力与运动关系 一、知识点 1．力是物体间的相互作用，单位为牛顿（N）。 2．力的作用效果：改变物体的形状、改变物体的运动状态。 3．力的作用效果与力的大小，方向，作用点三个要素有关。 4．测量力的大小的工具叫测力计。在弹性限度内，弹簧伸长的长度与弹簧受到的拉力成正 比。利用这一原理制成的测力计叫做弹簧测力计。 5．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。 6．地球上的物体受到的重力为 G=mg。 7．滑动摩擦力的影响因素：压力与接触面的粗糙程度。 8．牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 9．惯性是指一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。惯性是一种性质，不是一种力。 10．力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因。 11．同一直线上的二力合成：同向求和，方向同二力；异向求差，方向同大力。 12．二力平衡：同体、共线、反向、等值。 二、例题精讲 【例 1】★体育活动中蕴含很多物理知识，下列相关说法中正确的是（　　） A 用力扣杀排球时手感到疼痛，说明力的作用是相互的 　 ． B．足球被踢出后仍能继续运动，是因为受到惯性力作用 　 C．乒乓球被扣杀后飞向对方，说明力可以维持物体运动 　 D 铅球落地后将地面砸了个坑，说明铅球受力发生了形变 　 ． 考点：力作用的相互性；力的作用效果；惯性；力与运动的关系． 专题：运动和力． 分析：（1）物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施力的同时，也受到另一个 物体对它的作用力，所以，一个物体既是施力物体，同时也是受力物体． （2）物体都有保持原来运动状态的性质称之为惯性； （3）力是改变物体运动状态的原因． （4）力的作用效果有两个：一是力能改变物体的形状，二是力能改变物体的运动状 态；运动状态的改变包括运动快慢（速度大小）和运动方向的改变． 解答：解：A、用手击排球，手对球施加力，排球飞走了；同时手感到疼，说明排球对手也 施加了力，这个现象表明：物体间力的作用是相互的．故 A 正确； B、足球被踢出后仍能继续运动，是因为足球具有惯性，仍要保持原来的运动状态， 惯性不是力，不能说受到惯性力作用．故 B 错误； C、乒乓球被扣杀后飞向对方，说明力可以改变物体的运动状态，不是维持物体的运 动状态，故 C 错误； D、铅球落地时将地面砸出了一个小坑，说明力可以使物体的形状发生改变，说明地 面受力发生了形变，而不是铅球受力发生了形变，故 D 错误． 故选 A． 【例 2】★用一水平推力推矿泉水瓶的下部，水瓶会沿桌面滑动，用同样大小的水平推力 推矿泉水瓶的上部，水瓶会翻倒．这说明力的作用效果与（　　） A 力的大小有关 　 ． B 力的方向有关 ． C 力的作用点有关 ． D 受力面积有关 ． 考点：力的三要素． 专题：运动和力． 分析：力的三要素有：力的大小、方向、作用点，它们都影响力的作用效果． 解答：解：用手推矿泉水瓶的下部和上部，是力的作用点不同，使矿泉水瓶发生了不同的 运动情况，说明力的作用效果与力的作用点有关． 故 ABD 错误；C 正确； 故选 C． 【例 3】★★我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验，展示了飞船内部物体在失重（相 当于物体不受重力）情况下的物理现象，王亚平利用小球做了两次实验，第一次实验时， 将小球偏离竖直位置后放手，第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施 加一个垂直于悬线的力，下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况，其中符 合实际的是（　　） A 甲、丙 　 ． B ． 甲、丁 C ． 乙、丙 D ． 乙、丁 考点：重力；力与运动的关系． 专题：运动和力． 分析：牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到任何力的作用时，总保持静止状态或匀 速直线运动状态． 惯性：物体总有保持原有运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性．一切物体都有 惯性． 是改变物体运动状态的原因． 解答：解：飞船内部物体在失重（相当于物体不受重力）情况，第一次实验时，将小球偏 离竖直位置后放手，小球不受任何外力，根据牛顿第一运动定律，小球处于静止状 态，故甲图正确； 第二次实验时，将小球偏离竖直位置后，在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力， 由于惯性，小球继续保持匀速直线运动状态，又因为受到细线的拉力作用，所以小 球做匀速圆周运动，故丁图正确； 故选：B． 【例 4】★如图所示，水平公路上行驶的汽车中，有一竖直悬挂的拉手突然向后摆，以下 说法正确的是（　　） A 汽车做匀速运动 　 ． B．汽车突然减速运动 C．汽车突然加速运动 　 D 汽车的运动不能确定 ． 考点：惯性． 专题：运动和力． 分析：惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质． 解答：解：车上悬挂的拉手开始随车一起向前运动，当汽车突然加速运动时，悬挂的拉手 由于惯性仍保持原来的运动状态，所以会向后倾． 故选 C． 【例 5】★甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力，结果每个人都能把手臂撑直， 则下列说法中正确的是（　　） A 甲乙丙所用拉力一样大 　 ． B．