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文档简介

2025年中考第一轮复习(知识清单+方法清单)

专题八运动和力

总览

知识结构

模块一:牛顿第一定律

模块三三力平衡

知识清单

模块三:摩擦力

考向1:探究阻力对物体运动的影响

考向2:牛顿第一定律及应用

考向3:惯性、惯性现象与应用

考向4:平衡力和平衡状态

运考向5:探究二力平衡条件

一方法清单+典例+练习|<

动P-----------..----------

考向6:二力平衡条件的理解及应用

和O-

力考向7:摩擦力的概念

考向8:探究影响滑动摩擦力大小的因素

考向9:摩擦的利用与防止

1.对惯性概念的理解有误

2.一对平衡力与一对相互作用力易混淆

易混易错分析+典例3.摩擦力产生的条件及方向的判定

4.认为滑动摩擦力大小与接触面积、运动状态有关

1.运动和力的关系

2.惯性

中考热点扫描+典例3.二力平衡

4.本章实验探究

一、知识结构

。阻力对运动的影响

7毛巾

牛顿

惯性:物体保持原运动状态不变的性质

。惯性物体的一种属性。质量大,惯性大

惯性的利用与防范

运。平衡条件平衡状态与平衡力

动二力平衡条件:同物,等大、反向,共线

平衡木块

。二力平衡条件的应用

概念:产生

方向:与物体相对运动或

。摩擦力

相对运动趋势的方向相反

分类:滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦

C定义:两物体相对滑动时,在接触

摩擦力c滑动摩面上产生的一种阻碍相对运动的力

擦力C影响因素:接触面越粗糙,

压力越大,滑动摩擦力越大

壁擦的增大有益摩擦的方法

。利用与

防止减小有害摩擦的方法

产甲=0.75N产乙=0.9N产丙=1.05N

弹簧测力计弹簧测力计弹簧测力计

甲乙丙

二、知识清单+方法清单

模块一牛顿第一运动定律

知识清单N

一、阻力对物体运动的影响

1.历史上的两种观点

(1)古希腊哲学家亚里士多德认为:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如

果这个力撤掉,物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持(选填“需要”或“不需要”)。

(2)物理学家伽利略通过理想实验,运用逻辑推理,认为:物体的运动不需要力来维持,运动的

物体之所以停下来,是因为受到了阻力的作用(选填“需要”或“不需要”)。

2.实验探究:阻力对物体运动的影响

【设计实验】让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,如图所示,改变水平面表面的粗

糙程度,使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾,第二次铺棉布,第三次将棉布去

掉,只剩下木板,比较小车每次在水平面上滑行的距离。

【实验器材】小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。

【进行实验与收集证据】

(1)在水平木板上铺上表面最粗糙的毛巾,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在阻力较大

的毛巾表面上滑行的距离。

(2)在水平木板上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,观察小车在阻

力较小的棉布表面上滑行的距离。

(3)让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离。

(4)实验记录表

表面阻力小车运动小车速度

材料大小距离减小情况

毛巾大最短比较快

棉布中比较长比较慢

木板小最长最慢

【实验分析】

对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是

因为受到阻力的作用。小车受到的阻力越小,滑行的距离越大,速度减小得越慢。

对上述结论进一步推理可得:如果运动的物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将以恒定

不变的速度永远运动下去。由此可以说明伽利略的说法是正确的,即物体的运动不需要力来维持。

【实验结论】运动物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动得越远。若运动的物体不受阻

力,物体的运动速度将不会减小,将保持做匀速直线运动。

【交流与讨论】

(1)实验方法

①控制变量法:控制小车从斜面上同一高度处由静止释放,目的是使小车到斜面底端时具有相同

的初速度;

