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第2节 运动与相互作用
考点一、牛顿第一定律
1.两种观点
亚里士多德：如果一个物体要持续运动，就必须对它施加力的作用，如果这个力被撤去，物体就会停止运动。也就是“物体运动要靠力来维持”
伽利略：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力，即力是改变物体运动状态的原因
2.探索活动：阻力对小车运动的影响
设计实验 取一辆小车，让它三次都从斜面上同一位置由静止滑下，如图所示。通过在木板表面铺上粗糙程度不同的棉布和丝绸改变小车受到的阻力大小。比较小车每次滑行的距离(距离越远，反映速度减小得越慢)有什么不同 棉布表面 丝绸表面 木板表面
实验器材 小车、斜面、木板、棉布、丝绸、刻度尺
实验过程 (1)在水平木板上分别铺上棉布和丝绸，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。(2)水平面上不铺任何材料，重复上述实验实验记录表水平面的材料小车受到的阻力(大、较大、小)小车运动的距离(大、较大、小)棉布大小丝绸较大较大木板小大
探究结论 实验表明：水平面越光滑，小车在水平面上运动时，所受的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢
实验推理 实验推理：如果小车在水平面上运动时不受阻力(水平面绝对光滑)的作用，则小车将保持原来的速度和方向永远地运动下去。即物体将做匀速直线运动
【注意】
(1)实验时要用同一辆小车，每次都要使小车从斜面的同一位置由静止滑下，这样做的目的是保证小车在斜面底端开始运动时的初速度相同。
(2)依次在木板表面铺上棉布、丝绸，目的是改变阻力的大小，以便探究阻力对物体运动的影响。棉布、丝绸只能铺在水平木板上，不能铺在斜面上。
科学思维——转换法和控制变量法
(1)转换法的应用
把无法直接测量的阻力对运动的影响转化为可直接比较的小车的运动距离，即通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑动的距离，判断阻力对小车运动的影响，运用了转换法。
(2)控制变量法的应用
实验中让小车从斜面上同一位置由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度(即阻力大小),研究阻力对运动状态的影响。
科学思维——科学推理法
我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体运动时都要受到阻力的作用。因此运动的物体受到的阻力为零的情况是不存在的，物体运动时受到阻力为零的运动状态就不能用实验直接验证，只能在实验的基础上进一步推理得出，这种研究问题的方法称为科学推理法，也叫理想实验法。
3.牛顿第一定律
(1)内容：任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)对牛顿第一定律的理解
任何 “任何”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用
总 “总”指的是总是这样，没有例外
或 “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和运动方向继续做匀速直线运动
(3)有关牛顿第一定律的两个易误问题
①由牛顿第一定律可知，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何力的作用时，将保持匀速直线运动状态。因此，我们应当牢记力是改变物体运动状态的原因。
②牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量实验事实的基础上，通过归纳和推理概括出来的。由该定律得出的推论，经受住了实践的检验。
牛顿第一定律的建立过程
科学家 提出的观点
伽利略 如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变
笛卡儿 如果运动物体不受到任何力的作用，将永远沿原来的方向做匀速直线运动
牛顿 一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态(牛顿第一定律)
4.力是改变物体运动状态的原因
力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，要改变物体的速度大小和运动方向，必须对物体施加力的作用。
力的方向与物体运动方向在同一条直线上时，力的方向与运动方向相同，物体做加速度直线运动；力的方向与运动的方向相反，物体做减速直线运动。力的方向与物体运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
典例1：如图为科技小组“探究牛顿第一定律”的实验装置。实验中小组成员小虎先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，观察小车运动的距离，从而得出力和运动的关系。
（1）科技小组成员小明认为实验操作中有一处明显的错误，请你帮他指出错误操作是　 　
（2）在上述实验观察分析的基础上，可以推测：如果阻力为零，水平面足够长，小车将做　 　，此处用到了　 　（选填 “控制变量”“科学推理”或“转换”）法。
（3）对于“力和运动的关系”的问题，下列说法中正确的是（ ）
A．力是维持物体运动状态的原因 B．只有在力的作用下物体才能运动
C．力是改变物体运动状态的原因 D．只要有力作用在物体上，物体的运动状态一定改变
变式1：如图所示，甲乙两个相同的钢球，以相同的速度分别沿着竖直向上和斜向上方向抛出，若不计空气阻力，则它们在空中运动过程中，下列叙述正确的是（　　）
A．甲、乙最高点时的速度相同
B．甲、乙在空中的受力情况不同
C．最高点时突然一切外力消失，甲将保持静止状态
D．最高点时突然一切外力消失，乙将保持静止状态
变式2：在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态。由静止释放，不计空气阻力，小球可在A、C两点间来回摆动，B点是小球运动轨迹中的最低点，如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．从A运动到C的过程中，小球的运动状态不变
B．小球运动到C点时，小球速度为0，处于平衡状态
C．小球运动到B点时，若细线断开，小球将竖直下落
D．小球运动到C点时，若细线断开，小球将竖直下落
变式3：如图所示，小球从A点静止释放，运动到C点时，若一切外力全部消失，则小球会沿路线 　 　(填“a”“b”“c”或“d”)运动，你判断的依据是　 　。若轨道变为半圆形，当小球滚至右侧最高点时，若一切外力全部消失，它将　 　 。
考点二、惯性
1.概念：物体有保持原有静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫作惯性。因此，牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.惯性现象：在生活中我们经常遇到惯性现象，例如：当汽车突然起动时，车上乘客的下部已随车向前运动，而身体的上部由于惯性还要保持静止状态，这时乘客就要向后倒；反之，当汽车突然刹车时，车上的乘客会向前倾。
解释惯性现象的基本步骤：
(1)确定研究对象：
(2)明确此物体原来处于什么运动状态：
(3)其中的哪个物体(或物体的哪一部分)受何种力，运动状态发生何种改变；
(4)哪个物体(或物体的哪一部分)由于惯性继续保持原来的运动状态；
(5)发生了何种现象(或造成了何种结果)。
3.惯性的利用
生活中利用惯性可带来很多便利。如：锤头松了，把锤柄在石头上撞击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力甩手等，都是利用了物体的惯性。
4.惯性的危害及防范
惯性有时会给人们带来危害，需要防范。如车速太快、车距太近容易发生交通事故，车辆在急转弯时容易侧翻等。为此，交通管理部门制定了相关规定，如要求司机和乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，人由于惯性向前运动而造成伤害；车辆行驶中要保持车距，限制车速，禁止超载等。
【注意】
(1)惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体还是气体，无论物体是静止的还是运动的，无论物体受力还是不受力，都具有惯性。
(2)惯性大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的运动状态、形状、所处位置等因素无关。
(3)惯性不是力，惯性只有大小，没有方向。所以描述惯性现象时，只能说“物体具有惯性”或者说“由于惯性”,而不能说“惯性力”“惯性作用”或“受到惯性作用”等。
典例1：小刚同学放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身子向前跌倒(图甲)。继续行走一会儿，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(图乙)。对这两种情景，下列解释合理的是（　　）
A．图甲、乙两种情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
B．图甲、乙两种情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
C．图甲情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态；图乙情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
D．图甲情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态；图乙情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
变式1：（2023七下·金东期末）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是通过实验直接得出的
B．一切物体都具有保持原来运动状态的性质
