資源簡介

專題09 運動和力（講義）（解析版）
目錄
考情分析 2
知識建構 2
考點一 牛頓第一定律 2
夯基·必備基礎知識梳理 3
提升·必考題型歸納 5
考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響 5
考向02 牛頓第一定律及應用 6
考向03 慣性及應用 7
考點二 二力平衡 9
夯基·必備基礎知識梳理 9
提升·必考題型歸納 11
考向01 平衡力和平衡狀態 11
考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力） 13
考向03 探究二力平衡條件 14
考點三 摩擦力 16
夯基·必備基礎知識梳理 16
提升·必考題型歸納 19
考向01 摩擦力的概念 19
考向02 利用運動圖像求摩擦力 21
考向03 探究滑動摩擦力大小的影響因素 23
考向04 摩擦力的利用與防止 25
一、課標考點分析
考點內容 課標要求 命題預測
牛頓第一定律 通過實驗和科學推理認識牛頓第一定律 《運動和力》是力學部分的重點內容，也是學生學習過程中較難的部分，所以對本單元的考查大都是以生活中人類活動為題材，把生活中的常見物理現象與力學知識相結合，即考查了力學概念和規律，又體現理論與實踐相結合。為此，在備考中，考生應注重力學概念和規律在實際生活中的應用。 本單元?？碱}型有：選擇題、填空題、實驗探究題、簡答題和綜合題等。 主要命題點有：對牛頓第一定律的理解、慣性的概念、生活中的慣性現象、平衡狀態與平衡力、二力平衡條件、分析物體的受力、畫力的示意圖、摩擦力的概念、生活中的摩擦力、利用物體運動狀態分析物理受到的摩擦力、生活中利用和防止摩擦力的現象、探究阻力對物體運動的影響、探究二力平衡的條件、探究滑動摩擦力大小的影響因素等
物體的慣性 通過實驗探究、理解物體的慣性；能運用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關現象
平衡力與二力平衡 理解同一直線上的二力合成；知道二力平衡的條件
摩擦力及其應用 通過常見事例或實驗了解摩擦力，了解摩擦力的作用效果
探究滑動摩擦力大小的影響因素 探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因素有關
二、考情分析
《運動和力》是中考必考內容，也是力學考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般在2-7分之間。由于考題類型、考點分布和所占分值差異較大，所以考生在加強對本單元復習時，應注重考點與考題的結合，做好備考準備。對本單元的考查，從出現概率看，主要有：慣性及其應用、平衡力與平衡狀態、根據二力平衡條件分析物體受力、探究滑動摩擦力大小的影響因素、牛頓第一定律、生活中的摩擦力等。
考點一 牛頓第一定律
一、阻力對物體運動的影響
1.運動是否需要力來維持
生活中，人們常用這樣的體驗：讓靜止的物體動起來，要對它施加力，要使它不停下來，需要對它不斷施力。據此，古希臘哲學家亞里士多德認為，運動要靠力來維持。2000年后，意大利物理學家伽利略認真研究這些現象后，發現了不易察覺的阻力的作用，糾正了亞里士多德根據直覺經驗得出的結論。
2.實驗探究：阻力對物體運動的影響
猜想與假設 阻力可能是使物體運動速度減小的原因
制訂計劃和設計實驗 去一輛小車，讓它三次都從斜面的同一高度由靜止滑下（控制變量法：控制滑上水平面時速度相同）。依次在水平面上鋪上毛巾、棉布、木板（控制變量法：使水平面的粗糙程度不同），觀察小車的運動情況，并記下其停止的位置。
實驗器材 小車、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
實驗過程 （1）在水平面上鋪上表面最粗糙的毛巾，讓小車從斜面上適當位置由靜止滑下，觀察小車在毛巾表面上運動的距離； （2）撤去毛巾，鋪上表面較粗糙的棉布，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在棉布表面上運動的距離； （3）撤去棉布，鋪上較為光滑的木板，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在木板表面上運動的距離。
實驗記錄 接觸面小車受到阻力大小小車運動的距離小車速度減小的情況毛巾表面較大較近很快棉布表面較小較遠較快木板表面最小最遠較慢
分析與論證 小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，小車運動的距離越遠
科學推理 假設水平面絕對光滑，小車受到的阻力為零，小車的速度將不會減小，它將以恒定不變的速度永遠運動下去，即如果運動物體不受力的作用，它將做勻速直線運動。
二、牛頓第一定律
牛頓第一定律 內容：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
釋義：（1）“一切”表明定律對所有物體都是適用的；（2）“沒有受到力的作用”包含兩層意思：一是理想情況，物體沒有受到任何力的作用；二是物體受到的各個力相互抵消，相當于不受力。這是定律成立的條件；（3）“總保持”表明物體不受力時只有兩種狀態，要改變這兩種狀態物體必須受到力的作用；（4）“或”即兩種狀態居其一，不能同時存在
對牛頓第一定律的理解 一切物體都有保持運動狀態不變的性質，說明物體的運動不需要力來維持，不受任何力的作用時，原來運動的物體，將保持勻速直線運動狀態，原來靜止的物體將保持靜止
牛頓第一定律不是實驗定律，而是在大量經驗事實的基礎上，通過進一步的推理而概括出來的。由于從牛頓第一定律得出的一切推論都經受住了實踐的檢驗，因此它已經成為公認的物理學基本定律之一
三、慣性
1.慣性：牛頓第一定律說明，任何物體不受力時，都會保持靜止或勻速直線運動狀態，即一切物體都有保持原來運動狀態的性質，我們把這種性質稱為慣性，所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。
(
（1）慣性是物體本身的一種屬性，物體的慣性大小只與物體的質量的大小有關，質量越大，慣性越大。
（2）一切物體在任何情況下都有慣性，與物體的形狀、運動狀態、所處位置、受力情況等無關。
（3）慣性不是誰給予的，不能說物體“受到慣性”，也不能說物體“獲得慣性”或“得到慣性”。
（4）慣性是物體的一種性質，不存在慣性力。
)
2.慣性與力的區別
慣性 力
產生機制 物體因為具有質量而具有的 物體間相互作用
物理意義 慣性是物體的一種屬性 物體對物體的作用
產生條件 始終具有，與外界條件無關 物體間有相互作用時才有，一個物體不會產生力
構成要素 沒有方向、沒有作用點，只有大小。大小與質量有關，但大小沒有具體數值，也沒有單位 有大小、方向、作用點；大小由具體的數值和單位
效果 保持物體運動狀態不變 改變物體的運動狀態
總結 慣性和力本質不同，慣性不是力，因此，把慣性說成“慣性力”“物體受到慣性作用”或“由于慣性作用”都是錯誤的，正確的表述應該為“物體由于慣性”或“物體因為具有慣性”
3.慣性的利用與慣性危害的防止
利用 用手柄的下端撞擊其他物體，手柄受力停止運動，錘頭由于慣性繼續向下運動，這樣反復多次后，錘頭就套緊了
跳遠運動員助跑獲得很大的速度后飛身一躍，靠自身的慣性在空中繼續前進
防止 為了防止汽車緊急剎車時駕駛員和乘客由于慣性向前運動撞上其他物體，駕駛員和乘客必須使用安全帶
高速行駛中的車輛，剎車時由于慣性會繼續運動較長的距離。為了安全，道路上急轉彎路段都要嚴格限制車輛行駛的速度
考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響
【例1】（2023·鄂州）在學習牛頓第一定律時，同學們分組進行了“探究阻力對物體運動的影響”實驗，如圖所示。
（1）實驗中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，目的是使小車到達水平面時具有相同的___________；
（2）按照圖甲、乙、丙的順序實驗時記錄的內容見下表：
接觸面材料 小車受阻力情況 小車在水平面運動的距離s/cm
毛巾 大 23.2
棉布 較大 45.3
木板 小 97.5
同學們分析表中內容，得到的實驗結論是：在其他條件相同時，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠；進一步推理得出的結論是：不受阻力作用時，運動的小車將___________；
（3）上述實驗除了用到實驗推理的方法外，還用到了控制變量法和___________法。
【答案】①速度；②做勻速直線運動；③轉換。
【解析】（1）[1]探究阻力對物體運動的影響實驗時，應控制速度相同，改變接觸面粗糙程度，所以使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，目的是使小車到達水平面時速度相同。
（2）[2]通過實驗發現，在其他條件相同時，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠，所以可以進一步推理，小車在不受阻力作用時，將保持原來的運動狀態，做勻速直線運動。
（3）[3]實驗中通過改變接觸面的材料來改變小車受到的阻力大小，所以還運用了轉換法。
【變式1-1】（2023·無錫）如圖所示，在探究阻力對物體運動的影響時，每次讓小車從斜面的_______處由靜止釋放，讓小車到達水平面時，獲得相同的速度，小車在水平面運動時，所受的_______和支持力是一對平衡力，先后在水平面上鋪設粗糙程度不同的材料，通過比較小車在水平面上運動的____________來比較阻力對物體運動的影響。
【答案】①相同高度；②重力；③距離。
【解析】[1]探究阻力對物體運動的影響時，應控制小車到達水平面時的初速度相同，所以讓小車從斜面的相同高度處由靜止釋放。
[2]小車在水平面運動時，受到重力作用在小車上，受到的支持力也作用在小車上，兩個力大小相等，方向相等，作用在同一條直線上，所以小車受到的重力和支持力是一對平衡力。
[3]實驗中運用轉換法，將阻力對物體運動的影響轉換為小車在水平面上運動的距離，所以通過比較小車在水平面上運動的距離來比較阻力對物體運動的影響。
【變式1-2】（2023·宿遷）圖中兩個實驗分別是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”和“探究阻力對物體運動的影響”，以下分析正確的是（　?。?。
A. 在圖甲實驗中，三次木塊做勻速直線運動的速度應該相等；
B. 在圖乙實驗中，三次小車運動到水平面時的初速度應該相等；
C. 在圖甲實驗中，彈簧測力計可以不沿著水平方向拉動木塊；
D. 在圖乙實驗中，小車所受阻力的改變可以通過在小車上放不同質量的砝碼來實現
【答案】B。
【解析】AC．圖甲是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗，實驗過程中根據二力平衡木塊需沿著水平方向做勻速直線運動，此時摩擦力等于彈簧測力計對木塊的拉力，可以通過測力計示數知道大小，滑動摩擦力受壓力的大小與接觸面的粗糙程度有關，與物體運動的速度無關，所以三次木塊做勻速直線運動的速度不用相等，故AC錯誤；
B．圖乙實驗是“探究阻力對物體運動的影響”，實驗過程中應控制小車到達水平面的速度相同，故B正確；
D．圖乙實驗是“探究阻力對物體運動的影響”，如果小車上放不同質量的砝碼小車到達水平的速度就不同，而小車所受阻力的改變是通過改變接觸面的粗糙程度來實現的，故D錯誤。故選B。
考向02 牛頓第一定律及應用
(
（1）判斷物體的運動狀態：
