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力與運動難點探析
一道經典的慣性解釋題題目：小剛同學在放學回家的路上,，腳被石塊絆了一下,，身子向前跌倒（如圖甲），過了一會不小心腳踩到一塊西瓜皮,，身子向后摔倒（如圖乙）．對這兩種情景,，下列解釋合理的是（ ）  A,、二者腳的運動狀態(tài)改變,，而上身由于慣性仍保持原來運動狀態(tài) 考點：慣性． 牛頓第一定律的經典實驗題1：牛頓第一定律是在實驗的基礎上經過推理得出的,，如圖所示，讓同一輛小車從同一斜面的同一高度滑下,，接著在材料不同的三個平面上繼續(xù)運動,，分別停在圖中所示的位置，請回答：  （1）小車從同一斜面的同一高度滑下的必要性： ,； 考點：阻力對物理運動影響的探究實驗；牛頓第一定律． 題2：我們可以用如圖所示的實驗來研究牛頓第一定律．
（1）指出實驗中應控制不變的相關因素：（注：至少指出三個） 考點：牛頓第一定律． 題3：如圖為某同學“探究牛頓第一定律”的實驗裝置,，實驗中該同學先后三次將同一木塊放在同一斜面上的同一高度,，然后分別用不同的力推了一下木塊，使其沿斜面向下運動,，逐漸減小水平面的粗糙程度,，觀察木塊移動的距離，從而得出力和運動的關系．
（1）在實驗操作中有一處明顯的錯誤是（不要解釋錯誤的原因）： ． 考點：牛頓第一定律；勻速直線運動． 關于慣性的幾道經典題題一：一杯水放在列車內的水平桌面上,，如果水面突然發(fā)生了如圖所示的變化,，則列車的運動狀態(tài)可能發(fā)生的變化是（ ）
A,、列車突然向右啟動或向左運動時突然剎車 題二：在平穩(wěn)行駛的列車車廂里懸掛著一個小球，若小球突然向列車行駛的正前方擺動,，說明列車在 ,；若小球向車廂左側面傾斜，說明列車正在 ． 考點：慣性,；慣性現象． 題三：在勻速行駛的列車車廂的天花板上懸吊一個小球A，在A的正下方地板上有一點B,，如圖所示,，某時刻列車因故突然剎車，懸線恰好斷裂,，小球A將（ ?。?/font> A、落在B點上 B,、落在B點的前面
C,、落在B點的后面 D、無法確定 考點：慣性． 專題：應用題． 分析：根據慣性的知識分析解答． 解答：解：列車突然剎車,，B點隨列車停止運動,，繩子斷裂后，小球A由于慣性在水平方向繼續(xù)向前運動,，小球A落地時應落在B的前面． 故選B． 點評：解題關鍵是：知道剎車后,，B點停止運動，而小球A由于慣性繼續(xù)向前運動． 題四：水平放置的密閉玻璃管內充有水,它的中間有一氣泡,如下圖所示,，當玻璃管由靜止開始向右沿水平方向運動時,，氣泡對于管子將要（ ） A、向右運動 B,、向左運動 C,、保持不動 D、無法判斷 【分析】當玻璃管由靜止開始向右沿水平方向運動時,，玻璃管中的水由于慣性,，仍然要保持原來的靜止狀態(tài)，使水涌向管的左端,，氣泡則相對于管子向右運動,。
【解】本題答案是A
【說明】有少數同學認為，當玻璃管由靜止開始向右沿水平方向運動時,，管中的氣泡由于慣性,，仍要保持原來的靜止狀態(tài),，使氣泡相對于管子向左運動，應選B,，這種分析錯在哪里呢,？原因是管中的氣泡和水相比，其質量很小,，氣泡的慣性要比管中的水的慣性小的多,，可見，緊扣水的慣性分析才是對的,。
類似的題目：運輸液體貨車的槽車,，液體上有氣泡，如圖,，當車向右開動時,，氣泡將向 運動；剎車時,，氣泡將向 運動,，其原因是 具有慣性．
考點：慣性．
專題：應用題．
分析：此題中，氣泡與液體都具有慣性,，只是氣泡的慣性要小多,，因此，它的運動狀態(tài)會受到液體的直接影響,，我們只要分析出液體的運動狀態(tài),，就能進一步推斷氣泡的運動方向了．
解答：解：當車起動時，液體由于慣性仍保持原來的靜止狀態(tài),，因此會向后擠,，從而將氣泡向前擠壓，使氣泡向前運動,；
當剎車時,，液體由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，因此會向前擠,，從而將氣泡向后擠壓，使氣泡向后運動． 故答案為：右,，左,，水．點評：分析此題最容易出錯的點在于氣泡與液體都是有慣性的，只是相對于液體的慣性,，氣泡的慣性太小,，它的運動實際上是受到了液體的影響，而非自身慣性的影響．
探究物理研究方法 辨析力與運動關系力和運動的基礎知識在現實生活,、社會經濟和科技中有著廣泛的應用,。機械運動,、力的種類及力與運動的關系聯(lián)系非常密切，要正確分析力與運動的關系,，必須掌握科學的物理研究方法和正確的解題思路,。下面，筆者和同學們談談在中考試題中常見的物理研究方法,，供同學們在學習中借鑒,。
一、概念辨析法
例1 茶杯靜止在水平桌面上,，以下屬于一對平衡力的是（ ?。?/p>
A．茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力
B．茶杯受到的重力與桌面對茶杯的支持力
C．茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力
D．茶杯受到的重力與桌子受到的重力
解析 選項A中茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力分別作用在茶杯和桌面上，不是同一物體受到的力,，不是平衡力,；選項C中的兩個力是相互作用的力，也不是平衡力,；選項D中是兩個物體受到的重力,，不是平衡力；只有選項B中茶杯的重力和桌面對茶杯的支持力符合平衡力的條件,，是平衡力,。
答案 B
點評 同學們必須清楚平衡力和相互作用力的概念及區(qū)別，判斷兩個力是不是平衡力,，一般方法是：先判斷題中給出的兩個力是否作用在同一物體上,，然后再根據二力平衡的條件或根據物體所處的狀態(tài)判定這兩個力是否平衡。
