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专题08 运动和力
一、思维导图
二、新课标要求
2.2.3 通过常见事例或实验，了解摩擦力。
2.2.4 知道二力平衡条件。
2.2.5 通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现
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三、知识梳理与典例
一、牛顿第一定律
1. 阻力对物体运动的影响
（1）两种观点
古希腊哲学家亚里士多德的观点：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果
这个力撤掉，物体就会停止运动。即物体的运动 力来维持（选填“需要”或“不需要”）。
物理学家伽利略通过理想实验，运用逻辑推理，认为：物体的运动 力来维持，运动的物体之
所以停下来，是因为受到了阻力的作用（选填“需要”或“不需要”）。
（2）结论
运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动
速度将不会减小，将保持做 运动。
2. 牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律的建立过程
①伽利略结论
意大利物理学家伽利略通过斜面小球实验认识到运动物体受到的阻力越小，速度减小的越慢，运
动时间越长，物体的运动不需要 来维持。他又进一步推论，若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。
②笛卡尔观点
法国物理学家笛卡尔对伽利略的观点又进行了补充：运动的物体在不受外力的情况下，它将速度
不变、方向不变的永远运动下去，即作 运动。
③英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行了深入研究，
总结出牛顿第一定律。
（2）牛顿第一定律的内容
一切物体在没有受到力的作用时，总保持 状态或 状态。
（3）对牛顿第一定律的理解
①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体
都适用。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思：一是该物
体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存
在的；二是该物体所受力的合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。
③ “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说，物体如果没有受到力的作用，原来静
止的物体仍保持 状态，原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做 运动。
④牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的 概括出来的。
由该定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一。
⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体 的原
因，若不受力，则运动状态不改变；反之，如果物体的运动状态发生了改变，则物体一定受到了力的
作用。
二、惯性
1. 探究惯性现象
（1）分析生活中一些与惯性有关的现象
①当汽车急刹车时，人会向前倾。
分析：当汽车刹车时，人的脚部与车厢接触停止运动，但是人体的上部分仍要保持它原来的
状态（选填“运动”或“静止”），所以会向前倾。
②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。快速水平击打硬纸板时，发现硬纸
板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走，而是落入水杯中。
分析：硬纸板受到击打力的作用，由静止变为运动，纸片上的鸡蛋不受击打力作用，仍保持原来
的 状态（选填“运动”或“静止”），在重力作用下落入杯中。
③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。
分析：当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的 状态（离开手时的速度），所
以会继续向前飞（选填“运动”或“静止”）。
（2）总结
物体不受力的作用时，会保持原来的静止状态或运动状态，这是物体固有的一种性质。
2. 惯性
（1）惯性：一切物体都有保持原来 不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（2）对惯性的理解
①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。
②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的 决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的
形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。
③惯性与牛顿第一定律的区别
惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何