②科学推理法:若小车不受阻力时,小车的速度将不会减小,将永远做匀速直线运动。

(2)对小车受力情况进行分析

小车在水平面上运动时,在竖直方向受重力和支持力,这两个力相互平衡,对物体的运动没有影

响;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做减速直线运动。

(3)选用小车而不选用木块的原因:在相同的条件下,小车受到的阻力较小,实验现象明显。

二、牛顿第一定律

1.牛顿第一定律的建立过程

(1)伽利略结论:意大利物理学家伽利略通过斜面小球实验认识到运动物体受到的阻力越小,速

度减小的越慢,运动时间越长,物体的运动不需要力来维持。他又进一步推论,若没有摩擦阻力,球

将永远滚下去。

(2)笛卡尔观点:法国物理学家笛卡尔对伽利略的观点又进行了补充:运动的物体在不受外力的

情况下,它将速度不变、方向不变的永远运动下去,即作匀速直线运动。

(3)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了深入研

究,总结出牛顿第一定律。

2.牛顿第一定律

(1)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。

(2)对牛顿第一定律的理解

①“一切物体”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。

②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。“没有受到力的作用”包含两层意思:一是该物

体确实没有受到任何外力的作用,这是一种理想化的情况,实际上,不受任何外力作用的物体是不存

在的;二是该物体所受力的合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何外力作用时的作用效果。

③“或”指两种状态必居其一,不能同时存在。也就是说,物体如果没有受到力的作用,原来静

止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动。

④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it理概括出来的。

由该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。

⑤牛顿第一定律说明了力和运动的关系: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,若不受力,则运动状态不改变;反之,如果物体的运动状态发生了改变,则物体一定受到了力

的作用。

三、惯性

i.探究惯性现象

(1)分析生活中一些与惯性有关的现象。

①当汽车急刹车时,人会向前倾。

分析:当汽车刹车时,人的脚部与车厢接触停止运动,但是人体的上部分仍要保持它原来的运动

状态,所以会向前倾(选填“运动”或“静止”)。

②如图所示,把一个鸡蛋放在硬纸板上,硬纸板放在杯口上。快速水平击打硬纸板时,发现硬纸

板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走,而是落入水杯中。

分析:硬纸板受到击打力的作用,由静止变为运动,纸片上的鸡蛋不受击打力作用,仍保持原来

的静止状态(选填“运动”或“静止”),在重力作用下落入杯中。

③运动员投篮时,当把篮球投出后,篮球继续向前飞。

分析:当把篮球投出后,篮球离开手时,仍要保持它原来的运动状态(离开手时的速度),所以会

继续向前飞(选填“运动”或“静止”)。

(2)探究归纳:物体不受力的作用时,会保持原来的静止状态或运动状态,这是物体固有的一种

性质。

2.惯性

(1)惯性的定义: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。

(2)对惯性的理解

①惯性的普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。

②惯性大小的决定因素:惯性的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

形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。

③惯性与牛顿第一定律的区别:惯性是物体本身的一种属性,而牛顿第一定律是物体不受力时遵

循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性,牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。

(3)区分惯性与力

项目惯性力

性质惯性是物体自身的性质,始终具力是物体对物体的作用,物体间

不同有;与外界条件无关有相互作用时才会产生力

要素惯性只有大小,且大小只与质量力不仅有大小,还有方向和作用

不同有关,没有方向点

效果

保持物体运动状态不变改变物体的运动状态

不同

应说“由于惯性”“具有惯性”,

表述应说“受到力”“施加力”“在力

不能说成“惯性力”“受到惯性”

不同的作用下”等

“受到惯性作用”等

3.利用惯性解释有关现象

(1)实例分析

①跑动中的人,脚被绊住,会向前倒。

分析:跑动中的人整个身体向前运动,当脚被绊住后停止运动,而上半身由于惯性,仍要保持原

来的运动状态,继续向前运动,所以人向前摔倒。

②如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出。

分析:静止的小球没有受到击打力的作用。有保持原有静止状态的性质,所以没有随金属片飞

出,而是落入支座上的凹槽中。

(2)解释惯性现象的步骤:

①首先确定研究对象是哪个物体;

②明确该物体原来所处的状态(运动还是静止);

③该物体(或物体的某一部分)由于外力作用,运动状态发生怎样的改变;

④最后确定该物体(或物体的其他部分)由于惯性要保持原来的运动状态,会出现怎样的现象。

4.惯性的利用实例

(1)跳远或跳高:跳远或跳高运动员快速助跑后,飞身一跃,利用自身的惯性,在空中继续前

进,以提高成绩。

(2)锤头变紧的方法: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,

这是因为锤柄突然停止时,锤头由于惯性会继续向上运动,这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。

