专题 10 运动和力（讲义） 一、知识梳理 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律（也叫惯性定律）：一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静 止状态或匀速直线运动状态。 2.牛顿第一定律的理解： （1）牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。 （2）牛顿第一定律对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。 （3）力是改变物体运动状态的原因，力不是维持物体运动状态的原因。 （4）运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态)。 （5）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。 3.惯性：物体保持原来运动状态不变的性质；即运动的物体要保持它的运动状态，静 止物体要保持它的静止状态。 4.惯性的理解：（1）一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性，运动的物 体也具有惯性)。牛顿第一定律表明，一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性 质，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。（2）惯性是物体本身的属性，惯性的大小与物体 质量大小有关。质量越大，惯性越大；质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小 与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关。 （3）惯性是一种属性，它不是力。惯性只有大小，没有方向。 5.防止惯性的现象：汽车安装安全气襄, 汽车安装安全带；利用惯性的现象：跳远助 跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘。 二、二力平衡 1.平衡力：物体在受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就 说这几个力平衡。 2.如果物体只受两个力的作用，且处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。 3.作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这 两个力就彼此平衡。简单的说就是：同体、等大、反向、共线。 4.平衡状态：物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态。 5.生活中处于平衡状态的例子 静止的物体，物体受到的重力与其受到的另一个力是平衡力。如在桌面上的碗、静止 在空中的气球等。 匀速运动的物体，在运动方向上物体受到的力是平衡力。如在路上匀速行驶的汽车、 传动带上的物体等。 二、重点与难点 ★重点一：阻力对物体运动的影响 1.实验内容 【实验目的】探究运动和力的关系。 【实验器材】小车、斜面、长木板、直尺、毛巾、棉布、木块。 【实验原理】（1）任何物体都具有惯性，物体惯性大小与质量有关；（2）当物体不 受力或受到平衡力作用时，物体静止或做匀速直线运动。 【实验步骤】一、实验装置如图。 二、在长木板上铺上毛巾，让小车从 A 位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底 端到小车停下位置路程，数据计入表格。 三、在长木板上铺上棉布，让小车从 A 位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底 端到小车停下位置路程，数据计入表格。 四、让小车在长木板上从 A 位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停 下位置路程，数据计入表格。 五、让小车在长木板上从 B 位置由静止开始自由下滑，静止后测出斜面底端到小车停 下位置路程，数据计入表格。 六、实验表格（参考数据） 实验步骤 运动表面 开始位置 1 毛巾 A 2 棉布 A 3 木板 A 4 木板 B 斜面底端到停止位置距离/cm 20 七、整理器材。 【实验结论】力是改变物体的运动状态的原因，物体所受阻力（摩擦力）越大，小车 越容易停下来。 2.考查内容 考查方向 解答思路 小车从斜面的同一高度滑下的目的 当小车到达水平面时，使小车的速度相同 小车在三个水平面上运动时，水平面越 越远 光滑，小车运动的距离 由此推断，当小车不受摩擦力作用时 小车将做匀速直线运动 此实验正确地揭示了：力不是维持物体 而是改变物体运动状态的原因． 运动的原因 实验方法 控制变量法 表面越光滑 小车受到的摩擦力越小 这个实验能不能直接验证牛顿第一定律 不能 小车运动的长短与它受到的阻力有什么 阻力越大，运动越短 关系 让小车从不同高度滑下还可以探究 重力势能与高度、动能与速度关系 ★重点二：牛顿第一定律 牛顿第一定律表明，一切物体在没有受到力（合力为零）时，总保持静止状态或匀速 直线运动状态。换句话说，假若施加于物体的合外力为零，则物体保持原来的运动状态不 变。根据这定律，静止的物体会保持静止，除非有合外力施加于这物体。运动中的物体不 会改变其运动状态，除非有合外力施加于这物体。 这一规律是英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上，对大量的实验事 实进行深入探究，总结出来的，牛顿第一定律又称惯性定律。 牛顿第一定律：⑴明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当 物体的运动状态发生变化，才需要力的作用。⑵它提出了惯性的概念。物体之所以保持静 止或匀速直线运动，是在不受力的条件下，由物体本身的特性来决定的。 ★难点一：惯性 1.物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止， 都具有惯性。也就是说，任何物体在所受外力的合力为零时，都保持原有的运动状态不 变。即原来静止的继续静止，原来运动的继续作匀速直线运动。 