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文檔簡介
中考物理一輪復習資料匯編專題08運動和力二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與思維導圖一、新課標要求三、知識梳理與典例四、實驗專題五、綜合練習目錄一、新課標要求(2022版)2.2.3通過常見事例或?qū)嶒灒私饽Σ亮Α?.2.4知道二力平衡條件。2.2.5
通過實驗和科學推理,認識牛頓第一定律。能運用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關現(xiàn)象。新課標要求(2022版)專題08運動和力二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與思維導圖復習內(nèi)容牛頓第一定律01二力平衡02摩擦力03專題08運動和力探究二力平衡的條件慣性研究影響滑動摩擦力大小的因素二力平衡測量滑動摩擦力二力平衡條件的應用引出阻力對物體運動的影響平衡狀態(tài)描述摩擦力牛頓第一定律摩擦的利用與防止引入應用內(nèi)容結(jié)構(gòu)專題08運動和力思維導圖專題08運動和力三、知識梳理與典例1.阻力對物體運動的影響(1)兩種觀點亞里士多德:力是維持物體運動的原因。伽利略:物體的運動不需要力來維持。(2)結(jié)論運動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠。若運動的物體不受阻力,物體的運動速度將不會減小,將保持做勻速直線運動。伽利略的觀點正確;亞里士多德的觀點錯誤。知識一、牛頓第一定律2.牛頓第一定律(1)牛頓第一定律的內(nèi)容一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。(2)對牛頓第一定律的理解①“一切物體”說明該定律對所有物體都普遍適用。②“沒有受到力的作用”是指定律成立的條件?!皼]有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物體不受任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實際上是不存在的;二是該物體所受力的合力為零,它的作用效果可以等效為不受任何外力作用時的作用效果。知識一、牛頓第一定律知識一、牛頓第一定律③“或”指兩種狀態(tài)必居其一,不能同時存在。也就是說,物體如果沒有受到力的作用,原來靜止的物體仍保持靜止狀態(tài),而原來運動的物體將保持原來的速度大小和方向繼續(xù)做勻速直線運動。④牛頓第一定律不是實驗定律,而是在大量經(jīng)驗事實的基礎上,通過進一步的推理概括出來的。由該定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實踐的檢驗,因此它已經(jīng)成為公認的物理學基本定律之一。⑤牛頓第一定律說明了力和運動的關系:力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因。若不受力,則運動狀態(tài)不改變;反之,如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變,則一定受到了力的作用。1.慣性概念一切物體都有保持__________________的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。牛頓第一定律也叫慣性定律。知識二、慣性2.理解慣性(1)慣性的普遍性:一切物體在任何情況下都具有慣性。(2)慣性大小的決定因素:慣性的大小由物體的____決定,質(zhì)量越大,慣性越大。與物體的形狀、運動狀態(tài)、位置、受力情況等無關。(3)慣性與牛頓第一定律的區(qū)別:慣性是物體的一種屬性,任何物體在任何情況下都具有慣性。牛頓第一定律是物體不受力時遵循的運動定律,只有物體不受力時才成立。質(zhì)量原來運動狀態(tài)不變知識二、慣性項目慣性力性質(zhì)不同要素不同效果不同表述不同慣性是物體自身的一種性質(zhì);與外界條件無關力是物體對物體的相互作用,一個物體不會產(chǎn)生力力有大小、方向和作用點慣性只有大小,只與質(zhì)量有關保持物體運動狀態(tài)不變改變物體的運動狀態(tài)應說“由于慣性”“具有慣性”,不能說“慣性力”“受到慣性”等應說“受到力”“施加力”“在力的作用下”等3.區(qū)分“慣性”與“力”知識二、慣性4.利用慣性解釋現(xiàn)象物體原有運動狀態(tài)雞蛋和紙板:靜止如圖所示,把一個雞蛋放在硬紙板上,硬紙板放在杯口上。用手快速水平彈動硬紙片時,發(fā)現(xiàn)硬紙片上的雞蛋沒有跟著紙片運動,而是落入水杯中。用慣性解釋該現(xiàn)象的方法:受擊打力的物體及其運動狀態(tài)紙板受擊打力的作用:由靜止變?yōu)檫\動未受擊打力的物體及運動狀態(tài)
雞蛋不受擊打力的作用:保持靜止
