内容正文:
第八章 运动和力
一、选择题
1.如图所示,小物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面,向左移动物块A并压缩弹簧至B处,静止释放物块A,此后物块的运动是( )
A.一直加速 B.一直匀速
C.先加速后匀速 D.先加速后减速
2.轮滑是同学们非常喜欢的一项运动,如图是小兵同学在水平路面上进行轮滑训练的情景,则该同学( )
A.穿上轮滑鞋后,通过减小接触面粗糙程度减小摩擦
B.下蹲弯腰滑行时提高了稳度,但是其重心位置不变
C.匀速滑行时他的重力和对地面的压力是相互作用力
D.匀速滑行时他的重力和地面对他的支持力是平衡力
3.如图所示,某兴趣小组的同学们正在发射水火箭,如果水火箭在上升过程中,受到的所有力突然全部消失,则水火箭将( )
A.向下运动 B.立即静止在空中
C.慢慢上升然后静止 D.做匀速直线运动
4.大游轮向东匀速直线行驶,小金面朝游轮前进方向,在游轮上的A位置竖直向上起跳,落下时的位置在(不计空气阻力)( )
1
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A.A位置的东侧 B.A位置的西侧
C.A位置 D.以上三种情况都有可能
5.如图所示,用50N的水平压力将一重20N的木块压在竖直的墙壁上,当木块沿竖直方向匀速下滑时,木块受到的摩擦力的大小是( )
A.20N B.30N C.50N D.70N
6.小华和小明分别用水平推力F1、F2,推着木箱在水平地面上作匀速直线运动,木箱通过的路程和时间关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.小华的推力大于木箱所受摩擦力
B.小华的推力F1大于小明的推力F2
C.小明的推力等于地面对木箱的摩擦力
D.如果撤去木箱所受的所有力,木箱将慢慢停止运动
7.“冬奥”引起了我国冰雪运动热。如图所示,小雅在水平冰面上滑冰车时,用钎子用力杵冰面,冰车加速向前滑行,但停止用力后会慢慢停下来,不计空气阻力。对此现象分析正确的是( )
A.冰车加速向前滑行是由于钎子给冰面的力大于冰面给钎子的力
B.小雅停止用力后,冰车能继续向前滑行是因为冰车受到惯性力
C.扔掉钎子,冰车继续滑行,冰车受到的重力和地面对冰车的支持力是一对平衡力
D.停止用力后,若一切外力都消失,则小雅和冰车一起向前做匀速直线运动
8.2022年2月15日,苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中获得冠军,成为冬奥会历史上最年轻的单板大跳台冠军,同时也是首位获得该项目金牌的中国运动员。如图是他参赛的情景,下列说法正确的是( )
A.他在空中最高点时处于平衡状态
B.他在滑向终点后不能立即停下来是因为受到惯性力的作用
C.他静止站立时,他对雪面的压力与他受到的重力是一对平衡力
D.他受到摩擦力最终停下来,说明力是改变物体运动状态的原因
9.下列关于惯性的说法正确的是( )
A.行驶的汽车突然刹车,乘客身体前倾,说明车有惯性
B.足球在草地上越滚越慢,它的惯性越来越小
C.用力推箱子没有推动,说明用的力小于箱子的惯性
D.骑电动车戴头盔,可减小摔倒时惯性带来的伤害
10. 木块B和木板A由相同材料制成,小郭将它们按照如图所示的方式放在课桌上,用弹簧测力计乙沿水平桌面拉动木板A,测力计甲的示数稳定时读数为F。下列说法中正确的是( )
A.测力计乙的示数等于F
B.桌面对A的支持力等于A受到的重力
C.当加速向右拉动木板A时测力计甲示数变大
D.测力计乙匀速拉动木板A可以测出木板A与桌面间的摩擦力
二、填空题
11.一辆行驶的汽车车厢里挂着一个小球.当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”或“减速”)运动.此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力.若小球在此时所有力同时全部消失,则小球相对地面将保持 .(选填“静止”或“匀速直线运动”
12.如图所示用斜面、木板、棉布、玻璃板、小车做“探究阻力对物体运动的影响”的实验.
