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第六讲 力和运动
1.通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
2.能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。
3.通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
1.[八下,P18,图6-5-6改编]如图所示是古代劳动人民在建造宫殿时搬动巨木的情景,在巨木下垫圆木的目的是( )
A.减小巨木所受的重力
B.增大惯性
C.增大摩擦
D.减小摩擦
D
2.[八下,P22,图6-6-4]如图所示,用力击打一摞棋子中的一个,该棋子飞出而上面的棋子落下。下列说法正确的是( )
A.击打棋子使棋子飞出去,说明力改变了棋子的运动状态
B.棋子在空中飞行时,运动状态不变
C.棋子飞出后,上面的棋子会向下运动是由于惯性
D.上面的棋子没有飞出是因为不受力
A
[典例1]关于力的概念,下列说法不正确的是( )
A.力是物体对物体的作用,离开物体就没有力的作用
B.单独一个物体不会产生力的作用
C.两个物体必须接触才能产生力的作用
D.一个受力物体同时也一定是施力物体
力及其作用效果
C
[典例2] (2023泰安高新区模拟)下列图中描述的内容,能说明力可以改变物体的形状的是( )
A
A.熊猫压弯竹子 B.苹果落下 C.橡皮绕手做圆周运动 D.守门员接住
飞来的足球
[典例3]下列关于重力的说法正确的是( )
A.向上抛出的篮球在上升过程中没有受到重力的作用
B.汽车在坡路上向下行驶,受到的重力是垂直于坡面的
C.物体的重心一定在物体上
D.地面附近的物体在没有支持物的时候,向地面下落,这是由于重力作用
[变式训练]
1.如图所示为水平仪放置于某桌面上时的情形,则该桌面( )
A.右侧高,左侧低
B.左右相平,前高后低
C.左侧高,右侧低
D.左右相平,前低后高
重力、弹力
D
C
[典例4]一个足球放在一块长木板上,如图所示,木板和足球均发生了弹性形变,下列说法正确的是( )
A.木板被压弯是木板产生弹力造成的
B.足球发生形变是由于足球受到了重力
C.足球受到支持力是因为木板发生了弹性形变
D.木板产生的弹力就是足球对木板的压力
C
[典例5](2023新泰模拟)在平直的地面上有一辆小车匀速前进,下列说法正确的是( )
A.车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力
B.车受到的重力和地面受到的压力是一对相互作用力
C.车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
D.地面对车的支持力和车受到的阻力是一对平衡力
二力平衡及应用
C
[变式训练]
2.如图所示,悬挂在天花板下方的小球保持静止状态,与小球重力互为平衡力的是( )
A.绳子对小球的拉力
B.绳子受到的重力
C.小球对绳子的拉力
D.天花板对绳子的拉力
A
[典例6]如图所示是探究“二力平衡的条件”的实验装置,小车置于水平桌面,两端的轻质细绳绕过定滑轮,挂有等重钩码,F1是小车受到的向左的拉力,F2是小车受到的向右的拉力,F1与F2在同一水平直线上。下列说法不正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,小车在水平方向上只受到F1、F2作用
B.增减钩码个数,可以探究二力大小对小车平衡的影响
C.F1、F2大小相等时,小车一定处于平衡状态
D.将小车水平扭转90°时,F1、F2仍在同一直线上
D
[典例7]如图所示,用水平推力推静止在水平地面上的木箱,结果没有推动,则下列说法正确的是( )
A.木箱不受摩擦力
B.推力与地面对木箱的摩擦力大小相等
C.推力小于地面对木箱的摩擦力
D.推力与木箱的重力是平衡力
摩擦力
B
[变式训练]
3.如图所示,用F=14 N水平向右的拉力匀速拉动木块A时,物块B相对于地面静止不动,此时弹簧测力计的示数为6 N,则木板A所受地面的摩擦力的大小及方向为( )
A.8 N,水平向右 B.8 N,水平向左
C.6 N,水平向右 D.6 N,水平向左
B
4.(2023宁阳县模拟)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用。F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,则第1 s末物体处于 状态,此时物体所受摩擦力大小为 N,4~5 s间物体所受摩擦力大小为 N。
静止
甲 乙
2
4
[典例8]共享单车是节能环保的交通工具,关于小明骑共享单车上学的情形,下列说法正确的是( )
A.车加速前进时,速度越快,惯性越大
B.下坡时不用蹬车,车继续滑行是因为受到惯性的作用
C.骑车过程中突然刹车,身体由于惯性会向前倾
D.刹车后车的惯性减小
牛顿第一定律 惯性
C
[变式训练]
5.(2023宜昌)如图所示,小浩站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动,下列说法正确的是( )
A.不断蹬地说明物体受到力的作用才能运动
B.车在运动过程中受到平衡力的作用
C.停止蹬地后车不会立即停下来是因为受到惯性力的作用
D.运动中的车如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
D
[典例9](2023宁阳县模拟)如图所示,小明推着木箱在水平地面上做匀速直线运动,木箱受到的水平推力F已画出,请你画出此时木箱受到的其他力的示意图。(O为木箱的重心)
力学作图
答案:如图所示
[变式训练]
6.如图所示,物体以某一速度v沿斜面匀速下滑。作出该物体所受各力的示意图。
答案:如图所示
实验1 探究阻力对物体运动的影响
[实验全面剖析]
一、实验器材
1.斜面:使小车获得速度。
2.毛巾、棉布、小车。
3.木板:改变小车运动时受到的 。
二、过程及现象
1.让同一小车从相同高度释放的目的:控制小车到达水平面的 .
