02 - 运动和力

知识点一 牛顿第一定律

1. 阻力对物体运动的影响

伽利略实验：让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，分别在毛巾、棉布、木板等不同粗糙程度的表面上运动。

💡 推理：如果表面绝对光滑（没有阻力），小车将一直运动下去，永远不会停下来。

2. 牛顿第一定律（惯性定律）

内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

💡 理解： - 「没有受到外力作用」是理想情况，实际中可理解为「所受合力为零」 - 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因 - 牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上，通过推理概括出来的，不能直接用实验验证

3. 惯性

惯性：物体保持原来运动状态不变的性质。

• 一切物体在任何情况下都有惯性
• 惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大
• 惯性大小与物体是否运动、运动快慢、是否受力均无关

⚠️ 注意：惯性是物体的属性，不是力。不能说「受到惯性」或「惯性力」，只能说「由于惯性」「具有惯性」。

4. 惯性的利用与防范

知识点二 二力平衡

1. 平衡状态

物体在几个力的作用下，保持静止或匀速直线运动状态，就说这几个力平衡，物体处于平衡状态。

2. 二力平衡的条件

作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

记为：同体、等大、反向、共线。

💡 口诀：同一物体，大小相等，方向相反，同一直线——四者缺一不可。

3. 二力平衡与相互作用力的区别

⚠️ 易错点：一对平衡力和一对相互作用力都是大小相等、方向相反、在同一直线上。区别在于平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在不同物体上。

4. 二力平衡的应用

（1）根据平衡状态求力的大小

当物体处于平衡状态时，可利用二力平衡条件求未知力。例如： - 静止在水平面上的物体：F_{支} = G - 匀速直线运动的物体：F_{拉} = f（拉力等于摩擦力）

（2）判断物体运动状态

若物体受平衡力（合力为零），则物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）。

5. 实验：探究二力平衡的条件

实验器材：小车（或卡片）、两个定滑轮、两个托盘、等质量砝码若干

实验步骤： 1. 将小车放在水平桌面上，两端通过定滑轮各挂一个托盘 2. 在托盘中放入等质量的砝码，观察小车是否静止 3. 在托盘中放入不等质量的砝码，观察小车运动情况 4. 将小车扭转一个角度后释放，观察小车是否保持平衡

实验结论：二力平衡必须满足四个条件——同体、等大、反向、共线。

知识点三 摩擦力（本章深化）

1. 摩擦力的再认识

在第七章学习了摩擦力的基本概念，本章进一步研究摩擦力与运动的关系。

滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力。

滚动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦力。

💡 在相同条件下，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力。

2. 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关

实验方法：控制变量法

实验器材：弹簧测力计、木块、长木板、毛巾、砝码

实验步骤： 1. 用弹簧测力计水平匀速拉动木块，读取拉力大小（此时拉力 = 滑动摩擦力） 2. 改变木块对木板的压力（加砝码），重复实验 3. 改变接触面粗糙程度（换毛巾），重复实验 4. 改变接触面积大小（木块侧放），重复实验

实验结论： - 滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关 - 与接触面积大小、运动速度大小无关

⚠️ 注意：实验中必须保持木块做匀速直线运动，这样弹簧测力计的示数才等于滑动摩擦力（二力平衡）。

3. 摩擦力的方向判断

摩擦力的方向总是与物体相对运动方向（或相对运动趋势方向）相反。

重点例题

例题1 惯性问题

题目：一辆行驶的公交车突然刹车时，站着的乘客会向前倾倒。请用惯性知识解释这一现象。

解析：刹车前，乘客和车一起向前运动。刹车时，乘客的脚随车减速，但乘客的上半身由于惯性，仍保持原来的运动状态向前运动，所以乘客会向前倾倒。

例题2 二力平衡计算

题目：一个重 50 N 的物体放在水平桌面上，用 10 N 的水平力推它，物体做匀速直线运动。求物体受到的滑动摩擦力大小。

解析：物体做匀速直线运动，处于平衡状态。水平方向受到推力和滑动摩擦力，二力平衡：

例题3 受力分析

题目：一个重为 100 N 的物体静止在水平地面上，受到 30 N 竖直向上的拉力。求地面对物体的支持力。

解析：物体受三个力：重力（向下）、拉力（向上）、支持力（向上）。物体静止，合力为零。

易错点提醒

• ⚠️ 力不是维持运动的原因：力是改变物体运动状态的原因——这是牛顿第一定律的核心思想
• ⚠️ 惯性不是力：不能说「受到惯性」、「惯性力」、「惯性的作用」，只能说「由于惯性」、「具有惯性」
• ⚠️ 惯性大小只与质量有关：与速度、运动状态无关
• ⚠️ 平衡力 vs 相互作用力：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在不同物体上
• ⚠️ 匀速直线运动也是平衡状态：物体做匀速直线运动时，所受合力也为零
• ⚠️ 摩擦力方向：摩擦力方向与相对运动方向相反，不一定与运动方向相反

