資源簡介

第13講　運動和力
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
牛頓第一定律 省題7 ___ ___ ___ ___
慣性 省題7 ___ ___ ___ 省題2
二力平衡 省題15 省題15、19 省題17 省題10 省題2
摩擦力 省題3 ___ ___ 省題16 省題19
【課程標準】
2．2.3　通過常見事例或實驗，了解摩擦力。探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因素有關。
2．2.4　了解同一直線上的二力合成。知道二力平衡條件。
例　分析靜止在水平桌面上杯子的受力情況。
2．2.5　通過實驗和科學推理，認識牛頓第一定律。能運用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關現象。
例1　了解伽利略在探究與物體慣性有關問題時采用的思想實驗，體會科學推理在科學研究中的作用。
例2　能運用慣性，解釋當汽車急剎車、轉彎時，車內可能發生的現象，討論系安全帶等保護措施的必要性。
考點一　牛頓第一定律
一、阻力對物體運動的影響
伽利略通過實驗分析得出：物體的運動并不需要力來維持，運動的物體之所以會停下來，是因為受到了阻力的作用。
二、牛頓第一定律
1．內容：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
2．關鍵字解讀
(1)“一切”說明該定律適用于所有物體。
(2)“沒有受到力的作用”是定律成立的條件，包含兩層意思：該物體沒有受到任何力的作用，這是一種理想情況；物體受到力的作用，但所受的力相互抵消，相當于物體不受力的作用。
(3)“總保持”表明物體不受力時只有這兩種狀態，要改變這兩種狀態必須受到力的作用。
(4)“或”指兩種狀態必居其一，不能同時存在。也就是說，物體不受力的作用時，原來靜止的物體仍保持靜止狀態，原來運動的物體將以原來的速度大小和方向做勻速直線運動。
3．對牛頓第一定律的理解
(1)牛頓第一定律是在大量經驗事實的基礎上，用推理的方法概括出來的，不能用實驗說明。
(2)牛頓第一定律說明了力和運動的關系：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
(1)牛頓第一定律可以用實驗來驗證。(　×　)
(2)物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態。(　×　)
(3)物理學家亞里士多德提出：力是改變物體運動狀態的原因。(　×　)
(4)物體在受力的情況下也可以處于勻速直線運動狀態。(　√　)
例1　(2023·深圳福田區模擬)如圖所示，在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球，將小球拉至A點，使細線處于拉直狀態，由靜止開始釋放小球，不計摩擦，小球可在A、B兩點間來回擺動。當小球擺到B點時，假如所有力都同時消失，則小球將________，其原理是________________；當小球從B點擺到C點，假如所有力都同時消失，此時小球將沿________(選填“CD”“CE”或“CF”)方向勻速運動。
分析　一切物體不受外力作用時，始終保持靜止或勻速直線運動狀態。
答案　靜止　牛頓第一定律　CD
考點二　慣性
1．定義
一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質，我們把這種性質叫做慣性。
2．影響因素：慣性是一切物體所固有的一種屬性，它的大小只與物體的質量有關，而與物體是否受力、運動狀態等因素無關。物體的質量越大，慣性就越大，運動狀態就越難改變。
3．利用與防范
(1)利用：用撞擊錘柄下端的方法使錘頭緊套在錘柄上；跳遠運動員快速助跑以提高跳遠成績；拍打窗簾上的浮塵；抖落雨傘上的雨滴等。
(2)防范：交通工具配備剎車系統；汽車的安全帶和安全氣囊；保持車距等。
(1)乘車時系安全帶可以減小乘員的慣性。(　×　)
(2)運動的物體具有慣性，靜止的物體沒有慣性。(　×　)
