内容正文:
第八章 运动和力
课时8.4 力改变物体的运动状态
2022年课程标准
物理素养
1. 理解力可以改变物体运动快慢和方向原因。
物理观念:认识力可以改变物体运动的快慢和方向。
科学探究:通过实验,知道物体受非平衡力时运动状态的改变。
知识点1:力改变物体的运动状态
1. 非平衡力:物体受到一个力或所受合力不为零时,不能保持静止或匀速直线运动状态,这时物体受到的力称为非平衡力.
2. 实验探究:力改变物体的运动状态
器材
小铁球、磁体、小斜槽、光滑桌面
实验
把小铁球放在小斜槽上由静止释放.小铁球沿斜槽滑下,朝向磁体运动得越来越快
把小铁球放在小斜槽上由静止释放.小铁球沿斜槽滑下,经过磁体旁边时运动方向改变
分析
小铁球在重力作用下沿斜槽从静止开始滑下,在磁力作用下沿水平面运动速度加快
小铁球在重力作用下沿斜槽从静止开始滑下,在磁力作用下沿水平面运动方向改变
结论
物体受非平衡力作用时运动状态发生改变
3.对力改变物体运动状态的理解
(1)物体受力时运动状态不一定改变,只有受非平衡力的作用时物体的运动状态才会改变
(2)物体的运动状态发生改变则必然受到了非平衡力的作用,
知识点2:力改变物体运动的快慢和方向
1. 现象探究:物体的运动状态
实例
现象
关闭发动机的火车行驶一段距离后停下来
箭搭在弓弦上,被飞速射出
用力拉着链球,链球不停转动
用球拍改变乒乓球的运动方向
分析
火车受到阻力作用,运动越来越慢,最终静止
箭受到弹力作用时,由静到动,速度由小到大
链球受到拉力的作用,运动方向不断改变
乒乓球受到球拍的作用力,运动方向改变
探究归纳
(1)物体运动状态的改变包括运动快慢的改变和运动方向的改变;
(2)力可以改变物体运动的快慢,也可以改变物体运动的方向
2. 力与物体运动状态改变的关系
运动和力的关系
问题一:力与运动的关系
【角度1】判断物体的运动状态是否发生改变
【典例1】(23-24八年级下·河南洛阳·期中)物体的运动状态改变是指物体的速度大小或 改变。人造地球卫星在绕地球做匀速圆周运动时,它的运动状态 (选填“有”或“没有”)改变,原因是它受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】 方向 有 非平衡力
【详解】[1]运动状态包括速度大小和运动方向。
[2][3]人造地球卫星在绕地球做匀速圆周运动时,运动方向时刻发生改变,即运动状态发生改变,不处于平衡状态,受非平衡力作用。
【变式1-1】(23-24八年级下·河南南阳·期中)小丽和妈妈一起到超市购物,如图所示,小丽对静止的购物车施加一水平推力,购物车沿水平地面运动,这是因为力可以改变物体的 ,撤去推力后,购物车会慢慢地停下来,是因为受到 力的作用,运动的购物车撤去推力后,如果购物车不受任何力作用,购物车将处于 状态。
【答案】 运动状态 阻 匀速直线运动
【详解】[1]小丽对静止的购物车施加一水平推力,购物车沿水平地面运动,购物车的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]撤去推力后,购物车会慢慢地停下来,是因为受到阻力的作用,阻力使购物车的运动状态改变。
[3]运动的购物车撤去推力后,如果购物车不受任何力作用,由牛顿第一定律可知,购物车将以现有速度做匀速直线运动。
【变式1-2】(23-24八年级下·山东临沂·期末)荡秋千是小朋友都喜欢的一种娱乐活动.如图所示,一个小朋友正在由最高点向最低点运动的过程中( )
A.运动状态不变 B.动能越来越大 C.重力不做功 D.惯性越来越大
【答案】B
【详解】A.小朋友正在由最高点向最低点运动的过程中,运动的方向和速度大小发生改变,运动状态发生改变,故A不符合题意;
B.小朋友由最高点向最低点运动的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,故B符合题意;
C.小朋友由最高点向最低点运动的过程中,重力的方向竖直向下,小朋友在重力的方向上通过一定的距离,重力做功,故C不符合题意;
D.惯性与物体的质量有关,小朋友的质量不变,惯性不变,故D不符合题意。
故选B。
【角度2】从受力情况判断物体运动状态的变化
【典例2】(23-24八年级下·吉林长春·期中)短道速滑的接力与田径比赛的接力不同,运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示,“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行,当追上时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前滑行,这说明了力能 ;乙由于 ,不蹬冰也能继续向前滑行;此后乙的速度逐渐减小,是因为受到 的作用。
【答案】 改变物体的运动状态 惯性 阻力
【详解】[1]乙追上甲时,猛推甲一把,对甲施加一个向前的力,甲以更大的速度向前滑行,甲的运动状态发生了变化,这说明了力能改变物体的运动状态。
[2]交棒后乙不再用力蹬冰,但由于惯性,乙要保持原来向前运动的状态,所以他仍能向前滑行。
[3]由于乙受到阻力,水平方向受力不平衡,所以速度逐渐变小。
【变式2-1】(23-24八年级下·河北保定·期中)2023年10月1日,在杭州亚运会羽毛球男子团体决赛中,中国队以3比2的成绩战胜印度队,获得冠军。在羽毛球比赛过程中,下列分析正确的是( )
A.飞出去的羽毛球,受到重力和推力的作用
B.羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变
C.若在空中飞行的羽毛球所受外力突然消失,羽毛球将静止
D.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
【答案】B
【详解】A.打出去的羽毛球受到重力、空气阻力作用,离开了手,不再受到手的推力,故A错误;
B.物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变,故 B正确;
C.在空中飞行的羽毛球,若其所受力全部消失,根据牛顿一定律可知,羽毛球将做匀速直线运动,故C错误;
D.物体间力的作用是相互的,发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍也有力的作用,故D错误。
故选B。
【变式2-2】(23-24八年级下·福建漳州·期中)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,小球可以来回摆动,若不计空气阻力,以下分析正确的是( )
A.小球在A点时受到重力和拉力作用,二力平衡
B.小球在A点时,细线恰好断开,由于受到重力作用,小球将竖直下落
C.小球在B点时,若外力突然消失,小球将保持静止
D.小球在B点时,细线恰好断开,由于受到重力作用,小球将竖直下落
【答案】B
