人教版九年級物理寒假培優(yōu)講義專題09 運動和力（2份，原卷版+解析版）-試卷下載-教習網(wǎng)

目錄
考情分析TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc30783" PAGEREF _Tc30783 \h 2
知識建構 \l "_Tc19509" PAGEREF _Tc19509 \h 2
\l "_Tc24066" 考點一牛頓第一定律 PAGEREF _Tc24066 \h 2
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc8195" PAGEREF _Tc8195 \h 3
提升·必考題型歸納 \l "_Tc21112" PAGEREF _Tc21112 \h 5
\l "_Tc30111" 考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響 PAGEREF _Tc30111 \h 5
\l "_Tc12485" 考向02 牛頓第一定律及應用 PAGEREF _Tc12485 \h 6
\l "_Tc21749" 考向03 慣性及應用 PAGEREF _Tc21749 \h 7
\l "_Tc23855" 考點二二力平衡 PAGEREF _Tc23855 \h 9
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc17680" PAGEREF _Tc17680 \h 9
提升·必考題型歸納 \l "_Tc12015" PAGEREF _Tc12015 \h 11
\l "_Tc25403" 考向01 平衡力和平衡狀態(tài) PAGEREF _Tc25403 \h 11
\l "_Tc11601" 考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力） PAGEREF _Tc11601 \h 13
\l "_Tc9232" 考向03 探究二力平衡條件 PAGEREF _Tc9232 \h 14
\l "_Tc25341" 考點三摩擦力 PAGEREF _Tc25341 \h 16
夯基·必備基礎知識梳理 \l "_Tc5678" PAGEREF _Tc5678 \h 16
提升·必考題型歸納 \l "_Tc24672" PAGEREF _Tc24672 \h 19
\l "_Tc31596" 考向01 摩擦力的概念 PAGEREF _Tc31596 \h 19
\l "_Tc3727" 考向02 利用運動圖像求摩擦力 PAGEREF _Tc3727 \h 21
\l "_Tc29885" 考向03 探究滑動摩擦力大小的影響因素 PAGEREF _Tc29885 \h 23
\l "_Tc15904" 考向04 摩擦力的利用與防止 PAGEREF _Tc15904 \h 25
一、課標考點分析
二、考情分析
《運動和力》是中考必考內(nèi)容，也是力學考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般在2-7分之間。由于考題類型、考點分布和所占分值差異較大，所以考生在加強對本單元復習時，應注重考點與考題的結合，做好備考準備。對本單元的考查，從出現(xiàn)概率看，主要有：慣性及其應用、平衡力與平衡狀態(tài)、根據(jù)二力平衡條件分析物體受力、探究滑動摩擦力大小的影響因素、牛頓第一定律、生活中的摩擦力等。
考點一牛頓第一定律
一、阻力對物體運動的影響
1.運動是否需要力來維持
生活中，人們常用這樣的體驗：讓靜止的物體動起來，要對它施加力，要使它不停下來，需要對它不斷施力。據(jù)此，古希臘哲學家亞里士多德認為，運動要靠力來維持。2000年后，意大利物理學家伽利略認真研究這些現(xiàn)象后，發(fā)現(xiàn)了不易察覺的阻力的作用，糾正了亞里士多德根據(jù)直覺經(jīng)驗得出的結論。
2.實驗探究：阻力對物體運動的影響
二、牛頓第一定律
三、慣性
1.慣性：牛頓第一定律說明，任何物體不受力時，都會保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，即一切物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，我們把這種性質(zhì)稱為慣性，所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。
（1）慣性是物體本身的一種屬性，物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量的大小有關，質(zhì)量越大，慣性越大。
（2）一切物體在任何情況下都有慣性，與物體的形狀、運動狀態(tài)、所處位置、受力情況等無關。
（3）慣性不是誰給予的，不能說物體“受到慣性”，也不能說物體“獲得慣性”或“得到慣性”。
