C.冰壶离手后仍能前行是由于有惯性，故C错误；
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态，故D正确。
变式1：（2022·温州）将小球竖直向上抛出后，每隔上0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时，所受所有外力都消失，则推测小球从甲处开始，其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】由图可知，小球运动至甲处以前，速度大于其上方位置的速度，方向竖直向上。当所受所有外力都消失后，由牛顿第一运动定律可知，小球将以甲处的速度竖直向上做匀速直线运动，故B正确，A、C、D错误。
变式2：（2022·杭州模拟）热气球下用细线悬挂一个小球匀速上升。若细线突然断裂，则乘坐在热气球上的人看小球（ ）
A．不再受力 B．依靠惯性仍保持原来的速度继续上升
C．立即下落 D．继续上升一段距离后再下降
【答案】C
【解析】根据力与运动的关系判断热气球的速度改变，根据惯性的知识分析小球的运动情况，最后根据参照物的知识确定小球的运动状态即可。
【解答】①原来热气球做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可知，热气球受到的升力等于气球和小球的总重力。细线断裂后，由于升力大于重力，则热气球开始做加速运动；
②由于惯性，小球会继续向上运动，由于只受到向下的重力，即合力向下，因此小球向上做减速运动；
③由于小球上升的速度小于热气球，因此以热气球为参照物时，小球立即向下运动。
变式3：（2022·台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成简状，上端封闭并装人一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因 力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有 。
（3）实验2：“铝箔秋千”：折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。通电摆动时，电能转化为 能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法： 。
【答案】（1）摩擦（2）惯性（3）机械（4）调换干电池的正负极(或“调换磁铁的磁极”)
【解析】（1）小火箭与发射架不能套得太紧，即发射架对火箭的压力太大，那么会产生较大的摩擦力，造成火箭难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有惯性。
（3）通电摆动时，线圈具有机械能，即将电能转化为机械能。
（4）要改变铝箔框通电时的摆动方向，方法：
①改变电流方向，即调换干电池的正负极；
②改变磁场方向，即调换磁铁的磁极。
考点精讲二、二力平衡
1．物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。
2．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上(同物、等大、反向、同线)，这两个力就相互平衡。
3．二力平衡条件的应用
①根据受力情况判断物体的运动状态：
当物体不受任何力作用时或受到平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。
②根据物体的运动状态判断物体的受力情况：
当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时，物体不受力或受到平衡力。当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时，物体受到非平衡力的作用。
【注意】
1．在判断物体受平衡力时，要注意运动的方向性，先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
2．解题的过程中，常常被忽略的一个条件是一对平衡力中的两个力必须作用在同一个物体上。
3．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
摩擦力
1．两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或将要发生相对运动时，就产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。摩擦力可分为静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦三种。
2．测量摩擦力的方法：用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动，摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等。原理：物体做匀速直线运动时，物体在水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力(二力平衡)。
3．增大有益摩擦的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度。
减小有害摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使两接触面分离(加润滑油、气垫)。
【注意】
1．影响滑动摩擦力大小的因素只有压力的大小和接触面的粗糙程度两个方面，与接触面大小、运动速度无关。
2．摩擦力不一定是阻力，如一般家用小汽车前轮与地面的摩擦力为动力，后轮与地面的摩擦力为阻力；自行车后轮与地面的摩擦力为动力，前轮与地面的摩擦力为阻力。
典例1：（2022·杭州）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（ ）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙无法确定
C．甲水平向左，乙无法确定
D．甲、乙均无法确定
【答案】D
【解析】根据二力平衡的知识分析判断。
【解答】甲和乙都在水平桌面上保持静止状态，则它受到的摩擦力与受到的磁力相互平衡，即二者大小相等方向相反。由于不清楚甲和乙的磁极方向，因此它们之间可能为引力，也可能为斥力，无法确定受到磁力的方向，自然无法判断它们受到摩擦力的方向。
变式1：（2022·湖州）甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（ ）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