【详解】A.小球在A点时受到重力和拉力作用,二力不是作用在同一条直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B.小球在A点时,细线恰好断开,由于只受到重力作用,受到的合力不为零,处于非平衡状态,在重力的作用下,小球将竖直下落,故B正确;
C.小球在B点时,速度不为0,外力突然消失,根据牛顿第一定律可知,小球将做水平向右的匀速直线运动,故C错误;
D.小球在B点时,速度不为0,细线恰好断开,小球由于惯性水平向右有速度,同时由于受到重力作用,小球有竖直方向的速度,则小球将做曲线运动,故D错误。
故选B。
问题二:力与运动图像的关系
【典例3】如图甲所示,用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内,其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知,在前10s内,物块在水平方向受 (填“平衡力”或“非平衡力”);在第5s时,物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失,物块将 (填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”)。
【答案】 非平衡力 1000 做加速直线运动
【详解】[1]根据图乙可知,在前10s 内,物块做加速直线运动。因为物体做加速直线运动时,处于非平衡状态,所以物块在水平方向受非平衡力。
[2]由图丙可知,在内,拉力时,物块做匀速直线运动,此时物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力
由于物块与水平面的粗糙程度相同,所以在第5s 时,物块受到的摩擦力大小也为1000N。
[3]第45s 时,物块在做匀速直线运动,若突然重力消失,物块对水平面的压力消失,摩擦力也消失。物块只受拉力作用,将做加速直线运动。
【变式3-1】如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其和图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当时,物体处于 (“静止”、“加速运动”、“匀速运动”)状态,受到的摩擦力是 N,当时,物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 静止 3 5
【详解】[1]时间t为1s时,由图丙知,物体的速度为0,处于静止状态。
[2]此时,物体处于平衡状态,水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,由图乙知,此时拉力为3N,则摩擦力为3N。
[3]时间t为3s时,由图丙知,物体做加速运动,4s到6s,物体的速度保持为2m/s不变,做匀速直线运动,此时所受的拉力与摩擦力是平衡力,由图乙知,此时的拉力为5N,摩擦力为5N,整个运动过程,物体的压力与接触面的粗糙程度不变,所以整个过程的滑动摩擦力大小不变,时间为3s时,物体受到的摩擦力为5N。
【变式3-2】(23-24八年级下·河北唐山·期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体C受到水平拉力F的作用,F大小随时间变化如图乙所示,物体C的速度随时间变化如图丙所示,则物体C在第5秒时受到的摩擦力大小为 N。
【答案】1.2
【详解】由v-t图象可知,在6~9s内物体做匀速直线运动,物体所受到的滑动摩擦力f与拉力F是一对平衡力,由F-t图象可知,在6s~9s内,推力F=1.2N,所以物体所受的滑动摩擦力
f=F=1.2N
由v-t图象可知,在t=3s时物体做加速运动,因物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以物体所受滑动摩擦力的大小不变,故t=3s时摩擦力仍然为1.2N。
【基础强化】
1.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)同学们在体育课垫排球时,对排球受力分析说法正确的是( )
A.竖直上升过程中合力方向向上 B.竖直上升过程中合力方向向下
C.下落过程中合力越来越大 D.最高点时处于静止状态,合力为零
【答案】B
【详解】AB.排球上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下,故A错误,B正确;
C.下落过程中受到竖直向上的空气阻力和竖直向下的重力,合力等于重力与空气阻力之差。下落时排球的速度越来越大,空气阻力变大,重力不变,则合力变小,故C错误;
D.上升到最高点时,排球的速度瞬间变为0,此时只受到重力作用,合力不为0,故D错误。
故选 B。
2.(24-25八年级上·广东广州·期中)如图所示是小杨玩排球的一个场景,不考虑空气的阻力,排球离开手在空中飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.受到重力和推力的作用 B.运动状态改变了
C.排球到达最高点时速度为0 D.运动速度没有改变
【答案】B
【详解】A.排球在空气中运动时,与手脱离,手对排球没有推力作用,不考虑空气的阻力,排球只受重力,故A错误;
BD.排球在空中先上升后下落,运动方向不断发生变化。在上升过程中,运动速度变小,在下落过程中,运动速度变大,所以排球的运动状态改变了,故B正确,D错误;
C.排球到达最高点时,在水平方向仍有速度,因此速度不为0,故C错误。
故选B。
3.我国第一颗火星探测器“天问一号”发射升空,先在地球附近加速,进入转移轨道利用惯性保持飞行。如图所示,着陆器经过火星大气层气动减速,伞系减速,然后点燃反冲火箭动力减速,最后悬停、避障和缓速下降至最终缓冲着陆,稳定着陆后展开舷梯释放“祝融号”火星车。下列说法正确的是( )
A.“天问一号”在发射升空后加速过程中惯性变大
B.“天问一号”进入转移轨道利用惯性飞行没有受到力的作用
C.“着陆器”经过火星大气层气动减速过程中受到的阻力小于重力
D.“着陆器”在点燃反冲火箭进行减速时,利用物体间力的作用是相互的
【答案】D
【详解】A.惯性是物体一种属性,与质量有关,与速度无关,故A错误;
B.“天问一号”进入转移轨道为圆形轨道,运动方向在不断改变,受到非平衡力的作用,故B错误;
C.“着陆器”经过火星大气层气动减速过程表明受到的合力与运动方向相反,即受到的阻力大于重力,故C错误;
D.物体间作用力是相互的,“着陆器”在点燃反冲火箭向下喷出高温气体,火箭会获得一个相反方向即向上的作用力,进行减速,利用物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选D。
4.掷实心球是本市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力),则下列说法正确的是( )
