力和运动之间存在着怎样的关系？◇学生提问对于“力与运动的关系”问题，历史上经历了漫长而又激烈的争论过程．著名的科学家伽利略在实验的基础上推理得出了正确的结论，其核心含义是（）A．力是维持物体运动的原因B．物体只要运动就需要力的作用C．力是物体运动状态改变的原因D．没有力的作用运动物体就会慢慢停下来老师，一碰到这类题我就头大，到底力和运动之间存在着怎样的关系？如何解答相关的问题呀？◇问题探究力不是维持物体运动的原因（重要性：★★）老师：别急，你先看看北京的这道中考题。（2022·北京）小娅通过观察身边的一些现象得出一个结论：物体在力的作用下运动，如果撤消这个力，物体的运动就会立刻停止。请你利用身边的物品或实验器材设计一个实验，说明小娅的结论是不正确的。（1）写出你选用的物品或实验器材。（2）简述实验过程及实验现象：学生：我想想，（1）器材可以选小车、长木板；（2）可以用力推着小车在水平放置的长木板上运动，然后撤消推力；实验现象应该是小车继续在木板上运动。老师：很好，你能分析一下小车为什么不会立刻停止吗？学生：推力撤消后，小车应该是由于具有惯性，要保持原来的运动状态，所以不会立刻停止运动。可是，我还有些疑惑，就象我在水平路面上骑自行车那样，为什么不用力蹬自行车就不前进呢？5\n力是改变物体运动状态的原因（重要性：★★★★）老师：这是你没有进行全面的受力分析的缘故。你好好想想，把你和自行车看作一个整体，自行车在水平方向上受到什么力的作用？学生：嗯，水平方向受到动力和空气阻力作用吧。老师：很好，如果你不用力蹬，自行车就只受阻力作用，你再想想其中的道理？学生：我想想，自行车若只受阻力作用，速度会越来越慢，运动状态就会改变；如果我用力蹬，我施加的动力所起的作用是让自行车速度变快，或使自行车匀速向前运动。哈哈，我明白了，阻力能改变物体的运动状态，动力也能改变物体的运动状态，也就是说，力是改变物体运动状态的原因吧！老师：你真聪明！学生：可是有时我用力蹬自行车，自行车是在做匀速直线运动！为什么我用了力自行车的运动状态并没有改变呀？老师：这是因为你又忽略了二力平衡的知识了。你想想，当物体受到平衡力作用时是什么情形？学生：嗯，课本上说物体在二力的作用下如果运动状态没有改变，这两个力就相互平衡。也就是说物体如果受到的力是平衡力，运动状态就不会改变了？老师：对，你能分析出你刚才所提出的情形了吧？学生：我想想，应该是我用的动力与阻力达到平衡关系时，自行车的运动状态就不改变了，沿直线匀速前进。老师：你分析得非常正确，天津中考题的答案你知道了吧？学生：答案选C！力是改变物体运动状态的原因。◇学生笔记1.力是改变物体运动状态的原因。2.平衡力不会改变物体的运动状态，物体受到不平衡力的作用时，运动状态就会发生改变。3.物体的运动状态发生改变，一定是因为受到力的作用；5\n物体的运动状态不发生改变，可能是受到平衡力作用，也可能是不受任何力作用。◇要点训练1.在水平木板上铺上粗糙不同的材料，小车自斜面顶端由静止开始滑下，比较小车沿水平运动的距离。(如图1所示)伽略利、牛顿等科学家都做过类似的实验，并在此基础上分析推导出著名的牛顿第一定律。请回答下面的问题:⑴为了得出科学结论。三次实验中小车每次都从斜面上同一位置放下，使小车运动到斜面底端的速度_________(填相同或不相同)；⑵三次实验中,小车在水平面上受到摩擦力最大的是_________次，这说明小车受到摩擦力的大小与接触面的______________有关；⑶进一步推理可知，若水平绝对光滑(小车不受阻力)则小车会在水平面上做_______运动。答案：（1）相同（2）第一次粗糙程度（3）匀速直线5\n解析：（1）为比较摩擦阻力的作用效果，探究力和运动的关系，本实验采用了控制变量法，控制摩擦阻力不同、小车在不同表面上的起始速度相同；所以让小车每次都从斜面上同一位置放下，达到运动状态相同的目的；（2）三种表面，毛巾表面最粗糙，对小车产生的摩擦力应该最大；同一小车对三个表面的压力是相同的，这也说明摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关；（3）若小车在水平绝对光滑的表面上运动，竖直方向上小车受到的重力与支持力平衡，不会改小车的运动状态；水平方向是小车不受动力作用，也不受阻力作用，因此小车由于惯性，会保持原来的运动状态，在水平面上做匀速直线运动。2.小丽在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车每次从斜面同一高度由静止滑下。根据图中小车在水平面上滑行的距离，可知小车受到的阻力越小，速度减小得越________。由此可推出：如果运动的物体不受力，它将________________。同时也能说明力是改变物体________的原因。小丽想用小车代替木块探究“摩擦力的大小与什么因素有关”，还需要添加的器材是钩码和________。答案：慢；做匀速直线运动（或保持匀速直线运动状态）；运动状态；弹簧测力计。解析：由于小车在不同水平面上开始运动时速度相同，所以小车运动速度的变化，可以通过它的滑行距离分析。滑行距离越远，说明速度减小得越慢；从图中可知，滑行距离最远的是在木板表面上，从而得知是小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。根据牛顿第一定律或惯性知识可知，如果运动的物体不受力，它将保持运动状态不变，继续做匀速直线运动；物体的运动状态不变，原因是没有受到力的作用，从而得出力是改变物体运动状态的原因。继续探究“摩擦力的大小与什么因素有关”，就得测量出摩擦力的大小，所以要用到测量工具---弹簧测力计。3．踢出去的足球在草地上滚动一段距离后会停下来，是由于受到________的作用；若运动的足球所受的力全部消失，则它将做_________运动。5\n答案：摩擦阻力；匀速直线解析：踢出去的足球在草地上受到三个力的作用，竖直方向上的重力与支持力是一对平衡力，不会改变足球的运动状态；水平方向上不再受踢力作用，只受到摩擦阻力作用，这个阻力会改变足球的运动状态，使足球运动速度减小，最终足球停下来。由牛顿第一定律或惯性知识可知，若运动的足球所受的力全部消失，它将保持运动状态不变，继续做匀速直线运动。4.“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”，最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时，沿运动方向喷射高温气体，高温气体对卫星施加制动力，这说明力的作用是___________的。在绕月球做匀速圆周运动时，卫星的运动状态___________(选填“改变”或“不变”)。答案：相互；改变解析：卫星“刹车制动”是指运动状态发生了改变，速度减小；由于力是改变物体运动状态的原因，卫星应该受到阻力的作用；卫星利用了力的作用是相互的，沿运动方向喷射高温气体，从而获得了反方向的阻力。卫星绕月球做匀速圆周运动时，尽管运动速度没有改变，但是由于受万有引力作用，其运动方向不断地发生改变，所以卫星的运动状态改变了。5
