《运动和力》全章复习与巩固(提高)-知识讲解.doc

运动和力全章复习与巩固（提高） 【学习目标】1.知道牛顿第一定律的内容，理解惯性是物体的一种属性，会解释常见的惯性现象；2.知道什么是平衡状态，平衡力，理解二力平衡的条件，会用二力平衡的条件解决问题；3.理解力与运动的关系；4.知道滑动摩擦力的概念，影响滑动摩擦力大小的因素；5.了解摩擦在日常生活中的利用和防止。【知识网络】【要点梳理】要点一、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.内涵：物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态，说明力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说：物体的运动不需要力来维持，要改变物体的运动状态，必须对物体施加力的作用。要点诠释：1.“一切”说明该定律对于所有物体都适用，不是特殊现象。2.“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义：一是该物体确实没有受到任何力的作用，这是一种理想化的情况(实际上，不受任何力的作用的物体是不存在的)；二是该物体所受合力为零，力的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。3.“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体在不受力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。4.牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。要点二、惯性1.概念：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.惯性的利用：跳远运动员快速助跑，利用自身的惯性在空中继续前进；拍打衣服，清除衣服上的灰尘；甩掉手上的水珠。3.惯性的危害：汽车刹车后不能立即停下来，酿成交通事故；快速行驶的汽车发生碰撞，车里的乘客如果没有系安全带，会与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎，飞出车外；走路时不小心，可能会被台阶绊倒。要点诠释：1.一切物体都有惯性，一切物体是指无论是气体、液体、还是固体；无论是静止还是运动；无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。2.惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态，运动的物体总要保持匀速直线运动状态。3.惯性是物体的属性，不是力。因此在提到惯性时，只能说“物体具有惯性”，或“由于惯性”，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小，惯性的大小仅取决于物体的质量，质量大，惯性也大。要点三、二力平衡1.平衡力：物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力是平衡力。(通过物体所处状态，判断受力是否平衡)2.平衡态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。3.二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，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。4.二力平衡条件的应用：判断力的大小、方向。（1）甲图中钩码静止，受到平衡力，即：钩码的重力G，等于弹簧测力计对钩码的拉力F，拉力F的方向和重力的方向相反。（2）图乙中放在桌面上的篮球，受到重力和桌面的支持力，大小相等，方向相反。（3）跳伞运动员，在空中匀速下落：人和伞的总重G等于阻力f，阻力的方向与重力的方向相反。要点诠释：1.平衡力与平衡状态的关系：物体在平衡力的作用下，处于平衡状态，物体处于平衡状态时要么不受力，若受力一定是平衡力。2.二力平衡的条件可以归纳为：等大、反向、同体、共线。要点四、摩擦力 1.滑动摩擦力：（1）概念：两个相互接触的物体, 当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。（2）方向：与物体相对运动的方向相反。“相对”是指相对于接触的物体。