《8.4 力改变物体的运动状态》2024-2025学年教科版(2024)物理八年级下册
2025-01-20
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内容正文:
《8.4 力改变物体的运动状态》
一.选择题(共10小题)
1.水平地面上有一个装满图书的木箱。小浩用沿着竖直方向100N的拉力向上提木箱,但木箱没有被提起。下列说法正确的是
( )
A.木箱受到的重力可能等于100N
B.木箱受到的支持力和拉力的合力可能为零
C.木箱受到的支持力和对地面的压力可能平衡
D.木箱受到的重力和支持力的合力可能小于100N
2.一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至如图丙的位置,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中( )
A.小球一直做减速运动
B.小球在A点速度为零,受平衡力
C.小球离开弹簧时的速度最大
D.小球离开弹簧前,受到的合力先减小后增大
3.如图,弹簧左端固定于竖直墙壁,右端与物块M连接,当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放,M向左最远可运动至B点。则物块从A运动到B的过程中( )
A.从O到B物块M一直在减速
B.从A到O物块M先加速后减速
C.从A到B物块M所受的摩擦力不变
D.物块M受力平衡的位置在OB之间
4.如图所示,木块A和小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动(忽略空气阻力),则A受到的作用力有( )
A.重力和压力
B.重力、压力和摩擦力
C.重力和支持力
D.重力、支持力和摩擦力
5.起重机匀速吊起一重物,开始以4m/s的速度匀速上升到某一高度,静止2s后,在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零
C.下降时最小 D.始终不变
6.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( )
A.t=1s时,物体所受摩擦力是1N
B.t=3s时,物体受到力的合力为零
C.2s~4s内物体所受摩擦力逐渐增大
D.t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
7.水平地面上的一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的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒,物体做匀速直线运动
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是2N
8.如图1,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N
B.6﹣12s内,物块受到的摩擦力为4N
C.t=10s时,物块的速度一定等于5m/s
D.第4s时,拉力F小于摩擦力
9.如图甲所示,小亮用水平力推地面上的木箱,木箱运动的v﹣t图象如图乙所示( )
A.在0~20s内,木箱没有受到摩擦力
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力小于推力
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力等于推力
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大于推力
10.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;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.0~2s内物体不受摩擦力
B.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒物体做匀速直线运动
二.填空题(共5小题)
11.请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) ;
(2) ;
(3) 。
12.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,此时,小球受到的力是 (选填“平衡力”或“非平衡力”)当绳子突然断开,小球将 。
13.沿斜面滑下的小车,在水平面上由于惯性,小车还能继续向前运动,小车会慢慢停下来,是由于 力的作用。抛出去的铅球在空中飞行时,铅球最终会落到地面上,是由于 力的作用。
14.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,物体运动速度v与时间t的关系图象如图丙所示,由图象可知t=3s时 N;t=5s时,物体处于 运动状态,这时物体受到的合力为 N。
15.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,t=2s时,摩擦力大小为 N;t=10s时,物体受到的摩擦力是 N;t=7s时,摩擦力大小为 N。
三.解答题(共5小题)
16.一个质量为50Kg的人站在电梯中,求下列情况中电梯底面对人的支持力的大小和方向。(g=10N/Kg)
(1)人和电梯一起静止不动。
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升。
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降。
17.如图农场工人在分离谷粒与空壳时,有两种不同的方式:
(1)在无风的情况下,农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去,饱满的谷粒将落在离工人更远处,请从力与运动的角度解释这种方式将谷粒与空壳分离的原因。
(2)在有风的情况下,农场工人只需用铁锹将混合谷物举高让其静止下落,在风的作用下,请问饱满谷粒将落在离工人更远处还是更近处?并说出你判断的理由。
18.小明在平直的公路上匀速骑自行车。他发现车的速度较小,用力蹬车后,车速变大了。车速增大后,车就能以较快的速度继续行驶。假设阻力不变,请用“运动和力”的相关知识对此现象作出解释。
19.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,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图象可知,物体受到的摩擦力为 N,当t=3s时,物体受到的合力为 N,当t=5s时,物体受到的合力为 N.
