第八讲力和运动一、复习策略1、物理学中的“力”（1）定义：物体对物体的作用．（2）特点②相互性：力的作用是相互的．③同时性：相互作用力同时产生，同时消失，同时变化．（4）力的单位：N（1N→托起两只鸡蛋的力）（5）力的三要素：大小、方向、作用点（6）力的表示方法②力的示意图（不取标度、大致描述）2、牛顿第一定律及惯性9\n（2）惯性及惯性现象①定义：物体保持运动状态不变的性质叫惯性．（一切物体都具有惯性）②惯性的影响因素：与速度大小无关，但与质量有关．③惯性现象：a．原来静止→保持静止如：坐车时，车从静止到运动（启动瞬间）乘客向后倒，拍灰．b．原来运动→保持运动如：刹车时，乘客向前倒，丢铅球，飞机投弹轨迹．c．突然加速或减速如：走路时被绊倒，踩到西瓜皮滑倒．d．左转弯、右转弯问题（3）二力平衡①力和合成②二力平衡条件：等大、反向、共线、同一物体受到的．（4）力与运动的关系①牛顿第一定律的补充：F合=0②力与运动的关系二、典例剖析9\n例1、(大连市)如图所示，司机回答乘客的话是以________为参照物，而马路旁小朋友的赞叹又是以_________为参照物．解析：判断物体是运动的，还是静止的，看这个物体相对参照物的位置是否变化，如果这个物体相对参照物的位置变化了，则它是运动的；如果这个物体相对参照物的位置不变，则它是静止的． 司机以车或车内物体或司机本人为参照物，乘客相对这些参照物的位置没有改变，所以认为乘客是静止不动的；而马路旁的小朋友则以路面为参照物，乘客和车相对路面的位置快速改变了，所以认为乘客和车一起快速运动．答案：司机本人或车或车内物体 路面例2、(上海市)某小组同学分别测出了甲、乙两电动小车做直线运动的路程和时间，并依据数据作出了相应的路程一时间图像，如图a、b所示． (1)观察图a可知，甲车在做_________直线运动．甲车通过0.6m的路程所用时间为_________s． (2)观察图b可知，在AB对应的时间段内，乙车通过的路程为_________m． (3)比较图a、b可知，甲车的速度_________乙车的速度(填“大于”、“等于”或“小于”)．9\n解析：由a图知，是一个不变的值，即甲车速度不变，故甲车做匀速直线运动；由b图知，在AB对应的时间段内，乙车通过的路程为1.8m－0.6m=1.2m；由a图知，甲车速度，由b图知，乙车速度，故甲车速度小于乙车速度．答案：(1)匀速 6s (2)1.2 (3)小于例3、(四川省)“五·一”长假期间，小阳一家人自驾车外出旅游，大自然旖旎的风光令小阳激动不已．旅途中通过一座造型别致的长直大桥时，细心的小阳作了如图所示的观察与记录(其中速度计的指针在图示位置几乎不动，手表的秒针在过桥过程中未走完一周)． 根据小阳的记录，可以估算出该大桥的长度约为_________m．解析：由汽车速度计指针的位置可知：v=30km/h；由汽车上、下桥时手表的示数可知，汽车过桥时间．该桥长约为s=vt=30km/h×=0.25km=250m．答案：250例4、(湖北武汉)在某次探究活动中，小明对老师给出的“小球在光滑斜面上由静止释放时，所处高度越高到达斜面底端的速度越大，而与小球质量无关”这一结论产生了质疑．他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度——猜想一：可能与小球在光滑斜面上的高度无关；猜想二：可能与小球的质量有关． 他选择了一些实验器材，进行了如下实验(图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置，小钢球1、2、3的质量关系为m1<m2=m3)9\n (1)实验一是为了验证猜想_________(填“一”或“二”)，通过该实验他得到的结论是：小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量_________(填“有关”或“无关”)． (2)实验二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放，到达底端时的速度分别为v2、v3，请判断v2_________v3(填“>”、“=”或“<”)． (3)在完成了以上探究后，小明继续进行“探究动能的大小与速度的关系”的实验三(图)，根据实验的结果，他得出了“速度越大，动能越大”的结论，你认为他的结论是否可靠?_________(填“可靠”或“不可靠”)．