(辅导班专用)九年级物理寒假讲义专题10 运动和力（教师版）

专题10  运动和力（讲义）

一、知识梳理

一、牛顿第一定律

1.牛顿第一定律（也叫惯性定律）：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

2.牛顿第一定律的理解：

（1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。

（2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。

（3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。

（4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。

（5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。

3.惯性：物体保持原来运动状态不变的性质；即运动的物体要保持它的运动状态，静止物体要保持它的静止状态。

4.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)。牛顿第一定律表明，一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性质，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。（2）惯性是物体本身的属性，惯性的大小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。

5.防止惯性的现象：汽车安装安全气襄, 汽车安装安全带；利用惯性的现象：跳远助跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘。

二、二力平衡

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.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。

3.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。

4.平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。

5.生活中处于平衡状态的例子

静止的物体，物体受到的重力与其受到的另一个力是平衡力。如在桌面上的碗、静止在空中的气球等。

匀速运动的物体，在运动方向上物体受到的力是平衡力。如在路上匀速行驶的汽车、传动带上的物体等。

二、重点与难点

★重点一：阻力对物体运动的影响

1.实验内容

【实验目的】探究运动和力的关系。

【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。

【实验原理】（1）任何物体都具有惯性，物体惯性大小与质量有关；（2）当物体不受力或受到平衡力作用时，物体静止或做匀速直线运动。

【实验步骤】一、实验装置如图。

二、在长木板上铺上毛巾，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。

三、在长木板上铺上棉布，让小车从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。

四、让小车在长木板上从A位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。

五、让小车在长木板上从B位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停下位置路程，数据计入表格。

六、实验表格（参考数据）

七、整理器材。

【实验结论】力是改变物体的运动状态的原因，物体所受阻力（摩擦力）越大，小车越容易停下来。

2.考查内容

★重点二：牛顿第一定律

牛顿第一定律表明，一切物体在没有受到力（合力为零）时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。换句话说，假若施加于物体的合外力为零，则物体保持原来的运动状态不变。根据这定律，静止的物体会保持静止，除非有合外力施加于这物体。运动中的物体不会改变其运动状态，除非有合外力施加于这物体。

这一规律是英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事实进行深入探究，总结出来的，牛顿第一定律又称惯性定律。

牛顿第一定律：⑴明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，才需要力的作用。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静止或匀速直线运动，是在不受力的条件下，由物体本身的特性来决定的。

★难点一：惯性

1.物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。

惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。也就是说，任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。

对于惯性的理解要注意以下五点： （1）一切物体具有惯性；（2）惯性是物体的固有属性；（3）质量是惯性大小唯一的量度；（4）惯性是物体的一种属性，而不是一种力。所以不能说“受到惯性”，只能说“由于惯性”或“具有惯性”。

2.生活中利用惯性的实例：①跳远运动员的助跑；②用力可以将石头甩出很远；③骑自行车蹬几下后可以让它滑行；④利用盛水容器，泼水浇菜；⑤烧锅炉时，用铁锨往炉膛内添加煤；⑥撞击锤柄几下，套紧锤头；⑦摩托车飞跃断桥；⑧使劲甩手可把手上的水甩掉；⑨拍打衣服可除去灰尘等。

3.生活中防止惯性的实例：①小型客车前排乘客要系安全带；②车辆行使要保持距离；③运输玻璃制品，装玻璃制品需要包装且要垫上很厚的泡沫塑料；④骑自行车的速度太快，容易发生事故；⑤当汽车超载时，汽车遇到紧急情况时，车不容易刹住等。

★难点二：二力平衡

1.一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。　

两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0），我们就说这两个力平衡。这就是二力平衡。

2.二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线上。 　　

二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。

3.平衡力和相互作用力

（1）相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上。（2）不同点：平衡力：作用在同一物体上，是两种力；相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消失。

三、考查方向

1.牛顿第一定律及其应用

典例一：（2020·四川遂宁）我国的99A主战坦克在最近的一场军事演习中纵横驰骋，在高速运动中对假想目标进行了精准炮击，展现了我国99A坦克的卓越性能。下列相关分析正确的是（　　）。

A．炮弹在空中飞行过程中坦克对炮弹继续做功；

B．99A坦克在水平路面做匀速直线运动时所受合力为零；

C．99A坦克宽大的履带是为了增大对地面的压强；

D．如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持静止

【答案】B。

【解析】A、炮弹在空中飞行过程中不再受到坦克给它的力，是由于惯性继续运动，因此坦克对炮弹不再做功，故A错误；

B、坦克在水平路面做匀速直线运动时处于平衡状态，受平衡力作用，因此所受合力为零，故B正确；

C、坦克宽大的履带是为了在压力一定时，增大受力面积减小对地面的压强，故C错误；

D、根据牛顿第一定律，如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持匀速直线运动状态，故D错误。故选：B。

