初二物理竞赛第7讲运动和力、二力平衡教师版

7运动和力、二力平衡漫画释义知识互联网13模块一：牛顿第一定律（惯性）知识导航伽利略实验实验过程: 光滑滑轨, 每次从同一高度由静止下滑,最终会滑到相同高度推论: 运动的物体, 如 果受到的阻力为零(导 轨水平), 它的速度将 不会减慢, 将以恒定不 变的速度永远运动下 去研究“力和运动” 实验小车从斜面同一高度由静止释放,滑入不同粗糙程度的水平面, 小 车受到的阻力越小, 能滑行的距 离越远推论 : 若水 平面 阻力 为零, 小车将一直匀速 直线运动下去牛顿第一定律一切物体在没有受到外力作用的时候, 总保持匀速直线运动状态或静止状态,这叫牛顿第一定律, 也称为惯性定律惯性一切物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质, 这种性质叫惯性惯性是一种性质, 不是力; 一切物体都有惯性; 质量越大, 惯性越大夯实基础【例1】 在水平桌面上铺上粗糙程度不同的材料(如毛巾、棉布、木板等), 让小车从斜面顶端由静止开始滑下, 三次实验现象如图所示, 比 较小车沿水平面运动的距离请你观察实验现象思考后回答:(1)为了得出科学结论, 三次实验中应使小车进入水平面时的速 度 ( 选填 “ 相等 ” 或 “ 不等 ”), 即 小 车 应 从 斜 面 上 的 处由静止释放;(2)结论: 水平面越光滑, 小车运动的距离就会越 , 说明 小 车 受 到 的 阻 力越 , 小 车 的 速 度 变 化 的 越 .(3)推理: 如果运动的物体不受外力的作用, 它将 .【答案】(1)相等 同一高度; (2)远小慢 (3)保持匀速直线运动直接证明牛顿第一运动定律的实验室虽然是不能做出来的, 但是可以经过科学推理而得出, 因此该定律是正确的.【例2】 对于牛顿第一运动定律, 下列说法正确的是()A. 直接证明牛顿第一运动定律的实验是做不出来的, 因此该定律不能肯定是正确的B直接证明牛顿第一运动定律的实验室虽然是不能做出来的, 但是可以经过科学推理而得出, 因此该定律是正确的C. 直接证明牛顿第一运动定律的实验室可以做出来的, 因此该定律是肯定正确的D. 选用优质的实验器材, 一定能用实验来直接证明该定律【答案】B【例3】 关于惯性, 下面说法中正确的是()A. 物体静止时不容易推动, 说明物体静止时比运动时惯性大;B. 物体在速度大时不容易停下来, 说明物体在速度大时比速度小时惯性大;C. 物体受力越大, 运动状态改变越快, 说明物体受力大时比受力小时的惯性大; D. 惯性是物体的特有性质, 一切物体无论处于什么状态都有惯性.【答案】D【例4】 (多选) 下列说法中属于利用惯性的是() A. 拍打被子或衣服, 抖落灰尘B. 跳远运动员助跑C. 斧头松动, 将斧子倒立在石头上敲一敲, 使斧头牢牢地套在斧柄上D. 汽车突然启动车, 乘客身体向后摔倒 ABCD【答案】ABC下列几例中, 为了克服惯性影响的是()A.冬天行驶的汽车轮上装铁链;B.100 米跑道终点区要留有空地;C.保持火车匀速前进要施加牵引力;D.汽车上坡要加大油门.【答案】B【例5】 如图(a)所示, 木块与小车一起做匀速直线运动, 当小车的运动状态发生变化时, 木块的状态 如图(b)所示把木块换成盛有水的烧杯, 重复上述过程, 烧杯中水面的状态分别如图(c)和(d) 所示由图(a)、(b)或图(c)、(d)可知: 小车运动状态变化的可能情况是 (请 将两种可能的情况填写完整)得到上述结论是利用了木块和水都具有 的性质【答案】向右运动速度减小或向左运动速度增大保持原来运动状态不变能力提升【例6】 运输液体货物的槽车, 液体上有气泡如图所示当车开动时, 气泡将向 运动; 刹车时 气泡将向 运动, 其原因是 【答案】前; 后; 气泡、液体都具有惯性, 液体质量更大, 惯性更大.【例7】 请用简要的语言解释这两种现象的原因.【答案】慢拉时: 由于石块有重力, 上面的绳子承受的拉力大于下面绳子的力, 所以上面绳子先断 快拉时: 由于石块质量比绳子大, 所以具有较大的惯性, 拉动绳子瞬间, 石块由于惯性, 保持原来静止状态, 这时上面绳子受到的拉力就会很小, 所以下面绳子先断实验欣赏:打不断的纸圈杆断碗不翻补充说明: 教师可以演示实验, 将两个纸条平行放置桌边, 一半露出桌外, 上面横着搭一 根筷子, 用手指迅速将筷子敲掉, 纸条仍然在桌边没有掉下来. 