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1、第 13 课时力与运动第二部分物质、力、力与运动、压强、浮力1.定义:物体在两个力的作用下,如果能保持或状态,我们就称这两个力二力平衡。2.条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小,方向且在,这两个力就彼此平衡。可巧记为“等大、反向、同体、共线”的八字口诀。3.应用: (1)已知一个力的大小和方向,确定另外一个力的大小和方向。(2)判断物体是否处于平衡状态或寻找使物体处于平衡状态的方法。教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点一二力平衡相等相反同一直线上静止匀速直线运动人物观点方法说明亚里士多德力是维持物体运动的原因通过想象思考伽利略物体的运动不需要力来维持通过实验进一步推理牛顿一切物体在没有受到
2、力的作用时,总保持或状态实验假想推理牛顿第一定律教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点二牛顿第一定律1.牛顿第一定律建立的过程静止匀速直线运动教材梳理夯实基础重难探究逐个探究2.牛顿第一定律:。 一切物体,在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态点拨 (1)牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括出来的,且不能用实验来直接证明。(2)牛顿第一定律告诉我们:力不是维持物体运动的原因。定义物体保持静止或匀速直线运动状态不变的性质理解惯性是物体的一种属性,一切物体在任何情况下都具有惯性惯性不是力,力有三要素,惯性只有大小。在惯性前加“产生”“出现”“受到”“克服”等词语都是
3、错误的,只能说某物体“具有”或“由于”惯性惯性大小只与物体的有关,大则惯性大,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度大小、物体的位置(比如在太空中)等皆无关利用拍打衣服上的灰尘,体育比赛中的各种投掷项目、跳远等危害大多数的交通事故、走路被绊倒等教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点三惯性质量质量1.惯性理解实例原来状态状态的改变产生变化锤头和锤柄一起向下运动锤柄遇到凳面停止运动锤头由于惯性继续向下运动,所以会紧紧地固定在锤柄上人和车一起向前运动车由于各种原因停止运动人的上身由于惯性继续向前运动,安全带和安全气囊可以减小惯性对人的伤害教材梳理夯实基础重难探究逐个探究2.惯性实例分析物体受力条
4、件物体运动状态说明合力为0运动状态不变力不是物体产生或维持运动的原因受非平衡力,合力不为0运动状态改变力是改变物体运动状态的原因教材梳理夯实基础重难探究逐个探究考点四力与运动的关系运动方向改变静止匀速直线运动运动快慢改变【说明】物体的运动状态改变了,一定是受到了力的作用,但是,物体在受到力的作用时,运动状态不一定改变(如受到的力是一对平衡力)。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究一知道二力平衡条件(了解)例1 2018南京鼓楼区模拟如图13-1所示,用绳子沿水平方向拉木块,下列说法正确的是()图13-1A.用较小的力拉木块,木块没动,是因为拉力小于木块所受的摩擦力B.拉着木块匀速运动,木块受到
5、的重力与木块对木板的压力是一对平衡力C.拉着木块加速运动,木块受到的重力与木板对它的支持力是一对平衡力D.无论木块如何运动,木块受到的摩擦力和绳子对木块的拉力总是一对相互作用力C教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【规律总结】相互作用力与平衡力的区别:项目相互作用力平衡力(二力平衡)相同点两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上不同点分别作用在两个物体上同时作用在一个物体上【变式1】跳伞运动员从飞机舱口跳出后,打开降落伞前,运动员下落的速度越来越快,这表明运动员和伞受到的空气阻力(选填“大于”“小于”或“等于”)其总重力;打开降落伞经过一段时间后,运动员匀速下落,和伞受到的阻力(选填“大于”“小
6、于”或“等于”)其总重力。整个过程中阻力的方向为。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破竖直向上小于等于教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式2】 2018淮安涟水县二模如图13-2所示,把木块放在光滑的水平桌面上,向挂在木块两端的小盘里加减砝码,以探究二力平衡的条件。实验过程:先使两盘里的砝码质量不相等,再使砝码质量相等,观察木块在什么条件下静止,在什么条件下运动,可得出二力平衡的一个条件是;接着,保持两盘里的砝码质量相等,把木块水平转动一个角度,可以看到木块,可以得出二力平衡的另一个条件是。图13-2二力作用在同一直线上二力大小相等转动教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究二认识牛顿第一定律(认识
