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1、77探究运动和力的关系7-7探究运动和力的关系（一）惯性及惯性现象：1. 惯性：物体保持运动状态不变的性质,称为惯性.一切物体在任何情况下都有惯性，惯性是一切物体固有的属性。（物体的质量是物体惯性大小的量度，质量越大惯性也越大）请看如下实例： 其实，惯性的大小与物体的质量有关，物体的质量大，惯性就大。 惯性的大小与速度无关。惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大，越难改变运动状态，惯性越小，越容易改变物体的运动状态。（惯性的理解：一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态，静时只求静，动时只求动，即静者恒静；动者恒动。外界环境影响的是物体运动状态是否

2、发生了改变，但不能影响它不想改变运动状态的愿望。注意：惯性是物体的固有属性，不论宏大物体，还是微小粒子，不论固体、液体、气体，不论静止物体，还是运动物体，不论物体在地球上，还是在月球上。一切物体在任何时刻，任何情况下都具有惯性）2. 解释解释惯性现象的步骤：确定研究对象，明确研究对象是哪一个物体（或同一物体的哪些部分）弄清楚研究的物体原来处于什么样的运动状态？（运动还是静止）什么原因使物体或同一物体的某一部分运动状态发生改变。由于惯性，研究对象要保持原来的运动状态，于是出现了什么现象？简言之，物体原来是什么状态，由于有惯性，它要保持什么状态，这是解释惯性现象的关键（注意：惯性现象和惯性是有区别

3、的。惯性是物体的一种属性。而惯性现象是物体本身惯性的表现。所以解释惯性现象时不仅要用到惯性，而且要用到力是改变物体运动状态的原因这一结论。）3. 惯性的应用在生活和生产实际中常常要用到惯性。锤头松了，将锤把的一端在坚硬的物体上撞击几下，锤把因撞击而突然停止，锤头由于惯性仍继续前进，结果就紧紧地套在锤柄上了；铲子停在炉膛门前，煤却飞进了里面；将要停车时，司机提前关闭发动机，利用惯性使火车、汽车向前移动一段距离，可以节约燃料。但惯性也会给人们带来不利的一面，如遇到紧急情况，火车、汽车即使急刹车，车也不会立即停下来，由于它们有惯性，仍要继续前进一段距离，可能造成交通事故。候风地动仪实际也是惯性的应用

4、。（二）牛顿第一定律：看实验请思考：小车刚到达毛巾板、棉布板、木板上时的速度是否相同？小车最后都停下来的原因是什么？小车在三个平面上运动的时间、距离是否相同？为什么？小车在三个平面上运动速度减小的快慢是否相同？三者速度减小的快慢与它们受到的阻力有什么关系？如果平面十分光滑，小车不受阻力、它运动的速度是否还减小？小车将怎样运动？推理想象：（小车在水平面上运动，受到的阻力越小，运动距离越长，速度减小得越慢。小车的速度将保持不变，一直运动下去）1. 惯性定律：历史的回顾：2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。这种观点

5、的提出是很自然的。我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论。如车不推就不走，门不拉不开等。这种观点统治人们的思想有两千年。直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。这里所指的减速的原因就是摩擦力。为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验，下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验。实验：有几个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上。在有摩擦力的情况

6、下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低。伽利略所设计的实验是这样的：实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力，（当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验。）我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动。把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢。在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度。改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变。这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学

7、道理的。没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件。可以看到滑块的速度基本不变。法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因，这就是牛顿第一定律。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。这个规律叫做牛顿第一定律，通常也称惯性定律。（理解牛顿第一定律的内容：（1）“一切物体”是指宇宙中所有

8、的物体，牛顿第一定律是自然界中的普遍规律。（2）“不受外力”是定律成立的条件，这是一种理想情况。它也包含物体在某一方向上不受外力的情况。牛顿第一定律是建立在实验的基础上，经过推理得出的。） 注意：“惯性”与“牛顿第一定律”的区别惯性是自然界中的物体所具有的一种性质，这种性质表现为物体总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态；惯性定律是一条客观规律，是指由于物体具有惯性，在不受外力（或等效于不受外力）的情况下所遵循的规律。（三）运动和力的关系力是使物体运动状态发生变化的原因（运动状态的改变包括：从运动到静止、从静止到运动、加速、减速和改变运动的方向） ；但同时也应意识到由于具有惯性，物体

