2024年安徽中考物理
八年级物理 运动和力 专题讲解
专题热度 ★★★★☆
命题热点 (1)牛顿第一定律 (2)惯性 (3)二力平衡
热门方法 科学推理法、控制变量法、等效法
热点题型 选择题、填空题
热点1 牛顿第一定律
名师点拨 1. 三点理解牛顿第一定律 ①“没有受到力的作用”是定律成立的条件,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。 ②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动。 ③牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,即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。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。 2.物体运动状态变化的判定 物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
【例1】(2023 长沙模拟)小婷在探究“水平面上阻力对物体运动的影响”时,设计了如图斜面实验。实验中,让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)比较甲、乙、丙三次实验发现:水平面阻力越小,小车滑行的距离越 。
(2)进一步推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,则小车将在水平面上做 直线运动。
(3)另一同学在做该实验时,发现运动的小车在棉布和木板上最后都冲出水平板面,在原装置不变的情况下,你建议他们实验时改进的方法是 。
【答案】(1)远;(2)匀速;(3)降低小车下滑的高度
【分析】(1)根据接触面的阻力的大小和图像得出结论;
(2)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,据此推理回答;
(3)根据能量的转化角度,从考虑减小小车运动到水平面的速度分析回答。
【解答】解:(1)实验中,让小车从斜面滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,小车在毛巾表面受到的阻力最大,其次是棉布,木板的阻力最小,小车运动的越远;
(2)如果水平面绝对光滑,物体受到的阻力为零,则物体将通过的距离无限长,即在水平面上做匀速直线运动;
(3)小车从斜面高处下滑到水平面时,机械能转化为动能,要减小小车运动到水平面时的速度,可降低小车下滑的高度。
故答案为:(1)远;(2)匀速;(3)降低小车下滑的高度。
【例2】(2023春 蓟州区校级月考)牛顿第一定律的发现和总结是
A.由斜面小车实验直接得到的结论
B.通过日常生活和生产实际得出的结论
C.仅仅通过理论分析和数学推导就得出的规律
D.在实验的基础上,经过分析推理概括得到的结论
【分析】要解决此题首先要知道牛顿第一定律的内容。并且要清楚任何物体都受重力的作用,所以此定律不能通过实验直接得出。
【解答】解:牛顿第一定律的内容是一切物体在不受任何外力时,总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态。
牛顿第一定律的得出是牛顿在大量实验的基础上,通过分析推理概括得到的结论。此结论不能从实验中直接得出。也无法通过理论分析和数学推导就得出。
故选:。
【例3】(2023春 宜昌期末)如图所示,小红的妈妈陪妹妹在公园里荡秋千,假如妹妹荡到左边最高点受到的外力突然全部消失,她将会
A.向左上方做匀速直线运动 B.从左边摆向右边
C.竖直向下运动 D.静止不动
【答案】
【分析】牛顿第一定律告诉我们:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,外力消失时,若速度为零,将处于静止状态,否则,将做匀速直线运动。
【解答】解:牛顿第一定律告诉我们:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,外力消失时,若速度为零,将处于静止状态,否则,将做匀速直线运动;在左边最高点时,妹妹的速度为零,若外力突然消失,由牛顿第一定律可知,她将处于静止状态。故、、错误,正确。
故选:。
【例4】(2023春 莲池区校级期末)某同学利用如图所示装置探究“阻力对物体运动的影响”,下列有关说法正确的是
A.实验中,先后在水平面上铺上毛巾、棉布,让小车从斜面的同一高度由静止滑下
B.该实验直接证明了牛顿第一定律,告诉我们物体的运动不需要力来维持
