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文檔簡介
專題09運動和力(講義)(原卷版)
目錄
考情分析........................................................................2
知識建構........................................................................2
考點一牛頓第一定律...........................................................2
夯基?必備基礎知識梳理.............................................................3
提升?必考題型歸納.................................................................5
考向01實驗探究阻力對物體運動的影響......................................................5
考向02牛頓第一定律及應用................................................................6
考向03慣性及應用.........................................................................6
考點二二力平衡................................................................7
夯基?必備基礎知識梳理.............................................................7
提升?必考題型歸納.................................................................9
考向01平衡力和平衡狀態(tài)..................................................................9
考向02二力平衡條件的應用(合力和分力)................................................10
考向03探究二力平衡條件.................................................................11
考點三摩擦力.................................................................13
夯基?必備基礎知識梳理............................................................13
提升?必考題型歸納.................................................................15
考向01摩擦力的概念......................................................................15
考向02利用運動圖像求摩擦力............................................................16
考向03探究滑動摩擦力大小的影響因素....................................................17
考向04摩擦力的利用與防止...............................................................18
一、課標考點分析
考點內容課標要求命題預測
《運動和力》是力學部分的重點內容,也是學生學習
牛頓第一定律通過實驗和科學推理認識牛頓第一定律
過程中較難的部分,所以對本單元的考查大都是以生活中
人類活動為題材,把生活中的常見物理現(xiàn)象與力學知識相
通過實驗探究、理解物體的慣性;能運
結合,即考查了力學概念和規(guī)律,又體現(xiàn)理論與實踐相結
物體的慣性用物體的慣性解釋自然界和生活中的有
合。為此,在備考中,考生應注重力學概念和規(guī)律在實際
關現(xiàn)象
生活中的應用。
本單元??碱}型有:選擇題、填空題、實驗探究題、
