一、知識(shí)結(jié)構(gòu)
二、知識(shí)清單+方法清單
模塊一 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
知識(shí)清單
一、阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
1. 歷史上的兩種觀(guān)點(diǎn)
(1)古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為:若要使一個(gè)物體持續(xù)運(yùn)動(dòng),就必須對(duì)它施加力的作用;如果這個(gè)力撤掉,物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。即物體的運(yùn)動(dòng) 力來(lái)維持(選填“需要”或“不需要”)。
(2)物理學(xué)家伽利略通過(guò)理想實(shí)驗(yàn),運(yùn)用邏輯推理,認(rèn)為:物體的運(yùn)動(dòng) 力來(lái)維持,運(yùn)動(dòng)的物體之所以停下來(lái),是因?yàn)槭艿搅俗枇Φ淖饔茫ㄟx填“需要”或“不需要”)。
2. 實(shí)驗(yàn)探究:阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】讓小車(chē)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(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)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(chē)每次在水平面上滑行的距離。
【實(shí)驗(yàn)器材】小車(chē)、長(zhǎng)木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】
(1)在水平木板上鋪上表面最粗糙的毛巾,讓小車(chē)從斜面頂端由靜止滑下,觀(guān)察小車(chē)在阻力較大的毛巾表面上滑行的距離。
(2)在水平木板上鋪上表面較粗糙的棉布,讓小車(chē)從斜面上同一位置由靜止滑下,觀(guān)察小車(chē)在阻力較小的棉布表面上滑行的距離。
(3)讓小車(chē)從斜面上同一位置由靜止滑下,觀(guān)察小車(chē)在更光滑的木板表面上滑行的距離。
(4)實(shí)驗(yàn)記錄表
【實(shí)驗(yàn)分析】
對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。小車(chē)在不同材料的平面上最終停下來(lái)的原因是因?yàn)槭艿? 的作用。小車(chē)受到的阻力越小,滑行的距離越大,速度減小得越 。
對(duì)上述結(jié)論進(jìn)一步推理可得:如果運(yùn)動(dòng)的物體受到的阻力為零,速度就不會(huì)減小,物體將以恒定不變的 永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。由此可以說(shuō)明伽利略的說(shuō)法是 的,即物體的運(yùn)動(dòng) 力來(lái)維持。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。若運(yùn)動(dòng)的物體不受阻力,物體的運(yùn)動(dòng)速度將不會(huì)減小,將保持做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【交流與討論】
(1)實(shí)驗(yàn)方法
①控制變量法:控制小車(chē)從斜面上同一高度處由靜止釋放,目的是使小車(chē)到斜面底端時(shí)具有相同的 ;
②科學(xué)推理法:若小車(chē)不受阻力時(shí),小車(chē)的速度將不會(huì)減小,將永遠(yuǎn)做 運(yùn)動(dòng)。
(2)對(duì)小車(chē)受力情況進(jìn)行分析
小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),在豎直方向受重力和支持力,這兩個(gè)力相互平衡,對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(3)選用小車(chē)而不選用木塊的原因:在相同的條件下,小車(chē)受到的阻力較小,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
二、牛頓第一定律
1. 牛頓第一定律的建立過(guò)程
(1)伽利略結(jié)論:意大利物理學(xué)家伽利略通過(guò)斜面小球?qū)嶒?yàn)認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)物體受到的阻力越小,速度減小的越慢,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。他又進(jìn)一步推論,若沒(méi)有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去。

(2)笛卡爾觀(guān)點(diǎn):法國(guó)物理學(xué)家笛卡爾對(duì)伽利略的觀(guān)點(diǎn)又進(jìn)行了補(bǔ)充:運(yùn)動(dòng)的物體在不受外力的情況下,它將速度不變、方向不變的永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,即作 運(yùn)動(dòng)。
(3)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)行了深入研究,總結(jié)出牛頓第一定律。
2. 牛頓第一定律
(1)內(nèi)容:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)。
(2)對(duì)牛頓第一定律的理解
①“一切物體”說(shuō)明該定律對(duì)所有物體都是普遍適用的,沒(méi)有特例,不論固體、液體,還是氣體都適用。
②“沒(méi)有受到力的作用”是指定律成立的條件?!皼](méi)有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物體確實(shí)沒(méi)有受到任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實(shí)際上,不受任何外力作用的物體是不存在的;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(shí)的作用效果。
③ “或”指兩種狀態(tài)必居其一,不能同時(shí)存在。也就是說(shuō),物體如果沒(méi)有受到力的作用,原來(lái)靜止的物體仍保持 狀態(tài),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將保持原來(lái)的速度大小和方向繼續(xù)做 運(yùn)動(dòng)。
④牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律,而是在大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步的 概括出來(lái)的。由該定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),因此它已經(jīng)成為公認(rèn)的物理學(xué)基本定律之一。
⑤牛頓第一定律說(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體 的原因,若不受力,則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變;反之,如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變,則物體一定受到了力的作用。
三、慣性
1. 探究慣性現(xiàn)象
(1)分析生活中一些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象。
①當(dāng)汽車(chē)急剎車(chē)時(shí),人會(huì)向前傾。
分析:當(dāng)汽車(chē)剎車(chē)時(shí),人的腳部與車(chē)廂接觸停止運(yùn)動(dòng),但是人體的上部分仍要保持它原來(lái)的 狀態(tài),所以會(huì)向前傾(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)。

②如圖所示,把一個(gè)雞蛋放在硬紙板上,硬紙板放在杯口上??焖偎綋舸蛴布埌鍟r(shí),發(fā)現(xiàn)硬紙板上的雞蛋沒(méi)有跟著紙板飛走,而是落入水杯中。
分析:硬紙板受到擊打力的作用,由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來(lái)的 狀態(tài)(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí),當(dāng)把籃球投出后,籃球繼續(xù)向前飛。
分析:當(dāng)把籃球投出后,籃球離開(kāi)手時(shí),仍要保持它原來(lái)的 狀態(tài)(離開(kāi)手時(shí)的速度),所以會(huì)繼續(xù)向前飛(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”)。
(2)探究歸納:物體不受力的作用時(shí),會(huì)保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這是物體固有的一種性質(zhì)。
2. 慣性
(1)慣性的定義:一切物體都有保持原來(lái) 不變的性質(zhì),我們把這種性質(zhì)叫做慣性。
(2)對(duì)慣性的理解
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:慣性的大小是由物體的 決定的,質(zhì)量越大,慣性越大,而與物體的形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處位置、受力情況等外界因素?zé)o關(guān)。
③慣性與牛頓第一定律的區(qū)別:慣性是物體本身的一種屬性,而牛頓第一定律是物體不受力時(shí)遵循的運(yùn)動(dòng)定律。任何物體在任何情況下都具有慣性,牛頓第一定律只有物體不受力時(shí)才成立。
(3)區(qū)分慣性與力
3. 利用慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象
(1)實(shí)例分析
①跑動(dòng)中的人,腳被絆住,會(huì)向前倒。
分析:跑動(dòng)中的人整個(gè)身體向前運(yùn)動(dòng),當(dāng)腳被絆住后停止運(yùn)動(dòng),而上半身由于 ,仍要保持原來(lái)的 狀態(tài),繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),所以人向前摔倒。
②如圖所示,撥動(dòng)簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時(shí),小球并沒(méi)有隨金屬片飛出。
分析:靜止的小球沒(méi)有受到擊打力的作用。有保持原有 狀態(tài)的性質(zhì),所以沒(méi)有隨金屬片飛出,而是落入支座上的凹槽中。
(2)解釋?xiě)T性現(xiàn)象的步驟:
①首先確定研究對(duì)象是哪個(gè)物體;
②明確該物體原來(lái)所處的狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)還是靜止);
③該物體(或物體的某一部分)由于外力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生怎樣的改變;
④最后確定該物體(或物體的其他部分)由于慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。
4. 慣性的利用實(shí)例
(1)跳遠(yuǎn)或跳高:跳遠(yuǎn)或跳高運(yùn)動(dòng)員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的 ,在空中繼續(xù)前進(jìn),以提高成績(jī)。
(2)錘頭變緊的方法: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,這是因?yàn)殄N柄突然停止時(shí),錘頭由于慣性會(huì)繼續(xù)向 運(yùn)動(dòng),這樣錘頭就會(huì)牢牢地套在錘柄上了。