靠自身惯性,继续向前运动利用惯性套紧锤头投篮

(3)投铅球、篮球、标枪:运动员在投铅球、篮球、标枪时,尽量提高物体脱离手时的运动速

度,当物体离开手之后由于具有惯性,将保持这个速度运动下去,所以物体离开手时的速度越大,运

动的越远。

5.惯性的危害和防止

惯性有时也会给人带来危害,为防止惯性带来的危害,人们采取了一些保护措施。例如交通事故

的发生,多数是由于惯性造成的。所以乘坐交通工具时,司机和乘客要系安全带;车辆行驶要限载限

速;车辆行驶要保持距离;汽车要安装安全气囊等。

考向01探究阻力对物体运动的影响

【例题1】(2023•西藏・中考真题)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示。

毛巾棉布木板

(1)实验过程中,让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,其目的是使小车进入水平面时

的相同;

(2)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车

在表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越,速度减小越慢。进一步推理可

得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持运动状态;

(3)冰雪天气路面湿滑,阻力较小,结合该实验结论,开车时应___才能保证行驶安全(写出一

个合理答案即可)。

【答案】速度木板小匀速直线减速慢行

【详解】(1)实验中,为了使小车到达水平面时速度相同,让小车在同一斜面上从同一高度由静

止滑下。

(2)在不同材料的表面上,小车滑行的距离是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距离最长,在

最粗糙的毛巾上滑行的距离最短,可见小车在毛巾上运动受到的摩擦力最大,在木板上运动受到的摩

擦力最小,以上实验表明:小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,运动的距离越远;进一步推理可

得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持匀速直线运动状态。

(3)雪天气路面湿滑,阻力较小,开车时应减速慢行才能保证行驶安全,否则刹车时汽车运动的

距离较大,容易发生追尾事故。

方法技巧

1.探究阻力对物体运动的影响,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推

理可得牛顿第一定律,解决此类问题一定要注意思考实验的意义,并能根据所学的其他

物理知识分析本实验中相关的实验现象。

2.注意本实验的模型特点:

①斜面坡度、斜面粗糙程度、小车质量、小车从斜面上下滑时的起始高度均相同;

②小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;

③推理得出:小车不受阻力时,它将做匀速直线运动。

【训练1-1】(2024.山东枣庄.中考真题)在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,图中

。点是球刚离开手的位置,球从。点上升到最高点6后下落到地面c点,然后滚动到d点停止。下列说

法正确的是()

A.球从。点上升到。点,是因为球受到手的推力作用

B.球在6点的速度为零

C.若球在6点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动

D.球从。点运动到1点停止,说明物体运动需要力来维持

【答案】C

【详解】A.实心球从。点上升到6点,是因为实心球具有惯性,离开手后,不可能再受到手的推

力作用,故A错误;

B.由于实心球击出时具有水平方向上的速度,并且在水平方向不受外力,故水平速度不变,所以

在最高点速度不为零,故B错误;

C.球运动b点时,还有水平向右运动的速度,若一切外力都消失,球会继续水平向右匀速直线运

动,故C正确;

D.实心球最终到d点停止,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运

动不需要力来维持,故D错误。

故选C。

【训练1-2】(2023•内蒙古兴安盟•中考真题)如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”实验装置。

下列与此实验有关的说法错误的是()

A.实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达水平面的速度大小相等

B.实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动的小车所受的阻力大小

C.根据实验现象及进一步推理,如果小车运动时不受阻力,它将做匀速直线运动

D.如图乙所示,小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时,若小球所受的力全部消失,可

判断小球将做匀速直线运动

【答案】D

【详解】A.根据控制变量法可知,实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是使小车到达

水平面的速度大小相等,故A正确,不符合题意;

B.接触面越粗糙,小车运动时受到的阻力越大,实验中改变木板表面的粗糙程度是为了改变运动

的小车所受的阻力大小,故B正确,不符合题意;

C.根据实验现象可知,接触面粗糙程度越小,小车在水平面运动时受到的阻力越小,小车通过的

距离越长,据此一步推理,如果小车运动时不受阻力,小车通过的距离无限远,即它将做匀速直线运

动,故C正确,不符合题意;

D.如图乙所示,小球从A点由静止释放摆动到右侧最高点C时,小球处于静止状态,若小球所

受的力全部消失,根据牛顿第一定律,可判断小球将静止,故D错误,符合题意。

故选D。

考向02牛顿第一定律及应用

【例题2】如图所示,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,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到3点时,同

时假如所有力都消失,则小球将,其原理是;当小球从8点摆到C点,同时假如所有

力都消失,此时小球将。(选填“沿CD方向匀速运动”、“沿CE方向匀速运动”或“沿C尸方

向匀速运动”)