9、也想要保持原来的运动状态。 譬如你有喜欢踢足球的爱好，这是你的一个特点，当你有课余时间，你就会去踢足球；而你在上课时，虽然你没有踢足球，但你喜欢踢足球的特点不会改变。 所以可以这样总结：不受外力保持静止或匀速直线运动。受到外力改变运动状态。【典型例题】例1. 人在跑动时，若脚突然被石块绊一下，人必然是向前跌倒请解释其原因。分析与解答：在解释惯性问题时要抓住以下几个环节：研究对象原来处于什么样的运动状态受力情况运动状态改变情况惯性表现。 解：当你奔跑时碰到石块，脚因为受到石头的阻碍，不再向前运动，而人身体上部由于具有惯性要保持原来向前的运动状态，故向前冲去，因此必然是向前跌倒。例2. 关于物体的

10、惯性，下面哪种说法正确？（ ）A. 汽车行驶时，突然刹车，乘客的身体向前倾，说明刹车时人具有向前的惯性B. 快速前进的汽车，在短距离内刹车比较困难，说明速度大时，汽车的惯性大C. 匀速前进的汽车上的乘客，无论汽车的速度多大，乘客均不会发生前倾或后仰的现象，说明匀速运动的物体没有惯性D. 以上三种说法均不正确分析与解答：惯性是物体的一种属性，它没有方向牛顿第一定律告诉我们，一切物体都有惯性，任何物体在任何情况下都有惯性惯性的大小，只和物体的质量有关，而和物体的运动状态及速度无关正确答案：D例3. 一氢气球系着一重物以1m/s的速度竖直上升，在上升过程中系物体的绳子突然断了，在绳子断后物体将（ ）

11、A. 立即匀速下落B. 立即下落，且速度越来越快 C. 先上升一段距离再下落，下落的速度越来越大D. 由于惯性，物体将以1m/s的速度匀速上升分析与解答：本题的关键是正确理解惯性、力和运动的关系.当系物体的绳子突然断了以后，由于惯性，物体初始以1m/s的速度上升，但由于物体受到重力的作用，重力的方向与物体上升的速度方向相反，所以物体将做减速运动，上升一段距离当速度减小到零以后，物体在重力的作用下向下作加速运动。本题的选项应为C。说明：此类问题是惯性与运动问题的典型例题，分析时要明确研究对象的初始状态，然后再根据惯性以及力和运动的关系去分析，但要注意惯性不是力。答案：C例4. 汽车刹车之后 现代

12、社会汽车大量增加，发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制运器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离，叫反应距离。从操纵制动器刹车，到车停下来，汽车又要前进一段距离，这段叫制动距离。（如图所示） 下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。速度（km/h）反应距离（m）制动距离（m）4078509136011208015341001954 （1）汽车在正常行驶时，车轮与地面间的摩擦是_摩擦。刹车后，由于_，汽车还会继续向前滑行一段距离；在此过程

13、中车轮与地面间的摩擦是_摩擦。 （2）利用上表数据，算出该司机的反应时间大约是_s。 （3）分析上表数据，可知影响汽车制动距离的主要因素是_。 （4）为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全，在高速公路旁设置了“雨雪路滑，减速慢行”的警示牌，请简要说明这句话的物理道理。 分析与解答： （1）滚动、惯性、滑动 （2）0.60.7 （3）汽车的行驶速度 （4）雨雪天，道路较滑，汽车所受的摩擦力较小，在相同车速的情况下，汽车刹车后滑行的距离变长，汽车较难停下来，因此为安全起见要减速慢行。7-5二力平衡 7-7探究运动和力的关系【模拟试题】一、填空题： 1. 弹簧测力计是测量_的工具。如图1所示，甲乙

14、两人用力推对方，两人均向后退，这是因为力的作用是_的。在校运会百米赛跑中，运动员小华第一个冲到终点后不能马上停下来，继续向前冲了一段距离，这是因为人具有_的缘故。如图2，某人用力推车，车未动，则车所受合力_。图1 图2 2. 汽车紧急刹车时，仍要继续向前运动一段距离才能停下来，是因为汽车具有_。下雪天路滑，为了防止交通事故，常在马路上撒些灰渣，这是为了增大汽车轮胎与地面的_，尽量使汽车刹车时滑行的距离短些。 3. 小丽同学在超市购物时，用5N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动，这时小车受到的阻力是_N。突然，小丽发现前面有一小孩，她马上用10N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速

