一、二力平衡
考点1 概述二力平衡的概念
一个物体在两个力的作用下，如果保持____________状态或____________运动状态，就说这两个力是____________的。
考点2 说明二力平衡的条件
作用在一个物体上的两个力，如果____________、 ，并且在____________上，则这两个力就彼此平衡。
考点3 应用二力平衡条件解释有关现象
应用二力平衡条件解释有关问题时，首先要确定物体是否平衡且受到两个力，其次再利用二力平衡条件，根据已知的一个力的三要素去推知另一个力的三要素。
考点4 根据物体的受力情况，解释物体运动状态变化的原因
1．当物体处于平衡状态时，可依据____________，用已知的力去推断未知力的大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推断出物体一定处于平衡状态，保持原来运动状态____________。
2．当物体运动状态改变时，物体一定受到____________作用，反之当物体受到非平衡力作用时，运动状态一定发生____________。
1．(2020·温州)某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是____________________________________。
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是________。
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
2．为了研究摆锤的摆动，小明用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤从A点静止释放，利用频闪照相技术拍摄摆锤在相同时间间隔的位置(如图)。
(1)摆锤到达最高点B时，是否处于平衡状态？________。
(2)小明发现摆锤从A点到O点时速度越来越大，他从照片中获得的证据是________________________________________________________________________。
二、牛顿第一定律
考点5 描述牛顿第一定律的内容
1．探究物体的运动与所受阻力的关系。
(1)器材：斜面、小车、木板、玻璃板、毛巾、棉布。
(2)图示：
(3)步骤：小车从斜面的同一高度释放，观察小车在不同表面移动的距离。
注：让小车从斜面的同一高度滑下是为了使小车到达水平面时获得的初速度相同。
(4)结论：速度相同，小车所受阻力越小，运动的距离越远。
(5)推理：如果小车所受阻力更小，小车运动的距离会更远；如果小车不受阻力，小车将会以不变的速度永远运动下去，即将会做匀速直线运动。
2．一切物体在没有受到外力作用时，总____________或 。
3．牛顿第一定律揭示了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。
4．牛顿第一定律是在大量经验事实基础上，通过推理概括出来的。我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接证明这一定律。
考点6 概述惯性的概念
1．物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。惯性是物体的一种属性，与物体是否运动、运动速度的大小、是否受力、受力的大小均无关。惯性的大小取决于____________。
2．一切物体都具有惯性。
考点7 用惯性解释有关常见现象
在应用惯性解释有关常见现象时，不能说物体受到惯性的作用，因为惯性是物体的属性，应该说物体由于惯性。
3．(2020·杭州)惯性是物体的一种性质，下列说法正确的是( )
A．物体运动状态改变时才有惯性
B．物体速度越大惯性也越大
C．静止或匀速运动的物体没有惯性
D．物体受力或不受力时都具有惯性
4．(2019·潍坊)2019年4月28日，第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束，中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。如图是运动员在比赛中的场景，下列说法正确的是( )
A．乒乓球速度越大，惯性越大
B．击球时，球和球拍都会发生弹性形变
C．球在空中运动时，运动状态不变
D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落
高频点1 二力平衡条件的应用
★例1 (2020?巴中)如图所示，物体甲的质量为0.7kg，物体乙恰好水平向右匀速直线运动，则物体乙受到的摩擦力f＝________N。若要使物体乙水平向左匀速直线运动，则需给乙施加一个F＝________N，水平向左的力(不计绳重，绳与滑轮间的摩擦)。(g取10N/kg)
1．(2018·扬州)如图所示，A物体在斜面上处于静止状态，关于A所受的摩擦力说法正确的是( )
A．物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
B．物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
C．物体A受到的摩擦力方向不是沿斜面向上，就是沿斜面向下
D．物体A受到的摩擦力可以为零
高频点2 牛顿第一定律
★例2 “牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。
(1)伽利略经过如图所示的实验和推理得出结论：如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直运动下去，结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序：____________(用字母表示)。
(2)笛卡儿在伽利略观点的基础上进一步完善：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”，相对于“牛顿第一定律”，笛卡儿的观点有什么不足？____________。
2．(2018·临沂)如图所示，单摆中的小球在A、B、C间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是( )
A．小球在A、C处的势能最大
B．小球在B处只受重力作用
C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能
D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止
高频点3 惯性
★例3 (2020·广州)金属球用细绳挂在车厢内，并相对于车静止，位置如图1所示。下列选项中能导致球突然从如图1位置变成如图2位置的是( )
A.车向西启动
B．车做匀速直线运动
C．车向东直线运动时加速
D．车向东直线运动时减速
★3.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m1D．无法确定是否相碰