(3)投鉛球、籃球、標(biāo)槍?zhuān)哼\(yùn)動(dòng)員在投鉛球、籃球、標(biāo)槍時(shí),盡量提高物體脫離手時(shí)的運(yùn)動(dòng) ,當(dāng)物體離開(kāi)手之后由于具有慣性,將保持這個(gè)速度運(yùn)動(dòng)下去,所以物體離開(kāi)手時(shí)的速度越大,運(yùn)動(dòng)的越 。
5. 慣性的危害和防止
慣性有時(shí)也會(huì)給人帶來(lái)危害,為防止慣性帶來(lái)的危害,人們采取了一些保護(hù)措施。例如交通事故的發(fā)生,多數(shù)是由于慣性造成的。所以乘坐交通工具時(shí),司機(jī)和乘客要系 ;車(chē)輛行駛要限載限 ;車(chē)輛行駛要保持 ;汽車(chē)要安裝安全氣囊等。
方法清單
考向01 探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
【例題1】(2023·西藏·中考真題)在“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,讓同一小車(chē)從同一斜面、同一高度由靜止滑下,其目的是使小車(chē)進(jìn)入水平面時(shí)的 相同;
(2)讓小車(chē)分別在毛巾、棉布、木板表面運(yùn)動(dòng),最終小車(chē)靜止時(shí)的位置如圖所示,可觀(guān)察到小車(chē)在 表面滑行的距離最遠(yuǎn),由此可得出:小車(chē)受到的阻力越 ,速度減小越慢。進(jìn)一步推理可得:如果小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為零,速度就不會(huì)減小,小車(chē)將保持 運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結(jié)合該實(shí)驗(yàn)結(jié)論,開(kāi)車(chē)時(shí)應(yīng) 才能保證行駛安全(寫(xiě)出一個(gè)合理答案即可)。
【訓(xùn)練1-1】(2024·山東棗莊·中考真題)在體育測(cè)試中,小明同學(xué)擲實(shí)心球的場(chǎng)景如圖所示,圖中a點(diǎn)是球剛離開(kāi)手的位置,球從a點(diǎn)上升到最高點(diǎn)b后下落到地面c點(diǎn),然后滾動(dòng)到d點(diǎn)停止。下列說(shuō)法正確的是( )
A.球從a點(diǎn)上升到b點(diǎn),是因?yàn)榍蚴艿绞值耐屏ψ饔?br>B.球在b點(diǎn)的速度為零
C.若球在b點(diǎn)受到的力全部消失,則球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.球從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)停止,說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持
【訓(xùn)練1-2】(2023·內(nèi)蒙古興安盟·中考真題)如圖甲是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)裝置。下列與此實(shí)驗(yàn)有關(guān)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中每次讓小車(chē)從斜面頂端由靜止滑下的目的是使小車(chē)到達(dá)水平面的速度大小相等
B.實(shí)驗(yàn)中改變木板表面的粗糙程度是為了改變運(yùn)動(dòng)的小車(chē)所受的阻力大小
C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及進(jìn)一步推理,如果小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力,它將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.如圖乙所示,小球從A點(diǎn)由靜止釋放擺動(dòng)到右側(cè)最高點(diǎn)C時(shí),若小球所受的力全部消失,可判斷小球?qū)⒆鰟蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)
考向02 牛頓第一定律及應(yīng)用
【例題2】如圖所示,在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛一個(gè)小球,將小球拉至 A 點(diǎn),使細(xì)線(xiàn)處于拉直狀態(tài),由靜止開(kāi)始釋放小球,不計(jì)摩擦,小球可在 A、B 兩點(diǎn)間來(lái)回?cái)[動(dòng)。當(dāng)小球擺到 B 點(diǎn)時(shí), 同時(shí)假如所有力都消失, 則小球?qū)? , 其原理是 ;當(dāng)小球從 B 點(diǎn)擺到 C 點(diǎn),同時(shí)假如所有力都消失,此時(shí)小球?qū)? 。(選填“沿 CD 方向勻速運(yùn)動(dòng)”、“沿 CE 方向勻速運(yùn)動(dòng)”或“沿 CF 方向勻速運(yùn)動(dòng)”)
【訓(xùn)練2-1】下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法,正確的是( )
A.重力的方向總是豎直向下的
B.牛頓第一定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的
C.運(yùn)動(dòng)的物體具有慣性,靜止的物體不具有慣性
D.物體不受力時(shí)不會(huì)一直運(yùn)動(dòng),會(huì)慢慢停下來(lái)
【訓(xùn)練2-2】如圖所示,在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛一個(gè)小球,將小球拉至A點(diǎn),使細(xì)線(xiàn)處于拉直狀態(tài),由靜止開(kāi)始釋放小球,不計(jì)摩擦,小球可在A、B兩點(diǎn)間來(lái)回?cái)[動(dòng);當(dāng)小球擺到B點(diǎn)時(shí),細(xì)線(xiàn)恰好斷開(kāi),則小球?qū)ⅲ? )
A.在B點(diǎn)保持靜止 B.沿BE方向運(yùn)動(dòng) C.沿BC方向運(yùn)動(dòng) D.沿BD方向運(yùn)動(dòng)
考向03 慣性、慣性現(xiàn)象與應(yīng)用
【例題3】(2024·牡丹江·中考真題)下列運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景中屬于利用慣性的是( )
A.舉重運(yùn)動(dòng)員用力將杠鈴舉起
B.田徑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)用力向后蹬地
C.標(biāo)槍運(yùn)動(dòng)員投擲前向前助跑
D .百米運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)后不能立刻停下來(lái)
【訓(xùn)練3-1】(2024·吉林長(zhǎng)春·中考真題)生活中防止慣性帶來(lái)危害的實(shí)例是( )
A.系安全帶 B.向前潑水 C.?dāng)S實(shí)心球D.跳遠(yuǎn)助跑
【訓(xùn)練3-2】關(guān)于牛頓第一定律和慣性,下列說(shuō)法正確的是( )
A.牛頓第一定律可以用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證
B.一切物體都具有慣性
C.牛頓第一定律說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持
D.小轎車(chē)行車(chē)時(shí)司乘人員系安全帶是為了減小慣性
模塊二 二力平衡
知識(shí)清單
一、二力平衡的條件
1. 現(xiàn)象探究
(1)如圖甲所示,懸掛的小球靜止。受到的力有有重力G與 F拉。
(2)如圖乙所示,水平桌面上靜止的物體。受到的力有重力G與桌面的 F支。

甲 乙 丙 丁
(3)如圖丙所示,勻速下落的跳傘運(yùn)動(dòng)員。運(yùn)動(dòng)員受到的力有重力G與空氣的 F阻。
(4)如圖丁所示,小車(chē)在推力作用下沿水平面向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。在豎直方向上受到的力有:汽車(chē)的重力G、地面的 N;在水平方向上受到的力有:牽引力F、空氣與地面的 f。
探究歸納:牛頓第一定律是在理想狀況下成立的,而在現(xiàn)實(shí)中,當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用,當(dāng)作用效果相互抵消時(shí),也能保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即 不變。
2. 平衡力與平衡狀態(tài)
(1)物體受到幾個(gè)力作用時(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)力相互平衡,物體處于 狀態(tài)。
(2)二力平衡:當(dāng)物體受到兩個(gè)力的作用時(shí),如果物體保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們就說(shuō)這兩個(gè)力相互平衡,簡(jiǎn)稱(chēng) 平衡。
3. 實(shí)驗(yàn)探究:二力平衡的條件
【提出問(wèn)題】二力平衡時(shí),二力的大小、方向、作用點(diǎn)應(yīng)該有什么關(guān)系?它們?cè)谝粭l直線(xiàn)上嗎?
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】如下圖,將小車(chē)放在光滑的水平桌面上,使小車(chē)在水平方向上受兩個(gè)力的作用。采用控制變量法進(jìn)行探究,分別改變這兩個(gè)力的大?。ㄍㄟ^(guò)改變砝碼的質(zhì)量)、方向、是否共線(xiàn)(通過(guò)扭轉(zhuǎn)小車(chē)實(shí)現(xiàn))和是否同體(通過(guò)分別拉2輛小車(chē)實(shí)現(xiàn)),由靜止釋放小車(chē),觀(guān)察小車(chē)在什么條件下會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)。
【實(shí)驗(yàn)器材】木板、小車(chē)、砝碼多個(gè)、細(xì)線(xiàn)、定滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)、等質(zhì)量小盤(pán)2個(gè)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)】
(1)如實(shí)驗(yàn)裝置圖甲所示,將小車(chē)放在光滑的水平桌面上,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置。在兩邊的托盤(pán)里分別放上質(zhì)量不相等的砝碼,觀(guān)察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。

