4.5 二力平衡 牛顿第一定律 惯性
一、二力平衡
1.物体受到 个力的作用时,如果保持 状态或 运动状态,这两个力彼此平衡。21·cn·jy·com
2.作用在 物体上的 个力,如果大小 、方向 ,并且在 上,这两个力彼此平衡。
3.物体受到几个力作用时,如果保持 或 运动状态,就说这几个力相互平衡,物体处于 状态。
4.应用二力平衡:∵物体静止或匀速直线运动, ∴ 二力平衡,∴F1=F2 。
二、牛顿第一定律
5.一切物体在没有受到 的作用时,总保持 状态或 运动状态,这就是牛顿 。【来源:21cnj*y.co*m】
6.牛顿第一定律是在 经验事实的基础上,通过进一步的 而概况出来的。我们周围的物体,都有受到 的作用,因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律。从这个定律得出的一切推论,都经受了实践的检验。牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律 。
三、惯性
7.物体保持原来运动状态 的性质叫做惯性。一切物体都有 。物体的质量大,惯性 。惯性与物体运动快慢、是否受力等 关。
由于 ,原来运动的物体保持 ;原来静止的物体保持 。
8.用惯性和力改变物体运动状态解释现象。先陈述研究对象的原来运动状态;再将研究对象分两个层面:物体的 部分受力作用,由 变为 ;由于惯性,物体 部分保持原来 状态。所以,物体会 。【答题模板】
例如:坐在静止客车上的乘客,当客车突然启动,乘客会向后倾倒?
因为乘客原来是静止的;当客车突然启动,乘客的身体下部脚受力的作用,由 变为向前运动;由于惯性,人的身体 部保持原来 状态,所以乘客会向 倾倒。
为什么坐在前排的乘客必须系好安全带?
前排乘客随车向前运动。当客车突然刹车,人的身体下部受力的作用,由 变为静止;由于惯性,人的身体 部保持原来向前 状态,所以,乘客会向 倾倒,系好了安全带,避免由于 造成伤害。
利用惯性——跳远助跑,提高跳远成绩!
跳远运动员快速助跑后,飞身一跃,利用自身的 性,在空中继续 ,以提高成绩。
20.知道二力平衡条件。
A
21.认识牛顿第一定律。
用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
B
C
考点一:二力平衡
例1 (2018?大庆)如图,放在水平地面上的两个物体处于静止状态,对这两物体受力分析正确的是( )
A.B受到地面的支持力与B的重力是一对平衡力
B.B对A的支持力与A对B的压力是一对平衡力
C.B对A的支持力与A的重力是一对平衡力
D.A对地球的吸引力与地球对A的吸引力完全相同
【解析】A、B受到地面的支持力与B的重力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;B、B对A的支持力与A对B的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C、B对A的支持力与A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,是一对平衡力,故C正确;D、A对地球的吸引力与地球对A的吸引力方向不同,故D错误。故选:C。
【答案】C【点评】解决本题的关键知道平衡力、作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在同一直线上;平衡力作用在同一物体上,作用力与反作用力作用在不同的物体上。
【变式跟进1】(2018?宜宾)图是一只猴子在竹杆上玩耍的情景,猴子双手握住竖直竹杆匀速下滑时,它所受的摩擦力为F,下列说法正确的是( )
A.摩擦力F向下,F=mg B.摩擦力F向上,F<mg
C.摩擦力F向上,F=mg D.摩擦力F向下,F>mg
考点二:牛顿第一定律
例2 (2018?六盘水)小冬用绳子拴着一石块,使石块绕手做圆周运动,如果石块受到的力突然全部消失,石块将( )
A.立即停止运动
B.做匀速直线运动
C.继续做圆周运动
D.速度越来越慢直到停止运动
【解析】如果石块受到的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,石块由于惯性,将保持绳子断的那一瞬间的速度永远匀速运动下去。故A、C、D错误。故选:B。
【答案】B。
【点评】此题主要考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。
【变式跟进2】(2018?百色)如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A.实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中远动的小车会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
考点三:惯性
例3 (2018?南通)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.行驶的车突然刹车,乘客前倾,说明车有惯性
B.足球在草地上越滚越慢,它的惯性越来越小
C.跳绳时加大摇绳的速度,可以增加绳的惯性提高成绩
D.骑电动车戴头盔,可减小摔倒时惯性带来的伤害
【解析】A、车上的人开始随车一起向前运动,当车突然停止或减速时,人的下部由于摩擦力与车一起停止,上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以人会向前倾,故A错误;B、足球离开脚后在草地上越滚越慢,是因为足球受到摩擦力的作用,而不是惯性越来越小,惯性的大小只与物体的质量有关,其大小不变,故B错误;C、惯性的大小只与物体的质量有关,所以跳绳时加大摇绳的速度,绳的惯性不变,故C错误;D、骑电动车戴头盔,可减小摔倒时,人由于惯性向前运动,与其他物体发生碰撞带来的伤害,故D正确。故选:D。
【答案】D。
【点评】惯性是指物体总有保持原有运动状态不变的性质。原有运动状态包括静止或匀速运动状态。它是物体的一种基本属性,任何物体在任何时候都具有惯性。
【变式跟进3】(2018?黑龙江)锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧紧套在锤柄上。请用相关物理知识解释这种做法。
一.选择题
1.(2018?天门)哪位科学家在总结前人研究成果的基础上,通过实验和推理,得出了重要的物理度律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态( )
A.爱因斯坦 B.牛顿 C.伽利略 D.亚里士多德
2.(2016?泉州)小鹏手握橡皮擦,突然放手后,橡皮擦将( )
A.匀速下落 B.保持静止 C.向各个方向运动 D.加速下落
3.(2018?烟台)关于惯性,以下说法正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
4.(2016?三明)2016欧洲杯足球赛6月10 日在法国开幕。下列足球比赛的场景,属于惯性现象的是( )
A.足球在草地上越滚越慢 B.守门员一脚踢出放在地面上的足球
C.踢出去的足球在空中继续向前飞行 D.运动员用头将迎面飞来的足球顶回去
5.(2016?永州)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验中不需要控制小车每次到达斜面底端时速度相同
B.小车最终会停下来说明力是维持物体运动状态的原因
C.如果小车到达水平面时所受外力全部消失,小车将做匀速直线运动
D.小车停止运动时惯性也随之消失
6.(2018?营口)2018年6月14日,第21届世界杯足球赛在莫斯科卢日尼基体育场开幕。下列与足球有关的说法正确的是( )
A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B.踢出去的球在空中继续运动,是因为球受到惯性作用
C.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
D.守门员使球停下来的过程,是力改变了球的运动状态
7.(2018?苏州)关于物体受力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体受平衡力作用也能做曲线运动
B.物体受非平衡力作用一定做曲线运动
C.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小和方向可能都不变
D.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小可能不变但方向一定改变
