《运动和力》57节二力平衡摩擦力力和运动的关系.docx

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《运动和力》57节二力平衡摩擦力力和运动的关系

年级

初二

学科

物理

版本

北师大版

课程标题

预习《运动和力》5—7节二力平衡、摩擦力、力和运动的关系

编稿老师

丁光成

一校

黄楠

二校

林卉

审核

王新丽

一、学习目标：

1.了解平衡和二力平衡的定义。

2.知道二力平衡的条件。

3.知道影响滑动摩擦力大小的因素。

4.知道增大或减小摩擦的方法。

5.了解什么是运动状态改变及运动状态改变的原因。

6.知道惯性的定义及其在生活中的应用。

7.知道什么是牛顿第一定律。

二、重点、难点：

重点：

二力平衡的条件及应用；影响滑动摩擦力大小的因素；惯性现象的应用及牛顿第一定律。

难点：

二力平衡的判断与应用、惯性的理解及应用。

三、考点分析：

考试

内容

知识点

分项细目

考试水平

了解

理解

会

力

二力平衡

1.二力平衡的概念

√

2.二力平衡的条件

√

3.运用二力平衡条件解决有关问题

√

摩擦

1.影响滑动摩擦力大小的因素

√

2.摩擦在实际中的意义

√

惯性及牛顿第一定律

1.惯性现象及简单解释

√

2.牛顿第一定律

√

常考题型：

填空题、选择题、实验题，分值约为4分左右。

1.二力平衡

（1）平衡：

物体保持静止或匀速直线运动状态不变，叫做平衡。

处于平衡状态的物体所受的力叫平衡力。

（2）二力平衡：

物体只受两个力的作用而处于平衡状态的情况叫做二力平衡。

（3）二力平衡的条件：

Ø两个力作用在同一物体上；

Ø两个力大小相等；

Ø两个力方向相反；

Ø两个力作用在同一直线上。

（4）平衡力与相互作用力的区别：

一对平衡力与一对相互作用力都满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上的条件，但是，平衡力是作用在同一物体上，而相互作用力则是作用在两个不同的物体上。

2.摩擦力

（1）滑动摩擦：

一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时，产生阻碍相对滑动的现象，称为滑动摩擦。

（2）滑动摩擦力：

物体在滑动的过程中产生的力叫做滑动摩擦力。

（3）影响滑动摩擦力大小的因素：

Ø压力大小；

Ø接触面的粗糙程度；

Ø接触面的材料性质。

（4）增大有利摩擦的方法：

Ø增大压力；

Ø增大物体表面的粗糙程度。

（5）减小有害摩擦的方法：

Ø减小压力；

Ø减小物体表面的粗糙程度；

Ø改滑动为滚动。

3.力和运动的关系

（1）什么是物体运动状态的改变

Ø速度大小改变；

Ø运动方向改变。

Ø速度大小和运动方向均改变。

（2）力是改变物体运动状态的原因。

（3）惯性：

物体保持原来运动状态或静止状态不变的性质叫做惯性。

惯性是一切物体本身所固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论是运动还是静止，物体都具有惯性，且与速度大小、受力与否都无关。

（4）牛顿第一定律：

一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

这个定律也叫惯性定律。

知识点一：

二力平衡

例1.下列四种情况中，物体受到两个力作用而保持平衡的是（）

A.草地上滚动的足球

B.自由下落的石块

C.双手握住竖直的竹竿匀速上爬的人

D.沿盘山公路匀速向上行使的汽车

思考分析：

所谓“平衡”，指的是物体保持静止或匀速直线运动状态不变。

题中要求物体只受两个力作用而保持静止或匀速直线运动状态。

A、B中足球和石块都在做变速运动，而不是匀速运动，D中虽是做匀速运动但不是直线运动。

C中人匀速爬竖直的竹竿是做匀速直线运动，且人只受重力和摩擦力的作用。

解题过程：

C。

解题后的思考：

注意“平衡”不一定是静止状态，也包括匀速直线运动状态。

例2.放在水平桌面上的文具盒保持静止，下面各对力中属于平衡力的是（）

A.文具盒受到的重力和桌面的支持力

B.文具盒受到的支持力和文具盒对桌面的压力

C.文具盒受到的支持力和

桌子对地面的压力

D.文具盒受到的重力和文具盒对桌面的压力

思考分析：

二力平衡的条件是：

两个力作用在同一物体上，且大小相等、方向相反，还要作用在同一直线上。

而相互作用力与平衡力的唯一区别是前者的力是作用在不同物体上。

A中重力和支持力都作用在文具盒上，它们大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，故为平衡力；B中支持力作用在文具盒上，压力作用在桌面上，但它们大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，是一对相互作用力；C中支持力的大小等于文具盒的重力，但桌子对地面的压力大小等于桌子的重力，两个力大小不相等；D中文具盒的重力与文具盒对桌面的压力大小虽相等，但没有作用在同一物体上，且方向相同。