20.如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙。分析图象可知
(1)当t=1s时,物体处于 状态; 受到的摩擦力大小为 N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为 N,此时物体受到的摩擦力大小为 N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为 N;
(4)其中,有一个阶段可以当做是匀速直线运动,这个阶段在 s~ s。
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
C
D
A
D
B
C
B
一.选择题(共10小题)
1.水平地面上有一个装满图书的木箱。小浩用沿着竖直方向100N的拉力向上提木箱,但木箱没有被提起。下列说法正确的是
( )
A.木箱受到的重力可能等于100N
B.木箱受到的支持力和拉力的合力可能为零
C.木箱受到的支持力和对地面的压力可能平衡
D.木箱受到的重力和支持力的合力可能小于100N
【分析】木箱所受重力跟拉力属于同一直线上反方向二力的合成,其合力的大小等于两个力的大小之差;木箱处于静止状态,所以木箱受到平衡力的作用。
【解答】解:对木箱进行受力分析:木箱受重力G、支持力N和拉力F的共同作用,所以各力平衡;
①当F=G=100N时,N=0;
②支持力N和拉力F的方向是相同的,故二力的合力等于两力之和,也不可能构成平衡力;
③F+N=G,所以重力和支持力方向相反,等于拉力的大小,故D是错误的;
故选:A。
【点评】本题是一道有关平衡力及同一直线上二力合成方法的习题,在解题时应看准所应用的知识点,再进行分析。
2.一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至如图丙的位置,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中( )
A.小球一直做减速运动
B.小球在A点速度为零,受平衡力
C.小球离开弹簧时的速度最大
D.小球离开弹簧前,受到的合力先减小后增大
【分析】分析图示,乙图重力与弹力相等,向下,弹力增大,向上,弹力减小,根据重力和弹力的大小关系分析合力方向得出小球的运动状态变化。
【解答】解:由题意知,乙图小球受到的重力等于弹簧的弹力;
当将小球压至丙图时,弹力大于重力,到乙图位置时,速度最大,弹力小于重力;
小球离开弹簧向上减速运动,到达最高点速度为零;
A、小球先加速后减速;
B、小球到达A点速度为零,所以不是平衡状态,受非平衡力;
C、在乙图位置时,故C错误;
D、小球从开始上升到乙图位置的过程中,但弹力减小;到乙图位置,合力为零;
从乙图位置到达到甲位置的过程中,弹力小于重力,所以合力增大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是有关力和运动的关系问题,关键能够分析出不同阶段弹力和重力的大小关系。
3.如图,弹簧左端固定于竖直墙壁,右端与物块M连接,当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放,M向左最远可运动至B点。则物块从A运动到B的过程中( )
A.从O到B物块M一直在减速
B.从A到O物块M先加速后减速
C.从A到B物块M所受的摩擦力不变
D.物块M受力平衡的位置在OB之间
【分析】对物体受力分析,竖直方向上受重力和支持力,二力平衡;摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
将物块M拉至A处由静止释放,物体在水平方向上受到向左的弹力和向右的摩擦力,刚从A点释放时,弹力大于摩擦力,物体加速向左运动;随着物体向左运动,弹簧伸长量减小,弹力减小,合力减小,到达B点之前某一位置,弹力减小到等于摩擦力,此时合力为零,速度达到最大;继续向左运动,弹力小于摩擦力,物体开始减速;
当M位于O点时弹簧恰好不发生形变,物块从O到B,物块压缩弹簧,此时物块受到向右的弹力和向右的摩擦力,判断此时合力的方向与运动方向的关系,可知从O点到B点物体的运动情况。
【解答】解:(1)将物块M拉至A处由静止释放,物体从A点向左运动到O点的过程中;开始一段时间内弹力大于摩擦力;随着物体向左运动,弹力逐渐减小,当合力减小到零时;继续向左运动,合力方向向右(与运动方向相反),故物块从A点运动到O点速度先增加后减小,故B正确;
(2)当M位于O点时弹簧恰好不发生形变,物块从O到B,此时物块受到向右的弹力和向右的摩擦力,则从O点到B点物体一直做减速运动、接触面粗糙程度不变,所受的摩擦力不变。
故选:D。
【点评】本题的关键是分阶段对物体受力分析,分析弹力的方向、弹力大小的变化情况以及合力的变化情况,从而最终确定物体的运动情况,属易错题。
4.如图所示,木块A和小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动(忽略空气阻力),则A受到的作用力有( )