情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。
（3）区分惯性与力
惯性 力
性质 惯性是物体自身的性质，始 力是物体对物体的作用，物
不同 终具有；与外界条件无关 体间有相互 时才会产生力
要素 惯性只有大小，且大小只与 力不仅有大小，还有方向和
不同 质量有关，没有方向 作用点
效果
保持物体 不变 改变物体的
不同
应说“由于惯性”“具有惯
表述 应说“受到力”“施加力”
性”，不能说成“惯性力”“受
不同 “在力的作用下”等
到惯性”“受到惯性作用”等
3. 利用惯性解释有关现象
（1）实例分析
①跑动中的人，脚被绊住，会向前倒。
分析：跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于 ，仍要保
持原来的 状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
②如图所示，拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。
分析：静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有 状态的性质，所以没有随金属片飞
出，而是落入支座上的凹槽中。
（2）解释惯性现象的步骤：关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
①首先确定研究对象是哪个物体；
②明确该物体原来所处的状态（运动还是静止）；
③该物体（或物体的某一部分）由于外力作用，运动状态发生怎样的改变；
④最后确定该物体（或物体的其他部分）由于惯性要保持原来的运动状态，会出现怎样的现象。
4. 惯性的利用
在生活中，应用惯性的一些实例。
（1）跳远或跳高
跳远或跳高运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的 ，在空中继续前进，以提高成绩。
（2）锤头变紧的方法
锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，这是因为锤柄突然停止
时，锤头由于惯性会继续向 运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
（3）投铅球、篮球、标枪
运动员在投铅球、篮球、标枪时，尽量提高物体脱离手时的运动 ，当物体离开手之后由于
具有惯性，将保持这个速度运动下去，所以物体离开手时的速度越大，运动的越 。
5. 惯性的危害和防止
惯性有时也会给人带来危害，为防止惯性带来的危害，人们采取了一些保护措施。
例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。所以乘坐交通工具时，司机和乘客要系 ；
车辆行驶要限载限 ；车辆行驶要保持 ；汽车要安装安全气囊等。
【例题1】物理学的发展推动了科学技术的创新和革命。下列对于运动和力的说法中错误的是（
）
A．物体受到力的作用时，它的运动状态不一定会发生改变
B．亚里士多德认为“力是维持物体运动状态的原因”，这个观点是错误的关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
C．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，它能够通过现代实验手段直接验证的
D．伽利略采用实验和推理相结合的方法，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
【例题2】在2022年北京冬奥会冰壶混双比赛中，中国队顺利击败美国队，如图女冰壶运动员推
出冰壶后，冰壶仍能继续向前，是因为（ ）
A．冰壶受到惯性作用 B．冰壶受到了惯性力
C．冰壶的惯性变小了 D．冰壶本身具有惯性
【例题3】忽略空气阻力，从A点斜向上抛出后的小球在空中的运动轨迹如图所示。
（1）抛出后的小球由于________。
A．不受力，运动状态发生改变 B．不受力，运动状态不发生改变
C．受到重力作用，运动状态发生改变 D．受到推力作用，运动状态发生改变
（2）如图所示，若小球运动到B点，突然所有外力消失，请在图中画出小球的运动轨迹。
例题3图 例题4图
【例题4】2022年3月23日下午空间站“天宫课堂”，宇航员完成了太空抛物实验。实验中，只
见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推，只见冰墩墩稳稳地沿着原来抛出去的方向，一路
飘到了同伴叶光富的手里。如图，冰墩墩在太空中处于失重状态，在空中不受力的作用，它在空中飞
行做___________运动；这个小实验直接验证了__________定律，也说明物体的运动_______（选填
“需要”或“不需要”）力来维持。
三、平衡状态与平衡力
1. 常见物体的受力分析
（1）静止在桌面上的杯子：受到的力有重力G与桌面的 力F。
（2）悬挂的电灯：电灯受到的力有重力G与 力F。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
（3）匀速下落的跳伞运动员：运动员受到的力有重力G与空气的 F。
（4）水平匀速前进的小汽车
在竖直方向上受到的力有：汽车的重力G、地面的 N；
在水平方向上受到的力有：牵引力F、空气与地面的 f。
归纳：牛顿第一定律是在理想状况下成立的，而在现实中，当一个物体受几个力作用时，也能保
持静止或匀速直线运动状态，即 不变。
2. 平衡状态与平衡力
（1）平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力