原因是_________． 实验三：解析：开放探究题是力学中比较重要的题型，在解决这类问题时要适时运用控制变量法，即当研究量涉及多个变量时，在研究时常要用到控制变量法．答案：(1)二 无关 (2)< (3)不可靠 实验中没有控制两球的质量相同例5、(山东省)关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ） A．一切物体都具有惯性 B．跳远运动员助跑起跳，是为了增大惯性 C．跳水运动员起跳后，先向上运动，然后下落，是由于运动员具有惯性 D．运动速度大的物体惯性大，运动速度小的物体惯性小解析：本题考查的是惯性的基本知识．惯性主要考查的知识点：9\n ①惯性是物质所具有的保持原来运动状态不变的性质；②一切物体都具有惯性；③质量是惯性大小的量度，质量越大的物体具有的惯性越大；④惯性的大小与速度无关；⑤惯性定律：物体在不受任何外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态． B中由于惯性的大小与速度无关只与质量有关，运动员助跑并不能改变其质量，不能增大惯性；C中是由于人受重力的缘故．D中惯性的大小与速度无关只与质量有关．所以选择A．答案：A例6、(安徽省中考试题)以下是我们生活中可见到的几种现象：①用力揉面团，面团形状发生变化；②篮球撞击在篮球板上被弹回；③用力握小皮球，球变瘪了；④一阵风把地面上的灰尘吹得漫天飞舞．在这些现象中，物体因为受力而改变运动状态的是（ ） A．①② B．②③ C．③④ D．②④解析：力的作用效果有两种：一是改变物体的运动状态；二是改变物体的形状．而物体的运动状态的改变是指物体速度大小或运动方向发生了改变．用力揉面团，力的作用效果是使面团的形状发生了改变，故现象①错；篮球撞击在篮板上，受篮板的作用力改变了运动方向．故现象②对；用力握小皮球，握力的作用改变了皮球的形状，故现象③错；灰尘在风力的作用下由静止变为运动，并被吹向各个方向，灰尘的状态发生了变化，故现象④对；综上分析，正确选项为D．答案：D例7、(北京市海淀区中考试题)如图所示，重为600N的木箱静止在斜面上，根据图中的给出的标度，用力的图示法画出木箱所受的重力．解析：力的图示就是通过作图的方式将力的三要素表示出来．所以要画出重力的图示，首先要明白重力的三要素，此题中重力的大小已知；而重力的方向始终是竖直向下，即与斜面底边垂直；重力的作用点——重心应画在物体的几何中心上．答案：例8、(北京市海淀区中考试题)下列现象中，不属于应用惯性现象的是（ ）9\nA．用手拍打衣服上的灰尘B．运动员采用助跑跳远C．锤头松了，将锤柄在地上撞击几下D．骑自行车时为了减速捏刹车闸解析：用手拍打衣服时，衣服受力后状态改变，而衣服上的灰尘由于惯性仍要保持原有状态，从而使灰尘离开衣服，这是属于惯性现象；运动员跳远前的助跑，能使运动员起跑后，由于惯性仍保持向前运动的状态，可以跳得更远，这是属于惯性现象；锤头和锤柄撞击地面时，锤柄受地面阻力而停止，但锤头由于惯性仍保持向下运动状态，所以就紧套在锤柄上，这也是惯性现象；骑自行车时捏刹车闸的目的是通过增大压力来增大摩擦，从而使自行车减速，所以这不是惯性现象，故正确选项为D．答案：D例9、(德阳市中考试题)平直公路上行驶着的一辆汽车在竖直方向上受到一对平衡力是（ ）A．汽车受到的牵引力和路面对汽车的摩擦阻力B．汽车受到的牵引力和路面对汽车的支持力C．汽车受到的重力和路面对汽车的支持力D．汽车受到的重力和汽车对路面的压力解析：二力平衡条件：①大小相等；②方向相反；③作用在同一直线上；④作用在同一物体上；这四个条件是判断两个力是否是平衡力的依据，且四个条件缺一不可，缺少一个就不是两个相互平衡的力．平直公路上的汽车在竖直方向上受到重力和地面支持力的作用，这两个力符合二力平衡条件，属于平衡力，故本题正确选项为C．选项A中提到的两个力是汽车在水平方向上受到的；选项B中提到的两个力，一个是水平方向，另一个是竖直方向，很明显不符合二力平衡条件，选项D中，重力是汽车受到的，汽车对路面的压力是路面受到的，且这两个力都是方向向下的；故选项A、B、D都错．答案：C例10、(北京市东城量中考试题)载有货物的气球总重为1500N，在空中竖直匀速下降时，所受浮力是1400N，气球受到的合力是_______N；若要使它竖直匀速上升，则应从气球上至少向外抛出_______N的货物．