[力和运动思维导图]力和运动

【jiaoan.jxxyjl.com--九年级物理教案】

【考点聚焦】
1．知道惯性定律和惯性现象。
2．理解合力的概念，理解同一直线上二力的合成，理解二力平衡条件。
3．知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，知道滚动摩擦，知道摩擦在实际中的意义。
【呈现形式】
这部分知识与生活、应用联系密切，是中考重要的考查点，从近几年的中考试题来看，这些考点常以填空、选择题题型出现，同一直线上二力的合成可能会以作图题的形式出现，例如作出某物体合力的图示。牛顿第一定律的得出可能会以实验题出现，考查的重点是将物体的受力情况与其运动情况的结合，复习时要求会根据物体的受力情况判断其运动情况，或者是会根据物体的运动情况判断其受力情况。
【知识结构】
一、牛顿第一定律、惯性
（一）牛顿第一定律及其研究
这是牛顿在概括伽利略、笛卡儿等科学家的研究成果的基础上通过实验推理出来的，它虽然阐述的是一种理想情况，但从定律得出的一切推论都是正确的。因此，它是力学基本定律之一。
（二）对牛顿第一定律的理解
1．“一切物体”包括静止的物体和运动的物体，即该定律对于所有的物体都普遍适用。
2．定律中的“没有受到外力作用”包含了两种情况：一是该物体没有受到任何外力对它的作用，这是理想状况；二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效于不受任何外力作用时的效果。
3．定律结论中的“或”的含义是指两种状态必居其一，不能同时存在，即静止的物体不受力的作用时保持静止状态，运动的物体不受力的作用时保持匀速直线运动状态。
（三）力和运动的关系
力可以使物体由运动变为静止、由静止变为运动或使运动的速度大小或方向发生改变，即力可以改变物体的运动状态。分析物体运动状态改变的各种情况，都必须施加力，因此，力是改变物体运动状态的原因。
（四）对惯性的理解
1．惯性是物体固有的一种属性，是一切物体都具有的反抗运动状态改变的一种“惰性”。
2．一切物体在任何情况下都有惯性。一切物体包括气体、液体、固体；包括静止的物体和运动的物体、受力的物体和不受力的物体。
3．惯性有大小，惯性的大小由物体本身的质量决定，质量越大，惯性越大，与其他外界因素如速度大小、运动状态等无关。
二、二力平衡  摩擦力
（一）二力平衡条件：作用在同一个物体上的两个力，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。
（二）对二力平衡的理解与判断
1．两个力彼此平衡，一定同时满足二力平衡的条件，且四个条件缺一不可。
2．彼此平衡的两个力，合力为零。
3．静止或匀速直线运动物体一定受到一对平衡力或者是作用在物体上的合力为零
4．判断“相互平衡的二力”与“相互作用的二力”
（三）摩擦力
1．影响滑动摩擦力大小的因素：（1）压力的大小；（2）接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
2．增大有益摩擦，减小有害摩擦的方法。
增大有益摩擦的方法：（1）增大压力（2）增大接触面的粗糙程度
减小有害摩擦的方法：（1）减小压力（2）减小接触面的粗糙程度（3）用滚动代替滑动（4）使相互接触的摩擦面彼此离开。
【方法提示】
1．伽利略小车实验的思维方法
斜面实验中，同一小车沿相同高度的光滑斜面，从静止开始滑下，使小车滑到斜面底部时的速度相同，即开始时小车是以相同速度沿粗糙情况不同的水平表面运动。表面越粗糙，小车受到的阻力越大，因而小车在水平面上前进的距离越短；反之，表面越光滑，小车受到的阻力越小，因而小车在水平面上前进的距离越长，由此推理，如果小车所受阻力为零，那么它的速度就不会减慢，小车将以恒定不变的速度永远运动下去。12345
伽利略的理想化实验为我们创立了一种科学的研究方法，以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，揭示物理现象的本质，它是科学研究的一种重要方法。
【例题1】关于牛顿第一定律，下列说法正确的是                     〔     〕
a.该定律通过斜面小车实验直接得到的
b.该定律不能用实验证明，只是一种猜想
c.该定律可以用实验来证明，因为它是力学的一个基本定律
d.该定律是在可靠的事实基础上，通过科学推理概括出来的，虽然不能用实验来证明，但能接受住实践的检验