这些现象在高中用冲量或 者牛二定律来解释.【例8】 小华爱好体育, 他总是在想一个问题: 地球自西向东转, 在跳远的时候, 是 面朝东还是面朝西能跳出更好的成绩呢? 请你结合自己学过的知识帮他分 析一下吧.【答案】因为小明具有惯性, 起跳前与地球初始速度一样, 又以地面为参照物, 所以面冲哪个方向没 有影响.例如: 在匀速行驶的火车上, 某乘客发现头上的天花板上有一滴水要滴落, 他思考是否要 躲呢? 会不会由于火车向前行驶, 水滴就落在后面人的头上呢?【例9】 关于运动和力的关系, 下列说法正确的是() A物体受力不变, 运动的快慢和方向就不变 B物体受到力的作用, 运动状态一定改变 C物体运动状态发生变化, 一定受到了力的作用 D竖直向上运动的物体, 受到的合力的方向一定竖直向上【答案】C【例10】如图所示, 小车在水平面上向右匀速行驶, 车厢内固定一木桌, 桌面 水平光滑, 桌面上放着物体 M 和 m, M 的质量较大在车突然停止时, 两物体会由于惯性而运动, 当它们离开桌面前( )A一定相撞B一定不相撞C不一定相撞D条件不足, 无法判断【答案】B【例11】飞机水平匀速向西飞行, 从飞机上间隔相等的时间内后落下 a、b、c 三个小球, 若不计空气作 用地面上的人看到三个小球在空中的排列位置应是图中的()A甲图B乙图C丙图D丁图甲乙丙丁【答案】C拓展: 上题中, 小球落地后间隔均匀排列;飞机抛物, 可以拓展参照物问题:例如: 飞机匀速行驶, 一个小朋友将拿着苹果的手探出窗外, 松手后, 不计空气阻力, 地面上的人看 到苹果 做抛物线运动, 飞机上的小朋友看到苹果竖直向下加速运动模块二：二力平衡知识导航平衡力如果物体受到几个力作用, 而处于平衡状态, 那么这几个力相互平衡, 叫作平衡力二 力 平 衡 条件同体(作用在同一物体上)、等大、反向、共线区分“二力平 衡 ” 与 “ 相互 作用力” 相互作用力: 甲对乙的力与乙对 甲的力(与状态无关) 二力平衡: 同一个物体受力, 且 这两个力使物体处于平衡状态举例: 物体对地面的压力与地面对物体的支持力相互作用力 物块所受重力与地面对物体的支持力 平衡力多力平衡若物体受到几个力而处于平衡状态, 则这几个力合力为 0, 如图F1 = F2 + F3夯实基础【例12】如图, 在探究二力平衡条件的实验中(1)把小车放在 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上, 向两端的小盘里加砝码, 当两 盘砝码的质量 (选填“相等”或“不相等”)时, 小车静止(2)保持两盘砝码的质量相等, 将小车在水平桌面上转动一个小角度后释放, 观察到小车会发 生转动当小车重新恢复到原来的静止状态时, 拉力 F1、F2 作用在 (3)当小车恢复到静止状态时, 将小车向左推动一段距离后放手, 小车将 (向左运 动、向右运动、静止)【答案】(1) 光滑相等(2)同一条直线上(3)向左运动教师拓展悬挂法找重心ABDABCE【例13】用 50N 竖直向上的力提一放在桌面上质量为 6kg 的物体, 这时物体所受的合力为 牛, 所受 桌面的支持力是 牛(取 g=10 牛/千克)【答案】0 ;10教师引导题目: 在光滑水平面上的物体同时受到大小相等、方向相反的两个力的作用, 则该物 体的运动状态是()A恰好静止B可能向任意方向运动 C只能以一定的速度做匀速直线运动D只能沿两个力的方向做匀速直线运动【答案】B能力提升【例14】如图所示, 在光滑的水平地面上, 一物体在拉力的作用下做匀速直线运动, 则这个拉力可能 的方向是()【答案】A【例15】(多选) 起重机钢绳吊着重为 G 的货物上升时, 钢绳的拉力为 T1, 下降时钢绳的拉力为 T2则 当货物()A上升时, T1 一定大于 GB下降时, T2 一定小于 GC匀速上升或下降时,T1 = T2 = GD所受重力 G 和拉力 T1 或 T2 的合力为零时, 货物将保持原有的运动状态 不变【答案】CD【例16】(多选)静止在水平桌面的小球, 在下列说法中, 正确的是() A球受到的重力和球对桌面的压力是一对相互作用力 B桌面对球的支持力和球对桌面的压力是一对相互作用力 C球所受的重力与球对桌面的压力是一对平衡力 D球受到的重力和桌面对球的支持力是一对平衡力【答案】BD【例17】请指明下列说法中的力是一对什么力: 相互作用力平衡力什么都不是. 