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第04课时力的合成二力平衡惯性及牛顿第一定律【考点聚焦】考点1同一直线上二力的合成(1)同向共线求合力：F合力＝F大+F小，合力方向与二力同向；(2)反向共线求合力：F合力＝F大-F小，合力方向与大力同向；(3)研究方法：等效替代法。考点2二力平衡平衡状态和平衡力物体处于静止或匀速直线运动状态，我们就称物体处于平衡状态。处于平衡状态的物体所受的力叫平衡力。定义如果物体只受两个力而处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡条件二力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，两个力在同一直线上判断方法八字原则：“同物、等大、反向、共线”，四个条件缺一不可，必须同时满足项目平衡力相互作用力相同点①大小相等；②方向相反；③作用在同一直线上不同点①作用在同一个物体上；②可以是不同性质的力；③受平衡力的物体失去一个力，物体将改变运动状态①作用在不同的物体上；②相同性质的力；③同时存在，同时消失[点拔]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(如受到的力是平衡力)。考点3惯性及牛顿第一定律1、惯性定义物体保持静止或匀速直线运动状态的性质理解惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯记忆口诀：物性体有惯性，惯性是属性，大小质量定，无论动与静惯性不是力，力有三要素，惯性只有大小，所以我们对惯性进行描述时，只能说某物体“具有”或“由于”惯性，而不能说某物体“受到”或“产生”了惯性惯性的大小只与物体的质量有关，质量大，物体的惯性就大，运动状态就不容易改变；与物体是否受力、是否运动、运动快慢、是否失重均无关利用如：拍打衣服上的灰尘，体育比赛中的各种投掷项目、跳远等危害如：大多数的交通事故、绊倒等2、牛顿第一定律古人观点人物观点备注亚里士多德力是维持物体运运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力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态实验→假想→推理→牛顿每一定律探究：阻力对物体运动的影响实验装置探究方法控制变量法、转换法实验过程①使小车从同一高度滑下，目的是使小车到达水平面时的速度相同。②在这一实验中，需要改变的是接触面的粗糙程度，做法是分别将毛巾、棉布、木板铺上，分别进行实验。③实验中通过小车在水平面上运动的距离来显示阻力对物体运动的影响实验推理平面越光滑，小车运动的距离越长，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。进行推理：如果运动物体不受力，它将永远做匀速直线运动3、运动和力的关系物体受力条件物体运动状态说明力不是维持物体运动的原因受非平衡力合力不为0力是改变物体运动状态的原因项目惯性惯性定律(牛顿第一定律)区别惯性是物体本身的一种属性惯性定律是物体不受力或受平衡力时遵循的运动规律无论物体是否受力，无论处于何种运动状态，物体都具有惯性惯性定律的成立是有条件的，即只有物体在不受力或受平衡力时才成立【经典例题】()例题1：(多选)小阳在超市购物，用8N的力水平推着一个购物车做匀速直线运动，突然小阳发现前面有台阶，他马上用17N的水平力向后拉小车，使小车减速运动，在此过程中有关小车受力的说法错误的是A．小车受到的摩擦力是17NB．小车受到的合力是8NC．小车受到的是平衡力D．小车受到的合力是25N()例题2：举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后在空中静止几秒钟，在此状态下A．杠铃对运动员的压力和运动员对杠铃的支持力是相互作用力B．杠铃受到的重力和运动员对杠铃的支持力是相互作用力C．运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是平衡力D．运动员受到的重力和运动员对地面的压力是平衡力()例题3：(多选)小玲和小亮面对面站在水平地面上，小玲穿着旱冰鞋，她所受的重力为G，对地面的压力为N，地面对小玲的支持力为N′。