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专题 10 运动和力（讲练）（解析版）
1.了解：什么是平衡状态。
2.会：利用物体运动情况分析物体受力；分析平衡状态下物体受力。
3.理解：牛顿第一定律的内容；影响惯性大小的因素。
4.掌握：惯性的概念；平衡力的概念。
5.能：利用惯性解释生活中的现象。
一、思维导图
二、知识梳理
知识点一：牛顿第一定律
1.牛顿第一定律（也叫惯性定律）：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直
线运动状态。
2.牛顿第一定律的理解：
（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。
（2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。
（3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。
（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。
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第 1 页 共 20 页（5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
要点诠释：
对定律的理解：
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用，不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义：一是该物体确定没
有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况(实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的)；二是该物
体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体在不受力的作用时，原来静止的物体仍
保持静止状态，原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
4.牛顿第一定律的内涵：物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态，说明力不是维持物体
运动的原因，而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说：物体的运动不需要力来维持，要改变物体的
运动状态，必须对物体施加力的作用。
5.牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
6.牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律，它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律，
在不受任何力时，物体要保持原有的运动状态不变。
知识点二：惯性
惯性：物体保持原来运动状态不变的性质；即运动的物体要保持它的运动状态，静止物体要保持它的
静止状态。
要点诠释：
对惯性的理解：
（1）一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性，运动的物体也具有惯性)。牛顿第一定律
表明，一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性质，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
（2）惯性是物体本身的属性，惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大，惯性越大；质量越大的
物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。
（3）惯性是一种属性，它不是力。惯性只有大小，没有方向。
（4）防止惯性的现象：汽车安装安全气襄, 汽车安装安全带；利用惯性的现象：跳远助跑可提高成
绩, 拍打衣服可除尘。
知识点三：二力平衡
1.平衡力：物体在受到几个力的作用时，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。
2.如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。
3.作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平
衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。
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第 2 页 共 20 页4.平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。
5.生活中处于平衡状态的例子
静止的物体，物体受到的重力与其受到的另一个力是平衡力。如在桌面上的碗、静止在空中的气球
等。
匀速运动的物体，在运动方向上物体受到的力是平衡力。如在路上匀速行驶的汽车、传动带上的物体
等。
要点诠释：
1．二力平衡的条件：概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
(1)同物：作用在同一物体上的两个力。
(2)等大：大小相等。
(3)反向：两个力方向相反。
(4)共线：两个力作用在同一条直线上。
2．二力平衡的条件的应用：
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。
3．二力平衡与相互作用力的区别
平衡力 相互作用力
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一直线上
受力物体 作用在同一物体上 作用在两个不同物体上
不
两个物体互为施力者，互为受力
受力情况 受力物体是一个，施力物体分别是其他物体
同 者
点 一个力变化(增大、减小或消失)，另一个力
力的变化 同时产生，同时变化，同时消失
不一定变化，此时物体失去平衡
知识点四：力与运动关系
1.物体受平衡力(或不受力) 物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
2.物体受非平衡力作用 运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
考点一：牛顿第一定律及其应用
【备考方略】
牛顿第一定律表明，一切物体在没有受到力（合力为零）时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
换句话说，假若施加于物体的合外力为零，则物体保持原来的运动状态不变。根据这定律，静止的物体会
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第 3 页 共 20 页保持静止，除非有合外力施加于这物体。运动中的物体不会改变其运动状态，除非有合外力施加于这物
体。
这一规律是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深入探
