山西省2020中考物理力和运动专题复习课件

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第 6 课时　 力　运动和力 第一篇　教材梳理 思维导图　构建体系 考点一　力及其描述 定义 　 力是物体对物体的作用 , 单位是牛顿 (N) 。发生作用的两个物体 , 一个是施力物体 , 另一个是受力物体 产生条件 　 ① 必须有两个或两个以上的物体 ; ② 物体间必须有相互作用 ( 与是否接触无关 ) 常见值 　 托起两个鸡蛋的力大小约为 1 N, 一名中学生的重力约为 500 N, 九年级物理课本的重力约为 2 N 1. 质量及其测量 作用效果 图甲说明力能改变物体的形状 , 使它发生 　　　 ; 图乙说明力可以改变物体的 　　　　　 。   　 [ 点拨 ] 在物理学中 , 物体由静止开始运动或由运动变为静止 , 物体运动的快慢或方向发生改变 , 这几种情况都叫物体的 “ 运动状态 ” 发生了改变 （续表） 形变 运动状态 力 的相互 性 　 甲物体对乙物体施力时 , 乙物体也对甲物体施力 , 因为物体间力的作用 是 　　　　 ( 相互作用力特点 : 等值、反向、共线、不共体 )  （续表） 相互的 三要素 　 如图甲、乙、丙所示 , 力的作用效果分别跟力的 　　　　 、 　　　　 、 　　　　　 有关   示意图 　 力的示意图是用一条带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点。 　 [ 注意 ] 在同一图中 , 力越大 , 线段应该越长 （续表） 大小 方向 作用点 弹力 　 物体由于发生 　　　　　　 而产生的力 。产生 条件 : ① 两物体直接接触 ; ② 物体发生弹性形变   常见 弹力及 示意图 　 ① 画出桌面受到的压力和书受到的支持力 ; ② 画出小球受到绳拉力的示意图 ; ③ 画出压缩的弹簧对物块的弹力 考点二　弹力及弹簧测力计 弹性形变 图略 （续表） 弹簧 测力计 　 原理 : 在弹性限度内 , 弹簧受到的拉力越大 , 就被拉得越 　　　　 , 弹簧的伸长量跟它受到的拉力成 　　　　 。图中弹簧测力计示数 为 　　　　 N 。   　 [ 注意 ] 使用前要校零 长 正比 4 . 2 重力 　 由于地球的吸引而使物体受到的力 , 用符号 G 表示。重力的施力物体是 　　　   大小 　 物体所受的重力跟它的质量成 　　　　 , 两者的关系是 G= 　　　　 , g= 9 . 8 N/kg, 粗略计算可取 10 N/kg  方向 　 重力的方向总是 　　　 　 。建筑工人常利用这一特点制成铅垂线来检查墙是否竖直、画是否挂正等   考点三　重力 地球 正比 mg 竖直向下 （续表） 示意图 作用点 　 物体所受重力的作用点叫重心。形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心上 ; 形状不规则、质量分布不均匀的物体 , 可用悬挂法确定重心 图略 定义 　 两个相互接触的物体 , 当它们发生或已发生 　　　　 运动时 , 就会在接触面上产生一种 　　　　 相对运动的力 , 这种力叫摩擦力   产生 条件 　 ① 物体间相互接触并挤压 ; ② 接触面粗糙 ; ③ 物体间有相对运动或相对运动的趋势 方向 　 摩擦力的方向与物体相对运动 ( 趋势 ) 的方向相 　　　　 。   　 [ 点拨 ] 摩擦力不一定阻碍物体的运动 ( 但一定阻碍物体的相对运动 ), 即不一定与物体的运动方向相反 , 有时也和物体的运动方向相同 , 起动力作用。如 : 人走路时鞋底受到的摩擦力、骑自行车时后轮受到的摩擦力等。 考点四　摩擦力 相对 阻碍 反 （续表） 分类 及 大小 、 方向 f 静 　 f 静 ( 静止时 ), 大小由与其平衡的力决定 , 与压力、粗糙程度无关 ; 方向与相对运动趋势的方向 　　　   f 动 　 f 滑 ( 匀速或变速时 ), 大小与压力、接触面的粗糙程度有关 , 与其他因素无关 ; 方向与相对运动方向相反 　 f 滚 ( 滚动时 ), 在其他条件相同的情况下 , f 滚 比 f 滑 小 改变方法 增大 　 ① 增大接触面的 　　　　 , 如轮胎、鞋底有花纹 ; ② 增大物体间的 　　　　 , 如用力捏自行车车闸   减小 　 ① 减小接触面的 　　　 　 , 如冰壶比赛时 , 不断摩擦冰面形成水膜 ; ② 减小物体间的 　　　　 , 如雪橇用密度小的材料制作 ; ③ 变滑动为滚动 , 如滚动轴承 ; ④ 使接触面彼此分离 , 如气垫船   相反 粗糙程度 压力 粗糙程度 　 压力 人物 观点 亚里士 多德 　 力是维持物体运动状态的原因。注意 : 这种观点是错误的 , 正确观点为力是改变物体运动状态的原因 伽利略 　 根据 : 在其他条件相同时 , 平面越光滑 , 小车受到的阻力越 　　　　 , 速度减小得越 　　　　 , 前进的距离越 　　　　 。伽利略推论 : 如果水平面绝对光滑 , 物体将永远运动下去 , 他得出物体的运动不需要力来维持   牛顿 　 一切物体在没有受到力的作用时 , 总保持 　 　 状态或 　　　 　　　 状态 ( 牛顿第一定律不是实验结论 ) 。