中考物理一轮复习讲练测：专题10 运动和力（含解析）

专题10运动和力（讲练）1.了解：什么是平衡状态。2.会：利用物体运动情况分析物体受力；分析平衡状态下物体受力。3.理解：牛顿第一定律的内容；影响惯性大小的因素。4.掌握：惯性的概念；平衡力的概念。5.能：利用惯性解释生活中的现象。一、思维导图二、知识梳理知识点一：牛顿第一定律1.牛顿第一定律（也叫惯性定律）：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。2.牛顿第一定律的理解：（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。（2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。（3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。（5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。要点诠释：对定律的理解：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.“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体在不受力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。4.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。5.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。6.牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律，它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律，在不受任何力时，物体要保持原有的运动状态不变。知识点二：惯性惯性：物体保持原来运动状态不变的性质；即运动的物体要保持它的运动状态，静止物体要保持它的静止状态。要点诠释：对惯性的理解：（1）一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性，运动的物体也具有惯性)。牛顿第一定律表明，一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性质，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。（2）惯性是物体本身的属性，惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大，惯性越大；质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。（3）惯性是一种属性，它不是力。惯性只有大小，没有方向。（4）防止惯性的现象：汽车安装安全气襄,汽车安装安全带；利用惯性的现象：跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘。知识点三：二力平衡1.平衡力：物体在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。2.如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。3.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。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。4.平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。5.生活中处于平衡状态的例子静止的物体，物体受到的重力与其受到的另一个力是平衡力。如在桌面上的碗、静止在空中的气球等。匀速运动的物体，在运动方向上物体受到的力是平衡力。如在路上匀速行驶的汽车、传动带上的物体等。要点诠释：1．二力平衡的条件：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。2．二力平衡的条件的应用：(1)根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。(2)根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。3．二力平衡与相互作用力的区别平衡力相互作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一直线上不同点受力物体作用在同一物体上作用在两个不同物体上受力情况受力物体是一个，施力物体分别是其他物体两个物体互为施力者，互为受力者力的变化一个力变化(增大、减小或消失)，另一个力不一定变化，此时物体失去平衡同时产生，同时变化，同时消失知识点四：力与运动关系1.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)。2.物体受非平衡力作用运动状态改变(运动快慢或方向改变)。考点一：牛顿第一定律及其应用【备考方略】牛顿第一定律表明，一切物体在没有受到力（合力为零）时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。换句话说，假若施加于物体的合外力为零，则物体保持原来的运动状态不变。根据这定律，静止的物体会保持静止，除非有合外力施加于这物体。运动中的物体不会改变其运动状态，除非有合外力施加于这物体。这一规律是英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行深入探究，总结出来的，牛顿第一定律又称惯性定律。牛顿第一定律：⑴明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，才需要力的作用。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动，是在不受力的条件下，由物体本身的特性来决定的。