解釋:當快速水平彈動硬紙片時,硬紙片飛出,但是靜止的雞蛋由于慣性仍然要保持它原來的靜止狀態(tài),所以雞蛋會落入水杯中。(1)生活中的跳、投、擲等跳遠或跳高運動員快速助跑;投球時,快速投出;都是利用了物體的慣性。這些現(xiàn)象的共同特點是增加了物體離開原點(起跳點、脫手點)時的運動速度,當物體離開之后由于具有慣性,將保持這個速度運動下去。(2)錘頭變緊錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,這是因為錘柄突然停止時,錘頭由于慣性會繼續(xù)向下運動,這樣錘頭就會牢牢地套在錘柄上了。5.慣性的利用知識二、慣性(1)交通事故與慣性交通事故的發(fā)生,多數(shù)是由于慣性造成的。行駛的車輛在遇到緊急情況下要剎車,剎車后,輪子不轉(zhuǎn)了,但是由于慣性,汽車還會向前滑動一段距離,如果此時前面有車子離得太近,就會發(fā)生交通事故。(2)防范措施為了人身安全,交通法規(guī)定:人們開車或坐車時,要系安全帶,車輛安裝安全氣囊等。同時對車輛限速、限載,要求車輛保持車距,公交車啟動時提醒乘客“站穩(wěn)扶好”等,都是減少慣性可能給人帶來的傷害。6.慣性的危害和防止知識二、慣性【例題1】物理學的發(fā)展推動了科學技術的創(chuàng)新和革命。下列對于運動和力的說法中錯誤的是()A.物體受到力的作用時,它的運動狀態(tài)不一定會發(fā)生改變B.亞里士多德認為“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”,這個觀點是錯誤的C.牛頓第一定律是力學的基本定律之一,它能夠通過現(xiàn)代實驗手段直接驗證的D.伽利略采用實驗和推理相結(jié)合的方法,發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法典例分析C解析見下頁
A.物體受非平衡力時,運動狀態(tài)改變,受平衡力時運動狀態(tài)不變,故A正確,A不符合題意;B.亞里士多德認為物體只要運動就需要力來維持,沒有力運動物體就會慢慢停下來,力是維持物體運動的原因,亞里士多德觀點忽略了阻力對物體運動的影響,由牛頓第一定律可知物體的運動不需要力來維持,力是改變物體運動狀態(tài)的原因,故B正確,B不符合題意;C.牛頓第一定律是力學的基本定律之一,成立條件是物體不受任何外力的作用,而現(xiàn)實生活中沒有不受任何外力的物體,所以牛頓第一定律是在實驗的基礎上,結(jié)合推理得出來的,故C錯誤,C符合題意;D.伽利略對理想斜面的研究采用把實驗和邏輯推理(包括數(shù)學演算)結(jié)合起來的方法,從而發(fā)展了人類的科學思維方式和科學研究方法,故D正確,D不符合題意。典例分析故選C.【例題2】在2022年北京冬奧會冰壺混雙比賽中,中國隊順利擊敗美國隊,如圖女冰壺運動員推出冰壺后,冰壺仍能繼續(xù)向前,是因為()A.冰壺受到慣性作用B.冰壺受到了慣性力C.冰壺的慣性變小了D.冰壺本身具有慣性典例分析DABD.慣性不是力,而是一種保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),故不能說收到慣性的作用,或受到慣性力,應該說具有慣性或由于慣性等,冰壺仍能繼續(xù)向前,是因為冰壺具有慣性,有保持原來向前運動的狀態(tài)不變的性質(zhì)。故AB不符合題意,D符合題意。C.慣性大小只與質(zhì)量有關,冰壺向前運動過程中,質(zhì)量不變,則慣性不變,故C不符合題意。故選D.【例題3】忽略空氣阻力,從A點斜向上拋出后的小球在空中的運動軌跡如圖所示。(1)拋出后的小球由于________
A.不受力,運動狀態(tài)發(fā)生改變B.不受力,運動狀態(tài)不發(fā)生改變C.受到重力作用,運動狀態(tài)發(fā)生改變D.受到推力作用,運動狀態(tài)發(fā)生改變(2)如圖所示,若小球運動到B點,突然所有外力消失,請在圖中畫出小球的運動軌跡。
典例分析C見解析解析見下頁
(1)拋出后的小球,不受推力,因為推力是彈力的一種,是接觸力,而在空中,沒有接觸,故不受推力,在地球上的任何一個物體都受到了重力,故小球受到力重力,運動狀態(tài)發(fā)生了改變,故C符合題意;ABD不符合題意。故選C。典例分析(2)
若小球運動到B點,突然所有外力消失,小球由于慣性會沿著原來的運動方向一直做勻速直線運動,故運動路徑如下:【例題4】2022年3月23日下午空間站“天宮課堂”,宇航員完成了太空拋物實驗。實驗中,只見王亞平把冰墩墩正對著葉光富手的方向順手一推,只見冰墩墩穩(wěn)穩(wěn)地沿著原來拋出去的方向,一路飄到了同伴葉光富的手里。如圖,冰墩墩在太空中處于失重狀態(tài),在空中不受力的作用,它在空中飛行做___________運動;這個小實驗直接驗證了__________定律,也說明物體的運動_______(選填“需要”或“不需要”)力來維持。典例分析牛頓第一勻速直線不需要解析見下頁一切物體在任何情況下都有慣性,即任何物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)。冰墩墩原來與手一起運動,離開手后,由于慣性,繼續(xù)運動;冰墩墩不受力,不會改變運動狀態(tài)。故離開手后運動的冰墩墩做勻速直線運動。這個實驗證明:運動的物體,如果不受力,會保持勻速直線運動——這是牛頓第一定律的內(nèi)容。同時,不受力的冰墩墩,還能在空中做勻速直線運動,這說明運動不需要力來維持。典例分析1.平衡狀態(tài)物體受到幾個力作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),就說這幾個力平衡,物體處于平衡狀態(tài)。2.平衡力使物體處于平衡狀態(tài)的兩個力(或多個力)叫做平衡力。3.二力平衡當物體受到兩個力的作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這兩個力相互平衡,簡稱二力平衡。知識三、平衡狀態(tài)與平衡力1.二力平衡的條件作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。2.