资源简介

专题08 运动和力
【三大必考考点知识梳理+十六个题型讲练+20题模拟题训练 共52题】
夯实·基础知识全面梳理 1
考点一 牛顿第一定律 2
一、阻力对物体运动的影响 2
二、牛顿第一定律 3
三、惯性 3
考点二 二力平衡 4
一、平衡力和平衡状态 4
二、实验探究二力平衡的条件 5
三、二力平衡条件的应用 6
考点三 摩擦力 7
一、摩擦力 7
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素 8
三、摩擦的利用与防止 9
提升·必考题型归纳讲练 10
题型一 摩擦力及其产生条件 10
题型二 静摩擦力 10
题型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素 11
题型四 滑动摩擦力 12
题型五 摩擦的利用和防止 13
题型六 探究阻力对物体运动的影响 14
题型七 牛顿第一定律 14
题型八 力与运动的关系 15
题型九 惯性 16
题型十 二力平衡的条件 16
题型十一 平衡状态的判断 17
题型十二 探究二力平衡的条件 17
题型十三 二力平衡条件的应用 18
题型十四 二力或多力平衡问题 19
题型十五 平衡力与相互作用力的区别 20
题型十六 力与图像结合问题 21
训练·模拟题考前冲刺 21
考点一 牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1.运动是否需要力来维持
生活中，人们常用这样的体验：让静止的物体动起来，要对它施加力，要使它不停下来，需要对它不断施力。据此，古希腊哲学家亚里士多德认为，运动要靠力来维持。2000年后，意大利物理学家伽利略认真研究这些现象后，发现了不易察觉的阻力的作用，纠正了亚里士多德根据直觉经验得出的结论。
2.实验探究：阻力对物体运动的影响
猜想与假设 阻力可能是使物体运动速度减小的原因
制订计划和设计实验 去一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下（控制变量法：控制滑上水平面时速度相同）。依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板（控制变量法：使水平面的粗糙程度不同），观察小车的运动情况，并记下其停止的位置。
实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。
实验记录 接触面小车受到阻力大小小车运动的距离小车速度减小的情况毛巾表面较大较近很快棉布表面较小较远较快木板表面最小最远较慢
分析与论证 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远
科学推理 假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。
二、牛顿第一定律
牛顿第一定律 内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
释义：（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；（3）“总保持”表明物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在
对牛顿第一定律的理解 一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，不受任何力的作用时，原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止
牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一
三、惯性
1.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
2.惯性与力的区别
惯性 力
产生机制 物体因为具有质量而具有的 物体间相互作用
物理意义 惯性是物体的一种属性 物体对物体的作用
产生条件 始终具有，与外界条件无关 物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力
构成要素 没有方向、没有作用点，只有大小。大小与质量有关，但大小没有具体数值，也没有单位 有大小、方向、作用点；大小由具体的数值和单位
效果 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态
总结 惯性和力本质不同，惯性不是力，因此，把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的，正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性”
3.惯性的利用与惯性危害的防止
利用 用手柄的下端撞击其他物体，手柄受力停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，这样反复多次后，锤头就套紧了
跳远运动员助跑获得很大的速度后飞身一跃，靠自身的惯性在空中继续前进
防止 为了防止汽车紧急刹车时驾驶员和乘客由于惯性向前运动撞上其他物体，驾驶员和乘客必须使用安全带
高速行驶中的车辆，刹车时由于惯性会继续运动较长的距离。为了安全，道路上急转弯路段都要严格限制车辆行驶的速度
考点二 二力平衡
一、平衡力和平衡状态
平衡状态 静止状态、匀速直线运动状态
平衡力 物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力
二力平衡 一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡
二力平衡条件 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”
二、实验探究二力平衡的条件
提出问题 二力平衡的条件是什么？
设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。
实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。
实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1>F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，即F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1实验记录 两个力的大小（相等或不相等）两个力的方向（相同或不相同）两个力是否在同一直线上是否作用在同一物体上小车是否平衡操作（1）不相等相反是是否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
分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡
实验结论 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。
▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。
三、二力平衡条件的应用
1.确定力的大小和方向
根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。
如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。
2.根据物体受力情况判断物体运动状态
受力情况 运动状态
物体不受力时 静止或做匀速直线运动
物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动
受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等
3.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
运动状态 受力情况
静止 受平衡力作用或不受力
匀速直线运动 受平衡力作用或不受力
运动状态改变 一定受到非平衡力作用
教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。
考点三 摩擦力
一、摩擦力
认识摩擦力 两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力
摩擦力产生的条件 （1）接触面粗糙
（2）两物体相互接触并相互挤压（产生压力）
（3）两物体间发生相对运动或有相对运动趋势
摩擦力的作用效果 摩擦力的作用总是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）
摩擦力的作用点 摩擦力是作用在两物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上
摩擦力的方向 总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反
摩擦力的分类 （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力； （2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力； （3）静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素
提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？
猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的）
制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变
实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。
实验数据 实验序号实验条件摩擦力f/N压力情况接触面情况1等于木块的重力木板表面较光滑0.92等于木块和砝码的总重力木板表面较光滑1.63等于木块和砝码的总重力表面较粗糙2.1
分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。
实验结论 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
2.注意事项
（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程；
（2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行；
（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。
三、摩擦的利用与防止
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。
（2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。
2.增大或减小摩擦的方法
类别 方法 应用举例
增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸
增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋
使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车
题型一 摩擦力及其产生条件
【典型例题】生活中气球升空、汽车行驶时会受到空气阻力，船在水中航行、人在水中游泳时也会受到水的阻力。在物理学中气体和液体都是流体，故把气体和液体对运动物体施加的阻力叫做流体阻力，请你猜想流体阻力的大小可能与________有关，你猜想时根据的经验事实是________。
【变式】如图甲所示，当手执毛笔悬空静止时，毛笔受到摩擦力的方向_________；为防止白纸打滑，小明用较重的镇纸压住白纸（图乙）。则向右写字过程中镇纸_________（选填“不受摩擦力”“受到向左的摩擦力”或“受到向右的摩擦力”）。
题型二 静摩擦力
【典型例题】如图所示，一名质量为的消防员正在进行爬杆训练。当消防员匀速竖直爬升时，所受摩擦力的方向为_______。若他双手与杆的握力增加50N，此时摩擦力的大小为_______N。（取g=10N/kg）
【变式】如题图所示，用垂直于黑板的力把重为1.2N的黑板擦压在竖直的黑板上，处于静止状态，此时黑板擦受到的摩擦力为________N，方向是________，黑板对黑板擦中海绵的弹力改变了海绵的________。
题型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【典型例题】如图是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的体积和形状完全相同，表面粗糙程度不同。
(1)实验时，弹簧测力计应沿水平方向拉着物体做___________运动，此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小；