高频点4 运动和力的关系
★例4 (2020·衢州)小科骑自行车时发现，在不同的路面上，停止踩脚踏板，车都能继续运动一段距离。于是小科作出了以下猜想。
猜想一：车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关；
猜想二：车运动的距离可能与车速有关。
为验证猜想，他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。
(1)验证猜想一，应分别将丝绸、棉布铺在________(填“斜面”“长木板”或“斜面和长水板”)上，并完成实验。
(2)请用所给的器材，设计一个验证猜想二的实验方案(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果)
(3)实验结束后小科反思，若探究“阻力对物体运动的影响”，那么可以通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离或______________________来判断阻力对物体运动的影响。
4．(2019·深圳)如图所示，图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。图乙是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
(1)甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有____________和____________；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越________。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将____________。
(2)乙实验中的研究对象是____________(填“钢球”或“木块”)，实验目的是探究物体的动能大小与____________的关系。
【提醒】根据图像判断物体是否做匀速直线运动、知道平衡力和辨别平衡力与相互作用力的区别是解决本题的关键。
★例5 重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s－t图像分别如图甲、乙所示，则在图像描述的运动过程中( )
A.它们都做匀速直线运动
B．a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力
C．b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
D．前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度
【提醒】本题考查了二力平衡条件的应用以及平衡力的判断，关键是对整体和物体m进行正确的受力分析。
★例6 如图所示，长方体木块M放在水平桌面上，木块m放在木块M上面，在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动，在突然撤去水平拉力F的情况下，下列判断正确的是( )
A．木块m将向左倾倒
B．木块m受到方向向右的摩擦力
C．木块m对木块M的摩擦力方向向右
D．木块M受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
★例7 (2020·湖州)力能使物体的运动状态发生改变，运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位
时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室里做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨，导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为d＝1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门，光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M，M处装有光传感器，当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t，这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA和vB。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤：
①保持重物P质量不变，将小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB，以及挡光片从A运动到B的时间tAB，计算出单位时间内运动速度的改变量(用a1表示)，即a1＝。重复实验，a1近似相等；
②增大重物质量且保持不变，将小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位时间内运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验，a2近似相等，且a2＞a1。
(1)在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间tA为0.025秒，则挡光片穿过光束的速度vA为________。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力？________________________。
(3)由实验可得出的结论是________________________________。
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中________的现象。
A．制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B．质量越大，汽车越难停下来
C．速度越大，汽车越难停下来
1．(2020·永州)下列有关运动和力的描述，正确的是( )
A．坐摩托车、电动车戴头盔是为了消除惯性
B．在排球向上垫球的测试中，正在向上运动的排球，如果所受的力全部消失，排球将处于静止状态
C.跳水比赛中，运动员压弯跳板，说明力可以改变物体的形状
D．歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，山“走”是选取树木作为参照物
2．(2020·安徽)如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是( )
A．G与F3是一对平衡力
B．G与F3是一对相互作用力
C．F1与F2是一对平衡力
D．F1与F2是一对相互作用力