小玲推了小亮一下，如图4－1所示，小玲自己却向后运动，而小亮依然在原地静止，则下列说法中正确的是A．G与N′是一对平衡力B．N与N′是一对相互作用力C．小玲推小亮时，小玲所受的合力为零D．小玲推小亮时，小亮受地面的摩擦力大于小玲给他的推力()例题4：下列关于惯性的说法中正确的是A．质量大的物体惯性一定大B．速度大的物体惯性一定大C．跳远运动员助跑起跳是为了增大惯性D．航天员在宇航舱中没有惯性()例题5：某同学在科技馆参观时发现，在水平光滑轨道上有一小车，车内有一竖直放置且被锁定的压缩弹簧，弹簧上放置一个小钢球(如图4－2所示)。给小车一推力后，小车在光滑轨道上做匀速直线运动，当运动到轨道上的P点时，锁定的弹簧被释放，小钢球相对于小车被竖直向上弹出。关于小钢球的落点，下列说法中正确的是(不计小球受到的空气阻力)A．小球将落到小车内弹簧上端B．小球将落到小车的后方C．小球将落到小车的前方D．小球将落到轨道的P点处()例题6：(多选)中国北京－张家口2022年将共同主办第24届冬季奥运会。如图所示是我国运动员在往届冬奥委会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是A．图甲：速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，她受到的是平衡力B．图乙：自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中，他的重力做功变快C．图丙：运动员将冰壶推出，冰壶在冰面上滑行过程中所受摩擦力逐渐变大D．图丁：花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行，她所受合力不等于零()例题7：(多选)关于运动和力，下列说法正确的是A．做匀速直线运动的物体，可能只受到一个力作用B．运动员将冰壶推出后，冰壶向前滑行，是因为冰壶具有惯性C．运动员投出篮球后，篮球在空中运动的过程中所受合力不为零D．静止在水平地面上的课桌，它对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力【课时训练】|夯实基础|()1．正在空中飞行的足球，所受一切外力突然消失，则足球的运动情况将是A．做匀速直线运动B．停在空中静止不动C．飞行路径不受影响D．直接掉落下来()2．如图所示，人沿着水平方向推装满沙子的车，但没有推动，下列说法正确的是A．人推车的作用力小于车对人的作用力B．人对车的推力小于地面对车的摩擦力C．车对地面的压力与地面对车的支持力是一对平衡力D．人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力()3．(多选)为了节约能源，减轻污染，人类发明了太阳能汽车。如图所示是一辆在水平公路上匀速直线行驶的太阳能汽车，下列说法中正确的是A．太阳能汽车将太阳能最终转化为动能B．太阳能汽车受到的重力与支持力是一对平衡力C．太阳能汽车此时受到的牵引力与阻力是一对相互作用力D．太阳能汽车的运动状态没有改变，此时它不具有惯性()4．忽略空气阻力，抛出后的小球在空中的运动轨迹如图所示，抛出后的小球由于A．不受力，运动状态发生改变B．不受力，运动状态不发生改变C．受到重力作用，运动状态发生改变D．受到推力作用，运动状态发生改变5．小军和小红利用图甲所示装置探究二力平衡条件。实验时，他们发现在左盘和右盘中同时加入一个质量相等的砝码时，木块A处于静止状态。若将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后，观察到木块A仍然处于静止状态，为了避免这种现象发生，小军用图乙所示的小车B替换木块A进行实验；小红用图丙所示的硬纸板C替换木块A进行实验。(1)小军、小红分别用小车B和硬纸板C替换木块A进行实验的目的是__________________。(2)小红在实验中应使用________(选填“轻质”或“厚重”)硬纸板。6．重500N的一袋米放在地面上，一个同学用300N的力沿着竖直方向向上提这袋米时，这袋米受到的合力是________N，此时地面对这袋米的支持力是________N，方向为____________。7．如图所示是小阳在探究“阻力对物体运动的影响”，他使同一辆小车从相同斜面的同一高度由静止滑下，分别在不同材料的水平表面上运动。