A.重力和压力
B.重力、压力和摩擦力
C.重力和支持力
D.重力、支持力和摩擦力
【分析】摩擦力的产生条件,是物体之间要发生或已经发生相对运动。
【解答】解:木块A和小车以相同的速度一起向右做匀速直线运动(忽略空气阻力),木块相对小车静止,木块不受摩擦力,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦力的产生条件,属于基础题。
5.起重机匀速吊起一重物,开始以4m/s的速度匀速上升到某一高度,静止2s后,在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,钢丝绳的拉力( )
A.上升时最大 B.静止时为零
C.下降时最小 D.始终不变
【分析】物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:当物体匀速上升、静止或匀速下降时,大小都等于重力。
故选:D。
【点评】本题考查了学生根据物体的运动状态来判断物体的受力情况,知道物体静止或者匀速直线运动时,受到的力是平衡力。
6.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( )
A.t=1s时,物体所受摩擦力是1N
B.t=3s时,物体受到力的合力为零
C.2s~4s内物体所受摩擦力逐渐增大
D.t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
【分析】先由速度﹣时间图像判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据惯性定律判断撤去外力后物体的运动状态;根据由F﹣t图像求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小。
【解答】解:
A、由速度﹣时间图像可知,物体处于静止状态,又由F﹣t图像可知物体受到的推力为1N,故A选项说法正确;
B、由速度﹣时间图像可知,物体做加速运动;故B错误;
C、由速度﹣时间图像可知,物体做匀加速运动,故摩擦力不变;
D、由速度﹣时间图像可知,物体做匀速直线运动,物体由于惯性还要继续运动一段距离。
故选:A。
【点评】本题考查学生对图像的认识和分析能力,并能将v﹣t图像和F﹣t图像相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
7.水平地面上的一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的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒,物体做匀速直线运动
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是2N
【分析】(1)由v﹣t图象可知,0~2s内物体运动的速度,从而可知物体所处的状态,根据二力平衡条件判断推力和阻力之间的关系;
(2)由v﹣t图象可知,4s~6s内物体运动的速度,由F﹣t图象读出推力的大小,根据二力平衡条件求出物体受到的滑动摩擦力;
(3)由v﹣t图象可知,2s~4s内物体运动的速度变化即可判断所处的状态;滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关。
【解答】解:
(1)由v﹣t图象可知,0~2s内物体的速度为6,处于平衡状态,二力大小相等;
(2)由v﹣t图象可知,4s~6s内物体运动的速度7m/s不变,处于平衡状态,
由F﹣t图象可知,4s~6s内推力的大小为2N,故D正确;
(3)由v﹣t图象可知,2s~4s内物体运动的速度均匀增大,不是匀速直线运动;
因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,
所以,5~4秒物体受到的摩擦力是2N。
故选:D。
【点评】本题考查了学生的识图能力,并能将v﹣t图象和F﹣t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键,要注意滑动摩擦力的大小与速度无关。
8.如图1,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N
B.6﹣12s内,物块受到的摩擦力为4N
C.t=10s时,物块的速度一定等于5m/s
D.第4s时,拉力F小于摩擦力
【分析】由图3确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小。由此分析判断。
【解答】解:
由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,由图2知;
A、由图4知,物体受到的拉力F=2N,所以此时物体应处于静止状态,故AD错误;
B、由图3知,物体受拉力为5N,所以物体由静止变成运动,所以6﹣10s所受摩擦力等于滑动摩擦力等于4N;
