专题07.1 力与运动和力单元学案(原卷版+解析版)

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名称 专题07.1 力与运动和力单元学案(原卷版+解析版)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-01-02 09:30:51

文档简介

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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题07.1 力与运动和力单元学案
课标要求
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。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1. 力、弹力、重力、摩擦力的认识 ★★★ 全国各省市物理真题试卷考查本单元知识,会出现每2~3道题,分值为6~8分。题型有选择、填空、作图题以及实验,难度系数为0.65。2025年作图题必考,摩擦力实验的探究题是重点。牛顿第一定律或惯性应用、二力平衡知识在选择题出现几率大,同一直线上的二力合成问题应该是中考考查的一个创新点(以往出现的试题很少)。
考点2. 牛顿第一定律 ★★
考点3. 二力平衡 ★
考点4. 作图与实验 ★★★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点一:力的概念
1. 定义:力是物体对物体的______。
2. 单位:力的单位是_______,符号为N。
3. 力产生条件:(1)必须有____个或两个以上的物体;(2)物体间必须有____作用(物体间可以不接触)。
4. 力的作用效果:(1)力可以改变物体的_______;(2)可以改变物体的_________。
5. 力的三要素:力的_____、 方向、 作用点。
6.力的图示和示意图
(1)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的_____;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小;在同一图中,力越大,线段越长;力的作用点可以是线段的起点,也可以是线段的终点。
(2)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的______。
注意:力的作用点一定要画在受力物体上,绝对不能画在施力物体上。
7.对力的作用是相互的理解
①力是____出现的,且力的作用是相互的,所以施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,二者互为施力、受力物体。
②力是物体间的相互作用,因此当发生力的作用时,至少要有____个物体,单独一个物体不存在力的作用。
③相互接触的物体可能____力的作用,不接触的物体之间可能有力的作用,比如磁铁吸引铁球。
④物体间力的作用是同时____、同时消失的,没有先后之分。
相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在同一直线上和不同物体上。这个结论是高中阶段学习的一个重要的定律,叫做_________定律。
知识点二:弹力 重力 摩擦力
(一)弹力问题
1. 弹性:物体受力发生形变,失去力______恢复到原来的形状的性质叫弹性;
2. 塑性:物体受力时发生形变,失去力后______恢复原来形状的性质叫塑性;
注意:形变的普遍性。不能发生形变的宏观物体是不存在的,任何宏观物体都能发生形变,只是有的比较明显,可以直接看到;有的不那么明显,用肉眼很难直接观察到。
3. 弹力:物体由于发生______形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
4. 弹性限度:物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复到原来的形状,这个____就是弹性限度。
5. 弹力产生条件:①两个物体必须直接______; ②物体必须发生了______形变。
6. 弹力的三要素:
①大小:与物体的弹性强弱和形变程度有关;
②方向:与物体形变的方向______,指向恢复原状的方向;
③作用点:在两物体的接触面上,作用在使物体发生弹性形变的施力物体上。
7. 弹簧测力计使用和读数:
(1)构造:主要由刻度盘、弹簧、指针、挂钩等组成。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
(3)正确的使用方法:
注意:对表格内容的解释
(1)观察量程、分度值;
(2)观察指针是否指在零刻度;
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳;
(4)测力时,使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
(二)重力问题
1. 重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是_____;
2.对重力的理解
①重力的施力物体是_____,受力物体是地球表面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
②在地球附近的物体都会受到重力的作用,不论物体运动还是静止。
③重力是非接触力,天上飞的飞机也受到重力的作用。
④物体和地球之间的作用是相互的,物体受到地球的吸引力,地球也受到物体的吸引力。
⑤重力是由于地球的吸引而产生的力,但重力不一定等于地球对物体的吸引力,重力特指地球对物体的吸引。
注意:实际生活中说的物重、体重、多重一般指的是物体的质量,在物理中提到的物重一般指的是物体的重力,这点要注意区分。
3. 重力的三要素:
(1)重力的作用点:重力在物体上的作用点叫______.
对重心的理解:①重心是物体各部分所受重力作用的等效作用点。
②物体的重心,可以在物体上,也可以在物体以外;形状规则、质量分布均勾的物体,它的重心在它的几何中心上。
③在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
④重心的位置与物体所在的位置、放置状态以及运动状态等无关。
⑤当一个物体的质量分布发生变化时,其重心的位置一般也会发生变化。
⑥提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心;
(2)重力的方向:_____向下(近似指向地心)。
对重力方向坚直向下的理解
①重力的方向竖直向下是指垂直于所在地的水平面,近似指向地心
②重力的方向与运动状态无关,不管物体是否运动、怎样运动,重力的方向不变。
(3)重力的大小:通常把重力的大小叫重量.
重力的计算公式:G=mg,其中g=_____N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg;
对g的理解:
①g=9.8 N/kg 的物理意义:质量为 1kg 的物体受到的重力是 9.8 N.
②在地球上的不同位置,g的数值也略有不同。g值在赤道上最小,越往两极越大。
③在不同星球上(物体受不同星球的吸引作用)时,g值是不同的。
(三)摩擦力问题
1.摩擦力产生的条件:
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一:两物体相互______;
第二:接触面_______;
第三:两物体发生相对运动或相对运动_____。
2.摩擦力大小的影响因素:
(1)影响摩擦力大小的因素:_____大小和接触面的粗糙程度;
(2)接触面粗糙程度一定时,____越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些;
(3)_____一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3.摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有_______时,产生的摩擦力;
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生______时,产生的摩擦力;
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动____,但它们之间处于_______时产生的摩擦力。
4.增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
(2)减小有害摩擦的方法:
①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;
④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
【必考实验提醒】影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
(1)控制变量法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等。
(2)实验原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
【实验装置】
【实验方法】控制变量法,转换法
【实验原理】二力平衡
【探究过程】1.用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
2.在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力;
3.换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力;
4.记录数据。
【记录表格】
实验序号 实验条件 摩擦力f/N
压力情况 接触面情况
1
2
3
【实验结论】
(1)压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)在接触面粗糙程度一定的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
【注意事项】1.实验中弹簧测力计示数不稳定的可能原因:①接触面的粗糙程度不均匀;②没有保持水平匀速直线拉动物块;
2.测量摩擦力大小是依据二力平衡的知识来进行的;
3.摩擦力大小测量具体操作:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小;
4.为何水平匀速来动滑块? 为使滑动摩擦力等于拉力;
5.实验中出现误差的原因:用手拉动弹簧测力计,很难控制匀速直线运动;
6.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律。
知识点三:牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态或_________状态.
1.理解牛顿第一定律
①“没有受到力的作用”是定律成立的条件,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。
②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动。
③牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
2.物体运动状态变化的判定
物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3.惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态.对惯性的理解:
①一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
②惯性是物体本身的属性,惯性的大小只与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
③惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向,把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。
(2)惯性的应用与危害
①应用。在现实生活中,人们常常利用物体的惯性。例如:泼水时,水由于惯性飞出;拍打衣服时,灰尘由于惯性而飞出,从而脱离衣服;运动员跳远前的助跑;电机固定在沉重的底座上以增加质量防止移动等。
②危害。在日常生活中,惯性带来的危害也很多。例如:汽车刹车时,由于惯性汽车不能立即停下来,导致交通事故等。交通部门规定的“严禁超载、必须系好安全带、儿童乘坐儿童安全座椅”等都是为了避免惯性带来的伤害。
知识点四:二力平衡
1.二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受___个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在_____物体上的两个力,如果大小_____、方向______,并且在____一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2.平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持____或_____直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3.平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4.二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
5. 同一直线上二力的合成(拓展)的规律
(1)概念:已知方向在同一直线上的两个力的大小,求____的大小,称为同一直线上二力的合成。
(2) 结论(规律):
1)若F1、F2同向。二力的合力为_______,合力的方向与F1、F2同向。
2)若F1、F2同反向(F1>F2)。二力合力的大小:_________,合力的方向与F1同向。
注意:1.我们研究的同一直线上的二力是作用在同一个物体上的两个力;
2. 同一直线上两个力的合力的大小和方向与两个分力的大小和方向有关。解题时应先分析两个分力的大小和方向,再判断合力的大小和方向。
【答案】知识点一:力的概念
1. 作用。2. 牛顿。3. (1)两;(2)相互。4. (1)运动状态 ;(2)形状 。5. 大小。
6.(1)示意图。(2)力的图示。
7. ①成对。②两。③没有。④产生。牛顿第三。
知识点二:弹力 重力 摩擦力
(一)弹力问题
1. 弹性:又(能);2. 塑性:不能;3. 弹性。4. 限度。5. ①接触; ②弹性。6. ②相反
(二)重力问题
1. G 2.①地球。 3. (1)重心(2)竖直。(3)9.8
(三)摩擦力问题
1.接触;粗糙;趋势。
2.(1)压力;(2)压力;(3)压力。
3.(1)相对运动;(2)滚动;(3)趋势,相对静止。
知识点三:牛顿第一定律
静止 匀速直线运动
知识点四:二力平衡
1.(1)两;(2)同一,相等、相反,同一。
2.(1)静止 匀速;
5. (1)合力。(2) 1)F=F1+F2。2)F=F1-F2。
考点1. 对力的理解
1. 力是物体对物体的作用。
一个物体不会产生力的作用,有力一定有施力物体和受力物体两个物体。力是一种作用,如果物体间没有推、拉、挤、压等作用,就不存在力。
2. 力的作用效果:一是可使物体发生形变;二是可以改变物体的运动状态(物体的速度大小、方向改变或速度大小和方向同时改变)。
3.力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。力的三要素指的是力的大小、方向和作用点。
4. 画力的示意图的步骤:一找点:找力的作用点;二画线:沿力的方向画线;三线段末端画箭头;四标符号:在箭头附近标上力的符号和大小。
5. 任何力的作用都是相互的。但要注意题目中针对的是什么问题。若力的相互性在该问题中不是主要因素,即可认为该问题与“力的作用是相互的原理”无关。根据相互作用力的特点来区分平衡力与相互作用力:两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
考查角度1. 力的概念及力的作用效果
【例题1】(2024四川广元)同学们在一起讨论“运动和力”的关系,下列四名同学的观点,正确的
是(  )
A. 甲同学:足球只有受力才能运动
B. 乙同学:汽车转弯过程中,运动状态不断改变
C. 丙同学:跳远要助跑,因为速度越大惯性越大
D. 丁同学:牛顿第一定律是由实验直接得出来的
【答案】B
【解析】A.力改变物体运动的原因,不是维持物体运动的原因,一定条件下,足球不受力时也能运动,故A错误;
B.汽车转弯过程中,运动的方向在不断改变,则运动状态不断改变,故B正确;
C.惯性的大小只跟质量有关,跳远要助跑,是利用物体的惯性,其惯性大小不变,故C错误;
D.牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理论证得出的,故D错误。故选B。
【变式练1】(2023湖南湘潭)在国际单位制中,力的单位是(  )
A. 伏特 B. 牛顿 C. 安培 D. 帕斯卡
【答案】B
【解析】A.在国际单位制中,伏特(V)是电压的基本单位,故A不符合题意;
B.在国际单位制中,牛顿(N)是力的基本单位,故B符合题意;
C.在国际单位制中,安培(A)是电流的基本单位,故C不符合题意;
D.在国际单位制中,帕斯卡(Pa)是压强的基本单位,故D不符合题意。故选B。
【变式练2】(2024山西)如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是(  )
A. 助跑时运动员相对于地面是静止的 B. 压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C. 运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦 D. 松手后运动员仍然受撑杆的作用力
【答案】B
【解析】A.助跑时运动员相对于地面位置在不断变化,因此是运动的,故A错误;
B.压弯撑杆,撑杆的形状发生了变化,说明力能改变物体的形状,故B正确;
C.运动员鞋底的花纹是为了在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.松手后,运动员不再接触撑杆,因此不再受撑杆的作用力,故D错误。故选B。
考查角度2. 力的示意图
【例题2】(2024新疆)请在图中画出小球受到的拉力F的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】小球受到的绳的拉力,方向沿绳子向上,作用点在绳子与小球的结合点上,过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示。
【变式练1】(2023黑龙江大庆)如图,为某同学在进行立定跳远测试过程中的某一瞬间(不计空气阻力), O点为重心,请画出该同学的受力示意图。
【答案】如图所示。
【解析】由于不计空气阻力,故某同学在进行立定跳远测试过程中的某一瞬间只受到竖直向下的重力,如图所示。
【变式练2】如图所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上,请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】如图所示
【解析】倒流壶在重力与支持力的作用下处于平衡状态,重力与支持力大小相等,过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力与支持力,两力的线段等长。
考查角度3. 牛顿第三定律(力的作用是相互的)
【例题3】(2024山东菏泽)如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是______的;使小明后退的力的施力物体是______。
【答案】 相互 墙
【解析】穿旱冰鞋的小明用手推墙,他自己也会后退。这是因为手对墙施力的同时,手也受到墙的力。这表明,物体间力的作用是相互的。使小明后退的力的施力物体是墙。
【变式练1】(2023湖南常德)下列关于力的说法中错误的是(  )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
【答案】B
【解析】A.力是物体对物体的作用,成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,力的大小相等,故B错误,符合题意;
C.重力的方向竖直向下,“飞流直下”是由于水受到重力的作用,故C正确,不符合题意;
D.力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态,风吹草低见牛羊,说明风对草的力改变了草的形状,故D正确,不符合题意。故选B。
【变式练2】(2023黑龙江哈尔滨)我国最新歼-20飞机在飞行时向后喷出高温燃气,使飞机获得向前的动力,这是因为物体间______,机翼做成上凸下凹形状的目的是使飞机获得向上的______。
【答案】 力的作用是相互的 升力
【解析】飞机飞行时向后喷出高温燃气,由于力的作用是相互的,会受到向前的反作用力,使得飞机向前飞行。
机翼做成上凸下凹形状,飞行时机翼上表面空气流速大,压强小,机翼下表面空气流速小,压强大,在压强差的作用下从而使飞机获得向上的升力。
考点2. 弹力、重力、摩擦力
1. 弹力产生的条件:“接触”且“产生弹性形变”;
2.常见的压力、拉力、支持力等都是弹力;
3. 受力物体受到的弹力是由施力物体发生弹性形变产生的。
4. 弹簧测力计的使用与读数
(1)认分度、看量程、先校零;要顺拉、勿摩擦、不猛拉;正对看、记数值、带单位。
(2)弹簧测力计倒挂时,弹簧测力计显示的拉力=弹簧测力计外壳对弹簧的拉力+重物对弹簧的拉力。
(3)当弹簧测力计处于静止状态或用弹簧测力计匀速拉动物体时,弹簧测力计的示数就等于作用在挂钩上的力的大小。
5. 用公式G=mg求物体重力,注意在地球上g=9.8N/kg,在其他星球上g值不等于9.8N/kg。
考查角度1. 弹力与弹簧秤使用与读数
【例题4】(2024湖南长沙一模)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,直接测量铁柱的重量,读数如图乙所示;测完后同学发现了问题,问题是______。如果要改正问题,他要______(选A或B);
A.把刻度板向上拉,指针对准零刻度线。B.把刻度板向下拉,指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱,铁柱的重量应为______N。
【答案】没有校零;B;1.8。
【解析】刚拿来的弹簧测力计,图甲可知指针没有对准零刻度线,则没有校零。故问题是没有校零。
弹簧测力计的校零方法,移动刻度板,应向下反复轻拉刻度板才能对准零刻度。故选B。
未校零前,刻度在0.4N,则准确的读数为。
【变式练1】如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力:此时弹簧测力计的示数为(  )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【答案】C
【解析】静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力,弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,题中弹簧测力计的挂钩上受到了6N的力,所以弹簧测力计的示数为6N。故选C。
【变式练2】(2023广东省广州)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 2200 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
【答案】见解析
【解析】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是:
(1)弹簧测力计在取走重物后需恢复形变,即发生退行性变,而甲测力计不能,所以甲不能选取。
(2)丙弹簧原长4.00cm,把30N的重物挂在弹簧下端后,弹簧总长l=6.10cm,形变量太小,不能满足邻两刻度线之间的距离适当大一些的要求。
(3)丁弹簧最终长度为35cm,大于木板长度30cm,所以丁不可以。
考查角度2. 重力(含估测)与重心
【例题5】(2024新疆一模)关于重心,下列说法正确的是( )
A.空心的足球没有重心;
B.物体的重心不一定在物体上;
C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了;
D.物体受到的力全部都作用在重心上
【答案】B
【解析】A.任何物体都有重心,故A错误;
B.重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外,故B正确;
C.物体重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如圆环。空心球它们的重心在中间的空心部位上,所以质地均匀的木球的中心挖去后,重心仍在其球心处,故C错误;
D.重心是物体各部分所受重力的集中点,而物体受到的力并非都作用在重心上,故D错误。
【变式练1】(2023黑龙江绥化)下列有关物理量的估测,符合生活实际的是(  )
A. 学生课桌的高度大约为75dm B. 人们感觉舒适的环境温度约为40℃
C. 中学生受到的重力约为500N D. 考场内照明灯的电流约为2A
【答案】C
【解析】A.课桌的高度约为80cm,故A不符合题意;
B.人们感觉舒适的环境温度约为26℃,故B不符合题意;
C.中学生质量约为50kg,受到的重力约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
故C符合题意.
