2024年中考物理一轮复习 专题09 运动和力（课件）

这是一份2024年中考物理一轮复习 专题09 运动和力（课件），共45页。PPT课件主要包含了专题09，运动和力，考情分析，知识建构，知识梳理，题型归纳，夯基·基础知识梳理，牛顿第一定律，提升·必考题型归纳等内容，欢迎下载使用。
二、考情分析《运动和力》是中考必考内容，也是力学考题较为集中的部分。本单元的考题在试卷中所占分值一般在2-7分之间。由于考题类型、考点分布和所占分值差异较大，所以考生在加强对本单元复习时，应注重考点与考题的结合，做好备考准备。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：惯性及其应用、平衡力与平衡状态、根据二力平衡条件分析物体受力、探究滑动摩擦力大小的影响因素、牛顿第一定律、生活中的摩擦力等。
一、阻力对物体运动的影响
【猜想与假设】阻力可能是使物体运动速度减小的原因
【实验设计】让一辆小车从斜面的同一高度由静止滑下，依次在水平面上铺上毛巾、棉布、木板，观察小车的运动情况，并记下其停止的位置
控制变量法：让小车在斜面上同一高度自由滚下，改变水平面粗糙程度
转换法：小车在水平面上停下来的距离代表了阻力大小
实验现象：水平面越光滑，小车停下来的距离越远
【分析论证】小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，小车运动的距离越远
【科学推理】假设水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去，即如果运动物体不受力的作用，它将做匀速直线运动
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
（1）“一切”表明定律对所有物体都是适用的；（2）“没有受到力的作用”包含两层意思：一是理想情况，物体没有受到任何力的作用；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件；（3）“总保持”表明物体不受力时只有两种状态，要改变这两种状态物体必须受到力的作用；（4）“或”即两种状态居其一，不能同时存在
一切物体都有保持运动状态不变的性质，说明物体的运动不需要力来维持，不受任何力的作用时，原来运动的物体，将保持匀速直线运动状态，原来静止的物体将保持静止
牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，因此它已经成为公认的物理学基本定律之一
1.惯性：牛顿第一定律说明，任何物体不受力时，都会保持静止或匀速直线运动状态，即一切物体都有保持原来运动状态的性质，我们把这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律也称为惯性定律
（1）惯性是物体本身的一种属性，物体的惯性大小只与物体的质量的大小有关，质量越大，惯性越大。（2）一切物体在任何情况下都有惯性，与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等无关。（3）惯性不是谁给予的，不能说物体“受到惯性”，也不能说物体“获得惯性”或“得到惯性”。（4）惯性是物体的一种性质，不存在惯性力。
3.惯性的利用与惯性危害的防止
考向01 实验探究阻力对物体运动的影响
【例1】（2023·鄂州）在学习牛顿第一定律时，同学们分组进行了“探究阻力对物体运动的影响”实验，如图所示。（1）实验中每次都使同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，目的是使小车到达水平面时具有相同的___________；（2）按照图甲、乙、丙的顺序实验时记录的内容见下表：
同学们分析表中内容，得到的实验结论是：在其他条件相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远；进一步推理得出的结论是：不受阻力作用时，运动的小车将___________；（3）上述实验除了用到实验推理的方法外，还用到了控制变量法和___________法。
【变式1-1】（2023·无锡）如图所示，在探究阻力对物体运动的影响时，每次让小车从斜面的 处由静止释放，让小车到达水平面时，获得相同的速度，小车在水平面运动时，所受的_______和支持力是一对平衡力，先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料，通过比较小车在水平面上运动的____________来比较阻力对物体运动的影响。