（4）慣性是物體的一種性質(zhì)，不存在慣性力。
2.慣性與力的區(qū)別
3.慣性的利用與慣性危害的防止
考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響
【例1】（2023·鄂州）在學習牛頓第一定律時，同學們分組進行了“探究阻力對物體運動的影響”實驗，如圖所示。
（1）實驗中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，目的是使小車到達水平面時具有相同的___________；
（2）按照圖甲、乙、丙的順序?qū)嶒灂r記錄的內(nèi)容見下表：
同學們分析表中內(nèi)容，得到的實驗結論是：在其他條件相同時，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠；進一步推理得出的結論是：不受阻力作用時，運動的小車將___________；
（3）上述實驗除了用到實驗推理的方法外，還用到了控制變量法和___________法。
【答案】①速度；②做勻速直線運動；③轉換。
【解析】（1）[1]探究阻力對物體運動的影響實驗時，應控制速度相同，改變接觸面粗糙程度，所以使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，目的是使小車到達水平面時速度相同。
（2）[2]通過實驗發(fā)現(xiàn)，在其他條件相同時，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠，所以可以進一步推理，小車在不受阻力作用時，將保持原來的運動狀態(tài)，做勻速直線運動。
（3）[3]實驗中通過改變接觸面的材料來改變小車受到的阻力大小，所以還運用了轉換法。
【變式1-1】（2023·無錫）如圖所示，在探究阻力對物體運動的影響時，每次讓小車從斜面的_______處由靜止釋放，讓小車到達水平面時，獲得相同的速度，小車在水平面運動時，所受的_______和支持力是一對平衡力，先后在水平面上鋪設粗糙程度不同的材料，通過比較小車在水平面上運動的____________來比較阻力對物體運動的影響。
【答案】①相同高度；②重力；③距離。
【解析】[1]探究阻力對物體運動的影響時，應控制小車到達水平面時的初速度相同，所以讓小車從斜面的相同高度處由靜止釋放。
[2]小車在水平面運動時，受到重力作用在小車上，受到的支持力也作用在小車上，兩個力大小相等，方向相等，作用在同一條直線上，所以小車受到的重力和支持力是一對平衡力。
[3]實驗中運用轉換法，將阻力對物體運動的影響轉換為小車在水平面上運動的距離，所以通過比較小車在水平面上運動的距離來比較阻力對物體運動的影響。
【變式1-2】（2023·宿遷）圖中兩個實驗分別是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”和“探究阻力對物體運動的影響”，以下分析正確的是（）。
A. 在圖甲實驗中，三次木塊做勻速直線運動的速度應該相等；
B. 在圖乙實驗中，三次小車運動到水平面時的初速度應該相等；
C. 在圖甲實驗中，彈簧測力計可以不沿著水平方向拉動木塊；
D. 在圖乙實驗中，小車所受阻力的改變可以通過在小車上放不同質(zhì)量的砝碼來實現(xiàn)
【答案】B。
【解析】AC．圖甲是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，實驗過程中根據(jù)二力平衡木塊需沿著水平方向做勻速直線運動，此時摩擦力等于彈簧測力計對木塊的拉力，可以通過測力計示數(shù)知道大小，滑動摩擦力受壓力的大小與接觸面的粗糙程度有關，與物體運動的速度無關，所以三次木塊做勻速直線運動的速度不用相等，故AC錯誤；
B．圖乙實驗是“探究阻力對物體運動的影響”，實驗過程中應控制小車到達水平面的速度相同，故B正確；
D．圖乙實驗是“探究阻力對物體運動的影響”，如果小車上放不同質(zhì)量的砝碼小車到達水平的速度就不同，而小車所受阻力的改變是通過改變接觸面的粗糙程度來實現(xiàn)的，故D錯誤。故選B。
考向02 牛頓第一定律及應用
（1）判斷物體的運動狀態(tài)：
當物體不受外力作用時：（1）動者恒動。即原來運動的物體在沒有受到外力作用時，將保持勻速直線運動狀態(tài)；（2）靜者恒靜。即原來靜止的物體在沒有受到外力作用時，將保持靜止狀態(tài)。
（2）運動和力的關系：力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
【例2】（2023·貴州）在中國空間站的“大宮課堂”上，航天員王亞平和葉光富做了太空拋物實驗，冰墩墩被王亞平輕輕一推，便幾乎沿直線勻速飄向葉光富，下列哪一定律能解釋此運動現(xiàn)象（）。
A. 光的反射定律B. 牛頓第一定律
C. 歐姆定律D. 焦耳定律
【答案】B。