C、由图3知,物体的平均速度v==,而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,物块的速度一定小于5m/s。
故选:B。
【点评】本题是有关力和图像的综合分析题目,在分析过程中,关键能够根据图3确定物体的运动状态变化,根据二力平衡条件确定摩擦力的大小。
9.如图甲所示,小亮用水平力推地面上的木箱,木箱运动的v﹣t图象如图乙所示( )
A.在0~20s内,木箱没有受到摩擦力
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力小于推力
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力等于推力
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大于推力
【分析】(1)由图乙判断物体在0~20s和在20~40s内的运动状态。
(2)静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件进行判断。
【解答】解:
如图乙,木箱在0~20s内保持静止状态,这两个力是平衡力;在20~40s内保持匀速直线运动状态,这两个力是平衡力,故C正确。
故选:C。
【点评】静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力作用,根据平衡力条件判断力的大小和方向是常见的类型。
10.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;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是( )
A.0~2s内物体不受摩擦力
B.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒物体做匀速直线运动
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;
(2)先由速度﹣时间图像判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据惯性定律判断撤去外力后物体的运动状态;根据由F﹣t图像求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小。
【解答】解:A、由速度﹣时间图像可知,物体处于静止状态,又由F﹣t图像可知物体受到的拉力为1N;故A错误;
B、由速度﹣时间图像可知,物体做匀速直线运动,即摩擦力f=F=2N;
C、由速度﹣时间图像可知,物体做匀加速运动,故摩擦力不变;故C错误。
D、由速度﹣时间图像可知,物体做匀加速运动。
故选:B。
【点评】本题考查学生对图像的认识,并能将v﹣t图像和F﹣t图像相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
二.填空题(共5小题)
11.请你补全关于“力与运动”的知识结构图。
(1) 不变 ;
(2) 改变 ;
(3) 直线运动 。
【分析】根据力与运动的关系可补全知识结构图。
【解答】解:(1)当物体不受力或者受力平衡时,物体的运动状态不变;
(2)当物体受力不平衡时,物体的运动状态改变;
(3)物体的运动状态分为静止、直线运动,匀速直线运动和变速直线运动都是直线运动。
故答案为:(1)不变;(2)改变。
【点评】本题考查了力与运动的关系。
12.用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,此时,小球受到的力是 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)当绳子突然断开,小球将 做匀速直线运动 。
【分析】(1)当物体受平衡力作用时运动状态将不会改变,运动状态发生改变时一定是受非平衡力作用。
(2)物体在不受力时将保持原来的静止状态和匀速直线运动状态。
【解答】解:用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,运动状态不断发生改变。
当绳子突然断开,由于水平面光滑,小球将做匀速直线运动。
故答案为:非平衡力;做匀速直线运动。
【点评】(1)做圆周运动的物体其运动方向不断发生改变,即运动状态发生改变。
(2)牛顿第一定律虽然不能用实验直接验证,但是在生活中有广泛的应用。
13.沿斜面滑下的小车,在水平面上由于惯性,小车还能继续向前运动,小车会慢慢停下来,是由于 摩擦 力的作用。抛出去的铅球在空中飞行时,铅球最终会落到地面上,是由于 重 力的作用。
【分析】力是改变物体运动状态的原因;摩擦力的方向总是与物体运动趋势的方向相反,而重力的方向总是竖直向下的。
【解答】解:沿斜面滑下的小车,在水平面上由于惯性;在滑行的过程中,是由于摩擦力的作用,抛出去的铅球在空中飞行时,是由于重力的作用;
故答案为:摩擦;重;
【点评】知道摩擦力的特点和重力的方向是解决该题的关键。