當物體不受外力作用時：（1）動者恒動。即原來運動的物體在沒有受到外力作用時，將保持勻速直線運動狀態；（2）靜者恒靜。即原來靜止的物體在沒有受到外力作用時，將保持靜止狀態。
（2）運動和力的關系：
力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態的原因。
)
【例2】（2023·貴州）在中國空間站的“大宮課堂”上，航天員王亞平和葉光富做了太空拋物實驗，冰墩墩被王亞平輕輕一推，便幾乎沿直線勻速飄向葉光富，下列哪一定律能解釋此運動現象（　?。?。
A. 光的反射定律 B. 牛頓第一定律
C. 歐姆定律 D. 焦耳定律
【答案】B。
【解析】冰墩墩被推出后，由于冰墩墩在太空中處于失重狀態，在空中不受力的作用，所以冰墩墩會沿著原來的方向做勻速直線運動，能解釋此運動現象的是牛頓第一定律。故選B。
【變式2-1】（2023·包頭）打乒乓球是深受人們喜愛的一項體育運動。乒乓球被擊出在空中運動過程中，下列說法正確的是（　?。?。
A. 不受力的作用 B. 慣性逐漸減小
C. 運動狀態發生改變 D. 做勻速直線運動
【答案】C。
【解析】ACD．乒乓球被擊出在空中運動過程中，受到豎直向下的重力跟空氣阻力，兩個力不是平衡力，則運動狀態發生改變，故AD錯誤，C正確；
B．乒乓球在運動的過程中，質量不變，慣性不變，故B錯誤。故選C。
【變式2-2】 （2023·濱州）下列關于體育運動場景的描述和分析，正確的是（　?。?。
A. 田徑場上400m比賽的整個過程中，運動員的運動狀態保持不變；
B. 投出的籃球在空中飛行時，若受到的力突然消失，它將立刻靜止；
C. 跳遠運動員起跳前的助跑，是為了增大慣性；
D. 足球場上滾動的足球慢慢停下來，是因為受到阻力的作用
【答案】D。
【解析】A．田徑場上400m比賽的整個過程中，運動員的速度方向發生改變，故運動員的運動狀態發生改變，故A錯誤；
B．投出的籃球在空中飛行時，若受到的力突然消失，籃球由于慣性會繼續飛行，故B錯誤；
C．慣性只與物體的質量有關，跳遠運動員起跳前的助跑，其質量不變，慣性不變，故C錯誤；
D．足球場上滾動的足球慢慢停下來，是因為受到阻力的作用，使得運動狀態改變，故D正確。故選D。
考向03 慣性及應用
(
慣性是物體本身的一種屬性，即物體保持原有運動狀態不變的性質，其大小只和質量有關，與物體的運動狀態以及是否受力都無關。另外，還需要注意慣性不是力，因而描述慣性時不能與“受到”、“作用”等詞搭配使用，更不能說“慣性力”。
（1）解釋生活中慣性的現象的步驟：
一、確定研究對象，明確研究對象是哪一個物體或物體的哪一部分；二、確定被研究對象原來處于什么狀態；三、說明物體的運動狀態要發生怎樣的變化；四、由于慣性，研究對象要保持原來的什么狀態，結果會出現什么現象。
（2）從“結果”出發，判斷慣性的利用與慣性危害的防止：
判斷是利用慣性還是防止慣性的危害，可以從結果出發。若有了慣性，結果是對我們有利的，則相應措施屬于利用慣性；若有了慣性，而不加以預防時，結果是對我們有害的，則相應措施屬于防止慣性帶來的危害。
)
【例2】（2023·廣東）如題圖所示，公交車上的乘客都拉好了扶手，當車的運動狀態突然發生改變時，乘客都向東傾，產生此現象的原因可能是（ ）。
A. 車由靜止突然向東起動 B. 車勻速前行時突然加速
C. 車勻速前行時突然減速 D. 勻速倒車時突然減速
【答案】C。
【解析】A．公交車由靜止突然向東啟動，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東運動，而上半身由于慣性還保持原來的靜止狀態，此時乘客會都會向西傾斜，故A不符合題意；
B．車勻速前行時突然加速，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東運動，而上半身由于慣性還保持原來的勻速運動，此時乘客會都會向西傾斜，故B不符合題意；
C．車勻速前行時突然減速，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向西減速運動，而上半身由于慣性還保持原來的速度運動，此時乘客會都會向東傾斜，故C符合題意；
D．勻速倒車時突然減速題，乘客的腳由于摩擦力會隨公交車一起向東減速運動，而上半身由于慣性還保持原來的倒車速度運動，此時乘客會都會向西傾斜，故D不符合題意。故選C。
【變式2-1】（2023·安徽）如圖所示，汽車上配有安全帶和頭枕，司機和乘客都必須系好安全帶。當向前行駛的汽車分別出現突然加速、緊急剎車兩種狀況時，對乘車人員起主要保護作用的分別是（　?。?。
A. 頭枕、頭枕 B. 安全帶、安全帶
C. 安全帶、頭枕 D. 頭枕、安全帶
【答案】D。
【解析】小車突然加速時，車速變大，人由于慣性要保持原來的運動狀態，人的頭部會向后仰，“頭枕”對人有保護作用；當汽車緊急剎車時，人的下半身隨車靜止，而上半身由于慣性保持原來的運動狀態繼續向前運動，所以人會向前傾，所以需要系安全帶以保證安全。故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
【變式2-2】（2023·上海）詩句“白毛浮綠水，紅掌撥清波”中，鵝向前移動說明力的作用是____________的，力能改變物體的運動狀態，鵝由于____________繼續向前移動。
【答案】①相互；②慣性。
【解析】[1]鵝的腳掌向后撥水時，對水施加一個力的作用，同時也會受到水給腳掌的反作用力，使鵝向前運動，說明物體間力的作用是相互的。
[2]力能改變物體的運動狀態，鵝由于慣性繼續向前移動。
考點二 二力平衡
一、平衡力和平衡狀態
平衡狀態 靜止狀態、勻速直線運動狀態
平衡力 物體在幾個力作用下保持平衡狀態，我們就把這幾個力為平衡力
二力平衡 一個物體同時受到二個力的作用時，如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態，那么這兩個力就彼此平衡，我們稱之為二力平衡
二力平衡條件 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為：“同體、等大、反向、共線”
(
（1）物體受平衡力作用時，幾個力的作用效果相互抵消，相當于不受力。
（2）若物體處于靜止或勻速直線運動狀態，則物體不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不動時，物體受力情況隨發生改變，但仍處于靜止狀態，其受力仍然平衡。
（3）速度為零≠靜止：
物體靜止時速度為零，但物體速度為零時并不一定靜止。如豎直上拋達到最高點的物體在最高點時速度為零，但不能保持，故在最高點時物體不是處于靜止狀態。
)
二、實驗探究二力平衡的條件
提出問題 二力平衡的條件是什么？
設計實驗 實驗時，讓小車在水平方向上只受到兩個力F1和F2的作用，我們從力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2滿足什么關系時，小車可以保持平衡，最后再驗證二力平衡時需要作用在同一物體上這一條件。
實驗器材 滑輪兩個、砝碼若干（選最大的）、兩個相同托盤（為了使兩邊拉力相等）、小車、細繩、光滑桌面（阻力小，以減小阻力對實驗的影響）等。
實驗步驟 （1）將細繩分別系于小車的兩個掛鉤上且保持兩根細繩在一條直線上（圖甲），在兩個托盤中放入砝碼，第一次左盤中砝碼質量大，即F1>F2，觀察小車的運動情況；第二次左右兩盤中砝碼質量相等，即F1=F2，觀察小車運動情況；第三次左盤中砝碼質量小，即F1實驗記錄 兩個力的大?。ㄏ嗟然虿幌嗟龋﹥蓚€力的方向（相同或不相同）兩個力是否在同一直線上是否作用在同一物體上小車是否平衡操作（1）不相等相反是是否相等相反是是是操作（2）相等相反否是否操作（3）相等相同是是否操作（4）相等相反是否否
分析與論證 當作用在同一小車上的兩個力大小相等、方向相反、在同一直線上時，小車處于平衡狀態，當不滿足其中任何一個條件時，小車都不能平衡
實驗結論 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為：“同體、等大、反向、共線”。
▲拓展培優 改進實驗：用卡片探究二力平衡的條件 為了消除小車和桌面之間的摩擦給實驗帶來的影響，也可以設計如圖所示的實驗，將系于輕質小卡片（重力可以忽略不計）兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪，在細線的兩端掛上鉤碼，來探究二力平衡的條件。實驗中的研究對象是小卡片，小卡片受到兩邊細線的拉力作用，拉力的大小等于鉤碼的重力。
三、二力平衡條件的應用
1.確定力的大小和方向
根據二力平衡條件，如果知道了平衡力中一個力的大小、方向，就可確定另外一個力的大小和方向。
如圖所示，為彈簧測力計測物重時的簡化原理圖。掛在彈簧測力計下的物塊處于靜止狀態時，物塊所受彈簧拉力和物塊重力是一對平衡力，大小相等。若彈簧測力計顯示的拉力為5N，則可知物塊重力為5N。
2.根據物體受力情況判斷物體運動狀態
受力情況 運動狀態
物體不受力時 靜止或做勻速直線運動
物體受力時 受平衡力 靜止或做勻速直線運動
受非平衡力 運動狀態改變：從靜止到運動、從運動到靜止、速度變化、運動方向變化等
3.根據物體物體運動狀態判斷物體受力情況
運動狀態 受力情況
靜止 受平衡力作用或不受力
勻速直線運動 受平衡力作用或不受力
運動狀態改變 一定受到非平衡力作用
教材深挖 1.當作用在一個物體上的幾個力的共同作用效果與一個力的作用效果相同時，這個力就叫做那幾個力的合力。 2.同一直線上同方向二力的合力，大小等于這兩個力大小之和，方向與這兩個力的方向相同。記作：F=F1+F2。 3.同一直線上相反方向的兩個力的合力，大小等于兩個力大小之差的絕對值，方向和較大的那個力的方向相同。記作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力為零。需注意的是，相互作用力是作用在兩個物體上的，不能求合力。
考向01 平衡力和平衡狀態
(
（1）平衡狀態：
平衡狀態包括靜止和勻速直線運動兩種狀態。物體在彎曲軌道上做速度大小不變的運動時，速度方向在不斷變化，物體的運動狀態變化，物體受到非平衡力作用。
（2）平衡力和相互作用力
平衡力與相互作用力的相同點可簡記為：“等大、反向、共線”，而平衡力“同體”，即平衡力作用在同一物體上時物體平衡；相互作用力“異體”，即相互作用力作用在相互作用的兩個物體上，相互作用力的描述一般都帶有A對B，B對A的特征。
)
【例1】對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說法正確的是（　?。?。
A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力大小相等；
D．桌面對瓶子的支持力是由瓶子發生彈性形變而產生的
【答案】C。
【解析】A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是一對平衡力，不是相互作用力，故A錯誤；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力作用在不同的物體上，是一對相互作用力，不是平衡力，故B錯誤；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力相等，都等于瓶子的重力，故C正確；
D．桌面對瓶子的支持力是由桌面發生彈性形變而產生的，故D錯誤。
故選C。
【變式1-1】一輛汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動，下列關于該汽車的說法正確的是（　?。?。
A．運動狀態不變，受力平衡 B．運動狀態不變，受力不平衡