方法技巧

1. 判断物体是否处于平衡状态

• 物体静止 → 平衡状态
• 物体做匀速直线运动 → 平衡状态
• 物体做变速运动 → 非平衡状态

2. 受力分析步骤

1. 明确研究对象
2. 画重力（竖直向下）
3. 画接触力（弹力——垂直于接触面；摩擦力——沿接触面与相对运动方向相反）
4. 检查是否平衡（若平衡，合力为零）

3. 摩擦力有无的判断

• 接触面是否粗糙？
• 两物体是否相互挤压？
• 是否有相对运动（或相对运动趋势）？

三个条件缺一不可。

本章知识框架

第8章 运动和力
├── 牛顿第一定律（惯性定律）
│   ├── 伽利略实验（阻力对运动的影响）
│   ├── 定律内容（不受外力→保持静止或匀速直线运动）
│   ├── 惯性（概念、影响因素、与速度无关）
│   └── 惯性的利用与防范
├── 二力平衡
│   ├── 平衡状态（静止或匀速直线运动）
│   ├── 二力平衡条件（同体、等大、反向、共线）
│   ├── 平衡力与相互作用力的区别
│   ├── 二力平衡的应用
│   └── 实验：探究二力平衡的条件
└── 摩擦力（深化）
    ├── 滑动摩擦力与滚动摩擦力
    ├── 实验：探究影响滑动摩擦力大小的因素
    ├── 摩擦力的方向判断
    └── 摩擦力在生活中的应用

教材截图

课后练习

一、选择题

1. 关于惯性，下列说法正确的是（ ） A. 物体只有静止时才有惯性 B. 物体运动速度越大，惯性越大 C. 一切物体在任何情况下都有惯性 D. 物体受力时就没有惯性了

答案：C

2. 下列现象中，属于利用惯性的是（ ） A. 汽车驾驶员系安全带 B. 跳远运动员起跳前助跑 C. 汽车限速行驶 D. 保持安全车距

答案：B

3. 作用在同一物体上的两个力，若这两个力的三要素完全相同，则这两个力（ ） A. 一定是平衡力 B. 一定不是平衡力 C. 可能是平衡力 D. 无法判断

答案：B（方向相同，不满足反向条件）

二、填空题

4. 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____状态或____状态。

答案：静止；匀速直线运动

5. 一个重 200 N 的物体在水平地面上做匀速直线运动，受到的摩擦力是 50 N，则水平拉力为____ N。

答案：50

三、简答题

6. 锤头松了，把锤柄在地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上了。请用惯性知识解释。

答案：锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞击地面后突然停止，而锤头由于惯性，仍保持原来的运动状态继续向下运动，所以锤头就紧套在锤柄上了。

7. 一对平衡力和一对相互作用力有哪些相同点和不同点？

答案：相同点：大小相等、方向相反、作用在同一直线上。不同点：平衡力作用在同一物体上，相互作用力作用在不同物体上；平衡力不一定是同种性质的力，相互作用力一定是同种性质的力。

四、作图题

8. 一个重 10 N 的木块在水平地面上做匀速直线运动，受到水平向右的拉力 4 N。画出木块的受力示意图。

答案：木块受四个力：重力 G = 10 N（竖直向下）、支持力 N = 10 N（竖直向上）、拉力 F = 4 N（水平向右）、摩擦力 f = 4 N（水平向左）。

五、实验题

9. 在探究「二力平衡的条件」实验中： （1）把小车放在较_（选填「光滑」或「粗糙」）的水平桌面上，目的是___。 （2）向两端的托盘里加砝码，当两盘砝码质量__时，小车静止。 （3）将小车扭转一个角度，松手后小车____（选填「能」或「不能」）保持平衡。

答案：（1）光滑；减小摩擦力对实验的影响 （2）相等 （3）不能

六、计算题

10. 一辆质量为 2 t 的汽车在平直公路上匀速行驶，受到的阻力是车重的 0.05 倍。求： （1）汽车受到的重力； （2）汽车受到的牵引力。（取 g = 10 N/kg）

解答：

（1）m = 2 t = 2000 kg

（2）汽车匀速行驶，牵引力等于阻力：

答：汽车受到的重力为 2×10⁴ N，牵引力为 1000 N。

📌 笔记区

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