解题过程：

A。

解题后的思考：

注意平衡力与相互作用力的区别，根据二力平衡的条件对每个力进行分析。

首先必须明确平衡力是作用在同一物体上。

例3.一重物挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计的示数为4牛，则物体受的重力为_________牛；当手提弹簧测力计在匀速上升的电梯间时，弹簧测力计的示数_________4牛，当手提弹簧测力计在匀速下降的电梯间时，弹簧测力计的示数________4牛。

（后两个空选填“大于”、“等于”或“小于”）

思考分析：

弹簧测力计指针显示的示数是拉力的值，当弹簧测力计静止时物体受到的重力与拉力平衡，故物体的重力是4牛；当手提弹簧测力计在匀速上升或匀速下降的电梯间时，弹簧测力计都处于平衡状态，重力与拉力是一对平衡力，且大小相等，都等于4牛。

解题过程：

4；等于；等于。

解题后的思考：

力的平衡状态不只是静止，还可以是做匀速直线运动，不管是匀速上升还处于匀速下降，物体都处于匀速运动状态，所受到的力平衡，满足力的平衡条件。

知识点二：

滑动摩擦力

例1.如图所示，表面粗糙情况相同的长方体木块在水平力F作用下在同一水平面上做匀速直线运动，在图甲、乙两种情况下，则水平面作用于木块的滑动摩擦力的大小关系是（）

A.甲大B.乙大C.一样大D.无法判断

分析思考：

影响滑动摩擦力大小的因素有压力、接触面的粗糙程度及接触面的材料性质。

甲、乙图所示两种情况拉的是同一木块，故木块对桌面的压力相同；且木块表面的粗糙程度相同，接触面都为木质，材料相同。

因此两种情况下水平面作用于木块的滑动摩擦力是一样大的。

解题过程：

C。

解题后的思考：

注意：

滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度及接触面的材料性质有关，与接触面的面积大小，运动速度快慢等无关。

例2.下列实例中，为了减小摩擦力的是（）

A.冬天，在结冰的路面上撒砂子　　B.旅行箱下装有小轮子

C.在拔河比赛时，用力握绳子　　　D.鞋底上制有高低不平的花纹

思考分析：

减小摩擦力的方法有：

减小压力；减小接触面的粗糙程度；变滑动为滚动。

A、D都是增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力。

C是通过增大压力的方法增大摩擦力；B是用滚动代替滑动来减小摩擦力。

解题过程：

B。

解题后的思考：

要注意联系实际，善于利用影响滑动摩擦力大小的因素来分析增大或减小摩擦力的方法。

例3.在探究“滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”的过程中。

一些同学作了以下猜想：

①滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关；②滑动摩擦力的大小可能与接触面间的压力大小有关；③滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关。

为了检验上述有关猜想是否正确，所供选用的器材有：

A.长木板，B.木块，C.毛巾，D.棉布，E.弹簧测力计，F。

砝码，G。

多支圆珠笔芯。

（1）为了检验猜想①是否正确，可选用的器材是（填序号）_______________。

（2）为了检验猜想②是否正确，某同学选用了木块与木板，并设计了以下实验方案：

步骤l把木块平放在水平的长木板上，用弹簧测力计水平地拉木块沿直线匀速滑动，读出这时弹簧测力计的读数（如图甲）；

步骤2在木块上放上砝码（如图乙），用弹簧测力计水平地拉木块，使砝码和木块一起沿直线匀速运动，读出这时弹簧测力计的读数；

步骤3在水平木板上铺上一层棉布，把木块放在棉布上（不加砝码），用弹簧测力计水平地拉木块沿直线匀速运动（如图丙），读出这时弹簧测力计的读数。

A.“步骤2”的设计目的是为了检验上述猜想（①、②、③）中哪一个的正确与否。

（）

B.为了检验“猜想③”是否正确，可在上述实验的基础上再增加一个步骤，写出你设计的这一实验步骤__________________________________________。

思考分析：

为检验“猜想①”，即滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关，需要控制压力不变，故选用同一木块，但需改变表面的粗糙程度，可通过在长木板上铺毛巾和棉布来实现；同时，还需要用弹簧测力计匀速拉动木块来测出摩擦力大小。