A.实心球在a到c的运动过程中受平衡力作用
B.实心球在c到e的运动过程中受平衡力作用
C.实心球能够飞行一段距离是因为球具有惯性
D.实心球从d到e的运动过程中做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.如图所示,实心球在a到c的运动过程中,运动速度先慢后快,运动方向也有改变,这是受到非平衡力作用,故A错误;
B.如图所示,实心球在c到e的运动过程中,运动速度先快后慢,运动方向也有改变,这是受到非平衡力作用,故B错误;
C.实心球离开人的手后,不再受到推力的作用,能够在空中继续飞行一段距离是因为球具有惯性,能保持之前的运动状态,故C正确;
D.实心球从d到e的运动过程中,实心球会受到与地面之间的摩擦力,所以实心球的速度是逐渐减小的,实心球不会做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
5.(23-24八年级下·广东广州·期中)跳远运动的几个阶段如图所示,忽略空气阻力。则运动员( )
A.在最高点没有受到力的作用
B.在助跑阶段惯性越来越大
C.起跳瞬间运动员只受到地面支持力作用
D.落地后坐在沙地上不动,运动员受到的重力和支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.运动员在最高点时,受到重力作用;故A错误;
B.在助跑阶段速度增大,但惯性不变,因为惯性与速度无关;故B错误;
C.动员起跳瞬间受到重力和支持力的作用;故C错误;
D.落地后坐在沙地上不动,运动员受到的重力和支持力满足平衡力的四个条件,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
6.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定在墙壁上,右端固定在金属滑块上,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置,释放滑块,B是滑块滑到的最右端,AO>OB,滑块从A位置滑到B位置过程中(此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方):
①物体在O点的左侧和右侧运动,弹簧对物体的弹力方向相反
②速度最快的位置在O点
③弹簧对物体弹力最大的位置在A点
④物体最终可能停在O点的右侧
以上说法中正确的有 ( )
A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个
【答案】C
【详解】①③金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力,开始时,弹力大于摩擦力,则滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小;所以速度最大点在AO之间,故①正确,③错误;
②O点是弹簧保持原长时滑块的位置,已知AO>OB,故弹簧在A点的形变量最大,故弹簧对物体弹力最大的位置在A点,故②正确;
④金属滑块运动到B点,速度为零,停止运动,但是由于弹簧要恢复原来的形状,受到水平向左的弹力作用,所以金属滑块可能不会保持静止,有可能向左运动,直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等,故物体最终可能停在O点的右侧,故④正确。
故选C。
7.如图是樊振东打乒乓球时的情景,下列说法正确的是( )
A.乒乓球在空中飞行的过程中,只受到空气阻力的作用
B.乒乓球被击打后在空中能继续飞行,是受到惯性的作用
C.乒乓球在空中飞行的过程中,运动状态一定发生改变
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.乒乓球在空中飞行的过程中,受到重力和空气阻力的作用,故A错误;
B.乒乓球之所以能在空中继续飞行,是因为它具有惯性,即保持其原有运动状态的性质,不能描述为“受到惯性”,故B错误;
C.乒乓球在空中飞行的过程中,受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力,所以乒乓球的运动状态一定发生改变,故C正确;
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
8.下列情景中,物体的运动状态不发生改变的是( )
A.正在弯道匀速滑行的滑冰运动员 B.水平桌面上静止的物理书
C.在空中减速下落的降落伞 D.正在减速进站的火车
【答案】B
【详解】A.正在弯道上速滑的运动员,其方向发生改变,所以它的运动状态在改变,故A不符合题意;
B.水平桌面上静止的物理书,处于静止状态,所以它的运动状态不改变,故B符合题意;
C.空中减速下落的降落伞,速度在减小,所以它的运动状态在改变,故C不符合题意;
D.正在进站的火车,速度在减小,所以它的运动状态在改变,故D不符合题意。
故选B。
9.“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,该制动力的作用效果是改变卫星的 。卫星绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】 运动状态 改变
【详解】[1]卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,由于物体间力的作用是相互的,高温气体对卫星施加制动力,其改变的是卫星的运动状态。
[2]绕月球做匀速圆周运动,卫星的运动方向每时每刻都在改变,所以所运动状态在改变。
10.(23-24八年级下·吉林松原·期中)把一张卡片放在瓶口上面(如图所示),再将光滑的扣子放在卡片上静止,用手指使劲弹一下卡片,卡片飞了出去,由于扣子具有 ,所以不随卡片飞出,且由于受到 作用,因而向下落入瓶中。
【答案】 惯性 重力
【详解】[1][2]用手指使劲弹一下卡片,卡片飞了出去,但卡片上的扣子由于惯性,会保持原来的运动状态,所以不随卡片飞出;但卡片飞出后,扣子不再受到卡片的支持力,只受到竖直向下的重力的作用,力可以改变物体的运动状态,所以扣子会向下落入到瓶子中。
11.(23-24八年级下·甘肃庆阳·期中)2024年2月23日19时,我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星十一号发射升空。火箭点燃后,尾部会向下喷气,火箭腾空而起,这是利用了物体间力的作用是 的,火箭加速上升的过程中,受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】 相互 非平衡力
【详解】[1]火箭点燃后,尾部会向下喷气,喷出的燃气同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,火箭腾空而起,这是利用了物体间力的作用是相互的。
