运动和力
机械运动
(一)相对运动
1.机械运动:在物理学中,我们把物体____________叫机械运动。
2.参照物:判断一个物体是运动的,还是静止的,要看是以哪个物体作________,这个被选作________的物体叫参照物。
3.运动和静止的相对性:研究物体时,如果选择的参照物不同,对其运动的描述________相同(填“一定”“不一定”或“一定不”),可见物体的运动和静止是________。
(二)运动的快慢
1.定义:运动物体____________内通过的________的多少。
2.物理意义:速度是表示物体__________的物理量。
3.公式:v= 变形 t=s/v,s=vt。
4.单位:国际单位是m/s,常用单位是km/h 换算关系:1 m/s=________km/h
5.运动的分类
(1)匀速直线运动:________不变,沿着________的运动。
匀速直线运动的速度是一个定值,与路程________,与时间________。
(2)变速运动:变速运动的速度只做粗略研究,通过公式计算出的速度叫___________。说一个物体的平均速度必须指明某段________或某段________的平均速度,否则毫无意义;s和t有严格的对应关系,必须对应同一运动过程。
【针对练习】
1、机场周围不训练 允许有鸟类飞行,以免撞毁飞机.这是因为( )
A.以地面为参照物,鸟的速度很大
B.以机场内步行的人为参照物,鸟的速度很大
C.以停在机场的飞机为参照物,鸟的速度很大
D.以正在飞行的飞机为参照物,鸟的速度很大
2.2015 年 9 月 3 日,我国为了纪念反法西斯战争胜利 70 周年在北京天安门广场举行了隆重的阅兵式。如图所示,型号为直-10 的 20 架武装直升机组成数字 7 和 0 匀速飞过天安门广场时,下列对直升机的描述正确的是( )
A.?以地面为参照物,直升机队是静止的???????????????????????? ??B.?以国旗为参照物,直升机队是运动的
C.?以其中一架直升机为参照物,其他直升机是运动的?????D.?以上说法均不正确
3.某同学坐在甲火车上,以甲火车为参照物看到乙、丙火车以相反的方向运动,那么以地面为参照物关于三列火车的运动下列说法中不可能的是( )
A.甲、乙火车同向行驶,丙火车反向行驶 B.甲、乙、丙火车都在同向行驶
C.甲、乙火车反向行驶,丙火车静止 D.甲、乙火车同向行驶,丙火车静止
4.A、B、C三列火车在一个车站(如图所示),A车上的乘客看到B车向东运动,B车上的乘 客看到C车和站台都向东运动,C车上的乘客看到A车向西运动.站台上的人看A火车向____方向运动, B火车向____方向运动,C火车向____方向运动.
5.公路边有一农舍,它的烟囱正冒着烟,插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上。观察右中旗与烟的情况,判断以下关于a、b两车相对于房子的运动情况的说法中,正确的是( )
A.a、b两车一定向左运动 B.a、b两车一定向右运动
C.a车可能运动,b车向右运动 D.a车可能静止,b车向左运动
6.(2016?杭州)两列火车如图所示,西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶,如果以地面为参照物,则下列说法正确的是( )
A.若西子号向东行驶,则和谐号一定静止 B.若西子号向东行驶,则和谐号一定也向东行驶
C.若西子号静止,则和谐号可能向西行驶 D.若两车都向西行驶,则西子号行驶得较慢
7、在匀速直线运动中,关于公式V=的下列说法中正确的是( )
A.速度V与路程S成正比 B.速度V与路程S、时间t没关系
C.当速度V一定时,路程S与时间t成反比 D.速度V与时间t成反比
8.如图(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速。在图(b)中,P1、P2 是测速仪先后发出的超声波信号,n1、n2 分别是测速仪检测到的 P1、P2 经反射后的信号。设测速仪匀速扫描,P1 与 P2 之间的时间间隔为 0.9 秒,超声波在空气中传播的速度为 340 米/秒。则被测车的车速为(??? )
A.?20 米/秒?????????????????????B.?25 米/秒?????????????????C.?30 米/秒???????????????????D.?40 米/秒
9.(2018?上城区二模)甲、乙两车同时在同一平直公路上向东行驶,在相同的时间内通过的路程如图所示。有关分析正确的是( )
A.甲、乙两车都在做匀速直线运动 B.甲车中的乘客看到乙车向东行驶
C.乙车中的乘客看到甲车一直向后退 D.甲、乙两车在 20﹣30s 内平均速度相等
10.(2019?贵阳一模)在学校运动会上,小明参加的项目是百米赛跑。起跑后,小明越跑越快,最终以12.5 s的优异成绩获得冠军。关于小明百米赛跑的过程,下列说法正确的是
A.小明在前50 m一定用了6.25 s B.小明每秒钟通过的路程都是8 m
C.小明的平均速度是8 m/s D.小明的平均速度是8 km/h
11.据统计,全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引|起的!为此,余姚市近年来加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”,即监测汽车在某点的车速;另一种是“区间测速”,就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度。如果超过了该路段的最高限速,即被判为超速。若监测点A、B相距25km,全程限速120km/h,一辆轿车质量为18吨,通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h,通过两个监测点的时间如图所示。
(1)采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时是否超速?
