总复习:牛顿第一定律 二力平衡(基础)
【考纲要求】
1、知道二力平衡的条件;
2、了解物体运动状态变化的原因;
3、通过实验,探究并了解力和运动的关系;
4、知道物体的惯性;理解牛顿第一定律。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、牛顿第一定律
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,这就是牛顿第一定律。
要点诠释:
对定律的理解:
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 定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,它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、牛顿第一定律的内涵: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。
5、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分析、概括、推理总结出来的。
6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规 律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
考点二、惯性
物体保持运动状态不变的性质,叫惯性。
要点诠释:
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。
考点三、二力平衡
物体如果在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。这两 个力就叫做一对平衡力。
要点诠释:
1 .二力平衡的条件
概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
(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。
2 .二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
考点四、力与运动的关系
物体受平衡力(或不受力)=物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
物体受非平衡力作用 =运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
类型一、平衡状态的判断
经典例题1:下列物体在运动过程中,处于平衡状态的是( )
A. 在空中自由下落的苹果 B. 在平直公路上匀速行驶的汽车
C. 正在草坪上越滚越慢的足球 D. 风中摇摆的树叶
【答案】B
【解析】解:
A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;故A错误;
B、在平直公路上匀速行驶的汽车,处于匀速直线运动状态,是平衡状态。故B正确;
C、正在草坪上越滚越慢的足球,速度越来越慢,不是平衡状态,故C错误;
D、风中摇摆的树叶,速度大小和运动方向始终在变化,不是平衡状态,故D错误。
故选:。
当物体受平衡力时,处于平衡状态,平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。
本题主要考查了对平衡状态的理解,关键要注意运动状态包括运动方向和快慢。
举一反三1-1:下列现象中,物体运动状态没有发生变化的是( )
A. 钟摆来回摆动 B. 熟透的苹果从树上竖直下落
C. 嫦娥一号围绕月球运动 D. 小孩沿直滑梯上匀速滑下
【答案】D
【解析】A、钟表来回摆动,速度大小和运动方向都改变了,运动状态改变了,不符合题意;
B、熟透的苹果从树上竖直下落,这一过程中速度会越来越快,运动状态改变了.不符合题意;
C、嫦娥一号围绕月球运动,其方向不是直线,速度也是变化的,不符合题意;
D、小孩从滑梯上匀速下滑,其速度和方向都没有发生变化,运动状态没变,符合题意.
故选D.
本题的关键是理解运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变.
本题考查了运动状态变化是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变.
类型二、平衡力
经典例题2:如图所示,作用在物体上的力属于平衡力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了二力平衡的条件,同学们容易忽略的是两个力必须作用在同一个物体上,所以在判断时一定注意。
二力平衡的条件是:两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上。
【解答】
图中两个力虽然在同一直线上,但大小不相等,故不是平衡力,故AB错误;
C.图中两个力同时满足了两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上,是平衡力,故C正确;
D.图中两个虽然大小相等,方向相反,但不在同一直线上,故不是平衡力,故D错误。
举一反三2-1:一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B. 物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D. 物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】【分析】
判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析,一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
【解答】
A、物体受到的重力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到的重力和物体受到的推力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的重力和地面对物体的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选:。
举一反三2-2:下列各种动作中,在水平地面上无法保持的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查二力平衡的条件及其应用,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在同一物体上的两个力是平衡力。
在没有其他辅助的情况下,健身者要在水平地面上保持某种姿势,则健身者必须受到平衡力的作用,由于健身者在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。
【解答】
解:、人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故A不符合题意;
B、健身者受到的重力和地面对脚的支持力作用,支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故B符合题意;
C、体操运动员受重力、支持力和球的压力作用,当三个力作用在同一直线上时即可平衡,故C不符合题意;
D、太极爱好者此时所受重力和支持力在同一直线上,能够平衡,故D不符合题意。
类型三、牛顿第一定律
经典例题3:关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B. 物体只要运动,就一定受到力的作用
C. 不受力的物体,只能保持静止状态
D. 如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【答案】D
【解析】解:
A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,是经受了实践的检验的,故A错误;
B、物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、一切物体在没有受到外力作用的时候时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;