【解析】由伽利略的理想化实验为我们创立了一种科学的研究方法，即在大量的事实经验基础上，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，通过推理概括出现象的本质。牛顿第一定律是牛顿在伽利略、笛卡儿的结论的基础上，通过进一步推理而概括出来的。该定律不能用实验直接来证明，但是，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，是一条大家公认的力学基本定律之一。
2．运用惯性知识解答有关问题
因为惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质，因此要解释惯性现象，必须明确原来的状态，步骤如下：（1）判断物体原来的状态（2）物体发生的变化（3）物体由于惯性要保持原来的状态（4）结果出现了什么现象
【例题2】在无风的天气里，从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物，若不计空气阻力，在地面上的人看到这三包货物下落过程中，在空中排列的情况应该是图1中的                             〔   〕
【解析】货物从飞机上落下前，与飞机一起水平向右匀速飞行，具有向前的速度，从飞机上先后落下后，由于无风，又不计空气阻力，因此水平方向上没有受到力的作用，由于货物具有惯性而保持水平方向上的匀速直线运动状态，即三包货物沿水平方向和飞机具有相同的速度，在水平方向上通过的路程相等。由于重力的作用，先落下的在最下面。故c是正确的。
解答本题容易错选d，其原因是认为货物落下后，飞机以及机上的货物向前运动，落下的货物只在竖直方向上运动，而没有考虑到货物由于在水平方向上不受力而保持原来的水平速度继续运动。解决的关键要明确货物落下后在水平方向上不受力，具有惯性而与飞机以同样的速度向右飞行。
3．平衡力的应用
（1）如果一个物体受到平衡力作用，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态。
（2）一个物体如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则物体受到的力必定是平衡力。
（3）已知相互平衡的两个力中一个力的大小和方向，便可求出另一个力的大小和方向。
【例题3】下列说法中正确的是                                      〔    〕12345
a.物体的运动状态保持不变，它一定没有受到外力作用
b．物体受到了力，运动状态一定改变
c．在平衡力的作用下，物体一定做匀速直线运动
d．物体的运动状态发生改变，它一定受到外力的作用
【解析】物体的运动状态保持不变，也可能是受到平衡力的作用，，选a是错误；物体受到了，如果力互相平衡，运动状态就不改变，选项b错误；在平衡力作用下，物体可能做匀速直线运动，也可能处于静止状态，选项c错误；力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态发生改变，一定受到力的作用，选项d正确。
解答本题时容易错选b，认为物体受到了力，运动状态一定改变，而没有考虑到物体受到的二力可能是平衡力。解题时应特别注意：物体的运动状态不变，不一定不受力；物体在平衡力作用下处于平衡状态，原来静止的保持静止状态，原来运动的做匀速直线运动；物体运动状态的改变，一定受到非平衡力的作用。
4．摩擦力大小的判断
（1）滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度、物体所受的拉力大小因素无关，当压力和接触面的粗糙程度一定时，改变拉力、改变物体的运动速度，其所受摩擦力不变。
（2）用平衡力的知识判断。物体受力处于静止状态或匀速直线运动状态时，它所受的力必为平衡力。物体做匀速直线运动时，滑动摩擦力与拉力平衡，根据平衡力的知识可知，摩擦力的大小与拉力的大小相等。静止的物体受力要发生相对运动时，在要发生相对运动的方向上，摩擦力与推力或拉力平衡。
【例题4】用手握住酒瓶，使其口朝上底朝下竖直静止在手中，对此下列说法中正确的是                                                                   〔    〕
a.酒瓶能静止在手中，是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力
b．酒瓶能静止在手中，是由于酒瓶受到手对它的摩擦力的作用
c.手握酒瓶的力增大，瓶子所受摩擦力也随着增大
d.向酒瓶注水的过程中，即使手握瓶的力不变，瓶所受的摩擦力也将增大
【解析】因为酒瓶静止在手中，所以酒瓶受到平衡力的作用，摩擦力和重力相等，选项a、b是错误的；手握酒瓶的力增大，而酒瓶的重力没有改变，故酒瓶所受摩擦力不变，选项c错误；在向酒瓶注水过程中，即使手握瓶的力不变，而重力增大，瓶仍握在手中静止，摩擦力仍与重力平衡，故瓶所受的摩擦力也将增大，选项d正确。