因此，可选用器材：

A、B、C、D、E。

步骤2在木块与接触面的粗糙程度没有改变的情况下，只是改变木块对长木板的压力，目的是研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，即检验“猜想②”是否正确。

为了检验“猜想③”是否正确，需要改变接触面的大小，但应控制压力与接触面的粗糙程度不变，只需增加一个步骤：

将木块侧（或竖）放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计水平地匀速拉木块沿直线滑动，记下弹簧测力计的示数，再与“步骤l”进行比较。

解题过程：

（1）A、B、C、D、E；

（2）②；（3）将木块侧（或竖）放在水平放置的长木板上，用弹簧测力计水平地匀速拉木块沿直线滑动，记下弹簧测力计的示数，再与“步骤l”进行比较。

解题后的思考：

在进行探究实验时要注意控制变量，选用器材时应根据实验中需要控制哪些量，改变哪些量来选取，注意拉动弹簧测力计时要匀速沿直线拉动，只有这样，弹簧测力计上的示数才等于滑动摩擦力的大小。

知识点三：

惯性、牛顿第一定律

例1：

下列说法中正确的是（）

A.物体受力就运动，不受力就静止，力是维持物体运动的原因。

B.物体运动的速度越大，表明物体受到的力就越大

C.只要物体受力，物体的运动状态就一定改变

D.物体运动状态改变时一定受力

思考分析：

力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

物体运动不需要有力来维持，如当没有外力作用时，原来运动的物体将永远地运动下去。

物体做匀速运动的时候，不管速度多大，都处于不受力或受平衡力的状态。

只要物体的运动状态改变，一定是受到力的作用；但物体受平衡力时，物体的运动状态却不一定改变，如用力推桌子，桌子没动。

解题过程：

D。

解题后的思考：

要正确理解运动和力的关系，知道力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

同时，理解牛顿第一定律的内容。

例2.按公安部门的规定，小型客车的司机和前排乘客都必须使用安全带，如图所示，这主要是预防对人最易造成伤害的（）

A.高速行驶B.车速太慢

C.突然起动D.紧急刹车

思考分析：

坐在客车里的乘客与客车一同往前运动，具有同样向前的运动速度，当紧急刹车时，客车由于制动速度为零，在刹车瞬间，因为乘客有惯性，虽然下半身跟随座椅不动，但上半身仍然保持原来的运动状态不变，继续往前运动。

司机和前排乘客将因此受到伤害。

解题过程：

D。

解题后的思考：

深刻理解“惯性”的定义，多关注生活中的惯性现象，并能用惯性的知识来解释这些现象。

例3.在研究牛顿第一定律的实验中，如图12所示，相同的小车从同一斜面的同一高度滑下，接着在材料不同的平面上继续运动，分别停在如图所示的位置。

（1）使小车从同一高度滑下，是为了使小车在材料不同的平面上开始运动时有相同的______________________________________________________。

（2）小车在不同的平面上运动的距离不相等，是因为小车受到的阻力不同，越光滑的表面受到的阻力越________________（选填“大”或“小”），走的越___________________（选填“远”或“近”），小车的运动越接近___________运动。

（3）从这个实验可推出结论：

____________________________________。

思考分析：

在探究牛顿第一定律的实验中，要注意使同一辆小车在同一高度的相同斜面上滑下，保证小车在到达水平面时具有相同的初始运动速度。

三次实验选用不同材料的水平面，其粗糙程度不同，使小车运动受到的摩擦力不同，从而使小车运动的距离不同。

越光滑的表面受到的阻力越小，小车走的越远，小车的运动就越接近匀速运动。

如上图所示，摩擦阻力f木板＜f棉布＜f毛巾，小车在木板上的运动距离最远，由此推出结论：

如果小车在光滑表面上运动时，摩擦阻力为零，则小车将会保持匀速直线运动状态，一直运动下去。

解题过程：

（1）速度

（2）小；远；匀速（3）如果物体受到的阻力为零，物体将保持匀速直线运动状态永远运动下去。

解题后的思考：

注意：

牛顿第一定律不是通过实验直接得出的结论，而是在实验的基础上通过推理得出的运动定律。

实验过程中注意操作的准确性，确保每次实验都使物体在同一高度往下运动，这样作出的比较才合理。

例4.冬天，人在结了冰的道路上走路时，若不小心会摔倒，这时人会朝什么方向摔倒？

为什么？

思考分析：

根据惯性的知识可知，人在摔倒时会朝后摔倒。

当人在冰上行走时，保持较小的速度向前运动，若不小心摔倒，脚会很快向前滑去，瞬间具有较快的速度，但由于具有惯性，人的上身仍保持原来的运动状态，故人会往后倒。

解题过程：

人会朝后摔倒；人在冰上行走时，保持较小的速度向前运动，但冰对人的摩擦力很小，若不小心摔倒，人的脚会以很快的速度向前滑去，人的上身由于惯性仍会保持原来的运动状态不变，人就会向后摔倒。