究，总结出来的，牛顿第一定律又称惯性定律。
牛顿第一定律：⑴明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态
发生变化，才需要力的作用。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动，是在不受力
的条件下，由物体本身的特性来决定的。
【经典例题】（2021·湖北武汉市）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法错误的是（ ）。
A．牛顿第一定律不可能用实验直接验证；
B．牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一；
C．撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上，是利用锤头的惯性；
D．环绕火星运行的“天问一号”探测器中的物体没有惯性
【答案】D。
【解析】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理得出的，而绝对不受力的物体在通常的情况下
是不存在的，所以不能用实验直接验证，故A正确，不符合题意；
B．牛顿第一定律虽然不能用实验直接验证，但经受住了实践的检验，是公认的物理学基本定律之
一，故B正确，不符合题意；
C．撞击锤柄下端时，锤柄停止了运动，而锤头由于惯性，要保持原来的运动状态向下运动，于是便
套紧在锤柄上，故C正确，不符合题意；
D．天问一号探测中的物体在环绕火星运动时，具有惯性，因为一切物体都有保持原来运动状态不变
的性质，故D错误，符合题意。故选D。
【举一反三】
1．（2020•百色）某次探究实验中，小明依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面
上滑下，再观察和比较小车在水平面上滑行的距离，实验情景如图所示。
（1）实验中，每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车在水平面上开始滑行时的速度
大小 （选填“相等”或“不相等”）。
（2）分析小车运动情况可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）；
由此推理：如果水平面光滑，小车运动时不受阻力作用，它将在水平面上 ；说明物体的运
动 （选填“需要”或“不需要”）力来维持。
（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 （选填“能”或“不
能”）用实验直接验证。
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第 4 页 共 20 页【答案】（1）相等；（2）慢；做匀速直线运动；不需要；（3）不能。
【解析】（1）实验中应使小车到达水平面上的速度相同，需使小车从斜面的同一高度处由静止自由
滑下；
（2）分析小车运动情况可知：毛巾、棉布、棉布表面越来越光滑，小车通过的距离增大，可知小车
受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远；
由此进一步推想：如果运动小车不受阻力，它将做匀速直线运动，这说明物体的运动不需要力来维
持；
（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上通过进一步推理而概括出了牛顿第一定律，该定律不能用实验
直接验证。
故答案为：（1）相等；（2）慢；做匀速直线运动；不需要；（3）不能。
2．（2021·福建中考真题）让滑块从斜面滑下，逐渐减小水平面的粗糙程度，测量滑块在水平面上
的运动距离，探究“运动物体如果不受其他物体的作用，会一直运动下去吗”。下列做法能获得结论的是
（ ）。
A．坚持不懈进行多次实验探究 B．改进实验装置进行实验探究
C．调整实验方案进行实验探究 D．在实验基础上进行合理推理
【答案】D。
【解析】不受力的物体在现实生活中是不存在的，探究“运动物体如果不受其他物体的作用，会一直
运动下去吗”。必须在实验的基础上加以合理的推理才能得到。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
3．（2021·湖南邵阳市）如图所示，小红的妈妈陪弟弟在公园里荡秋千，假如弟弟荡到左边最高点
受到的外力突然全部消失，他将会（ ）。
A．继续向左运动 B．从左向右运动 C．竖直向下运动 D．静止不动
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第 5 页 共 20 页【答案】D。
【解析】由牛顿第一定律可知，原本静止的物体不受力会一直保持静止；原本运动的物体不受力将一
直做匀速直线运动。当秋千荡到左边最高点的一瞬间，其速度为零，此时一切外力全部消失，秋千将在此
位置一直保持静止。故ABC错误；D正确。故选D。
考点二：惯性及其应用
【备考方略】
1.物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。也
就是说，任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来
运动的继续作匀速直线运动。
对于惯性的理解要注意以下五点： （1）一切物体具有惯性；（2）惯性是物体的固有属性；（3）质
量是惯性大小唯一的量度；（4）惯性是物体的一种属性，而不是一种力。所以不能说“受到惯性”，只
能说“由于惯性”或“具有惯性”。
2.生活中利用惯性的实例：①跳远运动员的助跑；②用力可以将石头甩出很远；③骑自行车蹬几下后
可以让它滑行；④利用盛水容器，泼水浇菜；⑤烧锅炉时，用铁锨往炉膛内添加煤；⑥撞击锤柄几下，套
紧锤头；⑦摩托车飞跃断桥；⑧使劲甩手可把手上的水甩掉；⑨拍打衣服可除去灰尘等。
3.生活中防止惯性的实例：①小型客车前排乘客要系安全带；②车辆行使要保持距离；③运输玻璃制
品，装玻璃制品需要包装且要垫上很厚的泡沫塑料；④骑自行车的速度太快，容易发生事故；⑤当汽车超
载时，汽车遇到紧急情况时，车不容易刹住等。
【经典例题】（2021·内蒙古中考真题）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，如图所示，下列说法中正确的是（ ）。
A．锤柄撞击桌面前，锤头随锤柄一起向下运动，此时锤头和锤柄没有惯性；
B．锤柄撞击桌面时，锤头由于受到惯性力的作用紧套在锤柄上；
C．撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，此时锤柄没有惯性；
D．锤柄撞击桌面时，锤头由于惯性，还要保持原来向下的运动状态，所以紧套在锤柄上
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第 6 页 共 20 页【答案】D。
【解析】A．一切物体都有惯性，锤柄撞击桌面前，锤头随锤柄一起向下运动，此时锤头和锤柄也有
惯性，故A错误；
B．锤柄撞击桌面时，惯性不是力，不能说锤头由于受到惯性力的作用，而是锤头由于具有向下运动
的惯性，紧套在锤柄上，故B错误；
C．撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，物体任何时候都具有惯性，此时锤柄仍有
惯性，故C错误；
D．锤柄撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，锤头由于惯性，还要保持原来向下的