本题容易认为因受摩擦力的作用，所以瓶能静止在手中，出现错选b；解题时往往认为压力越大，摩擦力越大，从而导致错选c。解答本题的关键是抓住酒瓶静止在手中，在竖直方向的重力和手的摩擦力是一对平衡力，摩擦力始终等于酒瓶的重力。
【对应训练】
1．运用惯性知识填空：
（1）赛跑运动员到达终点后，由于        ，虽然不再用力，仍能继续前进一段距离。12345
（2）用铲子给锅炉送煤，铲子          （填“必须”或“不必”）进入炉内。
（3）一个人站在航行的船尾，往甲板上竖直向下投一石块，石块将落在           （填
“船尾的甲板上”或“水中”）。
（4）自行车紧急刹车后，轮子不转了，车子还会向        滑动。
如图2所示，在粗糙的水平地面上放一个斜面，
让一个小钢珠由斜面顶上滚下，则：
（1）钢珠在水平地面上滚动的速度会逐渐        
（填“增加”、“减小”或“不变”）。最后       静止（填
“会”或“不会”）。
（2）如果地面上铺上光滑的玻璃板，则钢珠在水平面              图2
上滚动的距离         （填“增加”、“减少”或“不变”）。
（3）如果可以完全消除空气阻力与摩擦力，则钢珠在水平面上运动时，其速度      （填“会”或“不会”）改变。最后将            。                
3.在探究二力平衡的条件的实验中，
（1）对于什么情况下二力平衡你的猜想是        。
提出猜想的依据是                     。
（2）利用图3所给的器材和砝码，你设计了一个怎样的实
验来研究二力平衡的条件？                                        
（3）通过实验，你得出的二力平衡的条件是：                                  
                                     。
4．摩托车做飞跃障碍物表演时为了减少向前翻的危险，下列说法中正确的是  〔    〕
a．应该前轮先着地              b.应该后轮先着地
c.应该前后轮同时着地           d.哪个轮先着地与翻车的危险没有关系12345
5．下列各现象中，表现出物体惯性的是                                 〔     〕
a. 用脚踢足球，足球由静止变为运动
b.在草地上滚动的小球，越滚越慢，最后停下来
c．行驶着的汽车突然刹车时，车上的乘客向前倾倒
d.熟了的柿子从树上掉下
6.学校升国旗时，当国旗匀速直线上升时，下列正确的是                 〔    〕
a．旗受到的重力和绳对旗的拉力合力为零
b．旗对绳的拉力和绳对旗的拉力是一对平衡力
c．旗受到的重力和旗对地球的引力是一对平衡力
d．旗对绳的拉力和旗受到的重力是一对平衡力
8．关于摩擦力，下列说法中正确的是                              〔    〕
a． 如果路面光滑，汽车将行驶的更快    
b.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
c．两个物体相互接触时，它们之间才可能产生摩擦力
d．鞋底、轮胎上有凸凹不平的花纹，是为了防止摩擦
9.如图4所示在横梁下边用细线系一质量较大的金属球，金属球的下面用同样的细线系
一小木棒，当用手向下猛拉小木棒时，会被拉断的细线是             〔    〕
a.金属球上面的细线                   b.金属球下面的细线
c.金属球上面和下面的细线同时被拉断   d.无法判断
10.质量为60kg的物体在水平向右的拉力f的作用下，沿水平地面
做匀速直线运动，已知地面对它的摩擦力是它本身重力的0.2倍，求：
（1）水平拉力f的大小
（2）如果置于更粗糙的地面上，摩擦阻力变为本身重力的0.3倍，
而人的拉力增大为原来的2倍，则物体在水平方向上受到的合力是多大？方向如何？（g＝10n/kg）
【参考答案】
1. （1）惯性   （2）不必  （3）船尾的甲板上 （4）前  2. （1）减小   会   （2）增加  （3）不会   永远运动下去  3.略  4.b  5.c   6.a  7.c   8.c  9.d   10.（1）120n  （2）60n  方向与水平方向相同

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