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文檔簡介
第八章運動和力——劃重點之精細講義系列知識點1:探究阻力對物體運動的影響實驗1.運動與力的兩種觀點(1)亞里士多德的觀點:如果要使一個物體持續運動,就必須對它施加力的作用;如果這個力被撤掉,物體就會停止運動。即物體的運動需要力來維持(錯誤)。(2)伽利略的觀點:物體的運動并不需要力來維持,運動的物體之所以會停下來,是因為受到了阻力。即力是改變物體運動狀態的原因。探究阻力對物體運動的影響實驗【設計并進行實驗】讓同一輛小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下,使其分別在鋪有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的水平面上運動,觀察小車在不同水平面上運動的距離。【實驗現象及分析】現象:小車在不同水平面上的運動距離不同,隨著水平面越來越光滑,小車運動的距離也越來越遠。分析:小車在不同水平面上受到的阻力大小不同。水平面越光滑,小車受到的阻力越小,其速度減小得越慢,運動距離越遠。實驗方法:控制變量法(使初速度相同)【實驗結論】阻力改變了小車的運動狀態。阻力越小,運動狀態改變越慢,小車運動的距離越遠。多次實驗,推理得出結論“運動物體不受外力時,它將做勻速直線運動”。(科學推理法)知識點2:牛頓第一定律1、牛頓第一定律:(1)牛頓第一定律(也叫慣性定律):一切物體在沒有受到力的作用的時候,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態;(2)牛頓第一定律是通過分析、概括、推理得出的,不可能用實驗直接來驗證。三點理解牛頓第一定律=1\*GB3①“沒有受到力的作用”是定律成立的條件,包含兩層意思:①該物體沒有受到任何力的作用,這是一種理想情況;②物體受力,但所受的力相互抵消,相當于物體不受力。=2\*GB3②牛頓第一定律揭示了物體不受力時的運動情況:若物體原來是靜止的,則保持靜止;若物體原來是運動的,則保持勻速直線運動。=3\*GB3③牛頓第一定律的實質:物體的運動狀態不需要力來維持,即力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。如果物體的遠動狀態發生了改變,那么該物體一定受到了力的作用。2.物體運動狀態變化的判定物體運動狀態的變化包括速度大小的變化和速度方向的變化,兩變其一或者都變化,那么運動狀態發生變化,兩者均不變,那么運動狀態不發生改變(靜止或者勻速直線運動)。3.慣性現象及其應用:(1)慣性:物體保持原來運動狀態不變的性質;即運動的物體要保持它的運動狀態,靜止物體要保持它的靜止狀態;對慣性的理解=1\*GB3①一切物體任何時候都具有慣性(靜止的物體具有慣性,運動的物體也具有慣性);=2\*GB3②慣性是物體本身的屬性,慣性的大小只與物體質量大小有關。質量越大,慣性越大;質量越大的物體其運動狀態越難改變。慣性的大小與物體的形狀、運動狀態、位置及受力情況無關;=3\*GB3③慣性是一種屬性,它不是力。慣性只有大小,沒有方向,把慣性說成“慣性力”或“受到慣性的作用”都是錯誤的。(2)慣性的應用與危害=1\*GB3①應用在現實生活中,人們常常利用物體的慣性。例如:潑水時,水由于慣性飛出;拍打衣服時,灰塵由于慣性而飛出,從而脫離衣服;運動員跳遠前的助跑;電機固定在沉重的底座上以增加質量防止移動等。=2\*GB3②危害在日常生活中,慣性帶來的危害也很多。例如:汽車剎車時,由于慣性汽車不能立即停下來,導致交通事故等。交通部門規定的“嚴禁超載、必須系好安全帶、兒童乘坐兒童安全座椅”等都是為了避免慣性帶來的傷害。【典例1】(2022?青海)關于慣性,下列說法正確的是()A.乘車時系安全帶是為了減小慣性 B.汽車質量越大,慣性越大 C.汽車行駛的速度越快,慣性越大 D.汽車靜止時沒有慣性【答案】B。【解答】解:A、乘車時系好安全帶是為了防止緊急剎車時由于慣性對人造成的傷害,不能減小慣性,故A錯誤;B、質量越大,慣性越大,故B正確;CD、運動的物體具有慣性,靜止的物體也具有慣性,一切物體都具有慣性,慣性的大小只與物體的質量有關,與物體運動狀態無關,故CD錯誤。故選B。【典例2】(2022?北京)如圖所示的是我國運動員在北京冬奧會上參加冰壺比賽時的情境。下列說法正確的是()A.運動員推動冰壺滑行,以冰面為參照物冰壺是靜止的 B.擲出后的冰壺能繼續運動,是由于冰壺具有慣性 C.擲出后的冰壺繼續運動時,冰壺受到手的推力 D.冰壺運動越來越慢的過程中,冰壺的運動狀態不變【答案】B。【解答】解:A、運動員推冰壺前進時,以冰面為參照物,冰壺的位置發生了改變,所以是運動的,故A錯誤;BC、開始冰壺和手一起運動,冰壺脫離手后,冰壺不會受到手的推力,冰壺由于慣性要保持原來的運動狀態,繼續向前運動,故B正確,C錯誤;D、冰壺運動越來越慢的過程中,運動的速度發生了變化,冰壺的運動狀態發生了改變,故D錯誤。故選:B。【典例3】(2022?上海)“天宮一號”飛船逐漸靠近空間站,空間站相對于飛船是運動(選填“靜止”或“運動”)的,助推器噴氣使飛船的速度變快,這說明力能改變物體的運動狀態,在運動過程中飛船的慣性變小。(選填“變大”、“變小”或“不變”)【答案】運動;運動狀態;變小。【解答】解:“天宮一號”飛船逐漸靠近空間站,空間站相對于飛船位置不斷變化,所以是運動的;力可以改變物體的運動狀態,所以助推器噴氣使飛船的速度變快;慣性大小只跟物體的質量大小有關;助推器噴氣使飛船的速度變快過程中,因消耗了燃料,所以飛船的質量變小,則飛船的慣性變小。故答案為:運動;運動狀態;變小。【典例4】(2022?株洲)在研究“阻力對物體運動的影響”實驗中,可供使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾、天平和小車。(1)在上述器材中,不需要用到的器材有天平。(2)固定斜面,分別將小車從斜面上同一(填“同一”或“不同”)高度由靜止釋放。(3)如圖描述了先后兩次實驗中所呈現的現象,根據實驗現象可作出如下科學推理:若沒有阻力,則運動的小車將在水平面上勻速直線運動(填“靜止”或“勻速直線運動”)。伽利略運用“實驗+科學推理”的方法,揭示了一切物體都具有保持原來運動狀態不變的性質。(4)設實驗中運動的小車在棉布上克服阻力做功為W1,在木板上克服阻力做功為W2,則W1等于W2(填“大于”“等于”或“小于”)。【答案】(1)天平;(2)同一;(3)勻速直線運動;(4)等于。【解答】解:(1)本實驗通過比較小車在水平面上運動的距離的大小來比較阻力對物體運動的影響,不需要測量物體的質量,所以天平不需要;(2)要研究小車在水平面上滑行的距離,必須控制小車的初速度相同,即讓小車從斜面的同一高度滑下;(3)由圖可知,小車在棉布表面上滑行的距離較近,在水平木板表面滑行的距離較遠,說明小車受到的阻力越小,運動的距離越遠,進一步推理可得:若沒有阻力,運動小車的運動狀態不變,即做勻速直線運動;(4)因小車達到水平面時初速度相同,則小車最初的動能相同,最終速度為0,小車的動能全部轉化為內能,減小的動能等于克服阻力做的功,所以,小車在棉布上克服阻力做功W1和在木板上克服阻力做功W2相等,即W1=W2。