C．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
D．高速行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
变式2：“泼水节”是云南傣族最隆重的节日。从科学角度分析，泼水的原理是：水原来与脸盆一起向前运动，当脸盆突然停止运动时，脸盆中的水由于　 仍然要　 　，于是水就从脸盆中泼了出去。
变式3：北京冬奥会已成功举办，冰壶作为冬奥会重要项目之一深受观众喜爱。如图为投掷壶从出发点A运动至D点并撞击目标壶的路径。
（1）投掷壶离开手后能在冰道上继续前行是因为冰壶具有　 　。
（2）两只冰壶相撞后偏离不同方向，说明力能改变物体的　 　。
考点三、二力平衡
1.平衡状态：当一个物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，物体处于平衡状态。
2.二力平衡：一个物体在两个力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动状态，就说这两个力是平衡的(这两个力是一对平衡力),即二力平衡。
3.探索活动：二力平衡的条件
进行实验并收集证据 (1)实验装置如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等日的砝码，观察小车的运动情况。(2)在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。(3)保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度日，然后释放，观察小车的运动情况。(4)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使F 、F 同时向左，观察小车的运动情况
实验记录 小车在水平方向的受力情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在同一直线上
不相等 相反 是 是
相等 相反 是 否
相等 相反 否 是
相等 相同 是 是
分析与论证 (1)比较表中实验1、2可知，要使小车运动状态不变，保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。(2)比较表中实验2、3可知，当把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，F1、F2在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。(3)比较表中实验2、4可知，当F1、F2方向相反时，小车静止，运动状态不改变；当F1、F2均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。
结论 作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且力的作用线在同一条直线上，这两个力就相互平衡。可简记为：同体、等大、反向、共线
实验改进 为消除小车与桌面之间的阻力给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于小卡片(重力可忽略不计)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，进行实验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
【注意】实验中减小阻力的方法
①用较为光滑的桌面和带有轮的小车，而不选用木块。
②可以用轻质小卡片(忽略卡片重力对实验的影响)替代小车。
③给滑轮加润滑油或者使用质量较大的砝码。
5.二力平衡条件的应用
(1)可以判断物体是否受力平衡。
方法是先确定研究对象，再分析受力情况，若满足二力平衡的条件，则受力平衡；若不满足，则受力不平衡。例如用50N的力提着一个重50N的书包，研究对象为书包，受重力和拉力作用，这两个力满足二力平衡的条件，故书包受力平衡。
(2)可根据一个力的大小、方向，确定另一个力的大小、方向。
例如电灯重1N,则电线对灯的拉力是多大 方向如何 因为电灯静止时所受重力和电线的拉力是一对平衡力，重力的大小为1N,方向竖直向下，根据二力平衡的条件，则拉力的大小也为1N,方向竖直向上。
6.力和运动的关系
物体的运动与受力情况密不可分，我们可以根据物体的受力情况来判断运动状态的改变，也可以根据物体运动状态的变化来分析物体的受力情况。二者的关系如下表所示：
物体受力条件 物体运动状态 说明
不受力、受平衡力 静止或做匀速直线运动 力不是维持物体运动的原因
受非平衡力 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因
典例1：如图所示是小义和小乌同学探究二力平衡条件时的实验情景。卡片和细线的质量、滑轮的摩擦不计。
（1）如图（甲），当卡片平衡时，小义同学将卡片旋转一个角度，松手时卡片会转动。此实验用于证明的二力平衡条件是　 　；
（2）如图（乙），小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码，可观察到卡片将 。
A．向左下方运动 B．向右上方运动 C．仍静止不动 D．转过一定角度
变式1：用测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1米/秒和2米/秒，测力计两次的示数分别为F1和F2，则（　　）
A．F1=F2 B．F1=2F2 C．F2=2F1 D．F2=0.5F1
变式2：下列情形中，“嫦娥五号”受平衡力作用的是（　　）
A．“嫦娥五号”从文昌航天发射场发射后加速升空
B．“嫦娥五号”绕月匀速飞行
C．“嫦娥五号”落月后静止在月球表面
D．“嫦娥五号”返回舱返回时依靠降落伞减速
变式3：（1）10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功（如图甲）。对接后，“神舟十一号”相对于“天宫二号”是　 　的，此时它们　 　（填“受平衡力”、“不受力”或“受非平衡力”）作用绕着地球做圆周运动。
（2）图乙是宇航员陈冬打乒乓球的情景，他先在一边发了个球，然后追上乒乓球到另一边，把它又打了回去。这说明力能够改变　 　
考点四、摩擦力
1.摩擦力的定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力，这种力就叫作摩擦力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触；(2)接触面不光滑；
(3)两物体相互挤压，发生形变，有弹力；
(4)两物体之间正在发生相对运动或有相对运动趋势。这四个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
(1)滑动摩擦：两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦。
(2)滚动摩擦：两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦。
(3)静摩擦：两个有相对运动趋势但相对静止的物体之间存在的摩擦。
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势，所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
5.摩擦力的大小
物体做匀速直线运动或保持静止时受到的摩擦力大小利用二力平衡条件求解。
注意：摩擦力方向不一定与运动方向相反，但必与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。例如人走路时，两只脚前后交替，后脚离地前，脚向后蹬地，脚相对于地有向后运动的趋势，地面给后脚的摩擦力方向向前，即与人的运动方向相同，是人前进的动力，而前脚踩到地面时受到地面向后的摩擦力，是阻力，使脚停止向前运动。
6.探究实践：探究影响滑动摩擦力大小的因素
猜想与假设 根据生活经验作出合理的猜想，不同的同学可能猜想不同：可能与接触面的粗糙程度有关，可能与接触面之间的压力有关，可能与接触面积的大小有关，可能与运动的快慢有关等
实验设计 用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变压力的大小或水平面的粗糙程度，控制其他条件不变，观察并记录弹簧测力计的示数
实验过程 按如图甲、乙、丙三种情况进行实验，并将实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中
把木块放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 把木块放在木板上，上放一个砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 在木板上铺上棉布，用弹簧测力计水平匀速拉动木块
甲 乙 丙实验序号实验条件滑动摩擦力/N接触面受到的压力/N接触面粗糙程度甲木块的重力较光滑4.0乙木块和砝码的总重力较光滑5.0丙木块的重力较粗糙4.5
实验分析 比较甲、乙两次实验可知，两种情况下接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大；比较甲、丙两次实验可知，两种情况下压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙滑动摩擦力越大
实验结论 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关，又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
实验拓展 (1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，分别将木块平放、侧放、立放，水平匀速拉动木块，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关
拓展：实验改进
实验中可以固定弹簧测力计不动，拉动木板。这样即使没有使木板匀速运动，对实验也没有影响，实验更容易操作，而且弹簧测力计相对操作者静止，可使读数更准确。
