第09讲 力与运动（课件+讲义+练习）2023年中考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

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2023年中考物理重难点突破第9讲  力与运动【重难点与突破】一、牛顿第一定律1．内容：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。2.说明：（1）该定律成立的条件：物体不受外力作用；应用范围：一切（宏观）物体。“或”指：二者只能居其一，不可能两者同时存在。（2）在物体不受外力作用时，运动的物体将做匀速直线运动；静止的物体将保持静止。（3）在探究牛顿第一定律的实验中，采用的是“实验加推理”的方法。因为在实际中，找不到不受任何外力的物体存在，所以只能在有限的正确实验结论基础之上，通过科学的推理获得结论。在实验中使同一辆小车从同一斜面的顶端由静止滑下（三同），其目的是使小车到达平面时具有相同的初速度，控制这个变量。【例1】（2022株洲）在研究“阻力对物体运动的影响”实验中，可供使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾、天平和小车。
 （1）在上述器材中，不需要用到的器材有______。（2）固定斜面，分别将小车从斜面上______（填“同一”或“不同”）高度由静止释放。（3）如图描述了先后两次实验中所呈现的现象，根据实验现象可作出如下科学推理：若没有阻力，则运动的小车将在水平面上______（填“静止”或“匀速直线运动”）。伽利略运用“实验+科学推理”的方法，揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。（4）设实验中运动的小车在棉布上克服阻力做功为W1，在木板上克服阻力做功为W2，则W1______W2(填“大于”“等于”或“小于”)。【分析】（1）本实验通过比较小车在水平面上运动的距离的大小来比较阻力对物体运动的影响，不需要测量物体的质量，所以天平不需要。（2）要研究小车在水平面上滑行的距离，必须控制小车的初速度相同，即让小车从斜面的同一高度滑下。（3）由图可知：小车在棉布表面上滑行的距离较近，在水平木板表面滑行的距离较远，说明小车受到的阻力越小，运动的距离越远，进一步推理可得：若没有阻力，运动小车的运动状态不变，即做匀速直线运动。（4）因小车达到水平面时初速度相同，则小车最初的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，减小的动能等于克服阻力做的功，所以，小车在棉布上克服阻力做功W1和在木板上克服阻力做功W2相等，即W1=W2。
【答案】（1）天平   （2）同一    （3）匀速直线运动   （4）等于【突破】1.本实验用到“控制变量法”、“转换法”、“实验与推理相结合”。2.注意分清楚实验的对象是：小车。不要将木块认为是实验对象。3.注意：原来静止的物体，不受外力作用时，保持静止。原来做匀速直线运动的物体，将保持原来的状态不改变；做其它的运动的，将变为匀速直线运动。二、惯性1.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。2.一切物体都有惯性。惯性的大小，只与物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大。3.牛顿定一定律，又叫惯性定律。二者的联系是：牛顿第一定律揭示了物体存在惯性。二者的区别是：牛顿第一定律是一个运动规律，它的存在是有条件的；惯性是物体的一种性质，它的存在是无条件的，不能说物体受到“惯性作用”、“惯性力”，只能说物体“由于惯性”、“具有惯性”等。【例2】（2022湘潭）奥运滑雪冠军苏翊鸣滑离跳台后由于具有 　   　（选填“惯性”或“内能”）在空中继续向前运动，以他所戴的头盔为参照物苏翊鸣是 　   　（选填“运动”或“静止”）的。【分析】奥运滑雪冠军苏翊鸣滑离跳台后由于具有惯性，仍然会保持原来的运动状态，在空中继续向前运动；以他所戴的头盔为参照物，苏翊鸣与头盔之间没有发生位置的变化，是静止的。【答案】惯性     静止【突破】1.对惯性现象的分析，一般按照下列步骤进行：不同物体或者同一物体的不同部分，谁受到外力作用，运动状态发生了改变，谁没有受到外力作用，由于惯性，保持了原来的运动状态。2.我们既要利用惯性带来的好处，又要避免惯性带来的坏处。3.特别注意：惯性不是力，不能说“由于惯性作用”、“受到惯性力”！三、力的平衡1.二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，若果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。（等大，反向，同体，直线）2.应用二力平衡的条件可以求力的大小、判断物体的运动状态等。【例2】（2022丹东）如图所示，在水平木板上拉动木块，使木块水平向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（  ）  A. 木块所受滑动摩擦力方向水平向右
B. 木块所受重力和木块对木板压力的三要素相同
C. 木块所受支持力的施力物体是木板