(3)離開槍膛的子彈向前飛行是因為受到慣性作用。(　×　)
(4)汽車在轉彎時減速，是為了防止慣性帶來的危害。(　√　)
(5)汽車緊急剎車，車上的人會向前傾，說明車有慣性。(　×　)
(6)在草地上滾動的足球最后停下，是因為它失去了慣性。(　×　)
例2　(2023·廣東)如圖所示，公交車上的乘客都拉好了扶手，當車的運動狀態突然發生改變時，乘客都向東傾，產生此現象的原因可能是(　　)
A．車由靜止突然向東運動 B．車勻速前行時突然加速
C．車勻速前進時突然減速 D．勻速倒車時突然減速
分析　物體由于慣性要保持原來的運動狀態；車運動狀態變化后，人由于慣性要保持原來運動方向。
答案　C
例3　(2015·廣東)關于慣性現象的解釋：①行駛的汽車關閉發動機后還能行駛一段距離是因為汽車受到慣性力作用；②跳遠運動員助跑起跳是為了增大慣性；③小汽車配置安全帶可以減少慣性帶來的危害；④拋出去的實心球還會在空中運行一段距離是因為實心球具有慣性。以上說法正確的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
分析　根據慣性的概念答題，物體保持原來的運動狀態不變的性質叫慣性；運動的物體由于慣性要保持原來的運動狀態繼續運動。
答案　C
名師點撥　(1)慣性實際上指的是物體運動狀態改變的難易程度，慣性越大，物體的運動狀態越難改變。 (2)慣性是物體本身的一種屬性，一切物體都有慣性，即無論物體是靜止還是運動，無論物體是受力還是不受力，在任何時候、任何狀態下都具有慣性。 (3)在解答問題時，只能說“由于慣性”“具有慣性”，而不能說“受到慣性”“由于慣性力的作用”“克服慣性”等。
考點三　二力平衡
1．平衡狀態：物體受到幾個力作用時，如果保持靜止或勻速直線運動狀態，我們就說這個物體處于平衡狀態。
2．二力平衡：一個物體在兩個力的作用下，如果保持靜止或者勻速直線運動狀態，則物體處于平衡狀態，這兩個力相互平衡。如靜止在桌面上課本、在空中勻速下降的跳傘運動員。
3．二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個力，大小相等、方向相反，并且在同一條直線上。
4．平衡力與平衡狀態之間的關系
實際生活中，不受力的物體不存在，當無特殊說明時，若物體處于靜止或勻速直線運動狀態，則一定受到平衡力的作用；若物體受到平衡力的作用，則一定處于靜止或勻速直線運動狀態。
5．一對平衡力和相互作用力的比較
項目 平衡力 相互作用力
相同點 大小 大小相等
方向 方向相反，并且在同一條直線上
不同點 作用點 作用在同一物體上 作用在兩個物體上
效果 能相互抵消 不能相互抵消
存在性 互相獨立，單獨存在 同時存在，同時消失
(1)箱子靜止時，箱子所受重力和地面對箱子的支持力是一對相互作用力。(　×　)
(2)地面對箱子的支持力和箱子對地面的壓力是一對平衡力。(　×　)
(3)箱子靜止時在水平方向上和豎直方向上受到的合力均為0。(　√　)
(4)一對平衡力可以作用在兩個不同的物體上。(　×　)
例4　(2023·大連)汽車在水平路面上勻速直線行駛，與汽車的重力相平衡的是(　　)
A．汽車受到的牽引力 B．汽車受到的阻力
C．汽車對路面的壓力 D．路面對汽車的支持力
分析　解答本題的關鍵是牢記二力平衡的條件，注意四個條件缺一不可。二力平衡的條件：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上。
答案　D
考點四　摩擦力
1．滑動摩擦力
(1)定義：兩個相互接觸的物體，當它們相對滑動時，在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力。
(2)產生條件：兩物體相互接觸且有壓力；接觸面粗糙；發生相對運動。
(3)方向：與物體相對運動的方向相反。
(4)影響因素：
①滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關，在其他條件相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
