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【期末复习】八年级物理下册单元知识点梳理（人教版）：第八章 运动和力
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8.1 牛顿第一定律（解析版）
知识
清单
1.牛顿第一定律；
2.惯性；
3.惯性的利用和防止
知识点1：牛顿第一定律
1.历史上关于运动和力的观点
（1）亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
（2）伽利略：力是改变物体运动状态的原因。
2.牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。这就是牛顿第一定律（又称惯性定律）。
3.牛顿第一定律的物理意义
（1）揭示了“力”的本质，说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的。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。
（2）揭示了力与运动的关系：物体不受力或受力平衡时，运动状态不变；而物体受非平衡力时，运动状态会发生变化。
温馨提示
（1）“一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体还是气体。
（2）“没有受到力的作用”是定律成立的条件，包含两层意思。一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是当物体所受力是平衡力时，其合力为零，其作用效果可以等效为不受任何外力作用时的效果。
（3）“总”指的是总是这样，没有例外。
（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果没有受到力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态（如图甲）；而原来运动的物体将保持匀速直线运动状态（如图乙）。
典例一：理想实验是物理发展过程中的一种重要的研究方法，伽利略曾设想了一个理想实验，如图所示（图中两个斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），下列是该实验中的一些事实和推论
A、如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
B、减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然能达到原来的高度
C、继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动
D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
①在上诉A、B、C、D四个步骤中，属于可靠性事实的有_____，属于理想化推论的有_____；
②上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是_____；
③该理想实验_____（填“能”或“不能”）直接证明牛顿第一定律。
【答案】D；ABC；DABC；否。
【解析】①、A、B、C、三个步骤中都要求没有摩擦力的作用，而在实际当中摩擦力是不可能为零的，所以是理想化推论；
D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面，此步骤可以用实验验证获得，属于可行性事实．
②、上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是D、A、B、C；
③、牛顿第一定律是在此实验的基础上经过推理而得出的，不能直接证明．
故答案为：(1)D；(2)ABC；(3)DABC；(4)否。
知识点2：惯性
1.定义：一切物体都有保持原来运动状态的性质。
也就是说静止的物体由保持静止状态不变的性质，运动的物体有保持运动状态不变的性质。因此，牛顿第一定律也叫惯性定律。
2.对惯性的认识
惯性的普遍性
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性，与外界条件、受力与否、受力大小、所处状态等均无关
惯性大小的决定因素
惯性大小是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大，与受到的力、运动状态无关
惯性与力的区别
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，只有大小，没有方向，它不是力。我们只能说“由于惯性”或“具有惯性”，而不能说“受到惯性的作用”或“受到惯性力”
典例二：如图汽车向前行驶在水平路上，某时车上的人突然向前倾，下列说法正确的是（ ）。
A．此时汽车可能突然向前加速；
B．此时汽车可能突然刹车；
C．人向前倾是因为车具有惯性；
D．人向前倾是因为受惯力
【答案】B。
【解析】A．根据惯性的定义，如果此时车是向前加速，人由于具有惯性，应该向后倾斜，故A错误；
B．根据惯性定义，如果此时车是突然刹车，人要保持原来的运动状态，因而会向前倾斜，故B正确；
C．人之所以向前倾是因为人具有保持原来运动状态的性质，即人具有惯性，故C错误；
D．人向前倾是因为人具有惯性，不能说受到惯性力，故D错误。
故选B。
知识点3：惯性利用与防止
一切物体都有惯性，因此生活中会见到很多与惯性有关的现象。在这些现象中，有的对我们有害，我们应想办法防止；有的对我们有利，我们可以充分利用。
（1）惯性的应用：调高、助跑跳远、拍打灰尘、甩落伞上的雨滴等都利用了惯性。
（2）防止惯性带来的危害：为了防止汽车紧急刹车时乘员由于惯性而被撞伤，驾驶员和乘客必须使用安全带；车辆行驶中要保持车距、限制车速、禁止超载等。
典例三：下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（ ）。
A．拍打衣服除去灰尘 B．跳远时要快速助跑
C．行车时要保持车距 D．将盆中的水泼出去
【答案】C。
【解析】拍打衣服除去灰尘、跳远时要快速助跑、将盆中的水泼出去都是利用惯性为生产生活服务；行车时要保持车距是为了防止惯性带来的危害。故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
实验
清单
实验探究：阻力对物体运动的影响
实验探究阻力对物体运动的影响
【实验目的】探究阻力对物体运动的影响
【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
斜面底端到停止位置距离/cm
1
毛巾
A
2
棉布
A
3
木板
A
4
木板
B
七、整理器材。
【实验结论】平面越光滑，小车所受阻力越小，速度减小的越慢，小车运动的距离越远。
【推理结论】如果木板绝对光滑，小车所受阻力为零，速度就不会减小，小车将以恒定不变的速度永远地运动下去。由此可以说明牛顿第一定律是正确的。
典例四：（2021·江苏苏州市）在探究“阻力时物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（同一/不同）位置由静止释放；
（2）从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______；
（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（需要/不需要）
（4）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。
A．小车在水平面上所受阻力大小
B．阻力对小车运动的影响情况
C．A、B选项均正确
【答案】同一；匀速直线运动；不需要；B。
【解析】（1）[1]根据控制变量法，小车达到水平面时的速度应相同，应将小车从斜面上同一位置由静止释放。
（2）[2]由实验现象，阻力越小的轨道滑得越远，若水平面绝对光滑，即没有阻力，小车将作匀速直线运动。
（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本实验，因为已经得知在木板上滑行距离大于棉布和毛巾。
（4）[4]本实验是探究阻力时物体运动的影响，小车在水平面时速度相同，滑行越远，说明阻力影响越小，滑行越近，说明阻力影响越大，因此在水平面上运动的距离反映阻力的影响情况。
方法
清单
1.实验探究阻力对物体运动的影响；
2.对牛顿第一定律的理解；
3.惯性现象；
4.惯性在实际生活中的应用
题型一：实验探究阻力对物体运动的影响
★解题指导
1.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；
2.小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离：越远；
3.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；
4.此实验正确地揭示了：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；
5.实验方法：控制变量法（到达水平面时的速度相同，使水平面的粗糙程度不同）；
6.表面越光滑：小车受到的摩擦力越小；
7.这个实验能不能直接验证牛顿第一定律：不能；
8.小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系：阻力越大，运动越短；
9.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。
典例五：（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实时应让小车从同一斜面的 滑下，这种研究问题的方法是 （选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”）。
（2）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 。说明物体的运动 （填“需要”或“不需要”）力来维持。
（3）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
【答案】（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。
【解析】（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同一高度由静止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；
（2）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做匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持；
（3）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，故选C。
题型二：对牛顿第一定律的理解
★解题指导
解答此类题型的关键是正确理解牛顿第一定律。运动的物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动的状态。
典例六：关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）。
A．牛顿第一定律是通过想象得出来的；
B．物体只要运动，就一定受到力的作用；
C．不受力的物体，一定保持静止状态；
D．物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态
【答案】D。
【解析】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过理论推导得出的，故A错误；
BC．根据牛顿第一定律，原来运动的物体，当不受力时，将保持匀速直线运动，故BC错误；
D．根据牛顿第一定律，物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，故D正确。
故选D。
题型三：惯性现象
★解题指导
解答惯性现象问题的“三步法”：
（1）明确研究对象开始处于怎样的状态；
（2）分析其中哪个物体（或物体的一部分）受何种力，运动状态发生何种变化；
（3）判断哪个物体（或物体哪一部分）由于惯性要保持原来的运动状态，出现了怎样的现象。
典例七：如图所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上、这是因为木柄撞击地面时（ ）。
A．锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动；
B．锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态；
C．木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态；
D．木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动
【答案】D。
【解析】将锤子倒着举起来向下撞击时，原来锤头和木柄都处于运动状态，当木柄碰到地面后运动停止，而锤头由于惯性会仍然保持原来的运动状态，故此时锤头能紧紧的套在锤柄上，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
题型四：惯性在实际生活中的应用
★解题指导
物体的质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。
典例八：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（ ）。
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；
C．小金整个跑步过程惯性大小不变；
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【答案】C。
【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD．惯性是指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具有惯性，故BD错误；
C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；
故选C。
易错
清单
对惯性及其大小的理解
★易错预警
惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来运动状态的已知性质，一切物体在任何时候都有惯性。惯性不是力，力是物体间的相互作用产生的。力有三要素，而惯性与外界条件无关，惯性只有大小，物体惯性的大小跟它的质量有关，质量大的物体惯性大。
典例九：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（ ）。
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；
C．小金整个跑步过程惯性大小不变；
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【答案】C。
【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD．惯性是指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具有惯性，故BD错误；
C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；
故选C。
中考
清单
惯性的利用
★中考解析
惯性的利用是中考试题中的常考内容。解答此类问题的关键是明确利用了哪个物体（或物体一部分）的惯性。惯性的利用常与防止惯性带来危害一起考查，可以从“结果”入手判断。
典例十：（2022·四川自贡）小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩，下列有关惯性的说法正确的是（ ）。
A. 小强和爷爷都系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性；
B. 汽车紧急刹车时，小强向前倾，是由于受到惯性力的作用；
C. 驾驶员踩刹车后，汽车仍向前滑行了一段距离，是由于汽车具有惯性；
D. 高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大
【答案】C。
【解析】A．惯性大小只和质量有关，则系安全带不会改变小强和爷爷的惯性，故A错误；
B．行驶中的汽车紧急刹车时，小强会向前倾，这是由于惯性的缘故，但惯性不是力，不能说小强受到了惯性力的作用，故B错误；
C．汽车原来是运动的，踩刹车后，汽车由于惯性仍保持原来的运动状态，会继续向前滑行一段距离，故C正确；
D．惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。对汽车限速，是因为汽车速度越大，从刹车到停止的时间越长，行驶的距离越远，对突发事件的控制越弱，故D错误。故选C。
