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牛顿第一定律与二力平衡、摩擦力
【牛顿第一定律】
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，这就是牛顿第一定律。
要点诠释：
1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用，不是特殊现象。
2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义：一是该物体确定没有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况(实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的)；二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
3.牛顿第一定律的内涵：物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态，说明力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说：物体的运动不需要力来维持，要改变物体的运动状态，必须对物体施加力的作用。
4.牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上通过分析.概括.推理总结出来的。
【惯性】一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
1.一切物体都有惯性，无论是静止还是运动；无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态，运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
3.惯性是物体的属性，不是力。因此在提到惯性时，只能说“物体具有惯性”，或“由于惯性”，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小，惯性的大小仅取决于物体的质量，质量大，惯性也大。
【牛顿第一定律】
1.竖直向下加速下落的雨滴，假设雨滴下落到某高度时所受的力全部消失，则雨滴将(　　)
A．向下做匀速直线运动 B．向下做加速直线运动 C．向下做减速直线运动 D．静止不动
2.在太空中飞行的宇宙飞船，如果它受到的一切外力消失，那么宇宙飞船将(　　)
A．立即静止 B．减速飞行 C．加速飞行 D．匀速飞行
3.小冬用绳子拴着一石块，使石块绕手做圆周运动，如果石块受到的力突然全部消失，石块将(　　)
A．立即停止运动 B．做匀速直线运动 C．继续做圆周运动 D．速度越来越慢直到停止运动
【惯性】
1. 关于物体的惯性，下列说法正确的是(　 )
A．赛车能很快停下来，说明车没有惯性 B．跳远运动员起跳前助跑，是为了获得惯性
C．足球射入球门时才具有惯性 D．百米运动员到达终点时不能立即停下来，是因为运动员具有惯性
2.下列说法正确的是(　 )
A．惯性是物体的一种属性 B．物体只有静止时才有惯性
C．物体只有受到力的作用时才具有惯性 D．物体只有运动时才有惯性
　
3. 物体表现出惯性的现象我们经常遇到，有的可被人们利用；有的能给人们带来危害，是需要防止的，下列实例中，利用了惯性的是(　　)
A．驾驶员必须使用安全带 B．公交车上提示：“车辆转弯，请抓住扶手”
C．跳远运动员快速助跑 D．百米运动员冲刺后不能马上停下来
4.坐在公共汽车里的人，身体突然向前倾，这可能是由于汽车
A突然减速前进 B突然加速前进
C向前行驶时突然刹车 D突然启动前进
【实验】
在探究牛顿第一定律的实验中，如图所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下，使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动。
(1)同一小车三次从斜面的同一高度滑下，采用同一高度的目的是为了使小车在水平面上开始运动时，具有相同的 。
(2)小车在 表面上滑行的最远；因为平面越光滑，小车速度减小得越 。
(3)从实验中得出的结论是若接触面完全光滑，即水平方向不受外力作用，轨道足够长，小车将一直做 运动。
(4)本次探究中应用了在观察实验的基础上进行科学 的方法。
在研究牛顿第一定律的实验中，同学们得到如下结论，其中错误的是(　　)
A．控制小车从斜面同一高度滑下，是为了让小车滑到水平面时的初速度相等
B．由于惯性，小车到达水平面后继续向前运动
C．实验中主要运用了控制变量法和理想实验法
D．实验表明，力是使物体运动的原因
【平衡状态和平衡力】
物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力是平衡力。
　
【二力平衡】
作用在同一物体上的两个力，如果大小相等.方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
二力平衡的条件，概括说就是“同物.等大.反向.共线”。
(1)同物：作用在同一物体上的两个力。 (2)等大：大小相等。
(3)反向：两个力方向相反。 (4)共线：两个力作用在同一条直线上。
【与运动的关系】
物体受平衡力(或不受力)物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