(设气球在上升和下降时所受的空气浮力和阻力的大小保持不变)解析：解答此题时，关键要知道物体的运动状态所对应的受力情况：当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它所受的力一定是相互平衡的，而平衡的合力为零．气球在空中竖直匀速下降，所受力一定是平衡的，如图(甲)所示，气球在浮力、重力和阻力的作用下平衡，则气球受到的阻力f=G－F浮=1500N－1400N=100N9\n 当气球在空中匀速上升时，所受阻力f大小仍是100N，但方向为竖直向下，如图(乙)所示，要保证气球匀速上升，则应满足F浮=f＋G′即气球的总重应为G′=F浮－f=1400N－100N=1300N，相对于原来的总重减小了200N.答案：0，200例11、(苏州市中考试题)阅读短文，回答短文后的问题． 在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中，一些同学作出了以下猜想： 猜想A滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关； 猜想B滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关； 猜想C滑动摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两物体间接触面积的大小有关． 为了检验上述有关猜想是否正确，某同学选用了一块底面与各个侧面粗糙程度均相同的长方体木块，并设计了以下实验方案： 步骤1 把长方形木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数(如图甲)； 步骤2 在长方形木块上放上砝码(如图乙)，用弹簧测力计水平拉木块，使砝码与木块一起沿直线匀速运动，比较“步骤2”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小； 步骤3 在水平长方形木板上铺上一层棉布，把木块平放在棉布上(不加砝码)，用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动(如图丙)比较“步骤3”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小． (1)当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的读数，为什么? (2)“步骤2”的设计目的，是为了检验上述猜想(A、B、C)中哪一个正确与否? (3)为了检验“猜想C”是否正确，可在上述实验基础上再增加一个步骤，写出你所设计的这一实验步骤． (4)在“步骤2”中，若木块上方的砝码重为0.5N，则当用弹簧测力计水平拉木块沿直线匀速滑动时，砝码与木块间摩擦力的大小（ ） A．大于0.5N B．大于零且小于0.5N C．等于0.5N D．等于零9\n (5)考虑到影响摩擦力的因素较多，在上述探究过程中总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找摩擦力的大小与另外一个因素的关系，这种研究问题的方法叫做“控制变量法”，想想看，初中物理中在研究哪些问题时用到过这种方法? 解析：在图的实验中，每次都让弹簧测力计拉着木块匀速滑动，目的是让木块在水平方向上所受的滑动摩擦力与拉力平衡，从而由弹簧测力计所显示的拉力大小推知滑动摩擦力的大小．由于猜想滑动摩擦力的大小与多个因素有关，当研究它与某一个因素的关系时，应采用“控制变量法”，即保持其他因素相同的前提下，改变这一个因素，从而确定滑动摩擦力的大小与这一因素的关系．答案：(1)因为弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力；(2)“步骤2”通过在木块上加砝码，以增大木块对接触面的压力，故这一步骤是为了检验猜想B的；(3)把长方体木块侧放(或竖放)在长木板上，用弹簧测力计拉着它匀速前进，观察并记录弹簧测力计的示数，比较“步骤4”与“步骤1”中弹簧测力计读数的大小；(4)D(提示：由于砝码与木块之间既没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，故摩擦力为零)；(5)在初中物理中，研究决定电阻大小的因素，决定压强大小的因素，电流与电压、电阻关系时都采用了“控制变量法”．9