故答案為:(1)天平;(2)同一;(3)勻速直線運動;(4)等于。知識點3:二力平衡1.二力平衡的概念:(1)二力平衡:如果物體只受兩個力的作用,且處于平衡狀態,這種情況叫做二力平衡;(2)二力平衡特點:作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力就彼此平衡。簡單的說就是:同體、等大、反向、共線。2.平衡力及平衡狀態的判定:(1)平衡力:物體在受到幾個力的作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力平衡;(2)平衡狀態:物體靜止和勻速直線運動狀態叫平衡狀態;(3)物體受到平衡力的作用,那么物體就處于平衡狀態。3.平衡力和相互作用力的區分:(1)二力平衡特點:同體、等大、反向、共線。(2)相互作用力特點:不同體、等大、反向、共線。4.二力平衡條件的應用(1)二力平衡的條件是:作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直線上,這兩個力就彼此平衡,對于二力平衡條件,我們必須注意上面四個要點,且這四個要點缺一不可;(2)在平衡力作用下,原來處于靜止狀態的物體,依然處于靜止狀態,原來運動的物體,一定以原來的速度做勻速直線運動;(3)靜止的物體只受兩個力作用時,這兩個力一定是平衡力;勻速直線運動的物體,如果只受兩個力作用,那么這兩個力也一定是平衡力。1、速度為0的“不平衡”速度為0的物體不一定處于平衡狀態。例如:被豎直向上拋向空中的物體達到最高點時,速度為0,但因為它還受到豎直向下的重力作用,受力不平衡,因此它并沒有處于平衡狀態。2、平衡力與不受力當物體受到平衡力作用時,這幾個力的作用效果相互抵消,物體運動狀態不變,即相當于物體不受力。根據牛頓第一定律可知,此時物體應處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。但物體不受力時,形狀不會發生改變;物體受平衡力作用時,形狀可能會發生改變。【典例5】(2022?常州)如圖所示,2022年北京冬奧會高山滑雪比賽,運動員與旗門桿(彈性桿)發生碰撞,導致運動員滑行速度明顯變慢且桿明顯變彎,碰撞過程中,桿阻礙運動員滑行的力與運動員撞擊桿的力,屬于()A.同一個力 B.一對平衡力 C.一對相互作用力 D.同一物體受到的不滿足平衡條件的兩個力【答案】C。【解答】解:碰撞過程中,桿阻礙運動員滑行的力與運動員撞擊桿的力同時作用在運動員和桿上,符合相互作用力的條件,因此屬于一對相互作用力。故選:C。【典例6】(2022?襄陽)如圖所示,鐵塊A重3N,靜止地吸附在豎直放置的磁性黑板上,將重為1N的銅塊B放在鐵塊A上面時,A和B恰能沿著黑板緩慢勻速下滑。取走銅塊B,用豎直向上的力F拉鐵塊A,使其勻速向上運動,則F的大小為()A.3N B.4N C.5N D.7N【答案】D。【解答】解:當A和B沿著黑板緩慢勻速下滑時,由于B對黑板沒有壓力的作用,B與黑板之間無摩擦力;整體處于平衡狀態,則整體的重力與滑動摩擦力是一對平衡力,所以摩擦力為f=G總=3N+1N=4N;取走銅塊B,用豎直向上的力F使鐵塊A勻速向上運動,A受到豎直向下的重力、豎直向上的力F、豎直向下的摩擦力的作用,則F=GA+f=3N+4N=7N。故選:D。【典例7】(2022?威海模擬)連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質細繩分別繞過定滑輪與A、B相連,細繩恰好水平,如圖所示。當A重3N,B重5N時,M恰好水平向右做勻速直線運動,若滑輪摩擦不計,此時M受到的合力大小為0N;當B剛觸地時,若A、M都不會與滑輪相碰,M在水平方向受到的合力大小為5N。【答案】0;5。【解答】解:當A重3N,B重5N時,M恰好做勻速直線運動,則M在水平方向上受到三個力的作用:繩子對M水平向左3N的拉力、繩子對M水平向右5N的拉力、桌面對M的摩擦力的作用,這三個力平衡,所以此時受到的合力為0;M受到的滑動摩擦力的大小為f=5N﹣3N=2N;當B剛觸地時,M由于慣性,仍然會向右運動,則此時M受到的摩擦力方向是水平向左的,由于M與桌面之間的壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,所以受到的滑動摩擦力大小不變;此時M在水平方向受到水平向左的A對M的拉力、M受到的摩擦力,所以合力大小為F=FA+f=3N+2N=5N。故答案為:0;5。【典例8】(2022?聊城)在探究“二力平衡的條件”實驗中,小聰同學采用的實驗裝置如圖甲所示,小明同學采用的實驗裝置如圖乙所示。(1)老師指出圖乙的裝置更科學,原因是選用小車,可以減小摩擦力對實驗結果的影響。(2)實驗中判斷小車是否受平衡力作用的依據是小車保持靜止(選填“靜止”或“勻速直線運動”)狀態。(3)左右兩盤放質量相等的砝碼,小車保持靜止。將左盤中再添加一個砝碼,小車將運動,說明彼此平衡的兩個力大小相等。(4)小車處于靜止后,保持F1與F2的大小不變,把小車在水平桌面上扭轉一個角度后釋放,小車將轉動,說明彼此平衡的兩個力必須在同一條直線上。【答案】(1)摩擦力;(2)靜止;(3)相等;(4)同一條直線。【解答】解:(1)小明同學采用的實驗裝置如圖乙,選用了小車,這樣可以盡量減小摩擦力對實驗的影響;(2)實驗中通過觀察小車能否靜止,確定其是否處于平衡狀態,故判斷依據是小車處于靜止狀態;(3)實驗時,左右兩盤放質量相等的砝碼,小車保持靜止。將左盤中再添加一個砝碼,小車將運動,發現小車無法保持靜止狀態,這表明平衡的兩個力需要大小相等;(4)把小車轉過一個角度,然后松手,觀察到小車轉動,最后恢復到靜止狀態,說明小車在水平方向上受到的兩個力在同一條直線上時才能平衡。故答案為:(1)摩擦力;(2)靜止;(3)相等;(4)同一條直線。知識點4:摩擦力1.摩擦力產生的條件:物體之間產生摩擦力必須要具備以下三個條件:
第一:兩物體相互接觸;
第二:接觸面粗糙;
第三:兩物體發生相對運動或相對運動趨勢。2.摩擦力大小的影響因素:(1)影響摩擦力大小的因素:壓力大小和接觸面的粗糙程度;(2)接觸面粗糙程度一定時,壓力越大摩擦力越大,例如當自行車車胎氣不足的時候,騎起來更費力一些;(3)壓力一定時,接觸面越粗糙,摩擦力越大。3.摩擦力的種類和應用(1)滑動摩擦:相互接觸的兩個物體,當它們之間有相對運動時,產生的摩擦力;(2)滾動摩擦:相互接觸的兩個物體,當一個物體在另一個物體上發生滾動時,產生的摩擦力;(3)靜摩擦力:相互接觸的兩個物體,當它們有相對運動趨勢,但它們之間處于相對靜止時產生的摩擦力。4.增大或者減小摩擦力的方法(1)增大有益摩擦的方法:①增大接觸面的粗糙程度,如汽車輪胎做上花紋;②增大壓力,如騎自行車捏閘的力越大,摩擦力越大;③變滾動為滑動,如汽車急剎車時車只滑不滾;