3．小丽同学通过探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右端最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她作出了以下猜想(如图所示)，你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)( )
4．(2020·黔南州)如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A．木块受到的重力大于木板对它的支持力
B．木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力
C．木块的质量越大，摩擦力越小
D．木块运动时有惯性，停下来就没有惯性
★5.(2019·黄冈)中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒，使金属球转动(如图)。随着转速加大，网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A．网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
B．金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C．金属球转动过程中，运动状态不变
D．实验表明，改变物体的运动状态需要力
6．(2020·黑龙江)轿车里除了安全带以外，还有一种安全装置“头枕”，对人起保护作用。如图所示，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
A．紧急刹车 B．左右转弯
C．前方碰撞 D．后方追尾
7．(2020·嘉兴、舟山)生活中处处有科学。下雨天，老师常会提醒学生小心地滑，原因是路面有雨水，鞋底和路面之间变得光滑，____________减小，容易摔倒。学生进入教室前，甩动雨伞，伞上的雨水就会被甩出，原因是雨水具有________。
8．(2020·无锡)如图所示，在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：
(1)需将小车从斜面的同一位置由静止释放，以保证小车到达水平面时的________相同。
(2)让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行，最后所停的位置分别如图中的小旗1、2、3所示处。由此可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程________。我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势，推理出阻力减小到零时，运动的小车将________________________________________________________________________。
9．(2018·杭州)甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到：雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2(其中k为比例系数，是个定值)，雨滴接近地面时可看作匀速直线运动。把雨滴看作球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V＝4πr3/3。(注：所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为____________。
(2)在接近地面时，大雨滴的下落速度________小雨滴的下落速度(填“大于”“等于”或“小于”)，写出推理过程。
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
参考答案
第16课时 运动和力(二)
课前预热
考点1 静止 匀速直线 平衡
考点2 大小相等 方向相反 同一条直线
考点4 1.二力平衡条件 不变 2.非平衡力 改变
【考点真题】1.(1)运动员和跳伞设备的总重力大于阻力 (2)③
(3)s＝vt＝50米/秒×(40－20)秒＝1000米，W＝Fs＝Gs＝700牛×1000米＝7×105焦 2.(1)否 (2)摆锤相邻位置间隔越来越大
考点5 2.保持静止状态 匀速直线运动状态
考点6 1.物体的质量
【考点真题】3.D 4.B
课堂突破
例1 7 14 例2 (1)CAB (2)没有涉及静止物体的运动规律 例3 C 例4 (1)长木板 (2)先后三次将小球从斜面的不同高度处静止释放，测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离。如果小球三次在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同，说明小球在水平面上运动的距离与速度有关。
(3)时间或小球速度改变的快慢 例5 D 例6 C 例7 (1)0.4米/秒 (2)使物体所受拉力恒定不变 (3)小车质量不变的前提下，所受拉力越大，小车速度改变得越快 (4)A
【变式拓展】
1．D 2.B 3.B 4.(1)重力 支持力 慢 做匀速直线运动 (2)钢球 速度大小
校内作业
1．C 2.D 3.A 4.B 5.D 6.D 7.摩擦力 惯性 8.(1)速度 (2)越远 做匀速直线运动 9.(1)πr3ρg (2)大于 ∵雨滴接近地面时可看作匀速直线运动 ∴f＝G 又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝πr3ρg ∴kπr2v2＝πr3ρg ∴v＝ 又∵k、ρ、g均为定值 ∴r越大，速度越大。即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。 (3)设雨滴质量为m ∵W＝Q 又∵W＝mgh，Q＝cmΔt ∴mgh＝cmΔt ∴Δt＝(共26张PPT)第16课时 运动和力(二)
1．(2020·金华、丽水)自行车既是环保的交通工具也是很好的健身器材。下列叙述正确的是( )
A．给车胎充气增加了车胎内气体的压强
B．地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
C．刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D．自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
2．(2020·南京)如图所示，小伙伴们在玩滑板车，脚蹬地后，人和车一起沿水平路面向前运动。下列说法正确的是( )
A．人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B．蹬地时，地面对脚的支持力是由于地面形变产生的
C．停止蹬地后，车最终会停下来，说明运动需要力来维持
D．车在滑行过程中所受的力突然全部消失，车将立即停下来