典例二：（2020·江苏连云港）排球是我市中考体育测试项目之一，同学们在排球考试时，下列分析正确的是（　　）。

A. 排球上升到最高点时受平衡力的作用；

B. 排球下降时速度增大，说明力是维持物体运动的原因；

C. 假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动；

D. 排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用

【答案】C。

【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故A错误；

B．排球下降时速度增大，由于重力大于阻力，说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误；

C．正在上升的排球所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，排球将做匀速直线运动，故C正确；

D．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，故D错误。故选C。

典例三：（2020·河南）公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带，如图 2 所示。汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客相对于汽车是               的。如果不系安全带，汽车一旦发生碰撞 突然停止运动，乘客由于               继续向前运动，就会与车身发生碰撞，对人身造成伤 害。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的                     。

【答案】静止 、惯性、运动状态

【解析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性；力的作用效果有两个：一是使物体发生形变，二是改变物体的运动状态。

典例四：（2020·齐齐哈尔）关于下列现象，说法正确的是（　　）。

A．鞋底上有凸凹不平的花纹，是为了减小鞋与地面之间的摩擦；

B．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；

C．汽车突然刹车时，乘客的身体会前倾，是由于身体上部受到惯性的作用；

D．静止在水平地面上的课桌对地面的压力与地面对课桌的支持力是一对平衡力

【答案】B。

【解析】A、鞋底上有许多凸凹的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的；故A错误；

B、根据牛顿第一定律可知，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，故B正确；

C、汽车突然刹车时，乘客的身体会前倾，是由于人的惯性，不可以说受到惯性的作用，故C错误；

D、静止在水平地面上的课桌对地面的压力与地面对课桌的支持力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误。故选：B。

2.惯性概念及其应用

典例五：（2020·黑龙江龙东）轿车除了安全带以外，还有一种安全装置一头枕，对人起保护作用，能减轻下列哪种情况可能对人体造成伤害 (    )。

A.紧急刹车    B.左右转弯    C.前方碰撞    D.后方追尾

【答案】D。

【解析】惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性。汽车安全装置一头枕其作用是：当汽车发生后方追尾时，由于惯性，人的头部往后运动，头枕此时起到减轻惯性造成的伤害，从而对人起保护作用。故选D。

典例六：（2020·四川南充）汽车在公路上加速行驶，下列描述正确的是（　　）。

A. 汽车速度越大，汽车的惯性越大；

B. 汽车前行紧急刹车时，乘客身体将向后倾；

C. 汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力；

D. 汽车受到的支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力

【答案】D。

【解析】A．惯性与速度无关，只与质量有关，物体质量越大惯性越大，A错误；

B．汽车前行紧急刹车时，由于乘客具有惯性，身体将向前倾，B错误；

C．汽车在公路上加速行驶，汽车的牵引力大于汽车受到的阻力，因此汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对非平衡力，C错误；

D．汽车受到的支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力，D正确。故选D。

典例七：（2020·四川雅安）下列运动项目沙及的物理知识描述正确的是（　　）。

A. 三级跳远——快速助跑是为了利用惯性；

B. 引体向上——人对单杠的拉力与单杠对人的拉力是一对平衡力；

C. 做俯卧撑——被手臂支撑的身体，相当于以脚尖为支点的费力杠杆；

D. 百米赛跑——裁判员通过相同时间比较路程的方法判断运动员的快慢

【答案】A。

【解析】A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，使起跳时的速度更大些，从而跳得更远，故A正确；

B．引体向上−−人对单杠的拉力与单杠对人的拉力作用在不同的物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；

C．做俯卧撑时，以脚为支点，阻力作用在人的重心，动力作用在人的肩膀处，动力臂大于阻力臂，所以人体相当于一个省力杠杆，故C错误；

D．百米赛跑−−裁判员是在路程相同的情况下，比较时间判断运动快慢，谁用时间少，谁跑得快，故D错误。故选A。

典例八：（2020•岳阳）为了减少自行车安全稳定，交警一直严查超速、超高、超载等违法行为，下列分析正确的是（  ）。

A．超速的危害是速度越大，惯性越大；

B．超载的危害是质量越大，动能越小；

C．超高的危害是重心越高，稳定性越差；

D．超载的危害是质量越大，对路面的压力越小

【答案】C。

【解析】A．超速的危害是速度越大，惯性越大——质量一定时，速度越大，动能越大；

B．超载的危害是质量越大，动能越小——速度一定时，质量越大，动能越大；

C．超高的危害是重心越高，稳定性越差——正确；

D．超载的危害是质量越大，对路面的压力越小——质量越大，对对面的压力越大；

故选C。

3.二力平衡与平衡力

典例九：（2020·天津）一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车，它受到的平衡力有（　　）。