【变式1-2】（2023·宿迁）图中两个实验分别是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”和“探究阻力对物体运动的影响”，以下分析正确的是（　　）。A. 在图甲实验中，三次木块做匀速直线运动的速度应该相等；B. 在图乙实验中，三次小车运动到水平面时的初速度应该相等；C. 在图甲实验中，弹簧测力计可以不沿着水平方向拉动木块；D. 在图乙实验中，小车所受阻力的改变可以通过在小车上放不同质量的砝码来实现
摩擦力大小与速度大小无关
控制速度相等才能比较出阻力大小
不沿水平方向，弹簧测力计读数不等于摩擦力
考向02 牛顿第一定律及应用
（1）判断物体的运动状态：当物体不受外力作用时：1）动者恒动。即原来运动的物体在没有受到外力作用时，将保持匀速直线运动状态；2）静者恒静。即原来静止的物体在没有受到外力作用时，将保持静止状态。（2）运动和力的关系：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。
【例2】（2023·贵州）在中国空间站的“大宫课堂”上，航天员王亚平和叶光富做了太空抛物实验，冰墩墩被王亚平轻轻一推，便几乎沿直线匀速飘向叶光富，下列哪一定律能解释此运动现象（　　）。A. 光的反射定律B. 牛顿第一定律 C. 欧姆定律 D. 焦耳定律
【变式2-1】（2023·包头）打乒乓球是深受人们喜爱的一项体育运动。乒乓球被击出在空中运动过程中，下列说法正确的是（　　）。A. 不受力的作用 B. 惯性逐渐减小C. 运动状态发生改变 D. 做匀速直线运动
【变式2-2】（2023·滨州）下列关于体育运动场景的描述和分析，正确的是（　　）。A. 田径场上400m比赛的整个过程中，运动员的运动状态保持不变；B. 投出的篮球在空中飞行时，若受到的力突然消失，它将立刻静止；C. 跳远运动员起跳前的助跑，是为了增大惯性；D. 足球场上滚动的足球慢慢停下来，是因为受到阻力的作用
冰墩墩在太空中处于失重状态，在空中不受力的作用
分析乒乓球的运动状态是否在发生变化，并理解惯性大小的影响因素即可找到答案
考向03 惯性及应用
惯性是物体本身的一种属性，即物体保持原有运动状态不变的性质，其大小只和质量有关，与物体的运动状态以及是否受力都无关。另外，还需要注意惯性不是力，因而描述惯性时不能与“受到”、“作用”等词搭配使用，更不能说“惯性力”。（1）解释生活中惯性的现象的步骤：一、确定研究对象，明确研究对象是哪一个物体或物体的哪一部分；二、确定被研究对象原来处于什么状态；三、说明物体的运动状态要发生怎样的变化；四、由于惯性，研究对象要保持原来的什么状态，结果会出现什么现象。（2）从“结果”出发，判断惯性的利用与惯性危害的防止：判断是利用惯性还是防止惯性的危害，可以从结果出发。若有了惯性，结果是对我们有利的，则相应措施属于利用惯性；若有了惯性，而不加以预防时，结果是对我们有害的，则相应措施属于防止惯性带来的危害。
【例3】（2023·广东）如题图所示，公交车上的乘客都拉好了扶手，当车的运动状态突然发生改变时，乘客都向东倾，产生此现象的原因可能是（ ）。A. 车由静止突然向东起动B. 车匀速前行时突然加速C. 车匀速前行时突然减速D. 匀速倒车时突然减速
【变式3-1】（2023·安徽）如图所示，汽车上配有安全带和头枕，司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时，对乘车人员起主要保护作用的分别是（　　）。A. 头枕、头枕B. 安全带、安全带C. 安全带、头枕D. 头枕、安全带
【变式3-2】（2023·上海）诗句“白毛浮绿水，红掌拨清波”中，鹅向前移动说明力的作用是____________的，力能改变物体的运动状态，鹅由于____________继续向前移动。
考虑乘客都向东倾斜的原因
（1）物体受平衡力作用时，几个力的作用效果相互抵消，相当于不受力。（2）若物体处于静止或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不动时，物体受力情况随发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。（3）速度为零≠静止：物体静止时速度为零，但物体速度为零时并不一定静止。如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零，但不能保持，故在最高点时物体不是处于静止状态。
二、探究二力平衡的条件
1.比较图甲、乙丁三图可证明要使小车平衡，作用在小车上的两个力必须大小相等，方向相反；
2.由图丙可知，要使小车处于平衡状态，作用在小车上的两个力只方向相反还不行，两个力必须在同一直线上；
