第16讲 力与运动(预习)-【寒假自学课】2025年八年级物理寒假提升精品讲义(苏科版2024)
2025-01-21
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2份
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41页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 三、力与运动的关系 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-寒假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.09 MB |
| 发布时间 | 2025-01-21 |
| 更新时间 | 2025-01-21 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 上好课·寒假轻松学 |
| 审核时间 | 2025-01-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50110386.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第16讲 力与运动的关系
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练(3大考点)
模块五 小试牛刀过关测
1.知道力的作用效果。
2.知道力是物体运动状态改变的原因。
3.了解同一直线上的二力合成的。
1.力可以使物体发生形变
现象:(1)力使物体形状发生改变;
(2)力使物体体积发生改变。
举例:
压力使气球变形 拉力使橡皮筋变长 充气气球不断变大
特别注意:(1)只要物体受到力的作用物体一定会发生形变。
(2)物体发生了形变,一定受到力的作用。
2.力可以使物体运动状态发生改变
现象:(1)力使物体运动速度发生改变;
(2)力使物体运动方向发生改变。
自由下落的小球做加速运动 斜抛的小球做曲线运动
特别注意:(1)物体的运动状态发生改变,一定受到力的作用。
(2)物体受到力的作用,物体的运动状态不一定改变。如物体受平衡力作用时,其运动状态保持不变,但会发生形变。
3.力的方向与运动方向在同一直线上
现象:(1)力的方向与运动方向相同,物体做加速运动;
(2)力的方向与运动方向相反,物体做减速运动。
压缩的弹簧推动小球 运动的小球撞击弹簧挤压弹簧
甲 乙
分析:(1)甲图中,被压缩弹簧对小球的弹力向右,与小球的运动方向相同,小球做加速运动;
(2)图乙中,向左运动的小球撞击弹簧,弹簧对小球的弹力向右,弹力方向与运动方向相反,小球做减速运动。
特别注意:(1)物体受非平衡力作用,运动状态一定改变。
(2)物体所受的力与物体运动方向共线时,力会改变物体的运动速度。
4.力的方向与运动方向不在同一直线上
现象:细线系住小球,从A点由静止释放,小球做曲线运动。
分析:小球系在细线下,受到重力和细线的拉力,重力是竖直向下的,拉力沿细线向上,从A点开始,小球绕O点摆动,摆动过程中小球所受的力与运动方向始终不在同一直线上,小球的运动方向不断改变。
思考:小球运动到最低点O/点时,小球的重力与细线对小球的拉力在同一直线上,此时小球所受的力是否是一对平衡力。
小球在O/点所受的力不是一对平衡力,因为小球在O/点不能保持静止,同时小球做曲线运动,小球不处于平衡状态,由此可知小球所受的力不是一对平衡力。
特别注意:(1)物体所受的力与物体运动方向不共线时,物体的运动方向会发生改变。
(2)当物体所受的力与物体的运动方向垂直时,这个力只改变物体的运动方向。
5.力的合成
合力:几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力称为那几个力的合力。
力的合成:如果已知几个力的大小和方向,求合力的大小和方向,称为力的合成。
特别注意:合力是物理学中一种研究方法——等效替代法,从力的作用效果出发,合力的作用效果与几个力的作用效果相同。
6.两个方向相同力的合成
现象:(1)橡皮筋原长AB,如甲图所示;
(2)将两弹簧测力计分别系住橡皮筋A端;用大小分别为F1、F2的拉力向右拉,使橡皮筋伸长,如图乙所示。
(3)用一只弹簧测力计系住橡皮筋A端;用大小为F的拉力向右拉,使橡皮筋伸长与图乙相同的长度,如图丙所示。甲
乙
丙
分析:两次橡皮筋的伸长相同,即力的作用效果相同。
(1)力的大小:F与F1、F2的和相等;
(2)力的方向:F与F1、F2的方向相同。
特别注意:方向相同的二力的合力方向不变。
7.两个方向相反力的合成
现象:(1)橡皮筋原长AB,如丁图所示;
(2)将两弹簧测力计分别系住橡皮筋A端;用大小为F1/向右拉,用大小为F2/向右拉,使橡皮筋伸长,如图戊所示。
(3)用一只弹簧测力计系住橡皮筋A端;用大小为F/的拉力向右拉,使橡皮筋伸长与图戊相同的长度,如图已所示。
丁
戊
已
分析:两次橡皮筋的伸长相同,即力的作用效果相同。
(1)力的大小:F /与F1/、F2/的差相等;
(2)力的方向:F /与F1/的方向相同。
特别注意:同一直线上,两个力方向相反,其合力方向与较大的力的方向相同。
教材习题01
跳伞运动员从飞机上跳下,在降落伞打开前速度越来越大,这是为什么?降落伞打开一段时间后会匀速降落,这又是为什么?
