文档内容
宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
《运动和力》全章复习与巩固(提高)
责编:冯保国
【学习目标】
1.知道牛顿第一定律的内容,理解惯性是物体的一种属性,会解释常见的惯性现象;
2.知道什么是平衡状态,平衡力,理解二力平衡的条件,会用二力平衡的条件解决问题;
3.理解力与运动的关系;
4.知道滑动摩擦力的概念,影响滑动摩擦力大小的因素;
5.了解摩擦在日常生活中的利用和防止。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、牛顿第一定律
1.内容: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运动状态。
2.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。
要点诠释:
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:一是该物体确实没有
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,力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.牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上,通过进一步的推理而概括出来的。
要点二、惯性
1.概念:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
2.惯性的利用:跳远运动员快速助跑,利用自身的惯性在空中继续前进;拍打衣服,清除衣服上的灰尘;甩
掉手上的水珠。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
3.惯性的危害:汽车刹车后不能立即停下来,酿成交通事故;快速行驶的汽车发生碰撞,车里的乘客如果
没有系安全带,会与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎,飞出车外;走路时不小心,可能会被台阶绊倒。
要点诠释:
1.一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不
受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的
物体总要保持匀速直线运动状态。
3.惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说
“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
要点三、二力平衡
1.平衡力:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡
力。(通过物体所处状态,判断受力是否平衡)
2.平衡态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
3.二力平衡的条件: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。
4.二力平衡条件的应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中钩码静止,受到平衡力,即:钩码的重力G,等于弹簧测力计对钩码的拉力F,拉力F的方向和
重力的方向相反。
(2)图乙中放在桌面上的篮球,受到重力和桌面的支持力,大小相等,方向相反。
(3)跳伞运动员,在空中匀速下落:人和伞的总重G等于阻力f,阻力的方向与重力的方向相反。
要点诠释:
1.平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,
若受力一定是平衡力。
2.二力平衡的条件可以归纳为:等大、反向、同体、共线。
要点四、摩擦力
1.滑动摩擦力:
(1)概念:两个相互接触的物体, 当它们相对滑动时,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)方向:与物体相对运动的方向相反。“相对”是指相对于接触的物体。
(3)大小:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关;跟接触面的粗糙程度有关。
2.静摩擦力:
(1)概念:物体在有相对运动趋势时,接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
(2)方向:与相对运动趋势相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力),还可以成任意角度。
(3)判断静摩擦力大小的方法:静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化,其大小由外界条件决定,因
此它是被动力。
3.滚动摩擦: 是指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。例如滚动轴承中的滚珠在轴承内滚
动时的摩擦。车轮在地面滚动时车轮与地面间的摩擦。
4.摩擦的利用与防止:宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
(1)增大有益摩擦:增大压力;增大接触面粗糙程度。
(2)减小有害摩擦:减小压力;减小接触面粗糙程度;用滚动代替滑动;使接触面分离:加润滑油,气垫导
轨,磁悬浮。
要点诠释:
1.滑动摩擦力产生条件:接触面粗糙;接触挤压;在接触面上相对运动。
2.运动方向和相对运动方向的区别,f 与相对运动方向相反,但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同
滑
(动力),注意:滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但有些情况相
对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体若会相对滑动,
则说明原来有静摩擦力,且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。
要点五、力和运动
1.合力: 如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同,这个力就叫做那几个力的
合力。平衡力的合力为零。
2.同一直线上二力的合成:
(1)同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同,
即 。
(2)同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个大小之差,方向跟较大的那个力方向相同。即
3.力与运动的关系:
(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)。
【典型例题】
类型一、力和运动