二力平衡條件的應用(1)求力的大小和判斷力的方向物體靜止在水平面上時,所受的重力G與地面對它的支持力F是一對平衡力,則此二力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。所以支持力的大小等于物體重力的大小F=G,支持力的方向豎直向上。知識四、二力平衡的條件GF(2)判斷物體的運動狀態(tài)以在水平路面上運動的小車為例分析:水平路面上運動的小車受到的力有:在豎直方向上有重力G、地面支持力N;在水平方向上有汽車發(fā)動機的牽引力F和地面與空氣的阻力f。①若牽引力等于阻力,則二力平衡,小車向左做勻速直線運動;②若牽引力大于阻力,二力不平衡,小車向左做加速直線運動;③若牽引力小于阻力,二力不平衡,小車向左做減速直線運動。知識四、二力平衡的條件支持力N重力G阻力f牽引力F(3)找重心利用二力平衡,可以找不規(guī)則物體的重心,例如用懸掛法找薄板的重心。重力的方向豎直向下,可采用懸掛法確定形狀不規(guī)則物體的重心。圖乙中物體重心在AB線段上,圖丙中物體重心在DE線段上,故AB與DE的交點C即為該物體的重心。知識四、二力平衡的條件(4)“平衡力”和“相互的力”杯子靜止在桌面上,杯子與桌面間有力的作用。①以杯子為研究對象,受到的力有:重力G與桌面對杯子的支持力N,這兩個力是一對平衡力。②分別以杯子、桌面為研究對象,兩個物體之間的作用力有:杯子對桌面有一個壓力F,桌面對杯子有一個支持力N,這兩個力是一對相互的力。知識四、二力平衡的條件支持力N重力G支持力N壓力F知識四、二力平衡的條件
一對平衡力一對相互作用力相同點大小相等大小相等方向相反方向相反作用在同一直線上作用在同一直線上不同點作用在_______上分別作用在_________上3.“平衡的二力”與“相互的二力”的區(qū)別同一物體兩個物體【例題5】下列物體中,正在受到平衡力作用的是()A.豎直向上拋出的橡皮 B.隨觀光電梯一起勻速上升的游客C.沿光滑斜坡滾下的小球D.正在勻速轉(zhuǎn)向行駛的汽車典例分析BA.豎直向上拋出的橡皮,受到豎直向下的空氣阻力和重力,兩個力方向相同,不是平衡力,故A不符合題意;B.隨觀光電梯一起勻速上升的游客做勻速直線運動,屬于平衡狀態(tài),受平衡力的作用,故B符合題意;故選B.C.沿光滑斜坡滾下的小球,速度越來越大,不是平衡狀態(tài),故C不符合題意;D.正在勻速轉(zhuǎn)向行駛的汽車,運動方向發(fā)生改變,不屬于平衡狀態(tài),不受平衡力的作用,D不符題意?!纠}6】如圖所示是谷愛凌在自由式滑雪大跳臺中的精彩表現(xiàn),下列說法正確的是()A.選手從靜止開始下滑,說明力是維持物體運動狀態(tài)的原因B.選手在空中完成旋轉(zhuǎn)動作時重力消失C.選手落地后繼續(xù)滑行一段距離是因為選手具有慣性D.選手在水平面時,滑板對雪地的壓力和雪地對滑板的支持力是一對平衡力典例分析C解析見下頁
A.選手從靜止開始下滑,是因為受到重力的作用運動狀態(tài)發(fā)生了變化,說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因,故A錯誤;B.選手在空中完成旋轉(zhuǎn)動作時仍然受到重力的作用,重力不會消失,故B錯誤;C.選手落地后還要繼續(xù)滑行一段距離是因為選手具有慣性,仍要保持原來的運動狀態(tài),故C正確;D.選手站立時,滑板對雪地的壓力和雪地對滑板的支持力是作用在不同物體上的兩個力,不是一對平衡力,故D錯誤。典例分析故選C.【例題7】建筑工地上的起重機勻速吊起一個質(zhì)量為100kg的工件,則起重機的鋼絲繩對物體的拉力的大小和方向分別為()A.100N,方向豎直向上 B.980N,方向豎直向下C.100N,方向豎直向下 D.980N,方向豎直向上典例分析D工件的重力G=mg=100kg×9.8N/kg=980N由于此時工件處于勻速直線運動狀態(tài),即處于平衡狀態(tài),故此時所受的拉力和重力是一對平衡力,所以工件受到的拉力F拉=G=980N,方向豎直向上。故選D.1.摩擦力兩個相互接觸的物體,當它們有相對運動(或有相對運動趨勢)時,在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙物體相對運動(或相對運動趨勢)的力,這種力叫做摩擦力。
2.摩擦力的三要素(1)作用點:為研究方便,可把摩擦力的作用等效到一個點上,把這個等效點取在接觸面上,也可以取在物體的重心上。(2)方向:摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。(3)大?。寒斘矬w做勻速直線運動或保持靜止時,受到的摩擦力大小可以利用二力平衡條件求解。知識五、摩擦力1.滑動摩擦力(1)概念:兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做滑動摩擦力。(2)產(chǎn)生的四個條件:①兩個物體相互接觸;②兩個物體相互擠壓;③兩個物體發(fā)生相對運動;④兩個接觸面不光滑。四個條件缺一不可。(3)方向:滑動摩擦力的方向是與物體間相對運動的方向相反的。人推箱子向右滑動時,箱子相對于地面向右運動時,受到的滑動摩擦力方向就向左。箱子相對于地面向右運動摩擦力f知識六、滑動摩擦力知識六、滑動摩擦力(1)原理:二力平衡(2)測量方法如圖所示,用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做勻速直線運動,此時讀出彈簧測力計的示數(shù),即為滑動摩擦力的大小。(3)原理分析由于木塊在長木板上做勻速直線運動,在水平方向上木塊受到滑動摩擦力f和彈簧測力計的拉力F是一對平衡力。由二力平衡條件可知,木塊受到的滑動摩擦力和拉力大小相等,所以讀出彈簧測力計的示數(shù),即為滑動摩擦力的大小。