8.(2018?黑龙江)下列物体中,正在受到平衡力作用的是( )
A.正从地面腾空而起的火箭 B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚下的小球 D.在水平直路上匀速行驶的汽车
9.(2018?桂林)如图所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是( )
A.若自行车停下,惯性就消失了
B.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C.路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
10.(2018?郴州)一个文具盒放在水平桌面上,下列分析正确的是( )
A.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是相互作用力
B.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是一对平衡力
C.文具盒受到的重力与文具盒对桌面的压力是相互作用力
D.桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
11.(2017?莱芜)贴在竖直墙面上的塑料吸盘挂钩(塑料吸盘和挂钩重力不计),当挂上适当的重物后,吸盘挂钩仍静止而不脱落,其原因是( )
A.大气压力大于所挂重物的重力
B.大气压力等于墙面的支持力
C.塑料吸盘所受的摩擦力大于所挂重物的重力
D.塑料吸盘所受的摩擦力等于所挂重物的重力
12.(2017?盐城)每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到我市滩涂越冬,如图所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
二.填空题
13.(2018?河南)如图所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体_______(选填“会”或“不会”)相撞,原因是:______________。
14.(2018?盘锦)如图所示,物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动。当撤去拉力F时,物体将做_______运动,此时,假设重力突然消失,请推断物体的运动状态______________。(不计空气阻力)
15.(2018?铜仁市)著名的北盘江大桥在修建的过程中,建筑工人用起重机将一个重为3×103N的建筑材料从地面匀速提升到桥面,在此过程中,吊绳对重物的拉力为_______N,方向是_______。
16.(2017?成都)2017年5月18日,由中国自主研制的“直﹣19E”出口武装直升飞机首飞成功,如图所示,当直升机静止在水平停机坪上时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对_______(选填“相互作用力”或“平衡力”),当直升机在竖直方向加速升空时,飞行员受到的合力_______(“向上”、“向下”或“为零”)
三、作图题
17.(2017连云港))如图所示,小球在竖直细绳的拉力作用下在光滑斜面上处于平衡状态,请画出小球的受力示意图。2-1-c-n-j-y
18.(2017德阳)如图所示,物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止时,木块随即在小车的平板上滑行,画出木块滑行过程中受力示意图。
四.实验探究题
19.(2018?河池)为了探究二力平衡的条件,张三同学设计了如图甲的实验。
(1)实验中发现两边的钩码质量不相等时,木块运动,质量相等时,木块静止,说明二力平衡的一个条件是力的_______。
(2)接着张三将木块扭转一个角度,松手后观察到小木块不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在_______。
(3)在另一小组实验中,李四用小车代替木块,如图乙所示,同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置,其主要原因是_____________________。
20.(2018?毕节市)在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车,如图甲所示。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上_______(选填“同一“或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小_______(选填“相同”或“不相同”)。
(2)根据实验现象,可得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越_______(选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越_______(选填“远”或“近”)
(3)如果水平面绝对光滑,不考虑空气阻力,在图乙中大致画出小车在光滑水平面上运动的v﹣t图线
(4)在我们已学的物理知识中,也有用到这种“实验一推理”的研究方法,如_______(列举一例)。
一.选择题
1.(2018?莆田模拟)如图所示,氢气球下系着一个重物,它们以某一速度匀速上升,在上升的过程中,绳子突然断开,以下情况可能出现的是( )
A.重物立即下落,气球继续上升 B.重物继续上升,速度越来越快
C.气球继续上升,速度越来越快 D.气球继续上升,速度保持不变
2.(2017?皇姑区一模)下列各种情况中,物体的运动状态不变的是( )
A.抛出去的铅球在空中飞行 B.地球同步卫星随地球一起匀速运动
C.火箭发射升空的过程 D.小孩从平直的滑梯上匀速滑下
3.(2018?莲池区二模)关于惯性,下列说法正确的是( )
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
C.汽车使用安全带和安全气囊是为了减小惯性
D.手握锤柄在地面上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,说明锤头具有惯性
4.(2018?东丽区一模)在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,他会落在车厢内原来起跳点的( )
A.后面 B.原点 C.前面 D.可能在前面也可能在后面
5.(2018?邹城市校级模拟)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验中要改变水平面的粗糙程度,乙实验中水平面的粗糙程度要相同
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球滑行的距离越远,说明小球刚开始下滑时具有的机械能越大,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
6.(2016?孝南区一模)小明乘坐公交汽车时,站在离车门较近的位置而且双手没有扶任何物体,为了避免汽车启动时摔倒,下列说法及解释正确的是( )
A.他应将身体保持直立 B.他应将身体向汽车运动方向倾斜
C.汽车启动后人体的惯性增大了 D.汽车从静止到启动过程中运动状态没有发生改变
7.(2018?师宗县校级模拟)有关力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体就能运动
B.力能改变物体的运动状态,它的三要素影响力的作用效果
C.物体所受的力为平衡力时,该物体一定处于静止状态
D.没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
8.(2018?双清区模拟)如图所示是探究“二力平衡”实验装置,由于木块与桌面存在摩擦力,当右盘放150g砝码,左盘放100g砝码木块刚好向右做匀速直线运动,当木块向左做匀速直线运动,下列调整的可能是(不计绳重及滑轮与轴的摩擦)( )
A.向左再加50g砝码 B.将右盘砝码取下50g砝码
C.向左再加100g砝码 D.向左再加150g砝码
9.(2018?麻城市校级模拟)用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来,如右图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F,并对小球b施加一个水平向右的恒力F,最后达到平衡。平衡后状态可能是图( )