解题后的思考：

注意解释惯性现象的一般步骤：

①确认研究对象；②研究对象原来处于什么状态；③是什么原因使研究对象的运动状态发生了怎样的变化；④由于物体具有惯性，研究对象将会处于什么状态。

通过作图有助于分析二力平衡；要注意联系生活中的实际来分析有关增大有益摩擦或减小有害摩擦的方法；理解及生活中的惯性现象的实例，并能利用所学知识进行解释。

一、预习新知

《运动和力》一章主要围绕“力”的知识展开，重力、摩擦力是非常重要的两种力，预习完本章知识点后，再结合实际做一些相关的基础练习来加深理解。

二、预习点拨

①通过笔记罗列整理本章知识点，使其形成知识网络图；

②找出生活中常见的增大摩擦或减小摩擦的实例，及利用有益惯性和防止有害惯性的例子；

③做些简单、基础的相关练习；

④找出自己不理解的知识点，通过与同学合作学习、请教老师等方法加以解决。

（答题时间：

50分钟）

一、填空题

1.物体在几个力的作用下处于或状态，我们就说物体处于平衡状态。

使物体处于平衡状态的几个力称作。

当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就称为。

2.二力平衡的条件是：

当作用在同一物体上的两个力大小、方向，并作用在直线上。

3.一切物体总保持原来的___________状态或__________________状态，直到有_______迫使它____________这种状态为止。

这就是_______________定律，又叫做______________定律。

4.牛顿第一定律澄清了力的作用不是使物体______________的原因，而是使物体的_______________发生改变的原因。

5.弹簧测力计下挂一重力为6N的物体，则物体除了受到竖直向下的重力作用外，还受到

力作用，大小为___________N，方向是_________，这两个力相互___________。

6.一个质量为60kg的跳伞运动员，张开伞后匀速下落，则伞在降落过程中受到的空气阻力为____________N。

（g取10N/kg）

7.吊车以2m/s的速度将10000N的重物竖直向上匀速提起，这是时钢索对重物的拉力大小为__________N。

若吊车以4m/s的速度使重物匀速下降，则钢索受到的拉力为N，方向是___________。

8.狗用200N的水平拉力拉总重为5000N的雪橇在冰面上匀速向西前进，速度为1m/s，雪橇所受摩擦力大小是________N，方向是______________。