D.考场内照明灯的电流约为0.2A,故D不符合题意。故选C。
【变式练2】 (2023四川德阳)重力的方向总是______的,一物体质量m=10kg,则物体的重力G=______N。
【答案】 竖直向下 100
【解析】重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下的,一个10kg的物体受到的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N
考查角度3. 探究物体重力与质量的关系
【例题6】(2023湖南长沙)小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 098 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小_______;
(2)分析上表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成_______,下列数据处理方法可以得到此结论的是___________。
A. 计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B. 计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
【答案】 (1)相等 (2)正比 A
【解析】(1)当米袋静止时,拉力器对米袋的拉力和米袋的重力是平衡力,二力相等,米袋对拉力器的拉力(等于拉力器的示数)与拉力器对米袋的拉力是相互作用力,二力相等,故拉力器示数等于米袋的重力。
(2)由表格中的数据得,计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
物体所受的重力与其质量的比值是定值,则结论为:物体所受的重力与其质量成正比,故A符合题意,B不符合题意。故选A。
【变式练1】在“探究重力与质量的关系”的实验中:
(1)测量物体琅力前,除了观察弹簧测力汁的簞程和分度值外,还应将弹簧测力计在____方向调零。
(2)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于_____状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(3)实验小组的同学测量出了不同质量钩码所受重力的多组数据^其中一次测量时弹簧测力计指针位置如图所示,其读数为_____N。
(4)实验小组的小虹同学提出:“还可以测量钩码以外的其它物体的质量和重力,将这呰数据与钩码的数据放到起来寻找规律。”而同组的小宇同学不赞同,他认为“必须全部用钩码的重力与质量的数据来寻找规律”。你认为____同学的观点是正确的。
【答案】(1)竖直;(2)静止;(3)3.4;(4)小虹。
【解析】(1)测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零;(2)测量物体重力时,当物体静止时,物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;
(3)由图可知,测力计的量程为0﹣5N,分度值为0.2N,示数为3.4N;
(4)为了得到普遍规律,应该在实验中采用不同的物体,这样结论根据有普遍性,故小虹同学的是正确的。 
【变式练2】(2023内蒙古赤峰)小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系图像,如图所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成________。一物体质量为10kg,它在甲星球上受到的重力为________N。
【答案】 正比 150
【解析】由图分析可知,物体的质量越大,所受的重力越大; 在甲、乙两个星球上,物体受到的重力跟质量的比值都不变, 所以物体所受的重力跟它的质量成正比。
由图可知,当质量为8kg时,在甲星球上受到的重力为120N,由于重力跟它的质量成正比,所以当物体质量为10kg时,重力为
考查角度4. 探究影响摩擦力大小的因素
【例题7】(2024四川成都)小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长宽高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图),目的是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小__________。
(2)小成在实验探究时利用下表收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与__________的关系。
长木板不同表面 弹簧测力计示数/N
一个木块 两个木块重量
光滑表面
粗糙表面
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是__________。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示),你认为应该采用哪个方案?答:__________。
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
【答案】 (1)相等 (2) 接触面粗糙程度和压力
(3) 换用木块面积不同的侧面置于水平木板上 (4) 方案三
【解析】(1)用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的拉力等于木块受到的摩擦力,所以弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)由表中物理量可知,控制一个木块重量不变时,长木板表面的粗糙程度不同;当长木板表面的粗糙程度相同时,可以改变木块的重量,所以探究的是滑动摩擦力大小与接触面的的粗糙程度和压力的关系。
(3)由于长方体木块的每个面粗糙程度都相同,长宽高不等,所以每个面的面积不同,要探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,可以换用木块面积不同的侧面置于水平木板上,来改变接触面积。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,故应该采用方案三。
【变式练1】(2023江苏宿迁)图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”,以下分析正确的是(  )
A. 在图甲实验中,三次木块做匀速直线运动的速度应该相等;
B. 在图乙实验中,三次小车运动到水平面时的初速度应该相等;
C. 在图甲实验中,弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块;
D. 在图乙实验中,小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
【答案】B
【解析】AC.图甲是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,实验过程中根据二力平衡木块需沿着水平方向做匀速直线运动,此时摩擦力等于弹簧测力计对木块的拉力,可以通过测力计示数知道大小,滑动摩擦力受压力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,所以三次木块做匀速直线运动的速度不用相等,故AC错误;
B.图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”,实验过程中应控制小车到达水平面的速度相同,故B正确;
D.图乙实验是“探究阻力对物体运动的影响”,如果小车上放不同质量的砝码小车到达水平的速度就不同,而小车所受阻力的改变是通过改变接触面的粗糙程度来实现的,故D错误。故选B。
【变式练2】(2023湖北恩施)如图所示,用长木板、木块在水平桌面上,做探究影响滑动摩擦力大小因素的实验。
(1)该实验中测量滑动摩擦力大小的原理是___________,必需的测量工具是___________;
(2)要改变木块对接触面的压力,一般是通过___________来实现。
【答案】 (1)二力平衡 弹簧测力计 (2)往木块上面叠加其它物块
【解析】(1)摩擦力的大小无法直接测量,可借助于平衡力的条件,将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量,所以测量滑动摩擦力的原理是二力平衡;测量方法是把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速直线运动,读出这时的弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小,故必需的测量工具是弹簧测力计。
(2)通过往木块上面叠加其它物块可以改变压力的大小,比如在木块上多叠加若干个木块可以增加木块对长木板的压力。
考查角度5. 增大与减小摩擦力的方法
【例题8】(2024山东菏泽)下列常见现象中,为了增大摩擦的是(  )
A. 收纳箱底部装有轮子B. 鞋底有凹凸不平的花纹C. 游乐场的滑梯表面光滑D. 给自行车车轴加润滑油
【答案】B
【解析】A.收纳箱底部装有轮子,是变滑动摩擦力为滚动摩擦,可以减小摩擦力,故A不符合题意;
B.鞋底有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故B符合题意;
C.游乐场的滑梯表面光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.给自行车车轴加润滑油是通过使接触面分离的方法来减小摩擦的,故D不符合题意。故选B
【变式练1】(2023宁夏) 下列事例中,属于减小摩擦的是(  )
A. 拉杆式行李箱下面安装滚轮 B. 汽车轮胎表面有粗糙的花纹
C. 体操运动员赛前手上涂抹防滑粉 D. 用力捏闸使自行车更快地停下来
【答案】A
【解析】A.拉杆式行李箱下面安装滚轮,是变滑动摩擦为滚动摩擦,减小了有害的摩擦力,故A符合题意;
B.汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.体操运动员赛前在手上涂抹防滑粉,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.用力捏闸使自行车更快地停下来,这是通过增大压力的方法来增大摩擦力,故D不符合题意。故选A。
【变式练2】(2023黑龙江绥化) 下列说法中正确的是(  )
A. 行李箱下面的轮子是通过滚动代替滑动的方法减小摩擦力
B. 茶壶的壶嘴和壶身组成连通器
C. 驾驶员和乘客系安全带是为了减小惯性
D. 踢足球时脚对足球的力大于足球对脚的力
【答案】AB
【解析】A.给行李箱下面装轮子,是利用滚动代替滑动,目的是减小摩擦力,故A正确;
B.茶壶的壶嘴和壶身的上端都开口,下部相连通,是利用连通器原理,故B正确;
C.惯性是物体的一种属性,只与物体的质量有关。驾驶员和乘客系安全带是为了减小因惯性带来的危害,系安全带不能减小惯性,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,所以踢足球时脚对足球的力等于足球对脚的力,故D错误。故选AB。
考查角度6. 利用运动图像求解摩擦力大小的问题
【例题9】(2024黑龙江龙东)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 0~3s受到的摩擦力大小为2N
B. 3~6s受到的摩擦力大小为6N
C. 6~9s受到的摩擦力大小为4N
D. 6~9s物体通过的路程1m
【答案】AC
【解析】A.物体0~3s静止,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图可知,0~3s时,拉力大小为2N,所以摩擦力也为2N,故A正确;
BC.物体6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为4N,3~6s时物体做加速运动,拉力大于摩擦力,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,则它受到的滑动摩擦力不变,所以,物体受到的摩擦力为4N,故B错误,C正确;
D.根据可知, 6~9s物体通过的路程为
故D错误。故选AC。
【变式练1】如图甲所示,静止在水平面上的物块受水平拉力F作用,F随时间的变化关系如图乙所示,从t=0开始,小强每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙所示,下列说法正确的是(  )
①0~4s内物块受到的摩擦力为2N ②8~10s内,物块受到的摩擦力为2N
③14~18s内,物块受到的摩擦力为4N ④t=10s时,物块的速度一定小于6m/s
A.只有①③正确 B.只有①③④正确
C.只有②④正确 D.只有①②④正确
【答案】B
【解析】③.由图丙知,12s~18s物块在相同时间内通过的路程相等,则物块做匀速直线运动,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,物块受到平衡力的作用,由图乙知,此时的滑动摩擦力为f=F=4N
所以,14~18s内,物块受到的摩擦力为4N,故③正确;
①.由图乙知,0~4s内,物块受到的拉力F1=2N,小于滑动摩擦力,所以,此时物块应处于静止状态,物块所受静摩擦力等于拉力,等于2N,故①正确;
②.由图丙知,8~10s内物体处于运动状态,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,则滑动摩擦力大小不变,摩擦力仍等于4N,故②错误;
④.由图丙可知,10s~12s内,物块的平均速度为
而在这段时间内物块的拉力大于摩擦力,所以物体做加速运动,因此10s时物块的速度一定小于5m/s,也一定小于6m/s,故④正确。故选B。
【变式练2】(2023湖南湘潭)如图所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动, F与时间t的关系如图所示。0~2s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向________(选填“左”或“右”),大小为________ N; 3~4s内,文具盒所受合力的大小为________ N。
【答案】 左 2 1
【解析】0~2s内,文具盒做匀速直线运动,处于平衡状态,受到摩擦力与推力F是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力,由坐标图可知,0~2s内,文具盒受到向右的推力为2N,所以0~2s内,文具盒受的摩擦力大小为2N,方向向左。
3~4s内,文具盒对桌面的压力和与桌面的粗糙程度不变,则此时文具盒受到的摩擦力不变,依然为2N,方向向左;由坐标图可知,此时文具盒受到向右的推力为3N,故此时文具盒所受合力的大小为
3N-2N=1N
考查角度7. 涉及重力弹力摩擦力的力学作图问题
【例题10】(2024山东济南)如图所示是探究“阻力对运动的影响”实验中滑块沿斜面下滑的情景。请画出此时滑块受到重力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】由于重力的方向始终竖直向下,重力的作用点在物体的几何中心上,所以滑块受到重力的示意图。
【变式练1】 从嫦娥一号升空,到嫦娥五号携月壤返回,中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实!如图所示,是玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上的简化图。请画出玉兔二号月球车所受摩擦力和支持力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上时有沿着斜面向下的运动趋势,则受到沿着斜面向上的摩擦力;同时受到垂直于斜面向上的支持力。
【变式练2】(2023贵州省)如图所示是在水平地板上推动拖把向左移动的情景,请分析并画出地板对拖把头的作用力的示意图(O点为拖把头重心)。
【答案】如图所示。
【解析】拖把头受到地面竖直向上的支持力和向右的摩擦力,作用点都在拖把头重心O,如图所示。
