運(yùn)動(dòng)和力(二)1.能夠描述牛頓第一定律,能用慣性解釋有關(guān)的常見現(xiàn)象。2.舉例說明二力平衡的條件,以及力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因。3.列舉生活中的摩擦力,并能說明其意義。①知道摩擦力的概念、決定摩擦力大小的因素。利用控制變量法來探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)想沒有摩擦力的世界將會(huì)出現(xiàn)的情景,以此培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的意識(shí)。②增大有益摩擦或減小有害摩擦,體驗(yàn)?zāi)Σ亮υ谌粘Ｉ钪械膽?yīng)用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。焦點(diǎn)1慣性

例1圖甲是古代中國(guó)勞動(dòng)人民發(fā)明的農(nóng)具——谷風(fēng)車,常用于清除谷物中的輕質(zhì)雜質(zhì),如空殼、癟粒等,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示。轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)葉后,谷粒和雜質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同。下列描述正確的是()A.只有谷粒具有慣性B.只有雜質(zhì)具有慣性C.谷粒和雜質(zhì)都具有慣性D.谷粒和雜質(zhì)都不具有慣性C【解析】慣性是指一切物體都具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),慣性是物體固有的屬性,慣性和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),所以谷粒和雜質(zhì)都具有慣性?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.駕駛員進(jìn)行駕駛技能比賽時(shí),可通過“一杯水”來考驗(yàn)駕駛員的行車技術(shù)。將一杯水靜置在公交車的置物臺(tái)上(如圖),駕駛員突然剎車時(shí),杯中水可能發(fā)生的情況是()A.仍保持水平B.將向前溢出C.將向后溢出D.會(huì)溢出,但不能確定溢出方向B2.一架水平勻速直線飛行的飛機(jī)以相同的時(shí)間間隔分別落下A、B、C三個(gè)大小一樣的小球,那么反映A、B、C三個(gè)小球在空中的位置關(guān)系正確的是(不考慮空氣阻力)()A焦點(diǎn)2牛頓第一定律的理解及實(shí)驗(yàn)探究

例2為研究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響,小明選用完全相同的小球和斜面,粗糙程度依次減小的毛巾、棉布和木板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列方案設(shè)計(jì)及對(duì)應(yīng)結(jié)果有利于進(jìn)一步推理得到“當(dāng)物體不受阻力時(shí),將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”這一結(jié)論的是()C【解析】本實(shí)驗(yàn)的目的是探究阻力的作用對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響,因此,實(shí)驗(yàn)中需要改變的是阻力的大小(通過改變接觸面的光滑程度來實(shí)現(xiàn)),同時(shí)對(duì)其他的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行控制。根據(jù)控制變量法的要求,必須使小車從同一斜面的同一高度滑下,以保證其在水平面開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的初速度相同,只改變接觸面的粗糙程度,從而使阻力成為唯一變化的量;小車在不同的水平面上運(yùn)動(dòng)的距離不同,表面越光滑,所受阻力越小,運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn),小車的速度減小得越慢;根據(jù)前面的研究結(jié)果進(jìn)行推理,當(dāng)水平面絕對(duì)光滑時(shí),即摩擦阻力為零時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的距離將無限遠(yuǎn),它將做勻速直線運(yùn)動(dòng)?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】3.如圖所示,小球被豎直向上拋出,當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)(速度未減小至零),如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將是()A.立即掉落下來 B.勻速向下運(yùn)動(dòng)C.勻速向上運(yùn)動(dòng)

D.向上越來越快C4.在探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)影響”的實(shí)驗(yàn)中,小科同學(xué)選用斜面、帶有傳感器的小車、毛巾、棉布、塑料板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(如圖甲所示),實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在水平面鋪上毛巾。②讓小車從斜面某一高度靜止下滑。③小車下滑至斜面底端、并在水平面繼續(xù)滑行至靜止,用傳感器采集數(shù)據(jù)。④把毛巾換成棉布、塑料板,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),小車速度與時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。(1)為了探究不同阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響,保持小車受到不同阻力之前的速度是相同的,你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)是如何做到這一點(diǎn)的?______________________________。

