
?第02講 運(yùn)動(dòng)和力(解析版)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道:影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素;
2.了解:影響物體慣性大小的因素;平衡狀態(tài)和二力平衡概念;生活中應(yīng)用與防止摩擦力的現(xiàn)象;
3.會(huì):分析生活中的慣性現(xiàn)象;進(jìn)行一條直線(xiàn)上的力的合成;進(jìn)行影響滑動(dòng)摩擦力大小因素的實(shí)驗(yàn)探究;
4.理解:力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響;牛頓第一定律及其現(xiàn)象;慣性概念;二力平衡的條件;平衡力的概念;摩擦力的概念。
【基礎(chǔ)知識(shí)】
一、牛頓第一定律
1.阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄窟\(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。
【實(shí)驗(yàn)器材】小車(chē)、斜面、長(zhǎng)木板、直尺、毛巾、棉布、木塊。
【實(shí)驗(yàn)原理】(1)任何物體都具有慣性,物體慣性大小與質(zhì)量有關(guān);(2)當(dāng)物體不受力或受到平衡力作用時(shí),物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【實(shí)驗(yàn)步驟】一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
二、在長(zhǎng)木板上鋪上毛巾,讓小車(chē)從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑,靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。
三、在長(zhǎng)木板上鋪上棉布,讓小車(chē)從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑,靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。
四、讓小車(chē)在長(zhǎng)木板上從A位置由靜止開(kāi)始自由下滑,靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。
五、讓小車(chē)在長(zhǎng)木板上從B位置由靜止開(kāi)始自由下滑,靜止后測(cè)出斜面底端到小車(chē)停下位置路程,數(shù)據(jù)計(jì)入表格。
六、實(shí)驗(yàn)表格(參考數(shù)據(jù))
實(shí)驗(yàn)步驟
運(yùn)動(dòng)表面
開(kāi)始位置
斜面底端到停止位置距離/cm
1
毛巾
A
2
棉布
A
3
木板
A
20
4
木板
B
七、整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】力是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車(chē)越容易停下來(lái)。
【考向點(diǎn)撥】
1.小車(chē)從斜面的同一高度滑下的目的:當(dāng)小車(chē)到達(dá)水平面時(shí),使小車(chē)的速度相同;
2.小車(chē)在三個(gè)水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),水平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離:越遠(yuǎn);
3.由此推斷,當(dāng)小車(chē)不受摩擦力作用時(shí):小車(chē)將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
4.此實(shí)驗(yàn)正確地揭示了:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;
5.實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法(到達(dá)水平面時(shí)的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);
6.表面越光滑:小車(chē)受到的摩擦力越小;
7.這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苤苯域?yàn)證牛頓第一定律:不能;
8.小車(chē)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)短與它受到的阻力有什么關(guān)系:阻力越大,運(yùn)動(dòng)越短;
9.讓小車(chē)從不同高度滑下還可以探究:重力勢(shì)能與高度、動(dòng)能與速度關(guān)系。
2.牛頓第一定律
(1)牛頓第一定律(也叫慣性定律):一切物體在沒(méi)有受到力的作用的時(shí)候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
(2)牛頓第一定律的理解:
1)牛頓第一定律是通過(guò)分析、概括、推理得出的,不可能用實(shí)驗(yàn)直接來(lái)驗(yàn)證。
2)牛頓第一定律對(duì)任何物體都適用,不論固體、液體、氣體。
3)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
4)運(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(保持它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài))。
5)靜止的物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)(保持它的靜止?fàn)顟B(tài))。
特別提醒
1.牛頓第一定律表明,一切物體在沒(méi)有受到力(合力為零)時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō),假若施加于物體的合外力為零,則物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。根據(jù)這定律,靜止的物體會(huì)保持靜止,除非有合外力施加于這物體。運(yùn)動(dòng)中的物體不會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),除非有合外力施加于這物體。
2.這一規(guī)律是英國(guó)著名物理學(xué)家牛頓在伽利略等科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上,對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行深入探究,總結(jié)出來(lái)的,牛頓第一定律又稱(chēng)慣性定律。
3.牛頓第一定律:⑴明確了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。物體的運(yùn)動(dòng)并不是需要力來(lái)維持,只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,才需要力的作用。⑵它提出了慣性的概念。物體之所以保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),是在不受力的條件下,由物體本身的特性來(lái)決定的。
※知識(shí)拓展:力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
1.牛頓第一定律表明任何物體在不受任何外力的作用時(shí),總保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
2.自然界不受外力作用的物體是不存在的,這里所說(shuō)物體不受外力應(yīng)該理解為物體所受外力的合力為零。如果物體不受外力作用,原來(lái)靜止的物體繼續(xù)靜止,原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體繼續(xù)作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
3.牛頓第一定律的意義,在于它準(zhǔn)確的描述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。由牛頓第一定律我們可以看出,沒(méi)有力的時(shí)候,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。所以,力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因,或者說(shuō),勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。另一方面,它也說(shuō)明,如果物體受到力的作用,它將不能保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),也就說(shuō)明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。因此力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可以描述為:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持運(yùn)動(dòng)的原因。
3.慣性
(1)慣性:物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì);即運(yùn)動(dòng)的物體要保持它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),靜止物體要保持它的靜止?fàn)顟B(tài)。
(2)對(duì)慣性的理解:
1)一切物體任何時(shí)候都具有慣性(靜止的物體具有慣性,運(yùn)動(dòng)的物體也具有慣性)。牛頓第一定律表明,一切物體都具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)狀態(tài)的性質(zhì),因此牛頓第一定律也叫慣性定律。
2)慣性是物體本身的屬性,慣性的大小與物體質(zhì)量大小有關(guān)。質(zhì)量越大,慣性越大;質(zhì)量越大的物體其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。慣性的大小與物體的形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、位置及受力情況無(wú)關(guān)。
3)慣性是一種屬性,它不是力。慣性只有大小,沒(méi)有方向。
特別提醒
1.物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫做慣性,所以牛頓第一定律也叫慣性定律。
2.慣性是一切物體固有的屬性,無(wú)論是固體、液體或氣體,無(wú)論物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,都具有慣性。也就是說(shuō),任何物體在所受外力的合力為零時(shí),都保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。即原來(lái)靜止的繼續(xù)靜止,原來(lái)運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
3.對(duì)于慣性的理解要注意以下幾點(diǎn): (1)一切物體具有慣性;(2)慣性是物體的固有屬性;(3)質(zhì)量是慣性大小唯一的量度;(4)慣性是物體的一種屬性,而不是一種力。所以不能說(shuō)“受到慣性”,只能說(shuō)“由于慣性”或“具有慣性”。
※知識(shí)拓展:生活中的慣性
1.生活中利用慣性的實(shí)例:①跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的助跑;②用力可以將石頭甩出很遠(yuǎn);③騎自行車(chē)蹬幾下后可以讓它滑行;④利用盛水容器,潑水澆菜;⑤燒鍋爐時(shí),用鐵锨往爐膛內(nèi)添加煤;⑥撞擊錘柄幾下,套緊錘頭;⑦摩托車(chē)飛躍斷橋;⑧使勁甩手可把手上的水甩掉;⑨拍打衣服可除去灰塵等。
2.生活中防止慣性的實(shí)例:①小型客車(chē)前排乘客要系安全帶;②車(chē)輛行使要保持距離;③運(yùn)輸玻璃制品,裝玻璃制品需要包裝且要墊上很厚的泡沫塑料;④騎自行車(chē)的速度太快,容易發(fā)生事故;⑤當(dāng)汽車(chē)超載時(shí),汽車(chē)遇到緊急情況時(shí),車(chē)不容易剎住等。
4.本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
二、二力平衡
1.平衡力和平衡狀態(tài)
(1)平衡力:物體在受到幾個(gè)力的作用時(shí),如果保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這幾個(gè)力平衡。
(2)如果物體只受兩個(gè)力的作用,且處于平衡狀態(tài),這種情況叫做二力平衡。
(3)平衡狀態(tài):物體靜止和勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。
(4)生活中處于平衡狀態(tài)的例子
靜止的物體,物體受到的重力與其受到的另一個(gè)力是平衡力。如在桌面上的碗、靜止在空中的氣球等。
勻速運(yùn)動(dòng)的物體,在運(yùn)動(dòng)方向上物體受到的力是平衡力。如在路上勻速行駛的汽車(chē)、傳動(dòng)帶上的物體等。
特別提醒:平衡力的應(yīng)用
平衡力的應(yīng)用主要是根據(jù)二力平衡條件進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算的分析等。在初中物理中,分為兩種情況:一是根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷物體的受力情況;二是根據(jù)受力情況來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
1.如果物體處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則可用平衡力的知識(shí)判斷或求解未知力。根據(jù)平衡力判斷物體在所要研究的方向上所受力的情況(一般考慮水平方向和豎直方向),最后根據(jù)平衡力的知識(shí)分析出所求力的情況。
2.如果物體所受的合力為0(受平衡力),則可判斷物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果物體所受合力不為0(受非平衡力)。
2.二力平衡的條件
(1)作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線(xiàn)上,這兩個(gè)力就彼此平衡。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是:同體、等大、反向、共線(xiàn)。
(2)對(duì)二力平衡的條件的理解:
同物:兩個(gè)力作用在同一物體上;
等值:兩個(gè)力大小相等;
反向:兩個(gè)力方向相反;
共線(xiàn):兩個(gè)力在同一直線(xiàn)上。
特別提醒:對(duì)二力平衡條件的認(rèn)識(shí)
1.一個(gè)物體在受到兩個(gè)相同大小,方向相反,作用在同一物體上,同一直線(xiàn)上的力作用時(shí),如果能保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)物體處于平衡狀態(tài)?!?br />
兩個(gè)力同時(shí)作用在同一物體同一直線(xiàn)上,如果物體保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則這兩個(gè)力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用效果相互抵消(合力為0),我們就說(shuō)這兩個(gè)力平衡。這就是二力平衡。
2.二力平衡的條件:大小相等;方向相反;二力作用在同一物體上,且在同一條直線(xiàn)上。
二力平衡的條件簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是同體、等大、反向、共線(xiàn)。特別是“同體”和“共線(xiàn)”這個(gè)條件往往被初學(xué)者遺漏,而造成對(duì)二力平衡做出錯(cuò)誤判斷。
3.平衡力和相互作用力
(1)相同點(diǎn):大小相等,方向相反,在同一直線(xiàn)上。(2)不同點(diǎn):平衡力:作用在同一物體上,是兩種力;相互作用力:作用在不同物體上,是一種力,同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失。
※知識(shí)拓展:二力平衡的應(yīng)用
1.二力平衡的意義:
二力平衡是力的分析的最簡(jiǎn)單、最基本的情況,若一物體處于二力平衡狀態(tài),我們了解了其中一個(gè)力,對(duì)另一個(gè)力也就了如指掌。如圖所示,一物體放在水平桌面上,它將受到重力和桌面對(duì)它的支持力,物體處于平衡狀態(tài)。我們知道了物體的重力,根據(jù)等大、反向、共線(xiàn)的關(guān)系,也就知道了支持力,的大小、方向及作用點(diǎn)。
2.二力平衡的作用效果:
二力平衡的效果不僅使物體保持平衡狀態(tài),還使物體發(fā)生了形變(只不過(guò)有時(shí)效果不明顯,但形變還是有的,如靜止在地面上的物體受重力和地面支持力的作用,發(fā)生了微小形變)。因此,兩個(gè)力并不是完全抵消而沒(méi)有產(chǎn)生任何力的作用效果。
補(bǔ)充:(1)物體在兩平衡力作用下處于平衡狀態(tài),若再加一對(duì)或多對(duì)平衡力,物體將仍然處于平衡狀態(tài)。(2)平衡力可以通過(guò)受力圖形象地描繪出來(lái)。
3.二力平衡的應(yīng)用:
(1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力時(shí),就是利用二力平衡條件。
(2)放在桌面上的花瓶受到豎直向下的重力和桌面對(duì)他豎直向上的支持力,二力平衡。
(3)懸掛著的吊燈,受到豎直向下的重力和吊線(xiàn)對(duì)它豎直向上的拉力,二力平衡。
(4)在水平道路上勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的汽車(chē),水平方向受到向前的牽引力和向后的阻力,二力平衡。
(5)在豎直方向,汽車(chē)受到向下的重力和路面對(duì)它向上的支持力,二力平衡。
3.探究二力平衡條件
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄慷ζ胶獾臈l件
【實(shí)驗(yàn)器材】小車(chē)或小卡片、細(xì)線(xiàn)、兩個(gè)完全相同的滑輪、兩個(gè)完全相同的托盤(pán)、砝碼或鉤碼若干、表面光滑的桌子。
【實(shí)驗(yàn)裝置】1.實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖。
2.主要器材組裝及作用:
①小車(chē)(減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)
②小卡片(減小小卡片自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)
③滑輪的作用(改變力的方向)
④鉤碼(改變力的大小)
⑤實(shí)驗(yàn)中選擇光滑桌面的原因(減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)
【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)實(shí)驗(yàn)中用到的物理研究方法
①探究平衡的兩個(gè)力是否在同一直線(xiàn)上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
②探究平衡的兩個(gè)力是否大小相同:必須保持兩個(gè)力在同一條直線(xiàn)上,且兩端托盤(pán)里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
③探究平衡的兩個(gè)力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線(xiàn)上,讓兩個(gè)力不同時(shí)作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài)。
(2)實(shí)驗(yàn)一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)研究而不是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)研究的原因(靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作) 。