(2)在兩邊的托盤(pán)里放上質(zhì)量相等的砝碼,觀(guān)察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。
(3)將連接小車(chē)右側(cè)托盤(pán)的細(xì)線(xiàn)掛于小車(chē)左側(cè)掛鉤處,使二力的方向同時(shí)向左,觀(guān)察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況(乙圖)。
(4)控制二力的大小不變,方向相反,把小車(chē)在水平桌面上扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放,觀(guān)察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況(丙圖)。
(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一直線(xiàn)上,用細(xì)線(xiàn)把兩個(gè)小車(chē)的掛鉤連在一起,用剪刀把細(xì)線(xiàn)剪斷,觀(guān)察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況(丁圖)。
(6)實(shí)驗(yàn)記錄
【分析與論證】
(1)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2可知,要使小車(chē)保持靜止,必須使兩托盤(pán)中砝碼的質(zhì)量相等,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力的大小 。
(2)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與3可知,當(dāng)二力方向相反時(shí),小車(chē)靜止;當(dāng)二力均向左拉,即方向相同時(shí),小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力方向 。
(3)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與4可知,當(dāng)把小車(chē)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使二力不在同一條直線(xiàn)上時(shí),小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。而小車(chē)重新恢復(fù)到原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),二力在同一條直線(xiàn)上,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力作用在 上。
(4)比較表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2與5可知,當(dāng)二力作用在同一物體上時(shí),小車(chē)靜止;當(dāng)二力作用在不同物體上時(shí),小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,說(shuō)明二力平衡的條件之一是兩個(gè)力作用在 上。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二力平衡的條件
作用在 物體上的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且在 上,這兩個(gè)力就彼此平衡。 記憶口訣:“同體、等大、反向、共線(xiàn)”。
【交流與評(píng)估】
(1)本實(shí)驗(yàn)中選用了小車(chē)而不選用木塊,是為了減小 給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差。
(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:可以不考慮物體的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
(3)實(shí)驗(yàn)中,桌面必須水平,否則小車(chē)的重力會(huì)影響實(shí)驗(yàn)。
(4)實(shí)驗(yàn)中,如果兩側(cè)的砝碼個(gè)數(shù)不相等但小車(chē)仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),則原因是小車(chē)受到桌面的 力比較大。
(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(duì)象,鉤碼通過(guò)定滑輪對(duì)卡片施加力的作用。
②當(dāng)兩線(xiàn)端所掛鉤碼質(zhì)量相等時(shí),小卡片靜止;當(dāng)兩線(xiàn)端所掛鉤碼質(zhì)量不等時(shí),小卡片運(yùn)動(dòng);把小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,松手時(shí),小卡片轉(zhuǎn)動(dòng);用剪刀把小卡片從中間剪開(kāi),松手時(shí),小卡片運(yùn)動(dòng)。
③本方案選用硬紙片的原因是減小 對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,但還受重力,因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有影響。

二、二力平衡條件的應(yīng)用
1. 確定力的大小和判斷力的方向
物體在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài),已知一個(gè)力的大小和方向,我們可以根據(jù)二力平衡條件求另一個(gè)力的 和 。

甲 乙 丙
(1)分析靜止在水平面上的物體的受力情況:如圖甲所示,因物體靜止,所以物體所受的重力G與地面對(duì)它的支持力F支是一對(duì) 力,則此二力大小相等、方向相反、作用在同一直線(xiàn)上,支持力的大小等于重力的大小F=G支,支持力的方向 。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受重力的原理:如圖乙所示,因?yàn)槲矬w靜止,所以物體所受的重力G與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力F是一對(duì) 力,則此二力大小相等、方向相反、作用在同一條直線(xiàn)上,所以物體重力的大小等于 的大小G=F。
2. 判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài))
如圖丙所示,水平路面上向左運(yùn)動(dòng)的小車(chē)受到的力有:在豎直方向上受到的力有:重力G、地面支持力N,是一對(duì)平衡力。在水平方向上有汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力F和地面與空氣的阻力f。
(1)若牽引力等于阻力F=f,則二力平衡,小車(chē)向左做 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
(2)若牽引力大于阻力F>f,二力不平衡,小車(chē)向左做 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);
(3)若牽引力小于阻力F<f,二力不平衡,小車(chē)向左做 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(以上均選填“勻速”、“加速”或“減速”)
3. 找重心:利用二力平衡,可以找不規(guī)則物體的重心,例如前邊學(xué)的用懸掛法找薄板的重心。
4. 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系:物體受到平衡力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 改變,即保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。物體受到非平衡力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 改變,即運(yùn)動(dòng)的速度或方向發(fā)生改變(均選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)。
5. 區(qū)別“平衡力”和“相互的力”
(1)實(shí)例分析:如圖甲所示,一本書(shū)靜止在水平桌面上時(shí),書(shū)所受重力G和桌面 是一對(duì)平衡力。如圖乙所示,書(shū)對(duì) 和桌面對(duì)書(shū)的支持力FN是一對(duì)相互作用力。

甲 乙
(2)“平衡力”與“相互的力”的區(qū)別
方法清單
考向01 平衡力和平衡狀態(tài)
【例題1】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
【訓(xùn)練1-1】如圖所示,將系在細(xì)線(xiàn)下的小球拉至A點(diǎn)釋放,小球?qū)⒃贏、C兩點(diǎn)之間往復(fù)擺動(dòng),下列分析中不正確的是( )
A.小球擺至A位置時(shí),處于平衡狀態(tài)
B.小球擺至A位置時(shí),若一切外力消失,則小球?qū)㈧o止
C.小球擺至B位置時(shí),若一切外力消失,小球?qū)⒈3謩蛩僦本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.小球擺至C位置時(shí),如果細(xì)線(xiàn)突然斷裂,則小球?qū)⒇Q直下落
【訓(xùn)練1-2】重5N的物體除重力外,僅受到豎直向上大小為5N的拉力作用。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不可能的是( )