D、如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,故D正确。
故选:。
解答此题的关键是把握一个“或”字,“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体如果不受外力作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来处于运动状态的物体会保持原来的速度的大小和方向,做匀速直线运动一直到有外力改变这种状态。
牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一。
此题主要考查了学生对牛顿第一定律的理解。一定要掌握其内容,理解“或”字的真正含义。
举一反三3-1:下列关于牛顿第一定律建立的说法正确的是( )
A. 它是通过实验直接得出的
B. 它是可以通过实验来进行验证的
C. 它是以实验事实为基础,通过推理、想象而总结出来的
D. 它是通过理论推导出来的
【答案】C
【解析】【分析】
此题考查牛顿第一定律结论的得出是在什么情况下得出的;结合课本上的实验情况,体会实验推理法在实验中的运用。
结合课本上的实验过程,先是改变接触面的光滑程度,逐渐变光滑,在观察实验现象的基础上,加上科学的推理,才得到了最终的结论。
【解答】
牛顿第一定律的实验条件是“物体不受力的作用”,而在现实生活中,物体不受力的情况是不存在的,可见此实验条件无法实现,故实验结论不能由实验得出;牛顿第一定律的结论是在大量经验事实的基础上,通过科学的推理而得出的,故ABD错误, C正确。
故选C。
类型四、牛顿第一定律的应用
经典例题4:如图所示,吊在天花板下面的电灯处于静止状态,如果吊线突然断开的同时,所受外力全部消失,则电灯将( )
A. 竖直向下匀速运动
B. 竖直向下加速运动
C. 保持原来静止状态
D. 竖直向上匀速运动
【答案】C
【解析】【分析】
根据牛顿第一定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
本题极易出错,其原因就是很多同学只想到了拉力而忽略了重力;应明确,所有的力消失包括重力。
【解答】
因为物体的运动状态必须用力来改变,若所有的力都消失了,则物体的运动状态将不做任何改变,即仍保持静止状态。
故选C。
举一反三4-1:如图所示,若小球向右摆动到最低点时绳子断裂假设所有力同时消失,此后,小球的运动情况是( )
A. 匀速直线下落
B. 匀速直线上升
C. 匀速直线斜向上运动
D. 沿水平方向向右做匀速直线运动
【答案】D
【解析】解:根据牛顿第一定律可知,物体在不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变;
小球向右摆动到最低点时,其运动方向是水平向右的,则当外力突然消失时,小球仍然保持原来的运动状态,即小球沿水平方向向右做匀速直线运动,故D正确。
故选:。
根据牛顿第一定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
类型五、惯性 及应用
经典例题5:如图所示,当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面,锤头会紧紧地套在木柄上。这是因为木柄撞击地面时( )
A. 锤头由静止变为运动,木柄由于惯性仍要继续向下运动
B. 锤头由运动变为静止,木柄由于惯性仍要保持静止状态
C. 木柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
D. 木柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
【答案】D
【解析】解:当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面,原来锤头和木柄都处于运动状态,当木柄碰到地面后停止运动,而锤头由于惯性会仍然保持运动状态,故此时锤头能紧紧的套在木柄上,故ABC错误,D正确。
故选:。
举一反三5-1:如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是中的( )
A.
B.
C.
D. 三个位置都可以
【答案】A
【解析】【解答】
飞机投放救灾物资时,救灾物资由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,救灾物资在下落过程中,仍会向前运动一段距离,所以投掷点应选在接近目标的上方提前投掷物体才会掉在目标区。则空投时目标的位置必须在飞机的前下方,故A正确。
故选:。
【分析】
物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,一切物体都有惯性,从惯性的角度可对题目中的现象进行分析。
本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及惯性在生活中的应用。
类型六、二力平衡
经典例题6:如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力向右推物体,推力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,则下列说法正确的是( )
A. 在时,物体不受摩擦力
B. 在时,物体受到的摩擦力为
C. 在内,物体所受摩擦力不断增大
D. 在内,物体受到的摩擦力为
【答案】D
【解析】【分析】
先由速度时间图像判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据由图像求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小;滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关。
本题考查学生对图像的认识,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
图像、图像相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
【解答】
、由丙图可知,前物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前物体所受拉力为,所以摩擦力也为,故AC错误;
、由丙图可知,内,物体做匀速直线运动,速度为,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,此时摩擦力等于拉力,;滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,内,物体在做加速运动,所受的摩擦力不变,仍为,故B错误,D正确。
故选:。
举一反三6-1:如图所示,用的力把重的物体压在竖直墙壁上静止不动,这时物体受到的摩擦力为______;变为,物体仍静止不动,物体受到的摩擦力为______;变为,物体沿墙壁匀速下滑,物体受到的摩擦力为______;变为,物体沿墙壁______选填“加速”“匀速”或“减速”下滑。
【答案】 加速
【解析】解:用的力把重的物体压在竖直墙壁上静止不动,竖直方向受到的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
变为,物体仍静止不动,物体受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
物体沿竖直面匀速下滑时,竖直方向受到的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
变为,此时的压力变小,接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力变小,摩擦力小于重力,物体沿墙壁加速下滑。
故答案为:;;;加速。
物体无论是做匀速直线运动还是静止都处于平衡状态,故由力的平衡条件可得出摩擦力的大小。影响滑动摩擦力大小的因素:压力大小、接触面的粗糙程度。
许多学生在做本题时由于受到压力的干扰而出现错误,在理解二力平衡时应注意只有在同一条直线上的两个力才有可能是平衡力。