(3)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的(得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性)
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反;作用在一條直線(xiàn)上。
6.交流與反思
保持兩盤(pán)砝碼質(zhì)量相等,把小車(chē)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使拉力F1和F2不在一條直線(xiàn)上,觀察到木塊是否保持平衡。當(dāng)木塊重新恢復(fù)到原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),拉力F1、F2作用在同一直線(xiàn)上,說(shuō)明這兩個(gè)力必須滿(mǎn)足作用在一條直線(xiàn)上,才能相互平衡。
【考向點(diǎn)撥】
1.兩邊托盤(pán)必須相同的目的:為了使兩邊的拉力相同;
2.使用光滑桌面的目的:減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
3.探究平衡的兩個(gè)力是否在同一直線(xiàn)上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
4.探究平衡的兩個(gè)力是否大小相同:必須保持兩個(gè)力在同一條直線(xiàn)上,且兩端托盤(pán)里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
5.探究平衡的兩個(gè)力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線(xiàn)上,讓兩個(gè)力不同時(shí)作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
6.實(shí)驗(yàn)一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)的原因:靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作;
7.進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的:得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性;
8.二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在一條直線(xiàn)上;
9.二力平衡的條件:同體、等大、反向、共線(xiàn)。
4.本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
三、摩擦力
1.摩擦力
(1)摩擦力:兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力就叫摩擦力。
(2)摩擦力的方向:摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反;摩擦力有時(shí)起阻力作用,有時(shí)起動(dòng)力作用。
(3)摩擦力分類(lèi)
1)滑動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
2)滾動(dòng)摩擦:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體上發(fā)生滾動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力。
3)靜摩擦力:相互接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但它們之間處于相對(duì)靜止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。
特別提醒:認(rèn)識(shí)摩擦力
1.摩擦力是力學(xué)中經(jīng)常遇到的一種力。它是在互相接觸并且接觸面不光滑的兩個(gè)物體之間產(chǎn)生的。當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),就會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這個(gè)阻礙它相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力就是摩擦力。摩擦力的產(chǎn)生必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件:①兩物體直接接觸且有相互作用的彈力;②兩接觸面均粗糙;③物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
2.當(dāng)一物體在另一物體上滑動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力叫做滑動(dòng)摩擦力。如滑冰運(yùn)動(dòng)員的冰刀和冰面之間的摩擦,黑板擦和黑板之間的摩擦。
當(dāng)一物體在另一物體表面發(fā)生滾動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力叫做滾動(dòng)摩擦力。如輪滑鞋的輪和地面之間的摩擦,圓珠筆滾珠和紙張之間的摩擦。在相同情況(壓力和接觸面粗糙程度相同)下,滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦小得多。
3.所謂動(dòng)力和阻力,是從力的作用效果來(lái)命名的。如果物體受到的力的方向與該物體運(yùn)動(dòng)的方向相同,則該力為動(dòng)力;如果物體受到的力的方向與該物體運(yùn)動(dòng)的方向相反,則該力為阻力。在生活中,我們常見(jiàn)的是滑動(dòng)摩擦力與它的運(yùn)動(dòng)方向相反,是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力;但有時(shí)摩擦力也是動(dòng)力,如傳送帶上的貨物受到的靜摩擦力沿斜面向上,與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,是使貨物能向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,再如人行走時(shí),人與地面間的摩擦力對(duì)人來(lái)說(shuō)也是動(dòng)力。
※知識(shí)拓展:摩擦力的方向
由于摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)),故摩擦力的方向跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))的方向相反。在判斷摩擦力的方向時(shí)一定要明確“相對(duì)”的含義。“相對(duì)”既不是“對(duì)”地,也不是“對(duì)”觀察者,“相對(duì)”的是與它接觸的物體,即“相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))的方向”是以相互摩擦的另外一個(gè)物體作為參照物所確定的。而“物體的運(yùn)動(dòng)方向”是以地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參照物確定的。
當(dāng)然,平時(shí)所接觸到的摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反的例子很多。比如:人拉著小車(chē)在平直公路上向前運(yùn)動(dòng)時(shí),車(chē)受到的摩擦力方向向后,與小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向相反,但這并不能得到摩擦力的方向一定跟物體的運(yùn)動(dòng)方向相反的結(jié)論。不要把“物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”與“物體的運(yùn)動(dòng)方向”等同起來(lái)。比如:一人勻速向上爬竿,假想接觸面光滑,人相對(duì)竿有向下滑動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)物體受到的靜摩擦力的方向與人的運(yùn)動(dòng)方向相同。
2.影響摩擦力大小的因素
(1)摩擦力的大?。夯瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。接觸面粗糙程度相同時(shí),壓力越大滑動(dòng)摩擦力越大;壓力相同時(shí),接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。
(2)摩擦力應(yīng)用
1)理論上增大摩擦力的方法有:增大壓力、接觸面變粗糙、變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
2)理論上減小摩擦的方法有:減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)(滾動(dòng)軸承)、使接觸面彼此分開(kāi)(加潤(rùn)滑油、氣墊、磁懸?。?。
3)在相同條件(壓力、接觸面粗糙程度相同)下,滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊懩Σ亮Υ笮〉囊蛩亍?br />
【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧測(cè)力計(jì),長(zhǎng)木板,棉布,毛巾,帶鉤長(zhǎng)方體木塊,鉤碼。
【實(shí)驗(yàn)原理】(1)二力平衡條件:作用在物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反并作用在一條直線(xiàn)上,這兩個(gè)力就是平衡力;(2)用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平桌面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)就等于摩擦力大小,這樣就測(cè)出了摩擦力大小。
【實(shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
一、用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,讓木塊在長(zhǎng)木板上做勻速滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù),即木塊與長(zhǎng)木板之間的摩擦力;數(shù)據(jù)計(jì)入表格;
二、改變放在木塊上的鉤碼,從而改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力,重復(fù)步驟一進(jìn)行試驗(yàn);
三、把棉布、毛巾鋪在長(zhǎng)木板上,改變接觸面的粗糙程度,重復(fù)上述試驗(yàn)。
四、實(shí)驗(yàn)表格
試驗(yàn)次數(shù)
接觸面
壓力大小
彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N
1
木塊與長(zhǎng)木板
無(wú)鉤碼
2
木塊與長(zhǎng)木板
有鉤碼
3
木塊與棉布
無(wú)鉤碼
4
木塊與毛巾
無(wú)鉤碼
五、整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)摩擦力大小跟作用在物體表面的壓力有關(guān),壓力越大,摩擦力越大:(2)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度有關(guān),接觸面越粗糙,摩擦力越大;(3)摩擦力大小跟接觸面大小無(wú)關(guān);(4)摩擦力大小跟運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。
【考向點(diǎn)撥】
1.要測(cè)出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運(yùn)動(dòng):勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
2.如何確定摩擦力大?。簞蛩龠\(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)與摩擦力大小相等(二力平衡);
3.可說(shuō)明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟:1和2;
4.摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟:1和3或1和4之間;
5.測(cè)量誤差產(chǎn)生原因:很難做到勻速運(yùn)動(dòng)、彈簧測(cè)力計(jì)在運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)會(huì)有誤差;
6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子:汽車(chē)輪胎、自行車(chē)把、膠鞋等;
7.添加鉤碼的目的:為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系;
8.探究實(shí)驗(yàn)的物理方法:控制變量法。
3.生活中的摩擦力
(1)摩擦力發(fā)生在相互接觸并擠壓的兩個(gè)不光滑的物體之間。如果兩物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),則有相互作用的滑動(dòng)摩擦力;如果這兩個(gè)物體相對(duì)靜止,并存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),則兩物體間有相對(duì)作用的靜摩擦力。這里所指的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是兩個(gè)接觸物體之間,一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體有位置的變化,并非相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)。人們通常所說(shuō)的靜止或運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)地面而言的,而相對(duì)靜止則是特定的兩個(gè)物體之間位置不變。
(2)靜止的物體可以受到靜摩擦力的作用。如:靜止在水平地面上的物體受到F的作用但仍然靜止,物體受到靜摩擦力。
一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體靜止,但不一定相對(duì)地面也是靜止的。如:傳送帶上的貨物相對(duì)傳送帶是靜止的,貨物受到傳送帶對(duì)它的靜摩擦力,但貨物相對(duì)地面而言是運(yùn)動(dòng)的,所以靜摩擦力關(guān)鍵是看相互作用的兩個(gè)物體是否是相對(duì)靜止,而不是看此物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止。由此可知運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力的作用。
(3)摩擦力有不利的一面,例如一些轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,總是希望摩擦力越小越好,為此我們將這些部分做得很光滑,同時(shí)加上一些軸承以減少摩擦,由于靜摩擦力的存在,鞋子磨破,自行車(chē)輪胎的花紋也磨平了等等。似乎,摩擦力越小越好,實(shí)際未必盡然,摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,沒(méi)有鞋子和地面的摩擦力,我們就無(wú)法行走。
4.本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
【考點(diǎn)剖析】
考點(diǎn)一:阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
考向點(diǎn)撥:
1.小車(chē)從斜面的同一高度滑下的目的:當(dāng)小車(chē)到達(dá)水平面時(shí),使小車(chē)的速度相同;
2.小車(chē)在三個(gè)水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),水平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離:越遠(yuǎn);
3.由此推斷,當(dāng)小車(chē)不受摩擦力作用時(shí):小車(chē)將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
4.此實(shí)驗(yàn)正確地揭示了:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;
5.實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法(到達(dá)水平面時(shí)的速度相同,使水平面的粗糙程度不同);
6.表面越光滑:小車(chē)受到的摩擦力越??;
7.這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苤苯域?yàn)證牛頓第一定律:不能;
8.小車(chē)運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)短與它受到的阻力有什么關(guān)系:阻力越大,運(yùn)動(dòng)越短;
9.讓小車(chē)從不同高度滑下還可以探究:重力勢(shì)能與高度、動(dòng)能與速度關(guān)系。
【例一】(1)為了使小車(chē)滑到水平面時(shí)的初速度相同,實(shí)時(shí)應(yīng)讓小車(chē)從同一斜面的 ??? 滑下,這種研究問(wèn)題的方法是 ??? (選填“轉(zhuǎn)換法”、“模型法”或“控制變量法”)。
(2)伽利略對(duì)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測(cè):如果水平面光滑,小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力,則小車(chē)將在水平面上 ??? 。說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng) ??? (填“需要”或“不需要”)力來(lái)維持。
(3)牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律。該定律 ??? 。
A.能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證
B.不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證,所以不能確定這個(gè)定律是否正確
C.是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步的推理概括得出的
【答案】(1)同一高度由靜止自由;控制變量法;(2)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);不需要;(3)C。
【解析】(1)為了使小車(chē)滑到水平面時(shí)的初速度相同,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)讓小車(chē)從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,這種研究問(wèn)題的方法是控制變量法;
(2)伽利略對(duì)類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析并進(jìn)一步推測(cè):如果水平面光滑,小車(chē)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力,則小車(chē)將在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);從而說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持;
(3)牛頓在伽利略等人的研究成果上概括出了牛頓第一定律,該定律是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步的推理概括得出的,故選C。
【例二】如圖是利用斜面“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn):
(1)每次都要讓小車(chē)從斜面上的同一位置靜止開(kāi)始滑下,這樣做的目的是使小車(chē)運(yùn)動(dòng)到水平面? ?。
(2)如圖所示,在? ??(選填“毛巾”、“棉布”或“木板”)表面上小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變得最快。?