C．運動狀態改變，受力平衡 D．運動狀態改變，受力不平衡
【答案】D。
【解析】汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動，運動的快慢雖然不變，但運動的方向在改變，即運動狀態在改變，處于非平衡狀態，受力不平衡。
故選D。
【變式1-2】（2023·棗莊）在2022年北京冬奧會短道速滑男子1000米比賽中，中國選手任子威榮獲金牌。圖甲是他正全力通過彎道、圖乙是他獲勝后站立在水平賽場中央大聲歡呼的情形，下列說法正確的是（　　）。
A. 運動員通過彎道的過程處于平衡狀態；
B. 運動員通過彎道時有慣性，站立時沒有慣性；
C. 站立時他受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力；
D. 站立時他對冰面的壓力和冰面對他的支持力是一對平衡力
【答案】C。
【解析】A．運動員過彎道時，其運動狀態在發生變化，處于非平衡狀態，故A錯誤；
B．慣性是物體本身具有的性質，物體的慣性一直存在，與物體的運動狀態無關，故B錯誤；
C．運動員站立時，處于平衡狀態，受到的重力和冰面對他的支持力大小相等、方向相反，且作用在運動員上，兩個力是一對平衡力，故C正確；
D．站立時他對冰面的壓力作用在冰面上，冰面對運動員的支持力作用在運動員上，兩個力作用在不同的物體上，兩個力不是一對平衡力，故D錯誤。
故選C。
考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力）
【例2】（2023·株洲）如圖是一件靜置在水平展臺上用橡皮泥制成的藝術品，則藝術品受到的重力和支持力（　?。?br/>A. 大小相等 B. 支持力較大 C. 重力較大 D. 是一對相互作用力
【答案】A。
【解析】藝術品靜止在水平展臺上，此時藝術品受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物體上，是一對平衡力。故BCD不符合題意，A符合題意。
故選A。
【變式2-1】（2023·益陽）如圖所示，人騎在馬背上，人和馬均處于靜止狀態。下列說法正確的是（　?。?br/>A. 地面對馬的支持力和馬受到的重力是一對平衡力；
B. 馬對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對平衡力；
C. 馬對人的支持力和人受到的重力是一對相互作用力；
D. 地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和
【答案】D。
【解析】A．地面對馬的支持力和馬與人的總重是平衡力，地面對馬的支持力和馬受到的重力大小不等，不是平衡力，故A錯誤；
B．馬和人對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對相互作用力，不是一對平衡力，故B錯誤；
C．馬對人的支持力和人受到的重力是一對平衡力，不是一對相互作用力，故C錯誤；
D．地面對馬的支持力和馬與人的總重是平衡力，地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和，故D正確。故選D。
【變式2-2】（2023·潛江、天門、仙桃）水平桌面上有物體A、B。如圖甲，A在的作用下向左做勻速直線運動：如圖乙，A、B用輕繩水平連接，在F1和共同作用下一起向右做勻速直線運動，水平拉力、圖乙中，下列說法正確的是（ ）。
A. A與桌面的摩擦力方向向右；
B. A與桌面的摩擦力為14N；
C. B與桌面的摩擦力為8N；
D. 繩子的拉力為6N
【答案】C。
【解析】AB．由甲圖可知，A在的作用下向左做勻速直線運動，此時A受到的拉力和桌面對其的摩擦力為一對平衡力，大小相等，方向相反，即A受到的桌面對其的摩擦力方向為水平向右，且f=F1=6N
故AB錯誤；
C．由甲乙可知，A、B在F1和共同作用下一起向右做勻速直線運動，此時與F1以及A和B兩物體受到桌面對其的摩擦力為平衡力，即
解得，B受到桌面的摩擦力為；故C正確；
D．由圖乙可知，因為A做勻速直線運動，所以其受到的繩子水平向右的拉力與水平向左的拉力和桌面對其的摩擦力為平衡力，即；故D錯誤。
考向03 探究二力平衡條件
【例3】（2023·綏化）如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。
（1）把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______；
（2）把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車______，這說明相互平衡的兩個力作用在______；
（3）實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質量較______的砝碼進行實驗。（選填“大”或“小”）
【答案】①大小相等；②方向相反；③轉動；④同一直線上；⑤大。
【解析】（1）[1]在兩托盤中放入質量相等的砝碼，左右兩側拉力相等，小車平衡；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，左右兩側拉力不相等，小車不能平衡， 說明相互平衡的兩個力大小相等；
[2]把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，小車受到的這兩個力的方向相同，不能平衡，說明這說明相互平衡的兩個力方向相反。
（2）[3][4]將已經平衡的小車扭轉一個角度后，小車受到的這兩個力就不在同一條直線上，結果小車會轉動，直到這兩個力在同一條直線上，說明相互平衡的兩個力作用在同一條直線上。
（3）[5]砝碼質量越大，對小車的拉力就越大，摩擦力對實驗的影響就會越小。
【變式3-1】 （2023·成都）如圖所示，是探究“二力平衡的條件”實驗，小車置于水平桌面，兩端的輕質細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。是小車受到的向左的拉力，是小車受到的向右的拉力，與在同一水平直線上。下列說法不正確的是（ ）。
A. 因為摩擦可忽略，小車在水平方向上只受到、作用；
B. 增減鉤碼個數，是探究二力大小對小車平衡的影響；
C. 、大小相等時，小車一定處于平衡狀態；
D. 將小車水平扭轉90°時，、仍在同一直線上
【答案】D。
【解析】A．實驗忽略摩擦，小車水平方向只受到水平向左的拉力F1和水平向右的拉力F2，故A正確，不符合題意；
B．增減鉤碼個數，小車受到的兩個拉力大小不相等，探究二力大小對小車平衡的影響，故B正確，不符合題意；
C．小車兩端受到的兩個拉力大小相等時，小車處于靜止狀態，即處于平衡狀態，所以、大小相等時，小車處于平衡狀態，故C正確，不符合題意；
D．將小車水平扭轉90°時，兩個力不在同一直線上，松手后小車不能平衡，小車會發生轉動，探究不在同一直線上的兩個力是否平衡，故D錯誤，符合題意。故選D。
【變式3-2】小華同學用下面的裝置探究二力平衡的條件，具體操作如下：
（1）如圖甲所示，用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號縫衣針把細線沿輕質塑料塊的中心軸線穿過，并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結，使塑料塊與細線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動，實驗表明，作用在同一個物體上的兩個力，方向相反，但___________不相等，則這兩個力不平衡。
（2）按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，在兩線端掛上相同質量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖乙所示。按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，把塑料塊轉過，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖丙所示。由此表明，作用在同物體上的兩個力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，這兩個力不平衡。
（3）在探究同一問題時，另一同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于此實驗，其主要原因是___________。
A．塑料塊容易扭轉
B．塑料塊是比較容易獲取的材料
C．減少了摩擦力對實驗結果的影響
【答案】大??；不在同一直線上；C。
【解析】（1）[1]由圖甲知道，作用在同一個物體上的兩個力大小等于鉤碼的重力，方向相反，由于大小不相等，物體不能處于平衡態，所以，這兩個力不平衡。
（2）[2]由圖乙、丙知道，兩個大小相等，方向成某一角度或方向相反但不在同一直線上的力作用下，物體不能處于平衡態，即這兩個力不是平衡力。
（3）[3]兩圖相比知道，甲圖可減小摩擦力對實驗的影響，故選C。
考點三 摩擦力
一、摩擦力
認識摩擦力 兩個相互接觸的物體，當它們做相對運動（或有相對運動趨勢）時，在接觸面產生一種阻礙相對運動（或相對運動趨勢）的力，這種力叫做摩擦力
摩擦力產生的條件 （1）接觸面粗糙
（2）兩物體相互接觸并相互擠壓（產生壓力）
（3）兩物體間發生相對運動或有相對運動趨勢
摩擦力的作用效果 摩擦力的作用總是阻礙物體相對運動（或相對運動趨勢）
摩擦力的作用點 摩擦力是作用在兩物體接觸面上的，但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個點上
摩擦力的方向 總是與物體相對運動或相對運動趨勢方向相反
摩擦力的分類 （1）滑動摩擦力：一個物體在另一個物體上面滑動時產生的摩擦力； （2）滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦力； （3）靜摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們要發生而未發生相對運動時，在它們的接觸面上產生一種阻礙相對運動趨勢的力
(
（1）
相對運動方向的理解：
“相對運動方向”不是“運動方向”。水平地面上的物體前進時，物體相對地面向前運動（相對運動方向向前），物體受到地面對它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路時，腳向后蹬地，腳相對于地面有向后運動的趨勢，地面給鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前運動。
摩擦力有時阻礙運動，有時有利于運動，無論哪種情況，摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反；
（2）判斷摩擦力方向的三種方法
由摩擦力概念判斷
摩擦力的方向與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反
由假設法判斷
此方法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑、無摩擦，分析兩物體的相對運動情況，然后根據摩擦力阻礙物體相對運動確定摩擦力的方向
由二力平衡條件判斷
一對平衡力的方向相反，可以通過與摩擦力相互平衡的另一個力方向來判斷摩擦力的方向
)
二、探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.實驗探究：影響滑動摩擦力大小的因素