考点3. 牛顿第一定律及惯性
1.牛顿第一定律应用
(1)判断物体的运动状态。当物体不受外力作用时,动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时,将保持匀速直线运动状态;静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时,将保持静止状态。
(2)运动和力的关系: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。
2. 惯性问题
(1)解释生活中惯性的现象的步骤:一、确定研究对象,明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分;二、确定被研究对象原来处于什么状态;三、说明物体的运动状态要发生怎样的变化;四、由于惯性,研究对象要保持原来的什么状态,结果会出现什么现象。
(2)从“结果”出发,判断惯性的利用与惯性危害的防止:判断是利用惯性还是防止惯性的危害,可以从结果出发。若有了惯性,结果是对我们有利的,则相应措施属于利用惯性;若有了惯性,而不加以预防时,结果是对我们有害的,则相应措施属于防止惯性带来的危害。
(3)惯性是物体本身具有的特性,只与物体的质量有关,与物体是否运动无关;惯性不是力,不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性的作用”或“克服物体的惯性”,一般只能说“具有惯性”或“受到惯性”或“由于惯性的缘故”。
考查角度1. 探究阻力对物体运动的影响
【例题11】(2023甘肃金昌)在一次物理兴趣小组活动中,某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的____高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的_______。
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如下表∶
接触面材料 小车受摩擦力情况 小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾 大 20.2
棉布 较大 40.0
木板 小 90.1
分析表中内容,得到的实验结论是∶在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越___ ;进一步推理出的结论是∶运动的小车不受阻力作用时,将_____。早在300多年前,意大利物理学家___就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究_____(填写实验名称即可)。
(3)上述实验除用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和_________法。
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的___________由静止自由滑下,去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
【答案】 (1)同一 速度 (2)远 做匀速直线运动 伽利略 研究声音的传播需要介质 (3) 转换法 (4)不同高度
【解析】(1)实验中为了保证变量唯一,要让小车从斜面的同一位置由静止释放,这样做可以使小车进入水平面后具有相同的速度。
(2)根据表格可以看出,在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远。
如果小车不受阻力,那么小车在水平面上将会做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略就通过理想斜面实验和科学推理的方法证明力不是维持物体运动状态的原因。
本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究声音的传播需要介质。
(3)本实验小车在水平面上所受的阻力使通过小车在水平面上运动的距离间接知道的,我们把这种方法称为转换法。
(4)动能与速度的关系时要改变小车到达水平面时的速度,即通过改变下滑高度来改变,所以应该让同一小车从斜面的不同位置由静止下滑。
【变式练1】牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上得到的。为了探究这个问题,小万与同学们设计了如图所示的实验。下列做法或者说法有错误的
是 ( )
A.为了控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等,采用了让小车放在同一斜面的同一位置,由静止开始下滑的方法;
B.据小车滑行距离的远近或小车速度减慢的快慢来比较“摩擦力”对“物体运动的影响”;
C.根据实验可知,表面越粗糙,滑行距离越近;表面越光滑,滑行距离越远,所以如果表面绝对光滑时,小车将不受摩擦力,将永远运动下去,即做匀速直线运动;
D. 为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度相同。
【答案】D
【解析】(1)我们知道实验中应控制不变的相关因素有同一辆小车;光滑程度相同的斜面;相同坡度的斜坡;小车从相同高度滑下等,这样小车在水平面上开始滑行时的速度相等。
(2)实验中有两个变量,其中自变量是水平表面的粗糙程度,因变量是小车运动的距离。
(3)若图中水平板是绝对光滑的, 且空气阻力为零,则小车的运动情况为沿直线一直匀速直线运动下去。
(4)为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度不相同,也就是在木板表面上铺设不同物质的器材。
【变式练2】在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________;
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表:
接触面材料 小车受阻力情况 小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾 大 23.2
棉布 较大 45.3
木板 小 97.5
同学们分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越远;进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将___________;
(3)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
【答案】 (1)速度 (2)做匀速直线运动 (3) 转换
【解析】(1)探究阻力对物体运动的影响实验时,应控制速度相同,改变接触面粗糙程度,所以使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时速度相同。
(2)通过实验发现,在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越远,所以可以进一步推理,小车在不受阻力作用时,将保持原来的运动状态,做匀速直线运动。
(3)实验中通过改变接触面的材料来改变小车受到的阻力大小,所以还运用了转换法。
考查角度2. 牛顿第一定律和惯性应用
【例题12】(2024山东潍坊)在水平路面上玩滑板车,蹬地后人站在车上,如图甲所示,滑板车速度会减小;再次蹬地,如图乙所示,滑板车速度又会增大。下列说法正确的是( )
A. 滑板车速度减小是因为受到阻力 B. 滑板车的运动需要力来维持
C. 蹬地过程,人和车的惯性增大 D. 蹬地过程,蹬地脚受到的摩擦力是阻力
【答案】A
【解析】A.如图甲所示,滑板车速度会减小,是因为受到摩擦阻力和空气阻力,故A正确;
B.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B错误;
C.惯性是物体本身的一种性质,只与质量有关,蹬地过程,人和车的质量不变,惯性也不变,故C错误;
D.向后蹬地时,脚有相对地面向后运动的趋势,脚受到地面向前的摩擦力,故蹬地过程,蹬地脚受到的摩擦力是动力,故D错误。故选A。
【变式练1】 (2023贵州省)在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验,冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速飘向叶光富,下列哪一定律能解释此运动现象(  )
A. 光的反射定律 B. 牛顿第一定律
C. 欧姆定律 D. 焦耳定律
【答案】B
【解析】冰墩墩被推出后,由于冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,所以冰墩墩会沿着原来的方向做匀速直线运动,能解释此运动现象的是牛顿第一定律。故选B。
【变式练2】(2023海南)我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用_______能;当风停时风车并没有立即停止,这是因为风车具有_______。
【答案】 风 惯性
【解析】“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”,这是由于风车在风能的作用下转动,转化为机械能,说明我国古代劳动人民很早就会利用风能。
当风停时风车并没有立即停止,这是因为风车具有惯性,保持原来的运动状态继续运动。
考点4. 二力平衡
1. 弄清二力平衡定义:一个物体同时受到二个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力就彼此平衡,我们称之为二力平衡。
2. 理解二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为:“同体、等大、反向、共线”
3. 涉及物体受平衡力作图时,要注意两个力作用点在一个点上,表示两个力的线段长度相等,两个力的方向相反。
考查角度1. 探究二力平衡条件
【例题13】(2024四川成都)在“探究二力平衡的条件”实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。小张同学认为乙方案更合理,理由是乙方案中使用小车时_________对实验的影响更小,可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡,所依据的现象是小车___________。
【答案】 摩擦力 静止
【解析】乙装置更加合理,是因为将木块改为小车,将滑动摩擦力变为滚动摩擦力,大大减小了摩擦,减小了摩擦力对实验的影响。
当小车处于静止状态时,小车处于平衡状态,所以可以认定小车在水平方向受力平衡。
【变式练1】如图所示,图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景:
(1)小华将卡片(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______,并通过调整______来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将卡片______(翻转/旋转)一个角度,松手后小卡片______(能/不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是______;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是______;
A.减小摩擦力对实验结果的影响
B.卡片是比较容易获取的材料
C.容易让卡片在水平方向上保持平衡
D.卡片容易扭转
对此,你对小明的实验装置提出的改进意见是______。
【答案】 (1)相反 钩码数量 (2)旋转 不能 不在同一直线上两个力是否平衡 (3)用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡 (4)A 在木块下方装轮子
【解析】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力。
拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大。
(2)要探究一对平衡力是否在同一直线上,可将小卡片旋转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片是否平衡;当小卡片旋转过一个角度时,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,需用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡片,观察两个更小卡片是否平衡。
(4)结合图甲和图乙的装置可以看出,小华的实验优于小明的实验,其主要原因是小华实验中卡片悬空,减小了摩擦力的影响,而小明实验中木块与桌面间的摩擦力较大,会对实验结果造成一定的影响,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
为了减小木块与桌面的摩擦力,我们可以在木块下方装轮子或垫几根相同的圆木,变滑动摩擦为滚动摩擦,从而减小摩擦力。
【变式练2】(2023黑龙江绥化)如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力______。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力______;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车______,这说明相互平衡的两个力作用在______;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较______的砝码进行实验。(选填“大”或“小”)
【答案】 (1) 大小相等 方向相反 (2) 转动 同一直线上 (3) 大
【解析】(1)在两托盘中放入质量相等的砝码,左右两侧拉力相等,小车平衡;在两托盘中放入质量不相等的砝码,左右两侧拉力不相等,小车不能平衡, 说明相互平衡的两个力大小相等;
把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,小车受到的这两个力的方向相同,不能平衡,说明这说明相互平衡的两个力方向相反。
(2)将已经平衡的小车扭转一个角度后,小车受到的这两个力就不在同一条直线上,结果小车会转动,直到这两个力在同一条直线上,说明相互平衡的两个力作用在同一条直线上。
(3)砝码质量越大,对小车的拉力就越大,摩擦力对实验的影响就会越小。
考查角度2. 利用二力平衡条件的应用(含作图)
【例题14】(2024苏州)按要求作图:在图中画出静止在水平面的篮球受到的力;
【答案】如图所示
【解析】篮球受到的重力G和支持力F是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在篮球的重心上,重力的方向竖直向下,支持力的方向竖直向上,分别过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力,注意两条线段长度要相等。
【变式练1】如图所示,小球处于静止状态,请画出小球受力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】小球受竖直向下的重力G,沿绳向上的拉力F,并且这两个力是一对平衡力,从小球重心,分别沿重力和拉力的方向作有向线段,注意作图时两条线段长度要相等。
【变式练2】如图所示,一辆装载钢卷的卡车在 3000N的水平牵引力F作用下,以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶。已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2 倍,(g取 10N/kg)求:
(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小及方向;
(2)卡车和钢卷所受的总重 G总的大小;
(3)当卡车卸掉300kg的钢卷后,要使卡车能以 30m/s的速度继续匀速直线行驶,需要的水平牵引力为多大?