D. 细线对木块的拉力与木块对细线的拉力是一对平衡力【解析】A.木块相对于木板向右滑动，则木块所受的摩擦力方向向左，A错。
B.木块所受重力的作用点在物体上，木块对木板的压力的作用点在木板上，二者的作用点不同，B错。
C.木块在竖直方向上所受重力和支持力是一对平衡力，支持力的施力物体是木板，C正确。
D.细线对木块的拉力和木块对细线的拉力是发生在两个相互作用的物体之间，是一对相互作用力，D错。【答案】C【突破】1.探究二力平衡条件的实验中的设计思路与目的实验设计设计目的现象结论改变一侧的钩码的数量，观察小车是否保持平衡探究二力平衡时大小是否相等小车无法保持静止，向钩码较多一侧运动二力平衡时，二力大小相等将小车扭转一个角度，松手后观察小车是否保持静止探究二力平衡时，二力是否在同一直线上小车会转动，直到在一条直线上停止转动二力平衡时，二力在同一直线上将一边挂钩码都移到另一边，观察小车是否保持平衡探究二力平衡时，二力方向是否相反小车无法保持静止，向钩码一侧运动二力平衡时，二力方向相反用卡片代替小车，将卡片从中间剪开，观察卡片是否保持静止探究二力平衡时，二力是否在同一物体上卡片无法保持静止，将分别向两边运动二力平衡时，二力作用在同一物体上说明：在实验中，用小车代替木块，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力对实验的影响；用卡片代替小车，进一步减小了压力对摩擦力的影响。2.注意区分“二力平衡”和“一对相互作用力”。二者的主要区别是：一对相互作用力，分别作用在不同的两个物体上；力的性质相同；二力平衡中的二力是作用在同一物体上的二力，性质一般不同。四、力与运动的关系1.力是物体运动状态改变的原因，不是维持物体运动的原因。2.物体的运动不是靠力来维持的，而是靠物体的惯性。【例4】（2022南通）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当t=1s时，物体受到的摩擦力是_____N，物体在1s处于_____（“静止”、“加速”、“匀速”）状态，当t=3s时，物体受到的摩擦力是_____N。【分析】由丙图可知：物体在1s内处于静止状态，所以拉力F与摩擦力是一对平衡力，由乙图可知，此时物体受到的拉力F=3N，所以此时摩擦力为3N。当t=3s时，由丙图可知，物体处于加速运动状态。其摩擦力等于物体做匀速直线运动时的拉力；物体在4-6s时做匀速直线运动，由对应的乙图中，此时拉力为5N，所以此时的摩擦力为5N。【答案】3    静止    5【突破】1.不要错误的认为“力是维持物体运动的原因”。2.物体静止或匀速直线运动时，受平衡力，或者不受力，即合力一定为0。若果所受力的合力不为0，则物体受非平衡力作用，其运动状态在改变。3.做“匀速圆周运动”的物体，不是处于平衡状态，其运动方向一直在改变，不是做的匀速直线运动。【针对练习精编】1.（2022黔西南）如图所示，王亚平老师在做太空抛物实验。抛出后的冰墩墩不受外力作用，下列判断正确的是（　　）A．冰墩墩的惯性会消失               B．冰墩墩竖直加速下落 C．冰墩墩沿抛出方向做匀速直线运动   D．冰墩墩的运动方向会不断改变【解析】一切物体都有惯性，所以冰墩墩被王亚平抛出后，冰墩墩的惯性不会消失；抛出后的冰墩墩不受外力作用，由牛顿第一定律可知，冰墩墩将沿抛出方向做匀速直线运动（即速度大小和运动方向都不变），C正确。【答案】C2.（2022鄂州）乘上公交车后，车很快就到了校门口，司机踩下刹车，你不自觉地向前倾，幸好你及时抓紧了扶手。关于刹车时你向前倾的原因，下列说法正确的是（　　）A．你没站稳                       B．你受到了惯性的作用 C．你具有惯性                   D．如果鞋底光滑，你就会纹丝不动【解析】AC.人与车行驶，紧急刹车时，由于人具有惯性，要保持原来的运动状态不变，所以人会向前倾倒，与是否站稳无关，A错，C正确。B.惯性不是力，不能说受到惯性作用，B错。D.如果鞋底光滑，摩擦力变小为0，在急刹车时，人整体向前滑动，不会纹丝不动，D错。【答案】C3.（2022济宁）在水平冰面上溜冰时（如图所示），只需用脚在冰面上向后轻轻蹬一下，就会滑行很远。下列说法正确的是（　　）A．溜冰者在冰面上静止时，其所受支持力大于重力 B．溜冰者会慢慢停下来，是因为惯性消失 C．假如摩擦力消失，滑行的溜冰者将会保持匀速运动 D．溜冰鞋的冰刀比较锋利，减小了对冰面的压强【解析】A.竖直方向上，溜冰者受重力、支持力，两个力大小相等，方向相反，作用于同一物体，同一直线上，是平衡力，A错。B.任何物体都具有惯性，木块停下来是因为受到阻力的作用，B错。C.溜冰者刹车利用了溜冰鞋与冰面的摩擦力，假如摩擦力消失，滑行的溜冰者将会保持匀速运动，C正确。D.根据压强公式P＝F/S可知，冰刀很锋利，是在压力一定的情况下，减小了冰面的受力面积，增大了冰刀对冰面的压强，D错。【答案】C4.（2022镇江）如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0～t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0～t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（　　）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动          B．