二,、理想實驗法
例2 如圖所示是伽利略著名的斜面理想實驗,，實驗設想的步驟有：
①減小第二個斜面的傾角,，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度,。
②兩個對接的斜面,，讓靜止的小球沿一個斜面滾下,，小球將滾上另一個斜面。
?、劾^續(xù)減小第二個斜面的傾角,，最后使它成水平面，小球將沿水平面做持續(xù)的勻速運動,。
?、苋绻麤]有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度,。
?。?）請將上述步驟按照正確的順序排列______________（只要填寫序號）,。
（2）在上述設想步驟中,，有的屬于可靠事實,，有的則是理想化的推論。下面關于這些事實和推論的分類正確的是（ ?。?/p>
A．①是事實,，②③④是推論
B．②是事實，①③④是推論
C．③是事實,，①②④是推論
D．④是事實,，①②③是推論
解析 斜面實驗是讓小車從同一斜面的同一高度滾下，使其剛滾到水平面上時具有相同的初速度,，然后在阻力不同的水平面上滾動,，通過比較在所受到阻力不同的情況下滾動的遠近，推理出“如果物體不受阻力,，物體將永遠運動下去”的結論,。
答案 （1）②④①③ ?。?）B
點評 雖然理想實驗的實驗條件無法實現,，但它的結論是建立在大量經驗與科學推理的基礎之上的，因而這個實驗的結論是正確的,，這和牛頓第一定律的得出具有相同的道理,。
三、圖象分析法
例3 如圖甲所示,，物體A始終只受同一直線上的兩個力F1,、F2的作用，Fl,、F2的大小隨時間的變化如圖乙所示,，則下列分析正確的是( )
A．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小,，合力的方向始終與F2相同
B．在t1時間內,，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相同
C．在t1時間內,，物體所受的合力先變大后變小,，合力的方向始終與F2相反
D．在t1時間內，物體所受的合力先變小后變大,，合力的方向始終與F2相反
解析 該題是通過圖象來分析物體受到的力變化情況。我們分析圖象可知,，在t1時間內,，F1始終不變,，大小一直為F0；F2是先變小,，然后變大,，但總有F2≤F0，則有F1≥F2,。而F1,、F2兩個力在同一直線上，方向相反,，根據合力的概念可知,，合力等于二力之差，方向和較大的力方向相同,，即F合＝F1－F2,，方向與F1的方向相同，與F2的方向相反,。
答案 C
點評 新課程標準強調,，同學們應該能利用不同的渠道收集信息。本題中,，一些重要的數據變化都是通過分析圖象得到的,，考查了同學們是否具有從簡單的數學圖象中獲取信息，再與物理知識相結合處理信息的能力,。
四,、控制變量法
例4 在探究影響摩擦力大小因素的實驗中，記錄的結果如下表所示,。
?。?）在這個實驗中，使用的是控制變量法,，在第1,、2次實驗中變量是____________，控制的變量是____________,。得到的是：接觸面不變時,，壓力越大，摩擦力越大,。
?。?）在研究接觸面對摩擦力大小的影響時，可采用第________次的實驗結果,，得到的結論是__________________________________________,。
解析 分析表中1、2次實驗數據可知，摩擦力的大小與壓力的大小有關,，接觸面都是木塊和木板,，控制的變量是接觸面的粗糙程度，在接觸面粗糙程度不變的條件下,，壓力越大,，摩擦力越大。分析表中1,、3（或2,、4）次實驗數據可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,，壓力相同時,，接觸面越粗糙，摩擦力越大,。
答案?。?）壓力的大小 接觸面的粗糙程度。
?。?）1,、3（或2、4） 壓力相同時,，接觸面越粗糙,，摩擦力越大。
點評 本實驗中,，我們用到一種探究問題的方法──控制變量法,，這是物理研究中常用的方法，也是中考考查的重點方法之一,。 探究物理研究方法 辨析力與運動關系
河南省濟源市梨林鎮(zhèn)一中 段利寧
力和運動的基礎知識在現實生活,、社會經濟和科技中有著廣泛的應用。機械運動,、力的種類及力與運動的關系聯(lián)系非常密切,，要正確分析力與運動的關系，必須掌握科學的物理研究方法和正確的解題思路,。下面,，筆者和同學們談談在中考試題中常見的物理研究方法，供同學們在學習中借鑒,。
一,、概念辨析法
例1 茶杯靜止在水平桌面上，以下屬于一對平衡力的是（ ?。?/p>
A．茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力
B．茶杯受到的重力與桌面對茶杯的支持力
C．茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力
D．茶杯受到的重力與桌子受到的重力
解析 選項A中茶杯受到的重力與茶杯對桌面的壓力分別作用在茶杯和桌面上,，不是同一物體受到的力,，不是平衡力；選項C中的兩個力是相互作用的力,，也不是平衡力,；選項D中是兩個物體受到的重力，不是平衡力,；只有選項B中茶杯的重力和桌面對茶杯的支持力符合平衡力的條件，是平衡力,。
答案 B
點評 同學們必須清楚平衡力和相互作用力的概念及區(qū)別,，判斷兩個力是不是平衡力，一般方法是：先判斷題中給出的兩個力是否作用在同一物體上,，然后再根據二力平衡的條件或根據物體所處的狀態(tài)判定這兩個力是否平衡,。
二、理想實驗法
例2 如圖所示是伽利略著名的斜面理想實驗,，實驗設想的步驟有：