(3)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,常常發(fā)現(xiàn)小車(chē)或木塊會(huì)滑出木板,無(wú)法記錄其滑動(dòng)的距離,在不添加實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作,使其不再滑出木板,做法是? ? ? ? ? ? ? ? ??。???
(4)在實(shí)驗(yàn)探究時(shí),發(fā)現(xiàn)水平面的粗糙程度會(huì)影響小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離.水平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn).在此基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)推理得到結(jié)論.以下探究中所采用的研究方法與此相同的是(? )。
①用光線(xiàn)描繪光的傳播方向;②真空不能傳聲;③影響壓力作用效果的因素。
(5)在此實(shí)驗(yàn)所給器材基礎(chǔ)上,添加一個(gè)小木塊,運(yùn)用這些器材一定可探究的是( ?)。
A.物體動(dòng)能大小與質(zhì)量是否有關(guān)????
B.物體動(dòng)能大小與速度是否有關(guān)??? ?
C.A、B都可探究
【答案】(1)初速度相同;(2)毛巾;(3)降低小車(chē)從斜面開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的高度;(?4)②;(?5)B。
【解析】(1)每次都要讓小車(chē)從斜面上的同一位置開(kāi)始下滑,是為了使小車(chē)每次進(jìn)入水平部分時(shí)速度大小相等,這是控制變量法的要求;
(2)水平面越粗糙,小車(chē)所受阻力越大,速度減小越快,所以在毛巾表面上小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變得最快;
(3)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)或木塊會(huì)滑出木板,無(wú)法記錄其滑動(dòng)的距離,可以降低小車(chē)從斜面開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的高度,或者增加水平面的長(zhǎng)度,使其不再滑出木板;
(4)在實(shí)驗(yàn)探究時(shí),發(fā)現(xiàn)水平面的粗糙程度會(huì)影響小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離,水平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)距離越遠(yuǎn),在此基礎(chǔ)上通過(guò)科學(xué)推理得到結(jié)論,應(yīng)用了實(shí)驗(yàn)加科學(xué)推理的方法;
①用光線(xiàn)描繪光的傳播方向,應(yīng)用了模型法;
②真空不能傳聲,應(yīng)用了實(shí)驗(yàn)加科學(xué)推理的方法;
③影響壓力作用效果的因素,應(yīng)用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法;故選②;
(5)此實(shí)驗(yàn)所給器材基礎(chǔ)上,添加一個(gè)小木塊,根據(jù)小木塊被推動(dòng)距離的長(zhǎng)短,比較小車(chē)動(dòng)能的大小,所以一定可探究的是B。
故答案為:(1)初速度相同;(2)毛巾;(3)降低小車(chē)從斜面開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的高度;(?4)②;(?5)B。
考點(diǎn)二:運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
運(yùn)動(dòng)和力的問(wèn)題是力學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容,也是中考熱點(diǎn)問(wèn)題。解決此類(lèi)問(wèn)題,不僅要會(huì)根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況,還要會(huì)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷物體的受力情況。
角度1:由物體受力情況判斷物體運(yùn)動(dòng)情況
【例一】一列以速度v勻速行駛的列車(chē)內(nèi)有一水平桌面,桌面上的A處有一小球.若車(chē)廂內(nèi)的旅客突然發(fā)現(xiàn)(俯視圖)小球沿如圖?所示的虛線(xiàn)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則由此可以判斷列車(chē)的運(yùn)行情況是( )。
A.減速行駛,向南轉(zhuǎn)彎;B.減速行駛,向北轉(zhuǎn)彎;
C.加速行駛,向南轉(zhuǎn)彎;D.加速行駛,向北轉(zhuǎn)彎
【答案】A。
【解析】火車(chē)以速度v勻速行駛,球突然向前運(yùn)動(dòng),說(shuō)明火車(chē)正在減速,球由于慣性要保持原來(lái)的速度,故相對(duì)火車(chē)前進(jìn);球同時(shí)相對(duì)火車(chē)向北運(yùn)動(dòng),?說(shuō)明火車(chē)向南加速(向南轉(zhuǎn)彎),球由于慣性在南北方向要保持原來(lái)的分速度(為零)?,故相對(duì)與火車(chē)向北運(yùn)動(dòng);火車(chē)同時(shí)參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),故A符合題意。
【例二】如圖所示,若小球向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩子斷裂假設(shè)所有力同時(shí)消失,此后,小球的運(yùn)動(dòng)情況是( )。
A.勻速直線(xiàn)下落;
B.勻速直線(xiàn)上升;
C.勻速直線(xiàn)斜向上運(yùn)動(dòng);
D.沿水平方向向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
【答案】D。
【解析】根據(jù)牛頓第一定律可知,物體在不受外力作用時(shí),原來(lái)靜止的物體將永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將永遠(yuǎn)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度的大小和方向都不改變;
小球向右擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向是水平向右的,繩子斷裂假設(shè)所有外力突然消失時(shí),小球仍然保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即小球沿水平方向向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故D正確。
角度2:由物體運(yùn)動(dòng)情況判斷物體受力情況
【例一】如圖所示,水平傳送帶以v=0.8m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),將行李箱輕輕的放在傳動(dòng)器的左端。下列分析正確的是(忽略空氣阻力,傳送帶足夠長(zhǎng))( ?。?。
A.行李箱在傳送過(guò)程中動(dòng)能越來(lái)越大;
B.行李箱受到的摩擦力是阻力;
C.行李箱剛放上傳送帶時(shí)受到向左的靜摩擦力;
D.若傳送帶突然停止運(yùn)動(dòng),行李箱由于慣性將向右運(yùn)動(dòng)或傾倒
【答案】D。
【解析】ABC.將行李箱輕輕的放在傳動(dòng)器的左端時(shí),行李箱的速度為0,行李箱受到傳動(dòng)帶對(duì)行李箱向右的摩擦力的作用,與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),滑動(dòng)摩擦力使行李箱向右運(yùn)動(dòng),故是動(dòng)力;由于摩擦力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向一致,所以行李箱的速度逐漸增大,由于傳動(dòng)帶足夠長(zhǎng),所以行李箱的速度最終等于傳送帶的速度,與傳送帶一起向右運(yùn)動(dòng)。由于行李箱的質(zhì)量不變,故行李箱的動(dòng)能先增大后不變。故ABC錯(cuò)誤;
D.在傳送過(guò)程中,若傳送帶突然停止運(yùn)動(dòng),行李箱由于慣性,將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)或傾倒。故D正確。故選D。
【例二】如圖,木塊豎立在小車(chē)上,隨小車(chē)一起以相同的速度向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下列分析不正確的有( ?。?。
①木塊受到小車(chē)對(duì)它向右的摩擦力;
②木塊運(yùn)動(dòng)速度越大,慣性也越大;
③木塊對(duì)小車(chē)的壓力與小車(chē)對(duì)木塊的支持力是一對(duì)平衡力;
④當(dāng)小車(chē)受到阻力突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),如果木塊與小車(chē)接觸面非常光滑,木塊將向右傾倒。
A.①②③? ? B.②③④?? ? C.①④?? D.①②③④
【答案】D。
【解析】①由于木塊隨小車(chē)一起以相同的速度向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊和小車(chē)間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以木塊沒(méi)有受到摩擦力的作用,錯(cuò)誤;
②慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),物體的運(yùn)動(dòng)速度不影響慣性的大小,錯(cuò)誤;
③木塊對(duì)小車(chē)的壓力與小車(chē)對(duì)木塊的支持力作用在不同的物體上,所以不是一對(duì)平衡力,錯(cuò)誤;
④如果木塊與小車(chē)接觸面非常光滑(無(wú)摩擦力),木塊由于慣性會(huì)向前做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則木塊不會(huì)傾倒,錯(cuò)誤。故選D。
考點(diǎn)三:對(duì)牛頓第一定律的理解
對(duì)力的作用效果的理解:
1.牛頓第一定律表明任何物體在不受任何外力的作用時(shí),總保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
2.自然界不受外力作用的物體是不存在的,這里所說(shuō)物體不受外力應(yīng)該理解為物體所受外力的合力為零。如果物體不受外力作用,原來(lái)靜止的物體繼續(xù)靜止,原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體繼續(xù)作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
3.牛頓第一定律的意義,在于它準(zhǔn)確的描述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。由牛頓第一定律我們可以看出,沒(méi)有力的時(shí)候,物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。所以,力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因,或者說(shuō),勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。另一方面,它也說(shuō)明,如果物體受到力的作用,它將不能保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),也就說(shuō)明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。因此力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可以描述為:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持運(yùn)動(dòng)的原因。
角度1:對(duì)牛頓第一定律的理解
【例一】下列說(shuō)法正確的是( )。
A.牛頓第一定律在任何條件下都是成立的;
B.伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)是牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ);
C.在水平面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于沒(méi)有外力維持它運(yùn)動(dòng)的原因;
D.在水平面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于木塊慣性逐漸減小的原因
【答案】B。
【解析】物體在速度極快(接近光速)或物體極小時(shí),牛頓第一定律不成立,故A錯(cuò)誤;
伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)是牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上,總結(jié)出牛頓第一定律,故B正確;
在水平面上滑動(dòng)的木塊最終停下來(lái),是由于受到摩擦力的作用,故C錯(cuò)誤;
慣性與物體質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量不變,慣性大小不變.慣性的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),不管物體是否運(yùn)動(dòng)和怎樣運(yùn)動(dòng),都具有慣性,故D錯(cuò)誤。答案為B。
【例二】關(guān)于牛頓第一定律的理解,下列說(shuō)法正確的是( ?。?br />
A.牛頓第一定律是通過(guò)想象得出來(lái)的;
B.物體只要運(yùn)動(dòng),就一定受到力的作用;
C.不受力的物體,一定保持靜止?fàn)顟B(tài);
D.物體在不受到力的作用時(shí),總保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
【答案】D。
【解析】A.牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)理論推導(dǎo)得出的,故A錯(cuò)誤;
BC.根據(jù)牛頓第一定律,原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)不受力時(shí),將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故BC錯(cuò)誤;
D.根據(jù)牛頓第一定律,物體在不受到力的作用時(shí),總保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故D正確。故選D。
考點(diǎn)四:慣性及其應(yīng)用
對(duì)于關(guān)系,關(guān)鍵要弄清兩點(diǎn):
一、慣性是物體本身的一種屬性,無(wú)任何條件;
二、慣性的大小只和質(zhì)量有關(guān),與物體的速度無(wú)關(guān);質(zhì)量越大,慣性越大。
分析慣性問(wèn)題的一般思路:確定研究對(duì)象→分析研究對(duì)象原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)→研究對(duì)象受力情況→運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變情況→慣性的表現(xiàn)。
角度1:對(duì)慣性的理解
【例一】小金在進(jìn)行百米賽跑時(shí)經(jīng)歷了加速、減速等階段,最終沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn)。以下關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是( ?。?。