(2)通過傳感器數(shù)據(jù)圖像可得出“阻力越小,運(yùn)動(dòng)速度減小得越慢”的結(jié)論,獲得此結(jié)論所對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象是小車___________________________。

(3)在上述實(shí)驗(yàn)觀察分析的基礎(chǔ)上,可以推測(cè):如果阻力為零,水平面足夠長(zhǎng),小車將做__________________,此處用到了______________(選填“控制變量”“科學(xué)推理”或“轉(zhuǎn)換”)法。

從斜面的某一高度靜止下滑在塑料板上通過的距離最長(zhǎng)勻速直線運(yùn)動(dòng)科學(xué)推理【解析】

(1)為了探究不同阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響,由控制變量法,要保持小車受到不同阻力之前的速度是相同的,故要使小車從斜面的某一高度靜止下滑。(2)塑料板表面最光滑,小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力最小,小車在塑料板表面上通過的距離最長(zhǎng),速度減小得最慢。(3)在上述實(shí)驗(yàn)觀察分析的基礎(chǔ)上,可以推測(cè):如果阻力為零,水平面足夠長(zhǎng),小車的速度不會(huì)變小,將做勻速直線運(yùn)動(dòng),此處用到了科學(xué)推理法。焦點(diǎn)3二力平衡

例3如圖所示,雜技演員一只手支撐在三腳架上,讓身體保持靜止?fàn)顟B(tài),下列關(guān)于雜技的受力描述正確的是()A.雜技演員受到的重力和手對(duì)三腳架的壓力是一對(duì)平衡力B.三腳架受到的重力和地面對(duì)三腳架的支持力是一對(duì)平衡力C.雜技演員受到的重力和三腳架對(duì)雜技演員的支持力是一對(duì)平衡力D.地面對(duì)三腳架的支持力和雜技演員受到的重力是一對(duì)平衡力C【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)平衡力的辨別,學(xué)習(xí)中特別要注意平衡力和相互作用力的區(qū)別:是否作用于同一物體。知道地面附近的物體都要受到重力的作用。例4如圖所示,將一質(zhì)量忽略不計(jì)的彈簧測(cè)力計(jì)連接在兩個(gè)相同木塊之間,用12N的水平向左拉力使整體一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是()A.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為12NB.木塊B受到摩擦力的大小為6NC.木塊A、B所受摩擦力的方向相反D.木塊A受到向左的拉力與A受到的摩擦力是一對(duì)平衡力B【解析】彈簧測(cè)力計(jì)使用時(shí)總是在平衡狀態(tài)下使用的,即彈簧測(cè)力計(jì)是在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下工作的,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)受到一對(duì)平衡力的作用;用12N的水平向左拉力使整體一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據(jù)二力平衡的條件,測(cè)力計(jì)示數(shù)大小等于摩擦力的大小,則當(dāng)用水平向左大小為12N的力使整體一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)相同木塊的摩擦力均為6N,所以彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為6N,且木塊A、B所受摩擦力的方向相同,故A、C錯(cuò)誤,B正確;木塊A受到向左的拉力為12N,A受到向右的摩擦力大小是6N,不是一對(duì)平衡力,故D錯(cuò)誤?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行受力分析,并要學(xué)會(huì)用二力平衡的知識(shí)來分析摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大小?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】5.如圖所示為某同學(xué)在勻速行駛的高鐵的水平桌面上拍攝的始終屹立不倒的硬幣。下列分析不正確的是()A.硬幣對(duì)桌面的壓力與硬幣受到的重力方向相同B.硬幣對(duì)桌面的壓力與硬幣受到的重力是一對(duì)平衡力C.桌面對(duì)硬幣的支持力大小等于硬幣受到的重力大小D.硬幣對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)硬幣的支持力是一對(duì)相互作用力B6.健身者在沒有其他輔助的情況下,下列姿勢(shì)不可能在水平地面上保持的是()A焦點(diǎn)4探究二力平衡的條件

