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專題06 二力平衡與摩擦
考點精講一、牛頓第一定律(又叫慣性定律)
1．阻力對物體運動的影響：讓同一小車從同一斜面的同一高度自由滑下(控制變量法)，是為了使小車滑到斜面底端時有相同的速度；阻力的大小用小車在木板上滑動的距離的長短來體現(轉換法)。
2．牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到外力作用時候，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
3．牛頓第一定律是通過實驗事實和科學推理得出的，它不可能用實驗來直接驗證。
4．物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。慣性是物體本身固有的一種屬性。一切物體任何時候、任何狀態下都有慣性。
【注意】
1．牛頓第一定律是指物體在不受外力作用時的狀態，而慣性是物體保持原來狀態的一種性質，所以牛頓第一定律與慣性是有區別的。一切物體都具有慣性。
2．慣性不是力，不能說慣性力的作用，慣性的大小只與物體的質量有關，與物體的形狀、速度、物體是否受力等因素無關。
典例1：（2022·麗水）如圖是2022年北京冬奧會冰壺項目比賽場最。冰壺投出后，同隊隊員在冰壺的前方擦刷冰面，形成水膜，使冰壺沿預設軌跡運動。下列說法正確的是（　　）
A．擦刷冰面是為了增大摩擦
B．冰面上的水膜是液化形成的
C．冰壺離手后仍能前行是由于受到慣性的作用
D．冰壺最終停止是因為力能改變物體的運動狀態
【答案】D
【解析】（1）增大摩擦的方法：①增大壓力；②增大接觸面的粗糙程度；
（2）確定物質的初始態和終末態，從而確定物態變化的名稱。
（3）慣性是物質的一種性質，而不是力的作用；
（4）根據力與運動的關系判斷。
【解答】A.擦刷冰面，冰面會產生一層水膜，從而減小摩擦力，故A錯誤；
B.冰面從固態變成液態的水發生熔化現象，故B錯誤；
C.冰壺離手后仍能前行是由于有慣性，故C錯誤；
D.冰壺最終停止是因為力能改變物體的運動狀態，故D正確。
變式1：（2022·溫州）將小球豎直向上拋出后，每隔上0.1秒的位置如圖所示。假設小球運動至甲處時，所受所有外力都消失，則推測小球從甲處開始，其運動情況及每隔0.1秒的位置正確的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】由圖可知，小球運動至甲處以前，速度大于其上方位置的速度，方向豎直向上。當所受所有外力都消失后，由牛頓第一運動定律可知，小球將以甲處的速度豎直向上做勻速直線運動，故B正確，A、C、D錯誤。
變式2：（2022·杭州模擬）熱氣球下用細線懸掛一個小球勻速上升。若細線突然斷裂，則乘坐在熱氣球上的人看小球（　　）
A．不再受力 B．依靠慣性仍保持原來的速度繼續上升
C．立即下落 D．繼續上升一段距離后再下降
【答案】C
【解析】根據力與運動的關系判斷熱氣球的速度改變，根據慣性的知識分析小球的運動情況，最后根據參照物的知識確定小球的運動狀態即可。
【解答】①原來熱氣球做勻速直線運動，根據二力平衡的知識可知，熱氣球受到的升力等于氣球和小球的總重力。細線斷裂后，由于升力大于重力，則熱氣球開始做加速運動；
②由于慣性，小球會繼續向上運動，由于只受到向下的重力，即合力向下，因此小球向上做減速運動；
③由于小球上升的速度小于熱氣球，因此以熱氣球為參照物時，小球立即向下運動。
變式3：（2022·臺州）鋁箔輕巧，導電性好，能做許多科學實驗。
實驗1：“鋁箔小火箭”
將鋁箔卷成簡狀，上端封閉并裝人一截火柴頭，下端開口并裝上尾翼，制成小火箭。將小火箭套在發射架上，加熱其上端，如圖甲所示。稍后小火箭就會射到空中。
（1）小火箭與發射架不能套得太緊，否則會因　 　力太大，難以起飛。
（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續上升，這是因為小火箭具有　 　。
（3）實驗2：“鋁箔秋千”：折一個U形鋁箔框，其兩端通過回形針與干電池兩端相連，置于磁鐵上方，如圖乙所示。通電時，鋁箔框就會朝一個方向擺動。通電擺動時，電能轉化為　 　能和內能。
（4）若要改變鋁箔框通電時的擺動方向，請寫出一種方法：　 　。
【答案】（1）摩擦（2）慣性（3）機械（4）調換干電池的正負極(或“調換磁鐵的磁極”)
【解析】（1）小火箭與發射架不能套得太緊，即發射架對火箭的壓力太大，那么會產生較大的摩擦力，造成火箭難以起飛。
（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續上升，這是因為小火箭具有慣性。
（3）通電擺動時，線圈具有機械能，即將電能轉化為機械能。
（4）要改變鋁箔框通電時的擺動方向，方法：
①改變電流方向，即調換干電池的正負極；
②改變磁場方向，即調換磁鐵的磁極。
考點精講二、二力平衡
1．物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，稱為平衡狀態。物體處于平衡狀態時，受到的力叫平衡力。
2．二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直線上(同物、等大、反向、同線)，這兩個力就相互平衡。
3．二力平衡條件的應用
①根據受力情況判斷物體的運動狀態：
當物體不受任何力作用時或受到平衡力作用時，物體總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。當物體受非平衡力作用時，物體的運動狀態一定發生改變。
②根據物體的運動狀態判斷物體的受力情況：
當物體處于平衡狀態(靜止狀態或勻速直線運動狀態)時，物體不受力或受到平衡力。當物體處于非平衡狀態(加速或減速運動、方向改變)時，物體受到非平衡力的作用。
【注意】
1．在判斷物體受平衡力時，要注意運動的方向性，先判斷物體在什么方向(水平方向還是豎直方向)處于平衡狀態，然后才能判斷物體在什么方向受到平衡力。
2．解題的過程中，常常被忽略的一個條件是一對平衡力中的兩個力必須作用在同一個物體上。
3．力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因。
摩擦力
1．兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或將要發生相對運動時，就產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。摩擦力可分為靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦三種。
2．測量摩擦力的方法：用彈簧測力計拉物體做勻速直線運動，摩擦力的大小與彈簧測力計的讀數相等。原理：物體做勻速直線運動時，物體在水平方向的拉力和摩擦力是一對平衡力(二力平衡)。
3．增大有益摩擦的方法：增大壓力、增大接觸面的粗糙程度。
減小有害摩擦的方法：減小壓力、減小接觸面的粗糙程度、用滾動摩擦代替滑動摩擦、使兩接觸面分離(加潤滑油、氣墊)。
【注意】
1．影響滑動摩擦力大小的因素只有壓力的大小和接觸面的粗糙程度兩個方面，與接觸面大小、運動速度無關。
2．摩擦力不一定是阻力，如一般家用小汽車前輪與地面的摩擦力為動力，后輪與地面的摩擦力為阻力；自行車后輪與地面的摩擦力為動力，前輪與地面的摩擦力為阻力。
典例1：（2022·杭州）如圖所示，粗糙的水平桌面上有兩塊相同的條形磁體甲和乙，它們之間有相互作用力且保持靜止。對圖示甲、乙兩塊條形磁體受到摩擦力的方向分析正確的是（　　）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙無法確定
C．甲水平向左，乙無法確定
D．甲、乙均無法確定
【答案】D
【解析】根據二力平衡的知識分析判斷。