丙的手臂长，所用拉力大 C．乙的手臂粗，所用拉力大 　 D 甲的体重大，所用拉力大 ． 考点：弹簧测力计及其原理． 专题：重力、弹力、摩擦力． 分析：力的作用效果有二：改变物体的形状，改变物体的运动状态． 在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比． 解答：解： 甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力，结果每个人都能把手臂撑直，但手 臂长度不同时，拉力器的变形程度不同，手臂越长，拉力器形变越大，受到的拉力 越大． 故选 B． 【例 6】★★弹簧测力计分别受到水平向左的 F1 和水平向右的 F2 的拉力作用，F1、F2 均 为 3N，弹簧测力计静止时如图所示，下列说法正确的是（　　） A 弹簧测力计的示数为 0N 　 ． B．弹簧测力计的示数为 6N C．F1、F2 是一对相互作用力 　 D F1、F2 是一对平衡力 ． 考点：弹簧测力计在力的相互性方面的应用． 专题：基本仪器的使用专题． 分析：因为力的作用是相互的，一个力不可能脱离开另一个力而单独存在，两个力分别向 两边拉，与一端固定只拉另一端效果是相同的． 解答：解： 用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计，与只拉一端效果是相同的；因为物体间 力的作用是相互的，拉一端时，另一端也必须有力的作用，因此，弹簧测力计不可 能显示两边的拉力之和，而只会显示一个力的大小，即 3N； 因为 F1、F2 方向相反，都作用在弹簧测力计上且均为 3N，弹簧测力计静止不动，所 以 F1、F2 是一对平衡力． 故选 D． 【例 7】★★如图 a 所示的长为 L 的弹簧，其重力不计，将下端剪 2/3 后，在剩下的部分 弹簧的下端挂上重物 G1 ，然后把剪下的弹簧挂在重物 G1 下面，再在弹簧下面挂上重物 G2；如图 b 所示．平衡后，上下两弹簧的伸长量相等，则 G1 和 G2 的关系为（　　） A G1=G2 　 ． B G1=2G2 ． C ． G2=2G1 D G1=2G2/3 ． 考点：二力平衡条件的应用． 专题：应用题；图析法． 分析：把下面的弹簧看作由两个上面的弹簧组合而成，因此可以看出由三个完全相同的弹 簧承担着物重；根据弹簧测力计的原理和力的传递性可判断出弹簧承受力的大小， 从而可知 G1 和 G2 的关系． 解答：解：由于上下两弹簧的伸长量相等；如果将下面弹簧看作由上面两个弹簧组合而成 时，则下面每个弹簧的伸长量是上面弹簧伸长量的一半；因此下面两个弹簧的受到 的拉力大小等于 G2，而上面弹簧受到拉力的大小等于 G1+G2，由于弹簧在弹性限度 内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长；因此上面弹簧所受拉力的大小等于 下面每个弹簧所受拉力大小的二倍，故有 G1=G2． 故选 A． 【例 8】★2011 年 5 月，科学家在太阳系外发现了适合地球生命居住的星球．该星球距离 地球 20 光年，对物体的引力是地球的两倍．若把地球上质量 15kg 的物体放在该星球表 面，其质量是_______kg，受到该星球的引力是_______N．（g=10N/kg） 考点：重力的计算；质量及其特性． 专题：应用题． 分析：物体的质量不会随物体的位置的变化而变化，根据公式 G=mg 可求物体的重力． 解答：解：在该星球表面，物体的质量不变，仍为 15kg；收到该星球的引力为 G=2mg=15kg×2×10N/kg=300N． 故答案为：15；300． 【例 9】★★小明游览我市古迹文笔塔时，利用一根细棉线和一个小铁球，对一根立柱是 否竖直展开实验探究，现象如图（甲）、（乙）所示．相对于立柱底端而言，该立柱顶端 （　　） A 略向东南方向倾斜 　 ． B．略向西南方向倾斜 C．略向西北方向倾斜 　 D 略向东北方向倾斜 ． 考点：重力的方向． 专题：重力、弹力、摩擦力． 分析：如果物体竖直时，一个重垂线和物体的边缘是平行的，物体倾斜时，重垂线和物体 边缘有夹角，物体向哪个方向倾斜，重垂线下面的小球就偏向哪个方向． 解答：解：如图，长方体的物体竖直放置时，重垂线挂在顶端，重垂线和物体边缘平行； 长方体物体倾斜放置时，重垂线下面的小球偏向倾斜的一侧． 由题干甲图知，物体向西倾斜，由乙图知，物体向南倾斜，所以立柱向西南倾斜． 故选 B． 【例 10】★★ 一辆小车在拉力 F 作用下沿水平地面匀速向左运动，其受力分析如图，下列说法正确的是 （　　） A 　 重力 G 和 F 支是一对相互作用力 ． B． C．拉力 F 和重力 G 是一对平衡力 　 D 拉力 F 和 F 支是一对平衡力 拉力 F 和摩擦力 f 是一对平衡力 ． 考点：平衡力和相互作用力的区分． 专题：应用题；运动和力． 分析：（1）物体处于静止或匀速直线运动状态时，则物体受平衡力作用； （2）二力平衡的条件：作用在同一物体上的力，并且大小相等、方向相反、作用在 同一直线上． 解答：解：因为小车在拉力 F 作用下沿水平地面匀速运动，所以物体受平衡力作用； A、重力 G 和 F 支是一对平衡力，故二力不是一对相互作用力； B、拉力 F 方向水平向左，F 支的方向竖直向上，因此二力不是一对平衡力； C、拉力 F 方向水平向左，重力 G 的方向竖直向下，因此二力不是一对平衡力； D、拉力 F 和摩擦力 f，作用在小车上，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一 直线上，所以这两个力是一对平衡力． 故选 D． 【例 11】★★★如图所示，长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向 上转动（即木板与水平面的夹角 α 逐渐变大），另一端不动，则铁块受到的摩擦力 F 随角 度 α 的变