A. B. C. D.
10.(2018?红安县校级模拟)2018年1月30日,景驰在广州生物岛进行无人驾驶常态化试运营。如图所示,若汽车在平直的公路上做匀速直线运动,则下列各对力中,属于平衡力的是( )
A.汽车的牵引力和地面对汽车的摩擦力 B.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力
C.汽车所受的重力和汽车对地面的压力 D.汽车对地面的摩擦力和汽车所受摩擦力
11.(2018?达州二模)如图所示,将木块放在粗糙程度相同的水平桌面上,水平拉动木块,在木块加速运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
B.弹簧测力计对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力
C.木块受到一对平衡力的作用
D.木块受到的合外力不为0
12.(2018?铜仁市一模)甲起重机将一台机器沿竖直方向向上以30m/s的速度匀速提升,甲起重机对机器的拉力为F1,乙起重机将同一台机器沿竖直方向向下以15m/s的速度匀速下降,乙起重机对机器的拉力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法确定
13.(2018?安徽模拟)2017年3月23日,中国男子足球队凭借前锋于大宝的头球破门以1:0击败了韩国男足。下列相关说法中正确的是( )
A.用头顶球时,球发生了形变,头没有发生形变
B.用头顶球时,头对球的力和球对头的力大小相等,是一对平衡力
C.用头顶球改变了球的运动状态
D.球被顶出后继续向前飞行,是因为球还受到头顶球的力
二.填空题
14.(2018?河东区一模)中考体育测试项目中,由于_______,抛出后的实心球在空中能够继续向前运动;球在前进过程中运动方向改变了,说明力能改变物体的_______。
15.(2018?安徽模拟)如图所示,用细绳提着小球G在空中运动。当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,拉力的大小为5N;若使小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动,则拉力的大小为_______N.(不计空气阻力)
三、作图题
16.(2017长春)在图中画出静止在地面上的物体受力的示意图。
17.(2017聊城)如图所示。一块橡皮放在水平放置的文具盒上,并随文具盒一起向左做匀速自线运动,请在图中作出橡皮所受力的示意图。
四.实验探究题
18.(2018?临河区校级二模)利用如图的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是_______(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车到斜面时的_______相同。
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑动的小车,如果受到的阻力为零,它将做_______运动。
(4)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力_______(“是”或“不是”)一对平衡力。
19.(2018?姑苏区校级二模)在“探究二力平衡条件”的活动中,主要是通过探究力对物体的作用效果来实验探究目的。如图所示是探究的方法。
(1)如图探究方案中研究对象是_______(填“小卡片”或“钩码的数目”)
(2)小明在实验时将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和_______对物体平衡的影响;
(3)探究活动中还要求要把小卡片_______(填“翻转”“旋转”)一个角度,然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。
4.5 二力平衡 牛顿第一定律 惯性
一、二力平衡
1.物体受到 两 个力的作用时,如果保持 静止 状态或 匀速直线 运动状态,这两个力彼此平衡。
2.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 同一条直线 上,这两个力彼此平衡。
3.物体受到几个力作用时,如果保持 静止状态 或 匀速直线 运动状态,就说这几个力相互平衡,物体处于 平衡 状态。
4.应用二力平衡:∵物体静止或匀速直线运动, ∴ 二力平衡,∴F1=F2 。
二、牛顿第一定律
5.一切物体在没有受到 力 的作用时,总保持 静止 状态或 匀速直线 运动状态,这就是牛顿 第一定律 。
6.牛顿第一定律是在 大量 经验事实的基础上,通过进一步的 推理 而概况出来的。我们周围的物体,都有受到 力 的作用,因此不可能用实验来直接验证牛顿第一定律。从这个定律得出的一切推论,都经受了实践的检验。牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律 之一 。
三、惯性
7.物体保持原来运动状态 不变 的性质叫做惯性。一切物体都有 惯性 。物体的质量大,惯性 大 。惯性与物体运动快慢、是否受力等 无 关。
由于 惯性 ,原来运动的物体保持 匀速直线运动状态 ;原来静止的物体保持 静止状态 。
8.用惯性和力改变物体运动状态解释现象。先陈述研究对象的原来运动状态;再将研究对象分两个层面:物体的 部分受力作用,由 变为 ;由于惯性,物体 部分保持原来 状态。所以,物体会 。【答题模板】
例如:坐在静止客车上的乘客,当客车突然启动,乘客会向后倾倒?
因为乘客原来是静止的;当客车突然启动,乘客的身体下部脚受力的作用,由 静止 变为向前运动;由于惯性,人的身体 上 部保持原来 静止 状态,所以乘客会向 后 倾倒。
为什么坐在前排的乘客必须系好安全带?
前排乘客随车向前运动。当客车突然刹车,人的身体下部受力的作用,由 运动 变为静止;由于惯性,人的身体 上 部保持原来向前 运动 状态,所以,乘客会向 前 倾倒,系好了安全带,避免由于 惯性 造成伤害。
利用惯性——跳远助跑,提高跳远成绩!
跳远运动员快速助跑后,飞身一跃,利用自身的 惯 性,在空中继续 前进 ,以提高成绩。
考点一:二力平衡
例1 (2018?大庆)如图,放在水平地面上的两个物体处于静止状态,对这两物体受力分析正确的是( )
A.B受到地面的支持力与B的重力是一对平衡力
B.B对A的支持力与A对B的压力是一对平衡力
C.B对A的支持力与A的重力是一对平衡力
D.A对地球的吸引力与地球对A的吸引力完全相同
【解析】A、B受到地面的支持力与B的重力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;B、B对A的支持力与A对B的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C、B对A的支持力与A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,是一对平衡力,故C正确;D、A对地球的吸引力与地球对A的吸引力方向不同,故D错误。故选:C。
【答案】C【点评】解决本题的关键知道平衡力、作用力反作用力都是大小相等、方向相反,作用在同一直线上;平衡力作用在同一物体上,作用力与反作用力作用在不同的物体上。
【变式跟进1】(2018?宜宾)图是一只猴子在竹杆上玩耍的情景,猴子双手握住竖直竹杆匀速下滑时,它所受的摩擦力为F,下列说法正确的是( )
A.摩擦力F向下,F=mg B.摩擦力F向上,F<mg
C.摩擦力F向上,F=mg D.摩擦力F向下,F>mg
【解析】猴子沿竖直竹杆匀速下滑时,受力平衡,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力;由于重力方向竖直向下,根据二力平衡条件可知,摩擦力方向一定向上,且摩擦力等于重力,即F=G=mg,故C正确,ABD错误。故选:C。
【答案】C。【点评】本题关键先确定物体的运动情况,然后受力分析,再根据平衡条件确定摩擦力的大小和方向。21·cn·jy·com
考点二:牛顿第一定律
例2 (2018?六盘水)小冬用绳子拴着一石块,使石块绕手做圆周运动,如果石块受到的力突然全部消失,石块将( )
A.立即停止运动
B.做匀速直线运动
C.继续做圆周运动
D.速度越来越慢直到停止运动
【解析】如果石块受到的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,石块由于惯性,将保持绳子断的那一瞬间的速度永远匀速运动下去。故A、C、D错误。故选:B。
【答案】B。
【点评】此题主要考查学生对牛顿第一定律的理解和掌握。在理解这一定律时要抓住“一切”、“没有受到力的作用”、“总”、“或”这些关键词语。