（3）大小：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关；跟接触面的粗糙程度有关。2.静摩擦力：（1）概念：物体在有相对运动趋势时，接触面阻碍物体相对运动趋势的力叫做静摩擦力。（2）方向：与相对运动趋势相反，但与运动方向可以相反（阻力）也可以相同（动力），还可以成任意角度。（3）判断静摩擦力大小的方法：静摩擦力可以在0到最大静摩擦力之间变化，其大小由外界条件决定，因此它是被动力。3.滚动摩擦: 是指一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。例如滚动轴承中的滚珠在轴承内滚动时的摩擦。车轮在地面滚动时车轮与地面间的摩擦。4.摩擦的利用与防止：（1）增大有益摩擦：增大压力；增大接触面粗糙程度。（2）减小有害摩擦：减小压力；减小接触面粗糙程度；用滚动代替滑动；使接触面分离：加润滑油，气垫导轨，磁悬浮。要点诠释：1.滑动摩擦力产生条件：接触面粗糙；接触挤压；在接触面上相对运动。2.运动方向和相对运动方向的区别，f滑与相对运动方向相反，但与运动方向可以相反（阻力）也可以相同（动力），注意：滑动摩擦力可以是阻力，也可以是动力。3.“假设法”判断静摩擦力的有无和方向。静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，但有些情况相对运动趋势很难判断。我们可以用假设法判断相对运动趋势的方向：假设接触面光滑，物体若会相对滑动，则说明原来有静摩擦力，且相对滑动的方向就是相对滑动趋势的方向。要点五、力和运动1合力： 如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。平衡力的合力为零。2同一直线上二力的合成： (1)同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同，即。(2)同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个大小之差，方向跟较大的那个力方向相同。即 3.力与运动的关系：（1）物体受平衡力(或不受力)物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。（2）物体受非平衡力作用运动状态改变(运动快慢或方向改变)。【典型例题】类型一、力和运动1.（淄博）关于运动和力，下列说法正确的是（）A.物体不受力，一定静止 B.作用在运动物体上的力一定不平衡C.物体的速度越大，其惯性一定越大 D.物体的运动方向发生改变时，一定是受到了力的作用【答案】D【解析】物体不受力（所受合力为零）时，物体处于平衡状态，物体静止或做匀速直线运动，物体不一定静止，故A错误；物体做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受平衡力作用，因此作用在运动物体上的力可能平衡，故B错误；C、质量是物体惯性大小的量度，物体质量越大，惯性越大，物体的惯性与物体速度无关，故C错误；D、力是改变物体运动状态的原因，物体运动方向发生改变，物体运动状态发生改变，一定受到力的作用，故D正确；【总结升华】题目考查了力与运动的关系、物体的惯性、力的作用效果等问题，涉及的知识点较多，但难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题。举一反三：【变式】（2012 随州）关于运动和力，下列说法正确的是（）A.在平衡力的作用下物体一定静止B.彼此不接触的物体不可能发生力的作用C.如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用D.物体不受力的作用，运动状态就一定不改变【答案】D类型二、摩擦力2.（ 遵义）小明用20N的水平推力推着重为50N的木箱，在水平地面上做匀速直线运动，则地面对木箱的摩擦力大小为 N。若小明将推力增大到30N时，木箱受到的合力大小为 N。【思路点拨】（1）物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到平衡力的作用，二力平衡的条件是两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上。（2）滑动摩擦力与两个因素有关，一是压力大小，二是接触面的粗糙程度。【答案】20；10【解析】（1）在水平地面上做匀速直线运动的木箱，受到的是平衡力的作用：竖直方向上的重力与地面对它的支持力是一对平衡力；水平方向上的推力与摩擦力是一对平衡力，因此地面对木箱的摩擦力大小为20N。