t2∼t3内，M的机械能保持不变 C．t3∼t4内，电梯一定做加速运动      D．t1∼t4内，弹簧对M的拉力不变【解析】A.物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0～t1内，电梯静止，物体也处于静止，受力平衡，则受到重力G、地面的支持力F和弹簧的拉力T；由于压力与支持力是相互作用力，大小是相等的，则有：G＝F2+T；当t1∼t2内，压力变为小于F2的＝F1，弹力和重力不变，此时G＞F1+T，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动的；B.t2∼t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小；C.t3∼t4内，压力F3大于F2，此时G＜F3+T，电梯向下则是减速运动，如果向上运动，则是加速运动，因而选项C是错误的；D.由于忽略M和电梯的形变，因而弹簧的长度始终不变，形变大小不变，因而弹簧的弹力保持不变，t1∼t4内，弹簧对M的拉力不变。【答案】D5.（2022阜新）“复兴号”动车组在京沈高铁线上每天多车次经过阜新。下列说法正确的是（　　）A．列车启动后相对于站台是运动的 B．列车启动后速度越来越快是因为受到平衡力的作用 C．列车刹车后不能立即停止是因为受到惯性的作用 D．列车进站时，车体附近空气流速大，压强大，易将安全线内的人“吸”向车体【解析】A.列车启动时，列车相对于站台的位置不断发生变化，所以列车相对于站台是运动的，A正确。B.列车启动时速度越来越快处于非平衡状态，所以列车受到非平衡力的作用，B错。C.列车刹车后不能立即停下来，是列车由于惯性要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说“受到惯性的作用”，C错。D.人离进站的列车比较近时，人和列车之间的空气流速大、压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车而发生事故，D错。【答案】A6.（2022黔西南）如图甲，将一块粗糙的、有三段长度相等区域的木板水平放置，用恒为2N的水平拉力F，拉动物块（不考虑物块的大小）在木板上从区域Ⅰ的最左端由静止开始运动，在进入区域Ⅲ时撤去拉力，物块最终停在区域Ⅲ的最右端。图乙为物块在区域Ⅰ和Ⅱ上运动的v﹣t图像，则下列判断错误的是（　　）A．物块在区域Ⅰ上做加速运动 B．物块在区域Ⅰ上的平均速度比区域Ⅱ上的小 C．物块在区域Ⅱ上所受的摩擦力等于2N D．物块在区域Ⅲ上运动的时间等于1s【解析】由图知：物块在0～2s内做加速运动，在2s～3s内做匀速运动，且物块在0～2s内图象与2s～3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物块运动的路程相同。即物块在0～2s内在区域Ⅰ上做加速运动，在2s～3s内在区域Ⅱ上做匀速直线运动，区域Ⅰ表面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域Ⅱ表面上受到的摩擦力等于拉力F。AB.由图乙知：物块在0～2s内在区域Ⅰ上做加速运动，到第2s时速度为2m/s，此时平均速度一定小于2m/s；在2s～3s内在区域Ⅱ上做匀速直线运动，速度为2m/s，AB正确。C.在2s～3s内在区域Ⅱ上做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，所以区域Ⅱ表面上受到的摩擦力等于拉力F，C正确。D.物块进入区域Ⅲ时的速度为2m/s，做减速运动，在区域Ⅲ的平均速度一定小于2m/s，所以运动时间一定大于1秒，D错。【答案】D7.（2022鄂州）2022年3月23日，老师带领同学们一起集中收看了中国空间站进行的第二次太空授课，其中，太空抛物实验给大家留下了深刻的印象。由于物体在太空中处于失重状态，为了验证牛顿第一定律，宇航员王亚平拿着冰墩墩转身面向叶光富，将冰墩墩水平向叶光富扔过去。不考虑舱中的空气阻力，王亚平抛出冰墩墩后，冰墩墩将（　　）A．沿抛物线快速下落 B．竖直下落 C．沿原方向加速运动 D．沿原方向匀速运动【解析】解：王亚平抛出冰墩墩后，因冰墩墩处于失重状态，且所受的空气阻力忽略不计，所以我们可以认为它所处于理想状态，将做匀速直线运动。【答案】D8.（2022丹东）北京冬奥会冰壶项目深受人们的喜爱。在冰壶比赛中，冰壶离开手后能在水平冰面上继续向前滑行，是由于______（选填“运动员”或“冰壶”）具有惯性；冰壶在冰面上减速滑行的过程中，其动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【解析】冰壶比赛时，投手用力将冰壶掷出后，由于冰壶具有惯性，仍要保持原来的运动状态，所以它会继续沿着水平赛道向前滑行一段距离；冰壶滑行过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小。
【答案】冰壶    减小 