【答案】(1)3000N,水平向右;(2)15000N;(3)2400N
【解析】(1)卡车在路上匀速直线行驶,卡车处于平衡状态,卡车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即f=F=3000N
牵引力方向向左,所以摩擦阻力水平向右。
(2)卡车受到的路面阻力大小为整辆车总重的0.2倍,即f=0.2G,则卡车和钢卷所受的总重
(3)当卡车卸掉钢卷后,300kg的钢卷重力
G1=m1g=300kg×10N/kg=3000N
余下总重力
G2=G总-G1=15000N-3000N=12000N
新的阻力f1=0.2G2=0.2×12000N=2400N
继续匀速直线运动,卡车仍处于平衡状态,卡车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则牵引力
F1=f1=2400N
答:(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小为3000N,方向水平向右;
(2)卡车和钢卷所受的总重 G总的大小为15000N;
(3)需要的水平牵引力为2400N。
考查角度3. 求解同一直线上二力的合力问题
【例题15】(2024陕西一模)一个物体重100N,受到空气阻力的大小为10N,则下列说法正确的是( )
①若物体竖直向上运动,合力大小为110N,方向竖直向下;
②若物体竖直向上运动,合力大小为90 N,方向竖直向下;
③若物体竖直向下运动,合力大小为90N,方向竖直向下;
④若物体竖直向下运动,合力大小为110 N,方向竖直向下。
A. ① ③ B. ② ④ C. ① ④ D. ② ③
【答案】A
【解析】根据题意画出物体竖直向上运动和竖直向下运动受力的示意图,再根据同一直线上二力合成的结论求解合力的大小和方向。
物体竖直向上运动时,重力方向竖直向下,阻力方向竖直向下,属于同一直线上方向相同的两个力,合力大小为F=F1+F2=100N+10N=110N,方向竖直向下,故①正确,②错误。
物体竖直向下运动时,阻力方向竖直向上,重力方向竖直向下,属于同一直线上方向相反的两个力,合力大小为F=F1-F2=100N-10N=90 N,方向竖直向下,故③正确,④错误。
点拨:同一直线上两个力的合力的大小和方向与两个分力的大小和方向有关。解题时应先分析两个分力的大小和方向,再判断合力的大小和方向。
【变式练1】跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为(  )
A.100N B.700N C.800N D.900N
【答案】B
【解析】运动员下落时受到重力G和空气阻力f的作用,这两个力共线,反向;由于其合力为100N,并且方向向下, 所以两者的关系为F合=G-f
则运动员所受空气阻力大小为
f=G-F合=800N-100N=700N 故选B。
【变式练2】跳伞运动员连同装置共重700N,他在飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为  ,合力的方向是   。
【答案】650N,竖直向下。
【解析】伞未打开时,运动员受竖直向下的重力及向上的阻力,二力方向相反,故合力:
F=G﹣f=700N﹣50N=650N;方向与重力的方向一致,即合力的方向竖直向下。
易错点1.摩擦力大小与方向(对概念理解模糊)问题
1. 摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反
2. 若判断相对静止的两物体间所受静摩擦力的方向:首先假设接触面光滑、无摩擦,分析两物体的相对运动情况,然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向
3. 一对平衡力的方向相反,可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力方向来判断摩擦力的方向
注意:“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时,物体相对地面向前运动(相对运动方向向前),物体受到地面对它向后的摩擦力,摩擦力方向向后;人走路时,脚向后蹬地,脚相对于地面有向后运动的趋势,地面给鞋底的摩擦力方向向前,有利于人向前运动。
易错点2. 对平衡力与相互作用力概念理解模糊,导致判断错误
一对平衡力 一对相互作用力
不同点 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上
不一定为同性质的力 一定为同性质的力
其中一个力消失,另一个力不受影响 同时产生、同时消失
相同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
易错点3.对平衡力和平衡状态理解模棱两可,导致错误
1. 物体在几个力作用下保持平衡状态,我们就把这几个力为平衡力。静止状态、匀速直线运动状态都称为平衡状态。
2. 物体受平衡力作用时,几个力的合力等于0,相当于不受力(但不等于物体不受力)。
3. 平衡状态就是指物体处于静止或匀速直线运动时的状态。物体处于平衡状态时,物体不受力或受平衡力的作用。
【例一】(2023内蒙古通辽)如图所示,用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为______N,方向为______(选填“水平向左”或“水平向右”),地面对A的摩擦力大小为______N。
【答案】 2 水平向右 4
【解析】由图中可知,物体B相对于木板A向左运动,故可知物体B受到水平向右的木板A的摩擦力f,物体B同时受到水平向左的弹簧测力计的拉力F拉,由力的平衡可得,物体B所受摩擦力的大小为
f=F拉=2N
方向水平向右。
由力作用的相互性可知,木板A受到水平向左的物体B的摩擦力f′,且对木板A受力分析可知,木板A在水平方向上受到向右的拉力F和向左的地面的摩擦力f地,由力的平衡可得
F=f地+f′
解得地面对木板A的摩擦力为
f地=F-f′=6N-2N=4N
方向水平向左。
【例二】(2024四川广安)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是(  )
A. 小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B. 小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C. 小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D. 小捷在跳绳测试中,起跳时她的重力和地面对她的支持力一定是一对平衡力
【答案】B
【解析】A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为小聪具有惯性,惯性不是力,不能说受到力的作用,故A错误;
B.小明进行乒乓球测试时,因力的作用是相互的,乒乓球撞击墙面的同时液受到墙面对其的反作用力,因此被弹回,故B正确;
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球受到草地对其的阻力的作用,故C错误;
D.小捷起跳时她的脚向下蹬底,她对地面的压力与地面对她的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反。此时地面对她的支持力大于她自身受到的重力,合力向上,故此时她的重力和地面对她的支持力不是一对平衡力,故D错误。故选B。
【例三】(2024四川达州)赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是(  )
A. 比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B. 比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C. 比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D. 到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
【答案】A
【解析】A.比赛开始前,龙舟漂浮在水面上,静止时处于平衡状态,故A正确;
B.比赛过程中,桨向后划水,水给桨一个向前的力,推动龙舟前进,所以使龙舟前进的动力是水对桨的作用力,故B错误;
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大,压强变小,故C错误;
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟由于惯性继续向前运动,但龙舟受到水的阻力作用,速度逐渐减小,所以龙舟的运动状态将发生改变,故D错误。 故选A。
【针对性训练】
1. (2024四川广元一模)如图,同一长方体木块先后以相同的速度v,在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为、和,则(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】甲、乙两图中,虽然木块的放置方式不同,但它对水平面的压力大小等于自身的重力,而重力不变,所以其对水平面的压力大小相同,且接触面的粗糙程度相同,所以这两种情况下摩擦力的大小相等;由于木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知
丙图中,在木块上加放一个重物后,木块对接触面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力变大,即,木块仍然做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,则
故选C。
2. (2024江苏扬州一模)如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是(  )
A. 物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B. 小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C. 物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D. 向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
【答案】C
【解析】A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,是一对平衡力,故A错误;
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力作用在不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.物体A向右匀速运动,处于平衡状态,受到向右的拉力与向左的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,向右的拉力等于小桶和细沙的重力,即mg,故C正确;
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,处于平衡状态,受到的摩擦力与拉力始终相等,而向右的拉力等于小桶和细沙的重力,小桶和细沙的重力不断变大,因此A受到的摩擦力也逐渐变大,故D错误。故选C。
3.(2023湖南邵阳一模) 2023年5月5日,在亚洲举重锦标赛女子49公斤级比赛项目中,我国选手蒋惠花包揽“抓挺总”三金。如图为蒋惠花手举杠铃保持静止时的情景,下列属于一对平衡力的是(  )
A. 蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃所受的重力
B. 杠铃对蒋惠花的作用力和杠铃的受的重力
C. 蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力
D. 蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力
【答案】A
【解析】A.蒋惠花对杠铃竖直向上的作用力和杠铃所受的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故A符合题意;
B.杠铃对蒋惠花的作用力方向是竖直向下,杠铃的受的重力方向也是竖直向下,这两个力也没有作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力方向相同,大小不相等,也没有作用在同一物体上,所以它们不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,彼此互为施力物体,是一对相互作用力,故D不符合题意。故选A。
4.(2023四川凉山州一模)车站广场上,常常看到人们将旅行包放在拉杆箱上,如图所示,若地面和拉杆箱A的上表面均水平,拉杆箱A和旅行包B在水平推力F的作用下,一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列分析正确的是(  )
A. A对B具有水平向右的摩擦力;
B. B的重力和A对B的支持力是一对平衡力;
C. A的重力和地面对A的支持力是一对平衡力;
D. B对A的压力和B的重力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】A.由题意可知,B做匀速直线运动,处于受力平衡状态,若A对B具有水平向右的摩擦力,则B在水平方向上受力不平衡,故A错误,不符合题意;
B.对B受力分析可知,B受到竖直向下的重力和竖直向上的A对B的支持力,B在这两个力的作用下做匀速直线运动,处于受力平衡状态,故B的重力和A对B的支持力是一对平衡力,故B正确,符合题意;
C.对A受力分析可知,A受到向下的重力、向上的地面对A的支持力和向下的B对A的压力,A在这三个力的作用下处于受力平衡状态,故A的重力和地面对A的支持力不是一对平衡力,故C错误,不符合题意;
D.B对A的压力作用在A上,B的重力作用在B上,两个力不是作用在同一个物体上,故不是一对相互作用力,故D错误,不符合题意。故选B。
5.(2024陕西一模)如图,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B. F1与F3是一对作用力与反作用力
C. GA与F2是一对平衡力
D. F2与F1是一对平衡力
【答案】 B
【解析】由图知,A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1;B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB ,
A、以A为研究对象,A物块在水平桌面上保持静止,受力平衡;GA、F1两个力的合力方向向下,合力的大小GA+F1=F2 ,
则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,均作用在A物块上,所以是一对平衡力,不是一对相互作用力,A不符合题意;
B、B对A有向下的压力F1 , 因力的作用是相互的,则A对B有向上的支持力F3 , 所以F1与F3是一对作用力与反作用力,B符合题意;
C、A物块处于静止状态,由图示和力的平衡条件可得:F2=GA+F1 , 则GA与F2的大小不等,所以GA与F2不是一对平衡力,C不符合题意;
D、A物块处于静止状态,由力的平衡条件可得:F2=GA+F1 , 则F2与F1的大小不等,所以F2与F1不是一对平衡力,D不符合题意。
6. (2024黑龙江哈尔滨一模)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机是______(选填“运动”或“静止”)的;过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,受______(选填“平衡”或“非平衡”)力。
【答案】 运动 平衡
【解析】跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机,位置发生改变,相对于飞机是运动的。
他在空中匀速直线下降时,运动状态不发生改变,受平衡力的作用。
1. (2024陕西)“时代楷模”张玉滚老师扎根山区,将青春奉献给家乡的教育事业。如图,张老师挑着扁担将书本运回学校。下列分析正确的是(  )
A. 张老师停下时没有惯性
B. 扁担被压弯说明力可以改变物体的形状
C. 书本受到的重力方向会因袋子晃动而发生改变
D. 扁担对肩膀的压力与肩膀对扁担的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】A.由于物体保持原来的运动状态不变的性质为惯性,所以一切运动或静止的物体都具有惯性,故张老师停下时,仍具有惯性,故A错误;
B.扁担两端的书本对扁担有拉力,所以扁担被压弯,扁担的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状,故B正确;
C.由于重力的方向始终竖直向下,所以袋子晃动时,书本受到的重力方向始终竖直向下,不会发生变化,故C错误;
D.扁担对肩膀的压力的受力物体为肩膀,肩膀对扁担的支持力的受力物体为扁担,两个力的受力物体不同,所以两个力不是一对平衡力,故D错误。故选B。
2. (2024江苏无锡市)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,小华用力向前推小明后,下列说法中正确的是(  )
A. 小明和小华由于惯性都保持静止 B. 小明和小华因为受力一起向前运动
C. 小明受力向前运动,小华受力向后运动 D. 小明受力向前运动,小华由于惯性保持静止
【答案】C
【解析】小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,地面上的摩擦力很小,小华用力向前推小明后,小明由于受到了向前的推力,小明向前运动,由于力的作用是相互的,小华受到了向后的反作用力,小华向后运动,故ABD错误;C正确。故选C。
3.(2023上海)以下哪个物体的重力最接近0.5N(  )
A. 一张课桌 B. 一个手机 C. 一个鸡蛋 D. 一个中学生
【答案】C
【解析】A.一张课桌的质量接近10kg,重力为,故A不符合题意;
B.一个手机大约200g,即02kg,则重力,故B不符合题意
C.一只鸡蛋的质量大约50g,即0.05kg,则重力,故C符合题意;
D.一个中学生的质量大约50kg,则重力
故D不符合题意。故选C。
4. (2023天津)如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了(  )
A. 重力的方向 B. 重力的大小 C. 重力的作用点 D. 重力与质量的关系
【答案】A
【解析】重力是由于地球的吸引而使物体收到的力,重力的方向总是竖直向下的,故铅垂线的方向是竖直向下的,所以用重力的方向来检查墙壁是否竖直,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5. (2023湖南邵阳)请画出图中物体所受支持力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】物体放在水平面上,所受支持力垂直于水平面向上,则过物体的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并用符号F表示,如图所示。
6. (2023江苏宿迁)图中的铁锤正在敲打钉子,请画出铁锤对钉子作用力F的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】钉子受到铁锤对它的作用力方向向左,作用点在钉子上, 如图所示。
7. (2023江苏徐州)如图所示,请画出水坝上O点受到水压力F的示意图。
【答案】
【解析】水对F点的压力是垂直于坝面向下的,作用在O点。
8. (2024上海)如图所示,静止的小球所受的重力为10牛,请用力的图示法画出该球所受的重力G。
【答案】如图所示
【解析】由题意知道,可画出大小表示5N的标度,通过小球的重心做一条竖直向下的有向线段,使线段长度为标度的2倍,并标明力的大小,即小球所受的重力G的图示,如下图:
9. (2023山东济宁) 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的现象,如图所示,请画出此时小球的受力示意图。
【答案】如图所示。
【解析】泡沫塑料小球靠近正在发声的音叉,音叉振动而发声,振动的音叉将小球弹开,此时小球只受竖直向下的重力和沿着悬挂绳向上的拉力,如图所示。
10. (2023湖北恩施)劳动课上,小欢用铜片制作风铃,来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图,将一个铜片悬挂于线下静止,请画出铜片受力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】铜片静止不动时,受到两个力的作用,一个是自身的重力,一个是绳子对它的拉力,这两个力是一对平衡力,铜片所受的重力竖直向下,拉力的方向则竖直向上,如图所示。
