12．5 牛顿第一运动定律 12．6二力平衡。
上小学的小丽同学听老师说，由于地球自转，当地地面的速度大约是360m/s，便产生了一个想法：地球既然转得这么快，那么当自己跳起来落回地面时，地面一定转动了一段很大的距离，自己就不会落在原地． 下课后便急忙跑到操场上去试试．使劲向上跳，但总是落回到原处．小丽怎么也不明白其中的道理．你能解释吗？
智能提要。问：如何认识牛顿第一定律中“没有受到外力作用”和“总保持”这两个词的含义？
答：“没有受到外力作用”是指定律成立的条件，它包含两种情况：一是该物体没有受到外力对它的作用，这是一种理想情况；二是该物体在某一方向上没有受到外力的作用．例如，物体在光滑的水平面上运动，由于没有摩擦力，物体在水平方向不受外力的作用，它将在水平面上保持匀速直线运动，并一直运动下去．“总保持”有“原来是怎样，后来也仍然是怎样”的意思．
问：定律中“或”能不能说成“和”？
答：不能，“或”的意思是指两种状态必居其一，不能同时存在．究竟处于哪一种运动状态，要看物体原来是运动的，还是静止的．原来静止的物体在没有受到外力作用的时候仍保持静止状态；原来运动的物体在没有受到外力作用的时候将保持匀速直线运动状态．
问：怎样正确认识“惯性”的概念？
答：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性，一切物体都有惯性．
惯性是物体的一种固有属性，是物体在任何时候、任何条件下都具有的性质．不论物体是否受到外力的作用．不论物体是否运动、怎样运动，它都具有惯性．惯性是由物体质量决定的，质量越大，惯性越大．例如：火车的质量比汽车大，火车的惯性就比汽车大．
问：如何判定一个物体是否处于二力平衡？
答：一是根据物体的运动状态来判定．当物体只受两个力作用时，如果处于静止状态或匀速直线运动状态，那么这两个力就一定是平衡力，处于二力平衡．二是根据二力平衡的条件来判定．首先，看物体受到的两个力是否作用在同一个物体上， 再分析两个力是否符合“作用在同一直线上，大小相等，方向相反”，若这些条件都满足，则物体就处于二力平衡．只要其中有任一个条件不满足，物体就不能处于二力平衡．
问：怎样正确区分平衡力和相互作用力？
答：物体受到两个力的作用而处于平衡状态，这两个力叫做平衡力．两个物体间发生相互作用而产生的两个力，叫相互作用力．它们都具有大小相等、方向相反、作用在同一直线上的特点，但二者有本质上的区别．
平衡的二力作用在同一物体上，即受力物体是一个，而施力物体分别是其它的两个物体，相互作用的二力作用在发生相互作用的两个物体上．例如将一个铅笔盒放在水平桌面上，它受到的重力和桌面对它的支持力作用在同一个铅笔盒上．它处于静止状态，重力和支持力是一对平衡力．铅笔盒对桌面的压力和桌面对铅笔盒的支持力是铅笔盒与桌面发生相互作用产生的一对力，它们分别作用在桌面和铅笔盒上，所以这两个力不能平衡，是一对相互作用力．
问：二力平衡的条件有哪些应用？
答：一是根据已知力的大小和方向求出另一个力的大小和方向；二是利用二力平衡条件判定物体的运动状态．当物体只受到两个力的作用，并且满足二力平衡时，则可以判定物体处于静止状态或匀速直线运动状态．例如分析火车或汽车在水平路面上作匀速直线运动时，若汽车受到发动机的牵引力是已知的，则可以根据牵引力求出汽车在水平方向上受到的摩擦力的大小，同时得到摩擦阻力的方向与牵引力方向相反的结论．
中考撷要。三年来，本节内容始终是中考的重要对象，因为这一部分内容是力学的基础，不仅经常进行单独考查，还大量出现在综合题中．考察的范围为惯性定律及惯性现象的解释、二力平衡的分析及应用．各种题型均大量出现本节考点，如选择题、填空题、实验题、作图题等．其中惯性是近几年中考的热点．