【变式跟进2】(2018?百色)如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验,下列有关叙述正确的是( )
A.实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中远动的小车会停下来,说明物体的运动需要力来维持
C.实验表明,小车受到的阻力越小,运动的距离越近
D.根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
【解析】A、实验中,我们让小车从同一斜面的同一高度自由下滑,目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同,便于比较,故A错误;B、实验中运动的小车会停下来,其运动状态发生了改变,说明力能改变物体的运动状态,不是维持物体运动状态的原因,故B错误;C、实验表明:小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到摩擦力越小,运动的距离越远,故C错误;D、接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得慢。由此推理得出:假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故D正确。故选:D。
【答案】D。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论,在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容,解此类问题一定要注意思考实验的意义。
考点三:惯性
例3 (2018?南通)下列关于惯性的说法正确的是( )
A.行驶的车突然刹车,乘客前倾,说明车有惯性
B.足球在草地上越滚越慢,它的惯性越来越小
C.跳绳时加大摇绳的速度,可以增加绳的惯性提高成绩
D.骑电动车戴头盔,可减小摔倒时惯性带来的伤害
【解析】A、车上的人开始随车一起向前运动,当车突然停止或减速时,人的下部由于摩擦力与车一起停止,上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以人会向前倾,故A错误;B、足球离开脚后在草地上越滚越慢,是因为足球受到摩擦力的作用,而不是惯性越来越小,惯性的大小只与物体的质量有关,其大小不变,故B错误;C、惯性的大小只与物体的质量有关,所以跳绳时加大摇绳的速度,绳的惯性不变,故C错误;D、骑电动车戴头盔,可减小摔倒时,人由于惯性向前运动,与其他物体发生碰撞带来的伤害,故D正确。故选:D。
【答案】D。
【点评】惯性是指物体总有保持原有运动状态不变的性质。原有运动状态包括静止或匀速运动状态。它是物体的一种基本属性,任何物体在任何时候都具有惯性。
【变式跟进3】(2018?黑龙江)锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧紧套在锤柄上。请用相关物理知识解释这种做法。
【解析】应用惯性知识解释生活中现象的步骤是:先分析物体的原来的运动状态,当受到力的作用,物体的一部分的运动状态发生了改变,没受到力的那部分由于惯性要保持原来的运动状态。
【答案】锤头与锤柄原来都向下运动,当锤柄撞在硬物上受到阻力作用时,阻力改变了它的运动状态,锤柄就停止了运动,而锤头由于惯性仍保持原来运动状态,继续向下运动,所以锤头就紧套在锤柄上了。
【点评】本题主要考查学生用惯性知识解释生活中一些现象的能力,体现了从物理走向生活,是一道基础题。
一.选择题
1.(2018?天门)哪位科学家在总结前人研究成果的基础上,通过实验和推理,得出了重要的物理度律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态( )
A.爱因斯坦 B.牛顿 C.伽利略 D.亚里士多德
【解析】 “一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止或匀速直线运动状态”这是牛顿第一定律的内容,牛顿总结了伽利略等前人的研究成果,概括出一条重要物理定律;这个定律是在实验的基础上,进一步推理、归纳得出来的;为了纪念他做出的杰出贡献,人们以他的名字作为力的单位。故选B。
【答案】B
【点评】此题考查的是我们对于牛顿第一定律的了解,是一道基础题。
2.(2016?泉州)小鹏手握橡皮擦,突然放手后,橡皮擦将( )
A.匀速下落 B.保持静止 C.向各个方向运动 D.加速下落
【解析】小鹏手握橡皮擦,突然放手后,橡皮擦只受重力的作用,因此会下落,在下落的过程中受到空气的阻力,阻力小于重力,因此,橡皮擦会加速下落。故选D。
【答案】D
【点评】知道橡皮擦在离开手后的受力情况,是正确判断其运动状态的关键。
3.(2018?烟台)关于惯性,以下说法正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
【解析】A、百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性,故A正确;B、汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害,不能减小惯性,惯性大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故B错误;C、行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客具有惯性;惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误。D、物体的惯性只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关,故D错误。故选A。
【答案】A
【点评】正确理解惯性的概念是解答此题的关键,惯性作为物体本身固有的一种属性,在我们生活中随处可见,与我们的生活息息相关,我们要注意联系实际,用所学惯性知识解决身边的物理问题。
4.(2016?三明)2016欧洲杯足球赛6月10 日在法国开幕。下列足球比赛的场景,属于惯性现象的是( )
A.足球在草地上越滚越慢 B.守门员一脚踢出放在地面上的足球
C.踢出去的足球在空中继续向前飞行 D.运动员用头将迎面飞来的足球顶回去
【解析】A、足球在草地上越滚越慢是因为受到阻力作用,力是改变物体运动状态的原因,不属于惯性现象,故A不符合题意;B、守门员一脚踢出放在地面上的足球,足球由静止变为运动,是力是改变了物体的运动状态,不属于惯性现象,故B不符合题意;C、足球被踢出去仍继续向前运动,是因为足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态。属于惯性现象,故C符合题意;D、运动员用头将迎面飞来的足球顶回去,说明力改变了物体的运动方向,不属于惯性现象,故D不符合题意;故选C。
【答案】C
【点评】此题主要考查学生对惯性现象的理解。惯性现象在现实生活中随处可见,和我们的生活密切相关,学习中要注意联系实际,用所学惯性知识解决生活中的实际问题。
5.(2016?永州)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验中不需要控制小车每次到达斜面底端时速度相同
B.小车最终会停下来说明力是维持物体运动状态的原因
C.如果小车到达水平面时所受外力全部消失,小车将做匀速直线运动
D.小车停止运动时惯性也随之消失
【解析】A、实验时应使小车到达水平面时的速度相等,因此每次实验时,应使小车从同一高度由静止开始滑下,故A错误;B、小车最终会停下来是受到了摩擦阻力的作用,这说明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,故B错误;C、如果小车到达水平面时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小车将做匀速直线运动,故C正确;D、惯性是物体保持运动状态不变的性质,一切物体都有惯性,小车停止运动时惯性不会消失,故D错误。故选。
【答案】C
【点评】在实验中采用了控制变量法,让小车在不同表面滑行时,需保证小车到达水平面时的速度相同,所以才让同一小车从斜面的同一高度滑下。如果小车在水平方向上不受力,它的运动状态将不会改变,一直做匀速直线运动。
6.(2018?营口)2018年6月14日,第21届世界杯足球赛在莫斯科卢日尼基体育场开幕。下列与足球有关的说法正确的是( )
A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B.踢出去的球在空中继续运动,是因为球受到惯性作用