8.2 二力平衡（解析版）
知识
清单
1.力的合成；
2.平衡状态与平衡力；
3.二力平衡及其应用；
4.平衡力与相互作用力；
5.力与运动的关系
知识点1 力的合成
1.一个力如果它的作用效果跟几个力的共同作用效果相同。这个力就叫做那几个力的合力。求几个力合力的过程叫力的合成。
温馨提示
（1）合力是为了表示几个力的作用效果而引入的，它并不是存在于物体受到的这几个力之外的力。
（2）研究合力时要用到等效替代法。
2.同一直线上二力的合成
（1）同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。
（2）同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。
典例一：一个物体同时受到同一直线上两个力的作用，其中，，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）。
A．1N B．2N C．5N D．7N
【答案】D。
【解析】作用在同一个物体、同一直线上的两个力，=3N，=4N。
当两个力的方向相反时，合力为F=F2-F1=4N-3N=1N
当两个力的方向相同时，合力为F=F2+F1=4N+3N=7N
因此合力有两种情况，故D符合题意。
故选D。
知识点2 平衡状态与平衡力
1.平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.平衡力
（1）若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力，这几个力的合力为零。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。
（2）悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力（图甲）；在平直公路上做匀速直线运动的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它向后的阻力，这时牵引力和阻力是一对平衡力（图乙）。桌面上的书保持静止，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（图丙）。
甲 乙 丙
典例二：太极剑是太极拳运动的一个重要内容。图是太极剑运动的某一场景，人和剑均处于静止状态。若此时人左脚所受支持力为F1，右脚所受支持力为F2,人和剑所受总重力为G。下列选项正确的是（ ）。
A．F1>F2 B．F1
【答案】A。
【解析】AB．由图像可知，此时该人重心明显向左脚偏移，因此左脚受到的支持F1应大于右脚所受支持力F2，故A正确，B错误；
CD．因为人处于静止状态，因此受力平衡人和剑所受总重力G等于双脚所受到的支持力，即G=F1+F2，故CD错误。
知识点3 二力平衡及其应用
二力平衡
二力平衡条件
物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡
同体
两个力作用在同一物体上
等值
两个力大小相等
注意
二力平衡时要求四个条件同时具备，缺一不可
反向
两个力方向相反
共线
两个力在同一直线上
知识拓展
二力平衡的判断
（1）根据二力平衡条件判断。只要两个力“同体、等值、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。
（2）根据物体运动状态是否变化判断。如果物体在某一方向上受到一对力的作用而运动状态保持不变，那么这一对力就是平衡力；反之，就不是平衡力。
典例三：小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是（ ）。
A．竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力；
B．小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力；
C．小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力；
D．小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
【答案】A。
【解析】A．竹子对小熊猫的作用力和小熊猫的重力是作用在同一物体上的两个力，小熊猫在这两个力的作用下处于静止状态，这两个力就是一对平衡力，故A正确；
B．小熊猫对竹子的作用力作用在竹子上，小熊猫的重力作用在熊猫上，不是作用在同一物体上的两个力，不是一对平衡力，故B错误；
C．小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误；
D．小熊猫再轻也要受到重力的作用，不平衡就不会保持平衡状态，静止就是一种平衡状态，故D错误。
知识点4 平衡力与相互作用力
作用力和反作用力
相互平衡的两个力
示意图
相同点
大小
相等
相等
方向
相反，且在同一直线上
相反，且在同一直线上
区别
作用对象
分别作用在两个物体上
共同作用在同一物体上
作用时间
同时产生，同时消失
一个力消失，另一个力可以存在
力的作用效果
作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡
典例四：如图所示，小江同学将自己的水杯和英语词典叠放在书桌上，下列说法正确的是（ ）。
A．水杯对词典的压力就是水杯的重力；
B．水杯受到的支持力和水杯对词典的压力是一对平衡力；
C．词典受到的重力和桌面对词典的支持力是一对平衡力；
D．桌面对词典的支持力和词典对桌面的压力是一对相互作用力
【答案】D。
【解析】A．水杯对词典的压力作用在词典上，水杯的重力作用在水杯上，不一样，故A错误；
B．水杯受到的支持力作用在水杯上，水杯对词典的压力作用在词典上，不同体，不是平衡力，故B错误；
C．词典还受到水杯的压力，是三力平衡，故C错误；
D．桌面对词典的支持力和词典对桌面的压力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
知识点5 力和运动的关系
力的方向与物体的运动方向
物体所处的状态
运动状态
不受力（受平衡力）（合力为零）
—
静止状态或匀速直线运动状态
不变
合力不为零
相同
速度增大，并做直线运动
改变
相反
速度减小，仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变，做曲线运动
典例五：我市地处黄河入海口，拥有世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统-黄河三角洲湿地，每年都会吸引无数游客乘船游览，下列说法正确的是（ ）。
A．船需要划桨才能前进，说明力是改变物体运动状态的原因；
B．停止划桨，船会向前运动一段距离，是因为受到惯性的作用；
C．船上有游客时，船受到的浮力等于船自身的重力；
D．静止时船的重力不一定竖直向下
【答案】A。
【解析】A．向后划桨时，由于力的作用是相互的，水对桨有向前的推力，船才能前进，说明力是改变物体运动状态的原因，故A正确；
B．停止划桨，船会向前运动一段距离，是因为船具有惯性要保持原来的运动状态向前运动，故B错误；
C．船上有游客时，船受到的浮力等于船自身的重力与游客的重力之和，故C错误；
D．重力方向总是竖直向下，故D错误。
故选A。
实验
清单
实验探究：二力平衡条件
实验探究 二力平衡的条件
【实验目的】探究二力平衡的条件
【实验器材】表面光滑的桌子（带滑轮）、小车等质量的吊盘（带两根细线）、砝码若干。
【实验步骤】
（1）如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，其左、右挂钩上拴好细绳，并跨过滑轮，下端各栓一等质量的吊盘，吊盘内各放一个等质量的砝码，观察小车是否静止。
（2）向其中的一个吊盘里加砝码，观察小车是否还能静止。
（3）保持两盘内的砝码质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力F1、F2不在一条直线上，观察小车的情况。
（4）若将右侧的吊盘也挂在左侧，观察小车运动情况。
（5）另取一个相同的小车，将一个吊盘挂在左边的小车的左侧，将另一个吊盘挂在右边小车的右侧，观察小车的运动情况。
【实验结论】一个物体在两个力的作用下保持静止的条件是：这两个力必须大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
【注意事项】
（1）用小车而不用木块进行实验，能够有效地减小摩擦力，更方便观察小车的运动情况；
（2）实验前，滑轮要加一点润滑油，桌面要光滑，尽量减小摩擦力对实验的影响；
（3）通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态；
（4）在向已处于平衡的吊盘中加砝码时，所加的砝码质量不能太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，造成理解上的麻烦。
典例六：在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明同学采用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，其原因是______。
(2)经过思考后，小明采用如图乙所示装置继续实验，该方案中由于_____，故小卡片的重力可以忽略不计。
(3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小明在图乙所示实验的基础上又分别进行了图丙、图丁所示操作，其中操作______（丙/丁/丙和丁都）是正确的。
(4)小明最后将小卡片用剪刀剪断（分为左右两半），这是为了验证______。
【答案】木块与桌面摩擦力的影响；卡片的重力远小于钩码的重力；丙；作用在不同物体上的两个力是否平衡。
【解析】(1)[1]实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，是因为物体还受其它力的影响，这个力是木块受到的桌面对它的摩擦力。
(2)[2]根据题意知道，图乙是最终确认的实验方案，此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，可以忽略不计。
(3)[3]为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片转过一定角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡，故丙正确。丁中虽然两个力不在同一条直线上，但没有控制两个力的方向相反，故丁错误。
(4)[4]将小卡片用剪刀剪断，使两个力作用在两个物体上，为了验证作用在不同物体上的两个力是否平衡。
方法
清单
1.二力平衡条件的应用；
2.平衡力和平衡状态的判断；
3.探究二力平衡条件；
4.同一直线上二力合成的相关计算
题型一 二力平衡条件的应用
★解题指导
1.判断物体是否平衡
先确定研究对象，后分析受力情况，满足二力平衡条件则受力平衡，反之受非平衡力作用。
2.判断力的大小和方向
若物体处于平衡状态，则受平衡力作用，然后再对物体进行受力分析，判断哪些力是平衡力，根据其中的一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向。
3.判断物体的运动状态
物体受平衡力时，应保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受非平衡力作用时，运动状态会发生变化。
典例七：如图所示，跳伞运动员和伞总重1000牛，在空中匀速下降的过程中，运动员和伞受到的阻力是________N。假设在下降的过程中运动员和伞受到的所有外力突然全部消失，则运动员和伞的将会____________。
【答案】1000；匀速下降。
【解析】由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，处于匀速直线运动状态，所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为1000N，方向为竖直向上；假设在下降过程中跳伞运动员和伞受到的所有外力突然全部消失，则跳伞运动员和伞将会保持此时的速度匀速下降。
典例八：如图所示，绳子吊着小球从A点释放，小球会摆动到B点再摆动到最高点C点，到达B点时小球处于_____（选填“平衡”或“非平衡”）状态。小球摆到C点时假如一切外力突然消失，则小球的运动状态是：______。
【答案】非平衡；静止。
【解析】小球从A点释放，小球会摆动到最低点B时，小球运动速度和方向不断发生变化即小球不是做匀速直线运动，所以小球处于非平衡状态；
当小球到达C点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失，根据牛顿第一定律，物体将保持这一状态，所以小球将处于静止状态。
典例九：如图所示是甲、乙两队正在进行拔河比赛的场景，不计绳重，下列说法错误的是（ ）。
A．比赛时选体重较大的运动员能增大对地面的压力；
B．比赛时运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心；
C．比赛时受拉力较大的一队最终获胜；
D．比赛时受地面摩擦力较大的一队最终获胜
【答案】C。
【解析】A．运动员对地面的压力等于自己的重力，所以比赛时选体重较大的运动员能增大对地面的压力，故A正确，A不符合题意；
B．比赛时运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心，提高稳定度，故B正确，B不符合题意；
C．力的作用是相互的，所以两队受到的拉力大小相等，故C错误，C符合题意；
D．比赛时受地面摩擦力较大的一队更不容易被拉动，所以最终获胜，故D正确，D不符合题意。
故选C。
题型二 平衡力和平衡状态的判断
★解题指导
（1）物体受平衡力作用时，其运动状态不发生变化，保持静止或匀速直线运动状态；物体受非平衡力作用时，其运动状态会发生变化，体现为速度大小及方向的变化。
（2）非平衡力：两个力作用在同一物体上时，若这两个力不能使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力不平衡，称这两个力为非平衡力。
典例十：一个重为200牛的物体，当它受到200牛的拉力时，这个物体（ ）。
A．一定处于静止状态；
B．一定处于匀速直线状态；
C．一定处于静止或匀速直线运动状态；
D．条件不足，无法确定
【答案】D。
【解析】由题意知，物体受竖直向下的重力G=200N与大小为F=200N的拉力作用
①如果拉力F竖直向上，则物体所受合力为零，处于平衡状态，物体可能静止，也可能做匀速直线运动。
②如果拉力F竖直向下，则物体所受合力F合=G+F=200N+200N=400N
运动状态不断改变。
综上分析可知，由于所给条件不足，无法判定物体的运动状态。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
题型三 探究二力平衡条件
★解题指导
问题点拨：
（1）二力平衡的条件：同体、等大、反向、共线，实验时要用控制变量法对四个条件逐个探究；
（2）选用实验器材和设计实验时，应尽量减小摩擦阻力和研究对象所受重力对实验的影响；
（3）线两端所挂的钩码的数量尽可能多一些，以削弱摩擦阻力的影响。
典例十一：图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验装置。
(1)小华将系于小纸片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂钩码，使作用在小纸片上的两个拉力方向相反，并通过调整______来改变拉力的大小，实验中选择小纸片的目的是______（考虑/不考虑）小纸片的重力。当细线两端钩码相同时，小纸片静止不动，说明两个力平衡时的大小相等；
(2)当小纸片静止不动时，小华将小纸片扭转过一个角度，松手后小纸片不能静止不动，设计此实验步骤的目的是为了探究不在______上的两个力能否平衡；
(3)实验过程中如果想探究不同体的两个力能否平衡，小华如何去作______；
(4)在探究同一个问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如题乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要的原因是______。
A．减少了摩擦力对实验结果的影响 B．小纸片是比较容易获取的资料
C．容易让小纸片在水平方向上保持平衡 D．小纸片容易扭转
【答案】钩码的个数；不考虑；一条直线上；用剪刀把小纸片一剪两半；A。
【解析】(1)[1]小纸片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小纸片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；可通过调整钩码数量，来改变拉力的大小。
[2]实验中选择小纸片，是因为小纸片的重力很小，可以不考虑小纸片的重力。
(2)[3]小纸片转过一个角度，小纸片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。即可以探究不在一条直线上的两个力能否平衡。
(3)[4]若想探究不同体的两个力能否平衡，可以用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，观察两纸片是否平衡。