平衡力與二力平理解同一直線上的二力合成;知道二力
簡答題和綜合題等。
衡平衡的條件
主要命題點有:對牛頓第一定律的理解、慣性的概念、
生活中的慣性現(xiàn)象、平衡狀態(tài)與平衡力、二力平衡條件、
通過常見事例或實驗了解摩擦力,了解
分析物體的受力、畫力的示意圖、摩擦力的概念、生活中
摩擦力及其應用
摩擦力的作用效果
的摩擦力、利用物體運動狀態(tài)分析物理受到的摩擦力、生
活中利用和防止摩擦力的現(xiàn)象、探究阻力對物體運動的影
探究滑動摩擦力探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因響、探究二力平衡的條件、探究滑動摩擦力大小的影響因
大小的影響因素素有關素等
二、考情分析
《運動和力》是中考必考內容,也是力學考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般
在2-7分之間。由于考題類型、考點分布和所占分值差異較大,所以考生在加強對本單元復習時,應注重
考點與考題的結合,做好備考準備。對本單元的考查,從出現(xiàn)概率看,主要有:慣性及其應用、平衡力與
平衡狀態(tài)、根據二力平衡條件分析物體受力、探究滑動摩擦力大小的影響因素、牛頓第一定律、生活中的
摩擦力等。
力不msa體同的原
B,而是改變物體運動狀內容
考點一牛頓第一定律
4夯基-必備基礎知識梳理
一、阻力對物體運動的影響
1.運動是否需要力來維持
生活中,人們常用這樣的體驗:讓靜止的物體動起來,要對它施加力,要使它不停下來,需要對它不
斷施力。據此,古希臘哲學家亞里士多德認為,運動要靠力來維持。2000年后,意大利物理學家伽利略認
真研究這些現(xiàn)象后,發(fā)現(xiàn)了不易察覺的阻力的作用,糾正了亞里士多德根據直覺經驗得出的結論。
2.實驗探究:阻力對物體運動的影響
猜想與假設阻力可能是使物體運動速度減小的原因
去一輛小車,讓它三次都從斜面的同一高度由靜止滑下(控制變量法:控制滑上水平面時速度相同)。
制訂計劃和設
依次在水平面上鋪上毛巾、棉布、木板(控制變量法:使水平面的粗糙程度不同),觀察小車的運動
計實驗
情況,并記下其停止的位置。
實驗器材小車、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
(1)在水平面上鋪上表面最粗糙的毛巾,讓小車從斜面上適當位置由靜止滑下,觀察小車在毛巾表
面上運動的距離;毛巾
(2)撤去毛巾,鋪上表面較粗糙的棉布,讓小車從斜面上同一仁五/力一一」
實驗過程
位置由靜止滑下,觀察小車在棉布表面上運動的距離;
(3)撤去棉布,鋪上較為光滑的木板,讓小車從斜面上同一位;__木板
置由靜止滑下,觀察小車在木板表面上運動的距離。
接觸面小車受到阻力大小小車運動的距離小車速度減小的情況
毛巾表面較大較近很快
實驗記錄
棉布表面較小較遠較快
木板表面最小最遠較慢
分析與論證/、車受到的阻力越小,速度減小得越慢,小車運動的距離越遠
假設水平面絕對光滑,小車受到的阻力為零,小車的速度將不會減小,它將以恒定不變的速度永遠運
科學推理
動下去,即如果運動物體不受力的作用,它將做勻速直線運動。
、牛頓第一定律
內容:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)
釋義:(1)“一切”表明定律對所有物體都是適用的;(2)“沒有受到力的作用”包含兩層意思:
牛頓第一定
一是理想情況,物體沒有受到任何力的作用;二是物體受到的各個力相互抵消,相當于不受力。這是
律
定律成立的條件;(3)“總保持”表明物體不受力時只有兩種狀態(tài),要改變這兩種狀態(tài)物體必須受到
力的作用;(4)“或”即兩種狀態(tài)居其一,不能同時存在
一切物體都有保持運動狀態(tài)不變的性質,說明物體的運動不需要力來維持,不受任何力的作用時,原
對牛頓第一來運動的物體,將保持勻速直線運動狀態(tài),原來靜止的物體將保持靜止
定律的理解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,通過進一步的推理而概括出來的。由于
從牛頓第一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
三、慣性
1.慣性:I牛頓第一定律說明,任何物體不受力時,都會保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),即一切物體都
有保持原來運動狀態(tài)的性質,我們把這種性質稱為慣性,所以牛頓第一定律也稱為慣性定律