A.小金加速跑時(shí)的慣性比減速跑時(shí)大;
B.小金沖過(guò)終點(diǎn)線(xiàn),停下來(lái)時(shí)沒(méi)有慣性;
C.小金整個(gè)跑步過(guò)程慣性大小不變;
D.小金在加速、減速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)才有慣性
【答案】C。
【解析】A.物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大;與物體運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
BD.慣性是指物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),一切物體在任何情況下都具有慣性,故BD錯(cuò)誤;
C.物體慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,慣性越大。小金在整個(gè)跑步過(guò)程中,質(zhì)量不變,其慣性大小不變,故C正確;故選C。
【例二】為迎接2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì),國(guó)家滑雪運(yùn)動(dòng)隊(duì)積極訓(xùn)練。如圖所示,某運(yùn)動(dòng)員沿斜坡滑下,獲得一定速度后進(jìn)人水平賽道做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),然后從水平賽道末端飛出,飛行一段時(shí)間后落到斜坡上,不計(jì)空氣阻力,關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的說(shuō)法正確的是( )。
A.勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力平衡,無(wú)慣性;
B.飛行過(guò)程受力不變,慣性不變;
C.飛行過(guò)程動(dòng)能增加,慣性變大;
D.飛行過(guò)程慣性不變,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變
【答案】B。
【解析】A.勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力平衡,有慣性,故A錯(cuò)誤;
BCD。飛行過(guò)程只受重力,質(zhì)量不變慣性不變,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,速度增大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,故CD錯(cuò)誤,B正確。故選B。
角度2:慣性的應(yīng)用
【例一】下列做法中,屬于防止慣性帶來(lái)危害的是( )。
A.拍打衣服除去灰塵? B.跳遠(yuǎn)時(shí)要快速助跑 C.行車(chē)時(shí)要保持車(chē)距 ?D.將盆中的水潑出去
【答案】C。
【解析】拍打衣服除去灰塵、跳遠(yuǎn)時(shí)要快速助跑、將盆中的水潑出去都是利用慣性為生產(chǎn)生活服務(wù);行車(chē)時(shí)要保持車(chē)距是為了防止慣性帶來(lái)的危害。故ABD不符合題意;C符合題意。故選C。
【例二】小東和媽媽周末乘車(chē)到郊外去游玩,下列有關(guān)慣性的說(shuō)法正確的是( )。
A.小東和媽媽都系上安全帶,是為了減小汽車(chē)行駛中人的慣性;
B.汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),小東向前傾,是由于受到慣性力的作用;
C.駕駛員松開(kāi)油門(mén)后,汽車(chē)仍向前滑行了一段距離,是由于汽車(chē)具有慣性;
D.高速公路嚴(yán)禁超速,是因?yàn)槠?chē)速度越大,慣性越大
【答案】C。
【解析】A.小東和媽媽都系上安全帶,是為了減小由于慣性帶來(lái)的傷害,人的質(zhì)量不變,其慣性大小不變,故A錯(cuò)誤;
B.慣性不是力,不能說(shuō)受到慣性力的作用,故B錯(cuò)誤;
C.駕駛員松開(kāi)油門(mén)后,汽車(chē)仍向前滑行了一段距離,是由于汽車(chē)具有慣性,要保持原先運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,故C正確;
D.汽車(chē)質(zhì)量不變,慣性不變,故D錯(cuò)誤。故選C。
考點(diǎn)五:探究二力平衡條件
考向點(diǎn)撥:
1.兩邊托盤(pán)必須相同的目的:為了使兩邊的拉力相同;
2.使用光滑桌面的目的:減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
3.探究平衡的兩個(gè)力是否在同一直線(xiàn)上:必須保持研究物體兩端受力相同,使研究物體轉(zhuǎn)過(guò)一定角度,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
4.探究平衡的兩個(gè)力是否大小相同:必須保持兩個(gè)力在同一條直線(xiàn)上,且兩端托盤(pán)里的砝碼質(zhì)量不相等或兩端鉤碼的數(shù)目不相同,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
5.探究平衡的兩個(gè)力是否作用在同一物體上:必須保持平衡力大小相等且方向相反,作用在同一直線(xiàn)上,讓兩個(gè)力不同時(shí)作用在同一物體上,觀察物體是否處于平衡狀態(tài);
6.實(shí)驗(yàn)一般選擇物體在靜止?fàn)顟B(tài)的原因:靜止?fàn)顟B(tài)便于觀察和操作;
7.進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)的目的:得出普遍規(guī)律,避免實(shí)驗(yàn)的偶然性;
8.二力平衡的條件為:作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在一條直線(xiàn)上;
9.二力平衡的條件:同體、等大、反向、共線(xiàn)。
【例一】某實(shí)驗(yàn)小組探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,M為一輕薄塑料片,實(shí)驗(yàn)中所用的鉤碼均為100g,不計(jì)繩重及摩擦(g取10N/kg)。
?
(1)在圖甲的裝置中滑輪的作用是_______。
(2)當(dāng)左右兩端同時(shí)各掛1個(gè)鉤碼時(shí),塑料片靜止,其左端受到的拉力F1?與右端受到的拉力F2?的方向_______;當(dāng)左端再掛上一個(gè)鉤碼時(shí),如圖乙所示,塑料片將做_______(選填“勻速”或“變速”)運(yùn)動(dòng),此時(shí)塑料片受到的合力為_(kāi)______N。
(3)在圖甲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用剪刀將塑料片從中間剪斷,斷開(kāi)的塑料片向兩邊加速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明不在同一物體上的兩個(gè)力________平衡(選填“能”或“不能”)。
【答案】改變力的方向;相反;變速;1;不能。
【解析】(1)在圖甲的裝置中滑輪是定滑輪,它的作用是改變力的方向。
(2)當(dāng)左右兩端同時(shí)各掛1個(gè)鉤碼時(shí),塑料片靜止,其左端受到的拉力F1向左,右端受到的拉力F2的方向向右,F(xiàn)1、F2的方向相反。
當(dāng)左端再掛上一個(gè)鉤碼時(shí),如圖乙所示,塑料片受到的力左側(cè)大于右側(cè),故紙片將做變速運(yùn)動(dòng);此時(shí)塑料片受到的合力為;
(3)在圖甲實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,用剪刀將塑料片從中間剪斷,斷開(kāi)的塑料片各自受到同側(cè)鉤碼的拉力向兩邊加速運(yùn)動(dòng),不再是平衡狀態(tài),說(shuō)明不任同一物體上的兩個(gè)力不能平衡。
【例二】在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中:
(1)如圖甲所示,甲同學(xué)將系于小卡片(重力可忽略不計(jì))?兩端的線(xiàn)分別跨過(guò)左右支架上的滑輪,在線(xiàn)的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向__________,兩端所掛鉤碼質(zhì)量相等時(shí),小卡片才能保持靜止,說(shuō)明平衡的兩個(gè)力大小____________;
(2)當(dāng)小卡片平衡時(shí),甲同學(xué)將小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,松手后瞬間小卡片_______(選填“能”或“不能”)平衡,設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究______________;
(3)若乙同學(xué)在左右支架上裝配兩個(gè)滑輪時(shí)沒(méi)有安裝成相同高度(如圖乙所示),你認(rèn)為_(kāi)____(選填“能”或“不能”)?用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn);丙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示實(shí)驗(yàn)方案,同學(xué)們認(rèn)為該方案沒(méi)有甲同學(xué)的好,主要原因是丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)___________。
【答案】相反;相等;不能;不在同一條直線(xiàn)上的兩個(gè)力是否平衡;能;實(shí)驗(yàn)用的木塊放在水平桌面上,木塊和桌面之間的摩擦力較大,摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響較大。
【解析】(1)[1]小卡片兩端通過(guò)滑輪各掛一個(gè)鉤碼,兩個(gè)鉤碼由于重力通過(guò)繩子對(duì)小卡片施加了兩個(gè)向相反方向的拉力。
[2]該實(shí)驗(yàn)是通過(guò)調(diào)整鉤碼個(gè)數(shù)來(lái)改變拉力大小的,當(dāng)兩端所掛鉤碼質(zhì)量相等時(shí)說(shuō)明小卡片受到的力大小相等,小卡片才能保持靜止,說(shuō)明平衡的兩個(gè)力大小相等。由于小卡片的質(zhì)量較小,所以實(shí)驗(yàn)中選擇小卡片的目的是不考慮小卡片的重力。
(2)[3]要探究一對(duì)平衡力在同一直線(xiàn)上,可將小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線(xiàn)上,觀察小卡片不能平衡。因?yàn)樾】ㄆ伸o止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)了,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變了。
[4]小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,小卡片受到的兩個(gè)力就不在同一條直線(xiàn)上了,所以設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究不在同一條直線(xiàn)上的兩個(gè)力是否平衡。
(3)[5]圖乙中,兩個(gè)定滑輪的位置雖然不等高,但是當(dāng)兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一直線(xiàn)上、作用在同一個(gè)物體上時(shí),小卡片還是處于靜止?fàn)顟B(tài),照樣能完成實(shí)驗(yàn)。
[6]甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)用的小卡片重力小,懸在空中時(shí)繩子與滑輪間的摩擦力較?。槐瑢W(xué)實(shí)驗(yàn)用的木塊放在水平桌面上,木塊和桌面之間的摩擦力較大,摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響較大,所以甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)。
考點(diǎn)六:二力平衡條件的應(yīng)用
1.判斷兩個(gè)力是否是一對(duì)平衡力:看這兩個(gè)力是否滿(mǎn)足:同體、等大、反向、共線(xiàn)。
2.判斷物體是否受力平衡:若物體靜止或做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則物體不受力或受力平衡;若物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,則物體受到非平衡力的作用。
3.已知物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求力:當(dāng)物體受兩個(gè)力的作用且處于平衡狀態(tài)時(shí),知道其中一個(gè)力的大小和方向,可以根據(jù)二力平衡的條件求出另一個(gè)力的大小和方向。
4.二力平衡的應(yīng)用:
(1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力時(shí),就是利用二力平衡條件。
(2)放在桌面上的花瓶受到豎直向下的重力和桌面對(duì)他豎直向上的支持力,二力平衡。
(3)懸掛著的吊燈,受到豎直向下的重力和吊線(xiàn)對(duì)它豎直向上的拉力,二力平衡。
(4)在水平道路上勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的汽車(chē),水平方向受到向前的牽引力和向后的阻力,二力平衡。
(5)在豎直方向,汽車(chē)受到向下的重力和路面對(duì)它向上的支持力,二力平衡。
角度1:判斷物體是否受力平衡
【例一】如圖所示,在水平桌面上的條形磁鐵和鄰近的鐵塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )。
A.靜止在水平面上的鐵塊的重力,就是它對(duì)水平面的壓力;
B.磁鐵受到的合力和鐵塊受到的合力一定都等于零;
C.鐵塊受到磁鐵的吸引力和磁鐵受到鐵塊的吸引力是一對(duì)平衡力;
D.鐵塊受到磁鐵的吸引力大于磁鐵受到鐵塊的吸引力
【答案】B。
【解析】A.鐵塊對(duì)桌面的壓力,施力物體是鐵塊;鐵塊受到的重力,施力物體是地球。所以壓力只能等于重力,但不是重力,故A錯(cuò)誤;
B.磁鐵和鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài),受到平衡力的作用,所以它們的合力一定為零,故B正確;
CD.鐵塊受到磁鐵的吸引力和磁鐵受到鐵塊的吸引力大小相等,作用力分別在兩個(gè)物體上,是一對(duì)相互作用力,故CD錯(cuò)誤。故選B。
【例二】關(guān)于放在桌子上靜止的花瓶,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.花瓶受到的重力和花瓶對(duì)桌面的壓力是相互作用力;
B.花瓶受到的重力和桌面對(duì)花瓶的支持力是一對(duì)平衡力;
C.桌面對(duì)花瓶的支持力和花瓶對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力;
D.桌面對(duì)花瓶的支持力和桌子對(duì)地面的壓力是相互作用力
【答案】B。
【解析】A.花瓶受到的重力和花瓶對(duì)桌面的壓力方向相同,不是相互作用力,故A錯(cuò)誤;
B.花瓶受到的重力和桌面對(duì)花瓶的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上,作用在同一條直線(xiàn)上,是平衡力,故B正確;
C.桌面對(duì)花瓶的支持力和花瓶對(duì)桌面的壓力是作用在不同物體上的兩個(gè)力,不是一對(duì)平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.桌面對(duì)花瓶的支持力和桌子對(duì)地面的壓力,兩個(gè)力的大小不相等,且不是發(fā)生在相互作用的兩個(gè)物體之間的力,不是相互作用力,故D錯(cuò)誤。故選B。