7、)B例22017徐州在可靠的事实基础上,通过推理得出结论,是一种重要的科学方法。下列规律中通过这种方法得出的是()A.欧姆定律B.牛顿第一定律C.焦耳定律D.阿基米德原理教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式】 2018连云港东海县二模刘伟同学为了探究运动和力的关系,设计了如图13-3所示的斜面实验。图13-3(1)为使小车在滑到水平面时的初速度相同,实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是。(2)从甲、乙、丙三次实验中小车所停位置情况看,图中小车所受阻力最大。控制变量法甲教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式】 2018连云港东海县二模刘伟同学为了探究运
8、动和力的关系,设计了如图13-3所示的斜面实验。图13-3(3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做运动。(4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结出牛顿第一定律,它的内容是。匀速直线一切物体,在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态教材梳理夯实基础重难探究逐个突破例3 飞机在飞行中空投救灾物品,若空投时,飞机刚好处在目标的正上方,则物品(选填“能”或“不能”)落到目标处,这主要是物品离开飞机后由于会继续向前飞行,因此空投时应当投放。探究三用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象(理解)提前不能惯性教材梳理夯实基础重难探究逐个突破【变式】 2019泰安关于惯性
9、,下列四个现象对应的说明正确的是()A.拍打衣服,灰尘脱落,说明衣服有惯性B.子弹离开枪膛,仍能向前飞行,说明子弹有惯性C.汽车突然快速启动,车上的人会向后倾,说明汽车有惯性D.运动员将足球顶出后,足球继续运动,说明运动员有惯性答案B解析拍打衣服,衣服移动,灰尘由于惯性,保持原来的静止状态,脱离衣服,说明灰尘有惯性,选项A错误;子弹离开枪膛,由于子弹具有惯性,仍能向前飞行,选项B正确;汽车突然快速启动,车上的人由于惯性会向后倾,选项C错误;足球被顶出后,由于足球具有惯性,所以会保持原来运动状态继续运动,选项D错误。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究四力与运动的关系例42019宿迁下列关于力和
10、运动的说法,正确的是()A.物体运动状态发生改变,一定受到力的作用B.行驶的汽车急刹车时,乘客会出现向后倾的现象C.用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦阻力D.踢出去的足球能在空中飞行,是因为足球没有受到力的作用教材梳理夯实基础重难探究逐个突破答案A解析物体的运动状态发生改变,一定受到力的作用,A正确。行驶的汽车急刹车时,乘客由于具有惯性,会出现向前倾的现象,B错误。用力推桌子,桌子静止不动,是平衡状态,受到平衡力的作用,摩擦力大小等于推力大小,C错误。踢出去的足球能在空中飞行,是由于球具有惯性,足球在空中受到重力和空气的阻力作用,D错误。实验突破素养提升【实验设计】1.实验主要器材:小
11、车(小卡片)选择小车(小卡片)而不选择木块的好处:减小摩擦力对实验造成的影响、定滑轮(作用:改变力的方向,减小摩擦力)。2.选择静止作为研究状态:匀速直线运动状态不好控制。3.控制变量法的运用。当堂检测及时反馈突破一探究二力平衡的条件实验突破素养提升【实验现象】4.探究平衡的两个力是否在同一直线上:保持两端所挂钩码的数目相同,通过扭转研究物体判断该物体是否处于平衡状态。5.探究平衡的两个力是否大小相等:保持两个力在同一直线上,使两端所挂钩码的数目不同,判断物体是否处于平衡状态。【交流与反思】6.实验进行多次的目的:使结论具有普遍性。当堂检测及时反馈实验突破素养提升例1 图13-4甲是小明同学探
12、究二力平衡条件时的实验情景。(1)小明将系于小卡片(重力可忽略不计)两端的两根细线分别跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,作用在小卡片上的拉力的施力物体是,两个拉力方向。实验中通过调整钩码的数量来改变。小卡片的重力可忽略不计的理由是。(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手瞬间小卡片(选填“平衡”或“不平衡”)。此步骤是为了探究。当堂检测及时反馈图13-4细线相反拉力大小小卡片的重力远小于细线的拉力不平衡不在同一直线上的两个力能否平衡实验突破素养提升例1 图13-4甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。(3)保持右侧滑轮的位置不变,降低左侧滑轮的高度,如图乙所示,在细线
13、两端各挂一只钩码时,小卡片(选填“能”或“不能”)平衡。(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是。当堂检测及时反馈图13-4能用剪刀将小卡片剪开【实验设计】1.小车从同一斜面、同一高度滑下:使小车到达水平面的速度相同(控制变量法)。2.改变接触面粗糙程度的方法:水平面铺材料不同的物体;作用:改变阻力大小。3.通过比较小车在水平面上运动距离的长短来判断小车在水平面上所受阻力的大小:阻力越小,速度减小得越慢,运动的距离越远(转换法)。实验突破素养提升突破二探究阻力对物体运动的影响当堂检测及时反馈【实验结论】4.通过实验探究得出:力不是维持物体运动状态