【答案】D
【解析】A.在竖直方向上，甲物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，二者相互平衡，故A正确不合题意；
B.甲在水平方向做匀速直线运动，则它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因为推力为6N，且方向向右，所以摩擦力为6N，方向向左，故B正确不合题意；
C.当推力为6N时，做功的功率P=Fv=6N×5m/s=30W，故C正确不合题意；
D.当推力为10N时，此时推力大于摩擦力，则甲物体应该做加速运动，故D错误符合题意。
变式2：（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 焦。
【答案】（1）3 （2）0.05 （3）1.2
【解析】（1）根据二力平衡的知识计算出AB整体受到的摩擦力；
（2）当木块A的重心到达桌面边缘以外时，A会从桌面上掉落，据此确定木块A移动的距离，然后根据公式计算速度；
（3）推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功；分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功。
【解答】（1）推力为3N时，木块静止，则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知，摩擦力f=F=3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，此时移动的距离；
木块A在桌面上匀速运动的速度；
（3）木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，所以推力；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
变式3：（2022·衢州）小明观看北京冬奥会滑雪比赛时，突发奇想：如果运动员从斜坡滑道上自由滑下，怎样才能滑得更远呢？于是用如图所示的装置探究“小车从斜面上滑下时，在水平面上滑行的最大距离跟小车的下滑高度、小车总质量、水平面粗糙程度是否有关”。实验结果如下表：
实验次数 小车下滑高度/cm 水平面材料 车上钩码个数 小车在水平面上骨行的最大距离/cm
1 3 木板 1 50
2 3 木板 2 50
3 3 木板 3 50
4 6 木板 3 100
5 6 棉布 3 60
6 6 毛巾 3 30
（1）每次实验中，都应让小车从相应高度由 状态开始沿斜面下滑。
（2）分析1、2、3三组实验数据，得出的结论是： 。
（3）小明根据上述第3、4两次实验得出结论：当小车总质量和水平面粗糙程度相同时，小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理，请你对其实验提出改进建议： 。
【答案】（1）静止
（2）小车在水平面上滑行的最大距离与小车总质量无关。
（3）保持水平面材料和车上钩码个数与第3、4次实验相同，多次改变小车下滑高度，进行实验。
【解析】（1）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，还与开始下滑时的初速度有关。为了排除初速度对小车运动的影响，必须控制小车从斜面上静止状态开始下滑。
（2）当小车的质量发生改变时，如果小车的滑行距离也不同，那么二者存在关系；否则，二者之间没有关系。
（3）在科学探究中，往往需要多次进行实验，从而收集多组数据，这样得到的结论会更加客观，具有普遍意义。
【解答】（1）每次实验中，都应让小车从相应高度由静止状态开始沿斜面下滑。
（2）分析实验1、2、3可知，当小车上的钩码个数增大时，小车的质量增大，但是小车在水平面上滑行的距离不变，那么得到结论：小车在水平面上滑行的最大距离与小车总质量无关。
（3）小明根据上述第3、4两次实验得出结论：当小车总质量和水平面粗糙程度相同时，小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理，提出改进建议：保持水平面材料和车上钩码个数与第3、4次实验相同，多次改变小车下滑高度，进行实验。
1．如图所示，手握着瓶子处于竖直静止状态，下列叙述正确的是( )
A．瓶子处于静止状态，不具有惯性
B．手的握力越大，瓶子所受的摩擦力就越大
C．瓶子受到竖直向上的摩擦力
D．瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
【答案】C
【解析】惯性是物体的属性，无论瓶子是否运动都具有惯性。瓶子受到手的摩擦力和重力是一对平衡力，即瓶子受到的摩擦力大小与重力相同，因此不会因为手的握力增大而增大。
2．（2022·温州）跑步是一种健身方式。人沿水平直道跑步，左脚后蹬时，图中箭头表示左脚受到的摩擦力方向正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反，据此分析判断。
【解答】人沿水平直道跑步，左脚后蹬时，则左脚相对地面有向后运动的趋势，则地面对左脚的摩擦力方向应该是向前的，这就是人前进的动力，故C正确，而A、B、D错误。
3.某次演练中，直升飞机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是（ ）
A.在0～t1内，伞兵受到的重力小于阻力
B.在t1～t2内，伞兵受到的重力等于阻力
C.在t2～t3内，伞兵受到的重力大于阻力
D.在t2～t3内，伞兵受到的阻力保持不变
【答案】B
【解析】当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，做匀速运动；当合力的方向与运动方向相反时，做减速运动，据此分析判断。
【解答】A.在0～t1内，伞兵在做加速运动，此时合力的方向向下，即G-f＞0，受到的重力大于阻力，故A错误；
B.在t1～t2内，伞兵做匀速直线运动，那么合力为零，即G-f=0，受到的重力等于阻力，故B正确；
C.在t2～t3内，伞兵做减速运动，即G-f＜0，受到的重力小于阻力，故C错误；
D.在t2～t3内，伞兵的速度减小量逐渐变小，因此阻力在不断减小，故D错误，
4.如图所示，物体 A 、B 在两个大小均为 2N 的拉力 F 1 和 F 2 同时作用下，在水平地面上以相同的速度向右做匀速直线运动，则关于 A、B 间的摩擦力说法正确的是（ ）
A.A 对 B 的摩擦力方向水平向左，大小为 2N
B.B 对 A 的摩擦力方向水平向左，大小为 4N
C.B 对 A 的摩擦力方向水平向左，大小为 2N
D.A 与 B 之间没有摩擦力
【答案】C
【解析】以物体A为对象进行受力分析，然后根据二力平衡的知识确定B对A的摩擦力的大小与方向；再根据相互作用力的原理确定A对B的摩擦力的大小和方向.