解题方法
分析跳伞运动员打开伞前后的受力,比较所受重力与阻力的大小,重力大于阻力时,运动员下降的速度回增大;当重力与阻力大小相等时,阻力与重力平衡,运动员的运动状态就保持不变。
【答案】降落伞打开前,运动员所受的阻力小于重力,运动员所受的合力方向向下,与其运动方向相同,所以运动员做加速运动。降落伞打开后,运动员所受重力不变,但阻力增大,且阻力随速度的增大而增大,当运动员所受的阻力与其重力相等时,其所受合力为零,运动员的运动状态保持不变。
教材习题02
如图 8-20所示,小球从斜面上由静止滚下,最后停在粗糙水平面上的点B处。从点A到点B的过程中,小球做什么运动?原因是什么?
解题方法
小球的运动状态发生改变,其所受的力一定时非平衡力,小球从点A到点B的过程中,在水平方向上,小球只受阻力,阻力与小球的运动方向相反,使小球的运动速度不断减小。
【答案】从点A到点B的过程中,小球做减速运动?原因是小球在水平方向只受阻力,阻力与其运动方向相反。
教材习题03
“活动8.1”中,卡片静止时所受的合力是多大?
解题方法
卡片处于静止状态,说明此时卡片所受的力为平衡力,平衡力的合力为零。
【答案】卡片静止时所受的合力为零。
教材习题04
一辆质量为4t的卡车,在2×103N的牵引力作用下,沿平直公路匀速行驶。求卡车受到的阻力和地面对它的支持力。
解题方法
卡车做匀速直线运动,因此在水平方向和竖直方向所受的力均为平衡力,即卡车所受阻力等于牵引力,地面对它的支持力等于其重力。
【答案】卡车所受的重力G=mg=4×103kg×9.8N/kg=3.92×104N,即地面对它的支持力等于3.92×104N,卡车所受的阻力为2×103N。
教材习题05
小明用 20N的水平推力,使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时,小车所受的合力是多大?
解题方法
小车做匀速直线运动,小车所受的力为平衡力,即此时小车所受的合力为零。小车水平方向的所受的摩擦力与推力是一对平衡力,即摩擦力的大小为20N,当推力增大到30N,则小车所受的合力为10N。
【答案】0,10N。
考点一 力的作用效果
1.如图所示运动场景中,力的作用效果与其他三项不同的是( )
A.踢飞足球
B.压弯跳板
C.拉开弓箭
D.蹦床凹陷
2.下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了
B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶
D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
3.如图所示表示了力的作用效果,其中图甲主要表示力能改变物体的 ;图乙主要表示力能改变物体的 。
4.在如图所示的情景中,两个小孩能提起桶水,一个大人同样能提起这桶水。这现象表明小孩提起水桶的 个力,与大人提起同一水桶一个力的作用效果 (填“相同”或“不同”)。
考点二 力与运动的关系
5.下列关于力与运动关系的说法中正确的是( )
A.物体受到力的作用,其运动状态一定发生改变
B.物体不受力的情况下其运动状态一定不发生改变
C.做匀速圆周运动的物体,受到的力也可能是平衡力
D.用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦力
6.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是( )
A.没有力的作用,运动的物体就会慢慢停下来
B.小车运动状态改变时一定受到非平衡力的作用
C.物体受到平衡力的作用,一定处于匀速直线运动状态
D.大小相等、方向相反、作用在同一直线的两个力,一定是一对平衡力
7.雨滴自高空由静止开始下落,下落过程中受到的空气阻力随其下落速度增大而增大,在整个下落过程中雨滴的运动情况是(设下落高度足够大)( )
A.先加速下落,后减速下落
B.先加速下落,后匀速下落
C.先加速下落,中间匀速下落,最后减速下落
D.先匀速下落,后加速下落,最后减速下落
8.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1>v2>v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
考点三 探究同一直线上的二力合成
9.物理老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。
(1)该实验应用了力能使物体 的道理,图中EE'表示橡皮筋 的长度。
(2)实验中,老师每次均将橡皮筋右端拉至E'点,这样做的目的是 ;
(3)通过比较图 两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之 ,方向跟这两个力的方向相同。
(4)通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟 (填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同。
10.某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于 (用公式表示)。
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于 (用公式表示),合力的方向与 (选填“F3”“F4”)的方向相同。
考点四 同一直线上的二力合成
11.如图,物体M向左运动压缩弹簧,它图中位置时,受到的摩擦力f=0.5N,弹簧的弹力F=2N,支持力F支=5N,重力G=5N;则在水平方向上,物体M受到的合力为( )
A.大小等于1.5N,方向水平向左
B.大小等于2.5N,方向水平向右
C.大小等于12.5N,方向水平向右
D.大小等于7.5N,方向水平向左
12.同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