即当一切外力全部消失时 , 原来静止的物体仍将保持静止状态 , 原来运动的物体将保持匀速直线运动状态   考点五　牛顿第一定律 小 慢 远 静止 匀速直线运动 定义 　 物体保持原来运动状态不变的性质 , 叫惯性 理解 　 ① 惯性是物体的固有属性 , 一切物体在任何情况下都有惯性 ; 　 ② 惯性的大小只与物体的 　　　　 有关 , 质量越大 , 惯性越大 ;  　 ③ 惯性不是力 , 不能说 “ 受到惯性力 ”“ 在惯性的作用下 ”“ 产生了惯性 ” 等 , 只能说 “ 由于惯性 ”“ 具有惯性 ” 利用及 防止 　 利用 : 跳远助跑、拍打衣服上的灰尘等 ; 　 防止 : 汽车行驶时保持车距、司机系好安全带等 考点六　惯性 质量 平衡状态 　 物体受到几个力的作用时 , 如果保持 　 　 或 　 　　　　　 状态 , 我们就说这几个力相互平衡 , 这时物体处于平衡状态   二 力 平 衡 定 义 　 物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态 , 我们就说这两个力平衡。 　 条件 : 作用在 　　　 物体上 , 大小 　　　 , 方向 　　　 , 作用在同一直线上   区 别 　 平衡力与相互作用力的区别 : 平衡力作 用 在 同一物体上 ( 如图甲 ), 相互作用力作用 在 两 个不同的物体上 ( 如图乙 ) 考点七　二力平衡 静止 匀速直线运动 10 3 同一 相等 相反 （续表） 力与运动 的关系 　 ① 不受力或受平衡力 : 物体保持静止或匀速直线运动状态 ; 　 受非平衡力 : 物体运动状态改变 , 如匀速圆周运动。 　 ② 运动状态改变 , 一定受到力的作用 , 但物体受到力的作用 , 运动状态不一定改变 ( 如受到平衡力作用 ) 探究一　牛顿第一定律　惯性 1 . 如图 6 - 1 所示 , 斧子的手柄松了 , 人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上 , 这是因为斧头和锤柄原来一起向下运动 , 当锤柄的下端受到撞击时突然变为 　　　 状态 ; 斧头由于具有 　　　 , 继续向下运动 , 所以斧头就被套紧。锤头质量 　　　 , 越容易套紧。   图 6 - 1 静止 惯性 越大 2 . [2019· 山西适应性训练 ] 历史上有位伟大的物理学家曾研究过这样一个问题 : 人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面 , 于是提出了一个 “ 大炮 ” 的设想 , 如图 6 - 2 所示 , 在一座高山上架起一门大炮 , 以不同的速度将炮弹射出 , 速度越大 , 炮弹落地点离山脚越远。炮弹离开大炮后仍能继续前行的原因是炮弹具 有 　　　　 。当炮弹射出速度足够大时 , 它将会 　 。   这位物理学家还是万有引力的发现者 , 他的名字是 　　　 。   惯性 图 6 - 2 绕地球做圆周运动 牛顿 3 . 在乘坐公交车时 , 我们常常会遇到如图 6 - 3 所示的情景。下列文字是某媒体对这一情景进行的一则报道 , 其中科学性的错误是 _________________________   　　　　 。   无防备急启动 　 乘客受伤 本报讯 　 今天清晨 6:30, 本市 ×× 路公交车在乘客没有防备的情况下 , 司机突然快速启动前行 , 使车上的乘客向前急冲而受伤。 请利用你的学习用品设计实验 , 证明你的观点。 实验器材 : 　 ;  公交车突然快速启动前行 , 乘客向前冲 一张纸条 , 一块橡皮 图 6 - 3 实验步骤 :     　 ;  实验现象 : 　 。   将纸条放在水平桌面上 , 橡皮立放在纸条一端处于静止状态 , 手拿纸条另一端向前快速拉动 , 观察橡皮的倾倒情况 橡皮向后倒 探究二　运动与力 4 . [2019· 眉山 ] 踢足球是初中学生喜爱的体育活动之一 , 下列相关说法中正确的是 ( 　　 ) A. 足球离开运动员后还能在空中飞行 , 表明足球受到了惯性 B. 运动员踢足球时脚有疼痛的感觉 , 表明力的作用是相互的 C. 守门员抱住了飞向门框的足球 , 表明力可以改变物体的形状 D. 只要运动员对足球施加力的方向相同 , 力的作用效果就相同 B 5 . [2019· 宿迁 ] 下列关于力和运动的说法 , 正确的是 ( 　　 ) A . 物体运动状态发生改变 , 一定受到力的作用 B . 行驶的汽车急刹车时 , 乘客会出现向后倾的现象 C . 用力推桌子 , 桌子静止不动 , 因为推力小于摩擦阻力 D . 踢出去的足球能在空中飞行 , 是因为足球没有受到力的作用 [ 答案 ] A 　 [ 解析 ] 物体的运动状态发生改变 , 一定受到力的作用 ,A 正确。行驶的汽车急刹车时 , 乘客由于具有惯性 , 会出现向前倾的现象 ,B 错误。用力推桌子 , 桌子静止不动 , 是平衡状态 , 受到平衡力的作用 , 摩擦力大小等于推力大小 ,C 错误。踢出去的足球能在空中飞行 , 是由于球具有惯性 , 足球在空中受到重力和空气的阻力作用 ,D 错误。 6 . [2019· 黄冈 ] 中央电视台 《 是真的吗 》 某期节目中 , 有这样一个实验 : 将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒 , 绳子上端系一个金属球 , 下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒使金属球转动 ( 如图 6 - 4 所示 ) 。随着转速加大 , 网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是 ( 　　 ) A . 网袋静止时 , 它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力 B . 金属球转动过程中 , 它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力 C . 金属球转动过程中 , 运动状态不变 D . 