1、第八章 运动和力,一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律: (1)内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持 _状态或_状态。 (2)得出:是在大量经验事实的基础上,经过_而 概括得出的。,静止,匀速直线运动,推理,2.惯性: (1)概念:一切物体都有保持_的性质。 (2)影响因素:惯性大小只与物体的_有关,而与物体 运动的状态和速度的大小无关。,原来运动状态不变,质量,(3)利用和防范(如表)。,停止,惯性,惯性,二、二力平衡 1.平衡状态:物体保持_状态或_状 态。 2.力的平衡:物体受到几个力的作用时,如果保持_ 状态,就说这几个力平衡。,静止,匀速直线运动,平衡,3.二力平衡的条件: (1
2、)两个力作用在_物体上。 (2)大小_。 (3)方向_。 (4)作用在_。,同一个,相等,相反,同一直线上,4.二力平衡条件的应用: (1)用弹簧测力计测量物体所受的重力和摩擦力。 (2)求力的大小和方向:物体在两个力的作用下处于平 衡状态时,可以根据其中一个力的大小和方向,判断另 一个力的大小和方向。 (3)判断运动状态:如果一个物体受到的力为平衡力, 则物体处于_状态或_状态。,静止,匀速直线运动,三、摩擦力 1.滑动摩擦力:两个相互接触的物体,当它们相对滑动 时,在接触面上会产生一种_的力。 2.影响因素: (1)接触面的粗糙程度:压力一定时,接触面越粗糙,摩 擦力_。 (2)压力:接触
3、面的粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力 _。,阻碍相对运动,越大,越大,3.增大和减小摩擦的方法:,压力,粗,糙程度,滚动,滑动,【教材图解诊断自测】 1.如图所示,用力击打棋子,被击打的棋子飞出去,而 上面的棋子由于_将保持原来的静止状态,在_ 的作用下落回原位置。,惯性,重力,2.如图所示,请画出在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受力的示意图。答案:,3.甲图中,让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这 是通过_来增大摩擦的;乙图中,体操运动员 上器械前,会在手上涂防滑粉,这是通过_ _来增大摩擦的;丙图中,在冰壶运动中运动员 是通过_来减小摩擦的。,增大压力,增大接触面的,粗糙程度,减小接触面
4、粗糙程度,考点1 牛顿第一定律 1.认识: 牛顿第一定律是描述物体在不受外力作用或受平衡力时,由于具有惯性而表现出来的一种运动规律。 2.适用条件: (1)适用于所有物体。 (2)两种情况:物体不受力或受到的力为平衡力。,3.应用:判断物体的运动状态。 (1)动者恒动:原来运动的物体不受力或受到的力为平衡力作用的时候,将保持匀速直线运动状态。 (2)静者恒静:原来静止的物体不受力或受到的力为平衡力作用的时候,将保持静止状态。,【典例1】(2016台州中考)如图所示,小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的运动状态将是 ( )A.匀速直线运动 B.立
5、即停止运动 C.速度越来越快 D.速度越来越慢,【精讲精析】选A。根据牛顿第一定律,物体不受外力时,物体将保持原来的运动状态,即物体将保持匀速直线运动,故选A。,【典例2】(2017德阳中考)下列有关运动和力的说法中,正确的是 世纪金榜导学号59944088( ) A.力是维持物体运动状态的原因 B.物体受到平衡力作用,它一定是静止的 C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体运动的速度越大,受到的力也越大,【精讲精析】选C。解答本题应明确以下关键点: 关键点1:明确力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因; 关键点2:明确物体受到平衡力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态;
6、 关键点3:物体受到的力越大,速度改变的越快,速度不一定大。,【备选例题】 (2016天门中考)同学们在一起讨论运动和力的关系时,提出了下列四种观点,其中正确的是 ( ) A.一切物体没有受到力的作用时,总保持静止状态 B.一切物体只有受到力的作用,才能保持静止状态 C.物体的运动需要力来维持 D.一切物体没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,【精讲精析】选D。解答本题应明确以下关键点: 关键点1:一切物体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; 关键点2:力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持; 关键点3:一切物体在没有受到力的作用时,也能保持静止状态