1.关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.物体不受力,一定静止 B.作用在运动物体上的力一定不平衡
C.物体的速度越大,其惯性一定越大 D.物体的运动方向发生改变时,一定是受到了力的作用
【答案】D
【解析】物体不受力(所受合力为零)时,物体处于平衡状态,物体静止或做匀速直线运动,物体不一定静
止,故A错误;物体做匀速直线运动,处于平衡状态,物体受平衡力作用,因此作用在运动物体上的力可能
平衡,故B错误;
C、质量是物体惯性大小的量度,物体质量越大,惯性越大,物体的惯性与物体速度无关,故C错误;
D、力是改变物体运动状态的原因,物体运动方向发生改变,物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,
故D正确;
【总结升华】题目考查了力与运动的关系、物体的惯性、力的作用效果等问题,涉及的知识点较多,但难度
不大,熟练掌握基础知识即可正确解题。
举一反三:
【变式】(2015春•岳池县期中)关于力、力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.受力物体不一定是施力物体
B.两物体没有相互接触,它们之间一定没有力的作用
C.物体的运动状态发生了改变,一定是受到了力的作用
D.物体的运动状态没有改变,它一定不受力的作用宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
【答案】C
类型二、摩擦力
2.小明用20N的水平推力推着重为50N的木箱,在水平地面上做匀速直线运动,则地面对木箱的摩
擦力大小为 N。若小明将推力增大到30N时,木箱受到的合力大小为 N。
【思路点拨】(1)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,二力平衡的条件是两个力大
小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。(2)滑动摩擦力与两个因素有关,一是压
力大小,二是接触面的粗糙程度。
【答案】20;10
【解析】(1)在水平地面上做匀速直线运动的木箱,受到的是平衡力的作用:竖直方向上的重力与地面对
它的支持力是一对平衡力;水平方向上的推力与摩擦力是一对平衡力,因此地面对木箱的摩擦力大小为
20N。(2)若小明将推力增大到30N时,木箱对地面的压力和木箱与地面间的粗糙程度没有改变,因此木箱
受到的摩擦力仍然为20N,所以木箱受到的合力大小F =30N-20N=10N。
合
【总结升华】木箱处于匀速直线运动状态,是一种平衡状态,要利用二力平衡的条件来判断木箱受到的摩
擦力的大小、方向;当推力改变时,受到的摩擦力是否变化,就要从摩擦力的决定因素去分析。
举一反三:
【变式】(多选)如图所示,小华将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,木块下面是一长木板,
实验时拉着长木板沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。在木板
运动的过程中,以下说法正确的是( )
A.木块A相对长木板是运动的 B.木块A相对于地面是运动的
C.木块A所受摩擦力的方向向左 D.拉动速度变化时,弹簧测力计示数不变
【答案】ACD
类型三、综合应用
3.(2015•同安区模拟)如图所示,用力F=30N,按住一重G=10N的木块,当木块沿竖直方向匀速下滑
时,木块受到的摩擦力的大小是( )
A.10N B.20N C.30N D.40N
【思路点拨】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动时,物体受到的力是平衡力,根据二力平衡的条件:
等大、反向、共线、共物,知道其中的一个力可以确定另一个力;(2)利用木块所处的状态,确定木块的受
力情况,进而利用二力平衡的条件可以得到此题的答案。
【答案】A
【解析】(1)木块下滑,相对于墙壁向下运动,墙壁会给它一个向上的摩擦力,由于木块是在竖直方向上匀宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
速下滑,其处于平衡状态,所以其在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,(2)木块受到的重力
是10N,由于摩擦力与重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知摩擦力大小也等于10N,方向竖直向
上;故选A。
【总结升华】(1)此题考查了二力平衡的条件,(2)静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用,
二力平衡的条件包括四方面:同物、同线、等值、反向,根据其中的一个力可以确定另一个力。
举一反三:
【变式】如图所示,跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,所受的总阻力为f,人和伞重分别为G 和G ,
人 伞
它们的关系是( )
A.G =f-G B.f+G =G
人 伞 伞 人
C.G +G >f D.以上三种情况都有可能
人 伞
【答案】A
4.如图所示,物体A质量为1kg,物体B的质量为3kg,用水平力F把A,B两物体紧压在竖直墙上不
动。这时物体B的左表面受到的摩擦力大小为 N,右表面受到的摩擦力大小为 N(A物体的左
表面光滑)。
【思路点拨】静止的物体受到平衡力的作用。A保持静止状态,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦
力,根据物体间力的作用是相互的,求出B的左表面受到的摩擦力。B保持静止状态,分析B的受力情况,
求出B右表面受到的摩擦力。
【答案】9.8;39.2
【解析】(1) ;
(2)对物体A受力分析,竖直方向上A受到重力和物体B对A的摩擦力,摩擦力和重力是一对平衡力,由
平衡条件可得: 受力分析如甲图所示。
(3)方法一:“隔离法”①对A受力分析,图甲。②B在竖直方向上受到3个力,竖直向下的重力、A对B的
摩擦力、墙壁对B的摩擦力。根据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力竖直向上,大小是9.8N,所
以B左表面受到A的摩擦力竖直向下,大小是9.8N。B静止,这三个力是平衡力,如图甲所示。根据平衡力
合力为0所以B右表面受到地面的摩擦力大小为: 。
方法二:整体法:对A、B整体受力分析,A、B受到竖直向下的重力,墙壁对B竖直向上的摩擦力(物体A、B
间的相互作用力,是内力,整体法受力分析时不用画出)。如图丙所示。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
提示:A的左表面光滑,所以A左表面不受摩擦力。
【总结升华】题目主要考查了,受力分析。把A和B两个物体分别进行受力分析,根据物体间力的作用是相
互的判断摩擦力的方向,根据物体处于平衡态,列出平衡方程,求解。
举一反三:
【变式】如图,ABCD是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用
1000N的力压紧,砖处于静止状态.求、B砖与C砖之间的摩擦力?