例5小金和小科用如圖所示的裝置探究“二力平衡的條件”,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為50g,卡片的質(zhì)量忽略不計(jì)。(1)小金在用圖甲裝置實(shí)驗(yàn)中,保持F1和F2大小相等,將小車扭轉(zhuǎn)一定角度,松手后發(fā)現(xiàn)小車無法在原位置靜止。小金進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的目的是探究二力平衡時(shí),必須滿足的條件之一是______________________。

(2)為了驗(yàn)證小金(1)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?小科設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置。小科調(diào)整一邊滑輪的高度,可觀察到的現(xiàn)象是__________________。

(3)兩位同學(xué)為了探究猜想“只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡”,使用小科設(shè)計(jì)的裝置(圖乙),下一步的操作是______________。

作用在一條直線上卡片仍能平衡剪斷卡片【解析】

(1)小金在用圖甲裝置實(shí)驗(yàn)中,保持F1和F2大小相等,將小車扭轉(zhuǎn)一定角度,松手后發(fā)現(xiàn)小車無法在原位置靜止。可見,兩個(gè)力不在一條直線上,這兩個(gè)力就不能平衡,小金進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)的目的是探究二力平衡時(shí),必須滿足的條件之一是作用在一條直線上。(2)為了驗(yàn)證小金(1)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?小科設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置。小科調(diào)整一邊滑輪的高度,可發(fā)現(xiàn),只要兩個(gè)力作用在一條直線,這兩個(gè)力就能平衡。(3)剪斷卡片,變成兩個(gè)物體,分別朝相反的方向加速運(yùn)動(dòng),不能平衡?？梢姟爸挥凶饔迷谕晃矬w上的兩個(gè)力才能平衡”?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查通過實(shí)驗(yàn)探究二力平衡條件的過程?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】7.在探究“二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)中:

靜止直線

2

摩擦力焦點(diǎn)5力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

例6如圖甲所示,放在水平地面上的物體A受到方向不變的水平拉力F的作用,F-t和v-t圖像分別如圖乙、圖丙所示。以下說法正確的是()A.0~6s,物體靜止,拉力與摩擦力大小相等B.第7s,物體受到的摩擦力是12NC.6~8s,物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D.8s以后,摩擦力與拉力是一對(duì)相互作用力A【解析】由圖乙、丙可知,前6s物體速度為零,處于靜止?fàn)顟B(tài),合力為零,則水平方向受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,故A正確;由丙圖可知,8s以后,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為v=5m/s,水平方向受到的摩擦力和拉力是一對(duì)平衡力,不是相互作用力,此時(shí)摩擦力等于拉力,f=F=10N;6~8s內(nèi),物體所受拉力為12N,物體在做加速運(yùn)動(dòng),由于壓力大小、接觸面的粗糙程度不變,摩擦力不變,仍為10N,故B、C、D錯(cuò)誤?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)圖像的認(rèn)識(shí)及二力平衡條件的應(yīng)用,要求能熟練讀圖,并能結(jié)合運(yùn)動(dòng)分析物體的受力情況?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】8.一小球正沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),如下圖所示的甲、乙、丙三幅圖中,能正確反映小球受力情況的是()A.甲B.乙C.丙D.甲和乙C9.地鐵安檢時(shí),小金將行李箱放到傳送帶上,行李箱與傳送帶間有一段距離的相對(duì)滑動(dòng),然后行李箱隨傳送帶共速后一起勻速運(yùn)動(dòng),模型如圖所示(忽略空氣阻力,傳送帶足夠長(zhǎng))。下列說法正確的是()A.共速前,行李箱受到平衡力的作用B.共速前,行李箱受到水平向左的摩擦力C.共速后,行李箱受到傳送帶的摩擦力為零D.共速后,行李箱仍受到傳送帶的摩擦力作用C10.物塊A受到的重力為5N,物塊B的重力為8N。將物塊A放在物塊B上,如圖所示,用大小為40N的水平力F將物塊B壓在豎直黑板表面保持靜止。回答下列問題:(1)此時(shí)物塊B受到的摩擦力為______N,方向?yàn)開___________。

