届中考科学培优讲义专题集训第5讲运动和力一.docx
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届中考科学培优讲义专题集训第5讲运动和力一
第5讲运动和力
（一）
【复习重点】
1.参照物
为研究物体的运动假定不动的物体叫作参照物。
任何物体都可作参照物，通常选择参照物以研究问题的方便而定。
若研究地面上的物体的运动，常选地面或固定于地面上的物体为参照物，在这种情况下参照物可以不提。
选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不同。
同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。
注意不能选择所研究的对象本身作为参照物，那样研究对象总是静止的。
2.机械运动
科学上把物体位置变化叫作机械运动。
机械运动是宇宙中最普遍的现象。
根据运动路线，机械运动可以分为曲线运动和直线运动，直线运动又分为匀速直线运动和变速直线运动。
匀速直线运动指沿着直线、快慢不变
的运动。
在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
速度可以表示物体运动快慢。
速度的计算公式为
，速度的单位是米/秒（m/s），常用单位有千米/时（km/h），1m/s=3.6km/h。
沿着
直线、运动速度变化的运动叫变速直线运动。
变速直线运动的平均速度：
。
3.力及力的作用效果
力是物体对物体的作用。
产生力的条件：
①必须有两个或两个以上的物体；②物体间必须有相互作用（可以不接触）。
物体间力的作用是相互的，两个相互作用力在任何情况下都是大小相等，方向相反，作用在不同物
体上。
两物体相互作用时，施力物体同时也是受力物体；反之，受力物体同时也是施力物体。
力可以改变物体的运动状态，也可以改变物体的形状。
注意：
物体的运动状态包括物体的运动快慢（速度大小）的改变和物体的运动方向的改变两个方面。
国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，用“N”表示。
拿两个鸡蛋所用的力大约是1N。
4.力的测量
测量力的大小的工具是测力计。
常见的测力计有弹簧测力计等。
弹簧测力计的原理：
在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。
使用方法：
“看”：
量程、分度值、指针是否指零；“调”：
调零；“读”：
读弹簧测力计的示数即挂钩受力。
注意：
加在弹簧测力计上的力不允许超过它的最大量程。
科学实验中，有些物理量的大小是不易直接观察的，但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察，用容易观察的量显示不易观察的量，是制作测量仪器的一种思路。
这种科学方法称为“转换法”。
利用这种方法制作的仪器有：
温度计、弹簧测力计、压强计等。
5.力的三要素与力的示意图
力的三要素包括力的大小、方向和作用点。
力的示意图：
用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来，如果没有大小，可以不表示，在同一个图中，力越大，线段应越长。
6.重力与弹力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。
地球周围的一切具有质量的物体在任何情况下都受到重力的作用。
重力的方向总是竖直向下的，利用这一特点可以制成重垂线。
重力在物体上的作用点叫作重心。
均匀规则的物体的重心在其几何中心。
厚度忽略的平面物体的重心可以用平衡法或悬挂法来寻找。
物体所受的重力与质量成正比，可以用公式G＝mg表示。
式中g＝98N/kg，它的物理意义是：
在地球表面附近，质量是1kg的物体受到的重力是98N。
弹力指物体发生形变时，它对使它发生弹性形变的物体会产生一个反抗形变的力。
在弹性限度内，受到的作用力越大，物体的形变也越大。
【复习难点】
1.机械运动的相对性、速度公式的运用。
2.力的作用的相互性。
