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《运动和力》全章复习与巩固(基础)
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。
5.运动的物体并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了阻力。
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
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掉手上的水珠。
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.平衡状态: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。
4.二力平衡条件的而应用:判断力的大小、方向。
(1)甲图中,钩码静止,二力平衡,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G和桌面的支持力F,大小相等,方向相反。
(3)图丙中,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:与物体的相对运动方向相反。“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。
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4.摩擦的利用与防止:
(1)增大有益摩擦方法: 增大压力;增大接触面粗糙程度。
(2)减小有害摩擦方法: 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。
【典型例题】
类型一、牛顿第一定律、惯性
1.(2015•兰州模拟)牛顿第一定律又叫惯性定律,以下描述符合牛顿第一定律的是( )
A.静止的物体一定不受力
B.运动的物体一定受到力的作用
C.只有静止或匀速直线运动的物体才具有惯性
D.运动的小球如果不受力,将一直匀速直线运动下去
【答案】D
【解析】A、静止的物体可能不受力,也可能是受平衡力,故A错误;B、运动的物体可能是受到平衡力的作用,
也可能不受力,故B错误;C、一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,与物体的运动状态无关,故C
错误;D、根据牛顿第一定律,运动的小球如果不受力,将一直匀速直线运动下去,故D正确,故选D。
【总结升华】解答本题的关键是深入理解牛顿第一定律和惯性的概念,从而确定运动和力之间的关系。
举一反三:
【变式】下列说法中正确的是( )
A.物体不受力时,一定处于静止状态
B.物体不受力时,一定保持匀速直线运动状态
C.物体不受力时,物体的运动速度就会逐渐减小,最终停止运动
D.物体不受力时,原来运动的将保持匀速直线运动,原来静止的将保持静止状态
【答案】D
2.如图所示,质量分别为M和m的两个物体A和B(M>m)将它们分别放在水平且光滑的很长的车
板上,车以速度v向右运动,当车突然停止运动时,则( )
A.两物块都立即静止
B.B物块运动得快,A物块运动得慢,B将撞上A
C.B物块运动得慢,A物块运动得快,两物块间距离加大
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D.两物块都以原来的速度v水平向右运动,它们之间距离保持不变
【思路点拨】根据惯性解答此题,知道惯性的大小与质量有关,但是惯性不是力,不能改变物体的运动状态。
【答案】D
【解析】车板光滑,没有摩擦力。小车停止后,水平方向上,两物体不受力,由于惯性仍会保持原来的速度
向右运动,所以小车停止后,它们之间的距离会保持不变,不会相撞。故选D。
【总结升华】小车会带动它上面的物体同时做匀速直线运动,当车突然停止时,两个物体由于惯性都会保
持原来的运动状态不变,而原来它们的运动状态是相同的,所以现在的速度和方向依然是相同的,根据这
一思路,我们可以判断以上选项的说法是否正确。
举一反三:
【变式】调皮的小明随父母乘船去长岛旅游,来到船上,他高兴地跳了起来(如图所示) 。由于船在行进
中,所以父母很担心小明蹦起后,船走开他会落入水中,但小明蹦跳了一会儿,并没有发生什么危险,这是
因为 。
【答案】小明跳起后,由于惯性他会随船一起向前运动,落回原地。
类型二、平衡力
3.如图所示,用10N的水平推力F去推一个在水平地面上重为50N的物体,物体静止不动,则物体与
地面之间的摩擦力的大小是( )
A.10N B.50N C.40N D.0N
【思路点拨】对物体进行受力分析,根据物体的运动状态,由平衡条件可以求出物体与地面间的摩擦力。
【答案】A
【解析】物体在水平方向上受水平向右的推力F=10N,水平向左的摩擦力f。物体处于平衡状态,由平衡条
件得:f=F=10N;物体受力分析如图所示。
【总结升华】题目考查了二力平衡条件的应用,特别是当没有推动物体时,学生很容易误认为推力小于摩
擦力,容易出错。
举一反三:
【变式】一个物体受到均为30牛的一对平衡力作用而做匀速直线运动,如果这对平衡力同时突然减小到
20牛,则物体( )
A.速度减小 B.按减小后的速度做匀速直线运动
C.仍按原来速度做匀速直线运动 D.停止运动
【答案】C
4.下列说法正确的是( )
A.放在水平桌面上的书,它对桌面的压力和它受到的重力是相互作用力
B.人用水平方向的力推静止在地面上的桌子,桌子没动是因为推力小于摩擦力
C.放在水平桌面上的书,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
D.竖直向上抛出的小球,上升时受到的合力小于下降时受到的合力
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【答案】C
【解析】放在水平桌面上的书,它对桌面的压力和它受到的重力方向是相同的,因此不是相互作用力,A错
误;人用水平方向的力推静止在地面上的桌子,桌子没动是因为推力等于摩擦力,B错误;放在水平桌面
上的书,它受到的重力和桌面对它的支持力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线
上,是一对平衡力,C正确;竖直向上抛出的小球,上升时受到的合力等于重力加阻力,下降时受到的合力
等于重力减阻力,因此上升时的合力大,D错误。
【总结升华】(1)相互作用力和平衡力的区别:是否作用在同一个物体上,平衡力作用在同一物体上,相互
作用力,作用在不同物体上。(2)力的合成:同向相加,反向相减。
举一反三:
【变式】(2015春•山西校级期末)举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后,在空中至少静止3秒钟,在3
秒内( )
A.杠铃受到的重力和人对它的支持力是相互作用力
B.杠铃受到的重力和杠铃对人的压力是同一个力
C.运动员在用力向上支持杠铃,因此他对杠铃做了功
D.杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是相互作用力
【答案】D
类型三、摩擦力
5.通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关。如图甲所示,两个完全相同的木块A和
B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F 作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。若将甲A、B紧靠着放
1
在水平桌面上,用水平力F 推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F 是 N;若要
2 2
让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F 的情况下,应该在B的右端施加一
2
大小为 N的水平向左的推力。
【思路点拨】甲图中,可以根据物体的运动状态,利用二力平衡的条件,求出物体受到的摩擦力。图乙中物
体的放置情况发生变化后,根据影响滑动摩擦力的因素判断出这时的滑动摩擦力没有变化。根据滑动摩
擦力的方向与相对运动的方向相反判断,物体水平向左、向右运动时,滑动摩擦力的方向,最后对物体受
力分析,求力的大小。
【答案】16;32
【解析】从甲图到乙图,改变的只是物体AB与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物
体AB受到的摩擦力不变;在两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力(推力)都等于摩擦力,故拉力
F=F=16N。受力分析如图所示:
2 1
当物体向左匀速运动时,物体受到的摩擦力大小仍为16N,但方向水平向右,物体处于平衡态,受力
分析如图所示,F=F+f。
3 2
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【总结升华】题目考查了摩擦力、运动和力的关系。解答这类题目主要是判断力的大小、方向,画出受力分
析,求解。
举一反三:
【变式】如图所示,两个重为20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F 的作用,在水平地面
1
上一起做匀速直线运动,则A受到的摩擦力为 N,此时B受到的阻力为 N。
【答案】0;10
类型四、综合应用
6.如图所示,物体P在竖直向上的推力F的作用下,静止在天花板下,物体P受到的重力为50牛顿,
当F= 牛顿时,天花板受到的压力为50牛顿。
【思路点拨】根据力的合成计算合力的大小,即同一直线上反方向二力的合力等于二力之差,即F=F-F,
1 2
方向与较大的分力方向相同。也可以受力分析,根据物体处于平衡态,列平衡方程求解。
【答案】100
【解析】对物体受力分析如图所示,物体处于平衡状态,根据平衡条件列方程:
∴
【总结升华】题目考查了同一直线上的二力合成。已知合力、一个分力求另一个分力。
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