13.有人用100N的水平推力,推着一辆重500N的小车,在水平路面上做匀速直线运动,小车在水平方向上受到的合力为 N。当推力增大到150N时,小车受到的合力是 N。
14.如图甲所示,重为4N的正方形铁块,被大小为5N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上匀速下滑,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为 N;若对铁块施加一个竖直向上的拉力F拉,如图乙,使该铁块匀速竖直向上运动,则F拉= N,匀速运动时,墙对铁块的吸引力和铁块对墙的吸引力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
15.将质量为1kg的物体竖直向上抛出,在上升的过程中它受到空气的阻力为2N,其所受合力大小是 N,合力方向为竖直 。(g取10N/kg)
16.如图所示,跳伞运动员和伞的总重为750N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为 N,合力的方向是 。
17.如图所示是实验小组探究“二力平衡的条件“的实验,每个钩码的质量均为50g,当左端挂1个钩码,右端挂2个钩码时,松手后小车静止,小车受到向右的拉力F2,为 N,此时小车在水平方向所受的合力为 N。
18.小明帮妈妈提一袋重为100N的大米回家。当他用80N的力竖直向上提放在水平地面上的米袋时,没能提起,此时这袋米所受合力的大小为 N;他改用125N的力竖直向上提米袋时,米袋被提起,此时这袋米所受合力的大小为 N。
考点五 力与物体运动图像
19.小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁,根据图象,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是2.5N,摩擦力方向水平向左
C.t=7s时,小车受到的合力大小是4.5N,合力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
20.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,则下列分析正确的是( )
A.在0~20s内,木箱受到的摩擦力大小等于推力大小
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力大小小于推力大小
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大小小于推力大小
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大小大于推力大小
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到水平向右的拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,对应的物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,分析图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,当t=3s时,物体受到的摩擦力为 N,方向 。
一.选择题(共8小题)
1.如图所示的四幅图片中,能说明力可以改变物体的运动状态的是( )
①图甲足球运动员用踢球和头球的方式传球射门
②图乙射箭运动员拉满弓
③图丙小铁球从斜面上滚下,在磁体的作用下改变了运动方向
④图丁撑杆跳运动员将竿压弯
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
2.关于力与物体的运动。下列说法正确的是( )
A.力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因
B.地球同步卫星相对地球静止,它处于平衡状态
C.匀速直线运动的物体一定不受力的作用
D.竖直上抛的物体,运动到最高点时,物体处于平衡状态
3.下面几个说法中正确的是( )
A.静止或做匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用
B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态
C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用
D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向
4.如图所示,一木块放置于水平桌面上,在F1、F2作用下处于静止状态,其中F1=3N,F2=9N,若撤去力F2,则木块在水平方向上受到的合力为( )
A.0N B.3N 向右 C.9N 向右 D.3N 向左
5.重为G的石块在空中下落,则此过程中石块受到重力和空气阻力的合力F的大小( )
A.等于G B.等于零 C.大于G D.小于G
6.如图甲所示,物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用。F1、F2的大小随时间变化的图象如图乙所示,在t1时间内,下列对物体所受的合力的分析正确的是( )
A.先变大后变小,合力方向始终与F2相同
B.先变小后变大,合力方向始终与F2相同
C.先变大后变小,合力方向始终与F2相反
D.先变小后变大,合力方向始终与F2相反
7.一个物体重为100N,在竖直方向运动时受到的空气阻力恒为20N。若该物体只受到重力和空气阻力,且物体所受重力和空气阻力在同一直线上,则物体所受的合力( )
A.一定为120N B.一定为80N
C.可能为100N或20N D.可能为120N或80N
8.蹦极是一项极其富有刺激性的运动,小辰一直想去又不敢去,便在家做了一个模拟“蹦极”的小实验,如图所示,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块的速度一直在减小