C.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
D.守门员使球停下来的过程,是力改变了球的运动状态
【解析】A、因为力的作用是相互的,所以踢球时,脚对球施加力的同时球对脚也施加了力,故A错误;B、踢出去的球在空中继续运动,是因为球具有惯性;惯性不是力,不能说“受惯性作用”,故B错误;C、力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果,所以,脚对球施加的力大小相同时,其作用效果不一定相同,故C错误;D、守门员使球停下来的过程中,守门员对球有力的作用,球的运动状态发生改变,说明力改变了球的运动状态,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】此题涉及到了力作用的相互性、力的作用效果、重力等多个知识点的理解和掌握,是一道综合性的题目。
7.(2018?苏州)关于物体受力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体受平衡力作用也能做曲线运动
B.物体受非平衡力作用一定做曲线运动
C.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小和方向可能都不变
D.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小可能不变但方向一定改变
【解析】A、物体受平衡力作用处于平衡状态,能静止也可能做匀速直线运动,但不可能做曲线运动,故A错误;B、物体受非平衡力作用时,处于非平衡状态,可能是运动速度发生变化也可能是运动方向发生变化,但不一定做曲线运动,如竖直下落的物体,只受重力作用,速度方向不变,故B错误CD、做曲线运动的物体若只受一个力作用,如平抛出去的物体,只受重力作用,运动过程中,力的大小和方向可能都不变,故C正确,D错误。故选C。
【答案】C
【点评】解决本题的关键掌握物体力与运动的关系,关键是掌握平衡状态和非平衡状态下力的大小、方向的变化情况,是一道难题。
8.(2018?黑龙江)下列物体中,正在受到平衡力作用的是( )
A.正从地面腾空而起的火箭 B.竖直向上抛出的石子
C.沿光滑斜坡滚下的小球 D.在水平直路上匀速行驶的汽车
【解析】A、正在地面腾空的火箭,受到燃料燃烧产生的推力大于重力,不是平衡力,不符合题意;B、竖直向上抛出的石子,只受到重力,不是平衡力,不符合题意;C、艳光滑斜坡滚下的小球,只受到重力,不是平衡力,不符合题意;D、在水平直路上匀速行驶的汽车,由牛顿第一定律可知,它受到的力是平衡力,符合题意;故选D。
【答案】D
【点评】由牛顿第一定律可知,受到平衡力的物体,它的运动状态有两种:静止或匀速直线运动。所以判定物体是否受平衡力,要看它的运动状态。
9.(2018?桂林)如图所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是( )
A.若自行车停下,惯性就消失了
B.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C.路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
【解析】A、一切物体都有惯性,当自行车静止时,同样具有惯性,故A错误;B、在平直路面上匀速向前骑行时,自行车受到的动力与自行车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,故B错误;C、路面受到的压力与人受到的支持力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故C错误;D、把人和车看做一个整体,人和车受到的重力与地面对人和车的支持力符合二力平衡的四个条件,是一对平衡力,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了二力平衡条件的应用、惯性等知识,属于基础题。
10.(2018?郴州)一个文具盒放在水平桌面上,下列分析正确的是( )
A.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是相互作用力
B.文具盒受到的重力与桌面对文具盒的支持力是一对平衡力
C.文具盒受到的重力与文具盒对桌面的压力是相互作用力
D.桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力
【解析】A、B、文具盒受到的重力竖直向下,桌面对文具盒的支持力竖直向上,两个力大小相等、方向相反,作用在一条直线上,都作用在文具盒上,所以是一对平衡力。故A错误,B正确;C、文具盒受到的重力竖直向下,文具盒对桌面的压力竖直向下,两个力方向相同,不是相互作用力。故C错误;D、文具盒对桌子的压力、桌子受到的重力及地面对桌子的支持力合力为0,相互平衡,但桌子受到的重力和地面的支持力不是一对平衡力。故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
11.(2017?莱芜)贴在竖直墙面上的塑料吸盘挂钩(塑料吸盘和挂钩重力不计),当挂上适当的重物后,吸盘挂钩仍静止而不脱落,其原因是( )
A.大气压力大于所挂重物的重力
B.大气压力等于墙面的支持力
C.塑料吸盘所受的摩擦力大于所挂重物的重力
D.塑料吸盘所受的摩擦力等于所挂重物的重力
【解析】吸盘挂衣钩其工作过程是通过排除吸盘与墙壁之间的空气,松手后,吸盘恢复原状的过程中,导致内部气压小于外界大气压,外界大气压将其压在墙壁上,吸盘处于静止状态,吸盘受到竖直方向上摩擦力和竖直向下的重力,二力大小相等,方向相反,是一对平衡力,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】大气压将吸盘压在墙面上,但大气压方向朝向墙面,物体对挂钩的拉力朝下,因此,是摩擦力与拉力相互平衡。
12.(2017?盐城)每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到我市滩涂越冬,如图所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
【解析】丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,处于平衡状态,则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡力;因为重力方向始终竖直向下,故空气对它的作用力竖直向上。故选A。
【答案】A
【点评】本题关键是明确丹顶鹤的受力情况和运动情况,要结合运动情况分析受力情况,不能孤立地看受力情况。
二.填空题
13.(2018?河南)如图所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体_______(选填“会”或“不会”)相撞,原因是:______________。
【解析】小车停止前,AB物块和小车一起作匀速直线运动,并且两物体和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于物体在光滑接触面上,因此两物体由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个物体间的距离不变,一定不会相碰。
【答案】不会;AB都具有惯性,保持原来运动状态不变。
【点评】一切物体都有惯性;此题主要考查学生对惯性的理解和应用,会用惯性知识分析物体的运动状态。
14.(2018?盘锦)如图所示,物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动。当撤去拉力F时,物体将做_______运动,此时,假设重力突然消失,请推断物体的运动状态______________。(不计空气阻力)
【解析】物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,则所受拉力和摩擦力是一对平衡力;当撤去拉力F时,物体只受到与运动方向相反的摩擦力作用,将做减速运动;由题知,撤去拉力F时,再假设重力突然消失,则物体对水平面的压力、物体与水平面间的摩擦力以及支持力都会同时消失,即此时物体不再受到力的作用,所以其运动状态不变,将做匀速直线运动。
【答案】减速;匀速直线运动。
【点评】此题考查的是我们对力和运动关系及牛顿第一定律的理解和应用。正确对物体进行受力分析是解答的关键。
15.(2018?铜仁市)著名的北盘江大桥在修建的过程中,建筑工人用起重机将一个重为3×103N的建筑材料从地面匀速提升到桥面,在此过程中,吊绳对重物的拉力为_______N,方向是_______。