【解析】冰墩墩被推出后，由于冰墩墩在太空中處于失重狀態(tài)，在空中不受力的作用，所以冰墩墩會沿著原來的方向做勻速直線運動，能解釋此運動現(xiàn)象的是牛頓第一定律。故選B。
【變式2-1】（2023·包頭）打乒乓球是深受人們喜愛的一項體育運動。乒乓球被擊出在空中運動過程中，下列說法正確的是（）。
A. 不受力的作用B. 慣性逐漸減小
C. 運動狀態(tài)發(fā)生改變D. 做勻速直線運動
【答案】C。
【解析】ACD．乒乓球被擊出在空中運動過程中，受到豎直向下的重力跟空氣阻力，兩個力不是平衡力，則運動狀態(tài)發(fā)生改變，故AD錯誤，C正確；
B．乒乓球在運動的過程中，質(zhì)量不變，慣性不變，故B錯誤。故選C。
【變式2-2】（2023·濱州）下列關于體育運動場景的描述和分析，正確的是（）。
A. 田徑場上400m比賽的整個過程中，運動員的運動狀態(tài)保持不變；
B. 投出的籃球在空中飛行時，若受到的力突然消失，它將立刻靜止；
C. 跳遠運動員起跳前的助跑，是為了增大慣性；
D. 足球場上滾動的足球慢慢停下來，是因為受到阻力的作用
【答案】D。
【解析】A．田徑場上400m比賽的整個過程中，運動員的速度方向發(fā)生改變，故運動員的運動狀態(tài)發(fā)生改變，故A錯誤；
B．投出的籃球在空中飛行時，若受到的力突然消失，籃球由于慣性會繼續(xù)飛行，故B錯誤；
C．慣性只與物體的質(zhì)量有關，跳遠運動員起跳前的助跑，其質(zhì)量不變，慣性不變，故C錯誤；
D．足球場上滾動的足球慢慢停下來，是因為受到阻力的作用，使得運動狀態(tài)改變，故D正確。故選D。
考向03 慣性及應用
慣性是物體本身的一種屬性，即物體保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，其大小只和質(zhì)量有關，與物體的運動狀態(tài)以及是否受力都無關。另外，還需要注意慣性不是力，因而描述慣性時不能與“受到”、“作用”等詞搭配使用，更不能說“慣性力”。
（1）解釋生活中慣性的現(xiàn)象的步驟：一、確定研究對象，明確研究對象是哪一個物體或物體的哪一部分；二、確定被研究對象原來處于什么狀態(tài)；三、說明物體的運動狀態(tài)要發(fā)生怎樣的變化；四、由于慣性，研究對象要保持原來的什么狀態(tài)，結果會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
（2）從“結果”出發(fā)，判斷慣性的利用與慣性危害的防止：判斷是利用慣性還是防止慣性的危害，可以從結果出發(fā)。若有了慣性，結果是對我們有利的，則相應措施屬于利用慣性；若有了慣性，而不加以預防時，結果是對我們有害的，則相應措施屬于防止慣性帶來的危害。
【例2】（2023·廣東）如題圖所示，公交車上的乘客都拉好了扶手，當車的運動狀態(tài)突然發(fā)生改變時，乘客都向東傾，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是（）。
A. 車由靜止突然向東起動B. 車勻速前行時突然加速
C. 車勻速前行時突然減速D. 勻速倒車時突然減速
【答案】C。
【解析】A．公交車由靜止突然向東啟動，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東運動，而上半身由于慣性還保持原來的靜止狀態(tài)，此時乘客會都會向西傾斜，故A不符合題意；
B．車勻速前行時突然加速，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東運動，而上半身由于慣性還保持原來的勻速運動，此時乘客會都會向西傾斜，故B不符合題意；
C．車勻速前行時突然減速，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向西減速運動，而上半身由于慣性還保持原來的速度運動，此時乘客會都會向東傾斜，故C符合題意；
D．勻速倒車時突然減速題，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東減速運動，而上半身由于慣性還保持原來的倒車速度運動，此時乘客會都會向西傾斜，故D不符合題意。故選C。
【變式2-1】（2023·安徽）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
【答案】D。
【解析】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。
故選D。
【變式2-2】（2023·上海）詩句“白毛浮綠水，紅掌撥清波”中，鵝向前移動說明力的作用是____________的，力能改變物體的運動狀態(tài)，鵝由于____________繼續(xù)向前移動。
【答案】①相互；②慣性。
【解析】[1]鵝的腳掌向后撥水時，對水施加一個力的作用，同時也會受到水給腳掌的反作用力，使鵝向前運動，說明物體間力的作用是相互的。