14.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,物体运动速度v与时间t的关系图象如图丙所示,由图象可知t=3s时 2 N;t=5s时,物体处于 匀速直线 运动状态,这时物体受到的合力为 0 N。
【分析】(1)结合图乙和图丙,分析出物体匀速运动时的摩擦力大小,然后确定t=3s时物体的运动状态,从而确定摩擦力的大小;
(2)从图丙v﹣t图象上看出,t=5s时物体匀速运动,根据二力平衡求出摩擦力大小,然后求出物体受到的合力。
【解答】解:
(1)从图丙中看出,在4s﹣6s时间内,而F﹣t图象上的水平推力F=7N,此时的摩擦力f=2N,F=3N,因为压力和接触面的粗糙程度不变;
(2)则t=2s时物体受到的摩擦力是2N,此时物体做匀速直线运动,所受合力为零。
故答案为:2;匀速直线;6。
【点评】v﹣t图象、F﹣t图象相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小是本题的关键所在。
15.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,t=2s时,摩擦力大小为 3 N;t=10s时,物体受到的摩擦力是 6 N;t=7s时,摩擦力大小为 6 N。
【分析】(1)由v﹣t图象可知,0~3s内物体处于静止状态,受到的静摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,根据F﹣t图象可知拉力的大小即为受到的静摩擦力;
(2)由v﹣t图象可知,9s~12s内物体做匀速直线运动,受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,根据F﹣t图象读出拉力的大小即为受到的滑动摩擦力;
(3)滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与物体运动的速度无关。
【解答】解:
(1)由图丙可知,0~3s内物体静止处于平衡状态,
由图乙可知,6~3s内物体受到的推力为3N,物体受到的静摩擦力也为3N,
所以,t=2s时;
(2)由图丙可知,9s~12s内物体做匀速直线运动处于平衡状态,
由图乙可知,4s~12s内物体受到的推力为6N,物体受到的滑动摩擦力也为6N,
所以,t=10s时;
(3)由图丙可知,3s~9s内物体做减速运动,
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与物体运动的速度无关,
所以,t=7s时。
故答案为:2;6;6。
【点评】本题考查学生对图象的认识及二力平衡条件的应用,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
三.解答题(共5小题)
16.一个质量为50Kg的人站在电梯中,求下列情况中电梯底面对人的支持力的大小和方向。(g=10N/Kg)
(1)人和电梯一起静止不动。
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升。
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降。
【分析】平衡状态包含静止状态和匀速直线运动状态,故判断电梯对人的支持力大小与人的重力大小的关系,首先要对物体的运动状态进行分析,如果在竖直方向上只受这两个力,处于平衡状态,那么这二力就是平衡力,其大小相等。
【解答】解:此时人的重力是:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(1)人和电梯一起静止不动,即此时人处于静止状态,即此时的F=G=500N,即竖直向上;
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升时,即此时人处于静止状态,即此时的F=G=500N,即竖直向上;
(3)人和电梯一起以8m/s的速度匀速下降,即此时人处于静止状态,即此时的F=G=500N,即竖直向上;
答:(1)当人和电梯一起静止不动时,电梯底面对人的支持力的大小是500N;
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升,电梯底面对人的支持力的大小是500N;
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降,电梯底面对人的支持力的大小是500N。
【点评】不要误以为支持力大于重力时上升,支持力小于重力时下降,支持力等于重力时静止,要根据物体的运动状态来判断受力关系情况。
17.如图农场工人在分离谷粒与空壳时,有两种不同的方式:
(1)在无风的情况下,农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去,饱满的谷粒将落在离工人更远处,请从力与运动的角度解释这种方式将谷粒与空壳分离的原因。
(2)在有风的情况下,农场工人只需用铁锹将混合谷物举高让其静止下落,在风的作用下,请问饱满谷粒将落在离工人更远处还是更近处?并说出你判断的理由。