④變濕摩擦為干摩擦。減小有害摩擦的方法:
①使接觸面變光滑;②減小壓力;③用滾動代替滑動;④使接觸面分離;⑤變干摩擦為濕摩擦。5.增大有利摩擦的方法(1)通過增大壓力來增大摩擦力,如自行車剎車時用力捏車閘,就是在接觸面粗糙程度一定時,通過增大壓力來增大摩擦力的。(2)通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力,如鞋底凹凸不平的花紋,就是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的。6.減小有害摩擦的方法(1)通過減小壓力來減小摩擦力,如推動沉重的書柜前先將書柜中的書移走。(2)使接觸面更光滑,如冰壺運動中,運動員用冰壺擦不斷摩擦冰面使接觸面更光滑,從而減小摩擦力。(3)變滑動摩擦為滾動摩擦,如機器上安裝滾動軸承。(4)使接觸面分離,如氣墊船利用壓縮空氣使船體與水面脫離接觸,減小了摩擦力。實驗探究滑動摩擦力與哪些因素有關【提出問題】滑動摩擦力的大小與哪些因素有關?【猜想與假設】(1)滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關;(2)滑動摩擦力的大小可能與接觸面之間的壓力有關;【設計實驗與制訂計劃】(1)探究滑動摩擦力影響因素的方法∶影響滑動摩擦力大小的因素較多,比如接觸面的粗糙程度、壓力大小等。因此,在探究時要對變量進行控制,分別探究它們對摩擦力大小的影響。(2)比較滑動摩擦力大小的方法∶如圖,用彈簧測力計水平拉著物體在接觸面上做勻速直線運動,根據二力平衡的條件,這時拉力的大小就等于滑動摩擦力的大小。【進行實驗與收集證據】控制壓力大小相同,改變接觸面粗糙程度∶(1)用彈簧測力計水平拉木塊在光滑的木板上勻速滑動(如圖甲),把實驗的條件和彈簧測力計的示數記錄在表格中;(2)用彈簧測力計水平拉木塊在粗糙的木板上勻速滑動(如圖乙),把實驗的條件和彈簧測力計的示數記錄在表格中;控制接觸面粗糙程度相同,改變壓力大小∶(3)用彈簧測力計水平拉木塊在桌面上勻速滑動(如圖丙),把實驗的條件和彈簧測力計的示數記錄在表格中;(4)在木塊上加放一個重物,用彈簧測力計水平拉木塊在桌面上勻速滑動,把實驗的條件和彈簧測力計的示數記錄在表格中(如圖丁)。【注意事項】實驗中為了比較準確地測量滑動摩擦力的大小,必須做到下面幾點∶(1)把木塊放在水平面上做實驗。(2)實驗中要拿彈簧測力計水平拉動木塊,不能傾斜。(3)實驗中要拉動木塊做勻速直線運動,不能一會快一會慢。(4)必須在木塊勻速運動的過程中讀數,不能木塊還未動時或者停止后讀數。(5)實驗中我們通過改變壓在木塊上的重物的有無,來改變接觸面受到的壓力。所以該實驗探究的是滑動摩擦力與壓力的關系,而不是與物體質量的關系。物理方法:控制變量法在探究性實驗中,控制變量法不僅要應用到實驗的設計中,還要應用到實驗結論的描述中。(1)在探究中:如果物理量M與A、B、C等多個因素有關,為了探究M與某個因素(比如A)的關系,必須控制其他因素(B、C等)不變,只改變這個因素(A)。(2)在結論描述中∶在描述M與A的關系時,必須附帶說上前提"在B、C等因素相同時"。本實驗的探究過程用到了控制變量法。實驗步驟(1)(2)控制壓力大小相同,改變接觸面粗糙程度,從而探究接觸面的粗糙程度對滑動摩擦力的影響;實驗步驟(3)(4)控制接觸面粗糙程度相同,改變壓力大小,從而探究壓力大小對滑動摩擦力的影響。【實驗記錄】實驗步驟實驗條件彈簧測力計的示數F/N壓力情況接觸面情況1一個木塊光滑木板0.42一個木塊粗糙木板0.73一個木塊水平桌面0.54一個木塊+重物水平桌面0.8【分析與論證】?(1)分析實驗步驟(1)(2)可知,在壓力相同時,接觸面粗糙程度越粗糙,滑動摩擦力越大。?(2)分析實驗步驟(3)(4)可知,在接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,即滑動摩擦力越大。?【實驗結論】?(1)滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關。在其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。?(2)滑動摩擦力的大小與壓力有關。在其他條件相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。重點:?滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和所受的壓力有關,接觸面越粗糙、受到的壓力越大,滑動摩擦力越大。實驗應考拓展:對實驗方法的改進?若將木塊放在長木板上,彈簧測力計吊環固定,掛鉤處連上木塊,然后水平拉動長木板運動(無須保持勻速運動,只要運動即可),穩定后木塊在摩擦力和彈簧測力計拉力的共同作用下保持靜止,因此彈簧測力計的示數等于木塊受到的滑動摩擦力的大小,如圖所示。這樣改進的優點是(1)無須勻速拉動,便于操作;(2)彈簧測力計靜止,便于讀數,讀數相對較準確。摩擦力的作用效果摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢。摩擦力的方向可能與實際運動方向相同,此時摩擦力是動力,如人行走時后腳受到的摩擦力;也可能與實際運動方向相反,此時摩擦力是阻力,如滾動的球受到的摩擦力。【典例9】(2022?湘西州)下列實例中,為了減小摩擦的是()A.往冰雪路面上撒煤渣 B.在鞋底刻凹凸不平的花紋 C.在拉桿旅行箱底部裝輪子 D.用力捏閘使自行車更快停下【答案】C。【解答】解:A、冬天,在結冰的馬路上撒一些煤渣,是在壓力一定時,增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦,以方便路人的行走,故A錯誤;B、在鞋底上制出凹凸不平的花紋,是增大了接觸面的粗糙程度,屬于增大有益摩擦,故B錯誤;C、旅行箱下裝有小輪子,是用滾動代替滑動的方法來減小摩擦力,故C正確;D、自行車剎車時用力捏剎車裝置,在接觸面粗糙程度一定時,通過增大壓力來增大摩擦力,故D錯誤。故選:C。【典例10】(2022?攀枝花)某實驗探究小組用如圖所示的裝置測量摩擦力的大小,木板水平向右運動過程中,測力計A、B示數穩定時,其示數分別為5.0N、2.8N,此時木塊受到的摩擦力大小為()A.7.8N B.2.2N C.2.8N D.5.0N【答案】C。【解答】圖中將木塊固定,木板水平向右運動過程中,木塊始終處于靜止狀態,其受到的摩擦力大小等于測力計的示數,測力計B示數為2.8N,故此時木塊受到的摩擦力大小為2.8N。故選:C。【典例11】(2022?