?、贉p小第二個斜面的傾角，小球在該斜面上仍然要達到原來的高度,。
?、趦蓚€對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下,，小球將滾上另一個斜面,。
③繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,，最后使它成水平面,，小球將沿水平面做持續(xù)的勻速運動。
?、苋绻麤]有摩擦,，小球將上升到原來釋放時的高度。
?。?）請將上述步驟按照正確的順序排列______________（只要填寫序號）,。
（2）在上述設想步驟中,，有的屬于可靠事實,，有的則是理想化的推論。下面關于這些事實和推論的分類正確的是（ ?。?/p>
A．①是事實,，②③④是推論
B．②是事實，①③④是推論
C．③是事實,，①②④是推論
D．④是事實,，①②③是推論
解析 斜面實驗是讓小車從同一斜面的同一高度滾下，使其剛滾到水平面上時具有相同的初速度，然后在阻力不同的水平面上滾動,，通過比較在所受到阻力不同的情況下滾動的遠近,，推理出“如果物體不受阻力，物體將永遠運動下去”的結論,。
答案?。?）②④①③ （2）B
點評 雖然理想實驗的實驗條件無法實現,，但它的結論是建立在大量經驗與科學推理的基礎之上的,，因而這個實驗的結論是正確的，這和牛頓第一定律的得出具有相同的道理,。
三,、圖象分析法
例3 如圖甲所示，物體A始終只受同一直線上的兩個力F1,、F2的作用,，Fl、F2的大小隨時間的變化如圖乙所示,，則下列分析正確的是( )
A．在t1時間內,，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相同
B．在t1時間內,，物體所受的合力先變小后變大,，合力的方向始終與F2相同
C．在t1時間內，物體所受的合力先變大后變小,，合力的方向始終與F2相反
D．在t1時間內,，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相反
解析 該題是通過圖象來分析物體受到的力變化情況,。我們分析圖象可知,，在t1時間內，F1始終不變,，大小一直為F0,；F2是先變小，然后變大,，但總有F2≤F0,，則有F1≥F2。而F1,、F2兩個力在同一直線上,，方向相反，根據合力的概念可知,，合力等于二力之差,，方向和較大的力方向相同,，即F合＝F1－F2，方向與F1的方向相同,，與F2的方向相反,。
答案 C
點評 新課程標準強調，同學們應該能利用不同的渠道收集信息,。本題中,，一些重要的數據變化都是通過分析圖象得到的，考查了同學們是否具有從簡單的數學圖象中獲取信息,，再與物理知識相結合處理信息的能力,。
四、控制變量法
例4 在探究影響摩擦力大小因素的實驗中,，記錄的結果如下表所示。
?。?）在這個實驗中,，使用的是控制變量法，在第1,、2次實驗中變量是____________,，控制的變量是____________。得到的是：接觸面不變時,，壓力越大,，摩擦力越大。
?。?）在研究接觸面對摩擦力大小的影響時,，可采用第________次的實驗結果，得到的結論是__________________________________________,。
解析 分析表中1,、2次實驗數據可知，摩擦力的大小與壓力的大小有關,，接觸面都是木塊和木板,，控制的變量是接觸面的粗糙程度，在接觸面粗糙程度不變的條件下,，壓力越大,，摩擦力越大。分析表中1,、3（或2,、4）次實驗數據可知，摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,，壓力相同時,，接觸面越粗糙,，摩擦力越大。
答案?。?）壓力的大小 接觸面的粗糙程度,。
（2）1,、3（或2,、4） 壓力相同時，接觸面越粗糙,，摩擦力越大,。
點評 本實驗中，我們用到一種探究問題的方法──控制變量法,，這是物理研究中常用的方法,，也是中考考查的重點方法之一。 從開動著的車子里下來,，要向前跳嗎這個問題,，無論你把它向什么人提出，一定會得到相同的答案,，“根據慣性定律,，是應該向前跳的”。但是,，你不妨請他把這個道理說得更詳細些,，問他：慣性對于這個問題究竟起著什么作用？我們可以預言,，這位朋友會肯定地滔滔不絕地開始敘述,；但是，只要你不去打斷他的話頭,，他會很快就自己也迷惑起來了,，他的結論竟是，由于慣性的存在,，下車時候相反地竟是要向跟車行相反的方向跳的,。 真的，事實上,，慣性定律在這個問題上只起著次要的作用,，主要的原因卻是在另外一點上。假如我們把這主要的原因忘了,，那么我們就真會得到這樣的結論：應該是向后跳而不是向前跳了,。 假設你一定得在半路上從車子里跳下來，這時候會發(fā)生些什么情況呢,？ 當我們從一輛行駛著的車子上跳下的時候,，我們的身體離開了車身,，卻仍舊保持著車輛的速度（就是要依慣性作用繼續(xù)運動）要想繼續(xù)前進。這樣看來,，當我們向前跳下的時候,，我們當然不但沒有消除了這個速度，而且還相反地把這個速度加大了,。 單從這一點看,，我們從車子上跳下的時候，是完全應該向跟車行相反的方向跳下,，而絕對不是向車行的方向跳下,。因為，如果向后跳下,，跳下的速度跟我們身體由于慣性作用繼續(xù)前進的速度方向相反,，把慣性速度抵消一部分，我們的身體才可以在比較小的力量作用之下跟地面接觸,。 事實上呢,，無論什么人，從車上跳下的時候,，總是面向前方的，就是向行車的方向跳下的,。這樣做也確實是最好的方法,，是由不知道多少次的經驗所證明了的；這使我們堅決勸告讀者在下車的時候不要做向后跳躍的嘗試,。 那么,，究竟是怎么一回事呢？ 