(2)图乙中弹簧测力计的示数为___________N，比较甲、乙两图，可得到的结论是___________；
(3)比较___________两图可得出结论：在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小华将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，如丁图，测出滑动摩擦力的大小，比较乙、丁两图得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，这一结论是错误的，理由是___________；
【变式】如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)图甲所示的实验中，将一个木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做___________运动，此时木块受到的滑动摩擦力为___________N；
(2)分析图甲和图乙可知：在接触面粗糙程度相同时，___________越大，滑动摩擦力越大；
(3)在图丙实验的基础上，将木块切成大小不同的两部分，取其中一部分重复图丙实验，观察到弹簧测力计的示数小于F3，由此得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。请你判断这样得出的实验结论____（选填“是”或“否”）正确，并说明理由：________________。
题型四 滑动摩擦力
【典型例题】如图甲所示，小明将遥控玩具小车悬挂起来，启动小车，车轮转动但车不前进；而从小车下方向上托起一块木板，当木板接触到轮子时，小车就向右运动，这说明使小车前进的动力是______力，这个力的方向向_____；若桌面上放几只圆柱形铅笔（如图乙所示），铅笔上放一块较长的轻质薄木板，再将车头朝右放在该木板上，启动小车前进挡，木板将向______运动。（后面两空均选填“左”或“右”）
【变式】如图甲所示，物体放在表面粗糙程度都相同的水平桌面上。0~1s物体受到水平推力的作用由静止开始加速运动，调整推力的大小使物体做匀速直线运动，然后撤去推力，物体在2~3s减速滑行，一段时间后静止在水平桌面上。推力的大小与时间的关系图像如图乙所示，则在图中物体受到滑动摩擦力与时间的关系图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
题型五 摩擦的利用和防止
【典型例题】在“测量物体运动的平均速度”实验中，实验装置如图所示：
(1)测量平均速度的原理是______。
(2)实验中，小组同学发现小车通过AB段路程过快，不便于测量______，为了解决这一问题，可以只将木块向右适当移动；也可以将小车倒置滑下，这是因为用______代替滚动可以增大摩擦。
(3)改进后，进行实验并记录数据在表格中，计算出小车通过AC段路程的平均速度是______m/s。
路程 运动时间 平均速度
sAB=0.45m tAB=3.2s vAB=0.14m/s
sAC=0.9m tAC=4.5s vAC=
(4)由实验可得：小车在下滑过程中速度大小越来越______。
【变式】劣质橡皮质硬，擦字时打滑，字擦不干净。小星用橡皮轻轻擦字没擦干净，然后他稍加用力就擦干净了，这是通过______的方法来______（选填“增大”或“减小”）橡皮与纸张间的摩擦力。使用橡皮擦用力向前擦字时，橡皮擦受到的摩擦力方向______（选填“向前”或“向后”），此时橡皮擦发生______（选填“弹性”或“塑性”）形变。
题型六 探究阻力对物体运动的影响
【典型例题】在物理学中，一个结论的得出往往需要经过多个层面的验证和论证，以确保其科学性和实用性。在探索过程中，有一些科学家提出了一些错误或不完全正确的观点，这些观点随着科学的发展逐渐被修正或取代。请你参照示例，列举一个错误或不完全正确的观点，并通过实例进行反驳，写出正确观点。
【示例】错误观点：太阳是宇宙的中心。
反驳的原因及正确观点：宇宙是不断膨胀的，处于不断的变形之中，因此不存在宇宙中心的说法，太阳是太阳系的中心。
错误观点：______；
反驳的原因及正确观点：______。
【变式】如图所示，在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题：
(1)实验时应让小车从同一斜面的同一高度滑下，使小车滑到水平面时的_________相同，这种探究问题的方法是____________（填“转换”或“控制变量”）法；
(2)比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越远，说明小车运动的速度改变得越________（填“快”或“慢”）；
(3)伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上做________运动，说明物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持；
(4)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过科学的推理而总结归纳出来的，________（填“能”或“不能”）通过实验直接验证。
题型七 牛顿第一定律
【典型例题】2024年第33届巴黎奥运会已圆满落幕，我国健儿勇夺40枚金牌，展现了非凡的实力和不屈的精神。如图是跳远运动员王嘉男比赛的几个阶段情景示意图，下列说法正确的是（ ）
A．助跑速度越大跳得越远，是因为速度越大惯性越大
B．他从起跳到落地的过程中，其运动状态不断改变
C．当运动员跳到最高点时，此时他所受的合力为零
D．他最终停在落地点，说明物体运动需要力来维持
【变式】将一个小球竖直向下紧压在弹簧上，突然松开手后，观察到弹簧将小球竖直向上弹起，如图所示。当小球竖直向上运动到达最高点时，如果一切外力都突然消失，则该小球将_________（选填“保持静止”、“匀速向上运动”或“匀速下落”）。
题型八 力与运动的关系
【典型例题】某种汽车安全带控制装置如图a，汽车静止或匀速行驶时，摆锤竖直悬挂时，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。如图b，摆锤向东摆起时，锁棒锁定棘轮，安全带不能被拉动，此时汽车正在向______（填“东”或“西”）减速行驶。此装置______（填“能”或“不能”）防范汽车突然加速前进时由于惯性带来的安全隐患。
【变式】关于力与运动的关系，下列说法正确的是（　　）
A．物体不受力时，一定处于静止状态
B．物体受到力的作用，运动状态一定改变
C．物体的运动状态改变，一定受到了力的作用
D．物体受到平衡力的作用，一定做匀速直线运动
题型九 惯性
【典型例题】如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从点向前运动，到点时松手，冰壶滑行到点静止。下列说法正确的是（　　）
A．冰壶在段所受的摩擦力等于在段所受的摩擦力
B．冰壶从到运动的过程，受到了向前的推力
C．冰壶从到运动的过程中，受到的合力逐渐减小
D．冰壶能够从运动到，是由于它受到了惯性
【变式】2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500km长距离运输的首次测试。假设汽车在一段100km的平直公路上，以恒定功率75kW匀速行驶，速度为30m/s，则汽车所受阻力为___________N。国家对汽车有限速限载的规定，主要是为了防止___________带来的危害。
题型十 二力平衡的条件
【典型例题】如图所示的情景中，属于平衡力的是（　　）
A． B．
C． D．
【变式】如图所示，物体甲的质量为，乙的质量为。物体乙恰好水平向右做匀速直线运动，则物体乙受到的摩擦力______。若要使物体乙水平向左做匀速直线运动，则需要给乙施加一个水平向左______的力（不计绳重，绳与滑轮间的摩擦）。
题型十一 平衡状态的判断
【典型例题】吊车的钢索拉着货物竖直向上运动，如图是货物上升的路程s随时间t变化的图像，不考虑空气的阻力和钢索重力，货物在第8s受到的力是_______（选填“平衡”或“非平衡”）的，货物在第4s时受到钢索拉力的大小与货物重力的大小关系是F拉_______G物（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【变式】下列关于二力平衡的说法正确的是_________
A．大小相等、方向相反的两个力，一定是一对平衡力
B．放在水平桌面上的墨水瓶对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对平衡力
C．悬挂在绳上静止的小球，绳对小球拉力和小球重力是一对平衡力
D．用沿水平方向的力推桌子，桌子没有推动，人的推力和桌子的重力是一对平衡力
E．围绕地球做匀速圆周运动的人造卫星运动状态不变
F．竖直向上抛出的排球运动到最高点时处于平衡状态
题型十二 探究二力平衡的条件
【典型例题】在探究“二力平衡的条件”的实验中，小萱同学采用的实验装置如图甲所示，小乐同学采用的实验装置如图乙所示，通过实验探究把下列问题填补完整。
(1)如果让你在两个实验装置中选择，你认为装置__________（选填“甲”或“乙”）更科学；
(2)在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在__________，物体才能平衡；
(3)在装置乙中，如果只在右边的盘子里再加一个砝码，此时小车所受的力__________（选填“是”、“不是”）平衡力。
【变式】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。
(1)如图甲所示，小组同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小________，方向相反。细心的小明在实验时发现，若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，这时木块在水平方向受到的力________（选填“平衡”或“不平衡”）；
(2)实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图乙所示实验装置，这个装置相比甲图实验装置的优点是________；
(3)经过讨论，又设计出了如图丙所示装置，要求卡片________（选填“弹性要好”或“质量要小”）。在图丙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在________；
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丙所示装置进行实验，下一步的操作是________（选填“剪开左侧绳子”、“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”）。
题型十三 二力平衡条件的应用
【典型例题】如图1，物体A重10N，在同一水平面上从O点运动至Q点，OP段物体在水平拉力作用下做匀速直线运动，在P点时撤去，改用水平向左的拉力一直作用在物体上，物体仍向右运动，最后在Q点保持静止（g=10N/kg）。
(1)求A的质量以及OP段A的速度；
(2)A从O运动到P，求F1做的功及其功率；
(3)在图2画出A在P点受到的摩擦力f（以“ ”代表物体）；
(4)A在Q点保持静止时，受到的摩擦力_______N 。
【变式】小明在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，提出以下猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力大小有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。实验中小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)图甲中将木块放在水平木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做_________运动，根据二力平衡知识可知，此时木块受到的滑动摩擦力大小为_________N。
(2)小明为了进一步探究猜想二，进行如图乙、丙所示的实验。由于所用的弹簧测力计量程较小，当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没拉动丙图中的木块，为了用现有的实验器材顺利完成此实验探究，可采取的办法是：_________。
题型十四 二力或多力平衡问题
【典型例题】如图所示，是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。它能自动避让行人、车辆，还能乘电梯、叫门。当不载货快递车在水平路面上匀速行驶时，下列说法正确的是（　　）
A．快递车受到的重力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
B．快递车受到的重力与快递车对地面的压力是一对平衡力
C．快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
D．快递车受到的水平牵引力与快递车受到的支持力是一对平衡力
【变式】一个物体在三个共点力的作用下处于静止状态，现在若撤去其中一个水平向左的力，其大小。下列说法中正确的是（　　）