智能拓展。惯性与交通。
随着现代化城市的发展和交通工具的高速化，如何既提高交通效率，又能确保人民的生命安全，就成为当前城市管理的一个重要内容．因此，各大中城市都颁布了一些地方**通法规，在这些法规中，不少内容都涉及到惯性和交通的关系．
1）马路上的人行横道线。
在城市的交通干线上，横穿马路必须走人行横道线，不得随意穿行．骑自行车拐弯时，必须提前举手示意，不得猛拐．这些规定，一方面是为了提高路口的车辆通行能力，提高效率，减少汽车因减速、发动带来的空气污染；另一方面则是考虑到汽车的惯性给人们的安全带来的威胁，由于惯性，任何物体运动状态的变化都不能在瞬间实现，需要一定的时间来完成这个变化过程，很多交通事故的发生就是因为忽视了这个惯性问题而造成的．
（2）惯性刹车。
惯性对交通有害也有利．惯性刹车就是人们利用惯性有利方面的一种做法．马路上行驶的卡车或拖拉机后面，常挂有拖车．当拖车装满货物质量很大，惯性也很大．当车平稳匀速前进时，拖车的惯性对车辆的行驶没有什么影响，但是当车紧急刹车时，拖车的惯性对车辆运动状态变化的影响就立即显现出来了．紧急刹车时，如果刹车装置在前面的卡车，前面的卡车头停止了，而后面的拖车由于惯性却按原来的速度往前冲，在很短的时间内产生巨大的破坏力，拖车质量越大，破坏作用也越大，它不仅会使车辆失控，还有可能扭断牵引拖车的连接杆，甚至造成翻车事故．怎样减少惯性带来的这种危害呢？实践中，人们找到了借助拖车惯性进行刹车的方法．在卡车与拖车的连接处，套装惯性刹车装置：一个套装了弹簧的连杆．当车辆紧急刹车时，连杆随卡车停止而停止，拖车由于惯性会继续向前冲，弹簧迅速被压缩，压缩的弹簧把这种强烈的冲击作用通过曲杆带动装在拖车轮上的制动器，从而使拖车刹车装置制动，把车刹住．这一连串动作是由于惯性而往前冲时完成的，得益于拖车的惯性，刹车动作完成得有力而及时，这种惯性制动灵敏而且可靠．
智能归例。题型一考查你是否理解了牛顿第一定律。
例1 水平桌面上，物体在水平力f作用下向右运动，当它离开桌面时，假如所受的一切外力同时消失，那么它将（ ）
a．沿竖直方向下落b．沿水平方向向右作匀速直线运动。
c．作曲线运动d．无法确定运动情况。
知识点理解牛顿第一定律。
闯关点拨根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．原来静止的物体将保持静止状态；原来运动的物体将保持匀速直线运动状态．
解由题意可知，物体离开桌面时已处于运动状态，那么当一切外力同时消失时，物体将维持离开桌面时的运动状态，继续向右作匀速直线运动．
答选b例2 如图11-46所示，木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块将（ ）
a．立即停下来b．立即向前倒下。
c．立即向后倒下d．仍继续向左作匀速直线运动。
知识点考查对牛顿第一定律的理解。
闯关点拨 （1）注意“光滑” 两字．
（2）原来运动的物体在没有受到外力作用的时候将保持匀速直线运动状态．
解木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律，木块将继续向左作运速直线运动．
答选d变形思考] 若本题中“光滑”两字去掉，结果将怎样？
答向前倒下。
题型二考查对惯性的认识和理解，并会解释惯性现象，培养应用知识解决实际问题的能力
例1 下列现象中不能用惯性知识解释的是（ ）
a．跳远运动员的助跑速度越大，跳远成绩往往越好。
b．用力将物体抛出去，物体最终要落到地面上。
