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1、第九章力与运动 1 平衡状态 物体保持 状态或 状态 静止 匀速直线运动 2 二力平衡 物体在两个力作用下处于 就说这两个力相互平衡 如图所示 苹果受到的 和 是一对平衡力 平衡状态 重力G 支持力F 3 二力平衡的条件 1 两个力作用在 物体上 2 大小 3 方向 4 在 同一个 相等 相反 同一直线上 1 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 状态或 状态 2 得出 是在大量经验事实的基础上 经过 得出的 静止 匀速直线运动 推理 2 惯性 1 定义 物体具有的保持 或 状态不变的性质 如图 弹簧片将硬纸片弹走 砝码由于具有 仍保持静止状态 落在支架上 2 特点 它
2、是一切物体所固有的一种 静止 匀速直线运动 惯性 属性 3 利用和防止 利用 紧固锤头 防止 汽车的安全带和安全气囊 停止运动 继续向前运动 1 跳伞运动员在从飞机上跳下降落伞没有打开之前 竖直下落得越来越快 此时运动员和降落伞作为整体受到的空气阻力重力 2 已知运动员和降落伞总重是900N 当降落伞打开一段时间后 运动员匀速下落 运动员和降落伞受到的空气阻力是N 若运动员和降落伞受到的所有外力都消失 则此整体将会做 参考答案 1 小于 2 900 匀速直线运动 1 二力平衡的条件的判定 二力同物 等大 反向 共线 2 二力平衡的应用 1 求力的大小 已知二力平衡的其中一个力 求另一个力 另一
3、个力与已知力的大小相等 方向相反 用弹簧测力计测量物体所受的重力 重力等于弹 拉 力 用弹簧测力计水平拉物体做匀速直线运动 摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数 2 判断物体的运动状态 如果物体受到的力是平衡力 则物体处于静止或匀速直线运动状态 3 平衡力和相互作用力的比较 方法技巧 判断平衡力的两种方法 1 由物体的运动状态判断 确定要研究的物体 关注物体运动状态是否发生变化 分析物体受到的力 如果物体的运动状态不变 物体受到的力平衡 如果物体的运动状态改变 物体受到的力不平衡 2 由物体受力判断 确定要研究的物体 如果物体只受到两个力 判断这两个力是否满足二力平衡的条件 得出结论 典例1 20
4、12 扬州中考 茶杯静止在水平桌面上 以下属于一对平衡力的是 A 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力B 茶杯受到的重力与桌面对茶杯的支持力C 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力D 茶杯受到的重力与桌子受到的重力 思路导引 根据二力平衡的四个条件判断两个力是否为平衡力时 要按照下列顺序依次判断 精讲精析 选B 本题考查了平衡力的判断 茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力分别作用在茶杯和桌面上 这两个力没有作用在同一个物体上 不是平衡力 故A不符合题意 茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力 这两个力分别作用在相互作用的两个物体上 属于相互作用力 不属于平衡力 故C不符合题意 茶杯受到的重力与桌子受到的
5、重力 这两个力分别作用在两个物体上 并且这两个力的方向相同 不属于平衡力 故D不符合题意 故选B 2011 凉山中考 张阳用15N的水平力推着重为10N的小车在水平地面上以0 5m s的速度做匀速直线运动 这时小车受到的摩擦阻力是N 当他仍用水平力以1m s的速度推着该小车在同一地面做匀速直线运动时 他所用的推力将 选填 大于 小于 或 等于 15N 解析 本题考查二力平衡的应用 首先判断小车受到的摩擦力和哪个力是平衡力 然后根据平衡力的特点解题 当小车以0 5m s的速度做匀速直线运动时 根据二力平衡的条件 可判断小车在水平方向上受到的摩擦力与推力平衡 则f F 15N 当小车以1m s的速
