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文檔簡介
2025年中考第一輪復習(知識清單+方法清單)
專題八運動和力
總覽
知識結構
模塊一:牛頓第一定律
模塊三三力平衡
知識清單
模塊三:摩擦力
考向1:探究阻力對物體運動的影響
考向2:牛頓第一定律及應用
考向3:慣性、慣性現象與應用
考向4:平衡力和平衡狀態
運考向5:探究二力平衡條件
一方法清單+典例+練習|<
動P-----------..----------
考向6:二力平衡條件的理解及應用
和O-
力考向7:摩擦力的概念
考向8:探究影響滑動摩擦力大小的因素
考向9:摩擦的利用與防止
1.對慣性概念的理解有誤
2.一對平衡力與一對相互作用力易混淆
易混易錯分析+典例3.摩擦力產生的條件及方向的判定
4.認為滑動摩擦力大小與接觸面積、運動狀態有關
1.運動和力的關系
2.慣性
中考熱點掃描+典例3.二力平衡
4.本章實驗探究
一、知識結構
。阻力對運動的影響
7毛巾
牛頓
一
定
慣性:物體保持原運動狀態不變的性質
。慣性物體的一種屬性。質量大,慣性大
慣性的利用與防范
運。平衡條件平衡狀態與平衡力
動二力平衡條件:同物,等大、反向,共線
平衡木塊
。二力平衡條件的應用
力
概念:產生
方向:與物體相對運動或
。摩擦力
相對運動趨勢的方向相反
分類:滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦
C定義:兩物體相對滑動時,在接觸
摩擦力c滑動摩面上產生的一種阻礙相對運動的力
擦力C影響因素:接觸面越粗糙,
壓力越大,滑動摩擦力越大
壁擦的增大有益摩擦的方法
。利用與
防止減小有害摩擦的方法
產甲=0.75N產乙=0.9N產丙=1.05N
彈簧測力計彈簧測力計彈簧測力計
甲乙丙
二、知識清單+方法清單
模塊一牛頓第一運動定律
知識清單N
一、阻力對物體運動的影響
1.歷史上的兩種觀點
(1)古希臘哲學家亞里士多德認為:如果要使一個物體持續運動,就必須對它施加力的作用;如
果這個力撤掉,物體就會停止運動。即物體的運動需要力來維持(選填“需要”或“不需要”)。
(2)物理學家伽利略通過理想實驗,運用邏輯推理,認為:物體的運動不需要力來維持,運動的
物體之所以停下來,是因為受到了阻力的作用(選填“需要”或“不需要”)。
2.實驗探究:阻力對物體運動的影響
【設計實驗】讓小車從同一斜面上的同一高度由靜止自由滑下,如圖所示,改變水平面表面的粗
糙程度,使其對小車運動的阻力不相同。第一次在水平面上鋪毛巾,第二次鋪棉布,第三次將棉布去
掉,只剩下木板,比較小車每次在水平面上滑行的距離。
【實驗器材】小車、長木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。
【進行實驗與收集證據】
(1)在水平木板上鋪上表面最粗糙的毛巾,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,觀察小車在阻力較大
的毛巾表面上滑行的距離。
(2)在水平木板上鋪上表面較粗糙的棉布,讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在阻
力較小的棉布表面上滑行的距離。
(3)讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下,觀察小車在更光滑的木板表面上滑行的距離。
(4)實驗記錄表
表面阻力小車運動小車速度
材料大小距離減小情況
毛巾大最短比較快
棉布中比較長比較慢
木板小最長最慢
【實驗分析】
對物體運動的阻礙程度反映物體所受阻力的大小。小車在不同材料的平面上最終停下來的原因是
因為受到阻力的作用。小車受到的阻力越小,滑行的距離越大,速度減小得越慢。
對上述結論進一步推理可得:如果運動的物體受到的阻力為零,速度就不會減小,物體將以恒定
不變的速度永遠運動下去。由此可以說明伽利略的說法是正確的,即物體的運動不需要力來維持。
【實驗結論】運動物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,運動得越遠。若運動的物體不受阻
力,物體的運動速度將不會減小,將保持做勻速直線運動。
【交流與討論】
(1)實驗方法
①控制變量法:控制小車從斜面上同一高度處由靜止釋放,目的是使小車到斜面底端時具有相同
的初速度;
②科學推理法:若小車不受阻力時,小車的速度將不會減小,將永遠做勻速直線運動。
(2)對小車受力情況進行分析
小車在水平面上運動時,在豎直方向受重力和支持力,這兩個力相互平衡,對物體的運動沒有影
響;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做減速直線運動。
(3)選用小車而不選用木塊的原因:在相同的條件下,小車受到的阻力較小,實驗現象明顯。
二、牛頓第一定律
1.牛頓第一定律的建立過程
(1)伽利略結論:意大利物理學家伽利略通過斜面小球實驗認識到運動物體受到的阻力越小,速