(2)若增大水平壓力F,則物塊B受到的摩擦力__________(選填“變大”“變小”或“不變”)。

13

豎直向上不變焦點(diǎn)6摩擦力的大小與方向定量分析

例7黑板和黑板擦是一對(duì)“好朋友”,一起服務(wù)于我們的學(xué)習(xí)。(1)小科用黑板擦擦黑板時(shí),發(fā)現(xiàn)壓力越大,擦得越干凈。這是因?yàn)閴毫υ龃?使黑板與黑板擦之間的摩擦力變________。

(2)用3N的水平壓力F把重1N的黑板擦壓在黑板上保持靜止,如圖所示。此時(shí)黑板對(duì)黑板擦的摩擦力為_______N。

(3)若將水平壓力改為2N,黑板擦沿黑板勻速下落,則此時(shí)黑板擦受到的摩擦力大小為_______N。

大

1

1

【解析】

(1)小科用黑板擦擦黑板時(shí),發(fā)現(xiàn)壓力越大,擦得越干凈。這是因?yàn)閴毫υ龃?使黑板與黑板擦之間的滑動(dòng)摩擦力變大。(2)黑板擦在豎直的黑板上保持靜止?fàn)顟B(tài),那么它受到的向下的重力和向上的摩擦力相互平衡,即二者大小相等,那么它受到的摩擦力f=G=1N。(3)黑板擦在豎直的黑板上勻速下落,那么它受到的滑動(dòng)摩擦力與重力相互平衡,即二者大小相等,那么它受到的滑動(dòng)摩擦力f'=f=G=1N。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】11.下列關(guān)于人行走時(shí)后腳受到的摩擦力方向的示意圖,正確的是()A12.在粗糙的水平面上,有一物體在水平拉力F的作用下向右直線運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。拉力F和速度v隨時(shí)間t變化情況分別如圖乙、丙。該過程中物體受到的摩擦力f大小隨時(shí)間變化的圖像是()B焦點(diǎn)7兩物體疊加時(shí)的摩擦力

例8如圖甲所示,完全相同的A、B兩物塊疊放在水平地面上,用F1=30N的水平力作用在B物塊上,A、B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)A物塊受到地面的摩擦力方向?yàn)開_________;若將F2=50N的水平力按如圖乙所示作用在A物塊上,它們?nèi)砸黄鹪谠撍降孛孀鲋本€運(yùn)動(dòng),則圖乙中A物塊受到地面的摩擦力大小為________N。

向左

30

【解析】將A和B看作一個(gè)整體,當(dāng)它們一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),A受到地面的摩擦力與推力F1相互平衡。根據(jù)二力平衡的知識(shí)可知,二者大小相等,方向相反,即f=F1=30N,且方向水平向左。若將F2=50N的水平力如圖乙所示作用在A物塊上,由于兩個(gè)物體對(duì)地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變,因此它們受到地面的摩擦力不變,還是30N。

0

15

7.5

焦點(diǎn)8實(shí)驗(yàn)探究摩擦力影響因素

例9小明在探究“滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”時(shí),用同一個(gè)木塊分別做了如圖1所示的甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。(1)甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中均須沿水平方向勻速拉動(dòng)木塊,小明依據(jù)的原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)通過甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是________________________________________________。

用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),拉力的大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小在壓力相同時(shí),接觸面粗糙程度越大,摩擦力越大(3)在實(shí)驗(yàn)過程中很難做到勻速拉動(dòng),于是小明對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)(如圖2)。將木塊A、B疊放在水平桌面上,分別用彈簧測(cè)力計(jì)拉(B不會(huì)從A上落下)。當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為40N,彈簧測(cè)力計(jì)b的示數(shù)為90N,則A、B間的滑動(dòng)摩擦力為_________,兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不相等的原因是_______________________。