[2]力能改變物體的運動狀態(tài)，鵝由于慣性繼續(xù)向前移動。
考點二二力平衡
一、平衡力和平衡狀態(tài)
（1）物體受平衡力作用時，幾個力的作用效果相互抵消，相當于不受力。
（2）若物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，則物體不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不動時，物體受力情況隨發(fā)生改變，但仍處于靜止狀態(tài)，其受力仍然平衡。
（3）速度為零≠靜止：物體靜止時速度為零，但物體速度為零時并不一定靜止。如豎直上拋達到最高點的物體在最高點時速度為零，但不能保持，故在最高點時物體不是處于靜止狀態(tài)。
二、實驗探究二力平衡的條件
三、二力平衡條件的應用
1.確定力的大小和方向
根據(jù)二力平衡條件，如果知道了平衡力中一個力的大小、方向，就可確定另外一個力的大小和方向。
如圖所示，為彈簧測力計測物重時的簡化原理圖。掛在彈簧測力計下的物塊處于靜止狀態(tài)時，物塊所受彈簧拉力和物塊重力是一對平衡力，大小相等。若彈簧測力計顯示的拉力為5N，則可知物塊重力為5N。
2.根據(jù)物體受力情況判斷物體運動狀態(tài)
3.根據(jù)物體物體運動狀態(tài)判斷物體受力情況
考向01 平衡力和平衡狀態(tài)
（1）平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運動兩種狀態(tài)。物體在彎曲軌道上做速度大小不變的運動時，速度方向在不斷變化，物體的運動狀態(tài)變化，物體受到非平衡力作用。
（2）平衡力和相互作用力
平衡力與相互作用力的相同點可簡記為：“等大、反向、共線”，而平衡力“同體”，即平衡力作用在同一物體上時物體平衡；相互作用力“異體”，即相互作用力作用在相互作用的兩個物體上，相互作用力的描述一般都帶有A對B，B對A的特征。
【例1】對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說法正確的是（）。
A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力大小相等；
D．桌面對瓶子的支持力是由瓶子發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的
【答案】C。
【解析】A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是一對平衡力，不是相互作用力，故A錯誤；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力作用在不同的物體上，是一對相互作用力，不是平衡力，故B錯誤；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力相等，都等于瓶子的重力，故C正確；
D．桌面對瓶子的支持力是由桌面發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的，故D錯誤。
故選C。
【變式1-1】一輛汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動，下列關于該汽車的說法正確的是（）。
A．運動狀態(tài)不變，受力平衡B．運動狀態(tài)不變，受力不平衡
C．運動狀態(tài)改變，受力平衡D．運動狀態(tài)改變，受力不平衡
【答案】D。
【解析】汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動，運動的快慢雖然不變，但運動的方向在改變，即運動狀態(tài)在改變，處于非平衡狀態(tài)，受力不平衡。
故選D。
【變式1-2】（2023·棗莊）在2022年北京冬奧會短道速滑男子1000米比賽中，中國選手任子威榮獲金牌。圖甲是他正全力通過彎道、圖乙是他獲勝后站立在水平賽場中央大聲歡呼的情形，下列說法正確的是（）。
A. 運動員通過彎道的過程處于平衡狀態(tài)；
B. 運動員通過彎道時有慣性，站立時沒有慣性；
C. 站立時他受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力；
D. 站立時他對冰面的壓力和冰面對他的支持力是一對平衡力
【答案】C。
【解析】A．運動員過彎道時，其運動狀態(tài)在發(fā)生變化，處于非平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．慣性是物體本身具有的性質(zhì)，物體的慣性一直存在，與物體的運動狀態(tài)無關，故B錯誤；
C．運動員站立時，處于平衡狀態(tài)，受到的重力和冰面對他的支持力大小相等、方向相反，且作用在運動員上，兩個力是一對平衡力，故C正確；