摩擦力f拉力F2.測量滑動摩擦力知識六、滑動摩擦力3.影響滑動摩擦力大小的因素滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關。接觸面的粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大;在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。知識七、靜摩擦與滾動摩擦1.靜摩擦力(1)定義:當兩個物體具有相對運動趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間發(fā)生相對運動的力,叫做靜摩擦力。(2)靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向與物體間相對運動趨勢的方向相反。人走路時,腳(鞋底)向后蹬地面,相對于地面有向后的運動趨勢,地面會對腳有一個向前的靜摩擦力f,人靠這個靜摩擦力前進。知識七、靜摩擦與滾動摩擦(3)靜摩擦力的大?、俑鶕?jù)二力平衡條件求靜摩擦力。②靜摩擦力存在一個最大值,稱為最大靜摩擦力,它等于使物體剛要運動時所需要的最小外力。手握瓶子處于靜止狀態(tài),瓶子受到重力G和靜摩擦力f的作用,該二力是一對平衡力,所以大小相等:f=G。人推箱子沒有推動,箱子在水平方向上受到推力F和靜摩擦力f的作用,該二力是一對平衡力,大小相等:f=F。知識七、靜摩擦與滾動摩擦2.滾動摩擦力(1)定義:一個物體在另一個物體表面上滾動時產(chǎn)生的摩擦力叫作滾動摩擦力。(2)滾動摩擦小于滑動摩擦。木塊在木板上滑動時,彈簧測力計示數(shù)較大木塊在鉛筆上滾動時,彈簧測力計示數(shù)變小知識八、摩擦的利用和防止1.增大有益摩擦的方法(1)增大物體間的壓力;(2)使接觸表面粗糙;(3)變滾動摩擦為滑動摩擦。打開瓶蓋時用力鞋底凹凸不平的花紋汽車急剎車時,車輪在路面滑動,把滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ?,使汽車容易停下來。知識八、摩擦的利用和防止2.減小有害摩擦的方法(1)減小壓力;(2)使接觸表面光滑;(3)變滑動摩擦為滾動摩擦;(4)使兩個物體間的接觸面分離。②冰壺比賽,運動員刷冰,使接觸面光滑③變滑動摩擦為滾動摩擦④機器里加潤滑油,可使接觸面分離【例題8】如圖甲所示,物體甲重40N,被F甲=60N的水平壓力壓在豎直墻壁上保持靜止,如圖乙所示。物體乙重60N,在35N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面勻速向右運動。則物體甲受到的摩擦力f甲為____N,物體乙受到的摩擦力f乙為_____N。典例分析4035以物體甲為研究對象,甲物體在豎直方向上受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力,由于甲物體靜止,因此這兩個力是一對平衡力,大小相等,所以f甲=G甲=40N以乙物體為研究對象,乙物體在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,由于乙勻速向右運動,因此拉力和摩擦力是一對平衡力,大小相等,所以f乙=F乙=35N【例題9】如圖所示,請畫出木塊從斜面上滑下時所受重力和摩擦力的示意圖。典例分析木塊所受重力方向豎直向下;木塊從斜面上滑下時,摩擦力平行于斜面向上,作用點都畫在木塊的重心上。如圖所示:【例題10】隨著人們生活水平的不斷提高,自行車功能正從代步轉(zhuǎn)變?yōu)榻∩砥錁?gòu)造中包含許多物理原理,例如:在輪胎上刻花紋來增大摩擦,下列四種改變摩擦力的方法與該例相同的是()A.自行車剎車時捏緊剎把B.溜冰時穿旱冰鞋C.體操運動員在手上涂鎂粉D.運動員擊球時用力握球拍典例分析CABCD解析見下頁在輪胎上刻花紋,是通過增大接觸面的粗糙程度,來增大摩擦的。AD.自行車剎車時捏緊剎把、運動員擊球時用力握球拍,都通過增大壓力來增大摩擦,故AD不符合題意;B.溜冰時穿旱冰鞋通過變滑動為滾動來減小摩擦的,故B不符合題意;C.體操運動員在手上涂鎂粉,是通過增大接觸面的粗糙程度,來增大摩擦的,故C符合題意。典例分析故選C?!纠}11】質(zhì)量為20kg的物體在水平向右推力F的作用下,在水平地面上向右做勻速直線運動。若物體受到的滑動摩擦力大小為重力的0.2倍,g取10N/kg,求:(1)物體受到的重力G。(2)物體受到的推力F。(3)若突然發(fā)現(xiàn)前方遇到障礙物,馬上改用大小為80N的水平拉力使物體減速。求在減速的過程中,物體受到的摩擦力f的大小是多少?典例分析解析見下頁(1)物體受到的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N(2)由二力平衡條件可知,物體受到的推力F=f=0.2G=0.2×200N=40N(3)在減速的過程中,由于物體對地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,所以,物體受到的摩擦力也不變,大小仍為40N。典例分析四、實驗專題【設計實驗】讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下,如圖所示,改變水平面表面的粗糙程度,使其對小車運動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾,第二次鋪棉布,第三次將棉布去掉,只剩下木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離?!