我們方才那套“理論”跟事實所以有出入,，毛病只是出在方才的解釋只說了一半,，沒有說完。在跳下車子的時候,，無論我們面向車前還是面向車后,，一定會感到一種跌倒的威脅,，這是因為兩只腳落地之后已經停止了前進,，而身體卻仍舊繼續(xù)前進的緣故,。當你向前方跳下的時候,，身體的這個繼續(xù)前進的速度,，固然要比向后跳下的更大,，但是,，向前跳下還是要比向后跳下安全得多,。因為向前跳下的時候,，我們會依習慣的動作把一只腳提放到前方（如果車子速度很快,，還可以連續(xù)向前奔跑幾步）,，這樣就會防止向前的跌倒。這個動作我們是非常習慣的,，因為我們平時在步行的時候都在不斷地這樣做著：在上一節(jié)中,，我們就已經說過，從力學的觀點上說,，步行實際上就是一連串的向前傾跌,，只是用一只腳踏出一步的方法阻止著真正跌倒下去。假如向后傾跌,，那么就不能夠用踏出一步的方法來阻止跌倒,，因此真正跌倒的危險就大了許多。最后,，還有一點也很重要：即使我們真的向前跌倒了,，那么，因為我們可以把兩只手撐住地面,，跌傷的程度也要比向后仰跌輕得多,。 所以，在下車的時候向前跳躍比較安全,，它的原因與其說是受到慣性的作用,，不如說是受到我們自己本身的作用。自然,，對于不是活的物體,，這個規(guī)則是不適用的：一只瓶子，如果從車上向前拋出去,，落地的時候一定要比向后拋出去更容易跌碎,。因此，假如你有必要在半路上從車上跳下,，而且還要先把你的行李也丟下去,，應該先把你的行李向后面丟出去，然后自己向前方跳下,，但自然最好是不要在半路上跳車,。 有經驗的人──例如電車上的售票員和查票員──時常這樣跳：面向著車行的方向向后跳下。這樣做可以得到兩重便利：一來減少了由于慣性給我們身體的速度,，另外又避免了仰跌的危險,，因為跳車的人的身體是向著車行的方向的。 維持運動需要力嗎,？
一輛小車停在地面上,，如果不用力推它、拉它，或者不以任何其他方式影響它,，它會一直停在那里,。當我們用力推著小車的時候，小車就能夠不停地向前運動,，一旦不推了,，小車就慢慢停下來。人們正是憑著這些常見的事實,，認為要維持一個物體的運動,，就需要不停地對它施加力的作用。 2000多年前,，古希臘的學者亞里士多德（公元前384－前322年）曾斷言,，使物體維持恒定的運動（即速度不變），就需要恒定的外力作用于它,。由于亞里士多德的觀點符合人們日常經驗的直覺印象,，在他以后近2000年的時間里，人們一直認為這種觀點是正確的,。 但是,，這種憑經驗得出的結論正確嗎？16世紀末,，年僅26歲的伽利略,，第一個向亞里士多德提出挑戰(zhàn)。
伽利略仔細觀察研究過物體沿斜面下滑的實驗（圖5－1）,。在實驗中，小球從第一個斜面AB滾下后,，就會沿著第二個斜面BC向上滾，但小球住第二個斜面上達到的高度略低于小球從第一個斜面滾下時的高度,。伽利略認為,，這是由于摩擦的緣故。伽利略推想,，如果在完全沒有摩擦的情況下,，不管第二個斜面的傾斜度是多大，小球滾上第二個斜面的高度應該等于從第一個斜面滾下時的高度（如圖5－1中的C,、D,、E）；第二個斜面的傾斜度越小,，小球滾動的距離就越遠,；如果第二個斜面的傾斜度等于零（如圖5－1中的BF），那么小球從第一個斜面滾下來后,，就永遠達不到起始高度,，也就是說，小球將以均勻的速度在無限長的平面上永遠運動下去,。伽利略由此得出,，維持物體的運動，并不需要外力,。 17世紀以后，英國物理學家牛頓在伽利略研究的基礎上,，總結出了慣性定律,，也就是牛頓第一定律。 牛頓第一定律告訴我們,，物體在不受外力時,，將保持它原來的運動狀態(tài)，即原來靜止的物體將保持靜止,，原來運動的物體將以不變的速度作勻速直線運動,。 亞里土多德根據直接觀察到的表面現象得出了錯誤的結論,。伽利略通過實驗和推理,，想象出無摩擦的光滑水平面的理想實驗,，推斷出小球不受外力作用時將以不變的速度永遠運動下去,。伽利略從實驗出發(fā)，把邏輯思維和實驗事實相結合，得出了維持運動不需要力的正確結論,，推翻了人們信奉了近2000年的亞里士多德的錯誤觀點,。還開創(chuàng)了運用實驗研究物理學的科學研究方法,。伽利略曾深有體會地說：“追求科學需要特殊的勇敢！” 淺談對慣性理解的誤區(qū)“慣性”是初中生較難理解的物理概念之一,，由于同學們在對“慣性”的認識上有偏差,，所以分析日常生活中的慣性現象時就容易出錯，下面談談對“慣性”幾個誤區(qū)的理解,。 誤區(qū)之一：運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性 有的同學觀察到行駛著的汽車或火車,，遇到緊急情況突然剎車時,，不能立即停止，總要向前運動一段距離才停下,，認識到這是汽車、火車具有慣性的表現,；而靜止在那兒的汽車,、火車總靜止在那兒,，永遠也不會自己突然運動起來，根本看不出它們有什么“慣性”,。事實上,，靜止的物體總要保持靜止（反抗從靜到動）,，運動的物體總要保持運動（反抗從動到靜），恰恰就是物體具有慣性的體現,。 所以說,，一切物體在任何時候,、任何運動狀態(tài)下都有慣性。 誤區(qū)之二：運動速度大的物體慣性大 同一個物體速度大時比速度小時更難停下來,，這使許多同學產生“速度大的物體慣性大”的錯誤認識,。若從這個認識進行推理，豈不要得到“速度小慣性小,，速度為零慣性消失”的荒謬結論來嗎,？事實上，慣性的大小與物體運動速度大小無關,，它只與物體的質量大小有關,，質量越大的物體慣性越大，如靜止的籃球比靜止的汽車容易運動起來,；具有相同速度的籃球和汽車,，籃球比汽車更容易停下來。 