1、第第 6 讲讲 运动和力运动和力 课标要求 考试细则 【课程内容】 1.知道对物体运动的描述与所选的参照物有 关。 2.了解速度的定义和单位，能用速度描述物体 的运动，能用速度公式进行简单计算。 3.举例说明二力平衡的条件和力是物体运动状 态变化的原因。 4.描述牛顿第一定律，能用惯性解释有关的常 见现象。 【活动建议】 1.观察周围物体的运动；比较物体运动的快慢。 2.查阅有关牛顿的生平和成就的资料并进行交 流。 3.探究为什么运动的物体会停下来。 1.运动的描述与参照物 (1)描述参照物的概念； (2)知道运动和静止是 相对的。 2.速度 (1)描述匀速直线运动；(2)知道速度的概念； (
2、3)知道速度的单位； (4)应用速度公式进行简 单的计算。 3.二力平衡 (1)概述二力平衡的概念； (2)说明二力平衡的 条件；(3)应用二力平衡条件解释有关现象； (4)根据物体的受力情况，解释物体运动状态 变化的原因。 4.牛顿第一定律 (1)描述牛顿第一定律的内容； (2)概述惯性的 概念；(3)用惯性解释有关常见现象。 一、 核心知识点 1参照物：平时所说的运动或静止，虽然没有指明参照物，但都有默认的参照物，通常 是地面或地面上的建筑物等。为了便于研究机械运动，我们可以选取更合适的参照物。机械运 动是指某物体相对于参照物位置发生变化，也称运动；若相对于参照物其位置不变，则称为相 对静
3、止。 2速度：物体在单位时间内通过的路程叫速度，速度公式 vs t，其中 v、s 和 t 三个量必 须指的是同一段运动过程，而且单位要统一。若速度(v)的单位是米/秒，则路程(s)和时间(t)应 分别为米和秒；若速度(v)的单位是千米/时，则路程(s)和时间(t)应分别为千米和小时。 3力和运动的关系：力可以改变物体的运动状态。若物体的运动状态发生改变，则物体 一定受到非平衡力。力不是维持物体运动的原因，物体能够继续运动是由于惯性。 4惯性与运动：惯性是指物体具有保持原来运动状态的性质，所有物体都具有惯性。物 体能否保持运动状态不变，取决于受力情况：若受力平衡(或不受力)，则物体的运动状态不
4、变；若物体受非平衡力作用，则其运动状态发生改变。惯性不是力，而是物体的固有属性。 5二力平衡：二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、作用 在同一直线上。当物体处于二力平衡时，物体的运动状态是静止或匀速直线运动。判别两个力 是否是一对平衡力可根据二力平衡的条件，或者看受力作用的物体的运动状态。 二、 难点 1用速度公式进行简单的计算。 2应用二力平衡条件解释有关现象。 3根据物体的受力情况，解释物体运动状态变化的原因。 三、 易错点 1运动和静止的相对性：对于不同的参照物，物体运动状态是不一样的。例如：公路旁 的树木、房子相对于地面是静止的；若以太阳为参照物，由于地球的自转
5、和公转，树木、房子 是运动的。自然界中一切物体都在运动，绝对不动的物体是没有的。 2路程的确定：一般情况下不计运动物体本身的长度，即总路程等于物体的移动距离。 当物体的长度相对于移动距离不能忽略时，则总路程应考虑物体的长度。 3速度大小的比较：比较速度大小有多种方法，除相同时间比较路程和相同路程比较时 间外， 还可以根据相关的信息直接得出速度的大小关系，在此要特别注意的是比较物理量的大 小时，单位要统一，这样才能进行比较，单纯的数值比较没有意义。 4对惯性的理解：惯性是物体本身具有的属性，任何情况下都是具有的。惯性大小只与 质量有关，有时没有感受到惯性，不是没有，而是没有通过相关现象表现出来。
6、 5受力分析与状态分析：力可以改变物体的运动状态。若物体的运动状态发生改变，则 物体一定受到非平衡力；若物体的运动状态未改变，则物体受力平衡。 1. 一列火车以 72 千米/时的速度通过一个隧道，共用了 40 秒，已知火车长 100 米，求： (1)隧道的长； (2)整列火车在隧道内的时间。 解：火车的长 l100 米，火车的速度 v72 千米/时20 米/秒，整列火车通过隧道的时间 为 40 秒，设隧道长为 s0。 (1)整列火车通过隧道时火车行驶的路程 ss0l，且 svt，即 vts0l，所以隧道长 s0 vtl20 米/秒40 秒100 米700 米。 (2)整列火车在隧道里行驶的路程