【解答】物体A在水平方向上做匀速直线运动，那么它受到平衡力，即B对A的摩擦力与拉力F1相互平衡。因为拉力F1=2N，所以B对A的摩擦力f=F1=2N。因为拉力F1的方向向右，所以B对A的摩擦力方向向左，故C正确，B、D错误；
因为A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力，所以A对B的摩擦力向右，大小为2N，故A错误。
5．（2022·绍兴）如图，小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（ ）
A．铁钉上端被磁化成N极
B．铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C．桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D．细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】A.根据“异名磁极相互吸引”可知，铁钉的上端被磁化为S极，故A错误；
B.铁钉受到向上的磁力、向下的重力和细线的拉力，根据二力平衡的知识得到：F磁=F拉+G，故B错误；
C.桌面对石头的支持力等于石头的重力与细线的拉力的差，即二者大小不等，肯定不是平衡力，故C错误；
D.细线对石头的拉力和石头对细线的拉力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，是一对相互作用力，故D正确。
6.如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动，则下列结论中正确的是（ ）
A.甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
【答案】B
【解析】将A和B看做一个整体，根据二力平衡的知识分析地面对B的摩擦力；对A进行受力分析，根据二力平衡的知识分析B对A的摩擦力，并根据相互作用力原理分析A对B摩擦力的大小。
【解答】甲图：物体A在水平方向上做匀速直线运动，那么它受到B施加的摩擦力与拉力F相互平衡，即fB→A=F。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力，二者相等，因此B物体受到的A物体的摩擦力fA→B=F。
乙图：A与B之间保持相对静止，没有相对运动的趋势，因此A与B之间的摩擦力为零，故A、C、D错误；
将A和B看做一个整体，它们都在水平方向做匀速直线运动，那么地面对B的摩擦力与拉力F相互平衡，即摩擦力f地面=F，故B正确。
7.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A.木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为F1、F2，则F1＞F2
B.木块两次受到滑动摩擦力分别为F1'、F2'，则F1'＜F2'
C.两次拉力分别在10s内对木板做功为W1、W2，则W1＜W2
D.两次拉力分别在10s内对木块做功的功率为P1、P2，则P1>P2
【答案】D
【解析】（1）根据影响滑动摩擦力的两个因素分析木块受到的摩擦力的大小是否改变；
（2）根据二力平衡知识比较每次拉力和摩擦力的大小关系，然后（1）中的结论比较两次拉力的大小；
（3）根据乙图确定10s内木块前进的距离，再根据W=Fs比较做功的大小；
（4）根据公式比较功率的大小。
【解答】同一木块，它对木板的压力和接触面的粗糙程度相同，因此它受到的摩擦力大小相等，故B错误；
木块两次都在水平木板上做匀速直线运动，那么它受到的拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等，所以两次的压力相等，故A错误；
根据公式W=Fs可知，当拉力相等时，功的大小与距离成正比。根据乙图可知，10s第一次前进50cm，第二次前进20cm，因此s1>s2，那么做功W1>W2，故C错误；
根据公式可知，当时间相等时，功率与功的大小成正比。因为W1>W2，所以P1>P2，故D正确。
8.（2022九上·台州期中）图甲所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为________N；铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则4s内拉力F做功是________J。
【答案】2；4.8
【解析】（1）根据二力平衡的知识分析计算；
（2）首先根据s=vt计算出物体上升的距离，再根据公式W=Fs计算拉力做的功。
【解答】（1）当铁块竖直向上做匀速直线运动时，它受到向上的拉力，向下的重力和摩擦力，即F=G+f，那么铁块受到的摩擦力：f=F-G=6N-4N=2N。
（2）根据乙图可知，铁块运动的速度为0.2m/s，那么它上升的距离s=vt=0.2m/s×4s=0.8m；
那么拉力做的功为：W=Fs=6N×0.8m/s=4.8J。
9．（2022·金华）如图，已知物体A的重力为10N，物体B的重力为2N，滑轮与绳子间的摩擦忽略不计。完成下列问题：
（1）如图甲，在B的作用下，物体A水平向右做匀速直线运动，此时物体A受到摩擦力的方向是 ；
（2）如图乙，若给A施加一个水平向左的拉力，使A向左做匀速直线运动，则拉力F大小为 N。
【答案】（1）水平向左 （2）4
【解析】（1）对A进行受力分析，根据二力平衡的知识分析A受到摩擦力的方向和大小；
（2）对A再次进行受力分析，根据二力平衡的知识计算A受到的向左的拉力。
【解答】（1）根据图甲可知，A水平向右做匀速直线运动时，它受到的摩擦力和绳子的拉力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。A受到的拉力水平向右，因此它受到的摩擦力水平向左，大小为f=F=GB=2N；
（2）当物体A水平向左做匀速直线运动时，它受到水平向左的拉力F'，水平向右的绳子上的拉力F和摩擦力f。根据二力平衡的知识可知，此时的拉力F'=F+f=2N+2N=4N。
10.如图甲所示，完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上，在12N的水平推力F1作用下，A、B一起作匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上，用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动（如图乙所示），则拉力F2＝________N；此时木块A所受的摩擦力为________N。
【答案】12；0
【解析】（1）首先根据二力平衡的知识计算出甲中两个物体受到摩擦力的大小，然后通过判断影响滑动摩擦力的因素是否改变判断乙中两个物体受到摩擦力的值，最后根据二力平衡计算出乙中拉力F2的数值；
（2）摩擦力产生的条件：①相互接触；②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】（1）甲图：A、B一起做匀速直线运动，那么它们受到的摩擦力与拉力F1平衡，即f=F1=12N；
乙图：A、B对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此它们受到的摩擦力不变，还是12N。根据二力平衡的知识可知，它们受到的拉力F2=f=12N。
（2）木块A和B叠放，一起做匀速直线运动，二者之间保持相对静止状态，因此不会产生摩擦力，即木块A受到的摩擦力为0N。