誤區(qū)之三：“慣性”就是“慣性定律” 慣性定律（即牛頓第一定律）指出了物體在不受任何外力作用時所處的運動狀態(tài)──勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),，這是物體在某個特定的環(huán)境下具有慣性的表現,；而慣性是物體本身固有的一種屬性，它跟物體受不受外力無關,。 誤區(qū)之四：重力越小,，慣性越小,；物體處于失重狀態(tài)時,，慣性消失 我們知道，地面附近的物體所受重力大小與其質量大小成正比,，質量越大的物體重力越大,。有的同學就認為，物體的質量越大慣性越大,，也可以說成物體的重力越大慣性越大,，進而推出：物體的重力越小慣性越小，重力為零慣性消失,。其實這是一種錯誤的推想,。 例如，月球表面的引力只有地球的六分之一,，宇航員在月球上即使背上一個質量很大的背包也感不到沉重,，但走起路來卻要十分小心，不能突然移動或突然停止,。因為背包的重力小了,，但慣性并沒有減小（因背包的質量沒有減?。?，質量很大的背包具有很大的慣性，當行走的宇航員突然停下來時,，背包由于具有慣性將會繼續(xù)向前運動,，宇航員就會像地球上腳被東西絆了一樣，向前傾倒,。 誤區(qū)之五：慣性是一種特殊的力 有的同學認為在水平道路上行駛的汽車,，關閉發(fā)動機后仍能繼續(xù)向前滑行，是因為汽車受到了慣性力的作用,。這些同學之所以產生這種想法,，是因為他們的頭腦中有一個根深蒂固的錯誤思想，就是物體的運動需要力來維持,。事實上,，運動著的物體如果所受的一切外力同時消失，物體是不會停止運動的,，而是以外力消失時刻的速度做勻速直線運動,。這充分說明物體運動不需要任何外力來維持，這又是物體具有慣性的體現,。 請注意,，不要說出“物體受到慣性作用”、“產生了慣性”,、“受到慣性力”等諸如此類不科學的話,。 最后附帶說明一下分析慣性現象的常用方法：先說明兩個物體（或同一個物體的不同部分）原來處于什么運動狀態(tài)──其中一個物體（或物體的某一部分）的運動狀態(tài)發(fā)生了什么樣的變化（從靜止到運動或者從運動到靜止；加速或者減速,；運動方向改變等）──另一個物體（或物體的另一部分）由于慣性仍要保持原來的運動狀態(tài)──出現了什么結果,。 初中與“相對速度”有關的三類問題 【相對靜止】兩物體運動方向相同，速度相同,。運動的相對性告訴我們,，物體的運動方向和速度也是相對的，都是針對所選的參照物來說的,。 【相對速度】同一直線兩物體運動速度分別為v1,、v2。 1,、同向運動：v相對=┃v1-v2┃
【應用實例】一、順水逆水問題 1,、一個木箱漂浮在河中,，隨平穩(wěn)流動的河水向下游漂去，在木箱上游和木箱下游各有一條小船,，兩船到木箱距離相同,，兩船同時劃向木箱,，若兩船在靜水中劃行的速度大小相同，那么（ ?。?br>A,、兩船同時到達木箱處 B、上游小船先撈到木箱 考點：速度公式及其應用,；參照物及其選擇． 同類題目：一輪船往返于甲,、乙兩地間，順水需2h,，逆水需3h,， 已知兩地相距48Km，試求船速v1和水速v2,。 二,、上下扶梯問題 1、一商場自動扶梯長6m,，某人上樓速度1m/s,，扶梯速度為0.5m/s，那么他沿扶梯跑上樓需要多長時間,，如果再沿扶梯跑下樓又需要多長時間,？ 三、相遇追擊問題 1,、A,、B兩地相距100km,，甲、乙兩人分別從兩地同時騎自行車出發(fā)同向而行,，行駛速度分別是30km／h和20km／h,，求:要經過多長時間甲才能追上乙？ 談“探究滑動摩擦力的大小與那些因素有關”實驗改進試題：某同學用如圖所示的裝置來研究滑動摩擦力與哪些因素有關．
考點：探究摩擦力的大小與什么因素有關的實驗,；二力平衡條件的應用． 消除對摩擦力理解錯誤觀念摩擦力分滑動摩擦力和靜摩擦力,。解題時首先要弄清是哪一種摩擦力,，它有何特點。 滑動摩擦力是一個物體在另一個物體表面滑動時所產生的摩擦力,。這時相互接觸的兩個物體之間產生了相對運動,，而摩擦力表現為阻礙相對運動，故滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反,?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c接觸面的粗糙程度及兩接觸面之間的正壓力大小有關。 靜摩擦力是相互接觸的兩個物體之間沒有發(fā)生相對運動,，但有相對運動的趨勢時產生的,。靜摩擦力表現為阻礙相對運動趨勢，所以靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反,。 在學習摩擦力的過程中,，容易形成以下錯誤觀念。 一,、摩擦力的方向與物體的運動方向相反 例1 如圖1,，物塊A隨傳送帶一起運動，當傳送帶分別處于圖示的運動狀態(tài)時，試畫出物塊A的受力示意圖,。
分析：圖1甲,、丙、丁中,，物體所受摩擦力為靜摩擦力,，其方向跟相對運動趨勢的方向相反，而跟物體運動的方向關系表現為：甲,、丙相同,，丁相反。圖乙中,，因物塊A與傳送帶之間沒有相對運動的趨勢,，所以不存在摩擦力（盡管物體在運動）。 受力情況分別對應如圖2：
二,、滑動摩擦力的方向與拉力的方向相反 例1 如圖3,，物體A在拉力F的作用下沿水平面勻速運動，試畫出物體A的受力示意圖,。
分析：此題易作出如圖4所示的錯誤受力分析圖,。摩擦力的方向應沿著接觸面的方向，而與拉力方向無關,。正確的受力分析如圖5所示,。
例2 重為10N的物塊在4N水平向右的拉力作用下，沿水平面勻速運動,，運動中的物塊受到的合力是______N,；若將水平拉力突然改為水平向左，大小減為3N,，則此刻物塊受到的合力為__________N,。 分析：開始時物塊勻速運動，所以物塊所受合力為零,。當拉力突然改為水平向左時,，物塊由于慣性仍然向右運動，物塊所受摩擦力的方向仍然水平向左且大小不變,，所以物塊所受合力為7N,，方向水平向左。 例3 如圖7所示,，物體A被傳送帶由低處向高處勻速輸送過程中,，受到的摩擦力的方向為（ ）
