1.4牛頓第一定律和平衡力知識點及考點概述：考點1——慣性考點2——牛頓第一定律考點3——平衡狀態的判斷考點4——二力平衡的條件及應用二．考點舉一反三〖考點1慣性〗〖方法點撥〗物體保持運動狀態不變的性質叫慣性；一切物體都有慣性慣性只與物體的質量大小有關〖例題1〗對生活中一些慣性現象的解釋：①水平公路上行駛的汽車關閉發動機后還能繼續行駛一段距離，是因為汽車具有慣性；②跳遠運動員助跑起跳，是為了增大慣性；③小汽車配置安全氣囊，可以減小慣性帶來的危害；④拋出去的實心球還會在空中運動一段時間，是因為實心球受到慣性力的作用。以上四種說法中正確的是（

）A.

只有①②

B.

只有①④

C.

只有②③

D.

只有①③【答案】D【分析】（1）物體保持運動狀態不變的性質叫慣性；一切物體都有慣性；（2）慣性只與物體的質量大小有關，據此分析判斷。（3）慣性是物體的一種性質，而不是一種力的作用。

【解答】①水平公路上行駛的汽車關閉發動機后還能繼續行駛一段距離，是因為汽車具有慣性，故①正確；②跳遠運動員助跑起跳，是為了增大起跳時的初速度，而不是增大慣性，故②錯誤；③小汽車配置安全氣囊，可以減小慣性帶來的危害，故③正確；④拋出去的實心球還會在空中運動一段時間，是因為實心球有慣性。那么正確的是①③。〖變式1-1〗如圖所示，當斧子的斧頭松了時，用手柄的下端撞擊石頭或樹墩，斧頭就會被套緊。小剛用下面的四句話解釋了這一過程：①斧頭就被套緊了。②開始時，斧頭與手柄一起向下運動。③當手柄的下端撞擊到石頭或樹墩時，手柄受力，運動狀態發生改變，由運動變為靜止。④斧頭由于具有慣性，繼續保持原來向下的運動狀態。這四句話的正確排列順序是（

）A.

②④①③

B.

②④③①

C.

②③④①

D.

②③①④【答案】C【分析】解釋慣性現象一般分以下幾步；①原來，甲和乙一起保持什么運動狀態；②甲受力運動狀態發生怎樣的變化；③乙由于慣性，繼續保持原來的運動狀態；④因此出現“……的”現象。據此分析即可。

【解答】斧子的斧頭松了時，用手柄的下端撞擊石頭或樹墩，斧頭就會被套緊，對這個現象解釋的正確順序為：②開始時，斧頭與手柄一起向下運動。③當手柄的下端撞擊到石頭或樹墩時，手柄受力，運動狀態發生改變，由運動變為靜止。④斧頭由于具有慣性，繼續保持原來向下的運動狀態①斧頭就被套緊了。

正確的順序為②③④①。〖變式1-2〗如圖所示，火車在水平鐵軌上勻速直線行駛，車廂內水平光滑桌面上放著物體A、B，A的質量較大，在火車突然停止時，兩物體會由于慣性而運動，在它們離開桌面前（

）A.

一定相碰

B.

一定不相碰

C.

可能相碰

D.

無法判斷【答案】B【分析】根據慣性的知識分析解答。【解答】火車在水平鐵軌上做勻速直線運動，而兩個小球與車的運動狀態相同，二者之間保持相對靜止狀態。當火車突然停止時，由于慣性，兩個物體會保持原來的運動狀態，即二者之間還是保持相對靜止狀態，因此在離開桌面前肯定不相碰。〖變式1-3〗如圖所示為小陽同學在運動會中“擲實心球”的場景，圖中虛線描繪的是實心球離開人手后運動的路徑，下列說法中不正確的是（

）。A.

球離開手后能在空中繼續上升，是由于球具有慣性；

B.

球在離開手后的上升過程中，重力的方向一定豎直向下；

C.

球運動到最高點時，沒有受到力的作用；

D.