(1)实验时使小车从相同斜面的同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的______。(2)通过实验可以说明：小车受到的阻力越小，通过的距离越__________。(3)通过此实验和科学推理可得：当运动的物体不受外力作用时，它将保持______________状态。|对接京考|一、单项选择题()1．【2017·燕山一模】下列交通提示用语与惯性无关的是A．车辆转弯，请抓好扶手B．雨天路滑，请减速慢行C．靠右行驶D．车辆行驶过程中系好安全带()2．【2017·海淀二模】如图所示为小明在科学实践课上制作的折纸青蛙，用手按住青蛙的后部，此时青蛙相对于桌面静止，松手后，青蛙就可以向前跳动，则下列说法正确的是A．青蛙向前跳动时，所受合力为零B．青蛙能向前跳动是因为桌面对青蛙的力大于青蛙对桌面的力C．青蛙离开桌面向前跳动的过程中只受重力和空气阻力D．用手按住青蛙的后部时，青蛙受到的重力与桌面对青蛙的支持力是一对平衡力二、多项选择题()3．【2017·海淀一模】关于体育活动中的情景，下列说法正确的是A．小慧跑800m，冲过终点时不能立即停下来，是因为她受到冲力的作用B．小静垫排球时，排球离开手后上升的过程中，忽略空气阻力，动能转化为重力势能C．小睿做引体向上，当他拉住单杠静止时，他所受重力与单杠对他的拉力是一对平衡力D．小勇练习运篮球时，带球绕过标志杆，说明力是维持物体运动状态的原因()4．【2017·怀柔二模】下列关于力的说法正确是A．在水平路面上行驶的汽车，受到的牵引力和阻力是一对相互作用力B．花瓶静止放置在水平桌面上，受到的重力和支持力是一对平衡力C．划船时，桨对水的力和水对桨的力是一对相互作用力D．匀速竖直上升的火箭，火箭受到的燃气的推力和火箭自身的重力是一对平衡力()5．【2017·顺义一模】下列说法中正确的是A．速滑运动员进行比赛时弓着腰，是通过降低重心来增大惯性B．小阳乘电梯匀速上升时，他受到的重力和电梯对他的支持力二力平衡C．跳水运动员起跳时，跳板向下弯，人对跳板的作用力与跳板对人的作用力大小相等D．地面上的木箱必须持续用力推才能不停地向前运动，说明力是维持物体运动的原因()6．【2016·海淀二模】如图甲所示，一木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平台面上。木块受到水平向右拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v的大小与时间t的关系如图丙所示。第6s时撤去力F，同时木块从台面滑出。忽略空气阻力，下列说法中正确的是A．0～2s，木块处于静止状态，木块所受静摩擦力为2NB．2～4s，木块做加速运动，所受滑动摩擦力为6NC．4～6s，木块做匀速直线运动，所受滑动摩擦力为4ND．木块离开水平台面后，由于具有惯性继续做匀速直线运动三、实验与探究题7．【2017·通州二模】小刚同学利用两个定滑轮、一盒钩码(10个)、细绳、一个轻质硬纸板证明“一个物体在同一直线上方向相反的两个力作用下平衡时，其中一个方向上的力F1与反方向的力F2的大小相等，即F1＝F2”。请添加必要的器材，按要求完成下列问题。(1)写出添加的实验器材。(2)写出实验的主要步骤(可结合画图说明)。(3)画出实验数据记录表。()8．【名师预测】(多选)下列说法中正确的是A．以行驶的汽车为参照物，路边的树木是运动的B．只要物体的位置发生变化，物体的机械能就发生变化C．悬浮在盐水中的鸡蛋，受到盐水的作用力的合力为零D．用锤子将铁钉钉入木板，锤子对铁钉的作用力与铁钉对锤子的作用力大小相等参考答案|夯实基础|1．A2．D3．AB4．C5．(1)减小摩擦力的影响(2)轻质6．0200竖直向上7．(1)速度(2)长(3)匀速直线运动|对接京考|1．C2．C3．BC4．BCD5．BC6．AC7．(1)弹簧测力计、铁架台(2)如图所示①弹簧测力计调零，按图组装器材，调节两个定滑轮的高度，使纸片受到的两个拉力在同一条水平线上。②用弹簧测力计测出一个钩码的重力为G，并将这个钩码挂在右侧绳端，左侧绳端挂弹簧测力计，竖直向上拉弹簧测力计使纸片静止。读出此时弹簧测力计的示数(纸片受到的水平向左的拉力)F1，纸片受到水平向右的拉力F2＝G，记录F1、F2的数值。③改变右侧钩码的个数，依照步骤②再做五次实验。(3)次数123456F2/NF1/N【名师预测】8．AD