提出問題 滑動摩擦力大小與哪些因素有關？
猜想與假設 （1）滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關； （2）滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關
實驗原理 用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運動，此時木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力，這樣讀出彈簧測力計的示數，就可以知道滑動摩擦力的大?。ɑ瑒幽Σ亮Υ笮〔荒苤苯訙y量，是根據二力平衡知識間接測量出的）
制訂計劃與設計實驗 影響滑動摩擦力大小的因素有多個，因此在探究過程中要應用控制變量法，如探究壓力對滑動摩擦力大小的影響時，要保持接觸面的粗糙程度不變；在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小影響時，應控制壓力不變
實驗步驟 （1）如圖甲所示，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，使其在較光滑的長木板上勻速滑動，記下此時彈簧測力計的示數，其示數大小等于滑動摩擦力的大小。 （2）如圖乙所示，在木塊上放砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力的大小； （3）如圖丙所示，在長木板上鋪上較粗糙的毛巾，保持木塊上砝碼不變，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力大小。
實驗數據 實驗序號實驗條件摩擦力f/N壓力情況接觸面情況1等于木塊的重力木板表面較光滑0.92等于木塊和砝碼的總重力木板表面較光滑1.63等于木塊和砝碼的總重力表面較粗糙2.1
分析與論證 （1）由實驗1、2可知，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，彈簧測力計的示數越大，即滑動摩擦力越大； （2）由實驗2、3可知，壓力大小相同，接觸面越粗糙，彈簧測力計示數越大，即滑動摩擦力越大。
實驗結論 滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。當接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；當壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
2.注意事項
（1）實驗時所用的木板要足夠長，以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程；
（2）實驗時應保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行；
（3）實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現，建議采用如下操作：將彈簧測力計的掛鉤與木板相連，拉環處固定，拉動長木板進行實驗（如圖所示），這樣不但方便讀數，而且長木板也不需要做勻速直線運動。
三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有時是有益的。如用手拿物體時，手與物體間的摩擦；人行走時，鞋底與地面間的摩擦；剎車時，剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
（2）摩擦有時是有害的。如機器運轉時各部件之間的摩擦會使機器磨損，進而使機器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
類別 方法 應用舉例
增大有益摩擦 增大接觸面間的壓力 自行車車閘
增大接觸面的粗糙程度 汽車、拖拉機、自行車車輪上有凹凸不平的花紋，運動員往手上涂防滑粉
變滾動摩擦為滑動摩擦 火車、汽車在緊急剎車時，制動系統使車輪變滾動為滑動
減小有害摩擦 減小接觸面的壓力 推動熄火的汽車使其再次啟動時，讓車內乘客都下車以減小車重
減小接觸面的粗糙程度 冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
變滑動摩擦為滾動摩擦 輪滑鞋
使接觸面分離 給機械部件加潤滑油，氣墊船、磁懸浮列車
考向01 摩擦力的概念
(
（1）產生摩擦力必須同時滿足三個條件：
（1）接觸面粗糙；（2）接觸并相互擠壓；（3）發生相對運動或有相對運動趨勢。
（2）根據二力平衡判斷摩擦力的大小和方向：
1）確定研究對象的運動狀態為平衡狀態；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根據平衡力的條件（大小相等、方向相反）來判斷摩擦力的大小和方向。
（3）
靜摩擦力的大小和方向：
靜摩擦力總是與引起相對運動趨勢的外力大小相等、方向相反，故靜摩擦力會隨著外力的變化而變化，不是定值。
★易錯警示
“推了但沒有推動”的兩種誤區：
1）“沒推動”就是推力太小，小于物體所受靜摩擦力；2）“沒推動”就是不受摩擦力。
正確理解：
1）“沒推動”=“物體靜止”=“物體受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“沒推動”，物體只是沒有相對運動，但存在相對運動趨勢，此時有靜摩擦力。
)
【例1】關于摩擦力的說法中不正確的是（ ）。
A．相互接觸的物體間不一定有摩擦力；
B．兩物體保持相對靜止時也有可能有摩擦；
C．摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同；
D．兩個表面光滑的物體間也可能有摩擦
【答案】D。
【解析】相互接觸的兩物體，發生相對運動，或有相對運動的趨勢時，兩物體間產生摩擦力。
A、如果兩個物體接觸沒有運動，也沒有運動趨勢兩個物體之間就沒有摩擦力。故A正確；
B、例如斜面上靜止的物體，雖然相對斜面來講物體是靜止的，但是物體在斜面上有向下運動的趨勢，兩者之間也存在摩擦力。故B正確；
C、摩擦力的方向總是跟物體的相對運動方向相反，但跟物體運動方向可能是相同的，如人走路時，受到的摩擦力向前。故C正確；
D、兩個物體之間要產生摩擦力接觸面一定是粗糙的，光滑表面不會產生摩擦力。故D錯誤。
故選D。
【變式1-1】（2023·齊齊哈爾）如圖所示，用5N的力沿水平方向拉動物體B，使物體B在水平放置的木板A上向左做勻速直線運動。則物體B所受摩擦力為______N；木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______（選填“左”或“右”）。
【答案】①5；②左。
【解析】[1]物體B在水平放置的木板A上向左做勻速直線運動，所受到摩擦力和拉力是一對平衡力，所以f=F=5N；
[2]以物體B為參照物，木板A向右運動，所以木板A上表面所受B的摩擦力的方向水平向左。
【變式1-2】（2023·瀘州）教室里，磁性黑板擦可以被吸在豎直金屬黑板上不掉下來，如圖所示。根據題中信息，以下判斷正確是（　?。?。
A. 黑板擦受到磁力作用，不受摩擦力的作用也能靜止在豎直黑板上；
B. 黑板擦能靜止在豎直黑板上，是因為黑板擦所受摩擦力大于重力；
C. 擦黑板時，可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力；
D. 擦黑板時，手對黑板擦的壓力與黑板對黑板擦的支持力是一對平衡力
【答案】C。
【解析】AB．黑板擦靜止，受力平衡，豎直方向的重力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，則受摩擦力的作用，沒有摩擦力不能平衡，故AB錯誤；
C．由于滑動摩擦力與壓力大小有關，擦黑板時，可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力，故C正確；
D．擦黑板時，手對黑板擦的壓力、黑板的吸引力與黑板對黑板擦的支持力是平衡力，故D錯誤。
故選C。
【變式1-3】 （2023·眉山）如圖所示，在水平桌面上放置A、B兩個長方體物塊，A物塊受到水平向右拉力，B物塊受到水平向左拉力，此時A、B兩物塊一起向左做勻速直線運動，則A對B的摩擦力為_________N，水平桌面對B的摩擦力為__________N。
【答案】①5；②3。
【解析】[1]A向左做勻速直線運動，受到的摩檫力與拉力是平衡力，大小相等，為5N，即B對A的摩檫力為5N，A對B的摩擦力與B對A的摩檫力是相互作用力，大小相等，則A對B的摩擦力為5N。
[2]AB一起向左做勻速直線運動，將AB看成一個整體，AB受平衡力作用，由平衡力得，水平桌面對B的摩擦力為。
【變式1-4】（2023·遂寧）如圖為“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗裝置，迅速拉動長木板B。作出當彈簧測力計示數穩定時，木塊A水平方向的受力示意圖。
【解析】如圖，當彈簧測力計示數穩定時，木塊與測力計相對靜止，木塊A受到平衡力的作用，測力計對木塊A水平向左的拉力和木塊受到的水平向右的摩擦力是一對平衡力；木塊A在水平方向的受力示意圖如下圖所示：
考向02 利用運動圖像求摩擦力
(
結合運動圖像分析摩擦力的大小
（1）分析運動物體所受滑動摩擦力時，若物體做勻速直線運動，則可根據二力平衡知識直接解答；
（2）若物體做加速運動或減速運動，此時物體不處于平衡狀態，則分析物體與接觸面之間的壓力及接觸面的粗糙程度是否發生變化（一般均不變），若不變，則滑動摩擦力的大小不變。
)
【例2】如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到水平向右的拉力F 的作用，F 的大小與時間t 的關系如圖乙所示，物體運動速度 v 與時間t 的關系如圖丙所示，由圖象可知，當 t=1.5s 時，物體受到摩擦力為______N；當t=4.8s 時，物體受到的合力為________N。
【答案】2；0。
【解析】[1]從丙圖可知，在0~2s時是靜止，在2~4s是加速，在4~6s是勻速，勻速時，摩擦力等于拉力，等于4N，當 t=1.5s 時，物體處于靜止，摩擦力屬于靜摩擦力，物體處于平衡狀態，拉力等于推力等于2N，故其大小為2N。
[2]當t=4.8s 時，物體做勻速直線運動，物體處于平衡狀態，故合力為零。
【變式2-1】（2023·湘潭）如圖所示，文具盒在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面運動， F與時間t的關系如圖所示。0~2s內，文具盒做勻速直線運動，此過程中它所受的摩擦力方向向________（選填“左”或“右”），大小為_________ N； 3~4s內，文具盒所受合力的大小為__________ N。
【答案】①左；②2；③1。
【解析】[1][2]0~2s內，文具盒做勻速直線運動，處于平衡狀態，受到的摩擦力與推力F是一對大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一物體上的平衡力，由坐標圖可知，0~2s內，文具盒受到向右的推力為2N，所以0~2s內，文具盒受的摩擦力大小為2N，方向向左。
[3]3~4s內，文具盒對桌面的壓力和與桌面的粗糙程度不變，則此時文具盒受到的摩擦力不變，依然為2N，方向向左；由坐標圖可知，此時文具盒受到向右的推力為3N，故此時文具盒所受合力的大小為
3N-2N=1N