【经典例题】（·湖北武汉市）关于牛顿第一定律和惯性，下列说法错误的是（）。A．牛顿第一定律不可能用实验直接验证；B．牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一；C．撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上，是利用锤头的惯性；D．环绕火星运行的“天问一号”探测器中的物体没有惯性【答案】D。【解析】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理得出的，而绝对不受力的物体在通常的情况下是不存在的，所以不能用实验直接验证，故A正确，不符合题意；B．牛顿第一定律虽然不能用实验直接验证，但经受住了实践的检验，是公认的物理学基本定律之一，故B正确，不符合题意；C．撞击锤柄下端时，锤柄停止了运动，而锤头由于惯性，要保持原来的运动状态向下运动，于是便套紧在锤柄上，故C正确，不符合题意；D．天问一号探测中的物体在环绕火星运动时，具有惯性，因为一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，故D错误，符合题意。故选D。【举一反三】1．（2020•百色）某次探究实验中，小明依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面上滑下，再观察和比较小车在水平面上滑行的距离，实验情景如图所示。（1）实验中，每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是使小车在水平面上开始滑行时的速度大小（选填“相等”或“不相等”）。（2）分析小车运动情况可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越（选填“快”或“慢”）；由此推理：如果水平面光滑，小车运动时不受阻力作用，它将在水平面上；说明物体的运动（选填“需要”或“不需要”）力来维持。（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律（选填“能”或“不能”）用实验直接验证。【答案】（1）相等；（2）慢；做匀速直线运动；不需要；（3）不能。【解析】（1）实验中应使小车到达水平面上的速度相同，需使小车从斜面的同一高度处由静止自由滑下；（2）分析小车运动情况可知：毛巾、棉布、棉布表面越来越光滑，小车通过的距离增大，可知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；由此进一步推想：如果运动小车不受阻力，它将做匀速直线运动，这说明物体的运动不需要力来维持；（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上通过进一步推理而概括出了牛顿第一定律，该定律不能用实验直接验证。故答案为：（1）相等；（2）慢；做匀速直线运动；不需要；（3）不能。2．（·福建中考真题）让滑块从斜面滑下，逐渐减小水平面的粗糙程度，测量滑块在水平面上的运动距离，探究“运动物体如果不受其他物体的作用，会一直运动下去吗”。下列做法能获得结论的是（）。A．坚持不懈进行多次实验探究 B．改进实验装置进行实验探究C．调整实验方案进行实验探究 D．在实验基础上进行合理推理【答案】D。【解析】不受力的物体在现实生活中是不存在的，探究“运动物体如果不受其他物体的作用，会一直运动下去吗”。必须在实验的基础上加以合理的推理才能得到。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。3．（·湖南邵阳市）如图所示，小红的妈妈陪弟弟在公园里荡秋千，假如弟弟荡到左边最高点受到的外力突然全部消失，他将会（）。A．继续向左运动 B．从左向右运动 C．竖直向下运动 D．静止不动【答案】D。【解析】由牛顿第一定律可知，原本静止的物体不受力会一直保持静止；原本运动的物体不受力将一直做匀速直线运动。当秋千荡到左边最高点的一瞬间，其速度为零，此时一切外力全部消失，秋千将在此位置一直保持静止。故ABC错误；D正确。故选D。考点二：惯性及其应用【备考方略】1.物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。也就是说，任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。对于惯性的理解要注意以下五点：（1）一切物体具有惯性；（2）惯性是物体的固有属性；（3）质量是惯性大小唯一的量度；（4）惯性是物体的一种属性，而不是一种力。所以不能说“受到惯性”，只能说“由于惯性”或“具有惯性”。2.生活中利用惯性的实例：①跳远运动员的助跑；②用力可以将石头甩出很远；③骑自行车蹬几下后可以让它滑行；④利用盛水容器，泼水浇菜；⑤烧锅炉时，用铁锨往炉膛内添加煤；⑥撞击锤柄几下，套紧锤头；⑦摩托车飞跃断桥；⑧使劲甩手可把手上的水甩掉；⑨拍打衣服可除去灰尘等。3.生活中防止惯性的实例：①小型客车前排乘客要系安全带；②车辆行使要保持距离；③运输玻璃制品，装玻璃制品需要包装且要垫上很厚的泡沫塑料；④骑自行车的速度太快，容易发生事故；⑤当汽车超载时，汽车遇到紧急情况时，车不容易刹住等。【经典例题】（·内蒙古中考真题）锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上，如图所示，下列说法中正确的是（）。A．锤柄撞击桌面前，锤头随锤柄一起向下运动，此时锤头和锤柄没有惯性；B．锤柄撞击桌面时，锤头由于受到惯性力的作用紧套在锤柄上；C．撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，此时锤柄没有惯性；D．锤柄撞击桌面时，锤头由于惯性，还要保持原来向下的运动状态，所以紧套在锤柄上【答案】D。【解析】A．一切物体都有惯性，锤柄撞击桌面前，锤头随锤柄一起向下运动，此时锤头和锤柄也有惯性，故A错误；B．锤柄撞击桌面时，惯性不是力，不能说锤头由于受到惯性力的作用，而是锤头由于具有向下运动的惯性，紧套在锤柄上，故B错误；C．撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，物体任何时候都具有惯性，此时锤柄仍有惯性，故C错误；D．