【答案】静止牛顿第一定律沿C。方向匀速运动

【详解】小球摆到B点,此时其速度为0,若所用外力都消失,据牛顿第一定律知,小球会保持原

来的运动状态,所以会静止。

小球由8点摆到C点,其运动方向是沿C点的切线方向,若所有受力都消失,小球将沿方向

做匀速直线运动。

方法技巧

1.判断物体的运动状态

当物体不受外力作用时:(1)动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力

作用时,将保持匀速直线运动状态;(2)静者恒静。即原来静止的物体在没有受

到外力作用时,将保持静止状态。考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体

原来的运动状态,然后再根据牛频第一定律来解答。

2.运动和力的关系

力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。若物体运动状

态改变,则一定受到外力。

【训练2-1】下列关于力和运动的说法,正确的是()

A.重力的方向总是竖直向下的

B.牛顿第一定律是通过实验直接总结出来的

C.运动的物体具有惯性,静止的物体不具有惯性

D.物体不受力时不会一直运动,会慢慢停下来

【答案】A

【详解】A.根据重力的知识可知,重力的方向总是竖直向下的,故A正确;

B.牛顿第一定律是在实验和基础上,通过科学推理得出的,不是通过实验直接总结出来的,故B

错误;

C.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,故C错误;

D.由牛顿第一定律可知,运动的物体不受力时会一直保持匀速直线运动,故D错误。

故选Ao

【训练2-2】如图所示,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,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、8两点间来回摆动;当小球摆到8点时,细线

恰好断开,则小球将()

A.在8点保持静止B.沿BE方向运动C.沿方向运动D.沿8。方向运动

【答案】B

【详解】由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A、2两点间来回摆动;当小球摆到2点时,小

球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落,所以,将沿BE方向运动。

故选Bo

考向03惯性、惯性现象与应用

【例题3】(2024•牡丹江・中考真题)下列运动场景中属于利用惯性的是()

A.举重运动员用力将杠铃举起

B.田径运动员起跑时用力向后蹬地

C.标枪运动员投掷前向前助跑

D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来

【答案】C

【详解】A.举重运动员用力将杠铃举起,是运动员对杠铃施加力的作用,由较低位置变为较高位

置,这是力改变物体运动状态的表现,与惯性无关。故A不符合题意;

B.田径运动员起跑时用力向后蹬地,这是运动员对地面施加一个向后的力,由于力的作用是相互

的,地面也会对运动员施加一个向前的反作用力,从而使运动员向前运动,与惯性无关。故B不符合

题意;

C.标枪运动员投掷前向前助跑,是为了使标枪在出手时具有较大的速度,由于惯性,标枪会保持

这个速度继续向前飞行,从而飞得更远,这是利用惯性来提高运动成绩的例子。故C符合题意;

D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来,是因为运动员具有惯性,会保持原来的运动状态继续

向前运动;但这种情况是惯性带来的危害(或说是不利影响),不是利用惯性。故D不符题意。

故选C。

方法技巧

1.理解惯性

惯性是物体本身的一种属性,即物体保持原有运动状态不变的性质,其大小只和

质量有关,与物体的运动状态以及是否受力都无关。另外,还需要注意惯性不是力,

因而描述惯性时不能与“受到”、“作用”等词搭配使用,更不能说“惯性力”。

2.解释生活中惯性的现象的步骤

(1)确定研究对象,明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分;

(2)确定被研究对象原来处于什么状态;

(3)说明物体的运动状态要发生怎样的变化;

(4)由于惯性,研究对象要保持原来的什么状态,结果会出现什么现象。

3.惯性的利用与惯性危害的防止

惯性有时对我们有利,有时有害,需要具体情况具体分析,不能一概而论。

【训练3-1】(2024.吉林长春.中考真题)生活中防止惯性带来危害的实例是()

A.系安全带B.向前泼水C.掷实心球D.跳远助跑

【答案】A

【详解】A.系安全带,是防止汽车在刹车时惯性带来得危害,故A符合题意;

BCD.向前泼水、掷实心球和跳远助跑都是利用物体的惯性,故BCD不符合题意。故选A。

【训练3-2】关于牛顿第一定律和惯性,下列说法正确的是()

A.牛顿第一定律可以用实验直接验证

B.一切物体都具有惯性

C.牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持

D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性

【答案】B

【详解】A.牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,不能直接通过实

验得出,故A错误;

B.惯性是物体固有的属性,一切物体都具有惯性,故B正确;

C.由牛顿第一定律知,运动的物体如果不受力,将保持匀速直线运动,故物体的运动不需要力来

维持,故c错误;