3.由图戊可知，如果把两个小车中间的线剪断，两个小车各向相反的方向运动，这也就说明了两个力必须作用在一个物体上。
实验结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可简记为：“同体、等大、反向、共线”。
三、二力平衡条件的应用
1.确定力的大小和方向根据二力平衡条件，如果知道了平衡力中一个力的大小、方向，就可确定另外一个力的大小和方向。如图所示，为弹簧测力计测物重时的简化原理图。挂在弹簧测力计下的物块处于静止状态时，物块所受弹簧拉力和物块重力是一对平衡力，大小相等。若弹簧测力计显示的拉力为5N，则可知物块重力为5N。
2.根据物体受力情况判断物体运动状态
3.根据物体物体运动状态判断物体受力情况
考向01 平衡力和平衡状态
（1）平衡状态：平衡状态包括静止和匀速直线运动两种状态。物体在弯曲轨道上做速度大小不变的运动时，速度方向在不断变化，物体的运动状态变化，物体受到非平衡力作用。（2）平衡力和相互作用力平衡力与相互作用力的相同点可简记为：“等大、反向、共线”，而平衡力“同体”，即平衡力作用在同一物体上时物体平衡；相互作用力“异体”，即相互作用力作用在相互作用的两个物体上，相互作用力的描述一般都带有A对B，B对A的特征。
【例1】对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶，下列说法正确的是（　　）。A．桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力；B．瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力；C．瓶子正放与倒放时，对桌面的压力大小相等；D．桌面对瓶子的支持力是由瓶子发生弹性形变而产生的
【变式1-1】一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的说法正确的是（　　）。A．运动状态不变，受力平衡B．运动状态不变，受力不平衡C．运动状态改变，受力平衡D．运动状态改变，受力不平衡
【变式1-2】（2023·枣庄）在2022年北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中，中国选手任子威荣获金牌。图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形，下列说法正确的是（　　）。A. 运动员通过弯道的过程处于平衡状态；B. 运动员通过弯道时有惯性，站立时没有惯性；C. 站立时他受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力；D. 站立时他对冰面的压力和冰面对他的支持力是一对平衡力
1.首先分析瓶子的受力
2.瓶子静止，是平衡状态
3.桌面对瓶子的支持力是桌面形变产生的
任何物体在任何情况下都有惯性
考向02 二力平衡条件的应用（合力和分力）
【例2】（2023·株洲）如图是一件静置在水平展台上用橡皮泥制成的艺术品，则艺术品受到的重力和支持力（　　）。A. 大小相等B. 支持力较大C. 重力较大D. 是一对相互作用力
【变式2-1】（2023·益阳）如图所示，人骑在马背上，人和马均处于静止状态。下列说法正确的是（　　）。A. 地面对马的支持力和马受到的重力是一对平衡力；B. 马对地面的压力和地面对马的支持力是一对平衡力；C. 马对人的支持力和人受到的重力是一对相互作用力；D. 地面对马的支持力大小等于人和马受到的重力之和
【变式2-2】（2023·潜江、天门、仙桃）水平桌面上有物体A、B。如图甲，A在F1的作用下向左做匀速直线运动：如图乙，A、B用轻绳水平连接，在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动，水平拉力F1=6N、F2=20N，图乙中，下列说法正确的是（ ）。A. A与桌面的摩擦力方向向右；B. A与桌面的摩擦力为14N；C. B与桌面的摩擦力为8N；D. 绳子的拉力为6N
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，并且在同一直线上
考虑两个因素：一、影响摩擦力大小的因素；二、物体处于平衡状态时，平衡力是什么
考向03 探究二力平衡条件