7.增大或减小摩擦的方法
(1)增大有益摩擦的方法
方法 实例
增大压力 刹车时用力捏车闸、用力紧握杯子
增大接触面粗糙程度 轮胎表面有花纹；汽车车轮装防滑链；体操运动员上器械前在手上涂防滑粉
变滚动为滑动 汽车紧急刹车时，车轮由滚动变为滑动
(2)减小有害摩擦的方法
方法 实例
减小压力 体操运动员握单杠不能握得太紧
减小接触面粗糙程度 溜冰场冰面光滑、冰壶运动中的刷冰
变滑动为滚动 滚动轴承、行李箱装滚轮
使接触面分离 转动部分加润滑油、气垫船、磁悬浮列车
典例1：如图所示，一长方体木块置于同一粗糙水平面上，甲图木块竖放，乙图木块平放，丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下，匀速拉动．长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙，则下列关系正确的是(　　)
A．F甲F乙>F丙 C．F甲变式1：小科在游玩意大利比萨斜塔时买了一个斜塔模型，当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时，（如图），对模型塔是否受到摩擦力的作用及方向的分析，正确的是（ ）
A.模型塔未受到摩擦力的作用 B.模型塔受到水平向左的摩擦力
C.模型塔受到水平向右的摩擦力 D.模型塔受到沿塔身向上的摩擦力
变式2：一个重为100牛的箱子放在水平面上。给箱子施加6牛的水平推力时箱子未动，这时箱子受到的摩擦力　 　(填“大于”“小于”或“等于”)6牛；当水平推力增大到10牛时，箱子恰好做匀速直线运动，箱子受到的摩擦力为　 　牛。
变式3：在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示：
（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平　 　拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3，其中示数最大的是　 　。
（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：　 　。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，若弹簧测力计示数增大到3牛，此时的木块A所受滑动摩擦力为　 　牛．
（4）实验装置改为丁图后，　 　（“必须”/“不必”）拉着木板做匀速运动。
1.对惯性概念的理解有误。
错误说法 解释
静止的物体没有惯性，运动的物体具有惯性 惯性是物体的一种属性，一切物体在任何状态下都具有惯性
物体运动时的惯性比静止时的惯性大 惯性的大小只与质量有关，质量大的物体惯性大，与物体是否运动、速度大小等无关
物体的速度越大，惯性越大
一切物体都受到惯性的作用 不能说成“受到惯性”,可以说“具有惯性”“由于惯性”“利用惯性”
2.误认为直升机匀速直线上升时，升力大于重力；匀速直线下降时，升力小于重力。
物体只要做匀速直线运动，不管上升还是下降，都受到平衡力的作用。此时，直升机受到的升力和重力是一对平衡力，大小相等。
3.误认为静止的物体都受静摩擦力。不是所有静止的物体都受到静
摩擦力的作用，静摩擦力是两个相互接触并挤压的物体，当一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时，在两个物体的接触面上产生的一个阻碍这种相对运动趋势的力，这个力就是静摩擦力。若两物体只是接触，无相对运动的趋势，则无静摩擦力。例如，在水平地面上静止的汽车，和地面之间没有相对运动趋势，故不受静摩擦力的作用。
4.误认为在同一水平面上运动的物体，速度增加时，摩擦力也增大。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，物体的速度增加时，这两个量都没有变化，所以摩擦力不变。
1.在平直的路面上，一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动，则小车所受阻力的大小和方向分别为（　　）
A．20N，向东 B．20N，向西 C．150N，向西 D．150N，向东
2.如图所示的四种情况，木块一定不受摩擦力的是（　　）
A．木块静止 B．木块匀速运动 C．木块匀速下滑 D．木块静止
3.如图所示为冬奥会上的冰壶项月。则下图中对冰壶脱离手后，向前做减速运动过程中的受力分析正确的是(　　)
A． B． C． D．
4.自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．以下分析中，正确的是(　　)
A．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D．在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
5.如图所示，小金同学为了取出两头均空的羽毛球筒中的羽毛球，采用了手拿球筒中部竖直向下敲击桌面的方法。对这一情境分析合理的是（　　）
A．羽毛球卡在球筒中，是因为球受到向上的摩擦力
B．敲击桌子时，羽毛球会从筒的上端出来
C．击打的速度越快，羽毛球具有的惯性越大
D．击打球筒时，球筒没有惯性
6.如图所示是利用鸟嘴停在手指的一种玩具平衡鸟。平衡鸟静止时，下列说法正确的是（　　）
A．平衡鸟所受重力与支持力大小相等
B．手指对鸟嘴支持力的方向竖直向下
C．平衡鸟对手指的压力大于它的重力
D．鸟嘴受到的支持力和重力是相互作用力
7.物体在太空中处于失重状态(相当于物体不受重力)。在天宫课堂第二课《天宫抛物》实验中，王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手中(叶光富手的位置不变)，下列说法正确的是（　　）
A．拋冰墩墩时，冰墩墩对王亚平没有力的作用
B．抛冰墩墩时，抛出的方向应向叶光富的手偏上
C．冰墩墩在空中飞行时，做曲线运动
D．冰墩墩在空中飞行时，做匀速直线运动
8.为了探究滑动摩擦力，小科利用牙刷做实验，当用力匀速拖动牙刷时，刷毛发生了如图所示的弯曲，对这个实验的分析正确的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右
9.用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中木块受到的拉力为3.2 N
B．木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1
C．木块第一次和第二次速度之比为1：2
D．相同时间内路程之比为1：1
10.如下图所示，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图是其中一段的示意图。
（1）从图中可以看出甲乙丙三个小球的速度之比是　 　；
（2）甲乙丙三个小球受到的空气阻力的大小关系为　 　。
11.如图所示，将一只小球竖直向上抛出，小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2 m/s、0 m/s。
（1）若小球向上运动到达A点时，一切外力突然消失，则此后小球将做什么运动 　 　。
（2）若小球向上运动到达B点时，一切外力突然消失，则此后小球将做什么运动 　 　。
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推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知：
（1）当t＝1s时，物体处于　 　(填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
（2）当t＝3s时，物体受到的阻力为　 　N，阻力的方向　 　。
（3）当t＝5s时，物体受到的推力和阻力是否为平衡力　 　？
13.小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，木板、棉布均放置在水平桌面上，如图所示。
（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是　 　。
（2）分析实验甲、乙知F甲＜F乙，则可得在接触面粗糙程度相同时，　 越大，滑动摩擦力越大。
（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了　 　两次实验得出的结论。
14.在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：
（1）当物体处于静止状态或　 　状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是
　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生，请你对该实验装置提出改进意见：　 　。
（3）如图乙所示，小慧用小车来做该实验，装置处于静止，细绳和弹簧测力计的质量忽略不计，不考虑细绳与滑轮之间的摩擦，两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为　 　N。
15.为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，设计了如下实验，请回答：
（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是　 　。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是　 　。
（3）按图乙，只改变砝码，做了4次实验，实验数据如表，分析实验数据可得出结论：　 　。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G1(N) 3 5 7 9
木块G2(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
易错点与提高
课后巩固
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第2节 运动与相互作用
考点一、牛顿第一定律
1.两种观点
亚里士多德：如果一个物体要持续运动，就必须对它施加力的作用，如果这个力被撤去，物体就会停止运动。也就是“物体运动要靠力来维持”