7、。,【知识拓展】维持运动需要力吗 人们凭着常见的事实,认为要维持一个物体的运动,就需要不停地对它施加力的作用。 两千多年前,古希腊的学者亚里士多德(公元前384前322年)曾断言,使物体维持恒定的运动(即速度不变),就需要恒定的外力作用于它。由于亚里士多德的观点符合人们日常经验的直觉印象,在他以后近两千年的时间里,人们一直认为这种观点是正确的。,但是,这种凭经验得出的结论正确吗?16世纪末,年仅26岁的伽利略,第一个向亚里士多德提出挑战。 伽利略仔细观察研究过物体沿斜面下滑的实验(如图所示)。,在实验中,小球从第一个斜面AB滚下后,就会沿着第二 个斜面BC向上滚,但小球在第二个斜面上达到的高度
8、 略低于小球从第一个斜面滚下时的高度。伽利略认为, 这是由于有摩擦。伽利略推想,如果在完全没有摩擦 的情况下,不管第二个斜面的倾斜度是多大,小球滚上 第二个斜面的高度应该等于从第一个斜面滚下时的高 度(图中的C、D、E);第二个斜面的倾斜度越小,小球,滚动的距离就越远;如果第二个斜面的倾斜度等于0(图中的BF),那么小球从第一个斜面滚下来后,就永远达不到起始高度,也就是说,小球将以均匀的速度在无限长的平面上永远运动下去。伽利略由此得出,维持物体的运动,并不需要外力。,考点2 惯性及其应用 1.普遍性:一切物体在任何情况下都有惯性。 2.性质:惯性是物体本身的一种性质,静止的物体有保持原来静止状
9、态的性质,运动的物体有保持原来运动状态的性质。惯性不是力,不能把惯性说成“惯性力”或“受到惯性(作用)”,只能说物体具有惯性或物体由于惯性。,3.解答有关惯性现象的思路: 第一步:明确研究对象; 第二步:明确研究对象原来处在什么状态; 第三步:指明某物体或物体的某一部分因受力而改变运动状态; 第四步:指明另一物体或物体的另一部分由于惯性而保持原来的运动状态; 第五步:得出结论。,【规避失分点】 (1)不要认为物体运动得越快,惯性越大。衡量物体惯性大小的量度只有质量。质量越大,惯性越大。惯性大小与物体的运动速度和所处的位置及是否受力等无关。 (2)不要认为惯性是一种力,出现“由于受到惯性或由于惯
10、性作用”等错误说法。惯性是一种性质,而不是力。,【典例3】(2017南京中考)关于惯性,下列四个现象中对应的说法错误的是 世纪金榜导学号59944089( ) A.拍打刚晒过的被子,灰尘脱落,说明灰尘有惯性 B.汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明车有惯性 C.箭离开弓弦后,仍能向前飞行,说明箭有惯性 D.手握锤柄在地面上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,说明锤头有惯性,【精讲精析】选B。本题考查对惯性的理解。解答本题应明确以下关键点: 关键点1:对惯性的理解。当拍打被子时,被子因受力而运动,而灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此灰尘与被子离开脱落下来; 关键点2:汽车紧急刹车时,汽车上的人由
11、于惯性还保持向前的运动状态,从而向前倾斜;人向前倾,只能说明人具有惯性,而不能说明车具有惯性;,关键点3:弯弓射箭时,箭离开弓弦,由于惯性箭仍保持向前的运动状态,从而向前飞行; 关键点4:手握锤柄在地面撞击时,锤柄撞击到地面因受力而静止下来,但锤头因为惯性还保持向下的运动状态从而紧套在锤柄上。,【典例4】(2017六盘水中考)一天,在某段市区道路上发生了一起两小车追尾相撞事故。交警询问时,前车司机说:“我的车速很慢,后车突然加速撞了我的车尾,当时我女儿坐在后排,撞车导致她的头撞到了前排座椅靠背上。”后车司机说:“前车司机在行驶过程中突然刹车,我来不及刹车就追尾撞上了”。请你用学过的物理知识回答
12、:哪个司机在说谎?你判断的理由是什么?请你写出一条交通警示语。 世纪金榜导学号59944090,【精讲精析】根据前车中小女孩头部撞击的位置来分析,如果是前车速度很慢,后车加速追尾,此时前车受到撞击加速向前运动,小女孩头部由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,这样小女孩的头部就会向后仰,不能撞到前排座椅靠背;如果是前车行驶过程中突然刹车,则前车受到阻力向前减速运动,而前车小女孩的头部由于具有惯性仍保持原来的运动状态,这时小女孩会向前倾倒,导致头部撞击到前排座椅靠背。,答案:前车司机在说谎。如果是后车追尾,前车由于受到撞击会加速向前运动,前车司机的女儿,由于惯性还要保持原来的运动状态,头不可能撞在前