【解答】甲和乙都在水平桌面上保持靜止狀態，則它受到的摩擦力與受到的磁力相互平衡，即二者大小相等方向相反。由于不清楚甲和乙的磁極方向，因此它們之間可能為引力，也可能為斥力，無法確定受到磁力的方向，自然無法判斷它們受到摩擦力的方向。
變式1：（2022·湖州）甲物體放在粗糙程度不變的水平地面上，在大小為6牛的水平推力F作用下，向右做速度為5米/秒的勻速直線運動，如圖所示（忽略空氣阻力）。下列敘述中，錯誤的是（　　）
A．甲物體在豎直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物體受到水平向左的摩擦力大小為6牛
C．當F的大小為6牛時，做功的功率為30瓦
D．當F的大小為10牛時，甲物體將做速度大于5米/秒的勻速直線運動
【答案】D
【解析】A.在豎直方向上，甲物體受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力，二者相互平衡，故A正確不合題意；
B.甲在水平方向做勻速直線運動，則它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因為推力為6N，且方向向右，所以摩擦力為6N，方向向左，故B正確不合題意；
C.當推力為6N時，做功的功率P=Fv=6N×5m/s=30W，故C正確不合題意；
D.當推力為10N時，此時推力大于摩擦力，則甲物體應該做加速運動，故D錯誤符合題意。
變式2：（2022·紹興）長度均為20厘米的相同均質木塊A、B平放在水平桌面上，從圖示位置開始推木塊。當F為3牛時，木塊靜止；當F為6牛時，木塊A、B開始沿桌面做勻速直線運動，2秒后木塊A掉落：繼續推木塊B使其仍做勻速直線運動直到掉落。
（1）推力為3牛時，AB整體受到摩擦力為　 　牛。
（2）木塊A在桌面上勻速運動的速度大小為　 　米/秒。
（3）從開始推動到木塊B掉落的過程中，推力共做功　 　焦。
【答案】（1）3 （2）0.05 （3）1.2
【解析】（1）根據二力平衡的知識計算出AB整體受到的摩擦力；
（2）當木塊A的重心到達桌面邊緣以外時，A會從桌面上掉落，據此確定木塊A移動的距離，然后根據公式計算速度；
（3）推力做的功W分為兩部分，一部分是木塊A掉落前做的功，另外一部分是從A掉落到B掉落這段路程做的功；分別找到對應的力和移動距離，就可計算相應的功。
【解答】（1）推力為3N時，木塊靜止，則摩擦力和推力是一對平衡力。根據二力平衡條件可知，摩擦力f=F=3N；
（2）當木塊A一半體積離開桌面時，木塊A就會掉落，此時移動的距離；
木塊A在桌面上勻速運動的速度；
（3）木塊A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
當木塊B一半體積離開桌面時，木塊B就會掉落，
從A掉落到B掉落，一共移動距離s′=0.1m+0.1m=0.2m；
這段路程中，壓力大小變成了之前的一半，摩擦力變為原來的一半，所以推力；
這段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
從開始推動到木塊B掉落的過程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
變式3：（2022·衢州）小明觀看北京冬奧會滑雪比賽時，突發奇想：如果運動員從斜坡滑道上自由滑下，怎樣才能滑得更遠呢？于是用如圖所示的裝置探究“小車從斜面上滑下時，在水平面上滑行的最大距離跟小車的下滑高度、小車總質量、水平面粗糙程度是否有關”。實驗結果如下表：
實驗次數 小車下滑高度/cm 水平面材料 車上鉤碼個數 小車在水平面上骨行的最大距離/cm
1 3 木板 1 50
2 3 木板 2 50
3 3 木板 3 50
4 6 木板 3 100
5 6 棉布 3 60
6 6 毛巾 3 30
（1）每次實驗中，都應讓小車從相應高度由　 　狀態開始沿斜面下滑。
（2）分析1、2、3三組實驗數據，得出的結論是：　 　。
（3）小明根據上述第3、4兩次實驗得出結論：當小車總質量和水平面粗糙程度相同時，小車在水平面上滑行的最大距離與小車下滑高度成正比。小明這樣就得出結論不合理，請你對其實驗提出改進建議：　 　。
【答案】（1）靜止
（2）小車在水平面上滑行的最大距離與小車總質量無關。
（3）保持水平面材料和車上鉤碼個數與第3、4次實驗相同，多次改變小車下滑高度，進行實驗。
【解析】（1）小車到達水平面時的速度與它在斜面上的高度有關，還與開始下滑時的初速度有關。為了排除初速度對小車運動的影響，必須控制小車從斜面上靜止狀態開始下滑。
（2）當小車的質量發生改變時，如果小車的滑行距離也不同，那么二者存在關系；否則，二者之間沒有關系。
（3）在科學探究中，往往需要多次進行實驗，從而收集多組數據，這樣得到的結論會更加客觀，具有普遍意義。
【解答】（1）每次實驗中，都應讓小車從相應高度由靜止狀態開始沿斜面下滑。
（2）分析實驗1、2、3可知，當小車上的鉤碼個數增大時，小車的質量增大，但是小車在水平面上滑行的距離不變，那么得到結論：小車在水平面上滑行的最大距離與小車總質量無關。
（3）小明根據上述第3、4兩次實驗得出結論：當小車總質量和水平面粗糙程度相同時，小車在水平面上滑行的最大距離與小車下滑高度成正比。小明這樣就得出結論不合理，提出改進建議：保持水平面材料和車上鉤碼個數與第3、4次實驗相同，多次改變小車下滑高度，進行實驗。
1．如圖所示，手握著瓶子處于豎直靜止狀態，下列敘述正確的是(　　)
A．瓶子處于靜止狀態，不具有慣性
B．手的握力越大，瓶子所受的摩擦力就越大
C．瓶子受到豎直向上的摩擦力
D．瓶子受到手的握力和重力是一對平衡力
【答案】C
【解析】慣性是物體的屬性，無論瓶子是否運動都具有慣性。瓶子受到手的摩擦力和重力是一對平衡力，即瓶子受到的摩擦力大小與重力相同，因此不會因為手的握力增大而增大。
2．（2022·溫州）跑步是一種健身方式。人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，圖中箭頭表示左腳受到的摩擦力方向正確的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】摩擦力的方向總是與物體相對運動的方向相反，據此分析判斷。
【解答】人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，則左腳相對地面有向后運動的趨勢，則地面對左腳的摩擦力方向應該是向前的，這就是人前進的動力，故C正確，而A、B、D錯誤。
3.某次演練中，直升飛機懸停于高空，一傘兵（含傘）跳傘后豎直降落，其速度v與時間t的關系如圖所示。下列判斷正確的是（ ）
A.在0～t1內，傘兵受到的重力小于阻力
B.在t1～t2內，傘兵受到的重力等于阻力
C.在t2～t3內，傘兵受到的重力大于阻力
D.在t2～t3內，傘兵受到的阻力保持不變
【答案】B
【解析】當物體受到的合力與運動方向相同時，做加速運動；當合力為零時，做勻速運動；當合力的方向與運動方向相反時，做減速運動，據此分析判斷。
【解答】A.在0～t1內，傘兵在做加速運動，此時合力的方向向下，即G-f＞0，受到的重力大于阻力，故A錯誤；
B.在t1～t2內，傘兵做勻速直線運動，那么合力為零，即G-f=0，受到的重力等于阻力，故B正確；
C.在t2～t3內，傘兵做減速運動，即G-f＜0，受到的重力小于阻力，故C錯誤；
D.在t2～t3內，傘兵的速度減小量逐漸變小，因此阻力在不斷減小，故D錯誤，
4.如圖所示，物體 A 、B 在兩個大小均為 2N 的拉力 F 1 和 F 2 同時作用下，在水平地面上以相同的速度向右做勻速直線運動，則關于 A、B 間的摩擦力說法正確的是（ ）
A.A 對 B 的摩擦力方向水平向左，大小為 2N
B.B 對 A 的摩擦力方向水平向左，大小為 4N
C.B 對 A 的摩擦力方向水平向左，大小為 2N
D.A 與 B 之間沒有摩擦力
【答案】C
【解析】以物體A為對象進行受力分析，然后根據二力平衡的知識確定B對A的摩擦力的大小與方向；再根據相互作用力的原理確定A對B的摩擦力的大小和方向.