A. 勾速圓周運(yùn)動(dòng) B.靜止不動(dòng)a
C. 豎直向上勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D. 斜向上勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
考向02 探究二力平衡條件
【例題2】如圖甲所示,這是小明“探究二力平衡條件”時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景。
(1)如果物體只受兩個(gè)力作用,且處于靜止?fàn)顟B(tài)或 狀態(tài),說(shuō)明這兩個(gè)力是相互平衡的。
(2)小明將系于小卡片(不計(jì)自重)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 (選填“相同”或“相反”),并通過(guò)調(diào)整鉤碼個(gè)數(shù)來(lái)改變拉力大小。
(3)當(dāng)小卡片平衡時(shí),小明將小卡片扭轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,松手后小卡片 (選填“能”或“不能”)平衡,由此實(shí)驗(yàn)步驟可知只有作用在 的兩個(gè)力才能平衡。
(4)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡,在圖甲所示情況下,小明下一步操作是 。
(5)在探究同一問(wèn)題時(shí),小華將木塊放在水平桌面上,設(shè)計(jì)了圖乙所示的實(shí)驗(yàn),同學(xué)們認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)于小華,原因是 。
【訓(xùn)練2-1】在探究“二力平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置,其中A為小車(chē),B為木塊,C為小卡片。
(1)同學(xué)們不斷改進(jìn)并先后設(shè)計(jì)了圖甲、乙、丙所示三個(gè)方案,圖丙的方案優(yōu)于甲和乙,其主要原因是 ;
A.小卡片容易扭轉(zhuǎn)
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇輕質(zhì)小卡片,是因?yàn)檩p質(zhì)卡片的 可忽略不計(jì);
(3)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變鉤碼的 來(lái)改變拉力,從而探究二力平衡時(shí)力的大小關(guān)系;
(4)如圖丁所示,當(dāng)卡片平衡時(shí),將其轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度,松手后觀(guān)察 (選填“釋放瞬間”或“最終”)卡片能否平衡。這樣做是為了說(shuō)明二力平衡時(shí)兩個(gè)力應(yīng)作用在 上;
(5)某小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己在利用圖戊裝置探究時(shí),左右支架上的兩個(gè)滑輪沒(méi)有安裝在相同的高度,該裝置 (選題“能”或“不能”)探究二力平衡的條件;
(6)為了探究二力平衡的兩個(gè)力是否作用在同一個(gè)物體上,操作方法是將小卡片 ,觀(guān)察小卡片能否平衡。
【訓(xùn)練2-2】下列關(guān)于“探究二力平衡條件”實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中,正確的是( )
①本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是兩邊所掛的鉤碼
②為了減小摩擦,應(yīng)把小車(chē)放在盡量光滑的水平桌面上
③調(diào)整兩邊的托盤(pán)所放的鉤碼的數(shù)量,可以改變力的大小
④向左右兩盤(pán)中放入相同質(zhì)量的砝碼,小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)小車(chē)只受到一對(duì)平衡力的作用
A.只有②③正確 B.只有②③④正確 C.只有①③④正確 D.①④正確
考向03 二力平衡的理解及應(yīng)用
【例題3】(2024·四川巴中·中考真題)如圖所示,某同學(xué)靜止站立在水平地面上。下列說(shuō)法正確的是( )
A.人對(duì)地面的壓力與地面對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力
B.人受到的重力與地面對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力
C.人受到的重力與地面對(duì)人的支持力是一對(duì)相互作用力
D.人受到的重力與人對(duì)地面的壓力是一對(duì)相互作用力
【訓(xùn)練3-1】(2024·鹽城·中考真題)下列情形中,松手后紙片還能保持平衡的是( )

A B C D
【訓(xùn)練3-2】小李用繩系住重力為20N的物體使其沿豎直方向緩慢地做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)空氣阻力,第一次拉著物體以速度v1勻速上升時(shí),繩對(duì)物體的拉力為 N,第二次拉著此物體以速度v2勻速下降,若v1<v2,則繩對(duì)物體的拉力 (選填“大于”或“小于”或“等于”)20N,第三次拉著此物體靜止在空中時(shí),繩對(duì)物體的拉力 (選填“大于”或“小于”或“等于”)20N。
【訓(xùn)練3-3】2022年2月15日,在北京冬奧會(huì)單板滑雪男子大跳臺(tái)項(xiàng)目決賽上,中國(guó)選手蘇翊鳴獲得金牌。如圖所示,當(dāng)他靜止站立在水平領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上時(shí),下列分析正確的是 。
A.領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)受到的重力和地面對(duì)領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的支持力是一對(duì)平衡力
B.谷愛(ài)凌受到的重力與領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)對(duì)谷愛(ài)凌的支持力是相互作用力
C.谷愛(ài)凌對(duì)領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的壓力與地面對(duì)領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)的支持力是相互作用力
D.谷愛(ài)凌受到的重力與領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)對(duì)谷愛(ài)凌的支持力是一對(duì)平衡力
理由: 。
模塊三 摩擦力
知識(shí)清單
一、摩擦力
1. 摩擦力
(1)現(xiàn)象探究:阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
(2)探究歸納:相互接觸的兩個(gè)物體,表面不光滑,在壓力作用下,凹凸不平的部位就會(huì)相互嚙合,當(dāng)二者做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),嚙合部位就會(huì)彼此阻礙,產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。
(3)摩擦力的概念
兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們有 運(yùn)動(dòng)(或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種 物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的力,這種力叫做摩擦力。
2. 摩擦力的三要素
(1)作用點(diǎn):摩擦力實(shí)際上是作用在整個(gè)接觸面上的,但為了研究方便,一般情況下把摩擦力的作用等效到一個(gè)點(diǎn)上,可以把這個(gè)等效點(diǎn)取在接觸面上,也可以取在物體的 上。
(2)方向:摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 。
(3)大?。寒?dāng)物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或保持靜止時(shí),受到的摩擦力大小可利用 條件求解。
3. 滑動(dòng)摩擦力
(1)定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì) 時(shí),在接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
(2)產(chǎn)生的原因:相互接觸的兩個(gè)物體表是凹凸不平的,在壓力作用下這些凹凸不平的部位會(huì)相互嚙合。當(dāng)兩個(gè)物體做相對(duì)滑動(dòng)時(shí),嚙合部位就會(huì)產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用,產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力。
(3)產(chǎn)生的四個(gè)條件
①兩個(gè)物體相互接觸;②兩個(gè)物體相互 ;③兩個(gè)物體發(fā)生相對(duì) ;④兩個(gè)接觸面不光滑。四個(gè)條件缺一不可。
(4)方向:滑動(dòng)摩擦力的方向是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 的。如圖所示,人推箱子向右滑動(dòng)時(shí),箱子相對(duì)于地面向右運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的滑動(dòng)摩擦力方向向 。
二、研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
1. 測(cè)量滑動(dòng)摩擦力
(1)原理: 。
(2)測(cè)量方法:如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿長(zhǎng)木板做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,即為滑動(dòng)摩擦力的大小。
(3)原理分析:由于木塊在長(zhǎng)木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在水平方向上木塊受到的滑動(dòng)摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì) 力。由二力平衡條件可知,木塊受到的拉力和滑動(dòng)摩擦力大小 ,所以讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),即為 的大小。
2. 研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
【提出問(wèn)題】滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)?
【猜想假設(shè)】在地面上推箱子前行時(shí),箱子越重,推起來(lái)越費(fèi)力,由此可猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面間的壓力有關(guān);地面越粗糙,推起來(lái)越費(fèi)力,由此可猜想滑動(dòng)摩擦力大小可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
(1)實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、帶掛鉤的長(zhǎng)方體木塊、木板3塊(粗糙程度不同)、砝碼等。
(2)實(shí)驗(yàn)方法:
①控制接觸面的粗糙程度不變,通過(guò)加減砝碼改變木塊對(duì)木板的壓力,探究滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系。
②控制壓力不變,改變木板的粗糙程度,探究滑動(dòng)摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)】
(1)如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),從而測(cè)出木塊與長(zhǎng)木板之間的滑動(dòng)摩擦力;
(2)如圖乙所示,在木塊上放上砝碼,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)出此時(shí)滑動(dòng)摩擦力;
(3)如圖丙所示,換用材料相同但表面粗糙的長(zhǎng)木板,保持放在木塊上的砝碼不變,用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板滑動(dòng),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),測(cè)出此時(shí)的滑動(dòng)摩擦力大小。
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表
【分析論證】
(1)在1與2次實(shí)驗(yàn)中,接觸面的粗糙程度不變,改變壓力,可得出結(jié)論:接觸面的粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。
(2)在2與3次實(shí)驗(yàn)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(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
滑動(dòng)摩擦力的大小與 和接觸面的 有關(guān)。接觸面的粗糙程度一定時(shí),壓力越大,滑動(dòng)摩擦力越大。在壓力一定時(shí),接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
【交流與評(píng)估】
(1)實(shí)驗(yàn)中的探究方法
①控制變量法:探究滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力的關(guān)系時(shí),控制接觸面的粗糙程度不變,改變物塊對(duì)接觸面的壓力。探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí),控制壓力不變,改變接觸面的粗糙程度。
②轉(zhuǎn)換法:通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)來(lái) 測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)實(shí)驗(yàn)中要水平拉動(dòng)木塊做 運(yùn)動(dòng),才能保證滑動(dòng)摩擦力的大小等于拉力大小。
(3)實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)
實(shí)驗(yàn)中很難控制水平勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),所以會(huì)導(dǎo)致彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定。因此,將實(shí)驗(yàn)方案改進(jìn)如下:把木塊位于長(zhǎng)木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉住木塊的一端,彈簧測(cè)力計(jì)的另一端固定。
改進(jìn)后,水平向左拉動(dòng)長(zhǎng)木板,當(dāng)木塊保持靜止時(shí),木塊處于平衡狀態(tài),此時(shí)無(wú)論長(zhǎng)木板是否做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),都可以保證拉力的大小始終等于 的大小。
【實(shí)驗(yàn)拓展】
(1)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的關(guān)系
①把木塊平放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出拉力F1;
②把木塊側(cè)放在木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊勻速運(yùn)動(dòng),讀出拉力F2。
③比較F1和F2的大小發(fā)現(xiàn)相等,故可得出結(jié)論:
在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
(2)探究滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系
①把木塊與砝碼放在木板上面,以比較小的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F1。
②保持壓力、粗糙程度都相同,以比較大的速度拉動(dòng)木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),讀出這時(shí)的拉力F2。
③比較F1和F2的大小發(fā)現(xiàn)相等,故可得出結(jié)論:
在接觸面粗糙程度和壓力大小相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度的大小 (選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)。
三、靜摩擦與滾動(dòng)摩擦
1. 靜摩擦力
(1)概念:當(dāng)兩個(gè)物體具有相對(duì) 時(shí),在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,叫做靜摩擦力。
(2)靜摩擦力現(xiàn)象:例如手握杯子,杯子由于受到重力,杯子相對(duì)于手有往下掉的趨勢(shì),但是沒(méi)有掉下來(lái),是因?yàn)槭謱?duì)杯子有一個(gè)向 的靜摩擦力。