度減小的越慢,運動時間越長,物體的運動不需要力來維持。他又進一步推論,若沒有摩擦阻力,球
將永遠滾下去。
(2)笛卡爾觀點:法國物理學家笛卡爾對伽利略的觀點又進行了補充:運動的物體在不受外力的
情況下,它將速度不變、方向不變的永遠運動下去,即作勻速直線運動。
(3)英國著名物理學家牛頓在伽利略等科學家研究的基礎上,對大量的實驗事實進行了深入研
究,總結出牛頓第一定律。
2.牛頓第一定律
(1)內容: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。
(2)對牛頓第一定律的理解
①“一切物體”說明該定律對所有物體都是普遍適用的,沒有特例,不論固體、液體,還是氣體
都適用。
②“沒有受到力的作用”是指定律成立的條件?!皼]有受到力的作用”包含兩層意思:一是該物
體確實沒有受到任何外力的作用,這是一種理想化的情況,實際上,不受任何外力作用的物體是不存
在的;二是該物體所受力的合力為零,它的作用效果可以等效為不受任何外力作用時的作用效果。
③“或”指兩種狀態必居其一,不能同時存在。也就是說,物體如果沒有受到力的作用,原來靜
止的物體仍保持靜止狀態,原來運動的物體將保持原來的速度大小和方向繼續做勻速直線運動。
④牛頓第一定律不是實驗定律,而是在大量經驗事實的基礎上,通過進一步的it理概括出來的。
由該定律得出的一切推論,都經受住了實踐的檢驗,因此它已經成為公認的物理學基本定律之一。
⑤牛頓第一定律說明了力和運動的關系: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,若不受力,則運動狀態不改變;反之,如果物體的運動狀態發生了改變,則物體一定受到了力
的作用。
三、慣性
i.探究慣性現象
(1)分析生活中一些與慣性有關的現象。
①當汽車急剎車時,人會向前傾。
分析:當汽車剎車時,人的腳部與車廂接觸停止運動,但是人體的上部分仍要保持它原來的運動
狀態,所以會向前傾(選填“運動”或“靜止”)。
②如圖所示,把一個雞蛋放在硬紙板上,硬紙板放在杯口上??焖偎綋舸蛴布埌鍟r,發現硬紙
板上的雞蛋沒有跟著紙板飛走,而是落入水杯中。
分析:硬紙板受到擊打力的作用,由靜止變為運動,紙片上的雞蛋不受擊打力作用,仍保持原來
的靜止狀態(選填“運動”或“靜止”),在重力作用下落入杯中。
③運動員投籃時,當把籃球投出后,籃球繼續向前飛。
分析:當把籃球投出后,籃球離開手時,仍要保持它原來的運動狀態(離開手時的速度),所以會
繼續向前飛(選填“運動”或“靜止”)。
(2)探究歸納:物體不受力的作用時,會保持原來的靜止狀態或運動狀態,這是物體固有的一種
性質。
2.慣性
(1)慣性的定義:一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質,我們把這種性質叫做慣性。
(2)對慣性的理解
①慣性的普遍性:一切物體在任何情況下都具有慣性。
②慣性大小的決定因素:慣性的大小是由物體的質量決定的,質量越大,慣性越大,而與物體的
形狀、運動狀態、所處位置、受力情況等外界因素無關。
③慣性與牛頓第一定律的區別:慣性是物體本身的一種屬性,而牛頓第一定律是物體不受力時遵
循的運動定律。任何物體在任何情況下都具有慣性,牛頓第一定律只有物體不受力時才成立。
(3)區分慣性與力
項目慣性力
性質慣性是物體自身的性質,始終具力是物體對物體的作用,物體間
不同有;與外界條件無關有相互作用時才會產生力
要素慣性只有大小,且大小只與質量力不僅有大小,還有方向和作用
不同有關,沒有方向點
效果
保持物體運動狀態不變改變物體的運動狀態
不同
應說“由于慣性”“具有慣性”,
表述應說“受到力”“施加力”“在力
不能說成“慣性力”“受到慣性”
不同的作用下”等
“受到慣性作用”等
3.利用慣性解釋有關現象
(1)實例分析
①跑動中的人,腳被絆住,會向前倒。
分析:跑動中的人整個身體向前運動,當腳被絆住后停止運動,而上半身由于慣性,仍要保持原
來的運動狀態,繼續向前運動,所以人向前摔倒。
②如圖所示,撥動簧片,把小球與支座之間的金屬片彈出時,小球并沒有隨金屬片飛出。
分析:靜止的小球沒有受到擊打力的作用。有保持原有靜止狀態的性質,所以沒有隨金屬片飛
出,而是落入支座上的凹槽中。
(2)解釋慣性現象的步驟:
①首先確定研究對象是哪個物體;
②明確該物體原來所處的狀態(運動還是靜止);
③該物體(或物體的某一部分)由于外力作用,運動狀態發生怎樣的改變;
④最后確定該物體(或物體的其他部分)由于慣性要保持原來的運動狀態,會出現怎樣的現象。
4.慣性的利用實例
(1)跳遠或跳高:跳遠或跳高運動員快速助跑后,飛身一躍,利用自身的慣性,在空中繼續前
進,以提高成績。
(2)錘頭變緊的方法:錘子的錘頭變松了,人們常用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上,
這是因為錘柄突然停止時,錘頭由于慣性會繼續向上運動,這樣錘頭就會牢牢地套在錘柄上了。
靠自身慣性,繼續向前運動利用慣性套緊錘頭投籃
(3)投鉛球、籃球、標槍:運動員在投鉛球、籃球、標槍時,盡量提高物體脫離手時的運動速