A．沿傳送帶斜面向下 B．沿傳送帶斜面向上 C．不受摩擦力 D．無法確定 分析：同學們往往以為摩擦力一定是阻力,，而阻力肯定是阻礙物體運動的力,。本題中把A相對于地面的運動當作了相對于傳送帶表面的運動，從而認為物體A斜向上運動，則它受到的摩擦力必沿傳送帶斜面向下,，故錯選A,。 解：物體A斜向上的運動過程中，它相對于傳送帶是靜止的,，由于傳送帶傾斜,，使得物體A具有沿傳送帶斜向下運動的趨勢，根據摩擦力方向的規(guī)定,，可知應選B,。從另一角度來說，物體A被傾斜的傳送帶由低向高輸送,，說明物體A必受到一個傾斜向上的摩擦力,，而使其隨傳送帶由低向高運動，此時,，摩擦力的方向與物體的實際運動方向一致,。應選B。 例4 如圖8所示,，在一條水平的傳送帶上放著一個物體A,，物體A隨著傳送帶一起向右做勻速運動，則此時物體A受到傳送帶對它的摩擦力為（?。?/p>
A．水平向右 B．水平向左 C．不受摩擦力 D．受到靜摩擦力 分析：許多同學容易把物體A隨傳送帶向右運動當作是物體A在傳送帶上向右滑動而誤選B,；還有人認為物體A相對于傳送帶表面的相對位置沒有改變,，誤認為物體運動必受到一個靜摩擦力的作用,，故錯選D。 解：應用平衡力知識來分析,。如果物體A與傳送帶之間存在摩擦力,，那么這個力必在水平方向上，或水平向右,，或水平向左,。由于物體A做勻速運動，如果受到一個向右（或向左）的摩擦力,，則必有一個向左（或向右）的力與之平衡,。顯然題中并不存在這樣一個力，故物體A與傳送帶之間不存在摩擦力,，物體A的運動是由于物體具有慣性,。故應選C。 三,、摩擦力隨拉力的增大而增大 例1 木塊重20N,，在3N水平向右的拉力作用下，沿水平桌面做勻速直線運動，木塊受到的摩擦力為_______ N,；當水平拉力增大為5N時,，木塊受到的摩擦力為________N。 分析當拉力為3N時,，木塊做勻速直線運動,，由力的平衡知識，滑動摩擦力的大小也為3N,，方向水平向左,。 當拉力增大為5N時，由于支持力大小,、接觸面均不變,，故滑動摩擦力的大小、方向均不變,。當然此時木塊不能再勻速運動了,。 例2 重為100N的木箱放在水平地面上，用5N的水平力推,，木箱不動,，此時木箱所受摩擦阻力為____________；改用8N的水平力推,，木箱仍不動,，此時木箱所受摩擦阻力為___________。 分析：在題述的兩種情況中,，木箱均靜止,，由力的平衡知識，應分別填“5N”,、“8N”,。 四、拉力大小不影響滑動摩擦力的大小 例 用同樣大小的作用力F,，分別以如圖9所示的方式依次作用在同一木箱A上,，使木箱向右運動，其中滑動摩擦力最小的是（ ）
A．甲圖 B．乙圖 C．丙圖 D．摩擦力都相同 分析：滑動摩擦力的大小由壓力的大小和接觸面的粗糙程度決定,。當給物體施加拉力時,，有時會改變接觸面之間壓力的大小，這將導致滑動摩擦力的大小改變,。圖9中,，由于拉力的作用，乙圖的壓力最大,，丙圖的壓力最小,，故丙圖的摩擦力最小,，選（C）。 五,、摩擦力是運動物體的阻力 造成這種錯誤認識的根本原因在于把“阻礙物體的相對運動”與“阻礙物體的運動”相混淆了,。從力的作用效果上看，摩擦力總是阻礙物體的相對運動,，但它可以成為動力也可以成為阻力,，視具體情況而定。比如前面談到的人拉著小車在水平公路上行駛時,，小車受到的摩擦力是阻力,，它阻礙了小車向前運動；但傳送帶上的貨物卻正是在摩擦力的作用下,，才由低處被運輸到高處的,，是動力，同時這個力又阻礙了貨物相對于傳送帶的向下滑動,。 六,、靜止的物體不受摩擦力，運動的物體一定受摩擦力 物體是否受摩擦力,，與物體處于靜止狀態(tài)或運動狀態(tài)沒有直接的關系,。關鍵是看物體相對于與其接觸的物體是否有相對運動或有相對運動的趨勢。 例 如圖10,，放在斜面上靜止的物體是否受摩擦力,？
分析：放在斜面上靜止的物體，在自身重力的作用下有相對于斜面下滑的趨勢,，所以受到斜面給它的一個沿斜面向上的摩擦力,。假定物體不受摩擦力，物體必然在重力的作用下沿斜面向下運動,，而不再處于靜止狀態(tài),。 七,、力越大,，摩擦力越大 例 小李手握住一個瓶口朝上的瓶子保持豎直方向靜止在空中，而且不斷增大手的握力,。他說,，根據在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大,，摩擦力越大,，得出：瓶子受到的摩擦力變大。 分析：錯誤的原因在于,，對滑動摩擦力和靜摩擦力大小的決定因素理解不清,。由于瓶子與手之間是靜摩擦,。且瓶子靜止在空中，瓶子處于平衡狀態(tài),，應受平衡力作用,，所以在豎直方向除受重力之外還受一個豎直向上的摩擦力作用，且摩擦力的大小與重力大小相等,，由于瓶子的重力大小不變,，所以盡管手的握力增大但摩擦力大小不變。 八,、接觸面越粗糙,，摩擦力越大 例 甲、乙兩輛小車,， 分析：許多人會不假思索地說：因砂石路面比水泥路面粗糙,，所以甲受到的摩擦力大于乙受到的摩擦力,。這是對決定摩擦力大小因素的片面理解。 解：滑動和滾動摩擦力的大小不僅跟接觸面的粗糙程度有關,，還跟壓力大小有關,，且只有壓力一定時，觸面越粗糙,，摩擦力才越大,，所以本題中無法確定甲、乙兩個小車哪一個受到的摩擦力大,。 摩擦利弊 圖說增減摩擦與我們生活的世界息息相關,，摩擦無處不在。事物是一分為二人,，和其他許多物理現象一樣,，摩擦也毫不例外的具有兩面性，即摩擦有利也有弊,。對我們有利的摩擦需要增大,，有害的摩擦得設法要減小。我們知道影響摩擦大小的因素是壓力的大小和接觸面的粗糙程度,，因此增減摩擦我們就從這兩個因素著手,。
一、增大有益摩擦