貴港)如圖甲所示,完全相同的木塊A和B緊靠在一起平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在10N的水平推力F1作用下一起向右做勻速直線運動。若將A、B疊放到該桌面上,用水平力F2拉著B使它們一起向右做勻速直線運動(如圖乙所示),則拉力F2=10N,此時木塊A所受的摩擦力為0N。【答案】10;0。【解答】解:圖甲中,在10N的水平推力F1作用下,A、B一起做勻速直線運動,把AB看成一個整體,AB在水平方向上受到的推力和滑動摩擦力為一對平衡力,因此摩擦力等于推力等于10N;圖乙中,壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒變,把AB看成一個整體,物體AB受到的摩擦力不變,等于10N,由于物體AB做勻速直線運動,故物體AB在水平方向上受平衡力作用,拉力F2和物體受到的滑動摩擦力是二力平衡,F2=10N;A和B一起勻速運動,A和B沒有相對運動趨勢,不存在摩擦力的作用,故此時木塊A所受的摩擦力為0N。故答案為:10;0。【典例12】(2022?眉山)如圖所示,圖甲是某運動員在2022年北京冬奧會上沿賽道向上滑行的某一情景。請你在此情景的示意圖乙中以O點為力的作用點,畫出她受到的重力G人和此時賽道對她產生的摩擦力f的示意圖。【解答】解:重力的方向是豎直向下的,從運動員重心畫豎直向下的有向線段,用G表示;運動員沿著賽道向上運動,所受滑動摩擦力平行于斜面向下,用f表示,兩個力的作用點都標在運動員的重心上,如圖所示:。【典例13】(2022?湘潭)利用如圖所示裝置探究影響滑動摩擦力的因素。長方體木塊上表面是棉布面,側面和下表面是面積不同而粗糙程度相同的木板面。實驗時,選擇不同的接觸面,通過增減砝碼,改變木塊對木板的壓力,依次水平向右拉動長木板,將每次測量結果填入下表。實驗序號木塊與木板的接觸面壓力測力計示數1下表面與木板面2.5N1.2N2下表面與木板面5.0N2.4N3下表面與木板面7.5N3.6N4側面與木板面2.5N1.2N5上表面與木板面2.5N1.8N6上表面與木板面5.0N(1)水平向右拉動長木板,當測力計示數穩定時,測力計的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小相等(選填“相等”或“不相等”),木塊受到的滑動摩擦力是水平向右。(2)由實驗1、4可知,滑動摩擦力大小與接觸面的面積無關(選填“有關”或“無關”)。(3)由實驗1、5可知,其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。(4)由實驗1、2、3(填實驗序號)可知,其他條件相同時,滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力成正比;由此結論可得,實驗6空格中的數據是3.6N。【答案】(1)相等;右;(2)無關;(3)大;(4)3;正;3.6。【解答】解:(1)水平勻速拉動木板,待測力計示數穩定后,木塊受力平衡,水平方向上的拉力和摩擦力是一對平衡力,根據二力平衡的知識,木塊受到的滑動摩擦力與測力計示數大小相等;水平向右勻速直線拉動木條,木塊相對與木板向左運動,則木塊受到木板的摩擦力方向水平向右;(2)由實驗1、4和題意可知,壓力大小和接觸面粗糙程度都相同,接觸面的面積不同,而滑動摩擦力相同,故得出滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關;(3)由實驗4、5可知壓力大小和接觸面積都相同,布面較粗糙,測力計的示數較大,可得出結論:其他條件相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大;(4)實驗1、2、3控制了接觸面的粗糙程度和接觸面積不變,僅改變壓力大小,發現壓力越大,滑動摩擦力越大,什么滑動摩擦力大小與接觸面受到的壓力成正比;實驗5、6中,接觸面粗糙程度都相同,壓力大小和接觸面的面積不同,根據表格信息可知,=,解得F=3.6N,所以實驗6空格中的數據應該是3.6N。故答案為:(1)相等;右;(2)無關;(3)大;(4)3;正;3.6。【典例14】(2022?廣西)勤洗手是良好的衛生習慣。在七步洗手法“內、外、夾、弓、大、立、腕”字訣中,“夾”是指洗掌側指縫時,掌心相對,雙手交叉沿指縫相互揉搓,如圖所示。當手指稍用力“夾”時,清洗效果會更好;洗手后為了讓手快點干,文明的做法是雙手靠攏并朝著洗手池用力甩。請用所學的物理知識分析說明上述兩種做法的理由。【解答】答:當手指稍用力“夾”時,壓力增大,手指間的摩擦力增大,便于清洗;文明的做法是雙手靠攏并朝著洗手池用力甩,水由于慣性會離開手,從而讓手快點干。一、多選題1.為探究“阻力對物體運動的影響”,我們做了如圖所示實驗,下列有關敘述正確的是()A.根據甲、乙、丙的實驗現象可以直接得出牛頓第一定律B.每次實驗時,小車都要從斜面上的同一高度由靜止滑下C.小車在水平面上運動的距離越遠,說明小車速度減小的越慢D.小車在木板上運動時,在水平方向受到平衡力的作用【答案】BC【詳解】A.接觸面越光滑,摩擦力越小,小車的速度減小得越慢;由此推理得出:假如小車受到的阻力為零,小車將做勻速直線運動;牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步推理概括出來的,不是由實驗直接得出的,故A錯誤;B.實驗中,我們應讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始下滑,是為了讓小車每次到達水平面時的速度相同,便于得出小車滑行的距離與摩擦力的關系,故B正確;C.小車在木板表面運動的距離最遠,該現象說明小車受到阻力越小,運動的距離越遠,小車速度減小得越慢,故C正確;D.小車在木板上運動時,在水平方向只受到阻力的作用,不是平衡力,其運動狀態發生了變化,故D錯誤。故選BC。2.小雨利用如圖所示實驗器材探究“阻力對運動的影響”,以下說法正確的是()A.為了保證小車在水平面上開始運動時速度相同,應讓小車每次都從同一高度由靜止下滑,運用了控制變量法B.通過小車分別在棉布和木板表面滑行距離的分析,進一步推理得出小車不受阻力時的運動情況,運用了逐漸逼近法C.水平表面越光滑,小車受到的阻力越小,速度減小得越快,運動得越遠D.這一實驗推翻了亞里士多德對力和運動的認識,說明物體運動不需要力來維持【答案】AD【詳解】A.小車在水平面滑行的距離除跟所受阻力有關外,還跟小車剛到達水平面時的速度有關,為了使小車到達水平面時的速度相同,應使小車從斜面的同一高度處由靜止滑下,故A正確;B.牛頓第一定律描述了物體不受力時的運動狀態,絕對不受力是不存在的,因此,牛頓第一定律不是直接由實驗得出的,而是在實驗的基礎上通過科學推理得出的,這種實驗方法叫做科學推理法,分析小車分別在棉布和木板表面滑行距離,推理得出小車不受阻力時的運動情況,采用的實驗方法叫科學推理法,故B錯誤;C.根據實驗可知,水平面越光滑,阻力越小,小車速度減小得越慢,運動的越遠,故C錯誤;D.