度,當物體離開手之后由于具有慣性,將保持這個速度運動下去,所以物體離開手時的速度越大,運
動的越遠。
5.慣性的危害和防止
慣性有時也會給人帶來危害,為防止慣性帶來的危害,人們采取了一些保護措施。例如交通事故
的發生,多數是由于慣性造成的。所以乘坐交通工具時,司機和乘客要系安全帶;車輛行駛要限載限
速;車輛行駛要保持距離;汽車要安裝安全氣囊等。
考向01探究阻力對物體運動的影響
【例題1】(2023?西藏?中考真題)在“探究阻力對物體運動的影響”實驗中,實驗裝置如圖所示。
毛巾棉布木板
(1)實驗過程中,讓同一小車從同一斜面、同一高度由靜止滑下,其目的是使小車進入水平面時
的相同;
(2)讓小車分別在毛巾、棉布、木板表面運動,最終小車靜止時的位置如圖所示,可觀察到小車
在表面滑行的距離最遠,由此可得出:小車受到的阻力越,速度減小越慢。進一步推理可
得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持運動狀態;
(3)冰雪天氣路面濕滑,阻力較小,結合該實驗結論,開車時應___才能保證行駛安全(寫出一
個合理答案即可)。
【答案】速度木板小勻速直線減速慢行
【詳解】(1)實驗中,為了使小車到達水平面時速度相同,讓小車在同一斜面上從同一高度由靜
止滑下。
(2)在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在
最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩
擦力最小,以上實驗表明:小車受到的阻力越小,速度減小的越慢,運動的距離越遠;進一步推理可
得:如果小車運動時受到的阻力為零,速度就不會減小,小車將保持勻速直線運動狀態。
(3)雪天氣路面濕滑,阻力較小,開車時應減速慢行才能保證行駛安全,否則剎車時汽車運動的
距離較大,容易發生追尾事故。
方法技巧
1.探究阻力對物體運動的影響,要掌握實驗的現象及結論,知道在此基礎上經過推
理可得牛頓第一定律,解決此類問題一定要注意思考實驗的意義,并能根據所學的其他
物理知識分析本實驗中相關的實驗現象。
2.注意本實驗的模型特點:
①斜面坡度、斜面粗糙程度、小車質量、小車從斜面上下滑時的起始高度均相同;
②小車受到的阻力越小,速度減小得越慢;
③推理得出:小車不受阻力時,它將做勻速直線運動。
【訓練1-1】(2024.山東棗莊.中考真題)在體育測試中,小明同學擲實心球的場景如圖所示,圖中
。點是球剛離開手的位置,球從。點上升到最高點6后下落到地面c點,然后滾動到d點停止。下列說
法正確的是()
A.球從。點上升到。點,是因為球受到手的推力作用
B.球在6點的速度為零
C.若球在6點受到的力全部消失,則球做勻速直線運動
D.球從。點運動到1點停止,說明物體運動需要力來維持
【答案】C
【詳解】A.實心球從。點上升到6點,是因為實心球具有慣性,離開手后,不可能再受到手的推
力作用,故A錯誤;
B.由于實心球擊出時具有水平方向上的速度,并且在水平方向不受外力,故水平速度不變,所以
在最高點速度不為零,故B錯誤;
C.球運動b點時,還有水平向右運動的速度,若一切外力都消失,球會繼續水平向右勻速直線運
動,故C正確;
D.實心球最終到d點停止,是因為受到阻力的作用,說明力是改變物體運動狀態的原因,物體運
動不需要力來維持,故D錯誤。
故選C。
【訓練1-2】(2023?內蒙古興安盟?中考真題)如圖甲是探究“阻力對物體運動的影響”實驗裝置。
下列與此實驗有關的說法錯誤的是()
A.實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是使小車到達水平面的速度大小相等
B.實驗中改變木板表面的粗糙程度是為了改變運動的小車所受的阻力大小
C.根據實驗現象及進一步推理,如果小車運動時不受阻力,它將做勻速直線運動
D.如圖乙所示,小球從A點由靜止釋放擺動到右側最高點C時,若小球所受的力全部消失,可
判斷小球將做勻速直線運動
【答案】D
【詳解】A.根據控制變量法可知,實驗中每次讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是使小車到達
水平面的速度大小相等,故A正確,不符合題意;
B.接觸面越粗糙,小車運動時受到的阻力越大,實驗中改變木板表面的粗糙程度是為了改變運動
的小車所受的阻力大小,故B正確,不符合題意;
C.根據實驗現象可知,接觸面粗糙程度越小,小車在水平面運動時受到的阻力越小,小車通過的
距離越長,據此一步推理,如果小車運動時不受阻力,小車通過的距離無限遠,即它將做勻速直線運
動,故C正確,不符合題意;
D.如圖乙所示,小球從A點由靜止釋放擺動到右側最高點C時,小球處于靜止狀態,若小球所
受的力全部消失,根據牛頓第一定律,可判斷小球將靜止,故D錯誤,符合題意。
故選D。
考向02牛頓第一定律及應用
【例題2】如圖所示,在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球,將小球拉至A點,使細線處于拉
直狀態,由靜止開始釋放小球,不計摩擦,小球可在A、B兩點間來回擺動。當小球擺到3點時,同