11.（2020·台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是________。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是________，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时、观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是________。
【答案】（1）减小研究对象的自重对实验的影响
（2）在同一条直线上
（3）作用在物体上的两个力大小满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
【解析】（1）如果被研究对象的自重太大，那么它两边的绳子的拉力就不在同一直线上了，即当它平衡时，不是两个力的平衡，而是三个力的平衡了，不能达到探究的目的；
（2）平衡力的四个条件：大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，根据实验操作判断哪个条件发生改变即可；
（3）根据描述，确定被研究的物理量和实验中的变量，据此确定研究的目的。
【解答】（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是：减小研究对象的自重对实验的影响。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，塑料片两边的两根绳子就不再同一直线上了，松手后研究对象发生转动，不能保持静止状态，因此得到结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是在同一直线上，物体才处于静止状态。
（3）根据描述可知，实验研究的物理量是物体运动状态，而变量是作用在它上面的两个力的大小关系，因此研究的目的是：作用在物体上的两个力大小满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
12．（2022·杭州模拟）如图所示，在研究牛顿第一定律的实验中，用同一小车从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，接着在材料不同的水平面上继续运动，分别停止在如图所示的位置。
（1）关于该实验，下列说法正确的有__________。
A．使小车从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，其目的是使小车到达水平面时的速度相同
B．小车在不同水平面上运动的全过程中，小车克服阻力做的功相同
C．小车在不同水平面上运动时，小车的惯性大小不同
（2）根据该实验的现象，假如水平面绝对光滑，则小车将
。
（3）在小车内放入质量为m的小铁块，仍从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，接着在同一水平木板上运动，发现小车停止的位置比之前在木板上停止的位置远很多。多次实验还是如此。是否可得出结论：动能大小与质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。请判断并说明理由： 。
【答案】（1）A；B （2）永远保持匀速直线运动
（3）不正确，因为f不同，不能用S反应动能的大小
【解析】（1）①小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关；
②根据能量转化的知识判断；③根据惯性的影响因素判断。
（2）根据图片可知，水平面对小车的阻力越小，它的速度减小的越慢，小车运动的越远，则如果没有阻力，那么小车的速度就不会减小，据此确定它的运动状态；
（3）小车中放入铁块后，它对水平面的压力增大，则它受到的摩擦力也增大，此时就无法通过距离s反映小车动能的大小，据此分析解答。
【解答】（1）A.使小车从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，其目的是使小车到达水平面时的速度相同，故A正确；
B.小车到达水平面时的速度相同，则它的动能相等。当小车静止下来时，它的动能全部转化为内能，即小车克服阻力做的功相等，故B正确；
C.小车在不同水平面上运动时，小车的质量不变，则它的惯性大小不变，故C错误。故选AB。
（2）根据该实验的现象，假如水平面绝对光滑，则小车将永远保持匀速直线运动。
（3）我认为不能得到这个结论，理由是：因为f不同，不能用s反映动能的大小。
13．（2022·舟山）小舟骑自行车时发现，猛踩脚踏板提升车速后，车子能滑行的距离比不踩时远，车子在较光滑路面上滑 行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验，小舟想影响物体运动的因素有哪些呢 他进行如下研究，装置如图。
[建立猜想].......；②物体运动可能与阻力大小有关。
[设计方案]
方案一：在水平木板上不铺材料，让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
方案二：在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料，让小车从斜面顶端由静止开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
[交流反思]
（1）方案一的设计，小舟基于的猜想是 。
（2）方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近，木板表面最远。由此现象可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理可得，不受阻力的小车将 。
（3）很多运动项目都需要助跑，如跳远、跳高、标枪等，目的是提高成绩，其原因是 。
【答案】（1）物体运动可能与速度大小有关。
（2）永远运动下去
（3）助跑能获得更快的速度(或助跑能获得更大的动能)
【解析】（1）小车到达水平面时的速度与它在斜面上的高度有关，即高度越大，小车到达水平面时的速度越大。
（2）小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，如果小车不受阻力，那么它的速度就不会减小，据此确定小车的运动状态。
（3）经过助跑后，开始腾空时的速度会变大，在受到相同的空气阻力作用时，运动员会运动的时间更长，距离更大，据此分析解答。
【解答】（1）在方案一中，小车从斜面的不同高度开始滑下，则它到达水平面时的速度不同，因此小舟基于的猜想是：物体运动可能与速度大小有关。
（2）方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近，木板表面最远。由此现象可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理可得，不受阻力的小车将永远运动下去。
（3）很多运动项目都需要助跑，如跳远、跳高、标枪等，目的是提高成绩，其原因是：助跑能获得更快的速度(或助跑能获得更大的动能)。
14.（2020·三门模拟）某同学学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”后，做了如下实验：同种材质且体积相等、质量都为500g的A、B两个木块，放在一长木板上进行实验，实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计，实验过程及结果如图所示。