【解答】物體A在水平方向上做勻速直線運動，那么它受到平衡力，即B對A的摩擦力與拉力F1相互平衡。因為拉力F1=2N，所以B對A的摩擦力f=F1=2N。因為拉力F1的方向向右，所以B對A的摩擦力方向向左，故C正確，B、D錯誤；
因為A對B的摩擦力與B對A的摩擦力為相互作用力，所以A對B的摩擦力向右，大小為2N，故A錯誤。
5．（2022·紹興）如圖，小敏用條形磁鐵使鐵釘豎直靜止在空中，細線緊繃且質量不計。下列說法正確的是（　　）
A．鐵釘上端被磁化成N極
B．鐵釘受到的磁力與自身重力大小相等
C．桌面對石頭的支持力和石頭的重力是一對平衡力
D．細線對石頭的拉力和石頭對細線的拉力是一對相互作用力
【答案】D
【解析】A.根據“異名磁極相互吸引”可知，鐵釘的上端被磁化為S極，故A錯誤；
B.鐵釘受到向上的磁力、向下的重力和細線的拉力，根據二力平衡的知識得到：F磁=F拉+G，故B錯誤；
C.桌面對石頭的支持力等于石頭的重力與細線的拉力的差，即二者大小不等，肯定不是平衡力，故C錯誤；
D.細線對石頭的拉力和石頭對細線的拉力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直線和同一物體上，是一對相互作用力，故D正確。
6.如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動，則下列結論中正確的是（ ）
A.甲、乙兩圖中B物體受到A物體對它的摩擦力均為F
B.甲、乙兩圖中B物體受到水平面對它的摩擦力均為F
C.甲、乙兩圖中A物體受到B物體對它的摩擦力均為F
D.甲、乙兩圖中A物體受到B物體對它的摩擦力均為零
【答案】B
【解析】將A和B看做一個整體，根據二力平衡的知識分析地面對B的摩擦力；對A進行受力分析，根據二力平衡的知識分析B對A的摩擦力，并根據相互作用力原理分析A對B摩擦力的大小。
【解答】甲圖：物體A在水平方向上做勻速直線運動，那么它受到B施加的摩擦力與拉力F相互平衡，即fB→A=F。A對B的摩擦力與B對A的摩擦力為相互作用力，二者相等，因此B物體受到的A物體的摩擦力fA→B=F。
乙圖：A與B之間保持相對靜止，沒有相對運動的趨勢，因此A與B之間的摩擦力為零，故A、C、D錯誤；
將A和B看做一個整體，它們都在水平方向做勻速直線運動，那么地面對B的摩擦力與拉力F相互平衡，即摩擦力f地面=F，故B正確。
7.用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖像，下列說法正確的是（ ）
A.木塊兩次做勻速直線運動時，彈簧測力計示數分別為F1、F2，則F1＞F2
B.木塊兩次受到滑動摩擦力分別為F1'、F2'，則F1'＜F2'
C.兩次拉力分別在10s內對木板做功為W1、W2，則W1＜W2
D.兩次拉力分別在10s內對木塊做功的功率為P1、P2，則P1>P2
【答案】D
【解析】（1）根據影響滑動摩擦力的兩個因素分析木塊受到的摩擦力的大小是否改變；
（2）根據二力平衡知識比較每次拉力和摩擦力的大小關系，然后（1）中的結論比較兩次拉力的大小；
（3）根據乙圖確定10s內木塊前進的距離，再根據W=Fs比較做功的大小；
（4）根據公式比較功率的大小。
【解答】同一木塊，它對木板的壓力和接觸面的粗糙程度相同，因此它受到的摩擦力大小相等，故B錯誤；
木塊兩次都在水平木板上做勻速直線運動，那么它受到的拉力等于摩擦力。因為摩擦力相等，所以兩次的壓力相等，故A錯誤；
根據公式W=Fs可知，當拉力相等時，功的大小與距離成正比。根據乙圖可知，10s第一次前進50cm，第二次前進20cm，因此s1>s2，那么做功W1>W2，故C錯誤；
根據公式可知，當時間相等時，功率與功的大小成正比。因為W1>W2，所以P1>P2，故D正確。
8.（2022九上·臺州期中）圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動時，鐵塊受到的摩擦力為________N；鐵塊此時速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示，則4s內拉力F做功是________J。
【答案】2；4.8
【解析】（1）根據二力平衡的知識分析計算；
（2）首先根據s=vt計算出物體上升的距離，再根據公式W=Fs計算拉力做的功。
【解答】（1）當鐵塊豎直向上做勻速直線運動時，它受到向上的拉力，向下的重力和摩擦力，即F=G+f，那么鐵塊受到的摩擦力：f=F-G=6N-4N=2N。
（2）根據乙圖可知，鐵塊運動的速度為0.2m/s，那么它上升的距離s=vt=0.2m/s×4s=0.8m；
那么拉力做的功為：W=Fs=6N×0.8m/s=4.8J。
9．（2022·金華）如圖，已知物體A的重力為10N，物體B的重力為2N，滑輪與繩子間的摩擦忽略不計。完成下列問題：
（1）如圖甲，在B的作用下，物體A水平向右做勻速直線運動，此時物體A受到摩擦力的方向是　 　；
（2）如圖乙，若給A施加一個水平向左的拉力，使A向左做勻速直線運動，則拉力F大小為　 　N。
【答案】（1）水平向左 （2）4
【解析】（1）對A進行受力分析，根據二力平衡的知識分析A受到摩擦力的方向和大小；
（2）對A再次進行受力分析，根據二力平衡的知識計算A受到的向左的拉力。
【解答】（1）根據圖甲可知，A水平向右做勻速直線運動時，它受到的摩擦力和繩子的拉力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。A受到的拉力水平向右，因此它受到的摩擦力水平向左，大小為f=F=GB=2N；
（2）當物體A水平向左做勻速直線運動時，它受到水平向左的拉力F'，水平向右的繩子上的拉力F和摩擦力f。根據二力平衡的知識可知，此時的拉力F'=F+f=2N+2N=4N。
10.如圖甲所示，完全相同的木塊A和B緊靠著平放在粗糙程度相同的水平桌面上，在12N的水平推力F1作用下，A、B一起作勻速直線運動。若將A、B疊放到該桌面上，用水平力F2拉著B使它們一起勻速運動（如圖乙所示），則拉力F2＝________N；此時木塊A所受的摩擦力為________N。
【答案】12；0
【解析】（1）首先根據二力平衡的知識計算出甲中兩個物體受到摩擦力的大小，然后通過判斷影響滑動摩擦力的因素是否改變判斷乙中兩個物體受到摩擦力的值，最后根據二力平衡計算出乙中拉力F2的數值；
（2）摩擦力產生的條件：①相互接觸；②做相對運動或有相對運動的趨勢。
【解答】（1）甲圖：A、B一起做勻速直線運動，那么它們受到的摩擦力與拉力F1平衡，即f=F1=12N；
乙圖：A、B對桌面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，因此它們受到的摩擦力不變，還是12N。根據二力平衡的知識可知，它們受到的拉力F2=f=12N。
（2）木塊A和B疊放，一起做勻速直線運動，二者之間保持相對靜止狀態，因此不會產生摩擦力，即木塊A受到的摩擦力為0N。
11.（2020·臺州）為研究作用在物體上的兩個力滿足什么條件時，才能使物體處于平衡狀態，進行如下實驗。
