1、第4课时力与运动一、参照物(a)判断物体运动或静止时被选为作标准的物体叫做参照物。参照物的选择可以是任意的，当物体被选为参照物后，就假定它是静止的。选择不同的参照物来分析同一物体的运动情况，会得出不同的结论，所以运动和静止是相对的。二、机械运动(a)1机械运动：物体在空间位置上的变化。机械运动包括直线运动和曲线运动。直线运动又可分为匀速直线运动和变速直线运动。物体做匀速直线运动时在相同的时间内通过的路程相等。物体做变速直线运动时在相同的时间内通过的路程不相等。2比较物体运动快慢的两种方法：比较相同时间内通过的路程或比较通过相同的路程所用的时间。三、速度(c)1速度概念：物体在单位时间内通过的路
2、程叫速度。速度可以定量地描述物体运动的快慢。2速度公式：速度，即：v。3速度的主单位：米/秒，单位符号：m/s。常用单位还有：千米/时，单位符号：km/h。常见单位间的换算：1m/s3.6km/h。4描述变速直线运动时可用平均速度来描述物体运动的快慢，即：。四、牛顿第一定律(又叫惯性定律)(b)1阻力对物体运动的影响：让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法)，是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度；阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转换法)。2牛顿第一定律的内容：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。3牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理
3、得出的，它不可能用实验来直接验证。4物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。【知识拓展】1牛顿第一定律是指物体在不受外力作用时的状态，而惯性是物体保持原来状态的一种性质，所以牛顿第一定律与惯性是有区别的。一切物体都具有惯性。2惯性不是力，不能说惯性力的作用，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。五、二力平衡(c)1物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。2二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果_大小相等_、_方向相反_、_作用在同
4、一直线上_(同物、等大、反向、同线)，这两个力就相互平衡。3二力平衡条件的应用根据受力情况判断物体的运动状态：当物体不受任何力作用时或受到平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。根据物体的运动状态判断物体的受力情况：当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时，物体不受力或受到平衡力。当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时，物体受到非平衡力的作用。【知识拓展】1在判断物体受平衡力时，要注意运动的方向性，先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平 衡力。2解题的过程中
5、，常常被忽略的一个条件是一对平衡力中的两个力必须作用在同一个物体上。3力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。类型一机械运动与参照物典例 杭州中考两列火车如图所示，西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶，如果以地面为参照物，则下列说法正确的是(B)图41A若西子号向东行驶，则和谐号一定静止B若西子号向东行驶，则和谐号一定也向东行驶C若西子号静止，则和谐号可能向西行驶D若两车都向西行驶，则西子号行驶得较慢【解析】 西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶，如果以地面为参照物，有如下情况：一、若西子号向西行驶，和谐号可以较慢速度向西行驶或静止或向东行驶；二、若西子号静止，和