D．站立時他對冰面的壓力作用在冰面上，冰面對運動員的支持力作用在運動員上，兩個力作用在不同的物體上，兩個力不是一對平衡力，故D錯誤。
故選C。
考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力）
【例2】（2023·株洲）如圖是一件靜置在水平展臺上用橡皮泥制成的藝術品，則藝術品受到的重力和支持力（）。
A. 大小相等B. 支持力較大C. 重力較大D. 是一對相互作用力
【答案】A。
【解析】藝術品靜止在水平展臺上，此時藝術品受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物體上，是一對平衡力。故BCD不符合題意，A符合題意。
故選A。
【變式2-1】（2023·益陽）如圖所示，人騎在馬背上，人和馬均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是（）。
A. 地面對馬的支持力和馬受到的重力是一對平衡力；
B. 馬對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對平衡力；
C. 馬對人的支持力和人受到的重力是一對相互作用力；
D. 地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和
【答案】D。
【解析】A．地面對馬的支持力和馬與人的總重是平衡力，地面對馬的支持力和馬受到的重力大小不等，不是平衡力，故A錯誤；
B．馬和人對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對相互作用力，不是一對平衡力，故B錯誤；
C．馬對人的支持力和人受到的重力是一對平衡力，不是一對相互作用力，故C錯誤；
D．地面對馬的支持力和馬與人的總重是平衡力，地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和，故D正確。故選D。
【變式2-2】（2023·潛江、天門、仙桃）水平桌面上有物體A、B。如圖甲，A在的作用下向左做勻速直線運動：如圖乙，A、B用輕繩水平連接，在F1和共同作用下一起向右做勻速直線運動，水平拉力、圖乙中，下列說法正確的是（）。
A. A與桌面的摩擦力方向向右；
B. A與桌面的摩擦力為14N；
C. B與桌面的摩擦力為8N；
D. 繩子的拉力為6N
【答案】C。
【解析】AB．由甲圖可知，A在的作用下向左做勻速直線運動，此時A受到的拉力和桌面對其的摩擦力為一對平衡力，大小相等，方向相反，即A受到的桌面對其的摩擦力方向為水平向右，且f=F1=6N
故AB錯誤；
C．由甲乙可知，A、B在F1和共同作用下一起向右做勻速直線運動，此時與F1以及A和B兩物體受到桌面對其的摩擦力為平衡力，即
解得，B受到桌面的摩擦力為；故C正確；
D．由圖乙可知，因為A做勻速直線運動，所以其受到的繩子水平向右的拉力與水平向左的拉力和桌面對其的摩擦力為平衡力，即；故D錯誤。
考向03 探究二力平衡條件
【例3】（2023·綏化）如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。
（1）把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質(zhì)量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質(zhì)量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質(zhì)量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______；
（2）把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質(zhì)量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車______，這說明相互平衡的兩個力作用在______；
（3）實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質(zhì)量較______的砝碼進行實驗。（選填“大”或“小”）
【答案】①大小相等；②方向相反；③轉動；④同一直線上；⑤大。
【解析】（1）[1]在兩托盤中放入質(zhì)量相等的砝碼，左右兩側拉力相等，小車平衡；在兩托盤中放入質(zhì)量不相等的砝碼，左右兩側拉力不相等，小車不能平衡，說明相互平衡的兩個力大小相等；
[2]把兩個托盤放在小車的同一側，放入質(zhì)量相等的砝碼，小車受到的這兩個力的方向相同，不能平衡，說明這說明相互平衡的兩個力方向相反。
（2）[3][4]將已經(jīng)平衡的小車扭轉一個角度后，小車受到的這兩個力就不在同一條直線上，結果小車會轉動，直到這兩個力在同一條直線上，說明相互平衡的兩個力作用在同一條直線上。