【解析】由题意可知,建筑材料做匀速直线运动,则拉力与重力是一对平衡力,即二力的大小相等,方向相反,所以吊绳对重物的拉力:F=G=3×103N;因为重力方向竖直向下,所以拉力的方向竖直向上。
16.(2017?成都)2017年5月18日,由中国自主研制的“直﹣19E”出口武装直升飞机首飞成功,如图所示,当直升机静止在水平停机坪上时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对_______(选填“相互作用力”或“平衡力”),当直升机在竖直方向加速升空时,飞行员受到的合力_______(“向上”、“向下”或“为零”)
【解析】当直升机静止在水平停机坪上时,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、都作用在飞机上,是一对平衡力,不是相互作用力。当直升机在竖直方向加速升空时,所受合力与运动方向相同,故合力方向向上。
【答案】平衡力;向上。
【点评】本题考查了平衡力和相互作用力的区分,把握这两种力的特点是解题的关键,还考查了力和运动的关系,力与运动的关系是力学中的一个重点和难点,正确理解力与运动的关系是学好力学的关键。
三、作图题
17.(2017连云港))如图所示,小球在竖直细绳的拉力作用下在光滑斜面上处于平衡状态,请画出小球的受力示意图。2-1-c-n-j-y
【解析】同一物体受到两个力的作用,如果保持静止或匀速直线运动,这两个力是平衡力。二力平衡的条件是:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。简记“一、二、三,二力平衡”,即“一”个物体受“两”力,满足“三”个条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,此物体受平衡力,一定保持静止状态或匀速直线运动状态。反之亦然。由于小球静止,一定受平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力是一对平衡力。球虽与斜面接触没有挤压没有弹力。故示意图如图所示。
【答案】示意图如图所示。
【点评】本题考查了二力平衡。物体静止,一定受平衡力的作用。是一道基础题,考试频率高。
18.(2017德阳)如图所示,物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止时,木块随即在小车的平板上滑行,画出木块滑行过程中受力示意图。
【解析】物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。一切物体都有惯性。惯性只跟物体的质量有关,质量大,惯性大,质量小,惯性小。物块A与平板车一起向右运动,当小车突然静止时,木块A由于惯性保持原来向右运动状态,在小车上滑行;在水平方向,由于摩擦力?阻碍木块滑行,摩擦力方向与木块相对滑行方向相反。在竖直方向,木块受到的重力G和支持力F 是一对平衡力。木块在滑行时共受三个力的作用,示意图如图所示。
【答案】示意图如图所示。
【点评】本题考查了惯性、摩擦力、平衡力。是一道基础题,考试频率高。
四.实验探究题
19.(2018?河池)为了探究二力平衡的条件,张三同学设计了如图甲的实验。
(1)实验中发现两边的钩码质量不相等时,木块运动,质量相等时,木块静止,说明二力平衡的一个条件是力的_______。
(2)接着张三将木块扭转一个角度,松手后观察到小木块不能平衡,说明二力平衡时,两个力必须作用在_______。
(3)在另一小组实验中,李四用小车代替木块,如图乙所示,同学们认为李四的实验装置优于张三的实验装置,其主要原因是_____________________。
【解析】(1)当实验中发现两边的钩码质量不相等时,木块运动,质量相等时,木块处于静止状态,说明二力平衡时,两个力的大小必须相等;(2)把木块扭转一个角度,放手后观察,木块将发生转动,说明二力平衡时两个力必须作用在同一直线上;(3)如图甲所示的实验,木块在桌面上受摩擦力作用,摩擦力对实验影响较大,而乙实验小车的滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力,因此乙实验优于甲实验。
【答案】(1)大小相等;(2)同一直线上;(3)滚动摩擦力小于滑动摩擦力。
【点评】此题是探究平衡条件实验中常见的问题,在实验中应尽力减小摩擦力对实验的影响。
20.(2018?毕节市)在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,所用的器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车,如图甲所示。
(1)实验时要固定斜面,并让小车从斜面上_______(选填“同一“或“不同”)位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小_______(选填“相同”或“不相同”)。
(2)根据实验现象,可得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越_______(选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越_______(选填“远”或“近”)
(3)如果水平面绝对光滑,不考虑空气阻力,在图乙中大致画出小车在光滑水平面上运动的v﹣t图线
(4)在我们已学的物理知识中,也有用到这种“实验一推理”的研究方法,如_______(列举一例)。
【解析】(1)让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是,当小车到达水平面时,使小车的速度相同;
(2)毛巾、棉布、木板粗糙程度变小,阻力变小,根据实验现象,可以得出结论,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远,小车速度减小的越慢;
(3)由(2)知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,在水平面上运动的距离越远;如果水平面绝对光滑,对小车没有阻力,则小车将做匀速直线运动。
匀速直线运动在v﹣t图线上时一条平行于时间轴的直线,如图所示:
(4)研究真空能否传声时也用到了实验推理法。
【答案】(1)同一;相同;(2)小;远;(3)见上图;(4)真空不能传声。
【点评】本题探究“阻力对物体运动的影响”,考查控制变量法和转化法、推理法的运用,是一道综合题。
一.选择题
1.(2018?莆田模拟)如图所示,氢气球下系着一个重物,它们以某一速度匀速上升,在上升的过程中,绳子突然断开,以下情况可能出现的是( )
A.重物立即下落,气球继续上升 B.重物继续上升,速度越来越快
C.气球继续上升,速度越来越快 D.气球继续上升,速度保持不变
【解析】绳子断开前,重物随气球匀速上升;绳子断开后,重物由于惯性仍会向上运动,又因为重物受到重力作用(不再受拉力),所以重物上升的速度逐渐减小,速度减小为0后会向下运动;由于气球所受浮力不变,且不再受向下的拉力,所以气球向上做加速运动,故C正确,ABD错误。故选C。
【答案】C
【点评】当物体的状态发生变化时,惯性会表现出来,本题考查运用惯性知识分析物体初速度的能力。
2.(2017?皇姑区一模)下列各种情况中,物体的运动状态不变的是( )
A.抛出去的铅球在空中飞行 B.地球同步卫星随地球一起匀速运动
C.火箭发射升空的过程 D.小孩从平直的滑梯上匀速滑下
【解析】A、抛出去的铅球在空中飞行只受到重力的作用,故运动状态会发生变化,故A错误;B、地球同步卫星随地球一起匀速圆周运动,运动方向发生了变化,运动状态改变,故B错误;C、火箭发射升空的过程中,速度越来越大,运动状态发生了变化,故C错误;D、小孩从平直的滑梯上匀速滑下,做的是匀速直线运动,运动状态不变,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】解答此题的关键是明确物体运动状态改变的标志是包括速度和方向两个方面,只要其中之一改变,就说明运动状态发生了改变。
3.(2018?莲池区二模)关于惯性,下列说法正确的是( )
A.静止在草坪上的足球没有惯性
B.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
C.汽车使用安全带和安全气囊是为了减小惯性
D.手握锤柄在地面上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,说明锤头具有惯性