[2]火箭加速上升的过程中,运动状态发生改变,说明受到非平衡力的作用。
12.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)如图所示,小球从斜面某一高度滚下至P点时,假设小球不再受任何力,小球将沿轨迹 运动;忽略空气阻力,由于受到重力的作用,小球将沿轨迹 运动。(填“a”“b”或“c”)
【答案】 b c
【详解】[1]小球从斜面某一高度滚下至P点时,假设小球不再受任何力,由牛顿第一定律可知,小球将保持匀速直线运动,故将沿着轨迹b运动。
[2]若只受重力,小球的运动方向与重力方向不在同一直线上,小球将向下做曲线运动,故小球将沿轨迹c运动。
【能力培优】
13.(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时滑块压缩弹簧到A位置,释放滑块,B是滑块滑到的最右端,,滑块从A位置滑到B位置过程中,以下说法正确的有( )个
①物体在O点的左侧和右侧运动时,弹簧对物体弹力方向相反
②弹簧对物体弹力最大的位置在A点
③物体最终可能停在O点的右侧
④速度最快的位置在AO之间
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【详解】①④.金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力,开始时,弹力大于摩擦力,则滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小;所以速度最大点在AO之间;物体在O点的左侧和右侧运动时,弹簧对物体弹力方向相反;故①④正确;
②.O点是弹簧保持原长时滑块的位置,已知AO>OB,故弹簧在A点的形变量最大,故弹簧对物体弹力最大的位置在A点,故②正确;
③.金属滑块运动到B点,速度为零,停止运动,但是由于弹簧要恢复原来的形状,受到水平向左的弹力作用,所以金属滑块可能不会保持静止,有可能向左运动,直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等,故物体最终可能停在O点的右侧,故③正确。
故选D。
14.如图所示,用一个大小与时间t成正比的力F=kt(k为大于零的正数)垂直作用在初始状态为静止的重为G的物体上,已知竖直粗糙墙壁足够长,则该物体运动状态的变化情况为( )
A.保持静止
B.一直向下做加速运动
C.先做加速运动,然后做减速运动
D.先做加速运动,后做匀速运动
【答案】C
【详解】物体向下滑动时,受到重力、垂直作用在物体上的压力、向上的滑动摩擦力、墙壁的支持力作用;开始时水平压力F=kt较小,物体受到的滑动摩擦力f较小,小于物体的重力,物体受到的合力向下,物体向下做加速运动;随着时间的增加,水平压力F增大,滑动摩擦力f变大,当f=G时,物体速度最大;然后滑动摩擦力f大于重力G,合力向上,物体做减速运动,最后物体静止(此时物体受到的静摩擦力等于重力);所以,物体先做加速运动,然后做减速运动,最后保持静止。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.如图所示,物块从光滑曲面上的点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的点。若传送带的皮带轮沿顺时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从点自由滑下,则( )
A.点 B.点或点的左侧
C.点的右侧 D.点或点的右侧
【答案】D
【详解】物块从斜面滑下来,当传送带静止时,在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力,物块将做匀减速运动,离开传送带时做平抛运动;当传送带顺时针转动时,物体相对传送带可能向前运动,使物体在传送带上一直做减速运动,然后做平抛运动离开传送带,物体仍落在Q点;当传送带顺时针转动时,物体相对传送带也可能向后运动,受到滑动摩擦力方向与运动方向相同,物体可能做加速,离开传送带时的速度大于传送带静止时的速度,所以会落到传送带的右边,即Q点右侧,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
16.(2024·江苏南通·二模)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置保持,B、A两点较O点对称,后放手释放滑块,滑块来回多次往复运动,下列说法正确的是( )
A.物体最终可能停在B点
B.向右运动过程中,O点速度v最大
C.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
D.向右运动越过O点后v减至0瞬间,滑块受摩擦力f瞬时为0N
【答案】C
【详解】A.金属滑块在A点时,会向右运动,说明弹力大于摩擦力,金属滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故A错误;
B.金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;开始时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,滑块的速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最大的位置在AO之间,故B错误;
C.向右运动过程,物体相对地面一直向右运动,故滑动摩擦力的方向向左,故C正确;
D.滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关,与速度无关,故向右运动越过O点后v减至0过程,物体受向左的弹力和向左的摩擦力,做减速运动,摩擦力大小不变,v减至0瞬间,滑块受力不平衡,继续向左运动,故D错误。
故选C。
17.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图甲所示,物体位于粗糙程度相同的水平地面上,水平向右的拉力F作用于物体上,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,以下说法正确的是( )
A.0-6s物体没有被拉动,是因为它受到的拉力小于摩擦力
B.6-8s物体所受摩擦力逐渐减小
C.6-8s物体所受摩擦力为12N
D.6-12s物体所受的摩擦力均为10N
【答案】D
【详解】A.由图丙知,0~6s,物体处于静止,平衡状态,所受的力为平衡力,所以水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A错误;
BCD.由图丙知,6~8s物体的速度随时间而增大,做加速运动,不是平衡状态;8~12s物体的速度不变,做匀速直线运动。由图乙知,此时物体受到的拉力为10N,拉力与摩擦力是平衡力,所以摩擦力也为10N,6~8s,压力和接触面积与8~12s的相同,所以这段时间内,物体所受的摩擦力也为10N,故BC错误, D正确。