D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性带来的危害,并不能减小惯性,因为惯性只与

质量有关,而人的质量不变,故惯性不变,故D错误。

故选B。

模块二二力平衡

知识清单小

一、二力平衡的条件

1.现象探究

(1)如图甲所示,悬挂的小球静止。受到的力有有重力G与绳子的拉力F及。

(2)如图乙所示,水平桌面上静止的物体。受到的力有重力G与桌面的支持力F支。

(3)如图丙所示,匀速下落的跳伞运动员。运动员受到的力有重力G与空气的阻力J7限。

(4)如图丁所示,小车在推力作用下沿水平面向右做匀速直线运动。在竖直方向上受到的力有:

汽车的重力G、地面的支持力N;在水平方向上受到的力有:牵引力尸、空气与地面的阻力f。

探究归纳:牛顿第一定律是在理想状况下成立的,而在现实中,当一个物体受几个力作用,当作

用效果相互抵消时,也能保持静止或匀速直线运动状态,即运动状态不变。

2.平衡力与平衡状态

(1)物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力相互平衡,

物体处于平衡状态。

(2)二力平衡:当物体受到两个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说

这两个力相互平衡,简称二力平衡。

3.实验探究:二力平衡的条件

【提出问题】二力平衡时,二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗?

【实验设计】如下图,将小车放在光滑的水平桌面上,使小车在水平方向上受两个力的作用。采

用控制变量法进行探究,分别改变这两个力的大小(通过改变祛码的质量)、方向、是否共线(通过扭

转小车实现)和是否同体(通过分别拉2辆小车实现),由静止释放小车,观察小车在什么条件下会保

持静止状态。

【实验器材】木板、小车、祛码多个、细线、定滑轮、弹簧测力计、等质量小盘2个。

【进行实验并收集数据】

(1)如实验装置图甲所示,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

别放上质量不相等的祛码,观察小车的运动情况。

(2)在两边的托盘里放上质量相等的祛码,观察小车的运动情况。

(3)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处,使二力的方向同时向左,观察小车的运动

情况(乙图)。

(4)控制二力的大小不变,方向相反,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运

动情况(丙图)。

(5)控制二力的大小不变,方向相反,保持二力在同一直线上,用细线把两个小车的挂钩连在一

起,用剪刀把细线剪断,观察小车的运动情况(丁图)。

(6)实验记录

力的力的是否在同一是否作用在小车是否

序号

大小方向直线上同一物体上平衡

1不相等相反是是否

2相等相反是是是

3相等相同是是否

4相等相反不是是否

5相等相反是不是否

【分析与论证】

(1)比较表中实验序号1与2可知,要使小车保持静止,必须使两托盘中祛码的质量相等,说明

二力平衡的条件之一是两个力的大小11等。

(2)比较表中实验序号2与3可知,当二力方向相反时,小车静止;当二力均向左拉,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。

(3)比较表中实验序号2与4可知,当把小车扭转一个角度,使二力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,二力在同一条直线上,说明二力平衡的

条件之一是两个力作用在同一条直线上。

(4)比较表中实验序号2与5可知,当二力作用在同一物体上时,小车静止;当二力作用在不同

物体上时,小车的运动状态改变,说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同二物住上。

【实验结论】二力平衡的条件

作用在同二物体上的两个力,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。记忆口诀:“同体、等大、反向、共线”。

【交流与评估】

(1)本实验中选用了小车而不选用木块,是为了减小摩擦给实验带来的误差。

(2)本实验设计的优点是:可以不考虑物体的重力对实验的影响。

(3)实验中,桌面必须水平,否则小车的重力会影响实验。

(4)实验中,如果两侧的祛码个数不相等但小车仍然处于静止状态,则原因是小车受到桌面的静

摩擦力比较大。

(5)方案二:用小卡片探究二力平衡的条件

①该方案以小卡片为研究对象,钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用。

②当两线端所挂钩码质量相等时,小卡片静止;当两线端所挂钩码质量不等时,小卡片运动;把

小卡片转过一个角度,松手时,小卡片转动;用剪刀把小卡片从中间剪开,松手时,小卡片运动。

③本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响,但还受重力,因此对实验结论也有影响。

广r

二、二力平衡条件的应用

1.确定力的大小和判断力的方向

物体在两个力的作用下处于平衡状态,已知一个力的大小和方向,我们可以根据二力平衡条件求

另一个力的大小和方向。

F支

//Z///Z///////

G

(1)分析静止在水平面上的物体的受力情况:如图甲所示,因物体静止,所以物体所受的重力G

与地面对它的支持力尸支是一对平衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,支持力的

大小等于重力的大小F=G支,支持力的方向竖直向上。

(2)用弹簧测力计测量物体所受重力的原理:如图乙所示,因为物体静止,所以物体所受的重力

G与弹簧测力计对它的拉力尸是一对壬衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,

所以物体重力的大小等于拉力的大小G=Fo

2.判断物体的运动状态(平衡状态或非平衡状态)