14、的原因,力是改变物体运动状态的原因。5.实验推理:若运动的小车不受阻力,小车的速度将不再减小并永远做匀速直线运动。【交流与反思】6.小车运动到斜面底端后继续运动是因为小车具有惯性。7.小车运动到水平面上后的受力分析:竖直方向所受重力和支持力是一对平衡力,水平方向只受阻力。8.实验过程中小车能量的转化:小车从斜面下滑过程中,重力势能转化为动能和内能。实验突破素养提升当堂检测及时反馈例2 在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料,让小车自斜面顶端由静止开始滑下,比较小车在水平面上运动的距离,如图13-5所示。伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似的实验,牛顿在此基础上分析推理得出了著名的牛顿第一定律。请回答
15、下列问题:实验突破素养提升当堂检测及时反馈(1)科学实验需要控制变量,本实验中,影响小车在水平面上运动距离的因素,除了阻力外,还有,该因素可以采用使小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下的方法来控制。(2)三次实验中,小车在表面上运动得最远,是因为小车在该表面上受到的阻力最。图13-5小车到达水平面时的速度木板小例2在水平木板上铺上粗糙程度不同的材料,让小车自斜面顶端由静止开始滑下,比较小车在水平面上运动的距离,如图13-5所示。伽利略、牛顿等科学家曾多次做过类似的实验,牛顿在此基础上分析推理得出了著名的牛顿第一定律。请回答下列问题:实验突破素养提升当堂检测及时反馈(3)该实验中阻力对小车运动
16、的影响是通过来表现的,运用了法。(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(小车不受阻力),则小车将会在水平面上做运动。(5)研究过程中采用了(选填“单纯的实验”或“实验加推理”)的方法。图13-5小车运动的距离转换匀速直线实验加推理(6)在小车从斜面顶端下滑到底端的过程中,小车的重力势能转化为动能和能。(7)李华同学通过上面的探究学习,思考了以下问题:当自己荡秋千运动到右侧最高点时,如果自己受到的力全部消失,自己将会处于怎样的运动状态呢?他作出了如图13-6所示猜想,你认为正确的是。(图中的“”表示李华同学)实验突破素养提升当堂检测及时反馈实验拓展图13-6内A1.2016徐州排球运动员发球时,
17、把排球竖直向上抛起,在排球上升到最高点时,下列说法中错误的是()A.排球的动能为零B.排球的重力势能最大C.排球仍具有惯性D.排球处于平衡状态实验突破素养提升当堂反馈及时反馈D2.一个重50N的木箱放在水平桌面上,在10N的水平推力作用下静止不动,此时木箱受到的摩擦力为f1;当推力为22N时,木箱做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f2,则()A.f1=0Nf2=22NB.f1=0Nf2=50NC.f1=50Nf2=22ND.f1=10Nf2=22N实验突破素养提升当堂反馈及时反馈D3.“青奥会”于2019年8月在南京举行,图13-7中四项运动包含了一些物理知识,下列描述正确的是()图13-
18、7A.跳水运动员在最高点时,处于平衡状态B.足球运动员对球的作用力和球受到的重力是一对相互作用力C.举重运动员将杠铃举在空中静止时,他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡D.篮球运动员抛出的篮球在空中先上升后下落,是因为力改变了篮球的运动状态实验突破素养提升当堂反馈及时反馈D4. 2019枣庄如图13-8所示,在拉力F=10N的作用下,物体沿水平面向右做匀速直线运动,物体受到的摩擦力是N;当撤去拉力F时,物体将,此时,假设重力突然消失,在不计空气阻力的情况下,物体将。(最后两空均选填“保持静止状态”“做减速直线运动”或“做匀速直线运动”)实验突破素养提升当堂反馈及时反馈图13-8实验突破素养提
19、升当堂反馈及时反馈答案10做减速直线运动做匀速直线运动解析在拉力F=10N的作用下,物体沿水平面向右做匀速直线运动,物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等;当撤去拉力F时,物体只受摩擦力的作用,受力不平衡,故物体将做减速直线运动,此时,假设重力突然消失,则压力消失,摩擦力也消失,物体在水平方向上不受力的作用,在不计空气阻力的情况下,物体由于惯性,将保持力消失瞬间的运动状态不变,做匀速直线运动。5.用力拍打刚晒过的被子,可以除去附在被子表面的灰尘。原理是,。实验突破素养提升当堂反馈及时反馈灰尘与被子原来都是静止的,当拍打被子时,被子由静止变为运动,而灰尘由于具有惯性,保持原来静止状态而脱离被子6.如图13-9甲所示,用水平拉力F拉着水平桌面上的一木块向右做直线运动,拉力F的大小与时间的关系如图乙所示。在第5min后物体开始做匀速直线运动,物体受到的水平拉力F为N,此时物体受到桌面所给的滑动摩擦力是N;前5min内物体的运动状态是。实验突破素养提升当堂反馈及时反馈图13-9加速运动1010