6、度做匀速直线运动时 小车受到的摩擦力与推力仍然是一对平衡力 同一小车 同一地面 摩擦力不变 故F f 15N 答案 15等于 1 适用范围 1 一切物体 指宇宙中所有的宏观物体 大到星体 小到空中的尘埃 包括固体 液体和气体 2 普遍意义 该规律适用于所有物体 运动的物体和静止的物体 2 成立条件 1 理想情况 该物体没受到任何外力的作用 这是一种理想化的情况 实际上 现实中没有不受外力的物体 2 实际意义 该物体在某个方向上不受力或者受平衡力 在这个方向上遵守牛顿第一定律 3 两种状态 1 动者恒动 原来运动的物体在没有受到外力作用的时候 将保持匀速直线运动状态 2 静者恒静 原来静止的物体
7、在没有受到外力作用的时候 将保持静止状态 典例2 2013 温州中考 如图是小明自制的 大炮 示意图 当瓶内产生的气体增多时 瓶塞会水平向右冲出 若此时所有外力全部消失 瓶塞将 A 立即沿竖直方向下落到地面B 向上运动C 水平向右做匀速直线运动D 立即静止 思路导引 解答本题应注意瓶塞向右冲出时的运动状态和受力情况 精讲精析 选C 本题考查对牛顿第一定律的理解 由牛顿第一定律可知 物体不受外力时 将保持原来的运动状态不变 因此瓶塞向右冲出时 若一切外力全部消失 则瓶塞的运动状态不会改变 瓶塞将水平向右做匀速直线运动 失误档案 解答此类问题 学生理解易出现以下失误 1 物体不受力 就会静止或运动
8、得越来越慢 2 物体静止或运动越来越慢 是因为不受力的作用 3 物体只要运动 一定受到了力的作用 4 物体运动越快 受到的力越大 变式训练 根据力与运动的关系 判断图中小明和小华的观点 A 小明正确B 小华正确C 都正确D 都不正确 解析 选D 本题考查对力与运动的关系的理解 力是改变物体运动状态的原因 物体的运动快慢 运动方向发生改变都是因为受到了力的作用 根据牛顿第一定律可知 若物体不受力 物体也可以保持匀速直线运动状态 即物体不受力时也能运动 所以力不是使物体运动的原因 1 惯性 如 惰性 惯性可理解为 惰性 表现为物体不愿意改变原来的运动状态 静止的物体总想保持原来的静止状态 运动的物
9、体总想保持原来的运动状态 2 普遍性 一切物体在任何情况下都具有惯性 不论物体是否受力 受力大小如何 也不论物体处于何种运动状态 运动状态如何改变 3 大小 物体的惯性大小只与质量有关 物体的质量越大 惯性就越大 质量越小 惯性就越小 质量是惯性大小的唯一量度 易错警示 惯性与力的区别 1 惯性是一种性质 力是物体对物体的作用 单独的一个物体不会产生力 但它具有惯性 2 不能把惯性叫做 惯性力 不能说物体 受到惯性 受到惯性作用 也不能把惯性与物体受到的力进行大小比较 只能说物体具有惯性 拓展延伸 物体在任何时候都具有惯性 1 在受到非平衡力时 物体的惯性表现在运动状态发生改变的难易程度 受到
10、同样大小的力 质量较大的物体 运动状态难改变 质量较小的物体 运动状态容易改变 比如一个质量为1kg的铁球 受到5N的力时 在这个力的方向上速度每秒增加5m s 另一铁球的质量为5kg 也受到5N的力 在这个力的方向上速度每秒增加1m s 就是因为质量大的球惯性大 运动状态不易改变 2 在受平衡力或不受力时 惯性的表现是保持运动状态不变 牛顿第一定律就是描述的物体不受力时的惯性表现 典例3 2012 南通中考 下列示例中属于防止惯性带来危害的是 A 拍打衣服 把灰尘拍去B 将足球射入球门C 公路上的汽车看见远处有障碍物时提前减速D 跳远时快速助跑 思路导引 解决有关惯性的题目时 应该注意以下几
11、点 精讲精析 选C 本题考查惯性的利用与防止 车速过快时 由于惯性 刹车后汽车不能立即停下 滑行较长的距离 易造成事故 提前减速可防止事故的发生 C符合要求 A B D都是利用惯性帮助我们做事情 不符合要求 方法归纳 解释惯性现象的思路和方法 1 确定研究对象 2 弄清研究对象原来所处的运动状态 3 明确当受到外力作用时 与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况 4 指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态 5 得出相应结论 变式训练 2012 济南中考 由图可知 驾驶员和前排乘客必须使用安全带 小刚用下面的四句话解释了安全带的作用 撞向风挡玻璃造成伤害 系上