巩固练习
1.如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A. 谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B. 苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C. 武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D. 柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
【答案】C
【解析】解:、惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、苏翊鸣上升到最高点时排球只受重力作用,所以受力不平衡,故B错误;
C、武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态,故C正确;
D、以柳鑫宇为参照物,王诗玥相对于柳鑫宇的位置没发生变化,所以王诗玥相对于柳鑫宇是静止的,故D错误。
故选:。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
根据苏翊鸣的受力情况判定其是否受到平衡力的作用;
力可以改变物体的形状和运动状态;
在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
本题考查了力的多个知识点,都是基础知识。
2.关于平衡力,下列说法中正确的是( )
A. 物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B. 作用在物体上的两个力三要素完全相同,则这两个力一定是平衡力
C. 物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力
D. 运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】解:、物体在平衡力的作用下,也可能保持匀速直线运动状态,故A错误;
B、作用在物体上的两个力的三要素完全相同,不符合平衡力的条件,故B错误;
C、二力平衡的条件:同物、同线、等值、反向,故物体受到重力和拉力的作用,两个力方向相反,不一定是平衡力,故C错误;
D、运动物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态,故D正确。
故选:。
物体在平衡力作用下一定保持静止或匀速直线运动状态;
二力平衡的条件,即同物、同线、等值、反向。这四个条件缺一不可。
此题主要考查学生对平衡力的辨别,以及平衡状态的判断,难度不大。
3.如图所示,探究二力平衡的条件,将系于卡片质量为两个对角线的线分别跨过支架上的滑轮,在线的两端分别挂上重物,对卡片施加两个拉力。下列说法正确的是( )
A. 本实验的研究对象是重物
B. 可选用质量为的重物对卡片施加拉力
C. 探究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可将卡片进行旋转
D. 探究一对平衡力是否必须大小相等时,多次实验是为了得到可靠的结论
【答案】D
【解析】解:、由题知,质量为的卡片作为研究对象,故A错误;
B、当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片,故B错误;
C、当小卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是这两个力必须作用在同一物体上,故C错误;
D、探究一对平衡力是否必须大小相等时,为了使实验结论具有普遍性,多次实验,故D正确。
故选:。
实验中研究小卡片的受力情况;
当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,据此分析;
为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片剪断;
为了使实验结论具有普遍性,需要多次实验。
本题考查二力平衡条件的应用,有一定综合性。
4.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A. 保持静止
B. 做匀速直线运动
C. 自由下落
D. 沿着虚线轨迹运动
【答案】B
【解析】解:当皮球运动到最高点时,仍然具有水平向右的速度,若此时所受的外力全部消失,由牛顿第一运动定律可知,小球将沿水平向右的方向做匀速直线运动。
故选:。
据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到任何外力时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
此题考查了牛顿第一定律的应用,理解牛顿第一定律的内容是解题的关键。
5.下列科学家中,对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是( )
A. 亚里士多德 B. 帕斯卡 C. 阿基米德 D. 伽利略
【答案】D
【解析】解:、亚里士多德在很多方面进行了研究,如最早论述了力与运动的关系等,但没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故A错误;
B、帕斯卡对压强方面有深入研究,但对“牛顿第一定律”的建立没有做出贡献,故B错误;
C、阿基米德对浮力进行了研究,得出了著名的阿基米德原理,没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故C错误;
D、伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的得出奠定了重要基础,所以对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是伽利略,故D正确。
故选:。
根据对物理学史的了解,结合相关科学家的贡献可做出判断。
了解物理学史的基本知识,根据各个科学家与所学知识的联系进行分析。
6.下列现象中,不属于惯性现象应用的是( )
A. 用手拍打衣服上的灰尘 B. 运动员采用助跑跳远
C. 锤头松了,将锤柄在地上撞击几下 D. 骑自行车时为了减速捏刹车闸
【答案】D
【解析】略
7.一气球受到竖直方向一对平衡力的作用,则气球( )
A. 一定静止 B. 一定匀速向上运动
C. 可能加速向下运动 D. 可能匀速向右运动
【答案】D
【解析】【分析】
此题是根据物体的受力情况来判断物体的运动状态,当物体受到平衡力作用时,物体可能做匀速直线运动或者是处于静止状态。
此题是一道力与运动的综合题,解答此类题的关键是获取好题目中所提供的有用信息:物体受到平衡力的作用.由此再做出正确的判断。
【解答】
从题意可以获悉,这只气球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,即气球可能做匀速直线运动或者处于静止状态,故AB错误;
C.气球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,不可能加速向下运动,故C错误;
D.球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,可能匀速向右运动,故D正确。
故选D。
8.如图所示,当滑板车在水平地面上运动时,若小朋友不再用力蹬地,滑板车会向前运动一段距离后停下,下列说法正确的是( )
A. 滑板车的运动需要力来维持
B. 滑板车的运动不需要力来维持
C. 蹬力越大,滑板车的惯性越大
D. 蹬力越小,车受到摩擦力越小
【答案】B
【解析】解:、沿水平方向运动的滑板车,不再蹬地,滑板车由于惯性会继续运动,说明运动不需要力来维持,故A错误,B正确;
C、惯性大小只与质量有关,与蹬力大小无关,滑板车的质量不变,惯性就不会改变,故C错误;
D、滑板车对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,其大小蹬力大小无关,故D错误。
故选:。
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;