3．(2020·黑龙江)如图，甲物重25N，乙物重15N，甲、乙均静止，不计测力计自重，测力计示数为( )
A．35N B．10N C．15N D．25N
4．(2018·乐山)如图所示，小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上，她受到的力有( )
A．重力和支持力
B．重力、支持力和水平向右的摩擦力
C.重力、支持力和水平向左的摩擦力
D．重力、支持力和斜向上的摩擦力
★5.如图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象，下列判断正确的是( )
A．都是在小车突然停止时发生
B．都是在小车突然启动时发生
C．图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然加速时发生
D．图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生
6．(2020·滨州)如图所示，小车从斜面上滑下，下列分析正确的是( )
A．小车在斜面上只受重力作用
B．小车到达斜面底端不能立即停下来，是因为受到惯性力的作用
C.小车在水平面上运动的速度逐渐变小，是因为小车不受力
D．小车在水平面上运动时，若所受外力突然消失，它将做匀速直线运动
★7.(2018·临沂)如图所示，放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连，当沙桶与沙的总质量为m时，物块恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。以下说法正确的是( )
A．物块受到的滑动摩擦力大小为mg
B．物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C．物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力
D．继续向沙桶中加入沙子，物块受到的滑动摩擦力增大
8．(2019·益阳)雨伞在雨中快速旋转(从上往下看沿逆时针方向)，伞骨末端的雨滴被甩出。如图中能正确表示雨滴P被甩出瞬间运动方向的是( )
★9.如图所示，叠放在一起的物体A和B，在F＝15N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，则下列结论中正确的是( )
A．A受到的重力与地面对A的支持力是一对平衡力
B．B受到的重力与A对B的支持力是一对相互作用力
C．B物体受到的摩擦力为0
D．若增大拉力F，则A与地面的摩擦力也随着增大
10．(2020·宜昌)如图用4N的水平推力把重2N的物理书压在竖直黑板上静止，下列说法正确的是( )
A．书对黑板的压力与黑板对书的支持力彼此平衡
B．黑板对书的摩擦力为4N
C．书受到摩擦力的方向竖直向下
D．书受到两对平衡力的作用
★11.(2019·贵阳)如图所示，在平直路面上向右匀速行驶的小车中，有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁，另一端连接至小车底板的木块上，弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A．若木块突然压缩弹簧，则小车一定在做加速运动
B．若木块受到向右的摩擦力，则小车一定在做加速运动
C．若木块受到三个力的作用，则小车一定在做减速运动
D．若弹簧未发生形变，则小车一定在做匀速运动
12．(2020·衢州)将两张同样的纸分别剪出两个相同的缺口，并在其中一张纸中间部分下端夹一个夹子，如图甲、乙所示。小科和小江各捏住一张纸上沿的两端，拿起后都让纸面竖直且保持静止，此时，夹子受到纸对它的摩擦力大小________它自身重力大小。然后，他们用力迅速向两边拉，图甲中纸断成两截，图乙中纸断成三截，多次实验结果均相同。图乙中纸断成三截是因为中间部分夹上夹子后____________导致惯性增大。
13．(2020·泰州)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中：
(1)小明调试实验装置时，将小车从斜面上A处滑下，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为了让小车不滑出木板，下列做法不可行的是________。
A．小车仍从斜面A处滑下，换一个更长的木板
B．增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
C．斜面倾角不变，小车从斜面上A处以下位置滑下
D．减小斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
(2)调试成功后，小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下，让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动，最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越________。进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持______________(填运动状态)。
(3)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上，经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是________。
A．探究影响压力作用效果的因素
B．用小磁针探究磁体周围的磁场
C．探究声音能否在真空中传播
D．探究动能大小与物体质量的关系
14．(2020·台州)为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。
(1)选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是________________________________。
(2)将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是____________，物体才处于静止状态。
(3)如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
★15.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图像可知当t＝1s时，物体处于________状态。t＝5s时，物体受到的摩擦力为________N。
(2020·金华、丽水)随着科技的发展，智能机器人不断出现在宾馆、医院、车站等公共场所。被誉为抗疫“智”先锋的医用消毒机器人，可在无人环境下自主导航，利用闪蒸技术360°无死角消毒，在此次抗击“新冠
肺炎”中发挥着重要作用。某品牌消毒机器人部分参数如下表：