時假如所有力都消失,則小球將,其原理是;當小球從8點擺到C點,同時假如所有
力都消失,此時小球將。(選填“沿CD方向勻速運動”、“沿CE方向勻速運動”或“沿C尸方
向勻速運動”)
【答案】靜止牛頓第一定律沿C。方向勻速運動
【詳解】小球擺到B點,此時其速度為0,若所用外力都消失,據牛頓第一定律知,小球會保持原
來的運動狀態,所以會靜止。
小球由8點擺到C點,其運動方向是沿C點的切線方向,若所有受力都消失,小球將沿方向
做勻速直線運動。
方法技巧
1.判斷物體的運動狀態
當物體不受外力作用時:(1)動者恒動。即原來運動的物體在沒有受到外力
作用時,將保持勻速直線運動狀態;(2)靜者恒靜。即原來靜止的物體在沒有受
到外力作用時,將保持靜止狀態??紤]問題也應從這兩方面來考慮,首先判斷物體
原來的運動狀態,然后再根據牛頻第一定律來解答。
2.運動和力的關系
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。若物體運動狀
態改變,則一定受到外力。
【訓練2-1】下列關于力和運動的說法,正確的是()
A.重力的方向總是豎直向下的
B.牛頓第一定律是通過實驗直接總結出來的
C.運動的物體具有慣性,靜止的物體不具有慣性
D.物體不受力時不會一直運動,會慢慢停下來
【答案】A
【詳解】A.根據重力的知識可知,重力的方向總是豎直向下的,故A正確;
B.牛頓第一定律是在實驗和基礎上,通過科學推理得出的,不是通過實驗直接總結出來的,故B
錯誤;
C.一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質,叫慣性,故C錯誤;
D.由牛頓第一定律可知,運動的物體不受力時會一直保持勻速直線運動,故D錯誤。
故選Ao
【訓練2-2】如圖所示,在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球,將小球拉至A點,使細線處于拉
直狀態,由靜止開始釋放小球,不計摩擦,小球可在A、8兩點間來回擺動;當小球擺到8點時,細線
恰好斷開,則小球將()
A.在8點保持靜止B.沿BE方向運動C.沿方向運動D.沿8。方向運動
【答案】B
【詳解】由于小球被靜止釋放,不計摩擦,它可在A、2兩點間來回擺動;當小球擺到2點時,小
球速度恰好為零,此時若細線恰好斷開,則小球只受重力作用而豎直下落,所以,將沿BE方向運動。
故選Bo
考向03慣性、慣性現象與應用
【例題3】(2024?牡丹江?中考真題)下列運動場景中屬于利用慣性的是()
A.舉重運動員用力將杠鈴舉起
B.田徑運動員起跑時用力向后蹬地
C.標槍運動員投擲前向前助跑
D.百米運動員到達終點后不能立刻停下來
【答案】C
【詳解】A.舉重運動員用力將杠鈴舉起,是運動員對杠鈴施加力的作用,由較低位置變為較高位
置,這是力改變物體運動狀態的表現,與慣性無關。故A不符合題意;
B.田徑運動員起跑時用力向后蹬地,這是運動員對地面施加一個向后的力,由于力的作用是相互
的,地面也會對運動員施加一個向前的反作用力,從而使運動員向前運動,與慣性無關。故B不符合
題意;
C.標槍運動員投擲前向前助跑,是為了使標槍在出手時具有較大的速度,由于慣性,標槍會保持
這個速度繼續向前飛行,從而飛得更遠,這是利用慣性來提高運動成績的例子。故C符合題意;
D.百米運動員到達終點后不能立刻停下來,是因為運動員具有慣性,會保持原來的運動狀態繼續
向前運動;但這種情況是慣性帶來的危害(或說是不利影響),不是利用慣性。故D不符題意。
故選C。
方法技巧
1.理解慣性
慣性是物體本身的一種屬性,即物體保持原有運動狀態不變的性質,其大小只和
質量有關,與物體的運動狀態以及是否受力都無關。另外,還需要注意慣性不是力,
因而描述慣性時不能與“受到”、“作用”等詞搭配使用,更不能說“慣性力”。
2.解釋生活中慣性的現象的步驟
(1)確定研究對象,明確研究對象是哪一個物體或物體的哪一部分;
(2)確定被研究對象原來處于什么狀態;
(3)說明物體的運動狀態要發生怎樣的變化;
(4)由于慣性,研究對象要保持原來的什么狀態,結果會出現什么現象。
3.慣性的利用與慣性危害的防止
慣性有時對我們有利,有時有害,需要具體情況具體分析,不能一概而論。
【訓練3-1】(2024.吉林長春.中考真題)生活中防止慣性帶來危害的實例是()
A.系安全帶B.向前潑水C.擲實心球D.跳遠助跑
【答案】A
【詳解】A.系安全帶,是防止汽車在剎車時慣性帶來得危害,故A符合題意;
BCD.向前潑水、擲實心球和跳遠助跑都是利用物體的慣性,故BCD不符合題意。故選A。
【訓練3-2】關于牛頓第一定律和慣性,下列說法正確的是()
A.牛頓第一定律可以用實驗直接驗證
B.一切物體都具有慣性
C.牛頓第一定律說明物體的運動需要力來維持
D.小轎車行車時司乘人員系安全帶是為了減小慣性
【答案】B
【詳解】A.牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步的推理概括出來的科學理論,不能直接通過實
驗得出,故A錯誤;
