中考总复习:牛顿第一定律 二力平衡(提高)知识讲解

发布时间:2024-05-31 15:05:38浏览次数:2
中考总复习:牛顿第一定律 二力平衡(提高)撰稿:肖锋 审稿:蒙阿妮【考纲要求】1、知道二力平衡的条件;2、了解物体运动状态变化的原因;3、通过实验,探究并了解力和运动的关系;4、知道物体的惯性;理解牛顿第一定律。【知识网络】 【考点梳理】考点一、牛顿第一定律(高清课堂力和运动专题《第三讲 摩擦力、牛顿第一定律和受力分析》牛顿第一定律和惯性) 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,这就是牛顿第一定律。要点诠释:  对定律的理解:  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,它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、牛顿第一定律的内涵: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。  5、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分析、概括、推理总结出来的。  6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。考点二、惯性物体保持运动状态不变的性质,叫惯性。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。考点三、二力平衡物体如果在两个力的作用下,保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。这两个力就叫做一对平衡力。 要点诠释:1.二力平衡的条件  概括说就是“同物、等大、反向、共线”。  (1)同物:作用在同一物体上的两个力。  (2)等大:大小相等。  (3)反向:两个力方向相反。  (4)共线:两个力作用在同一条直线上。2.二力平衡的条件的应用  (1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。  (2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。3.二力平衡与相互作用力的区别 平衡力 相互作用力相同点大小相等,方向相反,作用在同一直线上不同点受力物体作用在同一物体上作用在两个不同物体上受力情况受力物体是一个,施力物体分别是其他物体两个物体互为施力者,互为受力者力的变化一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡同时产生,同时变化,同时消失考点四、力与运动的关系物体受平衡力(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)。  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、牛顿第一定律1、在探究牛顿第一定律的实验中,如图所示用同一小车从同样斜面的同一高度滑下,使它在三种不同表面的水平轨道上继续运动。(1)同一小车三次从斜面的同一高度滑下,采用同一高度的目的是为了使小车在水平面上开始运动时,具有相同的 。(2)小车在 表面上滑行的最远;因为平面越光滑,小车速度减小得越 。(3)从实验中得出的结论是若接触面完全光滑,即水平方向不受外力作用,轨道足够长,小车将一直做 运动。(4)本次探究中应用了在观察实验的基础上进行科学 的方法。【思路点拨】(1)本实验影响小车运动距离远近的因素主要有两个:一是摩擦力的大小;二是小车到达水平面的速度大小。因此探究小车滑行的距离与摩擦力的关系时,就必须确保到达水平面时的速度相同;(2)根据接触面的粗糙程度和小车滑行的距离进行归纳;(3)在实验的基础上,加上科学的推理进行归纳:如果运动物体受到的阻力为零,它将会永远运动下去。【答案】(1)速度 (2)木板、慢 (3)匀速直线运动 (4)推理 【解析】(1)使小车从同一高度滑下,目的是为了让小车到达水平面就具有相同的速度。(2)由实验可知表面越光滑,小车运动的距离越远,即摩擦力越小,小车运动越远,速度减小得越慢。(3)从实验可以得出,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越远;因此如果小车不受阻力作用,那么小车将保持原来的速度和方向永远运动下去;即运动的小车,当不受到阻力作用时,将保持匀速直线运动。(4)在实验的基础上,加上科学的推理进行归纳。【总结升华】本题考查理想实验,应理解理想实验的控制变量法,同时体会如何从实验中得出结论,以及合理的推理得出物理规律的思想。举一反三:【变式】如图所示,一个小球在一段光滑弧形斜槽 AB 上运动,当小球 A 运动到 B 时,小球所受的全部外力突然消失,那么小球将( ) A.做匀速直线运动 B.立即停止运动C.运动越来越慢 D.运动越来越快【答案】A2、如图所示是小张设计的物理探究小实验。当突然弹出硬纸片时,鸡蛋将掉进杯中。这是因为鸡蛋原来是静止的,当突然弹出硬纸板时,鸡蛋由于 还要保持静止状态。 【思路点拨】惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体在任何情况下都具有惯性,物体由于惯性要保持原来的运动状态不变。【答案】惯性【解析】当突然弹出硬纸片时,硬纸片因为受到力的作用,而改变了运动状态,而鸡蛋由于惯性,仍要保持原来静止的状态,所以鸡蛋会掉进杯子。