（1）图甲中物体运动的速度大小为v1，图乙中物体运动的速度大小为v2，实验过程中，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
（2）图丁中拉动物体A、B一起匀速运动，拉力F4的大小为________N。
（3）在甲乙丙丁实验中，对比________实验，可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。
【答案】（1）D （2）4.4 （3）甲、丙或乙、丁
【解析】（1）滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，只要保持物体做匀速直线运动，那么它受到的摩擦力就与测力计的示数相等；
（2）当接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比，根据丙、丁两图计算即可；
（3）探究滑动摩擦力的大小与表面粗糙程度的关系时，必须控制压力相等而改变接触面。
【解答】（1） 图甲中物体运动的速度大小为v1， 图乙中物体运动的速度大小为v2， 实验过程中， v1可以大于、等于或小于v2，故选D；
（2）对比丙和丁，接触面的粗糙程度相同，而丁对地面的压力等于丙对地面压力的2倍，那么丁中物体受到的摩擦力就是丙图中的2倍，即f=2.2N×2=4.4N；
（3）甲丙两图中，压力相同但接触面不同；乙丁两图中，压力相同但接触面不同，因此对比甲、丙或乙、丁实验，可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。
15．（2022·丽水）为更精确地测量木块的滑动摩擦力，小丽引入拉力传感器并设计了如图甲的实验。她将一块长、宽、高均不同的长方体木块平放，拉动木板发现传感器示数不稳定，同时观察到实验中木块总有些摆动，获得数据如图乙。是什么引起子木块的摆动，进而引起摩擦力测量值的不稳定 小丽继续实验，将同一木块侧放，重复实验，获得数据如图丙。
（1）实验中测最滑动摩擦力时，木板 匀速直线拉动（填“需要”或“不需要）。
（2）分析图乙，第1秒末，木块所受摩擦力为 。
（3）继续实验环节基于的假设是 。
（4）小丽认为，本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关。小科认为不正确，并从实验中找出了说服小丽的证据 。
【答案】（1）不需要
（2）1N
（3）接触面积不同会引起木块摆动程度不同，进而引起滑动摩擦力测量值不稳定
（4）比较乙、丙数据可知，两次实验申滑动摩擦力大小平均值基本相同。接触面积大小影响的是滑动摩擦力稳定性，而非滑动摩擦力大小
【解析】（1）根据滑动摩擦力的影响因素分析解答；
（2）根据图乙，利用二力平衡的知识计算出木块受到滑动摩擦力的大小，再根据影响滑动摩擦力的因素确定1s末的摩擦力大小。
（3）分析实验操作中变化的因素即可；
（4）将乙和丙进行比较即可。
【解答】（1）滑动摩擦力的大小只与木块对木板的压力和接触面的粗糙程度有关，与二者之间的运动速度无关，则：实验中测最滑动摩擦力时，木板不需要做匀速直线拉动。
（2）根据图乙可知，当木板开始运动后，拉力传感器的示数在1N左右变化。根据二力平衡的知识可知，木块受到的摩擦力f=1N。1s末时木板已经开始移动，由于压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的摩擦力不变，还是1N。
（3）根据“将同一木块侧放”可知，木块与木板的接触面积发生改变，则继续实验环节基于的假设为：接触面积不同会引起木块摆动程度不同，进而引起滑动摩擦力测量值不稳定。
（4）小丽认为，本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关。小科认为不正确，说服小丽的证据为：比较乙、丙数据可知，两次实验申滑动摩擦力大小平均值基本相同。接触面积大小影响的是滑动摩擦力稳定性，而非滑动摩擦力大小。
16.（2020·湖州）力能使物体的运动状态发生改变，运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为d=1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向Ｍ，M处装有光传感器。当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t，这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA和vB。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤：
①保持重物P质量不变，让小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB，以及挡光片从A运动到B的时间tAB， 计算出单位时间运动速度的改变量(用a1表示)，即a1= 。重复实验。a1近似相等。
②增大重物质量且保持不变，让小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位时间运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验。a2近似相等，且a2>a1。
（1）在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间tA为0．025秒，则挡光片穿过光束的速度vA为 ________。
（2）该实验中为什么用重物P来提供拉力？
（3）由实验可得出的结论是________。
（4）上述结论可以解释汽车在行驶过程中 的现象。
A.制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B.质量越大，汽车越难停下来
C.速度越大，汽车越难停下来
【答案】（1）0.4米/秒
（2）使物体所受拉力恒定不变
（3）小车质量不变的前提下，拉力越大小车速度改变得越快
（4）A
【解析】（1）挡光片通过光束的距离等于它的宽度，根据公式计算挡光片通过光束的速度；
（2）在实验中，如果用手来拉动小车，那么很难控制拉力大小的稳定性。如果将手换成重物，那么拉力始终等于物体的重力，可以准确的保证拉力大小恒定不变；
（3）实验中小车的质量不变，但是拉力在不断增大，将单位时间内的速度变化量大小进行比较，根据控制变量法得出结论即可。
【解答】（1）挡光片穿过光束的速度vA为；
（2）该实验中用重物P来提供拉力的原因是：使物体所受拉力恒定不变；
（3）在实验中，小车的质量不变，当增大重物质量时，拉力增大，那么单位时间内运动速度的该变量增大，即 a2>a1 ，因此得到结论：小车质量不变的前提下，拉力越大小车速度改变得越快。
（4）根据（3）中的实验结论可知，该结论描述的是物体速度的改变快慢与力的关系，与质量和速度无关，那么“制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来”正好可以用这个结论来解释，故选A。
17．（2022·丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越使捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
【答案】示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度开高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
【解析】（1）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）物体内能的改变方法：①做功，本质是能量的转化；②热传递，本质是能量的转移；