人走路要利用鞋底與地面間的摩擦,，這個摩擦就是有益的,，為了增大摩擦,，鞋底上有凹凸不平的花紋，使接觸面粗糙些,。還有天平的調節(jié)螺母刻有條紋,、刀柄刻有花紋等。以上都是有益摩擦對人們的幫助,，所以我們要合理利用并要想辦法增大這些有益的摩擦,。
1．增大接觸面間的粗糙程度
下雪天路滑，剎車時不容易停住,，因而發(fā)生交通事故,，為了減少這類事故的發(fā)生，人們在輪胎上弄了凹凸不平的花紋,，在下雪時還在馬路上撒上灰渣,，或在輪胎上安上防滑鏈，以增大摩擦,，防止車子打滑,。再如鋼絲鉗口有許多凹槽，目的是夾住物體不容易滑落,。
2．增大接觸面間的壓力
自行車下坡,，用力捏剎車，使剎車皮對鋼圈的壓力增大,，從而增大剎車皮與鋼圈間的摩擦力,，使車輪難以滾動而減速；機器在運轉的過程中需要張緊皮帶等,。
二,、減小有害摩擦
一部機器工作時，有些部件要轉動,，有些部件不轉動,，這時就會產生摩擦力，這種摩擦力不但使機器發(fā)熱,，白白消耗了勞動力,，而且使機器磨損、性能下降,，這些情況下摩擦是有害的,，給我們的生活帶來不便，應盡量減少這類摩擦,。因為摩擦，使衣服磨破了,，鞋底薄了,，刀子鈍了,，機器的軸磨損了……，每年成千上萬噸鋼材,、塑料等白白地消耗掉,，在這些有害的場合，就要減小摩擦,。
1．減少壓力：推木箱推不動,，可卸下一些物體，減小壓力,，就能推動了,。
2．接觸面變得光滑些：火箭頭部造得很光滑是減小火箭與空氣的摩擦。
不過這兩種方法,，由于條件,，技術水平的限制，有時是行不通的,。如在旱冰場上溜冰,，要求旱冰鞋與地面的摩擦越小越好，但就不能采用減小壓力的方法,；機器轉軸間摩擦太大,，就不能采用將軸與軸間接觸面刨光的方法減小摩擦。所以生產實際中,，通常用滾動代替滑動,、加潤滑劑兩種方法。
3．用滾動代替滑動
萬噸巨輪在船廠建成下水時,，在船下鋪上柱狀圓木,，用滾動代替滑動來減小摩擦，能使這海上巨無霸順利的下水,。
4．使兩個互相接觸的物體的摩擦面彼此分開
?。?span style="PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-TOP: 0px">1）在機器上轉動的部分添加潤滑油
因為它能在摩擦面形成一層油膜，使摩擦面不接觸,，運動部件只在油膜上滑過,，大大減少摩擦力。
?。?span style="PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-TOP: 0px">2）在兩個摩擦面間形成一層氣墊
?、贇鈮|船是利用高壓空氣在船底和水面（或地面）間形成氣墊，使船體墊起離開水面,。氣墊船又叫“騰空船”,，是一種利用空氣的支撐力升離水面的船。這種船一出現立即受到全世界造船界的關注,。
?、谒泶m然與氣墊的原理有所不同,，但當高速行駛時，利用水翼來提高船身位置,，減小船體與水的接觸面,，同樣可以達到減小水的摩擦力的目的。
?、鄞艖腋×熊囋谶\行過程中,，車體與軌道處于一種“若即若離”的狀態(tài)，磁懸浮間隙約1厘米,，因而有“零高度飛行器”的美譽,。它與普通輪軌列車相比，具有低噪音,、低能耗,、無污染、安全舒適和高速高效的特點,，被認為是一種具有廣闊前景的新型交通工具,。磁懸浮列車啟動后39秒即達到最大速度，目前的最高時速是552公里,。據德國科學家預測,，到2014年，磁懸浮列車采用新技術后,，時速將達1000公里,。
固體、液體和氣體都能產生摩擦,，值得說明的是氣體產生摩擦力有時是有益的,，如利用與氣體摩擦生熱燒毀已完成使命的太空飛行器。據悉,，曾經在太空運行了15年的“和平”號是迄今人類制造的最大的太空飛行器,，總重達135噸。“和平號”在墜落過程中大部分被燒毀,，但仍有重約25噸的1500余塊殘骸將墜落到南太平洋水域,，其中最大的和小汽車一樣大。
氣體摩擦有時也是有害的,，火箭在大氣中飛行時,，它的頭部跟空氣摩擦發(fā)熱，溫度可達幾千攝氏度,，為了不燒壞火箭,，在火箭頭上涂上一層特殊材料，這種物質在高溫下能起到防止火箭頭的作用，其原因是這種物質先熔化后汽化,，都吸熱,。神舟號飛船在太空返回地球穿越大氣層時與大氣摩擦生熱,，形成火球,，我國科技工作人員攻堅克難，能確保宇航員和飛船的安全,。
小小自行車,，物理知識多 假如把我國比作一個自行車的王國，那么,，青少年學生就是這王國中最忠實的臣民,。無論是晴空萬里，還是風雨交加,，我們騎著這心愛的坐騎,，奔馳在上學和放學的路上。作為我們出行的好伙伴,，我們喜歡它,，愛護它。自行車也很神奇,，從它的構造和使用過程中,，可以發(fā)現許多與物理有關的知識，不信請看,。
1,、穩(wěn)定性的知識
自行車之所以在行駛過程中不會傾倒，主要得益于物理學原理的應用,。大家知道,，凡是高速轉動的物體，其轉動方向會保持不變,，物體便不會傾倒,，這同旋轉的陀螺不會傾倒是一個道理。我們騎自行車是在前進的方向上給自行車一個力,，使車輪轉動起來,，車輪就能保持在一種平衡狀態(tài)，在利用車把轉動加以調節(jié),，自行車就可以往前行進了,，一旦停下來，這種平衡沒了,，自行車就會傾倒,。
2、摩擦力知識
（1）啟動,、行駛過程中的摩擦力
當自行車啟動或行駛時,，在鏈條驅動下，后輪逆時針轉動,，輪胎與地面接觸處相對于地面有向后運動的趨勢,，故地面對后輪施加向前的摩擦力，該摩擦力是自行車向前運動的動力,。在此力的作用下,，自行車整體具有向前運動的趨勢，自行車的前輪胎于地面接觸處具有向前運動的趨勢,，則地面對前輪產生向后的摩擦力,，在該摩擦力的作用下，前輪便沿著后輪相同的方向轉動起來,，自行車向前運動,，因此，人們也將后輪稱為主動輪,，前輪稱為從動輪,。當下雨或下雪天，地面摩擦力變小,，自行車很容易摔倒,，即平常說的打滑，其道理就在于此,。自行車上輪胎上凹凸不平的花紋,，就是為了增大摩擦力。