锤柄撞击桌面时，锤柄由于受力运动状态改变而停止运动，锤头由于惯性，还要保持原来向下的运动状态，所以紧套在锤柄上，故D正确。故选D。【举一反三】1．（·甘肃兰州市）兰州市中考体育测试项目涉及到许多力学知识，下列说法中错误的是（）。A．做引体向上时，人对单杠的拉力和单杠对人的拉力大小相等；B．足球运球过程中，足球的运动状态发生改变是因为受到力的作用；C．立定跳远，起跳时脚用力蹬地，利用了力的作用是相互的；D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为受到惯性的作用【答案】D。【解析】A．做引体向上时，人竖直向下拉单杠，但物体间力的作用是相互的，单杠同时也会对人产生相同大小的拉力，故A正确，不符合题意；B．力是改变物体运动状态的原因，足球的运动状态发生改变一定是因为受到了力的作用，故B正确，不符合题意；C．立定跳远，起跳时脚用力蹬地，脚给地向后的力的同时地会给人向前的力的作用，是因为物体间力的作用是相互的，故C正确，不符合题意；D．掷实心球时，球出手后能够继续飞行，是因为球具有惯性，而不是受到惯性的作用，故D错误，符合题意。故选D。2．（·浙江杭州市）小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（）。A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；C．小金整个跑步过程惯性大小不变；D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性【答案】C。【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；BD．惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性，故BD错误；C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；故选C。3．（·海南中考真题）如图是运动员踢足球的情景，下列说法正确的是（）。A．踢球时，脚会痛是因为力的作用是相互的；B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对平衡力；C．踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力；D．足球离脚后，继续运动是因为受到惯性力的作用【答案】A。【解析】A．踢球时，由于力的作用是相互的，脚对球施压一个作用力，同时球对脚施加一个反作用力，因此脚会痛，故A正确；B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；C．因为踢球时，脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，因此脚对球的作用力等于球对脚的作用力，故C错误；D．惯性是物体具有的属性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，足球离脚后，继续运动是因为球具有惯性的缘故，故D错误。故选A。考点三：二力平衡与平衡力【备考方略】1.一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。这就是二力平衡。2.二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。3.平衡力和相互作用力（1）相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上。（2）不同点：平衡力：作用在同一物体上，是两种力；相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失。【经典例题】（·江苏中考真题）一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的说法正确的是（）。A．运动状态不变，受力平衡 B．运动状态不变，受力不平衡C．运动状态改变，受力平衡 D．运动状态改变，受力不平衡【答案】D。【解析】汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，运动的快慢虽然不变，但运动的方向在改变，即运动状态在改变，处于非平衡状态，受力不平衡。故选D。【举一反三】1．（·广西贵港市）以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是（）。A．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用；B．立定跳远——脚用力向后蹬地，是为了增大惯性；C．打排球——大力扣球，手对球的作用力大于球对手的作用力；D．引体向上——双手握住单杠静止时，人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力【答案】D。【解析】A．踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球受到了阻力的作用，故A错误；B．一脚用力向后蹬地，是为了增大动能，惯性只与质量有关，故B错误；C．大力扣球，手对球的作用力与球对手的作用力是相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；D．双手握住单杠静止时，人受到的重力与单杠对人的拉力，满足同一物体，大小相等，方向相反，且人也处于静止状态，故人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力，故D正确。故选D。2．（·内蒙古通辽市）关于力和运动，下列说法正确的是（）。A．参加三级跳远比赛时，快速助跑是为了增大惯性；B．用力推桌子，桌子静止不动，因推力等于摩擦力，这两个力是一对相互作用力；C．在操场跑步，匀速跑过弯道时人受到非平衡力；D．踢球时，只要脚对球施加的力大小相同，其作用效果一定相同【答案】C。