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会不会被判超速?(请通过计算进行说明)
(3)已知车内人员质量为200千克,每个轮胎与地面的接触面积为250cm2,当车子静止在路面上时,对路面的压强为多少?
12.人在饮酒后驾车的应急反应时间大约是未饮酒时的2倍。反应时间是指司机从看到意外情况到踩刹车需要的这段时间,正常情况大约0.6秒。在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离。从踩下刹车到完全停止,汽车经过的距离叫制动距离。如图所示,某人酒后驾车沿马路直线行驶,车头中央距马路边沿3米,车的宽度为1.8米。车在到达某位置时,发现一人正从路边出发闯红灯过人行横道,此时车速为15米/秒,距离人的行走路线为30米。刹车后汽车由于惯性还要继续行驶,再经过1秒剐好驶到人的行走路线。试估算:
(1)这辆汽车的制动距离是多少?
(2)若人以1.2米/秒的速度匀速行走,汽车是否会撞上行人?
二、牛顿第一定律、惯性
(一) 牛顿第一定律
一切物体在没有受到________的作用时,总保持________状态或________运动状态。这就是著名的牛顿第一定律。
说明 ①牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的。尽管不能用实验来直接验证,但是从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验。因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
②牛顿第一定律有两层意思:
a.原先静止状态的物体,当一切外力都消失时,物体仍保持静止状态。
b.原先运动的物体,不管原来如何运动,当一切外力都消失时,物体保持不受力瞬间的运动方向和速度大小做匀速直线运动。
(二) 力和运动的关系
1.牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动规律。
2.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。如果物体的运动状态发生了变化,则物体一定是受到了力的作用。
(三)惯性
1.物体保持________不变的性质叫做惯性。由于一切物体都有保持原有运动状态的性质,因此,牛顿第一定律也叫惯性定律。
2.一切物体都有惯性。物体惯性的存在与物体是否受力无关,与物体是否运动无关。
3.物体惯性的大小与物体的运动快慢无关,与受力的大小无关;质量是惯性大小的量度:物体的质量越大,则惯性越大。
【针对练习】
1.如图所示,细绳上端固定在O点,下端系一个小球,小球在水平面内做圆周运动。假 如从某 一时刻起,细绳断裂,且小球所受的一切外力同时消失,那么小球将( )
A.做匀速直线运动 B.立即停止运动
C.运动越来越慢 D.仍做圆周运动
2.设想在光滑的水平面上,有一个物体在力F的作用下沿如图所示的曲线由A向B运动,当到B点时突 然撤去力F,那么此后物体的运动路线是( )
A.a B.b C.c D.无法确定
3.在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验。下列有关叙述正确的是( )
A.每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B.实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态
C.实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越近
D.根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
4.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,放有质量分别为m1、m2的两个小球,随车一起做匀速直线运动。当车突然停止运动,则两小球(设车无限长,其他阻力不计)( )
A.一定相碰 B.一定不相碰 C.若m1<m2,则肯定相碰 D.无法确定是否相碰
5. 小球A静止放在光滑车厢底板上(设车厢底板足够长),如右图所示,当车厢受到水平向右的力F作用时,车厢从静止开始在水平面上做速度越来越大的直线运动,则在此运动过程中,小球A相对地面的运动情况是( )
第5题图 第6题图
A.做匀速直线运动 B.处于静止状态
C.做与车厢同方向速度越来越大的直线运动 D.做与车厢反方向速度越来越大的直线运动
6.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将( )
A.在B点保持静止 B.沿BE方向运动 C.沿BC方向运动 D.沿BD方向运动
7.在影片中经常看到摩托车飞越障碍的片段,落地时,要安全可靠,从科学的角度,车手应控制先着地的车轮是( )
A.前轮 B.后轮 C.前后轮同时着地 D.随便哪一个轮都行