运动状态，所以紧套在锤柄上，故D正确。故选D。
【举一反三】
1．（2021·甘肃兰州市）兰州市中考体育测试项目涉及到许多力学知识，下列说法中错误的是
（ ）。
A．做引体向上时，人对单杠的拉力和单杠对人的拉力大小相等；
B．足球运球过程中，足球的运动状态发生改变是因为受到力的作用；
C．立定跳远，起跳时脚用力蹬地，利用了力的作用是相互的；
D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为受到惯性的作用
【答案】D。
【解析】A．做引体向上时，人竖直向下拉单杠，但物体间力的作用是相互的，单杠同时也会对人产
生相同大小的拉力，故A正确，不符合题意；
B．力是改变物体运动状态的原因，足球的运动状态发生改变一定是因为受到了力的作用，故B正确，
不符合题意；
C．立定跳远，起跳时脚用力蹬地，脚给地向后的力的同时地会给人向前的力的作用，是因为物体间
力的作用是相互的，故C正确，不符合题意；
D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为球具有惯性，而不是受到惯性的作用，故D错误，符
合题意。故选D。
2．（2021·浙江杭州市）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下
关于惯性的说法正确的是（ ）。
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；
C．小金整个跑步过程惯性大小不变；
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第 7 页 共 20 页D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【答案】C。
【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD．惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故BD错误；
C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯
性大小不变，故C正确；故选C。
3．（2021·海南中考真题）如图是运动员踢足球的情景，下列说法正确的是（ ）。
A．踢球时，脚会痛是因为力的作用是相互的；
B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对平衡力；
C．踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力；
D．足球离脚后，继续运动是因为受到惯性力的作用
【答案】A。
【解析】A．踢球时，由于力的作用是相互的，脚对球施压一个作用力，同时球对脚施加一个反作用
力，因此脚会痛，故A正确；
B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B
错误；
C．因为踢球时，脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，因此
脚对球的作用力等于球对脚的作用力，故C错误；
D．惯性是物体具有的属性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，足球离脚后，继续运动是因为
球具有惯性的缘故，故D错误。故选A。
考点三：二力平衡与平衡力
【备考方略】
1.一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作用时，如果能保
持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。
两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体
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第 8 页 共 20 页运动状态的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。这就是二力平衡。
2.二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。
二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被
初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。
3.平衡力和相互作用力
（1）相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上。（2）不同点：平衡力：作用在同一物体上，是
两种力；相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失。
【经典例题】（2021·江苏中考真题）一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的
说法正确的是（ ）。
A．运动状态不变，受力平衡 B．运动状态不变，受力不平衡
C．运动状态改变，受力平衡 D．运动状态改变，受力不平衡
【答案】D。
【解析】汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，运动的快慢虽然不变，但运动的方向在改变，即运动
状态在改变，处于非平衡状态，受力不平衡。故选D。
【举一反三】
1．（2021·广西贵港市）以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是（ ）。
A．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用；
B．立定跳远——脚用力向后蹬地，是为了增大惯性；
C．打排球——大力扣球，手对球的作用力大于球对手的作用力；
D．引体向上——双手握住单杠静止时，人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力
【答案】D。
【解析】A．踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球受到了阻力的作用，故A错误；
B．一脚用力向后蹬地，是为了增大动能，惯性只与质量有关，故B错误；
C．大力扣球，手对球的作用力与球对手的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；
D．双手握住单杠静止时，人受到的重力与单杠对人的拉力，满足同一物体，大小相等，方向相反，
且人也处于静止状态，故人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力，故D正确。故选D。
2．（2021·内蒙古通辽市）关于力和运动，下列说法正确的是（ ）。
A．参加三级跳远比赛时，快速助跑是为了增大惯性；
B．用力推桌子，桌子静止不动，因推力等于摩擦力，这两个力是一对相互作用力；
C．在操场跑步，匀速跑过弯道时人受到非平衡力；
D．踢球时，只要脚对球施加的力大小相同，其作用效果一定相同
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第 9 页 共 20 页【答案】C。