【解析】A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，但惯性的大小只与物体的质量有关，所以快速助跑不能增大惯性，故A错误；B．用力推桌子，桌子没有推动，处于平衡状态，箱子受到的静摩擦力等于推力，此时推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力，故B错误；C．匀速跑过弯道时，运动的方向变化，导致运动状态发生变化，受到的力是非平衡力，故C正确；D．力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果，所以，脚对球施加的力大小相同时，其作用效果不一定相同，故D错误。故选C。3．（·广西贺州市）如图所示，甲乙叠放在一起，静止在水平地而上，下列说法正确的是（）。A．甲受到的重力与甲对乙的压力是一对平衡力；B．乙受到的重力与地面对乙的支持力是一对相互作用力；C．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对相互作用力；D．甲受到的重力与乙对甲的支持力是一对平衡力【答案】D。【解析】A．甲受到的重力与甲对乙的压力是两个受力物体，故不是一对平衡力，故A错误；B．乙受到的重力与地面对乙的支持力两个力的大小不同，所以不是一对相互作用力，故B错误；CD．甲受到的重力与乙对甲的支持力，受力物体都是甲，两个力的大小相等，方向相反，故是平衡力，故C错误；D正确。故选D。考点四：探究力与运动关系【备考方略】1.实验内容【实验目的】探究运动和力的关系。【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。【实验原理】（1）任何物体都具有惯性，物体惯性大小与质量有关；（2）当物体不受力或受到平衡力作用时，物体静止或做匀速直线运动。【实验步骤】一、实验装置如图。二、在长木板上铺上毛巾，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。三、在长木板上铺上棉布，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。四、让小车在长木板上从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。五、让小车在长木板上从B位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。六、实验表格（参考数据）实验步骤运动表面开始位置斜面底端到停止位置距离/cm1毛巾A2棉布A3木板A204木板B七、整理器材。【实验结论】力是改变物体的运动状态的原因，物体所受阻力（摩擦力）越大，小车越容易停下来。2.考查内容考查方向解答思路小车从斜面的同一高度滑下的目的当小车到达水平面时，使小车的速度相同小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离越远由此推断，当小车不受摩擦力作用时小车将做匀速直线运动此实验正确地揭示了：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．实验方法控制变量法表面越光滑小车受到的摩擦力越小这个实验能不能直接验证牛顿第一定律不能小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系阻力越大，运动越短让小车从不同高度滑下还可以探究重力势能与高度、动能与速度关系【经典例题】（·江苏苏州市）在探究“阻力时物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（同一/不同）位置由静止释放；（2）从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______；（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（需要/不需要）（4）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。A．小车在水平面上所受阻力大小B．阻力对小车运动的影响情况C．A、B选项均正确【答案】同一；匀速直线运动；不需要；B。【解析】（1）[1]根据控制变量法，小车达到水平面时的速度应相同，应将小车从斜面上同一位置由静止释放。（2）[2]由实验现象，阻力越小的轨道滑得越远，若水平面绝对光滑，即没有阻力，小车将作匀速直线运动。（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本实验，因为已经得知在木板上滑行距离大于棉布和毛巾。（4）[4]本实验是探究阻力时物体运动的影响，小车在水平面时速度相同，滑行越远，说明阻力影响越小，滑行越近，说明阻力影响越大，因此在水平面上运动的距离反映阻力的影响情况。【举一反三】1．（2020·宿迁）在探究“阻力对物体运动的影响”时，让小车从斜面相同高度由静止滑下，在三个不同的水平面上运动情况如图所示。（1）实验中让小车从相同高度滑下，是为了使小车在水平面上开始运动时的速度大小，本实验中的“阻力”主要是指小车受到的。（2）分析图中运动情况可知：小车受到阻力越小，小车运动的路程。（3）在不增加任何器材的情况下，若要探究“速度对动能大小的影响”，可将小车从斜面的高度由静止滑下，比较小车在（选填“相同”或“不同”）水平面上滑行的距离即可。【答案】（1）相等；摩擦力；（2）越远；（3）不同；相同。【解析】（1）探究“阻力对物体运动的影响”时，采用的是控制变量法，需要控制小车的初速度相同，所以应使小车从相同高度滑下；小车在水平面上运动时受到水平面的摩擦力的作用，这个摩擦力就是阻力；（2）由图可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远；（3）若要探究“速度对动能大小的影响”，需要改变小车的速度，即可将小车从斜面的不同高度由静止滑下，高度越高，速度越大；比较小车在相同水平面上滑行的距离即可。故答案为：（1）相等；摩擦力；（2）越远；（3）不同；相同。2．（2020•呼伦贝尔）在探究“运动和力的关系”实验中，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车子在水平面上滑行的距离。