緦嶒炂鞑摹啃≤?、長木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。探究實驗一、阻力對物體運動的影響【進行實驗與收集證據(jù)】(1)在水平木板上鋪上毛巾,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,觀察小車在阻力較大的毛巾表面上滑行的距離。(2)在水平木板上鋪上棉布,讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻力較小的棉布表面上滑行的距離。(3)讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在更光滑的木板表面上滑行的距離。探究實驗一、阻力對物體運動的影響【實驗數(shù)據(jù)記錄表】表面材料阻力大小小車運動距離(cm)小車速度減小情況毛巾大短比較快棉布中比較長比較慢木板小最長最慢探究實驗一、阻力對物體運動的影響對物體運動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。小車在不同材料的平面上最終停下來的原因是因為受到了阻力的作用。小車受到的阻力越小,小車滑行的距離越大,速度減小得越_______。如果運動的物體受到的阻力為零,則速度就不會減小,物體將以___________的速度永遠運動下去。由此可以說明伽利略的說法是正確的,即物體的運動________力來維持。慢恒定不變不需要【分析論證】對上述實驗結(jié)論進一步推理得出:探究實驗一、阻力對物體運動的影響【實驗結(jié)論】運動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠。若運動的物體不受阻力,物體的運動速度將不會減小,將保持做勻速直線運動。探究實驗一、阻力對物體運動的影響【交流討論】(1)實驗方法①控制變量法:控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放,使小車到斜面底端時具有相同的________;②科學推理法:若小車不受阻力時,小車的速度將不會減小,將永遠做__________運動。(2)本實驗選用小車而不選用木塊的原因是:相同條件下,小車受到的阻力較小,實驗現(xiàn)象較明顯。初速度勻速直線探究實驗一、阻力對物體運動的影響【提出問題】二力平衡時,二力的大小、方向、作用點應該有什么關系?它們在一條直線上嗎?下面通過實驗探究二力平衡的條件?!驹O計實驗】如圖所示,將小車放在光滑的水平桌面上,使小車在水平方向上受兩個力的作用。采用控制變量法進行探究,分別改變這兩個力的大?。ㄍㄟ^改變砝碼的質(zhì)量)、方向、是否共線(通過扭轉(zhuǎn)小車實現(xiàn))和是否同體(通過分別拉2輛小車實現(xiàn)),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會保持靜止狀態(tài)不變。探究實驗二、探究二力平衡的條件【進行實驗與收集證據(jù)】(1)如實驗裝置圖甲所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實驗裝置。在兩邊的托盤里分別放上質(zhì)量不相等的砝碼,觀察小車的運動情況。(2)在兩邊的托盤里放上質(zhì)量相等的砝碼,觀察小車的運動情況。探究實驗二、探究二力平衡的條件(3)將連接小車右側(cè)托盤的細線掛于小車左側(cè)掛鉤處,使二力的方向同時向左,觀察小車的運動情況(乙圖)。(4)保持兩邊托盤里的砝碼質(zhì)量相等,把小車在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個角度后釋放,觀察小車的運動情況(丙圖)。乙丙探究實驗二、探究二力平衡的條件(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一直線上,用細線把兩個小車的掛鉤連在一起。用剪刀把細線剪斷,觀察小車的運動情況(丁圖)。丁探究實驗二、探究二力平衡的條件【實驗記錄表】序號力的大小力的方向是否在同一直線上是否作用在同一物體上小車是否平衡1不相等相反是是否2相等相反是是是3相等相同是是否4相等相反不是是否5相等相反是不是否探究實驗二、探究二力平衡的條件【分析論證】(1)比較表中實驗序號1與2可知,要使小車保持靜止,必須使兩托盤中砝碼的質(zhì)量相等,說明二力平衡的條件之一是兩個力的大小相等。(2)比較表中實驗序號2與3可知,當二力方向相反時,小車靜止;當二力均向左拉,即方向相同時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力方向相反。探究實驗二、探究二力平衡的條件(3)比較表中實驗序號2與4可知,當把小車扭轉(zhuǎn)一個角度,使二力不在同一條直線上時,小車運動狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車重新恢復到原來的靜止狀態(tài)時,二力在同一條直線上,說明二力平衡的條件之一是兩個力作用在同一條直線上。(4)比較表中實驗序號2與5可知,當二力作用在同一物體上時,小車靜止;當二力作用在不同物體上時,小車的運動狀態(tài)改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力作用在同一物體上。探究實驗二、探究二力平衡的條件【實驗結(jié)論】二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。記憶口訣:“同體、等大、反向、共線”。