。
2.改变小车在水平面上所受阻力大小的方法:改变接触面的 。
3.小车到达水平面后能继续向前运动的原因:小车具有 。
阻力
速度相同
粗糙程度
惯性
4.小车最终在水平面上停下来的原因:小车受到 的作用。
5.此实验说明的问题:力是 物体运动状态的原因,力 维持物体运动状态的原因。
6.实验方法
(1)转换法:通过比较小车 来判断阻力的大小。
(2)控制变量法:让小车从 斜面的 高度由静止滑下,使小车到达水平面的初速度相同。
(3)科学推理法:由实验推理得出,若运动的物体在水平面上不受阻力,物体将一直做 ,运用了科学推理法
阻力
改变
不是
在水平面上运动的距离
同一
相同
匀速直线运动
三、实验结论
水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越 ,运动的距离越远,速度减小得越 。
例1在“探究阻力对物体运动路程的影响”的实验中:
(1)小旭调试实验装置时,将小车从斜面上A处由静止滑下,如图甲所示,小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板,下列做法不可行的是 (填字母)。
A.小车仍从斜面A处滑下,换一个更长的木板
B.增大斜面的倾角,让小车仍从斜面上A处滑下
C.斜面倾角不变,让小车从斜面上比A位置低的位置滑下
D.减小斜面的倾角,小车仍从斜面上A处滑下
小
慢
B
甲
(2)调试成功后,小旭每次均将小车从斜面上同一高度处由静止滑下,小车滑下后分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止的位置用小红旗做了标记,分别在①、②、③号位置,如图乙所示。由此可得:小车受到阻力越小,运动的路程越 (选填“长”或“短”)。
(3)进一步推理可得:若小车运动时所受阻力为零,小车将 .
(填运动状态)。
长
做匀速直线运动
乙
[拓展延伸]
(4)从能量转化的角度看,小车3次在水平面上克服阻力所做的功
(选填“在毛巾上更多”“在木板上更多”或“一样多”)。
(5)实验中阻力的大小是通过小车在水平面上运动的 来表示的,这是 的思想。
(6)小车进入水平面后,小车受到的 力和水平面对它的 力是一对平衡力。
一样多
距离
转换法
重
支持
(7)通过上面的探究后,小旭思考如下的问题,如图丙所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
静止
丙
实验2 探究影响滑动摩擦力大小的因素
[实验全面剖析]
一、实验器材
1.弹簧测力计:间接测量摩擦力的大小。
2.木板A和B:材料相同,表面粗糙程度不同。
3.木块、细线、砝码。
二、过程及现象
实验原理: 。
1.实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块的目的:使 .