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块所受合力先减小后增大
D.到达C点时,小石块受到的拉力等于自身的重力
二.填空题(共7小题)
9.一只羽毛球重0.05牛,它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.02牛。该羽毛球竖直向上运动时,所受合力大小为 牛,方向 。该羽毛球竖直向下运动时所受合力的大小 它竖直向上运动时所受合力的大小(选填“大于”“等于”或“小于”)。
10.在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉着物体,当弹簧测力计示数为3N时,该物体做匀速直线运动,此时物体所受的合力为 N,当弹簧测力计的示数增大为5N时,该物体受到的摩擦力大小为 N,此时物体做 运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”)。
11.如图所示,一段质量可以忽略的细线,一端连接着放在水平桌面上的物块A,另一端通过定滑轮连接着物块B,整个装置处于静止状态,如图所示。已知细线对A的拉力方向跟水平桌面平行,不计滑轮处的一切摩擦,物块A重15N,物块B重6N,则桌面对A的摩擦力为 N,方向水平向 ;再将B更换为重力为3N的物体,这时A受到的合力为 N。
12.小丽同学在超市购物时,用8N的水平力推着一辆购物车在水平地面上向左做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用24N的水平力向后拉购物车,购物车减速过程中所受的摩擦力方向为水平 (选填“向左”或“向右”),此过程中购物车所受的合力大小为 N。
13.如图所示,两个重20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时B受到的合力为 N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2 F1(填“>”“<”“=”)。
14.立定跳远可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员立定跳远过程所受地面支持力F随时间t变化的关系。由图可知,该运动员在 时刻获得向上的最大速度,在蹬伸加速上升阶段地面对运动员的支持力 运动员对地面的压力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
15.如图甲,重4N的物体在水平压力F的作用下,压在竖直的墙壁上。F大小随时间t的变化关系及物运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示,由图象可知,当t=1s时,物体所受摩擦力的方向 ;在2~4s内物体做 运动(填“加速”、“减速”或“匀速”);在t=4~6s内,物体所受摩擦力大小为 N。
三.作图题(共1小题)
16.如图甲所示,木块在水平推力F的作用下从静止开始在粗糙程度相同的水平地面上滑动,它在滑动过程中受到的摩擦力为3N,“F﹣t”图像如图乙所示,请在图丙中画出0~8s内木块大致的“v﹣t”图像。
四.实验探究题(共2小题)
17.甲、乙两组同学合作探究“一直线上两个力的合力的大小与两个力的大小关系”,他们将一根粗橡皮条的一端固定,另一端系两个细绳套,如图(a),接着用两把测力计勾住绳套,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮条至O点,如图(b)、(c),记录F1、F2的大小。然后用一把测力计拉橡皮条也至O点,如图(d),记录F的大小,他们改变O点的位置多次试验,记录的数据如表一、表二所示。
表一 甲组
序号
F1/N
F2/N
F/N
1
1.5
0.5
2.0
2
2.0
1.0
3.0
3
2.5
1.5
4.0
表二 乙组
序号
F1/N
F2/N
F/N
1
5.0
3.0
2.0
2
7.0
4.0
3.0
3
9.0
5.0
4.0
(1)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出:一直线上方向相同的两个力,合力的大小 ;
(2)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出:一直线上方向相反的两个力,合力的大小 ;
(3)两组同学交流了表中数据后发现:
甲:一直线上方向相同的两个力的合力大于其中较大的力。
乙:一直线上方向相反的两个力的合力小于其中较小的力。
(a)就上述数据而言,以上发现 正确(选填“只有甲”、“只有乙”、“都”或“都不”);
(b)基于得出的初步结论进行推理,其中一个发现不具普适性,请拟定一组F1、F2的值,以支持该推理:F1= N,F2= N。
18.小强将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示,该弹簧测力计的一大格刻度是2N,一大格之间有十个刻度均匀的小格,则其分度值为 N。
(2)如图乙所示,当使用弹簧测力计进行拉动橡皮筋之前,应该在 方向对弹簧测力计进行校零。
(3)小强用两个弹簧测力计一起沿水平相同方向作用于橡皮筋上拉到A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小强只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也水平拉到A点,弹簧测力计的示数F=7.0N,如图乙所示。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是 (该空选填“转换法”或“等效替代法”)。
(4)小强在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F’=5N。根据你对合力与分力的理解,判断F’ (该空选填“是”或“不是”)F3、F4的合力,你的判断理由是 。