平衡，物体处于 状态。
（2）平衡力：使物体处于平衡状态的两个力（或多个力）叫做 力。
（3）二力平衡：当物体受到两个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就说
这两个力相互平衡，简称 平衡。
四、二力平衡的条件
1. 二力平衡的条件
作用在 物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在 上，这两个力就彼
此平衡。
记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。
力的平衡在日常生活中有许多实际应用，主要包括以下两方面：
一是会根据平衡状态找出平衡力，利用二力平衡条件求其中一个力的大小方向。二是已知两个力
的大小、方向及作用点，根据二力平衡的条件来判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态）。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
2. 求力的大小和判断力的方向
物体在两个力的作用下处于平衡状态，已知一个力的大小和方向，我们可以根据二力平衡条件求
另一个力的 和 。
（1）分析静止在水平面上的物体的受力情况
因物体静止，所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对 力，则此二力大小相等、
方向相反、作用在同一直线上，支持力的大小等于重力的大小F=G，支持力的方向 。
（2）用弹簧测力计测量物体所受重力的原理
因为物体静止，所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对 力，则此二力大小
相等、方向相反、作用在同一条直线上，所以物体重力的大小等于 的大小G=F。
2. 判断物体的运动状态（平衡状态或非平衡状态）
以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析，水平路面上运动的小车受到的力有：
（1）在竖直方向上受到的力有：重力G、地面支持力N，是一对平衡力。
（2）在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f。
①若牵引力等于阻力F=f，则二力平衡，小车向左做 直线运动；
②若牵引力大于阻力F＞f，二力不平衡，小车向左做 直线运动；
③若牵引力小于阻力F＜f，二力不平衡，小车向左做 直线运动。（以上均选填“匀速”、
“加速”或“减速”）关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
3. 找重心：利用二力平衡，可以找不规则物体的重心，例如用 法找薄板的重心。
4. 运动和力的关系
物体受到平衡力的作用，运动状态 改变，即保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非
平衡力的作用，运动状态 改变，即运动的速度或方向发生改变（均选填“发生”或“不发生”）。
5. 区别“平衡力”和“相互的力”
（1）实例分析：一本书静止在水平桌面上时，分析书、桌面的受力情况。
如图甲所示，水平桌面上的一本书所受重力G和桌面 是一对平衡力。如图乙所示，书对
和桌面对书的支持力F是一对相互作用力。
（2）“平衡力”与“相互的力”的区别
一对平衡力 一对相互作用力
大小相等 大小相等
相同点 方向相反 方向相反
作用在同一直线上 作用在同一直线上
不同点 作用在 物体上 分别作用在 物体上
【例题5】下列物体中，正在受到平衡力作用的是（ ）
A．竖直向上抛出的橡皮 B．随观光电梯一起匀速上升的游客
C．沿光滑斜坡滚下的小球 D．正在匀速转向行驶的汽车
【例题6】如图是谷爱凌在自由式滑雪大跳台中的精彩表现，下列说法正确的是（ ）
A．选手从静止开始下滑，说明力是维持物体运动状态的原因
B．选手在空中完成旋转动作时重力消失
C．选手落地后继续滑行一段距离是因为选手具有惯性
D．选手在水平面时，滑板对雪地的压力和雪地对滑板的支持力是一对平衡力关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
【例题7】建筑工地上的起重机匀速吊起一个质量为100kg的工件，则起重机的钢丝绳对物体的拉
力的大小和方向分别为（ ）
A．100N，方向竖直向上 B．980N，方向竖直向下
C．100N，方向竖直向下 D．980N，方向竖直向上
五、摩擦力
1. 摩擦力的概念
两个相互接触的物体，当它们有 运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种
物体相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力。
2. 摩擦力的三要素
（1）作用点：摩擦力实际上是作用在整个接触面上的，但为了研究方便，一般情况下把摩擦力的
作用等效到一个点上，可以把这个等效点取在接触面上，也可以取在物体的 上。
（2）方向：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向 。
（3）大小：当物体做匀速直线运动或保持静止时，受到的摩擦力大小可利用 条件求解。
六、滑动摩擦力
1. 滑动摩擦力
（1）定义：两个相互接触的物体，当它们相对 时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，
这种力叫做滑动摩擦力。
（2）产生的原因：相互接触的两个物体表面总是凹凸不平的，在压力作用下这些凹凸不平的部位
