2020-2021学年浙教版七年级下册科学竞赛辅导教案第8讲惯性定律力的平衡摩擦力

七年级下册科学竞赛辅导教学案第8讲惯性定律、力的平衡、摩擦力一、知识梳理：知识梳理一、惯性和惯性定律1.一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。物体不受力时，原来静止的物体将保持静止状态；原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动。物体做匀速直线运动可以不需要力，即力与运动状态无关，所以力不是产生或维持运动的原因。2.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步推理而概括出来的，且经受住了实践的检验，所以已成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围不受力是不可能的，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。3.物体保持运动状态不变的性质叫惯性。惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等均无关。二、力的平衡1.物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，那么这两个力相互平衡，简称二力平衡。2.二力平衡的条件：二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、二力作用在同一条直线上。可简单概括为：同物、等大、反向、同线。3.应用二力平衡条件解题时要画出物体受力的示意图。画示意图时要注意：①先画重力，然后看物体与那些物体接触，就可能受到这些物体的作用力；②画图时还要考虑物体的运动状态。三、摩擦力1.两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这个力就叫摩擦力。2.摩擦力可分为静摩擦力和动摩擦力两类，动摩擦力又可分为滑动摩擦力和滚动摩擦力两类。3.摩擦力的方向：摩擦力的方向与物体相对运动的方向或运动趋势相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。4.摩擦力的大小应通过受力分析，结合二力平衡求得。在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。5.增大摩擦力的方法有：增大压力、使接触面变粗糙、变滚动为滑动。减小摩擦力的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。易考点1.牛顿第一定律的实验分析（探究阻力对物体运动的影响），惯性的应用分析。2.二力平衡的实验分析，二力平衡与相互作用力的判别。3.利用二力平衡原理分析滑动摩擦力的大小的影响因素。二、经典例题简析考点一牛顿第一定律的应用例1、如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个小球，随小车一起匀速运动。当小车突然停止运动，其他阻力不计，假设小车无限长，则两个小球（）。A.一定相碰B.一定不相碰C.若m1＞m2，则肯定相碰D.若m1＜m2，则一定不相碰思路点拨：小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度；当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，所以两个小球由于惯性还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，故选B。参考答案：B方法归纳：由牛顿第一定律可知，当物体不受任何外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。易错误区：质量大的物体惯性大，这只是原来的运动状态不易改变而已，这不影响本题中两个小球原来的运动状态。考点二判断二力平衡例2、【肇庆】汽车在平直公路上匀速行驶，下列说法中正确的是（）。A.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力B.汽车的重力和它所受到的阻力是一对平衡力C.汽车对地面的压力和汽车的重力是一对平衡力D.汽车的牵引力和它所受的阻力是一对平衡力思路点拨：汽车对地面的压力作用在地面上，地面对汽车的支持力作用在汽车上，二者不是作用在同一物体上，所以它们不是一对平衡力，故选项A错误；汽车的重力和它所受到的阻力，不是作用在同一条直线上，所以它们不是一对平衡力，故选项B错误；汽车对地面的压力和汽车的重力，其方向都是竖直向下，而二力平衡要求两个力的方向相反，故选项C错误；汽车的牵引力和它所受的阻力，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，符合二力平衡条件，故选项D正确。参考答案：D考点三二力平衡的应用例3、科学家常用探空气球测量气象数据（如图所示）。气球在空气中上升或下降运动时会受到空气向上的浮力（F浮）作用，同时还会受到空气的摩擦阻力（f）。某探空氢气球挂上仪器总重G1为28N时，正好匀速上升。当该氢气球挂上另一组仪器总重G2为32N时，氢气球却匀速下降。假设该氢气球上升或下降时所受的浮力和重力不变，则该氢气球所受空气的浮力是N，所受空气的阻力为N。思路点拨：当氢气球匀速上升时，阻力与重力都向下，浮力向上，根据受力平衡有：F浮=G1+f。当氢气球匀速下降时，阻力与浮力都向上，重力向下，根据受力平衡有：F浮=f=G2。即解得参考答案：302三、中考链接考点四力与图像的结合分析例4、【桂林】小明经常与同学进行爬杆比赛，如图甲所示。在某次比赛中，小明向上爬的速度时间图像如图乙所示，但他所受摩擦力时间图像漏画了一部分，如图丙所示。若将之补充完整，应是（）。甲乙丙A.B.C.D.思路点拨：人爬杆时受到了竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力这两个力的作用。由图乙可知：0～t1时间内，人加速向上运动，所以F＞G；t1～t2时间内，人在做匀速直线运动，所以人受到的重力和摩擦力是一对平衡力，即F=G；t2～t3时间内，人在减速向上运动，所以F＜G，故图像C符合题意。参考答案：C考点五摩擦力的大小例5、【杭州】如图所示，用水平力推静止在水平地面上的大木箱，没有推动。这时，木箱受到的（）。A.推力小于摩擦力B.推力和摩擦力大小一定相等C.推力一定小于重力D.