（2）若小明将推力增大到30N时，木箱对地面的压力和木箱与地面间的粗糙程度没有改变，因此木箱受到的摩擦力仍然为20N，所以木箱受到的合力大小F合=30N-20N=10N。【总结升华】木箱处于匀速直线运动状态，是一种平衡状态，要利用二力平衡的条件来判断木箱受到的摩擦力的大小、方向；当推力改变时，受到的摩擦力是否变化，就要从摩擦力的决定因素去分析。举一反三：【变式】（多选）如图所示，小华将弹簧测力计一端固定，另一端钩住长方体木块A，木块下面是一长木板，实验时拉着长木板沿水平地面向左运动，读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。在木板运动的过程中，以下说法正确的是（）A.木块A相对长木板是运动的 B.木块A相对于地面是运动的C.木块A所受摩擦力的方向向左 D.拉动速度变化时，弹簧测力计示数不变【答案】ACD类型三、综合应用 3.如图所示，小明在探究“力和运动的关系”的实验中，他将物体M放在水平桌面上，两边用细线通过滑轮与吊盘相连。若在左盘中放重为G的砝码，右盘中放重为2G的砝码时，物体M能以速度v向右作匀速直线运动。如果左、右盘中的砝码不变，要让物体M能在水平桌面上以2v的速度向左作匀速直线运动，则应在左盘中再加上砝码，所加砝码的重为（吊盘重、轮与细线间和轮与轴间摩擦不计）（）A1G B2G C3G D4G【思路点拨】首先由受力分析明确物体M受力情况，由M的运动状态可判断M受摩擦力的大小；当M运动方向发生变化时，摩擦力方向同时发生变化，根据压力与接触面粗糙程度的变化确定摩擦大小变化；最后根据物体始终受力平衡可求得左侧应加砝码。【答案】B【解析】当物体M恰好以速度v向右做匀速直线运动时，物体受力平衡，因此物体所受向左的摩擦力与物体受到向右的合力相等，即：f=2G-G=G。若物体向左匀速运动时，摩擦力方向水平向右，由于压力和接触面的粗糙程度不变，故物体受到摩擦力的大小不变，物体受到三个力，水平向右的拉力2G、水平向左的拉力G+F、水平向右的摩擦力G，受力平衡列方程：G+F=G+2G，所以F=2G。【总结升华】本题考查物体的受力分析以及影响摩擦力大小的因素，重点是物体所受摩擦力的大小、方向判断，明确一般情况下，摩擦力的方向与运动方向相反；大小与压力和接触面的粗糙程度有关。举一反三：【变式】如图所示，跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，所受的总阻力为f，人和伞重分别为G人和G伞，它们的关系是（）AG人=f-G伞 Bf+G伞=G人CG人+G伞f D以上三种情况都有可能【答案】A4.如图所示，物体A质量为1kg，物体B的质量为3kg，用水平力F把A，B两物体紧压在竖直墙上不动。这时物体B的左表面受到的摩擦力大小为 N，右表面受到的摩擦力大小为 N（A物体的左表面光滑）。【思路点拨】静止的物体受到平衡力的作用。A保持静止状态，首先分析A的受力情况，求出A受到的摩擦力，根据物体间力的作用是相互的，求出B的左表面受到的摩擦力。B保持静止状态，分析B的受力情况，求出B右表面受到的摩擦力。【答案】9.8；39.2【解析】（1） ；（2）对物体A受力分析，竖直方向上A受到重力和物体B对A的摩擦力，摩擦力和重力是一对平衡力，由平衡条件可得: 受力分析如甲图所示。（3）方法一：“隔离法”对A受力分析，图甲。B在竖直方向上受到3个力，竖直向下的重力、A对B的摩擦力、墙壁对B的摩擦力。根据物体间力的作用是相互的，A受到B的摩擦力竖直向上，大小是9.8N，所以B左表面受到A的摩擦力竖直向下，大小是9.8N。B静止，这三个力是平衡力，如图甲所示。根据平衡力合力为0所以B右表面受到地面的摩擦力大小为：。方法二：整体法：对A、B整体受力分析，A、B受到竖直向下的重力，墙壁对B竖直向上的摩擦力（物体A、B间的相互作用力，是内力，整体法受力分析时不用画出）。如图丙所示。提示：A的左表面光滑，所以A左表面不受摩擦力。【总结升华】题目主要考查了，受力分析。把A和B两个物体分别进行受力分析，根据物体间力的作用是相互的判断摩擦力的方向，根据物体处于平衡态，列出平衡方程，求解。举一反三：【变式】如图，ABCD是4块质量相同的砖，每块重50N，A、D两侧是两块竖直的木板，木板外侧分别用1000N的力压紧，砖处于静止状态.求、B砖与C砖之间的摩擦力?【答案与解析】先以ABCD整体为研究对象，如图甲所示：整体所受重力：，的左侧（即整体的左侧）和的右侧（即整体的右侧）各受一个向上的静摩擦力，由平衡条件知：，则。再以两块砖为研究对象受力分析如图乙：总重力为，由平衡条件可知，A左侧的静摩擦力 ，故的右侧不受摩擦力。若以为研究对象如图丙：同理可得的左侧不受摩擦力，因此，之间的摩擦力为零。