××牌消毒机器人
项目
参数
机身自重(千克)
80
运动速度(米/秒)
1
请分析计算下列问题：
(1)该机器人以运行速度匀速行驶5分钟，行驶的路程有多少米？
(2)若该机器人装载8千克消毒液并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为0.008米2，此时该机器人对地面的压强有多大？(g取10N/kg)
(3)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，若电池的输出功率为140瓦，克服摩擦力做功的功率占电池输出功率的35%，则该机器人受到的摩擦力多大？
参考答案
第16课时 运动和力(二)
1．A 2.B 3.C 4.A 5.D 6.D 7.A 8.C 9.C 10.D 11.B
12．等于 质量增大
13．(1)B (2)长 匀速直线运动 (3)C
14．(1)减小研究对象的自重对实验的影响 (2)在同一条直线上
(3)探究作用在物体上的两个力大小满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
15．静止 4
16．(1)s＝vt＝1米/秒×5×60秒＝300米 (2)F＝G＝mg＝(80＋8)千克×10牛/千克＝880牛 p＝＝＝1.1×105帕 (3)克服摩擦力做功的功率P＝140瓦×35%＝49瓦，f＝F＝＝＝49牛(共55张PPT)
第二篇 物质科学(一)
第16课时 运动和力（二）
一、二力平衡
考点1 概述二力平衡的概念
一个物体在两个力的作用下，如果保持_____状态或__________运动状态，就说这两个力是______的。
考点2 说明二力平衡的条件
作用在一个物体上的两个力，如果__________、_________，并且在____________上，则这两个力就彼此平衡。
静止
匀速直线
平衡
大小相等
方向相反
同一条直线
考点3 应用二力平衡条件解释有关现象
应用二力平衡条件解释有关问题时，首先要确定物体是否平衡且受到两个力，其次再利用二力平衡条件，根据已知的一个力的三要素去推知另一个力的三要素。
考点4 根据物体的受力情况，解释物体运动状态变化的原因
1．当物体处于平衡状态时，可依据____________，用已知的力去推断未知力的大小和方向。也可以根据两个力是平衡力推断出物体一定处于平衡状态，保持原来运动状态______。
2．当物体运动状态改变时，物体一定受到_________作用，反之当物体受到非平衡力作用时，运动状态一定发生____。
二力平衡条件
不变
非平衡力
改变
1．(2020·温州)某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______________________________________。
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是____。
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
【答案】s＝vt＝50米/秒×(40－20)秒＝1000米，W＝Fs＝Gs＝700牛×1000米＝7×105焦
运动员和跳伞设备的总重力大于阻力
③
2．为了研究摆锤的摆动，小明
用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤从A点
静止释放，利用频闪照相技术拍摄摆锤
在相同时间间隔的位置(如图)。
(1)摆锤到达最高点B时，是否处于平衡状态？____。
(2)小明发现摆锤从A点到O点时速度越来越大，他从照片中获得的证据是_________________________。
否
摆锤相邻位置间隔越来越大
二、牛顿第一定律
考点5 描述牛顿第一定律的内容
1．探究物体的运动与所受阻力的关系。
(1)器材：斜面、小车、木板、玻璃板、毛巾、棉布。
(2)图示：
(3)步骤：小车从斜面的同一高度释放，观察小车在不同表面移动的距离。
注：让小车从斜面的同一高度滑下是为了使小车到达水平面时获得的初速度相同。
(4)结论：速度相同，小车所受阻力越小，运动的距离越远。
(5)推理：如果小车所受阻力更小，小车运动的距离会更远；如果小车不受阻力，小车将会以不变的速度永远运动下去，即将会做匀速直线运动。
2．一切物体在没有受到外力作用时，总______________或______________________。
3．牛顿第一定律揭示了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。
4．牛顿第一定律是在大量经验事实基础上，通过推理概括出来的。我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接证明这一定律。
保持静止状态
匀速直线运动状态
考点6 概述惯性的概念
1．物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。惯性是物体的一种属性，与物体是否运动、运动速度的大小、是否受力、受力的大小均无关。惯性的大小取决于____________。
2．一切物体都具有惯性。
考点7 用惯性解释有关常见现象
在应用惯性解释有关常见现象时，不能说物体受到惯性的作用，因为惯性是物体的属性，应该说物体由于惯性。
物体的质量
3．(2020·杭州)惯性是物体的一种性质，下列说法正确的是(
)
A．物体运动状态改变时才有惯性
B．物体速度越大惯性也越大
C．静止或匀速运动的物体没有惯性
D．物体受力或不受力时都具有惯性
D
4．(2019·潍坊)2019年4月28日，
第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙
利结束，中国乒乓球队时隔八年再度包
揽单项赛全部五枚金牌。如图是运动
员在比赛中的场景，下列说法正确的是(
)
A．乒乓球速度越大，惯性越大
B．击球时，球和球拍都会发生弹性形变
C．球在空中运动时，运动状态不变
D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落
B
高频点1 二力平衡条件的应用
★例1 (2020?巴中)如图所示，物体甲的
质量为0.7kg，物体乙恰好水平向右匀速直线运动，则物体乙受到的摩擦力f＝____N。若要使物体乙水平向左匀速直线运动，则需给乙施加一个F＝____N，水平向左的力(不计绳重，绳与滑轮间的摩擦)。(g取10N/kg)
7
14
例1 7 14 【解析】(1)物体甲通过定滑轮拉着物体乙向右进行匀速直线运动，物体乙水平方向上受到水平向右F′＝G甲＝m甲g＝0.7kg×10N/kg＝7N的拉力和水平向左的滑动摩擦力作用，这两个力是平衡力，大小相等，所以滑动摩擦力是f＝F′＝7N；(2)对乙物体施加一个水平向左的拉力F，使物体甲匀速上升，物体乙向左进行匀速直线运动，物体乙水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑动摩擦力、水平向右的拉力F′＝G甲，水平向左的拉力F与水平向右的拉力F′、滑动摩擦力是平衡力，所以F＝F′＋f＝7N＋7N＝14N。