①为了使小车到达水平面的速度相同,应让小车从斜面的 自由下落.
②小车在水平玻璃板上运动时受到 个力的作用.
③通过实验观察到:小车受到的阻力越小,运动的路程越大;由此可以推测,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将做 运动.该结论 (能/不能)通过实验验证,因为 .
13.水平方向匀速推动一张质量为10kg的课桌,课桌受到地面的阻力为20N,则人用的推力是 N;同时桌子受到地面的支持力为 N,该力的方向是 .
14.体重为500N的杂技演员在进行爬竿表演时,必须紧紧地握住爬竿,这是靠增大 的方法来增大摩擦的。当他匀速向上爬时,爬杆对手的摩擦力为 N。
15.小强放学后到操场踢足球,当球离开脚后,仍继续向前运动一段距离,这是因为球具有 。足球由于受到摩擦力停了下来,静止时足球受到的合力 (选填“为零”或“不为零”)。
16.如图所示,在探究阻力对物体运动的影响时,每次让小车从斜面的 处由静止释放,让小车到达水平面时,获得相同的速度,先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料,通过比较小车在水平面上运动的 来比较阻力对物体运动的影响。
三、实验探究题
17.小秋为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(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 滑下,这种研究问题的方法是 法(选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”)。
(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越 (选填“远”或“近”),说明小车运动的速度改变得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)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 。说明运动的物体 力来维持(选填“需要”、“不需要”)。
(4)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
四、计算题
18.一辆汽车总质量为5000kg,在水平路面上做匀速直线运动,受到的阻力是车重的0.05倍,问
(1)汽车受到的重力为多少N?
(2)汽车做匀速直线运动时,汽车牵引力为多少N?(g取10N/kg)
19.两个同学一起用力向右拉一重物,已知两同学用力分别用力100 N和140 N,并且这两个力在同一条直线上,则这两个人的合力是多少?方向是怎样的?
20.如图所示,为质量为60kg的物体在一个水平向右的拉力F的作用下,沿水平地面做匀速直线运动,已知地面对它的摩擦力是它本身重力的0.2倍,g取10N/kg,问:
(1)物体重力的大小是多少?
(2)水平拉力F的大小是多少?
(3)如果将物体置于更粗糙的地面上,摩擦力变为其本身重力的0.3倍,若人的拉的力增至原先的2倍,则物体在水平方向上受到的合力多大?方向如何?
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:如图所示,当压缩弹簧时,弹簧具有弹性势能,在恢复形变时,弹性势能转化为动能,使物块获得一定的速度,且在物块离开弹簧时,速度达到最大;物块离开弹簧后,因水平面光滑,它在水平方向不受力,故物块将做匀速直线运动.
综上所述,静止释放物块A,此后物块的运动是先加速后匀速.只有选项C符合题意.
故选C.
【分析】压缩的弹簧具有弹性势能,在转化为动能时,使物块获得一定的速度,离开弹簧后物块的运动状态取决于它的受力情况.物体若不受力,将做匀速直线运动.
2.【答案】D
3.【答案】D
【解析】【解答】根据牛顿第一定律可知,原来运动的物体失去外力后,将保持原来的速度和方向做匀速直线运动。所以,如果水火箭在上升过程中,受到的所有力突然全部消失,则水火箭将一直向上做匀速直线运动。
故答案为:D。
【分析】牛顿第一定律的内容:当物体不受任何外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。原来静止的物体失去所有外力时将保持静止,原来运动的物体失去所有外力时将保持失去外力时的速度和方向,匀速直线运动下去。
4.【答案】C
【解析】【解答】解:游轮匀速直线运动时,在游轮上的A位置竖直向上起跳,由于惯性仍然保持原来的运动速度和运动方向,所以会落回原处。
故答案为:C。
【分析】惯性:物体保持运动状态不变的性质叫惯性.质量是物体惯性的唯一量度.
5.【答案】A
【解析】【解答】解:物体静止和匀速下滑时受平衡力作用,在这两种状态下摩擦力都是和重力为平衡力,摩擦力的方向和重力相反,即摩擦力为f=G=20N,方向竖直向上。
故答案为:A。
【分析】结合物体的运动状态进行受力分析,利用二力平衡的条件求得 摩擦力的大小 .
