2021年中考物理复习课件第9课时《力和运动》

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1. 定义：物体在两个力的作用下，如果能保持________或________________状态，称为二力平衡．2．条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小________，方向________，并且在________________，这两个力就彼此平衡．可巧记为“等大、反向、同体、共线”八字口诀．
3．应用：(1)已知一个力的大小和方向，确定另外一个力的大小和方向；(2)判断物体是否处于平衡状态或寻找使物体处于平衡状态的方法．
考点2　牛顿第一定律
1．牛顿第一定律建立过程
2. 牛顿第一定律：________________________________________________________________________.
[点拨] (1)牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上，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．但是我们周围不存在不受力的情况，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律．
一切物体，在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态
(2)牛顿第一定律的内容简析①“一切”是指对于所有物体都普遍适用．②“没有受到力的作用”是指定律成立的条件，包含两层含义：一是理想情况，即物体确实没有受到力的作用；二是物体所受到的“合力”为零．
③“或”指两种状态居其一，不能同时存在．在不受力之前的一瞬间，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，物体都将按照那一瞬间的运动速度做匀速直线运动．(3)牛顿第一定律告诉我们：物体做匀速直线运动可以不需要力，所以力不是维持物体运动的原因．
考点4　力与运动的关系
【说明】 物体的运动状态改变了，一定是受到了力的作用；但是，物体在受到力的作用时，运动状态不一定改变(如受到的力是一对平衡力)．
探究1 二力平衡与相互作用力
例1 [2016·淮安]如图9－1所示，木块在水平拉力F的作用下，在水平桌面上向右做匀速直线运动，下列与拉力F相平衡的力是(　　)A．木块受到的重力B．木块对桌面的压力C．桌面对木块的摩擦力D．桌面对木块的支持力
[解析]木块受到的重力竖直向下，拉力F水平向右，因而不是一对平衡力，故选项A错误；木块对桌面的压力方向竖直向下，且作用在桌面上，与拉力F不是一对平衡力，故选项B错误；拉力F与桌面对木块的摩擦力，满足二力平衡的四个条件：同体、等大、反向、共线，是一对平衡力，故选项C正确；桌面对木块的支持力方向竖直向上，与拉力的方向垂直，它们不是一对平衡力，故选项D错误．
变式1　[2017·盐城]每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到盐城市滩涂越冬．如图9－2所示，一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔，此过程中，空气对它作用力的方向(　　)A．竖直向上 B．竖直向下C．与运动方向相同 D．与运动方向相反
[解析] “匀速滑翔”，说明丹顶鹤受到的是平衡力．而丹顶鹤只受到重力和空气对它的作用力，所以这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上．重力的方向是竖直向下的，所以空气对丹顶鹤的作用力方向竖直向上．
变式2　[2017•连云港]如图9－3所示，一个重10 N的物体在10 N竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动．小红说：因为物体做匀速直线运动，且物体仅受重力和拉力的作用，所以重力和拉力是一对平衡力小明说：因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反，并且作用在同一条直线上，所以重力和拉力是一对平衡力．则两人的说法(　　)A．都正确 B．只有小明正确C．只有小红正确 D．都不正确
[解析] 物体做匀速直线运动，受到合力为0，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力的作用，所以重力和拉力是一对平衡力，故小红的说法正确；二力平衡要同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，所以物体所受的重力和拉力是一对平衡力，故小明的说法也正确．
变式3　小红站在台秤上称自己体重时，下列各对力中属于一对相互作用力的是(　　)A．台秤对地面的压力和地面对台秤的支持力B．人对台秤的压力和台秤对人的支持力C．地面对台秤的支持力和台秤受到的重力D．人受到的重力和台秤对人的支持力