【變式2-2】（2023·達州）如圖所示，A、B兩個粗糙程度相同的物體以甲、乙兩種不同的方式疊放在同一水平地面上，分別用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右運動，甲運動的s-t圖像和乙運動的v-t圖像分別如圖丙、丁所示，已知F甲=10N，下列說法正確的是（　?。?。
A. F甲B. 甲、乙兩圖中AB之間的摩擦力均為10N；
C. 拉力F甲與拉力F乙的功率相等；
D. 甲、乙兩圖中地面受到的摩擦力相等
【答案】D。
【解析】AD．A、B兩個粗糙程度相同的物體以甲、乙兩種不同的方式疊放在同一水平地面上，根據s-t、v-t圖像分析都做勻速直線運動，處于平衡狀態，根據甲圖可知，A、B與地面間的滑動摩擦力大小等于拉力為10N，圖乙中，與地面之間的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變，而B給A的摩擦力剛好與地面的滑動摩擦力相等，且與A給B的摩擦力是一對相互作用力，因為A給B的摩擦力與F乙為一對平衡力，因此F乙=10N，故A錯誤，D正確；
B．甲圖中，A木塊相對與B木塊靜止，無摩擦力產生，摩擦力為0，故B錯誤；
C．根據s-t圖像可知，甲圖中運動的速度為
乙圖中運動的速度為6m/s，由可知，力F甲與拉力F乙的功率不相等，故C錯誤。
故選D。
考向03 探究滑動摩擦力大小的影響因素
【例3】（2023·陜西A）如圖，是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗。
（1）本次實驗前，應在________方向上對彈簧測力計進行調零；
（2）如圖-1，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動，木塊受到的拉力大小___________（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊受到的滑動摩擦力大小；
（3）如圖-1，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，使其做速度大小不同的勻速直線運動。發現彈簧測力計的示數不變，說明滑動摩擦力的大小與物體運動速度的大小__________（選填“有關”或“無關”）；
（4）如圖-2，在木塊上加放鉤碼，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動。改變鉤碼的數量，多次實驗后得出結論：其他條件一定時，壓力越大，滑動摩擦力越_________。
【答案】①水平；②等于；③無關；④大。
【解析】（1）[1]因為需要測量水平方向上摩擦力的大小，所以實驗前首先應按水平方向對彈簧測力計進行調零，即測力前要使指針對準零刻度線。
（2）[2]只有沿水平方向拉著木塊做勻速直線運動，木塊在水平方向上受到平衡力的作用，拉力大小才等于摩擦力的大小。
（3）[3]滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，當接觸面的粗糙程度相同和壓力大小相等，無論木塊勻速直線運動的速度怎樣變化，其受到的滑動摩擦力的大小始終不變。
（4）[4]從圖2實驗知，接觸面的粗糙程度相同，壓力不同，且壓力越大，測力計示數越大，滑動摩擦力越大，所得結論的是：在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大。
【變式3-1】（2023·天津）同學們在觀看冰壺比賽時，發現了如下兩個現象：
現象一：運動員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成，滑行腳的鞋底為塑料制成；
現象二：運動員蹬冰時要用力；
他們認為上述現象與摩擦力的知識有關，于是提出了“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的問題，并進行了如下探究。
【猜想與假設】根據同學們的發現，猜想滑動摩擦力的大小可能與______和______有關；
【設計并進行實驗】
用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板勻速滑動，測出木塊受到的滑動摩擦力；進行了三次實驗，如圖所示：
【分析與論證】
（1）甲圖中，木塊受到滑動摩擦力為______N；
（2）對比乙、丙兩圖，可得結論：__________________；
（3）許多情況下摩擦是有用，人們常常設法增大它；請列舉在冰壺運動中增大摩擦的措施，并利用實驗結論進行解釋。（至少寫出一例）________________________。
【答案】①接觸面粗糙程度；②壓力；③0.6；④壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；⑤蹬冰腳鞋底用橡膠制成，增大接觸面粗糙程度。
【解析】[1][2]由于運動員蹬冰腳的鞋底和滑行腳的鞋底的材料不同，所以猜想摩擦力可能與接觸面粗糙程度有關；由于運動員蹬冰時要用力，所以猜想摩擦力可能與壓力有關，所以猜想滑動摩擦力的大小可能與接觸面粗糙程度和壓力有關。
（1）[3]圖甲中彈簧測力計的分度值為0.2N，則彈簧測力計示數為0.6N，由于用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板勻速滑動，則木塊處于平衡狀態，由二力平衡條件可知，木塊受到的摩擦力等于拉力，故木塊受到的摩擦力等于0.6N。
（2）[4]觀察乙、丙兩圖發現，壓力大小相同，毛巾面更粗糙，彈簧測力計示數也更大，所以可得結論：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
（3）[5]由于蹬冰鞋不能打滑，所以需要增大摩擦力，故蹬冰腳鞋底用橡膠制成，通過增大接觸面粗糙程度，來增大摩擦力。
【變式3-1】（2023·株洲）某同學利用圖示裝置測量滑動摩擦力的大小。水平傳送帶由微型電動機控制其運轉，連接滑塊和壓塊的細繩自然拉直，事先用電子秤分別測出滑塊和壓塊的重力G1和G2。
（1）此裝置中定滑輪的作用是改變力的______（填“大小”或“方向”）；
（2）本實驗除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外，還需控制的條件是______（填“①”或“②”）
①水平傳送帶必須勻速運轉 ②定滑輪左側連接滑塊的細繩必須水平
（3）開啟電源，應使皮帶輪上方的傳送帶向______（填“左”或“右”）運動，此時滑塊受到的滑動摩擦力方向為水平向______（填“左”或“右”）。讀出電子秤的示數G3，此時滑塊所受滑動摩擦力大小f=_______（用測得的物理量表示）。
【答案】①方向；②②；③左；④左；⑤。
【解析】（1）[1]如圖所示，定滑輪的實質是一個等臂杠桿，此裝置中定滑輪的作用是改變力的方向。
（2）[2] 本實驗要保證壓塊在電子秤上保持靜止，滑塊才能相對于壓塊保持靜止，當傳送帶運轉時滑塊受到的摩擦力大小就等于壓塊對滑塊的拉力，所以傳送帶不一定要勻速運轉，但是滑塊受到拉力的方向必須是水平向右的，否則滑塊受到的拉力就不等于摩擦力。所以，實驗除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外，還需控制的條件是：定滑輪左側連接滑塊的細繩必須水平。
（3）[3]因為滑塊右端和細繩相連，要受到細繩的拉力，所以開啟電源后，應使皮帶輪上方的傳送帶向左運動。
[4]當傳送帶向左運動時，滑塊受到細繩對它向右的拉力，有向右運動的趨勢，所以此時滑塊受到的滑動摩擦力方向為水平向左。
[5]如圖所示，當傳送帶運轉時，分析壓塊的受力情況，因為壓塊通過細繩對滑塊的拉力等于滑塊受到的摩擦力f，故此時壓塊受到細繩對它向上的拉力大小也就是f，由題意可知，壓塊還受到豎直向下的重力G2和豎直向上的支持力，也就是電子秤的示數G3；因為壓塊靜止，受平衡力作用，所以壓塊受到細繩對它向上的拉力等于其受到的重力和支持力之差，即此時壓塊受到細繩對它向上的拉力等于滑塊所受摩擦力大小為。
考向04 摩擦力的利用與防止
(
摩擦力有其有利的方面，但也有不利的方面，回答此類問題應從影響摩擦力大小的因素方面考慮。
（1）減小摩擦的方法：
（1）減小壓力；（2）減小粗糙程度；（3）變滑動為滾動；（4）使接觸面分離。
（2）增大摩擦的方法：
（1）增大壓力；（2）增大粗糙程度；（3）變滾動為滑動。
)
【例4】（2023·菏澤）以下設計中，不是利用摩擦的是（　　）。
A. 瓶蓋邊緣的條紋 B. 橋面上刻的條紋
C. 握筆處的條紋 D. 下水管上的條紋
【答案】D。
【解析】瓶蓋邊緣的條紋、橋面上刻的條紋、握筆處的條紋，都是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦，屬于摩擦的利用；下水管上的條紋，可以使水管彎曲、伸縮，制成不同的形狀，便于操作，不屬于摩擦的利用，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
【變式4-1】（2023·懷化）生活中有的摩擦是有用的，有的摩擦是有害的，下列情況屬于減小摩擦的是（　　）。
A. 甲圖：自行車剎車時用力捏車閘；
B. 乙圖：體操運動員上器械前，手上要涂防滑粉；
C. 丙圖：在冰壺運動中，運動員不斷擦拭冰面；
D. 丁圖：礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋
【答案】C。
【解析】A．如圖，自行車剎車時用力捏車閘，是利用增大壓力的方式使剎車片緊緊壓在輪轂上，從而增大剎車片與輪轂之間的摩擦力使車的速度減小，故A不符合題意；
B．如圖，體操運動員上器械前，手上要涂防滑粉，這是利用防滑粉增大手和器械之間接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的，故B不符合題意；
C．如圖，在冰壺運動中，運動員不斷反復擦拭冰面，冰面因摩擦生熱使部分冰熔化成水，從而使冰面更加光滑，減小了摩擦力，故C符合題意；
D．如圖，礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋是為了在擰開瓶蓋時不打滑，這是利用增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的，故D不符合題意。
故選C。
【變式4-2】（2023·成都）尊老愛幼是中華民族的傳統美德，初三（1）班全體同學深入社區養老院，開展志愿者服務活動，下圖是小文同學打掃衛生時推移沙發的情景。當他推動沙發向左運動時，地面對沙發的摩擦力方向是向______的。小文覺得如果給沙發裝上輪子，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦______滑動摩擦。
【答案】①右；②小于。
【解析】[1]當他推動沙發向左運動時，沙發相對地面向左運動，地面對沙發的摩擦力方向是向右的。
[2]小文覺得如果給沙發裝上輪子，變滑動為滾動，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦小于滑動摩擦。專題09 運動和力（講義）（原卷版）
目錄
考情分析 2
知識建構 2
考點一 牛頓第一定律 2
夯基·必備基礎知識梳理 3
提升·必考題型歸納 5
考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響 5
考向02 牛頓第一定律及應用 6
考向03 慣性及應用 6
考點二 二力平衡 7
夯基·必備基礎知識梳理 7
提升·必考題型歸納 9
考向01 平衡力和平衡狀態 9