（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是________。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，松手后發現研究對象發生轉動。據此可以得出結論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是________，物體才處于靜止狀態。
（3）如圖乙，若啟動電動機繼續進行研究：當彈簧測力計示數與物體重力大小相等時、觀察物體的運動狀態；當彈簧測力計示數與物體重力大小不相等時，再觀察物體的運動狀態。繼續這項研究的目的是________。
【答案】（1）減小研究對象的自重對實驗的影響
（2）在同一條直線上
（3）作用在物體上的兩個力大小滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運動狀態。
【解析】（1）如果被研究對象的自重太大，那么它兩邊的繩子的拉力就不在同一直線上了，即當它平衡時，不是兩個力的平衡，而是三個力的平衡了，不能達到探究的目的；
（2）平衡力的四個條件：大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上，根據實驗操作判斷哪個條件發生改變即可；
（3）根據描述，確定被研究的物理量和實驗中的變量，據此確定研究的目的。
【解答】（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是：減小研究對象的自重對實驗的影響。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，塑料片兩邊的兩根繩子就不再同一直線上了，松手后研究對象發生轉動，不能保持靜止狀態，因此得到結論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是在同一直線上，物體才處于靜止狀態。
（3）根據描述可知，實驗研究的物理量是物體運動狀態，而變量是作用在它上面的兩個力的大小關系，因此研究的目的是：作用在物體上的兩個力大小滿足什么條件，物體才能保持勻速直線運動狀態。
12．（2022·杭州模擬）如圖所示，在研究牛頓第一定律的實驗中，用同一小車從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，接著在材料不同的水平面上繼續運動，分別停止在如圖所示的位置。
（1）關于該實驗，下列說法正確的有__________。
A．使小車從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，其目的是使小車到達水平面時的速度相同
B．小車在不同水平面上運動的全過程中，小車克服阻力做的功相同
C．小車在不同水平面上運動時，小車的慣性大小不同
（2）根據該實驗的現象，假如水平面絕對光滑，則小車將
　 　。
（3）在小車內放入質量為m的小鐵塊，仍從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，接著在同一水平木板上運動，發現小車停止的位置比之前在木板上停止的位置遠很多。多次實驗還是如此。是否可得出結論：動能大小與質量有關，速度相同時，質量越大，動能越大。請判斷并說明理由：　 　。
【答案】（1）A；B （2）永遠保持勻速直線運動
（3）不正確，因為f不同，不能用S反應動能的大小
【解析】（1）①小車到達水平面時的速度與它在斜面上的高度有關；
②根據能量轉化的知識判斷；③根據慣性的影響因素判斷。
（2）根據圖片可知，水平面對小車的阻力越小，它的速度減小的越慢，小車運動的越遠，則如果沒有阻力，那么小車的速度就不會減小，據此確定它的運動狀態；
（3）小車中放入鐵塊后，它對水平面的壓力增大，則它受到的摩擦力也增大，此時就無法通過距離s反映小車動能的大小，據此分析解答。
【解答】（1）A.使小車從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，其目的是使小車到達水平面時的速度相同，故A正確；
B.小車到達水平面時的速度相同，則它的動能相等。當小車靜止下來時，它的動能全部轉化為內能，即小車克服阻力做的功相等，故B正確；
C.小車在不同水平面上運動時，小車的質量不變，則它的慣性大小不變，故C錯誤。故選AB。
（2）根據該實驗的現象，假如水平面絕對光滑，則小車將永遠保持勻速直線運動。
（3）我認為不能得到這個結論，理由是：因為f不同，不能用s反映動能的大小。
13．（2022·舟山）小舟騎自行車時發現，猛踩腳踏板提升車速后，車子能滑行的距離比不踩時遠，車子在較光滑路面上滑 行的距離比粗糙的路面上滑行要遠。基于上述生活經驗，小舟想影響物體運動的因素有哪些呢 他進行如下研究，裝置如圖。
[建立猜想].......；②物體運動可能與阻力大小有關。
[設計方案]
方案一：在水平木板上不鋪材料，讓小車從斜面的不同高度由靜止開始滑下，觀察小車在水平面上運動的距離。
方案二：在水平木板上分別鋪上毛巾、棉布和不鋪材料，讓小車從斜面頂端由靜止開始滑下，觀察小車在水平面上運動的距離。
[交流反思]
（1）方案一的設計，小舟基于的猜想是　 　。
（2）方案二中觀察到小車在毛巾表面滑行距離最近，木板表面最遠。由此現象可知：小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。進一步推理可得，不受阻力的小車將　 　。
（3）很多運動項目都需要助跑，如跳遠、跳高、標槍等，目的是提高成績，其原因是　 　。
【答案】（1）物體運動可能與速度大小有關。
（2）永遠運動下去
（3）助跑能獲得更快的速度(或助跑能獲得更大的動能)
【解析】（1）小車到達水平面時的速度與它在斜面上的高度有關，即高度越大，小車到達水平面時的速度越大。
（2）小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，如果小車不受阻力，那么它的速度就不會減小，據此確定小車的運動狀態。
（3）經過助跑后，開始騰空時的速度會變大，在受到相同的空氣阻力作用時，運動員會運動的時間更長，距離更大，據此分析解答。
【解答】（1）在方案一中，小車從斜面的不同高度開始滑下，則它到達水平面時的速度不同，因此小舟基于的猜想是：物體運動可能與速度大小有關。
（2）方案二中觀察到小車在毛巾表面滑行距離最近，木板表面最遠。由此現象可知：小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。進一步推理可得，不受阻力的小車將永遠運動下去。
（3）很多運動項目都需要助跑，如跳遠、跳高、標槍等，目的是提高成績，其原因是：助跑能獲得更快的速度(或助跑能獲得更大的動能)。
14.（2020·三門模擬）某同學學習了“研究影響滑動摩擦力大小的因素”后，做了如下實驗：同種材質且體積相等、質量都為500g的A、B兩個木塊，放在一長木板上進行實驗，實驗中保證水平勻速拉動彈簧測力計，實驗過程及結果如圖所示。
（1）圖甲中物體運動的速度大小為v1，圖乙中物體運動的速度大小為v2，實驗過程中，關于v1和v2的大小，下列說法正確的是 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