对于惯性的理解要注意以下五点： （1）一切物体具有惯性；（2）惯性是物体的固 有属性；（3）质量是惯性大小唯一的量度；（4）惯性是物体的一种属性，而不是一种 力。所以不能说“受到惯性”，只能说“由于惯性”或“具有惯性”。 2.生活中利用惯性的实例：①跳远运动员的助跑；②用力可以将石头甩出很远；③骑 自行车蹬几下后可以让它滑行；④利用盛水容器，泼水浇菜；⑤烧锅炉时，用铁锨往炉膛 内添加煤；⑥撞击锤柄几下，套紧锤头；⑦摩托车飞跃断桥；⑧使劲甩手可把手上的水甩 掉；⑨拍打衣服可除去灰尘等。 3.生活中防止惯性的实例：①小型客车前排乘客要系安全带；②车辆行使要保持距 离；③运输玻璃制品，装玻璃制品需要包装且要垫上很厚的泡沫塑料；④骑自行车的速度 太快，容易发生事故；⑤当汽车超载时，汽车遇到紧急情况时，车不容易刹住等。 ★难点二：二力平衡 1.一个物体在受到两个相同大小，方向相反，作用在同一物体上，同一直线上的力作 用时，如果能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说物体处于平衡状态。　 两个力同时作用在同一物体同一直线上，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，则 这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为 0），我们就说这两个力平衡。这就 是二力平衡。 2.二力平衡的条件：大小相等；方向相反；二力作用在同一物体上，且在同一条直线 上。 　　 二力平衡的条件简单来说就是同体、等大、反向、共线。特别是“同体”和“共线”这个条 件往往被初学者遗漏，而造成对二力平衡做出错误判断。 3.平衡力和相互作用力 （1）相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上。（2）不同点：平衡力：作用在 同一物体上，是两种力；相互作用力：作用在不同物体上，是一种力，同时产生同时消 失。 三、考查方向 1.牛顿第一定律及其应用 典例一：（2020·四川遂宁）我国的 99A 主战坦克在最近的一场军事演习中纵横驰 骋，在高速运动中对假想目标进行了精准炮击，展现了我国 99A 坦克的卓越性能。下列相 关分析正确的是（　　）。 A．炮弹在空中飞行过程中坦克对炮弹继续做功； B．99A 坦克在水平路面做匀速直线运动时所受合力为零； C．99A 坦克宽大的履带是为了增大对地面的压强； D．如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持静止 【答案】B。 【解析】A、炮弹在空中飞行过程中不再受到坦克给它的力，是由于惯性继续运动， 因此坦克对炮弹不再做功，故 A 错误； B、坦克在水平路面做匀速直线运动时处于平衡状态，受平衡力作用，因此所受合力 为零，故 B 正确； C、坦克宽大的履带是为了在压力一定时，增大受力面积减小对地面的压强，故 C 错 误； D、根据牛顿第一定律，如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持匀速 直线运动状态，故 D 错误。故选：B。 典例二：（2020·江苏连云港）排球是我市中考体育测试项目之一，同学们在排球 考试时，下列分析正确的是（　　）。 A. 排球上升到最高点时受平衡力的作用； B. 排球下降时速度增大，说明力是维持物体运动的原因； C. 假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动； D. 排球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用 【答案】C。 【解析】A．排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故 A 错误； B．排球下降时速度增大，由于重力大于阻力，说明力是改变物体运动状态的原因， 故 B 错误； C．正在上升的排球所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，排球将做匀速直线运 动，故 C 正确； D．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，故 D 错误。故选 C。 典例三：（2020·河南）公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带，如图 2 所示。汽车匀速行驶时，坐在座位上的乘客相对于汽车是 的。如果不系安全带， 汽车一旦发生碰撞 突然停止运动，乘客由于 继续向前运动，就会与 车身发生碰撞，对人身造成伤 害。行驶的汽车受到碰撞停止运动，说明力可以改变物体的 。 【答案】静止 、惯性、运动状态 【解析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性；力的作用效果有两个：一是使 物体发生形变，二是改变物体的运动状态。 典例四：（2020·齐齐哈尔）关于下列现象，说法正确的是（　　）。 A．鞋底上有凸凹不平的花纹，是为了减小鞋与地面之间的摩擦； B．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； C．汽车突然刹车时，乘客的身体会前倾，是由于身体上部受到惯性的作用； D．静止在水平地面上的课桌对地面的压力与地面对课桌的支持力是一对平衡力 【答案】B。 【解析】A、鞋底上有许多凸凹的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的； 故 A 错误； B、根据牛顿第一定律可知，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，故 B 正确； C、汽车突然刹车时，乘客的身体会前倾，是由于人的惯性，不可以说受到惯 性的作用，故 C 错误； D、静止在水平地面上的课桌对地面的压力与地面对课桌的支持力没有作用在同一个 物体上，不是平衡力，故 D 错误。故选：B。 2.惯性概念及其应用 典例五：（2020·黑龙江龙东）轿车除了安全带以外，还有一种安全装置一头枕， 对人起保护作用，能减轻下列哪种情况可能对人体造成伤害 ( A.紧急刹车 【答案】D。 B.左右转弯 C.前方碰撞 D.后方追尾 )。 【解析】惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性。汽车安 全装置一头枕其作用是：当