（3）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点
【解答】水平Ⅰ：示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多；内能增大，温度开高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克
服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
水平Ⅱ：示例1：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；放出的热量传递到火柴头，引发火柴头燃烧。
示例2：B方式。火柴划动过程中，克服摩擦力做功越多，温度越高；温度达到擦火皮上易燃物的着火点，产生火星；放出的热量传递到火柴头。引发火柴头燃烧。
示例3：B方式。火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；摩擦生热，使火柴头温度升高到着火点，引发火柴头燃烧。
水平Ⅲ：示例1：火柴头与擦火皮之间的压力越大，产生的摩擦力越大；越容易达到火柴头的着火点。
示例2：B方式。摩擦生热、温度升高、达到着火点中的1个要点。
18．（2022·宁波模拟）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400kg。它集激光雷达、摄像头、超声波、雷达等传感器于一体，可自主作业。
（1）激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为 m/s。
（2）空车停在水平地面上，若地面总受力面积为200cm2，则空车对地面的压强为多少帕
（3）空车行驶时牵引力的功率为810W，在10s内匀速行驶12m，车受到的阻力为多少牛
【答案】（1）3×108
（2）空车对地面的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N；
则空车对地面的压强：。
（3）牵引力做的功：W=Pt=810W×10s=8100J；
空车受到的牵引力：。
空车匀速直线运动，
则它受到的阻力和牵引力相互平衡，即f=F=675N。
【解析】（1）根据光的传播速度解答；
（2）首先根据F=G=mg计算出空车对地面的压力，再根据计算出空车对地面的压强。
（3）首先根据W=Pt计算出牵引力做的功，再根据计算出车受到的阻力。
【解答】（1）激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为3×108m/s。
（2）空车对地面的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N；
则空车对地面的压强：。
（3）牵引力做的功：W=Pt=810W×10s=8100J；
空车受到的牵引力：。
空车匀速直线运动，
则它受到的阻力和牵引力相互平衡，即f=F=675N。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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专题06 二力平衡与摩擦
考点精讲一、牛顿第一定律(又叫惯性定律)
1．阻力对物体运动的影响：让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法)，是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度；阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转换法)。
2．牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
3．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。
4．物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。
【注意】
1．牛顿第一定律是指物体在不受外力作用时的状态，而惯性是物体保持原来状态的一种性质，所以牛顿第一定律与惯性是有区别的。一切物体都具有惯性。
2．惯性不是力，不能说惯性力的作用，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。
典例1：（2022·丽水）如图是2022年北京冬奥会冰壶项目比赛场最。冰壶投出后，同队队员在冰壶的前方擦刷冰面，形成水膜，使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是（ ）
A．擦刷冰面是为了增大摩擦
B．冰面上的水膜是液化形成的
C．冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D．冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
变式1：（2022·温州）将小球竖直向上抛出后，每隔上0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时，所受所有外力都消失，则推测小球从甲处开始，其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是（ ）
A．A B．B C．C D．D
变式2：（2022·杭州模拟）热气球下用细线悬挂一个小球匀速上升。若细线突然断裂，则乘坐在热气球上的人看小球（ ）
A．不再受力 B．依靠惯性仍保持原来的速度继续上升
C．立即下落 D．继续上升一段距离后再下降
变式3：（2022·台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。
实验1：“铝箔小火箭”
将铝箔卷成简状，上端封闭并装人一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因 力太大，难以起飞。
（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有 。
（3）实验2：“铝箔秋千”：折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。通电摆动时，电能转化为 能和内能。
（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法： 。
考点精讲二、二力平衡
1．物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。
2．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上(同物、等大、反向、同线)，这两个力就相互平衡。
3．二力平衡条件的应用
①根据受力情况判断物体的运动状态：
当物体不受任何力作用时或受到平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。
②根据物体的运动状态判断物体的受力情况：
当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时，物体不受力或受到平衡力。当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时，物体受到非平衡力的作用。
【注意】