A．其余两个力的合力大小一定等于，方向水平向右
B．其余两个力的合力大小一定等于，方向不一定水平向右
C．其余两个力的合力大小不一定等于，方向水平向右
D．其余两个力的合力大小不一定等于，方向不一定水平向右
题型十五 平衡力与相互作用力的区别
【典型例题】如图所示，用细绳水平拉着木块沿水平桌面向右做匀速直线运动，下列各力中是一对平衡力的是（　　）
A．木块对细绳的拉力和木块对桌面的摩擦力
B．木块对桌面的摩擦力和桌面对木块的摩擦力
C．桌面对木块的支持力和木块的重力
D．木块对细绳的拉力和桌面对木块的摩擦力
【变式】如图所示，在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个不同材质的木块，甲木块用一根细绳拴住并固定在左边的竖直板上，则地对乙的支持力与乙所受重力________一对平衡力（选填“是”或“不是”）；现用的力把木块乙从右端匀速抽出时，木块甲处于静止，则________会受到20N向左的摩擦力（选填“甲”或“乙”）。
题型十六 力与图像结合问题
【典型例题】某次演练中，直升机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．在内，伞兵受到的重力小于阻力 B．在内，伞兵受到的重力等于阻力
C．在内，伞兵受到的重力大于阻力 D．在内，伞兵受到的阻力保持不变
【变式】如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1~3s木箱做______（选填“匀速”或“变速”）运动，1~3s木箱所受的滑动摩擦力是______N。
1．如图所示，木块A置于粗糙木板B上，木板B置于地面上。用力F推动木块B时，A、B一起向左运动且保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A．若A、B一起向左做加速运动，则B对A的摩擦力水平向左
B．若A、B一起向左做减速运动，则B对A的摩擦力水平向左
C．若A、B一起向左做匀速运动，则B对A的摩擦力水平向左
D．只要A、B一起向左运动，则B对A的摩擦力水平向左
2．如图甲所示，木块放在水平桌面上，后将桌子右侧缓缓抬起，木块与桌面未发生相对运动，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．木块受到的支持力是由于木块形变产生的
B．抬起过程中，木块所受重力和桌面对木块的支持力是一对平衡力
C．抬起过程中，桌面受到沿桌面方向向下的摩擦力
D．抬起过程中，木块对桌面的压强大小不变
3．如图所示，小红在游乐园玩“套圈”游戏，在套圈从点运动到点的过程中（不计空气阻力），下列说法错误的是（　　）
A．套圈在点的重力势能最大
B．套圈在点的机械能等于在点的机械能
C．套圈由点到点的过程中，重力势能转化为动能
D．套圈运动到点时若所受的力全部消失，它将保持静止状态
4．下列关于惯性的说法中，正确的选项是（ ）
A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．运动员百米赛跑到终点时，不能立刻停下是受到惯性作用
C．高速行驶的货车不容易停下来，说明速度越大惯性越大
D．踢出去的足球由于惯性继续向前运动
5．如图所示，将A置于B上，A、B接触面水平。用力F把B压在竖直墙上，A、B均静止。若将A拿走，并增大F，关于B对墙的压力N，B受墙的摩擦力f，下列判断正确的是（ ）
A．N增大，f不变 B．N增大，f增大 C．N不变，f不变 D．N增大，f变小
6．如图，用力F把物体压在竖直墙面上处于静止状态，关于物体的受力情况说法正确的是（　　）
①手对物体的压力和物体受到的重力是一对平衡力
②手对物体的压力和墙壁对物体的支持力是一对平衡力
③手对物体的压力和物体对手的弹力是一对相互作用力
④手对物体的压力和墙壁对物体的支持力是一对相互作用力
A．①和② B．②和③ C．②和④ D．③和④
7．医院的配送机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，它受到的阻力为60N，牵引力对机器人做功功率_______W。当机器人携带20kg的药品乘坐电梯上升30m高度时，机器人对药品做功______J。（g取10N/kg）
8．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在5N的水平推力F1作用下，木块A、B一起做匀速直线运动，此时木块A受到桌面的摩擦力方向是____（选填“水平向左”或“水平向右”）；若将木块A、B紧靠着放在同一水平桌面上，用水平力F2推木块A使它们一起做匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2______（选填“＞”“＜”或“＝”）5N。
9．小明进行单板滑雪U形池训练，当经过右侧地面最高处O点的瞬间（此时速度不为零），若他受到的外力全部消失，则小明的运动轨迹是图中的_____（选填“”“”或“”）。
10．如图甲所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做__________（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，当烧杯中的水面出现图乙所示的状态时，则小车此时正在做__________（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，做出上述判断的根据是__________（选填“水”或“烧杯”）具有惯性。
11．小华握住竖直的笔杆静止时，笔杆对手的摩擦力方向是_______；增大手对笔杆的握力，笔杆受到的摩擦力将_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
12．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力的作用，的大小与时间的关系如图乙所示；物体运动的速度与时间的关系如图丙所示，由图像可知当时，物体处于____________，时，物体受到的摩擦力为____________N。
13．如图所示，工件与传送带一起沿水平方向向右运动，请在相应位置画出当传送带突然停止时工件的受力示意图。
14．小潘还在公园里发现氢气球下吊一小球，小球斜向上沿MN方向做匀速运动，不计小球的空气阻力和浮力，请画出小球所受力的示意图。
15．小明同学在喝完的矿泉水瓶里装入少许沙土，随手一丢它竟然可以倾斜着立在水平桌面上（如图甲所示），请在图乙中画出矿泉水瓶的受力示意图。
16．如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车。若观光车在水中以10m/s的速度匀速直线航行2min，此时发动机的输出功率恒为。求此过程中：
(1)观光车航行的路程；
(2)观光车发动机所做的功；
(3)观光车航行过程中受到的阻力。
17．如图所示，某同学用大小为、方向为水平向左的推力推一个质量为的箱子，使箱子在水平路面上匀速前进。求：
(1)箱子受到的重力；
(2)此时箱子所受到地面的摩擦力；
(3)当水平推力增大到时，箱子所受的合力大小与方向。
18．在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，李琴同学猜想滑动摩擦力的大小可能与①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小这三个因素有关。为此她准备了如下器材：六个面粗糙程度均相同的长方体木块A（一侧面中间固定挂钩）、若干质量相等的砝码、水平桌面、弹簧测力计、光滑木板、棉布、粗糙长木板B。依次进行了图甲、乙、丙所示的实验操作，以此验证自己的猜想，请完成下列问题：
(1)实验中需沿水平方向拉动物块做匀速直线运动，才能通过弹簧测力计读出滑动摩擦力的大小，这是利用了________的知识；
(2)比较________两个实验能够得到的结论是：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(3)想探究猜想③，她决定选择图甲作为一次对比，此时，她还需要做的操作是：在图甲的基础上，将木块________，利用弹簧测力计匀速水平拉动木块，读出弹簧测力计的示数，若这次的示数和图甲的示数相同，则说明滑动摩擦大小和接触面积无关。
19．小明联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关，于是他用金属球模拟电动自行车，探究电动自行车动能的影响因素。
猜想一：由“限载”可猜想到电动自行车的动能大小与质量有关
猜想二：由“禁止超速”可猜想到电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、两个钢球、木块和长木板。实验装置如图所示。
(1)他们做了如图所示的三次实验：让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映_______。（填写序号）
①小球撞击木块后的动能 ②小球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格。
(3)探究甲乙图时，是为了验证猜想________（填写字母）；实验结论：___________；
(4)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是_____（填写字母）
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的水平面 ③质量不同的小球
20．小明发现，有些实验有相似之处：在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上：
(1)添加一条棉布和一块玻璃板，可完成_________实验（选填“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”）。
(2)以下说法中正确的是______。
①两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
②“探究阻力对物体运动的影响”实验可以用压缩的弹簧代替斜面
③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题08 运动和力
【三大必考考点知识梳理+十六个题型讲练+20题模拟题训练 共52题】
夯实·基础知识全面梳理 1
考点一 牛顿第一定律 2
一、阻力对物体运动的影响 2
二、牛顿第一定律 2
三、惯性 3
考点二 二力平衡 4
一、平衡力和平衡状态 4
二、实验探究二力平衡的条件 4
三、二力平衡条件的应用 6
考点三 摩擦力 7
一、摩擦力 7
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素 8
三、摩擦的利用与防止 9
提升·必考题型归纳讲练 10
题型一 摩擦力及其产生条件 10
题型二 静摩擦力 11
题型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素 11
题型四 滑动摩擦力 13
题型五 摩擦的利用和防止 14
题型六 探究阻力对物体运动的影响 16
题型七 牛顿第一定律 17
题型八 力与运动的关系 18
题型九 惯性 19
题型十 二力平衡的条件 20
题型十一 平衡状态的判断 21
题型十二 探究二力平衡的条件 23
题型十三 二力平衡条件的应用 24
题型十四 二力或多力平衡问题 26
题型十五 平衡力与相互作用力的区别 27
题型十六 力与图像结合问题 29
训练·模拟题考前冲刺 30
考点一 牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1.运动是否需要力来维持
生活中，人们常用这样的体验：让静止的物体动起来，要对它施加力，要使它不停下来，需要对它不断施力。据此，古希腊哲学家亚里士多德认为，运动要靠力来维持。2000年后，意大利物理学家伽利略认真研究这些现象后，发现了不易察觉的阻力的作用，纠正了亚里士多德根据直觉经验得出的结论。
2.实验探究：阻力对物体运动的影响
猜想与假设 阻力可能是使物体运动速度减小的原因
制订计划和设计实验 去一辆小车，让它三次都从斜面的同一高度由静止滑下（控制变量法：控制滑上水平面时速度相同）。依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板（控制变量法：使水平面的粗糙程度不同），观察小车的运动情况，并记下其停止的位置。
实验器材 小车、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
实验过程 （1）在水平面上铺上表面最粗糙的毛巾，让小车从斜面上适当位置由静止滑下，观察小车在毛巾表面上运动的距离； （2）撤去毛巾，铺上表面较粗糙的棉布，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在棉布表面上运动的距离； （3）撤去棉布，铺上较为光滑的木板，让小车从斜面上同一位置由静止滑下，观察小车在木板表面上运动的距离。
实验记录 接触面小车受到阻力大小小车运动的距离小车速度减小的情况毛巾表面较大较近很快棉布表面较小较远较快木板表面最小最远较慢