实验表明 , 改变物体的运动状态需要力 图 6 - 4 [ 答案 ] D 　 [ 解析 ] 网袋受到的总重力和它对绳子的拉力方向都是竖直向下的 , 不符合二力平衡条件中的 “ 方向相反 ” ; 重力是网袋受到的力 , 它对绳子的拉力是绳子受到的力 , 不符合 “ 作用在同一个物体上 ” 的条件。因此 , 这两个力不是一对平衡力 ,A 错误。金属球受到的重力的方向是竖直向下的 , 绳子对金属球的拉力沿绳子方向 , 这两个力不符合二力平衡条件中的 “ 作用在同一条直线上 ” , 因此 , 这两个力不是一对平衡力 ,B 错误。金属球转动过程 , 其运动方向不停地变化 , 它的运动状态时刻在变化 ,C 错误。金属球转动时 , 绳子对网袋的力使网袋上升 , 改变了网袋的运动状态 ; 金属球转动时 , 绳子对金属球有拉力 , 如果没有绳子的拉力 , 金属球将沿直线飞出。这都说明改变物体的运动状态需要力 ,D 正确。 探究三　二力平衡的条件及应用 7 . [2019· 长沙 ] 如图 6 - 5 所示 , 穿着旱冰鞋的小玲用手推墙后 , 她由静止开始后退 , 下列说法中正确的是 ( 　　 ) A . 小玲后退的过程中 , 她的惯性逐渐变小 B . 小玲后退的过程中 , 一直做匀速直线运动 C . 小玲推墙时 , 墙对小玲的作用力等于小玲对墙的作用力 D . 小玲推墙时 , 墙对小玲的作用力和小玲对墙的作用力是 一对平衡力 图 6 - 5 [ 答案 ] C 　 [ 解析 ] 惯性大小只跟物体的质量大小有关 , 小玲后退的过程中质量不变 , 则她的惯性大小不会改变 , 故 A 错误。小玲后退的过程中 , 在水平方向上只受到地面给她的阻力 , 所以做减速运动 , 最后停止 , 故 B 错误。小玲推墙时 , 墙对小玲的作用力与小玲对墙的作用力是一对相互作用力 , 大小相等 , 不是一对平衡力 , 故 C 正确 ,D 错误。 8 . [2019· 眉山 ] 如图 6 - 6 所示 , 木块竖立在小车上 , 随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动 , 不考虑空气阻力 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 如果小车突然停止运动 , 木块将向左倾倒 B . 由于木块向右运动 , 木块受到向左的摩擦力 C . 小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力 D . 木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对相互作用力 图 6 - 6 [ 答案 ] C 　 [ 解析 ] 如果小车突然停止运动 , 木块下部由于受小车的摩擦力会迅速停下来 , 但上部由于惯性 , 会保持原来的运动状态 , 所以会向右倾倒 ,A 错误。木块随小车一起向右做匀速直线运动的过程中 , 由于在水平方向其运动状态不变 , 所以不受力的作用 , 即此时它不受摩擦力 ,B 错误。一对平衡力要同时满足以下 4 个条件 : ①大小相等 ; ②方向相反 ; ③作用在同一直线上 ; ④作用在同一物体上。选项 C 所述两个力正好满足一对平衡力的所有特征 , 是一对平衡力 ,C 正确。木块对小车的压力与地面对小车的支持力作用在同一物体上 , 不是一对相互作用力 ,D 错误。 探究四　摩擦力 9 . [2019· 苏州 ] 如图 6 - 7 所示实例中 , 通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的是 ( 　　 ) 图 6 - 7 A. 图甲 : 汽车轮胎表面有槽纹 B. 图乙 : 轴承内部装有滚珠 C. 图丙 : 在齿轮间加入润滑油 D. 图丁 : 皮带传动需将皮带张紧 A 10 . 如图 6 - 8 甲所示 , 水平地面上的物体 , 受到方向不变的推力 F 的作用 , 其 F - t 图像和 v - t 图像分别如图乙、丙所示。由图像可知 ,0 ~ 3 s 内 , 地面对箱子的摩擦力_ ______ 　　　　 箱子所受推力 , 大小为 　　　 N 。如果此时箱子受到的外力都同时消失 , 箱子将处于 　　　　 状态。 t= 5 s 时 , 箱子受到的摩擦力是 　　　 N 。   图 6 - 8 等于 3 静止 6 探究五　力学作图 11 . [2019· 山西百校联考二 ] 如图 6 - 9 所示 , 物体沿斜面匀速下滑 , 请画出物体所受的重力的示意图。 ( O 为物体的重心 ) 如图所示 图 6 - 9 12 . [2019· 山西百校联考三 ] 如图 6 - 10 所示 , 小红站在匀速运动的电梯上 , 随电梯一起上升 , 请你画出小红所受力的示意图。 ( O 点为重心 ) 图 6 - 10 如图所示 13 . 如图 6 - 11 所示是一名男生奔跑过程中左脚腾空、右脚着地的一瞬间。请画出此刻地面对他的支持力 F N 和摩擦力 f 的示意图 ( A 点是作用点 ) 。 图 6 - 11 如图所示 14 . [2018· 山西百校联考三 ] 如图 6 - 12 所示 , 用手指顶在刻度尺上 O 点 , 刻度尺水平静止。请在图中画出此时刻度尺的受力示意图。 图 6 - 12 如图所示 探究六　创新性实验 15 . [2019· 太原一模 ] 小雨和小青在观摩自行车比赛中 , 看到运动员转弯时的状态如图 6 - 13 甲所示。为什么身体要向弯道内侧倾斜呢 ? 小青说 :“ 转弯必须受力 , 身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力。 ” 他猜想这个力的大小可能与骑行速度和圆弧形跑道的半径有关。于是他们设计了图乙所示的实验 , 一个半径为 0 . 