例2 如图9－4是“探究牛顿第一定律”的实验示意图，每次让小车从斜面同一高度由静止开始滑下，是为了使它在下列三种不同平面上的_____________________，平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，由此推理可知：如果小车所受的摩擦力为零，小车将以____________________的速度永远运动下去．
[解析] 当同一小车在斜面的同一高度时，所具有的重力势能相同，在下滑过程中，转化成的动能相同，质量不变，所以到达水平面时的初速度相同；水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为零，即小车在水平方向上不受力的作用，此时小车将以恒定不变的速度运动下去．
变式　 [2017·青岛] 探究牛顿第一定律:
[解析] 小车从斜面顶端由静止滑下时，重力势能转化为动能；让同一小车从同一斜面顶端由静止滑下，是为了使小车到达三种不同平面时的动能相同，初速度相同；小车在木板表面上运动的距离最远，即状态改变得最慢．
例3 [2017•南京] 关于惯性，下列四个现象中对应的说明错误的是(　　)A．拍打刚晒过的被子，灰尘脱落，说明灰尘有惯性B．汽车紧急刹车，车上的人会向前倾倒，说明车有惯性C．箭离开弓弦后，仍能向前飞行，说明箭有惯性D．手握锤柄在地面上撞击几下，锤头就能紧套在锤柄上，说明锤头有惯性
[解析] 当拍打被子时，被子因受力而运动，而灰尘由于惯性还保持原来的静止状态，因此灰尘与被子分开脱落下来，故A正确，不符合题意；汽车紧急刹车时，汽车上的人由于惯性还保持向前的运动状态，从而向前倾倒，说明人具有惯性，故B错误，符合题意；弯弓射箭时，箭离开弓弦后，由于惯性箭仍保持向前的运动状态，从而向前飞行，故C正确，不符合题意；手握锤柄在地面撞击时，锤柄撞击到地面因受力而静止下来，但锤头因为惯性还保持向下的运动状态，从而紧套在锤柄上，故D正确，不符合题意．
变式　 [2017•苏州] 公交车驾驶员进行驾驶技能比赛时，可通过一杯水来考验驾驶员的行车技术．将一杯水静置在公交车的置物台上(如图9－5所示)，司机突然刹车时，杯中水有可能发生的情况是(　　)A．仍保持水平B．将向前溢出C．将向后溢出D．会溢出，但不能确定溢出方向
[解析] 开始时，水随车一起向前运动，当突然刹车时，杯子随车一起停止运动，由于惯性，杯中的水会继续向前运动，所以会向前溢出．
如图9－6所示，物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动．假设在运动过程中重力突然消失，物体将(　　)A．立即停止运动B．向右沿水平方向做减速直线运动直至停止C．向右沿水平方向做匀速直线运动D．向右上方做匀速直线运动
探究4　力与运动的关系
变式1　[2017•宿迁]足球踢出后，在水平地面上滚动一段距离后停下来．下列说法正确的是(　　)A．足球停下来，是因为没有力来维持它的运动B．足球停下来，是因为受到地面摩擦阻力的作用C．足球运动得越来越慢，是因为惯性越来越小D．足球始终受到平衡力作用
[解析] 足球停下来，是因为受到地面摩擦阻力的作用，不需要力来维持物体的运动，故A错误、B正确；惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误；足球速度减小，运动状态发生改变，一定是受到非平衡力的作用，故D错误．
变式2　[2017•无锡] 射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行．小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态；②弓弦的弹性势能转化为箭的动能；③箭由于惯性仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若突然不受任何力的作用，将处于静止状态．其中说法正确的是(　　)A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
[解析] 弓弦对箭施加的力，将箭射出，由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确；弓弦的弹性势能使箭前进，转化为箭的动能，故②正确；离开弓弦后，箭不受弹力作用，但由于惯性仍能继续飞行一段距离，故③正确；在空中飞行的箭若突然不受任何力的作用，将保持匀速直线运动状态，故④错误．
变式3　[2016•淮安] 用下列方法制作如图9－7所示的“喷气火箭”：①将气球吹大，并用夹子把口封紧；②从一根吸管上剪取一小段，用胶带把它固定在气球上；③将一根细绳穿过吸管，并水平拉直，作为“喷气火箭”运动的轨道．把封口的夹子松开，气球就会向________(选填“左”或“右”)运动，使气球由静止变为运动的施力物体是________，此现象说明力可以改变物体的__________．