会相互啮合。当两个物体做相对滑动时，啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用，产生滑动摩擦力。
（3）产生的四个条件
①两个物体相互接触；②两个物体相互 ；③两个物体发生相对 ；④两个接触面不光滑。
四个条件缺一不可。
（4）方向：滑动摩擦力的方向是与物体间相对运动的方向 的。
如图，人推箱子向右滑动时，箱子相对于地面向右运动时，受到的滑动摩擦力方向向 。
2. 测量滑动摩擦力
（1）原理： 。
（2）测量方法：如图所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做 运动，此时
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读出弹簧测力计的示数F，即为滑动摩擦力的大小。
（3）原理分析：由于木块在长木板上做匀速直线运动，在水平方向上木块受到的滑动摩擦力和弹
簧测力计的拉力是一对 力。由二力平衡条件可知，木块受到的拉力和滑动摩擦力大小 ，
所以读出弹簧测力计的示数，即为 的大小。
3. 影响滑动摩擦力大小的因素
滑动摩擦力的大小与 和接触面的 有关。接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动
摩擦力越大。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
七、静摩擦与滚动摩擦
1. 静摩擦力
（1）概念：当两个物体具有相对 时，在接触面上产生阻碍物体间发生相对运动的力，叫做静
摩擦力。
（2）静摩擦力现象：例如手握杯子，杯子由于受到重力，杯子相对于手有往下掉的趋势，但是没有
掉下来，是因为手对杯子有一个向 的静摩擦力。
（3）静摩擦力的方向
人走路时，脚（鞋底）向后蹬地面，相对于地面有向 的运动趋势，地面会对脚有一个向 的
静摩擦力f，人靠这个静摩擦力前进（均选填“后”或“前”）。所以静摩擦力的方向与物体间相对
的方向相反。
（4）静摩擦力的大小
根据二力平衡条件可求静摩擦力的大小。
①手握瓶子处于静止状态，瓶子受到重力G和静摩擦力f 的作用，该二力是一对 力，所以大
小相等：f=G。
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②水平推物体时，静摩擦力存在一个最大值，称为最大静摩擦力，它等于使物体刚要运动时所需
要的最小外力；根据二力平衡条件可求静摩擦力的大小。
人推箱子没有推动，箱子在水平方向上受到推力F和静摩擦力f 的作用，该二力是一对 力，
所以大小相等：f=F。
2. 滚动摩擦力
（1）概念：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力叫作滚动摩擦力。
（2）产生原因：物体滚动时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用。
（3）生活中的滚动摩擦
（4）滚动摩擦小于滑动摩擦
如图所示，木块在木板上滑动时，弹簧测力计示数比较大。在木块下面垫上铅笔时，再拉动木块，
弹簧测力计示数变小。由此说明滚动摩擦 滑动摩擦。
八、摩擦的利用与防止
1. 增大有益摩擦的方法
（1）增大物体间的压力
例如打开瓶盖时用力、拔河比赛时、用力握紧绳子、自行车刹车时用力捏车闸（图甲）、用橡皮
擦去错误的字时要用力等等。
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（2）使接触面粗糙
例如要上杠的运动员手上擦镁粉（图乙）、鞋底凹凸不平的花纹、结冰的路面撒沙等。
（3）变滚动摩擦为滑动摩擦
汽车急刹车时，车轮在路面滑动，把滚动变为滑动，增大了轮胎与地面间的摩擦，使车容易停下
来。
2. 减小有害摩擦的方法
许多情况下摩擦是有害的，人们常常设法减小它。减小摩擦的方法：
（1）减小压力：例如，推比较重的木箱时，把物品拿出一部分，减小压力，摩擦力也变小。
（2）使接触面光滑：接触面越光滑，摩擦力越小（如上图丙）。
（3）变滑动摩擦为滚动摩擦
因为滚动摩擦小于滑动摩擦，所以使物体间的滑动摩擦变为滚动摩擦时，可以减小摩擦。
（4）使接触面分离
两个互相接触的摩擦面彼此离开可以减小摩擦。例如向机器里加润滑油、气垫船等。
滚动轴承 加润滑油 气垫船
【例题8】如图甲所示，物体甲重40N，被F甲=60N的水平压力压在竖直墙壁上保持静止，如图
乙所示。物体乙重60N，在35N的水平拉力F 作用下，沿水平桌面匀速向右运动。则物体甲受到的摩
乙
擦力f 为____N，物体乙受到的摩擦力f 为_____N。
甲 乙
【例题9】如图所示，请画出木块从斜面上滑下时所受重力和摩擦力的示意图。
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【例题10】随着人们生活水平的不断提高，自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物
理原理，例如：在轮胎上刻花纹来增大摩擦，下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是（ ）
A．自行车刹车时捏紧刹把 B．溜冰时穿旱冰鞋
C．体操运动员在手上涂镁粉 D．运动员击球时用力握球拍
【例题11】质量为20kg的物体在水平向右推力F的作用下，在水平地面上向右做匀速直线运动。
若物体受到的滑动摩擦力大小为重力的0.2倍，g取10N/kg，求：
（1）物体受到的重力G。
（2）物体受到的推力F。
（3）若突然发现前方遇到障碍物，马上改用大小为80N的水平拉力使物体减速。求在减速的过程
中，物体受到的摩擦力f 的大小是多少?