5 m 的半圆轨道 , 通过左端的横杆与墙壁连接且能绕 O 点在竖直方向自由转动 , 轨道置于压力传感器上时 , 其示数为 1 N; 图 6 - 13 接着让质量为 30 g 的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面 A 、 B 、 C 三处自由滚下 , 当小钢球每次到达最低点时 , 压力传感器的示数最大并记录在下表中。请你解答 : (1) 小雨觉得小青 “ 转弯必须受力 ” 的观点很有道理 , 因为 　 。   (2) 小球从轨道不同高度自由滚下是为了使它到达最低点时具有不同的 　　　 。   小钢球初始位置 A B C 距压力传感器的高度 h/ m 0 . 5 0 . 4 0 . 3 压力传感器达到的最大示数 F/ N 图 6 - 13 力是改变物体运动状态的原因 速度 (3) 由表格数据可知 , 在圆弧形跑道半径一定时 , 　 　　　 越大 , 使自行车向内侧转弯的力将越 　　　　 。 　   (4) 若要探究与另一因素的关系 , 应改变 　　　　　　　　　 , 并使同一小钢球从不同轨道的 　　　　　　　 自由滚下。 ( 不考虑小钢球与轨道之间的摩擦力 )  小钢球初始位置 A B C 距压力传感器的高度 h/ m 0 . 5 0 . 4 0 . 3 压力传感器达到的最大示数 F/ N 图 6 - 13 骑行速度 大 半圆轨道的半径 同一高度 突破一　探究阻力对物体运动的影响 【 设计和进行实验 】 1 . 小车从同一斜面、 同一高度 滑下 : 使小车到达水平面的 速度相同 ( 控制变量法 ) 。 2 . 改变接触面粗糙程度的 方法 : 水平面铺材料不同的物体 ; 作用 : 改变阻力大小 。 3 . 通过比较 小车在水平面上运动距离的长短 来判断小车在水平面上所受阻力的大小 : 阻力越小 , 速度减小得越慢 , 运动的距离越远 ( 转换法 ) 。 【 实验结论 】 4 . 通过实验探究得出 : 力不是维持物体运动状态的原因 , 力是改变物体运动状态 的原因。 5 . 实验推理 : 若运动的小车不受阻力 , 小车的速度将不再减小并永远做 匀速直线运动 。 【 交流与反思 】 6 . 小车运动到斜面底端后继续运动是因为小车具有 惯性 。 7 . 小车运动到水平面上后的受力分析 : 竖直方向所受 重力和支持力 是一对平衡力 , 水平方向只受 阻力 。 8 . 实验过程中小车能量的转化 : 重力势能转化为 动能和内能 。 例 1 甲同学用如图 6-14 所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板 , 让小车从斜面上的同一位置由静止滑下 , 在水平面上分别标记出小车停下时的位置 , 如图所示。 (1) 实验中每次均让小车从斜面同一位置由静止滑下的目的 : 使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 　　　　 。实验中改变小车所受阻力大小 , 是通过改变 　　　　　　　　　　 来实现的。 图 6-14 相等 水平面的粗糙程度 (2) 图 6-15 是对在水平面上运动的小车进行的受力分析 , 其中正确的是 　　　　 。图 6-14 中的标记 ③ 是小车在 　　　　 表面上停下时的位置 , 由此可知 , 平面越光滑 , 木块受到的阻力越 　　　　 , 速度减小得越 　　　　 。   B 图 6-14 图 6-15 木板 小 慢 (3) 对上问实验分析后可以推测 : 如果小车在水平面受到的阻力为零 , 小车将保持 　　 　　 运动状态不变。这就是著名的牛顿第一定律。该定律虽然不是由实验直接得出的 , 却是通过符合逻辑的 　　　 得出的正确结论。下列用到类似科学推理方法的实验还有 　　　　 。 ( 选填序号 )  ① 用真空罩和闹钟探究声音的传播需要介质 ② 用细铁屑探究通电螺线管外部的磁场分布 ③ 用弹簧测力计测量物体在水平方向所受滑动摩擦力的大小 匀速直线 推理 ① (4) 牛顿第一定律告诉我们物体的运动 　　　　 ( 选填 “ 需要 ” 或 “ 不需要 ” ) 力来维持 , 一切物体都有保持原来 　　　　　 不变的性质。甲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 , 如果自己受到的力突然全部消失 , 自己将会处于怎样的运动状态呢 ? 他作出了以下猜想 , 你认为其中正确的是 　　　　 。   ( 图 6-16 中的 “ ” 表示甲同学 ) 不需要 图 6-16 运动状态 A ② 当自己荡秋千运动到最低点时 , 如果受到的外力突然全部消失 , 自己将会处于怎样的运动状态呢 ? 他作了以下猜想 , 你认为正确的是 　　　　 。 ( 图 6-17 中的 “ ” 表示甲同学 )  C 图 6-17 (5) 实验中 , 小车在棉布、木板上克服阻力做的功 W 1 　　　 W 2 , 功率 P 1 _______P 2 。 ( 均选填 “ > ”“ < ” 或 “ = ”)  (6) 用木块代替小车可以做探究 “ 滑动摩擦力的影响因素 ” 实验 , 添加的器材是长方体木块、钩码和 　　　 　　　 。   · 实验拓展 · = > 弹簧测力计 (7)① 在此实验所给器材基础上 , 添加一个小铁球 , 运用这些器材一定可探究的是 　　　　 。   A . 物体动能大小与质量是否有关 B . 物体动能大小与速度是否有关 C . A 、 B 都可探究 ② 乙同学让同一小铁球从同一斜面的不同高度由静止开始下滑 , 小车在相同木板上被撞得越远 , 说明小铁球的动能越 　　 。实验表明 : 当 　　　 一定时 , 物体的动能大小与物体的 　　　 有关。