c．子弹离开枪口后仍然能继续高速向前飞行。
d．古代打仗时，使用绊马索能将敌方飞奔的马绊倒。
知识点考查惯性知识。
闯关点拨物体保持运动状态不变的性质叫做惯性．所有物体都有惯性．对于题述的这些现象能否用惯性知识加以解释，关键在于物体是否体现出由于惯性而保持原有的运动状态这一特点．a、c、d选项中所举的现象均是由于物体的惯性所致，而b选项中的物体之所以要落回到地面上，是因为抛出去的物体受到重力作用，不是惯性的缘故．
答选b例2 一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图11-47所示的变化，则11-47列车的运动状态可能发生的变化是 (
列车突然向右启动。
列车突然向左启动。
列车向右运动时突然刹车。
列车向左运动时突然刹车。
a．①或② b．①或③ c．②或③ d．②或④
知识点用惯性知识解释日常生活中的有关现象。
闯关点拨任何物体在任何情况下都具有惯性，即无论物体是静止还是运动，无论物体怎样运动，无论物体是气态、液态还是固态，都具有惯性．当列车突然向右启动或向左运动时突然刹车时，杯中的水由于惯性保持静止或保持向左运动的性质，而向左倾倒运动，故①和④不可能形成图示的状态；当列车突然向左启动或向右运动时突然刹车，则杯中的水要保持原状态不变，而必须向右倾倒运动，形成如图所示达到状态．故c是正确的．
答选c说明解释有关惯性现象时，首先要认清研究对象的原有状态，惯性是保持物体原状态不变的性质，这一点尤为重要．
拓展题] 如图11-48所示，水平桌面上放置一个气泡水平仪，当水平仪突然向右运动时，水平仪内的气泡相对水平仪将（ ）
a．向前方移动。
b．向后方移动。
c．可能向前运动，也可能向后运动。
d．静止不动。
闯关点拨本题涉及两个知识点：第一，一切物体都具有惯性；第二，质量是惯性大小的惟一量度．由于气泡的质量与水平仪的水相比十分微小，因而其惯性极小，所以当水平仪突然向右运动时，体现惯性的主要是水平仪内的液体．将水平仪向右移动，由于惯性，液体要保持原来的静止状态，因此液体相对滞后，而同时把质量极小的气泡挤向前方，所以会看到气泡向前方移动．
答选d题型三会根据二力平衡的条件判断二力是否平衡。
例1 一个物体同时受到两个力的作用，这两个力的三要素完全相同，那么这两个力（ ）
a．一定是平衡力b．可能是平衡力。
c．一定不是平衡力d．无法判断。
知识点二力平衡的条件。
闯关点拨当两个力的三要素完全相同，则这两个力大小相等、方向相同、两力的作用线重合，显然方向相同的两个力不可能成为平衡力，所以本题中两个力一定不是平衡力．
答选c例2 某同学静立在磅秤上，下列几对力中属于平衡力的是（ ）
a．人的重力与磅砰对人的支承力。
b．人对磅砰的压力与磅秤对人的支持力。
c．磅秤的重力与磅秤对人的支承力。
d．磅秤的重力与人的重力。
知识点受力分析以及平衡力的知识。
闯关点拨平衡力是指作用在一个物体上大小相等、方向相反且在同一直线上的两个力．人的重力与磅秤对人的支承力方向向上，人静立不动时二力大小相等，符合二力平衡的条件，a正确．人对磅秤的压力的受力物体是磅秤，施力物体是人，而磅秤对人的支持力的受力物体是人，施力物体是磅秤，它们是一对相互作用力，不是平衡力的关系，b不正确． 磅秤的重力的受力物体是磅秤，施力物体是地球，而磅秤对人的支持力的受力物体是人，施力物体是磅秤，作用于不同的物体，也不是平衡力的关系，c不正确．磅秤的重力与人的重力，显然不作用于同一个物体，不是平衡力，d不正确．
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