②滑動摩擦力的大小與壓力大小有關，在其他條件相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。
2．增大摩擦的方法
增大壓力、使接觸面變粗糙、變滾動摩擦為滑動摩擦。
3．減小摩擦的方法
減小壓力、使接觸面變光滑、變滑動摩擦為滾動摩擦、使接觸面彼此分離。
(1)滑動摩擦力只能充當阻力存在。(　×　)
(2)滑動摩擦力的方向與運動方向相反。(　×　)
(3)有壓力就一定能產生摩擦力。(　×　)
(4)有摩擦力就一定存在壓力。(　√　)
(5)滑動摩擦力與相對運動方向相反。(　√　)
例5　(2023·江門開平市二模)某同學在水平地面水平向右拉動木塊，拉力隨時間變化的圖象如圖甲所示，木塊運動的速度隨時間變化的圖象如圖乙所示，則木塊在第7 s時受到的摩擦力為________ N，摩擦力方向是________；此時木塊受到的拉力與摩擦力________(選填“是”或“不是”)一對平衡力。
分析　(1)根據題圖乙判斷2～6 s內，6～8 s內木塊各做什么運動，第7 s時木塊做減速運動，但木塊對水平地面的壓力大小和接觸面的粗糙程度都沒有變，則第7 s時木塊受到的摩擦力大小和勻速運動時相同。
(2)一對平衡力的條件：同體、反向、共線、等大。
答案　3　水平向左　不是
名師點撥 滑動摩擦力考查時常以物體保持靜止或勻速直線運動作為背景，結合二力平衡條件、受力分析等知識判斷摩擦力的大小和方向。 判斷摩擦力的大小和方向時，先確定要研究的物體，再根據二力平衡條件確定摩擦力的大小，根據相對運動(趨勢)方向確定摩擦力的方向。
例6　(2023·成都)尊老愛幼是中華民族的傳統美德，初三(1)班全體同學深入社區養老院，開展志愿者服務活動，如圖是小文同學打掃衛生時推移沙發的情景。當他推動沙發向左運動時，地面對沙發的摩擦力方向是向________的。小文覺得如果給沙發裝上輪子，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦力________滑動摩擦力。
分析　(1)物體受到摩擦力的方向與它相對運動或相對運動趨勢的方向相反。
(2)在一般情況下，滾動摩擦小于滑動摩擦。
答案　右　小于
考點五　運動和力的綜合
力和運動的關系
1．當物體不受力或者受平衡力時，物體合力為零，物體的運動狀態不變，受非平衡力時合力不為零，運動狀態發生改變。
2．當物體靜止或做勻速直線運動時，運動狀態不變，物體不受力或者受平衡力；若物體做變速直線運動或者曲線運動，物體的運動狀態發生改變，物體受非平衡力。
(1)物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態。(　×　)
(2)在空中飛行的足球受到踢力、重力和阻力的作用。(　×　)
(3)踢出去的足球在地上越滾越慢，說明物體的運動需要力來維持。(　×　)
(4)一切物體都具有慣性，慣性的大小只與物體的質量有關。(　√　)
(5)用力推桌子，桌子靜止不動，是因為推力小于摩擦力。(　×　)
例7　(2016·廣州)如圖所示，水平地面O點兩側粗糙程度不同，物體一直受到沿水平方向3 N的力F，物體經過M點開始計時，每經過相同時間，用虛線框記錄物體的位置，物體在MO段做勻速直線運動，物體在(　　)
A．OQ段做勻速直線運動 B．MN段的速度大于OP段的速度
C．MN段受到的摩擦力為3 N D．OQ段受到摩擦力大小等于F
分析　(1)判斷物體是否做勻速直線運動，采用相同時間比較通過的路程的方法，若相同的時間內通過的路程相等，則物體做勻速直線運動；若相同的時間內通過的路程不相等，則物體做變速直線運動。
(2)處于平衡狀態的物體，一定受平衡力的作用；處于非平衡狀態的物體，一定受非平衡力的作用。
答案　C
例8　(2023·南充)如圖甲所示，各個面粗糙程度相同的a、b兩個鐵塊疊放在水平桌面上，在水平拉力F1＝10 N的作用下，一起向右做勻速直線運動，則a受到的摩擦力為________ N；如圖乙所示，將a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2的作用下，一起向右做勻速直線運動，則F2＝________ N。