若小铁球两次从同一斜面下滑的高度分别为 h 1 、 h 2 且 h 1 >h 2 , 小车两次移动过程中受到的摩擦力分别为 f 1 、 f 2 , 则 f 1 　　 ( 选填 “ > ” “ = ” 或 “ < ”) f 2 。   B 大 质量 速度 = 突破二　探究二力平衡的条件 【 设计和进行实验 】 1 . 实验主要器材 : 选择小车 ( 小卡片 ) 而不选择木块 ( 好处 : 减小摩擦力 对实验造成的影响 ) 、定滑轮 ( 作用 : 改变力的方向 , 减小摩擦力 ) 。 2 . 选择 静止 作为研究状态 : 匀速直线运动状态不好控制。 3 . 控制变量法的运用。 【 数据处理和分析 】 4 . 设计实验条件和现象记录表格 ( 如下表所示 ), 分析表格数据 , 可得出二力平衡需要的条件 ( 作用在同一物体上 , 大小相等 , 方向相反 , 在同一直线上 ) 。 小车在水平方向所受二力的情况 小车运动 状态是否 改变 大小 方向 是否在一条直线上 不相等 相等 相等 … 例 2 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 6-18 所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理 , 其原因是 _______________________________ 　 。 图 6-18 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。 (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 , 这两个力是一对 　　　　 。此实验不能改变力的方向 , 你认为应做何种改进 : 　   　　　　 　　　　　　　　　 。   匀速直线运动 砝码的数量 运动 图 6-18 大小相等 方向相反 支持 平衡力 一端滑轮固定 , 另一端滑轮可以改变位置 (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 　 。   图 6-18 不能 扭转 平衡的两个力是否作用在同一条直线上 结合上例探究以下问题 : (5) 实验时 , 甲组同学发现当向左、右两边同时加入一个相等质量的砝码时 , 木块处于静止状态。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。   · 实验拓展 · 木块与桌面间的摩擦力大 图 6-18 平衡 光滑 (6) 若乙组同学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。   不能 静止 图 6-18 (7) 在探究该实验时 , 小华同学课下设计了如图 6 - 19 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 A 图 6 - 19 (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 突破三　探究影响滑动摩擦力大小的因素 【 设计和进行实验 】 1 . 实验原理 : 二力平衡 ( 方法 : 用弹簧测力计沿 水平方向 拉动木块做 匀速直线 运动 ) 。 2 . 实验方法 : 转换法 ( 匀速拉动时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小 ) 。 控制变量法 (① 探究滑动摩擦力的大小跟压力大小的关系 : 应控制 接触面的粗糙程度不变 , 在木块上 添加砝码 改变压力的大小 ;② 探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度的关系 : 应控制 压力的大小不变 , 改变 接触面的粗糙程度 ) 。 3 . 弹簧测力计的使用和读数。 【 数据处理和分析 】 4 . 设计实验条件和数据记录表格 ( 如下表所示 ), 并绘制摩擦力随压力大小变化的关系图线 , 分析表格数据及图线 , 可得出摩擦力的影响因素 ( 只与 压力大小 及接触面的 粗糙程度 有关 , 而与 接触面积的大小 和 运动速度 的大小等无关 ) 以及滑动摩擦力与压力的关系 ( f=μF N ) 。 实验次数 木块 放置 方式 接触面 木块 运动 情况 压力 大小 / N 弹簧 测力计 示数 / N 1 平放 木板 慢速 2 … 【 交流、反思与改进 】 5 . 实验中弹簧测力计示数 不稳定 的原因 : 木块没有一直保持匀速直线运动 。 6 . 该实验的不足之处 : 实验中匀速拉动木块不好控制 , 弹簧测力计示数不稳定。改进 : 建议按如图 6-20 所示方式拉动长木板进行实验。这样改进的好处 :① 不必拉动木板做匀速直线运动 , 易于操作 ;② 弹簧测力计静止 , 便于读数。 图 6-20 例 3 小明在 “ 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关 ” 的实验中 , 提出以下猜想 : 猜想一 : 滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关 ; 猜想二 : 滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关 ; 猜想三 : 滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。 小明通过如图 6-21 所示的实验验证猜想。验证猜想二和猜想三时所得数据如下表 : 图 6-21 实验次数 1 2 3 4 5 接触面 木板 木板 木板 棉布 毛巾 压力 / N 1 . 0 1 . 5 2 . 0 1 . 0 1 . 