C.小车运动到点时速度为,若所受重力突然消失,小车继续向前运动,小车到达点时速度为,
D.在水平面上滑行的小车受到的重力和水平面对小车的支持力是一对相互作用力
【答案】
【分析】(1)要探究阻力对物体运动的影响,实验中应控制小车的初速度相同,为了使小车到达水平面具有相同的初速度,应使同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下;实验中应该改变水平面的粗糙程度;
(2)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要力来维持;在实验的基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,因实际中阻力是存在的,牛顿第一定律不能直接由实验得出;
(3)运动的物体在不受力时将保持匀速直线运动状态;
(4)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上。
【解答】解:、实验过程中,应该改变水平面的粗糙程度,不应改变斜面的粗糙程度,否则物体到达水平面时的速度是不同的,所以实验中,应该在水平面上铺上毛巾、棉布,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,故正确;
、由实验推理得:运动的小车在不受外力作用时,将做匀速直线运动,故运动不需要力维持;牛顿第一定律中不受外力作用无法在实验中实现,只能在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,故错误;
、当小车运动到点时速度为,若此时小车所受重力突然消失,即小车不受摩擦力作用,小车将做匀速直线运动,小车到达点速度为,与 大小相等,故错误;
、小车在水平面上运动时,受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上,是一对平衡力,故错误。
故选:。
【例5】(2023春 南京期末)如图摆球从点静止释放,经过最低点点,摆向另一侧的最高点,在此过程中,下列说法中正确的是
A.小球到达点的瞬间,若剪断悬线,小球将沿水平方向做匀速直线运动
B.小球到达点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将保持静止状态
C.小球到达点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将保持静止状态
D.小球到达点的瞬间,若受到的力全部消失,小球将做匀速圆周运动
【答案】
【分析】(1)小球摆到位置时,绳的拉力撤销,小球由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动;小球还受到竖直向下的重力,据此判断物体的运动情况;
(2)小球到达点的瞬间,处于瞬间静止状态,物体受到的力全部消失,物体由于惯性将保持力消失前的运动状态。
【解答】解:、当小球摆至位置时,如果剪断细线,小球由于惯性继续向前运动,同时在重力作用下做抛物线运动;故错误;
、当小球摆至位置时,若受到的力全部消失,小球由于惯性,将沿水平方向做匀速直线运动;故错误;
、小球到达点的瞬间,若受到的力全部消失,小球由于惯性,将保持静止状态;故正确,错误。
故选:。
热点2 惯性
名师点拨 1.对惯性的理解 ①一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性); ②惯性是物体本身的属性,惯性的大小只与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关; ③惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向,把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。 2.惯性的应用与危害 ①应用 在现实生活中,人们常常利用物体的惯性。例如:泼水时,水由于惯性飞出;拍打衣服时,灰尘由于惯性而飞出,从而脱离衣服;运动员跳远前的助跑;电机固定在沉重的底座上以增加质量防止移动等。 ②危害 在日常生活中,惯性带来的危害也很多。例如:汽车刹车时,由于惯性汽车不能立即停下来,导致交通事故等。交通部门规定的“严禁超载、必须系好安全带、儿童乘坐儿童安全座椅”等都是为了避免惯性带来的伤害。
【例6】(2023秋 溆浦县校级期中)飞机水平匀速向东飞行,从飞机上先后落下三个小球,若不计空气阻力,在地面上的人看到三个小球在空中的排列位置应是图中的哪个?