球最終落向地面，是因為球受到了重力的作用【答案】C【分析】（1）物體保持運動狀態不變的性質叫慣性；（2）地面附近的物體，無論處在什么位置，重力的方向始終豎直向下；（3）根據（2）中的分析判斷；（4）根據重力的作用分析。

【解答】A.球離開手后能在空中繼續上升，是由于球具有慣性，故A正確不合題意；B.球在離開手后的上升過程中，重力的方向一定豎直向下，故B正確不合題意；C.球運動到最高點時，肯定受到重力的作用，故C錯誤符合題意；D.球最終落向地面，是因為球受到了重力的作用，故D正確不合題意。〖考點2牛頓第一定律〗〖方法點撥〗牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止或勻速直線運動狀態。也叫慣性定律牛頓第一定律的推導是理想化實驗。（實驗加推理）〖例題2〗“在水平木板上鋪上粗糙程度不同的材料，小車自斜面頂端由靜止開始滑下，比較小車在水平面運動的距離”，如圖所示。伽利略、牛頓等科學家曾多次做過類似實驗，并在此基礎上分析推理得出著名的牛頓第一定律。請回答下列問題：（1）為了得出科學結論，三次實驗中小車每次都從斜面上同一高度處由靜止自由下滑，這樣做的目的是________。（2）三次實驗中，小車在________表面上停止得最慢，是因為小車在該表面受到的阻力________。（3）進一步推理可知，若水平面絕對光滑(小車不受阻力)，則小車會在水平面上做________運動。【答案】（1）使小車運動到水平面上的初速度相同（2）木板；最小（3）勻速直線【分析】（1）小車到達斜面底端時的速度大小與它在斜面上的高度有關，即高度越大，它到達斜面底端時的速度越大；（2）在三次實驗中，木板最光滑，小車在它上面時阻力最小，運動速度減小的最慢，運動時間最長，自然運動距離最遠；（3）如果表面絕對光滑，那么小車就不受阻力，它的速度就不再減小，始終以相同的速度運動下去，即做勻速直線運動。【解答】（1）為了得出科學結論，三次實驗中小車每次都從斜面上同一高度處由靜止自由下滑，這樣做的目的是：使小車運動到水平面上的初速度相同。（2）三次實驗中，小車在木板表面上停止得最慢，是因為小車在該表面受到的阻力最小。（3）進一步推理可知，若水平面絕對光滑(小車不受阻力)，則小車會在水平面上做勻速直線運動。〖變式2-1〗伽利略通過斜面實驗發現(如圖所示)，當小球從左側斜面的某一高度滾下時，無論右側斜面的坡度如何，它都會沿斜面上升到與下落點幾乎________的地方。假如右側斜面變成水平放置且阻力小到可以忽略不計，小球將為了達到那個永遠無法達到的高度而一直________下去。牛頓在前人工作的基礎上總結出了牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總________。【答案】同一高度；運動；保持靜止或勻速直線運動狀態【分析】根據牛頓第一定律解答。【解答】（1）伽利略通過斜面實驗發現，當小球從左側斜面的某一高度滾下時，無論右側斜面的坡度如何，它都會沿斜面上升到與下落點幾乎同一高度的地方。（2）假如右側斜面變成水平放置且阻力小到可以忽略不計，小球將為了達到那個永遠無法達到的高度而一直運動下去。（3）牛頓在前人工作的基礎上總結出了牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止或勻速直線運動狀態。〖變式2-2〗如圖所示，木塊A立在小車上，小車與木塊間無摩擦，小車與木塊一起在水平桌面上向左作勻速直線運動。當小車遇到障礙物突然停止時，下列說法正確的是（

）A.

木塊A將向前傾倒

B.

木塊A將向后傾倒

C.

木塊A將繼續向前做勻速直線運動

D.

木塊A立即靜止【答案】C【分析】

一切物體都有慣性；物體保持運動狀態不變的性質叫做慣性；原來靜止的物體具有保持靜止狀態的性質；原來處于運動的物體，具有保持勻速直線運動狀態的性質。

【解答】小車停止前，木塊和小車一起作勻速直線運動，并且木塊和小車具有共同的速度，當小車遇到障礙物突然停止時，由于木塊在光滑的接觸面上，因此木塊由于慣性，還要保持原來大小不變的速度向前作勻速直線運動，故選項ABD錯誤，選項C正確。〖變式2-3〗如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，質量分別為m1、m2的兩個小球隨車一起做勻速直線運動。假設小車無限長，其他阻力不計。若小車突然停止運動，則兩小球(

)

若m1>m2，則一定相碰

B.

若m1<m2，則一定相碰

C.

不論m1和m2的大小關系如何，兩球一定相碰

D.