　　物体受非平衡力作用运动状态改变(运动快慢或方向改变)。
【实验】
1.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 ，并通过调整 来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是： 。
(4)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验．其主要原因是 。
A．减少摩擦力对实验结果的影响 B．小卡片是比较容易获取的材料
C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D．小卡片容易扭转
一辆汽车匀速行驶在平直的水平路面上，属于平衡力的是(　　)
A．车受到的牵引力和车受到的重力 B．车受到的重力和车对路面的压力
C．车受到的牵引力和车受到的阻力 D．车对路面的压力和路面对车的支持力
关于平衡力，下列方法正确的是(　　)
A．物体只有在静止时受到的力是平衡力
B．作用在一条直线上的两个力，大小相等，这两个力一定是平衡力
C．物体在平衡力的作用下，处于静止状态或匀速直线运动状态
D．物体受到的拉力和重力的大小相等，这两个力一定是平衡力
关于平衡力，下列说法正确的是(　　)
A．如果一个物体做直线运动，则它一定受平衡力 B．如果一个物体静止，则它一定受的合外力是零
C．大小相等.方向相反.作用在同一直线上的两个力是平衡力 D．受平衡力的物体一定处于静止状态
用大小不变的水平力，拉木块在水平桌面上做匀速直线运动，如图所示．木块在运动过程中，下列说法正确的是(　　)
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力 B．绳对木块的拉力大于桌面对木块的摩擦力
C．绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力 D．木块受到的滑动摩擦力大小保持不变
猴子能够轻松地倒挂在树枝上，当其倒挂在树枝上静止时，下列说法正确的是
A．树枝对猴子的作用力和猴子所受重力是一对平衡力
B．猴子对树枝的作用力和猴子所受重力是一对平衡力
C．猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是—对平衡力
D．猴子很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
8.吊车吊着质量为2吨的物体，在下列的三种情况下，吊车给物体向上的拉力各是多少？
(1)物体静止不动；
(2)物体以1米/秒的速度匀速上升；
(3)物体以2米/秒的速度匀速下降
9. 请判断如图所示的四幅图中的力是否属于一对平衡力，若不是，请说明理由：
A图中的力： ； B图中的力： ；
C图中的力： ； D图中的力： 。
【实验探究】
1.某学生通过实验研究物体运动与受力的关系，在光滑水平桌面上放一小车，其两端通过细绳悬挂质量相等的两个钩码，物体静止，如图(a)所示，在同样受力的情况下，小车也可向左做匀速直线运动，如图b所示，当小车向左做匀速直线运动时，用手竖直向上托住左侧的钩码后，发现小车将继续向左运动一段距离，如图c所示。
　　
　　(1)分析比较图__________可得到物体受平衡力作用时，将静止或做匀速直线运动。
　　(2)分析比较b.c可以得到_______________。
【摩擦力】
1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向：与相对运动的方向相反。
3.测量：利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点诠释：
1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件：(1)接触面粗糙；(2)接触并挤压；(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动。根据二力平衡的知识，可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。在相同条件下，滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
【研究影响滑动摩擦力大小的因素】
1.实验方法:控制变量法。在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有，接触面所受的压力.接触面的粗糙程度。
3.实验器材：木块.弹簧测力计.表面粗糙程度不同的长木板两块.砝码。
4.实验步骤：
(1)用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿水平长木板滑动，从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同，但表面粗糙的长木板，保持木块上的砝码不变，测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
【滑动摩擦】
1.定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向：与相对运动的方向相反。
3.测量：利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
4.影响滑动摩擦力大小的因素：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