13、排座椅的靠背上;警示语合理即可。,【备选例题】 1.(2016南京中考)下列现象不能说明物体具有惯性的是 ( ) A.射出枪膛的子弹,仍能在空中飞行 B.树上熟透的苹果,沿竖直方向落下 C.行驶中的汽车紧急刹车后,还会向前滑行一段距离 D.站立在静止的汽车上的人,当车突然向前启动,人会向后摔倒,【精讲精析】选B。解答本题应明确以下关键: 关键1:射出枪膛的子弹,因为具有惯性要保持原来的运动状态,所以仍能在空中飞行; 关键2:树上熟透的苹果,沿竖直方向落下,是因为苹果受到重力的作用,与惯性无关;,关键3:汽车刹车后,由于具有惯性,还要保持原来向前的运动状态,所以还会向前滑动一段距离; 关键4:站
14、立在静止的汽车上的人在车突然向前启动时,由于惯性要保持原来的静止状态,所以相对于车向后摔倒。,2.(2016湘西中考)公安交通管理部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须系好安全带,请用所学的物理知识说明其科学道理。 【精讲精析】一切物体都具有惯性,汽车刹车时,如果没有安全带的保护,驾驶员会因为自身惯性向前运动而发生事故。所以要让安全带起到保护人体的作用,防止惯性带来的伤害。,答案:在遇到紧急刹车或向前碰撞时,车受力很快停下来,当前排司乘人员系好安全带,人受到安全带的作用,也停下来,可以避免由于人的惯性而飞撞前面的玻璃,甚至飞出车外的危险。,考点3 二力平衡及其应用 1.平衡力与相互作用力的比较
15、:,2.二力平衡的应用: (1)用弹簧测力计测量物体所受的重力和摩擦力。 测量重力:如图,物体静止时,物体受到的重力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,弹簧测力计的示数等于重力的大小。,测量摩擦力:如图,用弹簧测力计水平拉动物体做匀速直线运动,物体受到的摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。,(2)求力的大小和方向。 已知二力平衡的其中一个力的大小和方向,可求另一个力的大小和方向。如静止在桌面上的花瓶,受到重力和支持力,二力平衡,大小相等。如果已知花瓶的重力,就可以知道花瓶所受支持力的大小和方向。 (3)判断物体的运动状态。 如果物体受到的力是
16、平衡力,则物体处于静止或匀速直线运动状态。,【典例5】(2017泰安中考)如图是用力F把 一块木块静止压在墙面上的示意图,以下是受 力分析的说法 手对木块的压力和墙对木块的弹力是一对平衡力 手对木块的压力和木块的重力是一对平衡力 木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力 手对木块的压力和木块对手的弹力是一对平衡力,上述表述中正确的是 ( ) 世纪金榜导学号59944091 A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确,【解题指南】解答本题应抓住以下关键: 关键1:明确平衡力与相互作用力的相同点和不同点。 关键2:明确压力、弹力和摩擦力的大小、方向和受力物体。,【精讲精析】选D。本题考
17、查木块受力分析和二力平衡的判断。压在墙上静止的木块受到四个力的作用,在竖直方向,木块受到的重力和摩擦力是一对平衡力,正确;在水平方向,手对木块的压力和墙对木块的弹力(支持力)是一对平衡力,正确。故选D。,【典例6】(2016宜昌中考)质量70kg的消防员背负10kg的装备沿竖直金属杆匀速下滑,此时消防员所受的摩擦力大小是_N,方向是_。(g取10N/kg),【精讲精析】消防员和装备的重力:G=mg=(70kg+10kg) 10N/kg=800N;消防员沿竖直金属杆匀速下滑时,消 防员受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用, 并且重力和摩擦力是一对平衡力,因此摩擦力大小等 于重力,大小为800
18、N。 答案:800 竖直向上,【备选例题】 (2016连云港中考)一个文具袋静止在水平桌面上,下列说法正确的是 ( ) A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力是一对相互作用力 B.桌子受到的重力和文具袋对桌子的压力是一对相互作用力,C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力是一对平衡力 D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是一对平衡力,【精讲精析】选C。本题考查二力平衡和相互作用力 的辨析。文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力, 这两个力方向不相反,因而不是一对相互作用力,故A 错误;桌子受到的重力与文具袋对桌子的压力都作用 在桌子上,因而不是一对相互作用力,故B错误;文具袋 受到的