8.小宇在家观看汽车拉力赛的电视节目,发现汽车行驶速度很快。其中途经一段“S”形弯道时,如图。他想:现场观看的观众为了更安全,应站的位置是图中( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
9.一杯水放在小车内的水平桌面上,若水面突然发生了如图所示的变化,那么小车可能发生的变化是( )
①小车突然向右启动 ②小车突然向左启动
③小车向右运动时突然刹车 ④小车向左运动时突然刹车
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
10.在空中飞行的飞机为了轰炸一座桥梁,必须在飞机抵达桥梁的____________(填“正上方之前”、“正上方”或“正上方之后”)投掷炸弹,这是由于__________________。
11.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布、木板),让小车自斜面顶端静止开始滑下。观察同一小车从同一高度滑下后,在不同表面上运动的距离如图所示。
(1)结论:水平面越光滑,小车运动的距离越________,这说明小车受到的阻力越________,速度减小得越________。
(2)推理:如果运动的物体不受力,它将永远做________________。
三、二力平衡
1.平衡力:物体受到几个力的作用,如果这几个力的作用效果相互抵消,相当于物体不受力,我们就说这几个力平衡。物体在平衡力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态。
2.二力平衡:如果作用在物体上的力只有两个,且物体在二力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
3.二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小________,方向________,并且在______________上,这两个力就彼此平衡。
知识点四:二力平衡和相互作用力的比较
两个平衡力与两个相互作用的力是不同的,它们的异同点如下:
一对平衡力 相互作用力
相 同 点 1 大小相等 大小相等
2 方向相反 方向相反
3 在同一直线上 在同一直线上
不 同 点 1 作用在同一物体上 作用在不同物体上
2 一个力消失,另一力可以存在 两个力同时存在,同时消失
3 两个力的性质可以不同 两个力的性质一定相同
4 两个力作用的效果是使物体运动状态不变 两个力分别产生各自的效果
【针对练习】
1.一木块重10N,在2N的水平拉力作用下,恰能在水平桌面上做匀速直线运动;若使此木块在3N的水平拉力作用下,沿该水平桌面前进,则在此过程中,下列分析正确的是(?? )
A.?木块所受的合力为7N??????????????????????????????????????????B.?木块的运动状态发生了改变
C.?木块受到3N的摩擦力??????????????????????????????????????????D.?木块仍做匀速直线运动
2.G20杭州峰会期间,很多地方设置了安检机,如图。小明发现:大件行李放到传送带上时,先在传送带上向左滑动,稍后与传送带一起向右匀速运动。若小明的行李重200N,滑动时受到的摩擦力大小是重力的0.3倍。下列说法正确的是(?? )
第2题图 第3题图
A.?行李向左滑动时受到的摩擦力方向向左
B.?行李随传送带一起向右匀速运动时不受摩擦力
C.?行李随传送带一起向右匀速运动时,受到摩擦力,方向向左
D.?行李随传送带一起向右匀速运动时受到的摩擦力大小为60N
3.如图甲所示是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,他沿杆竖直向上运动的速度 v 与时间 t 的关系图像如图乙所示,下列判断正确的是(??? )
A.?0~6 s 内,小王沿杆匀速向上运动 B.?6~15 s 内,小王沿杆上爬的距离是 5.4 m
C.?0~18 s 内,小王受到的摩擦力方向一直向下 D.?5~18 s 内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
4.如图所示,一弹簧秤置于粗糙的水平面上,受到水平向左的力 F1和水平向右的力 F2作用后仍保持不动。那么(??? )
第4题图 第5题图
A.?必定是 F1=F2=F,且弹簧秤的读数为 F B.?必定是 F1=F2=2F,且弹簧秤的读数为 2F
C.?必定是 F2>F1 , 且弹簧秤的读数为 F1 D.?有可能 F1>F2 , 且弹簧秤的读数为 F1
5.如图所示,运动员利用跳板起跳过程中涉及到的科学知识,下列说法不正确的是(??? )
A.?运动员能被弹起说明力可以改变物体的运动状态
B.?跳板被压弯说明力可以改变物体的形状
C.?运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力始终是一对相互作用力
D.?运动员受到的重力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力