伽利略：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力，即力是改变物体运动状态的原因
2.探索活动：阻力对小车运动的影响
设计实验 取一辆小车，让它三次都从斜面上同一位置由静止滑下，如图所示。通过在木板表面铺上粗糙程度不同的棉布和丝绸改变小车受到的阻力大小。比较小车每次滑行的距离(距离越远，反映速度减小得越慢)有什么不同 棉布表面 丝绸表面 木板表面
实验器材 小车、斜面、木板、棉布、丝绸、刻度尺
实验过程 (1)在水平木板上分别铺上棉布和丝绸，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。(2)水平面上不铺任何材料，重复上述实验实验记录表水平面的材料小车受到的阻力(大、较大、小)小车运动的距离(大、较大、小)棉布大小丝绸较大较大木板小大
探究结论 实验表明：水平面越光滑，小车在水平面上运动时，所受的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢
实验推理 实验推理：如果小车在水平面上运动时不受阻力(水平面绝对光滑)的作用，则小车将保持原来的速度和方向永远地运动下去。即物体将做匀速直线运动
【注意】
(1)实验时要用同一辆小车，每次都要使小车从斜面的同一位置由静止滑下，这样做的目的是保证小车在斜面底端开始运动时的初速度相同。
(2)依次在木板表面铺上棉布、丝绸，目的是改变阻力的大小，以便探究阻力对物体运动的影响。棉布、丝绸只能铺在水平木板上，不能铺在斜面上。
科学思维——转换法和控制变量法
(1)转换法的应用
把无法直接测量的阻力对运动的影响转化为可直接比较的小车的运动距离，即通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上滑动的距离，判断阻力对小车运动的影响，运用了转换法。
(2)控制变量法的应用
实验中让小车从斜面上同一位置由静止滑下，控制了小车到达水平面时的速度相同，只改变水平面的粗糙程度(即阻力大小),研究阻力对运动状态的影响。
科学思维——科学推理法
我们周围的物体表面没有绝对光滑的，物体运动时都要受到阻力的作用。因此运动的物体受到的阻力为零的情况是不存在的，物体运动时受到阻力为零的运动状态就不能用实验直接验证，只能在实验的基础上进一步推理得出，这种研究问题的方法称为科学推理法，也叫理想实验法。
3.牛顿第一定律
(1)内容：任何物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)对牛顿第一定律的理解
任何 “任何”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体，还是气体都适用
总 “总”指的是总是这样，没有例外
或 “或”指两种状态必居其一，不能同时存在。也就是说物体如果没有受到力的作用，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来运动的物体将保持原来的速度大小和运动方向继续做匀速直线运动
(3)有关牛顿第一定律的两个易误问题
①由牛顿第一定律可知，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，原来运动的物体，不受任何力的作用时，将保持匀速直线运动状态。因此，我们应当牢记力是改变物体运动状态的原因。
②牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量实验事实的基础上，通过归纳和推理概括出来的。由该定律得出的推论，经受住了实践的检验。
牛顿第一定律的建立过程
科学家 提出的观点
伽利略 如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变
笛卡儿 如果运动物体不受到任何力的作用，将永远沿原来的方向做匀速直线运动
牛顿 一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态(牛顿第一定律)
4.力是改变物体运动状态的原因
力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，要改变物体的速度大小和运动方向，必须对物体施加力的作用。
力的方向与物体运动方向在同一条直线上时，力的方向与运动方向相同，物体做加速度直线运动；力的方向与运动的方向相反，物体做减速直线运动。力的方向与物体运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
典例1：如图为科技小组“探究牛顿第一定律”的实验装置。实验中小组成员小虎先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下小车，使其沿斜面向下运动，观察小车运动的距离，从而得出力和运动的关系。
（1）科技小组成员小明认为实验操作中有一处明显的错误，请你帮他指出错误操作是　 　
（2）在上述实验观察分析的基础上，可以推测：如果阻力为零，水平面足够长，小车将做　 　，此处用到了　 　（选填 “控制变量”“科学推理”或“转换”）法。
（3）对于“力和运动的关系”的问题，下列说法中正确的是（ ）
A．力是维持物体运动状态的原因 B．只有在力的作用下物体才能运动
C．力是改变物体运动状态的原因 D．只要有力作用在物体上，物体的运动状态一定改变
【答案】（1）用不同的力推了小车 （2）匀速直线运动；科学推理 （3）C
【解析】（1）在探究牛顿第一定律的实验中，要控制小车到达水平面时的速度相同，即让小车从斜面上同一高度从静止开始下滑。
（2）根据牛顿第一定律的内容和研究方法解答。
（3）根据力与运动的关系的知识判断。
【解答】（1）科技小组成员小明认为实验操作中有一处明显的错误，错误操作是：用不同的力推了小车。
（2）在上述实验观察分析的基础上，可以推测：如果阻力为零，水平面足够长，小车将做匀速直线运动，此处用到了科学推理法。
（3）根据实验可知，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故选C。
变式1：如图所示，甲乙两个相同的钢球，以相同的速度分别沿着竖直向上和斜向上方向抛出，若不计空气阻力，则它们在空中运动过程中，下列叙述正确的是（　　）
A．甲、乙最高点时的速度相同
B．甲、乙在空中的受力情况不同
C．最高点时突然一切外力消失，甲将保持静止状态
D．最高点时突然一切外力消失，乙将保持静止状态
【答案】C
【解析】（1）斜向上抛出时物体，到达最高点时水平方向的速度不为零；
甲在竖直方向上运动，到达最高点时速度为零；乙为斜向上运动，到达最高点时，它在竖直方向上速度为零，而水平方向上速度不变，故A错误；
甲和乙在空中运动时，都只受竖直向下的重力作用，故B错误；
甲原来为静止状态，最高点时突然一切外力消失，甲由于惯性会保持原来的静止状态，故C正确；
乙在水平方向上速度不为零，最高点时突然一切外力消失，乙由于惯性会保持原来的速度在水平方向上做匀速直线运动，故D错误。
变式2：在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态。由静止释放，不计空气阻力，小球可在A、C两点间来回摆动，B点是小球运动轨迹中的最低点，如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．从A运动到C的过程中，小球的运动状态不变
B．小球运动到C点时，小球速度为0，处于平衡状态
C．小球运动到B点时，若细线断开，小球将竖直下落
D．小球运动到C点时，若细线断开，小球将竖直下落
【答案】D
【解析】物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变；物体处于平衡状态时受平衡力的作用；当物体不受力时会保持静止状态或速直线运动状态；物体在非平衡力的作用下运动状态发生改变。
【解答】A.从A到C过程中，小球速度大小和方向均不断发生改变，因此，运动状态改变，故A错误；
B.小球摆到C点时，受到重力和绳子拉力的作用，这两个力不是平衡力，所以小球不处于平衡状态。
C.摆到B点时，若细线断开，小球由于惯性会向右运动，同时受到重力作用会向下运动，因此，小球将向右下方做曲线运动，故C错误；
D.摆到C点时，若细线断开，小球只受重力的作用，因此小球将竖直下落，故D正确。
故答案为：D。
变式3：如图所示，小球从A点静止释放，运动到C点时，若一切外力全部消失，则小球会沿路线 　 　(填“a”“b”“c”或“d”)运动，你判断的依据是　 　。若轨道变为半圆形，当小球滚至右侧最高点时，若一切外力全部消失，它将　 　 。
【答案】B；物体不受外力时将保持原来的运动状态不变；保持静止状态
【解析】根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，当小球运动到C点时，它的运动方向为水平方向。如果此时一切外力消失，那么小球会沿路线b运动，依据是：物体不受外力作用时将保持原来的运动状态不变。
（2）若轨道为半圆形，当小滚至右侧最高点时，此时它的速度为零。如果一切外力消失，那么它将保持原来的静止状态。
考点二、惯性
1.概念：物体有保持原有静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫作惯性。因此，牛顿第一定律也叫作惯性定律。
2.惯性现象：在生活中我们经常遇到惯性现象，例如：当汽车突然起动时，车上乘客的下部已随车向前运动，而身体的上部由于惯性还要保持静止状态，这时乘客就要向后倒；反之，当汽车突然刹车时，车上的乘客会向前倾。
解释惯性现象的基本步骤：
(1)确定研究对象：
(2)明确此物体原来处于什么运动状态：
(3)其中的哪个物体(或物体的哪一部分)受何种力，运动状态发生何种改变；
(4)哪个物体(或物体的哪一部分)由于惯性继续保持原来的运动状态；
(5)发生了何种现象(或造成了何种结果)。
3.惯性的利用
生活中利用惯性可带来很多便利。如：锤头松了，把锤柄在石头上撞击几下就可套紧锤头；跳远时助跑可以跳得更远；拍打衣服除掉上面的灰尘；洗手后用力甩手等，都是利用了物体的惯性。
4.惯性的危害及防范
惯性有时会给人们带来危害，需要防范。如车速太快、车距太近容易发生交通事故，车辆在急转弯时容易侧翻等。为此，交通管理部门制定了相关规定，如要求司机和乘客必须系安全带，防止汽车突然刹车时，人由于惯性向前运动而造成伤害；车辆行驶中要保持车距，限制车速，禁止超载等。