(3)靜摩擦力的方向
人走路時(shí),腳(鞋底)向后蹬地面,相對(duì)于地面有向 的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),地面會(huì)對(duì)腳有一個(gè)向 的靜摩擦力f,人靠這個(gè)靜摩擦力前進(jìn)(均選填“后”或“前”)。
靜摩擦力的方向與物體間相對(duì) 的方向相反。
(4)靜摩擦力的大小
①根據(jù)二力平衡條件可求靜摩擦力的大小。例如,手握瓶子處于靜止?fàn)顟B(tài),瓶子受到重力G和靜摩擦力f 的作用,該二力是一對(duì) 力,所以大小相等:f=G。

②水平推物體時(shí),靜摩擦力存在一個(gè)最大值,稱(chēng)為最大靜摩擦力,它等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的最小外力;根據(jù)二力平衡條件可求靜摩擦力的大小。例如,人推箱子沒(méi)有推動(dòng),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(duì) 力,所以大小相等:f=F。
2. 滾動(dòng)摩擦力
(1)概念:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫作滾動(dòng)摩擦力。
(2)產(chǎn)生原因:物體滾動(dòng)時(shí),由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用。
(3)生活中的滾動(dòng)摩擦

旱冰鞋 拉桿箱輪子 圓珠筆尖的滾珠
(4)滾動(dòng)摩擦小于滑動(dòng)摩擦:如圖所示,木塊在木板上滑動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)比較大。在木塊下面墊上鉛筆時(shí),再拉動(dòng)木塊,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小。由此說(shuō)明滾動(dòng)摩擦 滑動(dòng)摩擦。

四、摩擦的利用與防止
1. 有益摩擦和有害摩擦
(1)摩擦有時(shí)是有益的。如用手拿物體時(shí),手與物體間的摩擦;人行走時(shí),鞋底與地面間的摩擦;剎車(chē)時(shí),剎車(chē)裝置的摩擦以及車(chē)輪與地面間的摩擦等。
(2)摩擦有時(shí)是有害的。如機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各部件之間的摩擦?xí)箼C(jī)器磨損,進(jìn)而使機(jī)器喪失原有的精度和功能等。
2. 增大或減小摩擦的方法
方法清單
考向01 摩擦力的概念
【例題1】如圖所示,A、B兩個(gè)物體疊放在水平面上,同時(shí)有F=2N的兩個(gè)水平力分別作用于A、B兩物體上,使A、B兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài),則:A與B之間的摩擦力為 N,地面對(duì)B的摩擦力為 N。

【訓(xùn)練1-1】高鐵已成為人們方便快捷的出行方式,如圖是在高鐵站安檢時(shí)傳送帶運(yùn)行的示意圖,某乘客把一行李箱放在水平傳送帶上,行李箱在傳送摩擦力帶上經(jīng)歷加速、勻速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,在行李箱加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程 摩擦力的作用;在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程 摩擦力的作用(以上兩空填“受到”或“不受”);若傳送帶突然停止,行李箱將會(huì)向前做減速運(yùn)動(dòng),在行李箱停下來(lái)之前,所受摩擦力 (填“變大”、“變小”或“不變”)。
【訓(xùn)練1-2】(2024·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題)如圖所示,小明在測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí),將物塊A置于水平木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)水平向右拉A,使其始終做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)區(qū)域1和區(qū)域2時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為1.2N和1.8N。兩區(qū)域示數(shù)不同的原因是( )
A.在區(qū)域1中A對(duì)木板的壓力更大
B.在區(qū)域2中A對(duì)木板的壓力更大
C.木板上區(qū)域1的粗糙程度更大
D.木板上區(qū)域2的粗糙程度更大
【訓(xùn)練1-3】如圖所示,用大小為F的力將一長(zhǎng)方體物塊壓在豎直墻面上保持靜止,物塊受到的摩擦力為f1;減小壓力,使物塊沿豎直墻面勻速下滑,物塊受到的摩擦力為f2,關(guān)于f1和f2的大小和方向說(shuō)法正確的是( )
A.f1>f2,兩個(gè)摩擦力的方向都豎直向上
B.f1=f2,兩個(gè)摩擦力的方向都豎直向上
C.f1=f2,f1豎直向下,f2豎直向上
D.f1>f2,f1豎直向下,f2豎直向上
考向02 探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素
【例題2】(2024·大慶·中考真題)如圖所示是“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)如圖甲、乙、丙所示三種情況下,木板和毛巾保持不動(dòng),物塊在彈簧測(cè)力計(jì)拉力作用下均做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。則物塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小 (填“大于”“等于”或“小于”)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(2)比較甲、乙實(shí)驗(yàn),是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 的關(guān)系;比較乙、丙實(shí)驗(yàn)是為了研究滑動(dòng)摩擦力大小與 的關(guān)系(均選填“壓力”或“接觸面的粗糙程度”);
(3)小萌同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn),如圖丁所示,用力拉動(dòng)長(zhǎng)木板向左運(yùn)動(dòng),物塊保持靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) (填“大于”“等于”或“小于”)物塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中小萌同學(xué) (填“需要”或“不需要”)勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板。
【訓(xùn)練2-1】小芳同學(xué)用圖示裝置研究滑動(dòng)摩擦力,用力F水平向右勻速拉動(dòng)長(zhǎng)木板的過(guò)程中,木塊保持靜止不動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.木塊所受摩擦力方向水平向左
B.地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力與力F是平衡力
C.力F增大時(shí),木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小不變
D.若彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5N,則力F大小也為5N
【訓(xùn)練2-2】(2024·北京·中考真題)在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素時(shí),某同學(xué)在水平桌面上完成了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)該同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊。應(yīng)使木塊沿水平桌面做 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),才能用彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)表示木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大?。?br>(2)甲、乙所示的兩次實(shí)驗(yàn)探究的問(wèn)題是:滑動(dòng)摩擦力大小與 是否有關(guān)。
考向03 摩擦的利用與防止
【例題3】(2024·四川巴中·中考真題)自行車(chē)是人類(lèi)的一項(xiàng)偉大發(fā)明。與自行車(chē)有關(guān)的物理知識(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.手柄上有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦
B.剎車(chē)時(shí),是通過(guò)增大剎車(chē)皮與鋼圈之間的壓力來(lái)增大摩擦
C.軸承上加潤(rùn)滑油是為了消除摩擦
D.用滾動(dòng)軸承是為了減小摩擦
【訓(xùn)練3-1】(2024·山東青島·中考真題)小明觀(guān)看亞運(yùn)會(huì)比賽時(shí),看到以下場(chǎng)景,其中屬于減小摩擦的是( )
A.滑板運(yùn)動(dòng)員的滑板裝有輪子 B.自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員剎車(chē)時(shí)用力捏閘
C.體操運(yùn)動(dòng)員在手上涂防滑粉 D.長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員鞋底有粗糙的花紋
【訓(xùn)練3-2】(2023·湖南懷化·中考真題)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(chē)剎車(chē)時(shí)用力捏車(chē)閘
B.乙圖:體操運(yùn)動(dòng)員上器械前,手上要涂防滑粉
C.丙圖:在冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員不斷擦拭冰面
D.丁圖:礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋
三、易混易錯(cuò)分析
易混易錯(cuò)點(diǎn)1
對(duì)慣性概念的理解有誤。