[解析] 把封口的夹子松开，气球内的气体向左喷射，对空气有向左的力的作用，由于物体间力的作用是相互的，空气对气球也有一个向右的力的作用，因而气球向右运动．
突破1 探究二力平衡的条件
例1 在“探究二力平衡条件”的实验中：(1)甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的装置如图9－8所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是_______________________________________。
用小车做实验可减小摩擦力对实验的影响
(2)当物体处于静止状态或_____________状态时我们认为它处于平衡状态，在本实验中让小车静止而不做匀速直线运动的原因是_____________________________________________。(3)乙组同学在线的两端挂上托盘并放上砝码，通过调整___________来改变拉力的大小，当左、右盘内放的砝码数量不等时，小车会_____，只有当两盘内所放砝码数量相等时，即小车受到向左和向右的拉力相等时，小车才会保持静止，说明平衡的两个力要满足：①_________；②_________。竖直方向上，小车受到重力和________力的作用，这两个力是________。
静止状态比匀速直线运动状态更容易控制和观察
(4)当小车平衡时，乙组同学用手将小车扭转一个角度，松手后小车______(选填“能”或“不能”)平衡，观察到小车会发生_______，恢复到原来位置后处于静止状态，设计这个步骤的目的是探究：____________________________________。
平衡的两个力是否作用在同一条直线上
【实验拓展】 结合上例探究以下问题：(5)实验时，乙组同学发现当向左、右两边同时加入一个相等质量的砝码时，小车处于静止状态。但再把右边的砝码换成一个较重的砝码时，发现小车仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是________________________，这时小车在水平方向上受力________(选填“平衡”或“不平衡”)。为了避免这种现象的产生，实验桌面应该尽量选择________(选填“光滑”或“粗糙”)的桌面。 (6)若剪断小车左边的绳子，小车________(选填“能”或“不能”)保持静止状态，若同时剪断两端的绳子，小车将处于_____状态。
小车与桌面间的摩擦力大
(7)在探究该实验时，小华同学课下设计了如图9－12所示的实验装置，同学们认为小华的实验装置最好，其主要原因是____。(填选项前的字母)A．减小了摩擦力和小卡片的重力对实验结果的影响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．小卡片容易扭转
(8)在小卡片平衡时，用剪刀将小卡片从中间剪开，并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是____________________________。
两个力必须作用在同一物体上
突破2　 探究阻力对物体运动的影响
例2 在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料，让小车自斜面顶端由静止开始滑下，比较小车在水平面上运动的距离，如图9－10所示。伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似的实验，并在此基础上分析推理得出著名的牛顿第一定律。请回答下列问题：
(1)科学实验需要控制变量，本实验中，影响小车在水平面上运动距离的因素，除了阻力外，还有___________________________，该因素可以采用使小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下的方法来控制。(2)三次实验中，小车在________表面上运动得最远，是因为在该表面上受到的阻力最______。(3)该实验中阻力对小车运动的影响是通过________________来表现的，运用了_____法。
小车到达水平面时的速度
(4)进一步推理可知，若水平面绝对光滑(小车不受阻力)，则小车将会在水平面上做__________运动。(5)研究过程中采用了____________(选填“单纯的实验”或“实验加推理”)的方法。 【实验拓展】 (6)在小车从斜面顶端下滑到底端的过程中，小车的重力势能转化为动能和_____能。(7)当小车在水平木板表面上运动时，受到的一对平衡力是________。A．小车受到的向前的惯性力和木板对小车的阻力B．小车受到的重力和小车对木板的压力C．小车受到的重力和木板对小车的支持力
(8)李华同学通过上面的探究学习，思考了两个问题：①当自己荡秋千运动到右侧最高点时，如果自己受到的力全部消失，自己将会处于怎样的运动状态呢？他作出了以下猜想，你认为正确的是________。(图中的“ ”表示李华同学，下同)