(4)[5]小明把物体放在水平桌面上，物体和水平桌面之间存在摩擦力，木块受到的摩擦力会对实验产生影响。所以小华的实验优于小明的实验，其主要原因是减少了摩擦力对实验结果的影响。
故选A。
题型四 同一直线上二力合成的相关计算
★解题指导
（1）同一直线上几个力作用使物体平衡的问题，可以利用同一直线上两个力的合成的知识将一个方向上的几个力合成两个力，将另一个方向上的几个力合成一个力，当物体平衡时，这两个力大小相等，从而将其简化为二力平衡的问题；
（2）物体同时受水平方向和竖直方向的力时，在哪一个方向物体处于平衡状态，在那个方向上的力就是平衡力，另一方向上的力对这个方向的运动不会造成影响。
典例十二：水平桌面上，质量为 20kg的物体在 10N的水平拉力作用下向右作匀速直线运动，如图甲所示，物体运动距离（s）-时间（t）图像如图乙所示｡物体所受到的滑动摩擦力是______ N，物体对水平桌面的压力为______ N｡运动的速度是______ m/s｡（g=10N/kg）
【答案】10；200；0.2。
【解析】[1]根据乙图可知物体运动时，路程和时间成正比，物体在做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则物体所受滑动摩擦力等于水平拉力10N。
[2]物体对水平桌面的压力等于物体的重力
物体对水平桌面的压力为200N。
[3]根据乙图可知物体速度为；
物体速度为0.2m/s。
易错
清单
判断平衡力和相互作用力
★易错预警
平衡力和相互作用力都具有等大、反向、共线的特点，但它们的作用对象、作用时间、作用效果、力的性质均不同。平衡力和相互作用力的最大区别是两个力是否作用在同一物体上，平衡力“同体”，即不同的力作用在同一物体上使物体保持平衡状态；相互作用力“异体”，即它们分别作用在不同物体上，作用效果一般不同。
典例十三：对于静止在水平轨道上的“复兴号”列车。下列分析中正确的是（ ）。
A．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力；
B．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力；
C．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力；
D．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力
【答案】A。
【解析】AD、列车所受的重力和铁轨对列车的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故A正确，D错误；
B、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力，作用在两个不同的物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误
C、列车所受的重力和列车对铁轨的压力，方向都向下，所以不是相互作用力。故C错误；
故选：A。
中考
清单
1.探究二力平衡的条件；
2.二力平衡条件的应用
★中考解析一 探究二力平衡的条件
探究二力平衡条件实验，涉及到的实验现象分析和实验方案的比较。解答此类题目的关键是支点实验设计存在的不足之处（小车与平面之间有摩擦），这是影响实验能否成功的一个主要因素，因此为了减小摩擦力对实验带来的影响，可用卡片代替小车进行实验。
典例十四：（2022·江西省）疫情期间，停课不停学，某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。
【设计实验】如图1所示
（1）将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架；
（2）将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾农架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
（1）如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶；
（2）如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶，再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示；
（3）用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断；
（4）更换小卡片，重新组装，如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤
小卡片所受二力情况
小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上
大小
方向
是否作用在同一直线上
（1）
是
不等
相反
是
是
（2）
是
相等
相反
是
否
（3）
否
——
——
——
（4）
是
相等
相反
①
是
请将表格中①的内容补充到横线上：①______；
【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小______，方向相反，并作用在______上；
【交流与评估】
（1）本实验中的晾衣架起到了改变拉力的______的作用，它类似于简单机械中的______；
（2）静止在水平桌面上的剪刀，它受到的______力和______力是一对平衡力。
【答案】① 否；②相等；③同一条直线；④方向；⑤定滑轮；⑥重；⑦支持。
【解析】[1]由实验步骤（4）可知，此时两绳子对小卡片的拉力不在同一条直线上，故可知表格中①的内容应填否。
[2][3]由表中数据可知，只有实验步骤（2）中小卡片才能保持静止，故可知二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。
（1）[4][5]由图中可知，晾衣架将变绳子对小卡片水平方向的拉力变成了竖直方向上，所以晾衣架起到了改变拉力的方向的作用，故可知它类似与简单机械中的定滑轮。
（2）[6][7]由受力分析可知，静止在水平桌面上的剪刀，受到向下的重力和向上的桌面的支持力，剪刀在这两个力的作用下处于受力平衡状态，故这两个力是一对平衡力。
★中考解析二 二力平衡条件的应用
解题的关键是根据二力平衡条件判断所求的力与哪个力是一对平衡力，然后根据二力平衡条件求解即可。另外，中考中常常考查根据物体受力情况，判断物体运动状态。
典例十五：（2022·安徽省）图示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则（ ）。
A. F2与G是一对平衡力 B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2一对相互作用力 D. F1与G是一对相互作用力
【答案】C。
【解析】A．他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，方向都是向下的，故并不是平衡力，故A不符合题意；
BC．静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，是两个物体间的作用力，互为施力物体，互为受力物体，两个力的大小相等，方向相反，故是一对相互作用力，故B不符合题意；C符合题意；
D．静止时体重计对他的支持力为F1，他受到的重力为G，是同一个物体受到的两个力，两个力的大小相等，方向相反，故是一对平衡力，故D不符合题意。故选C。
8.3 摩擦力（解析版）
知识
清单
1.摩擦力；
2.影响滑动摩擦力大小的因素；
3.增大、减小摩擦力的方法；
4.摩擦力的分类
知识点1 摩擦力
1.滑动摩擦力的定义
两个相互接触的物体，当它们之间有相对滑动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
2.摩擦力产生条件
（1）两物体相互接触，且接触面粗糙不平；
（2）两物体之间发生相对运动或具有相对运动的趋势；
（3）两物体之间相互挤压发生弹性形变，接触面上有压力产生。
3.摩擦力作用效果
总是阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。
知识拓展
不能把摩擦力只看作一种阻力，有时它可以是动力。如传送带运送物体时，物体就是依靠传送带对它的摩擦力才能运动的。在刚开始，物体加速运动的时间内，物体受到摩擦力的方向与物体运动方向相同。一旦物体在水平传送带上做匀速直线运动后，物体与传送带之间就没有了相对运动或相对运动趋势，物体与传送带之间也就没有了摩擦力。整个过程中，传送带也是靠着与皮带轮间的摩擦力转动的。
4.摩擦力的方向与作用点
（1）摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。
温馨提示
相对运动方向的理解
“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。
摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
（2）作用点：实际上，摩擦力是作用在这个物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个点等效在接触面上，也可以取在物体的重心上。
典例一：如图所示，水平地面上有A、B、C三个物体，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（ ）。
A．A对C有向右的摩擦力；
B．C对B有向左的摩擦力；
C．物体C受到三个摩擦力的作用；
D．地面对C有向右的摩擦力
【答案】D。
【解析】A．对A受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力，物体匀速运动，受力平衡，故f＝F，故A对C有向左的静摩擦力，故A错误；
B．对B受力分析，由于匀速运动，合力为零，故受重力和支持力，不受摩擦力，故B错误；
C．对C受力分析，受重力、A对C压力、B对C压力，地面对C支持力，A对C向左的静摩擦力和地面对C向右的滑动摩擦力，即物体C受到二个摩擦力的作用，故C错误；
D．对整体受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的滑动摩擦力，所以地面对C向右的滑动摩擦力，故D正确。
典例二：如图所示，下列物体不受摩擦力的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】A．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向不受外力，则没有相对于地面的运动趋势，所以不受摩擦力，故A符合题意；
B．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向受拉力和静摩擦力，且平衡，故B不符合题意；
C．图中物体静止，受力平衡，由于相对于斜面由向下的运动趋势，受到沿斜面向上的摩擦力，故C不符合题意；
D．图中物体做匀速直线运动，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向拉力F和地面对它的滑动摩擦力平衡，则物体受到地面对它的滑动摩擦力，故D不符合题意。
故选A。
知识点2 影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。
温馨提示
滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、物体的接触面积大小等因素无关。
典例三：如图所示，叠放在一起的a、b两物体在水平力的作用下，沿水平方向一起向右匀速直线运动，a、b的接触面之间___________（“存在”或“不存在”）摩擦力。若将换为质量更大的物体c压在a上面，让a、c 也以相同的方式运动，则地面与a之间的摩擦力将___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】不存在；变大。
【解析】[1]a、b 两物体一起水平向右匀速直线运动，它们之间没有相对运动或相对运动的趋势，根据摩擦力产生条件可知，它们的接触面之间不存在摩擦力。
[2]将 b 换为质量更大的物体c压在a上面，则地面与a之间的压力增大，而接触面粗糙程度不变，所以地面与a之间的摩擦力将变大。
知识点3 增大、减小摩擦的方法
增大有益摩擦的方法
（1）增大接触面的粗糙程度；（2）增大压力；（3）变滑动为滚动
例：（1）自行车把手上的花纹、鞋底的花纹；（2）自行车刹车时用力捏闸；（3）自行车车轮被刹死后，车向前滑行
减小有害摩擦的方法
（1）使接触面边光滑；（2）减小压力；（3）用滚动代替滑动；（4）使接触面分离
例：（1）用光滑材质做滑梯斜面；（2）握杠杆不能太紧；（3）应用滚动轴承；（4）磁悬浮列车；（5）加润滑油
典例四：盐城市区支付宝共享单车几乎遍布了每个小区，极大方便了市民的出行。自行车上为了减小摩擦的地方是（ ）。
A．自行车把手为橡胶材质 B．自行车轮胎上刻有凹凸的花纹
C．在自行车轮轴处加润滑油 D．自行车刹车时用力捏闸
【答案】C。
【解析】A．自行车的车把为橡胶材质，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意；
B．自行车轮胎上的花纹，这是在压力不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意。
C．在自行车的轴承中加润滑油，使接触面彼此分离，可以减小摩擦，故本选项符合题意；
D．刹车时用力捏闸，是通过增大压力来增大摩擦的，故本选项不符合题意。
知识点4 摩擦力的分类
种类
定义
示例
滑动摩擦力
一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力
在粗糙地面上滑动的物体受到滑动摩擦力
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
沿水平方向运动的小车车轮受到滚动摩擦力
静摩擦力
两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡
典例五：自行车的结构和使用涉及了许多有关摩擦力的知识，下列说法中正确的是（ ）。
A．在自行车转动部分添加润滑油是为了减小摩擦；
B．用力捏刹车闸是为了减小摩擦；
C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是为了外观好看；
D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是为了增大摩擦
【答案】A。
【解析】A．在自行车转动部分添加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的，故A正确；
B．用力捏刹车闸是通过增大接触面所受的压力来增大摩擦，故B错误；
C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是通过接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；
D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦，故D错误。
故选A。
实验
清单
实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素
实验探究 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【实验目的】探究影响滑动摩擦力大小的因素
【提出问题】滑冰是一种常见的运动，当穿着滑冰鞋飞快的滑行时，你有没有想过，为什么可以在冰面上自由的滑行，而在水平地面或水泥地面上就不那么容易了？而且人越重，滑行时越费力？滑动摩擦力的大小究竟与哪些因素有关呢？
【实验器材】弹簧测力计，长木板，棉布，毛巾，带钩长方体木块，钩码。
【实验原理】（1）二力平衡条件：作用在物体上的两个力，如果大小相等、方向相反并作用在一条直线上，这两个力就是平衡力；（2）用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的读数就等于摩擦力大小，这样就测出了摩擦力大小。
【实验步骤】实验装置如图。
一、用弹簧测力计匀速拉动木块，让木块在长木板上做匀速滑动，读出弹簧测力计读数，即木块与长木板之间的摩擦力；数据计入表格；
二、改变放在木块上的钩码，从而改变木块对长木板的压力，重复步骤一进行试验；
三、把棉布、毛巾铺在长木板上，改变接触面的粗糙程度，重复上述试验。
四、实验表格
试验次数
接触面
压力大小
弹簧测力计读数/N
1
木块与长木板
无钩码
2
木块与长木板
有钩码
3
木块与棉布
无钩码
4
木块与毛巾
无钩码
五、整理器材。
【实验结论】（1）摩擦力大小跟作用在物体表面的压力有关，压力越大，摩擦力越大：（2）摩擦力大小跟接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大；（3）摩擦力大小跟接触面大小无关；（4）摩擦力大小跟运动速度无关。
典例六：小明按如下步骤完成“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