（2）圖丁中拉動物體A、B一起勻速運動，拉力F4的大小為________N。
（3）在甲乙丙丁實驗中，對比________實驗，可以得出A木塊與B木塊表面粗糙程度不同。
【答案】（1）D （2）4.4 （3）甲、丙或乙、丁
【解析】（1）滑動摩擦力的大小與物體運動的速度無關，只要保持物體做勻速直線運動，那么它受到的摩擦力就與測力計的示數相等；
（2）當接觸面粗糙程度相同時，滑動摩擦力的大小與壓力的大小成正比，根據丙、丁兩圖計算即可；
（3）探究滑動摩擦力的大小與表面粗糙程度的關系時，必須控制壓力相等而改變接觸面。
【解答】（1） 圖甲中物體運動的速度大小為v1， 圖乙中物體運動的速度大小為v2， 實驗過程中， v1可以大于、等于或小于v2，故選D；
（2）對比丙和丁，接觸面的粗糙程度相同，而丁對地面的壓力等于丙對地面壓力的2倍，那么丁中物體受到的摩擦力就是丙圖中的2倍，即f=2.2N×2=4.4N；
（3）甲丙兩圖中，壓力相同但接觸面不同；乙丁兩圖中，壓力相同但接觸面不同，因此對比甲、丙或乙、丁實驗，可以得出A木塊與B木塊表面粗糙程度不同。
15．（2022·麗水）為更精確地測量木塊的滑動摩擦力，小麗引入拉力傳感器并設計了如圖甲的實驗。她將一塊長、寬、高均不同的長方體木塊平放，拉動木板發現傳感器示數不穩定，同時觀察到實驗中木塊總有些擺動，獲得數據如圖乙。是什么引起子木塊的擺動，進而引起摩擦力測量值的不穩定 小麗繼續實驗，將同一木塊側放，重復實驗，獲得數據如圖丙。
（1）實驗中測最滑動摩擦力時，木板　 　勻速直線拉動（填“需要”或“不需要）。
（2）分析圖乙，第1秒末，木塊所受摩擦力為　 　。
（3）繼續實驗環節基于的假設是　 　。
（4）小麗認為，本實驗還可得出滑動摩擦力大小與接觸面積有關。小科認為不正確，并從實驗中找出了說服小麗的證據　 　。
【答案】（1）不需要
（2）1N
（3）接觸面積不同會引起木塊擺動程度不同，進而引起滑動摩擦力測量值不穩定
（4）比較乙、丙數據可知，兩次實驗申滑動摩擦力大小平均值基本相同。接觸面積大小影響的是滑動摩擦力穩定性，而非滑動摩擦力大小
【解析】（1）根據滑動摩擦力的影響因素分析解答；
（2）根據圖乙，利用二力平衡的知識計算出木塊受到滑動摩擦力的大小，再根據影響滑動摩擦力的因素確定1s末的摩擦力大小。
（3）分析實驗操作中變化的因素即可；
（4）將乙和丙進行比較即可。
【解答】（1）滑動摩擦力的大小只與木塊對木板的壓力和接觸面的粗糙程度有關，與二者之間的運動速度無關，則：實驗中測最滑動摩擦力時，木板不需要做勻速直線拉動。
（2）根據圖乙可知，當木板開始運動后，拉力傳感器的示數在1N左右變化。根據二力平衡的知識可知，木塊受到的摩擦力f=1N。1s末時木板已經開始移動，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，因此木塊受到的摩擦力不變，還是1N。
（3）根據“將同一木塊側放”可知，木塊與木板的接觸面積發生改變，則繼續實驗環節基于的假設為：接觸面積不同會引起木塊擺動程度不同，進而引起滑動摩擦力測量值不穩定。
（4）小麗認為，本實驗還可得出滑動摩擦力大小與接觸面積有關。小科認為不正確，說服小麗的證據為：比較乙、丙數據可知，兩次實驗申滑動摩擦力大小平均值基本相同。接觸面積大小影響的是滑動摩擦力穩定性，而非滑動摩擦力大小。
16.（2020·湖州）力能使物體的運動狀態發生改變，運動狀態的改變包括運動速度的改變和運動方向的改變。某科學興趣小組為探究物體運動速度改變的快慢(單位時間內運動速度的改變量)與物體受力大小的關系，在創新實驗室做了如下的實驗：
如圖甲所示，水平桌面上固定了一個導軌。導軌上的小車用細繩跨過定滑輪(摩擦不計)與重物相連，小車上固定一個寬為d=1厘米的擋光片。在導軌上A、B兩個位置各固定一個光電門。光電門如圖乙所示。光電門內有一束光從N射向Ｍ，M處裝有光傳感器。當有物體經過NM之間把光擋住時，傳感器能記錄光被擋住的時間t，這樣就可求得擋光片經過光電門時的速度vA和vB。兩個光電門配合使用還能測出擋光片從A運動到B的時間tAB。
實驗步驟：
①保持重物P質量不變，讓小車從OA間任意點釋放，分別測出擋光片經過A、B兩位置的擋光時間tA和tB，以及擋光片從A運動到B的時間tAB， 計算出單位時間運動速度的改變量(用a1表示)，即a1= 。重復實驗。a1近似相等。
②增大重物質量且保持不變，讓小車從OA間任意點釋放，按照①的操作，計算出單位時間運動速度的改變量(用a2表示)。重復實驗。a2近似相等，且a2>a1。
（1）在實驗①時，某次擋光片經過A位置的擋光時間tA為0．025秒，則擋光片穿過光束的速度vA為 ________。
（2）該實驗中為什么用重物P來提供拉力？
（3）由實驗可得出的結論是________。
（4）上述結論可以解釋汽車在行駛過程中 的現象。
A.制動力(阻力)越大，汽車越容易停下來
B.質量越大，汽車越難停下來
C.速度越大，汽車越難停下來
【答案】（1）0.4米/秒
（2）使物體所受拉力恒定不變
（3）小車質量不變的前提下，拉力越大小車速度改變得越快
（4）A
【解析】（1）擋光片通過光束的距離等于它的寬度，根據公式計算擋光片通過光束的速度；
（2）在實驗中，如果用手來拉動小車，那么很難控制拉力大小的穩定性。如果將手換成重物，那么拉力始終等于物體的重力，可以準確的保證拉力大小恒定不變；
（3）實驗中小車的質量不變，但是拉力在不斷增大，將單位時間內的速度變化量大小進行比較，根據控制變量法得出結論即可。
【解答】（1）擋光片穿過光束的速度vA為；
（2）該實驗中用重物P來提供拉力的原因是：使物體所受拉力恒定不變；
（3）在實驗中，小車的質量不變，當增大重物質量時，拉力增大，那么單位時間內運動速度的該變量增大，即 a2>a1 ，因此得到結論：小車質量不變的前提下，拉力越大小車速度改變得越快。
（4）根據（3）中的實驗結論可知，該結論描述的是物體速度的改變快慢與力的關系，與質量和速度無關，那么“制動力(阻力)越大，汽車越容易停下來”正好可以用這個結論來解釋，故選A。
17．（2022·麗水）火的使用推動了人類文明的進步。隨著科技的發展，生活中的點火方式越來越使捷多樣，但火柴仍是實驗室常用的點火工具。火柴引燃過程：劃動火柴→擦火皮(含微量易燃物)產生火星→引發火柴頭燃燒。圖乙是小麗設計的三種引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒與擦火皮夾角相同，則哪種方式更容易將火柴引燃 請用所學知識解釋。
【答案】示例1：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴劃動過程中，克服摩擦力做功越多，機械能轉化為內能越多；內能增大，溫度開高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。
示例2：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴劃動過程中，克服摩擦力做功越多，溫度越高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。