不論m1和m2的大小關系如何，兩球一定不相碰【答案】D【分析】根據牛頓第一定律分析判斷。【解答】原來兩個小球跟隨小車一起做勻速直線運動，如果小車受力突然停止運動，那么由于慣性，兩個小球會保持原來的運動狀態，即以相同的速度和方向繼續運動下去，因此無論它們的質量大小如何，兩球肯定不相碰，故D正確，而A、B、C錯誤。

〖考點3平衡狀態的判斷〗〖方法點撥〗平衡狀態有：靜止狀態勻速直線運動平衡狀態時，物體最少受到二個或二個以上的力〖例題1〗小明同學在學習了關于物體的平衡條件后，得知二力平衡條件是：作用在一個物體上的兩個力它們的大小相等、方向相反，并且在同一直線上。好問的他提出了下列疑問：只受一個力作用的物體能保持平衡狀態嗎？只受兩個力作用的物體一定保持平衡狀態嗎？物體處于平衡狀態時一定只受兩個力作用嗎？為此他做了如圖所示實驗，研究物體處于平衡狀態時的受力情況。①他將一小球用一根細線懸掛起來，如圖甲所示，剪斷細線后小球落下，如圖乙所示。②他又將一小球用兩根細線懸掛起來，如圖丙所示，剪斷其中一根細線，小球發生擺動，如圖丁所示。通過實驗他的疑問得到解決。根據實驗現象及相關條件，歸納小明同學得出的初步結論：（1）由圖甲和乙可知：________。（2）由圖甲和丙可知：________。（3）由圖甲和丁可知：________。【答案】（1）只受一個力作用的物體不能保持平衡狀態（2）物體處于平衡狀態時不一定只受兩個力作用（3）只受兩個力作用的物體不一定能夠保持平衡狀態【分析】（1）在甲圖中，小球處于靜止狀態，即平衡狀態，它受到繩子的拉力和重力；在乙圖中，剪斷細線后，小球只受重力，由靜止變為運動，不能處于平衡狀態，由此得到一個力不能使物體處于平衡狀態；（2）在圖丙中，小球仍然處于平衡狀態，小球受到繩子上的兩個拉力，還有自己向下的重力，這三力平衡，據此可知平衡狀態時，物體不一定只受兩個力的作用；（3）圖丁中，剪斷一根細繩后，小球受到一個拉力和重力，此時由靜止變為運動，不能處于平衡狀態，因此受到兩個力的作用時，物體也不一定處于平衡狀態。【解答】（1）由圖甲和乙可知：只受一個力作用的物體不能保持平衡狀態。（2）由圖甲和丙可知：物體處于平衡狀態時不一定只受兩個力作用。（3）由圖甲和丁可知：只受兩個力作用的物體不一定能夠保持平衡狀態。〖變式3-1〗2018年5月21日發射嫦娥四號中繼星“鵲橋”，2018年8月15日，中國國家國防科技工業局探月與航天工程中心，正式啟動嫦娥四號任務月球車全球征名活動，并對外公布嫦娥四號月球探測器——著陸器和月球車外觀設計構型，并計劃于2018年12月發射嫦娥四號探測器。（1）在嫦娥四號發射后，繞月運行的過程中，“嫦娥四號”的受力情況是________。（選填“不受到力的作用”或“受平衡力作用”或“受非平衡力作用”）（2）在不久的將來，我國的宇航員將登上月球，宇航員完成探月任務后乘火箭離開月球表面，若在某一時間段內火箭沿虛線方向斜向上作勻速直線運動，如圖所示。則在這段時間內，在月球表面上觀察到火箭發動機的噴火方向應該是

。A.沿虛線的方向斜向下

B.沿虛線的方向斜向上

C.與月球表面垂直向下

D.與月球的表面垂直向上【答案】（1）受非平衡力作用（2）C【分析】（1）當物體保持靜止狀態或勻速直線運動狀態時，它受到平衡力；（2）根據平衡力的知識分析發動機的噴火方向。

【解答】（1）“嫦娥四號”圍繞月球做圓周運動，它的運動方向和速度大小都在不停改變，即不做勻速直線運動，因此它受非平衡力的作用；（2）當火箭沿虛線方向斜向上做勻速直線運動時，它受到平衡力的作用；由于沒有空氣阻力，只能是火箭的推力和重力平衡。因為重力的方向是豎直向下的，所以推力的方向是豎直向上的，那么應該與月球表面垂直向下噴火，故選C。〖變式3-2〗“蹦床”是體育比賽項目“‘蹦床”的床面彈性很大，運動員可在上面反復彈跳。如圖所示，從高空落下的運動員剛好與水平床面接觸的點為A點，能到達的最低點為B點。運動員到達A點時，是處于________（選填“平衡”或“非平衡”）狀態，到達B點時，是處于________（“平衡”或“非平衡’，）狀態。運動員從A點到B點的運動程中，速度大小的變化情況是________。【答案】非平衡；非平衡；先變大后變小【解析】【分析】（1）當物體受到平衡力時，它處于平衡狀態；如果受到的不是平衡力，那么它處于非平衡狀態；（2）當物體受到的合力方向與運動方向相同時，做加速運動；與運動方向相反時，做減速運動。