12、安全带就可有效避免这种伤害 当驾驶员驾车高速行驶时 发现前面出现情况紧急刹车 驾驶员由于具有惯性 仍然保持向前运动的状态 汽车滑行很小一段距离 立即停下来 这四句话的正确排列顺序是 A B C D 解析 选B 本题考查惯性知识的应用 题图中的驾驶员没有系安全带时 当他在高速行驶中发现情况突然紧急刹车后 汽车由于受地面的摩擦力而迅速减速 驾驶员由于惯性还要继续向前运动 所以就会撞向风挡玻璃 为了避免这种伤害便要系上安全带 因此 本题四句话的合理排列顺序应当是 本题应选B 易错警示 1 物体不受力或受平衡力 运动状态不变 2 对物体来说 受到的重力也是外力 如悬挂的电灯 当外力都消失时电灯会静止
13、不会掉下来 3 物体受力运动状态不一定发生改变 物体的运动状态改变一定受到了力 典例4 2013 淄博中考 关于运动和力 以下说法中正确的是 A 物体不受力的作用时 一定保持静止状态B 速度大小不变的物体 一定不受力的作用C 做曲线运动的物体 一定受到力的作用D 只要用力作用在物体上 它的运动状态就一定改变 思路导引 精讲精析 选C 本题考查对力和运动关系的理解 物体不受力时 可能保持静止 也可能保持匀速直线运动状态 所以A选项错 速度大小不变的物体速度方向也可能改变 则就有可能受到力的作用 所以B选项错 做曲线运动的物体 其运动方向随时在改变 因此一定受到了力的作用 故C选项正确 如果平衡力
14、作用在物体上 物体的运动状态也不会改变 所以D选项错 1 实验方法 法 控制变量 2 实验步骤 1 在线的两端分别挂上钩码 使作用在卡片上的两个拉力方向相反且在同一直线上 观察当两边钩码个数相等和不等时 卡片能否保持平衡 2 将纸板 改变两力的方向 松手后观察纸板能否保持平衡 3 实验结论 当作用在同一物体上的两个力大小 方向 且在 时 这两个力才能平衡 转动一小角度 相等 相反 同一直线上 4 问题探究 1 实验中 如何判断卡片是否处于平衡状态 提示 卡片的平衡状态有两种情况 即静止状态或匀速直线运动状态 当卡片保持静止或匀速直线运动状态时 都可以判定卡片处于平衡状态 2 在实验中 把卡片转
15、过一个角度 这一操作的目的是什么 提示 探究两个不在同一条直线上的力对物体平衡的影响 3 如何设计实验探究相互平衡的两个力作用在同一物体上 提示 可用剪刀把纸片剪开 观察纸片能否保持平衡状态 易错警示 本实验只研究卡片在水平方向上受到的拉力 不考虑卡片在竖直方向上受到的重力 典例1 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景 1 小华将系于小卡片 重力可忽略不计 两对角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 并通过调整来改变拉力的大小 2 当小卡片平衡时 小华将小卡片转过一个角度 松手后小卡片 选填 能 或 不能 平衡 设计此实验步骤的目的是为了探究
16、 3 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 小华下一步的操作是 4 在探究同一问题时 小明将木块放在水平桌面上 设计了如图乙所示的实验 同学们认为小华的实验优于小明的实验 其主要原因是 A 减小了摩擦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 解析 本题考查探究二力平衡的条件 二力平衡的条件是同体 等大 反向 共线 拉力的大小可以通过改变钩码的数量来实现 如果将卡片转过一定的角度 就不能平衡 因为力不在同一直线上 如果把卡片剪为两半 也不能平衡 因为力作用在两个物体上了 图乙的实验中 木块与桌面间的摩擦过大 会影响实验结果 要在木块下面装上轮子 答案 1 相反钩码的数量 2 不能不在同一直线上的两个力能否平衡 3 把小卡片剪为两半 4 A 延伸探究 结合典例探究以下问题 1 上述实验中 当小卡片处于静止状态或状态时我们认为它受到的力是平衡力 2 实验中小华选择小卡片的目的是 选填 考虑 或 不考虑 小卡片的重力 3 如果选用乙装置进行实验 可能会出现的异常现象有 写出一种即可 解析 1 当物体处于静止