15、运动的过程中，小车所受的合力为_N。 4. 一台计算机放在水平桌面上，计算机受到的重力为G，计算机对桌面的压力为F，桌面对计算机的支承力为N。在这3个力中，_和_彼此平衡（填字母代号）。 5. 放在水平桌面上的木块受到5N水平向左的拉力作用和8N水平向右的拉力作用而运动。这两个力的效果可用一个大小为_N，方向_的力来代替，这个力是它们的_。 6. 受重力为10N的小球，沿竖直向上抛出，它上升和下降时受到的空气阻力都是2N，则小球上升时受到的合力大小是_N，下降时受到的合力大小是_N。 7. 如图3 甲、乙，河里停着两只完全相同的小船，两船离岸的距离相等，船上站着两个质量相等的人，河岸上也站着两

16、个人，现要使两船靠岸，甲图中只有岸上一人用力F收绳，乙图中岸上和船上的两人都用力F收绳，则_船先靠岸。甲 乙图3二、选择题： 8. 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（如图4所示），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的是（ ）图4 9. 一气球匀速竖直上升到某一高度时，从气球上脱落一物体，该物体离开气球后，将（ ） A. 继续上升一段时间，然后下落 B. 立即下落 C. 仍以原来的速度匀速上升 D. 不再受力 10. 在匀速直线行驶的火

17、车车厢里，坐着一位乘客，他发现自己正上方顶棚上有一小水滴正要下落，这滴水将落在（ ） A. 此乘客的前面 B. 此乘客的后面 C. 此乘客的头上 D. 此乘客的左侧 11. 跳水运动员起跳后仍能向上运动如图5，原因是跳水运动员（空气阻力不能忽略）（ ）A. 受到一个向上的冲力B. 所受合力的方向向上C. 所受的合力大于重力D. 具有惯性图5 12. 空气对运动物体的阻力与物体运动快慢有关，物体运动越快，所受空气阻力越大。设雨滴下落过程中重力不变，在雨滴从云层落到地面过程中，以下对其运动描述正确的是（不考虑风速影响）（ ） A. 运动越来越快 B. 运动先越来越快，后越来越慢 C. 整个过程中运

18、动快慢保持不变 D. 运动先越来越快，后快慢保持不变 13. 一个重100N的物体放在水平地面上，当用140N的力竖直向上提它时，物体所受的合力为（ ） A. 40N，方向竖直向上 B. 40N，方向竖直向下 C. 240N，方向竖直向下 D. 条件不足，无法确定 14. 如图6所示的装置中，甲物重3N，乙物重5N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计的自重，则甲物受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（ ）图6 A. 0，3N B. 0，5N C. 2N，5N D. 2N，3N 15. 木块重3N，放在斜面上静止不动，图7的4个图中所画木块重力的图示正确的是（ ）图7 16. 运动员在跳高时，他

19、的起跳瞬间的受力情况是（ ） A. 只受到地面的支持力 B. 受到重力和地面的支持力，且合力为零 C. 受到重力和地面的支持力，合力不为零，合力方向向上 D. 受到重力、地面的支持力和起跳力 17. 如图8所示，水平地面上的物体在水平拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，当拉力F突然减小时，物体将（ ）图8 A. 向右运动，速度逐渐增大 B. 向右运动，速度逐渐减小 C. 向右运动，速度保持不变 D. 向左运动，速度逐渐增大三、作图题 18. 如图9所示，物体重20N，静止放在斜面上，物体对斜面的压力为15N，用力的图示法把斜面对物体的支持力表示出来。图9 19. 如图10所示是美国轰炸伊拉克的

20、精确制导导弹，正在飞向巴格达。请在图中作出导弹的受力示意图。图10 20. 在自动化生产线上，常用传送带传送工件。如图11所示，一个工件与传送带一起以0.2m/s的速度水平向右匀速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受力的示意图。图11 21. 如图12所示，一个人用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶，水桶受到的合力是多大？用力的图示法将这个合力表示出来。图12 22. 跳伞运动员从高空跳下一段时间后匀速下落，若将人和伞匀速下落过程中的受力等效为集中在一点，请在图13中的P点画出其受力示意图。图13 23. 汽车在4104N的牵引作用下，在平直公路上匀速行驶，如图14所示，试画出它的