【解答】（1）運動員到達A點時，蹦床沒有發生形變不會產生彈力，這時它只受到重力作用，那么它受到的不是平衡力，處于非平衡狀態；（2）當運動員到達B點時，蹦床的形變程度最大，運動員受到的彈力最大，且彈力大于重力，處于非平衡狀態；（3）從A點向下運動時，蹦床的彈力逐漸增大，但始終重力大于彈力，合力向下，因此運動員做加速運動；當彈力等于重力時，加速停止，此時速度最大；從此點到B點的過程中，彈力大于重力，合力向上，因此運動員做減速運動。則從A到B的過程中，運動員的速度變化為：先變大后變小。〖變式3-3〗如圖所示，木塊置于小車上，在水平拉力F作用下，小車和木塊一起以速度v沿水平地面向右做勻速直線運動(不計空氣阻力)。以下三組力屬于平衡力的是(

)①地面對小車的支持力與小車受到的重力②小車對木塊的摩擦力與木塊受到的水平拉力③地面對小車的摩擦力與木塊對小車的摩擦力A.

僅①

B.

②③

C.

僅②

D.

①②③【答案】B【分析】分別對木塊和小車進行受力分析，根據二力平衡的知識判斷平衡力即可。【解答】①地面對小車的支持力等于小車和木塊的重力之和，肯定大于小車受到的重力，二者不是平衡力，故①錯誤；②小車對木塊的摩擦力水平向左，木塊受到的水平拉力水平向右，二者大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上，肯定是平衡力，故②正確；③木塊對小車的摩擦力與小車對木塊的摩擦力為一對相互作用力，因此木塊對小車的摩擦力水平向右，地面對小車的摩擦力水平向左，二者大小相等，方向相反，作用在同一物體和同一直線上，肯定是平衡力，故③正確。那么屬于平衡力的是②③。

〖考點4二力平衡的條件及應用〗〖方法點撥〗平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上。平衡力的應用：根據平衡條件受力分析，可以解決很多有關力的大小計算和力的方向判斷〖例題1〗如圖所示，四個完全相同的環形磁鐵a、b、c、d套在的塑料支架的光滑桿上。靜止時磁鐵a、b、c懸浮在空中，d壓在塑料支架底板上。若每個磁鐵受的重力均為G，磁鐵a的上表面是N極。則（）A.

磁鐵b的上表面是N極

B.

磁鐵c的下表面是N極C.

磁鐵d對底板的壓力是GD.

磁鐵d對底板的壓力是4G【答案】D【分析】（1）（2）根據磁極之間的相互作用規律分析；（3）（4）將四個磁鐵看做一個整體，根據二力平衡的知識分析判斷。

【解答】a的上端為N極，下端為S極，根據“同名磁極相互排斥”可知，b的上端為S極，故A錯誤；b的下端為N極，根據“同名磁極相互排斥”可知，c的上端為N極，下端為S極，故B錯誤；磁鐵d對底板的壓力等于四個環形磁鐵的總重力，即F=4G，故C錯誤，D正確。

〖變式4-1〗在探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的活動中，（1）在水平的長木板上，用彈簧測力計水平向左拉動木塊A，并使其作________運動，彈簧測力計示數如圖甲所示。根據________知識可知，木塊所受的滑動摩擦力為________N。（2）小華將木塊沿豎直方向截去一半后，測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來的一半。她由此得出：滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小。你認為她的探究過程是否科學？如果不是請指出探究過程中存在的問題是________：（3）在實驗后交流的過程中,小華發現有同學將該實驗改成了如圖乙所示的實驗裝置：將彈簧測力計一端固定,另一端鉤住木塊A,木塊下面是一長木板,實驗時拉著長木板沿水平地面向左運動。裝置改進后的好處是________(寫一條即可)。【答案】（1）勻速直線；二力平衡；2.8（2）沒有控制壓力不變（3）不需要木板做勻速直線運動，便于實驗操作；由于測力計靜止便于讀數【分析】（1）探究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”的實驗中，彈簧測力計要勻速的拉，此時摩擦力彈簧稱的拉力是一對平衡力；（2）探究滑動摩擦力的大小與接觸面積的關系時，要使壓力保持不變，其余變量都要相同；（3）滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關。〖變式4-2〗如圖所示，物體A重30N，用F等于50N的力垂直壓在墻上靜止不動，則物體A所受的摩擦力是________