(1)慣性是物體本身的一種屬性,物體的慣性大小只與物體的質量的大小有關,質量越大,慣性越大。
(2)一切物體在任何情況下都有慣性,與物體的形狀、運動狀態(tài)、所處位置、受力情況等無關。
(3)慣性不是誰給予的,不能說物體“受到慣性”,也不能說物體“獲得慣性”或“得到慣性”。
(4)慣性是物體的一種性質,不存在慣性力。
2.慣性與力的區(qū)別
慣性力
產生機制物體因為具有質量而具有的物體間相互作用
物理意義慣性是物體的一種屬性物體對物體的作用
產生條件始終具有,與外界條件無關物體間有相互作用時才有,一個物體不會產生力
沒有方向、沒有作用點,只有大小。大小與質
構成要素有大小、方向、作用點大小由具體的數(shù)值和單位
量有關,但大小沒有具體數(shù)值,也沒有單位
效果保持物體運動狀態(tài)不變改變物體的運動狀態(tài)
慣性和力本質不同,慣性不是力,因此,把慣,生說成“慣性力”“物體受到慣性作用”或“由于慣性作
總結
用”都是錯誤的,正確的表述應該為“物體由一干慣性”或“物體因為具有慣性”
3.慣性的利用與慣性危害的防止
£
&用手柄的下端撞擊其他物體,手柄受力停止運動,錘頭由于慣性繼
凈續(xù)向下運動,這樣反復多次后,錘頭就套緊了
利用
跳遠運動員助跑獲得很大的速度后飛身一躍,靠自身的慣性在空中
海%j繼續(xù)前進
為了防止汽車緊急剎車時駕駛員和乘客由于慣性向前運動撞上其
他物體,駕駛員和乘客必須使用安全帶
防止電
高速行駛中的車輛,剎車時由于慣性會繼續(xù)運動較長的距離。為了
您的車速
1安全,道路上急轉彎路段都要嚴格限制車輛行駛的速度
1,1
?k提升-必考題型歸納
考向01實驗探究阻力對物體運動的影響
【例1】(2023?鄂州)在學習牛頓第一定律時,同學們分組進行了“探
究阻力對物體運動的影響”實驗,如圖所示。
(1)實驗中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下,目
的是使小車到達水平面時具有相同的;
(2)按照圖甲、乙、丙的順序實驗時記錄的內容見下表:
接觸面小車受阻力小車在水平面運動的距離
材料情況s/cm
毛巾大23.2
棉布較大45.3
木板小97.5
同學們分析表中內容,得到的實驗結論是:在其他條件相同時,小車受到的阻力越小,運動的距離越
遠;進一步推理得出的結論是:不受阻力作用時,運動的小車將;
(3)上述實驗除了用到實驗推理的方法外,還用到了控制變量法和法。
【變式1T】(2023?無錫)如圖所示,在探究阻力對物體運動的影響時,每次讓小車從斜面的
處由靜止釋放,讓小車到達水平面時,獲得相同的速度,小車在水平面運動時,所受的和支持力是
一對平衡力,先后在水平面上鋪設粗糙程度不同的材料,通過比較小車在水平面上運動的來
比較阻力對物體運動的影響。
【變式1-2](2023?宿遷)圖中兩個實驗分別是“探究影響滑動摩擦力大小的因素"和''探究阻力對
物體運動的影響”,以下分析正確的是()。
A.在圖甲實驗中,三次木塊做勻速直線運動的速度應該相等;
B.在圖乙實驗中,三次小車運動到水平面時的初速度應該相等;
C.在圖甲實驗中,彈簧測力計可以不沿著水平方向拉動木塊;
D.在圖乙實驗中,小車所受阻力的改變可以通過在小車上放不同質量的祛碼來實現(xiàn)
考向02牛頓第一定律及應用
方法技巧
(1)判斷物體的運動狀態(tài):
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(tài);
(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(tài)。
(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(tài)的原因口
【例2】(2023?貴州)在中國空間站的“大宮課堂”上,航天員王亞平和葉光富做了太空拋物實驗,
冰墩墩被王亞平輕輕一推,便幾乎沿直線勻速飄向葉光富,下列哪一定律能解釋此運動現(xiàn)象()。
A.光的反射定律B.牛頓第一定律
C.歐姆定律D.焦耳定律
【變式2-1](2023?包頭)打乒乓球是深受人們喜愛的一項體育運動。乒乓球被擊出在空中運動過程
中,下列說法正確的是()。
A.不受力的作用B.慣性逐漸減小
C.運動狀態(tài)發(fā)生改變D.做勻速直線運動
【變式2-2](2023?濱州)下列關于體育運動場景的描述和分析,正確的是()。
A.田徑場上400m比賽的整個過程中,運動員的運動狀態(tài)保持不變;