考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力） 10
考向03 探究二力平衡條件 11
考點三 摩擦力 13
夯基·必備基礎知識梳理 13
提升·必考題型歸納 15
考向01 摩擦力的概念 15
考向02 利用運動圖像求摩擦力 16
考向03 探究滑動摩擦力大小的影響因素 17
考向04 摩擦力的利用與防止 18
一、課標考點分析
考點內容 課標要求 命題預測
牛頓第一定律 通過實驗和科學推理認識牛頓第一定律 《運動和力》是力學部分的重點內容，也是學生學習過程中較難的部分，所以對本單元的考查大都是以生活中人類活動為題材，把生活中的常見物理現象與力學知識相結合，即考查了力學概念和規律，又體現理論與實踐相結合。為此，在備考中，考生應注重力學概念和規律在實際生活中的應用。 本單元?？碱}型有：選擇題、填空題、實驗探究題、簡答題和綜合題等。 主要命題點有：對牛頓第一定律的理解、慣性的概念、生活中的慣性現象、平衡狀態與平衡力、二力平衡條件、分析物體的受力、畫力的示意圖、摩擦力的概念、生活中的摩擦力、利用物體運動狀態分析物理受到的摩擦力、生活中利用和防止摩擦力的現象、探究阻力對物體運動的影響、探究二力平衡的條件、探究滑動摩擦力大小的影響因素等
物體的慣性 通過實驗探究、理解物體的慣性；能運用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關現象
平衡力與二力平衡 理解同一直線上的二力合成；知道二力平衡的條件
摩擦力及其應用 通過常見事例或實驗了解摩擦力，了解摩擦力的作用效果
探究滑動摩擦力大小的影響因素 探究并了解滑動摩擦力的大小與哪些因素有關
二、考情分析
《運動和力》是中考必考內容，也是力學考題較為集中的部分。本單元的考題在試卷中所占分值一般在2-7分之間。由于考題類型、考點分布和所占分值差異較大，所以考生在加強對本單元復習時，應注重考點與考題的結合，做好備考準備。對本單元的考查，從出現概率看，主要有：慣性及其應用、平衡力與平衡狀態、根據二力平衡條件分析物體受力、探究滑動摩擦力大小的影響因素、牛頓第一定律、生活中的摩擦力等。
考點一 牛頓第一定律
一、阻力對物體運動的影響
1.運動是否需要力來維持
生活中，人們常用這樣的體驗：讓靜止的物體動起來，要對它施加力，要使它不停下來，需要對它不斷施力。據此，古希臘哲學家亞里士多德認為，運動要靠力來維持。2000年后，意大利物理學家伽利略認真研究這些現象后，發現了不易察覺的阻力的作用，糾正了亞里士多德根據直覺經驗得出的結論。
2.實驗探究：阻力對物體運動的影響
猜想與假設 阻力可能是使物體運動速度減小的原因
制訂計劃和設計實驗 去一輛小車，讓它三次都從斜面的同一高度由靜止滑下（控制變量法：控制滑上水平面時速度相同）。依次在水平面上鋪上毛巾、棉布、木板（控制變量法：使水平面的粗糙程度不同），觀察小車的運動情況，并記下其停止的位置。
實驗器材 小車、斜面、棉布、木板、毛巾、刻度尺等
實驗過程 （1）在水平面上鋪上表面最粗糙的毛巾，讓小車從斜面上適當位置由靜止滑下，觀察小車在毛巾表面上運動的距離； （2）撤去毛巾，鋪上表面較粗糙的棉布，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在棉布表面上運動的距離； （3）撤去棉布，鋪上較為光滑的木板，讓小車從斜面上同一位置由靜止滑下，觀察小車在木板表面上運動的距離。
實驗記錄 接觸面小車受到阻力大小小車運動的距離小車速度減小的情況毛巾表面較大較近很快棉布表面較小較遠較快木板表面最小最遠較慢
分析與論證 小車受到的阻力越小，速度減小得越慢，小車運動的距離越遠
科學推理 假設水平面絕對光滑，小車受到的阻力為零，小車的速度將不會減小，它將以恒定不變的速度永遠運動下去，即如果運動物體不受力的作用，它將做勻速直線運動。
二、牛頓第一定律
牛頓第一定律 內容：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態
釋義：（1）“一切”表明定律對所有物體都是適用的；（2）“沒有受到力的作用”包含兩層意思：一是理想情況，物體沒有受到任何力的作用；二是物體受到的各個力相互抵消，相當于不受力。這是定律成立的條件；（3）“總保持”表明物體不受力時只有兩種狀態，要改變這兩種狀態物體必須受到力的作用；（4）“或”即兩種狀態居其一，不能同時存在
對牛頓第一定律的理解 一切物體都有保持運動狀態不變的性質，說明物體的運動不需要力來維持，不受任何力的作用時，原來運動的物體，將保持勻速直線運動狀態，原來靜止的物體將保持靜止
牛頓第一定律不是實驗定律，而是在大量經驗事實的基礎上，通過進一步的推理而概括出來的。由于從牛頓第一定律得出的一切推論都經受住了實踐的檢驗，因此它已經成為公認的物理學基本定律之一
三、慣性
1.慣性：牛頓第一定律說明，任何物體不受力時，都會保持靜止或勻速直線運動狀態，即一切物體都有保持原來運動狀態的性質，我們把這種性質稱為慣性，所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。
(
（1）慣性是物體本身的一種屬性，物體的慣性大小只與物體的質量的大小有關，質量越大，慣性越大。
（2）一切物體在任何情況下都有慣性，與物體的形狀、運動狀態、所處位置、受力情況等無關。
（3）慣性不是誰給予的，不能說物體“受到慣性”，也不能說物體“獲得慣性”或“得到慣性”。
（4）慣性是物體的一種性質，不存在慣性力。
)
2.慣性與力的區別
慣性 力
產生機制 物體因為具有質量而具有的 物體間相互作用
物理意義 慣性是物體的一種屬性 物體對物體的作用
產生條件 始終具有，與外界條件無關 物體間有相互作用時才有，一個物體不會產生力
構成要素 沒有方向、沒有作用點，只有大小。大小與質量有關，但大小沒有具體數值，也沒有單位 有大小、方向、作用點；大小由具體的數值和單位
效果 保持物體運動狀態不變 改變物體的運動狀態
總結 慣性和力本質不同，慣性不是力，因此，把慣性說成“慣性力”“物體受到慣性作用”或“由于慣性作用”都是錯誤的，正確的表述應該為“物體由于慣性”或“物體因為具有慣性”
3.慣性的利用與慣性危害的防止
利用 用手柄的下端撞擊其他物體，手柄受力停止運動，錘頭由于慣性繼續向下運動，這樣反復多次后，錘頭就套緊了
跳遠運動員助跑獲得很大的速度后飛身一躍，靠自身的慣性在空中繼續前進
防止 為了防止汽車緊急剎車時駕駛員和乘客由于慣性向前運動撞上其他物體，駕駛員和乘客必須使用安全帶
高速行駛中的車輛，剎車時由于慣性會繼續運動較長的距離。為了安全，道路上急轉彎路段都要嚴格限制車輛行駛的速度
考向01 實驗探究阻力對物體運動的影響
【例1】（2023·鄂州）在學習牛頓第一定律時，同學們分組進行了“探究阻力對物體運動的影響”實驗，如圖所示。
（1）實驗中每次都使同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，目的是使小車到達水平面時具有相同的___________；
（2）按照圖甲、乙、丙的順序實驗時記錄的內容見下表：
接觸面材料 小車受阻力情況 小車在水平面運動的距離s/cm
毛巾 大 23.2
棉布 較大 45.3
木板 小 97.5
同學們分析表中內容，得到的實驗結論是：在其他條件相同時，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠；進一步推理得出的結論是：不受阻力作用時，運動的小車將___________；
（3）上述實驗除了用到實驗推理的方法外，還用到了控制變量法和___________法。
【變式1-1】（2023·無錫）如圖所示，在探究阻力對物體運動的影響時，每次讓小車從斜面的_______處由靜止釋放，讓小車到達水平面時，獲得相同的速度，小車在水平面運動時，所受的_______和支持力是一對平衡力，先后在水平面上鋪設粗糙程度不同的材料，通過比較小車在水平面上運動的____________來比較阻力對物體運動的影響。
【變式1-2】（2023·宿遷）圖中兩個實驗分別是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”和“探究阻力對物體運動的影響”，以下分析正確的是（　?。?。
A. 在圖甲實驗中，三次木塊做勻速直線運動的速度應該相等；
B. 在圖乙實驗中，三次小車運動到水平面時的初速度應該相等；
C. 在圖甲實驗中，彈簧測力計可以不沿著水平方向拉動木塊；
D. 在圖乙實驗中，小車所受阻力的改變可以通過在小車上放不同質量的砝碼來實現
考向02 牛頓第一定律及應用
(
（1）判斷物體的運動狀態：
當物體不受外力作用時：（1）動者恒動。即原來運動的物體在沒有受到外力作用時，將保持勻速直線運動狀態；（2）靜者恒靜。即原來靜止的物體在沒有受到外力作用時，將保持靜止狀態。
（2）運動和力的關系：
力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態的原因。
)
【例2】（2023·貴州）在中國空間站的“大宮課堂”上，航天員王亞平和葉光富做了太空拋物實驗，冰墩墩被王亞平輕輕一推，便幾乎沿直線勻速飄向葉光富，下列哪一定律能解釋此運動現象（　?。?。
A. 光的反射定律 B. 牛頓第一定律
C. 歐姆定律 D. 焦耳定律
【變式2-1】（2023·包頭）打乒乓球是深受人們喜愛的一項體育運動。乒乓球被擊出在空中運動過程中，下列說法正確的是（　?。?。
A. 不受力的作用 B. 慣性逐漸減小
C. 運動狀態發生改變 D. 做勻速直線運動
【變式2-2】 （2023·濱州）下列關于體育運動場景的描述和分析，正確的是（　?。?。
A. 田徑場上400m比賽的整個過程中，運動員的運動狀態保持不變；
B. 投出的籃球在空中飛行時，若受到的力突然消失，它將立刻靜止；
C. 跳遠運動員起跳前的助跑，是為了增大慣性；
D. 足球場上滾動的足球慢慢停下來，是因為受到阻力的作用
考向03 慣性及應用
(
慣性是物體本身的一種屬性，即物體保持原有運動狀態不變的性質，其大小只和質量有關，與物體的運動狀態以及是否受力都無關。另外，還需要注意慣性不是力，因而描述慣性時不能與“受到”、“作用”等詞搭配使用，更不能說“慣性力”。
（1）解釋生活中慣性的現象的步驟：
一、確定研究對象，明確研究對象是哪一個物體或物體的哪一部分；二、確定被研究對象原來處于什么狀態；三、說明物體的運動狀態要發生怎樣的變化；四、由于慣性，研究對象要保持原來的什么狀態，結果會出現什么現象。
（2）從“結果”出發，判斷慣性的利用與慣性危害的防止：
判斷是利用慣性還是防止慣性的危害，可以從結果出發。若有了慣性，結果是對我們有利的，則相應措施屬于利用慣性；若有了慣性，而不加以預防時，結果是對我們有害的，則相應措施屬于防止慣性帶來的危害。
)
【例2】（2023·廣東）如題圖所示，公交車上的乘客都拉好了扶手，當車的運動狀態突然發生改變時，乘客都向東傾，產生此現象的原因可能是（ ）。
A. 車由靜止突然向東起動 B. 車勻速前行時突然加速
C. 車勻速前行時突然減速 D. 勻速倒車時突然減速
【變式2-1】（2023·安徽）如圖所示，汽車上配有安全帶和頭枕，司機和乘客都必須系好安全帶。當向前行駛的汽車分別出現突然加速、緊急剎車兩種狀況時，對乘車人員起主要保護作用的分別是（　　）。
A. 頭枕、頭枕 B. 安全帶、安全帶
C. 安全帶、頭枕 D. 頭枕、安全帶
【變式2-2】（2023·上海）詩句“白毛浮綠水，紅掌撥清波”中，鵝向前移動說明力的作用是____________的，力能改變物體的運動狀態，鵝由于____________繼續向前移動。
考點二 二力平衡
一、平衡力和平衡狀態
平衡狀態 靜止狀態、勻速直線運動狀態