B.慣性是物體固有的屬性,一切物體都具有慣性,故B正確;
C.由牛頓第一定律知,運動的物體如果不受力,將保持勻速直線運動,故物體的運動不需要力來
維持,故c錯誤;
D.小轎車行車時司乘人員系安全帶是為了減小慣性帶來的危害,并不能減小慣性,因為慣性只與
質量有關,而人的質量不變,故慣性不變,故D錯誤。
故選B。
模塊二二力平衡
知識清單小
一、二力平衡的條件
1.現象探究
(1)如圖甲所示,懸掛的小球靜止。受到的力有有重力G與繩子的拉力F及。
(2)如圖乙所示,水平桌面上靜止的物體。受到的力有重力G與桌面的支持力F支。
(3)如圖丙所示,勻速下落的跳傘運動員。運動員受到的力有重力G與空氣的阻力J7限。
(4)如圖丁所示,小車在推力作用下沿水平面向右做勻速直線運動。在豎直方向上受到的力有:
汽車的重力G、地面的支持力N;在水平方向上受到的力有:牽引力尸、空氣與地面的阻力f。
探究歸納:牛頓第一定律是在理想狀況下成立的,而在現實中,當一個物體受幾個力作用,當作
用效果相互抵消時,也能保持靜止或勻速直線運動狀態,即運動狀態不變。
2.平衡力與平衡狀態
(1)物體受到幾個力作用時,如果保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說這幾個力相互平衡,
物體處于平衡狀態。
(2)二力平衡:當物體受到兩個力的作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態,我們就說
這兩個力相互平衡,簡稱二力平衡。
3.實驗探究:二力平衡的條件
【提出問題】二力平衡時,二力的大小、方向、作用點應該有什么關系?它們在一條直線上嗎?
【實驗設計】如下圖,將小車放在光滑的水平桌面上,使小車在水平方向上受兩個力的作用。采
用控制變量法進行探究,分別改變這兩個力的大?。ㄍㄟ^改變祛碼的質量)、方向、是否共線(通過扭
轉小車實現)和是否同體(通過分別拉2輛小車實現),由靜止釋放小車,觀察小車在什么條件下會保
持靜止狀態。
【實驗器材】木板、小車、祛碼多個、細線、定滑輪、彈簧測力計、等質量小盤2個。
【進行實驗并收集數據】
(1)如實驗裝置圖甲所示,將小車放在光滑的水平桌面上,安裝好實驗裝置。在兩邊的托盤里分
別放上質量不相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(2)在兩邊的托盤里放上質量相等的祛碼,觀察小車的運動情況。
(3)將連接小車右側托盤的細線掛于小車左側掛鉤處,使二力的方向同時向左,觀察小車的運動
情況(乙圖)。
(4)控制二力的大小不變,方向相反,把小車在水平桌面上扭轉一個角度后釋放,觀察小車的運
動情況(丙圖)。
(5)控制二力的大小不變,方向相反,保持二力在同一直線上,用細線把兩個小車的掛鉤連在一
起,用剪刀把細線剪斷,觀察小車的運動情況(丁圖)。
(6)實驗記錄
力的力的是否在同一是否作用在小車是否
序號
大小方向直線上同一物體上平衡
1不相等相反是是否
2相等相反是是是
3相等相同是是否
4相等相反不是是否
5相等相反是不是否
【分析與論證】
(1)比較表中實驗序號1與2可知,要使小車保持靜止,必須使兩托盤中祛碼的質量相等,說明
二力平衡的條件之一是兩個力的大小11等。
(2)比較表中實驗序號2與3可知,當二力方向相反時,小車靜止;當二力均向左拉,即方向相
同時,小車的運動狀態改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力方向相反。
(3)比較表中實驗序號2與4可知,當把小車扭轉一個角度,使二力不在同一條直線上時,小車
運動狀態發生了改變。而小車重新恢復到原來的靜止狀態時,二力在同一條直線上,說明二力平衡的
條件之一是兩個力作用在同一條直線上。
(4)比較表中實驗序號2與5可知,當二力作用在同一物體上時,小車靜止;當二力作用在不同
物體上時,小車的運動狀態改變,說明二力平衡的條件之一是兩個力作用在同二物住上。
【實驗結論】二力平衡的條件
作用在同二物體上的兩個力,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。記憶口訣:“同體、等大、反向、共線”。
【交流與評估】
(1)本實驗中選用了小車而不選用木塊,是為了減小摩擦給實驗帶來的誤差。
(2)本實驗設計的優點是:可以不考慮物體的重力對實驗的影響。
(3)實驗中,桌面必須水平,否則小車的重力會影響實驗。
(4)實驗中,如果兩側的祛碼個數不相等但小車仍然處于靜止狀態,則原因是小車受到桌面的靜
摩擦力比較大。
(5)方案二:用小卡片探究二力平衡的條件
①該方案以小卡片為研究對象,鉤碼通過定滑輪對卡片施加力的作用。
②當兩線端所掛鉤碼質量相等時,小卡片靜止;當兩線端所掛鉤碼質量不等時,小卡片運動;把
小卡片轉過一個角度,松手時,小卡片轉動;用剪刀把小卡片從中間剪開,松手時,小卡片運動。
③本方案選用硬紙片的原因是減小摩擦對實驗的影響,但還受重力,因此對實驗結論也有影響。
廣r
二、二力平衡條件的應用
1.確定力的大小和判斷力的方向
物體在兩個力的作用下處于平衡狀態,已知一個力的大小和方向,我們可以根據二力平衡條件求