B.投出的籃球在空中飛行時,若受到的力突然消失,它將立刻靜止;
C.跳遠運動員起跳前的助跑,是為了增大慣性;
D.足球場上滾動的足球慢慢停下來,是因為受到阻力的作用
考向03慣性及應用
方法技巧
慣性是物體本身的一種屬性,即物體保持原有運動狀態(tài)不變的性質,其大小只和質量有關,與物體的運動狀態(tài)
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”口
(1)解釋生活中慣性的現(xiàn)象的步驟:一、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;二、
確定被研究對象原來處于什么狀態(tài);三、說明物體的運動狀態(tài)要發(fā)生怎樣的變化;四、由于慣性,研究對象要保持
原來的什么狀態(tài),結果會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。
(2)從“結果”出發(fā),判斷慣性的利用與慣性危害的防止:判斷是利用慣性還是防止慣性的危害,可以從結果
出發(fā)。若有了慣性,結果是對我們有利的,則相應措施屬于利用慣性;若有了慣性,而不加以預防時,結果是對我
們有害的,則相應措施屬于防止慣性帶來的危害。
【例2】(2023?廣東)如題圖所示,公交車上的乘客都拉好了扶手,當車的運動狀態(tài)突然發(fā)生改變時,
乘客都向東傾,產生此現(xiàn)象的原因可能是()。
西東
A.車由靜止突然向東起動B.車勻速前行時突然加速
C.車勻速前行時突然減速D.勻速倒車時突然減速
【變式2-1](2023?安徽)如圖所示,汽車上配有安全帶和頭枕,司機和乘客都必須系好安全帶。當
向前行駛的汽車分別出現(xiàn)突然加速、緊急剎車兩種狀況時,對乘車人員起主要保護作用的分別是()。
頭枕
安全帶
A.頭枕、頭枕B.安全帶、安全帶
C.安全帶、頭枕D.頭枕、安全帶
【變式2-2](2023?上海)詩句“白毛浮綠水,紅掌撥清波”中,鵝向前移動說明力的作用是
的,力能改變物體的運動狀態(tài),鵝由于繼續(xù)向前移動。
考點二二力平衡
、夯基-必備基礎知識梳理
一、平衡力和平衡狀態(tài)
平衡狀態(tài)靜止狀態(tài)、勻速直線運動狀態(tài)
平衡力物體在幾個力作用下保持平衡狀態(tài),我們就把這幾個力為平衡力
一個物體同時受到二個力的作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),那么這兩個力就彼
二力平衡
此平衡,我們稱之為二力平衡
作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直線上,這兩個力就彼此平
二力平衡條件
衡。二力平衡的條件可簡記為:“同體、等大、反向、共線”
5錯
(1)物體受平衡力作用時,幾個力的作用效果相互抵消,相當于不受力。
(2)若物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài),則物體不受力或受平衡力的作用,如搬而未起、推而不動時,物體受力
情況隨發(fā)生改變,但仍處于靜止狀態(tài),其受力仍然平衡。
(3)速度為零W靜止:物體靜止時速度為零,但物體速度為零時并不一定靜止。如豎直上拋達到最高點的物體在最
高點時速度為零,但不能保持,故在最高點時物體不是處于靜止狀態(tài)。
:、實驗探究二力平衡的條件
提出問題二力平衡的條件是什么?
實驗時,讓小車在水平方向上只受到兩個力3和F,的作用,我們從力的大小、方向去探究在水平方向
設計實驗上F,和&滿足什么關系時,小車可以保持平衡,最后再驗證二力平衡時需要作用在同一物體上這一條
件。
滑輪兩個、祛碼若干(選最大的)、兩個相同托盤(為了使兩邊拉力相等)、小車、細繩、光滑桌面
實驗器材
(阻力小,以減小阻力對實驗的影響)等。
(1)將細繩分別系于小車的兩個掛鉤上且保持兩根細繩在一條直線上(圖甲),在兩個托盤中放入
祛碼,第一次左盤中祛碼質量大,即F〉Fz,觀察小車的運動情況;第二次左右兩盤中磋碼質量相等,
即巳=艮,觀察小車運動情況;第三次左盤中祛碼質量小,即FKF,,觀察小車運動情況。比較三次實
驗現(xiàn)象,可得只有當Fi=F”時小車才能靜止。
實驗步驟
甲P乙l公丙丁
(2)如圖乙所示,在兩個托盤中各放一個質量相等的祛碼,將小車旋轉一定角度,使兩個拉力不在
一條直線上,觀察到小車會發(fā)生轉動,最終直到3和F,在同一條直線上時靜止下來;
(3)如圖丙所示,把兩個托盤上的細繩都系于一個掛鉤上,兩盤中的祛碼質量相等,讓兩個托盤都