這一實驗推翻了亞里士多德對力和運動的認識,說明物體運動不需要力來維持,力是改變物體運動狀態的原因,故D正確。故選AD。3.如圖所示,水平面上的木塊在拉力F的作用下向右運動,F隨時間變化的圖像如圖乙所示,木塊在的運動狀態如圖丙所示,和內木塊的狀態圖丙中未畫出。請根據圖中信息判斷,下列說法正確的是()A.內木塊做加速運動B.內木塊處于靜止狀態C.內木塊受到的摩擦力是10ND.內木塊受到的摩擦力是15N【答案】AC【詳解】由圖丙知,時間內,物體做勻速直線運動,由圖乙可知,此時ACD.由圖乙知內拉力為15N,因為壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力不變,摩擦力仍為10N,拉力大于摩擦力,物體做加速運動,故AC正確,D錯誤;B.由圖乙知內拉力為5N,因為壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力不變,摩擦力仍為10N,拉力小于摩擦力,物體做減速運動,故B錯誤。故選AC。4.如圖甲所示,水平地面上的一物體,受到方向不變的水平推力F的作用,F的大小與時間t的關系和物體的速度v與時間t的關系如圖乙所示,以下說法不正確的是()A.0~2秒,物體沒有推動,是因為推力小于摩擦力B.2~4秒物體做加速直線運動,合力水平向左C.若第6秒時所有外力都消失了,則物體將以4m/s的速度一直運動下去D.2~4秒物體受到的摩擦力是3N【答案】ABD【詳解】A.由圖像可知,0~2秒,物體沒有推動,物體處于平衡狀態,推力等于摩擦力,故A不正確,符合題意;BD.由v-t圖像可知,在4s~6s物體做勻速直線運動,處于平衡狀態,由F-t圖像可知,在4s~6s可知拉力F=2N,由平衡條件可得,滑動摩擦力為由v-t圖像可知,物體在2~4秒做勻加速運動,壓力和接觸面粗糙程度都沒變,受到的摩擦力為滑動摩擦力,因此物體受到的摩擦力是2N;由F-t圖像可知,拉力為3N,所以合力為F合=3N-2N=1N水平向右,故BD不正確,符合題意;C.由v-t圖像可知,在4s~6s物體做勻速直線運動,速度為4m/s,根據牛頓第一定律知,當第6秒時所有外力都消失了,則物體將以4m/s的速度一直運動下去,故C正確,不符合題意。故選ABD。二、單選題5.以下關于運動和力的說法,正確的是()A.運動的物體不受力,將會慢慢停下來B.靜止的物體受力,運動狀態一定會發生改變C.運動的物體受平衡力,將會做勻速直線運動D.物體只有受力才能運動,不受力總保持靜止狀態【答案】C【詳解】A.根據牛頓第一定律,如果運動的物體不受力,它將會做勻速直線運動,故A錯誤;B.物體受到平衡力的作用時,運動狀態保持不變,故B錯誤;C.運動物體受平衡力一定處于勻速直線運動狀態,故C正確;D.物體在平衡力的作用下,保持靜止或勻速直線運動狀態;物體在不受外力時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,故D錯誤。故選C。6.運動員將靜止的足球踢出去,足球沿水平面運動了一段距離后停下來,則下列說法正確的是()A.腳對足球的力沒有改變足球的運動狀態B.踢出去的足球由于具有慣性繼續向前運動C.足球受到的摩擦力不會改變足球的運動狀態D.足球最終停下來是由于不受腳的作用力【答案】B【詳解】A.運動員用力將靜止的足球踢出去,說明力改變了足球的運動狀態,故A錯誤;B.足球離開腳后繼續向前運動,是由于足球具有慣性,仍要保持原來的運動狀態,故B正確;C.足球在滾動過程中由于受到摩擦力的作用,其運動狀態發生變化,會慢慢停下來,故C錯誤;D.足球最終停止運動是由于受到摩擦力的作用,不是因為失去了腳的作用力,故D錯誤。故選B。7.下列關于慣性的說法正確的是()A.汽車高速行駛時具有的慣性較大,靜止時具有的慣性較小B.乘車時系安全帶可以減小汽車突然加速時慣性造成的傷害C.運動員跑到終點不能立刻停下來,因為他受到慣性的作用D.跳遠運動員在起跳前助跑可以跳得更遠,這是利用了慣性【答案】D【詳解】A.慣性的大小只與物體的質量有關,與運動狀態無關,所以汽車的質量不變,慣性不變,故A錯誤;B.系安全帶是為了減小在緊急剎車時人由于慣性而向前沖時受到的傷害,故B錯誤;C.運動員跑到終點時不能立刻停下來,是因為運動員具有慣性,仍要運動一段距離;慣性不是力,不能說受到慣性的作用,故C錯誤;D.跳遠運動員在起跳前要先助跑,起跳后,人由于具有慣性要保持原來的運動狀態,繼續向前運動,這樣可以跳得更遠,這是利用了慣性,故D正確。故選D。8.某同學將同一小球以相同大小的速度按如圖兩種方法拋擲小球。甲圖是豎直上拋,乙圖是以一定的角度斜拋小球。忽略運動過程中所受的空氣阻力。下列敘述正確的是()A.如果甲圖中小球到達最高點時失去重力,該小球將豎直向上做勻速直線運動B.甲圖中小球在運動過程中受到重力和手的推力C.如果乙圖中小球到達最高點時失去重力,該小球將水平向右勻速直線運動D.乙小球在上升過程中速度變小,慣性減小【答案】C【詳解】A.甲圖中小球到達最高點時失去重力,根據牛頓第一定律可知,甲中小球將處于靜止狀態,故A錯誤;B.甲圖是豎直上拋,由于慣性向上運動,忽略運動過程中所受的空氣阻力,只受重力,故B錯誤;C.乙圖中小球做斜拋運動,小球除向上運動,還向前運動,到達最高點時仍往前運動,若此時突然不受重力,該小球將沿水平向右方向做勻速直線運動,故C正確;D.慣性與質量有關,乙小球在運動過程質量不變,慣性也不變,故D錯誤;故選C。9.關于運動和力的關系,下列說法中正確的是()A.必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用物體就靜止下來B.力是物體運動的原因C.只要有力作用在物體上,物體的運動狀態一定發生變化D.物體做曲線運動時,一定受到了力的作用【答案】D【詳解】A.根據牛頓第一定律可知,若物體原來處于運動狀態時,不受力的情況下,物體將永遠保持運動狀態,故A錯誤;B.力是改變物體運動狀態的原因,根據A可知,力不是維持物體運動狀態的原因,故B錯誤;C.用力推桌子,但沒有推動,即說明有力作用在物體上,物體的運動狀態不一定改變,故C錯誤;D.物體在曲線運動時,運動方向發生改變,一定受到了力的作用,故D正確。故選D。10.如圖甲所示,一塊放在由同種材料制成粗糙程度均勻的水平臺面上。木塊受到水平向右拉力F的作用,F的大小與時間t的關系如圖乙所示,物體運動速度v的大小與時間t的關系如圖丙所示,6s時撤去力F,同時木塊從臺面滑出,忽略空氣阻力,下列說法中不正確的是()A.0~2s,木塊處于靜止狀態,木塊所受靜摩擦力為2NB.2~4s,木塊加速運動,所受滑動摩擦力為6NC.4~6s,木塊做勻速直線運動,所受滑動摩擦力為4ND.木塊離開水平臺面后,由于受到重力的作用會最終會落向地面【答案】B【詳解】A.由v﹣t圖像可知,0~2s內物體速度為0,所以處于靜止狀態;由F﹣t圖像可知,0﹣2s內,物體受到的拉力為2N,而木塊靜止受平衡力作用,因此木塊受到的摩擦力等于拉力,大小為2N,故A正確,不符合題意;BC.