【例題1-1】下列關(guān)于慣性的說(shuō)法,正確的是( )
A.高速飛行的子彈射入木塊后靜止,它的慣性就消失了
B.乘車(chē)系安全帶是利用慣性
C.推出去的鉛球能在空中飛行,是因?yàn)殂U球受到慣性的作用
D.殲擊機(jī)投入戰(zhàn)斗前要拋掉副油箱是為了減小慣性,增加殲擊機(jī)的戰(zhàn)斗靈活性
【例題1-2】如圖所示,在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車(chē)上,有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2)隨車(chē)一起勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)車(chē)突然停止時(shí),若不考慮其他阻力,則兩個(gè)小球 相碰(選填“一定”、“一定不”或“不一定”)。
易混易錯(cuò)點(diǎn)2
一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力易混淆

【例題2】(2024·上?!ぶ锌颊骖})物理王坐電梯回家時(shí),電梯勻速上升。若他對(duì)電梯的壓為F1,電梯對(duì)他的支持力為F2,他受到的重力為G,則下列判斷中正確的是( )
A.F1>G B.F2>G
C.F1和F2是平衡力 D.F2和G是平衡力
【例題2-1】如圖所示的雪橇是雪地常見(jiàn)的交通工具,若狗拉動(dòng)雪橇勻速爬坡時(shí),此時(shí)狗拉雪橇的力 (填“大于”、“小于”或“等于”)雪橇拉狗的力,這兩個(gè)力是一對(duì) (填“平衡力”或“相互作用力”);狗拉雪橇的力 (填“大于”、“小于”或“等于”)雪橇受到的摩擦力。

摩擦力產(chǎn)生的條件及方向的判定
8
易混易錯(cuò)點(diǎn)3
【例題3】如圖所示,物體甲、乙疊放在水平地面上,在5N的水平拉力F的作用下一起向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲受到的摩擦力大小為5N B.甲受到的摩擦力方向水平向右
C.乙受到的摩擦力大小為5N D.乙受到的摩擦力方向水平向右
認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
易混易錯(cuò)點(diǎn)4
【例題4】為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān),小鐘設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)所用棉布比木板表面粗糙)。
(1)比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn),是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與 是否有關(guān);這種研究問(wèn)題的方法叫 ;
(2)比較甲、丁兩次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)甲實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于丁實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),小鐘由此得出結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面積的大小有關(guān)。你認(rèn)為他的結(jié)論是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的,理由是 ;
(3)在前四次實(shí)驗(yàn)中,物塊A受到的滑動(dòng)摩擦力最小的是 (選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。
四、中考熱點(diǎn)掃描
考點(diǎn)一 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
【例題1】王亞平在“天宮一號(hào)”中進(jìn)行太空授課時(shí):
(1)聶海勝表演懸空打坐,王亞平用手推他一下,他便向后退去,這說(shuō)明力可以改變物體的 ;
(2)“天宮一號(hào)”飛船繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)一圈大概需要1.5小時(shí),運(yùn)行過(guò)程中,飛船受到的力
(選填“是”、“不是”)平衡力;
(3)飛船在太空中并沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)推著它,卻能向前運(yùn)行,是因?yàn)轱w船具有 。
考點(diǎn)二 慣性
【例題2】如圖所示,一密閉的玻璃管放在平板車(chē)上,玻璃管中裝有水,管中留有一個(gè)小氣泡.如圖甲所示,當(dāng)車(chē)向右啟動(dòng)時(shí),氣泡向 運(yùn)動(dòng);如圖乙所示,當(dāng)向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的車(chē)碰到障礙物時(shí),氣泡向 運(yùn)動(dòng)。就水和氣泡運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況進(jìn)行分析,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是 。
考點(diǎn)三 二力平衡
【例題3】(1)物體間力的作用是相互的。實(shí)驗(yàn)表明,兩個(gè)物體間的相互作用力總是大小相等,方向相反。如圖甲所示,一個(gè)物體靜止放在水平桌面上。

甲 乙
①畫(huà)出物體所受各力的示意圖。
②下面是“物體對(duì)桌面的壓力與物體受到的重力大小相等”的推證過(guò)程,請(qǐng)將內(nèi)容補(bǔ)充完整.
由于物體靜止(即處于平衡狀態(tài)),所以物體受到的 和 是一對(duì)平衡力,大小 ;由于桌面對(duì)物體的支持力和 是一對(duì)相互作用力,所以二力大小相等;因此物體對(duì)桌面的壓力和物體受到的重力大小相等.
(2)如圖乙所示的裝置,將小卡片扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度后釋放,觀(guān)察它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這樣操作的目的是為了探究?jī)蓚€(gè)平衡的力是否作用在 。
考點(diǎn)四 本章實(shí)驗(yàn)探究
【例題4-1】?jī)汕Ф嗄昵埃瑏喞锸慷嗟抡J(rèn)為:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。下面我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)家的研究歷程來(lái)判斷這個(gè)觀(guān)點(diǎn)是否正確。
(1)使小車(chē)從斜面頂端由靜止滑下,觀(guān)察小車(chē)在毛巾表面上移動(dòng)的距離。再分別換用棉布和木板表面進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。
①每次都使小車(chē)從斜面頂端由靜止滑下,目的是使小車(chē)每次到達(dá)水平面時(shí) 相同;
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出:小車(chē)受到的阻力越小,運(yùn)動(dòng)的距離 。
(2)十六世紀(jì)末,伽利略已通過(guò)類(lèi)似實(shí)驗(yàn)和推理得出結(jié)論:如果運(yùn)動(dòng)的物體沒(méi)有阻力的影響,它將在水平面上一直運(yùn)動(dòng)下去。因此,物體運(yùn)動(dòng) (選填“需要”或“不需要”)力來(lái)維持。如圖是伽利略的實(shí)驗(yàn)和推理示意圖,屬于推理的是 (選填“甲”或“乙);
(3)后來(lái),笛卡爾進(jìn)一步完善了伽利略的觀(guān)點(diǎn):如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力的作用,它將以同一速度沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。十七世紀(jì)初,牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上,提出了“牛頓第一定律”,相對(duì)于“牛頓第一定律”,笛卡爾的觀(guān)點(diǎn)有什么不足?
(4)上述實(shí)驗(yàn)及科學(xué)家研究成果給予我們的啟示是 。(將正確說(shuō)法前的字母填寫(xiě)在橫線(xiàn)上)
A.科學(xué)定律都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接得出
B.科學(xué)推理是科學(xué)研究的方法之一
C.大多數(shù)人認(rèn)同的觀(guān)點(diǎn)就是正確的觀(guān)點(diǎn)
D.普通人觀(guān)點(diǎn)可以質(zhì)疑,科學(xué)家觀(guān)點(diǎn)不可以質(zhì)疑
【例題4-2】同學(xué)們?cè)谟^(guān)看冰壺比賽時(shí),發(fā)現(xiàn)了如下兩個(gè)現(xiàn)象:
現(xiàn)象一:運(yùn)動(dòng)員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成,滑行腳的鞋底為塑料制成;
現(xiàn)象二:運(yùn)動(dòng)員蹬冰時(shí)要用力;
他們認(rèn)為上述現(xiàn)象與摩擦力的知識(shí)有關(guān),于是提出了“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的問(wèn)題,并進(jìn)行了如下探究。
【猜想與假設(shè)】根據(jù)同學(xué)們的發(fā)現(xiàn),猜想滑動(dòng)摩擦力的大小可能與 和 有關(guān);
【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使它沿水平長(zhǎng)木板勻速滑動(dòng),測(cè)出木塊受到的滑動(dòng)摩擦力;進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),如圖所示:

【分析與論證】
(1)甲圖中,木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為 N;
(2)對(duì)比乙、丙兩圖,可得結(jié)論: ;
(3)許多情況下摩擦是有用的,人們常常設(shè)法增大它;請(qǐng)列舉在冰壺運(yùn)動(dòng)中增大摩擦的措施,并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行解釋。(至少寫(xiě)出一例) 。
表面
材料
阻力
大小
小車(chē)運(yùn)動(dòng)
距離
小車(chē)速度
減小情況
毛巾

最短
比較快
棉布

比較長(zhǎng)
比較慢
木板

最長(zhǎng)
最慢
項(xiàng)目
慣性

性質(zhì)
不同
慣性是物體自身的性質(zhì),始終具有;與外界條件無(wú)關(guān)
力是物體對(duì)物體的作用,物體間有相互 時(shí)才會(huì)產(chǎn)生力
要素
不同
慣性只有大小,且大小只與質(zhì)量有關(guān),沒(méi)有方向
力不僅有大小,還有方向和作用點(diǎn)
效果
不同
保持物體 不變
改變物體的____________.
表述
不同
應(yīng)說(shuō)“由于慣性”“具有慣性”,不能說(shuō)成“慣性力”“受到慣性”“受到慣性作用”等
應(yīng)說(shuō)“受到力”“施加力”“在力的作用下”等
方法技巧
1. 探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響,要掌握實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及結(jié)論,知道在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)推理可得牛頓第一定律,解決此類(lèi)問(wèn)題一定要注意思考實(shí)驗(yàn)的意義,并能根據(jù)所學(xué)的其他物理知識(shí)分析本實(shí)驗(yàn)中相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2. 注意本實(shí)驗(yàn)的模型特點(diǎn):
①斜面坡度、斜面粗糙程度、小車(chē)質(zhì)量、小車(chē)從斜面上下滑時(shí)的起始高度均相同;
②小車(chē)受到的阻力越小,速度減小得越慢;
③推理得出:小車(chē)不受阻力時(shí),它將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
方法技巧
1. 判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
當(dāng)物體不受外力作用時(shí):(1)動(dòng)者恒動(dòng)。即原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí),將保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài);(2)靜者恒靜。即原來(lái)靜止的物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí),將保持靜止?fàn)顟B(tài)??紤]問(wèn)題也應(yīng)從這兩方面來(lái)考慮,首先判斷物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),然后再根據(jù)牛頻第一定律來(lái)解答。
2. 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。若物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,則一定受到外力。
方法技巧
1. 理解慣性
慣性是物體本身的一種屬性,即物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),其大小只和質(zhì)量有關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及是否受力都無(wú)關(guān)。另外,還需要注意慣性不是力,因而描述慣性時(shí)不能與“受到”、“作用”等詞搭配使用,更不能說(shuō)“慣性力”。
2. 解釋生活中慣性的現(xiàn)象的步驟
(1)確定研究對(duì)象,明確研究對(duì)象是哪一個(gè)物體或物體的哪一部分;
(2)確定被研究對(duì)象原來(lái)處于什么狀態(tài);
(3)說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要發(fā)生怎樣的變化;
(4)由于慣性,研究對(duì)象要保持原來(lái)的什么狀態(tài),結(jié)果會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
3. 慣性的利用與慣性危害的防止
慣性有時(shí)對(duì)我們有利,有時(shí)有害,需要具體情況具體分析,不能一概而論。
序號(hào)
力的
大小
力的
方向
是否在同一直線(xiàn)上
是否作用在同一物體上
小車(chē)是否平衡
1
不相等
相反



2
相等
相反



3
相等
相同



4
相等
相反
不是


5
相等
相反

不是

一對(duì)平衡力
一對(duì)相互作用力
相同點(diǎn)
大小相等
大小相等
方向相反
方向相反
作用在同一直線(xiàn)上
作用在同一直線(xiàn)上
不同點(diǎn)
作用在 上
分別作用在 上
方法技巧
1. 平衡力與平衡狀態(tài)
(1)物體在平衡狀態(tài)下,要么不受力,要么受平衡力。反過(guò)來(lái),當(dāng)物體不受力或受平衡力時(shí),就總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
不受力或受平衡力?物體處于平衡狀態(tài)
2. 巧記二力平衡的條件
“同體”——作用在同一個(gè)物體上;“等大”——兩個(gè)力的大小相等;“反向”——兩個(gè)力的方向相反;“共線(xiàn)”——兩個(gè)力作用在同一條直線(xiàn)上。
3. 判斷二力平衡的方法
可以根據(jù)物體的受力情況分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也可以根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷其受力情況。
(1)由受力情況判斷:若兩個(gè)力滿(mǎn)足“同體、等大、反向、共線(xiàn)”,則二力平衡;反之,則不平衡。
(2)由運(yùn)動(dòng)情況判斷:若物體保持靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即物體處于平衡狀態(tài),則物體所受的二力平衡;若物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,則物體受非平衡力。
4. 速度為0的“不平衡”
速度為0的物體不一定處于平衡狀態(tài)。例如:被豎直向上拋向空中的物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為0,但因?yàn)榇藭r(shí)它受到豎直向下的重力作用,受力不平衡,所以它并沒(méi)有處于平衡狀態(tài)。
方法技巧
1. 實(shí)驗(yàn)中要注意控制變量法的應(yīng)用,即每次只改變一個(gè)因素,而控制其他因素不變。
2. 為了便于實(shí)驗(yàn),選擇靜止?fàn)顟B(tài)作為平衡狀態(tài)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量減小阻力等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,所以應(yīng)選輕質(zhì)紙板為研究對(duì)象,并確?;嗈D(zhuǎn)動(dòng)靈活。
方法技巧 二力平衡的應(yīng)用
要形成一種思維模式,只要物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),馬上想到物體受平衡力;二力平衡時(shí),若知道一個(gè)力的大小和方向,根據(jù)二力平衡的條件馬上可以得出另一個(gè)力的大小和方向,所要求的力與已知力大小相等、方向相反。
實(shí)例
感知和原因
①手掌壓在桌面上向前滑動(dòng)
感覺(jué)桌面對(duì)手的前進(jìn)有一種阻礙作用
②如圖所示,在桌面上用力拉動(dòng)牙刷
發(fā)現(xiàn)刷毛彎曲的方向與牙刷運(yùn)動(dòng)的方向相反,說(shuō)明桌面對(duì)刷毛的運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用
③如圖所示,草坪上滾動(dòng)的足球
草坪上滾動(dòng)的足球會(huì)慢慢停下來(lái),說(shuō)明草坪對(duì)足球的運(yùn)動(dòng)有一種阻礙作用
④如圖所示,靜止在斜面上的物體
物體能靜止在斜面上沒(méi)有下滑,說(shuō)明斜面對(duì)物體的下滑有一種阻礙作用
次數(shù)
壓力大小程度
接觸面粗糙程度
摩擦力(N)
1