向左拉小車時,會發(fā)現(xiàn)小車向左運動。
(4)如圖丁所示,將兩個相同的小車用細繩連接,分別系住一個托盤,保證兩側拉力大小相等、方
向相反,作用在同一直線上,剪斷連接的細繩后觀察到左邊的小車向左運動,右邊小車向右運動。
兩個力的大小兩個力的方向
兩個力是否在是否作用在小車是否
(相等或不相(相同或不相
同一直線上同一物體上平衡
等)同)
不相等相反是是否
實驗記錄操作(1)
相等相反是是是
操作(2)相等相反否是否
操作(3)相等相同是是否
操作(4)相等相反是否否
當作用在同一小車上的兩個力大小相等、方向相反、在同一直線上時,小車處于平衡狀態(tài),當不滿足
分析與論證
其中任何一個條件時,小車都不能平衡
■作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直線上,這兩個力就彼此平衡,
實驗結論
二力平衡的條件可簡記為:“現(xiàn)
▲拓展培優(yōu)
改進實驗:用卡片探究二力平衡的條件/卜r"
為了消除小車和桌面之間的摩擦給實驗帶來的影響,也可以設計如圖所示的實驗,將系于輕質小卡片11
(重力可以忽略不計)兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪,在細線的兩端掛上鉤碼,來探究二,—J—,
力平衡的條件。實驗中的研究對象是小卡片,小卡片受到兩邊細線的拉力作用,拉力的大小等于鉤碼d地巡好'
的重力。
三、二力平衡條件的應用
1.確定力的大小和方向
根據二力平衡條件,如果知道了平衡力中一個力的大小、方向,就
可確定另外一個力的大小和方向。
如圖所示,為彈簧測力計測物重時的簡化原理圖。掛在彈簧測力計
下的物塊處于靜止狀態(tài)時,物塊所受彈簧拉力和物塊重力是一對平衡力,
大小相等。若彈簧測力計顯示的拉力為5N,則可知物塊重力為5N。
2.根據物體受力情況判斷物體運動狀態(tài)
受力情況運動狀態(tài)
物體不受力時靜止或做勻速直線運動
受平衡力靜止或做勻速直線運動
物體受力時
受非平衡力運動狀態(tài)改變:從靜止到運動、從運動到靜止、速度變化、運動方向變化等
3.根據物體物體運動狀態(tài)判斷物體受力情況
運動狀態(tài)受力情況
靜止受平衡力作用或不受力
勻速直線運動受平衡力作用或不受力
運動狀態(tài)改變一定受到非平衡力作用
教材深挖
1.當作用在一個物體上的幾個力的共同作用效果與一個力的作用效果相同時,這個力就叫做那幾個力的合力。
2.同一直線上同方向二力的合力,大小等于這兩個力大小之和,方向與這兩個力的方向相同。記作:F=F1+F2O
二力同向
3.同一直線上相反方向的兩個力的合力,大小等于兩個力大小之差的絕對值,方向和較大的那個力的方向相同。記作
F=|F-F2|0
二力反向
4.平衡力的合力為零。需注意的是,相互作用力是作用在兩個物體上的,不能求合力。
?提升?必考題型歸納
考向01平衡力和平衡狀態(tài)
方法技巧
(1)平衡狀態(tài):平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運動兩種狀態(tài)。物體在彎曲軌道上做速度大小不變的運動時,速
度方向在不斷變化,物體的運動狀態(tài)變化,物體受到非平衡力作用」
(2)平衡力和相互作用力
平衡力"相互作用力的相同點可簡記為:“等大、反向、苦線”,而平衡力“同體”,即平衡力作用在同一物
體上時物體平衡;相互作用力“異體”,即相互作用力作用在相互作用的兩個物體上,相互作用力的描述一般都帶
有A對B,B對A的特征。
【例1】對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶,下列說法正確的是()。
A.桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力;
B.瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力;
C.瓶子正放與倒放時,對桌面的壓力大小相等;
D.桌面對瓶子的支持力是由瓶子發(fā)生彈性形變而產生的
【變式1T】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(tài)不變,受力平衡B.運動狀態(tài)不變,受力不平衡
C.運動狀態(tài)改變,受力平衡D.運動狀態(tài)改變,受力不平衡
【變式1-2](2023?棗莊)在2022年北京冬奧會短道速滑男子1000米比賽中,中國選手任子威榮獲