【静摩擦】
1.定义：物体在有相对运动趋势时，接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
2.方向：静摩擦力的方向，与相对运动趋势相反，但与运动方向可以相反(阻力)也可以相同(动力)，还可以成任意角度。如：皮带传送机就是静摩擦力方向与运动方向相同的，是静摩擦力作为动力的实例。
3.静摩擦力的大小：静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化，其大小由外界条件决定，因此它是被动力。
【摩擦的利用和防止】
1.利用：增大有用摩擦，可以增大压力，增大接触面的粗糙程度。例如：鞋底有花纹；自行车更快停下来，可以用力捏闸。
2.防止：减小有害摩擦，减小压力 ，减小接触面的粗糙程度。例如：冰壶运动员通过改变接触面的粗糙程度来减小摩擦；变滑动为滚动；使接触面隔开。
【摩擦力】
关于摩擦力下列说法中正确的是(　　)
A．两个物体相互接触时他们之间一定有摩擦力 B．相同条件下滚动摩擦力比滑动摩擦力小
C．物体质量越大受到的摩擦力越大 D．摩擦力都是有害的
2.下列摩擦属于滚动摩擦的是(　　)
A．铅笔与卷笔刀间的摩擦 B．旱冰鞋与地面间的摩擦
C．花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦 D．自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦
3.在“研究影响滑动摩擦力大小因素” 的实验中，做了如下图所示的实验。
　　　　
(1)为了测定摩擦力的大小，用弹簧测力计沿___________方向拉着木块在水平桌面上做__________运动，摩擦力的大小可从弹簧测力计示数得出。
(2)比较图甲和图乙中弹簧测力计的示数得到的结论：___________________________；
(3)比较图甲和图丙中弹簧测力计的示数得到的结论：____________________________。
如图所示的四个实例中，目的是为了减小摩擦的是
在物理考试作图时，小亮画错了一个地方，用橡皮轻轻地擦，没有擦干净，然后他稍使劲就擦干净了，这是通过增大__________的方法来增大橡皮与纸之间的__________。
重为10牛的物体放在水平地面上，在3牛的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，则物体受到的滑动摩擦力的大小为(　　)
A．3牛 B．7牛 C．10牛 D．13牛
如图所示：物体与地面(或斜面)间的接触面是粗糙的，图中没有受到摩擦力的是：
　　
8.自行车是人们常用的交通工具，其中包含许多物理知识，下列有关说法不正确的是(　　)
A．车轮转轴内装有小滚珠是为了减小摩擦 B．把手上刻有花纹是为了减小摩擦
C．轮胎用橡胶制作是因为它的弹性较好 D．车架用钢铁制作是因为它的硬度较大
9.用弹簧测力计沿水平方向拉一个质量为500g的小车在桌面上向右做匀速直线滑动，此时弹簧测力计的示数为2N时，则小车受到的摩擦力为__________N，方向__________。当弹簧测力计的示数增大为4N时， 小车受到的摩擦力大小__________。 (“变大”.“不变”.“变小”)
一木块在一水平拉力F1=5N作用下匀速移动，则木块受到的摩擦力_____N；若改用F2=10N水平拉力拉着木块在原地面上滑动，则此时木块受到的摩擦力_____N。
11.小猴用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，所受的摩擦力分别为f上和f下那么它们的关系是(　　)
A．f上向上，f下向下，且f上=f下 B．f上向下，f下向上，且f上＞f下
C．f上向上，f下向上，且f上=f下 D．f上向上，f下向下，且f上＞f下
如图所示，物块A的重力GA=20N，物块B的重力GB=10N，水平推力F作用在A上，A与竖直墙面接触，A和B均静止，则墙面受到的摩擦力(　　)
A．大小为20N，方向向上 B．大小为20N，方向向下
C．大小为30N，方向向上 D．大小为30N，方向向下
12.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，小明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，这些力是平衡的。小明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”)。要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见：
13.在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：
Ⅰ.与物体速度的大小有关
Ⅱ.与接触面的粗糙程度(表面状况)有关
Ⅲ.与压力的大小有关
(1)为了验证上述猜想是否正确，他采用了图甲所示的装置进行实验．实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做 运动。
(2)实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机．在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动。实验记录如下
实验次数 表面状况 压力/N 摩擦力/N 木块的速度/m/s
1 木块------木板 2.0 0.6 0.1
2 同上 4.0 1.2 0.1