3.弹簧测力计的原理及使用。
【易考点】
1.参照物、物体运动状态、速度计算公式的运用与功率等知识点的结合。
2.结合太空航天知识背景考查运动和力的相关分析。
3.探究影响滑动摩擦力的因素和弹簧的伸长与所受拉力的关系的实验。
4.运动和力是科学的基础内容，一直是中考的重点考查内容，占有相当大的比重。
考点精析
考点一参照物及其选择
例1、【武汉】如图所示，两列火车并排停在站台上，小强坐在车厢中向另一列车厢观望，突然，他觉得自己的列车开始缓缓地前进了，但是，“驶过”了旁边列车的车尾才发
现，实际上他乘坐的列车还停在站台上。
下列说法中，正确的是（）
A.小强感觉自己乘坐的列车前进了是以站台为参照物
B.小强先后不同的感觉是因为他选择的参照物不同而造成的
C.小强发现自己乘坐的列车还停在站台上是以旁边列车的车尾为参照物
D.小强发现自己乘坐的列车还停在站台上是以坐在旁边的小红为参照物
【解题思路】开始以对面列车为参照物，对面列车反方向运动时，觉得自己的列车开始缓慢前进；后来以站台为参照物，发现自己坐的列车没动，先后不同的感觉是因为他选择的参照物不同造成的，这就是运动和静止的相对性。
【参考答案】B
【方法归纳】判断物体的运动或静止时，要首先选择参照物，如果物体相对于参照物的位置不断变化，物体是运动的；如果物体相对于参照物的位置保持不变，物体是静止的。
【易错误区】正确理解运动和静止的相对性，选择不同的参照物时物体的运动情况不同。
考点二速度的应用
例2、【株洲】物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关，已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。
为探究空气阻力与横截面积的关系，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图所示为其中一段的示意图。
（1）在图示运动过程中，甲、乙、丙三个小球的速度之比是。
（2）分析实验数据可知：
在阻力相同时，小球的速度与半径的关系
是。
（3）实验结论是：
在速度不变时，小球受到的空气阻力。
【解题思路】
（1）照相机等时间内曝光一次，而甲曝光了3次，乙曝光了6次，丙曝光了9次，所以时间之比为3∶6∶9，三球在相同路程中，所用时间之比为3∶6∶9，故速度之比为6∶3∶2。
（2）因为甲、乙、丙三个小球都做匀速直线运动，所以小球受到的重力和空气阻力是一对平衡力，大小是相等的；重力之比等于质量之比，甲、乙、丙的质量之比为1∶1∶1，重力之比也为1∶1∶1，因为空气阻力等于重力，所以空气阻力相同。
甲、乙、丙三个小球的半径分别为r、2r和3r，在阻力相同时，速度之比为6∶3∶2，由此可知，在阻力相同时，小球的速度与半径成反比。
（3）由题意假设：
f=kv2sn,故f甲=kv2甲sn甲,f乙=kv2乙s乙n,f丙=kv2丙s丙n。
又因为f甲∶f乙∶f丙=1∶1∶1，且v甲∶v乙∶v丙=6∶3∶2，代入得：
s甲n∶s乙n∶s丙n=1∶4∶9,故n=1，即f=kv2s。
由此可知，在速度不变时，小球受到的空气阻力与横截面积成正比。
【参考答案】
（1）6∶3∶2（或3∶1.5∶1）
（2）成反比（或速度与半径的乘积不变）（3）与横截面积成正比
【方法归纳】观察物体下落的运动规律，利用二力平衡的知识分析空气阻力和运动速度的关系。
【易错误区】要能通过实验数据分析出物体下落的运动规律，才能正确解题。
考点三力的概念
例、用手通过一根绳子提起一重物时，会感到手受到一个向下的力的作用，这个力的施力物体是（）
A.重物B.地球
C.绳子D.绳子和重物
【解题思路】用手通过一根绳子提起一重物时，与手接触的是绳子。
手对绳子有一个向上的拉力，由于物体间力的作用是相互的，同时绳子也会对手有一个向下的拉力。
所以手受到一个向下的力的作用，这个力的施力物体是绳子。
【参考答案】C
【方法归纳】正确理解力的概念。
力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，产生力的两个物体互为施力物体，互为受力物体。