1．(2018·扬州)如图所示，A物体在斜面
上处于静止状态，关于A
所受的摩擦力说法正确的
是(
)
A．物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
B．物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
C．物体A受到的摩擦力方向不是沿斜面向上，就是沿斜面向下
D．物体A受到的摩擦力可以为零
D
高频点2 牛顿第一定律
★例2 “牛顿第一定律”的形成，经历了伽利略、笛卡儿和牛顿等科学家不断完善的过程。
(1)伽利略经过如图所示的实验和推理得出结论：如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直
运动下去，结合伽
利略的结论写出图
中各实验和推理的
先后顺序：____
(用字母表示)。
CAB
(2)笛卡儿在伽利略观点的基础上进一步完善：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”，相对于“牛顿第一定律”，笛卡儿的观点有什么不足？____________________________。
没有涉及静止物体的运动规律
例2 (1)CAB (2)没有涉及静止物体的运动规律
【解析】(1)图中各实验和推理的顺序应是先实验再推理，图C中有空气阻力，图A中没有空气阻力，所以先C再A，而图B中推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下，物体将做匀速直线运动，故正确的顺序应该是CAB；(2)牛顿第一定律的内容是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，而笛卡儿的观点中只涉及到了运动物体的情况，没有提及静止物体的运动规律，所以这是他的观点的不足之处。
2．(2018·临沂)如图所示，单摆中的小
球在A、B、C间不停地往复运动，如果不考虑
阻力的影响，以下说法错误的是(
)
A．小球在A、C处的势能最大
B．小球在B处只受重力作用
C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能
D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止
B
高频点3 惯性
★例3 (2020·广州)金属球用细绳挂在车厢内，并相对于车静止，位置如图1所示。下列选项中能导致球突然从如图1位置变成如图2位置的是(
)
?
A.车向西启动
B．车做匀速直线运动
C．车向东直线运动时加速
D．车向东直线运动时减速
C
例3 C 【解析】A.如果车和小球原来处于静止状态，当车向西启动时，小球由于惯性要保持原来的静止状态，小球会向东摆动，故A错误；B.车做匀速直线运动时，小球和车处于相对静止的状态，小球不会摆动，故B错误；C.当车向东做加速直线运动时，小球由于惯性要保持原来的运动状态，小球会向西摆动，故C正确；D.当车向东做减速直线运动时，小球由于惯性要保持原来的运动状态，小球会向东摆动，故D错误。故选C。
★3.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m1D．无法确定是否相碰
B
3．B 【解析】两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有相同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰。
高频点4 运动和力的关系
★例4 (2020·衢州)小科骑自行车时发现，在不同的路面上，停止踩脚踏板，车都能继续运动一段距离。于是小科作出了以下猜想。
猜想一：车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关；
猜想二：车运动的距离可能与车速有关。
为验证猜想，他用丝绸、棉布、小球、斜面和长木板进行模拟实验，如图所示。
(1)验证猜想一，应分别将丝绸、棉布铺在________(填“斜面”“长木板”或“斜面和长水板”)上，并完成实验。
(2)请用所给的器材，设计一个验证猜想二的实验方案(要求简要叙述实验步骤和预期实验结果)
【答案】先后三次将小球从斜面的不同高度处静止释放，测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离。如果小球三次在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同，说明小球在水平面上运动的距离与速度有关。
长木板
(3)实验结束后小科反思，若探究“阻力对物体运动的影响”，那么可以通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离或_________________________来判断阻力对物体运动的影响。
时间或小球速度改变的快慢
例4
【解析】(1)探究车运动的距离可能与路面的粗糙程度有关时，采用的是控制变量法，实验中需要改变接触面的粗糙程度，通过小球在水平面上运动的距离来得出结论，所以需要把丝绸、棉布铺在长木板上；(2)探究车运动的距离可能与车速有关时，需要控制接触面的粗糙程度相同，速度不同，所以实验步骤为：先后三次将小球从斜面的不同高度处静止释放，测量并记录小球在粗糙程度相同的水平面上运动的距离，如果小球三次在粗糙程度相同的水平面上运动的距离不同，说明小球在水平面上的运动距离与速度有关；(3)若探究“阻力对物体运动的影响”，那么可以通过比较起始速度相同的同一小球，在不同水平面上运动的距离或运动的时间、小球速度变化的快慢来判断阻力对物体运动的影响。
4．(2019·深圳)如图所示，图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。图乙是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答：
(1)甲实验中，小车在水平面上运动时，在竖直方向上受到的力有______和________；在水平方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小车的速度减小得越____。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将_________________。
(2)乙实验中的研究对象是_______(填“钢球”或“木块”)，实验目的是探究物体的动能大小与___________的关系。
重力
支持力
慢
做匀速直线运动
钢球
速度大小
【提醒】根据图像判断物体是否做匀速直线运动、知道平衡力和辨别平衡力与相互作用力的区别是解决本题的关键。
★例5 重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s－t图像分别如图甲、乙所示，则在图像描述的运动过程中(
)
?