另一個力的大小和方向。
F支
//Z///Z///////
G
甲
(1)分析靜止在水平面上的物體的受力情況:如圖甲所示,因物體靜止,所以物體所受的重力G
與地面對它的支持力尸支是一對平衡力,則此二力大小相等、方向相反、作用在同一直線上,支持力的
大小等于重力的大小F=G支,支持力的方向豎直向上。
(2)用彈簧測力計測量物體所受重力的原理:如圖乙所示,因為物體靜止,所以物體所受的重力
G與彈簧測力計對它的拉力尸是一對壬衡力,則此二力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,
所以物體重力的大小等于拉力的大小G=Fo
2.判斷物體的運動狀態(平衡狀態或非平衡狀態)
如圖丙所示,水平路面上向左運動的小車受到的力有:在豎直方向上受到的力有:重力G、地面
支持力N,是一對平衡力。在水平方向上有汽車發動機的牽引力廠和地面與空氣的阻力人
(1)若牽引力等于阻力9;則二力平衡,小車向左做勻速直線運動;
(2)若牽引力大于阻力。>力二力不平衡,小車向左做加速直線運動:
(3)若牽引力小于阻力/<了,二力不平衡,小車向左做減速直線運動。(以上均選填“勻速”、
“加速”或“減速”)
3.找重心:利用二力平衡,可以找不規則物體的重心,例如前邊學的用懸掛法找薄板的重心。
4.運動和力的關系:物體受到平衡力的作用,運動狀態不發生改變,即保持靜止狀態或勻速直線
運動狀態。物體受到非平衡力的作用,運動狀態發生改變,即運動的速度或方向發生改變(均選填
“發生”或“不發生”)。
5.區別“平衡力”和“相互的力”
(1)實例分析:如圖甲所示,一本書靜止在水平桌面上時,書所受重力G和桌面對書的支持力
是一對平衡力。如圖乙所示,書對桌面的壓力FN'和桌面對書的支持力隊是一對相互作用力。
瓜竹
■G■|“
甲乙
(2)“平衡力”與“相互的力”的區別
一對平衡力一對相互作用力
大小相等大小相等
相同點方向相反方向相反
作用在同一直線上作用在同一直線上
不同點作用在同一物體上分別作用在兩個物體上
方法清單
考向01平衡力和平衡狀態
【例題1】一輛汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動,下列關于該汽車的說法正確的是()
A.運動狀態不變,受力平衡B.運動狀態不變,受力不平衡
C.運動狀態改變,受力平衡D.運動狀態改變,受力不平衡
【答案】D
【詳解】汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動,運動的快慢雖然不變,但運動的方向在改變,即
運動狀態在改變,處于非平衡狀態,受力不平衡。故選D。
方法技巧
1.平衡力與平衡狀態
(1)物體在平衡狀態下,要么不受力,要么受平衡力。反過來,當物體不受力或
受平衡力時,就總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
不受力或受平衡力-物體處于平衡狀態
2.巧記二力平衡的條件
,,同體”——作用在同一個物體上;“等大”一一兩個力的大小相等;“反向”一一
兩個力的方向相反;“共線”一一兩個力作用在同一條直線上。
3.判斷二力平衡的方法
可以根據物體的受力情況分析其運動狀態,也可以根據物體的運動狀態判斷其受力
情況。
(1)由受力情況判斷:若兩個力滿足“同體、等大、反向、共線”,則二力平衡;
反之,則不平衡。
(2)由運動情況判斷:若物體保持靜止或勻速直線運動狀態,即物體處于平衡狀
態,則物體所受的二力平衡;若物體的運動狀態發生改變,則物體受非平衡力。
4.速度為。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到達最高
點時速度為0,但因為此時它受到豎直向下的重力作用,受力不平衡,所以它并沒有處
于平衡狀態。
【訓練1-1】如圖所示,將系在細線下的小球拉至A點釋放,小球將在A、C兩點之間往復擺動,
下列分析中不正確的是()
A.小球擺至A位置時,處于平衡狀態
B.小球擺至A位置時,若一切外力消失,則小球將靜止
C.小球擺至B位置時,若一切外力消失,小球將保持勻速直線運動
D.小球擺至C位置時,如果細線突然斷裂,則小球將豎直下落
\\\\\\\
【答案】A
【詳解】A.小球擺到4點時,受到繩子的拉力、重力的作用,此時這兩個力不在同一直線上,所
以二力不是平衡力,小球處于非平衡狀態,故A錯誤,符合題意;
B.當小球擺至A位置時,小球的速度為零,小球瞬間處于靜止狀態,此時如果小球所受的力同時
消失,小球將保持靜止狀態,故B正確,不符合題意;
C.當小球擺至2位置時,小球向右運動,小球由于慣性會保持原來的運動狀態,將沿水平方向勻
速直線運動,故C正確,不符合題意;
D.小球擺到C點時(右側最高點),其速度為0,若此時細繩恰好斷開,只受重力的作用,則小
球將豎直向下運動,故D正確,不符合題意。
故選Ao
【訓練1-2】重5N的物體除重力外,僅受到豎直向上大小為5N的拉力作用。物體的運動狀態不
可能的是()
ABCD
A.勾速圓周運動B.靜止不動a
C.豎直向上勻速直線運動D.斜向上勻速直線運動