a.如图甲所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)该实验主要采用的探究方法是 。
(2)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(4)实验后小组交流讨论时发现,在实验中很难使木块A做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。实验中小丽发现,当F为3 N 时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(5)实验拓展:如图戊所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F'的作用,F'-t和v-t图像分别如图己、庚所示,则物体C在第4 s时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】(1)控制变量法；(2)甲、丙；(3)大；(4)不需要；1.8；(5)4。
【解析】(1)一个物理量可能与多个因素有关时,需要采用控制变量法探究它们之间的具体关系。
(2)甲、丙两次实验接触面粗糙程度相同,压力不同,丙实验中压力较大,滑动摩擦力较大。
(3)甲、乙两次实验压力相同,乙实验中接触面更粗糙,滑动摩擦力较大。
(4)因木板B做匀速直线运动,木板B在水平方向上受到三个力的作用:向左的拉力F、木块A对木板B向右的摩擦力f、地面对木板B向右的摩擦力f',它们的关系为F=f+f'。图丁与图甲相比,木块A与木板B间接触面粗糙程度和压力都相同,所以滑动摩擦力也相等,即f=1.2 N。所以f'=F-f=3 N-1.2 N=1.8 N。
(5)由图庚可看出,物体C在6~9 s内做匀速直线运动,则这段时间内拉力等于滑动摩擦力,由图己可看出,这段时间的拉力为4 N,则滑动摩擦力也等于4 N。又因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与运动速度无关,物体C在运动过程中接触面的粗糙程度和压力大小都没有变化,所以滑动摩擦力的大小也不变,整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小均为4 N,而物体C在第4 s时处于运动状态,所以受到的摩擦力为4 N。
方法
清单
1.摩擦力与数学图像相结合判断摩擦力大小和方向；
2.平衡状态下摩擦力大小的判断；
3.探究影响摩擦力大小的因素；
4.测量摩擦力的大小；
5.摩擦力的概念与示意图；
6.摩擦力的利用与防止
题型一 摩擦力与数学图像结合判断摩擦力大小和方向
★解题指导
1.熟练读图了解横轴和纵轴分别表示哪些物理量；
2.结合运动分析物体的受力情况；
3.根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小。
典例七：如图甲所示，水平地面上的放有一个质量均匀的长方形物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则3-6秒内物体受摩擦力大小为______N；第2s时物体所受的合力为______N。
【答案】4；0。
【解析】[1]由v-t图象可知，6-9s内，物体做匀速直线运动，物体受到的推力和摩擦力是平衡力，由F-t图像可知，6-9s内推力是4N，所以摩擦力f=F=4N
3-6s内，物体做加速直线运动，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，物体受到的摩擦力为4N。
[2]由v-t图象可知，物体在0～3s内的速度为零，因此2秒时物体处于静止状态，处于平衡状态，受到的合力为零。
题型二 平衡状态下摩擦力大小的判断
★解题指导
1.根据力的方向对物体进行受力分析；
2.确定相互平衡的了；
3.确定力的大小和方向。
典例八：如题图所示，小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则物块受到的滑动摩擦力的大小为_____N；当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N；若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N。
【答案】2.8；2.8；2.8 。
【解析】读图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.8N，当拉着一物块以1m/s的速度在水平地面上匀速前进时，此时弹簧秤的读数为2.8N；
物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力为2.8N；
当速度增加到2m/s时，弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变，物块受到的滑动摩擦力2.8N。
题型三 探究影响摩擦力大小的因素
★解题指导
【考向点拨】
1.要测出摩擦力大小物体应做什么运动：匀速直线运动；
2.如何确定摩擦力大小：匀速运动时，弹簧测力计读数与摩擦力大小相等（二力平衡）；
3.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤：1和2；
4.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤：1和3或1和4之间；
5.测量误差产生原因：很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差；
6.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子：汽车轮胎、自行车把、胶鞋等；
7.添加钩码的目的：为了探究摩擦力大小与压力的关系；
8.探究实验的物理方法：控制变量法。
典例九：学校在运动会上要举行拔河比赛，某班级组队时，同学们陷入了不同意见之中，请你仔细观察，认真分析，帮体育委员解决问题。
（1）探究真知：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，同学们做了如图所示的实验．实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做_____________运动，这样做可以根据_____________的知识得出拉力与摩擦力的大小相等．
（2）分析总结：实验现象说明，在拔河比赛中可以通过_____________（选填“增大”或“减小”）接触面的粗糙程度和增大_____________与地面的摩擦力，使班级赢得比赛。
（3）科学决策：组队时，在班上选体重_________（选填“大”或“小”）的同学参加比赛，同时在比赛时脚穿图中__________（选填“甲”、“乙”或“丙”）种鞋．
【答案】（1）匀速直线；二力平衡（平衡力）；（2）增大；增大压力；（3）大；甲。
【解析】（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，必须让木块保持匀速直线运动；根据二力平衡知道，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）实验现象说明，滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力，使班级贏得比赛；
（3）根据生活经验知道，压力越大，摩擦力越大，所以组队时，在班上选体重大的同学参加比赛；由于鞋底越粗糙则摩擦力越大，所以拔河时脚要穿鞋底花纹大的鞋，故选甲。
题型四 测量摩擦力的大小
★解题指导
（1）测量摩擦力大小的原理是二力平衡；
（2）二力平衡条件是同体、等大、反向、共线，由此判断出哪个力与摩擦力是平衡力；
（3）影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
典例十：如图所示，用F=8 N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为6 N，则物块B所受摩擦力的大小及方向为（ ）。
A．6 N，向右 B．6 N，向左
C．8 N，向左 D．2 N，向右
【答案】A
【解析】图中用F=8 N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，说明此时物块B受到平衡力的作用，此时弹簧测力计的示数为6 N，弹簧测力计施加的水平力水平向左，故物块B所受摩擦力的大小水平向右，大小为6 N，答案选A。
题型五 摩擦力的概念与示意图
★解题指导
画摩擦力的示意图，需要掌握摩擦力的三要素：
（1）大小：利用二力平衡条件判断摩擦力的大小，一对平衡力大小相等，在画力的示意图时，表示这对平衡力的选段程度相等；
（2）方向：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反；
（3）作用点：摩擦力作用在接触面上，有时候为了研究方便把摩擦力作用点画在物体的重心上。
典例十一：如图所示，用F=30N的力按住一重为5N的木块，木块静止在墙壁上，请画出木块所受摩擦力的示意图。
【解析】物体静止在墙壁上，在竖直方向上物体受到的重力与摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，均为5N，方向相反，重力的方向是竖直向下的，故摩擦力的方向是竖直向上的，作用点可选择在物体的重心上，如图所示
题型六 摩擦力的利用与防止
★解题指导
减小摩擦的方法：在接触面的粗糙程度一定时，通过减小压力减小摩擦；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度减小摩擦力；将滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离。
典例十二：下列措施中，为了增大摩擦的是（ ）。
A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油；
B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点蜡；
C．鞋底上刻有凹凸不平的花纹；
D．自行车的车轴上安装了滚动轴承
【答案】C。
【解析】A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油是减小摩擦力，所以不符合题意；
B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点石蜡是减小摩擦力，所以不符合题意；
C．胶鞋的鞋底上刻有花纹，目的是保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，增大摩擦力，符合题意；
D．自行车的车轴上安装了滚动轴承是变滑动为滚动减小摩擦力，所以不符合题意；
故选C。
易错
清单
1.判断物体是否受摩擦力；
2.判断摩擦力的方向
★易错预警一 判断物体是否受摩擦力
只有同时满足两个物体相互接触并相互挤压、有相对运动或相对运动趋势、接触面不光滑这三个条件，物体间才会产生摩擦力。
可以利用定义分析法、假设分析法和二力平衡条件判断物体是否受摩擦力。
典例十三：如图所示，木块在水平拉力F的作用下，在足够长的水平桌面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）。
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力；
B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力是一对平衡力；
C．拉力F大于木块受到的摩擦力；
D．撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变
【答案】D。
【解析】A．木块对桌面的压力和木块受到的重力，二力方向相同，所以，不是一对平衡力。故A错误；
B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力，分别作用在两个不同的物体上，所以，不是一对平衡力，故B错误；
C．木块在水平桌面上做匀速直线运动，对木块的拉力与木块所受的摩擦力，是一对平衡力，二力大小相等、方向相反，故C错误；
D．滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变，故D正确。
故选D。
★易错预警二 判断摩擦力的方向
摩擦力方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。摩擦力方向与物体运动方向不一定相反，有时也可能与物体运动方向相同。另外，摩擦力不一定都是阻力，有时也可能是动力。
典例十四：如图所示，物体G静止在粗糙的水平地面上，用水平向左的拉力F去拉物体。第一次F1=10N，物体未被拉动；第二次F2=15N，物体恰好能向左做匀速直线运动；第三次F3=20N，物体向左运动。下列说法正确的是（ ）。
A．第一次物体不受摩擦力作用；
B．第二次物体受到的摩擦力大小为15N；
C．第三次物体受到的摩擦力方向一向左；
D．第三次物体受到的摩擦力大小为20N
【答案】B。
【解析】A．当F1=10N时，物体未被拉动，在水平方向由二力平衡知拉力等于摩擦力即f＝F＝10N
故A错误；
B．用大小为15N的力水平向左拉物体，物体向左做匀速直线运动，物体发生了相对运动，此时属于滑动摩擦力，故f＝F＝15N
故B正确；
C．摩擦力方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，物块相对与地面是向左运动的，所以地面对物块的摩擦力方向向右，故C错误；
D．当拉力是20N，因为影响滑动摩擦力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化，因此当把拉力F增大为20N时，则物体受到的摩擦力仍为15N，故D错误。
故选B。
中考
清单
1.探究影响摩擦力大小的因素；
2.增大或减小摩擦的方法
★中考解析一 探究影响摩擦力大小的因素
探究影响摩擦力大小的因素是中考考题中常考内容。实验要求我们能够使用控制变量法设计实验。
探究滑动摩擦力的大小与接触面是否有关，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，可通过分别将木块正放、侧放、立放来进行实验。
典例十五：（2022·荆州）为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在如下图所示的情景中，沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块，弹簧测力计的示数如图所示。
（1）能够用弹簧测力计示数表示摩擦力的大小是根据_________的原理。
（2）小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，则木块所受摩擦力的大小_________（选填“大于”“小于”或“等于”）拉力的大小。
（3）甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与_________有关。
（4）在图丙所示的情景中拉力增大为4N时，木块受到的滑动摩擦力的大小为_________N。
（5）实验完成后，同学们对实验进行了改进，如图丁所示。水平拉动木板向左运动，A弹簧测力计的示数为5.8N，B弹簧测力计的示数为2.6N，则木块受到的摩擦力方向为水平向_________（选填“左”或“右”），木板与木块之间的摩擦力大小为_________N。
【答案】①二力平衡；②等于；③压力大小；④3.2；⑤左；⑥2.6。
【解析】（1）[1]实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）[2]小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，木块处于静止状态，由二力平衡条件可知，此时木块所受摩擦力大小等于拉力的大小。
（3）[3]如图所示，甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数不同，因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
（4）[4]由图可知，丙图中木块在毛巾表面做匀速直线运动，根据二力平衡可知，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数3.2N，当拉力增大为4N时，木块的重力不变，所以木块对水平毛巾表面的压力大小不变，接触面的粗糙程度也不变，因此木块受到的滑动摩擦力大小也不变，为3.2N。
（5）[5][6]由图可知，木块处于平衡状态，木块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，由二力平衡可得，摩擦力与拉力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的大小为2.6N，摩擦力的方向为水平向左，根据力的作用是相互的可知，木板与木块之间的摩擦力大小等于木块受到木板的摩擦力大小，因此，木板与木块之间的摩擦力大小为2.6N。
★中考解析二 增大或减小摩擦的方法