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第16讲 力与运动的关系
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理(吃透教材)
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练(3大考点)
模块五 小试牛刀过关测
1.知道力的作用效果。
2.知道力是物体运动状态改变的原因。
3.了解同一直线上的二力合成的。
1.力可以使物体发生形变
现象:(1)力使物体形状发生改变;
(2)力使物体体积发生改变。
举例:
压力使气球变形 拉力使橡皮筋变长 充气气球不断变大
特别注意:(1)只要物体受到力的作用物体一定会发生形变。
(2)物体发生了形变,一定受到力的作用。
2.力可以使物体运动状态发生改变
现象:(1)力使物体运动速度发生改变;
(2)力使物体运动方向发生改变。
自由下落的小球做加速运动 斜抛的小球做曲线运动
特别注意:(1)物体的运动状态发生改变,一定受到力的作用。
(2)物体受到力的作用,物体的运动状态不一定改变。如物体受平衡力作用时,其运动状态保持不变,但会发生形变。
3.力的方向与运动方向在同一直线上
现象:(1)力的方向与运动方向相同,物体做加速运动;
(2)力的方向与运动方向相反,物体做减速运动。
压缩的弹簧推动小球 运动的小球撞击弹簧挤压弹簧
甲 乙
分析:(1)甲图中,被压缩弹簧对小球的弹力向右,与小球的运动方向相同,小球做加速运动;
(2)图乙中,向左运动的小球撞击弹簧,弹簧对小球的弹力向右,弹力方向与运动方向相反,小球做减速运动。
特别注意:(1)物体受非平衡力作用,运动状态一定改变。
(2)物体所受的力与物体运动方向共线时,力会改变物体的运动速度。
4.力的方向与运动方向不在同一直线上
现象:细线系住小球,从A点由静止释放,小球做曲线运动。
分析:小球系在细线下,受到重力和细线的拉力,重力是竖直向下的,拉力沿细线向上,从A点开始,小球绕O点摆动,摆动过程中小球所受的力与运动方向始终不在同一直线上,小球的运动方向不断改变。
思考:小球运动到最低点O/点时,小球的重力与细线对小球的拉力在同一直线上,此时小球所受的力是否是一对平衡力。
小球在O/点所受的力不是一对平衡力,因为小球在O/点不能保持静止,同时小球做曲线运动,小球不处于平衡状态,由此可知小球所受的力不是一对平衡力。
特别注意:(1)物体所受的力与物体运动方向不共线时,物体的运动方向会发生改变。
(2)当物体所受的力与物体的运动方向垂直时,这个力只改变物体的运动方向。
5.力的合成
合力:几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力称为那几个力的合力。
力的合成:如果已知几个力的大小和方向,求合力的大小和方向,称为力的合成。
特别注意:合力是物理学中一种研究方法——等效替代法,从力的作用效果出发,合力的作用效果与几个力的作用效果相同。
6.两个方向相同力的合成
现象:(1)橡皮筋原长AB,如甲图所示;
(2)将两弹簧测力计分别系住橡皮筋A端;用大小分别为F1、F2的拉力向右拉,使橡皮筋伸长,如图乙所示。
(3)用一只弹簧测力计系住橡皮筋A端;用大小为F的拉力向右拉,使橡皮筋伸长与图乙相同的长度,如图丙所示。甲
乙
丙
分析:两次橡皮筋的伸长相同,即力的作用效果相同。
(1)力的大小:F与F1、F2的和相等;
(2)力的方向:F与F1、F2的方向相同。
特别注意:方向相同的二力的合力方向不变。
7.两个方向相反力的合成
现象:(1)橡皮筋原长AB,如丁图所示;
(2)将两弹簧测力计分别系住橡皮筋A端;用大小为F1/向右拉,用大小为F2/向右拉,使橡皮筋伸长,如图戊所示。
(3)用一只弹簧测力计系住橡皮筋A端;用大小为F/的拉力向右拉,使橡皮筋伸长与图戊相同的长度,如图已所示。
丁
戊
已
分析:两次橡皮筋的伸长相同,即力的作用效果相同。
(1)力的大小:F /与F1/、F2/的差相等;
(2)力的方向:F /与F1/的方向相同。
特别注意:同一直线上,两个力方向相反,其合力方向与较大的力的方向相同。
教材习题01
跳伞运动员从飞机上跳下,在降落伞打开前速度越来越大,这是为什么?降落伞打开一段时间后会匀速降落,这又是为什么?
解题方法
分析跳伞运动员打开伞前后的受力,比较所受重力与阻力的大小,重力大于阻力时,运动员下降的速度回增大;当重力与阻力大小相等时,阻力与重力平衡,运动员的运动状态就保持不变。
【答案】降落伞打开前,运动员所受的阻力小于重力,运动员所受的合力方向向下,与其运动方向相同,所以运动员做加速运动。降落伞打开后,运动员所受重力不变,但阻力增大,且阻力随速度的增大而增大,当运动员所受的阻力与其重力相等时,其所受合力为零,运动员的运动状态保持不变。
教材习题02
如图 8-20所示,小球从斜面上由静止滚下,最后停在粗糙水平面上的点B处。从点A到点B的过程中,小球做什么运动?原因是什么?
解题方法
小球的运动状态发生改变,其所受的力一定时非平衡力,小球从点A到点B的过程中,在水平方向上,小球只受阻力,阻力与小球的运动方向相反,使小球的运动速度不断减小。
【答案】从点A到点B的过程中,小球做减速运动?原因是小球在水平方向只受阻力,阻力与其运动方向相反。
教材习题03
“活动8.1”中,卡片静止时所受的合力是多大?
解题方法
卡片处于静止状态,说明此时卡片所受的力为平衡力,平衡力的合力为零。
【答案】卡片静止时所受的合力为零。
教材习题04
一辆质量为4t的卡车,在2×103N的牵引力作用下,沿平直公路匀速行驶。求卡车受到的阻力和地面对它的支持力。
解题方法
卡车做匀速直线运动,因此在水平方向和竖直方向所受的力均为平衡力,即卡车所受阻力等于牵引力,地面对它的支持力等于其重力。
【答案】卡车所受的重力G=mg=4×103kg×9.8N/kg=3.92×104N,即地面对它的支持力等于3.92×104N,卡车所受的阻力为2×103N。
教材习题05
小明用 20N的水平推力,使小车在水平路面上匀速前进。此时小车所受的合力是多大?当水平推力增大到30N时,小车所受的合力是多大?