7、 ss0l，且 svt，即 vts0l，所以整列火车在隧 道内的时间 ts 0l v 700米100米 20米/秒 30 秒。 答：(1)隧道长是 700 米；(2)整列火车在隧道内的时间是 30 秒。 【试题解析】 分析清楚什么是火车通过隧道的时间，什么是整列火车在隧道内的时间是解 题的关键。如图所示，火车通过隧道的时间是从车头进入隧道开始至车尾离开隧道结束。整列 火车在隧道中的时间就是从车尾进入隧道至车头离开隧道的时间。 【命题意图】 此题考查学生根据实际情景获取路程、时间等物理量数据的能力，能够借 助速度公式进行未知量的计算。 2. 甲、乙两小车在水平面上同时同地反向做直线运动，它们的
8、st 图像如图所示，则下列说法错误的是( D ) A当两车运动时间均为 6 秒时，甲、乙两车相距 0.9 米 B甲、乙两车均做匀速直线运动 C甲、乙两车的速度之比为 21 D运动到第 6 秒时与第 2 秒时相比，甲、乙两车的运动状态 都发生了改变 【试题解析】 运动到第 6 秒的时候，甲车距离起点 0.6 米，乙车距离起点 0.3 米，因为它 们是同时同地反向运动的，所以，相距 0.6 米0.3 米0.9 米。由图像可知，甲车速度为 0.1 米/秒，乙车速度为 0.05 米/秒。速度的大小和方向均没有改变，所以，运动状态始终不变。 【命题意图】 此题考查学生通过图像获取有效信息的能力，借助速度
9、公式进行计算与比 较，得出结论。 3. 一个木箱漂浮在河中，随平稳的河水向下漂去。在木箱上游和下游各有一条小船，两 船到木箱的距离相等，且同时划向木箱，若两船在静水中划行的速度相等，那么( C ) A上游的小船先捞到木箱 B下游的小船先捞到木箱 C两船同时到达木箱处 D条件不足，无法确定 【试题解析】解这道题，许多人习惯上是选河岸为参照物。现在我们也先以河岸为参照物 来解这道题。设水流的速度为 v0，小船在静水中的速度为 v，则上游小船驶向木箱的速度为 v1 v0v，下游小船驶向木箱的速度 v2vv0。若两船开始时离木箱的距离为 s，则上游的小 船追上木箱的时间 t1sv 0t1 v1 ，整理
10、得 t1s v；下游小船迎到木箱的时间 t2 sv0t2 v2 ，整理得 t2 s v，则 t2t1，故两船同时到达木箱。 若我们在解题时能换一个方向思考，以水为参照物，则木箱相对于流水是静止的，两船相 对于流水的速度是相同的，都是 v，两船到木箱的距离都是 s，所以两船到达木箱的时间 t1 t2s v。正如一个物体掉在地上，在物体东西两侧相距 s 的甲、乙两人同时以相同的速度向它走 去， 他俩到达这个物体的时间是相等的， 不会因为地球自西向东的自转而使西边的人多花时间， 也不使东边的人少花时间，这是人们熟知的常识。 点评：从上面的分析和解答过程中我们可以体会到，单凭初浅的直觉，不仔细分析引起
11、变 化的原因，是容易犯错误的。而改变我们习惯的思考方式，换一个角度看问题，会使复杂问题 变得很简洁。 【命题意图】 此题考查参照物的选取，运动与静止都是相对的，速度也存在相对值。 4. 一个热气球吊着一个重物以 2 米/秒的速度匀速上升。在上升的过程中，吊重物的绳子 突然断裂，绳子断开后重物将( D ) A立即匀速下落 B立即下落，且速度越来越大 C由于惯性，重物仍以 2 米/秒的速度匀速上升 D先上升一段距离后再下落，下落时速度越来越大 【试题解析】 绳子断开以前，重物与气球一起上升，具有 2 米/秒的上升速度，绳子突然 断开时，重物由于惯性仍具有 2 米/秒的上升速度，但重物只受到重力作用