40N

A受到桌面的摩擦力【解析】

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),用彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木塊,使其在水平桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力的作用,根據(jù)二力平衡知識(shí),拉力的大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小。(2)甲、丙兩圖的壓力相同,丙圖比甲圖接觸面粗糙,測(cè)力計(jì)示數(shù)更大,即丙圖中摩擦力大,所以可得在壓力相同時(shí),接觸面粗糙程度越大,摩擦力越大。(3)對(duì)B進(jìn)行受力分析,當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí),B受到A對(duì)B向右的摩擦力和彈簧測(cè)力計(jì)a對(duì)B向左的拉力,由于B處于靜止?fàn)顟B(tài),因此彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)等于A、B兩物體間的滑動(dòng)摩擦力,即f=40N。物體A受到彈簧測(cè)力計(jì)b對(duì)A向右的拉力作用和桌面、B分別對(duì)A向左的摩擦力;當(dāng)A被拉動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)b的示數(shù)大于或等于兩個(gè)摩擦力之和,故彈簧測(cè)力計(jì)a、b示數(shù)不相等,彈簧測(cè)力計(jì)b的示數(shù)大于a的示數(shù)?！军c(diǎn)評(píng)】此題探究摩擦力的大小與什么因素有關(guān),掌握兩個(gè)影響因素,并注意控制變量法的應(yīng)用?！緦?duì)點(diǎn)訓(xùn)練】14.下列實(shí)例中,目的是為了增大摩擦的是()C15.劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),腳掌會(huì)在鞋內(nèi)滑動(dòng),易造成損傷。為選擇一款防滑性能良好的鞋墊,小明用不同的鞋墊織物面料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),鞋墊織物面料編織緊密度如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在水平木板上平鋪固定鞋墊織物面料,并取一只鞋模,套上運(yùn)動(dòng)襪。②按圖乙連接裝置,水平拉動(dòng)木板,記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。③多次測(cè)量,取平均值。④換用不同的織物面料,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),記錄并整理數(shù)據(jù)如下表。組別織物面料編織緊密度彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N1錦綸密4.42錦綸疏3.63腈綸密3.54腈綸疏3.2

(1)該實(shí)驗(yàn)要探究的科學(xué)問題為____________________________。

(2)圖乙中水平向右拉動(dòng)木板的過程中,鞋模所受摩擦力的方向?yàn)開_____________。

(3)圖丙中,利用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)鞋模,也能測(cè)量摩擦力的大小。對(duì)比圖乙分析,你認(rèn)為哪種方法更好,并說明理由:______________________________________________。

鞋墊防滑性能的影響因素水平向右圖乙方法更好,不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)木板,操作簡(jiǎn)便(4)市面上鞋墊面料有很多種,本實(shí)驗(yàn)只選取了其中兩種。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,若要去超市選購(gòu)一款防滑性能良好的鞋墊,你的建議是__________。

錦綸焦點(diǎn)9受力分析

例10如圖,將彈性球和繩子先后放入瓶中,倒置瓶子,一手拿著瓶一手拉動(dòng)繩子,直到繩子處于拉緊狀態(tài),將瓶子放正后,手拉繩就可將瓶子提起來。下列分析正確的是()A.增加彈性球的質(zhì)量有助于實(shí)驗(yàn)成功B.選擇粗細(xì)合適的粗糙繩子有助于實(shí)驗(yàn)成功C.只要手的拉力足夠大,瓶子就不會(huì)掉落D.使用彈性球是為了減小繩與瓶之間的作用力B【點(diǎn)評(píng)】本題考查摩擦力相關(guān)知識(shí),力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系,相互作用力,題目背景新穎,需要同學(xué)們善于思考情境背后的物理知識(shí)。【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】16.如圖所示,小明在戶外露營(yíng),搭帳篷固