11. (2024四川广安)如图所示,请作出静止在水平桌面上的书所受的摩擦力和书对桌面压力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】由图可知,书在拉力F拉的作用下,处于静止状态,由二力平衡条件可知,书受到的摩擦力方向与拉力F拉的方向相反,大小与拉力F拉大小相等;书对桌面压力的受力物体是桌面,则作用点在桌面上,压力方向垂直于桌面向下。
12. (2024山东临沂)图甲是天蒙山索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景,图乙是吊厢及吊厢内物体的简图。请画出物体所受力的示意图(力的作用点画在物体的重心O上)。
【答案】如图所示
【解析】对物体受力分析可知,物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的轿厢对物体的支持力FN,且物体做匀速直线运动,处于受力平衡状态,若轿厢对物体有水平方向的摩擦力,则此时物体A在水平方向将受力不平衡,故可知物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的轿厢对物体A的支持力FN,两个力大小相等,方向相反。
13. (2024山西)如图所示,一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶,遇到突发情况紧急刹车时,下列能正确表示车内拉环情形的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】车、拉环一起向右做匀速直线运动,紧急刹车,公交车的速度减小,拉环的上部随公交车一起速度减小,由于惯性,拉环要保持原来的运动状态继续前进,拉环向右摆动,由图示可知,BCD错误,A正确。故选A。
14. (2024山东烟台)乒乓球被称为中国的“国球”,深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是(  )
A. 乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B. 乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
C. 空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止
D. 球拍击球时,只能改变乒乓球的运动方向
【答案】B
【解析】A.足球在空中飞行时受到重力和阻力作用,没有受到了向前的推力,故A错误;
B.乒乓球的质量小,惯性小,运动状态在受力后容易发生改变,所以容易被快速抽杀,故B正确;
C.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它将以原来的速度和方向做匀速直线运动,故C错误;
D.球拍击球时,可以改变乒乓球的运动状态,可以改变乒乓球的运动方向,也可以改变乒乓球的速度,故D错误。故选B。
15. (2024四川广安)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是(  )
A. 小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B. 小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C. 小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D. 小捷在跳绳测试中,起跳时她的重力和地面对她的支持力一定是一对平衡力
【答案】B
【解析】A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为小聪具有惯性,惯性不是力,不能说受到力的作用,故A错误;
B.小明进行乒乓球测试时,因力的作用是相互的,乒乓球撞击墙面的同时液受到墙面对其的反作用力,因此被弹回,故B正确;
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球受到草地对其的阻力的作用,故C错误;
D.小捷起跳时她的脚向下蹬底,她对地面的压力与地面对她的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反。此时地面对她的支持力大于她自身受到的重力,合力向上,故此时她的重力和地面对她的支持力不是一对平衡力,故D错误。故选B。
16. (2024宁夏)如图所示,和是物体所受的两个力,其中受力情况属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
选择理由:___________。
【答案】 C 作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上
【解析】A.图中两个力没有作用在同一条直线上,所以两个力不是平衡力,则物体受力情况不属于二力平衡,故A不符合题意;
B.图中两个力没有作用在同一条直线上,所以两个力不是平衡力,则物体受力情况不属于二力平衡,故B不符合题意;
C.图中两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,所以两个力是平衡力,则物体受力情况属于二力平衡,故C符合题意;
D.图中两个力大小不相等,所以两个力不是平衡力,则物体受力情况不属于二力平衡,故D不符合题意。
故选C。
由于图C中作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,两个力是一对平衡力,所以物体受力情况属于二力平衡。
17. (2023杭州)小金用脚将足球踢出,足球在地面上运动了一段距离后停下。下列分析错误的是(  )
A. 踢球时脚也受到球的作用力,是因为力的作用是相互的
B. 球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性
C. 球运动越来越慢最后停下来,是因为球受到阻力的作用
D. 球在运动过程中,如果一切外力突然消失,球将立即静止
【答案】D
【解析】A.踢球时,球也会给脚一个力的作用,说明力的作用是相互的,故A正确,A不符合题意;
B.球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性,会保持原来的运动状态,故B正确,B不符合题意;
C.球运动越来越慢最后停下来,是因为受到地面给的摩擦力,改变了球的运动状态,而使球停下来,故C正确,C不符合题意;
D.球在运动过程中,当所受的力全都消失后,根据牛顿一定律可知,球将会做匀速直线运动,故D错误,D符合题意。故选D。
18. (2024四川眉山)如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,棋子飞出,说明力可以改变物体的______;上面的棋子没有飞出去是由于上面的棋子具有______。
【答案】 运动状态 惯性
【解析】用力击打一摞棋子中的一个,这一棋子因受力打击而飞出,棋子在力的作用下由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态。
上面的棋子由于具有惯性保持原来的运动状态,不会飞出。
19. (2023山东东营)古诗词是中华民族传统文化的瑰宝,“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已迟”,不但有警世作用,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___________。
【答案】 惯性 运动状态
【解析】由于船和马都有惯性,故其有保持原来运动状态不变的性质,运动状态的改变会迟缓一些。
勒马后,马的速度减小了,故是改变了马的运动状态。
20. (2023黑龙江哈尔滨)如图所示,物体静止在水平桌面上,现用50N的水平推力,使其在桌面上移动了0.2m的距离,说明推力可以改变物体的______(选填“运动状态”或“形状”),推力做功______J。
【答案】 运动状态 10
【解析】物体在水平推力的作用下由静止开始运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
由题意可知,推力F的大小为50N,物体在水平推力的作用下移动的距离为s=0.2m,故可得推力所做的功为W=Fs=50N×0.2m=10J
21. (2023江苏宿迁) 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是_______的,这个力的施力物体是_______。小明准备制作一款如图乙所示的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中_______(填序号)的形状。
【答案】 相互 水 A
【解析】水火箭升空利用的是“反冲力”,即高压气体将水向下喷射出去,对水施加一个向下的力,物体间的力都是相互的,水对火箭施加一个向上的力,火箭就升空了。所以这个力的施力物体是水。
飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状,使得机翼上面流速大,压强小,下方流速慢,压强大,从而产生一个向上的压力差,使得飞机飞起来,故应选择A形状。
22. (2023湖北恩施)如图所示,迅速向下撞击斧子的木柄,斧头能套紧在木柄上,是由于(  )
A. 斧头具有惯性 B. 木柄具有惯性
C. 柄对斧头做功 D. 斧头没受力
【答案】A
【解析】斧头松了,将木柄向下撞击地面时,木柄静止,斧头由于惯性还要保持原来运动状态,结果就可以使斧头套紧在木柄上,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
23. (2023湖南邵阳)亮亮同学在新闻上看到“福建舰”上使用了电磁弹射装置,从网上查阅了某电磁弹射装置的原理;给线圈提供电流时产生磁场,炮弹(铁质)被磁化,受到强大的吸引力而加速运动,达到线圈中间时,迅速断电,炮弹飞出炮口(如下图)。当线圈通电时,炮弹头是______(选填“S”或“N”)极。断电后,炮弹还能继续飞行,是因为炮弹具有______。.
【答案】 S 惯性
【解析】如图所示,根据右手螺旋定则,大拇指撑开,其余四根手指并拢自然弯曲,顺着图示的电流方向,从外向内握住通电螺线管,大拇指指向左边,说明通电螺线管左边是N极;炮弹(铁质)被磁化,受到强大的吸引力,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理可以判断出炮弹头是S极。
断电后,炮管没有了磁性,炮弹不再受到磁场力的作用,炮弹能继续飞行,是因为炮弹具有惯性,要保持之前的运动状态。
24. (2023吉林)关于小球竖直上抛后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 运动过程中小球始终具有惯性 B. 运动至最高点时动能不为零
C. 上升过程中受到平衡力作用 D. 下落过程中重力势能变大
【答案】A
【解析】A.物体惯性大小只与它的质量有关,与运动情况无关,所以运动过程中小球始终具有惯性,故A正确;
B.竖直上抛后,小球到达最高点时的瞬时速度为0,动能为0,故B错误;
C.上升过程中,球的运动状态发生了改变,因此受到的是非平衡力,故C错误;
D.下落过程中,球的质量不变,高度变小,重力势能变小,故D错误。故选A。
25. 我国自主研发的C919大型客机,如图所示,于2023年5月28日圆满完成首次商业航班飞行。下列说法正确的是(  )
A. 机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
B. 起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性逐渐增大
C. 降落时,随着高度降低,飞机相对于跑道是静止的
D. 落地后,静止在停机坪上的飞机受到的力相互平衡
【答案】D
【解析】A.机翼是利用气体流速大、压强小的原理获得升力,故A错误;
B.惯性大小取决于物体的质量,与物体的运动状态无关,起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性大小不变,故B错误;
C.降落时,随着高度降低,飞机相对于跑道的位置发生变化,是运动的,故C错误;
D.落地后,静止在停机坪上的飞机受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,为一对平衡力,故D正确。故选D。
26. (2023山东东营)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示.回答下列问题:
(1)由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是多少N?
(2)物体在1s处于什么状态?
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力是多少N?
【答案】(1)3 (2)静止 (3)5
【解析】(1)物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用,由图丙知,物体在t=1s时静止,处于平衡状态,由图乙知,在t=1s时物体受的拉力F=3N,由平衡条件得,摩擦力为f=F=3N
(2)物体在t=1s时静止,处于平衡状态。
(3)由丙图知,在4s~6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力,由平衡条件得,滑动摩擦力为
在t=3s时,物体做加速运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N。
27. (2024山东菏泽)小华发现,有时候垫毛巾更容易拧开罐头盖。下列改变摩擦的方法与之相同的
是(  )
A. 骑自行车刹车时用力捏闸 B. 使劲擦黑板擦得更干净
C. 装滚轮的储物箱更易推动 D. 凹凸花纹的地砖更防滑
【答案】D
【解析】垫毛巾更容易拧开罐头盖,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力;
A.骑自行车刹车时用力捏闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A不符合题意;
B.使劲擦黑板擦得更干净,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.装滚轮的储物箱更易推动,是采用变滑动为滚动的方式,减小摩擦力,故C不符合题意;
D.凹凸花纹的地砖更防滑,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力,故D符合题意。故选D。
28. (2024山东潍坊)某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题07.1 力与运动和力单元学案
课标要求
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。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1. 力、弹力、重力、摩擦力的认识 ★★★ 全国各省市物理真题试卷考查本单元知识,会出现每2~3道题,分值为6~8分。题型有选择、填空、作图题以及实验,难度系数为0.65。2025年作图题必考,摩擦力实验的探究题是重点。牛顿第一定律或惯性应用、二力平衡知识在选择题出现几率大,同一直线上的二力合成问题应该是中考考查的一个创新点(以往出现的试题很少)。
考点2. 牛顿第一定律 ★★
考点3. 二力平衡 ★
考点4. 作图与实验 ★★★
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
知识点一:力的概念
1. 定义:力是物体对物体的______。
2. 单位:力的单位是_______,符号为N。
3. 力产生条件:(1)必须有____个或两个以上的物体;(2)物体间必须有____作用(物体间可以不接触)。
4. 力的作用效果:(1)力可以改变物体的_______;(2)可以改变物体的_________。
5. 力的三要素:力的_____、 方向、 作用点。
6.力的图示和示意图
(1)用带有箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的_____;箭头表示力的方向,线段的起点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小;在同一图中,力越大,线段越长;力的作用点可以是线段的起点,也可以是线段的终点。
(2)用一根带箭头的线段来表示力,选取标度,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点, 这种表示力的方法叫做力的______。
注意:力的作用点一定要画在受力物体上,绝对不能画在施力物体上。
7.对力的作用是相互的理解
①力是____出现的,且力的作用是相互的,所以施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体,二者互为施力、受力物体。
②力是物体间的相互作用,因此当发生力的作用时,至少要有____个物体,单独一个物体不存在力的作用。
③相互接触的物体可能____力的作用,不接触的物体之间可能有力的作用,比如磁铁吸引铁球。
④物体间力的作用是同时____、同时消失的,没有先后之分。
相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在同一直线上和不同物体上。这个结论是高中阶段学习的一个重要的定律,叫做_________定律。
知识点二:弹力 重力 摩擦力
(一)弹力问题
1. 弹性:物体受力发生形变,失去力______恢复到原来的形状的性质叫弹性;
2. 塑性:物体受力时发生形变,失去力后______恢复原来形状的性质叫塑性;
注意:形变的普遍性。不能发生形变的宏观物体是不存在的,任何宏观物体都能发生形变,只是有的比较明显,可以直接看到;有的不那么明显,用肉眼很难直接观察到。
3. 弹力:物体由于发生______形变而受到的力叫弹力;弹力的大小与弹性形变的大小有关;在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
4. 弹性限度:物体的弹性有一定的限度,超过这个限度物体就不能恢复到原来的形状,这个____就是弹性限度。
5. 弹力产生条件:①两个物体必须直接______; ②物体必须发生了______形变。
6. 弹力的三要素:
①大小:与物体的弹性强弱和形变程度有关;
②方向:与物体形变的方向______,指向恢复原状的方向;
③作用点:在两物体的接触面上,作用在使物体发生弹性形变的施力物体上。
7. 弹簧测力计使用和读数:
(1)构造:主要由刻度盘、弹簧、指针、挂钩等组成。
(2)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长。
(3)正确的使用方法:
注意:对表格内容的解释
(1)观察量程、分度值;
(2)观察指针是否指在零刻度;
(3)轻轻来回拉动挂钩几次,防止弹簧卡壳;
(4)测力时,使弹簧中心的轴线方向跟所测力的方向一致,使指针和外壳无摩擦,弹簧不要靠在刻度板上;
(5)待示数稳定再读数,读数时,视线要与刻度板面垂直。
(二)重力问题
1. 重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符号是_____;
2.对重力的理解
①重力的施力物体是_____,受力物体是地球表面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
②在地球附近的物体都会受到重力的作用,不论物体运动还是静止。
③重力是非接触力,天上飞的飞机也受到重力的作用。
④物体和地球之间的作用是相互的,物体受到地球的吸引力,地球也受到物体的吸引力。
⑤重力是由于地球的吸引而产生的力,但重力不一定等于地球对物体的吸引力,重力特指地球对物体的吸引。
注意:实际生活中说的物重、体重、多重一般指的是物体的质量,在物理中提到的物重一般指的是物体的重力,这点要注意区分。
3. 重力的三要素:
(1)重力的作用点:重力在物体上的作用点叫______.
对重心的理解:①重心是物体各部分所受重力作用的等效作用点。
②物体的重心,可以在物体上,也可以在物体以外;形状规则、质量分布均勾的物体,它的重心在它的几何中心上。
③在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
④重心的位置与物体所在的位置、放置状态以及运动状态等无关。
⑤当一个物体的质量分布发生变化时,其重心的位置一般也会发生变化。
⑥提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心;
(2)重力的方向:_____向下(近似指向地心)。
对重力方向坚直向下的理解
①重力的方向竖直向下是指垂直于所在地的水平面,近似指向地心
②重力的方向与运动状态无关,不管物体是否运动、怎样运动,重力的方向不变。
(3)重力的大小:通常把重力的大小叫重量.