如图丙所示,水平路面上向左运动的小车受到的力有:在竖直方向上受到的力有:重力G、地面

支持力N,是一对平衡力。在水平方向上有汽车发动机的牵引力厂和地面与空气的阻力人

(1)若牵引力等于阻力9;则二力平衡,小车向左做匀速直线运动;

(2)若牵引力大于阻力。>力二力不平衡,小车向左做加速直线运动:

(3)若牵引力小于阻力/<了,二力不平衡,小车向左做减速直线运动。(以上均选填“匀速”、

“加速”或“减速”)

3.找重心:利用二力平衡,可以找不规则物体的重心,例如前边学的用悬挂法找薄板的重心。

4.运动和力的关系:物体受到平衡力的作用,运动状态不发生改变,即保持静止状态或匀速直线

运动状态。物体受到非平衡力的作用,运动状态发生改变,即运动的速度或方向发生改变(均选填

“发生”或“不发生”)。

5.区别“平衡力”和“相互的力”

(1)实例分析:如图甲所示,一本书静止在水平桌面上时,书所受重力G和桌面对书的支持力

是一对平衡力。如图乙所示,书对桌面的压力FN'和桌面对书的支持力队是一对相互作用力。

瓜竹

■G■|“

甲乙

(2)“平衡力”与“相互的力”的区别

一对平衡力一对相互作用力

大小相等大小相等

相同点方向相反方向相反

作用在同一直线上作用在同一直线上

不同点作用在同一物体上分别作用在两个物体上

方法清单

考向01平衡力和平衡状态

【例题1】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

【详解】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。

方法技巧

1.平衡力与平衡状态

(1)物体在平衡状态下,要么不受力,要么受平衡力。反过来,当物体不受力或

受平衡力时,就总保持静止状态或匀速直线运动状态。

不受力或受平衡力-物体处于平衡状态

2.巧记二力平衡的条件

,,同体”——作用在同一个物体上;“等大”一一两个力的大小相等;“反向”一一

两个力的方向相反;“共线”一一两个力作用在同一条直线上。

3.判断二力平衡的方法

可以根据物体的受力情况分析其运动状态,也可以根据物体的运动状态判断其受力

情况。

(1)由受力情况判断:若两个力满足“同体、等大、反向、共线”,则二力平衡;

反之,则不平衡。

(2)由运动情况判断:若物体保持静止或匀速直线运动状态,即物体处于平衡状

态,则物体所受的二力平衡;若物体的运动状态发生改变,则物体受非平衡力。

4.速度为。的“不平衡”

速度为0的物体不一定处于平衡状态。例如:被竖直向上抛向空中的物体到达最高

点时速度为0,但因为此时它受到竖直向下的重力作用,受力不平衡,所以它并没有处

于平衡状态。

【训练1-1】如图所示,将系在细线下的小球拉至A点释放,小球将在A、C两点之间往复摆动,

下列分析中不正确的是()

A.小球摆至A位置时,处于平衡状态

B.小球摆至A位置时,若一切外力消失,则小球将静止

C.小球摆至B位置时,若一切外力消失,小球将保持匀速直线运动

D.小球摆至C位置时,如果细线突然断裂,则小球将竖直下落

\\\\\\\

【答案】A

【详解】A.小球摆到4点时,受到绳子的拉力、重力的作用,此时这两个力不在同一直线上,所

以二力不是平衡力,小球处于非平衡状态,故A错误,符合题意;

B.当小球摆至A位置时,小球的速度为零,小球瞬间处于静止状态,此时如果小球所受的力同时

消失,小球将保持静止状态,故B正确,不符合题意;

C.当小球摆至2位置时,小球向右运动,小球由于惯性会保持原来的运动状态,将沿水平方向匀

速直线运动,故C正确,不符合题意;

