专题09 力学基础（原卷版）

专题09 力学基础（解析版） 【内容播报】 特别说明：典例是2023 年的中考真题，即时检测是最新的全国各地的模拟题，好题冲关是 2022 年的期末考试题和2023 年的模拟考试题和2023 年的中考真题中经过多次筛选。知识点 以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记 忆，好题冲关分层设计，针对于不同的学生。 知识点 考点 好题冲关 力 力的理解（1 典例+3 即时检测） 基础过关（25） 重力、弹力和摩擦力 弹力的理解和分析（2 典例+3 即时检测） 能力提升（25） 牛顿第一定律及惯性 牛顿第一定律的理解（2 典例+4 即时检测） 真题感悟（15 题） 二力平衡 平衡力与相互作用力的判断（1 典例+2 即时检 测） 摩擦力的理解与分析（1 典例+3 即时检测） 力与图像问题的结合（1 典例+4 即时检测） 1. 了解力的基本概念，理解力的相互作用效果； 2. 掌握重力、弹力和摩擦力的三大要素； 3. 理解牛顿第一定律和惯性的概念，能正确的判断物体的平衡状态； 4 区别并理解平衡力和相互作用力的特点，并能做出相关的受力分析图像； 知识点1：力 1 . 定义：力是物体对物体的______ 2 . 单位：力的单位是______，符号为______ 3 . 产生条件：（1）必须有_________的物体；（2）物体间必须有相互_____（物体间可以不接触） 4 . 力的作用效果：（1）力可以改变物体的______；（2）可以改变物体的_______ 5 三要素:力的______、_______、________ 6 力的示意图 在物理学中，通常用一条带箭头的线段表示力在受力物体上沿力的方向画一条线段，在线段的末端画 一个箭头表示力的______，线段的起端或终点表示力的________ 7 . 力的相互性 物体间力的作用是______，发生力的作用时，一个物体是______物体同时又是一个______物体 8 . 测量工具__________________ 知识点2：重力 弹力 摩擦力 1 . 弹力 （1）定义：物体由于发生_______而产生的力 （2）大小：与物体的弹性强弱和物体发生弹性形变的大小有关 （3）弹簧测力计 ①工作原理：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的________就越长 ②使用 a. 使用前观察弹簧测力计的_________和_________，看指针是否指在零刻度线上； b. 使用时，要使弹簧的伸长方向与所测拉力的方向________，避免弹簧与外壳发生_________； c. 读数时视线要与刻度面_________，如果指针不在整数刻度，要进行估读 2 . 重力 （1）定义:由于_______吸引而使物体受到的力重力的施力物体是________，地球上的一切物体都受到重 力的作用 （2）大小 重力的大小通过公式__________计算得出，其中g=98 /kg，它表示质量为_______的物体受到的重力 为_______ （3）方向:________________，利用重力的方向可以制成铅垂线，水平仪 （4）重心 对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在某一个点上，这个点叫做物体的__________质地均匀 的物体的重心在物体的上___________ 3 摩擦力 （1）定义：两个相互接触的物体，当它们_______时，在_______上会产生一种阻碍_________运动的力 （2）产生的条件 ①物体间相互接触并挤压； ②接触面粗糙； ③物体间有相对运动或相对运动的趋势 （3）方向：与物体相对运动（相对运动的趋势）的方向__________ （4）分类：静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦 （5）探究影响滑动摩擦力大小的因素 1）测量原理：____________ 2）探究过程： （1）把同一木块放在粗糙程度不同的接触面上，用弹簧测力计拉动木块做_______运动，观察弹 簧测力计示数 （2）在木块上加不同质量的砝码,用弹簧测力计拉动木块在同一接触面上做匀速直线运动，观察 弹簧测力计示数 3）结论： 滑动摩擦力的大小跟压力的大小和_______有关同一接触面，压力越大，滑动摩擦力越____；压 力一定时，接触面越______，滑动摩擦力越大 （6）增大摩擦力的方法：增大_______、增大接触面______、变滚动为_____ （7）减小摩擦力的方法：减小_____、减小接触面_______、变滑动为_______（滚动轴承）、使接 触面__________（加润滑油、气垫、磁悬浮） 【提示】 （1）竖直是指垂直于水平面；垂直是指垂直于某个平面，这个平面不一定是水平面，可能是倾斜的 （2）摩擦力的方向不一定和物体的运动方向相反，有时也和物体的运动方向相同，如自行车后轮受到的 摩擦力；摩擦力有时起动力作用，如人走路 知识点3：牛顿第一定律及其惯性 1 . 