平衡力 物體在幾個力作用下保持平衡狀態，我們就把這幾個力為平衡力
二力平衡 一個物體同時受到二個力的作用時，如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態，那么這兩個力就彼此平衡，我們稱之為二力平衡
二力平衡條件 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為：“同體、等大、反向、共線”
(
（1）物體受平衡力作用時，幾個力的作用效果相互抵消，相當于不受力。
（2）若物體處于靜止或勻速直線運動狀態，則物體不受力或受平衡力的作用，如搬而未起、推而不動時，物體受力情況隨發生改變，但仍處于靜止狀態，其受力仍然平衡。
（3）速度為零≠靜止：
物體靜止時速度為零，但物體速度為零時并不一定靜止。如豎直上拋達到最高點的物體在最高點時速度為零，但不能保持，故在最高點時物體不是處于靜止狀態。
)
二、實驗探究二力平衡的條件
提出問題 二力平衡的條件是什么？
設計實驗 實驗時，讓小車在水平方向上只受到兩個力F1和F2的作用，我們從力的大小、方向去探究在水平方向上F1和F2滿足什么關系時，小車可以保持平衡，最后再驗證二力平衡時需要作用在同一物體上這一條件。
實驗器材 滑輪兩個、砝碼若干（選最大的）、兩個相同托盤（為了使兩邊拉力相等）、小車、細繩、光滑桌面（阻力小，以減小阻力對實驗的影響）等。
實驗步驟 （1）將細繩分別系于小車的兩個掛鉤上且保持兩根細繩在一條直線上（圖甲），在兩個托盤中放入砝碼，第一次左盤中砝碼質量大，即F1>F2，觀察小車的運動情況；第二次左右兩盤中砝碼質量相等，即F1=F2，觀察小車運動情況；第三次左盤中砝碼質量小，即F1實驗記錄 兩個力的大?。ㄏ嗟然虿幌嗟龋﹥蓚€力的方向（相同或不相同）兩個力是否在同一直線上是否作用在同一物體上小車是否平衡操作（1）不相等相反是是否相等相反是是是操作（2）相等相反否是否操作（3）相等相同是是否操作（4）相等相反是否否
分析與論證 當作用在同一小車上的兩個力大小相等、方向相反、在同一直線上時，小車處于平衡狀態，當不滿足其中任何一個條件時，小車都不能平衡
實驗結論 作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。二力平衡的條件可簡記為：“同體、等大、反向、共線”。
▲拓展培優 改進實驗：用卡片探究二力平衡的條件 為了消除小車和桌面之間的摩擦給實驗帶來的影響，也可以設計如圖所示的實驗，將系于輕質小卡片（重力可以忽略不計）兩對角的細線分別跨過左右支架上的滑輪，在細線的兩端掛上鉤碼，來探究二力平衡的條件。實驗中的研究對象是小卡片，小卡片受到兩邊細線的拉力作用，拉力的大小等于鉤碼的重力。
三、二力平衡條件的應用
1.確定力的大小和方向
根據二力平衡條件，如果知道了平衡力中一個力的大小、方向，就可確定另外一個力的大小和方向。
如圖所示，為彈簧測力計測物重時的簡化原理圖。掛在彈簧測力計下的物塊處于靜止狀態時，物塊所受彈簧拉力和物塊重力是一對平衡力，大小相等。若彈簧測力計顯示的拉力為5N，則可知物塊重力為5N。
2.根據物體受力情況判斷物體運動狀態
受力情況 運動狀態
物體不受力時 靜止或做勻速直線運動
物體受力時 受平衡力 靜止或做勻速直線運動
受非平衡力 運動狀態改變：從靜止到運動、從運動到靜止、速度變化、運動方向變化等
3.根據物體物體運動狀態判斷物體受力情況
運動狀態 受力情況
靜止 受平衡力作用或不受力
勻速直線運動 受平衡力作用或不受力
運動狀態改變 一定受到非平衡力作用
教材深挖 1.當作用在一個物體上的幾個力的共同作用效果與一個力的作用效果相同時，這個力就叫做那幾個力的合力。 2.同一直線上同方向二力的合力，大小等于這兩個力大小之和，方向與這兩個力的方向相同。記作：F=F1+F2。 3.同一直線上相反方向的兩個力的合力，大小等于兩個力大小之差的絕對值，方向和較大的那個力的方向相同。記作F=|F1-F2|。 4.平衡力的合力為零。需注意的是，相互作用力是作用在兩個物體上的，不能求合力。
考向01 平衡力和平衡狀態
(
（1）平衡狀態：
平衡狀態包括靜止和勻速直線運動兩種狀態。物體在彎曲軌道上做速度大小不變的運動時，速度方向在不斷變化，物體的運動狀態變化，物體受到非平衡力作用。
（2）平衡力和相互作用力
平衡力與相互作用力的相同點可簡記為：“等大、反向、共線”，而平衡力“同體”，即平衡力作用在同一物體上時物體平衡；相互作用力“異體”，即相互作用力作用在相互作用的兩個物體上，相互作用力的描述一般都帶有A對B，B對A的特征。
)
【例1】對于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說法正確的是（　?。?。
A．桌面對瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力；
B．瓶子對桌面的壓力與桌面對瓶子的支持力是平衡力；
C．瓶子正放與倒放時，對桌面的壓力大小相等；
D．桌面對瓶子的支持力是由瓶子發生彈性形變而產生的
【變式1-1】一輛汽車在圓形跑道上做快慢不變的運動，下列關于該汽車的說法正確的是（　　）。
A．運動狀態不變，受力平衡 B．運動狀態不變，受力不平衡
C．運動狀態改變，受力平衡 D．運動狀態改變，受力不平衡
【變式1-2】（2023·棗莊）在2022年北京冬奧會短道速滑男子1000米比賽中，中國選手任子威榮獲金牌。圖甲是他正全力通過彎道、圖乙是他獲勝后站立在水平賽場中央大聲歡呼的情形，下列說法正確的是（　　）。
A. 運動員通過彎道的過程處于平衡狀態；
B. 運動員通過彎道時有慣性，站立時沒有慣性；
C. 站立時他受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力；
D. 站立時他對冰面的壓力和冰面對他的支持力是一對平衡力
考向02 二力平衡條件的應用（合力和分力）
【例2】（2023·株洲）如圖是一件靜置在水平展臺上用橡皮泥制成的藝術品，則藝術品受到的重力和支持力（　　）。
A. 大小相等 B. 支持力較大 C. 重力較大 D. 是一對相互作用力
【變式2-1】（2023·益陽）如圖所示，人騎在馬背上，人和馬均處于靜止狀態。下列說法正確的是（　　）。
A. 地面對馬的支持力和馬受到的重力是一對平衡力；
B. 馬對地面的壓力和地面對馬的支持力是一對平衡力；
C. 馬對人的支持力和人受到的重力是一對相互作用力；
D. 地面對馬的支持力大小等于人和馬受到的重力之和
【變式2-2】（2023·潛江、天門、仙桃）水平桌面上有物體A、B。如圖甲，A在的作用下向左做勻速直線運動：如圖乙，A、B用輕繩水平連接，在F1和共同作用下一起向右做勻速直線運動，水平拉力、圖乙中，下列說法正確的是（ ）。
A. A與桌面的摩擦力方向向右；
B. A與桌面的摩擦力為14N；
C. B與桌面的摩擦力為8N；
D. 繩子的拉力為6N
考向03 探究二力平衡條件
【例3】（2023·綏化）如圖是“探究二力平衡條件”的實驗裝置。
（1）把小車放在比較光滑的水平桌面上，用手按住小車不動，在兩托盤中放入質量相等的砝碼，放手后小車靜止；在兩托盤中放入質量不相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______。用手按住小車不動，把兩個托盤放在小車的同一側，放入質量相等的砝碼，放手后小車運動，這說明相互平衡的兩個力______；
（2）把小車放在水平桌面上，保持兩托盤砝碼質量相等，使小車靜止，將小車扭轉一個角度后釋放，觀察到小車______，這說明相互平衡的兩個力作用在______；
（3）實驗中為了減小摩擦力對實驗的影響，應選擇質量較______的砝碼進行實驗。（選填“大”或“小”）
【變式3-1】 （2023·成都）如圖所示，是探究“二力平衡的條件”實驗，小車置于水平桌面，兩端的輕質細繩繞過定滑輪掛有等重鉤碼。是小車受到的向左的拉力，是小車受到的向右的拉力，與在同一水平直線上。下列說法不正確的是（ ）。
A. 因為摩擦可忽略，小車在水平方向上只受到、作用；
B. 增減鉤碼個數，是探究二力大小對小車平衡的影響；
C. 、大小相等時，小車一定處于平衡狀態；
D. 將小車水平扭轉90°時，、仍在同一直線上
【變式3-2】小華同學用下面的裝置探究二力平衡的條件，具體操作如下：
（1）如圖甲所示，用直徑略小于滑輪孔徑的鐵釘把三個滑輪、、分別釘在木板上，木板豎直掛起待用，用大號縫衣針把細線沿輕質塑料塊的中心軸線穿過，并在緊靠塑料塊的兩側各打一線結，使塑料塊與細線固定在一起，且塑料塊不與木板接觸。將塑料塊由靜止開始運動，實驗表明，作用在同一個物體上的兩個力，方向相反，但___________不相等，則這兩個力不平衡。
（2）按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，在兩線端掛上相同質量的鉤碼，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖乙所示。按住塑料塊，把跨過輪的細線移到輪上，把塑料塊轉過，松手后塑料塊由靜止開始轉動，如圖丙所示。由此表明，作用在同物體上的兩個力，如果僅僅大小相等，方向成某一角度或方向相反但___________，這兩個力不平衡。
（3）在探究同一問題時，另一同學將木塊放在水平桌面上，設計了如圖丁所示的實驗，同學們認為小華的實驗優于此實驗，其主要原因是___________。
A．塑料塊容易扭轉
B．塑料塊是比較容易獲取的材料
C．減少了摩擦力對實驗結果的影響
考點三 摩擦力
一、摩擦力
認識摩擦力 兩個相互接觸的物體，當它們做相對運動（或有相對運動趨勢）時，在接觸面產生一種阻礙相對運動（或相對運動趨勢）的力，這種力叫做摩擦力
摩擦力產生的條件 （1）接觸面粗糙
（2）兩物體相互接觸并相互擠壓（產生壓力）
（3）兩物體間發生相對運動或有相對運動趨勢
摩擦力的作用效果 摩擦力的作用總是阻礙物體相對運動（或相對運動趨勢）
摩擦力的作用點 摩擦力是作用在兩物體接觸面上的，但為了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一個點上
摩擦力的方向 總是與物體相對運動或相對運動趨勢方向相反
摩擦力的分類 （1）滑動摩擦力：一個物體在另一個物體上面滑動時產生的摩擦力； （2）滾動摩擦力：一個物體在另一個物體表面上滾動時產生的摩擦力； （3）靜摩擦力：兩個相互接觸的物體，當它們要發生而未發生相對運動時，在它們的接觸面上產生一種阻礙相對運動趨勢的力
(
（1）
相對運動方向的理解：
“相對運動方向”不是“運動方向”。水平地面上的物體前進時，物體相對地面向前運動（相對運動方向向前），物體受到地面對它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路時，腳向后蹬地，腳相對于地面有向后運動的趨勢，地面給鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前運動。
摩擦力有時阻礙運動，有時有利于運動，無論哪種情況，摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反；
（2）判斷摩擦力方向的三種方法
由摩擦力概念判斷
摩擦力的方向與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反
由假設法判斷
此方法通常用來判斷相對靜止的物體間所受靜摩擦力的方向。首先假設接觸面光滑、無摩擦，分析兩物體的相對運動情況，然后根據摩擦力阻礙物體相對運動確定摩擦力的方向
由二力平衡條件判斷
一對平衡力的方向相反，可以通過與摩擦力相互平衡的另一個力方向來判斷摩擦力的方向
)