D.小球摆到C点时(右侧最高点),其速度为0,若此时细绳恰好断开,只受重力的作用,则小

球将竖直向下运动,故D正确,不符合题意。

故选Ao

【训练1-2】重5N的物体除重力外,仅受到竖直向上大小为5N的拉力作用。物体的运动状态不

可能的是()

ABCD

A.勾速圆周运动B.静止不动a

C.竖直向上匀速直线运动D.斜向上匀速直线运动

【答案】A

【详解】物体受到竖直向下的重力为5N,受到竖直向上的拉力为5N,二力大小相等、方向相

反、作用在一条直线上、且作用在一个物体上,是一对平衡力;物体受平衡力作用时保持静止或匀速

直线运动状态。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。

考向02探究二力平衡条件

【例题2】如图甲所示,这是小明“探究二力平衡条件”时的实验情景。

(1)如果物体只受两个力作用,且处于静止状态或—状态,说明这两个力是相互平衡的。

(2)小明将系于小卡片(不计自重)两端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(选填“相同”或“相反”),并通过调整钩码个数来改

变拉力大小。

(3)当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,松手后小卡片(选填“能”或“不

能”)平衡,由此实验步骤可知只有作用在的两个力才能平衡。

(4)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,小明下一步操作

是O

(5)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明

的实验装置优于小华,原因是。

【答案】匀速直线运动相反不能同一条直线上把卡片剪成两半小明的实验减小摩

擦力对实验的影响

【详解】(1)当物体只受两个力作用时,且处于静止状态或匀速直线运动状态,即物体处于平衡

状态,此时物体受到的力是平衡力,即说明这两个力是相互平衡的。

(2)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个相反方

向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大。

(3)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。即只有作用在同一直线上的两个力才能平衡。

(4)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,小明下一步操作是将

卡片剪成两半,成为两个物体,使力分别作用在两个物体上,观察能否平衡。

(5)把物体放在水平桌面上,物体和水平桌面之间存在摩擦力,当木块两端的拉力相差很小时,

因为受到摩擦力的作用,木块保持平衡,就会影响实验效果。而小明设计的装置中的摩擦力远远小于

乙中的摩擦力,故小明的实验装置优于小华。

方法技巧

L实验中要注意控制变量法的应用,即每次只改变一个因素,而控制其他因素不变。

2.为了便于实验,选择静止状态作为平衡状态展开实验。实验过程中应尽量减小阻力等因

素对实验的影响,所以应选轻质纸板为研究对象,并确保滑轮转动灵活。

【训练2-1】在探究“二力平衡条件”的实验中,同学们设计了如图的实验装置,其中A为小车,

B为木块,C为小卡片。

T皮

(1)同学们不断改进并先后设计了图甲、乙、丙所示三个方案,图丙的方案优于甲和乙,其主要

原因是;

A.小卡片容易扭转

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.减小摩擦力对实验结果的影响

(2)实验中应选择轻质小卡片,是因为轻质卡片的可忽略不计;

(3)实验中通过改变钩码的来改变拉力,从而探究二力平衡时力的大小关系;

(4)如图丁所示,当卡片平衡时,将其转过一个角度,松手后观察(选填“释放瞬间”或

“最终”)卡片能否平衡。这样做是为了说明二力平衡时两个力应作用在_____上;

(5)某小组同学发现自己在利用图戊装置探究时,左右支架上的两个滑轮没有安装在相同的高

度,该装置_____(选题“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;

(6)为了探究二力平衡的两个力是否作用在同一个物体上,操作方法是将小卡片,观察小

卡片能否平衡。

【答案】D质量数量释放瞬间同一直线能用剪刀剪开

【详解】(1)乙图为滑动摩擦,甲图为滚动摩擦,丙图只有绳子与滑轮间的摩擦,因此,图丙可

以有效减小摩擦力对实验的影响,所以图丙的方案优于甲和乙,故D符合题意,ABC不符合题意。

故选D。

(2)如图丙,是最终确认的实验方案,此方案中,由于卡片的质量小于钩码的质量,卡片的质量

可忽略不计。

(3)为了探究二力平衡时力的大小关系,所以实验中通过改变钩码的数量来改变拉力。

(4)小卡片转过一个角度,松手后观察释放瞬间小卡片能否平衡,设计此实验步骤的目的是为了

探究不在同一直线上的两个力是否能平衡。

(5)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向

相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验。

(6)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应该用剪刀把小卡片剪成两个更小的卡

片,观察两个更小卡片是否平衡。

【训练2-2】下列关于“探究二力平衡条件”实验的说法中,正确的是()