由v﹣t圖像可知,木塊在4~6s內,木塊運動速度不變,因此木塊做勻速直線運動,受平衡力作用,即木塊受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力,大小相等,根據F﹣t圖像可知,此時木塊受到的拉力為4N,所以滑動摩擦力也為4N,根據v﹣t圖像可知,2s﹣4s內,物體做加速運動,由于滑動摩擦力與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,與速度無關,因此物體受到的滑動摩擦力仍為4N;故B錯誤,符合題意,故C正確,不符合題意;D.木塊離開水平臺面后,由于受到重力的作用,此時受到的是非平衡力,故最終會落向地面,故D正確,不符合題意。故選B。11.一小孩用水平力推停在路面上的汽車,但是沒推動,下列說法正確的是()A.小孩對汽車的推力等于地面對汽車的摩擦力B.汽車對地面的壓力和地面對汽車的支持力是一對平衡力C.小孩對汽車的推力和地面對汽車的摩擦力是一對相互作用力D.汽車對地面的壓力就是汽車所受的重力【答案】A【詳解】A.由于汽車處于靜止,即平衡狀態,小孩對汽車的推力與地面對汽車的摩擦力是一對平衡力,所以小孩對汽車的推力等于地面對汽車的摩擦力,故A正確;B.汽車對地面的壓力作用在地面上,地面對汽車的支持力作用在汽車上,他們是一對作用力與反作用力,故B錯誤;C.小孩對汽車的推力和地面對汽車的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一個物體上、作用在同一條直線上,是一對平衡力,故C錯誤;D.汽車對地面的壓力是由重力產生的,但壓力和重力是兩種不同性質的力,壓力不是重力,故D錯誤。故選A。12.下列關于運動和力的說法中,錯誤的是()A.受平衡力作用的物體一定處于靜止狀態B.物體運動狀態改變時,一定受到非平衡力的作用,合力一定不為零C.力不是維持物體運動的原因,力是改變物體運動狀態的原因D.一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態【答案】A【詳解】A.物體受平衡力的作用,可能處于靜止狀態,也可能處于勻速直線運動狀態,故A錯誤,符合題意;B.由于力是改變物體運動狀態的原因,所以物體的運動狀態發生改變,一定是受到力的作用,且受到非平衡力的作用,合力不一定為零,故B正確,不符合題意;C.伽利略最早提出力不是維持物體運動的原因,力是改變物體運動狀態的原因,故C正確,不符合題意;D.根據牛頓第一定律可知,一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,故D正確,不符合題意;故選A。13.近年來電動平衡車深受年輕人喜愛,已悄然成為生活中一種新的交通時尚。如圖所示,人與平衡車一起靜止于水平地面,下列分析正確的是()A.人受到的重力和平衡車對人的支持力是一對平衡力B.人受到的重力和平衡車對人的支持力是一對相互作用力C.人能夠靜止,是因為平衡車對人的支持力大于人受到的重力D.平衡車受到的重力和地面對平衡車的支持力是一對平衡力【答案】A【詳解】AB.人受到的重力和平衡車對人的支持力這兩個力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、在同一直線上,是一對平衡力,不是相互作用力,故A正確,B錯誤;C.人能夠靜止,說明人處于平衡狀態,受平衡力作用,所以平衡車對人的支持力與人受到的重力是一對平衡力,大小相等,故C錯誤;D.平衡車受到的重力和地面對平衡車的支持力大小并不相等,因此不是一對平衡力,故D錯誤。故選A。14.如圖所示,一位同學在彈簧測力計的兩端沿水平方向各施加3N的拉力,并使其保持靜止,此時彈簧測力計的示數為()A.0N B.3N C.6N D.12N【答案】B【詳解】彈簧測力計測量力的時候通常是在平衡狀態下使用,受到的就一定是平衡力;彈簧測力計的示數等于掛鉤上受到的力,題中彈簧測力計的掛鉤上受到了3N的力,所以彈簧測力計的示數為3N。故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。15.如圖所示,跳水運動員站在跳板上靜止不動,下列說法正確的是()A.跳板被壓彎說明力可以改變物體的運動狀態B.運動員對跳板的壓力和運動員所受的重力是一對平衡力C.跳板對運動員的支持力和運動員對跳板的壓力是一對平衡力D.跳板對運動員的支持力和運動員所受的重力是一對平衡力【答案】D【詳解】A.跳板被壓彎,而跳水運動員站在跳板上靜止不動,說明跳板的形狀發生了改變,運動員的運動狀態沒有發生改變,故A錯誤;B.運動員對跳板的壓力和運動員所受的重力的受力物體分別是跳板和運動員,這兩個力不是作用在同一物體上,不是一對平衡力,故B錯誤;C.跳板對運動員的支持力和運動員對跳板的壓力的受力物體分別是運動員和跳板,這兩個力不是作用在同一物體上,不是一對平衡力,故C錯誤;D.跳板對運動員的支持力和運動員所受的重力受力物體是運動員,這兩個力作用在同一物體上,二力大小相等、方向相反、作用在一條直線上,是一對平衡力,故D正確。故選D。16.用手握酒瓶,酒瓶不會掉下來,原因是()A.手握酒瓶的力與酒瓶受到的重力相平衡B.手對酒瓶的摩擦力與酒瓶受到的重力平衡C.手對酒瓶的摩擦力大于酒瓶受到的重力D.手握瓶的力的大小等于酒瓶受到的重力【答案】B【詳解】酒瓶不掉下來,說明酒瓶處于靜止狀態,在豎直方向上受力平衡,所以酒瓶受到的重力和手對酒瓶的摩擦力是一對平衡力,由二力平衡條件可知,這兩個力大小相等。手握酒瓶的力與酒瓶受到的重力不在同一方向上,因此不是一對平衡力,無法判斷大小關系。故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。17.關于摩擦力,下面說法正確的是()A.相互緊壓的兩個物體之間一定存在摩擦力B.滑動摩擦力一定發生在相互接觸的兩個物體上C.發生相對運動的兩個物體,一定存在摩擦力D.摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反【答案】B【詳解】因為摩擦力產生的條件是:①相互擠壓的粗糙表面;②要發生或已經發生相對運動,且這兩個條件是缺一不可的;A.相互緊壓的兩個物體之間不一定存在摩擦力,如果沒有發生相對運動或相對運動趨勢,沒有摩擦力,故A錯誤;B.由滑動摩擦力產生的條件可知兩物體一定是接觸的,故B正確;C.發生相對運動的兩個物體,如果接觸面光滑,沒有摩擦力,故C錯誤;D.摩擦力的方向是與要發生或已經發生相對運動的方向相反,可能與物體的運動方向相反,也可能相同,故D錯誤。故選B。18.如圖所示,輕質彈簧一端固定在墻壁上,另一端與傳送帶上的物體相連,物體與傳送帶接觸面粗糙,傳送帶順時針轉動。當傳送帶速度逐漸增大時,下列判斷正確的是()A.物體受到的摩擦力保持不變B.物體受到的摩擦力不斷變大C.彈簧向右伸長量變大D.