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,一切物体都具有惯性;
滑动摩擦力大小的影响因素是压力和接触面的粗糙程度。
本题考查了力与运动关系、惯性的认识和理解,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。
二、填空题
9.如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块做直线运动。木块受到的拉力和______力是一对平衡力,木块对桌面的压力和桌面对木块的______力是一对相互作用力,木块对桌面的压力是由______发生形变而产生的。
【答案】摩擦 支持 木块
【解析】解:
木块在水平桌面上做匀速直线运动,受平衡力的作用;水平方向上拉力和摩擦力的大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上,是一对平衡力;
木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力,大小相等、方向相反,在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力;
木块对桌面的压力是弹力,是由于木块发生形变而产生的。
故答案为:摩擦;支持;木块。
此题考查了相互作用力和平衡力的区别,两种力都具有大小相等、方向相反、作用在同一直线上的特点,区别是平衡力作用在同一物体上,而相互作用力作用在相互作用的两个物体上。
10.一个箱子重为,放在水平面上,受的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力______选填“大于”、“等于”或“小于”。当水平推力增大到时,箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到时,箱子受到的摩擦力为______。
【答案】等于;
【解析】【分析】
此题考查了二力平衡条件的应用和摩擦力大小,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,是一道基础性题目。
掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【解答】
箱子受的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于;
当水平推力增大到时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于;
当水平推力增大到时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为。
11.如图所示,静止在硬纸板上的生鸡蛋,迅速击打硬纸板,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有______,硬纸板飞出去说明力可以改变物体的______,鸡蛋落入杯中,是因为受______。
【答案】惯性运动状态重力作用
【解析】解:打硬纸板,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有惯性,要保持原来的静止状态,用力迅速击打硬纸板,硬纸板飞出去,这说明力可以改变物体的运动状态在,重力的作用下落入杯中。
故答案为:惯性;运动状态;重力作用。
任何物体都有保持原来运动状态不变的性质;
力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
此题通过一个简单的现象,考查了对力的作用效果、惯性知识的应用,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
12.为了更安全,应站的位置是图中的 和 处.均填“甲”“乙”“丙”或“丁”
【答案】乙
丙
【解析】略
13.为了探究阻力对物体运动的影响,小刚做了如下实验:取一辆小车,使它三次都从同一斜面上的同一高度处由静止释放,小车沿斜面滑下并运动到水平面上。三次实验中,水平面分别为毛巾表面、棉布表面和木板表面,小车三次从释放至静止的情况如图所示。可知运动的小车所受阻力越小,小车在水平面上滑行的距离______ 。请你推理,若运动的小车不受任何阻力的作用,小车将一直保持______ 状态。
【答案】越远 匀速直线运动
【解析】解:由实验现象知,小车所受阻力越小,速度减小得越慢,小车在水平面上滑行的距离越远;
小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,前进得越远,进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动。
故答案为:越远;匀速直线运动。
接触面越光滑,摩擦力越小,小车运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,前进得越远,进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动。
本题考查了“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,控制变量法以及科学推理法的运用,要掌握这些知识。
三、实验探究题
14.利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
实验中选择轻质卡片的目的是______。
将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在同一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量上看,卡片两边所受的拉力______。选填“相等”或“不相等”
为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片扭转一定角度。释放时观察到______现象,则说明相互平衡的两个力必须______。
在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,观察实验现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是:两个力必须______。
如图乙所示,是小明同学为了探究二力平衡条件不断改进并先后设计的三个实验方案,请你判断出他们改进的先后顺序:______用字母表达。
图中,右端钩码,左端钩码为,当物体静止时______。选填序号
A. B. C. D.都有可能
【答案】卡片的重力可以忽略不计 相等 小卡片不能保持静止 作用在同一直线上 作用在同一物体上
【解析】解:卡片的重力相对于钩码大不大,因为卡片的重力远小于钩码的拉力,所以卡片的重力可忽略不计,影响不大。故选择轻质卡片的目的是消除或忽略卡片重力对实验的影响;
保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力相等,小卡片平衡;
为了验证两力是否在同一直线上,保持卡片两边所受的拉力不变,用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后,观察到小卡片不能保持静止,说明两个力必须作用在同一直线上;
当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是两个力作用在同一物体上;
由图乙知,图中小车与桌面是滚动摩擦,中木块与桌面间是滑动摩擦,图只有滑轮间的摩擦;滑动摩擦力最大,滑轮间摩擦最小,为了减小摩擦力对实验的影响,他们改进的先后顺序为:、、;
图中,右端钩码,左端钩码为,物体静止时,受到的合力为,当不受摩擦力时,;当受到向左的摩擦力时,;若受到向右的摩擦力时,;故D说法正确。
故答案为:卡片的重力可以忽略不计; 相等; 小卡片不能保持静止;作用在同一直线上; 作用在同一物体上; ;。
卡片的重力相对于钩码大不大,因为卡片的重力远小于钩码的拉力,所以卡片的重力可忽略不计,影响不大;
钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