0 弹簧测力计示数 / N 0 . 4 0 . 6 0 . 8 0 . 5 0 . 6 (1) 实验中 , 小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平面上做匀速直线运动 , 其目的是使滑动摩擦力的大小 　　　　 ( 选填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 弹簧测力计的示数。   (2) 为验证猜想一 , 小明用弹簧测力计水平拉着木块以不同的速度在水平木板上做匀速直线运动时 , 弹簧测力计示数相同 , 说明滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 　　　　 。   (3) 分析 　　　 　 次实验可验证猜想二 , 通过分析可知 , 当接触面粗糙程度一定时 , 接触面受到的压力越大 , 滑动摩擦力越 　　　　 ; 如果滑动摩擦力与接触面受到的压力的比值等于该接触面的滑动摩擦系数 , 则木板接触面的滑动摩擦系数为 　　　　 。   等于 无关 1 、 2 、 3 大 0 . 4 (4) 分析 1 、 4 、 5 次实验 , 小明得出结论 : 在压力相同的条件下 , 接触面越粗糙 , 滑动摩擦力越大。老师提出小明的实验设计应加以改进 , 应控制在 　　　　　　 相同的条件下接触面粗糙程度不同。   (5) 若某次实验时 , 木块在运动过程中拉力突然变大 , 滑动摩擦力将 　　　　 ( 选填 “ 不变 ”“ 变大 ” 或 “ 变小 ” ), 而小明却把此时弹簧测力计示数的大小认为是滑动摩擦力的大小 , 他操作的错误之处是 　 。   接触面材料 不变 木块没有做匀速直线运动 (6) 小明还想探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关 , 他将木块沿竖直方向切去一半 , 用弹簧测力计拉木块在木板上做匀速直线运动。弹簧测力计的示数是 0 . 2 N, 比较实验结果 , 于是小明得出结论 : 滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论 　　　　 ( 选填 “ 可靠 ” 或 “ 不可靠 ” ), 理由是 　 。   改进方法是   ( 木块各表面粗糙程度不同 ) 。 (7) 通过该探究实验可知 : 如果要取得拔河比赛的胜利 , 组队时应选体重较 ( 选填 “ 大 ” 或 “ 小 ” ) 的同学。若小明参加比赛 , 则他应在比赛中选用 （选填 “ 花纹较深的 ”“ 花纹较浅的 ” 或 “ 旱冰 ” ) 鞋。   不可靠 没有控制压力大小不变 将截掉的部分叠放在剩余部分上面 大 花纹较深的 (8) 实验中 , 小明发现弹簧测力计的示数经常不稳定 , 为此 , 小明做了如图 6-22 所示的改进 , 其好处是 ____________________________________________________ 　　　　　　 。在用力将木板向左拉出的过程中 , 弹簧测力计 　　　　 ( 选填 “ A ” 或 “ B ”) 的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。   不必拉木板做匀速直线运动 , 易于操作 ; 弹簧测力计静止 , 便于读数 B 图 6-22 (9) 小明在另一次实验中 , 如图 6-23 所示 , 由静止拉动木块直到木块匀速滑动的过程中拉力 F 随时间 t 变化的关系如图乙所示 , 其中 0 ~ 4 s 内木块处于静止状态。分析图像可知 , 小明用 2 . 1 N 的水平拉力拉静止木块时 , 木块所受摩擦力为 _______ N; 若使木块由静止开始运动 , 至少要用 　　　　 N 的水平力拉木块 ; 若水平拉力为 3 N 时 , 木块所受的摩擦力为 　　　　 N 。   2 . 1 2 . 3 图 6-23 2 . 0 1 . [2016· 山西 13 题 3 分 ] 他 ,19 岁进入剑桥大学 , 靠为学院做杂务的收入支付学费。他的伟大成就 —— 光的色散、惯性定律、万有引力定律和微积分学等 , 为现代科学的发展奠定了基础。当人们赞誉他时 , 他却说 :“ 那是因为我站在巨人的肩膀上。 ” 为了纪念他对科学发展做出的巨大贡献 , 人们用他的名字命名了下列哪个物理量的单位 ( 　　 ) A . 力 B . 压强 C . 电流 D . 电阻 考点一　密度的计算 A 考点二　运动和力综合 2 . [2018· 山西 18 题 3 分 ] 冰壶是冬奥会比赛项目之一。如图 6 - 24 所示 , 冰壶比赛正在进行 , 在冰壶运动的过程中 , 下列分析正确的是 ( 　　 ) A . 冰壶对冰面的压力与其受到的重力是一对平衡力 B . 冰壶离开手后 , 继续向前滑行 , 是由于冰壶具有惯性 C . 冰壶减速滑行的过程中 , 动能大小不变 D . 冰壶滑行过程中 , 受到滑动摩擦力的方向与滑行方向相同 B 图 6 - 24 3 . [2015· 山西 32 题 2 分 ] 小明观看了中国运动员在索契冬奥会自由式滑雪比赛中获得银牌的全过程。比赛中运动员从雪山顶峰风驰电掣般下滑 , 她的 　　　　 能转化为动能。小明查阅资料 , 发现了滑雪速度快的另一个原因 : 滑雪运动中 , 当滑雪板压在雪上时会把雪内的空气压挤出来 , 在滑雪板与雪地之间形成一个暂时的 “ 气垫 ” , 从而 　　　　 ( 选填 “ 增大 ” 或 “ 减小 ” ) 雪地对滑雪板的摩擦。   重力势 减小 4 . [2014· 山西 18 题 3 分 ] 2014 年世界杯足球赛正在巴西进行。