19、重力和桌子对文具袋的支持力,满足二力平衡 的四个条件:同体、等值、反向、共线,因而是一对平,衡力,故C正确;桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力,这两个力作用在两个不同的物体上,因而不是一对平衡力,故D错误。,考点4 摩擦力 1.种类: (1)滑动摩擦:两个物体间因发生相对滑动产生的摩擦。 (2)滚动摩擦:两个物体表面发生滚动产生的摩擦。 (3)静摩擦:有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦。,2.产生条件: (1)两物体间表面粗糙。 (2)两物体间发生相对运动或者有相对运动的趋势。 (3)两物体相互挤压且发生弹性形变,接触面上有压力。,3.摩擦力方向的判断:摩擦力的方向与物体相对运动
20、的方向或者相对运动趋势的方向相反。 (1)相对运动的方向是一个物体相对于另一个物体的运动方向,如:在水平面上向右运动的小车,小车相对于水平面向右运动,所以小车受到的摩擦力的方向水平向左。,(2)相对运动趋势,比如一个木块放在斜面上静止不动,那么它相对于斜面就有滑下来的运动趋势,所以木块所受的摩擦力方向沿斜面向上。,4.摩擦力大小的判断: (1)滑动摩擦力:比较压力的大小和接触面的粗糙程度。 (2)在其他条件相同时,滚动摩擦小于滑动摩擦。 (3)在接触面绝对光滑时,摩擦力等于0。,【规避失分点】误认为摩擦力总是阻碍物体运动。 摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反。有时跟物体运动方向相同,此时
21、摩擦力是动力;有时跟物体运动方向相反,此时摩擦力是阻力。,【典例7】(2017白银中考)自行车是我们熟悉的交通工具,从自行车的结构和使用来看,它涉及不少有关摩擦的知识。下列说法正确的是 ( ) A.捏住刹车后没有推动水平地面上的自行车,是因为推力小于摩擦力 B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的,C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的 D.在转轴上加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的,【精讲精析】选C。解答本题应明确以下关键: 关键点1:明确捏住刹车后没有推动水平地面上的自行车,自行车处于静止状态,属于平衡状态,受到的推力等于摩擦力; 关键点2:明确自行车轮胎上制有
22、花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;,关键点3:明确刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的; 关键点4:明确在转轴上加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦。,【典例8】(2016常州中考)如图所示,水平向右运动的物体受到大小为10N、方向水平向左的拉力作用,物体停止后拉力保持不变。在运动过程中,物体受到的摩擦力方向_;停止后物体受到的摩擦力方向_、大小为_N。 世纪金榜导学号59944092,【精讲精析】 关键点1:摩擦力总是阻碍物体相对运动或相对运动的趋势; 关键点2:物体水平向右运动的过程中,物体受到的摩擦力方向向左; 关键点3:停止运动后,物体静止,受到平衡力的作用,向
23、左的拉力F和向右的静摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反。,答案:向左 向右 10,【备选例题】 (2016遵义中考)下列关于摩擦力的事例中说法正确的是 ( ) A.人在水平地面上向前行走的过程中,地面对鞋底的摩擦力方向向后 B.用力推停在水平地面上的汽车,未推动,是因为推力小于地面对汽车的摩擦力,C.自行车刹车时,用力捏闸柄,是通过增大闸皮对车圈的压力增大摩擦力 D.在水平地面上匀速推动各表面粗糙程度相同的长方体木箱,侧放比平放时的推力大,【精讲精析】选C。解答本题应明确以下关键: 关键1:明确人在水平面上向前行走过程中,脚掌向后蹬地,相对地面向后运动,摩擦力和相对运动的方向相反,地面对鞋
24、底的摩擦力方向向前; 关键2:明确汽车处于静止状态,汽车受到的是平衡力,故对汽车的推力等于地面对汽车的摩擦力;,关键3:明确自行车刹车时,用力捏闸,增大了接触面之间的压力,增大了摩擦力; 关键4:明确摩擦力大小与接触面之间的压力和粗糙程度有关,与接触面积大小无关。,【知识拓展】静摩擦力的理解 1.理解:两相互接触且相互挤压,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而未发生相对滑动,则它们的接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,就是静摩擦力。,2.产生条件: (1)两个物体相互接触且相互间有挤压。 (2)这两个物体在接触面处有相对运动的趋势。 3.方向:跟接触面平行或相切,并且跟物