（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验应让小车从同一斜面的滑下，这种研究问题的方法是（选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”）。（2）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。说明物体的运动（填“需要”或“不需要”）力来维持。（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律。A．能用实验直接验证B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的【答案】（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。【解析】（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；（2）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匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持；（3）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律，该定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的，故选C。故答案为：（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。3．（2020•泰州）在“探究阻力对物体运动的影响”实验中：（1）小明调试实验装置时，将小车从斜面上A处滑下，如图甲所示，小车滑出水平木板右端而掉落下去。为让小车不滑出木板，下列做法不可行的是；A．小车仍从斜面A处滑下，换一个更长的木板B．增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下C．斜面倾角不变，小车从斜面上A处以下位置滑下D．减小斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下（2）调试成功后，小明每次均将小车从斜面上同一高度处滑下，让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动，最终小车静止时的位置如图乙所示。由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越。进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持（填运动状态）；（3）在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量（选填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量；（4）上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上，经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是。A．探究影响压力作用效果的因素B．用小磁针探究磁体周围的磁场C．探究声音能否在真空中传播D．探究动能大小与物体质量的关系【答案】（1）B；（2）长；匀速直线运动；（3）等于；（4）C。【解析】（1）将小车从斜面上A处滑下，小车滑出水平木板右端而掉落，说明小车到达水平面的动能较大，速度较大，通过的路程比较大，所以为让小车不滑出木板，可以换一个更长的木板；或者将小车从高度较低处滑下，或者可以减小斜面的倾角，从而减小小车到达水平面的动能，减小小车在水平面的速度，减小小车通过的路程；故不可行的方法是增大斜面的倾角，小车仍从斜面上A处滑下。故选B。（2）由图示可知，小车受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可知，当阻力为零时（即小车不受摩擦力），则小车会在水平面上做匀速直线运动。（3）由题意可知，小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面的水平面时的速度相等，而且小车最后在毛巾表面和木板表面上都会停下来；所以小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。（4）上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上，经过科学推理得出的。所用的方法是理想实验法；A．探究影响压力作用效果的因素用的方法是控制变量法，故A不符合题意；B．用小磁针探究磁体周围的磁场用的方法是转换法，故B不符合题意；C．探究声音能否在真空中传播用的方法是理想实验法，故C符合题意；D．探究动能大小与物体质量的关系用的方法是控制变量法，故D不符合题意。故选C。故答案为：（1）B；（2）长；匀速直线运动；（3）等于；（4）C。考点五：探究二力平衡条件【备考方略】1.对“二力平衡条件的探究”的考查主要有以下几个方面：（1）力的大小；（2）力的方向；（3）力的方向是否在一条直线上。2.知识支撑（1）一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。（2）两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。这就是平衡力。（3）二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。（4）力的大小相等，方向相反，但如果不在一条直线上，物体会发生转动。【经典例题】（·湖南衡阳市）小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但___________不相等，则这两个力不平衡。（2）按住塑料块，把跨过B轮的细线移到C轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过C轮的细线移到B轮上，把塑料块转过90℃，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，这两个力不平衡。