【答案】A
【詳解】物體受到豎直向下的重力為5N,受到豎直向上的拉力為5N,二力大小相等、方向相
反、作用在一條直線上、且作用在一個物體上,是一對平衡力;物體受平衡力作用時保持靜止或勻速
直線運動狀態。故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。
考向02探究二力平衡條件
【例題2】如圖甲所示,這是小明“探究二力平衡條件”時的實驗情景。
(1)如果物體只受兩個力作用,且處于靜止狀態或—狀態,說明這兩個力是相互平衡的。
(2)小明將系于小卡片(不計自重)兩端的線分別跨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(選填“相同”或“相反”),并通過調整鉤碼個數來改
變拉力大小。
(3)當小卡片平衡時,小明將小卡片扭轉過一個角度,松手后小卡片(選填“能”或“不
能”)平衡,由此實驗步驟可知只有作用在的兩個力才能平衡。
(4)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,小明下一步操作
是O
(5)在探究同一問題時,小華將木塊放在水平桌面上,設計了圖乙所示的實驗,同學們認為小明
的實驗裝置優于小華,原因是。
【答案】勻速直線運動相反不能同一條直線上把卡片剪成兩半小明的實驗減小摩
擦力對實驗的影響
【詳解】(1)當物體只受兩個力作用時,且處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,即物體處于平衡
狀態,此時物體受到的力是平衡力,即說明這兩個力是相互平衡的。
(2)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相反方
向的拉力,拉力的大小等于鉤碼的重力,鉤碼的數量越多,拉力就越大。
(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,紙片就會轉動,說明了不在同
一直線上的兩個力不能平衡。即只有作用在同一直線上的兩個力才能平衡。
(4)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,小明下一步操作是將
卡片剪成兩半,成為兩個物體,使力分別作用在兩個物體上,觀察能否平衡。
(5)把物體放在水平桌面上,物體和水平桌面之間存在摩擦力,當木塊兩端的拉力相差很小時,
因為受到摩擦力的作用,木塊保持平衡,就會影響實驗效果。而小明設計的裝置中的摩擦力遠遠小于
乙中的摩擦力,故小明的實驗裝置優于小華。
方法技巧
L實驗中要注意控制變量法的應用,即每次只改變一個因素,而控制其他因素不變。
2.為了便于實驗,選擇靜止狀態作為平衡狀態展開實驗。實驗過程中應盡量減小阻力等因
素對實驗的影響,所以應選輕質紙板為研究對象,并確保滑輪轉動靈活。
【訓練2-1】在探究“二力平衡條件”的實驗中,同學們設計了如圖的實驗裝置,其中A為小車,
B為木塊,C為小卡片。
T皮
(1)同學們不斷改進并先后設計了圖甲、乙、丙所示三個方案,圖丙的方案優于甲和乙,其主要
原因是;
A.小卡片容易扭轉
B.小卡片是比較容易獲取的材料
C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D.減小摩擦力對實驗結果的影響
(2)實驗中應選擇輕質小卡片,是因為輕質卡片的可忽略不計;
(3)實驗中通過改變鉤碼的來改變拉力,從而探究二力平衡時力的大小關系;
(4)如圖丁所示,當卡片平衡時,將其轉過一個角度,松手后觀察(選填“釋放瞬間”或
“最終”)卡片能否平衡。這樣做是為了說明二力平衡時兩個力應作用在_____上;
(5)某小組同學發現自己在利用圖戊裝置探究時,左右支架上的兩個滑輪沒有安裝在相同的高
度,該裝置_____(選題“能”或“不能”)探究二力平衡的條件;
(6)為了探究二力平衡的兩個力是否作用在同一個物體上,操作方法是將小卡片,觀察小
卡片能否平衡。
【答案】D質量數量釋放瞬間同一直線能用剪刀剪開
【詳解】(1)乙圖為滑動摩擦,甲圖為滾動摩擦,丙圖只有繩子與滑輪間的摩擦,因此,圖丙可
以有效減小摩擦力對實驗的影響,所以圖丙的方案優于甲和乙,故D符合題意,ABC不符合題意。
故選D。
(2)如圖丙,是最終確認的實驗方案,此方案中,由于卡片的質量小于鉤碼的質量,卡片的質量
可忽略不計。
(3)為了探究二力平衡時力的大小關系,所以實驗中通過改變鉤碼的數量來改變拉力。
(4)小卡片轉過一個角度,松手后觀察釋放瞬間小卡片能否平衡,設計此實驗步驟的目的是為了
探究不在同一直線上的兩個力是否能平衡。
(5)因為左右兩側各通過一個定滑輪,定滑輪的位置雖然不等高,但是當兩個力大小相等、方向
相反、作用在同一直線上、作用在同一個物體上時,小卡片還是處于靜止狀態,照樣能完成實驗。
(6)為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡,應該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。