【注意】
(1)惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体还是气体，无论物体是静止的还是运动的，无论物体受力还是不受力，都具有惯性。
(2)惯性大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的运动状态、形状、所处位置等因素无关。
(3)惯性不是力，惯性只有大小，没有方向。所以描述惯性现象时，只能说“物体具有惯性”或者说“由于惯性”,而不能说“惯性力”“惯性作用”或“受到惯性作用”等。
典例1：小刚同学放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身子向前跌倒(图甲)。继续行走一会儿，不小心脚踩到一块西瓜皮，身子向后摔倒(图乙)。对这两种情景，下列解释合理的是（　　）
A．图甲、乙两种情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
B．图甲、乙两种情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
C．图甲情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态；图乙情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态
D．图甲情景中，小刚脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来的运动状态；图乙情景中，小刚上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态
【答案】A
【解析】根据惯性的知识对两种情景进行分析判断。
【解答】甲：原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态，脚受到石块的阻力，则下半身由运动状态变成静止状态。而由于惯性，它的上半身会继续向前运动，所以会向前跌倒；
乙：原来小刚的上半身和下半身一起处于运动状态，脚踩到西瓜皮后迅速向前移动。由于惯性，它的上半身会继续保持原来的速度，所以他会向后跌倒。
综上所述，在两种情形中，小刚的脚的运动状态改变，而上半身由于惯性保持原来的运动状态，故A正确，而B、C、D错误。
变式1：（2023七下·金东期末）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是通过实验直接得出的
B．一切物体都具有保持原来运动状态的性质
C．牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
D．高速行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
【答案】B
【解析】（1）牛顿第一定律是在实验和事实的基础上，通过科学推理得出的；力是改变物体运动状态的原因，维持物体运动不需要力；
（2）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】A.牛顿第一定律是在实验和事实的基础上，通过科学推理得出的，故A错误；
B.一切物体都具有保持原来运动状态的性质，叫惯性，故B正确；
C.牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，故C错误；
D.高速行车时司乘人员系安全带是为了防止惯性带来伤害，但不能减小惯性，故D错误。
故答案为：B。
变式2：“泼水节”是云南傣族最隆重的节日。从科学角度分析，泼水的原理是：水原来与脸盆一起向前运动，当脸盆突然停止运动时，脸盆中的水由于　 仍然要　 　，于是水就从脸盆中泼了出去。
【答案】惯性；向前运动
【解析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性，根据惯性的知识解答。
【解答】水原来与脸盆一起向前运动，当脸盆突然停止运动时，脸盆中的水由于惯性仍然要向前运动，于是水就从脸盆中泼了出去。
变式3：北京冬奥会已成功举办，冰壶作为冬奥会重要项目之一深受观众喜爱。如图为投掷壶从出发点A运动至D点并撞击目标壶的路径。
（1）投掷壶离开手后能在冰道上继续前行是因为冰壶具有　 　。
（2）两只冰壶相撞后偏离不同方向，说明力能改变物体的　 　。
【答案】（1）惯性（2）运动状态(或运动方向)
【解析】（1）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；
（2）运动状态的改变包括：静止变运动，运动变静止，速度大小改变或运动方向改变。
【解答】（1）投掷壶离开手后能在冰道上继续前行是因为冰壶具有惯性。
（2）两只冰壶相撞后偏离不同方向，说明力能改变物体的运动状态(或运动方向)。
考点三、二力平衡
1.平衡状态：当一个物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，物体处于平衡状态。
2.二力平衡：一个物体在两个力的作用下，如果保持静止或匀速直线运动状态，就说这两个力是平衡的(这两个力是一对平衡力),即二力平衡。
3.探索活动：二力平衡的条件
进行实验并收集证据 (1)实验装置如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，安装好实验装置。在两边的托盘里分别放上质量不相等日的砝码，观察小车的运动情况。(2)在两边的托盘里放上质量相等的砝码，观察小车的运动情况。(3)保持两边托盘里的砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度日，然后释放，观察小车的运动情况。(4)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处，使F 、F 同时向左，观察小车的运动情况
实验记录 小车在水平方向的受力情况 小车运动状态是否改变
大小 方向 是否在同一直线上
不相等 相反 是 是
相等 相反 是 否
相等 相反 否 是
相等 相同 是 是
分析与论证 (1)比较表中实验1、2可知，要使小车运动状态不变，保持静止，必须使两托盘中砝码的质量相等，说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等。(2)比较表中实验2、3可知，当把小车扭转一个角度，使拉力F1和F2不在同一条直线上时，小车运动状态发生了改变。而小车重新恢复到原来的静止状态时，F1、F2在同一条直线上，说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上。(3)比较表中实验2、4可知，当F1、F2方向相反时，小车静止，运动状态不改变；当F1、F2均向左拉，即方向相同时，小车的运动状态改变，说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反。
结论 作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且力的作用线在同一条直线上，这两个力就相互平衡。可简记为：同体、等大、反向、共线
实验改进 为消除小车与桌面之间的阻力给实验带来的影响，也可以设计如图所示的实验，将系于小卡片(重力可忽略不计)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，进行实验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
【注意】实验中减小阻力的方法
①用较为光滑的桌面和带有轮的小车，而不选用木块。
②可以用轻质小卡片(忽略卡片重力对实验的影响)替代小车。
③给滑轮加润滑油或者使用质量较大的砝码。
5.二力平衡条件的应用
(1)可以判断物体是否受力平衡。
方法是先确定研究对象，再分析受力情况，若满足二力平衡的条件，则受力平衡；若不满足，则受力不平衡。例如用50N的力提着一个重50N的书包，研究对象为书包，受重力和拉力作用，这两个力满足二力平衡的条件，故书包受力平衡。
(2)可根据一个力的大小、方向，确定另一个力的大小、方向。
例如电灯重1N,则电线对灯的拉力是多大 方向如何 因为电灯静止时所受重力和电线的拉力是一对平衡力，重力的大小为1N,方向竖直向下，根据二力平衡的条件，则拉力的大小也为1N,方向竖直向上。
6.力和运动的关系
物体的运动与受力情况密不可分，我们可以根据物体的受力情况来判断运动状态的改变，也可以根据物体运动状态的变化来分析物体的受力情况。二者的关系如下表所示：
物体受力条件 物体运动状态 说明
不受力、受平衡力 静止或做匀速直线运动 力不是维持物体运动的原因
受非平衡力 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因
典例1：如图所示是小义和小乌同学探究二力平衡条件时的实验情景。卡片和细线的质量、滑轮的摩擦不计。
（1）如图（甲），当卡片平衡时，小义同学将卡片旋转一个角度，松手时卡片会转动。此实验用于证明的二力平衡条件是　 　；
（2）如图（乙），小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码，可观察到卡片将 。
A．向左下方运动 B．向右上方运动 C．仍静止不动 D．转过一定角度
【答案】（1）一对平衡力是否作用在同一条直线上（2）C
【解析】（1）根据描述分析影响二力平衡的哪个因素发生改变即可；
（2）根据定滑轮的特点分析卡片受到的拉力是否满足二力平衡的条件即可。
【解答】（1）根据描述可知，将卡片旋转一个角度后，两侧的拉力就不在同一直线上了，那么此实验用于证明的二力平衡条件是：一对平衡力是否作用在同一条直线上。
（2）根据图乙可知，小乌同学将左侧滑轮的高度调低，并在轻质卡片两端的细绳上左右各挂一个等质量的钩码。根据定滑轮的特点可知，定滑轮不省力不费力，且拉力大小与方向无关，因此卡片两侧的拉力大小相等，方向相反，作用在同一物体和同一直线上，那么肯定二力平衡，即卡片保持静止不动。故选C。
变式1：用测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1米/秒和2米/秒，测力计两次的示数分别为F1和F2，则（　　）