（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是___________。A．塑料块容易扭转B．塑料块是比较容易获取的材料C．减少了摩擦力对实验结果的影响【答案】大小；不在同一直线上；C。【解析】（1）[1]由图甲知道，作用在同一个物体上的两个力大小等于钩码的重力，方向相反，由于大小不相等，物体不能处于平衡态，所以，这两个力不平衡。（2）[2]由图乙、丙知道，两个大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直线上的力作用下，物体不能处于平衡态，即这两个力不是平衡力。（3）[3]两图相比知道，甲图可减小摩擦力对实验的影响，故选C。【举一反三】1．（·浙江嘉兴市）用如图装置研究二力平衡时，在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码，手放开塑料片后，可观察到塑料片将（）。A．向左下运动 B．向右上运动C．仍静止不动 D．转过一定角度【答案】C。【解析】塑料片两端挂等重的钩码，受到的力的大小相等，此时塑料片受到的两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，且作用在同一物体上，这两个力彼此平衡，是一对平衡力，原本静止的塑料片受平衡力作用，故仍然保持静止。故选C。2．（·四川泸州市）某实验小组探究二力平衡条件的实验装置如图所示，M为一轻薄塑料片，实验中所用的钩码均为100g，不计绳重及摩擦（g取10N/kg）。（1）在图甲的装置中滑轮的作用是_______。（2）当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1与右端受到的拉力F2的方向_______；当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片将做_______（选填“匀速”或“变速”）运动，此时塑料片受到的合力为_______N。（3）在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片向两边加速运动，说明不任同一物体上的两个力________平衡（选填“他”或“不能”）。【答案】改变力的方向；相反；变速；1；不能。【解析】（1）[1]在图甲的装置中滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向。（2）[2]当左右两端同时各挂1个钩码时，塑料片静止，其左端受到的拉力F1向左，右端受到的拉力F2的方向向右，F1、F2的方向相反。[3]当左端再挂上一个钩码时，如图乙所示，塑料片受到的力左侧大于右侧，故纸片将做变速运动；此时塑料片受到的合力为F=2N-1N=1N；（3）[4]在图甲实验的基础上，用剪刀将塑料片从中间剪断，断开的塑料片各自受到同侧钩码的拉力向两边加速运动，不再是平衡状态，说明不任同一物体上的两个力不能平衡。3．（2020•台州）为研究作用在物体上的两个力满足什么条件时，才能使物体处于平衡状态，进行如下实验。（1）选用轻薄塑料片作为图甲实验研究对象的原因是。（2）将图甲中静止的研究对象转到虚线位置，松手后发现研究对象发生转动。据此可以得出结论：作用在物体上的两个力需要满足的条件是，物体才处于静止状态。（3）如图乙，若启动电动机继续进行研究：当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，观察物体的运动状态；当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，再观察物体的运动状态。继续这项研究的目的是。【答案】（1）减小研究对象的自重对实验的影响；（2）在同一直线上；（3）作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。【解析】（1）由于小卡片的质量很小，重力远小于卡片受到的拉力，所以其重力可以不考虑；（2）图甲中静止的研究对象转到虚线位置，此时两个力不在同一条直线上，松手后发现研究对象发生转动，这表明二力平衡时，这两个力需要满足的条件是在同一条直线上，物体才处于静止状态；（3）当弹簧测力计示数与物体重力大小相等时，可以观察到物体做匀速直线运动，当弹簧测力计示数与物体重力大小不相等时，可以观察到物体做变速运动，所以研究的目的是：作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。故答案为：（1）减小研究对象的自重对实验的影响；（2）在同一直线上；（3）作用在物体上的两个力满足什么条件，物体才能保持匀速直线运动状态。专题10运动和力（测试）（时间60分钟，共100分）一、选择题（每小题3分，共42分）1．用手捏着一支粉笔静止于空中，现将手松开，假设在手松开的同时，粉笔所受的一切外力同时消失，则（）。A．粉笔将静止于原来位置 B．粉笔将竖直向上运动 C．粉笔将竖直向下运动 D．粉笔将沿水平方向运动【答案】A。【解析】根据牛顿第一定律我们知道，物体不受外力作用时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。因为粉笔原来是静止的，而松开手的同时，一切外力又同时消失，所以粉笔仍然保持原来的静止状态，故选项A正确。故选：A。2．以下所给出的现象中，物体运动状态不发生改变的是（）。A．在弯曲的路上汽车匀速转弯；B．熟透的苹果从树上下落；C．小孩沿笔直的滑梯匀速下滑；D．行驶的火车开始进站【答案】C。【解析】A、在弯曲的路上汽车匀速转弯，速度的方向时刻在变，即运动状态发生改变，不符合题意；B、熟透的苹果从树上下落，速度的大小时刻在变，即运动状态发生改变，不符合题意；C、小孩沿笔直的滑梯匀速下滑，速度的大小和方向都不变，即运动状态不变，符合题意；D、行驶的火车开始进站时，速度的大小变小，即运动状态发生改变，不符合题意；故选：C。3．在中国科技馆内有如图所示的展品，小火车匀速向左行驶，将要通过横跨火车轨道的小桥时，从车厢上的小孔竖直向上抛出一个小球，小球在空中运动一段时间后，落回到火车上并恰好进入原来的小孔内。