故选D。
18.按要求填空。
(1)如图甲所示,木块置于小车上,在水平拉力F的作用下,小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动(不计空气阻力),则木块对小车的摩擦力的方向是水平向 , (选填“>”、“<”或“=”)F;
(2)如图乙所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体之间的距离 (选填“保持不变”、“逐渐变长”或“逐渐变短”),原因是 。
【答案】(1) 右 =
(2) 保持不变 A和B具有惯性,且不受阻力,将以相同的速度做匀速直线运动
【详解】(1)[1][2]木块做匀速直线运动时,水平方向上,向右的拉力与小车对木块向左的摩擦力二力平衡,根据物体间力的作用是相互的可知,木块对小车的摩擦力的方向是水平向右的,且
(2)[1][2]小车的上表面水平且光滑,物体在小车上表面运动时不受摩擦力,小车遇到障碍物突然停止后,A和B由于具有惯性,会保持原来的运动状态继续运动,又因为在水平方向上A和B都不受力的作用,A和B将保持原来的速度做匀速直线运动,因为A和B的速度相等,所以A、B两物体之间的距离保持不变。
19.(23-24八年级下·山西太原·阶段练习)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用。F的大小与时间t的关系图像如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示,由图像可知时,物体的运动状态为 ,物体受到的摩擦力为 N;时,物体受到的合力为 N;时,物体的运动状态为 ,这时物体受到的合力为 N。
【答案】 静止状态 1 1 匀速直线运动 0
【详解】[1][2]由乙图知,时,物体的速度大小为零;则当时物体处于静止状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力
[3][4][5]由乙图知,时,物体匀速运动,由甲图知,时,,所以摩擦力与推力F平衡,大小为2N;因此时,物体处于匀速直线运动状态,摩擦力大小为2N,这时物体受到的合力为
之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体对地面的压力和接触面没有改变,物体所受的摩擦力大小不变,故3s时,摩擦力仍为2N,物体受到的合力为
20.如图所示,放在水平面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,当t=3s时,物体物体做 运动,受到的摩擦力为 N。
【答案】 2 加速 4
【详解】[1]水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用;由图象丙知物体在0-2s内静止,处于平衡状态,在4s-6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态;由图象乙知:在t=ls时物体受的拉力F=2N,由平衡条件得:摩擦力
f=F=2N
[2][3]4~6s内物体处于平衡状态,由平衡条件得:摩擦力
f'=F'=4N
在t=3s时物体做加速运动,物体受到滑动摩擦力作用,由于滑动摩擦力与速度大小无关,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为4N。
21.一个箱子重100 N,放在水平地面上,受20 N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力为 N。当水平推力增大到30 N时,箱子恰好做匀速直线运动;当水平推力增大至40 N时,箱子受到的摩擦力为 N,此时箱子做 (选填“变速”或“匀速”)运动。
【答案】 20 30 变速
【详解】当箱子受20 N的水平推力时,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与静摩擦力是一对平衡力,因此静摩擦力等于推力等于20 N;当水平推力增大到30 N时,箱子恰好做匀速直线运动,所以此时滑动摩擦力与推力还是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于30 N,当水平推力增大到40 N时,由于箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,仍为30 N,此时水平推力大于箱子受到的摩擦力,故箱子做变速运动。
22.某同学在水平地面水平向右拉动木块,拉力随时间变化的图像如图甲所示,木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,则木块在第时受到的摩擦力为 N,摩擦力方向是 ;此时木块受到的拉力与摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 3 水平向左 不是
【详解】图像信息解读:
①,拉力为,木块做加速运动;
②,拉力为,木块做匀速直线运动,受力平衡;
③,拉力为,木块做减速运动。
[1]时木块处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力为;时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为,故第时,摩擦力为,方向水平向左。
[2]由图甲可知,拉力为,物体做减速运动,处于非平衡状态,所以拉力与摩擦力大小不相等,不是一对平衡力。
23.小明用小球和轻质橡皮筋等器材进行了如下实验(不考虑空气阻力)。让系于橡皮筋一端的小球,从O点的正下方的P点由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。
(1)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为 (选填“va”、“vb”或“0”);
(2)已知该橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm,经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为:ha=0.4m,hb=0.5m,hc=0.7m。则实验中所用小球的重力为 N。
【答案】 0 1
【详解】(1)[1]由图甲和乙可知,在c点橡皮筋的伸长量最大,由图丙可知在c点时小球的速度为0。
(2)[2]由图甲和乙可知,小球从P点下落到a后橡皮筋才有拉力,所以在a点橡皮筋处于自然伸长最大值,此后橡皮筋将产生拉力;由图丙可知在b点时,小球停止加速,速度达到最大值,下一时刻小球将开始减速,经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力,此时橡皮筋的伸长量为