角度2:根據(jù)二力平衡條件求力
【例一】如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,物體運(yùn)動(dòng)速度υ與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示,由圖像可知( ?。?。
A.當(dāng)t=2s時(shí),物體保持靜止?B.只有當(dāng)t=4s時(shí),物體作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C.物體受到的合力為4N D.物體受到的摩擦力為4N
【答案】D。
【解析】A.由丙圖可知,當(dāng)t=2s時(shí),物體速度不為0,不是靜止?fàn)顟B(tài),故A錯(cuò)誤;
B.由丙圖可知,物體在0~4s內(nèi)速度沒(méi)有變化,都處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.由丙圖可知,物體處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),受到的合力為0,故C錯(cuò)誤;
D.由乙丙兩圖可知,在0~4s內(nèi)物體受到4N的拉力作用,作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力,摩擦力也為4N,故D正確。故選D。
【例一】如圖所示,放在水平面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖b所示,物體運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖C所示,由圖象可知,當(dāng)t=1s時(shí),物體受到的摩擦力為_(kāi)____N,當(dāng)t=5s時(shí),物體受到的合力為_(kāi)_________N。
【答案】2;0。
【解析】由圖像b可知,當(dāng)t=1s時(shí),F(xiàn)的大小為2N;
由圖像c知,前2s時(shí)物體速度為零,即保持靜止,靜止為平衡狀態(tài),所以受力平衡,則1s時(shí)物體受到的摩擦力與拉力相等,即摩擦力為2N;
當(dāng)t=5s時(shí),由圖像c知,物體保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),也是平衡狀態(tài),受力平衡;
根據(jù)平衡力的條件,即二力大小相等,方向相反,所以可知此時(shí)物體受到的合力為零。
考點(diǎn)七:判斷摩擦力的大小和方向
摩擦力的大小和方向的判斷如下:
(1)定義分析法:摩擦力的方向與物體相對(duì)應(yīng)的或相對(duì)應(yīng)的趨勢(shì)方向相反;
(2)假設(shè)分析法:假設(shè)物體受到某個(gè)方向的摩擦力,看在這個(gè)摩擦力存在情況下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與實(shí)際是否相符,相符說(shuō)明假設(shè)成立,反之不成立;
(3)二力平衡法:由二力平衡條件可知,一對(duì)平衡力等大、反向、同體、共線(xiàn),所以對(duì)處于平衡狀態(tài)的物體,可以通過(guò)物體之間受力的關(guān)系確定物體是否收到了摩擦力以及摩擦力的方向。
角度1:判斷摩擦力的方向
【例一】如圖所示,用10N的力握住重為5N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止,此時(shí)礦泉水瓶受到的摩擦力大小為_(kāi)_____N,方向?yàn)開(kāi)_____;當(dāng)握力增大至20N,此時(shí)礦泉水瓶受到的摩擦力大小將______(填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】5N;豎直向上;不變。
【解析】[1][2]用10N的力握住重為5N的礦泉水瓶,使礦泉水瓶在豎直方向上保持靜止,此時(shí)礦泉水瓶受力平衡,摩擦力與重力是一對(duì)平衡力,所以摩擦力的大小等于重力5N,重力方向豎直向下,故摩擦力方向豎直向上。
[3]當(dāng)握力增大至20N時(shí),礦泉水瓶仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),摩擦力與重力仍然平衡,大小相等,故摩擦力大小保持不變。
【例二】熱愛(ài)運(yùn)動(dòng)的小羅同學(xué)在平直跑道上跑步。如圖所示,當(dāng)他后腳用力蹬地時(shí),后腳鞋底受到地面摩擦力的方向是向______的。鞋底有花紋,是為了______摩擦。
【答案】前;增大。
【解析】[1]當(dāng)用后腳蹬地時(shí),腳底相對(duì)于地面向后滑動(dòng),所以腳底會(huì)受到地面給其向前的摩擦力。
[2]鞋底有花紋,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的。
角度2:摩擦力大小的判斷與計(jì)算
【例一】如圖,一個(gè)箱子靜止在水平地面,小聰用150N的水平拉力將箱子移動(dòng)了0.4m,小聰?shù)睦ψ龉開(kāi)______J。待箱子靜止后,小明用80N的水平推力推這個(gè)箱子沒(méi)有推動(dòng),小明的推力做功_______J,此時(shí)箱子受到地面的摩擦力為_(kāi)______N?。
【答案】60;0;80。
【詳解】小聰?shù)睦ψ龉?br />
小明用80N的水平推力推這個(gè)箱子沒(méi)有推動(dòng),此過(guò)程只有力沒(méi)有距離,小明的推力不做功,做功為0J;此時(shí)箱子受到地面的摩擦力為靜摩擦力,大小等于小明的推力80N。
【例二】某同學(xué)用2N的力沿水平方向推一輛在水平桌面上的小車(chē),小車(chē)沿力的方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則小車(chē)受到的摩擦力大小是________N;若僅把水平推力由2N增大為3N后,則小車(chē)受到的摩擦力大小將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】2;不變。
【解析】[1]小車(chē)在水平方向上作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),小車(chē)在水平方向上處于平衡狀態(tài),則在水平方向上受的力是平衡力;即摩擦力和推力是一對(duì)平衡力;推力大小等于2N,摩擦力大小也為2N。
[2]當(dāng)水平推力由2N增大為3N后,由于接觸面的粗糙程度以及小車(chē)對(duì)地面的壓力大小都不變,小車(chē)受到的摩擦力大小將不變。
考點(diǎn)八:探究影響摩擦力大小的因素
摩擦力的大小和方向的判斷如下:
(1)定義分析法:摩擦力的方向與物體相對(duì)應(yīng)的或相對(duì)應(yīng)的趨勢(shì)方向相反;
(2)假設(shè)分析法:假設(shè)物體受到某個(gè)方向的摩擦力,看在這個(gè)摩擦力存在情況下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與實(shí)際是否相符,相符說(shuō)明假設(shè)成立,反之不成立;
(3)二力平衡法:由二力平衡條件可知,一對(duì)平衡力等大、反向、同體、共線(xiàn),所以對(duì)處于平衡狀態(tài)的物體,可以通過(guò)物體之間受力的關(guān)系確定物體是否收到了摩擦力以及摩擦力的方向。
角度1:判斷摩擦力的方向
【考向點(diǎn)撥】
1.要測(cè)出摩擦力大小物體應(yīng)做什么運(yùn)動(dòng):勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
2.如何確定摩擦力大小:勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)與摩擦力大小相等(二力平衡);
3.可說(shuō)明摩擦力大小與壓力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟:1和2;
4.摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟:1和3或1和4之間;
5.測(cè)量誤差產(chǎn)生原因:很難做到勻速運(yùn)動(dòng)、彈簧測(cè)力計(jì)在運(yùn)動(dòng)中讀數(shù)會(huì)有誤差;
6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論找出生活中利用摩擦力的例子:汽車(chē)輪胎、自行車(chē)把、膠鞋等;
7.添加鉤碼的目的:為了探究摩擦力大小與壓力的關(guān)系;
8.探究實(shí)驗(yàn)的物理方法:控制變量法。
【例一】在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,器材有:木板、鐵塊、木塊和彈簧測(cè)力計(jì)。
(1)物理興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了如下操作:
a.如圖甲所示,將鐵塊平放在木板表面上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)鐵塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為;
b.如圖乙所示,將木塊疊放在鐵塊正上方,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)鐵塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為;
c.如圖丙所示,將鐵塊疊放在木塊正上方,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為。
分析以上操作:
①操作a和b是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小跟_______的關(guān)系;
②比較操作b和c可得鐵塊表面比木塊表面_______些。
(2)在老師的指導(dǎo)下物理興趣小組的同學(xué)改進(jìn)了該實(shí)驗(yàn),如圖丁所示。當(dāng)用力拉動(dòng)長(zhǎng)木板在水平桌面上運(yùn)動(dòng),鐵塊保持靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為;
①此時(shí)鐵塊受到摩擦力的大小為_(kāi)______,方向?yàn)樗絖______;
②按圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有較多的優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)列舉兩條:_______;_______。
【答案】壓力大小;光滑;1;向左;不必使長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);彈簧測(cè)力計(jì)靜止,示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù)(其它答案合理即可)。
【解析】(1)滑動(dòng)摩擦力的大小只與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),操作和中接觸面都是鐵塊,但是壓力不同,因此探究的是滑動(dòng)摩擦力與壓力大小的關(guān)系。
操作和中壓力相同,但是接觸面不同。接觸面為鐵塊時(shí)拉力較小,所以操作b中的摩擦力較小,因此鐵塊表面比木塊表面光滑。
(2)對(duì)鐵塊受力分析,水平方向受到向右的彈簧測(cè)力計(jì)的拉力1N,要想保持靜止,必須受到一個(gè)向左的同樣大小的力,而這個(gè)力只能是木板對(duì)鐵塊的摩擦力,因此鐵塊受到摩擦力的大小為1N,方向水平向左。
圖丁所示的實(shí)驗(yàn)裝置有兩個(gè)最常見(jiàn)的優(yōu)點(diǎn):一是不必使長(zhǎng)木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木板與木塊之間的滑動(dòng)摩擦力始終會(huì)保持恒定;二是彈簧測(cè)力計(jì)保持靜止,示數(shù)穩(wěn)定,便于讀數(shù)。
【例一】如圖所示,小南同學(xué)在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,將同一木塊依次放在水平木板、毛巾表面上,分別完成了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)中,必須水平拉動(dòng)木塊做______運(yùn)動(dòng);圖乙中摩擦力的大小為_(kāi)_____N。
(2)比較分析______兩次實(shí)驗(yàn),說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)。
(3)在進(jìn)行乙圖所示的實(shí)驗(yàn)時(shí),改變放在木塊上的砝碼,通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到摩擦力f與作用在物體表面的壓力F壓?的關(guān)系圖像如圖丁所示。由圖丁可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為2N時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小為_(kāi)_____N。若當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2N,此時(shí)木塊做______(選填“變速”或“勻速”)運(yùn)動(dòng)。
【答案】勻速直線(xiàn);2.2;甲乙;0.8;變速。
【解析】(1)[1]實(shí)驗(yàn)中,必須水平拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),物體在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡的條件,拉力大小才等于摩擦力的大小。
[2]?圖乙中測(cè)力計(jì),1N之間有10個(gè)小格,1小格代表0.2N,分度值為0.2N,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.2N,故摩擦力的大小為2.2N。
(2)[3]研究滑動(dòng)摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān),要控制接觸面粗糙程度相同,故比較甲、乙兩幅圖,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力的大小與作用在物體表面的壓力有關(guān)。
(3)[4]根據(jù)得到的如圖丁的摩擦力f與作用在物體表面的壓力F壓?的關(guān)系圖像可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為2N時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小為0.8N。
[5]?由圖可知,當(dāng)木塊與砝碼的總重力為4N時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力大小為1.6N,若此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2N,即拉力大小為2N,因拉力大于物體受到的滑動(dòng)摩擦力,則木塊將做加速運(yùn)動(dòng),也是變速運(yùn)動(dòng)。
【真題演練】
1.(2021·江蘇中考真題)一輛汽車(chē)在圓形跑道上做快慢不變的運(yùn)動(dòng),下列關(guān)于該汽車(chē)的說(shuō)法正確的是( )。
A.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,受力平衡 B.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,受力不平衡
C.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,受力平衡 D.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,受力不平衡
【答案】D。