答案　0　10
解析　在題圖甲中，鐵塊a、b在10 N的水平拉力F1作用下，一起做勻速直線運動，因此，a、b都受到平衡力作用，而物體a在物體b上，一起做勻速直線運動，沒有發生相對運動或相對運動的趨勢，所以a不受摩擦力，即摩擦力為0。
鐵塊b受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，即摩擦力大小等于拉力的大小，也為10 N；
在題圖乙中，若將a、b緊靠著放在水平桌面上，使它們一起勻速運動，此時是滑動摩擦力，因為接觸面的粗糙程度不變，壓力大小不變，則滑動摩擦力大小也不變，而推力與摩擦力為一對平衡力，推力F2的大小也為10 N。
名師點撥　力和運動的綜合知識分析需要理解力和運動的關系，掌握參照物的選取原則，理解物體受力平衡時的運動狀態。
考點一　牛頓第一定律
1．(從生活到物理)(2023·山西)在小偉創作的一部科幻小說中，描述了這樣的場景：為了探索未知世界，小偉駕駛宇宙飛船翱翔在沒有星系、沒有星云，空蕩蕩的一望無際的宇宙空間。請你展開想象，假如燃料燃盡，飛船將會__________________________________________。
你的理由是____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。(答案合理即可)
答案　以燃料燃盡時的速度做勻速直線運動　假如燃料燃盡，則飛船在空蕩蕩的宇宙空間中不受任何力的作用，由牛頓第一定律可知，飛船將以燃料燃盡時的速度做勻速直線運動
解析　由題知，宇宙空間空蕩蕩的(沒有星系、沒有星云)，所以飛船不受空氣阻力，也不受其他星球的引力；假如燃料燃盡，則飛船不受任何力的作用，由牛頓第一定律可知，飛船將以燃料燃盡時的速度做勻速直線運動。
考點二　慣性
2.(2023·安徽)如圖所示，汽車上配有安全帶和頭枕，司機和乘客都必須系好安全帶。當向前行駛的汽車分別出現突然加速、緊急剎車兩種狀況時，對乘車人員起主要保護作用的分別是(　　)
A．頭枕、頭枕 B．安全帶、安全帶
C．安全帶、頭枕 D．頭枕、安全帶
答案　D
解析　當向前行駛的汽車出現突然加速，汽車速度變大，而人由于慣性要保持原來的較慢速度的運動狀態，人的頭部會向后仰，“頭枕”對人有保護作用；緊急剎車時，車速變小，人由于慣性要保持原來較快速度的運動狀態，人的上身會向前傾，容易撞到前面的物體，因而安全帶拉著人不向前撞擊物體，故D正確，A、B、C錯誤。
3.(2020·廣州)金屬球用細繩掛在車廂內，并相對于車靜止，位置如圖甲所示。下列選項中能導致球突然從如圖甲位置變成如圖乙位置的是(　　)
A．車向西啟動
B．車做勻速直線運動
C．車向東直線運動時加速
D．車向東直線運動時減速
答案　C
考點三　二力平衡
4.(2017·廣東)如圖所示，小花想搬起一塊石頭，下列說法正確的是(　　)
A．若石頭沒有被搬動，以地面為參照物，它是靜止的
B．若石頭沒被搬起，是因為石頭受到的慣性力較大
C．若石頭被搬起，說明力可以改變石頭慣性的大小
D．若石頭沒被搬起，此時石頭受到的重力和石頭對地面的壓力是一對平衡力
答案　A
解析　若石頭沒有被搬動，以地面為參照物，它們之間沒有發生位置的變化，故它是靜止的，故A正確；若石頭沒被搬起，是因為搬的力小于重力，與慣性無關，故B錯誤；若石頭被搬起，說明力可以改變石頭的運動狀態，故C錯誤；若石頭沒被搬起，此時石頭受到的重力和石頭對地面的壓力的方向是相同的，不是平衡力，故D錯誤。
5．(科學思維)(2023·佛山一模)下列圖中，物體均受F1和F2的作用，且F1＝F2，這兩個力不是平衡力的是(　　)
答案　B
考點四　摩擦力
6.(2018·廣州)如圖所示，水平桌面上的甲、乙兩物體分別在水平拉力作用下處于靜止狀態，G甲＞G乙，甲受到的摩擦力(　　)
A．大于5 N
B．等于5 N
C．大于乙受到的摩擦力
D．等于乙受到的摩擦力
答案　B
解析　由題意知：甲、乙兩物體分別在水平拉力作用下處于靜止狀態，都受到平衡力的作用，即拉力和摩擦力是一對平衡力，故甲的摩擦力等于拉力F1，等于5 N，乙的摩擦力等于拉力F2，等于10 N，故甲受到的摩擦力小于乙受到的摩擦力，故B正確，A、C、D錯誤。