【例3】（2023·绥化）如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。（1）把小车放在比较光滑的水平桌面上，用手按住小车不动，在两托盘中放入质量相等的砝码，放手后小车静止；在两托盘中放入质量不相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动，把两个托盘放在小车的同一侧，放入质量相等的砝码，放手后小车运动，这说明相互平衡的两个力______；（2）把小车放在水平桌面上，保持两托盘砝码质量相等，使小车静止，将小车扭转一个角度后释放，观察到小车______，这说明相互平衡的两个力作用在______；（3）实验中为了减小摩擦力对实验的影响，应选择质量较______的砝码进行实验。（选填“大”或“小”）
【变式3-1】（2023·成都）如图所示，是探究“二力平衡的条件”实验，小车置于水平桌面，两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的向左的拉力，F2是小车受到的向右的拉力，F1与F2在同一水平直线上。下列说法不正确的是（ ）。A. 因为摩擦可忽略，小车在水平方向上只受到F1、F2作用；B. 增减钩码个数，是探究二力大小对小车平衡的影响；C. F1、F2大小相等时，小车一定处于平衡状态；D. 将小车水平扭转90°时，F1、F2仍在同一直线上
用放在水平桌面上的小车探究二力平衡条件，应考虑如何验证大小、方向关系，如何验证必须作用在同一直线上，以及必须“同体”的问题
【变式3-2】小华同学用下面的装置探究二力平衡的条件，具体操作如下：（1）如图甲所示，用直径略小于滑轮孔径的铁钉把三个滑轮A、B、C分别钉在木板上，木板竖直挂起待用，用大号缝衣针把细线沿轻质塑料块的中心轴线穿过，并在紧靠塑料块的两侧各打一线结，使塑料块与细线固定在一起，且塑料块不与木板接触。将塑料块由静止开始运动，实验表明，作用在同一个物体上的两个力，方向相反，但___________不相等，则这两个力不平衡。（2）按住塑料块，把跨过B轮的细线移到C轮上，在两线端挂上相同质量的钩码，松手后塑料块由静止开始转动，如图乙所示。按住塑料块，把跨过C轮的细线移到B轮上，把塑料块转过90°，松手后塑料块由静止开始转动，如图丙所示。由此表明，作用在同物体上的两个力，如果仅仅大小相等，方向成某一角度或方向相反但 ，这两个力不平衡。（3）在探究同一问题时，另一同学将木块放在水平桌面上，设计了如图丁所示的实验，同学们认为小华的实验优于此实验，其主要原因是___________。A．塑料块容易扭转B．塑料块是比较容易获取的材料C．减少了摩擦力对实验结果的影响
丙图克服了摩擦力对实验的影响
3.摩擦力作用效果（方向）
两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力
（1）接触面粗糙；（2）两物体相互接触并相互挤压（产生压力）；（3）两物体间发生相对运动或有相对运动趋势
摩擦力的作用总是阻碍物体相对运动（或相对运动趋势）
摩擦力是作用在两物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上
（1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力；（2）滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力；（3）静摩擦力：相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力
（1）相对运动方向的理解：“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反；（2）判断摩擦力方向的三种方法
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
【提出问题】滑动摩擦力大小与哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）滑动摩擦力的大小可能与接触面所受压力有关；（2）滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
【实验方法】控制变量法
（1）探究滑动摩擦力大小与压力关系时，控制接触面粗糙程度不变，改变压力大小；
（2）探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度关系时，控制接压力不变，改变接触面粗糙程度
【实验过程】用弹簧测力计水平匀速拉动木块，使其在水平面上匀速滑动，记下此时弹簧测力计的示数，其示数大小等于滑动摩擦力的大小。
1.实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素
【实验结论】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大