【解析】A、一切物体在任何情况下都有惯性,因此静止在草坪上的足球有惯性,故A错误;B、物体的惯性只与物体的质量有关,与速度无关,下坡时自行车速度越来越大,但其质量不变,故惯性大小不变。故B错误;C、惯性只有与质量有关,质量不变,惯性不变,故使用安全带和安全气囊不是为了减小惯性,而是为了减小由于惯性带来的危害,故C错误;D、锤头松了,将锤柄在地上撞击几下,利用惯性将锤头紧紧套在锤柄上。故说明锤头具有惯性。故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,不能和生活中的习惯等混在一起。
4.(2018?东丽区一模)在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,他会落在车厢内原来起跳点的( )
A.后面 B.原点 C.前面 D.可能在前面也可能在后面
【解析】在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于列车竖直向上跳起,该同学跳起后由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动方向向前运动,所以最终会落回原处。故选B。
【答案】B
【点评】此题主要考查学生对惯性的理解和掌握。惯性现象在日常生活中十分常见,在学习中要注意细心观察,认真领会,用所学惯性知识解决相关的物理问题。
5.(2018?邹城市校级模拟)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验中要改变水平面的粗糙程度,乙实验中水平面的粗糙程度要相同
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球滑行的距离越远,说明小球刚开始下滑时具有的机械能越大,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
【解析】A、“探究阻力对物体运动的影响”时要改变水平面的粗糙程度,探究出阻力逐渐减小时,物体的运动情况;“探究影响动能大小的因素”实验中水平面的粗糙程度要相同,观察木块被推动距离的远近来体现动能的大小,故A正确;B、甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的获得速度,但速度不一定相同,如探究动能与速度的关系时,需要小车从不同的高度往下滑,使小车到斜面底端的速度不同,故B错误;C、甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为小球具有惯性,而不能说“受惯性作用”,故C错误;D、“探究阻力对物体运动的影响”小球滑行的距离越远,说明受到的阻力越小;“探究影响动能大小的因素”实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多,故D错误。故选A。
【答案】A
【点评】此题考查了“探究运动和力的关系”实验和“探究影响动能大小的因素”的区别和联系,考查对实验数据的分析处理能力,要深入分析实验收集的信息,分析出数据所反映的物理知识,最后得出结论。
6.(2016?孝南区一模)小明乘坐公交汽车时,站在离车门较近的位置而且双手没有扶任何物体,为了避免汽车启动时摔倒,下列说法及解释正确的是( )
A.他应将身体保持直立 B.他应将身体向汽车运动方向倾斜
C.汽车启动后人体的惯性增大了 D.汽车从静止到启动过程中运动状态没有发生改变
【解析】当公交车启动时,人由于惯性会保持原来的静止状态,所以会向后倾,容易摔倒。为了避免开车时摔倒,他应将身体向公交车运动方向倾斜。这样当车启动时,人向后倾,正好回到直立的位置。故选B。
【答案】B
【点评】了解惯性与惯性现象,生活中能根据惯性的知识采取合理的措施防止惯性带来伤害,是本题考查的重点。
7.(2018?师宗县校级模拟)有关力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体就能运动
B.力能改变物体的运动状态,它的三要素影响力的作用效果
C.物体所受的力为平衡力时,该物体一定处于静止状态
D.没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
【解析】A、物体受非平衡力作用时,物体将运动;当静止的物体受平衡力时,会保持静止,不会变为运动,故A错误;B、力能改变物体的运动状态,它的三要素都影响力的作用效果,故B正确;C、物体所受的力为平衡力时,处于平衡状态,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;D、由牛顿第一定律可知,运动的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动,故D错误。故选B。
【答案】B
【点评】本题考查了力与运动的关系,应知道:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因。
8.(2018?双清区模拟)如图所示是探究“二力平衡”实验装置,由于木块与桌面存在摩擦力,当右盘放150g砝码,左盘放100g砝码木块刚好向右做匀速直线运动,当木块向左做匀速直线运动,下列调整的可能是(不计绳重及滑轮与轴的摩擦)( )
A.向左再加50g砝码 B.将右盘砝码取下50g砝码
C.向左再加100g砝码 D.向左再加150g砝码
【解析】在左盘中放质量为100g的砝码,右盘中放质量为150g砝码时,木块恰好向右做匀速直线运动,它受到了向右拉力、向左的拉力和摩擦力,且这三个力平衡,所以G左+f=G右,即:f=G右﹣G左=(m右﹣m左)g=(0.2kg﹣0.15kg)×10N/kg=0.5N,当木块向左运动时,摩擦力方向向右,由于压力和接触面的粗糙程度不变,故物体受到摩擦力不变,又因为物体仍然做匀速直线运动,所以木块受到向右的摩擦力、拉力与木块受到向左的拉力平衡,所以G左′=f+G右=0.5N+0.2kg×10N/kg=2.5N,由此左盘中砝码要增加,增大的砝码重力:△mg=G左′﹣G左=2.5N﹣0.15kg×10N/kg=1N,△m=0.1kg=100g.故ABD错误,C正确。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查物体的受力分析以及影响摩擦力大小的因素,重点是物体所受摩擦力的大小、方向判断,明确一般情况下,摩擦力的方向与运动方向相反;大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
9.(2018?麻城市校级模拟)用轻质细线把两个完全相同的小球悬挂起来,如右图所示。今对小球a施加一个水平向左的恒力F,并对小球b施加一个水平向右的恒力F,最后达到平衡。平衡后状态可能是图( )
A. B. C. D.
【解析】将a、b两球连同之间的细线看成一个整体,对整体受力分析如下图所示,其中左右的拉力平衡,则可知a球上方的细线必定沿竖直方向,即上方细线的拉力F线与总重力G平衡,故ACD错误,B正确。
故选B。
【答案】B
【点评】本题重点考查了学生的受力分析的能力,解题的关键是能够从整体着手分析受力,若采用隔离法分析a、b两个小球受力的情况,则有一定的难度。
10.(2018?红安县校级模拟)2018年1月30日,景驰在广州生物岛进行无人驾驶常态化试运营。如图所示,若汽车在平直的公路上做匀速直线运动,则下列各对力中,属于平衡力的是( )
A.汽车的牵引力和地面对汽车的摩擦力 B.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力
C.汽车所受的重力和汽车对地面的压力 D.汽车对地面的摩擦力和汽车所受摩擦力
【解析】A、汽车的牵引力和地面对汽车的摩擦力符合作用在同一物体上、作用在一条直线上、大小相等、方向相反四个条件,是一对平衡力,故A符合题意;B、汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力不符合作用在同一物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意;C、汽车所受的重力和汽车对地面的压力,两个力不作用在同一物体上,因此不是一对平衡力,故C不符合题意;D、汽车对地面的摩擦力和汽车所受摩擦力,两个力不作用在同一物体上,因此不是一对平衡力,故D不符合题意。故选。
【答案】A
【点评】牢记二力平衡的四个条件,是解决此类问题的关键,同时注意平衡力与一对相互作用力的区别,这是此类问题的易错点。
11.(2018?达州二模)如图所示,将木块放在粗糙程度相同的水平桌面上,水平拉动木块,在木块加速运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
B.弹簧测力计对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力
C.木块受到一对平衡力的作用