【易错误区】本题需要搞清楚手受到的拉力的施力物体是绳子，并不是重物。
考点四力的测量、力的相互作用
例4、在探究弹簧长度与力的关系时，选取甲、乙、丙、丁四根完全相同的弹簧，将甲、乙两弹簧的左端固定在墙上，用大小为F的力拉弹簧甲的右端，用大小为F的力压弹簧乙的右端，在弹簧丙的左、右两端施加大小为F的拉力，在弹簧丁的左、右两端施加大小为F的压力，四根弹簧都水平静止，如图所示。
此时四根弹簧的长度分别是L甲、L乙、L丙、L丁，则（）
A.L乙=L丁＜L甲=L丙
B.L甲=L乙＜L丙=L丁
C.L丁＜L乙＜L甲＜L丙
D.L甲=L乙=L丙=L丁
【解题思路】弹簧受到的拉力与其伸长量（弹簧实际长度与原长之间的差值
）成正比；而图甲和图丙都是使弹簧伸长的，图乙和图丁都是使弹簧压缩的，图甲和图丙上的作用力相同，故伸长的长度相同；图乙和图丁上的作用力相同，故压缩的长度相同，故有L乙=L丁＜L甲=L丙。
【参考答案】A
【方法归纳】弹力是物体发生弹性形变时，对与它接触的物体产生的力；弹簧受到的弹力与其伸长量（弹簧实际长度与原长之间的差值）成正比。
【易错误区】弹簧的伸长量取决于作用在弹簧上的力的大小，作用在弹簧左右两边的力都是F，则伸长量相同，注意判断弹簧是伸长的还是压缩的。
考点五力的示意
图
例5、对下列物体的受力分析正确的是（不计空气阻力）（）
A.不倒翁B.静止在墙角的小球
C.抛出手的铅球D.停在斜面上的汽车
【解题思路】重力的作用点在物体重心，方向竖直向下；B图中小球与竖直墙壁之间没有弹力的作用，小球受到支持力和重力的作用；汽车停在斜面上，受到三个力的作用：
重力（竖直向下）、支持力（与斜面垂直）和摩擦力（与斜面平行），没有牵引力。
【参考答案】C
【方法归纳】作力的示意图时注意以下几点：
重力的方向始终竖直向下，与物体的形状、状态和位置无关；物体由于发生弹性形变才能产生
弹力；物体处于静止状态或匀速直线运动时，合力为零。
【易错误区】物体相互接触但不一定相互作用，所以物体即使相互接触也不一定相互有力的作用。
考点六重力
例6、如图所示为一辆静止在水平地面上的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球。
关于杆对小球的作用力的描述，下列说法中正确的是（）
A.力的方向竖直向上，大小为mg
B.力的方向沿杆向上，大小为mg
C.力的方向垂直于杆向上，大小为mg
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一点方向上，大小为mg
【解题思路】小球静止在杆子的底端，所以小球受到平衡力的作用。
在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡条件可知，必有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力，且F=G=mg。
由于小球的周围没有其他物体，而力不能离开物体而存在，所以可以确定小球不再受到其他的力。
【参考答案】A
【方法归纳】要解决本题，需要掌握二力平衡条件：
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。
【易错误区】沿着支架的左上方向并不存在力。
探究提升
例1、【天津】某课外科学兴趣小组的同学们乘火车去参加车模比赛。
在行驶的火车上，小明想：
“人顺着和逆着火车的行驶方向以相同的速度从车厢的一端运动到另一端所用的时间相等吗？
”小明和同学们讨论后，决定用随身携带的赛车进行实验探究，并设计出如下两种实验方案：
方案一：
如图甲所示，在车厢前后选取A、B两处，让两辆赛车同时开始做从A到B和从B到A的匀速直线运动，观察赛车是否同时到达各自的终点。
改变A、B两处距离重复上述实验两次（在实验过程中火车一直做匀速直线运动）。
方案二：
如图乙所示，在车厢前后选取A、B两处，让一辆赛车做从A到B的匀速直线运动，利用电子手表的停表功能测出赛车从A到B的运动
时间；然后让该赛车以相等的速度做从B到A的匀速直线运动，测出运动时间。
比较两次时间的长短。
改变A、B两处距离重复上述实验两次（在实验过程中火车一直做匀速直线运动）。