阻力对物体运动的影响 （1）三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是：保证小车沿着水平面运动的_____相同 （2）实验结论：在同样条件下，平面越光滑，小车所受的阻力越_______，速度变化越__________，前进 越________ （3）伽利略推论：在理想情况下，如果表面绝对光滑，物体将以__________________ 2 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______状态或____________状态 （2）理解 ①该结论是是由实验推理概括出来的结论推理； ②“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指物体不受外力时，原来静止的物体将永远保持静止状 态，原来运动的物体将永远做匀速直线运动； ③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 3 惯性 （1）定义： 一切物体都有___________________不变的性质，我们把这种性质称为惯性 （2）影响因素 惯性的大小与物体的________有关，物体的_______越大，其运动状态越难以改变，我们就说它的惯 性越大 （3）理解 ①对任何物体，无论是运动还是静止，都具有惯性 ②惯性不是力不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”或“克服物体的惯性”，一般只能说 “具有惯性” （4）利用：如拍打尘土、体育比赛中的各种投掷项目、助跑等 （5）危害：如刹车倾倒、走路滑倒和绊倒等 知识点4：二力平衡 1 平衡状态：指物体保持_______或_________________状态 2 二力平衡 （1）定义：物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡 （2）条件 同物：作用在同一个物体上 等大：两个力大小相等 反向：两个力的方向相反 共线：两个力在同一条直线 （3）注意：二力平衡时要求四个条件同时具备、缺一不可 【提示】 （1)判断二力是否平衡既可利用二力平衡条件来判断，也可以根据物体是否处于平衡状态来确定受到的是 否是平衡力 (2)平衡力和相互作用力的区别： 一对平衡力 一对相互作用力 不同点 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上 不一定为同性质的力 一定为同性质的力 其中一个力消失，另一个力不受影响 同时产生、同时消失 相同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 考点一 力的理解 1. 力的理解 （1）施力物体和受力物体同时存在，一个物体既是实力物体，又是受力物体； （2）力不能离开物体单独存在，并且力是以成对的形式出现； （3）相互不接触的物体间也会产生力，例如：重力、磁场力等； 2. 力的作用效果： （1）力可以可改变物体的形状（或力可以使物体发生形变）； （2）力可以改变物体的运动状态； 【注意】运动状态的改变包括：物体由运动变为静止，物体由静止变为运动，物体的速度大小或方向发生 改变； 【典例1】（2023·江苏泰州·统考中考真题）小华利用饮料瓶、气球、瓶盖、吸管等制作了一个简易喷气小 车，如图所示，拔掉吸管口的塞子，气球向左喷气，同时小车会向右运动，说明物体间力的作用是 的， 也说明力能改变物体的 ，使小车前进的力的施力物体是 。 【变式1】（2023·山东临沂·统考二模）2022 年北京冬奥会，让世界见证了中国的和平、奋斗和希望。如 图所示是中国小将曲春雨奋力拼搏的一瞬间。我们看见曲春雨上身的运动服是耀眼的中国红，说明运动服 （选填“反射”或“吸收”）红光；曲春雨用力蹬冰从而获得向前的动力，这说明力的作用是 。 【变式2】（2023·湖南长沙·校考模拟预测）端午节期间，铜官窑古镇开展了赛龙舟活动，引得大量游客观 赏。船员用力向后划桨，船加速向前行，这是利用力的作用是 的，同时说明了力可以改变物体的 。 【变式3】（2022·内蒙古鄂尔多斯·统考三模）电影《夺冠》讲述了几代女排人历经浮沉却始终不屈不挠、 不断拼搏的感人故事。如图所示是在里约奥运会上朱婷跳起扣球的场景。赛场上朱婷与队友之间交流时， 声音是通过 传递给队友的；当朱婷向下用力蹬地后能迅速向上跳起，说明力的作用是 的；用力向下 扣球后，排球急速向下运动，说明力可以改变物体的 。 考点二 弹力的理解与分析 1. 弹力是指物体由于发生弹性形变而产生的力，其受力方向与物体发生形变的方向相反，其大小与形变程 度有关； 2. 绳子类问题，其拉力沿绳子的收缩方向；面接触类问题，其弹力必定垂直与接触面，支持力的作用点在 被支持的物体上，压力的作用点在被压的物体上； 3. 