6、谐号一定向东行驶；三、若西子号向东行驶，和谐号一定以更快速度向东行驶。图42跟踪训练 至2018 年 6 月 27 日止，2018年我国已经圆满完成了18次航天发射任务！我们用半年的时间完成了去年一年的发射数量。6月27日在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将新技术试验双星发射升空，卫星进入预定轨道。对长征二号丙运载火箭带着卫星升空过程分析合理的是(A)A以“长征二号”为参照物，发射架向下运动B以运载火箭为参照物，搭载的卫星向上运动C以运载火箭为参照物，搭载的卫星向下运动D火箭升空过程中做匀速直线运动【解析】 搭载的卫星与长征二号运载火箭是一起向上运动的，两者相对静止。火箭升空过程中的
7、初始阶段是做加速运动的。类型二物体的运动典例 汽车以6m/s的速度匀速驶上长为60m的斜坡，经10s到达坡顶，接着又以10m/s的速度从坡顶沿原路匀速返回，经6s到达坡底，该汽车在上下坡全程中的平均速度是(A)A7.5m/s B8m/sC6.25m/s D3.75m/s【解析】 平均速度等于总路程除以总时间。总路程s60m60m120m，总时间t10s6s16s，汽车上下坡全程的平均速度7.5m/s。跟踪训练12018台州某同学乘坐高铁，看到车厢内显示的车速为216km/h。他估测车厢通过隧道用了10s，则隧道长度约为(B)A60m B600m C2160m D7776m【解析】 本题注意单位
8、统一和换算。v216km/h60m/s，svt60m/s10s600m。22018黄石如图是两物体做直线运动的st图像，分析图像，下列选项中正确的是(C)图43A两物体从同一地点出发B两物体往同一方向行驶C两物体在t10s时刻相遇D两物体运动速度大小相等，都是5m/s【解析】 由图像可知，两物体的st图像都是一条斜线，表示两物体均做匀速直线运动；当t0时，一条线在100m处，另一条线在0m处，说明两物体不是从同一地点出发；两条线中，一条随时间的增加路程增大，另一条随时间增加路程减小，说明两个物体运动方向相反；两线的交点表示在同一时刻，且位置相同，则两物体在t10s时刻相遇；由图像知，上面的线代
9、表的物体在10s内运动了100m50m50m，其速度为v15m/s；下面的线代表的物体在10s2s8s内运动了50m，其速度为v26.25m/s。类型三牛顿第一定律与物体的惯性典例 2018宁波在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。图44(1)小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的_初速度_相同。(2)小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在_不受任何阻力(或不受摩擦力)(合理即可)_的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利
10、略曾采用类似的方法得出相同的推论。跟踪训练 2018德阳在水平轨道上有一辆实验车，其顶部装有电磁铁，电磁铁下方吸有一颗钢珠。在实验车向右匀速直线运动的过程中，钢珠因断电下落。如图是描述钢珠下落的四个示意图，图中虚线表示钢珠下落的路径。以实验车为参照物，正确描述钢珠下落路径的示意图是(B) A B C D【解析】 钢球随实验车在水平轨道上匀速向右行驶，当它落下前，速度与实验车的速度相同；当它下落时，由于惯性，水平方向上的速度不变，但竖直方向上受到重力，因此以实验车为参照物时，钢珠竖直下落，最终落在其原始位置正下方。类型四二力平衡典例 2018枣庄如图所示，小丽用力F把一木块压在竖直墙面上静止，现
11、有以下受力分析，下述受力分析正确的是(C)图45小丽对木块的压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力小丽对木块的压力F和木块的重力是一对平衡力木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力A只有正确 B只有正确C只有正确 D只有正确【解析】 木块处于静止状态，在竖直方向上木块所受重力和墙对木块的静摩擦力是一对平衡力；木块在水平方向上所受压力F和墙对木块的弹力是一对平衡力；平衡力作用在同一物体上，作用力和反作用力作用在不同的物体上。跟踪训练 如图所示，已知A的重力是10N，B的重力是15N，小车向右做匀速直线运动，则小车受到的摩擦力方向向_左_，大小为_5_N
12、。若此时在右侧再增加一个大小为1N的力，小车所受的摩擦力为_5_N。图46【解析】 摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。因为小车做匀速直线运动，所以受到平衡力的作用，即GAfGB，fGBGA15N10N5N；摩擦力与压力及接触面的粗糙程度有关，所以会保持5N不变。12018绍兴义乌端午节是中华民族传统的节日，很多地方都会举行划龙舟比赛。下列有关说法中正确的是 (D)A使龙舟前进的力的施力物体是桨B以龙舟上的鼓为参照物龙舟是运动的C龙舟漂浮时所受的浮力小于龙舟的重力D停止划桨后龙舟还会继续前进是因为龙舟具有惯性【解析】 船桨对水施加向后的作用力，力的作用是相互的，水就会对船桨施加向前的作用力，所