9.（2022德阳）如图所示，用手握住装有水的杯子静止在空中，杯子 　　（选填“具有”或“不具有”）惯性；杯子所受摩擦力的方向为 　   　；若喝掉杯中一部分水后，仍按如图方式保持静止，则杯子所受摩擦力 　  　（选填“增大”“不变”或“减小”）。【解析】因为一切物体都具有惯性，所以用手握住装有水的杯子静止在空中，杯子具有惯性。杯子被握在手中，处于静止状态，杯子在竖直方向上，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是平衡力，大小相等。若喝掉杯中一部分水后，仍按如图方式保持静止，杯子受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，仍是二力平衡，大小相等，杯子和水的重力减小，摩擦力减小。【答案】具有     竖直向上    减小10.（2022襄阳）日常生活中存在这样的现象：人迎着风走路时会明显感到风的阻力（即空气阻力）。对于“影响物体受到空气阻力大小的因素有哪些”，小强同学提出了一个猜想：物体受到空气阻力的大小，可能与空气相对物体运动的速度有关。（1）小强利用实验室的小车及另外两样必需实验器材（日常物品或者测量仪器），对他的猜想在学校实验室进行了探究。必需的实验器材是：　   　和 　   　；（2）请说出你的合理猜想：物体受到空气阻力的大小可能还与 　   　有关（一条即可）。【解析】（1）探究物体受到空气阻力的大小与空气相对物体运动的速度有关，应改变空气相对物体运动的速度，测量物体受到的空气阻力，可利用电吹风来改变空气相对物体运动的速度，利用弹簧测力计来测量物体受到的空气阻力。（2）运动物体受到的空气阻力大小还与物体的形状有关，如汽车设计成流线型可以减小空气阻力的影响。【答案】（1）电吹风    弹簧测力计   （2）物体的形状11.（2022新疆）中国空间站的建造和运营对人类太空研究具有重大意义。空间站在太空中___________（填“有”或“没有”）惯性，以空间站为参照物，考场中的小明是___________（填“运动”或“静止”）的，翟志刚在空间站出舱作业时，他看到的星星___________（填“会”或“不会”）一闪一闪的“眨眼睛”。【解析】一切物体在任何情况下都具有惯性，所以空间站在太空中有惯性。以空间站为参照物，考场中的小明相对于空间站有位置的变化，所以小明是运动的。出舱作业时看到的星星由于没有大气产生的折射干扰，所以不会一闪一闪的“眨眼睛”。【答案】有    运动    不会   12.（2022内江）为探究“力与运动的关系”，设计了如图所示的斜面实验，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，观察小车在水平面上滑行的距离。（1）实验中，让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的______相同；小车到达水平面的初始动能是由______势能转化而来的；（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现：水平面阻力越小，小车滑行的距离就越______（选填“远”或“近”）；进一步推理得出：如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，则物体将在水平面上做______（选填“匀速”或“变速”）直线运动。【解析】（1）让同一小车从同一斜面的相同位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的速度相同；小车到达水平面的初始动能是由小车的重力势能转化而来的。（2）观察甲乙丙三图可知：水平面越光滑，小车滑行的距离越远。如果水平面绝对光滑，物体受到的阻力为零，没有外力作用在物体上，则物体将在水平面上做匀速直线运动。【答案】（1）速度    重力    （2） 远    匀速13.（2022聊城）在探究“二力平衡的条件”实验中，小聪同学采用的实验装置如图甲所示，小明同学采用的实验装置如图乙所示。（1）老师指出图乙的装置更科学，原因是选用小车，可以减小_________对实验结果的影响；（2）实验中判断小车是否受平衡力作用的依据是小车保持___________（选填“静止”或“匀速直线运动”）状态；（3）左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小___________；（4）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在___________上。【解析】（1）乙中采用小轮子，使物体与水平面之间的摩擦由滚动摩擦变为滑动摩擦，减小了摩擦力对实验的影响。（2）将小车保持静止来判断小车是否受平衡力，便于观察和实现。让小车做匀速直线运动不容易办到。（3））左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止，说明二力若相等，小车处于平衡状态；将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，此时小车所受二力不相等，小车未处于平衡状态。所以彼此平衡的两个力大小应该相等。（4）小车处于静止后，保持F1与F2的大小不变，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放时，二力未在同一直线上，小车未保持平衡状态，所以彼此平衡的两个力必须在同一直线上。【答案】（1）摩擦力    （2）静止    （3）相等    （4）同一直线