弹簧弹力的大小计算公式，胡克定律：F=kx，其中k 表示弹簧的劲度系数，单位：/m；x 表示弹簧的形 变量，即和弹簧的原长相比，弹簧原长的变化量； 【典例2】（2023 下·江苏南京·八年级校联考期中）一个足球放在一块长木板上，如图所示，木板和足球 均发生了弹性形变，以下说法中正确的是（ ） ．木板被压弯是由于木板产生弹力造成的 B．足球发生形变是由于足球受到了重力 ．足球受到支持力是因为木板发生了弹性形变D．木板产生的弹力就是足球对木板的压力 【典例3】（2021·山东枣庄·统考中考真题）如图甲所示，弹簧的一端挂在墙上，一人用4 的力F 拉另一端， 弹簧伸长了5m；如图乙所示，两个人分别拉该弹簧的两端，弹簧也伸长了5m，则每个人的拉力F 分别为 （ ） ．4 0 B．0 4 ．4 4 D．8 8 【变式1】（2022 下·江苏泰州·八年级校考阶段练习）如图所示，一个铁块放在一块薄木板上，下列关关 于铁块和木板受力情况的叙述正确的是（ ） ①铁块受到向上的弹力是因为铁块发生了弹性形变； ②木板受到向下的弹力是因为木板发生了弹性形变； ③铁块受到向上的弹力是因为木板发生了弹性形变； ④木板受到向下的弹力是因为铁块发生了弹性形变。 ．①③ B．①④ ．②③ D．③④ 【变式2】（2021 下·江苏无锡·八年级校联考期中）如图所示，弹簧的一端固定在墙上，在弹性限度内， 另一端用手向右拉长弹簧，且保持不动，下面有关说法不正确的是（ ） ．弹簧产生的弹力的施力物体是“弹簧” B．弹簧产生的弹力的受力物体是“手和墙” ．手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变D．手受到弹力是因为手发生了弹性形变 【变式3】（2023·广东江门·统考模拟预测）已知在弹性限度内，弹簧的伸长量 与受到的拉力 成正比， 用公式 表示，其中 为弹簧的劲度系数（k 为常数）。现有两个轻弹簧 和 ，它们的劲度系数 分别为 和 ，且 ，现按如图所示方式用它们吊起滑轮和重物，且滑轮和重物的质量均相等，不 计绳重和摩擦，则两弹簧的伸长量之比 为（ ） ． B． ． D． 考点三 牛顿第一定律的理解 1. 牛顿第一定律的理解 （1）牛顿第一定律又称惯性定律，是通过科学推理得出来的，在实验室是没办法完成的； （2）一切物体都会受到力的作用，但可以受到平衡力，当物体受到平衡力时，总保持静止或匀速直线运 动状态； （3）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； 2. 惯性的理解 （1）惯性是物体本身具有的特性，只与物体的质量有关，与物体是否运动无关； （2）惯性不是力，不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性的作用”或“克服物体的惯性”，一般只能 说“具有惯性”或“受到惯性”或“由于惯性的缘故”； 【典例4】（2023·江苏徐州·统考中考真题）子弹从枪膛里射出后，仍能向前运动，这是因为子弹（ ） ．具有惯性 B．受到推力 ．受到重力 D．不受力 【即时检测1】（2023·广东惠州·惠州市华侨中学校考模拟预测）“复兴号”高铁在启动离站的加速过 程中，其惯性（ ） ．持续变大 B．先不变后变大 ．始终不变 D．先变大后不变 【即时检测2】（2023·广西南宁·南宁市第二十六中学校考三模）如图所示，虚线是小华抛出的皮球落 地后又弹起的运动轨迹，当皮球运动到最高点时，若它所受外力突然全部消失，则皮球将（ ） ．保持静止 B．做匀速直线运动 ．自由下落 D．沿着虚线轨迹运动 【典例5】（2023·西藏·统考中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，实验装置如图所示。 （1）实验过程中，让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下，其目的是使小车进入水平面时的 相 同； （2）让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动，最终小车静止时的位置如图所示，可观察到小车在 表 面滑行的距离最远，由此可得出：小车受到的阻力越 ，速度减小越慢。进一步推理可得：如果小车运 动时受到的阻力为零，速度就不会减小，小车将保持 运动状态； （3）冰雪天气路面湿滑，阻力较小，结合该实验结论，开车时应 才能保证行驶安全（写出一个合理答 即可）。 【即时检测1】（2023·河北邯郸·校考二模）小明发现：滑板车在沿水平方向运动时，如果不再蹬地， 它最终就会停下来。实验小组的同学就这一现象讨论的过程中，出现了两种观点。一种观点认为：运动需 要力来维持；另一种观点认为：运动不需要力来维持。两种观点相持不下，于是他们准备通过实验来研究 这个问题。他们准备如图所示的实验装置，让小车从斜面顶端由静止滑下，分别在几种粗糙程度不同的木 板上运动，观察和比较小车滑行的距离。 （1）实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是： ； （2）实验中发现：小车在粗糙的木板上滑行的距离最短，在较光滑的木板上滑行的距离最远，这说明小 车受到的阻力越小，速度减小得越 （选填“快”或“慢”）。由此他们联想到雨天驾驶汽车应该 （选填“增大”或“减小”）汽车之间的距离； （3）实验小组的同学们根据实验现象得出实验结论； 。 【即时检测2】（2023·辽宁鞍山·统考一模）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，让 小车分别从斜面顶端由静止下滑。 （1）实验中每次让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始运动时 ； （2）当小车沿水平面运动时，共受到 个力的作用（忽略空气阻力）； （3）实验表明：表面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越 ； （4）通过以上实验推理得出：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将 运 动； （5）在大量经验事实的基础上，牛顿通过符合逻辑的推理总结出了牛顿第一定律。牛顿第一定律告诉了 我们物体的运动 （选填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来 不变的性质。 考点四 平衡力与相互作用力的判断 1. 平衡力和相互作用力的区别 一对平衡力 一对相互作用力 不同点 作用在同一个物体上 分别作用在两个物体上 不一定为同性质的力 一定为同性质的力 其中一个力消失，另一个力不受影响 同时产生、同时消失 相同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 【典例6】（2023·湖南邵阳·统考中考真题）2023 年5 月5 日，在亚洲举重锦标赛女子49 公斤级比赛项目 中，我国选手蒋惠花包揽“抓挺总”三金。如图为蒋惠花手举杠铃保持静止时的情景，下列属于一对平衡 力的是（ ） ．蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃所受的重力 B．杠铃对蒋惠花的作用力和杠铃的受的重力 ．蒋惠花对杠铃的作用力和地面对蒋惠花的支持力 D．蒋惠花对杠铃的作用力和杠铃对蒋惠花的作用力 【即时检测1】（2023·山东临沂·统考一模）如图所示，民警正脚踏“风火轮”执勤。下列说法正确的是（ ） ．当民警驾驶“风火轮”原地匀速转弯时，民警的运动状态保持不变 B．当民警驾驶“风火轮”加速行驶时，相对“风火轮”民警静止，所以民警“受力平衡” ．遇到紧急情况时，“风火轮”不能马上停下，因为一切物体都有惯性 D．民警站在“风火轮”上静止时，民警受到的重力和“风火轮”对他的支持力是一对相互作用力 【即时检测2】（2023·江苏无锡·统考一模）北京冬奥会短道速滑男子1000 米比赛中，中国选手任子威获 得金牌。图甲是他通过弯道，图乙是他获胜后站立在水平赛场中央欢呼的情形。下列说法正确的是（ ） ．通过弯道过程中他处于平衡状态 B．图甲中他的手对冰面的压力是他的手形变产生的 ．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力 D．站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力 考点五 摩擦力的理解与分析 1. 摩擦力的分类： 2. 摩擦力的理解 （1）静摩擦力 ①产生条件：接触面是粗糙的；相互接触并挤压（即有压力）；有相对运动的趋势（想发生而为发 生）； ②摩擦力的方向：与物体相对运动趋势方向相反； ③大小：与静摩擦平衡的外力又关； （2）滑动摩擦力 ①产生条件：接触面是粗糙的；相互接触并挤压（即有压力）；发生了相对运动； ②方向：与相对运动方向相反； 【典例7】（2023·四川泸州·统考中考真题）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，以下判断正确的是（ ） ．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 ．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 【即时检测1】（2023·广东深圳·深圳市龙岗区香港中文大学（深圳）附属知新学校校考三模）如图所示， 物体、B 叠放在水平地面上，对施加水平向右的拉力F，、B 一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的 是（ ） ．物体受的摩擦力向右，大小为F B．物体B 受到的重力和桌面给它的支持力是一对平衡力 ．物体B 水平方向受到两个力的作用 D．将力F 撤去后，物体还可以向右运动一段距离，是受到了惯性的作用 【即时检测2】（2023·广东惠州·惠州一中校联考一模）如图所示，水平桌面上的小车上放一木块，木块随 小车在重物的牵引下一