对于这一现象下列说法正确的是（）。A．小球能够落到原来的小孔是由于小火车具有惯性；B．小球在空中运动的速度大小是不变的；C．小球能够落到原来的小孔是由于小球具有惯性；D．小球从抛出到落回的过程中运动状态保持不变【答案】C。【解析】AC、小球能够落到原来的小孔是由于小球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，而不是由于火车具有惯性。故A错误，C正确；B、小球在空中运动时，其水平方向上的速度大小是不变的，而竖直方向上其运动速度是变化的。故B错误；D、小球从抛出到落回的过程中运动方向，在竖直方向上的运动速度都发生了变化，所以运动状态改变了。故D错误。故选：C。4.关于惯性，下列说法中正确的是()。A．静止的物体没有惯性；B．运动物体的惯性比静止时大；C．航天员在空间站中失去惯性；D．物体在任何情况下都有惯性【答案】D。【解析】任何物体都有惯性，A、C两项错；物体的惯性大小只与物体的质量大小有关，与物体的运动状态无关，B项错。5.汽车在平直的公路上做匀速直线运动，则下列为一对平衡力的是()。A，汽车的牵引力和汽车所受的重力；B．汽车所受的重力和汽车对地面的压力；C．汽车的重力和地面对汽车的支持力；D．汽车对地面的压力和汽车所受摩擦力【答案】C。【解析】平衡力是指作用在一个物体上大小相等、方向相反并且在同一直线上的两个力，必须同时具备。A选项中，牵引力与重力不是在同一直线上，B选项不符合作用在同一物体上，D选项中汽车对地面的压力和汽车所受摩擦力，既不在同一直线上，又不在同一物体上。6.超市的购物小车被推开后，向前运动，最终停下来。在这一过程中，下列说法正确的是()。A．人对小车的推力越来越小；B．离开人手后的小车不受力的作用；C．刚离开手的小车相对于货架是运动的；D．小车在运动过程中受到平衡力的作用【答案】C。【解析】小车被推开后，就不受人的推力，但仍受重力的作用，故A、B均错误。刚离开手的小车相对于货架发生了位置的改变，故C正确。小车被推开后，最终停下来，运动状态发生了改变，因此小车受力一定不平衡，故D错误。7.如图1所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，F随时间t的变化关系如图2所示，从t=0开始，小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示，下列说法正确的是（）。A．0﹣4s内，物块受到的摩擦力为4N；B．8﹣10s内，物块受到的摩擦力为6N；C．t=10s时，物块的速度一定小于5m/s；D．若16s时撤去F，物块将做匀速直线运动【答案】C。【解析】由图3知，12到18s物体在相同时间内通过的路程相等，做匀速直线运动，由图2知，此时f=F=4N；A、由图2知，0﹣4s内，物体受到的拉力F=2N，小于滑动摩擦力，所以此时物体应处于静止状态，所受静止摩擦力等于拉力等于2N，A错误；B、由图3知，8﹣10s内，物体处于运动状态，根据影响摩擦力大小的因素可知，摩擦力仍等于4N，B错误；C、由图3知，从10到12s时间内，物体的平均速度v=5m/s，而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力，所以做加速运动，因此全程的平均速度应大于10s时的速度，C正确；D、若16s时撤去F，物体受摩擦力的作用将做减速运动，D错误。8.关于惯性的理解和现象解释，以下说法正确的是()。A．高速飞行的子弹具有惯性，穿人木头静止后惯性消失；B．汽车驾驶员和前排乘客系安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性；C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用；D．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性【答案】D。【解析】惯性是物体的属性，是任何物体在任何情况下都具有的，与物体是否运动无关，A错误；惯性的大小只与物体的质量有关，质量未变，惯性大小就不会变，B错误；惯性不是力，c错误；百米赛跑运动员到达终点时由于惯性还要继续向前运动，所以不能马上停下来，D正确。9.目前人类发射的探测器已飞出了太阳系，如果探测器所受外力全部消失，那么探测器将（）。A．沿原路径返回地球B．沿原方向做匀速直线运动C．沿原方向做加速直线运动D．沿原方向做减速直线运动【答案】B。【解析】一切物体在没有受到外力的作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态。究竟物体是静止还是运动要由物体在不受外力作用前的运动状态决定，静则恒静，动则恒动。10.下列物体中，正在受平衡力作用的是（）。A．正从地面腾空而起的火箭B．竖直向上抛出的石子C．沿光滑斜面滚下的小球D．在水平直路上匀速行驶的汽车【答案】D。【解析】物体在平衡力的作用下处于平衡状态，火箭腾空而起，速度增大，运动状态改变，所以火箭受到的不是平衡力。石子抛出、沿斜面下滑的小球，运动状态改变，不受平衡力，而汽车做匀速直线运动，即处于平衡状态。所以此时汽车受平衡力。11.小明发现正常行驶的汽车，遇到紧急情况突然刹车时，坐在车上的乘客会向前倾倒，他用下面的四句话解释了造成这个现象的原因：①汽车突然刹车时，乘客的下半身随车停了下来；②乘客和汽车同时向前运动；③乘客就会向前倾倒；④乘客的上半身由于惯性继续保持向前运动的状态。这四句话的正确排列顺序是（）。A．②①④③ B．③②①④ C．①②④③ D．④②①③【答案】A。【解析】该题中，原来乘客和汽车都处于向前运动状态，当汽车突然刹车时，乘客的下半身由于摩擦力随车停了下来，而乘客的上半身由于惯性继续保持向前运动的状态，故乘客就会向前倾倒。故正确的顺序为：②①④③。故选：A。12.在学习牛顿第一定律的时候，我们做了如图所示实验，下列有关叙述正确的是（）。A．每次实验时，小车可以从斜面上的任何位置开始下滑；B．根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律；C．实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越近；D．