【解析】汽車(chē)在圓形跑道上做快慢不變的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的快慢雖然不變,但運(yùn)動(dòng)的方向在改變,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變,處于非平衡狀態(tài),受力不平衡。故選D。
2.(2021·廣西貴港市)以下對(duì)四個(gè)體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中涉及的物理知識(shí)描述正確的是( )。
A.踢足球——踢出去的足球在草地上越滾越慢是因?yàn)樽闱虿皇芰Φ淖饔茫?br />
B.立定跳遠(yuǎn)——腳用力向后蹬地,是為了增大慣性;
C.打排球——大力扣球,手對(duì)球的作用力大于球?qū)κ值淖饔昧Γ?br />
D.引體向上——雙手握住單杠靜止時(shí),人受到的重力與單杠對(duì)人的拉力是平衡力
【答案】D。
【解析】A.踢出去的足球在草地上越滾越慢是因?yàn)樽闱蚴艿搅俗枇Φ淖饔?,故A錯(cuò)誤;
B.一腳用力向后蹬地,是為了增大動(dòng)能,慣性只與質(zhì)量有關(guān),故B錯(cuò)誤;
C.大力扣球,手對(duì)球的作用力與球?qū)κ值淖饔昧κ窍嗷プ饔昧?,大小相等,方向相反,故C錯(cuò)誤;
D.雙手握住單杠靜止時(shí),人受到的重力與單杠對(duì)人的拉力,滿(mǎn)足同一物體,大小相等,方向相反,且人也處于靜止?fàn)顟B(tài),故人受到的重力與單杠對(duì)人的拉力是平衡力,故D正確。故選D。
3.(2021·貴州中考真題)對(duì)力的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是( )。
A.跳離地面的運(yùn)動(dòng)員不再受重力;
B.不接觸的兩個(gè)物體間也會(huì)產(chǎn)生彈力;
C.物體對(duì)桌面的壓力是物體發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的;
D.摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)
【答案】C。
【解析】A.地球的一切物體都受重力作用,跳離地面的運(yùn)動(dòng)員仍受重力,故A錯(cuò)誤;
B.彈力的產(chǎn)生條件是直接接觸、并有彈性形變,兩個(gè)物體接觸不一定有形變,所以不一定有彈力,故B錯(cuò)誤;
C.彈力是施力物體的形變引起的,物體對(duì)桌面的壓力是由于物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生,故C正確;
D.摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力,摩擦力總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故D錯(cuò)誤。故選C。
4.(2021·黑龍江大慶市)關(guān)于力和運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( )。
A.子彈在空中飛行,是因?yàn)樽訌検艿綉T性的作用力大于空氣阻力;
B.人站在沼澤地上會(huì)下陷,是因?yàn)槿藢?duì)地面的壓力大于地面對(duì)人的支持力;
C.系安全帶是為了減小車(chē)內(nèi)人員的慣性;
D.物體運(yùn)動(dòng)速度改變的過(guò)程中,一定受到力的作用
【答案】D。
【解析】A.子彈在空中飛行,是因?yàn)樽訌椌哂袘T性,慣性是一種性質(zhì),不能說(shuō)受到慣性的作用力,故A錯(cuò)誤;
B.人對(duì)地面的壓力和地面對(duì)人的支持力是一對(duì)相互作用力,大小相同,故B錯(cuò)誤;
C.系安全帶是為了減小慣性給車(chē)內(nèi)人員帶來(lái)的危害,故C錯(cuò)誤;
D.物體運(yùn)動(dòng)速度改變了,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,物體一定受到力的作用,故D正確。故選D。
5.(2021·湖南張家界市)下列關(guān)于輪滑運(yùn)動(dòng)中涉及到的物理知識(shí)說(shuō)法正確的是( )。
A.輪滑要向前運(yùn)動(dòng)必須要受到向前的力;
B.勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)運(yùn)動(dòng)員受到的幾個(gè)力是相互平衡的;
C.運(yùn)動(dòng)員所受重力和輪滑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力是一對(duì)相互作用力;
D.輪滑停下來(lái)主要是因?yàn)槭艿降孛鎸?duì)它的摩擦力
【答案】D。
【解析】A.輪滑要向前運(yùn)動(dòng)是由于慣性,不一定受到了力,故A錯(cuò)誤;
B.勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)運(yùn)動(dòng)員,不是平衡態(tài),而受到的幾個(gè)力是不是相互平衡的,故B錯(cuò)誤;
C.運(yùn)動(dòng)員所受重力和輪滑對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力是平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.輪滑停下來(lái)主要是因?yàn)槭艿降孛鎸?duì)它的摩擦力,故D正確。故選D。
6.(2021·廣西賀州市)如圖所示,甲乙疊放在一起,靜止在水平地而上,下列說(shuō)法正確的是( )。
A.甲受到的重力與甲對(duì)乙的壓力是一對(duì)平衡力;
B.乙受到的重力與地面對(duì)乙的支持力是一對(duì)相互作用力;
C.甲受到的重力與乙對(duì)甲的支持力是一對(duì)相互作用力;
D.甲受到的重力與乙對(duì)甲的支持力是一對(duì)平衡力
【答案】D。
【解析】A.甲受到的重力與甲對(duì)乙的壓力是兩個(gè)受力物體,故不是一對(duì)平衡力,故A錯(cuò)誤;
B.乙受到的重力與地面對(duì)乙的支持力兩個(gè)力的大小不同,所以不是一對(duì)相互作用力,故B錯(cuò)誤;
CD.甲受到的重力與乙對(duì)甲的支持力,受力物體都是甲,兩個(gè)力的大小相等,方向相反,故是平衡力,故C錯(cuò)誤;D正確。故選D。
7.(2021·內(nèi)蒙古中考真題)錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,如圖所示,下列說(shuō)法中正確的是( )。
A.錘柄撞擊桌面前,錘頭隨錘柄一起向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)錘頭和錘柄沒(méi)有慣性;
B.錘柄撞擊桌面時(shí),錘頭由于受到慣性力的作用緊套在錘柄上;
C.撞擊桌面時(shí),錘柄由于受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而停止運(yùn)動(dòng),此時(shí)錘柄沒(méi)有慣性;
D.錘柄撞擊桌面時(shí),錘頭由于慣性,還要保持原來(lái)向下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以緊套在錘柄上
【答案】D。
【解析】A.一切物體都有慣性,錘柄撞擊桌面前,錘頭隨錘柄一起向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)錘頭和錘柄也有慣性,故A錯(cuò)誤;
B.錘柄撞擊桌面時(shí),慣性不是力,不能說(shuō)錘頭由于受到慣性力的作用,而是錘頭由于具有向下運(yùn)動(dòng)的慣性,緊套在錘柄上,故B錯(cuò)誤;
C.撞擊桌面時(shí),錘柄由于受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而停止運(yùn)動(dòng),物體任何時(shí)候都具有慣性,此時(shí)錘柄仍有慣性,故C錯(cuò)誤;
D.錘柄撞擊桌面時(shí),錘柄由于受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而停止運(yùn)動(dòng),錘頭由于慣性,還要保持原來(lái)向下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以緊套在錘柄上,故D正確。故選D。
8.(2021·四川攀枝花市)坐在向前行駛汽車(chē)?yán)锏男×量匆?jiàn)路旁的樹(shù)木向后運(yùn)動(dòng),他是以______為參照物,司機(jī)要求他必須系好安全帶,因?yàn)槠?chē)緊急剎車(chē)時(shí),人由于______將繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),可能造成碰撞傷害。
【答案】行駛的汽車(chē);慣性。
【解析】[1]坐在向前行駛汽車(chē)?yán)锏男×量匆?jiàn)路旁的樹(shù)木向后運(yùn)動(dòng),相對(duì)于樹(shù)木的位置發(fā)生改變的是行駛的汽車(chē),所以他是以行駛的汽車(chē)為參照物,路旁的樹(shù)木向后運(yùn)動(dòng)。
[2]一切物體都具有慣性,慣性是指物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),人由于慣性將繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。
9.(2021·寧夏中考真題)如圖甲所示,物體受水平拉力F的作用,在同一水平地面上運(yùn)動(dòng)。從開(kāi)始,物體的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示。關(guān)于這個(gè)過(guò)程描述正確的是(______)
A.物體一直做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
B.物體在內(nèi)通過(guò)的路程是;
C.時(shí),若,則物體受到的摩擦力大于;
D.從到的過(guò)程中,物體受到的摩擦力不變
理由:______
【答案】D;見(jiàn)解析。
【解析】[1] 對(duì)ABCD分析如下:
A.由圖乙可知,物體在0~3s內(nèi)速度為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),3~6s物體處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),6~9s物體處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.若9s內(nèi)物體一直做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),9s內(nèi)物體通過(guò)的路程是
s=vt=2m/s9s=18m
由A分析可知,物體在內(nèi)通過(guò)的路程不是18m,故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)t=1s時(shí),F(xiàn)=2N,由圖乙可知,物體靜止,靜摩擦力等于拉力為2N,故C錯(cuò)誤;
D.從到的過(guò)程中,物體受拉力和滑動(dòng)摩擦力,物體對(duì)地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變,故D正確。
故描述正確的是D。
[2]綜合以上分析,D選項(xiàng)正確,理由是:滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),物體對(duì)地面的壓力不變,接觸面的粗糙程度不變,滑動(dòng)摩擦力的大小不變。
10.(2021·廣西賀州市)早上,小明坐在勻速行駛的公共汽車(chē)上,以公共汽車(chē)為參照物,小明是______(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)的;當(dāng)公共汽車(chē)突然剎車(chē)時(shí),由于______小明會(huì)向前傾倒。
【答案】靜止;慣性。
【解析】[1]以公共汽車(chē)為參照物,小明相對(duì)于公共汽車(chē)的位置沒(méi)有發(fā)生變化,是靜止的。
[2]當(dāng)公共汽車(chē)突然剎車(chē)時(shí),小明的下部隨車(chē)停止,上部由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),所以小明會(huì)向前傾倒。
11.(2021·山東東營(yíng)市)如圖是中國(guó)女子冰壺隊(duì)參加比賽的精彩瞬間。冰壺離開(kāi)手之后仍然會(huì)向前運(yùn)動(dòng)是因?yàn)楸鶋鼐哂?______。比賽時(shí)兩位隊(duì)員在冰壺前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是為了 ______(選填“增大”或“減小”)冰壺與冰面間的摩擦力。
【答案】慣性;減小。
【解析】[1]慣性是指物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),一切物體都具有慣性,故冰壺離開(kāi)手之后仍然會(huì)向前運(yùn)動(dòng)是因?yàn)楸鶋鼐哂袘T性。
[2]由于水膜的形成使冰壺與冰面分離,從而減小冰壺與冰面間的摩擦力。
12.(2021·貴州中考真題)瑞瑞同學(xué)用下圖實(shí)驗(yàn)裝置“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”,請(qǐng)你與他合作,回答下列問(wèn)題:
(1)緩慢拉動(dòng)木板B,直到物塊A與木板B之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),觀察某時(shí)刻彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)(如圖)為_(kāi)_____N;
(2)若保持A、B間接觸面粗糙程度、接觸面積大小不變,在A上增加鉤碼,重復(fù)(1)操作,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與______有關(guān);
(3)若保持______不變,在B上分別鋪棉布、毛巾,重復(fù)(1)操作,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)發(fā)生變化,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度有關(guān);
(4)若保持A、B間壓力大小、接觸面粗糙程度不變,改變A、B間的接觸面積大小,重復(fù)(1)操作,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與______無(wú)關(guān)。
【答案】3.4;壓力大小;壓力大小和接觸面積大小;接觸面積大小。
【解析】(1)[1]由圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,示數(shù)為3.4N。
(2)[2]保持A、B間接觸面粗糙程度、接觸面積大小不變,在A上增加鉤碼,即增大力壓力,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,則摩擦力增大,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小有關(guān)。
(3)[3]探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)保持A、B間壓力、接觸面積大小不變,改變接觸面的粗糙程度。
(4)[4]保持A、B間壓力大小、接觸面粗糙程度不變,改變A、B間的接觸面積大小,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,即摩擦力大小不變,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積大小無(wú)關(guān)。
13.(2021·江蘇蘇州市)在探究“阻力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí),使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車(chē).