解题方法
小车做匀速直线运动,小车所受的力为平衡力,即此时小车所受的合力为零。小车水平方向的所受的摩擦力与推力是一对平衡力,即摩擦力的大小为20N,当推力增大到30N,则小车所受的合力为10N。
【答案】0,10N。
考点一 力的作用效果
1.如图所示运动场景中,力的作用效果与其他三项不同的是( )
A.踢飞足球
B.压弯跳板
C.拉开弓箭
D.蹦床凹陷
【答案】A
【解答】解:A、踢飞的足球,其的速度大小和方向都发生改变,说明力可以改变物体的运动状态;
B、跳板被压弯,跳板的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状;
C、弓被拉开,弓的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状;
D、蹦床凹陷,蹦床的形状发生变化,说明力可以改变物体的形状;
由此可知,A是力改变了物体的运动状态,BCD都是力改变了物体的形状。
故选:A。
2.下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了
B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶
D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
【答案】D
【解答】解;
A、用力压弹簧,弹簧缩短了,属于力改变物体的形状,故A不符合题意;
B、足球在草地上越滚越慢,是摩擦力改变物体的运动状态,故B不符合题意;
C、小车在转弯处匀速行驶,但小车的运动方向发生了改变,属于力改变物体的运动状态,故C不符合题意;
D、小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动,冰块的运动状态不变,不属于力产生的效果,故D符合题意。
故选:D。
3.如图所示表示了力的作用效果,其中图甲主要表示力能改变物体的 运动状态 ;图乙主要表示力能改变物体的 形状 。
【答案】运动状态;形状
【解答】解:踢球、头球攻门时改变了球的运动状态,故图甲表示力能使物体的运动状态发生改变;
熊猫弄弯竹子是改变了物体的形状,故图乙表示力能使物体发生形变。
故本题答案为:运动状态;形状。
4.在如图所示的情景中,两个小孩能提起桶水,一个大人同样能提起这桶水。这现象表明小孩提起水桶的 2 个力,与大人提起同一水桶一个力的作用效果 相同 (填“相同”或“不同”)。
【答案】2;相同。
【解答】解:两个小孩共同提起一桶水,而大人一个人就可以提起,就是说大人用的一个力与两个小孩用的两个力的作用效果相同,大人施加的力是两个小孩的力的合力。
故答案为:大人用的力与两个小孩用的力的作用效果相同,大人施加的力是两个小孩的力的合力。
故答案为:2;相同。
考点二 力与运动的关系
5.下列关于力与运动关系的说法中正确的是( )
A.物体受到力的作用,其运动状态一定发生改变
B.物体不受力的情况下其运动状态一定不发生改变
C.做匀速圆周运动的物体,受到的力也可能是平衡力
D.用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦力
【答案】B
【解答】解:A、物体受到力的作用,其运动状态不一定发生改变,如受平衡力时,物体运动状态不变,故A错误;
B、物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,即物体不受力的情况下其运动状态一定不发生改变,故B正确;
C、做匀速圆周运动的物体,其运动方向改变,受到的力一定是非平衡力,故C错误;
D、用力推桌子,桌子静止不动,处于平衡状态,受平衡力,推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,故D错误。
故选:B。
6.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是( )
A.没有力的作用,运动的物体就会慢慢停下来
B.小车运动状态改变时一定受到非平衡力的作用
C.物体受到平衡力的作用,一定处于匀速直线运动状态
D.大小相等、方向相反、作用在同一直线的两个力,一定是一对平衡力
【答案】B
【解答】解:A、根据牛顿第一定律,没有力的作用,运动的物体会做匀速直线运动,故A错误;
B、力是改变物体运动状态的原因,小车运动状态改变时一定受到非平衡力的作用,故B正确;
C、物体受到平衡力的作用,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故C错误;
D、大小相等、方向相反、作用在同一直线的两个力,如果作用在不同的物体上,则不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
7.雨滴自高空由静止开始下落,下落过程中受到的空气阻力随其下落速度增大而增大,在整个下落过程中雨滴的运动情况是(设下落高度足够大)( )
A.先加速下落,后减速下落
B.先加速下落,后匀速下落
C.先加速下落,中间匀速下落,最后减速下落
D.先匀速下落,后加速下落,最后减速下落
【答案】B
【解答】解:雨滴开始下落的时候,速度很小,阻力也小,重力的方向向下,阻力的方向向上,故重力和阻力的合力方向向下,故雨滴做加速运动,随着速度的增加,阻力也越来越大,当阻力增加到和重力相等的时候,雨滴做匀速运动。故A、C、D错误。
故选:B。
8.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1>v2>v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
【答案】C
【解答】解:滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关;
由题意和图示可知,甲、乙、丙三图中接触面的粗糙程度相同,甲、乙对水平面的压力相同,丙对水平面的压力较大(木块上叠放一重物),故摩擦力的大小关系为f甲=f乙<f丙;
因为三图中木块都在做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力F=f,所以 匀速拉动该木块所需的水平拉力关系为F甲=F乙<F丙,故C正确。
故选:C。
考点三 探究同一直线上的二力合成
9.物理老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示,橡皮筋原长AE,在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。
(1)该实验应用了力能使物体 发生形变 的道理,图中EE'表示橡皮筋 伸长 的长度。
(2)实验中,老师每次均将橡皮筋右端拉至E'点,这样做的目的是 控制力的作用效果相同 ;
(3)通过比较图 甲、丙 两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之 和 ,方向跟这两个力的方向相同。
(4)通过比较图乙和图丙两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向跟 较大 (填“较大”或“较小”)的那个力的方向相同。