25、体相对运动趋势方向相反。所谓的相对,是以施加摩擦力的施力物体为参照物的。,4.大小:物体处于静止状态,则处于平衡状态,分析相对运动趋势方向上的受力情况,根据平衡条件求出静摩擦力。,【备选要点】力与运动的关系,解读: (1)力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,即物体的运动不需要力来维持。 (2)牛顿第一定律描述的是理想状态,实际上不受力的物体是不存在的,所以当物体处于平衡状态即运动状态保持不变时,物体一定受到平衡力的作用。,【规避失分点】 (1)物体运动的方向与受力的方向不一定相同。 (2)平衡静止:“静止”是物体运动速度为零;“平衡”意味着物体的运动状态不
26、变,即静止或匀速直线运动。,【典例1】(2017黄石中考)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是 ( ) A.互相不接触的物体,彼此间也可能发生相互作用 B.竖直向上拋出的物体,上升时肯定还受到向上的作用力 C.物体只要受力越大,就会运动越快;如果不受力,物体很快会停下来 D.摩擦力总是阻碍物体的运动,【精讲精析】选A。解答本题应明确以下关键: 关键点1:彼此不接触的物体之间也会有力的作用,例如磁铁对铁钉的吸引,空中飞翔的小鸟受到的重力等; 关键点2:竖直向上拋出的物体,上升时受到向下的重力和阻力,没有受到向上的作用力,是由于惯性继续向上运动;,关键点3:物体受力越大,运动不一定越快,如果不受
27、力,物体不一定会停下来,根据牛顿第一定律可知,运动的物体如果不受力,它将做匀速直线运动,不会停下来; 关键点4:摩擦力并不总是阻碍物体的运动,而是阻碍物体间的相对运动;即摩擦力可作为阻力,有时也能作为动力,例如,人走路时的摩擦力就是人前进的动力。,【典例2】(2017泸州中考)如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的v(速度)-t(时间)图像如图乙所示,下列判断正确的是 ( ),A.06s时间内,小王沿杆匀速向上运动 B.615s时间内,小王沿杆向上爬的距离是5.4m C.018s时间内,小王受到的摩擦力方向向下 D.1518s时间内,小王受到的摩擦力
28、大小等于重力大小,【精讲精析】选B。由图乙知,06s小王做加速运动。615s小王做匀速运动。1518s做减速运动。所以s=vt=0.6m/s9s=5.4m。小王所受的摩擦力方向向上才能使他往上运动。物体只有匀速运动时摩擦力才能等于重力。,【典例3】(2016郴州中考)关于力与运动的关系,下列说法正确的是 ( ) A.受到平衡力作用的物体一定处于静止状态 B.物体运动一定受到力的作用 C.在太空中的宇航员没有惯性 D.在粗糙水平面上静止的物体不受摩擦力,【解析】选D。解答本题应明确以下关键: 关键1:物体受到平衡力的作用时,物体一定处于平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态; 关键2:物体的运动
29、也可能由于惯性,不一定受力的作用;,关键3:惯性是物体的一种属性,只与物体的质量有关,所以在太空中的宇航员仍具有惯性; 关键4:摩擦力产生的条件:物体接触并挤压,并有相对运动的趋势或做相对运动,所以静止在粗糙水平面上的物体不受摩擦力。,主题一 探究阻力对物体运动的影响 【实验方法】控制变量法、转换法、_法。,科学推理,【实验关键】(1)让小车从斜面顶端由静止分别滑到不同的水平接触面上,比较小车在水平面上滑行的距离。,(2)实验结论:小车受到的阻力越小,小车运动得_, 速度减小得_。 (3)理想推理:假如水平面足够光滑(完全没有摩擦阻力), 小车的速度将不会减小,将以恒定不变的速度永远运动 下去
30、,即小车将保持_状态。,越远,越慢,匀速直线运动,【要点探究】 (1)在实验中,如何反映阻力对小车运动的影响? 提示:观察小车在水平面上运动的距离的长短。 (2)实验中为什么都是使小车从斜面顶端由静止滑下? 提示:为了使小车在水平方向开始运动的速度相同。,(3)实验中,为什么使小车从斜面下滑后沿水平面运动? 提示:为了使小车在竖直方向上受到重力和支持力相互平衡,并保证小车在水平方向只受到摩擦力作用。 (4)在实验中,小车运动到斜面底端后还能继续运动的原因是什么? 提示:小车具有惯性。 (5)在实验中,小车最后总是停下来,为什么? 提示:小车受到阻力。,【示范案例】 (2017呼和浩特中考)在探
31、究运动和力关 系的实验中,将同一辆小车从相同的高度 处由静止开始沿斜面滑下,如图所示。第一次水平木板 上铺有毛巾,第二次是棉布,第三次直接滑在水平木板 上。小车在三种不同的水平面运动一段距离后,分别停 在木板上的不同位置。 世纪金榜导学号59944093,(1)小车在三个不同的水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离越_(选填“远”或“近”),这表明小车受到的摩擦力越_(选填“小”或“大”)。 (2)对上问实验分析后可以推测:如果小车在水平面受到的阻力为零,物体将保持_运动状态不变。,(3)英国科学家_对上面实验进行科学的推理,并概括出著名的_定律。,【解析】(1)表面越光滑,阻力就越小,