解题的关键是明确影响摩擦力大小的因素，以及增大或减小摩擦的方法，分析问题时常常用到控制变量法。
典例十六：（2022·泰州）随着人们生活水平的不断提高，自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物理原理，例如：在轮胎上刻花纹来增大摩擦，下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是（ ）。
A. 自行车刹车时捏紧刹把；B. 溜冰时穿旱冰鞋；
C. 体操运动员在手上涂镁粉；D. 运动员击球时用力握球拍
【答案】C。
【解析】在轮胎上刻花纹，是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦的。
AD．自行车刹车时捏紧刹把、运动员击球时用力握球拍，都通过增大压力来增大摩擦，故AD不符合题意；
B．溜冰时穿旱冰鞋通过变滑动为滚动来减小摩擦的，故B不符合题意；
C．体操运动员在手上涂镁粉，是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦的，故C符合题意。
故选C。
8.1 牛顿第一定律（解析版）
知识
清单
1.牛顿第一定律；
2.惯性；
3.惯性的利用和防止
知识点1：牛顿第一定律
1.历史上关于运动和力的观点
（1）亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
（2）伽利略：力是改变物体运动状态的原因。
2.牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。这就是牛顿第一定律（又称惯性定律）。
3.牛顿第一定律的物理意义
（1）揭示了“力”的本质，说明了“物体运动需要力来维持”的观点是错误的。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。
（2）揭示了力与运动的关系：物体不受力或受力平衡时，运动状态不变；而物体受非平衡力时，运动状态会发生变化。
温馨提示
（1）“一切”说明该定律对所有物体都是普遍适用的，没有特例，不论固体、液体还是气体。
（2）“没有受到力的作用”是定律成立的条件，包含两层意思。一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想化的情况，实际上，不受任何外力作用的物体是不存在的；二是当物体所受力是平衡力时，其合力为零，其作用效果可以等效为不受任何外力作用时的效果。
（3）“总”指的是总是这样，没有例外。
（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果没有受到力的作用时，原来静止的物体仍保持静止状态（如图甲）；而原来运动的物体将保持匀速直线运动状态（如图乙）。
典例一：理想实验是物理发展过程中的一种重要的研究方法，伽利略曾设想了一个理想实验，如图所示（图中两个斜面底部均用一小段光滑圆弧连接），下列是该实验中的一些事实和推论
A、如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
B、减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然能达到原来的高度
C、继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动
D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
①在上诉A、B、C、D四个步骤中，属于可靠性事实的有_____，属于理想化推论的有_____；
②上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是_____；
③该理想实验_____（填“能”或“不能”）直接证明牛顿第一定律。
【答案】D；ABC；DABC；否。
【解析】①、A、B、C、三个步骤中都要求没有摩擦力的作用，而在实际当中摩擦力是不可能为零的，所以是理想化推论；
D、两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面，此步骤可以用实验验证获得，属于可行性事实．
②、上述理想实验的步骤按照正确的顺序排列是D、A、B、C；
③、牛顿第一定律是在此实验的基础上经过推理而得出的，不能直接证明．
故答案为：(1)D；(2)ABC；(3)DABC；(4)否。
知识点2：惯性
1.定义：一切物体都有保持原来运动状态的性质。
也就是说静止的物体由保持静止状态不变的性质，运动的物体有保持运动状态不变的性质。因此，牛顿第一定律也叫惯性定律。
2.对惯性的认识
惯性的普遍性
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性，与外界条件、受力与否、受力大小、所处状态等均无关
惯性大小的决定因素
惯性大小是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大，与受到的力、运动状态无关
惯性与力的区别
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，只有大小，没有方向，它不是力。我们只能说“由于惯性”或“具有惯性”，而不能说“受到惯性的作用”或“受到惯性力”
典例二：如图汽车向前行驶在水平路上，某时车上的人突然向前倾，下列说法正确的是（ ）。
A．此时汽车可能突然向前加速；
B．此时汽车可能突然刹车；
C．人向前倾是因为车具有惯性；
D．人向前倾是因为受惯力
【答案】B。
【解析】A．根据惯性的定义，如果此时车是向前加速，人由于具有惯性，应该向后倾斜，故A错误；
B．根据惯性定义，如果此时车是突然刹车，人要保持原来的运动状态，因而会向前倾斜，故B正确；
C．人之所以向前倾是因为人具有保持原来运动状态的性质，即人具有惯性，故C错误；
D．人向前倾是因为人具有惯性，不能说受到惯性力，故D错误。
故选B。
知识点3：惯性利用与防止
一切物体都有惯性，因此生活中会见到很多与惯性有关的现象。在这些现象中，有的对我们有害，我们应想办法防止；有的对我们有利，我们可以充分利用。
（1）惯性的应用：调高、助跑跳远、拍打灰尘、甩落伞上的雨滴等都利用了惯性。
（2）防止惯性带来的危害：为了防止汽车紧急刹车时乘员由于惯性而被撞伤，驾驶员和乘客必须使用安全带；车辆行驶中要保持车距、限制车速、禁止超载等。
典例三：下列做法中，属于防止惯性带来危害的是（ ）。
A．拍打衣服除去灰尘 B．跳远时要快速助跑
C．行车时要保持车距 D．将盆中的水泼出去
【答案】C。
【解析】拍打衣服除去灰尘、跳远时要快速助跑、将盆中的水泼出去都是利用惯性为生产生活服务；行车时要保持车距是为了防止惯性带来的危害。故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
实验
清单
实验探究：阻力对物体运动的影响
实验探究阻力对物体运动的影响
【实验目的】探究阻力对物体运动的影响
【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
斜面底端到停止位置距离/cm
1
毛巾
A
2
棉布
A
3
木板
A
4
木板
B
七、整理器材。
【实验结论】平面越光滑，小车所受阻力越小，速度减小的越慢，小车运动的距离越远。
【推理结论】如果木板绝对光滑，小车所受阻力为零，速度就不会减小，小车将以恒定不变的速度永远地运动下去。由此可以说明牛顿第一定律是正确的。
典例四：（2021·江苏苏州市）在探究“阻力时物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（同一/不同）位置由静止释放；
（2）从实验现象可推理，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______；
（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（需要/不需要）
（4）在本实验中，“小车在水平面上运动的距离”反映的是______。
A．小车在水平面上所受阻力大小
B．阻力对小车运动的影响情况
C．A、B选项均正确
【答案】同一；匀速直线运动；不需要；B。
【解析】（1）[1]根据控制变量法，小车达到水平面时的速度应相同，应将小车从斜面上同一位置由静止释放。
（2）[2]由实验现象，阻力越小的轨道滑得越远，若水平面绝对光滑，即没有阻力，小车将作匀速直线运动。
（3）[3]若公在木板上滑出右端，不需要重做本实验，因为已经得知在木板上滑行距离大于棉布和毛巾。
（4）[4]本实验是探究阻力时物体运动的影响，小车在水平面时速度相同，滑行越远，说明阻力影响越小，滑行越近，说明阻力影响越大，因此在水平面上运动的距离反映阻力的影响情况。
方法
清单
1.实验探究阻力对物体运动的影响；
2.对牛顿第一定律的理解；
3.惯性现象；
4.惯性在实际生活中的应用
题型一：实验探究阻力对物体运动的影响
★解题指导
1.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；
2.小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车运动的距离：越远；
3.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；
4.此实验正确地揭示了：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；
5.实验方法：控制变量法（到达水平面时的速度相同，使水平面的粗糙程度不同）；
6.表面越光滑：小车受到的摩擦力越小；
7.这个实验能不能直接验证牛顿第一定律：不能；
8.小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系：阻力越大，运动越短；
9.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。
典例五：（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实时应让小车从同一斜面的 滑下，这种研究问题的方法是 （选填“转换法”、“模型法”或“控制变量法”）。
（2）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 。说明物体的运动 （填“需要”或“不需要”）力来维持。
（3）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
【答案】（1）同一高度由静止自由；控制变量法；（2）做匀速直线运动；不需要；（3）C。
【解析】（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同一高度由静止自由滑下，这种研究问题的方法是控制变量法；
（2）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做匀速直线运动；从而说明物体的运动不需要力来维持；
（3）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，故选C。
题型二：对牛顿第一定律的理解
★解题指导
解答此类题型的关键是正确理解牛顿第一定律。运动的物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动的状态。
典例六：关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）。
A．牛顿第一定律是通过想象得出来的；
B．物体只要运动，就一定受到力的作用；
C．不受力的物体，一定保持静止状态；
D．物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态
【答案】D。
【解析】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过理论推导得出的，故A错误；
BC．根据牛顿第一定律，原来运动的物体，当不受力时，将保持匀速直线运动，故BC错误；
D．根据牛顿第一定律，物体在不受到力的作用时，总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，故D正确。
故选D。
题型三：惯性现象
★解题指导
解答惯性现象问题的“三步法”：
（1）明确研究对象开始处于怎样的状态；
（2）分析其中哪个物体（或物体的一部分）受何种力，运动状态发生何种变化；
（3）判断哪个物体（或物体哪一部分）由于惯性要保持原来的运动状态，出现了怎样的现象。
典例七：如图所示，当铁锤的锤头松动时，握住铁锤的木柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上、这是因为木柄撞击地面时（ ）。
A．锤头由静止变为运动，木柄由于惯性仍要继续向下运动；
B．锤头由运动变为静止，木柄由于惯性仍要保持静止状态；
C．木柄由静止变为运动，锤头由于惯性仍要保持静止状态；
D．木柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动
【答案】D。
【解析】将锤子倒着举起来向下撞击时，原来锤头和木柄都处于运动状态，当木柄碰到地面后运动停止，而锤头由于惯性会仍然保持原来的运动状态，故此时锤头能紧紧的套在锤柄上，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
题型四：惯性在实际生活中的应用
★解题指导
物体的质量越大，惯性越大，运动状态越不容易改变。
典例八：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（ ）。
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；
C．小金整个跑步过程惯性大小不变；
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【答案】C。
【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD．惯性是指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具有惯性，故BD错误；
C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；
故选C。
易错
清单
对惯性及其大小的理解
★易错预警
惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来运动状态的已知性质，一切物体在任何时候都有惯性。惯性不是力，力是物体间的相互作用产生的。力有三要素，而惯性与外界条件无关，惯性只有大小，物体惯性的大小跟它的质量有关，质量大的物体惯性大。
典例九：小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（ ）。
A．小金加速跑时的惯性比减速跑时大；
B．小金冲过终点线，停下来时没有惯性；
C．小金整个跑步过程惯性大小不变；
D．小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性
【答案】C。
【解析】A．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；与物体运动快慢无关，故A错误；
BD．惯性是指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具有惯性，故BD错误；
C．物体惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。小金在整个跑步过程中，质量不变，其惯性大小不变，故C正确；
故选C。
中考
清单
惯性的利用
★中考解析
惯性的利用是中考试题中的常考内容。解答此类问题的关键是明确利用了哪个物体（或物体一部分）的惯性。惯性的利用常与防止惯性带来危害一起考查，可以从“结果”入手判断。
典例十：（2022·四川自贡）小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩，下列有关惯性的说法正确的是（ ）。
A. 小强和爷爷都系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性；
B. 汽车紧急刹车时，小强向前倾，是由于受到惯性力的作用；
C. 驾驶员踩刹车后，汽车仍向前滑行了一段距离，是由于汽车具有惯性；
D. 高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大
【答案】C。
【解析】A．惯性大小只和质量有关，则系安全带不会改变小强和爷爷的惯性，故A错误；
B．行驶中的汽车紧急刹车时，小强会向前倾，这是由于惯性的缘故，但惯性不是力，不能说小强受到了惯性力的作用，故B错误；
C．汽车原来是运动的，踩刹车后，汽车由于惯性仍保持原来的运动状态，会继续向前滑行一段距离，故C正确；
D．惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。对汽车限速，是因为汽车速度越大，从刹车到停止的时间越长，行驶的距离越远，对突发事件的控制越弱，故D错误。故选C。