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要固定斜面,并將小車(chē)從斜面上______(同一/不同)位置由靜止釋放;
(2)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可推理,若水平面絕對(duì)光滑,則運(yùn)動(dòng)的小車(chē)將在水平面上______;
(3)如圖,若實(shí)驗(yàn)中小車(chē)僅在木板上滑行時(shí)滑出了右端,是否需要重做本實(shí)驗(yàn)以獲取可靠的證據(jù)?答:______(需要/不需要)
(4)在本實(shí)驗(yàn)中,“小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離”反映的是______。
A.小車(chē)在水平面上所受阻力大小
B.阻力對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的影響情況
C.A、B選項(xiàng)均正確
【答案】同一;勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);不需要;B。
【解析】(1)[1]根據(jù)控制變量法,小車(chē)達(dá)到水平面時(shí)的速度應(yīng)相同,應(yīng)將小車(chē)從斜面上同一位置由靜止釋放。
(2)[2]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,阻力越小的軌道滑得越遠(yuǎn),若水平面絕對(duì)光滑,即沒(méi)有阻力,小車(chē)將作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(3)[3]若公在木板上滑出右端,不需要重做本實(shí)驗(yàn),因?yàn)橐呀?jīng)得知在木板上滑行距離大于棉布和毛巾。
(4)[4]本實(shí)驗(yàn)是探究阻力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)的影響,小車(chē)在水平面時(shí)速度相同,滑行越遠(yuǎn),說(shuō)明阻力影響越小,滑行越近,說(shuō)明阻力影響越大,因此在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離反映阻力的影響情況。
14.(2021·湖南衡陽(yáng)市)小華同學(xué)用下面的裝置探究二力平衡的條件,具體操作如下:
(1)如圖甲所示,用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個(gè)滑輪、、分別釘在木板上,木板豎直掛起待用,用大號(hào)縫衣針把細(xì)線(xiàn)沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線(xiàn)穿過(guò),并在緊靠塑料塊的兩側(cè)各打一線(xiàn)結(jié),使塑料塊與細(xì)線(xiàn)固定在一起,且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)表明,作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力,方向相反,但___________不相等,則這兩個(gè)力不平衡。
(2)按住塑料塊,把跨過(guò)輪的細(xì)線(xiàn)移到輪上,在兩線(xiàn)端掛上相同質(zhì)量的鉤碼,松手后塑料塊由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),如圖乙所示。按住塑料塊,把跨過(guò)輪的細(xì)線(xiàn)移到輪上,把塑料塊轉(zhuǎn)過(guò),松手后塑料塊由靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),如圖丙所示。由此表明,作用在同物體上的兩個(gè)力,如果僅僅大小相等,方向成某一角度或方向相反但___________,這兩個(gè)力不平衡。
(3)在探究同一問(wèn)題時(shí),另一同學(xué)將木塊放在水平桌面上,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的實(shí)驗(yàn),同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)于此實(shí)驗(yàn),其主要原因是___________。
A.塑料塊容易扭轉(zhuǎn)
B.塑料塊是比較容易獲取的材料
C.減少了摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
【答案】大??;不在同一直線(xiàn)上;C。
【解析】(1)[1]由圖甲知道,作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力大小等于鉤碼的重力,方向相反,由于大小不相等,物體不能處于平衡態(tài),所以,這兩個(gè)力不平衡。
(2)[2]由圖乙、丙知道,兩個(gè)大小相等,方向成某一角度或方向相反但不在同一直線(xiàn)上的力作用下,物體不能處于平衡態(tài),即這兩個(gè)力不是平衡力。
(3)[3]兩圖相比知道,甲圖可減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,故選C。
【過(guò)關(guān)檢測(cè)】
1.如圖所示,一個(gè)木箱放在水平地面上,小軍用一個(gè)水平向右的力推木箱,但未推動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.推力小于木箱所受的摩擦力;
B.推木箱時(shí),小軍不受到木箱的作用力;
C.木箱受到的重力和地面的支持力是一對(duì)平衡力;
D.若此時(shí)木箱所受的外力同時(shí)消失,木箱慣性將消失,它將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
【答案】C。
【解析】A.木箱處于靜止?fàn)顟B(tài),那么它受到的推力與摩擦力相互平衡,即二者大小相等,故A錯(cuò)誤;
B.物體間力的作用是相互的,因此推木箱時(shí),小軍也受到木箱對(duì)他的作用力,故B錯(cuò)誤;
C.木箱受到的重力和地面的支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線(xiàn)上,是一對(duì)平衡力,故C正確;
D.根據(jù)牛頓第一定律可知,若此時(shí)木箱所受的外力同時(shí)消失,木箱會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),但是它的慣性不變,故D錯(cuò)誤。故選C。
2.如圖對(duì)拔河比賽中涉及的物理知識(shí),下列說(shuō)法正確的是( )。
A.拔河比賽中,運(yùn)動(dòng)員穿上新的球鞋,是為了減小摩擦力;
B.比賽中,甲隊(duì)取勝,是因?yàn)榧钻?duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力大于乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)的拉力;
C.為了取勝,常選用體重較大的運(yùn)動(dòng)員,是為了增大壓力,增大摩擦力;
D.拔河中甲乙兩隊(duì)分勝負(fù)靜止時(shí),甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力,與甲隊(duì)受到的摩擦力是一對(duì)平衡力
【答案】C。
【解析】A.拔河比賽中,運(yùn)動(dòng)員穿上新的球鞋,是為了增大與地面的摩擦力,故A錯(cuò)誤;
B.比賽中,因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?,故甲?duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力等于乙隊(duì)對(duì)甲隊(duì)的拉力,故B錯(cuò)誤;
C.使用體重較大的運(yùn)動(dòng)員,主要是為了增大對(duì)地面的壓力,從而增大摩擦力,故C正確;
D.拔河中甲乙兩隊(duì)分勝負(fù)靜止時(shí),甲隊(duì)對(duì)乙隊(duì)的拉力,與甲隊(duì)受到的摩擦力,受力物體不同,不符合平衡力的條件,故不是平衡力,故D錯(cuò)誤。故選C。
3.下列說(shuō)法不正確的是( )。
A.殲擊機(jī)投入戰(zhàn)斗前要拋掉副郵箱,目的是減小質(zhì)量,減小慣性;
B.發(fā)射衛(wèi)星時(shí),要順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射,是利用慣性;
C.車(chē)?yán)锏某丝驼f(shuō)“房屋、樹(shù)木在后退”時(shí)以自己為參照物;
D.甲乙兩人并排站在勻速上行的自動(dòng)扶梯上,甲相對(duì)乙是運(yùn)動(dòng)的
【答案】D。
【解析】A.殲擊機(jī)投入戰(zhàn)斗前要拋掉副郵箱,目的是減小質(zhì)量,減小慣性,使殲擊機(jī)更加靈活,故A正確,不符合題意;
B.發(fā)射衛(wèi)星時(shí),要順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射,利用衛(wèi)星的慣性,更加容易發(fā)射,故B正確,不符合題意;
C.車(chē)?yán)锏某丝驼f(shuō)“房屋、樹(shù)木在后退”,則是以向前的自己為參照物,故C正確,不符合題意;
D.甲乙兩人并排站在勻速上行的自動(dòng)扶梯上,因兩人都是勻速且并排上行,故兩人是相對(duì)靜止的,故D錯(cuò)誤,符合題意。故選D。
4.如圖為小明玩跳跳桿的情景,下列分析正確的是( )。
A.跳跳桿離開(kāi)地面繼續(xù)上升是因?yàn)槭艿綉T性力的作用;
B.跳跳桿離開(kāi)地面在下落的過(guò)程中速度大小保持不變;
C.跳跳桿豎直彈起后到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間,它受力平衡;
D.跳跳桿著地時(shí),它受的重力小于地面對(duì)它的支持力
【答案】D。
【解析】A.跳跳桿跳起離開(kāi)地面繼續(xù)上升,是因?yàn)樘鴹U具有慣性,仍要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),慣性不是力,不能說(shuō)受到慣性力的作用,故A錯(cuò)誤;
B.跳跳桿離開(kāi)地面在下落的過(guò)程中速度越來(lái)越快,故B錯(cuò)誤;
C.跳跳桿豎直彈起后到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間,只受到重力作用,故它受力是不平衡的,故C錯(cuò)誤;
D.跳跳桿著地前做加速運(yùn)動(dòng),落地時(shí)對(duì)地面的壓力大于它受的重力大小,根據(jù)力作用的相互性,它對(duì)地面的壓力和地面對(duì)它的支持力是一對(duì)相互作用力,大小相等,故地面對(duì)它的支持力大于其重力,即跳跳桿著地時(shí),它受的重力小于地面對(duì)它的支持力,故D正確。故選D。
5.電動(dòng)平衡車(chē)是一種時(shí)尚代步工具。當(dāng)人駕駛平衡車(chē)在水平路面上勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)(空氣阻力忽略不計(jì)),下列說(shuō)法正確的是( )。
A.人可能受到向前的摩擦力;
B.平衡車(chē)給地面的壓力與地面對(duì)平衡車(chē)的支持力是相互作用力;
C.平衡車(chē)的重力與地面對(duì)平衡車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力;
D.關(guān)閉電機(jī),平衡車(chē)仍繼續(xù)前進(jìn)是由于其受到慣性作用
【答案】B。
【解析】A.人站在平衡車(chē)上相對(duì)于平衡車(chē)靜止,人和平衡車(chē)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故人不受摩擦力,故A錯(cuò)誤;
B.平衡在地面上給了地面壓力,地面給了平衡車(chē)支持力,這兩個(gè)力是相互作用力,故B正確;
C.對(duì)平衡車(chē)進(jìn)行受力分析,平衡車(chē)受到人的壓力、重力和地面的支持力,平衡車(chē)在三個(gè)力的作用下平衡,所以平衡車(chē)的重力與地面對(duì)平衡車(chē)的支持力不是一對(duì)平衡力,故C錯(cuò)誤;
D.慣性是物體本身的一種性質(zhì),在描述慣性時(shí)不能說(shuō)物體受到的慣性,故D錯(cuò)誤。故選B。
6.習(xí)總書(shū)記把消防隊(duì)伍稱(chēng)為“同老百姓貼得最近聯(lián)系最緊的隊(duì)伍”。圖甲是一名消防戰(zhàn)土正在進(jìn)行直桿滑降訓(xùn)練的場(chǎng)景,他從約5m高處滑到離地面20cm懸停,先后經(jīng)歷了a,b,c,d四個(gè)階段,整個(gè)過(guò)程中,速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )。
A.在0~16s內(nèi),消防戰(zhàn)士受到的摩擦力大小保持不變;
B.只有b階段,消防戰(zhàn)士處于平衡狀態(tài);
C.在5~14s內(nèi),消防戰(zhàn)士受到的重力與摩擦力大小相等;
D.在14~20s內(nèi),消防戰(zhàn)士受到的摩擦力方向豎直向下
【答案】C。
【解析】A..a(chǎn)階段消防戰(zhàn)士處于勻加速過(guò)程,摩擦力小于重力;b階段消防戰(zhàn)士勻速下滑,摩擦力等于重力;c階段消防戰(zhàn)士減速下滑,摩擦力大于重力,故A錯(cuò)誤;
B.b階段處于消防戰(zhàn)士勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),受力平衡,處于平衡狀態(tài);d階段消防戰(zhàn)士懸停,也是平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.在5~14s內(nèi),消防戰(zhàn)士做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),受到的重力與摩擦力大小相等,處于平衡狀態(tài),故C正確;
D.在14~16s內(nèi),消防戰(zhàn)士減速下落,摩擦力大于重力,方向豎直向上;在16~20s內(nèi),消防戰(zhàn)士懸停,摩擦力等于重力,方向豎直向上,故消防戰(zhàn)士受到的摩擦力方向豎直向上,故D錯(cuò)誤。
故選C。
7.A物體受到甲、乙兩彈簧測(cè)力計(jì)向相反方向的拉力,當(dāng)A物體_____時(shí),它處于平衡狀態(tài),如圖所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_(kāi)___N。
【答案】靜止(或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng));1.8。
【解析】[1]A物體受到甲、乙兩彈簧測(cè)力計(jì)向相反方向的拉力,當(dāng)A物體靜止(或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))時(shí),它處于平衡狀態(tài)。
[2]以左側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)為研究對(duì)象,測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài),受到一對(duì)為1.8N的平衡力,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于1.8N;同理以右側(cè)彈簧測(cè)力計(jì)為研究對(duì)象,測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài),受到一對(duì)為1.8N的平衡力,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)仍為1.8N。
8.如圖所示,物體甲的質(zhì)量為0.7kg,物體乙恰好水平向右勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則物體乙受到的摩擦力f=_______ N。若要使物體乙水平向左勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則需給乙施加一個(gè)F=______ N水平向左的力(不計(jì)繩重,繩與滑輪間的摩擦)。
【答案】7;14。