分析与论证 小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远
科学推理 假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动。
二、牛顿第一定律
牛顿第一定律 内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
释义：（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；（3）“总保持”表明物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在
对牛顿第一定律的理解 一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，不受任何力的作用时，原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止
牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一
三、惯性
1.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
2.惯性与力的区别
惯性 力
产生机制 物体因为具有质量而具有的 物体间相互作用
物理意义 惯性是物体的一种属性 物体对物体的作用
产生条件 始终具有，与外界条件无关 物体间有相互作用时才有，一个物体不会产生力
构成要素 没有方向、没有作用点，只有大小。大小与质量有关，但大小没有具体数值，也没有单位 有大小、方向、作用点；大小由具体的数值和单位
效果 保持物体运动状态不变 改变物体的运动状态
总结 惯性和力本质不同，惯性不是力，因此，把惯性说成“惯性力”“物体受到惯性作用”或“由于惯性作用”都是错误的，正确的表述应该为“物体由于惯性”或“物体因为具有惯性”
3.惯性的利用与惯性危害的防止
利用 用手柄的下端撞击其他物体，手柄受力停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，这样反复多次后，锤头就套紧了
跳远运动员助跑获得很大的速度后飞身一跃，靠自身的惯性在空中继续前进
防止 为了防止汽车紧急刹车时驾驶员和乘客由于惯性向前运动撞上其他物体，驾驶员和乘客必须使用安全带
高速行驶中的车辆，刹车时由于惯性会继续运动较长的距离。为了安全，道路上急转弯路段都要严格限制车辆行驶的速度
考点二 二力平衡
一、平衡力和平衡状态
平衡状态 静止状态、匀速直线运动状态
平衡力 物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力
二力平衡 一个物体同时受到二个力的作用时，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就彼此平衡，我们称之为二力平衡
二力平衡条件 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”
二、实验探究二力平衡的条件
提出问题 二力平衡的条件是什么？
设计实验 实验时，让小车在水平方向上只受到两个力F1和F2的作用，我们从力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2满足什么关系时，小车可以保持平衡，最后再验证二力平衡时需要作用在同一物体上这一条件。
实验器材 滑轮两个、砝码若干（选最大的）、两个相同托盘（为了使两边拉力相等）、小车、细绳、光滑桌面（阻力小，以减小阻力对实验的影响）等。
实验步骤 （1）将细绳分别系于小车的两个挂钩上且保持两根细绳在一条直线上（图甲），在两个托盘中放入砝码，第一次左盘中砝码质量大，即F1>F2，观察小车的运动情况；第二次左右两盘中砝码质量相等，即F1=F2，观察小车运动情况；第三次左盘中砝码质量小，即F1实验记录 两个力的大小（相等或不相等）两个力的方向（相同或不相同）两个力是否在同一直线上是否作用在同一物体上小车是否平衡操作（1）不相等相反是是否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
分析与论证 当作用在同一小车上的两个力大小相等、方向相反、在同一直线上时，小车处于平衡状态，当不满足其中任何一个条件时，小车都不能平衡
实验结论 作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。
▲拓展培优 改进实验：用卡片探究二力平衡的条件 为了消除小车和桌面之间的摩擦给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于轻质小卡片（重力可以忽略不计）两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在细线的两端挂上钩码，来探究二力平衡的条件。实验中的研究对象是小卡片，小卡片受到两边细线的拉力作用，拉力的大小等于钩码的重力。
三、二力平衡条件的应用
1.确定力的大小和方向
根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。
如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。
2.根据物体受力情况判断物体运动状态
受力情况 运动状态
物体不受力时 静止或做匀速直线运动
物体受力时 受平衡力 静止或做匀速直线运动
受非平衡力 运动状态改变：从静止到运动、从运动到静止、速度变化、运动方向变化等
3.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
运动状态 受力情况
静止 受平衡力作用或不受力
匀速直线运动 受平衡力作用或不受力
运动状态改变 一定受到非平衡力作用
教材深挖 1.当作用在一个物体上的几个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力。 2.同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。 3.同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力为零。需注意的是，相互作用力是作用在两个物体上的，不能求合力。
考点三 摩擦力
一、摩擦力
认识摩擦力 两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，这种力叫做摩擦力
摩擦力产生的条件 （1）接触面粗糙
（2）两物体相互接触并相互挤压（产生压力）
（3）两物体间发生相对运动或有相对运动趋势
摩擦力的作用效果 摩擦力的作用总是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）
摩擦力的作用点 摩擦力是作用在两物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上
摩擦力的方向 总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反
摩擦力的分类 （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力； （2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力； （3）静摩擦力：两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素
提出问题 滑动摩擦力大小与哪些因素有关？
猜想与假设 （1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关； （2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
实验原理 用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，这样读出弹簧测力计的示数，就可以知道滑动摩擦力的大小（滑动摩擦力大小不能直接测量，是根据二力平衡知识间接测量出的）
制订计划与设计实验 影响滑动摩擦力大小的因素有多个，因此在探究过程中要应用控制变量法，如探究压力对滑动摩擦力大小的影响时，要保持接触面的粗糙程度不变；在探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力大小影响时，应控制压力不变
实验步骤 （1）如图甲所示，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在较光滑的长木板上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。 （2）如图乙所示，在木块上放砝码，从而改变木块对长木板的压力，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力的大小； （3）如图丙所示，在长木板上铺上较粗糙的毛巾，保持木块上砝码不变，测出此时匀速拉动木块时的滑动摩擦力大小。
实验数据 实验序号实验条件摩擦力f/N压力情况接触面情况1等于木块的重力木板表面较光滑0.92等于木块和砝码的总重力木板表面较光滑1.63等于木块和砝码的总重力表面较粗糙2.1
分析与论证 （1）由实验1、2可知，接触面粗糙程度相同，压力越大，弹簧测力计的示数越大，即滑动摩擦力越大； （2）由实验2、3可知，压力大小相同，接触面越粗糙，弹簧测力计示数越大，即滑动摩擦力越大。
实验结论 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
2.注意事项
（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程；
（2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行；
（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。
三、摩擦的利用与防止
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。
（2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。
2.增大或减小摩擦的方法
类别 方法 应用举例
增大有益摩擦 增大接触面间的压力 自行车车闸
增大接触面的粗糙程度 汽车、拖拉机、自行车车轮上有凹凸不平的花纹，运动员往手上涂防滑粉
变滚动摩擦为滑动摩擦 火车、汽车在紧急刹车时，制动系统使车轮变滚动为滑动
减小有害摩擦 减小接触面的压力 推动熄火的汽车使其再次启动时，让车内乘客都下车以减小车重
减小接触面的粗糙程度 冰壶比赛中用冰壶刷擦冰
变滑动摩擦为滚动摩擦 轮滑鞋
使接触面分离 给机械部件加润滑油，气垫船、磁悬浮列车
题型一 摩擦力及其产生条件
【典型例题】生活中气球升空、汽车行驶时会受到空气阻力，船在水中航行、人在水中游泳时也会受到水的阻力。在物理学中气体和液体都是流体，故把气体和液体对运动物体施加的阻力叫做流体阻力，请你猜想流体阻力的大小可能与________有关，你猜想时根据的经验事实是________。
【答案】 物体的运动速度 雨滴降落时速度先变大后不变
【详解】[1][2]在生活中，我们有很多这样的经验。比如人跑步时，当速度较慢时，几乎感觉不到风的阻力；但当跑步速度越快，就会明显感觉到风的阻力越大。再如汽车行驶时，速度越快，司机也会感觉到风对汽车的阻力在增大。从雨滴降落的过程来看，雨滴刚开始下落时，速度较小，受到的阻力也较小，随着下落速度不断增大，所受阻力也越来越大，当阻力增大到与重力相等时，雨滴的速度就不再增大，而是保持匀速下落，这也体现了速度对流体阻力的影响，所以可以猜想流体阻力的大小可能与物体的运动速度有关。
【变式】如图甲所示，当手执毛笔悬空静止时，毛笔受到摩擦力的方向_________；为防止白纸打滑，小明用较重的镇纸压住白纸（图乙）。则向右写字过程中镇纸_________（选填“不受摩擦力”“受到向左的摩擦力”或“受到向右的摩擦力”）。
【答案】 竖直向上 不受摩擦力
【详解】[1]当手执毛笔悬空静止时，毛笔所受重力与摩擦力是一对平衡力，重力的方向竖直向下，所以摩擦力的方向竖直向上。
[2]白纸始终处于静止状态，为平衡状态，若水平方向镇纸受到摩擦力，则镇纸在水平方向上不是处于平衡状态，所以镇纸不受摩擦力作用。
题型二 静摩擦力
【典型例题】如图所示，一名质量为的消防员正在进行爬杆训练。当消防员匀速竖直爬升时，所受摩擦力的方向为_______。若他双手与杆的握力增加50N，此时摩擦力的大小为_______N。（取g=10N/kg）
【答案】 竖直向上
【详解】[1]消防员匀速爬行时，在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，重力方向竖直向下，所以，所受摩擦力方向竖直向上。
[2]对杆的握力增大时，在竖直方向上受到的重力和摩擦力仍是一对平衡力，所受摩擦力不变，仍为
【变式】如题图所示，用垂直于黑板的力把重为1.2N的黑板擦压在竖直的黑板上，处于静止状态，此时黑板擦受到的摩擦力为________N，方向是________，黑板对黑板擦中海绵的弹力改变了海绵的________。