要验证不在同一直线上两个力是否平衡,可以将小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上;
二力平衡的条件:大小相等,方向相反,在一条直线上,在同一物体上;
从怎样减小摩擦力对实验的影响来分析解答;
根据木块受到摩擦力的方向分析。
本题考查了探究二力平衡条件的实验的操作过程及对实验方案的改进,关键是要从二力平衡的四个条件进行分析。总复习:牛顿第一定律 二力平衡(基础)
【考纲要求】
1、知道二力平衡的条件;
2、了解物体运动状态变化的原因;
3、通过实验,探究并了解力和运动的关系;
4、知道物体的惯性;理解牛顿第一定律。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、牛顿第一定律
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,这就是牛顿第一定律。
要点诠释:
对定律的理解:
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 定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,它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、牛顿第一定律的内涵: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。
5、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分析、概括、推理总结出来的。
6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规 律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
考点二、惯性
物体保持运动状态不变的性质,叫惯性。
要点诠释:
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。
考点三、二力平衡
物体如果在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。这两 个力就叫做一对平衡力。
要点诠释:
1 .二力平衡的条件
概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
(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。
2 .二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
考点四、力与运动的关系
物体受平衡力(或不受力)=物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
物体受非平衡力作用 =运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
类型一、平衡状态的判断
经典例题1:下列物体在运动过程中,处于平衡状态的是( )
A. 在空中自由下落的苹果 B. 在平直公路上匀速行驶的汽车
C. 正在草坪上越滚越慢的足球 D. 风中摇摆的树叶
【答案】B
【解析】解:
A、在空中自由下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;故A错误;
B、在平直公路上匀速行驶的汽车,处于匀速直线运动状态,是平衡状态。故B正确;
C、正在草坪上越滚越慢的足球,速度越来越慢,不是平衡状态,故C错误;
D、风中摇摆的树叶,速度大小和运动方向始终在变化,不是平衡状态,故D错误。
故选:。
当物体受平衡力时,处于平衡状态,平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。
本题主要考查了对平衡状态的理解,关键要注意运动状态包括运动方向和快慢。
举一反三1-1:下列现象中,物体运动状态没有发生变化的是( )
A. 钟摆来回摆动 B. 熟透的苹果从树上竖直下落
C. 嫦娥一号围绕月球运动 D. 小孩沿直滑梯上匀速滑下
【答案】D
【解析】A、钟表来回摆动,速度大小和运动方向都改变了,运动状态改变了,不符合题意;
B、熟透的苹果从树上竖直下落,这一过程中速度会越来越快,运动状态改变了.不符合题意;
C、嫦娥一号围绕月球运动,其方向不是直线,速度也是变化的,不符合题意;
D、小孩从滑梯上匀速下滑,其速度和方向都没有发生变化,运动状态没变,符合题意.
故选D.
本题的关键是理解运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变.
本题考查了运动状态变化是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变.
类型二、平衡力
经典例题2:如图所示,作用在物体上的力属于平衡力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了二力平衡的条件,同学们容易忽略的是两个力必须作用在同一个物体上,所以在判断时一定注意。
二力平衡的条件是:两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上。
【解答】
图中两个力虽然在同一直线上,但大小不相等,故不是平衡力,故AB错误;
C.图中两个力同时满足了两个力作用在同一个物体;大小相等;方向相反;在同一直线上,是平衡力,故C正确;
D.图中两个虽然大小相等,方向相反,但不在同一直线上,故不是平衡力,故D错误。
举一反三2-1:一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B. 物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D. 物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】【分析】
判断平衡力要根据二力平衡的条件来分析,一对平衡力必须符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
【解答】
A、物体受到的重力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到的重力和物体受到的推力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的重力和地面对物体的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选:。
举一反三2-2:下列各种动作中,在水平地面上无法保持的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查二力平衡的条件及其应用,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且作用在同一物体上的两个力是平衡力。
在没有其他辅助的情况下,健身者要在水平地面上保持某种姿势,则健身者必须受到平衡力的作用,由于健身者在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。
【解答】
解:、人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故A不符合题意;
B、健身者受到的重力和地面对脚的支持力作用,支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故B符合题意;
C、体操运动员受重力、支持力和球的压力作用,当三个力作用在同一直线上时即可平衡,故C不符合题意;
D、太极爱好者此时所受重力和支持力在同一直线上,能够平衡,故D不符合题意。
类型三、牛顿第一定律
经典例题3:关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B. 物体只要运动,就一定受到力的作用
C. 不受力的物体,只能保持静止状态
D. 如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【答案】D
【解析】解:
A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,是经受了实践的检验的,故A错误;
B、物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、一切物体在没有受到外力作用的时候时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;
D、如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,故D正确。
故选:。
解答此题的关键是把握一个“或”字,“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体如果不受外力作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来处于运动状态的物体会保持原来的速度的大小和方向,做匀速直线运动一直到有外力改变这种状态。
牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的。不能用实验直接验证,但经受了实践的检验,是大家公认的力学基本定律之一。
此题主要考查了学生对牛顿第一定律的理解。一定要掌握其内容,理解“或”字的真正含义。
举一反三3-1:下列关于牛顿第一定律建立的说法正确的是( )
A. 它是通过实验直接得出的
B. 它是可以通过实验来进行验证的
C. 它是以实验事实为基础,通过推理、想象而总结出来的
D. 它是通过理论推导出来的
【答案】C
【解析】【分析】
此题考查牛顿第一定律结论的得出是在什么情况下得出的;结合课本上的实验情况,体会实验推理法在实验中的运用。
结合课本上的实验过程,先是改变接触面的光滑程度,逐渐变光滑,在观察实验现象的基础上,加上科学的推理,才得到了最终的结论。
【解答】
牛顿第一定律的实验条件是“物体不受力的作用”,而在现实生活中,物体不受力的情况是不存在的,可见此实验条件无法实现,故实验结论不能由实验得出;牛顿第一定律的结论是在大量经验事实的基础上,通过科学的推理而得出的,故ABD错误, C正确。
故选C。
类型四、牛顿第一定律的应用
经典例题4:如图所示,吊在天花板下面的电灯处于静止状态,如果吊线突然断开的同时,所受外力全部消失,则电灯将( )
A. 竖直向下匀速运动
B. 竖直向下加速运动
C. 保持原来静止状态
D. 竖直向上匀速运动
【答案】C
【解析】【分析】
根据牛顿第一定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
本题极易出错,其原因就是很多同学只想到了拉力而忽略了重力;应明确,所有的力消失包括重力。
【解答】
因为物体的运动状态必须用力来改变,若所有的力都消失了,则物体的运动状态将不做任何改变,即仍保持静止状态。
故选C。
举一反三4-1:如图所示,若小球向右摆动到最低点时绳子断裂假设所有力同时消失,此后,小球的运动情况是( )
A. 匀速直线下落
B. 匀速直线上升
C. 匀速直线斜向上运动
D. 沿水平方向向右做匀速直线运动
【答案】D
【解析】解:根据牛顿第一定律可知,物体在不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变;
小球向右摆动到最低点时,其运动方向是水平向右的,则当外力突然消失时,小球仍然保持原来的运动状态,即小球沿水平方向向右做匀速直线运动,故D正确。
故选:。
根据牛顿第一定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
类型五、惯性 及应用
经典例题5:如图所示,当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面,锤头会紧紧地套在木柄上。这是因为木柄撞击地面时( )
A. 锤头由静止变为运动,木柄由于惯性仍要继续向下运动
B. 锤头由运动变为静止,木柄由于惯性仍要保持静止状态
C. 木柄由静止变为运动,锤头由于惯性仍要保持静止状态
D. 木柄由运动变为静止,锤头由于惯性仍要继续向下运动
【答案】D
【解析】解:当铁锤的锤头松动时,握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面,原来锤头和木柄都处于运动状态,当木柄碰到地面后停止运动,而锤头由于惯性会仍然保持运动状态,故此时锤头能紧紧的套在木柄上,故ABC错误,D正确。
故选:。
举一反三5-1:如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是中的( )
A.
B.
C.
D. 三个位置都可以
【答案】A
【解析】【解答】
飞机投放救灾物资时,救灾物资由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,救灾物资在下落过程中,仍会向前运动一段距离,所以投掷点应选在接近目标的上方提前投掷物体才会掉在目标区。则空投时目标的位置必须在飞机的前下方,故A正确。
故选:。
【分析】
物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,一切物体都有惯性,从惯性的角度可对题目中的现象进行分析。
本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及惯性在生活中的应用。
类型六、二力平衡
经典例题6:如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力向右推物体,推力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,则下列说法正确的是( )
A. 在时,物体不受摩擦力
B. 在时,物体受到的摩擦力为
C. 在内,物体所受摩擦力不断增大
D. 在内,物体受到的摩擦力为
【答案】D
【解析】【分析】
先由速度时间图像判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据由图像求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小;滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关。
本题考查学生对图像的认识,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
图像、图像相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
【解答】
、由丙图可知,前物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前物体所受拉力为,所以摩擦力也为,故AC错误;
、由丙图可知,内,物体做匀速直线运动,速度为,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,此时摩擦力等于拉力,;滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,内,物体在做加速运动,所受的摩擦力不变,仍为,故B错误,D正确。
故选:。
举一反三6-1:如图所示,用的力把重的物体压在竖直墙壁上静止不动,这时物体受到的摩擦力为______;变为,物体仍静止不动,物体受到的摩擦力为______;变为,物体沿墙壁匀速下滑,物体受到的摩擦力为______;变为,物体沿墙壁______选填“加速”“匀速”或“减速”下滑。
【答案】 加速
【解析】解:用的力把重的物体压在竖直墙壁上静止不动,竖直方向受到的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
变为,物体仍静止不动,物体受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
物体沿竖直面匀速下滑时,竖直方向受到的重力和向上的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为;
变为,此时的压力变小,接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力变小,摩擦力小于重力,物体沿墙壁加速下滑。
故答案为:;;;加速。