【答案与解析】先以ABCD整体为研究对象,如图甲所示:
整体所受重力: ,
A的左侧(即整体的左侧)和D的右侧(即整体的右侧)各受一个向上的静摩擦力 ,
由平衡条件知: ,则 。
再以AB两块砖为研究对象受力分析如图乙:AB总重力为 ,由平衡条
件可知,A左侧的静摩擦力 ,故B的右侧不受摩擦力。
若以CD为研究对象如图丙:同理可得C的左侧不受摩擦力,因此,BC之间的摩擦力为零。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
类型三、实验探究
5.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:
(1)当物体处于静止状态或 状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在
水平方向受到两个力的作用,这些力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块
仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是 ,这时木块在水平方向受到的力
(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见:
【思路点拨】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。两个物体接触时,有相对运动趋势时,
物体之间产生阻碍相对运动的摩擦力。减小摩擦力的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代
替滑动、使接触面分离。
【答案】(1)匀速直线运动(2)木块受到向左的摩擦力;平衡;将木块换成小车,减小与桌面之间的摩擦力
【解析】(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
(2)小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用,
木块有向右运动的趋势,木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用,向左的拉力和摩擦力与向右的拉
力是平衡力。要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用,用小车代替木块,用光滑的水平面
代替桌面等。
【总结升华】装置中如果用小车代替木块可以探究二力平衡条件,实验比较典型,一定要掌握。
举一反三:
【变式】如图所示是小丽同学“探究二力平衡条件”实验的装置图。应该把小车放在 (选填“光
滑”或“粗糙”)的水平桌面上,你认为她是根据 的现象来判断F、F 是否平衡的,接着她将
1 2
小车扭转一个角度是为了验证两个力平衡时是否 。由上述实验可得:作用在同一物体上的两
个力,如果 ,这两个力就彼此平衡。
【答案】光滑;小车是否静止;在同一直线上;大小相等,方向相反,并且在一条直线上
6 . ( 201 2 武汉)在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中,某同学提出下列猜想:
Ⅰ 、与物体速度的大小有关
Ⅱ 、与接触面的粗糙程度(表面状况)有关
Ⅲ 、与压力的大小有关宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
( 1 )为了验证上述猜想是否正确,他采用了图甲所示的装置进行实验.实验中应拉着弹簧测力计使木块沿
水平方向做 运动 。
( 2 )实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定,便对实验装置进行改进,如图乙所示,他用双面胶将弹簧测
力计固定在长方体木块的上表面,用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机.在木块上放置不同的砝码,当
电动机以不同的转速工作时,通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动 。 实验记录如下
实验次数 表面状况 压力/N 摩擦力/N 木块的速度/m/s
1 木块------木板 2.0 0.6 0.1
2 同上 4.0 1.2 0.1
3 同上 4.0 1.2 0.2
4 木块-----砂纸 2.0 1.0 0.1
①分析3、4两次的实验记录, (填“能”或“不能”)验证猜想Ⅰ。
②分析 两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅱ。
③分析 两次的实验记录,可初步验证猜想Ⅲ。
【答案】(1)匀速直线 (2)①不能 ②1、4 ③1、2
【解析】(1)因为只有木块做匀速直线运动时,摩擦力和拉力才是一对平衡力,它们的大小才会相等,因此,
实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动;(2)①在3、4两次实验中,其压力、表面状况和运动的
速度都是不相同的,故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系;②想验证摩擦力的大小与接触面
的粗糙程度(表面状况)有关,即需选择压力、速度相同,但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可,
故选1、4两次实验;③想验证摩擦力的大小与压力是否有关,即需选择表面粗糙程度、速度相同,但压力
不同的实验进行比较即可,故选1、2两次实验。
【总结升华】探究滑动摩擦力的大小和那些因素有关。实验中主要运用了转换法和控制变量的研究方法,
这是实验成功的基础,也是我们应该熟练掌握的实验技能。同时,二力平衡条件的运用、对实验结论的正
确分析,也是我们应该从这类实验题中应该学到的。