【答案】 1.2 竖直向上 形状
【详解】[1][2]黑板擦处于静止状态，受力平衡：竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力是一对平衡力，大小相等、方向相反，因此摩擦力大小等于重力，为1.2 N 。
[3]黑板对海绵的弹力使海绵发生形变，因此弹力改变了海绵的形状。
题型三 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【典型例题】如图是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的体积和形状完全相同，表面粗糙程度不同。
(1)实验时，弹簧测力计应沿水平方向拉着物体做___________运动，此时弹簧测力计的示数等于物体所受滑动摩擦力的大小；
(2)图乙中弹簧测力计的示数为___________N，比较甲、乙两图，可得到的结论是___________；
(3)比较___________两图可得出结论：在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
(4)要“探究滑动摩擦力大小与接触面积大小是否有关”，小华将木块和铜块作为一个整体竖着放置在长木板上，如丁图，测出滑动摩擦力的大小，比较乙、丁两图得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关，这一结论是错误的，理由是___________；
【答案】(1)匀速直线
(2) 接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大
(3)乙、丙
(4)没有控制接触面的粗糙程度相同
【详解】（1）摩擦力不能直接测量，只有当二力平衡时拉力与摩擦力大小相等，所以要求此时沿水平方向拉着物体做匀速直线运动。
（2）[1]由图乙可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数为。
[2]甲、乙两图中接触面的粗糙程度相同，压力不同，且压力越大，弹簧测力计的示数越大，摩擦力越大，因此可得出结论，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）乙、丙两图中压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，因此可以探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
（4）探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的实验中，应控制压力和接触面的粗糙程度相同，小华的结论虽然压力相同，但没有控制接触面的粗糙程度相同，所以结论是错误的。
【变式】如图所示是“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)图甲所示的实验中，将一个木块放在水平木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做___________运动，此时木块受到的滑动摩擦力为___________N；
(2)分析图甲和图乙可知：在接触面粗糙程度相同时，___________越大，滑动摩擦力越大；
(3)在图丙实验的基础上，将木块切成大小不同的两部分，取其中一部分重复图丙实验，观察到弹簧测力计的示数小于F3，由此得出滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。请你判断这样得出的实验结论____（选填“是”或“否”）正确，并说明理由：________________。
【答案】(1) 匀速直线 1.2
(2)压力
(3) 否 没有控制压力大小相同
【详解】（1）[1]要测量滑动摩擦力的大小，需让木块做匀速直线运动，此时木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。
[2]弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向1.2N的位置，示数为1.2N，则拉力为1.2N，所以滑动摩擦力为1.2N。
（2）图甲和图乙中，接触面的粗糙程度相同，图乙中木块上增加了砝码，增大了木块对木板的压力，弹簧测力计的示数更大，说明滑动摩擦力更大。可知：在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[1][2]将木块切成大小不同的两部分后，木块对接触面的压力也发生了变化，没有控制压力大小不变，因此不能得出滑动摩擦力与接触面积有关的结论，故这样得出的实验结论不正确。
题型四 滑动摩擦力
【典型例题】如图甲所示，小明将遥控玩具小车悬挂起来，启动小车，车轮转动但车不前进；而从小车下方向上托起一块木板，当木板接触到轮子时，小车就向右运动，这说明使小车前进的动力是______力，这个力的方向向_____；若桌面上放几只圆柱形铅笔（如图乙所示），铅笔上放一块较长的轻质薄木板，再将车头朝右放在该木板上，启动小车前进挡，木板将向______运动。（后面两空均选填“左”或“右”）
【答案】 摩擦 右 左
【详解】[1][2]小车悬挂时轮子转动无前进动力，木板接触轮子，轮子给木板向左的力，根据力的作用是相互的，木板给轮子向右的摩擦力，使小车前进。
[3]根据力的作用是相互的，小车受到木板向右的摩擦力，同时小车会给木板一个向左的反作用力；乙图中铅笔让木板受到的阻力很小，因此木板会向左运动。
【变式】如图甲所示，物体放在表面粗糙程度都相同的水平桌面上。0~1s物体受到水平推力的作用由静止开始加速运动，调整推力的大小使物体做匀速直线运动，然后撤去推力，物体在2~3s减速滑行，一段时间后静止在水平桌面上。推力的大小与时间的关系图像如图乙所示，则在图中物体受到滑动摩擦力与时间的关系图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由题意可知，1~2s物体做匀速直线运动，推力和滑动摩擦力二力平衡，大小相等。由图乙可知，此过程中推力，因此滑动摩擦力
滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关，物体对桌面的压力等于重力，始终不变，桌面粗糙程度也不变，因此物体运动时滑动摩擦力大小保持不变，始终为1N，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
题型五 摩擦的利用和防止
【典型例题】在“测量物体运动的平均速度”实验中，实验装置如图所示：
(1)测量平均速度的原理是______。
(2)实验中，小组同学发现小车通过AB段路程过快，不便于测量______，为了解决这一问题，可以只将木块向右适当移动；也可以将小车倒置滑下，这是因为用______代替滚动可以增大摩擦。
(3)改进后，进行实验并记录数据在表格中，计算出小车通过AC段路程的平均速度是______m/s。
路程 运动时间 平均速度
sAB=0.45m tAB=3.2s vAB=0.14m/s
sAC=0.9m tAC=4.5s vAC=
(4)由实验可得：小车在下滑过程中速度大小越来越______。
【答案】(1)
(2) 时间 滑动
(3)0.2
(4)大
【详解】（1）用刻度尺测量小车运动的路程s，用秒表测量小车运动的时间t，代入公式就可计算出小车的平均速度，故实验的原理是
（2）[1]实验时发现小车通过AB段路程过快，在斜面上运动的时间很短，不方便测量时间。
[2]将小车倒置滑下，用滑动摩擦代替滚动摩擦，可以增大小车与斜面之间的摩擦，减缓小车的下滑速度，方便测量时间。
（3）由表格数据可知，小车在AC段的平均速度为
（4）由表格数据可知，小车在BC段的平均速度为
由于，故小车在下滑过程中速度越来越大。
【变式】劣质橡皮质硬，擦字时打滑，字擦不干净。小星用橡皮轻轻擦字没擦干净，然后他稍加用力就擦干净了，这是通过______的方法来______（选填“增大”或“减小”）橡皮与纸张间的摩擦力。使用橡皮擦用力向前擦字时，橡皮擦受到的摩擦力方向______（选填“向前”或“向后”），此时橡皮擦发生______（选填“弹性”或“塑性”）形变。
【答案】 增大压力 增大 向后 塑性
【详解】[1][2]小星用橡皮轻轻擦字没擦干净，然后他稍加用力就擦干净了，这是通过增大压力的方法来增大橡皮与纸张间的摩擦力。
[3]摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，使用橡皮擦用力向前擦字时，橡皮擦受到的摩擦力方向向后。
[4]使用橡皮擦用力向前擦字时，橡皮擦因磨损而发生永久性形变，属于塑性形变。
题型六 探究阻力对物体运动的影响
【典型例题】在物理学中，一个结论的得出往往需要经过多个层面的验证和论证，以确保其科学性和实用性。在探索过程中，有一些科学家提出了一些错误或不完全正确的观点，这些观点随着科学的发展逐渐被修正或取代。请你参照示例，列举一个错误或不完全正确的观点，并通过实例进行反驳，写出正确观点。
【示例】错误观点：太阳是宇宙的中心。
反驳的原因及正确观点：宇宙是不断膨胀的，处于不断的变形之中，因此不存在宇宙中心的说法，太阳是太阳系的中心。
错误观点：______；
反驳的原因及正确观点：______。
【答案】 力是维持物体运动的原因 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，因此力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因
【详解】[1][2]错误观点：力是维持物体运动的原因。
反驳的原因及正确观点：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，因此力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因。
错误观点：低音传播速度比高音慢。
反驳的原因及正确观点：声速的大小跟介质的种类、介质的温度有关，与声音的频率无关，因此低音与高音在同种介质环境中的传播速度是相同的。
错误观点：土、水类的重物质向下落，是由于每个物体都有回归其天然所处的趋势。
反驳的原因及正确观点：地球表面附近的物体由于地球的吸引会受到竖直向下的重力，因此重物下落是由于受到重力的作用。
【变式】如图所示，在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题：
(1)实验时应让小车从同一斜面的同一高度滑下，使小车滑到水平面时的_________相同，这种探究问题的方法是____________（填“转换”或“控制变量”）法；
(2)比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越远，说明小车运动的速度改变得越________（填“快”或“慢”）；
(3)伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上做________运动，说明物体的运动________（填“需要”或“不需要”）力来维持；
(4)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过科学的推理而总结归纳出来的，________（填“能”或“不能”）通过实验直接验证。
【答案】(1) 速度 控制变量
(2)慢
(3) 匀速直线 不需要
(4)不能
【详解】（1）[1]让同一小车从同一高度滑下，目的是为了让小车滑到水平面时的速度相同。
[2]本实验控制小车的质量相同，从同一斜面、同一高度静止滑下，水平面的粗糙程度不同，故采用了控制变量法。
（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越远，运动时间越长，说明小车运动的速度改变得越慢。
（3）[1][2]如果水平面光滑，小车在运动时，不受阻力，小车的速度不会减小，则小车将在水平面上做匀速直线运动，小车在水平方向没有受到力，说明物体的运动不需要力来维持。
（4）在自然界中，不可能有绝对光滑的水平面，小车运动时都会受到阻力，故牛顿第一定律不能通过实验直接验证。
题型七 牛顿第一定律
【典型例题】2024年第33届巴黎奥运会已圆满落幕，我国健儿勇夺40枚金牌，展现了非凡的实力和不屈的精神。如图是跳远运动员王嘉男比赛的几个阶段情景示意图，下列说法正确的是（ ）
A．助跑速度越大跳得越远，是因为速度越大惯性越大
B．他从起跳到落地的过程中，其运动状态不断改变
C．当运动员跳到最高点时，此时他所受的合力为零
D．他最终停在落地点，说明物体运动需要力来维持
【答案】B
【详解】A．惯性大小只与物体的质量有关，和速度无关，助跑速度大跳得远是利用惯性，惯性大小不变，故A错误；
B．从起跳到落地的过程中，运动员的速度大小、运动方向都在不断变化，因此运动状态不断改变，故B正确；
C．运动员到达最高点时，受竖直向下的重力和水平的空气阻力的作用，合力不为零，故C错误；
D．运动员最终停下，是阻力改变了它的运动状态，物体运动不需要力维持，故D错误。
故选B 。
【变式】将一个小球竖直向下紧压在弹簧上，突然松开手后，观察到弹簧将小球竖直向上弹起，如图所示。当小球竖直向上运动到达最高点时，如果一切外力都突然消失，则该小球将_________（选填“保持静止”、“匀速向上运动”或“匀速下落”）。
【答案】保持静止