A. B. C. D.
【答案】
【分析】(1)物体具有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性;
(2)根据惯性知识,可以判断三包货物在脱离飞机落下后跟飞机竖直位置的关系,因此就容易判断其位置的变化了。
【解答】解:小球落下前和飞机具有相同的速度,落下来时不计空气阻力,由于惯性保持原来的水平速度不变,相同时间内,在水平方向上和飞机前进的距离相等,所以小球始终在飞机的正下方。第二和第三个小球同理也始终在飞机的正下方。只有图属于这种情况。
故选:。
【例7】(2023 长沙模拟)如图是“神舟十五号”航天员在机械臂支持下转移的情景。下列说法正确的是
A.航天员利用机械臂提速过程中,运动状态在改变
B.航天员在太空舱内能够飘浮着前进,是因为受到惯性的作用
C.航天员出舱后,不再具有惯性
D.机械臂搬运货物时,因为在太空中,所以对货物没有力的作用
【答案】
【分析】(1)物体运动的速度、运动方向发生改变,运动状态改变;
(2)惯性是一种性质;
(3)任何物体在任何情况下都有惯性;
(4)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:
、航天员利用机械臂提速过程中,运动速度发生了改变,运动状态在改变,故正确;
、惯性是一种性质,不是一种作用,不能说受到惯性的作用,故错误;
、任何物体在任何情况下都有惯性,航天员出舱后,仍然具有惯性,故错误;
、机械臂搬运货物时,货物的运动状态发生了改变,受到力的作用,故错误。
故选:。
【例8】(2023春 越秀区校级期中)金属球用细绳挂在车厢内,并相对于车静止,位置如图1所示。下列选项中能导致球突然从如图1位置变成如图2位置的是
A.车由静止启动向南运动 B.车向南直线运动时加速
C.车向北直线运动时减速 D.车向北直线运动时加速
【答案】
【分析】物体具有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性。任何物体在任何情况下都具有惯性。
【解答】解:、车由静止启动向南运动,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向北摆动,故不符合题意;
、当车向南直线运动时加速,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向北摆动,故不符合题意;
、当车向北做减速运动时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向北摆动,故不符合题意;
、当车向北做加速运动时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,小球会向南摆动,故符合题意。
故选:。
【例9】(2023春 双柏县期中)如图甲所示,木块与小车一起向右做匀速直线运动,某时刻观察到图乙所示的现象。由此可判断
A.小车突然加速运动
B.小车突然减速运动
C.小车保持匀速运动
D.小车可能做加速运动,也可能做减速运动
【答案】
【分析】物体保持原来的运动状态不变的性质叫惯性,原来运动的物体保持运动,原来静止的保持静止,也可理解为“静者恒静、动者恒动”,据此分析回答。
【解答】解:由于木块与小车一起向右做匀速直线运动,当小车突然减速运动时,木块底部也随之减速,而木块的上部由于惯性仍要保持原来的匀速直线运动状态,所以会出现如图乙所示的现象,选项、、均与图乙所示的现象不符。
故选:。
【例10】(2023 定远县模拟)人从行驶的车上跳下来后很容易摔倒,对这种现象的解释合理的顺序是
①人的脚着地后受到地面摩擦力作用而停下来
②人向车行驶的方向摔倒
③人的上身由于惯性还要保持原来的运动状态
④从行驶的车上跳下来的人与车共同处于运动状态
A.④①②③ B.④①③② C.①②③④ D.①④②③
【答案】
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性。人和车原来一起向前运动,人从行驶的车上跳下来后,脚由于受地面的摩擦而静止,而上身由于惯性还要继续向前运动而摔倒,据此回答。
【解答】解:人从行驶的车上跳下来后,很容易摔倒,是因为:
人原来与车共同处于运动状态④,人的脚着地后受地面摩擦力作用而停下来①,人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态③,使得人向车行驶方向摔倒②。
故选:。
热点3 二力平衡
名师点拨 1.二力平衡的概念: (1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡; (2)二力平衡特点: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。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。 2.平衡力及平衡状态的判定: (1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡; (2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态; (3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。 3.平衡力和相互作用力的区分: (1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。 (2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。 4.二力平衡条件的应用 (1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可; (2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动; (3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
【例11】(2023 内江一模)如图所示,当右端挂的物体时,物体在平面桌上恰好能向右做匀速直线运动,若现在要使物体向左做匀速直线运动,则应对物体施加的力为
A.水平向左, B.水平向右,
C.水平向左, D.水平向右,
【答案】
【分析】(1)物体在物体的作用下向右匀速直线运动,物体在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;