【解析】A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，但惯性的大小只与物体的质量有关，所以
快速助跑不能增大惯性，故A错误；
B．用力推桌子，桌子没有推动，处于平衡状态，箱子受到的静摩擦力等于推力，此时推力与地面对
箱子的摩擦力是一对平衡力，故B错误；
C．匀速跑过弯道时，运动的方向变化，导致运动状态发生变化，受到的力是非平衡力，故C正确；
D．力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果，所以，脚对球施加的力大小相同时，其作用效果
不一定相同，故D错误。故选C。
3．（2021·广西贺州市）如图所示，甲乙叠放在一起，静止在水平地而上，下列说法正确的是
（ ）。
A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力；
B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力；
C．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力；
D．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力
【答案】D。
【解析】A．甲受到的重力与甲对乙的压力是两个受力物体，故不是一对平衡力，故A错误；
B．乙受到的重力与地面对乙的支持力两个力的大小不同，所以不是一对相互作用力，故B错误；
CD．甲受到的重力与乙对甲的支持力，受力物体都是甲，两个力的大小相等，方向相反，故是平衡
力，故C错误；D正确。故选D。
考点四：探究力与运动关系
【备考方略】
1.实验内容
【实验目的】探究运动和力的关系。
【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。
【实验原理】（1）任何物体都具有惯性，物体惯性大小与质量有关；（2）当物体不受力或受到平衡
力作用时，物体静止或做匀速直线运动。
【实验步骤】一、实验装置如图。
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第 10 页 共 20 页二、在长木板上铺上毛巾，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位
置路程，数据计入表格。
三、在长木板上铺上棉布，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位
置路程，数据计入表格。
四、让小车在长木板上从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数
据计入表格。
五、让小车在长木板上从B位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数
据计入表格。
六、实验表格（参考数据）
实验步骤 运动表面 开始位置 斜面底端到停止位置距离/cm
1 毛巾 A
2 棉布 A
3 木板 A 20
4 木板 B
七、整理器材。
【实验结论】力是改变物体的运动状态的原因，物体所受阻力（摩擦力）越大，小车越容易停下来。
2.考查内容
考查方向 解答思路
小车从斜面的同一高度滑下的目的 当小车到达水平面时，使小车的速度相同
小车在三个水平面上运动时，水平面越 越远
光滑，小车运动的距离
由此推断，当小车不受摩擦力作用时 小车将做匀速直线运动
此实验正确地揭示了：力不是维持物体 而是改变物体运动状态的原因．
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第 11 页 共 20 页运动的原因
实验方法 控制变量法
表面越光滑 小车受到的摩擦力越小
这个实验能不能直接验证牛顿第一定律 不能
小车运动的长短与它受到的阻力有什么 阻力越大，运动越短
关系
让小车从不同高度滑下还可以探究 重力势能与高度、动能与速度关系
【经典例题】（2021·江苏苏州市）在探究“阻力时物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木
板、棉布、毛巾和小车。
（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（同一/不同）位置由静止释放；
（2）从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______；
（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？
答：______（需要/不需要）
（4）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。
A．小车在水平面上所受阻力大小
B．阻力对小车运动的影响情况
C．A、B选项均正确
【答案】同一；匀速直线运动；不需要；B。
【解析】（1）[1]根据控制变量法，小车达到水平面时的速度应相同，应将小车从斜面上同一位置由
静止释放。
（2）[2]由实验现象，阻力越小的轨道滑得越远，若水平面绝对光滑，即没有阻力，小车将作匀速直
线运动。
（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本实验，因为已经得知在木板上滑行距离大于棉布和毛
巾。
（4）[4]本实验是探究阻力时物体运动的影响，小车在水平面时速度相同，滑行越远，说明阻力影响
越小，滑行越近，说明阻力影响越大，因此在水平面上运动的距离反映阻力的影响情况。
【举一反三】
1．（2020·宿迁）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车从斜面相同高度由静止滑下，在三
个不同的水平面上运动情况如图所示。
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第 12 页 共 20 页（1）实验中让小车从相同高度滑下，是为了使小车在水平面上开始运动时的速度大小 ，本实
验中的“阻力”主要是指小车受到的 。
（2）分析图中运动情况可知：小车受到阻力越小，小车运动的路程 。
（3）在不增加任何器材的情况下，若要探究“速度对动能大小的影响”，可将小车从斜面的
高度由静止滑下，比较小车在 （选填“相同”或“不同”）水平面上滑行的距离即可。
【答案】（1）相等；摩擦力；（2）越远；（3）不同；相同。
【解析】（1）探究“阻力对物体运动的影响”时，采用的是控制变量法，需要控制小车的初速度相
同，所以应使小车从相同高度滑下；小车在水平面上运动时受到水平面的摩擦力的作用，这个摩擦力就是
阻力；
（2）由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远；
（3）若要探究“速度对动能大小的影响”，需要改变小车的速度，即可将小车从斜面的不同高度由
静止滑下，高度越高，速度越大；比较小车在相同水平面上滑行的距离即可。
故答案为：（1）相等；摩擦力；（2）越远；（3）不同；相同。
2．（2020•呼伦贝尔）在探究“运动和力的关系”实验中，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车
滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车子在水平面上滑行的距离。
（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验应让小车从同一斜面的 滑