A．F1=F2 B．F1=2F2 C．F2=2F1 D．F2=0.5F1
【答案】A
【解析】对物体进行受力分析，根据平衡力的知识分析判断。
【解答】用测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动， 那么物体受到平衡力，即物体受到向上的拉力和向下的重力相互平衡，即F1=F2=G，故A正确，而B、C、D错误。故选A。
变式2：下列情形中，“嫦娥五号”受平衡力作用的是（　　）
A．“嫦娥五号”从文昌航天发射场发射后加速升空
B．“嫦娥五号”绕月匀速飞行
C．“嫦娥五号”落月后静止在月球表面
D．“嫦娥五号”返回舱返回时依靠降落伞减速
【答案】C
【解析】当物体处于平衡力时，保持静止状态或匀速直线运动状态，据此分析判断。
【解答】A.“嫦娥五号”从文昌航天发射场发射后加速升空，没有做匀速直线运动，不受平衡力，故A不合题意；
B.“嫦娥五号”绕月匀速飞行，运动轨迹为曲线，没有做匀速直线运动，不受平衡力，故B不合题意；
C.“嫦娥五号”落月后静止在月球表面，它受到平衡力，故C符合题意；
D.“嫦娥五号”返回舱返回时依靠降落伞减速，没有做匀速直线运动，故D不合题意。故选C。
变式3：（1）10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功（如图甲）。对接后，“神舟十一号”相对于“天宫二号”是　 　的，此时它们　 　（填“受平衡力”、“不受力”或“受非平衡力”）作用绕着地球做圆周运动。
（2）图乙是宇航员陈冬打乒乓球的情景，他先在一边发了个球，然后追上乒乓球到另一边，把它又打了回去。这说明力能够改变　 　
【答案】（1）静止；受非平衡力（2）物体的运动状态
【解析】（1）掌握运动和静止的相对性，物体的运动和静止是相对于参照物而言的；
判断物体受力是否平衡，关键是判断物体是否处于平衡状态，若运动状态不变，则受平衡力，若运动状态改变，则受非平衡力；
（2）力可以改变物体的运动状态和形状，
【解答】（1）对接后，“神舟十一号”相对于“天宫二号”的位置不发生变化，所以是静止的；它们都围绕地球做圆周运动，运动方向一直在改变，所以受非平衡力的作用。
（2）他先在一边发了个球，然后追上乒乓球到另一边，把它又打了回去。这说明力能够改变物体的运动状态。
（1）[1]对接后，“神舟十一号”相对于“天宫二号”的位置不发生变化，所以是静止的；
[2]它们都围绕地球做圆周运动，运动方向一直在改变，所以受非平衡力的作用。
（2）他先在一边发了个球，然后追上乒乓球到另一边，把它又打了回去。这说明力能够改变物体的运动状态。
考点四、摩擦力
1.摩擦力的定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力，这种力就叫作摩擦力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触；(2)接触面不光滑；
(3)两物体相互挤压，发生形变，有弹力；
(4)两物体之间正在发生相对运动或有相对运动趋势。这四个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
(1)滑动摩擦：两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦。
(2)滚动摩擦：两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦。
(3)静摩擦：两个有相对运动趋势但相对静止的物体之间存在的摩擦。
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势，所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
5.摩擦力的大小
物体做匀速直线运动或保持静止时受到的摩擦力大小利用二力平衡条件求解。
注意：摩擦力方向不一定与运动方向相反，但必与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。例如人走路时，两只脚前后交替，后脚离地前，脚向后蹬地，脚相对于地有向后运动的趋势，地面给后脚的摩擦力方向向前，即与人的运动方向相同，是人前进的动力，而前脚踩到地面时受到地面向后的摩擦力，是阻力，使脚停止向前运动。
6.探究实践：探究影响滑动摩擦力大小的因素
猜想与假设 根据生活经验作出合理的猜想，不同的同学可能猜想不同：可能与接触面的粗糙程度有关，可能与接触面之间的压力有关，可能与接触面积的大小有关，可能与运动的快慢有关等
实验设计 用弹簧测力计水平拉动同一个木块在水平面上做匀速直线运动，每次只改变压力的大小或水平面的粗糙程度，控制其他条件不变，观察并记录弹簧测力计的示数
实验过程 按如图甲、乙、丙三种情况进行实验，并将实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中
把木块放在木板上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 把木块放在木板上，上放一个砝码，用弹簧测力计水平匀速拉动木块 在木板上铺上棉布，用弹簧测力计水平匀速拉动木块
甲 乙 丙实验序号实验条件滑动摩擦力/N接触面受到的压力/N接触面粗糙程度甲木块的重力较光滑4.0乙木块和砝码的总重力较光滑5.0丙木块的重力较粗糙4.5
实验分析 比较甲、乙两次实验可知，两种情况下接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，压力越大，滑动摩擦力越大；比较甲、丙两次实验可知，两种情况下压力的大小相同，接触面的粗糙程度不同，接触面越粗糙滑动摩擦力越大
实验结论 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关，又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
实验拓展 (1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面粗糙程度不变，分别将木块平放、侧放、立放，水平匀速拉动木块，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。(2)滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小是否有关呢 探究方案：控制木块对水平面的压力、接触面的粗糙程度不变，分别以不同速度水平拉动木块做匀速直线运动，测出摩擦力的大小并进行比较。结论：滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关
拓展：实验改进
实验中可以固定弹簧测力计不动，拉动木板。这样即使没有使木板匀速运动，对实验也没有影响，实验更容易操作，而且弹簧测力计相对操作者静止，可使读数更准确。
7.增大或减小摩擦的方法
(1)增大有益摩擦的方法
方法 实例
增大压力 刹车时用力捏车闸、用力紧握杯子
增大接触面粗糙程度 轮胎表面有花纹；汽车车轮装防滑链；体操运动员上器械前在手上涂防滑粉
变滚动为滑动 汽车紧急刹车时，车轮由滚动变为滑动
(2)减小有害摩擦的方法
方法 实例
减小压力 体操运动员握单杠不能握得太紧
减小接触面粗糙程度 溜冰场冰面光滑、冰壶运动中的刷冰
变滑动为滚动 滚动轴承、行李箱装滚轮
使接触面分离 转动部分加润滑油、气垫船、磁悬浮列车
典例1：如图所示，一长方体木块置于同一粗糙水平面上，甲图木块竖放，乙图木块平放，丙图木块平放并在其上加一重物。在甲、乙、丙三种情况下，匀速拉动．长方体木块所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙，则下列关系正确的是(　　)
A．F甲F乙>F丙 C．F甲【答案】D
【解析】首先根据影响滑动摩擦力因素比较三个摩擦力大小，再根据二力平衡的知识比较拉力的大小。
【解答】三幅图中，物体与地面的接触面的粗糙程度相同。
而甲和乙的压力相等，那么摩擦力f甲=f乙。
丙的压力大于乙，则摩擦力f丙>f乙。则摩擦力f甲=f乙三图中物体都做匀速直线运动，则它们受到的摩擦力都等于拉力；
则拉力F甲=F乙故选D。
变式1：小科在游玩意大利比萨斜塔时买了一个斜塔模型，当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时，（如图），对模型塔是否受到摩擦力的作用及方向的分析，正确的是（ ）
A.模型塔未受到摩擦力的作用 B.模型塔受到水平向左的摩擦力
C.模型塔受到水平向右的摩擦力 D.模型塔受到沿塔身向上的摩擦力
【答案】A
【解析】摩擦力产生的条件：①相互接触；②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】当模型塔倾斜着身子静止在水平桌面上时，它处于静止状态，相对桌面没有运动的趋势，因此模型塔未受到摩擦力的作用，故A正确，而B、C、D错误。
变式2：一个重为100牛的箱子放在水平面上。给箱子施加6牛的水平推力时箱子未动，这时箱子受到的摩擦力　 　(填“大于”“小于”或“等于”)6牛；当水平推力增大到10牛时，箱子恰好做匀速直线运动，箱子受到的摩擦力为　 　牛。
【答案】等于；10
【解析】（1）一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上，两个作用在同一个物体上。
（2）影响滑动摩擦力大小的因素：压力和接触面的粗糙程度。
【解答】（1）箱子受6N的水平推力，箱子未动，说明箱子处于静止状态，则在水平方向上所受的推力与静摩擦力相互平衡，摩擦力等于推力等于6N。
（2）当水平推力增大到10N时，箱子恰好做匀速运动，所以此时滑动摩擦力与推力是一对平衡力，大小等于10N。
变式3：在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，如图所示：
（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平　 　拉动木块，分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3，其中示数最大的是　 　。
（2）比较甲、乙两次实验，得出的结论是：　 　。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，若弹簧测力计示数增大到3牛，此时的木块A所受滑动摩擦力为　 　牛．