3 同上 4.0 1.2 0.2
4 木块-----砂纸 2.0 1.0 0.1
①分析3.4两次的实验记录， (填“能”或“不能”)验证猜想Ⅰ。
②分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅱ。
③分析 两次的实验记录，可初步验证猜想Ⅲ。
【课后练习】
1.(多选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　)
A．牛顿第一定律是牛顿通过实验总结出来的 B．它说明力是使物体运动状态改变的原因
C．它表明物体不受力时，保持静止或匀速直线运动 D．它表明要维持物体的运动，必须对物体施加力
2.一个正在运动的物体，如果它受到的力同时都消失，这个物体将 ( )
A．立即停下来 B．速度越来越慢，最后停下来 C．做匀速直线运动 D．速度越来越快
3.以下事例中不是惯性现象的是 ( )
A．人从行驶的车上跳下易摔倒 B．轰炸机前进中投弹时应提前投
C．骑自行车突然向左转弯，后座桶中的水向右洒出 D．人向后划桨，使船向前进
4.子弹从枪膛里射出后，能继续在空中运动，是由于( )
A．火药的推力 B．子弹的冲力 C．子弹有惯性 D．子弹的惯性大于它受到的阻力
5.牛顿第一定律是：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持 状态或 状态。表明：原来 的物体在不受 作用时将保持原来的静止状态，原来 的物体在不受 作用时将保持 。
6.同学们骑自行车上学，当停止用力蹬脚踏板时，自行车仍能向前运动，这是由于自行车具有的缘故；但自行车运动会越来越慢，最后停下来，这是由于自行车受到了________的作用。
7.当汽车急刹车时，人的下身突然减速，而上身由于________则会向前冲去；若汽车向左拐弯，则人会向________倒去。
8.一个物体只受到一对平衡力的作用，这个物体将________，若其中一个力的大小为203 N，方向竖直向上，那么另一个力的大小是________N，方向________。
9.原来正在做匀速直线运动的物体，现突然给它施加一对平衡力，该物体将________。
10.体重为600N的跳伞员从高空跳下，打开伞后他匀速下落，在下落过程中，他受到伞绳的拉力是________N，方向________。
11.物体在30N的拉力作用下，沿水平方向做匀速直线运动，如图所示物体受到的阻力是________N。
12.下图所示的两个力中，是一对平衡力的是 ( )
13.马用50N的力拉着货车在水平路面上匀速前进，如图所示。则车受到几对平衡力的作用 其中拉力与哪个力平衡 这个力的大小是多少 方向如何
14.如图所示，小明用50N的水平力把重15 N的木块压在竖直的墙面上，使木块静止不动，此时木块受到的摩擦力大小是________N；若减小水平压力，木块仍然静止，则木块受到的摩擦力将________，若木块原来处于下滑过程中，减小压力，木块受到的摩擦力将________(填“变大”.“变小”或“不变”)。
15.人在一般情况下步行前进时，若鞋底与地面不打滑，下列说法中正确的是(　　)
A．地面对鞋底的摩擦力方向向后，阻碍人前进 B．地面对鞋底的摩擦力方向向前，推动人前进
C．鞋底花纹磨损后，摩擦力减小，人更容易前进 D．鞋底花纹磨损后，摩擦力增大，人更难前进
16.如图所示，木箱重600N，小明用F=200N的力沿水平方向推木箱，木箱做匀速直线运动。当推力增大到240N时，此时的摩擦力为(　　)
A．600N B．200N C．240N D．大于200N小于240N
17.在图所示的状态下，物体A重为30N，物体B重为20N，绳子的重力忽略不计，则上面的绳子对物体A的拉力为 N，下面的绳子对物体A的拉力为 N。
18.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.丙所示。由图象可知当t=1s时，物体处于
状态。t=5s时，物体受到的摩擦力为 N，此时物体受到的合力为 N。
18.如图所示，木块A与平板小车一起在水平桌面上向左匀速运动，当小车受外力作用突然减速时，木块随即在小车的平板上滑行。请在图中用带箭头的线段标出木块滑行的方向，并画出木块滑行过程中的受力示意图。
19.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1) 小华将系于小卡片(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，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向 　　，并通过调整 　　来改变拉力的大小。
(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片 　　(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究 　　。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图甲所示情况下，小华下一步的操作是： 　　　　
(4)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是 　　　。
　　A．减少摩擦力对实验结果的影响　　　　　 B．小卡片是比较容易获取的材料
　　C．容易让小卡片在水平方向上保持平衡　　 D．小卡片容易扭转

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