12、，且重力的方向与 物体上升的方向相反，所以物体立即开始做减速运动，上升一段距离后，速度减小到零，这时 重物达到了最高点，随后重物在重力的作用下开始下落，由于下落过程中，重力的方向与其运 动方向是一致的，所以下落的速度越来越大。因此本题的正确答案是 D。 点评：解答此类问题的基础是正确理解惯性、力和运动的关系。明确研究对象，全面、正 确分析物体受力情况的变化和运动状态的变化是解题的关键。 【命题意图】 此题考查惯性与运动的关系。物体能否保持运动状态不变，取决于受力情 况，受力分析是关键。 5. 在水平放置的密闭的玻璃瓶中间有一个气泡，如图所示，当突然用力将玻璃瓶向左推 动时，瓶中的气泡将( B
13、) A向右移动 B向左移动 C保持静止 D无法判断 【试题解析】本题是一道与惯性现象有关的题目，许多同学一看到题中“气泡”将怎样运 动， 就会选气泡为研究对象， 认为当瓶子受到力的作用向左运动时， 气泡由于惯性要保持静止， 于是气泡将向右运动，而误选为 A。 事实上，决定气泡运动方向的原因不是气泡本身，而是瓶内的水。当瓶子向左运动时，瓶 内的水由于惯性要保持静止，这时水相对瓶子要向右移动，水的移动迫使气泡向左运动，所以 正确的选项应是 B。 当然这道题也可以这样去考虑：瓶中的水和气泡都有惯性，当瓶向左移动时，它们都要保 持静止。 但由于水的质量远大于气泡的质量， 水的惯性远大于气泡的惯性， 所
14、以当水向右移动， 而挤压气泡时，就迫使惯性很小的气泡向左运动。 【命题意图】 此题考查惯性与质量的关系。 6. 小明经常与同学进行爬杆比赛，如图甲，在某次比赛中，小明向上爬的速度时间图 像如图乙，但他所受摩擦力时间图像漏画了一部分(如图丙)，若将其补充完整，应是下列选 项中的( C ) A. B. C. D. 【试题解析】 由题意知，人爬杆时受到了竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力这两个力的 作用，由图乙可知：0t1时间内，人加速向上运动，所以 FG；t1t2时间内人在做匀速直 线运动， 所以人受到的重力和摩擦力是一对平衡力， 即 FG； t2t3时间内人在减速向上运动， FG； 由以上分析 t
15、1t2时间内，摩擦力应不变；分析可知，0t1时刻受到的摩擦力最大，t2 t3时间内受到的阻力最小，t1t2时间内受到的阻力处于二者之间，故 C 正确。 【命题意图】 此题考查力与运动的关系，平衡力对应平衡状态，非平衡力对应运动状态 改变。 7. 如图所示， 在皮带传送装置将工件 M 从下方匀速地送到上方的 过程中， 工件 M 受到几个力的作用？画出它的受力示意图。 【答案】 【试题解析】 有些同学看到工件从下方“匀速”送到上方，就错误地认为工件只受到两 个力的作用：一个是重力，一个是传送带的支持力，并认定这两个力是一对平衡力，所以工件 做匀速运动。 他们的分析错在哪儿呢？他们没有注意到工件受到
16、的重力是竖直向下的，传送带 的支持力是垂直于传送带向上的，这两个力不在同一直线上，且大小也不相等，彼此不能互相 平衡。因此，工件在传送带上存在着一个向下滑的趋势，工件没有向下滑的原因是工件还受到 传送带作用在它上面的静摩擦力，正是这个静摩擦力才使工件随传送带一起向上匀速运动。 所 以工件一共受到三个力作用：重力 G、支持力 N 和静摩擦力 f，这三个力互相平衡，受力示意 图如下图。 【命题意图】 此题考查学生根据实际情景分析受力，并作出示意图的能力。 8. 如图所示，A、B 两物体所受重力都等于 10 N，同时有 F1 N 的两个水平力分别作用在 A 和 B 上。A 和 B 均静止，则地面对B
17、和 B 对 A 的摩擦力分别为( C ) A10 N 1 N B1 N 10 N C0 N 1 N D0 N 2 N 【试题解析】 物体 A、B 均处于静止状态，因此受力平衡。A 受到水平向右的拉力 1 N， 则必受到 B 对 A 的向左的静摩擦力 1 N； 因为力的作用是相互的， A 对 B 也有向右的静摩擦力， 因此，B 在水平方向上，受到向左的拉力 F1 N 和向右的摩擦力 1 N，故可得地面对 B 没有 摩擦力。此题也可以将 A、B 看作一个整体，受到向右、向左各 1 N 的拉力，所以，地面对 B 的摩擦力为 0。 【命题意图】 此题考查受力分析的对象选择。当出现多个物体的系统时，需要整体受力 分析与单一受力分析。