6.如图所示,完全相同的AB两物体叠放一起,在力F的作用下在水平面上作匀速直线运动。则将AB水平放置且在同样大小的力F作用下在同一水平面上运动时(??? )
A.?A和B的运动速度将会不断增加B .?B在水平方向受到的力是一对平衡力
C.?A受到的推力F和摩擦力f是一对平衡力 D.?A对B也有力的作用,大小为F,方向水平向右
7.2018年底中国高铁运营里程超过2.9万公里,超过其他国家总和。中国已经成功拥有世界先进的高铁集成技术,运行时速达350千米/小时。下列小金乘坐高铁的感受说法正确的是(?? )
A.?? 在高铁匀速运行过程中,若不计空气阻力,小金往车前跳远距离一定小于往车后跳远的距离
B.?在高铁匀速运行过程中,小金静止坐在座位上,臀部受到向前的静摩檫力
C.?在高铁匀速运行过程中,小金静止坐在座位上,臀部受到向后的静摩擦力
D.?小金静止坐在座位上,明显感受到来自座椅后背向前的推力,说明动车在加速
8.如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时有F=10N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,使A、B两个物体处于静止状态,下列分析正确的是(?? )
A.?A和B之间摩擦力为0???????????????????????????????????????????B.?地面对B的摩擦力为10N,方向水平向左
C.?B物体在水平方向上受到三个力的作用????????????????D.?地面对B的摩擦力为0
9.如图所示,两块相同的挡板中夹着二块重分别为 G、2G 的同一种材料的砖块,在小晨同学用水平方向
第9题图 第10题图
两个力 F1、F2 作用下整个装置处于静止状态,请分析 F1________F2(选填“大于”或“小于”“等于”),左边砖块对右边砖块的摩擦力大小是________,方向是________。
10.水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体 A 重 10N,当物体 B 重为 2N 时,物体 A 保持静止,这时 A 物体受到的摩擦力为________N;当物体 B 重为 3N 时, 物体 A 向右做匀速直线运动,运动一段时间托盘着地,此后物体 A 做________运动(选填“加速”“减速”“匀速”),受到的摩擦力是________?N。
11.如图甲是小婷同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小婷将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向________,并通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时,小婷将小卡片转过一个角度,松手后小卡片________(选填“能”或“不能”)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,在图甲所示情况下,小婷下一步的操作是:____ ____。
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小婷的实验优于小明的实验,其主要原因是?? ??。 ???
A.?减少摩擦力对实验结果的影响?????????????????????????????B.?小卡片是比较容易获取的材料
C.?容易让小卡片在水平方向上保持平衡??????????????????D.?小卡片容易扭转。
12.境白远尘皆入咏,物含妙理总堪寻!——科学规律往往隐藏在众多表象的茫茫迷雾之中,而科学研究就像穿透这迷雾的明灯,引导着探索者到达真理的彼岸。人类对“运动和力的关系”的认识就经历了一个曲折漫长的探索过程。
(1)古希腊哲学家亚里士多德认为:________这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。
(2)十七世纪,伽利略通过理想斜面实验,正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示,伽利略的斜丽实验有如下步骤:? ①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的位置。
②两个埘接的斜面,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一个斜面。
③如果没竹傺擦,小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
上述步骤中,有的属于可靠事实,有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序,以下正确的是??? (??? )
A.?事实②一事实①一推论③一推论④???????B.?事实②一推论①一推论③一推论④
C.?事实②一推论①一推论④一推论③??????D.?事实②一推论③一推论①一推论④
(3)伽利略得出:运动物体如果不受其他物体的作用,将会___ _____,伽利略由此开创了实验和推理相结合的科学研究方法。