等于弹簧测力计的示数。
2.实验方法
(1)转换法:通过 的大小来反映滑动摩擦力的大小。
二力平衡
滑动摩擦力的大小
弹簧测力计示数
(2)控制变量法:控制 和 的其中一个量不变,来研究另一变量与滑动摩擦力的关系。
3.实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因:没有拉着木块做匀速直线运动(或接触面的粗糙程度不均匀)。
三、实验结论
滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面所受的压力越大,滑动摩擦力 ;滑动摩擦力的大小还跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力 。
压力
接触面粗糙程度
越大
越大
例2小王同学用下列器材研究“影响滑动摩擦力大小的因素”。粗糙程度均匀的长木板一块,质量相等的木块和铝块各一个,弹簧测力计一个。如图1所示,4次实验中他都用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物块,使其在水平长木板上做匀速直线运动。
甲 乙 丙 丁
图1
(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运 动,根据 的知识可知,弹簧测力计的示数与滑动摩擦力的大小相等。图丙中,弹簧测力计的示数为 N。
(2)分析 两次实验,可得出:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力有关。此研究方法是 。
(3)图乙与图丁中铝块受到的摩擦力大小 (选填“相等”“不相等”或“不确定”)。
二力平衡
3.2
甲、丙
控制变量法
相等
(4)在不同水平面上用弹簧测力计水平拉着同一木块做匀速直线运动,可探究木块的 (填字母)关系。
A.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度
B.滑动摩擦力的大小与压力大小
(5)根据你在本实验中的收获,请写出一种减少汽车在冰雪路面上行驶时出现打滑现象的具法做法: 。
[拓展延伸]
(6)①本实验存在的一个操作上的难点:在拉动物体的时候很难保
持匀速运动,结果弹簧测力计的示数难以稳定,导致该现象的原因是
(选填“滑动摩擦力”或“手对弹簧测力计的拉力”)大小变化导致的。
A
在路面上撒沙子
手对弹簧测力计的拉力
②(装置改进)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图2所示的方式测量滑动摩擦力发现效果更好。图2实验中 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。
不一定
图2
(7)(科学置疑)小明猜想:滑动摩擦力大小可能与接触面积有关。他将木块A切去一半,重复上述实验的操作过程,他比较图3和图4的实验结 果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,你认为他的结论可靠吗,并说明理由: 。
不可靠,没有控制两次实验的压力大小不变
(8)在操作过程中小明还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图5所示,此过程中,木块处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(9)图5中弹簧测力计对木块的拉力和木块受到的滑动摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力;理由是 .
,竖直方向上木块受到的重力和木板对它的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
平衡
不是
拉力与摩擦力不在同一直线上
不是
(10)实验现象说明,拔河比赛挑选队员时,应在班上选体重 (选填“大”或“小”)的同学。
(11)(图象分析)若某次实验开始拉动木块直到木块匀速滑动的F-t图象如图6所示,其中0~4 s木块处于静止状态,分析图象可知:要使木块由静止开始运动,至少要用 N的水平拉力拉木块;如果实验时木块所受的拉力是2 N,则木块会 (填运动状态)。
大
图6
2.3
静止或做匀速直线运动
力及其作用效果
1.(2021东营)下列过程中,力的作用效果与其他三个不同的是( )
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落
B.滚动的足球受阻力缓缓停下
C.用力将实心球掷出
D.把橡皮泥捏成不同造型
D
1.(2023泰州)小华利用饮料瓶、气球、瓶盖、吸管等制作了一个简易喷气小车,如图所示。拔掉吸管口的塞子,气球向左喷气,同时小车会向右运动,说明物体间力的作用是 ,也说明力能改变物体的
,使小车前进的力的施力物体是 。
相互的
运动状态
喷出的气体
二力平衡
2.(2023枣庄)在2022年北京冬奥会短道速滑男子1 000 m比赛中,中国某选手荣获金牌。图甲是他正全力通过弯道的情景,图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情景,下列说法正确的是( )
C
A.运动员通过弯道的过程处于平衡状态
B.运动员通过弯道时有惯性,站立时没有惯性
C.站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力
D.站立时他对冰面的压力和冰面对他的支持力是一对平衡力
甲
甲 乙
3.(2022济南)下列各种动作中,在水平地面上无法保持的是( )
B
A B C D
摩擦力