7.(2023·佛山禪城區一模)如圖所示，是同學們研究“影響滑動摩擦力的因素”的實驗裝置，當用力F水平拉動物體A下面的木板時，請畫出物體A所受的摩擦力和支持力的示意圖。
答案
考點五　運動和力的綜合
8.(2023·揭陽普寧市模擬)如圖是孩子們玩滑板車的情景，蹬地后，人和車一起沿水平路面向前運動，下列分析正確的是(　　)
A．地面對人的支持力和人的重力不是一對平衡力
B．滑板車輪胎上有凹凸不平的花紋，是為了減小摩擦力
C．平衡車在勻速轉彎時，受平衡力的作用
D．車快速滑行時，若所有外力突然消失，車會立即停下來
答案　A
解析　人和車一起沿水平路面向前運動，地面對滑板車存在支持力，而對人沒有支持力，故A正確；滑板車輪胎上有凹凸不平的花紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故B錯誤；平衡車在勻速轉彎時，處于非平衡狀態，受非平衡力的作用，故C錯誤；車在滑行過程中所受的力突然消失，根據牛頓第一定律可知，人和車將做勻速直線運動，不會立即停下來，故D錯誤。
9.(2023·佛山南海區一模)如圖所示，某人用力推一輛停在水平公路上的小車，但小車未動，下列說法不正確的是(　　)
A．人對小車的推力小于小車受到的摩擦力
B．人也受到小車的推力作用
C．小車的運動狀態不變
D．小車在水平方向受到的合力為0，豎直方向受到的合力也為0
答案　A
10.(創新實驗)如圖所示，在做“研究滑動摩擦力大小”的實驗時，將木塊A放置在水平木板B上，并在木塊A上加上一個砝碼，把一個彈簧測力計系在木塊A上。當向左拉動木板B時，彈簧測力計指針穩定在圖示位置。下列說法錯誤的是(　　)
A．此裝置可研究滑動摩擦力大小與壓力的關系
B．木塊A受到木板B的摩擦力與彈簧測力計對它的拉力是一對平衡力
C．木塊A受到木板B的摩擦力的大小為2.4 N，方向向左
D．若增大拉動木板B的速度，則彈簧測力計的示數會變大
答案　D
11.(科學思維)(2023·東莞模擬)如圖是手用力F把一木塊靜止壓在墻面上的示意圖，以下受力分析的說法(　　)
①手對木塊的壓力和木塊的重力是一對平衡力　②手對木塊的壓力和墻對木塊的彈力是一對平衡力　③木塊受到的摩擦力和木塊的重力是一對平衡力　④手對木塊的壓力和木塊對手的彈力是一對平衡力
A．只有①正確 B．只有④正確 C．只有②③正確 D．只有③④正確
答案　C
12．(綜合能力)閱讀并回答問題：
勻變速直線運動
物體的運動分為直線運動、曲線運動，其中最簡單的直線運動是勻速直線運動，還有一種直線運動叫勻變速直線運動。勻變速直線運動又分為：勻加速直線運動，如汽車在平直公路上啟動時的運動、蘋果落地時的運動等；勻減速直線運動，如飛機著陸時在平直的跑道上減速滑行、子彈擊入木塊時的運動等。勻加速直線運動是指一個物體做直線運動時的速度隨時間均勻增加，如：甲物體做勻加速直線運動，其初速度為v0＝5 m/s、1 s后速度為7 m/s、2 s后速度為9 m/s……其中速度的增加量與所用時間的比值叫做勻加速直線運動的加速度，用a表示，a＝，公式中v0表示初速度、vt表示t時間后的末速度。a的國際單位是 m/s2，讀作“米每二次方秒”。加速度反映了物體速度“變化”的快慢，a越大表示相同時間內速度的增加量越大，反之，a越小表示相同時間內速度的增加量越小，加速度也有正負之分，它的正負只代表方向不代表大小。
根據以上內容請回答：
(1)勻變速直線運動分為勻加速直線運動和________直線運動。
(2)物體做勻加速直線運動時，其運動狀態________(選填“發生”或“沒有發生”)改變。
(3)物體做勻速直線運動的加速度為________ m/s2，本文中甲物體做勻加速直線運動的加速度大小為________ m/s2，當甲物體的末速度為24 m/s時，則甲物體從出發后共運動了_______ s。
(4)如圖是一個物體的速度—時間圖象，0～2秒的加速度為________ m/s2。
答案　(1)勻減速　(2)發生　(3)0　2　9.5　(4)7.5

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