【解析】（1）增大摩擦力的方法：①增大壓力；②增大接觸面的粗糙程度；
（2）物體內能的改變方法：①做功，本質是能量的轉化；②熱傳遞，本質是能量的轉移；
（3）燃燒的條件：①有可燃物；②與氧氣接觸；③溫度達到著火點
【解答】水平Ⅰ：示例1：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴劃動過程中，克服摩擦力做功越多，機械能轉化為內能越多；內能增大，溫度開高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。
示例2：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴劃動過程中，克
服摩擦力做功越多，溫度越高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。
水平Ⅱ：示例1：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；火柴劃動過程中，克服摩擦力做功越多，溫度越高；放出的熱量傳遞到火柴頭，引發火柴頭燃燒。
示例2：B方式。火柴劃動過程中，克服摩擦力做功越多，溫度越高；溫度達到擦火皮上易燃物的著火點，產生火星；放出的熱量傳遞到火柴頭。引發火柴頭燃燒。
示例3：B方式。火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；摩擦生熱，使火柴頭溫度升高到著火點，引發火柴頭燃燒。
水平Ⅲ：示例1：火柴頭與擦火皮之間的壓力越大，產生的摩擦力越大；越容易達到火柴頭的著火點。
示例2：B方式。摩擦生熱、溫度升高、達到著火點中的1個要點。
18．（2022·寧波模擬）如圖所示為一輛無人駕駛清掃車，空車質量為400kg。它集激光雷達、攝像頭、超聲波、雷達等傳感器于一體，可自主作業。
（1）激光是一種電磁波，它在真空中的傳播速度為　 　m/s。
（2）空車停在水平地面上，若地面總受力面積為200cm2，則空車對地面的壓強為多少帕
（3）空車行駛時牽引力的功率為810W，在10s內勻速行駛12m，車受到的阻力為多少牛
【答案】（1）3×108
（2）空車對地面的壓力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N；
則空車對地面的壓強：。
（3）牽引力做的功：W=Pt=810W×10s=8100J；
空車受到的牽引力：。
空車勻速直線運動，
則它受到的阻力和牽引力相互平衡，即f=F=675N。
【解析】（1）根據光的傳播速度解答；
（2）首先根據F=G=mg計算出空車對地面的壓力，再根據計算出空車對地面的壓強。
（3）首先根據W=Pt計算出牽引力做的功，再根據計算出車受到的阻力。
【解答】（1）激光是一種電磁波，它在真空中的傳播速度為3×108m/s。
（2）空車對地面的壓力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N；
則空車對地面的壓強：。
（3）牽引力做的功：W=Pt=810W×10s=8100J；
空車受到的牽引力：。
空車勻速直線運動，
則它受到的阻力和牽引力相互平衡，即f=F=675N。
思維導圖
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
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專題06 二力平衡與摩擦
考點精講一、牛頓第一定律(又叫慣性定律)
1．阻力對物體運動的影響：讓同一小車從同一斜面的同一高度自由滑下(控制變量法)，是為了使小車滑到斜面底端時有相同的速度；阻力的大小用小車在木板上滑動的距離的長短來體現(轉換法)。
2．牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到外力作用時候，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
3．牛頓第一定律是通過實驗事實和科學推理得出的，它不可能用實驗來直接驗證。
4．物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。慣性是物體本身固有的一種屬性。一切物體任何時候、任何狀態下都有慣性。
【注意】
1．牛頓第一定律是指物體在不受外力作用時的狀態，而慣性是物體保持原來狀態的一種性質，所以牛頓第一定律與慣性是有區別的。一切物體都具有慣性。
2．慣性不是力，不能說慣性力的作用，慣性的大小只與物體的質量有關，與物體的形狀、速度、物體是否受力等因素無關。
典例1：（2022·麗水）如圖是2022年北京冬奧會冰壺項目比賽場最。冰壺投出后，同隊隊員在冰壺的前方擦刷冰面，形成水膜，使冰壺沿預設軌跡運動。下列說法正確的是（　　）
A．擦刷冰面是為了增大摩擦
B．冰面上的水膜是液化形成的
C．冰壺離手后仍能前行是由于受到慣性的作用
D．冰壺最終停止是因為力能改變物體的運動狀態
變式1：（2022·溫州）將小球豎直向上拋出后，每隔上0.1秒的位置如圖所示。假設小球運動至甲處時，所受所有外力都消失，則推測小球從甲處開始，其運動情況及每隔0.1秒的位置正確的是（　　）
A．A B．B C．C D．D
變式2：（2022·杭州模擬）熱氣球下用細線懸掛一個小球勻速上升。若細線突然斷裂，則乘坐在熱氣球上的人看小球（　　）
A．不再受力 B．依靠慣性仍保持原來的速度繼續上升
C．立即下落 D．繼續上升一段距離后再下降
變式3：（2022·臺州）鋁箔輕巧，導電性好，能做許多科學實驗。
實驗1：“鋁箔小火箭”
將鋁箔卷成簡狀，上端封閉并裝人一截火柴頭，下端開口并裝上尾翼，制成小火箭。將小火箭套在發射架上，加熱其上端，如圖甲所示。稍后小火箭就會射到空中。
（1）小火箭與發射架不能套得太緊，否則會因　 　力太大，難以起飛。
（2）火柴頭燃盡后，空中的小火箭還能繼續上升，這是因為小火箭具有　 　。
（3）實驗2：“鋁箔秋千”：折一個U形鋁箔框，其兩端通過回形針與干電池兩端相連，置于磁鐵上方，如圖乙所示。通電時，鋁箔框就會朝一個方向擺動。通電擺動時，電能轉化為　 　能和內能。
（4）若要改變鋁箔框通電時的擺動方向，請寫出一種方法：　 　。
考點精講二、二力平衡
1．物體處于靜止或勻速直線運動狀態時，稱為平衡狀態。物體處于平衡狀態時，受到的力叫平衡力。
2．二力平衡條件：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反、作用在同一直線上(同物、等大、反向、同線)，這兩個力就相互平衡。
3．二力平衡條件的應用
①根據受力情況判斷物體的運動狀態：
當物體不受任何力作用時或受到平衡力作用時，物體總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。當物體受非平衡力作用時，物體的運動狀態一定發生改變。
②根據物體的運動狀態判斷物體的受力情況：