32、小车运动的距离就越长,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。(2)由(1)现象可知,假如小车受到的阻力为零,那么就没有阻力可以改变小车的运动状态了,小车将以恒定不变的速度永远运动下去,即做匀速直线运动。(3)“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。,答案:(1)远 小 (2)匀速直线 (3)牛顿 牛顿第一定律,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)实验中,小车在水平面滑行时受到的重力和小车对水平面的压力_(选填“是”或“
33、不是”)一对平衡力。 (2)实验需要小车进入不同的水平面有相同的初速度,则小车应从同一斜面_开始下滑。,【解析】(1)小车受到的重力和小车对水平面的压力方向相同,分别作用在小车和水平面上,不具备平衡力的条件,故二者不是平衡力。(2)要研究小车在水平面上滑行的距离,必须控制变量,即控制小车的初速度相同,即让小车从斜面的同一高度滑下。 答案:(1)不是 (2)同一高度,【备选例题】 (2016嘉兴、舟山中考)某同学利用如图所示装置研究阻力对物体运动的影响,甲、乙木板上分别铺有毛巾和棉布,丙木板上不铺任何材料,让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下,观察现象。,试回答下列问题: (1)科学实验需要控制
34、变量,本实验中,影响小车在水 平面上运动距离的因素,除了阻力外,还有_ _,该因素可以采用小车从相同斜面的 顶端由静止开始滑下的方法来控制。 (2)实验可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的 结论,支持该结论的证据是_。,【精讲精析】(1)在实验中,影响小车在水平面上运动距离的因素,除了阻力外,还有小车到达水平面时的初速度;通过让小车从相同斜面的顶端由静止开始滑下的方法来控制小车到达水平面的速度相同。 (2)由实验现象可知,小车在毛巾表面运动的距离最近,在丙木板表面运动的距离最远,据此可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论。,答案:(1)小车到达水平面时的初速度 (2)小车在丙木板上运
35、动的距离最远,主题二 探究二力平衡的条件 【实验方法】_法。 【实验关键】 (1)把小车放在尽可能光滑的水平桌面上,从而减小 _对实验的影响。,控制变量,摩擦力,(2)先使两个托盘里的砝码质量不相等,观察小车能否 静止,然后使两个托盘里的砝码质量相等,再观察小车 能否静止。这样做的目的是探究二力平衡与二力_ 的关系。 (3)使两个托盘里的砝码质量相等,把小车在水平桌面 上扭转一个角度后释放,观察小车能否静止。这样做的 目的是探究二力平衡与二力_的关系。,大小,方向,【要点探究】 (1)实验中,如何判断小车是否处于平衡状态? 提示:小车的平衡状态有两种情况,即静止状态或匀速直线运动状态。所以当小
36、车保持静止或匀速直线运动状态时,都可以判定小车处于平衡状态。,(2)为什么要选用小车而不用木块,并且要求桌面光滑? 提示:实验中需要尽量减小摩擦力的影响,小车和桌面之间为滚动摩擦,可大大减小摩擦,桌面光滑也可以减小摩擦,使实验的效果更加明显。,(3)实验装置中,定滑轮的作用是什么? 提示:改变力的方向。 (4)实验中,为什么选择静止作为研究状态? 提示:静止状态比匀速直线运动状态好控制。,【示范案例】 (2017扬州中考)在“探究二力平衡的条件”活动中, (1)如果物体只受到两个力的作用,且处于 _状态,说明这两个力是相互 平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲 所示的实验装置来探究二力平衡的
37、条件?,(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的_和_的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出_的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。,(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方 案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:_ _(用字母表示),这样的改进是为了减小_ _对实验的影响。 (4)如图丙是最终确认的实验方案。此方案中,由于_ _,故卡片的重力可忽略不计。,【解析】本题考查探究二力平衡的条件。(1)如果物 体只受到两个力的作用,且处于静止或匀速直线运动 状态,说明这两个力是相互平衡的