【总结升华】此题主要考查学生对惯性的理解。举一反三:【变式】关于物体的惯性,下列说法正确的是(  )  A.赛车能很快停下来,说明赛车没有惯性  B.跳远运动员起跳前助跑,是为了获得惯性  C.足球射入球门时才具有惯性  D.百米运动员到达终点时不能立即停下来,是因为运动员具有惯性【答案】D类型二、二力平衡3、温哥华冬奥会上,中国选手王濛一人获得三枚金牌,并打破世界纪录。下列论述错误的是A.王濛到达终点线后,还继续向前滑行是由于惯性的原因B.用力蹬冰面加速,原理是“物体间力的作用是相互的”C.王濛在领奖台上受到的重力与支持力是一对平衡力D.王濛在领奖台上受到的支持力和对领奖台的压力是一对平衡力【思路点拨】A、王濛冲过终点,由于惯性会继续向前运动;B、滑冰时人向后蹬冰,人就前进,利用了物体间力的作用的相互性; C、王濛站在领奖台上,重力的受力物体是人,方向竖直向下,支持力的受力物体也是人,方向竖直向上;D、王濛站在领奖台上,支持力的受力物体是人,方向竖直向上,压力的受力物体是领奖台,方向竖直向下。【答案】D【解析】惯性是保持物体运动状态不变的性质,运动的物体不能立即停下来是由于惯性,故 A 正确;王濛用力蹬地时,由于力的作用是相互的,地面给她一个向前的力,使其加速前进,故 B 正确;王濛在站台上静止,竖直方向上她受到的重力与支持力是一对平衡力,故 C 正确;而 D 的说法中两个力不是作用在同一个物体上,不是平衡力,故 D 错误。【总结升华】分析平衡力时,关键是和相互作用力区别,除了大小相等、方向相反、作用在同一条直线上之外,关键是看是否作用在同一个物体上。举一反三:【变式】如图是投掷实心球的场景,下列情况中实心球受到平衡力作用的是( ) A.实心球在空中上升 B.实心球从空中下落C.实心球在地上越滚越慢 D.实心球停在地面上【答案】D4、吊车吊着重 2000N 的集装箱以 0.2m/s 速度匀速上升,吊车要给集装箱_______拉力,如果集装箱变为以 0.1m/s 速度匀速下降,吊车要给集装箱__________拉力。【思路点拨】对集装箱进行受力分析,然后由平衡条件求出吊车给集装箱的拉力。【答案】2000N  2000N【解析】集装箱的受力情况并画出受力分析图。集装箱受到重力和吊车给它的拉力。集装箱做匀速直线运动,是处于平衡状态。它受到的两个力应该是彼此平衡。【总结升华】解题的过程中,没有考虑集装箱的运动方向和速度大小,是因为这些条件跟解题没有关系,只要确定物体保持静止或匀速直线运动状态,也就是保持平衡状态,就能判定物体受到的两个力彼此平衡。举一反三:【变式】如图所示,升降机以 1m/s 的速度匀速上升时,升降机对人的支持力为 500 N。下列说法正确的是( ) A.升降机静止在十楼时对人的支持力小于 500 N B.升降机以 1.5 m /s 速度匀速上升时对人的支持力大于 500 N C.升降机以 2m/s 速度匀速下降时对人的支持力等于 500 N D.升降机以 1 m /s 速度匀速下降时对人的支持力小于 500 N【答案】C类型三、知识运用 5、如图所示,质量分别为 m1和 m2的两个物块甲与乙放在上表面光滑且足够长的木板上,随木板一起以水平向右的相同速度沿同一直线作匀速直线运动,当木板突然停止时,以下说法中正确的是(  ) A.若 m1<m2,甲将与乙发生碰撞B.若 m1>m2,甲将与乙发生碰撞C.只有当 m1=m2时,甲、乙才不会碰撞D.无论甲与乙的质量关系如何,它们始终不会碰撞【思路点拨】先分析木板突然停止前,物块甲与乙和木板的运动状态,当木板突然停止时,根据一切物体都有保持原来运动状态的性质来分析甲乙物块的运动状态。【答案】D【解析】木板停止前,甲、乙物块和木板一起作匀速直线运动,并且两物块和木板具有共同的速度,当木板突然停止时,由于物块在光滑接触面上,因此两物块由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个物块间的距离不变,一定不会相碰。【总结升华】一切物体都有惯性;此题主要考查学生对惯性的理解和应用,会用惯性知识分析物体的运动状态。6、(高清课堂力和运动专题《第四讲 运动和力习题》例 4)如图所示,重 600N 的人站在重5400N 的船上,通过滑轮把船匀速拉向岸边。人拉绳的力为 500N,人和船相对静止。不计绳重和滑轮处摩擦,船受到水的阻力为(  ) A.500N B.1000N C.2500N D.3000N【思路点拨】一个物体在两个力作用下还能保持静止或匀速直线运动状态,这两个力就是平衡力。从图可知,该滑轮为定滑轮,已知拉力 F,从而可以判断出人所受的阻力,又知道绳子对船的拉力,所以,可以计算出船受到水的阻力。【答案】B【解析】因为船做匀速直线运动,所以船受平衡力的作用,而人和船相对静止,因为 F=500N,∴人的摩擦力是 500N,方向向右,并且作用在船上,而该滑轮为定滑轮,∴绳子对船的拉力为 500N,方向向右,而向右的拉力、人对船的摩擦力和船受到水的阻力是一对平衡力,所以,船受到水的阻力 f=1000N。故选 B。【总结升华】本题考查了定滑轮工作的特点,并可以结合二力平衡的知识,计算阻力的大小。举一反三:【变式】(2012•深圳)如图所示,木箱重 600N,小明用 F=200N 的力沿水平方向推木箱,木箱做匀 速直线运动。当推力增大到 240N 时,此时的摩擦力为( ) A.600N B.200N C.240N D.大于 200N 小于 240N【答案】B
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