（1）实验时所用的木板要足够长，以保证木块在木板上滑动时由匀速直线运动的过程；（2）实验时应保持拉动弹簧测力计的方向与长木板平行；（3）实验中要做到匀速拉动木块不好实现，建议采用如下操作：将弹簧测力计的挂钩与木板相连，拉环处固定，拉动长木板进行实验（如图所示），这样不但方便读数，而且长木板也不需要做匀速直线运动。
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有时是有益的。如用手拿物体时，手与物体间的摩擦；人行走时，鞋底与地面间的摩擦；刹车时，刹车装置的摩擦以及车轮与地面间的摩擦等。（2）摩擦有时是有害的。如机器运转时各部件之间的摩擦会使机器磨损，进而使机器丧失原有的精度和功能等。
2.增大或减小摩擦的方法
考向01 摩擦力的概念
（1）产生摩擦力必须同时满足三个条件：（1）接触面粗糙；（2）接触并相互挤压；（3）发生相对运动或有相对运动趋势。（2）根据二力平衡判断摩擦力的大小和方向：1）确定研究对象的运动状态为平衡状态；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根据平衡力的条件（大小相等、方向相反）来判断摩擦力的大小和方向。（3）静摩擦力的大小和方向：静摩擦力总是与引起相对运动趋势的外力大小相等、方向相反，故静摩擦力会随着外力的变化而变化，不是定值。★易错警示“推了但没有推动”的两种误区：1）“没推动”就是推力太小，小于物体所受静摩擦力；2）“没推动”就是不受摩擦力。正确理解：1）“没推动”=“物体静止”=“物体受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“没推动”，物体只是没有相对运动，但存在相对运动趋势，此时有静摩擦力。
【例1】关于摩擦力的说法中不正确的是（ ）。A．相互接触的物体间不一定有摩擦力；B．两物体保持相对静止时也有可能有摩擦；C．摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同；D．两个表面光滑的物体间也可能有摩擦
【变式1-1】（2023·齐齐哈尔）如图所示，用5N的力沿水平方向拉动物体B，使物体B在水平放置的木板A上向左做匀速直线运动。则物体B所受摩擦力为______N；木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______（选填“左”或“右”）。
【变式1-2】（2023·泸州）教室里，磁性黑板擦可以被吸在竖直金属黑板上不掉下来，如图所示。根据题中信息，以下判断正确是（　　）。A. 黑板擦受到磁力作用，不受摩擦力的作用也能静止在竖直黑板上；B. 黑板擦能静止在竖直黑板上，是因为黑板擦所受摩擦力大于重力；C. 擦黑板时，可以通过增大压力来增大黑板擦与黑板之间的摩擦力；D. 擦黑板时，手对黑板擦的压力与黑板对黑板擦的支持力是一对平衡力
黑板擦静止在金属黑板上，哪个力与重力平衡？
在竖直方向上，黑板擦受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力
考向02 利用运动图像求摩擦力
结合运动图像分析摩擦力的大小（1）分析运动物体所受滑动摩擦力时，若物体做匀速直线运动，则可根据二力平衡知识直接解答；（2）若物体做加速运动或减速运动，此时物体不处于平衡状态，则分析物体与接触面之间的压力及接触面的粗糙程度是否发生变化（一般均不变），若不变，则滑动摩擦力的大小不变。
【例2】如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间t 的关系如图丙所示，由图象可知，当 t=1.5s 时，物体受到摩擦力为______N；当t=4.8s 时，物体受到的合力为________N。
【变式2-1】（2023·湘潭）如图所示，文具盒在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面运动， F与时间t的关系如图所示。0~2s内，文具盒做匀速直线运动，此过程中它所受的摩擦力方向向________（选填“左”或“右”），大小为_________ N； 3~4s内，文具盒所受合力的大小为__________ N。
【变式2-2】（2023·达州）如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上，分别用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右运动，甲运动的s-t图像和乙运动的v-t图像分别如图丙、丁所示，已知F甲=10N，下列说法正确的是（　　）。A. F甲