金牌。圖甲是他正全力通過彎道、圖乙是他獲勝后站立在水平賽場中央大聲歡呼的情形,下列說法正確的
是()。
A
甲乙
A.運動員通過彎道的過程處于平衡狀態(tài);
B.運動員通過彎道時有慣性,站立時沒有慣性;
C.站立時他受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力;
D.站立時他對冰面的壓力和冰面對他的支持力是一對平衡力
考向02二力平衡條件的應用(合力和分力)
【例2】(2023?株洲)如圖是一件靜置在水平展臺上用橡皮泥制成的藝術品,則藝術品受到的重力和
支持力()。
A.大小相等B.支持力較大C.重力較大D.是一對相互作用力
【變式2-1](2023?益陽)如圖所示,人騎在馬背上,人和馬均處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是()。
A.地面對馬的支持力和馬受到的重力是一對平衡力;
B.馬對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對平衡力;
C.馬對人的支持力和人受到的重力是一對相互作用力;
D.地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和
【變式2-2](2023?潛江、天門、仙桃)水平桌面上有物體A、Bo如圖甲,A在耳的作用下向左做
勻速直線運動:如圖乙,A、B用輕繩水平連接,在E和「2共同作用下一起向右做勻速直線運動,水平拉力
片=6N、K=20N圖乙中,下列說法正確的是()。
A.A與桌面的摩擦力方向向右;
B.A與桌面的摩擦力為14N;
C.B與桌面的摩擦力為8N;
D.繩子的拉力為6N
考向03探究二力平衡條件
[例3](2023?綏化)如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。
AA
(i)把小車放在比較光滑的水平桌面上,用手按住小車不動,在兩托盤中放入質量相等的祛碼,放手
后小車靜止;在兩托盤中放入質量不相等的祛碼,放手后小車運動,這說明相互平衡的兩個力o用
手按住小車不動,把兩個托盤放在小車的同一側,放入質量相等的祛碼,放手后小車運動,這說明相互平
衡的兩個力;
(2)把小車放在水平桌面上,保持兩托盤祛碼質量相等,使小車靜止,將小車扭轉一個角度后釋放,
觀察到小車,這說明相互平衡的兩個力作用在_____;
(3)實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響,應選擇質量較的祛碼進行實驗。(選填“大”或“小”)
【變式3-1](2023?成都)如圖所示,是探究“二力平衡的條件”實驗,小車置于水平桌面,兩端
的輕質細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。耳是小車受到的向左的拉力,工是小車受到的向右的拉力,耳與尸2
在同一水平直線上。下列說法不正琥的是()。
艮
C>
A.因為摩擦可忽略,小車在水平方向上只受到耳、B作用;
B.增減鉤碼個數(shù),是探究二力大小對小車平衡的影響;
C.耳、大小相等時,小車一定處于平衡狀態(tài);
D.將小車水平扭轉90°時,耳、尸2仍在同一直線上
【變式3-2】小華同學用下面的裝置探究二力平衡的條件,具體操作如下:
(1)如圖甲所示,用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪A、3、。分別釘在木板上,木板豎直掛
起待用,用大號縫衣針把細線沿輕質塑料塊的中心軸線穿過,并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結,使塑料
塊與細線固定在一起,且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動,實驗表明,作用在同一個物體
上的兩個力,方向相反,但___________不相等,則這兩個力不平衡。
(2)按住塑料塊,把跨過3輪的細線移到C輪上,在兩線端掛上相同質量的鉤碼,松手后塑料塊由靜
止開始轉動,如圖乙所示。按住塑料塊,把跨過C輪的細線移到5輪上,把塑料塊轉過90°,松手后塑料
塊由靜止開始轉動,如圖丙所示。由此表明,作用在同物體上的兩個力,如果僅僅大小相等,方向成某一
角度或方向相反但__________,這兩個力不平衡。
(3)在探究同一問題時,另一同學將木塊放在水平桌面上,設計了如圖丁所示的實驗,同學們認為小
華的實驗優(yōu)于此實驗,其主要原因是o