8.2 二力平衡（解析版）
知识
清单
1.力的合成；
2.平衡状态与平衡力；
3.二力平衡及其应用；
4.平衡力与相互作用力；
5.力与运动的关系
知识点1 力的合成
1.一个力如果它的作用效果跟几个力的共同作用效果相同。这个力就叫做那几个力的合力。求几个力合力的过程叫力的合成。
温馨提示
（1）合力是为了表示几个力的作用效果而引入的，它并不是存在于物体受到的这几个力之外的力。
（2）研究合力时要用到等效替代法。
2.同一直线上二力的合成
（1）同一直线上同方向二力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同。记作：F=F1+F2。
（2）同一直线上相反方向的两个力的合力，大小等于两个力大小之差的绝对值，方向和较大的那个力的方向相同。记作F=|F1-F2|。
典例一：一个物体同时受到同一直线上两个力的作用，其中，，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）。
A．1N B．2N C．5N D．7N
【答案】D。
【解析】作用在同一个物体、同一直线上的两个力，=3N，=4N。
当两个力的方向相反时，合力为F=F2-F1=4N-3N=1N
当两个力的方向相同时，合力为F=F2+F1=4N+3N=7N
因此合力有两种情况，故D符合题意。
故选D。
知识点2 平衡状态与平衡力
1.平衡状态
物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.平衡力
（1）若物体在几个力作用下保持平衡状态，我们就把这几个力为平衡力，这几个力的合力为零。牛顿第一定律中“没有受到力的作用”，可以理解为“物体受到了平衡力”的作用。
（2）悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力（图甲）；在平直公路上做匀速直线运动的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它向后的阻力，这时牵引力和阻力是一对平衡力（图乙）。桌面上的书保持静止，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力（图丙）。
甲 乙 丙
典例二：太极剑是太极拳运动的一个重要内容。图是太极剑运动的某一场景，人和剑均处于静止状态。若此时人左脚所受支持力为F1，右脚所受支持力为F2,人和剑所受总重力为G。下列选项正确的是（ ）。
A．F1>F2 B．F1
【答案】A。
【解析】AB．由图像可知，此时该人重心明显向左脚偏移，因此左脚受到的支持F1应大于右脚所受支持力F2，故A正确，B错误；
CD．因为人处于静止状态，因此受力平衡人和剑所受总重力G等于双脚所受到的支持力，即G=F1+F2，故CD错误。
知识点3 二力平衡及其应用
二力平衡
二力平衡条件
物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡
同体
两个力作用在同一物体上
等值
两个力大小相等
注意
二力平衡时要求四个条件同时具备，缺一不可
反向
两个力方向相反
共线
两个力在同一直线上
知识拓展
二力平衡的判断
（1）根据二力平衡条件判断。只要两个力“同体、等值、反向、共线”，那么，这两个力就是一对平衡力。
（2）根据物体运动状态是否变化判断。如果物体在某一方向上受到一对力的作用而运动状态保持不变，那么这一对力就是平衡力；反之，就不是平衡力。
典例三：小熊猫能够轻松地倒挂在竹子上，当它倒挂在竹子上静止时，下列说法正确的是（ ）。
A．竹子对小熊猫的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力；
B．小熊猫对竹子的作用力和小熊猫所受的重力是一对平衡力；
C．小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是一对平衡力；
D．小熊猫很轻，其重力不需要平衡就能静止在空中
【答案】A。
【解析】A．竹子对小熊猫的作用力和小熊猫的重力是作用在同一物体上的两个力，小熊猫在这两个力的作用下处于静止状态，这两个力就是一对平衡力，故A正确；
B．小熊猫对竹子的作用力作用在竹子上，小熊猫的重力作用在熊猫上，不是作用在同一物体上的两个力，不是一对平衡力，故B错误；
C．小熊猫对竹子的作用力和竹子对小熊猫的作用力是作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误；
D．小熊猫再轻也要受到重力的作用，不平衡就不会保持平衡状态，静止就是一种平衡状态，故D错误。
知识点4 平衡力与相互作用力
作用力和反作用力
相互平衡的两个力
示意图
相同点
大小
相等
相等
方向
相反，且在同一直线上
相反，且在同一直线上
区别
作用对象
分别作用在两个物体上
共同作用在同一物体上
作用时间
同时产生，同时消失
一个力消失，另一个力可以存在
力的作用效果
作用力和反作用力分别作用在不同物体上，一般产生不同的效果
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡
典例四：如图所示，小江同学将自己的水杯和英语词典叠放在书桌上，下列说法正确的是（ ）。
A．水杯对词典的压力就是水杯的重力；
B．水杯受到的支持力和水杯对词典的压力是一对平衡力；
C．词典受到的重力和桌面对词典的支持力是一对平衡力；
D．桌面对词典的支持力和词典对桌面的压力是一对相互作用力
【答案】D。
【解析】A．水杯对词典的压力作用在词典上，水杯的重力作用在水杯上，不一样，故A错误；
B．水杯受到的支持力作用在水杯上，水杯对词典的压力作用在词典上，不同体，不是平衡力，故B错误；
C．词典还受到水杯的压力，是三力平衡，故C错误；
D．桌面对词典的支持力和词典对桌面的压力大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力，故D正确。
故选D。
知识点5 力和运动的关系
力的方向与物体的运动方向
物体所处的状态
运动状态
不受力（受平衡力）（合力为零）
—
静止状态或匀速直线运动状态
不变
合力不为零
相同
速度增大，并做直线运动
改变
相反
速度减小，仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变，做曲线运动
典例五：我市地处黄河入海口，拥有世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统-黄河三角洲湿地，每年都会吸引无数游客乘船游览，下列说法正确的是（ ）。
A．船需要划桨才能前进，说明力是改变物体运动状态的原因；
B．停止划桨，船会向前运动一段距离，是因为受到惯性的作用；
C．船上有游客时，船受到的浮力等于船自身的重力；
D．静止时船的重力不一定竖直向下
【答案】A。
【解析】A．向后划桨时，由于力的作用是相互的，水对桨有向前的推力，船才能前进，说明力是改变物体运动状态的原因，故A正确；
B．停止划桨，船会向前运动一段距离，是因为船具有惯性要保持原来的运动状态向前运动，故B错误；
C．船上有游客时，船受到的浮力等于船自身的重力与游客的重力之和，故C错误；
D．重力方向总是竖直向下，故D错误。
故选A。
实验
清单
实验探究：二力平衡条件
实验探究 二力平衡的条件
【实验目的】探究二力平衡的条件
【实验器材】表面光滑的桌子（带滑轮）、小车等质量的吊盘（带两根细线）、砝码若干。
【实验步骤】
（1）如图所示，将小车放在光滑的水平桌面上，其左、右挂钩上拴好细绳，并跨过滑轮，下端各栓一等质量的吊盘，吊盘内各放一个等质量的砝码，观察小车是否静止。
（2）向其中的一个吊盘里加砝码，观察小车是否还能静止。
（3）保持两盘内的砝码质量相等，把小车扭转一个角度，使拉力F1、F2不在一条直线上，观察小车的情况。
（4）若将右侧的吊盘也挂在左侧，观察小车运动情况。
（5）另取一个相同的小车，将一个吊盘挂在左边的小车的左侧，将另一个吊盘挂在右边小车的右侧，观察小车的运动情况。
【实验结论】一个物体在两个力的作用下保持静止的条件是：这两个力必须大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。
【注意事项】
（1）用小车而不用木块进行实验，能够有效地减小摩擦力，更方便观察小车的运动情况；
（2）实验前，滑轮要加一点润滑油，桌面要光滑，尽量减小摩擦力对实验的影响；
（3）通过观察小车是否静止在桌面上来判断小车是否处于平衡状态；
（4）在向已处于平衡的吊盘中加砝码时，所加的砝码质量不能太小，避免因摩擦而使小车不能向质量大的砝码一端运动，造成理解上的麻烦。
典例六：在探究“二力平衡的条件”的实验中，小明同学采用的实验装置如图甲所示。
(1)实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，其原因是______。
(2)经过思考后，小明采用如图乙所示装置继续实验，该方案中由于_____，故小卡片的重力可以忽略不计。
(3)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”，小明在图乙所示实验的基础上又分别进行了图丙、图丁所示操作，其中操作______（丙/丁/丙和丁都）是正确的。
(4)小明最后将小卡片用剪刀剪断（分为左右两半），这是为了验证______。
【答案】木块与桌面摩擦力的影响；卡片的重力远小于钩码的重力；丙；作用在不同物体上的两个力是否平衡。
【解析】(1)[1]实验时小明发现左右两侧悬挂砝码质量不等时木块也能平衡，是因为物体还受其它力的影响，这个力是木块受到的桌面对它的摩擦力。
(2)[2]根据题意知道，图乙是最终确认的实验方案，此方案中，由于卡片的重力远小于钩码的重力，可以忽略不计。
(3)[3]为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡，可用手将卡片转过一定角度，并保持两个拉力方向相反，松开手后观察小卡片能否平衡，故丙正确。丁中虽然两个力不在同一条直线上，但没有控制两个力的方向相反，故丁错误。
(4)[4]将小卡片用剪刀剪断，使两个力作用在两个物体上，为了验证作用在不同物体上的两个力是否平衡。
方法
清单
1.二力平衡条件的应用；
2.平衡力和平衡状态的判断；
3.探究二力平衡条件；
4.同一直线上二力合成的相关计算
题型一 二力平衡条件的应用
★解题指导
1.判断物体是否平衡
先确定研究对象，后分析受力情况，满足二力平衡条件则受力平衡，反之受非平衡力作用。
2.判断力的大小和方向
若物体处于平衡状态，则受平衡力作用，然后再对物体进行受力分析，判断哪些力是平衡力，根据其中的一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向。
3.判断物体的运动状态
物体受平衡力时，应保持静止状态或匀速直线运动状态。物体受非平衡力作用时，运动状态会发生变化。
典例七：如图所示，跳伞运动员和伞总重1000牛，在空中匀速下降的过程中，运动员和伞受到的阻力是________N。假设在下降的过程中运动员和伞受到的所有外力突然全部消失，则运动员和伞的将会____________。
【答案】1000；匀速下降。
【解析】由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，处于匀速直线运动状态，所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为1000N，方向为竖直向上；假设在下降过程中跳伞运动员和伞受到的所有外力突然全部消失，则跳伞运动员和伞将会保持此时的速度匀速下降。
典例八：如图所示，绳子吊着小球从A点释放，小球会摆动到B点再摆动到最高点C点，到达B点时小球处于_____（选填“平衡”或“非平衡”）状态。小球摆到C点时假如一切外力突然消失，则小球的运动状态是：______。
【答案】非平衡；静止。
【解析】小球从A点释放，小球会摆动到最低点B时，小球运动速度和方向不断发生变化即小球不是做匀速直线运动，所以小球处于非平衡状态；
当小球到达C点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失，根据牛顿第一定律，物体将保持这一状态，所以小球将处于静止状态。
典例九：如图所示是甲、乙两队正在进行拔河比赛的场景，不计绳重，下列说法错误的是（ ）。
A．比赛时选体重较大的运动员能增大对地面的压力；
B．比赛时运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心；
C．比赛时受拉力较大的一队最终获胜；
D．比赛时受地面摩擦力较大的一队最终获胜
【答案】C。
【解析】A．运动员对地面的压力等于自己的重力，所以比赛时选体重较大的运动员能增大对地面的压力，故A正确，A不符合题意；
B．比赛时运动员身体后倾、两腿弯曲，可以降低重心，提高稳定度，故B正确，B不符合题意；
C．力的作用是相互的，所以两队受到的拉力大小相等，故C错误，C符合题意；
D．比赛时受地面摩擦力较大的一队更不容易被拉动，所以最终获胜，故D正确，D不符合题意。
故选C。
题型二 平衡力和平衡状态的判断
★解题指导
（1）物体受平衡力作用时，其运动状态不发生变化，保持静止或匀速直线运动状态；物体受非平衡力作用时，其运动状态会发生变化，体现为速度大小及方向的变化。
（2）非平衡力：两个力作用在同一物体上时，若这两个力不能使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力不平衡，称这两个力为非平衡力。
典例十：一个重为200牛的物体，当它受到200牛的拉力时，这个物体（ ）。
A．一定处于静止状态；
B．一定处于匀速直线状态；
C．一定处于静止或匀速直线运动状态；
D．条件不足，无法确定
【答案】D。
【解析】由题意知，物体受竖直向下的重力G=200N与大小为F=200N的拉力作用
①如果拉力F竖直向上，则物体所受合力为零，处于平衡状态，物体可能静止，也可能做匀速直线运动。
②如果拉力F竖直向下，则物体所受合力F合=G+F=200N+200N=400N
运动状态不断改变。
综上分析可知，由于所给条件不足，无法判定物体的运动状态。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
题型三 探究二力平衡条件
★解题指导
问题点拨：
（1）二力平衡的条件：同体、等大、反向、共线，实验时要用控制变量法对四个条件逐个探究；
（2）选用实验器材和设计实验时，应尽量减小摩擦阻力和研究对象所受重力对实验的影响；
（3）线两端所挂的钩码的数量尽可能多一些，以削弱摩擦阻力的影响。
典例十一：图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验装置。
(1)小华将系于小纸片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂钩码，使作用在小纸片上的两个拉力方向相反，并通过调整______来改变拉力的大小，实验中选择小纸片的目的是______（考虑/不考虑）小纸片的重力。当细线两端钩码相同时，小纸片静止不动，说明两个力平衡时的大小相等；
(2)当小纸片静止不动时，小华将小纸片扭转过一个角度，松手后小纸片不能静止不动，设计此实验步骤的目的是为了探究不在______上的两个力能否平衡；
(3)实验过程中如果想探究不同体的两个力能否平衡，小华如何去作______；
(4)在探究同一个问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如题乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要的原因是______。
A．减少了摩擦力对实验结果的影响 B．小纸片是比较容易获取的资料
C．容易让小纸片在水平方向上保持平衡 D．小纸片容易扭转
【答案】钩码的个数；不考虑；一条直线上；用剪刀把小纸片一剪两半；A。
【解析】(1)[1]小纸片两端通过滑轮各挂一个钩码，两个钩码由于重力通过绳子对小纸片施加了两个向相反方向的拉力，拉力的大小等于钩码的重力，钩码的数量越多，拉力就越大；可通过调整钩码数量，来改变拉力的大小。
[2]实验中选择小纸片，是因为小纸片的重力很小，可以不考虑小纸片的重力。
(2)[3]小纸片转过一个角度，小纸片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。即可以探究不在一条直线上的两个力能否平衡。
(3)[4]若想探究不同体的两个力能否平衡，可以用剪刀把小纸片一剪两半，两个拉力不再作用在同一物体上，观察两纸片是否平衡。
(4)[5]小明把物体放在水平桌面上，物体和水平桌面之间存在摩擦力，木块受到的摩擦力会对实验产生影响。所以小华的实验优于小明的实验，其主要原因是减少了摩擦力对实验结果的影响。
故选A。
题型四 同一直线上二力合成的相关计算
★解题指导
（1）同一直线上几个力作用使物体平衡的问题，可以利用同一直线上两个力的合成的知识将一个方向上的几个力合成两个力，将另一个方向上的几个力合成一个力，当物体平衡时，这两个力大小相等，从而将其简化为二力平衡的问题；
（2）物体同时受水平方向和竖直方向的力时，在哪一个方向物体处于平衡状态，在那个方向上的力就是平衡力，另一方向上的力对这个方向的运动不会造成影响。
典例十二：水平桌面上，质量为 20kg的物体在 10N的水平拉力作用下向右作匀速直线运动，如图甲所示，物体运动距离（s）-时间（t）图像如图乙所示｡物体所受到的滑动摩擦力是______ N，物体对水平桌面的压力为______ N｡运动的速度是______ m/s｡（g=10N/kg）