（4）实验装置改为丁图后，　 　（“必须”/“不必”）拉着木板做匀速运动。
【答案】（1）匀速；F3 （2）压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（3）2 （4）不必
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力为一对平衡力，二者大小相等。根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小，再根据二力平衡判断拉力的大小。
（2）分析甲和乙图中哪个因素相同，哪个因素不同，然后根据控制变量法描述结论；
（3）（4）根据影响滑动摩擦力的因素分析摩擦力的大小是否改变。
【解答】（1）甲、乙、丙三次实验中，用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小，操作都要求水平匀速拉动木块。根据图片可知，丙图中毛巾表面最粗糙，且木块对水平面的压力最大，因此丙图中木块受到的摩擦力最大。根据二力平衡的知识可知，丙中测力计的拉力最大，即示数最大的是F3。
（2）甲和乙图中，木块对水平面的压力相同，而接触面的粗糙程度不同，那么得到结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）在丙图中，木块A向右匀速运动时，弹簧测力计示数为2牛，根据二力平衡的知识可知，木块受到的滑动摩擦力为2N。当弹簧测力计的示数增大到3N时，由于木块的压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的压力不变，还是2N。
（4）在丁图中，无论木板是否匀速运动，木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，因此木块受到的摩擦力不变，则弹簧测力计的示数保持不变。
1.对惯性概念的理解有误。
错误说法 解释
静止的物体没有惯性，运动的物体具有惯性 惯性是物体的一种属性，一切物体在任何状态下都具有惯性
物体运动时的惯性比静止时的惯性大 惯性的大小只与质量有关，质量大的物体惯性大，与物体是否运动、速度大小等无关
物体的速度越大，惯性越大
一切物体都受到惯性的作用 不能说成“受到惯性”,可以说“具有惯性”“由于惯性”“利用惯性”
2.误认为直升机匀速直线上升时，升力大于重力；匀速直线下降时，升力小于重力。
物体只要做匀速直线运动，不管上升还是下降，都受到平衡力的作用。此时，直升机受到的升力和重力是一对平衡力，大小相等。
3.误认为静止的物体都受静摩擦力。不是所有静止的物体都受到静
摩擦力的作用，静摩擦力是两个相互接触并挤压的物体，当一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时，在两个物体的接触面上产生的一个阻碍这种相对运动趋势的力，这个力就是静摩擦力。若两物体只是接触，无相对运动的趋势，则无静摩擦力。例如，在水平地面上静止的汽车，和地面之间没有相对运动趋势，故不受静摩擦力的作用。
4.误认为在同一水平面上运动的物体，速度增加时，摩擦力也增大。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，物体的速度增加时，这两个量都没有变化，所以摩擦力不变。
1.在平直的路面上，一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动，则小车所受阻力的大小和方向分别为（　　）
A．20N，向东 B．20N，向西 C．150N，向西 D．150N，向东
【答案】A
【解析】物体在不受力的情况下或者受平衡力的作用下将保持静止状态或者匀速直线运动状态。作用在同一物体上的两个力如果大小相等方向相反且在同一条直线上，那么这两个力就是一对平衡力。
【解答】由题意可知，小车水平向西做匀速直线运动，处于平衡状态，故小车在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力，在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力。推力的大小为20 N，方向与小车运动的方向一致，所以阻力的大小也为20 N，方向与小车运动的方向相反(向东)，A正确，B、C、D错误.故答案为A。
2.如图所示的四种情况，木块一定不受摩擦力的是（　　）
A．木块静止 B．木块匀速运动 C．木块匀速下滑 D．木块静止
【答案】A
【解析】A、物体静止在水平地面上，物体与地面间既没有发生相对运动，也没有运动趋势，所以物体和地面之间不存在摩擦力，符合题意。
B、物体受到拉力作用，进行匀速直线运动，物体和地面之间发生相对运动，物体和地面之间存在摩擦力，不符合题意。
C、物体沿着斜面匀速下滑，存在相对运动，物体和斜面之间存在摩擦力，不符合题意。
D、物体静止在斜面上，物体有下滑的趋势，物体和斜面之间存在摩擦力，不符合题意。
3.如图所示为冬奥会上的冰壶项月。则下图中对冰壶脱离手后，向前做减速运动过程中的受力分析正确的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】对冰壶进行受力分析即可。
【解答】当冰壶脱离手后继续在冰面上前进时，在水平方向上，它只受到向后的摩擦力。在竖直方向上，它受到的重力与支持力相互平衡，故B正确，而A、C、D错误。
4.自行车是我们熟悉的交通工具．从自行车的结构和使用来看，它涉及到不少有关摩擦的知识．以下分析中，正确的是(　　)
A．脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B．轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C．刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D．在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【答案】C
【解析】脚踏板上的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的．故A错误；轮胎与地面的摩擦是有益的，因此要增大，它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的，不是减小摩擦．故B错误；车闸与车脚的摩擦是有益的，因此增大压力可以增大摩擦，故用力捏刹车把．故C正确；在转动的部分摩擦是有害的，加润滑油是为了减小摩擦但不是通过变滑动为滚动来减小摩擦的。
5.如图所示，小金同学为了取出两头均空的羽毛球筒中的羽毛球，采用了手拿球筒中部竖直向下敲击桌面的方法。对这一情境分析合理的是（　　）
A．羽毛球卡在球筒中，是因为球受到向上的摩擦力
B．敲击桌子时，羽毛球会从筒的上端出来
C．击打的速度越快，羽毛球具有的惯性越大
D．击打球筒时，球筒没有惯性
【答案】A
【解析】A.根据二力平衡的知识确定摩擦力的方向；
B.根据惯性的知识判断；
C.根据惯性大小的影响因素判断；
D.一切物体都有惯性。
【解答】A.羽毛球卡在球筒中，它受到的摩擦力与重力相互平衡，即二者方向相反。因为重力的方向竖直向下，所以摩擦力的方向竖直向上，故A正确；
B.敲击桌子时，球筒一起向下运动，球筒受力后静止下来，而羽毛球由于惯性继续向下运动，因此从筒的下端出来，故B错误；
C.羽毛球的惯性与速度无关，只与质量大小，故C错误；
D.击打球筒时，球筒有惯性，故D错误。
6.如图所示是利用鸟嘴停在手指的一种玩具平衡鸟。平衡鸟静止时，下列说法正确的是（　　）
A．平衡鸟所受重力与支持力大小相等
B．手指对鸟嘴支持力的方向竖直向下
C．平衡鸟对手指的压力大于它的重力
D．鸟嘴受到的支持力和重力是相互作用力
【答案】A
【解析】二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；
相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在不同的物体上。
【解答】A.平衡鸟所受重力与支持力是一对平衡力，大小相等，故A正确；
B.手指对鸟嘴支持力的方向竖直向上，故B错误；
C.平衡鸟对手指的压力等于它的重力，故C错误；
D.鸟嘴受到的支持力和重力作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故D错误。
故答案为：A。
7.物体在太空中处于失重状态(相当于物体不受重力)。在天宫课堂第二课《天宫抛物》实验中，王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手中(叶光富手的位置不变)，下列说法正确的是（　　）
A．拋冰墩墩时，冰墩墩对王亚平没有力的作用
B．抛冰墩墩时，抛出的方向应向叶光富的手偏上
C．冰墩墩在空中飞行时，做曲线运动
D．冰墩墩在空中飞行时，做匀速直线运动
【答案】D
【解析】（1）力是改变物体运动状态的原因；
（2）根据“失重”状态分析；
（3）（4）根据牛顿第一定律分析。
【解答】抛出冰墩墩时，冰墩墩有静止变为运动，即运动状态发生改变。因为力是改变物体运动状态的原因，所以王亚平对冰墩墩有力的作用。根据相互作用力的原理可知，冰墩墩同时对王亚平有力的作用，故A错误；
在太空中，冰墩墩处于失重状态，即它不受竖直向下的重力作用，因此冰墩墩在运动过程中不会向下运动，因此沿水平方向抛出即可，故B错误；
抛出的冰墩墩不受任何力作用，即受到的外力为零，那么它应该做匀速直线运动，故C错误，D正确。
8.为了探究滑动摩擦力，小科利用牙刷做实验，当用力匀速拖动牙刷时，刷毛发生了如图所示的弯曲，对这个实验的分析正确的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越小
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向右
【答案】B
【解析】A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大，故A错误；
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上，故B正确；
C.因为牙刷做匀速运动，所以手对牙刷的拉力和牙刷受到的摩擦力相互平衡，故C错误；