【答案】(1)发生形变;伸长;(2)控制力的作用效果相同;(3)甲、丙;和;(4)较大
【解答】解:(1)根据图示可知,橡皮筋在力的作用下伸长了,因此该实验应用了力能使物体发生形变;并且图中AE表示橡皮筋原来的长度,EE′表示橡皮筋伸长的长度;
(2)老师每次均将橡皮筋右端拉至E'点,橡皮筋的长度相同,这样做的目的是控制力的作用效果相同;
(3)由甲、丙两图所示实验可知,同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力之和,方向与这两个力方向相同。
(4)由乙、丙两图所示实验可知:同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,方向与较大力方向相同。
故答案为:(1)发生形变;伸长;(2)控制力的作用效果相同;(3)甲、丙;和;(4)较大。
10.某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的 效果 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于 F=F1+F2 (用公式表示)。
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于 F=F3﹣F4 (用公式表示),合力的方向与 F3 (选填“F3”“F4”)的方向相同。
【答案】(1)效果;(2)F=F1+F2;(3)F=F3﹣F4;F3。
【解答】解:(1)实验中是通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的效果相同。
(2)将a、b两个图结合起来分析,b图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N;b图中的两个力分别为1N和3N,从数量关系上分析,两个力的合力等于这两个分力的大小之和,两个力的方向相同,合力的方向也与这两个力的方向相同,即F=F1+F2;
(3)将a、c两个图结合起来分析,c图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N;c图中的两个力分别为1N和5N,从数量关系上分析,两个力的合力等于这两个分力的大小之差。F=F3﹣F4,并且方向与较大的那个力的方向相同,即F3。
故答案为:(1)效果;(2)F=F1+F2;(3)F=F3﹣F4;F3。
考点四 同一直线上的二力合成
11.如图,物体M向左运动压缩弹簧,它图中位置时,受到的摩擦力f=0.5N,弹簧的弹力F=2N,支持力F支=5N,重力G=5N;则在水平方向上,物体M受到的合力为( )
A.大小等于1.5N,方向水平向左
B.大小等于2.5N,方向水平向右
C.大小等于12.5N,方向水平向右
D.大小等于7.5N,方向水平向左
【答案】B
【解答】解:根据图中知,物体M在水平方向上,此时向左运动压缩弹簧,物体M受到水平向右的摩擦力和水平向右的弹簧的弹力,二力方向相同,物体M受到的合力为
F合=F+f=2N+0.5N=2.5N;合力方向水平向右。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
12.同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
【答案】A
【解答】解:ABD、当物体受到的两个力为一对平衡力,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上,则它们的合力为零,所以合力小于任何一个分力,故A正确,BD错误;
C.由于同一直线、同方向二力的合力大小等于二力之和,即合力一定大于其中任何一个力,故C错误。
故选:A。
13.有人用100N的水平推力,推着一辆重500N的小车,在水平路面上做匀速直线运动,小车在水平方向上受到的合力为 0 N。当推力增大到150N时,小车受到的合力是 50 N。
【答案】0;50
【解答】解:①在水平方向上,小车做匀速直线运动,因此,其受到的推力与摩擦力是一对平衡力,其合力为0,摩擦力是100N;
②当推力增大到150N时,其摩擦力仍为100N,则其合力为150N﹣100N=50N,其方向同推力的方向相同。
故答案为:0;50。
14.如图甲所示,重为4N的正方形铁块,被大小为5N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上匀速下滑,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为 0 N;若对铁块施加一个竖直向上的拉力F拉,如图乙,使该铁块匀速竖直向上运动,则F拉= 8 N,匀速运动时,墙对铁块的吸引力和铁块对墙的吸引力是一对 相互作用力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【答案】0;8;相互作用力。
【解答】解:甲图中,铁块匀速下滑,在水平方向上,铁块受到两个力,竖直磁性平板对铁块的水平向右的吸引力,竖直磁性平板对铁块的水平向左的支持力,大小都是5N;根据合力的知识可知,这时铁块在水平方向上受到的合力大小为0N。
根据图乙可知,若对铁块施加一个竖直向上的拉力F拉,使该铁块匀速竖直向上运动,此时,竖直向上的拉力、竖直向下的重力和摩擦力,三个力平衡,且竖直向上的拉力=竖直向下的重力+摩擦力;重为4N的正方形铁块,被大小为5N的水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上匀速下滑,受力平衡,竖直方向滑动摩擦力等于重力,压力不变、接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力大小不变,所以摩擦力大小等于重力,故拉力大小是8N。
匀速运动时,墙对铁块的吸引力和铁块对墙的吸引力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上,是一对相互作用力。
故答案为:0;8;相互作用力。
15.将质量为1kg的物体竖直向上抛出,在上升的过程中它受到空气的阻力为2N,其所受合力大小是 12 N,合力方向为竖直 向下 。(g取10N/kg)
【答案】12;向下。
【解答】解:将质量为1 kg的物体竖直向上抛出,在上升的过程中它受到空气的阻力为2 N,阻力方向与重力方向相同,其所受合力大小是
F=G+f=1kg×10N/kg+2N=12N,
合力方向与重力、阻力相同,为竖直向下。
故答案为:12;向下。
16.如图所示,跳伞运动员和伞的总重为750N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的合力的大小为 700 N,合力的方向是 竖直向下 。
【答案】700,竖直向下
【解答】解:
伞未打开时,运动员和伞受竖直向下的总重力及向上的阻力,二力的方向相反,则这两个力的合力的大小:F合=G﹣f=750N﹣50N=700N;合力的方向与重力的方向一致,即合力的方向竖直向下。
故答案为:700,竖直向下。