二、探究影響滑動摩擦力大小的因素
1.實驗探究：影響滑動摩擦力大小的因素
提出問題 滑動摩擦力大小與哪些因素有關？
猜想與假設 （1）滑動摩擦力的大小可能與接觸面所受壓力有關； （2）滑動摩擦力的大小可能與接觸面的粗糙程度有關
實驗原理 用彈簧測力計水平拉動木塊做勻速直線運動，此時木塊在水平方向上受到的拉力和滑動摩擦力為一對平衡力，這樣讀出彈簧測力計的示數，就可以知道滑動摩擦力的大?。ɑ瑒幽Σ亮Υ笮〔荒苤苯訙y量，是根據二力平衡知識間接測量出的）
制訂計劃與設計實驗 影響滑動摩擦力大小的因素有多個，因此在探究過程中要應用控制變量法，如探究壓力對滑動摩擦力大小的影響時，要保持接觸面的粗糙程度不變；在探究接觸面粗糙程度對滑動摩擦力大小影響時，應控制壓力不變
實驗步驟 （1）如圖甲所示，用彈簧測力計水平勻速拉動木塊，使其在較光滑的長木板上勻速滑動，記下此時彈簧測力計的示數，其示數大小等于滑動摩擦力的大小。 （2）如圖乙所示，在木塊上放砝碼，從而改變木塊對長木板的壓力，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力的大??； （3）如圖丙所示，在長木板上鋪上較粗糙的毛巾，保持木塊上砝碼不變，測出此時勻速拉動木塊時的滑動摩擦力大小。
實驗數據 實驗序號實驗條件摩擦力f/N壓力情況接觸面情況1等于木塊的重力木板表面較光滑0.92等于木塊和砝碼的總重力木板表面較光滑1.63等于木塊和砝碼的總重力表面較粗糙2.1
分析與論證 （1）由實驗1、2可知，接觸面粗糙程度相同，壓力越大，彈簧測力計的示數越大，即滑動摩擦力越大； （2）由實驗2、3可知，壓力大小相同，接觸面越粗糙，彈簧測力計示數越大，即滑動摩擦力越大。
實驗結論 滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關。當接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大；當壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。
2.注意事項
（1）實驗時所用的木板要足夠長，以保證木塊在木板上滑動時由勻速直線運動的過程；
（2）實驗時應保持拉動彈簧測力計的方向與長木板平行；
（3）實驗中要做到勻速拉動木塊不好實現，建議采用如下操作：將彈簧測力計的掛鉤與木板相連，拉環處固定，拉動長木板進行實驗（如圖所示），這樣不但方便讀數，而且長木板也不需要做勻速直線運動。
三、摩擦的利用與防止
1.有益摩擦和有害摩擦
（1）摩擦有時是有益的。如用手拿物體時，手與物體間的摩擦；人行走時，鞋底與地面間的摩擦；剎車時，剎車裝置的摩擦以及車輪與地面間的摩擦等。
（2）摩擦有時是有害的。如機器運轉時各部件之間的摩擦會使機器磨損，進而使機器喪失原有的精度和功能等。
2.增大或減小摩擦的方法
類別 方法 應用舉例
增大有益摩擦 增大接觸面間的壓力 自行車車閘
增大接觸面的粗糙程度 汽車、拖拉機、自行車車輪上有凹凸不平的花紋，運動員往手上涂防滑粉
變滾動摩擦為滑動摩擦 火車、汽車在緊急剎車時，制動系統使車輪變滾動為滑動
減小有害摩擦 減小接觸面的壓力 推動熄火的汽車使其再次啟動時，讓車內乘客都下車以減小車重
減小接觸面的粗糙程度 冰壺比賽中用冰壺刷擦冰
變滑動摩擦為滾動摩擦 輪滑鞋
使接觸面分離 給機械部件加潤滑油，氣墊船、磁懸浮列車
考向01 摩擦力的概念
(
（1）產生摩擦力必須同時滿足三個條件：
（1）接觸面粗糙；（2）接觸并相互擠壓；（3）發生相對運動或有相對運動趨勢。
（2）根據二力平衡判斷摩擦力的大小和方向：
1）確定研究對象的運動狀態為平衡狀態；2）分析摩擦力以外的力的大小和方向；3）根據平衡力的條件（大小相等、方向相反）來判斷摩擦力的大小和方向。
（3）
靜摩擦力的大小和方向：
靜摩擦力總是與引起相對運動趨勢的外力大小相等、方向相反，故靜摩擦力會隨著外力的變化而變化，不是定值。
★易錯警示
“推了但沒有推動”的兩種誤區：
1）“沒推動”就是推力太小，小于物體所受靜摩擦力；2）“沒推動”就是不受摩擦力。
正確理解：
1）“沒推動”=“物體靜止”=“物體受力平衡”，即推力大小等于摩擦力；2）“沒推動”，物體只是沒有相對運動，但存在相對運動趨勢，此時有靜摩擦力。
)
【例1】關于摩擦力的說法中不正確的是（ ）。
A．相互接觸的物體間不一定有摩擦力；
B．兩物體保持相對靜止時也有可能有摩擦；
C．摩擦力的方向可能與物體運動的方向相同；
D．兩個表面光滑的物體間也可能有摩擦
【變式1-1】（2023·齊齊哈爾）如圖所示，用5N的力沿水平方向拉動物體B，使物體B在水平放置的木板A上向左做勻速直線運動。則物體B所受摩擦力為______N；木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______（選填“左”或“右”）。
【變式1-2】（2023·瀘州）教室里，磁性黑板擦可以被吸在豎直金屬黑板上不掉下來，如圖所示。根據題中信息，以下判斷正確是（　　）。
A. 黑板擦受到磁力作用，不受摩擦力的作用也能靜止在豎直黑板上；
B. 黑板擦能靜止在豎直黑板上，是因為黑板擦所受摩擦力大于重力；
C. 擦黑板時，可以通過增大壓力來增大黑板擦與黑板之間的摩擦力；
D. 擦黑板時，手對黑板擦的壓力與黑板對黑板擦的支持力是一對平衡力
【變式1-3】 （2023·眉山）如圖所示，在水平桌面上放置A、B兩個長方體物塊，A物塊受到水平向右拉力，B物塊受到水平向左拉力，此時A、B兩物塊一起向左做勻速直線運動，則A對B的摩擦力為_________N，水平桌面對B的摩擦力為__________N。
【變式1-4】（2023·遂寧）如圖為“探究影響滑動摩擦力大小因素”的實驗裝置，迅速拉動長木板B。作出當彈簧測力計示數穩定時，木塊A水平方向的受力示意圖。
考向02 利用運動圖像求摩擦力
(
結合運動圖像分析摩擦力的大小
（1）分析運動物體所受滑動摩擦力時，若物體做勻速直線運動，則可根據二力平衡知識直接解答；
（2）若物體做加速運動或減速運動，此時物體不處于平衡狀態，則分析物體與接觸面之間的壓力及接觸面的粗糙程度是否發生變化（一般均不變），若不變，則滑動摩擦力的大小不變。
)
【例2】如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到水平向右的拉力F 的作用，F 的大小與時間t 的關系如圖乙所示，物體運動速度 v 與時間t 的關系如圖丙所示，由圖象可知，當 t=1.5s 時，物體受到摩擦力為______N；當t=4.8s 時，物體受到的合力為________N。
【變式2-1】（2023·湘潭）如圖所示，文具盒在水平向右的推力F的作用下，沿水平桌面運動， F與時間t的關系如圖所示。0~2s內，文具盒做勻速直線運動，此過程中它所受的摩擦力方向向________（選填“左”或“右”），大小為_________ N； 3~4s內，文具盒所受合力的大小為__________ N。
【變式2-2】（2023·達州）如圖所示，A、B兩個粗糙程度相同的物體以甲、乙兩種不同的方式疊放在同一水平地面上，分別用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右運動，甲運動的s-t圖像和乙運動的v-t圖像分別如圖丙、丁所示，已知F甲=10N，下列說法正確的是（　　）。
A. F甲B. 甲、乙兩圖中AB之間的摩擦力均為10N；
C. 拉力F甲與拉力F乙的功率相等；
D. 甲、乙兩圖中地面受到的摩擦力相等
考向03 探究滑動摩擦力大小的影響因素
【例3】（2023·陜西A）如圖，是“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗。
（1）本次實驗前，應在________方向上對彈簧測力計進行調零；
（2）如圖-1，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動，木塊受到的拉力大小___________（選填“大于”“小于”或“等于”）木塊受到的滑動摩擦力大小；
（3）如圖-1，用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊，使其做速度大小不同的勻速直線運動。發現彈簧測力計的示數不變，說明滑動摩擦力的大小與物體運動速度的大小__________（選填“有關”或“無關”）；
（4）如圖-2，在木塊上加放鉤碼，沿水平方向拉動木塊，使其做勻速直線運動。改變鉤碼的數量，多次實驗后得出結論：其他條件一定時，壓力越大，滑動摩擦力越_________。
【變式3-1】（2023·天津）同學們在觀看冰壺比賽時，發現了如下兩個現象：
現象一：運動員蹬冰腳的鞋底為橡膠制成，滑行腳的鞋底為塑料制成；
現象二：運動員蹬冰時要用力；
他們認為上述現象與摩擦力的知識有關，于是提出了“滑動摩擦力的大小與什么因素有關”的問題，并進行了如下探究。
【猜想與假設】根據同學們的發現，猜想滑動摩擦力的大小可能與______和______有關；
【設計并進行實驗】
用彈簧測力計水平拉動木塊，使它沿水平長木板勻速滑動，測出木塊受到的滑動摩擦力；進行了三次實驗，如圖所示：
【分析與論證】
（1）甲圖中，木塊受到滑動摩擦力為______N；
（2）對比乙、丙兩圖，可得結論：__________________；
（3）許多情況下摩擦是有用，人們常常設法增大它；請列舉在冰壺運動中增大摩擦的措施，并利用實驗結論進行解釋。（至少寫出一例）________________________。
【變式3-1】（2023·株洲）某同學利用圖示裝置測量滑動摩擦力的大小。水平傳送帶由微型電動機控制其運轉，連接滑塊和壓塊的細繩自然拉直，事先用電子秤分別測出滑塊和壓塊的重力G1和G2。
（1）此裝置中定滑輪的作用是改變力的______（填“大小”或“方向”）；
（2）本實驗除了要保證壓塊在電子秤上保持靜止外，還需控制的條件是______（填“①”或“②”）
①水平傳送帶必須勻速運轉 ②定滑輪左側連接滑塊的細繩必須水平
（3）開啟電源，應使皮帶輪上方的傳送帶向______（填“左”或“右”）運動，此時滑塊受到的滑動摩擦力方向為水平向______（填“左”或“右”）。讀出電子秤的示數G3，此時滑塊所受滑動摩擦力大小f=_______（用測得的物理量表示）。
考向04 摩擦力的利用與防止
(
摩擦力有其有利的方面，但也有不利的方面，回答此類問題應從影響摩擦力大小的因素方面考慮。
（1）減小摩擦的方法：
（1）減小壓力；（2）減小粗糙程度；（3）變滑動為滾動；（4）使接觸面分離。
（2）增大摩擦的方法：
（1）增大壓力；（2）增大粗糙程度；（3）變滾動為滑動。
)
【例4】（2023·菏澤）以下設計中，不是利用摩擦的是（　?。?。
A. 瓶蓋邊緣的條紋 B. 橋面上刻的條紋
C. 握筆處的條紋 D. 下水管上的條紋
【變式4-1】（2023·懷化）生活中有的摩擦是有用的，有的摩擦是有害的，下列情況屬于減小摩擦的是（　?。?。
A. 甲圖：自行車剎車時用力捏車閘；
B. 乙圖：體操運動員上器械前，手上要涂防滑粉；
C. 丙圖：在冰壺運動中，運動員不斷擦拭冰面；
D. 丁圖：礦泉水瓶瓶蓋上刻有豎條紋
【變式4-2】（2023·成都）尊老愛幼是中華民族的傳統美德，初三（1）班全體同學深入社區養老院，開展志愿者服務活動，下圖是小文同學打掃衛生時推移沙發的情景。當他推動沙發向左運動時，地面對沙發的摩擦力方向是向______的。小文覺得如果給沙發裝上輪子，推起來會更省力，他這樣思考的依據是：在一般情況下，滾動摩擦______滑動摩擦。

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