如图, 人坐在吊篮里(双脚离地), 则:(1) 人所受重力与人对吊篮的压力 (2) 人所受重力与吊篮对人的支持力 (3) 人对吊篮的压力与吊篮对人的支持力 (4) 吊篮上方的绳子对吊篮的拉力与吊篮的重力 (5) 吊篮上方的绳子对吊蓝的拉力与吊篮和人的总重力 【答案】 (1)(2)(3)(4)(5)模块三：运动和力的关系（加速与减速）知识导航物体所受合力情况物体运动状态合力为零物体保持静止或者匀速直线运动状态合力与速度同向物体加速直线运动合力与速度反向物体减速直线运动 物体加速还是减速与物体所受合力大小的变化没有关系夯实基础【例18】如图所示,猴用水平向左的力 F = 20N 拉车加速运动,则车对猴的拉力 (大于, 等于, 小于) 20N , 此时车所受阻力 (大于, 等于, 小于) 20N .【答案】等于小于【例19】站在电梯里的小捷同学, 脚下放了一个体重秤, 电梯上升过程中, 她低头一看体重秤, 发现自 己比平时重了, 请你分析一下, 此时电梯在匀速、加速还是减速上升?【答案】 加速上升能力提升【例20】如图所示, 物体 A 重为 G , 放在升降机中, 底板对它的支持力为 N 请指出在下列各种情况 中, 底板对 A 的支持力的大小与 G 的关系.(1)升降机匀速上升时,(2)升降机加速上升时, (3)升降机减速上升时, (4)升降机加速下降时, (5)升降机减速下降时,N G N G N G N G N G 【答案】=【例21】(多选) 同学们在学习运动和力的关系时, 了解到物体运动时所受空气阻力的大小与物体运动 快慢有关, 物体运动越快, 受到的空气阻力越大同学们认真观察了竖直向上抛出的篮球的运 动情况, 并讨论了篮球从抛出到落回地面的过程中的受力情况, 下面几种看法中正确是( ) A刚抛出时篮球受到的合力最大B落地前瞬间篮球受到的合力最小 C整个运动过程中, 篮球所受合力先减小后增大 D整个运动过程中, 篮球所受合力先增大后减小【答案】AB实战演练【练1】 如右图为农用扬场机的示意图谷物脱粒后, 谷粒, 糠皮及 少量碎石的混合物在快速转动的轮 W 和皮带 B 的带动下被 抛出, 谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同, 从而形成 1、2、 3 三堆, 达到分离的目的其中 1 是 , 2 是 【答案】1 处是糠皮, 2 处是谷粒可以从惯性角度解释【练2】 摩托车做飞跃障碍物的表演时, 为减少向前翻车的危险, 下列说法正确的是() A应该前轮先着地B应该后轮先着地 C应该前后轮同时着地 D哪个轮先着地与翻车的危险没有关系【答案】B【练3】 一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下. 对于跳车的方法, 以 下四种方案中最安全的是()A脸向车后并相对于车向后跳B脸向车后并相对于车向前跳 C脸向车前并相对于车向后跳D脸向车前并相对于车向前跳【答案】C【练4】 一氢气球下系一重为 G 的物体 P, 在空中做匀速直线运动如不计空气阻力和风力影响, 物体 恰能沿 MN 方向(如图中箭头指向)斜线上升图中 OO 为竖直方向则在图中气球和物体 P 所处的情况正确的是( )【答案】B【练5】 跳伞运动员跳伞时, 下列做法正确的是() A跳出舱门后马上开伞B跳出舱门后过一会儿开伞 C临近地面时再开伞D随时随地开伞【答案】B伽利略的斜面实验斜面实验在现在看来非常简单: 只要测量斜面上铜球滚下相同距离所需要的时间就可以. 伽利略发现铜球滚下 1/4 距离所需要的实验正好是全程时间的一半, 最终确认铜球滚下的距离 与所用的时间平方成比例, 并且对于不同高度的斜面均能成立. 由此可以推广到 90斜面, 即 自由落体运动, 物体下落高度应该和所用的时间平方