【详解】当小球竖直向上运动到达最高点时，它的速度为零。根据牛顿第一定律，一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 因此，如果此时一切外力都突然消失，小球将保持静止。
题型八 力与运动的关系
【典型例题】某种汽车安全带控制装置如图a，汽车静止或匀速行驶时，摆锤竖直悬挂时，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。如图b，摆锤向东摆起时，锁棒锁定棘轮，安全带不能被拉动，此时汽车正在向______（填“东”或“西”）减速行驶。此装置______（填“能”或“不能”）防范汽车突然加速前进时由于惯性带来的安全隐患。
【答案】 西 不能
【详解】[1]摆锤由于惯性保持原来运动状态，原来车与摆锤运动的速度与方向相同，当摆锤向东摆动时，表明车正向西运动，刚好摆起卡住摆锤，则车应正在减速，所以汽车是向西行驶且向西减速。
[2]当汽车突然加速前进时，摆锤会由于惯性向后摆起。而该装置只有摆锤向东摆起时锁棒才锁定棘轮，所以此装置不能防范汽车突然加速前进时由于惯性带来的安全隐患。
【变式】关于力与运动的关系，下列说法正确的是（　　）
A．物体不受力时，一定处于静止状态
B．物体受到力的作用，运动状态一定改变
C．物体的运动状态改变，一定受到了力的作用
D．物体受到平衡力的作用，一定做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A．根据牛顿第一定律，物体不受力的作用时，可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，故A错误；
B．如果物体受到平衡力作用时，合力为零，物体运动状态不会改变，故B错误；
C．力是改变物体运动状态的原因，所以物体的运动状态改变时，一定受到力的作用，故C正确；
D．物体受到平衡力作用时，可能处于静止状态，也可能做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
题型九 惯性
【典型例题】如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从点向前运动，到点时松手，冰壶滑行到点静止。下列说法正确的是（　　）
A．冰壶在段所受的摩擦力等于在段所受的摩擦力
B．冰壶从到运动的过程，受到了向前的推力
C．冰壶从到运动的过程中，受到的合力逐渐减小
D．冰壶能够从运动到，是由于它受到了惯性
【答案】A
【详解】A．滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关。冰壶在AB段和BC段，对冰面的压力都等于自身重力，大小相等，且冰面粗糙程度相同，因此两段所受摩擦力大小相等，故A正确；
B．冰壶在B点已经松手，不再受到向前的推力，故B错误；
C．冰壶从B到C运动过程中，重力与支持力平衡，合力大小等于摩擦力大小，摩擦力大小不变，因此合力不变，故C错误；
D．惯性是物体本身的固有性质，不能说“受到惯性”，只能说“具有惯性”，故D错误。
故选A。
【变式】2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500km长距离运输的首次测试。假设汽车在一段100km的平直公路上，以恒定功率75kW匀速行驶，速度为30m/s，则汽车所受阻力为___________N。国家对汽车有限速限载的规定，主要是为了防止___________带来的危害。
【答案】 2500/ 惯性
【详解】[1]由题，汽车功率
由得，汽车所受牵引力大小
汽车处于平衡状态，所受阻力与牵引力大小相等，即
[2]汽车质量越大，惯性越大，汽车的运动状态越难改变，若汽车的速度较大，由于惯性向前运动的距离越大，越容易发生事故。
题型十 二力平衡的条件
【典型例题】如图所示的情景中，属于平衡力的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．图中F1与F2，作用在不同的物体上，所以不是平衡力，故A不符合题意；
B．图中木箱的提力F与重力G，大小不相等，所以不是平衡力，故B不符合题意；
C．图中轿车的牵引力F牵与阻力F阻，作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力，故C符合题意；
D．木箱受到的重力G与受到的推力F，不在同一条直线上，且大小也不相等，所以不是平衡力，故D不符合题意。
故选C。
【变式】如图所示，物体甲的质量为，乙的质量为。物体乙恰好水平向右做匀速直线运动，则物体乙受到的摩擦力______。若要使物体乙水平向左做匀速直线运动，则需要给乙施加一个水平向左______的力（不计绳重，绳与滑轮间的摩擦）。
【答案】 5 10
【详解】[1]由题可知，物体乙恰好水平向右做匀速直线运动，物体乙在水平方向上受到绳子的拉力和摩擦力是一对平衡力，其大小相等，物体甲与乙用一根绳子连接在一起，所以甲受到的拉力与自身重力相等，同一根绳子上的力大小相等，因此物体乙受到的摩擦力为
[2]若要使物体乙水平向左做匀速直线运动，由于摩擦力大小与运动方向无关，故其所受到向左的拉力与向右的摩擦力和绳子的拉力之和相等，所以水平向左的拉力为
题型十一 平衡状态的判断
【典型例题】吊车的钢索拉着货物竖直向上运动，如图是货物上升的路程s随时间t变化的图像，不考虑空气的阻力和钢索重力，货物在第8s受到的力是_______（选填“平衡”或“非平衡”）的，货物在第4s时受到钢索拉力的大小与货物重力的大小关系是F拉_______G物（选填“＞”“＝”或“＜”）。
【答案】 平衡 ＝
【详解】[1]根据图像可知，货物在8s时做匀速直线运动，所以受到的合力为0，受到的力是平衡力。
[2]货物在4s时做匀速直线运动，所以受到的合力为0，受到的力是平衡力，在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，故。
【变式】下列关于二力平衡的说法正确的是_________
A．大小相等、方向相反的两个力，一定是一对平衡力
B．放在水平桌面上的墨水瓶对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对平衡力
C．悬挂在绳上静止的小球，绳对小球拉力和小球重力是一对平衡力
D．用沿水平方向的力推桌子，桌子没有推动，人的推力和桌子的重力是一对平衡力
E．围绕地球做匀速圆周运动的人造卫星运动状态不变
F．竖直向上抛出的排球运动到最高点时处于平衡状态
【答案】C
【详解】A．大小相等、方向相反的两个力，如果不在同一物体上或不在同一直线上，也不是一对平衡力，故A错误；
B．放在水平桌面上的墨水瓶对桌面的压力与桌面对它的支持力，作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C．悬挂在绳上静止的小球，绳对小球拉力和小球重力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C正确；
D．用沿水平方向的力推桌子，人的推力和桌子的重力不在一条直线上，所以不是一对平衡力，故D错误；
E．围绕地球做匀速圆周运动的人造卫星运动方向在不断改变，运动状态改变，故E错误；
F．竖直向上抛出的排球运动到最高点时受到重力的作用，合力不为0，不是平衡状态，故F错误。
故选C。
题型十二 探究二力平衡的条件
【典型例题】在探究“二力平衡的条件”的实验中，小萱同学采用的实验装置如图甲所示，小乐同学采用的实验装置如图乙所示，通过实验探究把下列问题填补完整。
(1)如果让你在两个实验装置中选择，你认为装置__________（选填“甲”或“乙”）更科学；
(2)在装置乙中，将小车旋转一定角度，松手后，发现小车旋转后又恢复原状。这说明两个力必须作用在__________，物体才能平衡；
(3)在装置乙中，如果只在右边的盘子里再加一个砝码，此时小车所受的力__________（选填“是”、“不是”）平衡力。
【答案】(1)乙
(2)同一直线上
(3)不是
【详解】（1）本实验探究二力平衡条件，探究的是拉力F1和F2之间的关系，而物体在桌面上运动过程中会受到桌面对其产生的摩擦力影响，在其他条件相同时，图乙中小车受到的滚动摩擦力比图甲中物体受到的摩擦力更小，因此利用图乙采取的实验装置，能够尽量的减小摩擦力对实验结果的影响，所以图乙更科学。
（2）小车旋转一定角度后，拉力F1和F2仍然作用在同一小车上但不在同一条直线上，松手后小车不能保持原有的静止状态，发生旋转，说明两个力必须作用在同一条直线上，物体才能平衡。
（3）装置乙中，如果只在右边的盘子里再加一个砝码，会导致拉力F2大于拉力F1，小车所受合力不为零，小车不能处在平衡状态，此时小车受的力不平衡。
【变式】某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”，每个钩码质量均为50g。
(1)如图甲所示，小组同学在左边和右边各挂一个钩码，这时木块保持静止，说明相互平衡的两个力大小________，方向相反。细心的小明在实验时发现，若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，经过讨论，同学们发现产生这一现象的原因是木块受到了摩擦力的作用，这时木块在水平方向受到的力________（选填“平衡”或“不平衡”）；
(2)实验小组决定改进实验设计，小明同学设计了如图乙所示实验装置，这个装置相比甲图实验装置的优点是________；
(3)经过讨论，又设计出了如图丙所示装置，要求卡片________（选填“弹性要好”或“质量要小”）。在图丙装置左边和右边各挂一个钩码后，将小卡片转动一小角度，松手后，小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在________；
(4)为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，如果利用如图丙所示装置进行实验，下一步的操作是________（选填“剪开左侧绳子”、“剪开右侧绳子”或“剪开卡片”）。
【答案】(1) 相等 平衡
(2)减小摩擦力对实验的影响
(3) 质量要小 同一直线上
(4)剪开卡片
【详解】（1）[1][2]木块保持静止，处于平衡状态，受到平衡力作用，所以相互平衡的两个力大小相等；当左边挂一个钩码，右边挂两个钩码时，木块仍然保持静止状态，说明木块处于平衡状态，那么在水平方向受到的力是平衡的。
（2）图乙装置中用滚动的小车代替图甲中静止的木块，是用滚动摩擦代替滑动摩擦，能够减小摩擦力对实验的影响。
（3）[1][2]为了减小卡片自身重力对实验的影响，应选择质量要小的卡片；将小卡片转动一小角度，两个力不在同一直线上，松手后小卡片旋转后又恢复原状，这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
（4）要探究“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”，就需要把卡片从中间剪开，使它变成两个物体，观察两个小卡片的运动情况，所以下一步的操作是剪开卡片。
题型十三 二力平衡条件的应用
【典型例题】如图1，物体A重10N，在同一水平面上从O点运动至Q点，OP段物体在水平拉力作用下做匀速直线运动，在P点时撤去，改用水平向左的拉力一直作用在物体上，物体仍向右运动，最后在Q点保持静止（g=10N/kg）。
(1)求A的质量以及OP段A的速度；
(2)A从O运动到P，求F1做的功及其功率；
(3)在图2画出A在P点受到的摩擦力f（以“ ”代表物体）；
(4)A在Q点保持静止时，受到的摩擦力_______N 。
【答案】(1)1kg；3m/s
(2)6J；6W
(3)
(4)1
【详解】（1）物体A重10N，质量
OP段物体A的速度
（2）A从O运动到P，做的功
的功率
（3）OP段物体A在的作用下，做匀速直线运动，此时物体A受力平衡，因此物体A在该水平面受到的摩擦力大小为2N，P点时物体A受到水平向左的拉力，因为接触面的粗糙程度和压力大小不变，所以物体A在P点受到摩擦力的大小仍为2N，方向水平向右，用一条水平向右的带箭头的直线表示力的大小和方向，因为，所以表示f大小的线段的长度比长。据此作图。
（4）物体A在Q点静止，水平方向上拉力与摩擦力平衡，所以
【变式】小明在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，提出以下猜想：
猜想一：滑动摩擦力的大小与压力大小有关；
猜想二：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。实验中小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)图甲中将木块放在水平木板上，用弹簧测力计水平拉动木块，使木块做_________运动，根据二力平衡知识可知，此时木块受到的滑动摩擦力大小为_________N。
(2)小明为了进一步探究猜想二，进行如图乙、丙所示的实验。由于所用的弹簧测力计量程较小，当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没拉动丙图中的木块，为了用现有的实验器材顺利完成此实验探究，可采取的办法是：_________。
【答案】(1) 匀速直线
4.2
(2)取下木块上的砝码，控制压力不变后重新实验
