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模块一 力学
专题04 运动和力
*知识与方法
一、力的定义与相互作用力
1.定义:力是一个物体对另一个物体的作用。用字母F表示。
说明:(1)互相接触的物体之间可能没有力的作用(只接触不挤压),不接触的物体之间也可能发生力
的作用(万有引力,磁力);
(2)单独一个物体无法产生力;
(3)力的作用是相互的。一对相互作用力:等大;反向;共线;作用在两个物体上,同增同减,是
同性质的力。例如,人站在水平地面上,地面给人的支持力与人给地面的压力是一对相互作用
力。
(4)力的作用是相互的应用:火箭升空,划船,人走路,游泳。
2.力的作用效果:
(1)改变物体的运动状态;
(2)使物体发生形变。
说明:①速度的大小或方向改变,运动状态就改变了,运动状态不变的两个状态:静止和匀速直线运动。
②运动状态发生改变一定受到非平衡力的作用;物体受到力的作用,运动状态可能不变,例如受到
平衡力的作用,运动状态不变。
3.力的三要素:大小、方向和作用点。
说明:(1)三要素影响力的作用效果;
(2)三要素完全相同的两个力一定不是平衡力。
4.同一直线上的二力合成:
(1)合力:如果一个力作用在物体上的效果和几个力共同作用的效果相同,那么这个力就可以叫做几个
力共同作用的合力。这里用到了等效替代的思想。
(2)同一直线上二力合成:①两个力同方向:相加,合力方向和它们相同;
②两个力反方向:相减,合力方向和较大的力相同。
二、牛顿第一定律及应用
1.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线状态。
说明:(1)没有不受力的物体,“受平衡力”与“没有受到力的作用”等效;
(2)牛顿第一定律不能用实验直接验证;(3)原来静止的物体,撤去外力后仍保持静止;
原来运动的物体,撤去外力后保持撤力前瞬间的速度大小和方向不变,继续做匀速直线运动。
2.惯性:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
说明:(1)一切物体在任何情况下都具有惯性;
(2)惯性是物体本身的一种属性,可以说“物体具有惯性”,不能说“物体受到惯性”。惯性不能
和力比较大小;惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大;
(3)分清“利用惯性”、“防止惯性产生的危害”、“惯性现象”三种说法。“利用……”说明惯
性的体现是好事,带来好处;“防止……”说明惯性的体现带来了危害;“……现象”则是惯
性的体现既不好也不坏。
惯性常见考点:(1) 在匀速行驶的列车中,不计空气阻力上抛物体,物体会落回原地;
(2)飞机空投物资,应在到达投掷点之前空投,物资才能落到投掷点(每个物资的运动轨
迹是抛物线)
三、二力平衡条件
1. 物体受平衡力一定处于平衡态,物体处于平衡态一定受平衡力。
说明:(1) 平衡态:静止状态和匀速直线运动状态。
(2)平衡力:物体受到几个力的作用并且合力为零,则这几个力称为平衡力。
(3) 二力平衡条件:同物,等大,反向,共线。
(4)物体速度为零,不一定处于平衡状态。例如:物体竖直上抛运动到最高点时,速度为零,但只
受重力,所以不是平衡状态
2.相互作用力和平衡力比较
一对相互作用力 一对平衡力
共同点 大小相等,方向相反,作用在一条直线上
作用
分别作用在两个物体上 共同作用在同一物体上
对象
作用 同时产生,同时消失, 一个力消失不影响
时间 同时变化 另一个力
区 力的
性质一定相同 性质不一定相同
别 性质
力的
一般产生不同的效果,不能抵消 物体保持平衡,合力为零
效果
作用
物体A对物体B,物体B对物体A 物体A对物体B,物体C对物体B
模式3.运动状态与受力情况的关系
受力情况 受平衡力(合力为零) 受非平衡力(合力不为零)
合力的方向与物体
相同 相反 不在同一直线上
运动的方向
物体所处状态 静止或匀速直线运动 加速直线运动 减速直线运动 曲线运动
运动状态是否改变 不变 改变
*针对训练
一、单选题
1.(2023秋·上海宝山·八年级统考期末)如图所示,人坐在小船上,在用力向前推另一艘小船时,人和自
己坐的小船却向后移动.该现象说明了( )
A.力能使物体发生形变
B.物体间力的作用是相互的
C.力的作用效果与力的大小有关
D.力的作用效果与力的作用点有关
【答案】B
【解析】人推小船的时候,人对小船有力的作用,人和自己乘坐的小船同时后退了,说明人也受到被推小
船给的作用力.即物体间力的作用是相互的.
