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第5课时运动和力第三篇物质科学（物理部分）一、机械运动的相对性(c)(一)机械运动1．机械运动：物体在空间位置上的变化。2．比较物体运动快慢的两种方法：比较相同时间内通过的路程或比较通过相同的路程所用的时间。(二)参照物判断物体运动或静止时被选为作标准的物体叫做参照物。参照物的选择可以是任意的，当物体被选为参照物后，就假定它是静止的。选择不同的参照物来分析同一物体的运动情况，会得出不同的结论，所以运动和静止是相对的。(三)速度1．速度概念：物体在单位时间内通过的路程叫速度。速度可以定量地描述物体运动的快慢。2．速度公式：速度＝路程时间，即：v＝st。3．速度的主单位：米/秒，单位符号：m/s。常用单位还有：千米/时，单位符号：km/h。常见单位间的换算：1m/s＝3.6km/h。4．描述变速直线运动时可用平均速度来描述物体运动的快慢，即：v－＝s总t总。二、牛顿第一定律(又叫惯性定律)(b)1．阻力对物体运动的影响：让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法)，是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度；阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转换法)。2．牛顿第一定律的内容：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。3．牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的，它不可能用实验来直接验证。4．物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。【知识拓展】1．牛顿第一定律是指物体在不受外力作用时的状态，而惯性是物体保持原来状态的一种性质，所以牛顿第一定律与惯性是有区别的。一切物体都具有惯性。2．惯性不是力，不能说惯性力的作用，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的形状、速度、物体是否受力等因素无关。三、二力平衡(c)1．物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。2．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果_________、_________、________________________(同物、等大、反向、同线)，这两个力就相互平衡。大小相等方向相反作用在同一直线上3．二力平衡条件的应用(1)根据受力情况判断物体的运动状态：当物体不受任何力作用时或受到平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。(2)根据物体的运动状态判断物体的受力情况：当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时，物体不受力或受到平衡力。当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时，物体受到非平衡力的作用。【知识拓展】1．在判断物体受平衡力时，要注意运动的方向性，先判断物体在什么方向(水平方向还是竖直方向)处于平衡状态，然后才能判断物体在什么方向受到平衡力。2．解题的过程中，常常被忽略的一个条件是一对平衡力中的两个力必须作用在同一个物体上。3．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。类型一机械运动的相对性典例1[杭州中考]两列火车如图所示，西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶，如果以地面为参照物，则下列说法正确的是()A．若西子号向东行驶，则和谐号一定静止B．若西子号向东行驶，则和谐号一定也向东行驶C．若西子号静止，则和谐号可能向西行驶D．若两车都向西行驶，则西子号行驶得较慢B图5－1【解析】西子号列车上的乘客看到和谐号列车正在向东行驶，如果以地面为参照物，有如下情况：一、若西子号向西行驶，和谐号可能以较慢速度向西行驶或静止或向东行驶；二、若西子号静止，和谐号一定向东行驶；三、若西子号向东行驶，和谐号一定以更快速度向东行驶。跟踪训练1[2019·杭州上城区二模]房屋上的炊烟和甲、乙两车上小旗的飘动方向如图，如下判断合理的是()A．风相对于房子是向东吹的B．甲车相对于房子一定是向东行驶的C．乙车相对于房子一定是向西行驶的D．乙车与房子的距离变大C图5－2类型二速度的分析与计算典例2[2019·杭州]流速为5km/h的河流中有一只自由漂浮的木桶，甲、乙两船同时从木桶位置出发，以如图所示速度计上显示的速度分别逆流、顺流而行，1h后两船离木桶的距离()A．甲船25km，乙船35kmB．甲船30km，乙船30kmC．甲船35km，乙船30kmD．无法确定B图5－3【解析】甲船速度计上显示的速度为甲船相对于河流的速度，甲船与河流的运动方向相反，则甲船相对于地面的速度v甲＝30km/h－5km/h＝25km/h，甲船与木桶的运动方向相反，则甲船相对于木桶的速度v1＝v甲＋v桶＝25km/h＋5km/h＝30km/h；乙船速度计上显示的速度为乙船相对于河流的速度，乙船与河流的运动方向相同，则乙船相对于地面的速度v乙＝30km/h＋5km/h＝35km/h，乙船与木桶的运动方向相同，则乙船相对于木桶的速度v2＝v乙－v桶＝35km/h－5km/h＝30km/h。1h后两船离木桶的距离s甲＝v1t＝30km，s乙＝v2t＝30km。跟踪训练2[2019·湖州]甲、乙两物体运动时，路程与时间关系的s－t图像如图所示。其中甲为曲线，乙为直线，在t＝5s时两线相交。则由图像可知()A．两物体在t＝5s时一定相遇B．两物体在5s内通过的路程甲小于乙C．甲物体做曲线运动，乙物体做直线运动D．甲物体做变速运动，乙物体做匀速运动D图5－4【解析】两物体初始位置不确定，速度的方向不确定，即使t＝5s时两物体通过的路程相等，也无法判断两物体是否相遇。根据图中信息，只能确定速度大小，不能确定速度方向，因此甲可能做直线运动；乙在相同时间通过的路程相等，做匀速运动。类型三探究牛顿第一定律典例3[2019·乐山]小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图所示的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。