物體相對于傳送帶向右運動【答案】A【詳解】AB.由題意可知,當物體放到傳送帶上時,由于傳送帶與物體之間發生相對運動,會受到向右的滑動摩擦力,則彈簧會伸長一段長度,當拉力與摩擦力大小相同時,物體將保持穩定狀態;當傳送帶的速度逐漸增大時,由于壓力大小和接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力的大小不再改變,故A正確,B錯誤;C.物體受到的摩擦力與彈簧的拉力是一對平衡力,當傳送帶速度逐漸增大時,摩擦力不變,彈簧的拉力不變,所以彈簧向右伸長量不變,故C錯誤;D.傳送帶順時針轉動過程中,物體相對于傳送帶向左運動,故D錯誤。故選A。19.如圖所示,木塊放在水平桌面上,用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊沿直線運動,兩次拉動木塊運動過程中,小明同學記錄了某段時間內木塊的s-t圖像,如圖所示,圖線甲、乙兩次對應的彈簧測力計的示數分別為F甲、F乙,所對應的速度分別為v甲、v乙,則下述判斷正確的是()A.v甲>v乙,F甲>F乙 B.v甲>v乙,F甲=F乙C.v甲=v乙,F甲>F乙 D.v甲>v乙,F甲<F乙【答案】B【詳解】同一木塊兩次在水平桌面上運動,因接觸面的粗糙程度和壓力大小不變,所以兩次的滑動摩擦力大小相等;由s-t圖像可知,木塊兩次都做勻速直線運動,則拉力大小等于滑動摩擦力,所以兩次木塊受到的拉力F也相等,即測力計的示數F甲=F乙由s-t圖像可知,相同時間內,甲通過的路程大于乙通過的路程,故甲的速度大于乙的速度,即v甲>v乙故ACD錯誤,B正確。故選B。20.如圖所示,用手把一物體壓在豎直墻壁上,并使手和物體沿墻壁勻速下滑,則以下說法正確的是()A.物體只受重力、摩擦力和壓力B.手對物體的壓力和物體對手的彈力是一對相互作用力C.物體的重力和墻壁對物體的摩擦力是一對相互作用力D.物體對墻的壓力和墻對物體的彈力是一對平衡力【答案】B【詳解】A.使手和物體沿墻壁勻速下滑,則物體處于平衡狀態,受力平衡;在豎直方向上物體受到豎直向下的重力、豎直向上的摩擦力;在水平方向上物體受到壓力和墻壁的支持力,故A錯誤;B.手對物體的壓力和物體對手的彈力滿足相互作用力的四個條件,即二力是一對相互作用力,故B正確;C.物體的重力和墻壁對物體的摩擦力作用在同一個物體上,不是一對相互作用力,而是一對平衡力,故C錯誤;D.物體對墻的壓力和墻對物體的彈力是兩個物體之間的相互作用力,不是一對平衡力,故D錯誤。故選B。21.如圖所示,木塊從水平地面上P點以速度v向右運動沖上斜面,停在Q點。水平地面與斜面的粗糙程度相同,則下列說法中不正確的是()A.木塊在Q點靜止時,受到三個力的作用B.木塊在斜面上所受摩擦力方向始終沿斜面向下C.木塊能沖上斜面表明木塊具有慣性D.木塊重力不變【答案】B【詳解】A.對木塊進行受力分析可知,木塊在Q點靜止時處于平衡狀態,其受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力三個力的作用,故A正確,不符合題意;B.木塊在斜面上向上運動時所受摩擦力方向是沿斜面向下的;當木塊停在斜面上時,所受摩擦力的方向是沿斜面向上的,故B錯誤,符合題意;C.物體保持原來運動狀態不變的性質叫慣性。原來運動的木塊仍要保持原來的運動狀態,所以木塊能沖上斜面表明木塊具有慣性,故C正確,不符合題意;D.質量是物體的一種屬性,不隨位置的改變而變化,因質量不變,根據G=mg,重力大小也不變,故D正確,不符合題意。故選B。三、實驗題22.如圖所示,為探究阻力對物體運動的影響,讓小車自斜面頂端從靜止開始下滑。(1)讓小車從同一高度滑下,目的是為了控制小車每次滑到水平面時的速度______;(2)在實驗中是通過改變______來改變小車所受阻力大小的;(3)在實驗中,發現小車在毛巾表面上滑行的距離最近,在棉布表面滑行的距離較遠,在木板上滑行的距離最遠,說明小車受到的阻力越小,速度減小得______(選填“越慢”或“越快”);(4)推理:如果小車在水平面上滑行,受到的阻力越來越小,直到變為零,它將做______;(5)在大量經驗事實的基礎上,牛頓總結了伽利略等人的研究成果,概括出了牛頓第一定律,所以牛頓第一定律雖然不是直接由實驗得出的,但是通過符合邏輯的______得出的正確結論;(6)牛頓第一定律告訴了我們物體的運動______(填“需要”或“不需要”)力來維持,一切物體都有保持原來______不變的性質。【答案】
相同
接觸面的粗糙程度
越慢
勻速直線運動
科學推理
不需要
運動狀態【詳解】(1)[1]根據控制變量法,讓小車從同一高度滑下,目的是為了控制小車每次滑到水平面時的速度相同。(2)[2]從毛巾、棉布到木板,接觸面的粗糙程度變小,故在實驗中是通過改變接觸面的粗糙程度來改變小車所受阻力大小的。(3)[3]小車每次滑到水平面時的速度相同,而最終速度為0;從毛巾、棉布到木板,接觸面的粗糙程度變小,小車運動時受到的阻力變小,在實驗中,發現小車在毛巾表面上滑行的距離最近,在棉布表面滑行的距離較遠,在木板上滑行的距離最遠,說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢。(4)[4]因受到的阻力越小,物體滑行的越遠,速度減小得越慢,據此推理:如果小車在水平面上滑行,受到的阻力越來越小,直到變為零,它的速度將不會減小,即做勻速直線運動。(5)[5]根據(4)可知,在大量經驗事實的基礎上,牛頓總結了伽利略等人的研究成果,概括出了牛頓第一定律,所以牛頓第一定律雖然不是直接由實驗得出的,卻是通過符合邏輯的科學推理得出的正確結論。(6)[6][7]物體受到的阻力時為零,物體將做勻速直線運動,牛頓第一定律告訴了我們物體的運動不需要力來維持,一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質。23.如圖所示,圖甲是小華同學探究“二力平衡條件”時的實驗情景:(1)小華將卡片(重力可忽略不計)兩端的細線繞過滑輪,并掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向______,并通過調整______來改變拉力的大小;(2)當小卡片平衡時,小華將卡片______(翻轉/旋轉)一個角度,松手后小卡片______(能/不能)平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究______;(3)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,在圖甲所示情況下,小華下一步的操作是______;(4)在探究同一問題時,小明將木塊放在水平桌面上,設計了圖乙所示的實驗,同學們認為小華的實驗優于小明的實驗,其主要原因是______;A.減小摩擦力對實驗結果的影響B.卡片是比較容易獲取的材料C.容易讓卡片在水平方向上保持平衡D.卡片容易扭轉對此,你對小明的實驗裝置提出的改進意見是______。【答案】