6.【答案】C
【解析】【解答】解:因为木箱做匀速直线运动,木箱在水平方向上受到推力和摩擦力作用,二力是一对平衡力,即推力等于地面对木箱的摩擦力。故F1=F2,AB不符合题意,C符合题意;
如果撤去木箱所受的所有力,木箱将做匀速直线运动;D不符合题意;
故答案为:C
【分析】木箱做匀速直线运动,推力等于地面对木箱的摩擦力.
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
7.【答案】D
【解析】【解答】A.用钎子用力杵冰面,钎子给冰面一个作用力,同时冰面给钎子一个反作用力,这两个力是一对相互作用力,大小相等,A不符合题意;
B.惯性是物体的一种属性。小明停止用力后,冰车能继续向前滑行是因为冰车具有惯性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力,B不符合题意;
C.二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。地面对冰车的支持力大小等于冰车和人的重力之和,扔掉铁钎子,冰车在滑行的过程中,冰车受到的重力和地面对冰车的支持力大小不相等,所以不是一对平衡力,C不符合题意;
D.一切物体在不受力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。停止用力后,若一切外力都消失,由牛顿第一定律可知,小雅和冰车一起向前做匀速直线运动,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体间力的大小相等;惯性使运动的物体继续运动,惯性不是力;二力平衡时,力的大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上;运动的物体在不受力作用时,保持匀速直线运动状态。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.他在空中最高点时受到重力的作用,受到非平衡力的作用,处于非平衡状态,A不符合题意;
B.苏翎鸣到达终点时不能立即停下来,是因为他具有惯性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能称为惯性力,B不符合题意;
C.当苏翎鸣站立时,他对雪面的压力与他受到的重力的方向是相同的,不是平衡力,C不符合题意;
D.他受到摩擦力最终停下来,摩擦力改变了他的运动状态,这说明力是改变物体运动状态的原因,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】自由运动到最高点的物体,处于非平衡状态;惯性不物体的性质,不是力;平衡力的方向相反;力可以改变物体的运动状态。
9.【答案】D
10.【答案】D
【解析】【解答】A.根据图像,甲测力计示数为F,B受到的拉力为F,受到A对B水平方向的摩擦力为F,物体A受到B的摩擦力为F,受到地面的摩擦力和测力计乙的拉力,测力计乙的示数不等于F,A不符合题意;
B.桌面对A的支持力等于A和B受到的重力之和,B不符合题意;
C.当加速向右拉动木板A时,B受到的力仍然平衡,测力计甲示数不变,C不符合题意;
D.测力计乙匀速拉动木板A,根据甲、乙测力计的拉力差,可以测出木板A与桌面间的摩擦力,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】静止和匀速直线运动时,物体受到平衡力;根据二来平衡条件,可以计算力的大小;结合物体受到的力,可以计算摩擦力。
11.【答案】加速;不是;匀速直线运动
【解析】【解答】解:(1)小车匀速运动时,小球与小车相对静止,小球应在竖直方向上.当小车加速运动时,车的运动速度变快,但小球由于惯性保持原来的运动状态,故小球要向后运动;若小车做减速运动时,车运动变慢,小球由于惯性保持原来的运动状态,小球要向前运动;故图中汽车在做加速运动.
(2)小球受竖直向下的重力、沿绳斜向右上方的拉力,这两个力不在同一直线上.因为一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以小球受力不是平衡力.
(3)小球现在是运动的,根据牛顿第一定律可知,若小球在此时所有力同时全部消失,则小球相对地面将保持匀速直线运动.
故答案为:加速;不是;匀速直线运动.
【分析】(1)小车匀速运动时,小球应在竖直方向上,现在小球向后运动,则小车可能加速运动.
(2)二力平衡:一对平衡力等大反向作用在同一直线上,小球受的两个力不在同一直线上,则小球受力不平衡.