38、。(2)若采用小明的 方案,必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行 比较,而在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直 接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,物 体的重力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。,(3)图乙中,B受到的摩擦力最大,A次之,C不受摩擦力的作用,因而改进的先后顺序是:BAC;这样的改进是为了减小摩擦力对实验的影响。(4)图丙中,由于卡片的质量很小,故卡片的重力可忽略不计。 答案:(1)静止或匀速直线运动 (2)重力 拉力 拉力 (3)BAC 摩擦力 (4)卡片质量很小,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)实验中,在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间
39、剪开,并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是_。 (2)在实验中定滑轮的作用是_。,【解析】(1)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,两边的钩码分别将其中一半卡片拉动,不再平衡,可见二力平衡的又一个条件是两个力必须作用在同一个物体上。(2)定滑轮的作用是改变力的方向。 答案:(1)作用在同一个物体上 (2)改变力的方向,【备选例题】 (2016新疆中考)某物理学习小组在“探究二力平衡的条件”实验时,自制了一套如图所示的实验装置,将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的细线,分别跨过左右支架上的定滑轮。,(1)本实验中的研究对象是_,定滑轮的作用是_。 (2)在细线的两端挂上钩
40、码,使作用在小卡片上的两个拉力方向_(选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码的数量来改变两端拉力的_。,(3)将两端所挂钩码数量相同时,把小卡片转至如图所示位置,松手时小卡片将_(选填“转动”或“静止”),说明不在同一直线上的两个力_(选填“能”或“不能”)平衡。,【精讲精析】(1)在“探究二力平衡的条件”实验时,研究小卡片受力情况;实验中使用定滑轮的作用是改变力的方向。(2)一对平衡力的方向是相反的,故作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过改变左右两端钩码数量来改变两端拉力的大小。(3)图中两个力的大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,但两个力的方向不在同一条直线上,故松手后小卡片将转
41、动。,答案:(1)小卡片 改变力的方向 (2)相反 大小 (3)转动 不能,主题三 研究影响滑动摩擦力大小的因素 【实验原理】 利用_条件,用弹簧测力计拉着木块做_ _运动,弹簧测力计示数_滑动摩擦力大小。,二力平衡,匀速直,线,等于,【实验装置】【实验方法】转换法、_法。,控制变量,【实验关键】 (1)探究滑动摩擦力与压力的关系。 思路:控制_不变,只改变_,如图 a、b。 (2)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。 思路:控制_不变,只改变_,比较弹 簧测力计的示数,如图b、c。,接触面粗糙程度,压力,压力,接触面粗糙程度,【要点探究】 (1)实验中为什么要使木块在水平面上匀速滑动? 提
42、示:水平面上木块受到拉力和摩擦力的作用,根据二力平衡的条件,只有匀速滑动时,弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力的大小。,(2)在实际的实验中,欲使物体做匀速直线运动很难,应如何改进? 提示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平面运动。如图所示:,滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度有关系吗?如何设计实验来探究? 提示:探究与接触面积的关系 思路:保证压力、接触面粗糙程度和物体运动速度不变,只改变接触面积的大小。,操作:用同一个长方体木块,先平放在水平面上,使其在水平面上做匀速直线运动,然后将同一个长方体木块竖放在同一个水平面上,以相同的速度做匀速直