重力的计算公式:G=mg,其中g=_____N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg;
对g的理解:
①g=9.8 N/kg 的物理意义:质量为 1kg 的物体受到的重力是 9.8 N.
②在地球上的不同位置,g的数值也略有不同。g值在赤道上最小,越往两极越大。
③在不同星球上(物体受不同星球的吸引作用)时,g值是不同的。
(三)摩擦力问题
1.摩擦力产生的条件:
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一:两物体相互______;
第二:接触面_______;
第三:两物体发生相对运动或相对运动_____。
2.摩擦力大小的影响因素:
(1)影响摩擦力大小的因素:_____大小和接触面的粗糙程度;
(2)接触面粗糙程度一定时,____越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些;
(3)_____一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3.摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有_______时,产生的摩擦力;
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生______时,产生的摩擦力;
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动____,但它们之间处于_______时产生的摩擦力。
4.增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
(2)减小有害摩擦的方法:
①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;
④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
【必考实验提醒】影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
(1)控制变量法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等。
(2)实验原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
【实验装置】
【实验方法】控制变量法,转换法
【实验原理】二力平衡
【探究过程】1.用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
2.在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力;
3.换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力;
4.记录数据。
【记录表格】
实验序号 实验条件 摩擦力f/N
压力情况 接触面情况
1
2
3
【实验结论】
(1)压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)在接触面粗糙程度一定的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
【注意事项】1.实验中弹簧测力计示数不稳定的可能原因:①接触面的粗糙程度不均匀;②没有保持水平匀速直线拉动物块;
2.测量摩擦力大小是依据二力平衡的知识来进行的;
3.摩擦力大小测量具体操作:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小;
4.为何水平匀速来动滑块? 为使滑动摩擦力等于拉力;
5.实验中出现误差的原因:用手拉动弹簧测力计,很难控制匀速直线运动;
6.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律。
知识点三:牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态或_________状态.
1.理解牛顿第一定律
①“没有受到力的作用”是定律成立的条件,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。
②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动。
③牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
2.物体运动状态变化的判定
物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3.惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态.对惯性的理解:
①一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
②惯性是物体本身的属性,惯性的大小只与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
③惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向,把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。
(2)惯性的应用与危害
①应用。在现实生活中,人们常常利用物体的惯性。例如:泼水时,水由于惯性飞出;拍打衣服时,灰尘由于惯性而飞出,从而脱离衣服;运动员跳远前的助跑;电机固定在沉重的底座上以增加质量防止移动等。
②危害。在日常生活中,惯性带来的危害也很多。例如:汽车刹车时,由于惯性汽车不能立即停下来,导致交通事故等。交通部门规定的“严禁超载、必须系好安全带、儿童乘坐儿童安全座椅”等都是为了避免惯性带来的伤害。
知识点四:二力平衡
1.二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受___个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在_____物体上的两个力,如果大小_____、方向______,并且在____一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2.平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持____或_____直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3.平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4.二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
5. 同一直线上二力的合成(拓展)的规律
(1)概念:已知方向在同一直线上的两个力的大小,求____的大小,称为同一直线上二力的合成。
(2) 结论(规律):
1)若F1、F2同向。二力的合力为_______,合力的方向与F1、F2同向。
2)若F1、F2同反向(F1>F2)。二力合力的大小:_________,合力的方向与F1同向。
注意:1.我们研究的同一直线上的二力是作用在同一个物体上的两个力;
2. 同一直线上两个力的合力的大小和方向与两个分力的大小和方向有关。解题时应先分析两个分力的大小和方向,再判断合力的大小和方向。
考点1. 对力的理解
1. 力是物体对物体的作用。
一个物体不会产生力的作用,有力一定有施力物体和受力物体两个物体。力是一种作用,如果物体间没有推、拉、挤、压等作用,就不存在力。
2. 力的作用效果:一是可使物体发生形变;二是可以改变物体的运动状态(物体的速度大小、方向改变或速度大小和方向同时改变)。
3.力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。力的三要素指的是力的大小、方向和作用点。
4. 画力的示意图的步骤:一找点:找力的作用点;二画线:沿力的方向画线;三线段末端画箭头;四标符号:在箭头附近标上力的符号和大小。
5. 任何力的作用都是相互的。但要注意题目中针对的是什么问题。若力的相互性在该问题中不是主要因素,即可认为该问题与“力的作用是相互的原理”无关。根据相互作用力的特点来区分平衡力与相互作用力:两个相互作用的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
考查角度1. 力的概念及力的作用效果
【例题1】(2024四川广元)同学们在一起讨论“运动和力”的关系,下列四名同学的观点,正确的
是(  )
A. 甲同学:足球只有受力才能运动
B. 乙同学:汽车转弯过程中,运动状态不断改变
C. 丙同学:跳远要助跑,因为速度越大惯性越大
D. 丁同学:牛顿第一定律是由实验直接得出来的
【答案】B
【解析】A.力改变物体运动的原因,不是维持物体运动的原因,一定条件下,足球不受力时也能运动,故A错误;
B.汽车转弯过程中,运动的方向在不断改变,则运动状态不断改变,故B正确;
C.惯性的大小只跟质量有关,跳远要助跑,是利用物体的惯性,其惯性大小不变,故C错误;
D.牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理论证得出的,故D错误。故选B。
【变式练1】(2023湖南湘潭)在国际单位制中,力的单位是(  )
A. 伏特 B. 牛顿 C. 安培 D. 帕斯卡
【变式练2】(2024山西)如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是(  )
A. 助跑时运动员相对于地面是静止的 B. 压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C. 运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦 D. 松手后运动员仍然受撑杆的作用力
考查角度2. 力的示意图
【例题2】(2024新疆)请在图中画出小球受到的拉力F的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】小球受到的绳的拉力,方向沿绳子向上,作用点在绳子与小球的结合点上,过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示。
【变式练1】(2023黑龙江大庆)如图,为某同学在进行立定跳远测试过程中的某一瞬间(不计空气阻力), O点为重心,请画出该同学的受力示意图。
【变式练2】如图所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上,请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。
考查角度3. 牛顿第三定律(力的作用是相互的)
【例题3】(2024山东菏泽)如图所示,滑旱冰时小明用力推墙,他便向后退,说明力的作用是______的;使小明后退的力的施力物体是______。
【答案】 相互 墙
【解析】穿旱冰鞋的小明用手推墙,他自己也会后退。这是因为手对墙施力的同时,手也受到墙的力。这表明,物体间力的作用是相互的。使小明后退的力的施力物体是墙。
【变式练1】(2023湖南常德)下列关于力的说法中错误的是(  )
A. 成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B. “卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C. “飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D. “风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
【变式练2】(2023黑龙江哈尔滨)我国最新歼-20飞机在飞行时向后喷出高温燃气,使飞机获得向前的动力,这是因为物体间______,机翼做成上凸下凹形状的目的是使飞机获得向上的______。
考点2. 弹力、重力、摩擦力
1. 弹力产生的条件:“接触”且“产生弹性形变”;
2.常见的压力、拉力、支持力等都是弹力;
3. 受力物体受到的弹力是由施力物体发生弹性形变产生的。
4. 弹簧测力计的使用与读数
(1)认分度、看量程、先校零;要顺拉、勿摩擦、不猛拉;正对看、记数值、带单位。
(2)弹簧测力计倒挂时,弹簧测力计显示的拉力=弹簧测力计外壳对弹簧的拉力+重物对弹簧的拉力。
(3)当弹簧测力计处于静止状态或用弹簧测力计匀速拉动物体时,弹簧测力计的示数就等于作用在挂钩上的力的大小。
5. 用公式G=mg求物体重力,注意在地球上g=9.8N/kg,在其他星球上g值不等于9.8N/kg。
考查角度1. 弹力与弹簧秤使用与读数
【例题4】(2024湖南长沙一模)从实验室借来一把弹簧测力计如图甲所示,直接测量铁柱的重量,读数如图乙所示;测完后同学发现了问题,问题是______。如果要改正问题,他要______(选A或B);
A.把刻度板向上拉,指针对准零刻度线。B.把刻度板向下拉,指针对准零刻度线。
用调整好后的此弹簧测力计测量铁柱,铁柱的重量应为______N。
【答案】没有校零;B;1.8。
【解析】刚拿来的弹簧测力计,图甲可知指针没有对准零刻度线,则没有校零。故问题是没有校零。
弹簧测力计的校零方法,移动刻度板,应向下反复轻拉刻度板才能对准零刻度。故选B。
未校零前,刻度在0.4N,则准确的读数为。
【变式练1】如图所示,某同学实验时,在弹簧测力计的两侧沿水平方向同时各施加6N的力:此时弹簧测力计的示数为(  )
A.0N B.3N C.6N D.12N
【变式练2】(2023广东省广州)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 2200 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
考查角度2. 重力(含估测)与重心
【例题5】(2024新疆一模)关于重心,下列说法正确的是( )
A.空心的足球没有重心;
B.物体的重心不一定在物体上;
C.将质地均匀的木球的中心挖去后,木球的重心就消失了;
D.物体受到的力全部都作用在重心上
【答案】B
【解析】A.任何物体都有重心,故A错误;
B.重心不一定在物体上,也可以物体之外,比如均匀的圆环,重心在环外,故B正确;
C.物体重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如圆环。空心球它们的重心在中间的空心部位上,所以质地均匀的木球的中心挖去后,重心仍在其球心处,故C错误;
D.重心是物体各部分所受重力的集中点,而物体受到的力并非都作用在重心上,故D错误。
【变式练1】(2023黑龙江绥化)下列有关物理量的估测,符合生活实际的是(  )
A. 学生课桌的高度大约为75dm B. 人们感觉舒适的环境温度约为40℃
C. 中学生受到的重力约为500N D. 考场内照明灯的电流约为2A
【变式练2】 (2023四川德阳)重力的方向总是______的,一物体质量m=10kg,则物体的重力G=______N。
考查角度3. 探究物体重力与质量的关系
【例题6】(2023湖南长沙)小明用家里的器材探究重力的大小与质量的关系。如图甲、乙所示,小明用布袋装着质量不同的米,用电子秤测其质量,用液晶屏拉力器测其重力,实验数据记录如下表:
实验次数 1 2 3 4 5
电子秤的示数/g 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0
拉力器的示数/N 098 1.96 2.94 3.92 4.90
(1)在图乙中,当米袋静止时,拉力器的示数与这袋米所受重力的大小_______;
(2)分析上表数据可得:物体所受重力的大小与它的质量成_______,下列数据处理方法可以得到此结论的是___________。
A. 计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
B. 计算每一次实验中重力的大小与质量的乘积
【答案】 (1)相等 (2)正比 A
【解析】(1)当米袋静止时,拉力器对米袋的拉力和米袋的重力是平衡力,二力相等,米袋对拉力器的拉力(等于拉力器的示数)与拉力器对米袋的拉力是相互作用力,二力相等,故拉力器示数等于米袋的重力。
(2)由表格中的数据得,计算每一次实验中重力的大小与质量的比值
物体所受的重力与其质量的比值是定值,则结论为:物体所受的重力与其质量成正比,故A符合题意,B不符合题意。故选A。
【变式练1】在“探究重力与质量的关系”的实验中:
(1)测量物体琅力前,除了观察弹簧测力汁的簞程和分度值外,还应将弹簧测力计在____方向调零。
(2)测量物体重力时,应将物体挂在弹簧测力计下并让它处于_____状态,这时弹簧测力计的示数(即拉力大小)就等于物体的重力。
(3)实验小组的同学测量出了不同质量钩码所受重力的多组数据^其中一次测量时弹簧测力计指针位置如图所示,其读数为_____N。
(4)实验小组的小虹同学提出:“还可以测量钩码以外的其它物体的质量和重力,将这呰数据与钩码的数据放到起来寻找规律。”而同组的小宇同学不赞同,他认为“必须全部用钩码的重力与质量的数据来寻找规律”。你认为____同学的观点是正确的。
【变式练2】(2023内蒙古赤峰)小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系图像,如图所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成________。一物体质量为10kg,它在甲星球上受到的重力为________N。
考查角度4. 探究影响摩擦力大小的因素
【例题7】(2024四川成都)小成同学探究“滑动摩擦力大小与什么有关”,实验器材如下:长木板(上下表面粗糙程度不同)、长方体木块(每个面粗糙程度都相同,长宽高不等)、弹簧测力计。
(1)实验过程中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块(如图),目的是为了让弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小__________。
(2)小成在实验探究时利用下表收集数据,你认为她探究的是滑动摩擦力大小与__________的关系。
长木板不同表面 弹簧测力计示数/N
一个木块 两个木块重量
光滑表面
粗糙表面
(3)小成利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,她改变接触面积的操作是__________。