【分析】在无风的情况下,将混合谷物斜上抛出,谷粒和空壳具有速度,质量越大,惯性越大,运动状态越不容易改变,谷粒落到离工人远的地方;
在相同风速的作用下,质量较大的谷粒不容易被风吹远,其运动状态不容易发生改变,即惯性较大。
【解答】答:(1)在无风的情况下,因为质量越大,运动状态越不容易改变,谷粒的运动状态不容易改变,空壳运动距离近,谷粒落在离工人更远处;
(2)在有风的情况下,饱满的谷粒质量大,运动状态不容易改变。
【点评】本题考查了力与运动的关系,通过实际生活来验证质量与惯性的关系,即质量大,惯性大。
18.小明在平直的公路上匀速骑自行车。他发现车的速度较小,用力蹬车后,车速变大了。车速增大后,车就能以较快的速度继续行驶。假设阻力不变,请用“运动和力”的相关知识对此现象作出解释。
【分析】力是改变物体运动状态的原因;物体静止或做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,受平衡力作用。
【解答】答:
力是改变物体运动状态的原因,加速时,所以需要用很大的力蹬车,因为是匀速直线运动,所以不需要用很大的力蹬车。
【点评】本题考查了力与运动的关系,是一道基础题,要学会应用所学物理知识解释生活现象。
19.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,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图象可知,物体受到的摩擦力为 2 N,当t=3s时,物体受到的合力为 2 N,当t=5s时,物体受到的合力为 0 N.
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;
(2)由速度﹣时间图象可知物体的运动情况,则根据运动情况可知物体的受力情况,则由二力平衡可知摩擦力,由力的合成可求得合力。
【解答】解:由丙图可知,前2s物体速度为零,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,物体所受拉力为2N;
5s~6s内,物体做匀速直线运动,故所受合力为零即t=5s时物体所受合力为3,物体所受拉力为4N;
2s~4s内,物体做加速直线运动,受到的滑动摩擦力不变,则合力的大小为2N。
故答案为:2;8; 0。
【点评】本题考查学生对图象的认识及力的合成的应用,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
20.如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙。分析图象可知
(1)当t=1s时,物体处于 静止 状态; 受到的摩擦力大小为 1 N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为 2 N,此时物体受到的摩擦力大小为 2 N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为 2 N;
(4)其中,有一个阶段可以当做是匀速直线运动,这个阶段在 4 s~ 6 s。
【分析】(1)由v﹣t图象读出t=1s时物体的速度,从而知物体所处的状态;由F﹣t图象读出此时的推力,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出物体所受摩擦力大小;
(2)由F﹣t图象读出t=5s时物体受到的推力;由v﹣t图象可知,4~6s物体做匀速直线运动,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出此时物体所受摩擦力大小;
(3)由v﹣t图象判断物体在2~4s内运动状态,然后根据滑动摩擦力的影响因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小;
(4)物体做匀速直线运动时其速度大小不变,从v﹣t图象找出这一时间段。
【解答】解:
(1)由v﹣t图象可知,当t=1s时,物体处于静止状态,所以物体在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,由F﹣t图象可知,所以物体受到的摩擦力大小也为1N。
(2)由F﹣t图象可知,当t=4s时;由v﹣t图象可知,做匀速直线运动,这两个力是一对平衡力,所以此时物体受到的摩擦力f=F=2N。
(3)由v﹣t图象可知,物体在2~6s内做加速直线运动、接触面的粗糙程度不变,所以,物体受到的摩擦力仍为2N。
(4)由v﹣t图象可知,在4~2s物体的速度保持4m/s不变。
故答案为:(1)静止;1;(2)2;2;(4)4;2。
【点评】本题从两个图象分析运动状态、速度大小、推力大小、滑动摩擦力大小等,已知条件都包含在图象中,是中考的热点,考查学生的读图能力,综合性强,有一定的难度。
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