（1）针对方案一，同学们经过讨论认为不可取，请你说明原因（写出一条即可）：
。
（2）针对方案二，请你设计出记录实验数据的表格。
【解题思路】
（1）实验方案是否可取，从能否达到实验目的，能否得出正确的实验结论，是否存在明显的设计缺陷等方面考虑。
（2）由方案二可知，实验需要记录的物理量有两点之间的距离，由A到B的时间和由B到A的时间；为避免实验结果的偶然性，至少做三次实验。
表格设计应体现以上内容。
【参考答案】
（1）因为实验前没有明确两辆赛车的速度大小，实验过程中也不能保证两车的运动速度相同，所以比较它们能否同时到达各自的终点就没有意义了。
（2）实验数据记录表格设计如下：
赛车速度v一定
【方法归纳】实验方案是否可取，
一般要从能否达到实验目的、能否得出正确的实验结论、是否存在明显的设计缺陷等方面考虑。
设计记录实验数据的表格，要方便数据记录，方便发现规律，简单直观。
【易错误区】实验过程要体现控制变量法的要求，学生若不能抓住控制变量的关键——速度必须相同，就无法正确解答。
【考点范围】速
度与物体运动、物理学方法、运动快慢的比较。
例2、某科学兴趣小组在老师的指导下做了“水火箭升空实验”，实验器材有饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等，水火箭的构造如图所示。
根据老师的介绍，同学们了解到水火箭升空工作过程如下：
在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空。
（1）水火箭升空原理可利用我们学过的知识来解释。
（2）实验后小明提出了问题：
水火箭上升高度与什么因素有关呢？
小明猜想：
可能与瓶中气体的压强有关。
小华猜想：
可能与瓶中水的体积有关。
小军猜想：
可能与瓶子的形状有关。
你认为影响因素还有（写出一点）。
（3）实验小组通过试验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设充一次气的气量相同），他们选用同一可乐瓶，瓶中水量为200mL。
通过站在不同楼层的观察员目测进行数据记录，考虑到安全做了三次实验，实验结果如下表所示：
这可以验证水火箭上升高度与有关的猜想是正确的。
（4）实验小组经过讨论思考发现，瓶塞插入瓶口的深度的加深，其实是增大了瓶塞与瓶口
的，从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力，使瓶塞不易被压出，实现了增大瓶内气压的目的，请你帮助实验小组再想一个增大摩擦力的方法：
。
【解题思路】
（1）高压气体给水和橡皮塞一向下的力，力的作用是相互的，橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空；在此过程中，将高压气体的内能转化为塞子的机械能。
（2）根据水火箭升空的原理，可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关等，答案不唯一。
（3）从表中数据可知，瓶塞塞入深度越深，水火箭上升高度越高，由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的。
（4）加深瓶塞插入瓶口的深度，是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦力的；接触面变得粗糙也可以增大摩擦力，因此可以换用接触面粗糙的瓶塞。
【参考答案】
（1）力的作用是相互的
（2）瓶塞气嘴口径的大小（合理即可）（3）瓶塞塞入的深度（4）压力换用软木塞做瓶塞，增加接触面的粗糙程度
【方法归纳】本题需要掌握力的作用是相互的
、能量的转化以及增大摩擦力的方法等知识点，并涉及到探究实验的猜想、设计实验等环节，有一定的难度。
【易错误区】瓶塞插入瓶口的深度的加深主要是增大了相互之间的压力而不是接触面积。
【考点范围】力作用的相互性、摩擦力的影响因素、科学方法。
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