探究實驗二、探究二力平衡的條件【交流與評估】(1)本實驗中選用了小車而不選用木塊,是為了減小摩擦給實驗帶來的誤差。(2)本實驗設計的優(yōu)點是:可以不考慮物體的重力對實驗的影響。(3)實驗中,桌面必須水平,否則小車的重力會影響實驗。(4)實驗中,如果兩側(cè)的砝碼個數(shù)不相等但小車仍然處于靜止狀態(tài),則原因是小車受到桌面的靜摩擦力比較大.探究實驗二、探究二力平衡的條件(5)方案二:用小卡片探究二力平衡的條件①該方案以小卡片為研究對象,鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。②當兩線端所掛鉤碼質(zhì)量相等時,小卡片靜止;當兩線端所掛鉤碼質(zhì)量不等時,小卡片運動;把小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,再松手時,小卡片轉(zhuǎn)動;用剪刀把小卡片從中間剪開,再松手時,小卡片運動。③本方案選用硬紙片的原因是減小摩擦對實驗的影響,但是還受重力,因此對實驗結(jié)論也有影響。探究實驗二、探究二力平衡的條件滑動摩擦力的大小與什么因素有關?提出問題猜想和假設(1)在地面上推箱子前行時,箱子越重,推起來越費力,由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關;(2)地面越粗糙,推起來越費力,由此可猜想滑動摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關。探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素(1)實驗器材:彈簧測力計、木塊、木板3塊(粗糙程度不同)、砝碼等。(2)實驗方法:①控制接觸面的粗糙程度不變,通過加減砝碼改變木塊對木板的壓力,測出摩擦力。②控制壓力不變,改變木板的粗糙程度,測出摩擦力。③分析數(shù)據(jù),歸納結(jié)論。設計實驗探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素(3)實驗數(shù)據(jù)表格次數(shù)壓力的大小程度接觸面粗糙程度摩擦力(N)1小光滑
2大光滑
3大粗糙
探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素進行實驗與收集數(shù)據(jù)(1)用彈簧測力計勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計的示數(shù),從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力;(2)在木塊上放上砝碼,用彈簧測力計勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計的示數(shù),測出此時滑動摩擦力;(3)換用材料相同但表面粗糙的長木板,保持放在木塊上的砝碼不變,用彈簧測力計勻速拉動木塊,使它沿水平長木板滑動,讀出彈簧測力計的示數(shù),測出此時的滑動摩擦力大小。探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素(1)實驗數(shù)據(jù)次數(shù)壓力的大小程度接觸面粗糙程度摩擦力(N)1小光滑22大光滑33大粗糙4分析與論證(2)在第1與2次實驗中,接觸面的粗糙程度相同,壓力不同,可得出結(jié)論:接觸面的粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大。(3)在第2與3次實驗中,壓力不變,接觸面的粗糙程度不同,可得出結(jié)論:在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素實驗結(jié)論:滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關。接觸面的粗糙程度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大;在壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素1.實驗中的探究方法(1)控制變量法:探究滑動摩擦力的大小與壓力的關系時,控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊對接觸面的壓力;探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時,控制壓力不變,改變接觸面的粗糙程度。(2)轉(zhuǎn)換法:通過讀取彈簧測力計的示數(shù)來間接測量滑動摩擦力的大小。交流與討論探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素實驗中很難控制水平勻速拉動彈簧測力計,所以會導致彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定。因此,將實驗方案改進如下:木塊位于長木板上,用彈簧測力計拉住一端,彈簧測力計的另一端固定。改進后,水平向右拉動長木板,當木塊保持靜止時,木塊處于平衡狀態(tài),此時無論長木板是否做勻速直線運動,都可以保證拉力的大小始終等于滑動摩擦力的大小。實驗評估木板可以不做勻速直線運動,彈簧測力計相對于桌面始終保持靜止狀態(tài),便于讀數(shù)。F探究實驗三、探究影響滑動摩擦力大小的因素【例題1】用如圖所示的裝置“探究阻力對物體運動的影響”。