A.它们都做匀速直线运动
B．a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力
C．b货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力
D．前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度
D
例5 D 【解析】A.图甲中路程和时间成正比说明a货物做匀速直线运动，图乙中路程和时间的比值变小说明不做匀速直线运动，故A不正确；B.a货物做匀速直线运动，受到的重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力，故B不正确；C.b货物不是匀速直线运动或静止状态，所以所受重力和钢索对它的牵引力不是一对平衡力，故C不正确；D.由图像可知：前6秒内，sa＝0.4m，sb＝0.6m，所以根据v＝s/t可知a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度，故D正确。
【提醒】本题考查了二力平衡条件的应用以及平衡力的判断，关键是对整体和物体m进行正确的受力分析。
★例6 如图所示，长方体木块M
放在水平桌面上，木块m放在木块M上
面，在水平拉力F的作用下一起向右做
匀速直线运动，在突然撤去水平拉力F
的情况下，下列判断正确的
是(
)
A．木块m将向左倾倒
B．木块m受到方向向右的摩擦力
C．木块m对木块M的摩擦力方向向右
D．木块M受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C
例6 C 【解析】A.木块m放在木块M上面，在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动，在突然撤去水平拉力F的情况下，M很快停止运动，而m由于惯性仍然向前运动，故会向右倾倒，故A错误；B.m由于具有惯性，会向右运动，m相对于M来说有向右运动的趋势，故摩擦力是向左的，故B错误；C.M对m的摩擦力与m对M的摩擦力是一对相互作用力，故木块m对木块M的摩擦力方向向右，故C正确；D.桌面对M的支持力等于m和M的总重力，故D错误。故选C。
★例7 (2020·湖州)力能使物体的运动状态发生改变，运动状态的改变包括运动速度的改变和运动方向的改变。某科学兴趣小组为探究物体运动速度改变的快慢(单位时间内运动速度的改变量)与物体受力大小的关系，在创新实验室里做了如下的实验：
如图甲所示，水平桌面上固定了一个导轨，导轨上的小车用细绳跨过定滑轮(摩擦不计)与重物相连，小车上固定一个宽为d＝1厘米的挡光片。在导轨上A、B两个位置各固定一个光电门，光电门如图乙所示。光电门内有一束光从N射向M，M处装有光传感器，当有物体经过NM之间把光挡住时，传感器能记录光被挡住的时间t，这样就可求得挡光片经过光电门时的速度vA和vB。两个光电门配合使用还能测出挡光片从A运动到B的时间tAB。
实验步骤：
①保持重物P质量不变，将小车从OA间任意点释放，分别测出挡光片经过A、B两位置的挡光时间tA和tB，以及挡光片从A运动到B的时间tAB，计算出单位时间内运动速度的改变量(用a1表示)，即
。重复实验，a1近似相等；
②增大重物质量且保持不变，将小车从OA间任意点释放，按照①的操作，计算出单位时间内运动速度的改变量(用a2表示)。重复实验，a2近似相等，且a2＞a1。
(1)在实验①时，某次挡光片经过A位置的挡光时间tA为0.025秒，则挡光片穿过光束的速度vA为_________。
(2)该实验中为什么用重物P来提供拉力？
___________________________。
(3)由实验可得出的结论是___________________________
_____________________________。
(4)上述结论可以解释汽车在行驶过程中____的现象。
A．制动力(阻力)越大，汽车越容易停下来
B．质量越大，汽车越难停下来
C．速度越大，汽车越难停下来
0.4米/秒
A
使物体所受拉力恒定不变
小车质量不变的前提下，所受拉力越大，小车速度改变得越快
例7 (1)0.4米/秒 (2)使物体所受拉力恒定不变 (3)小车质量不变的前提下，所受拉力越大小车速度改变得越快 (4)A 【解析】(1)物体运动的速度为：vA＝s/t＝0.01m/0.025s＝0.4m/s；(2)重物P通过定滑轮拉动物体，由于重物P的重力不变，则对物体的拉力不变，物体受到的拉力是恒定的；(3)根据实验步骤①②可知，a2＞a1，这表明在小车的质量不变的情况下，增大重物P的重力，对小车的拉力会变大，小车的速度的增加量越大。故结论为：在小车的质量不变的情况下，拉力越大，小车的速度改变得越快；
(4)A.制动力(阻力)越大，则汽车的运动状态改变得越快，即速度减小得快，汽车越容易停下来，故A正确；B.质量越大，汽车越难停下来，是因为质量大，惯性大，其运动状态不容易改变，故B错误；C.在阻力一定的情况下，汽车的速度越大，汽车越难停下来，故C错误。
(友情提示：本栏目建议午休时间完成)
1．(2020·永州)下列有关运动和力的描述，正确的是(
)
A．坐摩托车、电动车戴头盔是为了消除惯性
B．在排球向上垫球的测试中，正在向上运动的排球，如果所受的力全部消失，排球将处于静止状态
C.跳水比赛中，运动员压弯跳板，说明力可以改变物体的形状