43、线运动,比较弹簧测力计的示数。,探究与运动速度的关系 思路:保证压力、接触面粗糙程度和接触面积不变,只改变物体运动速度。 操作:用同一个长方体木块,先平放在水平面上,以一定的速度使其在水平面上做匀速直线运动,然后增大速度,仍然使其做匀速直线运动,比较前后两次弹簧测力计的示数。,【示范案例】 (2017自贡中考)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。 世纪金榜导学号59944094,(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_运动。根据_条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹
44、簧测力计的示数。 (2)由_图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。 (3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将_(选填“不变”“变大”或“变小”)。,(4)评估此实验方案的不足之处是_。(答出一条即可),【解析】本题考查探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。 (1)当木块做匀速直线运动时,处于受力平衡状态,此时 它在水平方向受到两个力:摩擦力和弹簧测力计的拉力, 这两个力是一对平衡力,大小相等。(2)该实验探究不同 因素对滑动摩擦力的影响时,需要用控制变量法。探究 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度关系时,需要保 持压力不变,改变接触面的粗糙程度,由图可知乙、丙,两图
45、符合要求。(3)滑动摩擦力受压力和接触面粗糙程度影响,木块受到的拉力并不能影响滑动摩擦力的大小,因此滑动摩擦力不变。(4)本题在木块运动过程中读数存在困难,而且保证木块做匀速直线运动也有困难。 答案:(1)匀速直线 二力平衡 (2)乙、丙 (3)不变 (4)很难控制木块一直做匀速直线运动(或测力计在运动中读数困难),【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)在图甲实验中,某同学开始拉木块时,他的水平拉 力逐渐增大,但木块仍静止,此过程中弹簧测力计的示 数在变大,那么这一过程中木块受力_(选填“平 衡”或“不平衡”),木块所受的摩擦力_ (选填 “变大”“变小”或“不变”);匀速拉动木块
46、时,摩擦 力大小等于弹簧测力计示数,当他沿水平方向由匀速拉,木块改为加速运动,木块所受摩擦力_(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (2)在图乙实验中,将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他得出的结论_(选填“正确”或“不正确”),理由是_。,(3)小明对实验装置进行了改进,如图所示,写出装置改进以后的好处_。(写出一条即可),【解析】(1)物体静止或做匀速直线运动都属于平衡状态,拉力与木块受到的摩擦力是一对平衡力,拉力增大,摩擦力也随之变大;当木块沿水平方向由匀速运动改为加速运动时,木块对长木板的压力大小不
47、变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力大小不变。,(2)将木块沿竖直方向截去一半后,受力面积减小一半,但木块对木板的压力也减半,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半,此时得出滑动摩擦力与受力面积的大小关系是不科学的。 (3)用手拉弹簧测力计运动时,容易导致弹簧测力计的示数不稳定,而且容易导致木块不能很好地做匀速直线运动,故改进的拉法相对于原图甲的拉法更便于使弹簧测力计的示数稳定。,答案:(1)平衡 变大 不变 (2)不正确 没有考虑压力也减半 (3)不需要木板做匀速直线运动,便于操作(或由于弹簧测力计静止便于读数等),【备选例题】 (2016怀化中考)如图所示,大伟在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾等铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度。,(1)观察三个实验,比较甲图和_图所示实验,说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关。 (2)观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明在_相同时,接触面越_,摩擦力越大。,