(3)由牛顿第一定律可知,一切物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
12.【答案】同一高度;三;匀速直线;不能;不可能有绝对光滑的水平面
【解析】【解答】解:①实验中,根据控制变量法的要求,为了使小车到达水平面的速度相同,应让小车从斜面的同一高度自由下滑.②小车在水平玻璃板上运动时受到重力、支持力和水平向左的摩擦阻力的作用,故一共受到三个力的作用.③通过实验观察到:小车受到的阻力越小,运动的路程越远;由此可以推测,如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将做匀速直线运动.该结论不能通过实验验证,因为不可能有绝对光滑的水平面.
故答案为:①同一高度;②三;③匀速直线;不能;不可能有绝对光滑的水平面.
【分析】实验目的是研究阻力对物体运动的影响,需要控制小车的初速度要相同;通过小车的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小;进行合理的推理得出假如不受力的情况.
13.【答案】20;98;竖直向上
【解析】【解答】课桌处于匀速直线运动状态;课桌在水平方向上处于平衡状态,则在水平方向上受的力是平衡力,即阻力和推力是一对平衡力;根据二力平衡的条件:阻力和推力的大小相等,方向相反而且作用在同一条直线上;人用的推力等于课桌所受到的阻力,大小为20N,在竖直方向受重力和支持力作用,二力是一对平衡力,故支持力:F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N,方向竖直向上.
故答案为:20;98;竖直向上.
【分析】物体处于平衡状态时所受的力即为平衡力,二力平衡的条件为:大小相等,方向相反,在同一条直线上,且力作用在同一个物体上.
14.【答案】压力;500
【解析】【解答】爬竿时,紧紧握住竿,这是在接触面的粗糙程度相同时,通过增大压力来增大摩擦力的。
演员爬竿时匀速向上运动,则所受的摩擦力与重力是一对平衡力,所以f=G=500N
【分析】增大摩擦的办法有:①增大压力,②增大接触面的粗糙程度,③变滚动为滑动。
从竖直方向受力平衡角度分析,当受力平衡时,二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
15.【答案】惯性;为零
16.【答案】相同高度;距离
【解析】【解答】根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同,故每次让小车从斜面的同一高度处由静止释放,让小车到达水平面时,获得相同的速度;先后在水平面上铺设粗糙程度不同的材料,材料表面越粗糙,通过的距离越短,表明小车运动时在水平方向上受到的阻力越大,通过比较小车在水平面上运动的距离来比较阻力对物体运动的影响。
【分析】根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同;材料表面越粗糙,通过的距离越短,说明小车运动时在水平方向上受到的阻力越大。
17.【答案】(1)同一高度;控制变量
(2)远;慢
(3)匀速直线运动;不需要
(4)C
【解析】【解答】解:(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,这里采取得的研究方法是控制变量法。(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,行驶的越远。(3)进一步推理可知,若水平面绝对光滑,即小车不受摩擦力,则小车将做匀速直线运动,说明运动的物体不需要力来维持。(4)牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步推理概括出来的,不能用实验来验证,但是个正确的定律,C符合题意。
故答案为:(1)同一高度;控制变量;(2)远;慢;(3)匀速直线运动;不需要;(4)C。
【分析】在探究阻力对物体运动的影响实验中,所用到的实验方法除控制变量法(让小车从斜面上同一高度下滑,保持到底面的初速度相同)外,还有科学推理法(在现象的基础上,再进行适当的科学推理,可得出当小车不受阻力时,其将保持什么样的运动状态)及转换法(接触面越来越光滑,小车所受摩擦阻力越来越小,其运动的距离也越来越远).
18.【答案】(1)50000N ;(2)2500N
19.【答案】解:已知作用在物体上的两个力:F1=100 N,F2=140 N.两个同学一起用力向右拉一重物,两个力的方向相同,其合力:F=F1+F2=100 N+140 N=240 N,其合力方向与二力的方向相同.
答:这两个人的合力是240 N,方向向右.
【解析】【分析】合力公式: F = F1 + F2 [ 同一直线同方向二力的合力计算 ]
F = F1 - F2 [ 同一直线反方向二力的合力计算 ]
20.【答案】(1)600N;(2)120N;(3)60N,水平向右
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