D．歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”中，山“走”是选取树木作为参照物
C
2．(2020·安徽)如图所示，一轻质弹簧(即重力不计)，上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别画出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是(
)
A．G与F3是一对平衡力
B．G与F3是一对相互作用力
C．F1与F2是一对平衡力
D．F1与F2是一对相互作用力
D
3．小丽同学通过探究学习，思考了一个问题：当自己荡秋千运动到右端最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？她作出了以下猜想(如图所示)，你认为其中正确的是(图中的黑点表示小丽同学)(
)
A
4．(2020·黔南州)如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是(
)
A．木块受到的重力大于木板对它的支持力
B．木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的拉力
C．木块的质量越大，摩擦力越小
D．木块运动时有惯性，停下来就没有惯性
B
★5.(2019·黄冈)中央电视台《是真的吗》某期节目中，有这样一个实验：将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒，绳子上端系一个金属球，下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒，使金属球转动(如图)。随着转速加大，网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是
(
)
A．网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
B．金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C．金属球转动过程中，运动状态不变
D．实验表明，改变物体的运动状态需要力
D
5．D 【解析】A.网袋静止时，它受到的总重力与它对绳子的拉力是作用在不同物体上的两个力，且方向相同，不是一对平衡力。故A错误；B、C.金属球转动过程中，它受到的重力与绳子对它的拉力大小不相等，且不在同一条直线上，不是一对平衡力，所以金属球的运动状态改变(或者说其运动方向不断变化)。故B、C错误；D.金属球转动过程中，网袋受到向上的拉力，网袋由静止开始向上运动，说明改变物体的运动状态需要力。故D正确。故选D。
6．(2020·黑龙江)轿车里除了安全带以外，还有一种安全装置“头枕”，对人起保护作用。如图所示，“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害(
)
A．紧急刹车
B．左右转弯
C．前方碰撞
D．后方追尾
D
7．(2020·嘉兴、舟山)生活中处处有科学。下雨天，老师常会提醒学生小心地滑，原因是路面有雨水，鞋底和路面之间变得光滑，________减小，容易摔倒。学生进入教室前，甩动雨伞，伞上的雨水就会被甩出，原因是雨水具有________。
摩擦力
惯性
8．(2020·无锡)如图所示，在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：
(1)需将小车从斜面的同一位置由静止释放，以保证小车到达水平面时的______相同。
(2)让小车先后在铺有棉布、木板和玻璃板的水平面上滑行，最后所停的位置分别如图中的小旗1、2、3所示处。由此可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程______。我们可以通过小车所受阻力减小时其运动路程变化的趋势，推理出阻力减小到零时，运动的小车将__________________。
越远
速度
做匀速直线运动
9．(2018·杭州)甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到：雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2(其中k为比例系数，是个定值)，雨滴接近地面时可看作匀速直线运动。把雨滴看作球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V＝4πr3/3。(注：所有结果均用字母表示)
(1)半径为r的雨滴重力为_________。
(2)在接近地面时，大雨滴的下落速度______小雨滴的下落速度(填“大于”“等于”或“小于”)，写出推理过程。
【答案】(2)∵雨滴接近地面时可看作匀速直线运动 ∴f＝G 又∵f＝kSv2＝kπr2v2，G＝πr3ρg ∴kπr2v2＝πr3ρg
∴v＝
又∵k、ρ、g均为定值 ∴r越大，速度越大。即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。
πr3ρg
大于
(3)假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
(3)设雨滴质量为m
∵W＝Q 又∵W＝mgh，Q＝cmΔt
∴mgh＝cmΔt
∴Δt＝