（3）[5]砝碼質(zhì)量越大，對小車的拉力就越大，摩擦力對實驗的影響就會越小。
【變式3-1】（2023·成都）如圖所示，是探究“二力平衡的條件”實驗，小車置于水平桌面，兩端的輕質(zhì)細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。是小車受到的向左的拉力，是小車受到的向右的拉力，與在同一水平直線上。下列說法不正確的是（）。
A. 因為摩擦可忽略，小車在水平方向上只受到、作用；
B. 增減鉤碼個數(shù)，是探究二力大小對小車平衡的影響；
C. 、大小相等時，小車一定處于平衡狀態(tài)；
D. 將小車水平扭轉90°時，、仍在同一直線上
【答案】D。
【解析】A．實驗忽略摩擦，小車水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，故A正確，不符合題意；
B．增減鉤碼個數(shù)，小車受到的兩個拉力大小不相等，探究二力大小對小車平衡的影響，故B正確，不符合題意；
C．小車兩端受到的兩個拉力大小相等時，小車處于靜止狀態(tài)，即處于平衡狀態(tài)，所以、大小相等時，小車處于平衡狀態(tài)，故C正確，不符合題意；
D．將小車水平扭轉90°時，兩個力不在同一直線上，松手后小車不能平衡，小車會發(fā)生轉動，探究不在同一直線上的兩個力是否平衡，故D錯誤，符合題意。故選D。
【變式3-2】小華同學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滑輪、、分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號縫衣針把細線沿輕質(zhì)塑料塊的中心軸線穿過，并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結，使塑料塊與細線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動，實驗表明，作用在同一個物體上的兩個力，方向相反，但___________不相等，則這兩個力不平衡。
（2）按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，在兩線端掛上相同質(zhì)量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖乙所示。按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，把塑料塊轉過，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖丙所示。由此表明，作用在同物體上的兩個力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，這兩個力不平衡。
（3）在探究同一問題時，另一同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于此實驗，其主要原因是___________。
A．塑料塊容易扭轉
B．塑料塊是比較容易獲取的材料
C．減少了摩擦力對實驗結果的影響
【答案】大小；不在同一直線上；C。
【解析】（1）[1]由圖甲知道，作用在同一個物體上的兩個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，這兩個力不平衡。
（2）[2]由圖乙、丙知道，兩個大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上的力作用下，物體不能處于平衡態(tài)，即這兩個力不是平衡力。
（3）[3]兩圖相比知道，甲圖可減小摩擦力對實驗的影響，故選C。
考點三摩擦力
一、摩擦力
（1）相對運動方向的理解：“相對運動方向”不是“運動方向”。水平地面上的物體前進時，物體相對地面向前運動（相對運動方向向前），物體受到地面對它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路時，腳向后蹬地，腳相對于地面有向后運動的趨勢，地面給鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前運動。
摩擦力有時阻礙運動，有時有利于運動，無論哪種情況，摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反；
（2）判斷摩擦力方向的三種方法
由摩擦力概念判斷
摩擦力的方向與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反
由假設法判斷
此方法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑、無摩擦，分析兩物體的相對運動情況，然后根據(jù)摩擦力阻礙物體相對運動確定摩擦力的方向