A. 一对   B. 二对   C. 三对   D. 四对

【答案】B。

【解析】因汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用，在水平方向上，受牵引力和阻力的作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；在竖直方向，受重力和水平面对汽车的支持力作用，两个力作用于汽车，大小相等，方向相反，作用于同一条直线，是一对平衡力；故汽车受二对平衡力的作用。故选B。

典例十：（2020·安徽）如图所示，一轻质弹簧（即重力不计），上端挂在铁架台的水平横杆上，下端挂一重力为 G 的小球并保持静止。图中分别 给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是（ ）。

A. G 与 F3 是一对平衡力；

B. G 与 F3 是一对相互作用力；

C. F1 与 F2 是一对平衡力；

D. F1 与 F2 是一对相互作用力

【答案】D。

【解析】A. G 是小球受到的重力，F3 是横杆对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力，故 A 错误；

B.重力 G 的施力物体为地球、受力物体为小球，F3 施力物体为横杆、受力物体为弹簧，不满足相互作用力的条件，故 B 错误；

C、D 选项，F1 是弹簧对球的拉力，F2 是球对弹簧的拉力，受力物体不同，不可能为一对平衡力，故C 错误，D 正确。

4.平衡力的应用

典例十一：（2020·湖南常德）如图，物体重50N静止在竖直的墙壁上，F压=30N，若物体与墙壁的接触面积为0.2m2，下列分析正确的是（　　）。

A. 物体受到竖直向上的摩擦力大小等于50N；

B. 物体对墙壁的压强为250Pa；

C. 物体受到的压力越大，摩擦力越大；

D. 若物体受到的力全部消失，则物体向下运动

【答案】A。

【解析】A．物体静止在竖直的墙壁上，则即物体处于平衡状态，所受的是平衡力，那么物体在竖直方向上所受的两个力：重力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力的大小等于50N，故A正确；

B．物体对墙壁的压强：，故B错误；

C．物体是被压在竖直墙壁上并处于静止状态，其摩擦力的大小与重力的大小有关，故C错误；

D．若物体所受的力全部消失，则物体会保持原来的运动状态不变，而物体原是静止的，那么还会保持静止不动，故D错误。故选A。

典例十二：（2020·江苏泰州）如图所示，直升飞机悬停在空中，不计浮力下列说法正确的是（　　）。

A. 螺旋桨对空气的作用力与直升飞机所受重力是一对相互作用力；

B. 螺旋桨对空气的作用力与空气对螺旋桨的作用力是一对平衡力；

C. 悬停在空中的直升飞机对地球没有作用力；

D. 直升飞机所受向上的力的施力物体是空气

【答案】D。

【解析】A．螺旋桨对空气的作用力向下，直升飞机所受重力方向也向下，所以这两个力不是一对相互作用力；故A错误；

B．螺旋桨对空气的作用力受力物体是空气，空气对螺旋桨的作用力受力物体是螺旋桨，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故B错误；

C．悬停在空中的直升飞机受到重力的作用，而重力的施力物体是地球，由于力的作用是相互的，所以悬停在空中的直升飞机对地球也有力的作用，故C错误；

D．螺旋桨向下对空气施力，空气会对飞机向上施力，飞机便能上升，故D正确。

故选D。

典例十三：（2020·山东泰安）直升飞机以1m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中（　　）。

①直升飞机受到的升力与重力大小相等；

②直升飞机的机械能减小；

③直升飞机的升力小于重力；

④直升飞机的机械能不变

A. 只有①④正确  B. 只有①②正确   C. 只有②③正确  D. 只有③④正确

【答案】B。

【解析】①直升飞机匀速降落，处于平衡状态，受到重力和升力是平衡力，所以受到的升力与重力大小相等，说法正确；

②直升飞机匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，直升飞机的机械能减小，说法正确；

③由①可知直升飞机的升力等于重力，说法错误；

④由②可知直升飞机机械能减小，说法错误。故选B。