?。?span style="PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-TOP: 0px">2）剎車過程中的摩擦力
摩擦力不僅關系到自行車的啟動,，對自行車的制動也非常關鍵。如果剎車性能不好,，騎車人的安全就得不到保障,。人捏剎車柄，使剎車線帶動剎車塊與輪胎靠緊,，產生摩擦力,，使自行車減速，最終停下來,。摩擦力的大小取決于壓力的大小和接觸面的粗糙程度,。以恒定的速度駕駛同一自行車、剎車力越大,，摩擦力越大,，自行車制動的越快,；說明壓力越大，產生的摩擦力越大,。新,、舊兩輛自行車，在相同的速度下,，用近似相同的力捏剎車柄,，新車制動快，原因是舊車的剎車塊和車胎磨得比較光滑,，產生的摩擦力很小,。
另外在自行車的手把,、腳踏板,、等處，做有凹凸不平的花紋這也是通過增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦,。
3,、減震系統(tǒng)
自行車裝有減震器。自行車共有5個地方進行了減震處理：三腳架,、鞍座,、車頭和前后輪胎，其中三腳架,、鞍座,、車頭運用彈簧減震，車身則靠輪胎減震,。自行車震動時,，整個車身具有了形變性，使人落下時與車身接觸的時間增長,，受力變小,，提高了舒適性。好比人從高處跳到水泥地上,，腳會感到疼,，如果在地面上鋪上軟墊，人再往下跳,，即使是相同高度,，感覺也不會那樣劇烈。通過減震不僅使騎車人感到舒適,，也減少了自行車的磨損,。
4、壓強知識
(1)自行車車胎上刻有載重量,。如車載過重,，則車胎受到壓強太大而被壓破。
(2)坐墊呈馬鞍型，它能夠增大坐墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強,，使人騎車不易感到疲勞,。
（3）在夏天車輪氣打足,，則輪胎在強烈的陽光照射下,，往往會爆胎，這是因為輪胎中氣體在陽光照射下,，吸收熱量,，溫度升高，受熱膨脹,，壓強增大,，故車胎易爆。
?。?span style="PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-TOP: 0px">4）氣門芯的作用：充氣內胎上的氣門芯,，起著單向閥門的作用，只讓氣體進入,，不讓氣體外漏,，方便進氣，保證充氣內胎的密封,。
5,、簡單機械的知識
（1）杠桿知識
A,、控制前輪轉向的杠桿：自行車的車把,，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉動自行車前輪,，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡,。
B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿,，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上,。
（2）輪軸知識
A,、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）,。
B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉動的半徑大于前叉軸的半徑）,。
C,、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。
6,、功,、機械能的知識運用
(1)根據功的原理：省力必定費距離,。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理,。
(2)動能和重力勢能的相互轉化,。
如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下,，就容易上去些,，這里是動能轉化為勢能。而騎車下坡,，不用蹬,，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能,。
7,、慣性定律的運用
快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住,，后輪為什么會跳起來,。這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力,，根據慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài),，所以后輪會跳起來,。
切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車,，否則會出現翻車事故,！
8、光學知識
自行車上的紅色尾燈,，不能自行發(fā)光,，但是到了晚上卻可以提醒汽車司機注意。因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構成的,，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的,。這樣在晚上時，當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上,，就會產生反射光,，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意,。人面對車鈴,，會看到自己的像，這是因為車鈴蓋形狀相當于一個凸面鏡,，人看到的是因反射而成的正立縮小的虛像,。 |
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