由二力平衡條件判斷
一對平衡力的方向相反，可以通過與摩擦力相互平衡的另一個力方向來判斷摩擦力的方向
二、探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.實驗探究：影響滑動摩擦力大小的因素
2.注意事項
（1）實驗時所用的木板要足夠長，以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程；
（2）實驗時應保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行；
（3）實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現(xiàn)，建議采用如下操作：將彈簧測力計的掛鉤與木板相連，拉環(huán)處固定，拉動長木板進行實驗（如圖所示），這樣不但方便讀數(shù)，而且長木板也不需要做勻速直線運動。
三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有時是有益的。如用手拿物體時，手與物體間的摩擦；人行走時，鞋底與地面間的摩擦；剎車時，剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
（2）摩擦有時是有害的。如機器運轉時各部件之間的摩擦會使機器磨損，進而使機器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
考向01 摩擦力的概念
（1）產(chǎn)生摩擦力必須同時滿足三個條件：（1）接觸面粗糙；（2）接觸并相互擠壓；（3）發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢。
（2）根據(jù)二力平衡判斷摩擦力的大小和方向：1）確定研究對象的運動狀態(tài)為平衡狀態(tài)；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根據(jù)平衡力的條件（大小相等、方向相反）來判斷摩擦力的大小和方向。
（3）靜摩擦力的大小和方向：靜摩擦力總是與引起相對運動趨勢的外力大小相等、方向相反，故靜摩擦力會隨著外力的變化而變化，不是定值。
★易錯警示
“推了但沒有推動”的兩種誤區(qū)：1）“沒推動”就是推力太小，小于物體所受靜摩擦力；2）“沒推動”就是不受摩擦力。
正確理解：1）“沒推動”=“物體靜止”=“物體受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“沒推動”，物體只是沒有相對運動，但存在相對運動趨勢，此時有靜摩擦力。
【例1】關于摩擦力的說法中不正確的是（）。
A．相互接觸的物體間不一定有摩擦力；
B．兩物體保持相對靜止時也有可能有摩擦；
C．摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同；
D．兩個表面光滑的物體間也可能有摩擦
【答案】D。
【解析】相互接觸的兩物體，發(fā)生相對運動，或有相對運動的趨勢時，兩物體間產(chǎn)生摩擦力。
A、如果兩個物體接觸沒有運動，也沒有運動趨勢兩個物體之間就沒有摩擦力。故A正確；
B、例如斜面上靜止的物體，雖然相對斜面來講物體是靜止的，但是物體在斜面上有向下運動的趨勢，兩者之間也存在摩擦力。故B正確；
C、摩擦力的方向總是跟物體的相對運動方向相反，但跟物體運動方向可能是相同的，如人走路時，受到的摩擦力向前。故C正確；
D、兩個物體之間要產(chǎn)生摩擦力接觸面一定是粗糙的，光滑表面不會產(chǎn)生摩擦力。故D錯誤。
故選D。
【變式1-1】（2023·齊齊哈爾）如圖所示，用5N的力沿水平方向拉動物體B，使物體B在水平放置的木板A上向左做勻速直線運動。則物體B所受摩擦力為______N；木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______（選填“左”或“右”）。
【答案】①5；②左。
【解析】[1]物體B在水平放置的木板A上向左做勻速直線運動，所受到摩擦力和拉力是一對平衡力，所以f=F=5N；
[2]以物體B為參照物，木板A向右運動，所以木板A上表面所受B的摩擦力的方向水平向左。
【變式1-2】（2023·瀘州）教室里，磁性黑板擦可以被吸在豎直金屬黑板上不掉下來，如圖所示。根據(jù)題中信息，以下判斷正確是（）。
A. 黑板擦受到磁力作用，不受摩擦力的作用也能靜止在豎直黑板上；
B. 黑板擦能靜止在豎直黑板上，是因為黑板擦所受摩擦力大于重力；
C. 擦黑板時，可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力；
D. 擦黑板時，手對黑板擦的壓力與黑板對黑板擦的支持力是一對平衡力
【答案】C。