Δl=hb﹣ha=0.5m-0.4m=0.1m=10cm
所受橡皮筋的拉力为
Fb=0.1N/cm×10cm=1N
即小球的重力为
G=Fb=1N
24.(22-23八年级下·山东德州·期中)在某次跳伞训练过程中,一个质量为60kg的运动员带着20kg的跳伞装备从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其下落速度与时间的关系如图所示,整个下落过程用时30s,前15s下落了510m,后15s匀速下落直至落地。(g取10N/kg)求:
(1)运动员自身所受重力的大小;
(2)后15s运动员下落的高度;
(3)后15s运动员及其降落伞受到的阻力。
【答案】(1)600N; (2)90m; (3)800N。
【详解】解:(1)运动员自身所受的重力
G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
(2)由图可知,后15s运动员匀速下落的速度v=6m/s,由可得后15s运动员下落的高度
h=s=vt=6m/s×15s=90m
(3)运动员和跳伞装备的总重力
G总=(m人+m装)g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
因后l5s运动员匀速下落,受到的阻力和自身的重力是一对平衡力,所以后15s运动员及其降落伞下落受到的阻力
f=G总=800N
答:(1)运动员自身所受重力为600N;
(2)后15s运动员下落的高度为90m;
(3)后15s运动员下落的阻力为800N。
25.(22-23九年级下·江西宜春·阶段练习)两物块A、B并排放在水平地面上,且两物块接触面为竖直面,现用一水平推力F作用在物块A上,使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动,如图甲所示,在A、B的速度达到12m/s时,撤去推力F。已知A、B质量分别为、,A与水平地面间的动摩擦因数为,B与水平地面没有摩擦,B物块运动的图像如图乙所示。g取10m/s2,求:
(1)AB一起运动时加速度的大小;
(2)推力F的大小;
(3)A物块刚停止运动时,物块A、B之间的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)在水平推力F作用下,物块A、B一起做匀加速运动,令加速度为a,由B物块的图像得到AB一起运动时加速度的大小
(2)对于A、B整体,由牛顿第二定律有
F-0.2×2kg×10m/s2=(2kg+4kg)×4m/s2
解得F=28N;
(3)设物块A做匀减速运动的时间为t,撤去推力F后,A、B两物块分离,A在摩擦力作用下做匀减速运动,B做匀速运动,对A有
解得
所以
物块A通过的位移
物块B通过的位移
物块A刚停止时A、B间的距离
答:(1)AB一起运动时加速度的大小是;
(2)推力F的大小是;
(3)A物块刚停止运动时,物块A、B之间的距离是36m。
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第八章 运动和力
课时8.4 力改变物体的运动状态
2022年课程标准
物理素养
1. 理解力可以改变物体运动快慢和方向原因。
物理观念:认识力可以改变物体运动的快慢和方向。
科学探究:通过实验,知道物体受非平衡力时运动状态的改变。
知识点1:力改变物体的运动状态
1. 非平衡力:物体受到一个力或所受合力不为零时,不能保持静止或匀速直线运动状态,这时物体受到的力称为非平衡力.
2. 实验探究:力改变物体的运动状态
器材
小铁球、磁体、小斜槽、光滑桌面
实验
把小铁球放在小斜槽上由静止释放.小铁球沿斜槽滑下,朝向磁体运动得越来越快
把小铁球放在小斜槽上由静止释放.小铁球沿斜槽滑下,经过磁体旁边时运动方向改变
分析
小铁球在重力作用下沿斜槽从静止开始滑下,在磁力作用下沿水平面运动速度加快
小铁球在重力作用下沿斜槽从静止开始滑下,在磁力作用下沿水平面运动方向改变
结论
物体受非平衡力作用时运动状态发生改变
3.对力改变物体运动状态的理解
(1)物体受力时运动状态不一定改变,只有受非平衡力的作用时物体的运动状态才会改变
(2)物体的运动状态发生改变则必然受到了非平衡力的作用,
知识点2:力改变物体运动的快慢和方向
1. 现象探究:物体的运动状态
实例
现象
关闭发动机的火车行驶一段距离后停下来
箭搭在弓弦上,被飞速射出
用力拉着链球,链球不停转动
用球拍改变乒乓球的运动方向
分析
火车受到阻力作用,运动越来越慢,最终静止
箭受到弹力作用时,由静到动,速度由小到大
链球受到拉力的作用,运动方向不断改变
乒乓球受到球拍的作用力,运动方向改变
探究归纳
(1)物体运动状态的改变包括运动快慢的改变和运动方向的改变;
(2)力可以改变物体运动的快慢,也可以改变物体运动的方向
2. 力与物体运动状态改变的关系
运动和力的关系
问题一:力与运动的关系
【角度1】判断物体的运动状态是否发生改变
【典例1】(23-24八年级下·河南洛阳·期中)物体的运动状态改变是指物体的速度大小或 改变。人造地球卫星在绕地球做匀速圆周运动时,它的运动状态 (选填“有”或“没有”)改变,原因是它受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【变式1-1】(23-24八年级下·河南南阳·期中)小丽和妈妈一起到超市购物,如图所示,小丽对静止的购物车施加一水平推力,购物车沿水平地面运动,这是因为力可以改变物体的 ,撤去推力后,购物车会慢慢地停下来,是因为受到 力的作用,运动的购物车撤去推力后,如果购物车不受任何力作用,购物车将处于 状态。
【变式1-2】(23-24八年级下·山东临沂·期末)荡秋千是小朋友都喜欢的一种娱乐活动.如图所示,一个小朋友正在由最高点向最低点运动的过程中( )
A.运动状态不变 B.动能越来越大 C.重力不做功 D.惯性越来越大
【角度2】从受力情况判断物体运动状态的变化
【典例2】(23-24八年级下·吉林长春·期中)短道速滑的接力与田径比赛的接力不同,运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示,“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行,当追上时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前滑行,这说明了力能 ;乙由于 ,不蹬冰也能继续向前滑行;此后乙的速度逐渐减小,是因为受到 的作用。
【变式2-1】(23-24八年级下·河北保定·期中)2023年10月1日,在杭州亚运会羽毛球男子团体决赛中,中国队以3比2的成绩战胜印度队,获得冠军。在羽毛球比赛过程中,下列分析正确的是( )
A.飞出去的羽毛球,受到重力和推力的作用