【訓練2-2】下列關于“探究二力平衡條件”實驗的說法中,正確的是()
①本實驗的研究對象是兩邊所掛的鉤碼
②為了減小摩擦,應把小車放在盡量光滑的水平桌面上
③調整兩邊的托盤所放的鉤碼的數量,可以改變力的大小
④向左右兩盤中放入相同質量的祛碼,小車處于靜止狀態,此時小車只受到一對平衡力的作用
小車
A.只有②③正確B.只有②③④正確C.只有①③④正確D.①④正確
【答案】A
【詳解】①此實驗的研究對象是小車,此實驗的研究對象是小車在受到力的時候是否保持平衡,
故①錯誤;
②實驗時,將小車放在光滑的水平桌面上,這樣可以減小小車與水平面間的摩擦力對實驗的影
響,故②正確;
③調整兩邊的托盤所放的鉤碼的數量,可以改變小車受到的拉力的大小,故③正確;
④向左右兩盤中放入相同質量的祛碼,小車處于靜止狀態,此時小車只受到兩對平衡力的作用,
在水平方向上,左右兩側繩子的拉力是一對平衡力,在豎直方向上,小車受到的重力和桌面對小車的
支持力是一對平衡力,故④錯誤。
故A正確,BCD錯誤。故選A。
考向03二力平衡的理解及應用
【例題3】(2024?四川巴中?中考真題)如圖所示,某同學靜止站立在水平地面上。下列說法正確的
是()
A.人對地面的壓力與地面對人的支持力是一對平衡力
B.人受到的重力與地面對人的支持力是一對平衡力
C.人受到的重力與地面對人的支持力是一對相互作用力
D.人受到的重力與人對地面的壓力是一對相互作用力
【答案】B
【詳解】A.人對地面的壓力與地面對他的支持力分別作用在不同物體上,不是一對平衡力,故A
錯誤;
BC.人受到的重力與地面對人的支持力大小相等、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B正確,C錯誤;
D.人所受的重力和人對地面的壓力,作用在不同一物體上,并且二力方向相同,因此不是一對平
衡力,也不是一對相互作用力,故D錯誤。
故選B。
方法技巧二力平衡的應用
要形成一種思維模式,只要物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,馬上想到物體受平衡
力;二力平衡時,若知道一個力的大小和方向,根據二力平衡的條件馬上可以得出另一個力的
大小和方向,所要求的力與己知力大小相等、方向相反。
【訓練3-1】(2024?鹽城?中考真題)下列情形中,松手后紙片還能保持平衡的是()
【詳解】當紙片受到平衡力時,會保持平衡狀態。即紙片兩端受到的兩個力的大小相等、方向相
反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上。所以A符合題意,BCD不符合題意。
故選Ao
【訓練3-2】小李用繩系住重力為20N的物體使其沿豎直方向緩慢地做勻速直線運動。若不計空氣
阻力,第一次拉著物體以速度也勻速上升時,繩對物體的拉力為N,第二次拉著此物體以速度
V2勻速下降,若V1<V2,則繩對物體的拉力(選填“大于”或“小于”或“等于")20N,第三次
拉著此物體靜止在空中時,繩對物體的拉力(選填“大于”或“小于”或“等于")20No
【答案】20等于等于
【詳解】當繩拉著它勻速上升時,物體處于平衡狀態,繩對物體的拉力和物體受到的重力是一對
平衡力,大小相等,方向相反,所以繩子對物體的拉力等于物體的重力等于20N。
第二次拉著此物體勻速下降時,物體處于平衡狀態,繩對物體的拉力和物體受到的重力仍是一對
平衡力,大小相等,方向相反,則繩對物體的拉力等于20N。
第三次拉著此物體靜止在空中時,物體處于平衡狀態,繩對物體的拉力和物體受到的重力仍是一
對平衡力,大小相等,方向相反,則繩對物體的拉力等于20N。
【訓練3-312022年2月15日,在北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺項目決賽上,中國選手蘇翊鳴
獲得金牌。如圖所示,當他靜止站立在水平領獎臺上時,下列分析正確的是。
A.領獎臺受到的重力和地面對領獎臺的支持力是一對平衡力
B.谷愛凌受到的重力與領獎臺對谷愛凌的支持力是相互作用力
C.谷愛凌對領獎臺的壓力與地面對領獎臺的支持力是相互作用力
D.谷愛凌受到的重力與領獎臺對谷愛凌的支持力是一對平衡力
理由:o
【答案】D見解析
【詳解】A.地面對領獎臺的支持力大小等于領獎臺和人的重力之和,因此,領獎臺受到的重力和
地面對領獎臺的支持力大小不同,不是一對平衡力,故A錯誤;
B.谷愛凌受到的重力與領獎臺對谷愛凌的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用
在同一物體上,是一對平衡力,故B錯誤;
C.地面對領獎臺的支持力大小等于領獎臺和人的重力之和,因此,谷愛凌對領獎臺的壓力與地面
對領獎臺的支持力大小不相等,不是一對相互作用力,故c錯誤;
D.谷愛凌受到的重力與領獎臺對谷愛凌的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用
在同一物體上,是一對平衡力,故D正確。
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