當物體處于平衡狀態(靜止狀態或勻速直線運動狀態)時，物體不受力或受到平衡力。當物體處于非平衡狀態(加速或減速運動、方向改變)時，物體受到非平衡力的作用。
【注意】
1．在判斷物體受平衡力時，要注意運動的方向性，先判斷物體在什么方向(水平方向還是豎直方向)處于平衡狀態，然后才能判斷物體在什么方向受到平衡力。
2．解題的過程中，常常被忽略的一個條件是一對平衡力中的兩個力必須作用在同一個物體上。
3．力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因。
摩擦力
1．兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或將要發生相對運動時，就產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反。摩擦力可分為靜摩擦、滑動摩擦、滾動摩擦三種。
2．測量摩擦力的方法：用彈簧測力計拉物體做勻速直線運動，摩擦力的大小與彈簧測力計的讀數相等。原理：物體做勻速直線運動時，物體在水平方向的拉力和摩擦力是一對平衡力(二力平衡)。
3．增大有益摩擦的方法：增大壓力、增大接觸面的粗糙程度。
減小有害摩擦的方法：減小壓力、減小接觸面的粗糙程度、用滾動摩擦代替滑動摩擦、使兩接觸面分離(加潤滑油、氣墊)。
【注意】
1．影響滑動摩擦力大小的因素只有壓力的大小和接觸面的粗糙程度兩個方面，與接觸面大小、運動速度無關。
2．摩擦力不一定是阻力，如一般家用小汽車前輪與地面的摩擦力為動力，后輪與地面的摩擦力為阻力；自行車后輪與地面的摩擦力為動力，前輪與地面的摩擦力為阻力。
典例1：（2022·杭州）如圖所示，粗糙的水平桌面上有兩塊相同的條形磁體甲和乙，它們之間有相互作用力且保持靜止。對圖示甲、乙兩塊條形磁體受到摩擦力的方向分析正確的是（　　）
A．甲一定水平向左，乙一定水平向右
B．甲水平向右，乙無法確定
C．甲水平向左，乙無法確定
D．甲、乙均無法確定
變式1：（2022·湖州）甲物體放在粗糙程度不變的水平地面上，在大小為6牛的水平推力F作用下，向右做速度為5米/秒的勻速直線運動，如圖所示（忽略空氣阻力）。下列敘述中，錯誤的是（　　）
A．甲物體在豎直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物體受到水平向左的摩擦力大小為6牛
C．當F的大小為6牛時，做功的功率為30瓦
D．當F的大小為10牛時，甲物體將做速度大于5米/秒的勻速直線運動
變式2：（2022·紹興）長度均為20厘米的相同均質木塊A、B平放在水平桌面上，從圖示位置開始推木塊。當F為3牛時，木塊靜止；當F為6牛時，木塊A、B開始沿桌面做勻速直線運動，2秒后木塊A掉落：繼續推木塊B使其仍做勻速直線運動直到掉落。
（1）推力為3牛時，AB整體受到摩擦力為　 　牛。
（2）木塊A在桌面上勻速運動的速度大小為　 　米/秒。
（3）從開始推動到木塊B掉落的過程中，推力共做功　 　焦。
變式3：（2022·衢州）小明觀看北京冬奧會滑雪比賽時，突發奇想：如果運動員從斜坡滑道上自由滑下，怎樣才能滑得更遠呢？于是用如圖所示的裝置探究“小車從斜面上滑下時，在水平面上滑行的最大距離跟小車的下滑高度、小車總質量、水平面粗糙程度是否有關”。實驗結果如下表：
實驗次數 小車下滑高度/cm 水平面材料 車上鉤碼個數 小車在水平面上骨行的最大距離/cm
1 3 木板 1 50
2 3 木板 2 50
3 3 木板 3 50
4 6 木板 3 100
5 6 棉布 3 60
6 6 毛巾 3 30
（1）每次實驗中，都應讓小車從相應高度由　 　狀態開始沿斜面下滑。
（2）分析1、2、3三組實驗數據，得出的結論是：　 　。
（3）小明根據上述第3、4兩次實驗得出結論：當小車總質量和水平面粗糙程度相同時，小車在水平面上滑行的最大距離與小車下滑高度成正比。小明這樣就得出結論不合理，請你對其實驗提出改進建議：　 　。
1．如圖所示，手握著瓶子處于豎直靜止狀態，下列敘述正確的是(　　)
A．瓶子處于靜止狀態，不具有慣性
B．手的握力越大，瓶子所受的摩擦力就越大
C．瓶子受到豎直向上的摩擦力
D．瓶子受到手的握力和重力是一對平衡力
2．（2022·溫州）跑步是一種健身方式。人沿水平直道跑步，左腳后蹬時，圖中箭頭表示左腳受到的摩擦力方向正確的是（　　）
A． B． C． D．
3.某次演練中，直升飛機懸停于高空，一傘兵（含傘）跳傘后豎直降落，其速度v與時間t的關系如圖所示。下列判斷正確的是（ ）
A.在0～t1內，傘兵受到的重力小于阻力
B.在t1～t2內，傘兵受到的重力等于阻力
C.在t2～t3內，傘兵受到的重力大于阻力
D.在t2～t3內，傘兵受到的阻力保持不變
4.如圖所示，物體 A 、B 在兩個大小均為 2N 的拉力 F 1 和 F 2 同時作用下，在水平地面上以相同的速度向右做勻速直線運動，則關于 A、B 間的摩擦力說法正確的是（ ）
A.A 對 B 的摩擦力方向水平向左，大小為 2N
B.B 對 A 的摩擦力方向水平向左，大小為 4N
C.B 對 A 的摩擦力方向水平向左，大小為 2N
D.A 與 B 之間沒有摩擦力
5．（2022·紹興）如圖，小敏用條形磁鐵使鐵釘豎直靜止在空中，細線緊繃且質量不計。下列說法正確的是（　　）
A．鐵釘上端被磁化成N極
B．鐵釘受到的磁力與自身重力大小相等
C．桌面對石頭的支持力和石頭的重力是一對平衡力
D．細線對石頭的拉力和石頭對細線的拉力是一對相互作用力
6.如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動，則下列結論中正確的是（ ）
A.甲、乙兩圖中B物體受到A物體對它的摩擦力均為F
B.甲、乙兩圖中B物體受到水平面對它的摩擦力均為F
C.甲、乙兩圖中A物體受到B物體對它的摩擦力均為F
D.甲、乙兩圖中A物體受到B物體對它的摩擦力均為零
7.用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是它運動的路程隨時間變化的圖像，下列說法正確的是（ ）
A.木塊兩次做勻速直線運動時，彈簧測力計示數分別為F1、F2，則F1＞F2
B.木塊兩次受到滑動摩擦力分別為F1'、F2'，則F1'＜F2'
C.兩次拉力分別在10s內對木板做功為W1、W2，則W1＜W2
D.兩次拉力分別在10s內對木塊做功的功率為P1、P2，則P1>P2
8.（2022九上·臺州期中）圖甲所示的鐵塊重力G=4N，被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，當它在豎直方向上拉力F=6N的作用下向上運動時，鐵塊受到的摩擦力為________N；鐵塊此時速度v與時間t的關系圖象如圖乙所示，則4s內拉力F做功是________J。
9．（2022·金華）如圖，已知物體A的重力為10N，物體B的重力為2N，滑輪與繩子間的摩擦忽略不計。完成下列問題：
（1）如圖甲，在B的作用下，物體A水平向右做勻速直線運動，此時物體A受到摩擦力的方向是　 　；
（2）如圖乙，若給A施加一個水平向左的拉力，使A向左做勻速直線運動，則拉力F大小為　 　N。