①本实验的研究对象是两边所挂的钩码

②为了减小摩擦,应把小车放在尽量光滑的水平桌面上

③调整两边的托盘所放的钩码的数量,可以改变力的大小

④向左右两盘中放入相同质量的祛码,小车处于静止状态,此时小车只受到一对平衡力的作用

小车

A.只有②③正确B.只有②③④正确C.只有①③④正确D.①④正确

【答案】A

【详解】①此实验的研究对象是小车,此实验的研究对象是小车在受到力的时候是否保持平衡,

故①错误;

②实验时,将小车放在光滑的水平桌面上,这样可以减小小车与水平面间的摩擦力对实验的影

响,故②正确;

③调整两边的托盘所放的钩码的数量,可以改变小车受到的拉力的大小,故③正确;

④向左右两盘中放入相同质量的祛码,小车处于静止状态,此时小车只受到两对平衡力的作用,

在水平方向上,左右两侧绳子的拉力是一对平衡力,在竖直方向上,小车受到的重力和桌面对小车的

支持力是一对平衡力,故④错误。

故A正确,BCD错误。故选A。

考向03二力平衡的理解及应用

【例题3】(2024•四川巴中•中考真题)如图所示,某同学静止站立在水平地面上。下列说法正确的

是()

A.人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力

B.人受到的重力与地面对人的支持力是一对平衡力

C.人受到的重力与地面对人的支持力是一对相互作用力

D.人受到的重力与人对地面的压力是一对相互作用力

【答案】B

【详解】A.人对地面的压力与地面对他的支持力分别作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A

错误;

BC.人受到的重力与地面对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一

条直线上,是一对平衡力,故B正确,C错误;

D.人所受的重力和人对地面的压力,作用在不同一物体上,并且二力方向相同,因此不是一对平

衡力,也不是一对相互作用力,故D错误。

故选B。

方法技巧二力平衡的应用

要形成一种思维模式,只要物体处于静止状态或匀速直线运动状态,马上想到物体受平衡

力;二力平衡时,若知道一个力的大小和方向,根据二力平衡的条件马上可以得出另一个力的

大小和方向,所要求的力与己知力大小相等、方向相反。

【训练3-1】(2024•盐城・中考真题)下列情形中,松手后纸片还能保持平衡的是()

【详解】当纸片受到平衡力时,会保持平衡状态。即纸片两端受到的两个力的大小相等、方向相

反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。所以A符合题意,BCD不符合题意。

故选Ao

【训练3-2】小李用绳系住重力为20N的物体使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不计空气

阻力,第一次拉着物体以速度也匀速上升时,绳对物体的拉力为N,第二次拉着此物体以速度

V2匀速下降,若V1<V2,则绳对物体的拉力(选填“大于”或“小于”或“等于")20N,第三次

拉着此物体静止在空中时,绳对物体的拉力(选填“大于”或“小于”或“等于")20No

【答案】20等于等于

【详解】当绳拉着它匀速上升时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对

平衡力,大小相等,方向相反,所以绳子对物体的拉力等于物体的重力等于20N。

第二次拉着此物体匀速下降时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对

平衡力,大小相等,方向相反,则绳对物体的拉力等于20N。

第三次拉着此物体静止在空中时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一

对平衡力,大小相等,方向相反,则绳对物体的拉力等于20N。

【训练3-312022年2月15日,在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台项目决赛上,中国选手苏翊鸣

获得金牌。如图所示,当他静止站立在水平领奖台上时,下列分析正确的是。

A.领奖台受到的重力和地面对领奖台的支持力是一对平衡力

B.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是相互作用力

C.谷爱凌对领奖台的压力与地面对领奖台的支持力是相互作用力

D.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力是一对平衡力

理由:o

【答案】D见解析

【详解】A.地面对领奖台的支持力大小等于领奖台和人的重力之和,因此,领奖台受到的重力和

地面对领奖台的支持力大小不同,不是一对平衡力,故A错误;

B.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用

在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;

C.地面对领奖台的支持力大小等于领奖台和人的重力之和,因此,谷爱凌对领奖台的压力与地面

对领奖台的支持力大小不相等,不是一对相互作用力,故c错误;

D.谷爱凌受到的重力与领奖台对谷爱凌的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用

在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。

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