实验中运动的小车会停下来，说明力能改变物体的运动状态【答案】D。【解析】A、实验中，我们让小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑，目地是为了让小车每次到达水平面时的速度都相同，便于比较，故A错误；B、接触面越光滑，摩擦力越小，小车的速度减小得慢。由此推理得出：假如小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的，故B错误；C、实验表明：小车在木板表面运动的距离最远，说明小车受到摩擦力越小，运动的距离越远，故C错误；D、实验中运动的小车会停下来，其运动状态发生了改变，说明力能改变物体的运动状态，故D正确。故选：D。13.下列事例中利用惯性的是（）。A．百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来；B．车辆在进站前提早刹车；C．乘客在车辆急刹车时要朝前冲；D．自行车在上坡前要多蹬几下【答案】D。【解析】A、百米赛跑运动员到达终点后，速度还比较大，由于惯性会保持原来的运动状态，因此不能立即停下来，故该选项不是利用惯性，而是惯性现象，不符合题意。B、车辆进站时，速度比较快不会立即停下来，由于惯性会保持原来的运动状态，因此会提早刹车，是防止惯性不是利用了惯性，不符合题意。C、车辆急刹车时，乘客的脚已随车静止，而身体上部由于惯性会继续向前运动，因此乘客的身体会向前冲，故该选项不是利用惯性，而是惯性现象，不符合题意。D、自行车上坡前多蹬几下，具有了很大的速度，在上坡时由于惯性车子会保持原来的速度前进，这样上坡就比较容易了，是利用了惯性，故该选项符合题意。故选：D。14.小华在探究“二力平衡的条件”时，先后进行了如图甲、乙所示的实验，其中乙图将纸片旋转了一个角度，该实验是想探究二力平衡时（）。A．是否作用在同一直线上 B．是否作用在同一物体上 C．方向是否相反 D．大小是否相等【答案】A。【解析】由题知，小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。故选：A。二、填空题（每空2分，共38分）15．在一个光滑的水平面上，用绳子拉小车做直线运动，当小车的速度达到4m/s时，绳子脱落，这时小车在水平面上做运动，小车的运动速度是。【答案】匀速直线运动；4m/s。【解析】分析题意可知，当拉小车的绳子突然断开时，小车由于惯性仍要保持原来的运动状态不变，即小车在水平面上做匀速直线运动，其速度仍为4m/s。故答案为：匀速直线运动；4m/s。16．物体静止在光滑水平面上，当它持续受到一个沿水平向右的力的作用时，它的速度将，撤去此力后，它的速度将。【答案】变大；不变。【解析】原来静止的物体如果合外力不为零，那么它将做加速运动。当物体的合外力为零时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。物体静止在光滑水平面上，当它持续受到一个沿水平向右的力的作用时，它的合外力就是该水平力，而且不为零，所以物体的速度将变大，撤去此力后，物体已经具有一定的速度，而且此时它的合外力为零，根据牛顿第一定律，它将做匀速直线运动，所以物体的速度将不变。故答案为：变大；不变。17.2020年春晚，刘欢与郑楚馨合唱了电影《流浪地球》主题曲，让观众进入了奇妙的科幻世界。地球自转方向自西向东，为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向（选填“东”或“西”）方，这是利用了物体间力的作用是。【答案】东；相互的。【解析】地球自转方向为自西向东，那么为了使地球刹车，地球发动机喷射的“火焰”应偏向东方，这是利用了物体间的作用是相互的。故答案为：东；相互的。18.一个小铁球从斜面上从静止滚下后在桌面上运动，将磁铁按如图先后正对球运动方向和侧对球运动方向放置，观察到小球在图甲中直线运动加快，乙中小球运动发生转弯。请找出一个与以上情景有关的物理现象，并指出相应的物理知识，不得与示例重复示例：物理现象：甲图中铁球做直线运动越来越快；物理知识：力是改变物体运动状态的原因。作答：物理现象物理知识【答案】乙图中铁球运动方向发生变化；力可以改变物体的运动状态。【解析】物理现象：乙图中铁球运动方向发生变化；物理知识：力可以改变物体的运动状态。故答案为：乙图中铁球运动方向发生变化；力可以改变物体的运动状态。19.如图所示，木块竖立在表面粗糙的小车上，随小车一起在地面上向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力。小车对木块的支持力与木块所受重力是一对力；当小车突然停车时，木块将向（选填“左”或“右”）倾倒。【答案】平衡；右。【解析】（1）木块随小车一起在地面上向右做匀速直线运动，木块处于平衡状态；小车对木块的支持力与木块受到的重力，它们大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上，是一对平衡力；（2）小车突然停止运动，木块下部由于受摩擦力而速度减小，而木块的上部由于惯性还要保持原来的运动状态，所以木块向右倾倒。故答案为：平衡；右。20.物体所受的几个力的相互抵消了，我们就说这几个力平衡；当动力和阻力对杠杆的相互抵消时，杠杆将处于平衡状态。【答案】作用效果；转动效果。【解析】物体同时受到几个力的作用，这些力的合力为0，即这几个力的作用效果相互抵消了，我们就说这几个力平衡；当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时，杠杆将处于平衡状态，即处于静止或匀速转动状态。故答案为：作用效果；转动效果。21.如图所示，用手推动书本使书本和钢笔一起在水平桌面上做匀速直线运动，此时钢笔受到的个力的作用，书本匀速直线运动的原因是。【答案】2；书本受平衡力的作用，等效于不受外力。【解析】分析可知，书本和钢笔一起在水平桌面上做匀速直线运动，此时钢笔和书本之间没有相对运动的趋势，故在水平方向上不受摩擦力的作用，在竖直方向上受到重力和支持力的作用，并且这两个力是一对平衡力；运动的书本在水平方向上受到推力和摩擦力的作用，在竖直方向上受到重力和支持力的作用，并且这两对力都是平衡力；书本受平衡力的作用，等效于不受外力，所以保持匀速直线运动。故答案为：2；书本受平衡力