2.(2023秋·重庆·八年级重庆巴蜀中学校考期末)如图为运动员撑竿跳高时的情景,下列说法正确的是(
)
A.使撑竿上部发生形变的力的施力物体是地球B.运动员能高高跃起,说明力能改变物体的运动状态
C.起跳时弯曲的撑竿对人的作用力大于人对撑竿的作用力
D.运动员撑竿时手通常握在竿的上部,利用力的作用效果与力的方向有关
【答案】B
【解析】A.运动员撑竿跳高时,对竿有作用力,这个力让撑竿发生了形变,所以使撑竿发生形变的施力
物体是运动员,故A错误;
B.运动员能高高跃起,是发生弹性形变的撑竿要恢复原状,对人有向上的力的作用,这个力改变了运动
员的运动状态,故B正确;
C.运动员的作用力令撑竿发生了弹性形变,据力的作用是相互的,撑竿对运动员也有力的作用,这两个
力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;
D.运动员对撑竿的作用力作用点在竿的上部,竿的上部发生了形变,这说明力的作用效果与力的作用点
有关,故D错误。
故选B。
3.(2023秋·山东济南·八年级统考期末)下列有关力的说法正确的是( )
A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.用手提水桶时,只有手对水桶施加了力,而水桶对手没有力的作用
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力
【答案】A
【解析】A.用力捏橡皮泥,橡皮泥发生形变,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,另外力的大小和方向也影响力
的作用效果,故B错误;
C.因为物体间力的作用是相互的,用水提水桶时,只有手对水桶施加了力,同时水桶对手也有力的作用,
故C错误;
D.放在桌面上的水杯对桌面的压力是由于水杯发生弹性形变而产生的,故属于弹力,故D错误;
故选A。
4.(2023·江苏南京·模拟预测)中考复习时,小宇对于下面现象的知识分析正确的是( )A. 向前踢的足球在草坪上会向前滚动,说明了物体运动需要力来维持
B. 小磁针在磁铁的作用下保持静止,说明了小磁针所受到绳的拉力和磁铁的吸引力二
力平衡
C. 冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶受到惯性作用
D. 小球在A点静止释放,忽略空气阻力,小球在B点时若外力全部消失,小球会保
持静止
【答案】D
【解析】A.物体运动不需要力来维持,向前踢的足球在草坪上会向前滚动,足球的运动状态发生改变,
说明力可以改变物体的运动状态,故A错误;
B.小磁针在磁铁的作用下保持静止,小磁针所受到的重力、绳的拉力和磁铁的吸引力三力平衡,故B错
误;
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态,惯性是一种
性质,不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.小球在A点静止释放,忽略空气阻力,小球在B点时速度为0,此时小球所受外力突然全部消失,根据
牛顿第一定律,物体将保持这一状态,所以小球将处于静止状态,故D正确。
故选D。
5.(2023秋·重庆·八年级重庆实验外国语学校校考期末)元旦假期,小巴同学去仙女山滑雪,如图是他从斜坡上滑下来的情景,下列说法中正确的是( )
A.他在下滑过程中,若一切外力都消失,他将处于静止状态
B.此时他所受的支持力和它们所受的重力为一对平衡力
C.他用撑杆撑地进行加速,利用了力的相互作用
D.他加速下滑过程,惯性会越来越大
【答案】C
【解析】A.在下滑过程中,若一切外力都消失,该同学不受力处于平衡状态,根据牛顿第一定律,该同
学将保持静止或者是匀速直线运动,因为该同学外力消失前运动,所以该同学将会做匀速直线运动,故A
错误;
B.该同学从斜坡上下滑时,受到重力竖直向下,受到的支持力垂直于雪面向上,所以另个力不在同一条
直线上,所以重力和支持力不是一对平衡力,故B错误;
C.该同学用撑杆撑地时给地一个力,因为物体间力的作用是相互的,所以雪地也会给撑杆作用力,在这
个力的作用下,该同学加速运动,故C正确;
D.惯性是物体本身的一种性质,只和物体的质量有关,加速下滑的过程中,质量不变,所以他所具有的
惯性不变,故D错误。
故选C。
6.(2022·广西百色·统考中考真题)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律可以用实验直接验证
B.一切物体都具有惯性
C.牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
【答案】B
【解析】A.牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,不能直接通过实验得出,
故A错误;
B.惯性是物体固有的属性,一切物体都具有惯性,故B正确;
C.由牛顿第一定律知,运动的物体如果不受力,将保持匀速直线运动,故物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性带来的危害,并不能减小惯性,因为惯性只与质量有
关,而人的质量不变,故惯性不变,故D错误。
故选B。
7.(2023秋·重庆·八年级西南大学附中校考期末)对于下列几种现象,不能用物体具有惯性来解释的是
A.苹果从树上落向地面 B.子弹离开枪口后,能继续向前飞行很远
C.同一跳远运动员,“助跑式跳远”比“立定式跳远”的距离大 D.汽车在刹车或启动时,乘客会有
前倾或后仰的感受
【答案】A
【解析】A. 而苹果从树上落向地面是由于地球对它的吸引力.符合题意;
B.子弹离开枪口后,由于具有惯性,子弹要保持原来的运动状态,所以继续向前飞;不符合题意;
C.同一跳远运动员,“助跑式跳远”比“立定式跳远”的距离大;因为两者运动运动状态不同,物体由于
惯性要保持原来的运动状态,“助跑式跳远”的运动员以原来的运动速度继续向前运动,所以比“立定式
跳远”的运动员跳的远,所以不符合题意;
D.汽车在刹车或启动时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,所以会有前倾或后仰的感受;不符合题意;
故A正确,BCD错误.