下，这种研究问题的方法是 （选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”）。
（2）伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则
小车将在水平面上 。说明物体的运动 （填“需要”或“不需要”）力来维持。
（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 。
A．能用实验直接验证
B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确
C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的
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第 13 页 共 20 页【答案】（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。
【解析】（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静
止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；
（2）伽利略对类似的实验进行了分析并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则
小车将在水平面上做匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持；
（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律是在大量经验事实的基础上，
通过进一步的推理概括得出的，故选C。
故答案为：（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。
3．（2020•泰州）在“探究阻力对物体运动的影响”实验中：
（1）小明调试实验装置时，将小车从斜面上A处滑下，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下
去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是 ；
A．小车仍从斜面A处滑下，换一个更长的木板
B．增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
C．斜面倾角不变，小车从斜面上A处以下位置滑下
D．减小斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下
（2）调试成功后，小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下，让小车分别在毛巾、棉布和木板表
面运动，最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越 。进一
步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持 （填运动状态）；
（3）在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量 （选填“大于”、“等于”或
“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量；
（4）上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上，经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过
程与该实验相同的是 。
A．探究影响压力作用效果的因素
B．用小磁针探究磁体周围的磁场
C．探究声音能否在真空中传播
D．探究动能大小与物体质量的关系
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第 14 页 共 20 页【答案】（1）B；（2）长；匀速直线运动；（3）等于；（4）C。
【解析】（1）将小车从斜面上A处滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能
较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从
高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速
度，减小小车通过的路程；故不可行的方法是增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下。故选B。
（2）由图示可知，小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可
知，当阻力为零时（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动。
（3）由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的
速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变
化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。
（4）上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上，经过科学推理得出的。所用的方法是理想实验
法；
A．探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法，故B不符合题意；
C．探究声音能否在真空中传播用的方法是理想实验法，故C符合题意；
D．探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法，故D不符合题意。故选C。
故答案为：（1）B；（2）长；匀速直线运动；（3）等于；（4）C。
考点五：探究二力平衡条件
【备考方略】
1.对“二力平衡条件的探究”的考查主要有以下几个方面：（1）力的大小；（2）力的方向；（3）
力的方向是否在一条直线上。
2.知识支撑
（1）一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作用时，如果
能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。
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第 15 页 共 20 页（2）两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力
对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。这就是平衡力。
（3）二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。
二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被
初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。