(4)小成发现匀速拉动木块时,不好控制且不方便读数,于是爱思考的她利用木块静止时二力平衡的特点,设计了改进方案(如下表所示),你认为应该采用哪个方案?答:__________。
方案一:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动下面的长木板 方案二:用绳子将木块连接到墙上后,通过弹簧测力计拉动底部加了轮子的长木板 方案三:通过弹簧测力计将木块连接到墙上后,直接拉动下面的长木板
【答案】 (1)相等 (2) 接触面粗糙程度和压力
(3) 换用木块面积不同的侧面置于水平木板上 (4) 方案三
【解析】(1)用弹簧测力计沿水平方向缓缓匀速拉动木块,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的拉力等于木块受到的摩擦力,所以弹簧测力计示数与木块所受滑动摩擦力大小相等。
(2)由表中物理量可知,控制一个木块重量不变时,长木板表面的粗糙程度不同;当长木板表面的粗糙程度相同时,可以改变木块的重量,所以探究的是滑动摩擦力大小与接触面的的粗糙程度和压力的关系。
(3)由于长方体木块的每个面粗糙程度都相同,长宽高不等,所以每个面的面积不同,要探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,可以换用木块面积不同的侧面置于水平木板上,来改变接触面积。
(4)由于实验中要测量木块受到的摩擦力大小,所以应通过弹簧测力计将木块连接到墙上,用弹簧测力计测木块的拉力,然后直接拉动下面的长木板,故应该采用方案三。
【变式练1】(2023江苏宿迁)图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”,以下分析正确的是(  )
A. 在图甲实验中,三次木块做匀速直线运动的速度应该相等;
B. 在图乙实验中,三次小车运动到水平面时的初速度应该相等;
C. 在图甲实验中,弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块;
D. 在图乙实验中,小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
【变式练2】(2023湖北恩施)如图所示,用长木板、木块在水平桌面上,做探究影响滑动摩擦力大小因素的实验。
(1)该实验中测量滑动摩擦力大小的原理是___________,必需的测量工具是___________;
(2)要改变木块对接触面的压力,一般是通过___________来实现。
考查角度5. 增大与减小摩擦力的方法
【例题8】(2024山东菏泽)下列常见现象中,为了增大摩擦的是(  )
A. 收纳箱底部装有轮子B. 鞋底有凹凸不平的花纹C. 游乐场的滑梯表面光滑D. 给自行车车轴加润滑油
【答案】B
【解析】A.收纳箱底部装有轮子,是变滑动摩擦力为滚动摩擦,可以减小摩擦力,故A不符合题意;
B.鞋底有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故B符合题意;
C.游乐场的滑梯表面光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.给自行车车轴加润滑油是通过使接触面分离的方法来减小摩擦的,故D不符合题意。故选B
【变式练1】(2023宁夏) 下列事例中,属于减小摩擦的是(  )
A. 拉杆式行李箱下面安装滚轮 B. 汽车轮胎表面有粗糙的花纹
C. 体操运动员赛前手上涂抹防滑粉 D. 用力捏闸使自行车更快地停下来
【变式练2】(2023黑龙江绥化) 下列说法中正确的是(  )
A. 行李箱下面的轮子是通过滚动代替滑动的方法减小摩擦力
B. 茶壶的壶嘴和壶身组成连通器
C. 驾驶员和乘客系安全带是为了减小惯性
D. 踢足球时脚对足球的力大于足球对脚的力
考查角度6. 利用运动图像求解摩擦力大小的问题
【例题9】(2024黑龙江龙东)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 0~3s受到的摩擦力大小为2N
B. 3~6s受到的摩擦力大小为6N
C. 6~9s受到的摩擦力大小为4N
D. 6~9s物体通过的路程1m
【答案】AC
【解析】A.物体0~3s静止,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图可知,0~3s时,拉力大小为2N,所以摩擦力也为2N,故A正确;
BC.物体6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为4N,3~6s时物体做加速运动,拉力大于摩擦力,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,则它受到的滑动摩擦力不变,所以,物体受到的摩擦力为4N,故B错误,C正确;
D.根据可知, 6~9s物体通过的路程为
故D错误。故选AC。
【变式练1】如图甲所示,静止在水平面上的物块受水平拉力F作用,F随时间的变化关系如图乙所示,从t=0开始,小强每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙所示,下列说法正确的是(  )
①0~4s内物块受到的摩擦力为2N ②8~10s内,物块受到的摩擦力为2N
③14~18s内,物块受到的摩擦力为4N ④t=10s时,物块的速度一定小于6m/s
A.只有①③正确 B.只有①③④正确
C.只有②④正确 D.只有①②④正确
【变式练2】(2023湖南湘潭)如图所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动, F与时间t的关系如图所示。0~2s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向________(选填“左”或“右”),大小为________ N; 3~4s内,文具盒所受合力的大小为________ N。
考查角度7. 涉及重力弹力摩擦力的力学作图问题
【例题10】(2024山东济南)如图所示是探究“阻力对运动的影响”实验中滑块沿斜面下滑的情景。请画出此时滑块受到重力的示意图。
【答案】如图所示
【解析】由于重力的方向始终竖直向下,重力的作用点在物体的几何中心上,所以滑块受到重力的示意图。
【变式练1】 从嫦娥一号升空,到嫦娥五号携月壤返回,中国人一步步将“上九天揽月”的神话变为现实!如图所示,是玉兔二号月球车静止在着陆器斜面上的简化图。请画出玉兔二号月球车所受摩擦力和支持力的示意图。
【变式练2】(2023贵州省)如图所示是在水平地板上推动拖把向左移动的情景,请分析并画出地板对拖把头的作用力的示意图(O点为拖把头重心)。
考点3. 牛顿第一定律及惯性
1.牛顿第一定律应用
(1)判断物体的运动状态。当物体不受外力作用时,动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时,将保持匀速直线运动状态;静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时,将保持静止状态。
(2)运动和力的关系: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。
2. 惯性问题
(1)解释生活中惯性的现象的步骤:一、确定研究对象,明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分;二、确定被研究对象原来处于什么状态;三、说明物体的运动状态要发生怎样的变化;四、由于惯性,研究对象要保持原来的什么状态,结果会出现什么现象。
(2)从“结果”出发,判断惯性的利用与惯性危害的防止:判断是利用惯性还是防止惯性的危害,可以从结果出发。若有了惯性,结果是对我们有利的,则相应措施属于利用惯性;若有了惯性,而不加以预防时,结果是对我们有害的,则相应措施属于防止惯性带来的危害。
(3)惯性是物体本身具有的特性,只与物体的质量有关,与物体是否运动无关;惯性不是力,不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性的作用”或“克服物体的惯性”,一般只能说“具有惯性”或“受到惯性”或“由于惯性的缘故”。
考查角度1. 探究阻力对物体运动的影响
【例题11】(2023甘肃金昌)在一次物理兴趣小组活动中,某组同学给大家展示了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一辆小车从斜面的____高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的_______。
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容如下表∶
接触面材料 小车受摩擦力情况 小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾 大 20.2
棉布 较大 40.0
木板 小 90.1
分析表中内容,得到的实验结论是∶在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越___ ;进一步推理出的结论是∶运动的小车不受阻力作用时,将_____。早在300多年前,意大利物理学家___就通过实验和科学推理的方法研究过“力和运动的关系”。本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究_____(填写实验名称即可)。
(3)上述实验除用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和_________法。
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图丙装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的___________由静止自由滑下,去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
【答案】 (1)同一 速度 (2)远 做匀速直线运动 伽利略 研究声音的传播需要介质 (3) 转换法 (4)不同高度
【解析】(1)实验中为了保证变量唯一,要让小车从斜面的同一位置由静止释放,这样做可以使小车进入水平面后具有相同的速度。
(2)根据表格可以看出,在其他条件相同时,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远。
如果小车不受阻力,那么小车在水平面上将会做匀速直线运动。
意大利物理学家伽利略就通过理想斜面实验和科学推理的方法证明力不是维持物体运动状态的原因。
本实验所运用的实验方法和科学推理的方法还可用于研究声音的传播需要介质。
(3)本实验小车在水平面上所受的阻力使通过小车在水平面上运动的距离间接知道的,我们把这种方法称为转换法。
(4)动能与速度的关系时要改变小车到达水平面时的速度,即通过改变下滑高度来改变,所以应该让同一小车从斜面的不同位置由静止下滑。
【变式练1】牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上得到的。为了探究这个问题,小万与同学们设计了如图所示的实验。下列做法或者说法有错误的
是 ( )
A.为了控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等,采用了让小车放在同一斜面的同一位置,由静止开始下滑的方法;
B.据小车滑行距离的远近或小车速度减慢的快慢来比较“摩擦力”对“物体运动的影响”;
C.根据实验可知,表面越粗糙,滑行距离越近;表面越光滑,滑行距离越远,所以如果表面绝对光滑时,小车将不受摩擦力,将永远运动下去,即做匀速直线运动;
D. 为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度相同。
【变式练2】在学习牛顿第一定律时,同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验,如图所示。
(1)实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的___________;
(2)按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表:
接触面材料 小车受阻力情况 小车在水平面运动的距离s/cm
毛巾 大 23.2
棉布 较大 45.3
木板 小 97.5
同学们分析表中内容,得到的实验结论是:在其他条件相同时,小车受到的阻力越小,运动的距离越远;进一步推理得出的结论是:不受阻力作用时,运动的小车将___________;
(3)上述实验除了用到实验推理的方法外,还用到了控制变量法和___________法。
考查角度2. 牛顿第一定律和惯性应用
【例题12】(2024山东潍坊)在水平路面上玩滑板车,蹬地后人站在车上,如图甲所示,滑板车速度会减小;再次蹬地,如图乙所示,滑板车速度又会增大。下列说法正确的是( )
A. 滑板车速度减小是因为受到阻力 B. 滑板车的运动需要力来维持
C. 蹬地过程,人和车的惯性增大 D. 蹬地过程,蹬地脚受到的摩擦力是阻力
【答案】A
【解析】A.如图甲所示,滑板车速度会减小,是因为受到摩擦阻力和空气阻力,故A正确;
B.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B错误;
C.惯性是物体本身的一种性质,只与质量有关,蹬地过程,人和车的质量不变,惯性也不变,故C错误;
D.向后蹬地时,脚有相对地面向后运动的趋势,脚受到地面向前的摩擦力,故蹬地过程,蹬地脚受到的摩擦力是动力,故D错误。故选A。
【变式练1】 (2023贵州省)在中国空间站的“天宫课堂”上,航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验,冰墩墩被王亚平轻轻一推,便几乎沿直线匀速飘向叶光富,下列哪一定律能解释此运动现象(  )
A. 光的反射定律 B. 牛顿第一定律
C. 欧姆定律 D. 焦耳定律
【变式练2】(2023海南)我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇,俟风转车,风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用_______能;当风停时风车并没有立即停止,这是因为风车具有_______。
考点4. 二力平衡
1. 弄清二力平衡定义:一个物体同时受到二个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,那么这两个力就彼此平衡,我们称之为二力平衡。
2. 理解二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为:“同体、等大、反向、共线”
3. 涉及物体受平衡力作图时,要注意两个力作用点在一个点上,表示两个力的线段长度相等,两个力的方向相反。
考查角度1. 探究二力平衡条件
【例题13】(2024四川成都)在“探究二力平衡的条件”实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。小张同学认为乙方案更合理,理由是乙方案中使用小车时_________对实验的影响更小,可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡,所依据的现象是小车___________。
【答案】 摩擦力 静止
【解析】乙装置更加合理,是因为将木块改为小车,将滑动摩擦力变为滚动摩擦力,大大减小了摩擦,减小了摩擦力对实验的影响。
当小车处于静止状态时,小车处于平衡状态,所以可以认定小车在水平方向受力平衡。
【变式练1】如图所示,图甲是小华同学探究“二力平衡条件”时的实验情景:
(1)小华将卡片(重力可忽略不计)两端的细线绕过滑轮,并挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向______,并通过调整______来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将卡片______(翻转/旋转)一个角度,松手后小卡片______(能/不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究______;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是______;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是______;
A.减小摩擦力对实验结果的影响
B.卡片是比较容易获取的材料
C.容易让卡片在水平方向上保持平衡
D.卡片容易扭转
对此,你对小明的实验装置提出的改进意见是______。
【变式练2】(2023黑龙江绥化)如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力______。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力______;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车______,这说明相互平衡的两个力作用在______;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较______的砝码进行实验。(选填“大”或“小”)
考查角度2. 利用二力平衡条件的应用(含作图)
【例题14】(2024苏州)按要求作图:在图中画出静止在水平面的篮球受到的力;
【答案】如图所示
【解析】篮球受到的重力G和支持力F是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在篮球的重心上,重力的方向竖直向下,支持力的方向竖直向上,分别过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力,注意两条线段长度要相等。
【变式练1】如图所示,小球处于静止状态,请画出小球受力的示意图。
【变式练2】如图所示,一辆装载钢卷的卡车在 3000N的水平牵引力F作用下,以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶。已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.2 倍,(g取 10N/kg)求:
(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小及方向;
(2)卡车和钢卷所受的总重 G总的大小;
(3)当卡车卸掉300kg的钢卷后,要使卡车能以 30m/s的速度继续匀速直线行驶,需要的水平牵引力为多大?