小伟和小梁运用所学物理知识对比赛中的一些现象进行了分析 , 下列说法中全部正确的一组是 ( 　　 ) ①踢球时脚感到疼 , 是因为物体间力的作用是相互的 ; ②踢出去的足球能继续向前飞行是由于惯性 ; ③足球在空中飞行时受到重力和向前的推力 ; ④空中飞行的足球 , 若它所受的力全部消失 , 它将立即停止运动 ; ⑤足球在空中飞行过程中运动状态发生改变 ; ⑥足球在上升过程中重力势能转化为动能。 A . ①③⑤ B . ①②⑥ C . ②③④ D . ①②⑤ D 考点三　惯性 5 . [2019· 山西 39 题 2 分 ] 小明是个科幻迷 , 他创作了一篇科幻题材的短篇小说 ——《 我是超人 》 。小说中有这样的故事情节 : 超人小明上天入海无所不能 , 有一次为营救小伙伴 , 情急之下让地球骤然停止自转 , 结果小伙伴却被甩向了天空。他这样幻想的科学依据是 　　　　　　　 。地球骤然停止自转 , 你认为可能发生的现象还有 　   　 ( 写出一条即可 ) 。 人具有惯性 地球上的汽车等物品也会被甩向天空 ( 答案合理即可 ) 6 . [2015· 山西 35 题 4 分 ] 阅读图 6 - 25 所示的小资料 , 请你在小组合作学习交流中 , 给小组其他同学解释 :“ 使锤头紧套在锤柄上 ” 所包含的物理道理。 图 6 - 25 答案：锤头和锤柄一起向下运动 , 锤柄撞击板凳时受到阻力 , 运动状态改变 , 由运动变为静止 , 而锤头由于惯性 , 仍保持原来的运动状态 , 继续向下运动 , 所以锤头就能紧套在锤柄上。 7 . [2017· 山西 35 题 4 分 ] 请你阅读下面的短文 , 回答问题。 “ 宇宙级快递小哥 ” 出发了 2017 年 4 月 20 日 19 时 41 分 35 秒 , 搭载 “ 天舟一号 ” 货运飞船的 “ 长征七号 ” 运载火箭 ( 图 6 - 26 甲 ), 在我国海南文昌航天发射场点火发射。飞船按计划抵达预定轨道 ,“ 长征七号 ” 运载火箭发射取得圆满成功。 “ 天舟一号 ” 是我国首个货运飞船 ,4 月 22 日 12 时 23 分 ,“ 天舟一号 ” 货运飞船和 “ 天宫二号 ” 空间实验室在太空完成首次交会对接。 “ 长征七号 ” 运载火箭上还安装了 “ 箭载摄像机 ” , 火箭上升时可拍到摄像机镜头下方箭体周围的实况 …… 图 6 - 26 (1)“ 长征七号 ” 运载火箭加速上升时受到的力是 　　 　　 ( 选填 “ 平衡力 ” 或 “ 非平衡力 ” ), 所搭载的 “ 天舟一号 ” 货运飞船在此上升过程中的机械能 　　　　 ( 选填 “ 增大 ”“ 减小 ” 或 “ 不变 ” ) 。   (2) 如图乙所示是 “ 箭载摄像机 ” 在火箭上升时拍得的一幅图片 , 这是光线通过镜头时发生了光的 　　　　 ( 选填 “ 反射 ” 或 “ 折射 ” ) 后在感光元件上所成的像 ; 摄像机在高温环境下工作 , 镜头用耐高温的二氧化硅 (SiO 2 ) 晶体制成 , 这是因为二氧化硅晶体具有较高的 　　　　 。   非平衡力 增大 折射 熔点 (3) 小明观看火箭发射时的电视直播 , 看到捆绑在箭体上的助推火箭的燃料耗尽立即与箭体分离 , 之后又上升了一段距离才下坠而远离箭体。请你用所学过的物理知识解释为什么助推火箭离开箭体后上升了一段距离才下坠 :             　 。 助推火箭和火箭箭体原来一起上升 , 助推火箭和火箭箭体分离后 , 由于助推火箭具有惯性 , 仍要保持原来的运动状态 , 所以会继续向上运动一段距离 ; 同时 , 由于助推火箭受到重力的作用 , 在重力的作用下改变了运动状态 , 所以上升一段距离后会下坠 考点四　受力示意图 8. [2017· 山西 34 题 2 分 ] 踢足球是青少年喜爱的一项体育运动 , 如图 6-27 所示是斜向上方飞出的足球 , 不考虑空气阻力 , 请你画出足球受力的示意图。 如图所示 图 6-27 9. [2013· 山西 34 题 2 分 ] 图 6-28 为超强磁悬浮照片 , 上面是用超强永磁体制成的圆片 , 下面是被液氮冷却的 “ 高温 ” 超导体 , 请在图上画出圆片的受力示意图。 图 6-28 如图所示 考点五　实验探究 10 . [2019· 山西 33 题 5 分 ] 同学们利用如图 6 - 29 甲所示的实验装置 , 测量物体所受的滑动摩擦力。 (1) 实验中 , 应沿水平方向拉着木块做 　　　　 直线运动 ; 根据 　　　　　 得出滑动摩擦力大小等于拉力大小 , 即等于弹簧测力计示数。     图 6 - 29 匀速 二力平衡 10 . [2019· 山西 33 题 5 分 ] 同学们利用如图 6 - 29 甲所示的实验装置 , 测量物体所受的滑动摩擦力。 (2)“ 创新 ” 小组在同一木板上 , 测量了不同压力下滑动摩擦力的大小 , 并根据测量数据绘制出了如图乙所示的图像 , 分析图像可以得出的结论是 　　 。 图 6 - 29 [ 答案 ](2) 同一木板上 , 滑动摩擦力的大小与压力大小成正比 　 [ 解析 ](2) 根据图乙可知 , 在同一木板上 , 摩擦力与压力的比值是一个定值 , 即摩擦力的大小与压力的大小成正比。 (3)“ 牛顿 ” 小组在桌面上也做了同样的实验 , 记录实验数据如下表 , 请你根据表格中的数据 , 在图乙中描点并作出图像。对比分析两组图像你的新发现是   　　　　　　　　　　　 。   次数 1 2 3 4 5 6 F 压 / N 2 . 0 3 . 0 4 . 0 5 . 0 6 . 0 7 . 0 f/ N 0 . 8 1 . 3 1 . 6 1 . 9 2 . 4 2 . 8 [ 答案 ] (3) 如图所示 木板和桌面间的粗糙程度不同 ( 开放性试题 , 答案合理即可 ) 　 [ 解析 ] (3) 根据图像可知 , 当压力相同时 , 木块在木板和桌面上的摩擦力不相等 , 说明接触面的粗糙程度不同。 