D.木块受到的合外力不为0
【解析】ABC、木块做加速运动,拉力大于摩擦力,既不符合平衡力的条件,也不符合相互作用力的条件,故A、B、C错误;D、木块做加速运动,拉力大于摩擦力,合力不为零,故D正确。故选D。
【答案】D
【点评】本题考查了平衡力和相互作用力的条件以及平衡力合力为零,属于力学基础知识的考查,相对比较简单。
12.(2018?铜仁市一模)甲起重机将一台机器沿竖直方向向上以30m/s的速度匀速提升,甲起重机对机器的拉力为F1,乙起重机将同一台机器沿竖直方向向下以15m/s的速度匀速下降,乙起重机对机器的拉力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法确定
【解析】当起重机以30m/s的速度匀速提升重物时,则起重机的钢绳对重物的拉力F1和重物受到的重力是一对平衡力,大小相等、方向相反,即F1=G;当起重机吊着重物以15m/s的速度匀速下降时,起重机的钢绳对重物的拉力F2和重物受到的重力仍是一对平衡力,大小相等,即F2=G;所以,F1=F2。故选C。
【答案】C
【点评】此题主要考查学生对二力平衡条件的应用的理解和掌握,根据二力平衡的条件,我们首先可以判断一个物体是否受平衡力的作用;还可以根据一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向。
13.(2018?安徽模拟)2017年3月23日,中国男子足球队凭借前锋于大宝的头球破门以1:0击败了韩国男足。下列相关说法中正确的是( )
A.用头顶球时,球发生了形变,头没有发生形变
B.用头顶球时,头对球的力和球对头的力大小相等,是一对平衡力
C.用头顶球改变了球的运动状态
D.球被顶出后继续向前飞行,是因为球还受到头顶球的力
【解析】A、力的作用是相互的,所以头顶球时,球发生了形变,头也发生形变,故A错误;B、用头顶球时,头对球的力和球对头的力大小相等,作用在两个物体上是一对相互作用力,故B错误C、用头顶球球运动的方向发生改变,故改变了球的运动状态,故C正确;D、一切物体都有惯性,球被顶出后由于惯性继续向前飞行,故D错误。故选C。
【答案】C
【点评】本题考查力的作用效果,力的相互性,以及惯性是基础题。
二.填空题
14.(2018?河东区一模)中考体育测试项目中,由于_______,抛出后的实心球在空中能够继续向前运动;球在前进过程中运动方向改变了,说明力能改变物体的_______。
【解析】抛出后的实心球在空中能够继续向前运动,是因为实心球具有惯性,仍要保持原来的运动状态;球在前进过程中运动方向改变了,说明力能改变物体的运动状态。
【答案】惯性;运动状态。
【点评】了解惯性的概念、力的作用效果等相关知识,并能与实际现象相结合,可顺利解答此题。
15.(2018?安徽模拟)如图所示,用细绳提着小球G在空中运动。当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,拉力的大小为5N;若使小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动,则拉力的大小为_______N.(不计空气阻力)
【解析】当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,小球受竖直向下的重力和竖直向上的拉力,小球受力平衡,小球重力为G=F=5N;当小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动时,拉力方向不变,小球处于平衡状态,拉力等于重力,则拉力F′=G=5N。
【答案】5。
【点评】作匀速直线运动的物体,受到平衡力的作用,力的大小能够影响物体的运动状态,但与物体的运动方向无关。
三、作图题
16.(2017长春)在图中画出静止在地面上的物体受力的示意图。
【解析】同一物体受到两个力的作用,如果保持静止或匀速直线运动,这两个力是平衡力。二力平衡的条件是:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。简记“一、二、三,二力平衡”,即“一”个物体受“两”力,满足“三”个条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,此物体受平衡力,一定保持静止状态或匀速直线运动状态。反之亦然。由于木块静止,一定受平衡力的作用。木块在竖直方向上受到重力和摩擦力是一对平衡力。示意图如图所示。21世纪教育网版权所有
【答案】如图所示。
【点评】本题考查了二力平衡、合力。物体静止,一定受平衡力的作用。是一道基础题,考试频率高。
17.(2017聊城)如图所示。一块橡皮放在水平放置的文具盒上,并随文具盒一起向左做匀速自线运动,请在图中作出橡皮所受力的示意图。
【解析】同一物体受到两个力的作用,如果保持静止或匀速直线运动,这两个力是平衡力。二力平衡的条件是:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上。简记“一、二、三,二力平衡”,即“一”个物体受“两”力,满足“三”个条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,此物体受平衡力,一定保持静止状态或匀速直线运动状态。反之亦然。由于橡皮静止,一定受平衡力的作用。橡皮在竖直方向上受到重力和摩擦力是一对平衡力。示意图如图所示。
【答案】如图所示。
【点评】本题考查了二力平衡。物体静止,一定受平衡力的作用。是一道基础题,考试频率高。
四.实验探究题
18.(2018?临河区校级二模)利用如图的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是_______(选填“a”、“b”或“c”)。
(2)让小车从斜面同一高度滑下的目的是:使小车到斜面时的_______相同。
(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑动的小车,如果受到的阻力为零,它将做_______运动。
(4)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力_______(“是”或“不是”)一对平衡力。
【解析】(1)在b步骤的操作中,“将棉布铺在斜面和木板上”是错误的,应该只把棉布铺在木板上,不能铺在斜面上。(2)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:使小车从斜面上同一位置到达底端水平面时初速度相同,这样才符合控制变量法的要求。(3)在实验的基础上,通过进一步推测可得出:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做匀速直线运动。(4)在水平面滑行的小车受到的重力和小车对水平面的压力的方向是相同的,不是平衡力。
【答案】(1)b; (2)速度;(3)匀速直线;(4)不是。
【点评】本题主要考查了探究阻力对物体运动的影响的实验,重点是控制变量法的运用,实验现象的分析与推理,难点是对实验中不变量的分析。
19.(2018?姑苏区校级二模)在“探究二力平衡条件”的活动中,主要是通过探究力对物体的作用效果来实验探究目的。如图所示是探究的方法。
(1)如图探究方案中研究对象是_______(填“小卡片”或“钩码的数目”)
(2)小明在实验时将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和_______对物体平衡的影响;
(3)探究活动中还要求要把小卡片_______(填“翻转”“旋转”)一个角度,然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。
【解析】(1)该实验中是通过观察小卡片处于平衡状态时受到的两个力满足什么条件,由此得出二力平衡的条件,此实验的研究对象是小卡片。(2)将小卡片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两线端挂上钩码,此时小卡片受到的两个力一定在同一直线上,不同的是小卡片受力的方向,改变两侧钩码的数量可以改变小卡片受力的大小,因此该实验探究的是两个力的大小和方向对物体平衡的影响。(3)为了探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响,探究活动中还要求要把小卡片旋转一个角度,然后再松手,在两个力的大小相等、方向相反的前提条件下,观察小卡片是否能处于平衡状态。
【答案】(1)小卡片;(2)方向;(3)旋转。
【点评】本题考查的知识点是探究二力平衡的条件的应用和二力平衡力的概念。实验题对学生来说是个难点,因为条件所限学生不仅动手操作的机会少,而且在语言表达上也不够准确,因此要强化训练此类题。