10.如圖甲所示，完全相同的木塊A和B緊靠著平放在粗糙程度相同的水平桌面上，在12N的水平推力F1作用下，A、B一起作勻速直線運動。若將A、B疊放到該桌面上，用水平力F2拉著B使它們一起勻速運動（如圖乙所示），則拉力F2＝________N；此時木塊A所受的摩擦力為________N。
11.（2020·臺州）為研究作用在物體上的兩個力滿足什么條件時，才能使物體處于平衡狀態，進行如下實驗。
（1）選用輕薄塑料片作為圖甲實驗研究對象的原因是________。
（2）將圖甲中靜止的研究對象轉到虛線位置，松手后發現研究對象發生轉動。據此可以得出結論：作用在物體上的兩個力需要滿足的條件是________，物體才處于靜止狀態。
（3）如圖乙，若啟動電動機繼續進行研究：當彈簧測力計示數與物體重力大小相等時、觀察物體的運動狀態；當彈簧測力計示數與物體重力大小不相等時，再觀察物體的運動狀態。繼續這項研究的目的是________。
12．（2022·杭州模擬）如圖所示，在研究牛頓第一定律的實驗中，用同一小車從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，接著在材料不同的水平面上繼續運動，分別停止在如圖所示的位置。
（1）關于該實驗，下列說法正確的有__________。
A．使小車從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，其目的是使小車到達水平面時的速度相同
B．小車在不同水平面上運動的全過程中，小車克服阻力做的功相同
C．小車在不同水平面上運動時，小車的慣性大小不同
（2）根據該實驗的現象，假如水平面絕對光滑，則小車將
　 　。
（3）在小車內放入質量為m的小鐵塊，仍從同樣斜面的同一高度由靜止開始滑下，接著在同一水平木板上運動，發現小車停止的位置比之前在木板上停止的位置遠很多。多次實驗還是如此。是否可得出結論：動能大小與質量有關，速度相同時，質量越大，動能越大。請判斷并說明理由：　 　。
13．（2022·舟山）小舟騎自行車時發現，猛踩腳踏板提升車速后，車子能滑行的距離比不踩時遠，車子在較光滑路面上滑 行的距離比粗糙的路面上滑行要遠。基于上述生活經驗，小舟想影響物體運動的因素有哪些呢 他進行如下研究，裝置如圖。
[建立猜想].......；②物體運動可能與阻力大小有關。
[設計方案]
方案一：在水平木板上不鋪材料，讓小車從斜面的不同高度由靜止開始滑下，觀察小車在水平面上運動的距離。
方案二：在水平木板上分別鋪上毛巾、棉布和不鋪材料，讓小車從斜面頂端由靜止開始滑下，觀察小車在水平面上運動的距離。
[交流反思]
（1）方案一的設計，小舟基于的猜想是　 　。
（2）方案二中觀察到小車在毛巾表面滑行距離最近，木板表面最遠。由此現象可知：小車受到的阻力越小，速度減小得越慢。進一步推理可得，不受阻力的小車將　 　。
（3）很多運動項目都需要助跑，如跳遠、跳高、標槍等，目的是提高成績，其原因是　 　。
14.（2020·三門模擬）某同學學習了“研究影響滑動摩擦力大小的因素”后，做了如下實驗：同種材質且體積相等、質量都為500g的A、B兩個木塊，放在一長木板上進行實驗，實驗中保證水平勻速拉動彈簧測力計，實驗過程及結果如圖所示。
（1）圖甲中物體運動的速度大小為v1，圖乙中物體運動的速度大小為v2，實驗過程中，關于v1和v2的大小，下列說法正確的是 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2
C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
（2）圖丁中拉動物體A、B一起勻速運動，拉力F4的大小為________N。
（3）在甲乙丙丁實驗中，對比________實驗，可以得出A木塊與B木塊表面粗糙程度不同。
15．（2022·麗水）為更精確地測量木塊的滑動摩擦力，小麗引入拉力傳感器并設計了如圖甲的實驗。她將一塊長、寬、高均不同的長方體木塊平放，拉動木板發現傳感器示數不穩定，同時觀察到實驗中木塊總有些擺動，獲得數據如圖乙。是什么引起子木塊的擺動，進而引起摩擦力測量值的不穩定 小麗繼續實驗，將同一木塊側放，重復實驗，獲得數據如圖丙。
（1）實驗中測最滑動摩擦力時，木板　 　勻速直線拉動（填“需要”或“不需要）。
（2）分析圖乙，第1秒末，木塊所受摩擦力為　 　。
（3）繼續實驗環節基于的假設是　 　。
（4）小麗認為，本實驗還可得出滑動摩擦力大小與接觸面積有關。小科認為不正確，并從實驗中找出了說服小麗的證據　 　。
16.（2020·湖州）力能使物體的運動狀態發生改變，運動狀態的改變包括運動速度的改變和運動方向的改變。某科學興趣小組為探究物體運動速度改變的快慢(單位時間內運動速度的改變量)與物體受力大小的關系，在創新實驗室做了如下的實驗：
如圖甲所示，水平桌面上固定了一個導軌。導軌上的小車用細繩跨過定滑輪(摩擦不計)與重物相連，小車上固定一個寬為d=1厘米的擋光片。在導軌上A、B兩個位置各固定一個光電門。光電門如圖乙所示。光電門內有一束光從N射向Ｍ，M處裝有光傳感器。當有物體經過NM之間把光擋住時，傳感器能記錄光被擋住的時間t，這樣就可求得擋光片經過光電門時的速度vA和vB。兩個光電門配合使用還能測出擋光片從A運動到B的時間tAB。
實驗步驟：
①保持重物P質量不變，讓小車從OA間任意點釋放，分別測出擋光片經過A、B兩位置的擋光時間tA和tB，以及擋光片從A運動到B的時間tAB， 計算出單位時間運動速度的改變量(用a1表示)，即a1= 。重復實驗。a1近似相等。
②增大重物質量且保持不變，讓小車從OA間任意點釋放，按照①的操作，計算出單位時間運動速度的改變量(用a2表示)。重復實驗。a2近似相等，且a2>a1。
（1）在實驗①時，某次擋光片經過A位置的擋光時間tA為0．025秒，則擋光片穿過光束的速度vA為 ________。
（2）該實驗中為什么用重物P來提供拉力？
（3）由實驗可得出的結論是________。
（4）上述結論可以解釋汽車在行駛過程中 的現象。
A.制動力(阻力)越大，汽車越容易停下來
B.質量越大，汽車越難停下來
C.速度越大，汽車越難停下來
17．（2022·麗水）火的使用推動了人類文明的進步。隨著科技的發展，生活中的點火方式越來越使捷多樣，但火柴仍是實驗室常用的點火工具。火柴引燃過程：劃動火柴→擦火皮(含微量易燃物)產生火星→引發火柴頭燃燒。圖乙是小麗設計的三種引燃火柴的方式，若F1=F2> F3，且B、C的火柴棒與擦火皮夾角相同，則哪種方式更容易將火柴引燃 請用所學知識解釋。
18．（2022·寧波模擬）如圖所示為一輛無人駕駛清掃車，空車質量為400kg。它集激光雷達、攝像頭、超聲波、雷達等傳感器于一體，可自主作業。
（1）激光是一種電磁波，它在真空中的傳播速度為　 　m/s。
（2）空車停在水平地面上，若地面總受力面積為200cm2，則空車對地面的壓強為多少帕
（3）空車行駛時牽引力的功率為810W，在10s內勻速行駛12m，車受到的阻力為多少牛
思維導圖
典例分析
舉一反三
典例分析
舉一反三
課后鞏固
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