8.(2023秋·重庆·八年级重庆一中校考期末)2022年12月世界举重锦标赛在哥伦比亚波哥大进行,中国
选手蒋惠花包揽了女子49公斤级的3枚金牌,为中国举重队在巴黎奥运会周期的首个世界大赛中取得开门
红。如图所示是蒋慧花举重的场景,下列说法中正确的是( )
A.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是一对平衡力
B.人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C.人受到的重力和人对杠铃的支持力是一对相互作用力
D.若被举起的静止的杠铃所受外力全部消失,杠铃将保持静止状态
【答案】D【解析】A.杠铃对人的压力和人对杠铃的支持力是相互作用力。故A错误;
B.地面对人的支持力等于人对地面的压力,即大小等于人举的杠铃的重力加人的重力。所以地面对人的
支持力大小不等于人受到的重力,人受到的重力和地面对人的支持力不是一对平衡力。故B错误;
C.人受到的重力施力物体是地球,并非杠铃,所以人受到的重力和人对杠铃的支持力不是一对相互作用
力。故C错误;
D.若被举起的静止的杠铃所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知杠铃将保持静止状态。故D正确。
故选D。
二、多选题
9.(2023秋·山东济南·八年级济南市长清区实验中学校考期末)下列体育项目中的一些现象,能用“力的
作用是相互的”来解释的是( )
A.图甲中,游泳运动员向后划水,身体前进
B.图乙中,铅球运动员向前投出铅球,身体随着向前倾倒
C.图丙中,跳水运动员向下踩踏跳板,身体向上跳起
D.图丁中,轮滑运动员用力推墙身体离墙而去
【答案】ACD
【解析】A.游泳运动员向后划水,给水施加了一个向后力,由于物体间力的作用是相互的,水也会给人
的身体一个向前的力,身体前进,故A符合题意;
B.铅球运动员投出铅球后,身体由于惯性会向前倾倒,不能用“力的作用是相互的”来解释,故B不符
合题意;
C.跳水运动员踩踏跳板,给踏板施加了一个力,由于物体间力的作用是相互的,踏板也会给人的身体一
个向上的力,身体向上跳起,故C符合题意;
D.轮滑运动员用力推墙,运动员给墙施加了一个力,由于物体间力的作用是相互的,墙会给身体施加一
个力,身体离墙而去,故D符合题意。
故选ACD。三、填空题
10.(2023秋·山东济南·八年级济南外国语学校校考期末)运动员踢球时,球的快慢和运动方向都发生了
改变,这是因为力改变了物体的___________;开大脚时,运动员要用很大的力踢球,同时脚也会感到痛,
这是因为物体间力的作用是___________的。
【答案】 运动状态 相互
【解析】[1]踢球时,球的快慢和运动方向都发生了改变,这是因为球受到了力的作用,力改变了物体的运
动状态。
[2]运动员要用很大的力踢球,球同时会给运动员的脚很大的作用力,因此脚会感到痛,这说明物体间力的
作用是相互的。
四、计算题
11.(2023秋·上海宝山·八年级统考期末)质量为10千克的物体,在10牛水平拉力的作用下,沿水平地
面向右运动,物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求:
(1)物体受到的重力大小G;
(2)物体在水平方向上受到的合力大小F 及合力的方向。
合
【答案】(1)98N;(2)0.2N,水平向右
【解析】解:(1)物体受到的重力大小为
(2)物体在水平方向上受到的阻力为
合力大小F 为
合
由于拉力大于阻力,合力的方向应与拉力方向相同,水平向右。
答:(1)物体受到的重力大小为98N;
(2)物体在水平方向上受到的合力大小为0.2N,合力的方向向右。
12.(2023秋·重庆·八年级西南大学附中校考期末)篮球的质量为0.65kg,投篮时,篮球在空中运动受到
的阻力始终为重力的0.1倍,求:(1)篮球在空中运动时受到的重力和阻力各为多少?
(2)当篮球竖直向上运动时,受到的合力大小为多少,方向如何?当篮球竖直向下运动时,受到的合力
大小为多少,方向如何?
【答案】(1)6.5N;阻力为0.65N;(2)7.15N,方向竖直向下;5.85N,方向竖直向下
【解析】解:(1)篮球受到的重力
G=mg=0.65kg×10N/kg=6.5N
篮球在空中运动时受到的阻力
f=0.1G=0.1×6.5N=0.65N
(2)篮球竖直向上运动时,重力方向向下,阻力方向向下,属于同一直线上方向相同的二力合成,合力
F =G+f=6.5N+0.65N=7.15N
合
合力的方向竖直向下;篮球竖直向下运动时,阻力方向向上,重力方向向下,属于同一直线上方向相反的
二力合成,合力
F ′=G﹣f=6.5N﹣0.65N=5.85N
合
合力的方向竖直向下。
答:(1)篮球在空中运动时受到的重力为6.5N;阻力为0.65N;
(2)当篮球竖直向上运动时,受到的合力大小为7.15N,方向竖直向下;当篮球竖直向下运动时,受到的
合力大小为5.85N,方向竖直向下。