类型三、实验探究5.在探究“二力平衡的条件”的实验中，某同学采用的实验装置如图所示：（1）当物体处于静止状态或 状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。（2）实验时，小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时，木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用，这些力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，出现这种现象的原因是 ，这时木块在水平方向受到的力 （填“平衡”或“不平衡”）。要避免这种现象产生，请你对该实验装置提出改进意见： 【思路点拨】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用。两个物体接触时，有相对运动趋势时，物体之间产生阻碍相对运动的摩擦力。减小摩擦力的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度、用滚动代替滑动、使接触面分离。【答案】（1）匀速直线运动（2）木块受到向左的摩擦力；平衡；将木块换成小车，减小与桌面之间的摩擦力【解析】（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到平衡力的作用。（2）小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时，发现木块仍然处于静止状态，木块还受平衡力的作用，木块有向右运动的趋势，木块和桌面之间产生了向左的摩擦力的作用，向左的拉力和摩擦力与向右的拉力是平衡力。要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用，用小车代替木块，用光滑的水平面代替桌面等。【总结升华】装置中如果用小车代替木块可以探究二力平衡条件，实验比较典型，一定要掌握。举一反三：【变式】如图所示是小丽同学“探究二力平衡条件”实验的装置图。应该把小车放在 （选填“光滑”或“粗糙”）的水平桌面上，你认为她是根据 的现象来判断F1、F2是否平衡的，接着她将小车扭转一个角度是为了验证两个力平衡时是否 。由上述实验可得：作用在同一物体上的两个力，如果 ，这两个力就彼此平衡。【答案】光滑；小车是否静止；在同一直线上；大小相等，方向相反，并且在一条直线上6.（2012 武汉）在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关的实验中，某同学提出下列猜想：、与物体速度的大小有关、与接触面的粗糙程度（表面状况）有关、与压力的大小有关（1）为了验证上述猜想是否正确，他采用了图甲所示的装置进行实验实验中应拉着弹簧测力计使木块沿水平方向做 运动。（2）实验时他发现弹簧测力计的示数不稳定，便对实验装置进行改进，如图乙所示，他用双面胶将弹簧测力计固定在长方体木块的上表面，用细线连接弹簧测力计的挂钩和电动机在木块上放置不同的砝码，当电动机以不同的转速工作时，通过细线水平拉动木块以不同的速度做匀速直线运动。实验记录如下实验次数表面状况压力/N摩擦力/N木块的速度/m/s1木块-木板2.00.60.12同上4.01.20.13同上4.01.20.24木块-砂纸2.01.00.1分析3、4两次的实验记录， （填“能”或“不能”）验证猜想。分析 两次的实验记录，可初步验证猜想。分析 两次的实验记录，可初步验证猜想。【答案】（1）匀速直线 （2）不能 1、4 1、2【解析】（1）因为只有木块做匀速直线运动时，摩擦力和拉力才是一对平衡力，它们的大小才会相等，因此，实验中应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动；（2）在3、4两次实验中，其压力、表面状况和运动的速度都是不相同的，故不能研究摩擦力的大小与物体运动速度的关系；想验证摩擦力的大小与接触面的粗糙程度（表面状况）有关，即需选择压力、速度相同，但接触面的粗糙程度不同的实验进行比较即可，故选1、4两次实验；想验证摩擦力的大小与压力是否有关，即需选择表面粗糙程度、速度相同，但压力不同的实验进行比较即可，故选1、2两次实验。【总结升华】探究滑动摩擦力的大小和那些因素有关。实验中主要运用了转换法和控制变量的研究方法，这是实验成功的基础，也是我们应该熟练掌握的实验技能。同时，二力平衡条件的运用、对实验结论的正确分析，也是我们应该从这类实验题中应该学到的。丫丫数学库