1．在判断物体受平衡力时，要注意运动的方向性，先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。
2．解题的过程中，常常被忽略的一个条件是一对平衡力中的两个力必须作用在同一个物体上。
3．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
摩擦力
1．两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或将要发生相对运动时，就产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。摩擦力可分为静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦三种。
2．测量摩擦力的方法：用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动，摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等。原理：物体做匀速直线运动时，物体在水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力(二力平衡)。
3．增大有益摩擦的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度。
减小有害摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动摩擦代替滑动摩擦、使两接触面分离(加润滑油、气垫)。
【注意】
1．影响滑动摩擦力大小的因素只有压力的大小和接触面的粗糙程度两个方面，与接触面大小、运动速度无关。
2．摩擦力不一定是阻力，如一般家用小汽车前轮与地面的摩擦力为动力，后轮与地面的摩擦力为阻力；自行车后轮与地面的摩擦力为动力，前轮与地面的摩擦力为阻力。
典例1：（2022·杭州）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（ ）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙无法确定
C．甲水平向左，乙无法确定
D．甲、乙均无法确定
变式1：（2022·湖州）甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（ ）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
变式2：（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 焦。
变式3：（2022·衢州）小明观看北京冬奥会滑雪比赛时，突发奇想：如果运动员从斜坡滑道上自由滑下，怎样才能滑得更远呢？于是用如图所示的装置探究“小车从斜面上滑下时，在水平面上滑行的最大距离跟小车的下滑高度、小车总质量、水平面粗糙程度是否有关”。实验结果如下表：
实验次数 小车下滑高度/cm 水平面材料 车上钩码个数 小车在水平面上骨行的最大距离/cm
1 3 木板 1 50
2 3 木板 2 50
3 3 木板 3 50
4 6 木板 3 100
5 6 棉布 3 60
6 6 毛巾 3 30
（1）每次实验中，都应让小车从相应高度由 状态开始沿斜面下滑。
（2）分析1、2、3三组实验数据，得出的结论是： 。
（3）小明根据上述第3、4两次实验得出结论：当小车总质量和水平面粗糙程度相同时，小车在水平面上滑行的最大距离与小车下滑高度成正比。小明这样就得出结论不合理，请你对其实验提出改进建议： 。
1．如图所示，手握着瓶子处于竖直静止状态，下列叙述正确的是( )
A．瓶子处于静止状态，不具有惯性
B．手的握力越大，瓶子所受的摩擦力就越大
C．瓶子受到竖直向上的摩擦力
D．瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
2．（2022·温州）跑步是一种健身方式。人沿水平直道跑步，左脚后蹬时，图中箭头表示左脚受到的摩擦力方向正确的是（ ）
A． B． C． D．
3.某次演练中，直升飞机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是（ ）
A.在0～t1内，伞兵受到的重力小于阻力
B.在t1～t2内，伞兵受到的重力等于阻力
C.在t2～t3内，伞兵受到的重力大于阻力
D.在t2～t3内，伞兵受到的阻力保持不变
4.如图所示，物体 A 、B 在两个大小均为 2N 的拉力 F 1 和 F 2 同时作用下，在水平地面上以相同的速度向右做匀速直线运动，则关于 A、B 间的摩擦力说法正确的是（ ）
A.A 对 B 的摩擦力方向水平向左，大小为 2N
B.B 对 A 的摩擦力方向水平向左，大小为 4N
C.B 对 A 的摩擦力方向水平向左，大小为 2N
D.A 与 B 之间没有摩擦力
5．（2022·绍兴）如图，小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（ ）
A．铁钉上端被磁化成N极
B．铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C．桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D．细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
6.如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动，则下列结论中正确的是（ ）
A.甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
7.用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A.木块两次做匀速直线运动时，弹簧测力计示数分别为F1、F2，则F1＞F2
B.木块两次受到滑动摩擦力分别为F1'、F2'，则F1'＜F2'
C.两次拉力分别在10s内对木板做功为W1、W2，则W1＜W2
D.两次拉力分别在10s内对木块做功的功率为P1、P2，则P1>P2
8.（2022九上·台州期中）图甲所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为________N；铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则4s内拉力F做功是________J。
9．（2022·金华）如图，已知物体A的重力为10N，物体B的重力为2N，滑轮与绳子间的摩擦忽略不计。完成下列问题：
（1）如图甲，在B的作用下，物体A水平向右做匀速直线运动，此时物体A受到摩擦力的方向是 ；
（2）如图乙，若给A施加一个水平向左的拉力，使A向左做匀速直线运动，则拉力F大小为 N。
10.如图甲所示，完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上，在12N的水平推力F1作用下，A、B一起作匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上，用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动（如图乙所示），则拉力F2＝________N；此时木块A所受的摩擦力为________N。