【答案】10；200；0.2。
【解析】[1]根据乙图可知物体运动时，路程和时间成正比，物体在做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则物体所受滑动摩擦力等于水平拉力10N。
[2]物体对水平桌面的压力等于物体的重力
物体对水平桌面的压力为200N。
[3]根据乙图可知物体速度为；
物体速度为0.2m/s。
易错
清单
判断平衡力和相互作用力
★易错预警
平衡力和相互作用力都具有等大、反向、共线的特点，但它们的作用对象、作用时间、作用效果、力的性质均不同。平衡力和相互作用力的最大区别是两个力是否作用在同一物体上，平衡力“同体”，即不同的力作用在同一物体上使物体保持平衡状态；相互作用力“异体”，即它们分别作用在不同物体上，作用效果一般不同。
典例十三：对于静止在水平轨道上的“复兴号”列车。下列分析中正确的是（ ）。
A．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力；
B．列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力；
C．列车所受重力和列车对铁轨的压力是一对相互作用力；
D．列车所受重力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力
【答案】A。
【解析】AD、列车所受的重力和铁轨对列车的支持力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故A正确，D错误；
B、列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力，作用在两个不同的物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故B错误
C、列车所受的重力和列车对铁轨的压力，方向都向下，所以不是相互作用力。故C错误；
故选：A。
中考
清单
1.探究二力平衡的条件；
2.二力平衡条件的应用
★中考解析一 探究二力平衡的条件
探究二力平衡条件实验，涉及到的实验现象分析和实验方案的比较。解答此类题目的关键是支点实验设计存在的不足之处（小车与平面之间有摩擦），这是影响实验能否成功的一个主要因素，因此为了减小摩擦力对实验带来的影响，可用卡片代替小车进行实验。
典例十四：（2022·江西省）疫情期间，停课不停学，某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。
【设计实验】如图1所示
（1）将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架；
（2）将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾农架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
（1）如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶；
（2）如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶，再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示；
（3）用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断；
（4）更换小卡片，重新组装，如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤
小卡片所受二力情况
小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上
大小
方向
是否作用在同一直线上
（1）
是
不等
相反
是
是
（2）
是
相等
相反
是
否
（3）
否
——
——
——
（4）
是
相等
相反
①
是
请将表格中①的内容补充到横线上：①______；
【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小______，方向相反，并作用在______上；
【交流与评估】
（1）本实验中的晾衣架起到了改变拉力的______的作用，它类似于简单机械中的______；
（2）静止在水平桌面上的剪刀，它受到的______力和______力是一对平衡力。
【答案】① 否；②相等；③同一条直线；④方向；⑤定滑轮；⑥重；⑦支持。
【解析】[1]由实验步骤（4）可知，此时两绳子对小卡片的拉力不在同一条直线上，故可知表格中①的内容应填否。
[2][3]由表中数据可知，只有实验步骤（2）中小卡片才能保持静止，故可知二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。
（1）[4][5]由图中可知，晾衣架将变绳子对小卡片水平方向的拉力变成了竖直方向上，所以晾衣架起到了改变拉力的方向的作用，故可知它类似与简单机械中的定滑轮。
（2）[6][7]由受力分析可知，静止在水平桌面上的剪刀，受到向下的重力和向上的桌面的支持力，剪刀在这两个力的作用下处于受力平衡状态，故这两个力是一对平衡力。
★中考解析二 二力平衡条件的应用
解题的关键是根据二力平衡条件判断所求的力与哪个力是一对平衡力，然后根据二力平衡条件求解即可。另外，中考中常常考查根据物体受力情况，判断物体运动状态。
典例十五：（2022·安徽省）图示为小张测量体重时的情景，静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，则（ ）。
A. F2与G是一对平衡力 B. F1与F2是一对平衡力
C. F1与F2一对相互作用力 D. F1与G是一对相互作用力
【答案】C。
【解析】A．他对体重计的压力为F2，他受到的重力为G，方向都是向下的，故并不是平衡力，故A不符合题意；
BC．静止时体重计对他的支持力为F1，他对体重计的压力为F2，是两个物体间的作用力，互为施力物体，互为受力物体，两个力的大小相等，方向相反，故是一对相互作用力，故B不符合题意；C符合题意；
D．静止时体重计对他的支持力为F1，他受到的重力为G，是同一个物体受到的两个力，两个力的大小相等，方向相反，故是一对平衡力，故D不符合题意。故选C。
8.3 摩擦力（解析版）
知识
清单
1.摩擦力；
2.影响滑动摩擦力大小的因素；
3.增大、减小摩擦力的方法；
4.摩擦力的分类
知识点1 摩擦力
1.滑动摩擦力的定义
两个相互接触的物体，当它们之间有相对滑动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。
2.摩擦力产生条件
（1）两物体相互接触，且接触面粗糙不平；
（2）两物体之间发生相对运动或具有相对运动的趋势；
（3）两物体之间相互挤压发生弹性形变，接触面上有压力产生。
3.摩擦力作用效果
总是阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。
知识拓展
不能把摩擦力只看作一种阻力，有时它可以是动力。如传送带运送物体时，物体就是依靠传送带对它的摩擦力才能运动的。在刚开始，物体加速运动的时间内，物体受到摩擦力的方向与物体运动方向相同。一旦物体在水平传送带上做匀速直线运动后，物体与传送带之间就没有了相对运动或相对运动趋势，物体与传送带之间也就没有了摩擦力。整个过程中，传送带也是靠着与皮带轮间的摩擦力转动的。
4.摩擦力的方向与作用点
（1）摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。
温馨提示
相对运动方向的理解
“相对运动方向”不是“运动方向”。水平地面上的物体前进时，物体相对地面向前运动（相对运动方向向前），物体受到地面对它向后的摩擦力（摩擦力方向向后）；人走路时，脚向后蹬地，脚相对于地面有向后运动的趋势，地面给鞋底的摩擦力方向向前，有利于人向前运动。
摩擦力有时阻碍运动，有时有利于运动，无论哪种情况，摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
（2）作用点：实际上，摩擦力是作用在这个物体接触面上的，但为了研究方便可以把摩擦力的作用等效到一个点上，可以把这个点等效在接触面上，也可以取在物体的重心上。
典例一：如图所示，水平地面上有A、B、C三个物体，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是（ ）。
A．A对C有向右的摩擦力；
B．C对B有向左的摩擦力；
C．物体C受到三个摩擦力的作用；
D．地面对C有向右的摩擦力
【答案】D。
【解析】A．对A受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的静摩擦力，物体匀速运动，受力平衡，故f＝F，故A对C有向左的静摩擦力，故A错误；
B．对B受力分析，由于匀速运动，合力为零，故受重力和支持力，不受摩擦力，故B错误；
C．对C受力分析，受重力、A对C压力、B对C压力，地面对C支持力，A对C向左的静摩擦力和地面对C向右的滑动摩擦力，即物体C受到二个摩擦力的作用，故C错误；
D．对整体受力分析，受拉力F、重力、支持力和向右的滑动摩擦力，所以地面对C向右的滑动摩擦力，故D正确。
典例二：如图所示，下列物体不受摩擦力的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】A．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向不受外力，则没有相对于地面的运动趋势，所以不受摩擦力，故A符合题意；
B．图中物体静止，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向受拉力和静摩擦力，且平衡，故B不符合题意；
C．图中物体静止，受力平衡，由于相对于斜面由向下的运动趋势，受到沿斜面向上的摩擦力，故C不符合题意；
D．图中物体做匀速直线运动，受力平衡，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向拉力F和地面对它的滑动摩擦力平衡，则物体受到地面对它的滑动摩擦力，故D不符合题意。
故选A。
知识点2 影响摩擦力大小的因素
滑动摩擦力跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关。压力相同时，接触面越粗糙，摩擦力越大；接触面粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。
温馨提示
滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、物体的接触面积大小等因素无关。
典例三：如图所示，叠放在一起的a、b两物体在水平力的作用下，沿水平方向一起向右匀速直线运动，a、b的接触面之间___________（“存在”或“不存在”）摩擦力。若将换为质量更大的物体c压在a上面，让a、c 也以相同的方式运动，则地面与a之间的摩擦力将___________（选填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】不存在；变大。
【解析】[1]a、b 两物体一起水平向右匀速直线运动，它们之间没有相对运动或相对运动的趋势，根据摩擦力产生条件可知，它们的接触面之间不存在摩擦力。
[2]将 b 换为质量更大的物体c压在a上面，则地面与a之间的压力增大，而接触面粗糙程度不变，所以地面与a之间的摩擦力将变大。
知识点3 增大、减小摩擦的方法
增大有益摩擦的方法
（1）增大接触面的粗糙程度；（2）增大压力；（3）变滑动为滚动
例：（1）自行车把手上的花纹、鞋底的花纹；（2）自行车刹车时用力捏闸；（3）自行车车轮被刹死后，车向前滑行
减小有害摩擦的方法
（1）使接触面边光滑；（2）减小压力；（3）用滚动代替滑动；（4）使接触面分离
例：（1）用光滑材质做滑梯斜面；（2）握杠杆不能太紧；（3）应用滚动轴承；（4）磁悬浮列车；（5）加润滑油
典例四：盐城市区支付宝共享单车几乎遍布了每个小区，极大方便了市民的出行。自行车上为了减小摩擦的地方是（ ）。
A．自行车把手为橡胶材质 B．自行车轮胎上刻有凹凸的花纹
C．在自行车轮轴处加润滑油 D．自行车刹车时用力捏闸
【答案】C。
【解析】A．自行车的车把为橡胶材质，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意；
B．自行车轮胎上的花纹，这是在压力不变的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故本选项不符合题意。
C．在自行车的轴承中加润滑油，使接触面彼此分离，可以减小摩擦，故本选项符合题意；
D．刹车时用力捏闸，是通过增大压力来增大摩擦的，故本选项不符合题意。
知识点4 摩擦力的分类
种类
定义
示例
滑动摩擦力
一个物体在另一个物体上面滑动时产生的摩擦力
在粗糙地面上滑动的物体受到滑动摩擦力
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
沿水平方向运动的小车车轮受到滚动摩擦力
静摩擦力
两个相互接触的物体，当它们要发生而未发生相对运动时，在它们的接触面上产生一种阻碍相对运动趋势的力
两个力共同作用在同一物体上，使物体保持平衡
典例五：自行车的结构和使用涉及了许多有关摩擦力的知识，下列说法中正确的是（ ）。
A．在自行车转动部分添加润滑油是为了减小摩擦；
B．用力捏刹车闸是为了减小摩擦；
C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是为了外观好看；
D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是为了增大摩擦
【答案】A。
【解析】A．在自行车转动部分添加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的，故A正确；
B．用力捏刹车闸是通过增大接触面所受的压力来增大摩擦，故B错误；
C．在车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹主要是通过接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；
D．车的前轴、中轴及后轴均采用滚动轴承是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦，故D错误。
故选A。
实验
清单
实验探究：影响滑动摩擦力大小的因素
实验探究 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【实验目的】探究影响滑动摩擦力大小的因素
【提出问题】滑冰是一种常见的运动，当穿着滑冰鞋飞快的滑行时，你有没有想过，为什么可以在冰面上自由的滑行，而在水平地面或水泥地面上就不那么容易了？而且人越重，滑行时越费力？滑动摩擦力的大小究竟与哪些因素有关呢？
【实验器材】弹簧测力计，长木板，棉布，毛巾，带钩长方体木块，钩码。
【实验原理】（1）二力平衡条件：作用在物体上的两个力，如果大小相等、方向相反并作用在一条直线上，这两个力就是平衡力；（2）用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计的读数就等于摩擦力大小，这样就测出了摩擦力大小。
【实验步骤】实验装置如图。
一、用弹簧测力计匀速拉动木块，让木块在长木板上做匀速滑动，读出弹簧测力计读数，即木块与长木板之间的摩擦力；数据计入表格；
二、改变放在木块上的钩码，从而改变木块对长木板的压力，重复步骤一进行试验；
三、把棉布、毛巾铺在长木板上，改变接触面的粗糙程度，重复上述试验。
四、实验表格
试验次数
接触面
压力大小
弹簧测力计读数/N
1
木块与长木板
无钩码
2
木块与长木板
有钩码
3
木块与棉布
无钩码
4
木块与毛巾
无钩码
五、整理器材。
【实验结论】（1）摩擦力大小跟作用在物体表面的压力有关，压力越大，摩擦力越大：（2）摩擦力大小跟接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大；（3）摩擦力大小跟接触面大小无关；（4）摩擦力大小跟运动速度无关。
典例六：小明按如下步骤完成“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
a.如图甲所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一砝码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录其示数。
(1)该实验主要采用的探究方法是 。