相反
鉤碼數量
旋轉
不能
不在同一直線上兩個力是否平衡
用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡
A
在木塊下方裝輪子【詳解】(1)[1]小卡片兩端通過滑輪各掛一個鉤碼,兩個鉤碼由于重力通過繩子對小卡片施加了兩個向相反方向的拉力。[2]拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數量越多,拉力就越大。(2)[3][4]要探究一對平衡力是否在同一直線上,可將小卡片旋轉過一個角度,使小卡片兩端的拉力不在一條直線上,觀察小卡片是否平衡;當小卡片旋轉過一個角度時,小卡片上受到的兩個拉力就不在一條直線上,是驗證不在同一直線上兩個力是否平衡。(3)[5]為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,需用剪刀把小卡片剪成兩個更小的卡片,觀察兩個更小卡片是否平衡。(4)[6]結合圖甲和圖乙的裝置可以看出,小華的實驗優于小明的實驗,其主要原因是小華實驗中卡片懸空,減小了摩擦力的影響,而小明實驗中木塊與桌面間的摩擦力較大,會對實驗結果造成一定的影響,故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。[7]為了減小木塊與桌面的摩擦力,我們可以在木塊下方裝輪子或墊幾根相同的圓木,變滑動摩擦為滾動摩擦,從而減小摩擦力。24.如圖所示是探究“阻力對物體運動的影響”實驗裝置,根據所學物理知識回答下列問題:(1)每次實驗時都讓小車從斜面頂端由靜止下滑的目的是______;(2)小車在不同的水平面上滑行的距離遠近不同,可以得出的結論為小車受到阻力越小,小車速度減小得越慢,滑行距離越遠;進一步推理得到:若小車在水平面上滑行時受到的阻力為零,小車將做______;(3)從實驗現象和結論可知:物體的運動______(選填“需要”或“不需要”)力來維持,一切物體都有保持原來______的性質;(4)如果要測量小車在棉布面表面運動時所受阻力大小,應使用彈簧測力計拉著小車沿水平方向做______運動,此時小車所受阻力等于彈簧測力計示數,這利用了______原理。【答案】
控制初速度相同
勻速直線運動
不需要
運動狀態不變
勻速直線
二力平衡【詳解】(1)[1]為了研究阻力對物體運動的影響,每次均讓小車從斜面頂端由靜止滑下,是為了使小車每次在水平面上開始滑行時速度相等。(2)[2]在探究“阻力對物體運動的影響“實驗時,在水平木板上先后鋪上粗糙程度不同的毛巾和棉布,通過改變接觸面的粗糙程度來改變小車所受阻力大小;物體表面越光滑,小車受到的阻力就越小,小車運動的距離就越遠,這說明小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;如果小車在水平面上滑行時受到的阻力為零,小車的運動狀態將不會改變,做勻速直線運動。(3)[3][4]本次實驗會發現,小車在物體表面越光滑的情況下,小車受到的阻力就越小,小車運動的距離就越遠。如果沒有阻力,小車將一直保持勻速直線運動。從而推理得出的結論:物體的運動不需要力來維持,一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質。(4)[5]根據二力平衡,用測力計沿水平方向拉著小車在毛巾表面上做勻速直線運動,此時拉力大小和小車所受阻力為平衡力大小相等,故測力計示數即為小車在毛巾表面上運動時所受阻力的大小。25.小華在“探究二力平衡條件”的實驗中,將系于輕質小卡片兩對角的細線分別斜跨過左右支架上的滑輪,在細線的兩端掛上等質量的鉤碼,如圖甲所示,此時小卡片保持靜止。(1)小華將小卡片(重力可忽略不計)兩邊的線分別繞過左右支架上的滑輪,在線的兩端掛上鉤碼,使作用在小卡片上的兩個拉力方向相反,并通過調整_____來改變拉力的大小;(2)小華將卡片扭轉一定角度,如圖乙所示,松手后發現卡片_____(選填“能”或“不能”)保持平衡狀態,這說明兩個力必須作用在_____,物體才能平衡;(3)小華用剪刀將卡片從中間剪開,松手后發現兩半卡片都從手中被加速拉走。可見,二力要平衡,需要作用在_____;(4)若將圖丙中的兩個滑輪安裝成不同的高度,你認為這樣_____(選填“能”或“不能”)完成實驗探究。【答案】
鉤碼數量
不能
同一直線上
同一物體上
能【詳解】(1)[1]實驗中需保持兩個拉力在同一直線上,調整細線兩端的鉤碼數量來改變拉力的大小,所掛鉤碼數量越多,鉤碼對紙片的拉力越大。(2)[2][3]小卡片轉過一個角度,小卡片兩端的拉力就不在一條直線上,松手后發現卡片不能保持平衡狀態,這說明兩個力必須作用在同一直線上,物體才能平衡。(3)[4]當小卡片平衡時,用剪刀沿剪斷小卡片,由于二力不在同一物體上,所以兩側鉤碼落拉著卡片落下,卡片不能保持平衡,由此可以得到的二力平衡的一個條件是二力必須作用在同一物體上。(4)[5]卡片的重力可以忽略不計,由圖丙可知,此時兩個滑輪雖然不在同一高度,但是它受到的兩個拉力能夠保證在同一直線上,所以能夠完成本實驗。26.在做“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,同學們猜想影響滑動摩擦力大小的因素可能有:①接觸面所受的壓力;②接觸面的粗糙程度。根據猜想,同學們設計了如圖甲、乙、丙所示的實驗:(1)用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做______運動,根據二力平衡的知識可知,彈簧測力計對木塊的拉力與木塊受到的滑動摩擦力大小______(選填“相等”或“不相等”)。如圖甲,木塊受到的摩擦力大小為______;(2)通過比較______與_______兩圖,可驗證猜想①;通過比較______與______兩圖,可驗證猜想②;(3)通過比較甲與乙可得初步結論:當接觸面粗糙程度相同時,______越大,滑動摩擦力越大;(4)有同學提出滑動摩擦力的大小還可能與接觸面積有關,于是設計了以下兩種實驗方案:
A.將木塊豎直切去一半,如圖丁,重復(1)的操作過程,比較圖甲和圖丁B.將木塊側放,如圖戊,重復(1)的操作過程,比較圖甲和圖戊你認為合理的實驗方案是______(選“A”或“B”)。【答案】
勻速直線
相等
1.8N
甲
乙
甲
丙
接觸面所受的壓力
B【詳解】(1)[1][2]只有沿水平方向拉著物體做勻速直線運動,物體在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,實驗時,用彈簧測力計水平拉動木塊,使它沿長木板做勻速直線運動,根據二力平衡知識,從而測出木塊與長木板之間的滑動摩擦力。[3]彈簧測力計的分度值為0.2N,根據二力平衡知識,滑動摩擦力大小等于彈
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