四、实验专题
一、探究阻力对物体运动的影响
【设计实验】让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，如图所示，改变水平面表面的粗
糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去
掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。
【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
【进行实验与收集证据】
（1）在水平木板上铺上毛巾，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在阻力较大的毛巾表面上
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滑行的距离。
（2）在水平木板上铺上棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在阻力较小的棉布
表面上滑行的距离。
（3）让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。
（4）实验记录表
表面 阻力 小车运动 小车速度
材料 大小 距离 减小情况
毛巾 大 最短 比较
棉布 中 比较长 比较
木板 小 最长 最
【分析与论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。小车在不同材料的平面上最终
停下来的原因是因为受到 的作用。小车受到的阻力越小，滑行的距离越大，速度减小得越
。
对上述实验结论进一步推理可得出：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将
以恒定不变的 永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是 的，即物体的运动 力
来维持。
【实验结论】
运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动
速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。
【交流与讨论】
（1）实验方法
①控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，目的是使小车到斜面底端时具有相同
的 ；
②科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做 运动。
（2）对小车受力情况进行分析
小车在水平面上运动时，在竖直方向受重力和支持力，这两个力相互平衡，对物体的运动没有影
响；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做减速直线运动。
（3）选用小车而不选用木块的原因：在相同的条件下，小车受到的阻力较小，实验现象明显。
二、探究二力平衡的条件
【提出问题】二力平衡时，二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗?
【实验设计】如下图，将小车放在光滑的水平桌面上，使小车在水平方向上受两个力的作用。采
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用控制变量法进行探究，分别改变这两个力的大小（通过改变砝码的质量）、方向、是否共线（通过
扭转小车实现）和是否同体（通过分别拉2辆小车实现），由静止释放小车，观察小车在什么条件下
会保持静止状态。
【实验器材】木板、小车、砝码多个、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个。
【进行实验并收集数据】
（1）如实验装置图甲所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分
别放上质量不相等的砝码，观察小车的运动情况。
（2）在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。
（3）将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使二力的方向同时向左，观察小车的运动
情况（乙图）。
（4）控制二力的大小不变，方向相反，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运
动情况（丙图）。
（5）控制二力的大小不变，方向相反，保持二力在同一直线上，用细线把两个小车的挂钩连在一
起，用剪刀把细线剪断，观察小车的运动情况（丁图）。
（6）实验记录
力的 力的 是否在同一 是否作用在同 小车是否
序号
大小 方向 直线上 一物体上 平衡
1 不相等 相反 是 是 否
2 相等 相反 是 是 是
3 相等 相同 是 是 否
4 相等 相反 不是 是 否
5 相等 相反 是 不是 否
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【分析与论证】
（1）比较表中实验序号1与2可知，要使小车保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明
二力平衡的条件之一是两个力的大小 。
（2）比较表中实验序号2与3可知，当二力方向相反时，小车静止；当二力均向左拉，即方向相
同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向 。
（3）比较表中实验序号2与4可知，当把小车扭转一个角度，使二力不在同一条直线上时，小车
运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，二力在同一条直线上，说明二力平衡的
条件之一是两个力作用在 上。
（4）比较表中实验序号2与5可知，当二力作用在同一物体上时，小车静止；当二力作用在不同
物体上时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在 上。
【实验结论】二力平衡的条件
作用在 物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在 上，这两个力就
彼此平衡。
记忆口诀：“同体、等大、反向、共线”。
【交流与评估】
（1）本实验中选用了小车而不选用木块，是为了减小 给实验带来的误差。
（2）本实验设计的优点是：可以不考虑物体的重力对实验的影响。
（3）实验中，桌面必须水平，否则小车的重力会影响实验。
（4）实验中，如果两侧的砝码个数不相等但小车仍然处于静止状态，则原因是小车受到桌面的
力比较大。
（5）方案二：用小卡片探究二力平衡的条件
①该方案以小卡片为研究对象，钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。
②当两线端所挂钩码质量相等时，小卡片静止；当两线端所挂钩码质量不等时，小卡片运动；把
小卡片转过一个角度，再松手时，小卡片转动；用剪刀把小卡片从中间剪开，再松手时，小卡片运动。
③本方案选用硬纸片的原因是减小 对实验的影响，但还受重力，因此对实验结论也有影响。
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三、研究影响滑动摩擦力大小的因素
【提出问题】滑动摩擦力的大小与什么因素有关?