【解析】[1]甲乙通過(guò)定滑輪連接,物體乙恰好水平向右勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此受到的摩擦力等于拉力等于甲的重力即
[2] 若要使物體乙水平向左勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則需要克服摩擦力和甲的拉力,壓力和接觸面粗糙程度不變,因此摩擦力不變,故。
9.摩擦力在日常生活中無(wú)處不在,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析:
(1)一木塊靜止在表面粗糙的木質(zhì)水平桌面上,它共受到____個(gè)力的作用,所受重力與____是一對(duì)平衡力。將木塊換成條形磁鐵甲,如圖 1 所示,條形磁鐵乙向左運(yùn)動(dòng),逐漸靠近條形磁鐵甲,A、N 為異名磁極,若甲始終靜止,甲所受摩擦力的方向向____(選填“左”或“右”)。
(2)如圖 2 所示為機(jī)場(chǎng)的水平電梯,電梯帶著小昊以相同速度勻速前進(jìn),此時(shí)小昊____(選填“有” 或“沒(méi)有”)受到電梯施加的摩擦力;電梯忽然停止工作,行李箱由于____向前滑行,小海迅速用向下的力按著行李箱使之停下,這是通過(guò)____方法來(lái)增加摩擦力。
【答案】2;支持力;左;沒(méi)有;慣性;增大壓力的。
【解析】(1)[1] [2] [3]一木塊靜止在表面粗糙的木質(zhì)水平桌面上,它共受到2個(gè)力的作用,分別是重力和支持力,此時(shí)木塊處于平衡狀態(tài),所以重力與支持力是一對(duì)平衡力;當(dāng)條形磁鐵乙向左運(yùn)動(dòng),逐漸靠近條形磁鐵甲,由于A、N 為異名磁極,會(huì)相互吸引,所以甲受到向右的吸引力,此時(shí)雖然甲始終靜止,但甲有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以甲所受摩擦力的方向向左。
(2)[4] [5] [6]水平電梯帶著小昊以相同速度勻速前進(jìn),此時(shí)小昊與電梯既沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),也沒(méi)有存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以此時(shí)小昊沒(méi)有受到電梯施加的摩擦力;電梯忽然停止工作,行李箱由于慣性向前滑行,小海迅速用向下的力按著行李箱使之停下,這是通過(guò)增大壓力的方法來(lái)增加摩擦力。
10.連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質(zhì)細(xì)繩分別繞過(guò)定滑輪與A、B相連,細(xì)繩恰好水平,如圖所示。當(dāng)A重3N。B重5N時(shí),M恰好做水平勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),若滑輪摩擦不計(jì),此時(shí)M受到的摩擦力大小為_(kāi)______ N。方向是_______。當(dāng)B剛觸地時(shí),若A.M都不會(huì)與滑輪相碰,M受到的摩擦力方向是______________。
【答案】2;水平向左;水平向左。
【解析】[1]因?yàn)镸恰好做水平勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以M受力平衡,根據(jù)對(duì)M的受力分析可知,此時(shí)M受到的摩擦力大小為f=GB-GA=5N-3N=2N
[2]經(jīng)分析可知,此時(shí)M水平向右運(yùn)動(dòng),所以摩擦力的方向?yàn)樗较蜃蟆?br />
[3]當(dāng)B剛觸地時(shí),若A、M都不會(huì)與滑輪相碰,由于慣性,M將繼續(xù)水平向右運(yùn)動(dòng),所以M受到的摩擦力方向還是水平向左。
11.如圖甲所示,完全相同的A、B兩物塊疊放在水平桌面上,用F1=50N的水平力作用在B物塊上,A、B一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)B物塊所受的摩擦力為_(kāi)____N;若將F2=80N的水平力按如圖乙所示作用在A物塊上,它們一起做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則桌面對(duì)A物塊的摩擦力為_(kāi)____N。
【答案】50;50。
【解析】在甲圖中,F(xiàn)1對(duì)B有50N的推力,B相對(duì)于A有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則A對(duì)B有向左的摩擦力,由于物體B勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則此摩擦力與F1為一對(duì)平衡力,即此摩擦力大小等于50N;
在甲圖中,將A、B看為一個(gè)整體,它們做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則桌面對(duì)它們的摩擦力與F1為一對(duì)平衡力,即桌面對(duì)A下表面的摩擦力大小等于F1,為50N;將F2=80N的水平力按如圖乙所示作用在A物塊上時(shí),它們一起做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),但它們對(duì)桌面的壓力大小不變,接觸面的粗糙程度也不變,則桌面對(duì)A物塊的摩擦力為大小也不變,仍然為50N。
12.在探究“影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。選取三個(gè)相同的木塊分別放在不同的接觸面上,其中甲、乙兩圖的接觸面是相同的木板,丙圖的接觸面是棉布。
(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在水平接觸面上做______運(yùn)動(dòng),根據(jù)______知識(shí)可知,木塊所受摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)如果想探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,應(yīng)選擇______兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),比較兩圖可得出的結(jié)論是______。
(3)某同學(xué)猜想:滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面積大小有關(guān)。于是他將甲圖中木塊切去一半(如圖丁所示),重復(fù)甲圖的實(shí)驗(yàn)操作。他比較圖甲和圖丁的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小有關(guān)。你認(rèn)為他探究過(guò)程中存在的問(wèn)題是______,改進(jìn)方法是______。
【答案】勻速直線(xiàn);二力平衡;乙丙;壓力相同時(shí),接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大;沒(méi)有控制壓力相同;見(jiàn)解析。
【解析】(1)[1][2]應(yīng)該用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊在接觸面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊受到的拉力和摩擦力是平衡力,根據(jù)二力平衡知識(shí)可知,木塊所受摩擦力大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
(2)[3][4]要探究滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面粗糙程度的關(guān)系,需要控制壓力大小相同,接觸面粗糙程度不同,圖乙丙符合題意;可以看出丙中接觸面比較粗糙,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)較大,摩擦力較大,可以得到壓力相同時(shí),接觸面越粗糙滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)[5][6]要探究摩擦力大小與接觸面積的大小的關(guān)系,需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同,改變接觸面積的大小,而將木塊切去一半,則在接觸面積變化的同時(shí),壓力也發(fā)生了變化,所以得出錯(cuò)誤結(jié)論??梢詫⑶邢碌哪緣K疊放在被拉木塊上面,重復(fù)甲的操作過(guò)程,比較它和甲的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論。
13.在“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中:
(1)小明調(diào)試實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),將小車(chē)從斜面上A處滑下,如圖甲所示,小車(chē)滑出水平木板右端而掉落下去。為讓小車(chē)不滑出木板,下列做法不可行的是_______;
A.小車(chē)仍從斜面A處滑下,換一個(gè)更長(zhǎng)的木板
B.增大斜面的傾角,小車(chē)仍從斜面上A處滑下
C.斜面傾角不變,小車(chē)從斜面上A處以下位置滑下
D.減小斜面的傾角,小車(chē)仍從斜面上A處滑下
(2)調(diào)試成功后,小明每次均將小車(chē)從斜面上同一高度處滑下,讓小車(chē)分別在毛巾、棉布和木板表面運(yùn)動(dòng),最終小車(chē)靜止時(shí)的位置如圖乙所示。由此可得:小車(chē)受到的阻力越小,運(yùn)動(dòng)的路程越________。進(jìn)一步推理可知:若小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為零,小車(chē)將保持________(填運(yùn)動(dòng)狀態(tài));
(3)在上述實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)在毛巾表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化量________(選填“大于”、“等于”或“小于”)在木板表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化量;
(4)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論是小明在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)科學(xué)推理得出的。下列得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程與該實(shí)驗(yàn)相同的是________。
A.探究影響壓力作用效果的因素
B.用小磁針探究磁體周?chē)拇艌?chǎng)
C.探究聲音能否在真空中傳播
D.探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系
【答案】B;長(zhǎng);勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);等于;C。
【解析】(1)[1]將小車(chē)從斜面上A處滑下,小車(chē)滑出水平木板右端而掉落,說(shuō)明小車(chē)到達(dá)水平面的動(dòng)能較大,速度較大,通過(guò)的路程比較大,所以為讓小車(chē)不滑出木板,可以換一個(gè)更長(zhǎng)的木板;或者將小車(chē)從高度較低處滑下,或者可以減小斜面的傾角,從而減小小車(chē)到達(dá)水平面的動(dòng)能,減小小車(chē)在水平面的速度,減小小車(chē)通過(guò)的路程;故不可行的方法是增大斜面的傾角,小車(chē)仍從斜面上A處滑下。故選B。
(2)[2][3]由圖示可知,小車(chē)受到的阻力越小,小車(chē)速度減小得越慢,運(yùn)動(dòng)的路程越遠(yuǎn);進(jìn)一步推理可知,當(dāng)阻力為零時(shí)(即小車(chē)不受摩擦力),則小車(chē)會(huì)在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(3)[4]由題意可知,小車(chē)從斜面上同一高度處滑下,所以小車(chē)到達(dá)毛巾表面和木板表面的水平面時(shí)的速度相等,而且小車(chē)最后在毛巾表面和木板表面上都會(huì)停下來(lái);所以小車(chē)在毛巾表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化量等于在木板表面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化量。
(4)[5]上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論是小明在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)科學(xué)推理得出的。所用的方法是理想是實(shí)驗(yàn)法;
A.探究影響壓力作用效果的因素用的方法是控制變量法,故A不符合題意;
B.用小磁針探究磁體周?chē)拇艌?chǎng)用的方法是轉(zhuǎn)換法,故B不符合題意;
C.探究聲音能否在真空中傳播用的方法是理想實(shí)驗(yàn)法,故C符合題意;
D.探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系用的方法是控制變量法,故D不符合題意。故選C。
14.(如圖所示),在“探究二力平衡”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)把木塊放在_______(填“光滑”或“粗糙” )的水平桌面上,向兩端的小盤(pán)里加砝碼,當(dāng)砝碼質(zhì)量________,木塊靜止.
(2)保持兩盤(pán)砝碼質(zhì)量相等,把木塊扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使拉力F1和F2不在同一直線(xiàn)上,松手后觀察到木塊會(huì)發(fā)生_____________,當(dāng)木塊恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),拉力F1和F2___________同一條直線(xiàn)上.
(3)由上述實(shí)驗(yàn)可得,當(dāng)一個(gè)物體受到兩個(gè)力作用時(shí),這兩個(gè)力平衡的條件是:這兩個(gè)力的大小___________,方向_________,作用在_______________.
【答案】光滑;相等;轉(zhuǎn)動(dòng);右;相等;相反;同一直線(xiàn)上。
【解析】(1)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí),為了防止摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響,所以實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)將木塊放在光滑的水平桌面上,然后向兩端的小盤(pán)里加砝碼,發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩盤(pán)砝碼質(zhì)量相等時(shí),木塊靜止,若砝碼質(zhì)量不相等時(shí),木塊不會(huì)靜止;
(2)由于二力平衡時(shí),這兩個(gè)力必須在同一條直線(xiàn)上,所以若F1和F2大小相等,但它們不在同一直線(xiàn)上.把木塊扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度則木塊 不會(huì)處在靜止?fàn)顟B(tài),將會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)木塊恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩個(gè)拉力在同一直線(xiàn)上;
(3)據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知,作用在同一物體上的兩個(gè)力,如果大小 相等,方向相反,并且在同一直線(xiàn)上,這兩個(gè)力就彼此平衡了。
故答案為(1)光滑;相等;(2)轉(zhuǎn)動(dòng);在;(3)相等;相反;同一條直線(xiàn)上。
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