B.羽毛球受到球拍的作用力是因为球拍发生了形变
C.若在空中飞行的羽毛球所受外力突然消失,羽毛球将静止
D.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
【变式2-2】(23-24八年级下·福建漳州·期中)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,小球可以来回摆动,若不计空气阻力,以下分析正确的是( )
A.小球在A点时受到重力和拉力作用,二力平衡
B.小球在A点时,细线恰好断开,由于受到重力作用,小球将竖直下落
C.小球在B点时,若外力突然消失,小球将保持静止
D.小球在B点时,细线恰好断开,由于受到重力作用,小球将竖直下落
问题二:力与运动图像的关系
【典例3】如图甲所示,用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内,其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知,在前10s内,物块在水平方向受 (填“平衡力”或“非平衡力”);在第5s时,物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失,物块将 (填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”)。
【变式3-1】如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其和图像分别如乙、丙所示,由图像可知,当时,物体处于 (“静止”、“加速运动”、“匀速运动”)状态,受到的摩擦力是 N,当时,物体受到的摩擦力是 N。
【变式3-2】(23-24八年级下·河北唐山·期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体C受到水平拉力F的作用,F大小随时间变化如图乙所示,物体C的速度随时间变化如图丙所示,则物体C在第5秒时受到的摩擦力大小为 N。
【基础强化】
1.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)同学们在体育课垫排球时,对排球受力分析说法正确的是( )
A.竖直上升过程中合力方向向上 B.竖直上升过程中合力方向向下
C.下落过程中合力越来越大 D.最高点时处于静止状态,合力为零
2.(24-25八年级上·广东广州·期中)如图所示是小杨玩排球的一个场景,不考虑空气的阻力,排球离开手在空中飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.受到重力和推力的作用 B.运动状态改变了
C.排球到达最高点时速度为0 D.运动速度没有改变
3.我国第一颗火星探测器“天问一号”发射升空,先在地球附近加速,进入转移轨道利用惯性保持飞行。如图所示,着陆器经过火星大气层气动减速,伞系减速,然后点燃反冲火箭动力减速,最后悬停、避障和缓速下降至最终缓冲着陆,稳定着陆后展开舷梯释放“祝融号”火星车。下列说法正确的是( )
A.“天问一号”在发射升空后加速过程中惯性变大
B.“天问一号”进入转移轨道利用惯性飞行没有受到力的作用
C.“着陆器”经过火星大气层气动减速过程中受到的阻力小于重力
D.“着陆器”在点燃反冲火箭进行减速时,利用物体间力的作用是相互的
4.掷实心球是本市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力),则下列说法正确的是( )
A.实心球在a到c的运动过程中受平衡力作用
B.实心球在c到e的运动过程中受平衡力作用
C.实心球能够飞行一段距离是因为球具有惯性
D.实心球从d到e的运动过程中做匀速直线运动
5.(23-24八年级下·广东广州·期中)跳远运动的几个阶段如图所示,忽略空气阻力。则运动员( )
A.在最高点没有受到力的作用
B.在助跑阶段惯性越来越大
C.起跳瞬间运动员只受到地面支持力作用
D.落地后坐在沙地上不动,运动员受到的重力和支持力是一对平衡力
6.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定在墙壁上,右端固定在金属滑块上,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置,释放滑块,B是滑块滑到的最右端,AO>OB,滑块从A位置滑到B位置过程中(此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方):
①物体在O点的左侧和右侧运动,弹簧对物体的弹力方向相反
②速度最快的位置在O点
③弹簧对物体弹力最大的位置在A点
④物体最终可能停在O点的右侧
以上说法中正确的有 ( )
A.1 个 B.2 个 C.3 个 D.4 个
7.(24-25九年级上·云南·开学考试)如图是樊振东打乒乓球时的情景,下列说法正确的是( )
A.乒乓球在空中飞行的过程中,只受到空气阻力的作用
B.乒乓球被击打后在空中能继续飞行,是受到惯性的作用
C.乒乓球在空中飞行的过程中,运动状态一定发生改变
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
8.下列情景中,物体的运动状态不发生改变的是( )
A.正在弯道匀速滑行的滑冰运动员 B.水平桌面上静止的物理书
C.在空中减速下落的降落伞 D.正在减速进站的火车
9.“嫦娥一号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”,最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时,沿运动方向喷射高温气体,高温气体对卫星施加制动力,该制动力的作用效果是改变卫星的 。卫星绕月球做匀速圆周运动时,卫星的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
10.(23-24八年级下·吉林松原·期中)把一张卡片放在瓶口上面(如图所示),再将光滑的扣子放在卡片上静止,用手指使劲弹一下卡片,卡片飞了出去,由于扣子具有 ,所以不随卡片飞出,且由于受到 作用,因而向下落入瓶中。
11.(23-24八年级下·甘肃庆阳·期中)2024年2月23日19时,我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星十一号发射升空。火箭点燃后,尾部会向下喷气,火箭腾空而起,这是利用了物体间力的作用是 的,火箭加速上升的过程中,受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
12.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)如图所示,小球从斜面某一高度滚下至P点时,假设小球不再受任何力,小球将沿轨迹 运动;忽略空气阻力,由于受到重力的作用,小球将沿轨迹 运动。(填“a”“b”或“c”)