(2)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由甲、乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(4)实验后小组交流讨论时发现,在实验中很难使木块A做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。实验中小丽发现,当F为3 N 时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(5)实验拓展:如图戊所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F'的作用,F'-t和v-t图像分别如图己、庚所示,则物体C在第4 s时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】(1)控制变量法；(2)甲、丙；(3)大；(4)不需要；1.8；(5)4。
【解析】(1)一个物理量可能与多个因素有关时,需要采用控制变量法探究它们之间的具体关系。
(2)甲、丙两次实验接触面粗糙程度相同,压力不同,丙实验中压力较大,滑动摩擦力较大。
(3)甲、乙两次实验压力相同,乙实验中接触面更粗糙,滑动摩擦力较大。
(4)因木板B做匀速直线运动,木板B在水平方向上受到三个力的作用:向左的拉力F、木块A对木板B向右的摩擦力f、地面对木板B向右的摩擦力f',它们的关系为F=f+f'。图丁与图甲相比,木块A与木板B间接触面粗糙程度和压力都相同,所以滑动摩擦力也相等,即f=1.2 N。所以f'=F-f=3 N-1.2 N=1.8 N。
(5)由图庚可看出,物体C在6~9 s内做匀速直线运动,则这段时间内拉力等于滑动摩擦力,由图己可看出,这段时间的拉力为4 N,则滑动摩擦力也等于4 N。又因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与运动速度无关,物体C在运动过程中接触面的粗糙程度和压力大小都没有变化,所以滑动摩擦力的大小也不变,整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小均为4 N,而物体C在第4 s时处于运动状态,所以受到的摩擦力为4 N。
方法
清单
1.摩擦力与数学图像相结合判断摩擦力大小和方向；
2.平衡状态下摩擦力大小的判断；
3.探究影响摩擦力大小的因素；
4.测量摩擦力的大小；
5.摩擦力的概念与示意图；
6.摩擦力的利用与防止
题型一 摩擦力与数学图像结合判断摩擦力大小和方向
★解题指导
1.熟练读图了解横轴和纵轴分别表示哪些物理量；
2.结合运动分析物体的受力情况；
3.根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小。
典例七：如图甲所示，水平地面上的放有一个质量均匀的长方形物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则3-6秒内物体受摩擦力大小为______N；第2s时物体所受的合力为______N。
【答案】4；0。
【解析】[1]由v-t图象可知，6-9s内，物体做匀速直线运动，物体受到的推力和摩擦力是平衡力，由F-t图像可知，6-9s内推力是4N，所以摩擦力f=F=4N
3-6s内，物体做加速直线运动，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，物体受到的摩擦力为4N。
[2]由v-t图象可知，物体在0～3s内的速度为零，因此2秒时物体处于静止状态，处于平衡状态，受到的合力为零。
题型二 平衡状态下摩擦力大小的判断
★解题指导
1.根据力的方向对物体进行受力分析；
2.确定相互平衡的了；
3.确定力的大小和方向。
典例八：如题图所示，小月用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以1m/s的速度在水平地面上匀速前进，则物块受到的滑动摩擦力的大小为_____N；当物块以2m/s速度在水平地面上匀速前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N；若弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，物块受到的滑动摩擦力_____N。
【答案】2.8；2.8；2.8 。
【解析】读图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.8N，当拉着一物块以1m/s的速度在水平地面上匀速前进时，此时弹簧秤的读数为2.8N；
物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，所以摩擦力为2.8N；
当速度增加到2m/s时，弹簧测力计用3.2N的力拉物块A在水平地面上前进时，压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变，物块受到的滑动摩擦力2.8N。
题型三 探究影响摩擦力大小的因素
★解题指导
【考向点拨】
1.要测出摩擦力大小物体应做什么运动：匀速直线运动；
2.如何确定摩擦力大小：匀速运动时，弹簧测力计读数与摩擦力大小相等（二力平衡）；
3.可说明摩擦力大小与压力有关的实验步骤：1和2；
4.摩擦力大小与接触面粗糙程度有关的实验步骤：1和3或1和4之间；
5.测量误差产生原因：很难做到匀速运动、弹簧测力计在运动中读数会有误差；
6.根据实验结论找出生活中利用摩擦力的例子：汽车轮胎、自行车把、胶鞋等；
7.添加钩码的目的：为了探究摩擦力大小与压力的关系；
8.探究实验的物理方法：控制变量法。
典例九：学校在运动会上要举行拔河比赛，某班级组队时，同学们陷入了不同意见之中，请你仔细观察，认真分析，帮体育委员解决问题。
（1）探究真知：为了研究影响滑动摩擦力大小的因素，同学们做了如图所示的实验．实验中使木块在弹簧测力计水平拉力的作用下做_____________运动，这样做可以根据_____________的知识得出拉力与摩擦力的大小相等．
（2）分析总结：实验现象说明，在拔河比赛中可以通过_____________（选填“增大”或“减小”）接触面的粗糙程度和增大_____________与地面的摩擦力，使班级赢得比赛。
（3）科学决策：组队时，在班上选体重_________（选填“大”或“小”）的同学参加比赛，同时在比赛时脚穿图中__________（选填“甲”、“乙”或“丙”）种鞋．
【答案】（1）匀速直线；二力平衡（平衡力）；（2）增大；增大压力；（3）大；甲。
【解析】（1）弹簧测力计拉动木块时，弹簧测力计显示拉力大小，要使滑动摩擦力等于拉力，必须让木块保持匀速直线运动；根据二力平衡知道，木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数；
（2）实验现象说明，滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；所以在拔河比赛中可以通过增大接触面的粗糙程度和压力来增大人与地面的摩擦力，使班级贏得比赛；
（3）根据生活经验知道，压力越大，摩擦力越大，所以组队时，在班上选体重大的同学参加比赛；由于鞋底越粗糙则摩擦力越大，所以拔河时脚要穿鞋底花纹大的鞋，故选甲。
题型四 测量摩擦力的大小
★解题指导
（1）测量摩擦力大小的原理是二力平衡；
（2）二力平衡条件是同体、等大、反向、共线，由此判断出哪个力与摩擦力是平衡力；
（3）影响摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
典例十：如图所示，用F=8 N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，此时弹簧测力计的示数为6 N，则物块B所受摩擦力的大小及方向为（ ）。
A．6 N，向右 B．6 N，向左
C．8 N，向左 D．2 N，向右
【答案】A
【解析】图中用F=8 N水平向右的拉力匀速拉动物块A时，物块B静止不动，说明此时物块B受到平衡力的作用，此时弹簧测力计的示数为6 N，弹簧测力计施加的水平力水平向左，故物块B所受摩擦力的大小水平向右，大小为6 N，答案选A。
题型五 摩擦力的概念与示意图
★解题指导
画摩擦力的示意图，需要掌握摩擦力的三要素：
（1）大小：利用二力平衡条件判断摩擦力的大小，一对平衡力大小相等，在画力的示意图时，表示这对平衡力的选段程度相等；
（2）方向：摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反；
（3）作用点：摩擦力作用在接触面上，有时候为了研究方便把摩擦力作用点画在物体的重心上。
典例十一：如图所示，用F=30N的力按住一重为5N的木块，木块静止在墙壁上，请画出木块所受摩擦力的示意图。
【解析】物体静止在墙壁上，在竖直方向上物体受到的重力与摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，均为5N，方向相反，重力的方向是竖直向下的，故摩擦力的方向是竖直向上的，作用点可选择在物体的重心上，如图所示
题型六 摩擦力的利用与防止
★解题指导
减小摩擦的方法：在接触面的粗糙程度一定时，通过减小压力减小摩擦；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度减小摩擦力；将滑动摩擦为滚动摩擦；使接触面分离。
典例十二：下列措施中，为了增大摩擦的是（ ）。
A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油；
B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点蜡；
C．鞋底上刻有凹凸不平的花纹；
D．自行车的车轴上安装了滚动轴承
【答案】C。
【解析】A．锁生锈了不好打开，可以向锁孔中滴入润滑油是减小摩擦力，所以不符合题意；
B．当夹克衫的拉链不能流畅地拉动时，可在拉链上抹一点石蜡是减小摩擦力，所以不符合题意；
C．胶鞋的鞋底上刻有花纹，目的是保持压力大小不变，改变接触面的粗糙程度，增大摩擦力，符合题意；
D．自行车的车轴上安装了滚动轴承是变滑动为滚动减小摩擦力，所以不符合题意；
故选C。
易错
清单
1.判断物体是否受摩擦力；
2.判断摩擦力的方向
★易错预警一 判断物体是否受摩擦力
只有同时满足两个物体相互接触并相互挤压、有相对运动或相对运动趋势、接触面不光滑这三个条件，物体间才会产生摩擦力。
可以利用定义分析法、假设分析法和二力平衡条件判断物体是否受摩擦力。
典例十三：如图所示，木块在水平拉力F的作用下，在足够长的水平桌面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）。
A．木块对桌面的压力和木块受到的重力是一对平衡力；
B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力是一对平衡力；
C．拉力F大于木块受到的摩擦力；
D．撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变
【答案】D。
【解析】A．木块对桌面的压力和木块受到的重力，二力方向相同，所以，不是一对平衡力。故A错误；
B．木块受到的拉力和木块对桌面的摩擦力，分别作用在两个不同的物体上，所以，不是一对平衡力，故B错误；
C．木块在水平桌面上做匀速直线运动，对木块的拉力与木块所受的摩擦力，是一对平衡力，二力大小相等、方向相反，故C错误；
D．滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以撤去拉力F后，木块继续运动过程中受到的摩擦力大小不变，故D正确。
故选D。
★易错预警二 判断摩擦力的方向
摩擦力方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反。摩擦力方向与物体运动方向不一定相反，有时也可能与物体运动方向相同。另外，摩擦力不一定都是阻力，有时也可能是动力。
典例十四：如图所示，物体G静止在粗糙的水平地面上，用水平向左的拉力F去拉物体。第一次F1=10N，物体未被拉动；第二次F2=15N，物体恰好能向左做匀速直线运动；第三次F3=20N，物体向左运动。下列说法正确的是（ ）。
A．第一次物体不受摩擦力作用；
B．第二次物体受到的摩擦力大小为15N；
C．第三次物体受到的摩擦力方向一向左；
D．第三次物体受到的摩擦力大小为20N
【答案】B。
【解析】A．当F1=10N时，物体未被拉动，在水平方向由二力平衡知拉力等于摩擦力即f＝F＝10N
故A错误；
B．用大小为15N的力水平向左拉物体，物体向左做匀速直线运动，物体发生了相对运动，此时属于滑动摩擦力，故f＝F＝15N
故B正确；
C．摩擦力方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，物块相对与地面是向左运动的，所以地面对物块的摩擦力方向向右，故C错误；
D．当拉力是20N，因为影响滑动摩擦力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化，因此当把拉力F增大为20N时，则物体受到的摩擦力仍为15N，故D错误。
故选B。
中考
清单
1.探究影响摩擦力大小的因素；
2.增大或减小摩擦的方法
★中考解析一 探究影响摩擦力大小的因素
探究影响摩擦力大小的因素是中考考题中常考内容。实验要求我们能够使用控制变量法设计实验。
探究滑动摩擦力的大小与接触面是否有关，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，可通过分别将木块正放、侧放、立放来进行实验。
典例十五：（2022·荆州）为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在如下图所示的情景中，沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块，弹簧测力计的示数如图所示。
（1）能够用弹簧测力计示数表示摩擦力的大小是根据_________的原理。
（2）小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，则木块所受摩擦力的大小_________（选填“大于”“小于”或“等于”）拉力的大小。
（3）甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与_________有关。
（4）在图丙所示的情景中拉力增大为4N时，木块受到的滑动摩擦力的大小为_________N。
（5）实验完成后，同学们对实验进行了改进，如图丁所示。水平拉动木板向左运动，A弹簧测力计的示数为5.8N，B弹簧测力计的示数为2.6N，则木块受到的摩擦力方向为水平向_________（选填“左”或“右”），木板与木块之间的摩擦力大小为_________N。
【答案】①二力平衡；②等于；③压力大小；④3.2；⑤左；⑥2.6。
【解析】（1）[1]实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
（2）[2]小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，木块处于静止状态，由二力平衡条件可知，此时木块所受摩擦力大小等于拉力的大小。
（3）[3]如图所示，甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数不同，因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
（4）[4]由图可知，丙图中木块在毛巾表面做匀速直线运动，根据二力平衡可知，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数3.2N，当拉力增大为4N时，木块的重力不变，所以木块对水平毛巾表面的压力大小不变，接触面的粗糙程度也不变，因此木块受到的滑动摩擦力大小也不变，为3.2N。
（5）[5][6]由图可知，木块处于平衡状态，木块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，由二力平衡可得，摩擦力与拉力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的大小为2.6N，摩擦力的方向为水平向左，根据力的作用是相互的可知，木板与木块之间的摩擦力大小等于木块受到木板的摩擦力大小，因此，木板与木块之间的摩擦力大小为2.6N。
★中考解析二 增大或减小摩擦的方法
解题的关键是明确影响摩擦力大小的因素，以及增大或减小摩擦的方法，分析问题时常常用到控制变量法。
典例十六：（2022·泰州）随着人们生活水平的不断提高，自行车功能正从代步转变为健身其构造中包含许多物理原理，例如：在轮胎上刻花纹来增大摩擦，下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是（ ）。
A. 自行车刹车时捏紧刹把；B. 溜冰时穿旱冰鞋；
C. 体操运动员在手上涂镁粉；D. 运动员击球时用力握球拍
【答案】C。
【解析】在轮胎上刻花纹，是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦的。
AD．自行车刹车时捏紧刹把、运动员击球时用力握球拍，都通过增大压力来增大摩擦，故AD不符合题意；
B．溜冰时穿旱冰鞋通过变滑动为滚动来减小摩擦的，故B不符合题意；
C．体操运动员在手上涂镁粉，是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦的，故C符合题意。
故选C。
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