物体无论是做匀速直线运动还是静止都处于平衡状态,故由力的平衡条件可得出摩擦力的大小。影响滑动摩擦力大小的因素:压力大小、接触面的粗糙程度。
许多学生在做本题时由于受到压力的干扰而出现错误,在理解二力平衡时应注意只有在同一条直线上的两个力才有可能是平衡力。
巩固练习
1.如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A. 谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B. 苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C. 武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D. 柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
【答案】C
【解析】解:、惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、苏翊鸣上升到最高点时排球只受重力作用,所以受力不平衡,故B错误;
C、武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态,故C正确;
D、以柳鑫宇为参照物,王诗玥相对于柳鑫宇的位置没发生变化,所以王诗玥相对于柳鑫宇是静止的,故D错误。
故选:。
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
根据苏翊鸣的受力情况判定其是否受到平衡力的作用;
力可以改变物体的形状和运动状态;
在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
本题考查了力的多个知识点,都是基础知识。
2.关于平衡力,下列说法中正确的是( )
A. 物体在平衡力的作用下一定保持静止状态
B. 作用在物体上的两个力三要素完全相同,则这两个力一定是平衡力
C. 物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反,它们一定是平衡力
D. 运动物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】解:、物体在平衡力的作用下,也可能保持匀速直线运动状态,故A错误;
B、作用在物体上的两个力的三要素完全相同,不符合平衡力的条件,故B错误;
C、二力平衡的条件:同物、同线、等值、反向,故物体受到重力和拉力的作用,两个力方向相反,不一定是平衡力,故C错误;
D、运动物体在平衡力的作用下,一定保持匀速直线运动状态,故D正确。
故选:。
物体在平衡力作用下一定保持静止或匀速直线运动状态;
二力平衡的条件,即同物、同线、等值、反向。这四个条件缺一不可。
此题主要考查学生对平衡力的辨别,以及平衡状态的判断,难度不大。
3.如图所示,探究二力平衡的条件,将系于卡片质量为两个对角线的线分别跨过支架上的滑轮,在线的两端分别挂上重物,对卡片施加两个拉力。下列说法正确的是( )
A. 本实验的研究对象是重物
B. 可选用质量为的重物对卡片施加拉力
C. 探究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可将卡片进行旋转
D. 探究一对平衡力是否必须大小相等时,多次实验是为了得到可靠的结论
【答案】D
【解析】解:、由题知,质量为的卡片作为研究对象,故A错误;
B、当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片,故B错误;
C、当小卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是这两个力必须作用在同一物体上,故C错误;
D、探究一对平衡力是否必须大小相等时,为了使实验结论具有普遍性,多次实验,故D正确。
故选:。
实验中研究小卡片的受力情况;
当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,据此分析;
为了研究一对平衡力是否必须作用在同一物体上,可以将卡片剪断;
为了使实验结论具有普遍性,需要多次实验。
本题考查二力平衡条件的应用,有一定综合性。
4.如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点时。若它所受外力突然全部消失,则皮球将( )
A. 保持静止
B. 做匀速直线运动
C. 自由下落
D. 沿着虚线轨迹运动
【答案】B
【解析】解:当皮球运动到最高点时,仍然具有水平向右的速度,若此时所受的外力全部消失,由牛顿第一运动定律可知,小球将沿水平向右的方向做匀速直线运动。
故选:。
据牛顿第一运动定律可知,一切物体在没有受到任何外力时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
此题考查了牛顿第一定律的应用,理解牛顿第一定律的内容是解题的关键。
5.下列科学家中,对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是( )
A. 亚里士多德 B. 帕斯卡 C. 阿基米德 D. 伽利略
【答案】D
【解析】解:、亚里士多德在很多方面进行了研究,如最早论述了力与运动的关系等,但没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故A错误;
B、帕斯卡对压强方面有深入研究,但对“牛顿第一定律”的建立没有做出贡献,故B错误;
C、阿基米德对浮力进行了研究,得出了著名的阿基米德原理,没有对“牛顿第一定律”的建立做出贡献,故C错误;
D、伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的得出奠定了重要基础,所以对“牛顿第一定律”的建立做出巨大贡献的是伽利略,故D正确。
故选:。
根据对物理学史的了解,结合相关科学家的贡献可做出判断。
了解物理学史的基本知识,根据各个科学家与所学知识的联系进行分析。
6.下列现象中,不属于惯性现象应用的是( )
A. 用手拍打衣服上的灰尘 B. 运动员采用助跑跳远
C. 锤头松了,将锤柄在地上撞击几下 D. 骑自行车时为了减速捏刹车闸
【答案】D
【解析】略
7.一气球受到竖直方向一对平衡力的作用,则气球( )
A. 一定静止 B. 一定匀速向上运动
C. 可能加速向下运动 D. 可能匀速向右运动
【答案】D
【解析】【分析】
此题是根据物体的受力情况来判断物体的运动状态,当物体受到平衡力作用时,物体可能做匀速直线运动或者是处于静止状态。
此题是一道力与运动的综合题,解答此类题的关键是获取好题目中所提供的有用信息:物体受到平衡力的作用.由此再做出正确的判断。
【解答】
从题意可以获悉,这只气球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,即气球可能做匀速直线运动或者处于静止状态,故AB错误;
C.气球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,不可能加速向下运动,故C错误;
D.球受到一对平衡力的作用,故气球一定是处于平衡状态,可能匀速向右运动,故D正确。
故选D。
8.如图所示,当滑板车在水平地面上运动时,若小朋友不再用力蹬地,滑板车会向前运动一段距离后停下,下列说法正确的是( )
A. 滑板车的运动需要力来维持
B. 滑板车的运动不需要力来维持
C. 蹬力越大,滑板车的惯性越大
D. 蹬力越小,车受到摩擦力越小
【答案】B
【解析】解:、沿水平方向运动的滑板车,不再蹬地,滑板车由于惯性会继续运动,说明运动不需要力来维持,故A错误,B正确;
C、惯性大小只与质量有关,与蹬力大小无关,滑板车的质量不变,惯性就不会改变,故C错误;
D、滑板车对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,其大小蹬力大小无关,故D错误。
故选:。
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;
物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,一切物体都具有惯性;