(1)實驗過程中,讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止滑下,其目的是使小車進入水平面時的______相同;(2)讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,最終小車靜止時的位置如圖所示,可觀察到小車在______表面滑行的距離最遠,由此可得出:小車受到的阻力越____,速度減小越慢。進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,將保持________運動狀態(tài);(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結(jié)合該實驗結(jié)論,開車時應才能保證行駛安全(寫出一個合理答案即可)。減速慢行典例分析速度木板小勻速直線解析見下頁(1)實驗中,為了使小車到達水平面時速度相同,讓小車在同一斜面上從同一高度由靜止滑下。(2)在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩擦力最小,以上實驗表明:小車受到的阻力越小,速度減小的越慢,運動的距離越遠;進一步推理可得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持勻速直線運動狀態(tài)。(3)雪天氣路面濕滑,阻力較小,開車時應減速慢行才能保證行駛安全,否則剎車時汽車運動的距離較大,容易發(fā)生追尾事故。典例分析【例題2】如圖所示是小明探究“二力平衡條件”時的實驗情景。(1)如圖甲,小明將系于小車兩端的線分別跨過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小車上的兩個拉力方向_____,并通過調(diào)整__________來改變拉力的大??;(2)實驗中在線兩端掛上質(zhì)量相等的鉤碼時,小車處于靜止狀態(tài),說明二力平衡時,兩個力__________;(3)當小車平衡時,將小車扭轉(zhuǎn)一個角度,松手后,小車將無法在此位置平衡。設計這一實驗步驟的目的是為了探究二力平衡時,兩個力必須作用在____________;典例分析相反(4)圖乙實驗中撕掉膠帶是為了探究二力平衡的兩個力必須作用在______物體上。同一同一條直線上大小相等鉤碼的個數(shù)典例分析(1)小車兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小車施加了兩個相反方向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數(shù)量越多,拉力就越大,因此,通過調(diào)整鉤碼的個數(shù)可改變拉力的大小。(2)當左、右兩盤中的砝碼質(zhì)量相等時,木塊處于靜止狀態(tài),說明二力平衡時,兩個力的大小相等。(3)當小車平衡時,將小車轉(zhuǎn)過一個角度,松手后小車不能平衡,設計此實驗步驟的目的是為了探究二力平衡時,兩個力是否作用在同一條直線上。(4)撕掉膠帶,兩個力作用在不同的物體上,觀察物體是否靜止,若靜止則二力平衡的兩個力不需要作用在同一個物體上,若物體運動,表示二力平衡的兩個力必須作用在同一物體上?!纠}3】學校走廊水平處用的是拋光的地磚,而在斜坡處卻使用表面更為粗糙的地磚,如圖甲所示。小楊認為地磚表面的粗糙程度可能會影響摩擦力的大小,于是設計了如下實驗對其進行了探究;(1)用彈簧測力計拉動木塊在圖乙中的地磚上做__________運動就能測出滑動摩擦力的大小,此時摩擦力的大小是_______N;典例分析勻速直線3.2解析見下頁(2)繼續(xù)用彈簧測力計拉動上述實驗中的木塊在圖丙中的地磚上做相同的運動,讀出彈簧測力計的示數(shù)恰好和圖乙中一樣,由此得出結(jié)論:滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度無關。你認為小楊得出的結(jié)論是否可靠?______,理由是_________;(3)重新修改了實驗方案后,他用彈簧測力計拉同一木塊在不同的水平地磚上進行了測量,實驗情景如圖丁、戊所示。對比這兩次測量數(shù)據(jù)可知_____(選填“丁”或“戊”)圖的地磚表面更粗糙。典例分析沒有控制壓力大小相同戊不可靠典例分析(1)木塊在水平地磚上做勻速直線運動,在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡條件可知,彈簧測力計的示數(shù)等于摩擦力的大小,由圖乙可知,彈簧測力計示數(shù)為3.2N,即摩擦力大小為3.2N。(2)探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系,要控制壓力大小相同,改變接觸面粗糙程度,圖乙中木塊對水平支持面的壓力大小等于木塊的重力大小,圖丙中木塊對水平支持面的壓力小于木塊的重力,所以兩次實驗沒有控制壓力大小相同,故得出的結(jié)論是不可靠的。(3)觀察圖丁、戊發(fā)現(xiàn),木塊對水平支持面的壓力大小相同,圖戊中彈簧測力計示數(shù)較大,即圖戊中滑動摩擦力較大,由于在壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大,所以圖戊中接觸面粗糙。五、綜合練習1.如圖所示是小明在滑滑板車的場景,用力蹬地滑板車加速向前滑行,停止用力后會慢慢停下來。若不計空氣阻力,對此現(xiàn)象分析正確的是()A.在滑行過程中,相對于滑板車,小明是運動的B.停止用力后,滑板車能繼續(xù)向前滑行是因為滑板車受到慣性力的作用C.滑板車受到的重力和地面對滑板車的支持力是一對平衡力D.