圖丁
A.塑料塊容易扭轉
B.塑料塊是比較容易獲取的材料
C.減少了摩擦力對實驗結果的影響
考點三摩擦力
夯基-必備基礎知識梳理
、摩擦力
兩個相互接觸的物體,當它們做相對運動(或有相對運動趨勢)時,在接觸面產生一種阻礙相
認識摩擦力
對運動(或相對運動趨勢)的力,這種力叫做摩擦力
(1)接觸面粗糙
摩擦力產生的條件(2)兩物體相互接觸并相互擠壓(產生壓力)
(3)兩物體間發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢
摩擦力的作用效果摩擦力的作用總是阻礙物體相對運動(或相對運動趨勢)
摩擦力的作用點摩擦力是作用在兩物體接觸面上的,但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個點上
摩擦力的方向總是與物體相對運動或相對運動趨勢方向相反
(1)滑動摩擦力:一個物體在另一個物體上面滑動時產生的摩擦力;
(2)滾動摩擦力:一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦力;
摩擦力的分類
(3)靜摩擦力:兩個相互接觸的物體,當它們要發(fā)生而未發(fā)生相對運動時,在它們的接觸面
上產生一種阻礙相對運動趨勢的力
易E3
(1)相對運動方向的理解:“相對運動方向”不是“運動方向”。水平地面上的物體前進時,物體相對地面向前運
動(相對運動方向向前),物體受到地面對它向后的摩擦力(摩擦力方向向后);人走路時,腳向后蹬地,腳相對
于地面有向后運動的趨勢,地面給鞋底的摩擦力方向向前,有利于人向前運動。
摩擦力有時阻礙運動,有時有利于運動,無論哪種情況,摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反;
(2)判斷摩擦力方向的三種方法
由摩擦力概念判斷摩擦力的方向與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反
由假設法判斷此方法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑、無摩
擦,分析兩物體的相對運動情況,然后根據摩擦力阻礙物體相對運動確定摩擦力的方向
由二力平衡條件判斷一對平衡力的方向相反,可以通過與摩擦力相互平衡的另一個力方向來判斷摩擦力的方向
二、探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.實驗探究:影響滑動摩擦力大小的因素
提出問題滑動摩擦力大小與哪些因素有關?
(1)滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關;
猜想與假設
(2)滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關
實驗原理用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運動,此時木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對
平衡力,這樣讀出彈簧測力計的示數(shù),就可以知道滑動摩擦力的大小(滑動摩擦力大小不能直接測量,
是根據二力平衡知識間接測量出的)
影響滑動摩擦力大小的因素有多個,因此在探究過程中要應用控制變量法,如探究壓力對滑動摩擦力
制訂計劃與設
大小的影響時,要保持接觸面的粗糙程度不變;在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小影響時,應
計實驗
控制壓力不變
(1)如圖甲所示,用彈簧測力計水平勻速拉動木塊,使其在較光滑的長木板上勻速滑動,記下此時
彈簧測力計的示數(shù),其示數(shù)大小等于滑動摩擦力的大小。
(2)如圖乙所示,在木塊上放祛碼,從而改變木塊對長木板的壓力,測出此時勻速拉動木塊時的滑
動摩擦力的大?。?/p>
(3)如圖丙所示,在長木板上鋪上較粗糙的毛巾,保持木塊上祛碼不變,測出此時勻速拉動木塊時
的滑動摩擦力大小。
實驗條件
實驗序號摩擦力f/N
壓力情況接觸面情況
實驗數(shù)據1等于木塊的重力木板表面較光滑0.9
2等于木塊和祛碼的總重力木板表面較光滑1.6
3等于木塊和祛碼的總重力表面較粗糙2.1
(1)由實驗1、2可知,接觸面粗糙程度相同,壓力越大,彈簧測力計的示數(shù)越大,即滑動摩擦力越
分析與論證大;
(2)由實驗2、3可知,壓力大小相同,接觸面越粗糙,彈簧測力計示數(shù)越大,即滑動摩擦力越大。