（4）力的大小相等，方向相反，但如果不在一条直线上，物体会发生转动。
【经典例题】（2021·湖南衡阳市）小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：
（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮 、 、 分别钉在木板上，木板竖直
挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑
料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物
体上的两个力，方向相反，但___________不相等，则这两个力不平衡。
（2）按住塑料块，把跨过B轮的细线移到C轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静
止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过C轮的细线移到B轮上，把塑料块转过90℃，松手后塑料
块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一
角度或方向相反但___________，这两个力不平衡。
（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为
小华的实验优于此实验，其主要原因是___________。
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第 16 页 共 20 页A．塑料块容易扭转
B．塑料块是比较容易获取的材料
C．减少了摩擦力对实验结果的影响
【答案】大小；不在同一直线上；C。
【解析】（1）[1]由图甲知道，作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力，方向相反，由于
大小不相等，物体不能处于平衡态，所以，这两个力不平衡。
（2）[2]由图乙、丙知道，两个大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用
下，物体不能处于平衡态，即这两个力不是平衡力。
（3）[3]两图相比知道，甲图可减小摩擦力对实验的影响，故选C。
【举一反三】
1．（2021·浙江嘉兴市）用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，
手放开塑料片后，可观察到塑料片将（ ）。
A．向左下运动 B．向右上运动
C．仍静止不动 D．转过一定角度
【答案】C。
【解析】塑料片两端挂等重的钩码，受到的力的大小相等，此时塑料片受到的两个力大小相等，方向
相反，作用在同一条直线上，且作用在同一物体上，这两个力彼此平衡，是一对平衡力，原本静止的塑料
片受平衡力作用，故仍然保持静止。故选C。
2．（2021·四川泸州市）某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实
验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。
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第 17 页 共 20 页（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。
（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F与右端受到的拉力F的方
1 2
向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运
动，此时塑料片受到的合力为_______N。
（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不任
同一物体上的两个力________平衡（选填“他”或“不能”）。
【答案】改变力的方向；相反；变速；1；不能。
【解析】（1）[1]在图甲的装置中滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向。
（2）[2]当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力
F2的方向向右，F1、F2的方向相反。
[3]当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片受到的力左侧大于右侧，故纸片将做变速运动；
此时塑料片受到的合力为F=2N-1N=1N；
（3）[4]在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片各自受到同侧钩码的拉力
向两边加速运动，不再是平衡状态，说明不任同一物体上的两个力不能平衡。
3．（2020•台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如
下实验。
（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是 。
（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：
作用在物体上的两个力需要满足的条件是 ，物体才处于静止状态。
（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的
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第 18 页 共 20 页运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是
。
【答案】（1）减小研究对象的自重对实验的影响；（2）在同一直线上；（3）作用在物体上的两个
力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
【解析】（1）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考虑；
（2）图甲中静止的研究对象转到虚线位置，此时两个力不在同一条直线上，松手后发现研究对象发
生转动，这表明二力平衡时，这两个力需要满足的条件是在同一条直线上，物体才处于静止状态；
（3）当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，可以观察到物体做匀速直线运动，当弹簧测力计示
数与物体重力大小不相等时，可以观察到物体做变速运动，所以研究的目的是：作用在物体上的两个力满
足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
故答案为：（1）减小研究对象的自重对实验的影响；（2）在同一直线上；（3）作用在物体上的两
个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。
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第 19 页 共 20 页原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！
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