光滑
2
2

光滑
3
3

粗糙
4
類(lèi)別
方法
應(yīng)用舉例
增大有
益摩擦
增大接觸面間的壓力
打開(kāi)瓶蓋時(shí)用力、自行車(chē)剎車(chē)時(shí)用力捏車(chē)閘、用橡皮擦去錯(cuò)誤的字時(shí)要用力
增大接觸面的粗糙程度
要上杠的運(yùn)動(dòng)員手上擦鎂粉、鞋底凹凸不平的花紋、在結(jié)冰的路面車(chē)輪纏繞鐵鏈
變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦
汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),車(chē)輪在路面滑動(dòng),把滾動(dòng)變?yōu)榛瑒?dòng)
減小有
害摩擦
減小接觸面的壓力
推比較重的木箱時(shí),把物品拿出一部分,減小壓力,摩擦力也變小
減小接觸面的粗糙程度
冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦
輪滑鞋、圓珠筆尖的滾珠
使接觸面分離
給機(jī)械部件加潤(rùn)滑油,氣墊船、磁懸浮列車(chē)
方法技巧 綜合認(rèn)識(shí)摩擦力
1. 摩擦力是接觸力,必須相互接觸才能產(chǎn)生。壓力是摩擦力存在的前提,有摩擦力必定有壓力,有壓力未必有摩擦力。產(chǎn)生摩擦力必須同時(shí)滿(mǎn)足三個(gè)條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸并相互擠壓;(3)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
2. 摩擦有時(shí)有利,有時(shí)有害,需要具體情況具體分析,不能一概而論。
3. 靜摩擦力的理解
(1)靜摩擦力的大小和方向:靜摩擦力總是與引起相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力大小相等、方向相反,故靜摩擦力會(huì)隨著外力的變化而變化,不是定值。
(2)注意語(yǔ)言描述:例如,“推物體但沒(méi)有推動(dòng)”,往往錯(cuò)誤理解為:“沒(méi)推動(dòng)”就是推力太小,小于物體所受靜摩擦力;“沒(méi)推動(dòng)”就是物體不受摩擦力。
正確的理解是:①“沒(méi)推動(dòng)”→“物體靜止”→“物體受力平衡”,即推力大小等于摩擦力;②“沒(méi)推動(dòng)”,物體只是沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),此時(shí)有靜摩擦力。
方法技巧 控制變量法和轉(zhuǎn)換法
1. 控制變量法:摩擦力的大小受到多個(gè)因素影響,在探究摩擦力與壓力的關(guān)系時(shí),要保證接觸面的粗糙程度不變,在探究摩擦力與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí),要保證壓力不變。
2. 轉(zhuǎn)換法:彈簧測(cè)力計(jì)顯示的其實(shí)是測(cè)力計(jì)的拉力的數(shù)值,而在勻速運(yùn)動(dòng)的情況下,拉力與物體受到的摩擦力大小相等,因此,可以用彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量物體所受到的摩擦力的大小。實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由于實(shí)驗(yàn)采用了轉(zhuǎn)換法,只有木塊在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才與木塊受到的摩擦力大小相等,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要保證這點(diǎn),否則會(huì)增大誤差甚至造成錯(cuò)誤。
方法技巧
摩擦力有其有利的方面,但也有不利的方面,回答此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)從影響摩擦力大小的因素方面考慮。
1. 減小摩擦的方法:(1)減小壓力;(2)減小粗糙程度;(3)變滑動(dòng)為滾動(dòng);(4)使接觸面分離。
2. 增大摩擦的方法:(1)增大壓力;(2)增大粗糙程度;(3)變滾動(dòng)為滑動(dòng)。
【辨析】
錯(cuò)誤說(shuō)法
解釋
靜止的物體沒(méi)有慣性,
運(yùn)動(dòng)的物體具有慣性
慣性是物體的一種屬性,
一切物體在任何狀態(tài)下都具有慣性
物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性比靜止時(shí)的慣性大,物體的速度越大,慣性越大
慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān),
質(zhì)量大的物體慣性大
一切物體都受到慣性的作用
不能說(shuō)成“受到慣性”,可以說(shuō)“具有慣性”“由于慣性”“利用慣性”
【辨析】
一對(duì)平衡力
一對(duì)相互作用力
概念
靜止在桌面上的物體所受的重力G與桌面對(duì)物體的支持力F支是一對(duì)平衡力
桌面上的物體對(duì)桌面的壓力F壓與桌面對(duì)物體的支持力F支是一對(duì)相互作用力
相同點(diǎn)
大小相等、方向相反、作用在同一直線(xiàn)上
不同點(diǎn)
作用在同一物體上
作用在兩個(gè)物體上
不一定是同性質(zhì)的力
一定是同性質(zhì)的力
一個(gè)力不一定隨另一個(gè)力的變化而變化
一個(gè)力隨另一個(gè)力的變化而變化
【辨析】
1. 產(chǎn)生摩擦力的條件:有接觸、擠壓、粗糙、相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),四個(gè)條件缺一不可。
2. 摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(趨勢(shì))方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。例如:人走路時(shí),鞋底與地面間的摩擦在幫助人前行,摩擦力的方向與人運(yùn)動(dòng)的方向相同。
【辨析】牢記影響摩擦力大小的因素
1. 誤認(rèn)為接觸面積越小,滑動(dòng)摩擦力越大;誤認(rèn)為運(yùn)動(dòng)速度越快,滑動(dòng)摩擦力越大。
2. 這里需要牢記影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素只有壓力和接觸面的粗糙程度。
考點(diǎn)突破: 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,二者關(guān)系:
受力情況
合力方向與運(yùn)動(dòng)方向
物體所處的狀態(tài)
不受力
合力為零
物體處于平衡狀態(tài)(保持靜止
或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài))
受平衡力
受非平衡力
在同一直線(xiàn)上
相同
速度增大,做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
相反
速度減小,做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
不在同一直線(xiàn)上
運(yùn)動(dòng)方向改變,做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn)突破:
1. 理解慣性
慣性是物體保持原來(lái)的運(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。慣性是物體本身固有的一種屬性,“慣性消失”、“產(chǎn)生慣性”、“慣性作用”等說(shuō)法都是錯(cuò)誤的。
2. 解題方法
首先確定研究對(duì)象,分析該物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其次確定受力物體,判斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的物體,最后確定什么物體(或物體的哪一部分)由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,什么物體(或物體的哪一部分)由于受力改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),最終結(jié)果是什么。
考點(diǎn)突破:
1. 二力平衡的條件:作用在同一物體上的兩個(gè)力,大小相等、方向相反、作用在同一直線(xiàn)上。根據(jù)二力平衡的條件,可以由一個(gè)力的大小求出另一個(gè)力的大小。
2. 物體運(yùn)動(dòng)和平衡力的關(guān)系
(1)如果物體只受到一對(duì)平衡力的作用,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是:靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
(2)如果物體受外力作用處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則該物體受力平衡。
3. 一對(duì)平衡力和相互作用力的對(duì)比
項(xiàng)目
相互作用力
平衡力
大小
相等
相等
方向
相反且在同一直線(xiàn)上
相反且在同一直線(xiàn)上
作用點(diǎn)
分別作用在兩個(gè)物體上
分別作用在同一個(gè)物體上
力的性質(zhì)
一定相同
可以相同
力的作用效果
一對(duì)相互作用力分別作用在不同
物體上,一般產(chǎn)生不同的效果
兩個(gè)力共同作用在同一物體上,
使物體保持平衡
示意圖
考點(diǎn)突破
1. 探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
(1)實(shí)驗(yàn)方法:科學(xué)推理法和控制變量法。
(2)實(shí)驗(yàn)中,使小車(chē)從同一斜面的同一高度滑下是保證小車(chē)到達(dá)斜面底端的速度相同;水平面鋪上粗糙程度不同的物體,目的是使小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的阻力大小不同。
(3)結(jié)論:水平面越光滑,小車(chē)運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn),說(shuō)明小車(chē)受到的阻力越小,速度減小得越慢。
(4)推理:如果表面絕對(duì)光滑,物體受到的阻力為零,則物體的速度不會(huì)減小,將以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
2. 探究二力平衡的條件
(1)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
(2)器材的選擇:選擇小車(chē)而不選擇木塊的原因是減小摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響;有些實(shí)驗(yàn)中選擇輕質(zhì)小卡片作為研究對(duì)象的目的,一是可忽略重力和摩擦力的影響,二是可剪開(kāi)小卡片,探究?jī)蓚€(gè)力是否作用在同一個(gè)物體上;定滑輪的作用是改變力的方向。
(3)平衡狀態(tài)的選擇:選擇使小車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)來(lái)研究是因?yàn)楸容^便于操作,而勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不好控制。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:作用在同一個(gè)物體的兩個(gè)力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一條直線(xiàn)上,這兩個(gè)力就彼此平衡。
3. 探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)
(1)實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法和轉(zhuǎn)換法。
(2)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的原理:二力平衡。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)要水平勻速拉動(dòng)物體,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小。
(4)利用控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受的壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),壓力越大,接觸面越粗糙,滑動(dòng)摩擦力越大。
(6)實(shí)驗(yàn)評(píng)估及改進(jìn):上述實(shí)驗(yàn)不足之處是實(shí)驗(yàn)中很難控制物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);彈簧測(cè)力計(jì)在運(yùn)動(dòng)中讀數(shù),導(dǎo)致讀數(shù)不穩(wěn)定和不準(zhǔn)確。改進(jìn)措施:如圖所示,拉動(dòng)物體下面的木板,木板無(wú)論是否做勾速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于滑動(dòng)摩擦力的大小,彈簧測(cè)力計(jì)固定,便于準(zhǔn)確讀出示數(shù)。

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