【解析】AB．黑板擦靜止，受力平衡，豎直方向的重力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，則受摩擦力的作用，沒有摩擦力不能平衡，故AB錯誤；
C．由于滑動摩擦力與壓力大小有關，擦黑板時，可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力，故C正確；
D．擦黑板時，手對黑板擦的壓力、黑板的吸引力與黑板對黑板擦的支持力是平衡力，故D錯誤。
故選C。
【變式1-3】（2023·眉山）如圖所示，在水平桌面上放置A、B兩個長方體物塊，A物塊受到水平向右拉力，B物塊受到水平向左拉力，此時A、B兩物塊一起向左做勻速直線運動，則A對B的摩擦力為_________N，水平桌面對B的摩擦力為__________N。
【答案】①5；②3。
【解析】[1]A向左做勻速直線運動，受到的摩檫力與拉力是平衡力，大小相等，為5N，即B對A的摩檫力為5N，A對B的摩擦力與B對A的摩檫力是相互作用力，大小相等，則A對B的摩擦力為5N。
[2]AB一起向左做勻速直線運動，將AB看成一個整體，AB受平衡力作用，由平衡力得，水平桌面對B的摩擦力為。
【變式1-4】（2023·遂寧）如圖為“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗裝置，迅速拉動長木板B。作出當彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，木塊A水平方向的受力示意圖。
【解析】如圖，當彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定時，木塊與測力計相對靜止，木塊A受到平衡力的作用，測力計對木塊A水平向左的拉力和木塊受到的水平向右的摩擦力是一對平衡力；木塊A在水平方向的受力示意圖如下圖所示：
考向02 利用運動圖像求摩擦力
結合運動圖像分析摩擦力的大小
（1）分析運動物體所受滑動摩擦力時，若物體做勻速直線運動，則可根據(jù)二力平衡知識直接解答；
（2）若物體做加速運動或減速運動，此時物體不處于平衡狀態(tài)，則分析物體與接觸面之間的壓力及接觸面的粗糙程度是否發(fā)生變化（一般均不變），若不變，則滑動摩擦力的大小不變。
【例2】如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到水平向右的拉力F 的作用，F(xiàn) 的大小與時間t 的關系如圖乙所示，物體運動速度 v 與時間t 的關系如圖丙所示，由圖象可知，當 t=1.5s 時，物體受到摩擦力為______N；當t=4.8s 時，物體受到的合力為________N。
【答案】2；0。
【解析】[1]從丙圖可知，在0~2s時是靜止，在2~4s是加速，在4~6s是勻速，勻速時，摩擦力等于拉力，等于4N，當 t=1.5s 時，物體處于靜止，摩擦力屬于靜摩擦力，物體處于平衡狀態(tài)，拉力等于推力等于2N，故其大小為2N。
[2]當t=4.8s 時，物體做勻速直線運動，物體處于平衡狀態(tài)，故合力為零。
【變式2-1】（2023·湘潭）如圖所示，文具盒在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面運動， F與時間t的關系如圖所示。0~2s內(nèi)，文具盒做勻速直線運動，此過程中它所受的摩擦力方向向________（選填“左”或“右”），大小為_________ N； 3~4s內(nèi)，文具盒所受合力的大小為__________ N。
【答案】①左；②2；③1。
【解析】[1][2]0~2s內(nèi)，文具盒做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，受到的摩擦力與推力F是一對大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一物體上的平衡力，由坐標圖可知，0~2s內(nèi)，文具盒受到向右的推力為2N，所以0~2s內(nèi)，文具盒受的摩擦力大小為2N，方向向左。
[3]3~4s內(nèi)，文具盒對桌面的壓力和與桌面的粗糙程度不變，則此時文具盒受到的摩擦力不變，依然為2N，方向向左；由坐標圖可知，此時文具盒受到向右的推力為3N，故此時文具盒所受合力的大小為
3N-2N=1N
【變式2-2】（2023·達州）如圖所示，A、B兩個粗糙程度相同的物體以甲、乙兩種不同的方式疊放在同一水平地面上，分別用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右運動，甲運動的s-t圖像和乙運動的v-t圖像分別如圖丙、丁所示，已知F甲=10N，下列說法正確的是（）。
A. F甲F2，觀察小車的運動情況；第二次左右兩盤中砝碼質(zhì)量相等，即F1=F2，觀察小車運動情況；第三次左盤中砝碼質(zhì)量小，即F1

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