(2)物体向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体和水平桌面的摩擦力不变。物体水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。
【解答】解:
物体水平向右运动时,在水平方向上受到物体对物体施加的水平向右的拉力、水平向左的摩擦力作用,因物体处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,;
物体水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体受到的摩擦力不变,所以物体水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是;
物体水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力(物体对物体施加的)、水平向右的摩擦力.水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以。
故选:。
【例12】(2023春 门头沟区期末)水平桌面上的物理书处于静止状态,则下列说法中正确的是
A.书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力
B.书受到的重力和书对桌面的压力是一对平衡力
C.桌面对书的支持力和书对桌面的压力是一对平衡力
D.桌子受到的重力和书对桌面的压力是一对平衡力
【答案】
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,缺一不可。
【解答】解:、物理书放在水平桌面上静止,书受到重力与桌面对书的支持力,大小相等、方向相反、在同一直线上、并且都作用在物理书上,符合二力平衡条件,是一对平衡力,故正确;
、物理书放在水平桌面上静止,书受到的重力和书对桌面的压力大小相等,但作用于两个不同的物体上,所以不是平衡力,故错误;
、书对桌面的压力与桌面对书的支持力分别作用在书桌和书上,不符合二力平衡条件,不是平衡力,故错误;
、桌子受到的重力和书对桌面的压力大小不相等;二者不具有平衡力的关系,故错误。
故选:。
【例13】(2023春 科左中旗校级期末)如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.P的速度一定大于Q的速度
C.P的质量一定大于Q的质量
D.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力
【答案】D
【分析】(1)二力平衡的条件:两个力等大、反向、同直线、同物体。
(2)匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,物体P、Q分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N。
(3)摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,跟物体的运动速度无关。摩擦力大,可能是压力相同,接触面粗糙造成的;可能是接触面粗糙程度相同,压力大造成的;可能是压力大,接触面粗糙造成的。
【解答】解:ACD.物体P、Q分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,根据二力平衡条件得,物体P、Q受到的摩擦力分别是5N、3N.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力,
P受到的摩擦力大于Q受到的摩擦力,摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,P受到的摩擦力大,可能是因为桌面M比桌面N粗糙造成的;可能是P的质量大,重力大,对桌面的压力大造成的,故AC不符合题意,D符合题意;
B.摩擦力大小跟物体的运动速度无关,故B不符合题意。
故选:D。
【例14】(2023春 蜀山区校级月考)如图所示,一位同学用水平推力推停在水平地面上的汽车,但没有推动。则与推力平衡的力是
A.汽车受到的重力 B.汽车对地面的压力
C.地面对汽车的支持力 D.地面对汽车的摩擦力
【答案】
【分析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:、汽车受到的重力与推力不在同一直线上,方向不同,所以不是一对平衡力,故不合题意。
、汽车对地面的压力与推力不是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故不合题意。
、地面对汽车的支持力与推力不在同一直线上,方向不同,所以不是一对平衡力,故不合题意。
、汽车没有被推动,处于平衡状态,此时地面对汽车的摩擦力与推力符合二力平衡条件,是一对平衡力,故符合题意。
故选:。
【例15】(2023春 台江区期中)小明在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,用弹簧测力计在水平桌面上沿水平方向拉动木块做匀速直线运动。下列说法正确的是
A.木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力是一对平衡力
B.木块受到弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
C.木块受到的重力与木块对桌面的压力是一对相互作用力
D.木块对弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力是一对相互作用力
【答案】
【分析】(1)二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)一对相互作用力的特点:大小相等、方向相反,作用在同一直线上,但相互作用力作用在不同的物体上。
【解答】解:
、木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力,没有作用在同一物体上,故不是一对平衡力,故错误;
、用弹簧测力计拉动木块在水平方向做匀速直线运动时,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故正确;
、木块受到的重力和木块对桌面的压力,方向相同,故不是一对相互作用力,故错误;
、木块对弹簧测力计的拉力与桌面对木块的摩擦力,不是一对平衡力,也不是相互作用力,故错误。
故选:。