■滑動摩擦力的大小與小力大小和接觸面的粗糙程度有美1瞬航iTflffi猴道題K洞EN壓力越大,滑
實驗結論
動摩擦力越大;當壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
2.注意事項
(1)實驗時所用的木板要足夠長,以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程;
(2)實驗時應保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行;
(3)實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現(xiàn),建議采用如下操作:
將彈簧測力計的掛鉤與木板相連,拉環(huán)處固定,拉動長木板進行實驗」?j…嗯
(如圖所示),這樣不但方便讀數(shù),而且長木板也不需要做勻速直線'
運動。
三、摩擦的利用與防止
i.有益摩擦和有害摩擦
(1)摩擦有時是有益的。如用手拿物體時,手與物體間的摩擦;人行走時,鞋底與地面間的摩擦;剎
車時,剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
(2)摩擦有時是有害的。如機器運轉時各部件之間的摩擦會使機器磨損,進而使機器喪失原有的精度
和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
類別方法應用舉例
增大接觸面間的壓力自行車車閘
汽車、拖拉機、自行車車輪上有凹凸不平的花紋,運動員往手上涂
增大有益摩擦增大接觸面的粗糙程度
防滑粉
變滾動摩擦為滑動摩擦火車、汽車在緊急剎車時,制動系統(tǒng)使車輪變滾動為滑動
減小接觸面的壓力推動熄火的汽車使其再次啟動時,讓車內乘客都下車以減小車重
減小接觸面的粗糙程度冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
減小有害摩擦
變滑動摩擦為滾動摩擦輪滑鞋
使接觸面分離給機械部件加潤滑油,氣墊船、磁懸浮列車
提升?必考題型歸納
考向01摩擦力的概念
方法技巧
(1)產生摩擦力必須同時滿足三個條件:(1)接觸面粗糙;J2)接觸并相互擠壓;(3)發(fā)生相對運動或有
相對運動趨勢。
(2)根據二力平衡判斷摩擦力的大小和方向:1)確定研究對象的運動狀態(tài)為平衡狀態(tài);2)分析摩擦力以外的
力的大小和方向;3)根據平衡力的條件(大小相等、方向相反)來判斷摩擦力的大小和方向。
(3)靜摩擦力的大小和方向:靜摩擦力總是與引起相對運動趨勢的外力大小相等、方向相反,故靜摩擦力會隨
著外力的變化而變化,不是定值。
★易錯警示
“推了但沒有推動”的兩種誤區(qū):1)“沒推動”就是推力太小,小于物體所受靜摩擦力;2)“沒推動”就是
不受摩擦力。
正確理解:1)“沒推動”=“物體靜止”="物體受力平衡”,即推力大小等于摩擦力;2)“沒推動”,物體
只是沒有相對運動,但存在相對運動趨勢,此時有靜摩擦力。
【例11關于摩擦力的說法中不正確的是()。
A.相互接觸的物體間不一定有摩擦力;
B.兩物體保持相對靜止時也有可能有摩擦;
C.摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同;
D.兩個表面光滑的物體間也可能有摩擦
【變式1-11(2023?齊齊哈爾)如圖所示,用5N的力沿水平方向拉動物體B,使物體B在水平放置
的木板A上向左做勻速直線運動。則物體B所受摩擦力為N;木板A上表面所受摩擦力的方向水平向
(選填“左”或“右”)。
F------
<----B
....J,,,,,,
////////////////////////////
【變式(2023?瀘州)教室里,磁性黑板擦可以被吸在豎直金屬黑板上不掉下來,如圖所示。根
據題中信息,以下判斷正確是()。
A.黑板擦受到磁力作用,不受摩擦力的作用也能靜止在豎直黑板上;
B.黑板擦能靜止在豎直黑板上,是因為黑板擦所受摩擦力大于重力;
C.擦黑板時,可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力;
D.擦黑板時,手對黑板擦的壓力與黑板對黑板擦的支持力是一對平衡力
【變式1-3](2023?眉山)如圖所示,在水平桌面上放置A、B兩個長方體物塊,A物塊受到水平向
右拉力耳=5N,B物塊受到水平向左拉力工=
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