21、受力示意图。图14四、实验题 24. 请利用一瓶矿泉水，设计两个不同的物理实验，并完成下表。操作方法实验现象物理知识示例将矿泉水瓶举起后松手瓶下落重力方向是竖直向下的实验一实验二 25. 如图15所示，在做“斜面小车”的实验时，每一次都要使小车从斜面的相同高度开始下滑，这样做的目的是使小车滑到斜面底端时_相同，结论是：在粗糙的表面上，小车因受到阻力_，所以运动的距离_；表面越光滑，小车受到的阻力越_，运动的距离越_，如果表面光滑到没有阻力时，小车将保持_状态，永远运动下去。图15五、计算题 26. 质量为10kg的物体放在水平地面上，匀速水平拉动物体时，摩擦力是物体所受重力的0.2倍。（g取1

22、0N/kg）求： （1）拉力的大小。 （2）此时物体受几个力的作用？ （3）用力的示意图把物体所受的力表示出来，并标出力的大小。 27. 一个物体的质量是3000kg，分析下列情况下起重机钢丝绳对物体的拉力有多大？用力的图示法表示物体受到的力。（1g10N/kg） （1）物体以2m/s的速度匀速上升； （2）起重机悬吊着物体静止不动； （3）物体静止在水平地面上，钢丝绳以1.0104N的力向上吊，但没能吊动物体。六、简答题 28. 观察一辆小汽车，回答下列问题：（1）为什么规定小汽车前座乘员必须系上安全带？安全带在车辆的运动状态发生怎样的变化时对乘员起保护作用？（2）汽车座椅靠背上方还装有头枕

23、，它是在车辆运动状态发生怎样的变化时对乘员起保护作用的？（3）小汽车内的照明设备为什么都采用吸顶灯、壁灯，而不采用吊灯？【试题答案】一、填空题： 1. 力 相互 惯性 为零 2. 惯性 摩擦 3. 5 15 4. G N 5. 3 向右 合力 6. 12 8 7. 甲二、选择题： 8. AB 9. A 10. C 11. D 12. D 13. A 14. A 15. A 16. C 17. B三、作图题 18. 19. 20. 21 22 23四、实验题：24.操作方法实验现象物理知识示例将矿泉水瓶举起后松手瓶下落重力方向是竖直向下的实验一用力捏瓶身瓶瘪了力可以改变物体的形状实验二用尺子迅速

24、打击瓶子瓶飞出力可以改变物体运动状态 25. 初速度 大 小 小 远（长） 匀速直线运动五、计算题 26. 解：（1）因为匀速水平拉动物体，所以水平方向上的拉力与摩擦力是一对平衡力， 即 （2）此时物体受到四个力的作用；拉力和摩擦力以及重力和支持力 （3）支持力N等于重力G，即 拉力F等于摩擦力f，即Ff20N物体受力示意图为： 27. 解：（1）因为起重机钢丝绳匀速拉起物体， 所以竖直向上的拉力与重力是一对平衡力，即： 又 （2）起重机悬吊着物体静止不动，拉力与重力仍是一对平衡力，（3）六、简答题： 答：（1）小汽车前座乘员如果系上安全带，在汽车紧急制动或前面车辆发生撞击时，能保证乘员不致由

25、于猛烈前冲，造成头部、胸部受伤。 （2）汽车座椅靠背上方的头枕是为了在汽车突然加速或被后面车辆追尾相撞时，能保证乘员不致因急剧后仰而使颈椎部受到伤害。（3）因车辆等交通工具在行驶过程中，经常需要改变运动方向和速度大小，在车厢内若采用吊灯照明，则在车辆运动状态发生改变时，吊灯由于惯性将不时前后或左右晃动，很不安全。【励志故事】大事与小事耶稣带着他的门徒彼得远行，途中发现一块破烂的马蹄铁。耶稣就让彼得拣起来，不料彼得懒得弯腰，假装没听见。耶稣没说什么，自己弯腰拣了起来，又用它在铁匠铺那换了三文钱，并用它们买了18颗樱桃。出了城，师徒继续赶路，二人经过茫茫荒野。耶稣料到彼得一定会很渴，就让藏在袖子里的樱桃悄悄的掉出一粒。彼得一见赶忙拣起来吃。耶稣边走边丢，彼得也就狼狈的弯了18次腰。于是耶稣笑着对彼得说：“要是你刚才弯一次腰，就不会后来没完没了的弯了那么多次腰了。小事不干将在更小的事情上操劳。”年轻人都想干一番大事，有时因此忽略了身边的小事，最后反而因为细节上的疏忽耽误了最后的大事，实在有些得不偿失