图5－5(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的_________________________滑下，这种研究问题的方法是_________法(选填“微小量放大”“模型”或“控制变量”)。(2)比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越________(选填“远”或“近”)，说明小车运动的速度改变得越_____(选填“快”或“慢”)。(3)伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上__________________。说明运动的物体_________力来维持(选填“需要”或“不需要”)。(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律_________。A．能用实验直接验证B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的同一位置(或同一高度)控制变量远慢匀速直线运动不需要C跟踪训练3[2018·宁波]在“观察从斜面滑下的小车在水平面上的运动”活动中，小车在相同斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑到达底端，在毛巾、棉布和木板上向前运动一段距离，分别停在如图所示位置。图5－6(1)小车在相同斜面顶端由静止释放，是为了使小车到达水平面时的_________相同。(2)小车所受阻力越小，运动距离越远。如果运动的物体在________________________________________________的理想情况下，它将保持原来的速度一直运动下去。300多年前，伽利略曾采用类似的方法得出相同的推论。初速度不受任何阻力(或不受摩擦力)(合理即可)类型四探究二力平衡的条件典例4[2019·衢州一模]在探究“二力平衡条件”的实验中：图5－7(1)甲、乙两组同学分别选择器材后，设计组装的实验装置如图甲、乙所示。老师指出乙组同学选择的器材更加合理，其原因是_____________________________________________________________________________________。(2)在探究力的大小对二力平衡的影响时，通过调整__________________________来改变F1和F2的大小。(3)保持F1与F2相等，用手将小车扭转到图丙中的位置，松手后，小车将无法在此位置平衡。实验中设计这一步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足的条件是_______________________________________。乙中小车与桌面间的摩擦力是滚动摩擦力，要比甲中滑动摩擦力小得多，可以忽略不计左右两盘砝码的质量互为平衡力的两力必须作用在同一条直线上跟踪训练4[2019·嘉兴舟山]研究二力平衡的条件时，小明用剪刀将图中静止的薄塑料片从中间剪断，他要研究的是这两个力是否()A．作用在同一直线上B．方向相反C．作用在同一物体上D．大小相等【解析】二力平衡的条件：大小相等，方向相反，在一条直线上，作用在同一物体上。用剪刀剪断塑料片后，由于二力不在同一物体上，所以两侧钩码落下，说明二力平衡的一个条件是必须作用在同一物体上。C图5－8类型五运动和力的关系典例5[2019·湖州]打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目。如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。图5－9(1)网球遇到球拍时，球和球拍都变形了，这说明_________________________________________(写两点)。(2)球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否平衡？_________。力使物体发生形变，力的作用是相互的否(3)网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。图乙中，网球从A点经过最高点B飞行到C点的过程中。下列说法正确的是_________(填序号)。①在A、B、C三点，网球在A点机械能最大②位于最高点B时，网球的动能为零③在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小【解析】(2)根据牛顿第一定律，若小球速度为零时，受平衡力作用，球会保持速度为零的状态(即静止状态)，这与实际情况不符，假设不成立，则小球不受平衡力。①③跟踪训练5[2019·枣庄]如图，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___________________(以上两空均选填“保持静止状态”“做减速直线运动”或“做匀速直线运动”)。10做减速直线运动做匀速直线运动图5－101．[2019·台州]如图是某人表演的空手“吸”易拉罐魔术。下列有关叙述合理的是()A图5－11A．该魔术表演成功的关键是尽可能挤出易拉罐和手之间的空气B．该魔术表演成功的关键是手对易拉罐的摩擦力要大于易拉罐重力C．易拉罐保持静止时，受到的重力和大气的压力是一对相互作用力D．易拉罐保持静止时，易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对平衡力【解析】该魔术将易拉罐与手之间的空气挤出，利用大气压将易拉罐“压”在人手上。易拉罐保持静止时，受到重力、手的压力和内外压强差产生的压力。2．[2019·潍坊]2019年4月28日，第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束，中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。如图是运动员在比赛中的场景，下列说法正确的是()A．乒乓球速度越大，惯性越大B．击球时，球和拍都会发生弹性形变C．球在空中运动时，运动状态不变D．球被水平击出后，若所受外力全部消失，球将立即竖直下落B图5－123．[2019·绍兴模拟]伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置