【猜想假设】在地面上推箱子前行时，箱子越重，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可
能与接触面间的压力有关；地面越粗糙，推起来越费力，由此可猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的
粗糙程度有关。
【实验设计】
（1）实验器材：弹簧测力计、带挂钩的长方体木块、木板3块（粗糙程度不同）、砝码等。
吧
（2）实验方法：
①控制接触面的粗糙程度不变，通过加减砝码改变木块对木板的压力，探究滑动摩擦力与压力的
关系。
②控制压力不变，改变木板的粗糙程度，探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
【进行实验与收集数据】
（1）如图甲所示，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，
从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力；
（2）如图乙所示，在木块上放上砝码，用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读
出弹簧测力计的示数，测出此时滑动摩擦力；
（3）如图丙所示，换用材料相同但表面粗糙的长木板，保持放在木块上的砝码不变，用弹簧测力
计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，读出弹簧测力计的示数，测出此时的滑动摩擦力大小。
（4）实验数据表
次数 压力大小程度 接触面粗糙程度 摩擦力（N）
1 小 光滑 2
2 大 光滑 3
3 大 粗糙 4
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【分析论证】
（1）在1与2次实验中，接触面的粗糙程度不变，改变压力，可得出结论：接触面的粗糙程度一
定时，压力越大，滑动摩擦力越 。
（2）在2与3次实验中，压力不变，接触面的粗糙程度不同，可得出结论：在压力一定时，接触
面越粗糙，滑动摩擦力越 。
（3）实验结论
滑动摩擦力的大小与 和接触面的 有关。接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑
动摩擦力越大。在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
【交流与评估】
（1）实验中的探究方法
①控制变量法：探究滑动摩擦力的大小与压力的关系时，控制接触面的粗糙程度不变，改变物块
对接触面的压力。探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时，控制压力不变，改变接触面的
粗糙程度。
②转换法：通过读取弹簧测力计的示数来 测量滑动摩擦力的大小。
（2）实验中要水平拉动木块做 运动，才能保证滑动摩擦力的大小等于拉力大小。
（3）实验方案的改进
实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计，所以会导致弹簧测力计的示数不稳定。因此，将实验
方案改进如下：把木块位于长木板上，用弹簧测力计拉住木块的一端，弹簧测力计的另一端固定。
改进后，水平向左拉动长木板，当木块保持静止时，木块处于平衡状态，此时无论长木板是否做
匀速直线运动，都可以保证拉力的大小始终等于 的大小。
【实验拓展】
（1）探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
①把木块平放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F；
1
②把木块侧放在木板上，用弹簧测力计拉木块匀速运动，读出拉力F。
2
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③比较F 和F 的大小发现相等，故可得出结论：
1 2
在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小 （选填“有关”
或“无关”）。
（2）探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系
①把木块与砝码放在木板上面，以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F。
1
②保持压力、粗糙程度都相同，以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动，读出这时的拉力F。
2
③比较F 和F 的大小发现相等，故可得出结论：
1 2
在接触面粗糙程度和压力大小相同时，滑动摩擦力的大小与运动速度的大小 （选填“有关”
或“无关”）。
【例题1】用如图所示的装置 “探究阻力对物体运动的影响” 。
（1）实验过程中，让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下，其目的是使小车进入水平面时
的______相同；
（2）让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动，最终小车静止时的位置如图所示，可观察到小车
在______表面滑行的距离最远，由此可得出：小车受到的阻力越____ ，速度减小越慢。进一步推理可