13、以使龙舟前进的力的施力物体是水。龙舟上的鼓与船一起运动，以鼓为参照物，龙舟是静止的。龙舟漂浮时受力平衡，所受的浮力与其重力相等。物体能保持原来的静止或匀速直线运动状态是因为物体具有惯性。22018杭州大游轮向东匀速直线行驶，小金面朝游轮前进方向，在游轮上的A位置竖直向上起跳，落下时的位置在(不计空气阻力) (C)AA位置的东侧 BA位置的西侧CA位置 D以上三种情况都有可能【解析】 游轮匀速直线运动时，人从游轮甲板上竖直向上起跳，由于惯性，在水平方向上仍然保持与游轮相同的运动速度，所以会落在起跳点上。图4732018杭州如图，粗糙程度相同的水平地面上，重30N的物块在AB段受F10N的水平拉力
14、作用，向右做匀速直线运动，到B点时撤去水平拉力，物块仍继续运动，到C处静止。下列说法正确的是 (C)A在AB段物块受到水平向右的摩擦力，大小为10NB在AB段物块受到水平向左的摩擦力，大小为20NC在BC段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10ND在C点物块受到水平向右的摩擦力，大小为30N【解析】 在AB段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10N；在BC段物块受到水平向左的摩擦力，大小为10N；在C点物块不受摩擦力。42018益阳下列情景中，处于平衡状态的是 (D)图48A绕地球匀速运行的卫星B加速追赶猎物的猎豹C下落的苹果D匀速下降的跳伞运动员【解析】 可根据物体是否处于静止或匀速直线运动状态
15、来判断物体是否受力平衡。绕地球匀速运行的卫星的方向始终在改变，加速追赶猎物的猎豹的速度在加快，下落的苹果的速度在加快，它们均不处于平衡状态。只有匀速下降的跳伞运动员做匀速直线运动，处于平衡状态。52018杭州江干区三模图像是数据处理的重要方法。如图所示：(1)甲、乙两车在某一平直公路上，从同一地点同时向东运动，在4s内，若以甲为参照物，乙_向西运动_(选填“向东运动”“向西运动”或“静止”)。图49(2)聪明的小妍发现：一段时间内，物体通过的路程刚好等于这段时间的图像与坐标轴围成图形的面积(如图阴影部分)，这一猜想在老师那里得到了证实。根据这一规律，请你计算乙在4s内的平均速度为_1.5_m/
16、s。【解析】 从图像上可知，甲做匀速运动，乙做加速运动。4s内，乙的速度小于甲，甲、乙都向东运动，若以甲为参照物，乙向西运动。4s内乙走过的路程为s(3m/s4s)/26m，乙的平均速度为s/t6m/4s1.5m/s。6昆明中考如图为某同学“探究牛顿第一定律”的实验装置，实验中该同学先后三次将同一木块放在同一斜面上的同一高度，然后分别用不同的力推了一下木块，使其沿斜面向下运动，逐渐减小水平面的粗糙程度，观察木块移动的距离，从而得出力和运动的关系。图410(1)根据对照实验设计中采用的控制变量法来看，实验操作中有一处明显的错误是(不需要解释错误的原因)_分别用不同的力推了一下木块_。(2)更正错
17、误后进行实验，从实验中观察到，随着摩擦力的逐渐减小，木块在水平面上运动的距离逐渐_变长_，运动的时间越来越_长_，但由于实验中摩擦力_不可能为零_，所以不可能观察到木块在水平面上做匀速运动的情形。(3)在上述实验观察分析的基础上，可以推测：如果摩擦力减小为零，水平面足够长，那木块在水平面上的速度既不减小，也不增加，运动方向也不发生变化，木块将_做匀速直线运动_。【解析】 (1)木块运动的距离长短不仅与木块受到的摩擦力有关，还与物体的初始速度有关，因此在研究摩擦力对其运动距离的影响时，要控制木块的初始速度相同，即要用到控制变量法。由于用不同的力推木块，导致了木块的初始速度不同。7在探究“二力平衡条件”的实验中：图411 (1)甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是_乙中小车与桌面间的摩擦力较小，可以忽略不计_。(2)该实验中要探究的是两个力平衡要具备的条件，这两个力平衡的标志现象是_小车保持静止_。(3)在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整_砝码质量_来改变F1和F2的大小。(4)保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图丙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是_作用在同一条直线上_。