推力和摩擦力方向相同思路点拨：物体静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的力是一对平衡力，此时推力和摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一物体上。参考答案：B例、小雨和小风分别做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。（1）小雨做了如图甲所示的实验，在实验过程中，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。甲乙①根据的原理可知木块受到的滑动摩擦力与拉力的大小相等。②由图甲中A、B所示的实验，可知。③为了探究滑动摩擦力与压力大小的关系，应比较图甲中的两图。（2）小风将实验装置改进为如图乙所示的装置：将弹簧测力计一端固定，另一端钩住木块，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向右运动。①写出装置改进以后的一条好处：。②将木块沿竖直方向截去一半后，测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半，由此小风得出滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他得出的这一结论（填“正确”或“不正确”），原因是。思路点拨：（1）测量摩擦力大小的原理是当物体做匀速直线运动时，物体受力平衡，即此时物体所受的拉力和摩擦力是一对平衡力。探究影响滑动摩擦力大小的因素时，实验中要控制变量，即除了要研究的因素不同外，其他因素都须相同。（2）该实验中若用弹簧测力计拉木块运动，控制木块匀速运动的难度较大，而做非匀速运动时会有一个额外的力去改变物体的运动状态，使得弹簧测力计的读数不稳定。保持木块相对静止而拉动下面的木板，则不存在上述问题，此时的弹簧测力计读数相对稳定。参考答案：（1）①二力平衡②当压力大小相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大③B、C（2）①不需要木板做匀速直线运动，便于实验操作②不正确没有控制压力一定四、中考真题1.【永州】如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，下列说法中正确的是（）。A.实验中不需要控制小车每次到达斜面底端时速度相同B.小车最终会停下来说明力是维持物体运动状态的原因C.如果小车到达水平面时所受外力全部消失，小车将做匀速直线运动D.小车停止运动时惯性也随之消失(第1题)（第2题）2.【潍坊】如图所示，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。下列说法中，正确的是（）（多选）。A.锤柄下端受到撞击时，锤柄比锤头先停止运动B.锤柄下端受到撞击时，锤头比锤柄先停止运动C.这利用了锤头的惯性，锤头质量越大越容易套紧D.这利用了锤柄的惯性，锤柄质量越小越容易套紧3.【连云港】下列关于力和运动的说法中，正确的是（）。A.人推墙的力和墙对人的力是一对平衡力B.静止的物体不受摩擦力，运动的物体才受摩擦力C.给正在运动的物体再施加一个力，物体就会比原来运动得更快D.在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里，竖直向上跳起的人仍将落回原处（不计空气阻力）5.【盐城】如图所示，放手后纸片不能保持静止，这样的操作是为了探究物体在平衡状态下所受的两个力（）。A.大小是否相等B.方向是否相反C.是否作用在同一物体上D.是否作用在同一直线上6.【镇江】如图甲所示，静止在水平面上的物块，受水平拉力F作用，F随时间t的变化关系如图乙所示，从t=0开始，小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图丙所示。下列说法中，正确的是（）。甲乙丙(第6题)A.0~4s内，物块受到的摩擦力为4NB.8~10s内，物块受到的摩擦力为6NC.t=10s时，物块的速度一定小于5m/sD.若在第16秒时撤去水平拉力F，物块将做匀速直线运动8.【德阳】如图所示，物体A处于静止状态，物体B在拉力的作用下向右加速运动。请在图中画出物体A所受的摩擦力f和支持力N的示意图（力的作用点图中已标出）。(第8题)(第9题)9.如图所示的装置处于静止状态，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。（1）两端挂的重物各为10N，则弹簧测力计的示数为N，小车受到的合力为N。（2）若小车与桌面之间存在摩擦，右侧钩码加到15N时，小车仍静止，则此时摩擦力大小为N，摩擦力方向为。10.【梧州】小明同学在探究“阻力对物体运动影响”的实验时，利用如图甲所示的装置，实验中该同学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，先后在水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板，使水平面的粗糙程度越来越小，观察小车移动的距离，从而得出阻力和运动的关系。甲乙丙丁(第10题)（1）在实验操作中有一处明显的错误是（不必解释错误的原因）。（2）小明用正确方法做了三次实验，小车分别停在如图乙、丙、丁所示的位置上。由此可以得出结论：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的阻力越，小车运动的距离越。（3）实验结束后，小明和小华进行了交流，为什么在实验中不可能观察到小车在水平面上做匀速直线运动的情形呢？原因是。五、自我挑战1.如图所示为摩托车做飞跃障碍物的表演时的情景。表演过程中，为了减小向前翻车的危险，下列说法中正确的是（）。A.应该前轮先着地B.应该后轮先着地C.应该前、后轮同时着地D.哪个车轮先着地与翻车的危险没有关系(第1题)(第2题)2.如图所示，把一根木棒斜靠在墙上处于静止状态，此时木棒受到重力、墙和地面对木棒的支持力和摩擦力的作用。请在图中画出木棒受到的力的示意图。4.如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力的大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块保持静止状态，木块运动后改变拉力，使木块在t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据进行处理后，得到拉力随时间的变化图线如图乙所示。请回答下列问题：甲乙丙