【能力培优】
13.(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时滑块压缩弹簧到A位置,释放滑块,B是滑块滑到的最右端,,滑块从A位置滑到B位置过程中,以下说法正确的有( )个
①物体在O点的左侧和右侧运动时,弹簧对物体弹力方向相反
②弹簧对物体弹力最大的位置在A点
③物体最终可能停在O点的右侧
④速度最快的位置在AO之间
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
14.如图所示,用一个大小与时间t成正比的力F=kt(k为大于零的正数)垂直作用在初始状态为静止的重为G的物体上,已知竖直粗糙墙壁足够长,则该物体运动状态的变化情况为( )
A.保持静止
B.一直向下做加速运动
C.先做加速运动,然后做减速运动
D.先做加速运动,后做匀速运动
15.(23-24九年级下·安徽芜湖·自主招生)如图所示,物块从光滑曲面上的点自由滑下,通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的点。若传送带的皮带轮沿顺时针方向匀速转动,使传送带随之运动,如图所示,物块仍从点自由滑下,则( )
A.点 B.点或点的左侧
C.点的右侧 D.点或点的右侧
16.(2024·江苏南通·二模)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置保持,B、A两点较O点对称,后放手释放滑块,滑块来回多次往复运动,下列说法正确的是( )
A.物体最终可能停在B点
B.向右运动过程中,O点速度v最大
C.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
D.向右运动越过O点后v减至0瞬间,滑块受摩擦力f瞬时为0N
17.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图甲所示,物体位于粗糙程度相同的水平地面上,水平向右的拉力F作用于物体上,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,以下说法正确的是( )
A.0-6s物体没有被拉动,是因为它受到的拉力小于摩擦力
B.6-8s物体所受摩擦力逐渐减小
C.6-8s物体所受摩擦力为12N
D.6-12s物体所受的摩擦力均为10N
18.按要求填空。
(1)如图甲所示,木块置于小车上,在水平拉力F的作用下,小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动(不计空气阻力),则木块对小车的摩擦力的方向是水平向 , (选填“>”、“<”或“=”)F;
(2)如图乙所示,上表面水平且光滑的小车上有A、B两个物体,两物体与小车以相同的速度一起向右匀速运动。B在A的正前方,B的质量小于A的质量。假设小车的上表面足够长,不计空气阻力,小车遇到障碍物突然停止后,A、B两物体之间的距离 (选填“保持不变”、“逐渐变长”或“逐渐变短”),原因是 。
19.(23-24八年级下·山西太原·阶段练习)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用。F的大小与时间t的关系图像如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系图像如图丙所示,由图像可知时,物体的运动状态为 ,物体受到的摩擦力为 N;时,物体受到的合力为 N;时,物体的运动状态为 ,这时物体受到的合力为 N。
20.如图所示,放在水平面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,当t=3s时,物体物体做 运动,受到的摩擦力为 N。
21.一个箱子重100 N,放在水平地面上,受20 N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力为 N。当水平推力增大到30 N时,箱子恰好做匀速直线运动;当水平推力增大至40 N时,箱子受到的摩擦力为 N,此时箱子做 (选填“变速”或“匀速”)运动。
22.某同学在水平地面水平向右拉动木块,拉力随时间变化的图像如图甲所示,木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,则木块在第时受到的摩擦力为 N,摩擦力方向是 ;此时木块受到的拉力与摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
23.(22-23九年级下·黑龙江大庆·期中)小明用小球和轻质橡皮筋等器材进行了如下实验(不考虑空气阻力)。让系于橡皮筋一端的小球,从O点的正下方的P点由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示;小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。
(1)当橡皮筋的伸长量最大时,小球的速度为 (选填“va”、“vb”或“0”);
(2)已知该橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm,经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为:ha=0.4m,hb=0.5m,hc=0.7m。则实验中所用小球的重力为 N。
24.(22-23八年级下·山东德州·期中)在某次跳伞训练过程中,一个质量为60kg的运动员带着20kg的跳伞装备从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其下落速度与时间的关系如图所示,整个下落过程用时30s,前15s下落了510m,后15s匀速下落直至落地。(g取10N/kg)求:
(1)运动员自身所受重力的大小;
(2)后15s运动员下落的高度;
(3)后15s运动员及其降落伞受到的阻力。
25.(22-23九年级下·江西宜春·阶段练习)两物块A、B并排放在水平地面上,且两物块接触面为竖直面,现用一水平推力F作用在物块A上,使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动,如图甲所示,在A、B的速度达到12m/s时,撤去推力F。已知A、B质量分别为、,A与水平地面间的动摩擦因数为,B与水平地面没有摩擦,B物块运动的图像如图乙所示。g取10m/s2,求:
(1)AB一起运动时加速度的大小;
(2)推力F的大小;
(3)A物块刚停止运动时,物块A、B之间的距离。
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