【详解】（1）[1]根据二力平衡原理，只有水平拉动木块做匀速直线运动时，木块受力平衡，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小。
[2]图中弹簧测力计分度值为0.2N，读数为4.2N，因此滑动摩擦力大小为4.2N。
（2）验证猜想二滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，需要遵循控制变量法，保持压力大小不变，只改变接触面粗糙程度。丙图接触面为毛巾，粗糙程度更大，现有压力下摩擦力超过了弹簧测力计量程，因此可以取下木块上的砝码，减小总压力，保证乙、丙实验压力相同，即可顺利完成探究。
题型十四 二力或多力平衡问题
【典型例题】如图所示，是我国首个不用人为控制且能送货到家的无人快递车。它能自动避让行人、车辆，还能乘电梯、叫门。当不载货快递车在水平路面上匀速行驶时，下列说法正确的是（　　）
A．快递车受到的重力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
B．快递车受到的重力与快递车对地面的压力是一对平衡力
C．快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力是一对平衡力
D．快递车受到的水平牵引力与快递车受到的支持力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A．快递车受到的重力，地面对快递车的支持力，二者大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上，是一对平衡力，故A正确。
B．重力受力物体是快递车，快递车对地面的压力受力物体是地面，不是同一物体，且两个力方向都向下，不是平衡力，故B错误。
C．快递车对地面的压力受力物体是地面，地面对快递车的支持力受力物体是快递车，不作用在同一物体上，属于一对相互作用力，不是平衡力，故C错误。
D．水平牵引力是水平方向，支持力是竖直方向，不在同一直线上，方向也不相反，不是平衡力，故D错误。
故选A。
【变式】一个物体在三个共点力的作用下处于静止状态，现在若撤去其中一个水平向左的力，其大小。下列说法中正确的是（　　）
A．其余两个力的合力大小一定等于，方向水平向右
B．其余两个力的合力大小一定等于，方向不一定水平向右
C．其余两个力的合力大小不一定等于，方向水平向右
D．其余两个力的合力大小不一定等于，方向不一定水平向右
【答案】A
【详解】当一个物体在三个共点力作用下处于静止状态时，这三个力的合力为零，即任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反。
现在撤去其中一个水平向左的力，其大小，那么其余两个力、的合力必然与大小相等、方向相反。
所以其余两个力的合力大小一定等于，方向水平向右。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
题型十五 平衡力与相互作用力的区别
【典型例题】如图所示，用细绳水平拉着木块沿水平桌面向右做匀速直线运动，下列各力中是一对平衡力的是（　　）
A．木块对细绳的拉力和木块对桌面的摩擦力
B．木块对桌面的摩擦力和桌面对木块的摩擦力
C．桌面对木块的支持力和木块的重力
D．木块对细绳的拉力和桌面对木块的摩擦力
【答案】C
【详解】A．木块对细绳的拉力，受力物体是细绳；木块对桌面的摩擦力，受力物体是桌面。这两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故A不符合题意；
B．木块对桌面的摩擦力，受力物体是桌面；桌面对木块的摩擦力，受力物体是木块。这两个力是一对相互作用力，不是平衡力，故B不符合题意；
C．桌面对木块的支持力方向竖直向上，木块的重力方向竖直向下，这两个力都作用在木块上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，故C符合题意；
D．木块对细绳的拉力，受力物体是细绳；桌面对木块的摩擦力，受力物体是木块。这两个力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D不符合题意。
故选C。
【变式】如图所示，在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个不同材质的木块，甲木块用一根细绳拴住并固定在左边的竖直板上，则地对乙的支持力与乙所受重力________一对平衡力（选填“是”或“不是”）；现用的力把木块乙从右端匀速抽出时，木块甲处于静止，则________会受到20N向左的摩擦力（选填“甲”或“乙”）。
【答案】 不是 乙
【详解】[1]地对乙的支持力的受力物体是乙，大小等于甲和乙的重力之和；而乙所受重力的受力物体是乙，大小仅为乙自身的重力。两个力的大小不相等，所以不是一对平衡力。
[2]木块乙被匀速抽出时处于平衡状态，水平方向上受到向右的拉力F=20N，和甲对它向左的摩擦力，根据二力平衡，甲对乙的摩擦力大小为20N。根据力的作用是相互的，乙对甲的摩擦力大小也为20N，方向向右。又因为甲处于静止状态，水平方向上受到绳子向左的拉力和乙对甲向右的摩擦力；所以受到20N向左的摩擦力的是乙。
题型十六 力与图像结合问题
【典型例题】某次演练中，直升机悬停于高空，一伞兵（含伞）跳伞后竖直降落，其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是（　　）
A．在内，伞兵受到的重力小于阻力 B．在内，伞兵受到的重力等于阻力
C．在内，伞兵受到的重力大于阻力 D．在内，伞兵受到的阻力保持不变
【答案】B
【详解】A．由图知在内，伞兵速度在增大，受到的重力大于阻力，故A错误；
B．由图知在内，伞兵速度不变，做匀速直线运动，受到的重力等于阻力，故B正确；
CD．由图知在内，伞兵速度在减小，受到的重力小于阻力，并且速度越小，阻力越小，因此阻力在逐渐减小，故C、D错误。
故选B。
【变式】如图甲所示，张华用水平推力F推置于水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1~3s木箱做______（选填“匀速”或“变速”）运动，1~3s木箱所受的滑动摩擦力是______N。
【答案】 变速 200
【详解】[1]由图丙可知，内木箱的速度逐渐增大，木箱做变速运动。
[2]由图乙可知，木箱受到的推力，由图丙可知，木箱做匀速直线运动，根据二力平衡，摩擦力等于推力200N。因为滑动摩擦力的大小与压力、接触面的粗糙程度有关，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以木箱所受的滑动摩擦力等于在内木箱受到的滑动摩擦力，大小为200N。
1．如图所示，木块A置于粗糙木板B上，木板B置于地面上。用力F推动木块B时，A、B一起向左运动且保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A．若A、B一起向左做加速运动，则B对A的摩擦力水平向左
B．若A、B一起向左做减速运动，则B对A的摩擦力水平向左
C．若A、B一起向左做匀速运动，则B对A的摩擦力水平向左
D．只要A、B一起向左运动，则B对A的摩擦力水平向左
【答案】A
【详解】A．若A、B一起向左加速，A相对于B有向右运动的趋势，因此B对A的摩擦力水平向左，故A正确；
BD．若A、B一起向左减速，A相对于B有向左运动的趋势，因此B对A的摩擦力水平向右，故BD错误；
C．若A、B一起向左匀速运动，A受力平衡，水平方向合力为0，因此B对A没有摩擦力，故C错误；
故选A。
2．如图甲所示，木块放在水平桌面上，后将桌子右侧缓缓抬起，木块与桌面未发生相对运动，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．木块受到的支持力是由于木块形变产生的
B．抬起过程中，木块所受重力和桌面对木块的支持力是一对平衡力
C．抬起过程中，桌面受到沿桌面方向向下的摩擦力
D．抬起过程中，木块对桌面的压强大小不变
【答案】C
【详解】A．弹力是施力物体发生形变产生的，木块受到的支持力的施力物体是桌面，因此支持力是桌面形变产生的，故A错误；
B．抬起过程中，木块受到重力、支持力和静摩擦力三个力，且重力和支持力的方向不在同一直线上，不满足二力平衡的条件，故B错误；
C．抬起过程中，木块有沿桌面向下滑的趋势，所以桌面对木块的静摩擦力沿桌面向上；根据力的作用是相互的，桌面受到沿桌面方向向下的摩擦力，故C正确；
D．抬起过程中，木块对桌面的压力减小，受力面积不变，根据压强公式可知，压强减小，故D错误。
故选 C。
3．如图所示，小红在游乐园玩“套圈”游戏，在套圈从点运动到点的过程中（不计空气阻力），下列说法错误的是（　　）
A．套圈在点的重力势能最大
B．套圈在点的机械能等于在点的机械能
C．套圈由点到点的过程中，重力势能转化为动能
D．套圈运动到点时若所受的力全部消失，它将保持静止状态
【答案】D
【详解】A．重力势能大小与物体质量和高度有关，套圈质量不变，b点是运动过程中高度最高的位置，因此套圈在b点的重力势能最大，故A正确，不符合题意；
B．不计空气阻力，套圈运动过程中机械能守恒，全程机械能大小保持不变，因此套圈在c点的机械能等于在a点的机械能，故B正确，不符合题意；
C．套圈由b点到c点的过程中，质量不变，高度减小、速度增大，因此重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能，故C正确，不符合题意；
D．套圈运动到b点时，在水平方向仍具有一定的速度，不是静止状态；根据牛顿第一定律，若此时所受的力全部消失，套圈将保持匀速直线运动，不会保持静止，故D错误，符合题意。
故选D。
4．下列关于惯性的说法中，正确的选项是（ ）
A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．运动员百米赛跑到终点时，不能立刻停下是受到惯性作用
C．高速行驶的货车不容易停下来，说明速度越大惯性越大
D．踢出去的足球由于惯性继续向前运动
【答案】D
【详解】A．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性，人走路时和被绊倒时都有惯性，故A错误；
B．惯性是物体的固有属性，不是力，不能表述为“受到惯性作用”，运动员百米赛跑到终点不能立刻停下是因为运动员具有惯性，故B错误；
C．惯性的大小只与物体的质量有关，与运动速度无关，高速行驶的货车不容易停下是因为货车质量大、惯性大，而不是速度越大，惯性越大，故C错误；
D．踢出去的足球由于具有惯性，要保持原来的运动状态，所以会继续向前运动，故D正确。
故选D。
5．如图所示，将A置于B上，A、B接触面水平。用力F把B压在竖直墙上，A、B均静止。若将A拿走，并增大F，关于B对墙的压力N，B受墙的摩擦力f，下列判断正确的是（ ）
A．N增大，f不变 B．N增大，f增大 C．N不变，f不变 D．N增大，f变小
【答案】D
【详解】A、B整体静止，水平方向受力平衡，墙对B的支持力大小等于推力；根据相互作用力大小相等，B对墙的压力。拿走A后推力增大，因此增大。 竖直方向：物体保持静止，竖直方向受力平衡，墙对B的静摩擦力等于竖直向下的总重力。拿走A前，摩擦力；拿走A后，摩擦力，因此摩擦力比原来变小，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．如图，用力F把物体压在竖直墙面上处于静止状态，关于物体的受力情况说法正确的是（　　）
①手对物体的压力和物体受到的重力是一对平衡力
②手对物体的压力和墙壁对物体的支持力是一对平衡力
③手对物体的压力和物体对手的弹力是一对相互作用力
④手对物体的压力和墙壁对物体的支持力是一对相互作用力
A．①和② B．②和③ C．②和④ D．③和④
【答案】B
【详解】物体静止在竖直墙面上，水平方向受到手对物体的压力和墙壁对物体的支持力；竖直方向受到重力和墙壁对物体的摩擦力。
①：手对物体的压力在水平方向和物体的重力在竖直方向，方向不相反，不是一对平衡力。
②：手对物体的压力和墙壁对物体的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，是一对平衡力。
③：手对物体的压力和物体对手的弹力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上、作用在同一直线上，是一对相互作用力。
④：手对物体的压力和墙壁对物体的支持力是作用在同一物体上的平衡力，不是相互作用力；
综上所述，②和③正确，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．医院的配送机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，它受到的阻力为60N，牵引力对机器人做功功率_______W。当机器人携带20kg的药品乘坐电梯上升30m高度时，机器人对药品做功______J。（g取10N/kg）
【答案】 48 6000
【详解】[1] 机器人沿直线匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，大小相等，即
根据功率推导公式代入数据得
[2]先计算药品的重力
机器人对药品做功等于克服药品重力做的功，代入数据得