11.（2020·台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是________。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是________，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时、观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是________。
12．（2022·杭州模拟）如图所示，在研究牛顿第一定律的实验中，用同一小车从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，接着在材料不同的水平面上继续运动，分别停止在如图所示的位置。
（1）关于该实验，下列说法正确的有__________。
A．使小车从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，其目的是使小车到达水平面时的速度相同
B．小车在不同水平面上运动的全过程中，小车克服阻力做的功相同
C．小车在不同水平面上运动时，小车的惯性大小不同
（2）根据该实验的现象，假如水平面绝对光滑，则小车将
。
（3）在小车内放入质量为m的小铁块，仍从同样斜面的同一高度由静止开始滑下，接着在同一水平木板上运动，发现小车停止的位置比之前在木板上停止的位置远很多。多次实验还是如此。是否可得出结论：动能大小与质量有关，速度相同时，质量越大，动能越大。请判断并说明理由： 。
13．（2022·舟山）小舟骑自行车时发现，猛踩脚踏板提升车速后，车子能滑行的距离比不踩时远，车子在较光滑路面上滑 行的距离比粗糙的路面上滑行要远。基于上述生活经验，小舟想影响物体运动的因素有哪些呢 他进行如下研究，装置如图。
[建立猜想].......；②物体运动可能与阻力大小有关。
[设计方案]
方案一：在水平木板上不铺材料，让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
方案二：在水平木板上分别铺上毛巾、棉布和不铺材料，让小车从斜面顶端由静止开始滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
[交流反思]
（1）方案一的设计，小舟基于的猜想是 。
（2）方案二中观察到小车在毛巾表面滑行距离最近，木板表面最远。由此现象可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进一步推理可得，不受阻力的小车将 。
（3）很多运动项目都需要助跑，如跳远、跳高、标枪等，目的是提高成绩，其原因是 。
14.（2020·三门模拟）某同学学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”后，做了如下实验：同种材质且体积相等、质量都为500g的A、B两个木块，放在一长木板上进行实验，实验中保证水平匀速拉动弹簧测力计，实验过程及结果如图所示。
（1）图甲中物体运动的速度大小为v1，图乙中物体运动的速度大小为v2，实验过程中，关于v1和v2的大小，下列说法正确的是 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
（2）图丁中拉动物体A、B一起匀速运动，拉力F4的大小为________N。
（3）在甲乙丙丁实验中，对比________实验，可以得出A木块与B木块表面粗糙程度不同。
15．（2022·丽水）为更精确地测量木块的滑动摩擦力，小丽引入拉力传感器并设计了如图甲的实验。她将一块长、宽、高均不同的长方体木块平放，拉动木板发现传感器示数不稳定，同时观察到实验中木块总有些摆动，获得数据如图乙。是什么引起子木块的摆动，进而引起摩擦力测量值的不稳定 小丽继续实验，将同一木块侧放，重复实验，获得数据如图丙。
（1）实验中测最滑动摩擦力时，木板 匀速直线拉动（填“需要”或“不需要）。
（2）分析图乙，第1秒末，木块所受摩擦力为 。
（3）继续实验环节基于的假设是 。
（4）小丽认为，本实验还可得出滑动摩擦力大小与接触面积有关。小科认为不正确，并从实验中找出了说服小丽的证据 。
16.（2020·湖州）力能使物体的运动状态发生改变，运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨。导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为d=1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门。光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向Ｍ，M处装有光传感器。当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t，这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA和vB。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤：
①保持重物P质量不变，让小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB，以及挡光片从A运动到B的时间tAB， 计算出单位时间运动速度的改变量(用a1表示)，即a1= 。重复实验。a1近似相等。
②增大重物质量且保持不变，让小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位时间运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验。a2近似相等，且a2>a1。
（1）在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间tA为0．025秒，则挡光片穿过光束的速度vA为 ________。
（2）该实验中为什么用重物P来提供拉力？
（3）由实验可得出的结论是________。
（4）上述结论可以解释汽车在行驶过程中 的现象。
A.制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B.质量越大，汽车越难停下来
C.速度越大，汽车越难停下来
17．（2022·丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越使捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮(含微量易燃物)产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃 请用所学知识解释。
18．（2022·宁波模拟）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400kg。它集激光雷达、摄像头、超声波、雷达等传感器于一体，可自主作业。
（1）激光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为 m/s。
（2）空车停在水平地面上，若地面总受力面积为200cm2，则空车对地面的压强为多少帕
（3）空车行驶时牵引力的功率为810W，在10s内匀速行驶12m，车受到的阻力为多少牛
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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