4.(2023菏泽)下列设计中,没有利用摩擦的是( )
D
A.瓶盖边缘的条纹 B.桥面上刻的条纹
C.握笔处的条纹 D.下水管上的条纹
5.(2023烟台)自行车是一种常用的交通工具,它的结构和使用涉及了许多物理知识。下列说法正确的是( )
A.给车轴加润滑油是为了增大摩擦
B.轴承内装有滚珠是为了减小摩擦
C.刹车时通过增大压力来减小摩擦
D.轮胎表面有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
6.(2022泰安)如图所示,用2 N的水平拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,当拉力变为4 N时,木块受到的摩擦力为 N。
B
2
2.(2023河南)小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用,小华则认为它不受黑板面的摩擦力作用。你认为 的观点正确,请简要说明理由: 。
小华
黑板擦在下落过程中对黑板没有压力
牛顿第一定律 惯性
7.(2022泰安)羽毛球是同学们喜爱的体育活动,下列与其有关的说法正确的是( )
A.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
B.羽毛球飞行的速度越大惯性越大
C.羽毛球运动到最高点时,不受任何力的作用
D.迎面飞来的羽毛球被球拍挡回,说明力可以改变物体的运动状态
8.(2023滨州)下列关于体育运动场景的描述和分析中,正确的是( )
A.田径场上400 m比赛的整个过程中,运动员的运动状态保持不变
B.投出的篮球在空中飞行时,若受到的力突然消失,它将立刻静止
C.跳远运动员起跳前的助跑,是为了增大惯性
D.足球场上滚动的足球慢慢停下来,是因为受到阻力的作用
D
D
9.(2023泰安)2023年跳水世界杯蒙特利尔站女子10 m台决赛,中国某选手发挥完美获得冠军。如图所示是运动员参加跳水比赛时向上起跳和下落的运动轨迹示意图。下列说法正确的是( )
A.起跳时,运动员对跳台施加了力,跳台对运动员没有力的作用
B.起跳后能继续向上运动,是因为运动员受到向上的力大于自身的重力
C.起跳上升过程中,若运动员所受的力全部消失,她将做匀速直线运动
D.从最高点到入水前的过程中,运动员的惯性增大
C
10.(2023东营)古诗词是中华民族传统文化的瑰宝,“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已晚”,不但有警示作用,而且蕴含着丰富的物理知识。诗句中,两个“动作”显得较晚,是因为船和马都有 ,很难立即停下来,从力的作用效果看,“勒马”是为了改变马的 。
11.(2023烟台)2023年5月21日中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛的决赛上取得胜利,实现三连冠的同时第13次捧起苏迪曼杯。比赛中,当运动员用球拍击打羽毛球后,羽毛球高速飞出,说明力可以改变物体的 ,打出去的羽毛球继续前进是因为羽毛球具有
,羽毛球最终会落到地面上,是由于受到 的作用。
惯性
运动状态
运动状态
惯性
重力
力学作图
12.(2022泰安)如图所示,物体A在水平地面上静止,画出物体A受力的示意图。
答案:如图所示
13.(2022临沂)如图所示,一个小球在竖直挡板的作用下静止在斜面上,请作出小球所受重力的示意图。(O为小球的重心)
答案:如图所示
14.(2023济宁)将一个正在发声的音叉移近悬挂的泡沫塑料小球,当两者接触时,可观察到小球被弹开,如图所示。请画出此时小球的受力示意图。
答案:如图所示
探究阻力对物体运动的影响
15.(2023聊城)利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一高度由静止滑下,目的是控制小车每次滑到水平面时的 相同。
(2)实验通过观察 (填字母)来反映阻力对物体运动的影响。
A.小车滑行的距离
B.接触面的粗糙程度
速度
A
(3)由实验可以知道,小车在 (选填“棉布”或“木板”)表面上运动时,速度减小得慢。
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是 (填字母)。
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是
(填字母)。
A.物体受力,运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用
D.物体运动状态改变,一定受力
木板
B
D
探究影响滑动摩擦力大小的因素
16.(2023泰安)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中:
(1)某同学用如图甲所示的方式匀速拉动木块,测量滑动摩擦力,这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的。
错误
甲
(2)小明提出如下猜想:
A.滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。小明以v1的速度匀速拉动木块,进行了正确的实验操作,实验探究过程如图所示。比较图 两次实验,可验证猜想A;比较图 两次实验,可验证猜想B。
乙 丙 丁
丙、丁
乙、丙
(3)如图戊所示,小明以v2的速度匀速拉动木块再次进行实验。已知v2>v1,木块重4 N,砝码共重2 N,弹簧测力计的示数为2.4 N,此时,毛巾对木块的摩擦力为 N。
戊
2.4
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