8．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在5N的水平推力F1作用下，木块A、B一起做匀速直线运动，此时木块A受到桌面的摩擦力方向是____（选填“水平向左”或“水平向右”）；若将木块A、B紧靠着放在同一水平桌面上，用水平力F2推木块A使它们一起做匀速直线运动（如图乙所示），则推力F2______（选填“＞”“＜”或“＝”）5N。
【答案】 水平向左 ＝
【详解】[1]图甲中，AB看成一个整体，在5N的水平推力F1作用下，A、B一起向右做匀速直线运动，因此A受的推力和摩擦力是一对平衡力，二者方向相反，推力水平向右，故木块A受到桌面的摩擦力方向是水平向左。
[2]若将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力也不变，木块A、B一起做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的摩擦力与推力F2是一对平衡力，大小相同，因此
9．小明进行单板滑雪U形池训练，当经过右侧地面最高处O点的瞬间（此时速度不为零），若他受到的外力全部消失，则小明的运动轨迹是图中的_____（选填“”“”或“”）。
【答案】
【详解】小明滑至O点瞬间，如果此时他受到的外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，小明会保持原来的速度继续竖直向上运动，即沿方向做匀速直线运动，因此运动轨迹为。
10．如图甲所示，盛有水的烧杯随小车一起水平向右做__________（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，当烧杯中的水面出现图乙所示的状态时，则小车此时正在做__________（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动，做出上述判断的根据是__________（选填“水”或“烧杯”）具有惯性。
【答案】 匀速 减速 水
【详解】[1][2][3]图甲中水在烧杯里很平稳，保持相对静止，因此水、烧杯和小车一起向右做匀速直线运动，图乙中水由于惯性保持原来的运动状态，水面向右倾，说明车在减速。
11．小华握住竖直的笔杆静止时，笔杆对手的摩擦力方向是_______；增大手对笔杆的握力，笔杆受到的摩擦力将_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 竖直向下 不变
【详解】[1]笔杆处于静止状态，根据二力平衡条件可得，笔杆受到的摩擦力方向竖直向上，手对笔杆的摩擦力和笔杆对手的摩擦力是一对相互作用力，故笔杆对手的摩擦力方向是竖直向下。
[2]根据二力平衡条件可得，笔杆受到的摩擦力大小始终等于笔杆的重力大小，由于笔杆的重力大小不变，故笔杆受到的摩擦力大小不变。
12．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力的作用，的大小与时间的关系如图乙所示；物体运动的速度与时间的关系如图丙所示，由图像可知当时，物体处于____________，时，物体受到的摩擦力为____________N。
【答案】 匀速直线运动状态 2
【详解】[1][2]由图像可知，4s～6s内物体运动的速度不变，即做匀速直线运动，因此时，物体处于匀速直线运动状态，此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，由图像可知，4s～6s内物体受到的拉力为2N，则滑动摩擦力；由图像可知，在2s～4s内物体做加速运动；由于该过程中压力大小和接触面的粗糙程度均不变，所以物体受到的滑动摩擦力大小不变，仍然为2N，则时，物体受到的摩擦力为2N。
13．如图所示，工件与传送带一起沿水平方向向右运动，请在相应位置画出当传送带突然停止时工件的受力示意图。
【答案】
【详解】工件在竖直方向上受到重力和支持力的作用，二者的大小相等、方向相反，是一对平衡力，过工件重心沿竖直向上和竖直向下的方向画出这两个力，分别记为F、G，注意这两条线段要等长；当传送带突然停止时，工件由于惯性向前滑动，或者产生向前滑动的趋势，此时工件还会受到传送带给它的摩擦力f，方向向左，如图所示：
14．小潘还在公园里发现氢气球下吊一小球，小球斜向上沿MN方向做匀速运动，不计小球的空气阻力和浮力，请画出小球所受力的示意图。
【答案】
【详解】小球在空中沿MN斜向上做匀速直线运动时，处于平衡状态，则所受到的力为平衡力。不计空气阻力和浮力，小球受到竖直向下的重力、竖直向上细线的拉力，这两个力是一对平衡力，等大、反向、且共线。据此作图。
15．小明同学在喝完的矿泉水瓶里装入少许沙土，随手一丢它竟然可以倾斜着立在水平桌面上（如图甲所示），请在图乙中画出矿泉水瓶的受力示意图。
【答案】
【详解】矿泉水瓶倾斜着立在水平桌面上，处于平衡状态，重力和支持力是平衡力，重力和支持力在同一直线上，水瓶的下面是沙土，水瓶的下面较重，重心靠下，过重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用G和F表示，注意作图时两条线段长度要相等。如图所示：
16．如图所示为我国生产的一款水陆两栖观光车。若观光车在水中以10m/s的速度匀速直线航行2min，此时发动机的输出功率恒为。求此过程中：
(1)观光车航行的路程；
(2)观光车发动机所做的功；
(3)观光车航行过程中受到的阻力。
【答案】(1)1200m
(2)
(3)
【详解】（1）观光车航行的时间
观光车航行的路程
（2）观光车发动机所做的功
（3）观光车匀速直线航行，观光车受到的阻力等于观光车受到的牵引力
17．如图所示，某同学用大小为、方向为水平向左的推力推一个质量为的箱子，使箱子在水平路面上匀速前进。求：
(1)箱子受到的重力；
(2)此时箱子所受到地面的摩擦力；
(3)当水平推力增大到时，箱子所受的合力大小与方向。
【答案】(1)300N
(2)20N
(3)30N，方向水平向左
【详解】（1）根据重力公式，已知箱子质量，，则重力
（2）箱子在水平路面上匀速前进，处于平衡状态，水平方向上的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。已知推力，所以摩擦力
（3）滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素不变，所以摩擦力仍为，方向与运动方向相反,即水平向右。此时水平推力，方向水平向左。合力大小
合力方向与推力方向相同，即水平向左。
18．在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，李琴同学猜想滑动摩擦力的大小可能与①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小这三个因素有关。为此她准备了如下器材：六个面粗糙程度均相同的长方体木块A（一侧面中间固定挂钩）、若干质量相等的砝码、水平桌面、弹簧测力计、光滑木板、棉布、粗糙长木板B。依次进行了图甲、乙、丙所示的实验操作，以此验证自己的猜想，请完成下列问题：
(1)实验中需沿水平方向拉动物块做匀速直线运动，才能通过弹簧测力计读出滑动摩擦力的大小，这是利用了________的知识；
(2)比较________两个实验能够得到的结论是：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
(3)想探究猜想③，她决定选择图甲作为一次对比，此时，她还需要做的操作是：在图甲的基础上，将木块________，利用弹簧测力计匀速水平拉动木块，读出弹簧测力计的示数，若这次的示数和图甲的示数相同，则说明滑动摩擦大小和接触面积无关。
【答案】(1)二力平衡
(2)乙、丙
(3)侧放
【详解】（1）沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，木块处于平衡状态，受平衡力，木块所受的摩擦力与拉力平衡，根据二力平衡的知识，相互平衡的两个力大小相等，可以判断出摩擦力的大小。
（2）要探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系，应控制压力相同。比较乙、丙两次实验，这两次实验，木块对桌面的压力相同，接触面的粗糙程度不同，弹簧测力计示数不同。木块在棉布表面上运动，弹簧测力计示数更大，说明木块在棉布表面运动受到摩擦力更大，说明压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（3）要探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系，应控制压力相同，接触面粗糙程度相同，接触面积不同。图甲，木块平放，用弹簧测力计拉着木块匀速直线运动，记录测力计的示数。接下来将木块侧放（或竖放）。用弹簧测力计拉着木块匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数。如果这次的示数与图甲的示数相同，则说明滑动摩擦力与接触面积无关
19．小明联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关，于是他用金属球模拟电动自行车，探究电动自行车动能的影响因素。
猜想一：由“限载”可猜想到电动自行车的动能大小与质量有关
猜想二：由“禁止超速”可猜想到电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、两个钢球、木块和长木板。实验装置如图所示。
(1)他们做了如图所示的三次实验：让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映_______。（填写序号）
①小球撞击木块后的动能 ②小球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格。
(3)探究甲乙图时，是为了验证猜想________（填写字母）；实验结论：___________；
(4)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是_____（填写字母）
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的水平面 ③质量不同的小球
【答案】(1)②
(2)
实验次数 钢球的质量m/kg 钢球下落的高度h/cm 木块被撞击后滑行的距离s/cm
(3) 一 速度一定时，物体的质量越大，动能越大
(4)②
【详解】（1）本实验利用转换法，我们需要探究的是小球到达水平面（撞击木块前）的动能大小，木块被推得越远，说明小球撞击木块前的动能越大，因此选②。
（2）实验中需要测量钢球的质量、钢球下落的高度和木块滑行的距离，如下表所示：
实验次数 钢球的质量m/kg 钢球下落的高度h/cm 木块被撞击后滑行的距离s/cm
（3）[1][2]甲、乙两图中，小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，只有小球质量不同，因此探究动能与质量的关系，验证猜想一；实验中质量更大的小球推动木块滑行更远，可得结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（4）探究阻力对物体运动的影响，需要改变水平面的阻力大小，因此需要增加粗糙程度不同的水平面，故选②。
20．小明发现，有些实验有相似之处：在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上：
(1)添加一条棉布和一块玻璃板，可完成_________实验（选填“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”）。
(2)以下说法中正确的是______。
①两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
②“探究阻力对物体运动的影响”实验可以用压缩的弹簧代替斜面
③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放
【答案】(1)探究阻力对物体运动的影响
(2)②
【详解】（1）探究动能大小与哪些因素有关，需要改变物体的质量和运动速度，不能改变物体所受摩擦力的大小，而探究阻力对物体运动的影响，在水平面铺上棉布（阻力大）、木板（阻力较小）、玻璃板（阻力小）来改变小车受到的阻力，故添加一条棉布和一块玻璃板，可完成探究阻力对物体运动的影响。
（2）①“探究阻力对物体运动的影响”实验，是在实验基础上科学推理（若阻力为零，小车匀速直线运动）；“探究动能大小与哪些因素有关”实验，是通过实验现象（木块被推动的距离）直接归纳结论，所以①错误；
②本实验用压缩的弹簧代替斜面，实验时用小车把弹簧压缩到相同长度（即弹簧的形变程度相同，具有的弹性势能相同），可以控制脱离弹簧时小车的速度相同，故②正确；
③“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车从同一斜面同一位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时初速度相同；但“探究动能大小与哪些因素有关”实验，若探究动能与速度的关系，需让同一小车从不同高度滑下，所以③错误。
故选②。21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