11 . [2018· 山西 34 题 4 分 ] 小明和小亮同学利用橡皮筋、硬纸板、带指针的挂钩、弹簧测力计等器材制作一个简易测力计。标注刻度方案一 : 让橡皮筋在竖直方向自由下垂 , 当指针稳定时 , 在指针所指位置标注 “ 0” 刻度。再用弹簧测力计拉动挂钩 , 拉力分别显示为 1 N 、 2 N 、 3 N 、 4 N 时 , 在指针所指位置分别标注对应的刻度。实验相关数据记录如下表。 (1) 请你根据表中的数据 , 在图 6 - 30 中绘制出 Δ L-F 图像。 拉力 F/ N 0 1 2 3 4 橡皮筋伸长 Δ L/ cm 1 1 . 2 3 . 4 6 . 1 9 . 9 图 6 - 30 (1) 如图所示 (2) 完成上述实验后 , 小亮提出了标注刻度的方案二 : 标注 “ 0” 刻度的方法与方案一相同 , 然后再用弹簧测力计拉动挂钩 , 使拉力示数为 4 N, 在 “ 0” 刻度线与 “ 4” 刻度线之间分成 4 等份 , 标出各刻度线和对应的刻度。如果让你利用橡皮筋制作简易测力计 , 标注刻度时 , 你会选择方案一还是方案二 , 请说明理由 :     　 。   方案一 , 理由 : 拉力越大 , 橡皮筋伸长量越长 , 伸长量与所受的拉力不成正比 12 . [2017· 山西 39 题 3 分 ] 小明和同学打乒乓球时 , 注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下 , 落地点时远时近。小明思考 : 运动着的小球从桌上滚落后 , 小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢 ? 他的猜想如下 : 猜想一 : 小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与小球离开桌面时的速度大小有关 ; 猜想二 : 小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与桌子的高度 H 有关。 然后 , 小明选取了钢球并用高度可调的桌子和斜面组成如图 6 - 31 所示的装置 , 并进行了实验 , 得到了部分数据如下表。 图 6 - 31 (1) 在实验中让钢球从桌上斜面的不同高度处由静止滚下 , 其目的是 　 。   (2) 分析表中数据你可以得到的结论是     　 。 同一钢球 , H= 1 . 2 m 次数 斜面高度 h/ m 落地点到桌子的水平距离 s/ m 1 0 . 1 0 . 65 2 0 . 2 0 . 96 3 0 . 3 1 . 16 使钢球到达桌面时的运动速度不同 同一钢球 , 在桌子高度一定时 , 离开桌面时的速度越大 , 钢球的落地点到桌子的水平距离越远 13 . [2016· 山西 38 题 4 分 ] 小梦乘坐竖直升降电梯从一楼到六楼 , 刚上升时有一种向下沉的感觉 , 快到六楼时却有一种向上飘的感觉。小梦猜想这种感觉应该与人对电梯地板的压力大小有关。于是小梦把压力传感器放在电梯地板上 , 将一物体放在压力传感器上 , 探究电梯上升过程中压力传感器示数的变化 , 每隔 1 s 记录一次数据 , 记录数据如下表所示。 时间 t/ s 0 1 2 3 4 5 压力 F/ N 10 . 0 11 . 5 11 . 0 10 . 5 10 . 0 10 . 0 时间 t/ s 6 7 8 9 10 11 压力 F/ N 10 . 0 10 . 0 9 . 5 9 . 0 8 . 5 10 . 0 (1) 根据上表数据 , 请在图 6 - 32 中绘制出电梯整个上升过程中压力传感器示数 F 随时间 t 变化的关系图像。 时间 t/ s 0 1 2 3 4 5 压力 F/ N 10 . 0 11 . 5 11 . 0 10 . 5 10 . 0 10 . 0 时间 t/ s 6 7 8 9 10 11 压力 F/ N 10 . 0 10 . 0 9 . 5 9 . 0 8 . 5 10 . 0 图 6 - 32 (1) 如图所示 (2) 分析图像可知物体的重力为 　　　　 N, 由图像还可以获取的信息有 　   　 。 ( 写出一条即可 )  10.0 在 0 ~ 1 s, 电梯地板对物体向上的支持力大于物体受到的重力 , 物体做加速运动 14 . [2014· 山西 39 题 3 分 ] 小强受航天员王亚平在太空授课的实验情景启发 , 设计了如图 6 - 33 所示的实验 : 在竖直悬挂的弹簧下吊一个物体 , 把静止的物体从 O 点沿竖直方向向下拉至 A 点 , 放手后 , 物体在 O 点上下来回振动。物体振动的快慢与什么因素有关 ? 小强提出如下猜想 : 猜想一 : 物体振动的快慢与它的质量有关 ; 猜想二 : 物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离有关。 实验序号 弹簧拉伸 的距离 x/ cm 砝码的 质量 m/ g 振动 50 次的 时间 t/ s 1 4 50 22 . 75 2 6 50 23 . 00 3 8 50 22 . 72 图 6 - 33 (1) 请你提出猜想三 : 物体振动的快慢与 　　　　　 　　　　 有关。   (2) 小强找来质量不同的砝码、计时器 ( 停表 ) 、刻度尺等器材 , 验证他的猜想 , 将所测量的部分实验数据记录在上表中。 分析上表中的数据 , 可以得出结论 : ________________________________________ 　 。 弹簧的材料 ( 或弹簧的粗细等 ) 在质量相同时 , 物体振动的快慢与弹簧拉伸的距离无关