考查角度3. 求解同一直线上二力的合力问题
【例题15】(2024陕西一模)一个物体重100N,受到空气阻力的大小为10N,则下列说法正确的是( )
①若物体竖直向上运动,合力大小为110N,方向竖直向下;
②若物体竖直向上运动,合力大小为90 N,方向竖直向下;
③若物体竖直向下运动,合力大小为90N,方向竖直向下;
④若物体竖直向下运动,合力大小为110 N,方向竖直向下。
A. ① ③ B. ② ④ C. ① ④ D. ② ③
【答案】A
【解析】根据题意画出物体竖直向上运动和竖直向下运动受力的示意图,再根据同一直线上二力合成的结论求解合力的大小和方向。
物体竖直向上运动时,重力方向竖直向下,阻力方向竖直向下,属于同一直线上方向相同的两个力,合力大小为F=F1+F2=100N+10N=110N,方向竖直向下,故①正确,②错误。
物体竖直向下运动时,阻力方向竖直向上,重力方向竖直向下,属于同一直线上方向相反的两个力,合力大小为F=F1-F2=100N-10N=90 N,方向竖直向下,故③正确,④错误。
点拨:同一直线上两个力的合力的大小和方向与两个分力的大小和方向有关。解题时应先分析两个分力的大小和方向,再判断合力的大小和方向。
【变式练1】跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为(  )
A.100N B.700N C.800N D.900N
【变式练2】跳伞运动员连同装置共重700N,他在飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为  ,合力的方向是   。
易错点1.摩擦力大小与方向(对概念理解模糊)问题
1. 摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反
2. 若判断相对静止的两物体间所受静摩擦力的方向:首先假设接触面光滑、无摩擦,分析两物体的相对运动情况,然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向
3. 一对平衡力的方向相反,可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力方向来判断摩擦力的方向
注意:“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时,物体相对地面向前运动(相对运动方向向前),物体受到地面对它向后的摩擦力,摩擦力方向向后;人走路时,脚向后蹬地,脚相对于地面有向后运动的趋势,地面给鞋底的摩擦力方向向前,有利于人向前运动。
易错点2. 对平衡力与相互作用力概念理解模糊,导致判断错误
一对平衡力 一对相互作用力
不同点 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上
不一定为同性质的力 一定为同性质的力
其中一个力消失,另一个力不受影响 同时产生、同时消失
相同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
易错点3.对平衡力和平衡状态理解模棱两可,导致错误
1. 物体在几个力作用下保持平衡状态,我们就把这几个力为平衡力。静止状态、匀速直线运动状态都称为平衡状态。
2. 物体受平衡力作用时,几个力的合力等于0,相当于不受力(但不等于物体不受力)。
3. 平衡状态就是指物体处于静止或匀速直线运动时的状态。物体处于平衡状态时,物体不受力或受平衡力的作用。
【例一】(2023内蒙古通辽)如图所示,用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为______N,方向为______(选填“水平向左”或“水平向右”),地面对A的摩擦力大小为______N。
【答案】 2 水平向右 4
【解析】由图中可知,物体B相对于木板A向左运动,故可知物体B受到水平向右的木板A的摩擦力f,物体B同时受到水平向左的弹簧测力计的拉力F拉,由力的平衡可得,物体B所受摩擦力的大小为
f=F拉=2N
方向水平向右。
由力作用的相互性可知,木板A受到水平向左的物体B的摩擦力f′,且对木板A受力分析可知,木板A在水平方向上受到向右的拉力F和向左的地面的摩擦力f地,由力的平衡可得
F=f地+f′
解得地面对木板A的摩擦力为
f地=F-f′=6N-2N=4N
方向水平向左。
【例二】(2024四川广安)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是(  )
A. 小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B. 小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C. 小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D. 小捷在跳绳测试中,起跳时她的重力和地面对她的支持力一定是一对平衡力
【答案】B
【解析】A.小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为小聪具有惯性,惯性不是力,不能说受到力的作用,故A错误;
B.小明进行乒乓球测试时,因力的作用是相互的,乒乓球撞击墙面的同时液受到墙面对其的反作用力,因此被弹回,故B正确;
C.小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球受到草地对其的阻力的作用,故C错误;
D.小捷起跳时她的脚向下蹬底,她对地面的压力与地面对她的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反。此时地面对她的支持力大于她自身受到的重力,合力向上,故此时她的重力和地面对她的支持力不是一对平衡力,故D错误。故选B。
【例三】(2024四川达州)赛龙舟是中华民族端午节一项传统民俗活动,下列关于龙舟比赛过程说法正确的是(  )
A. 比赛开始前,龙舟静止在水面上,处于平衡状态
B. 比赛过程中,使龙舟前进的动力是桨对人的作用力
C. 比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大压强变大
D. 到达终点时,运动员停止划桨,龙舟的运动状态将不再发生改变
【答案】A
【解析】A.比赛开始前,龙舟漂浮在水面上,静止时处于平衡状态,故A正确;
B.比赛过程中,桨向后划水,水给桨一个向前的力,推动龙舟前进,所以使龙舟前进的动力是水对桨的作用力,故B错误;
C.比赛过程中,左右相邻两龙舟之间的水,流速变大,压强变小,故C错误;
D.到达终点时,运动员停止划桨,龙舟由于惯性继续向前运动,但龙舟受到水的阻力作用,速度逐渐减小,所以龙舟的运动状态将发生改变,故D错误。 故选A。
【针对性训练】
1. (2024四川广元一模)如图,同一长方体木块先后以相同的速度v,在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为、和,则(  )
A. B. C. D.
2. (2024江苏扬州一模)如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是(  )
A. 物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B. 小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C. 物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D. 向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
3.(2023湖南邵阳一模) 2023年5月5日,在亚洲举重锦标赛女子49公斤级比赛项目中,我国选手蒋惠花包揽“抓挺总”三金。如图为蒋惠花手举杠铃保持静止时的情景,下列属于一对平衡力的是(  )
A. 蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃所受的重力
B. 杠铃对蒋惠花的作用力和杠铃的受的重力
C. 蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力
D. 蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力
4.(2023四川凉山州一模)车站广场上,常常看到人们将旅行包放在拉杆箱上,如图所示,若地面和拉杆箱A的上表面均水平,拉杆箱A和旅行包B在水平推力F的作用下,一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列分析正确的是(  )
A. A对B具有水平向右的摩擦力;
B. B的重力和A对B的支持力是一对平衡力;
C. A的重力和地面对A的支持力是一对平衡力;
D. B对A的压力和B的重力是一对相互作用力
5.(2024陕西一模)如图,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B. F1与F3是一对作用力与反作用力
C. GA与F2是一对平衡力
D. F2与F1是一对平衡力
6. (2024黑龙江哈尔滨一模)如图所示,跳伞运动员远离飞机过程中,相对于飞机是______(选填“运动”或“静止”)的;过一段时间后,他在空中匀速直线下降时,受______(选填“平衡”或“非平衡”)力。
1. (2024陕西)“时代楷模”张玉滚老师扎根山区,将青春奉献给家乡的教育事业。如图,张老师挑着扁担将书本运回学校。下列分析正确的是(  )
A. 张老师停下时没有惯性
B. 扁担被压弯说明力可以改变物体的形状
C. 书本受到的重力方向会因袋子晃动而发生改变
D. 扁担对肩膀的压力与肩膀对扁担的支持力是一对平衡力
2. (2024江苏无锡市)如图所示,小明和小华穿着轮滑鞋静止在平滑的地面上,小华用力向前推小明后,下列说法中正确的是(  )
A. 小明和小华由于惯性都保持静止 B. 小明和小华因为受力一起向前运动
C. 小明受力向前运动,小华受力向后运动 D. 小明受力向前运动,小华由于惯性保持静止
3.(2023上海)以下哪个物体的重力最接近0.5N(  )
A. 一张课桌 B. 一个手机 C. 一个鸡蛋 D. 一个中学生
4. (2023天津)如图所示,建筑工人在砌墙时常用铅垂线来检查墙壁是否竖直。这是利用了(  )
A. 重力的方向 B. 重力的大小 C. 重力的作用点 D. 重力与质量的关系
5. (2023湖南邵阳)请画出图中物体所受支持力的示意图。
6. (2023江苏宿迁)图中的铁锤正在敲打钉子,请画出铁锤对钉子作用力F的示意图。
7. (2023江苏徐州)如图所示,请画出水坝上O点受到水压力F的示意图。
8. (2024上海)如图所示,静止的小球所受的重力为10牛,请用力的图示法画出该球所受的重力G。
9. (2023山东济宁) 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的现象,如图所示,请画出此时小球的受力示意图。
10. (2023湖北恩施)劳动课上,小欢用铜片制作风铃,来装饰校园“禁毒防毒”宣传栏。如图,将一个铜片悬挂于线下静止,请画出铜片受力的示意图。
11. (2024四川广安)如图所示,请作出静止在水平桌面上的书所受的摩擦力和书对桌面压力的示意图。
12. (2024山东临沂)图甲是天蒙山索道的吊厢随钢索向下方做匀速直线运动的情景,图乙是吊厢及吊厢内物体的简图。请画出物体所受力的示意图(力的作用点画在物体的重心O上)。
13. (2024山西)如图所示,一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶,遇到突发情况紧急刹车时,下列能正确表示车内拉环情形的是(  )
A. B.
C. D.
14. (2024山东烟台)乒乓球被称为中国的“国球”,深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是(  )
A. 乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B. 乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
C. 空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即停止
D. 球拍击球时,只能改变乒乓球的运动方向
15. (2024四川广安)关于广安市中考体育测试场上出现的运动场景,下列分析正确的是(  )
A. 小聪进行1000m测试通过终点时不能立即停下来,是因为受到惯性的作用
B. 小明进行乒乓球测试时,乒乓球撞击墙面被弹回,说明力的作用是相互的
C. 小敏踢出去的足球在草地上滚动一段距离会停下来,是因为足球未受到力的作用
D. 小捷在跳绳测试中,起跳时她的重力和地面对她的支持力一定是一对平衡力
16. (2024宁夏)如图所示,和是物体所受的两个力,其中受力情况属于二力平衡的是( )
A. B.
C. D.
选择理由:___________。
17. (2023杭州)小金用脚将足球踢出,足球在地面上运动了一段距离后停下。下列分析错误的是(  )
A. 踢球时脚也受到球的作用力,是因为力的作用是相互的
B. 球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性
C. 球运动越来越慢最后停下来,是因为球受到阻力的作用
D. 球在运动过程中,如果一切外力突然消失,球将立即静止
18. (2024四川眉山)如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,棋子飞出,说明力可以改变物体的______;上面的棋子没有飞出去是由于上面的棋子具有______。
19. (2023山东东营)古诗词是中华民族传统文化的瑰宝,“船到江心抛锚迟,悬崖勒马早已迟”,不但有警世作用,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___________。
20. (2023黑龙江哈尔滨)如图所示,物体静止在水平桌面上,现用50N的水平推力,使其在桌面上移动了0.2m的距离,说明推力可以改变物体的______(选填“运动状态”或“形状”),推力做功______J。
21. (2023江苏宿迁) 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施,计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。近期,学校举行了以“奔月”为主题的科技制作大赛。图甲是小华的参赛作品——用饮料瓶制作的“水火箭”,向瓶内打气,当瓶内气压增大到一定程度时,“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力,这是利用物体间力的作用是_______的,这个力的施力物体是_______。小明准备制作一款如图乙所示的滑翔机模型,机翼的横截面应设计成图丙中_______(填序号)的形状。
22. (2023湖北恩施)如图所示,迅速向下撞击斧子的木柄,斧头能套紧在木柄上,是由于(  )
A. 斧头具有惯性 B. 木柄具有惯性
C. 柄对斧头做功 D. 斧头没受力
23. (2023湖南邵阳)亮亮同学在新闻上看到“福建舰”上使用了电磁弹射装置,从网上查阅了某电磁弹射装置的原理;给线圈提供电流时产生磁场,炮弹(铁质)被磁化,受到强大的吸引力而加速运动,达到线圈中间时,迅速断电,炮弹飞出炮口(如下图)。当线圈通电时,炮弹头是______(选填“S”或“N”)极。断电后,炮弹还能继续飞行,是因为炮弹具有______。.
24. (2023吉林)关于小球竖直上抛后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 运动过程中小球始终具有惯性 B. 运动至最高点时动能不为零
C. 上升过程中受到平衡力作用 D. 下落过程中重力势能变大
25. 我国自主研发的C919大型客机,如图所示,于2023年5月28日圆满完成首次商业航班飞行。下列说法正确的是(  )
A. 机翼是利用气体流速大,压强大的原理获得升力
B. 起飞时,飞机在跑道上加速滑行时惯性逐渐增大
C. 降落时,随着高度降低,飞机相对于跑道是静止的
D. 落地后,静止在停机坪上的飞机受到的力相互平衡
26. (2023山东东营)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示.回答下列问题:
(1)由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是多少N?
(2)物体在1s处于什么状态?
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力是多少N?
27. (2024山东菏泽)小华发现,有时候垫毛巾更容易拧开罐头盖。下列改变摩擦的方法与之相同的
是(  )
A. 骑自行车刹车时用力捏闸 B. 使劲擦黑板擦得更干净
C. 装滚轮的储物箱更易推动 D. 凹凸花纹的地砖更防滑
28. (2024山东潍坊)某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定,每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块,第1次弹簧测力计的示数为0.3N,第2次弹簧测力计的示数为0.6N,第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。
(1)比较第2次和第3次操作,可验证猜想______是否正确;比较第3次和第4次操作,可验证猜想______是否正确(均填“a”“b”或“c”)。
(2)该同学查阅资料发现,物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度,称为动摩擦因数,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为______。
(3)小明对实验装置进行了改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①实验过程中,______(填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板;
②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小,你认为是否正确,并说明理由:____________。
29. (2024山东烟台)劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的
是(  )
A. 甲图:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B. 甲图:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力等于摩擦力
C. 乙图:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D. 乙图:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
30. (2023杭州)用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的段保持竖直,段保持水平。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1)用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为,此时木块B受到的摩擦力大小为_____N。接着将拉力F增大一倍,木块B受到的摩擦力______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为,此时木板A受到地面施加的摩擦力方向为水平_______(选填“向右”或“向左”)。
31. (2024四川眉山)“五一”假期,小龙和爸爸、妈妈一起到瓦屋山旅游、他们乘坐同一观光缆车,在钢缆的作用下斜向上做匀速直线运动如图甲。缆车与钢缆接头处固定,其示意图如图乙,忽略空气阻力。下列判断正确的是( )
A. 缆车的运动状态是变化的
B. 缆车相对于小龙是运动的
C. 缆车外大气压随高度的增加而增大
D. 缆车受到的拉力和重力是一对平衡力
32.跳伞运动员连同装置共重700N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气阻力为50N,则下列关于合力的说法正确的是(  )
A.合力大小为750N,方向竖直向下
B.合力大小为650N,方向竖直向上
C.合力大小为750N,方向竖直向上
D.合力大小为650N,方向竖直向下
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