不蹬地時,滑板車會慢慢停下來,說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因D綜合練習解析見下頁A.在滑行過程中,相對于滑板車,小明的位置保持不變,因而是靜止的,故A錯誤;B.小明停止用力后,滑板車能繼續(xù)向前滑行是因為滑板車具有慣性,仍要保持原來的運動狀態(tài),但慣性不是力,不能說慣性力,故B錯誤;C.滑板車受到的重力、地面對滑板車的支持力等于滑板車與人的總重力大小不相等,不是一對平衡力,故C錯誤;D.不蹬地時,滑板車會慢慢停下來,是因為摩擦阻力改變了滑板車的運動狀態(tài),說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因,故D正確。綜合練習故選D。2.如圖甲是探究“阻力對物體運動的影響”實驗裝置。下列與此實驗有關的說法錯誤的是()A.實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是使小車到達水平面的速度大小相等B.實驗中改變木板表面的粗糙程度是為了改變運動的小車所受的阻力大小D綜合練習C.根據(jù)實驗現(xiàn)象及進一步推理,如果小車運動時不受阻力,它將做勻速直線運動D.如圖乙所示,小球從A點由靜止釋放擺動到右側(cè)最高點C時,若小球所受的力全部消失,可判斷小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動解析見下頁A.根據(jù)控制變量法可知,實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是使小車到達水平面的速度大小相等,故A正確,不符題意;B.接觸面越粗糙,小車運動時受到的阻力越大,實驗中改變木板表面的粗糙程度是為了改變運動的小車所受的阻力大小,故B正確,不符題意;C.根據(jù)實驗現(xiàn)象知,接觸面粗糙程度越小,小車在水平面運動時受到的阻力越小,小車通過的距離越長,據(jù)此進一步推理,如果小車運動時不受阻力,小車通過的距離無限遠,將做勻速直線運動,故C正確,不符題意;D.如圖乙所示,小球從A點由靜止釋放擺動到右側(cè)最高點C時,小球處于靜止狀態(tài),若小球所受的力全部消失,根據(jù)牛頓第一定律,可判斷小球?qū)㈧o止,故D錯誤,符合題意。綜合練習故選D。3.如圖所示,汽車上配有安全帶和頭枕,司機和乘客都必須系好安全帶。當向前行駛的汽車分別出現(xiàn)突然加速、緊急剎車兩種狀況時,對乘車人員起主要保護作用的分別是()A.頭枕、頭枕 B.安全帶、安全帶C.安全帶、頭枕 D.頭枕、安全帶D綜合練習解析見下頁小車突然加速時,車速變大,人由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),人的頭部會向后仰,“頭枕”對人有保護作用;當汽車緊急剎車時,人的下半身隨車靜止,而上半身由于慣性保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動,所以人會向前傾,所以需要系安全帶以保證安全。故ABC不符合題意,D符合題意。綜合練習故選D。4.生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列情況屬于減小摩擦的是()A.甲圖:自行車剎車時用力捏車閘B.乙圖:體操運動員上器械前,手上要涂防滑粉C.丙圖:在冰壺運動中,運動員不斷擦拭冰面D.丁圖:礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋C綜合練習解析見下頁A.自行車剎車時用力捏車閘,是利用增大壓力的方式使剎車片緊緊壓在輪轂上,從而增大剎車片與輪轂之間的摩擦使車的速度減小,故A不符合題意;B.體操運動員上器械前,手上要涂防滑粉,這是利用防滑粉增大手和器械之間接觸面的粗糙程度來增大摩擦的,故B不符題意;C.在冰壺運動中,運動員不斷反復擦拭冰面,冰面因摩擦生熱使部分冰熔化成水,從而使冰面更加光滑,減小了摩擦,故C符合題意;D.礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋是為了在擰開瓶蓋時不打滑,這是利用增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的,故D不符合題意。綜合練習故選C。5.第24屆冬季奧運會于2022年2月4日在北京舉行,冰壺為正式比賽項目之一。如圖所示,當冰壺在冰面上滑動時()A.冰壺受到的重力與冰壺對冰面的壓力是一對平衡力B.冰面對冰壺的支持力與冰壺對冰面的壓力是一對平衡力C.冰壺受到的重力與冰壺對冰面的壓力是一對相互作用力D.冰壺受到的重力與冰面對冰壺的支持力是一對平衡力D綜合練習解析見下頁A.冰壺受到的重力與冰壺對冰面的壓力作用在兩個物體上,故不是一對平衡力,故A不符合題意;B.冰面對冰壺的支持力與冰壺對冰面的壓力作用在兩個物體上,故不是一對平衡力,故B不符合題意;C.冰壺受到的重力與冰壺對冰面的壓力方向相同,故不是一對相互作用力,故C不符合題意;D.冰壺受到的重力與冰面對冰壺的支持力作用在同一物體上、方向相反、大小相等、作用在同一直線上,是一對平衡力,故D符合題意。綜合練習故選D。6.如圖所示,同一長方形木塊放在同一粗糙水平桌面上,甲圖中木塊水平放置、乙圖中木塊豎直放置、丙圖中木塊水平放置并在上面疊加了一鐵塊,甲、乙、丙三種情況下,勻速拉動該木塊所需的拉力分別為F甲、F乙、F丙,下列分析正確的是()A.F甲<F乙<F丙
B.
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