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左，故D错误。
9.用弹簧测力计两次水平拉同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中木块受到的拉力为3.2 N
B．木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1
C．木块第一次和第二次速度之比为1：2
D．相同时间内路程之比为1：1
【答案】B
【解析】A.根据甲图可知，测力计的分度值为0.2N，则此时木块受到的拉力为3.4N，故A错误；
B.木块对接触面的压力相等，且接触面的粗糙程度相同，则木块受到的摩擦力相等，二者之比为1：1，故B正确；
C.根据图乙可知，第一次的速度 ，第二次的速度 ，则速度之比为：v1：v2=2：1，故C错误；
D.根据图乙可知，当t=10s时，第一次的路程为50m，第二次的路程为25m，则路程之比s1：s2=2：1，故D错误。
10.如下图所示，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图是其中一段的示意图。
（1）从图中可以看出甲乙丙三个小球的速度之比是　 　；
（2）甲乙丙三个小球受到的空气阻力的大小关系为　 　。
【答案】（1）6：3：2 （2）相等
【解析】（1）根据图片确定下落相同高度时所用时间的关系，再计算小球的速度之比；
（2）根据图片确定小球的运动状态，根据平衡力的知识比较空气阻力大小。
【解答】（1）根据图片可知，甲、乙、丙都下落到地面时高度相同，所用时间之比为：t甲：t乙：t丙=3：6：9=1：2：3。根据公式可知，它们的速度之比：v甲：v乙：v丙=6：3：2。
（2）根据图片可知，三个小球相邻的间隔都相等，即它们都在做匀速直线运动，则它们受到的空气阻力和重力相互平衡。根据平衡力的知识可知，它受到的阻力等于重力，因此空气阻力相等。
11.如图所示，将一只小球竖直向上抛出，小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2 m/s、0 m/s。
（1）若小球向上运动到达A点时，一切外力突然消失，则此后小球将做什么运动 　 　。
（2）若小球向上运动到达B点时，一切外力突然消失，则此后小球将做什么运动 　 　。
【答案】（1）竖直向上做匀速直线运动（2）保持静止状态
【解析】（1）（2）根据牛顿第一运动定律分析解答。
【解答】（1）若小球向上运动到达A点时，一切外力突然消失，根据牛顿第一定律可知，此时小球会保持A点的速度和方向运动，即竖直向上做匀速直线运动。
（2）小球到达B点时速度为零，如果此时一切外力突然消失，那么小球将保持B点时的运动状态不变，即保持静止状态。
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推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知：
（1）当t＝1s时，物体处于　 　(填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
（2）当t＝3s时，物体受到的阻力为　 　N，阻力的方向　 　。
（3）当t＝5s时，物体受到的推力和阻力是否为平衡力　 　？
【答案】（1）加速 （2）2；水平向左 （3）不是平衡力
【解析】（1）从丙图中找到某个时间对应的速度所在图像的形状，如果是一条向右上方倾斜的直线，说明物体在加速；如果是一条向右下方倾斜的直线，说明物体在减速；如果一条水平线，说明物体是匀速的；
（2）从丙图中判断t=3s时物体的运动状态，然后从乙图中找到某个时间物体受到的力；阻力的方向与运动方向相反；
（3）从丙图中判断t=5s时物体的运动状态，进而判断物体是否受到平衡力。
【解答】（1）观察丙图可知，从0s-2s物体的v-t图像是一条向右上方的斜线，说明这段时间物体的速度不断增大，因此当t=1s时，物体处于加速状态；
（2）观察丙图可知，当t=3s时，物体的v-t图像是一条水平线，说明物体在这段时间内做匀速直线运动，因此阻力和拉力是一对平衡力，即阻力是2N，且方向向左；
（3）观察丙图可知，物体从4s-8s的v-t图像是一条向右下方倾斜的线，说明这段时间内物体做减速运动，即处于不平衡状态，因此物体受到的推力和阻力不是平衡力。
故答案为：（1）加速；（2）2，水平向左；（3）不是平衡力
13.小明用同一个木块进行了“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，木板、棉布均放置在水平桌面上，如图所示。
（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是　 　。
（2）分析实验甲、乙知F甲＜F乙，则可得在接触面粗糙程度相同时，　 越大，滑动摩擦力越大。
（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，这是应用了　 　两次实验得出的结论。
【答案】（1）二力平衡（2）压力（3）甲、丙
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的原理可知，二者大小相等。
（2）根据二力平衡的知识比较摩擦力大小，再根据图片确定甲和乙中哪个因素不同，最后描述滑动摩擦力与它的关系；
（3）根据实例分析改变摩擦力的方式，根据控制变量法的要求选择对照实验。
【解答】（1）实验中测量滑动摩擦力的原理是二力平衡。
（2）根据二力平衡的知识可知，木块受到的摩擦力等于拉力，根据F甲＜F乙可知，摩擦力f甲（3）拔河比赛时队员要穿鞋底带有花纹的运动鞋参赛，即通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦力。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时，需要控制压力相同，只改变接触面，故选实验甲和丙。
14.在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图甲所示：
（1）当物体处于静止状态或　 　状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。
（2）实验时，小宇发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这两个力是平衡的。小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是
　 　，这时木块在水平方向受到的力　 　(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象的产生，请你对该实验装置提出改进意见：　 　。
（3）如图乙所示，小慧用小车来做该实验，装置处于静止，细绳和弹簧测力计的质量忽略不计，不考虑细绳与滑轮之间的摩擦，两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为　 　N。
【答案】（1）匀速直线运动
（2）木块跟桌面之间有摩擦力；平衡；换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)
（3）10
【解析】（1）根据平衡状态的定义解答；
（2）当两边的砝码重力不同时，小车会有向拉力较大的一侧移动的趋势，此时它会受到桌面施加的静摩擦力，即F大=F小+f，因此也会处于平衡状态。如果要避免这种现象发生，就要想办法减小摩擦力，根据减小摩擦力的方法解答。
（3）弹簧测力计的示数等于它受到拉力的大小，据此分析解答。
【解答】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，我们认为它受到的力是相互平衡的。（2）小宇再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是木块跟桌面之间有摩擦力，这时木块在水平方向受到的力平衡。要避免这种现象的产生，对该实验装置提出意见：换用小车做实验(或放在光滑的桌面上做实验)。
（3）当小车静止时，弹簧测力计上的拉力由物体的重力产生，即等于物体的重力，那么F=G=10N。
15.为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，设计了如下实验，请回答：
（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是　 　。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是　 　。
（3）按图乙，只改变砝码，做了4次实验，实验数据如表，分析实验数据可得出结论：　 　。
实验次数 1 2 3 4
砝码重G1(N) 3 5 7 9
木块G2(N) 1 1 1 1
弹簧秤示数(N) 0.8 1.2 1.6 2.0
【答案】（1）二力平衡（2）不需要匀速拉动木板
（3）在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大，滑动摩擦力越大)。
【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的条件可知，此时摩擦力等于拉力，也就是弹簧测力计的示数。
（2）在图乙中，无论下面的木板是否做匀速直线运动，物体A对它的压力和接触面的粗糙程度不变，因此摩擦力不变。
（3）弹簧测力计的示数越大，则说明摩擦力越大，根据表格分析哪个因素相同，哪个因素不同，根据控制变量法的要求描述结论。
【解答】（1）该实验测定滑动摩擦力大小的原理是二力平衡。
（2）实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小，其优点是不需要匀速拉动木板。
（3）实验中，下面的木块A不变，即接触面的粗糙程度不同，增加砝码的重力，即增大压力，那么得到结论：在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大，滑动摩擦力越大)。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
易错点与提高
课后巩固
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