得：如果小车运动时受到的阻力为零，速度就不会减小，将保持________ 运动状态；
（3）冰雪天气路面湿滑，阻力较小，结合该实验结论，开车时应 才能保证行驶安全（写出
一个合理答案即可）。
【例题2】如图所示是小明探究“二力平衡条件”时的实验情景。
（1）如图甲，小明将系于小车两端的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作
用在小车上的两个拉力方向_____ ，并通过调整__________来改变拉力的大小；
（2）实验中在线两端挂上质量相等的钩码时，小车处于静止状态，说明二力平衡时，两个力
__________；
（3）当小车平衡时，将小车扭转一个角度，松手后，小车将无法在此位置平衡。设计这一实验步
骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须作用在____________；
（4）图乙实验中撕掉胶带是为了探究二力平衡的两个力必须作用在______物体上。
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【例题3】学校走廊水平处用的是抛光的地砖，而在斜坡处却使用表面更为粗糙的地砖，如图甲所
示。小杨认为地砖表面的粗糙程度可能会影响摩擦力的大小，于是设计了如下实验对其进行了探究；
（1）用弹簧测力计拉动木块在图乙中的地砖上做__________运动就能测出滑动摩擦力的大小，此
时摩擦力的大小是_______N；
（1）用弹簧测力计拉动木块在图乙中的地砖上做__________运动就能测出滑动摩擦力的大小，此
时摩擦力的大小是_______N；
（2）继续用弹簧测力计拉动上述实验中的木块在图丙中的地砖上做相同的运动，读出弹簧测力计
的示数恰好和图乙中一样，由此得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度无关。你认为小杨
得出的结论是否可靠？______，理由是_________；
（3）重新修改了实验方案后，他用弹簧测力计拉同一木块在不同的水平地砖上进行了测量，实验
情景如图丁、戊所示。对比这两次测量数据可知_____ （选填“丁”或“戊”）图的地砖表面更粗糙。
五、综合练习
1. 如图所示是小明在滑滑板车的场景，用力蹬地滑板车加速向前滑行，停止用力后会慢慢停下来。
若不计空气阻力，对此现象分析正确的是（ ）
A．在滑行过程中，相对于滑板车，小明是运动的
B．停止用力后，滑板车能继续向前滑行是因为滑板车受到惯性力的作用
C．滑板车受到的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力
D．不蹬地时，滑板车会慢慢停下来，说明力是改变物体运动状态的原因
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2. 如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。下列与此实验有关的说法错误的是（
）
A．实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等
B．实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动的小车所受的阻力大小
C．根据实验现象及进一步推理，如果小车运动时不受阻力，它将做匀速直线运动
D．如图乙所示，小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时，若小球所受的力全部消失，可
判断小球将做匀速直线运动
3. 如图所示，汽车上配有安全带和头枕，司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别
出现突然加速、紧急刹车两种状况时，对乘车人员起主要保护作用的分别是（ ）
A．头枕、头枕 B．安全带、安全带
C．安全带、头枕 D．头枕、安全带
4. 生活中有的摩擦是有用的，有的摩擦是有害的，下列情况属于减小摩擦的是（ ）A．甲图：
自行车刹车时用力捏车闸
B．乙图：体操运动员上器械前，手上要涂防滑粉
C．丙图：在冰壶运动中，运动员不断擦拭冰面
D．丁图：矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
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5. 第24届冬季奥运会于2022年2月4日在北京举行，冰壶为正式比赛项目之一。如图所示，当
冰壶在冰面上滑动时（ ）
A．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力
B．冰面对冰壶的支持力与冰壶对冰面的压力是一对平衡力
C．冰壶受到的重力与冰壶对冰面的压力是一对相互作用力
D．冰壶受到的重力与冰面对冰壶的支持力是一对平衡力
6. 如图所示，同一长方形木块放在同一粗糙水平桌面上，甲图中木块水平放置、乙图中木块竖直
放置、丙图中木块水平放置并在上面叠加了一铁块，甲、乙、丙三种情况下，匀速拉动该木块所需的
拉力分别为F 、F 、F ，下列分析正确的是（ ）
甲 乙 丙
A．F F >F
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C．F