若在雪橇上再装些货物，则雪橇所受摩擦力将___________.（选填“变大”、“变小”或“不变”）

9.我国首条让世人瞩目的磁悬浮列车线路在上海建成。

科学家们利用磁悬浮使得列车与导轨脱离接触，目的是为了___________________，从而提高车速。

10.冬天，汽车在松花江的冰面上行驶时，轮胎上经常缠上防滑链，这是采用______________________的办法来_______________摩擦的。

二、选择题

1.下列各图中，F1和F2是一对平衡力的是（）

2.关于平衡力，下列说法中正确的是（）

A.物体在平衡力的作用下一定保持静止状态

B.作用在物体上的两个力的三要素完全相同，这两个力一定是平衡力

C.物体受到重力和拉力的作用，这两个力方向相反

，它们一定是平衡力

D.运动的物体在平衡力的作用下一定保持匀速直线运动状态

3.雨滴在空中匀速下落的过程中（）

A.没有受到外力的作用B.只受重力的作用

C.受到重力和空气阻力的作用，且重力大于空气阻力

D.受到重力和空气阻力的作用，且重力等于空气阻力

4.下列情况中，属于一对平衡力的是（）

A.静止在桌面上的书，书对桌面的压力和重力

B.苹果下落时所受的重力和苹果对地球的吸引力

C.沿竖直方向匀速下落的跳伞运动员，运动员与伞的总重力和空气阻力

D.在平直公路上匀速行驶的汽车的牵引力和重力

5.建筑工地的起重机正匀速吊起一个工件，工件的质量为100kg，则起重机的钢丝绳受到的拉力的大小和方向为（）

A.100N，方向竖直向上B.980N，方向竖直向下

C.100N，方向竖直向下D.980N，方向竖直向上

6.放在粗糙水平面上的物体M，受到两个水平拉力F1、F2作用，F1方向向左，F2方向向右。

下列分析正确的是（）

A.若M处于静止状态，则F1一定等于F2

B.若M向右做匀速直线运动，则F1一定小于F2

C.若M做右做匀速直线运动，则F1一定等于F2

D.若M做匀速直线运动，则F1与F2的合力一定为零

7.一个物体只受两个力的作用，且这两个力的三要素完全相同，那么（）

A.物体所受的合力可能为零B.物体的运动状态可能保持不变

C.物体的运动状态一定改变D.物体所受合力一定为零

8.下列关于平衡力和物体运动的说法正确的是（）

A.物体在平衡力作用下，一定保持静止状态

B.物体运动状态没有改变，物体一定没有受到力的作用

C.作用在物体上的两个力的三要素完全相同，这两个力一定不是平衡力

D.公交车在水平路面上做匀速直线运动，站在车上的乘客在水平方向一定受到一对平衡力的作用

9.下列事例中，目的是为了增大摩擦的是（）

A.给自行车的轴加润滑油　　B.在自行车的把套上做出凹凸花纹

C.在机器的转动部分加装滚动轴承　D.磁悬浮列车行驶时，车身悬在空中

10.下列几种现象中，属于有害摩擦的是（）

A.刷牙时，牙刷与牙齿之间的摩擦

B.“神舟5号”载人飞船升空时，飞船与空气的摩擦

C.自行车刹车时，刹车皮与轮圈之间的摩擦

D.手拿物体时，手与物体之间的摩擦

11.关于滑动摩擦力的大小，下列说法正确的是（）

A.两木块的接触面积越大，滑动摩擦力就越大

B.在同一个接触面上滑动时，木块所受的滑动摩擦力随压力的增加而增大

C.两木块相对滑动得越快，滑动摩擦力就越大

D.只要接触面粗糙，两木块间就存在着滑动摩擦力

12.下列观点正确的是（）

A.外界因素的变化不会改变物体的惯性

B.运动的物体突然停止才具有惯性

C.惯性就是惯性定律

D.物体运动速度越大惯性越大

13.下列关于惯性的说法中正确的是（）

A.运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性

B.受力的物体有惯性，不受力的物体没有惯性

C.只有物体的运动速度改变时，才有惯性

D.物体的惯性跟物体是否运动，是否受力无关

14.在下列一些常见的现象中，为了防止惯性的是（）

A.公共汽车在进站前驾驶员就关闭了油门

B.上海市区对机动车辆的速度有一定的限制

C.标枪运动员在比赛中的助跑

D.用手拍拍身上的衣服，可以拍掉灰尘

15.匀速行驶的列车车厢的桌面上有一个苹果，苹果突然向列车行驶的正后方滚动，这是因为列车（）

A.突然减速运动B.突然加速运动

C.突然急转弯D.可能是加速也可能是减速

16.关于牛顿第一定律的建立，下列说法正确的是（）

A.直接由猜想得出的

B.直接从实验中得出的

C.从日常经验中提炼出来的

D.在大量实验的基础上，经过科学家推理概括得到的

三、探究和实验题

1.如图所示，方形卡片的两对角线分别用线系住，并跨过支架的左右滑轮，线的另一端挂钩码，两边钩码相同时，可以认为其对小卡片的拉力大小相同，否则拉力的大小不同。

现象：

两个力大小相等时，卡片将____________；

两个力大小不相等时，卡片将_____________；

结论：

两个力要达到平衡，其大小必须_________。

2.方形小卡片在铁架台中间，两对角线分别用线系住并跨过支架的左右滑轮，下端分别挂同样多的钩码。

比较线的位置在一条直线上和不在一条直线上时，卡片的运动情况。

现象：

两个力在一条直线上时，卡片将___________。

两个力不在一条直线上时（如图所示，使卡片旋转一个角度，用手捏住，此时卡片所受的两个力不在一条直线上），卡片将__________。

结论：

两个力要达到平衡，必须__________。

3.摩擦是一种常见的现象，在运动和生活中起着重要的作用，下面我们用实验来研究摩擦；实验室提供下列器材：

A.带钩的长方体木块，B.带钩的正方体木块C.表面平整的长木板D.几条毛巾E.直尺F.弹簧测力计G.几支圆钢笔

（1）下表是研究滑动摩擦力得到的数据，请分析数据回答下列问题。

实验次数

接触面

压力

弹簧测力计的读数

1

木板面

4N

0.5N

2

木板面

6N

0.75N

3

毛巾面

4N

1.5N

①比较第1、2次实验得出结论：

___________________________________

②比较第1、3次实验得出结论：

_______________________________________

（2）因为物体间的接触面积有大小，那么滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有没有关系呢？

请你用上面提供的器材设计一个探究实验进行研究。

实验器材:

____________________（选填上面器材前的字母）

主要探究过程：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________。