滑动摩擦力大小的影响因素是压力和接触面的粗糙程度。
本题考查了力与运动关系、惯性的认识和理解,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。
二、填空题
9.如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块做直线运动。木块受到的拉力和______力是一对平衡力,木块对桌面的压力和桌面对木块的______力是一对相互作用力,木块对桌面的压力是由______发生形变而产生的。
【答案】摩擦 支持 木块
【解析】解:
木块在水平桌面上做匀速直线运动,受平衡力的作用;水平方向上拉力和摩擦力的大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上,是一对平衡力;
木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力,大小相等、方向相反,在同一直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力;
木块对桌面的压力是弹力,是由于木块发生形变而产生的。
故答案为:摩擦;支持;木块。
此题考查了相互作用力和平衡力的区别,两种力都具有大小相等、方向相反、作用在同一直线上的特点,区别是平衡力作用在同一物体上,而相互作用力作用在相互作用的两个物体上。
10.一个箱子重为,放在水平面上,受的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力______选填“大于”、“等于”或“小于”。当水平推力增大到时,箱子恰好做匀速直线运动。当水平推力增大到时,箱子受到的摩擦力为______。
【答案】等于;
【解析】【分析】
此题考查了二力平衡条件的应用和摩擦力大小,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,是一道基础性题目。
掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【解答】
箱子受的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于;
当水平推力增大到时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于;
当水平推力增大到时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为。
11.如图所示,静止在硬纸板上的生鸡蛋,迅速击打硬纸板,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有______,硬纸板飞出去说明力可以改变物体的______,鸡蛋落入杯中,是因为受______。
【答案】惯性运动状态重力作用
【解析】解:打硬纸板,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有惯性,要保持原来的静止状态,用力迅速击打硬纸板,硬纸板飞出去,这说明力可以改变物体的运动状态在,重力的作用下落入杯中。
故答案为:惯性;运动状态;重力作用。
任何物体都有保持原来运动状态不变的性质;
力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态。
此题通过一个简单的现象,考查了对力的作用效果、惯性知识的应用,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
12.为了更安全,应站的位置是图中的 和 处.均填“甲”“乙”“丙”或“丁”
【答案】乙
丙
【解析】略
13.为了探究阻力对物体运动的影响,小刚做了如下实验:取一辆小车,使它三次都从同一斜面上的同一高度处由静止释放,小车沿斜面滑下并运动到水平面上。三次实验中,水平面分别为毛巾表面、棉布表面和木板表面,小车三次从释放至静止的情况如图所示。可知运动的小车所受阻力越小,小车在水平面上滑行的距离______ 。请你推理,若运动的小车不受任何阻力的作用,小车将一直保持______ 状态。
【答案】越远 匀速直线运动
【解析】解:由实验现象知,小车所受阻力越小,速度减小得越慢,小车在水平面上滑行的距离越远;
小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,前进得越远,进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动。
故答案为:越远;匀速直线运动。
接触面越光滑,摩擦力越小,小车运动的距离越远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,前进得越远,进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车将做匀速直线运动。
本题考查了“探究阻力对物体运动的影响”的实验中,控制变量法以及科学推理法的运用,要掌握这些知识。
三、实验探究题
14.利用如图所示器材“探究二力平衡的条件”。
实验中选择轻质卡片的目的是______。
将卡片上的两根线跨放在支架的滑轮上,并在两个线端分别挂上钩码,使作用在卡片上的两个拉力方向相反,且在同一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量上看,卡片两边所受的拉力______。选填“相等”或“不相等”
为观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片扭转一定角度。释放时观察到______现象,则说明相互平衡的两个力必须______。
在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,观察实验现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是:两个力必须______。
如图乙所示,是小明同学为了探究二力平衡条件不断改进并先后设计的三个实验方案,请你判断出他们改进的先后顺序:______用字母表达。
图中,右端钩码,左端钩码为,当物体静止时______。选填序号
A. B. C. D.都有可能
【答案】卡片的重力可以忽略不计 相等 小卡片不能保持静止 作用在同一直线上 作用在同一物体上
【解析】解:卡片的重力相对于钩码大不大,因为卡片的重力远小于钩码的拉力,所以卡片的重力可忽略不计,影响不大。故选择轻质卡片的目的是消除或忽略卡片重力对实验的影响;
保持两个拉力在同一直线上,调整细线两端的钩码,当两端钩码的质量相等时,对小卡片的拉力相等,小卡片平衡;
为了验证两力是否在同一直线上,保持卡片两边所受的拉力不变,用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后,观察到小卡片不能保持静止,说明两个力必须作用在同一直线上;
当小卡片平衡时,用剪刀沿虚线迅速剪断小卡片,由于二力不在同一物体上,所以两侧钩码落下,说明二力平衡的又一个条件是两个力作用在同一物体上;
由图乙知,图中小车与桌面是滚动摩擦,中木块与桌面间是滑动摩擦,图只有滑轮间的摩擦;滑动摩擦力最大,滑轮间摩擦最小,为了减小摩擦力对实验的影响,他们改进的先后顺序为:、、;
图中,右端钩码,左端钩码为,物体静止时,受到的合力为,当不受摩擦力时,;当受到向左的摩擦力时,;若受到向右的摩擦力时,;故D说法正确。
故答案为:卡片的重力可以忽略不计; 相等; 小卡片不能保持静止;作用在同一直线上; 作用在同一物体上; ;。
卡片的重力相对于钩码大不大,因为卡片的重力远小于钩码的拉力,所以卡片的重力可忽略不计,影响不大;
钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力,拉力的大小等于钩码的重力;
要验证不在同一直线上两个力是否平衡,可以将小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上;
二力平衡的条件:大小相等,方向相反,在一条直线上,在同一物体上;
从怎样减小摩擦力对实验的影响来分析解答;
根据木块受到摩擦力的方向分析。
本题考查了探究二力平衡条件的实验的操作过程及对实验方案的改进,关键是要从二力平衡的四个条件进行分析。