17.如图所示是实验小组探究“二力平衡的条件“的实验,每个钩码的质量均为50g,当左端挂1个钩码,右端挂2个钩码时,松手后小车静止,小车受到向右的拉力F2,为 1 N,此时小车在水平方向所受的合力为 0 N。
【答案】1;0。
【解答】解:每个钩码的质量均为50g,每个钩码重G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;
小车受到向右的拉力F2=2G=2×0.5N=1N;
小车静止时处于平衡状态,受平衡力的作用,物体受平衡力作用时所受的合力为0。
故答案为:1;0。
18.小明帮妈妈提一袋重为100N的大米回家。当他用80N的力竖直向上提放在水平地面上的米袋时,没能提起,此时这袋米所受合力的大小为 0 N;他改用125N的力竖直向上提米袋时,米袋被提起,此时这袋米所受合力的大小为 25 N。
【答案】0;25。
【解答】解:当他用80N的力竖直向上提放在水平地面上的米袋时,没能提起,处于静止状态,受力平衡,此时这袋米所受合力的大小为0N;他改用125N的力竖直向上提米袋时,米袋被提起,此时这袋米所受合力的大小为F合=F﹣G=125N﹣100N=25N。
故答案为:0;25。
考点五 力与物体运动图像
19.小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁,根据图象,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是2.5N,摩擦力方向水平向左
C.t=7s时,小车受到的合力大小是4.5N,合力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
【答案】C
【解答】解:
A、由图丁可知,t=1s时小车的速度为0,处于静止状态,受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用,这三个力的合力为0;由图可知,此时的F1=3N,F2=1N,则静摩擦力为:f=F1﹣F2=3N﹣1N=2N,方向与F2的方向相同,水平向右,故A错误;
B、由v﹣t图像可知,4s~6s小车做匀速直线运动,水平方向上受到的合力为0;由图可知,此时的F'1=6N,F'2=3.5N,则f'=F'1﹣F'2=6N﹣3.5N=2.5N,方向与F2的方向相同,水平向右;t=3s时,F1大于F2,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为2.5N,摩擦力方向水平向右,故B错误;
C、t=7s时,F''1=0N,F''2=2N,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为2.5N,此时的合力为:F=F''2+f'﹣F''1=2N+2.5N﹣0N=4.5N,合力的方向水平向右,故C正确;
D、在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,则小车做变速运动,故D错误。
故选:C。
20.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,则下列分析正确的是( )
A.在0~20s内,木箱受到的摩擦力大小等于推力大小
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力大小小于推力大小
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大小小于推力大小
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大小大于推力大小
【答案】A
【解答】解:如图乙,木箱在0~20s内保持静止状态,木箱在水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等;
在20~40s内保持匀速直线运动状态,木箱在水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等。
故选:A。
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到水平向右的拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,对应的物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,分析图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 2 N,当t=3s时,物体受到的摩擦力为 4 N,方向 水平向左 。
【答案】2;4;水平向左
【解答】解:物体在水平方向受水平向右的拉力F与水平向左的摩擦力f作用;
由图像丙知物体在0﹣2s内静止,处于平衡状态,
由图像乙知:在t=1s时物体受的拉力F=2N,由平衡条件得:摩擦力f=F=2N;
由丙图知在4s﹣6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F'=4N,由平衡条件得滑动摩擦力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,由于接触面的粗糙程度和压力的大小都不变,滑动摩擦力与不变,因此在t=3s时,物体受到的滑动摩擦力仍为4N,方向水平向左。
故答案为:2;4;水平向左。
一.选择题(共8小题)
1.如图所示的四幅图片中,能说明力可以改变物体的运动状态的是( )
①图甲足球运动员用踢球和头球的方式传球射门
②图乙射箭运动员拉满弓
③图丙小铁球从斜面上滚下,在磁体的作用下改变了运动方向
④图丁撑杆跳运动员将竿压弯
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】A
【解答】解:①图甲足球运动员用踢球和头球的方式传球射门、③图丙小铁球从斜面上滚下,在磁体的作用下改变了运动方向,都属于力可以改变物体的运动状态;
②图乙射箭运动员拉满弓、④图丁撑杆跳运动员将竿压弯,都属于力改变物体的形状。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
2.关于力与物体的运动。下列说法正确的是( )
A.力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因
B.地球同步卫星相对地球静止,它处于平衡状态
C.匀速直线运动的物体一定不受力的作用
D.竖直上抛的物体,运动到最高点时,物体处于平衡状态
【答案】A
【解答】解:
A、物体的运动状态发生了变化,是因为物体受到了力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动是不需要力来维持的,故A正确;
B、地球同步卫星相对地球静止,但卫星随地球做圆周运动,它不是处于平衡状态,故B错误;
C、做匀速直线运动的物体,可能不受力,也可能受到平衡力的作用,故C错误;
D、竖直上抛的物体,运动到最高点时,会受到重力的作用,合力不为零,所以物体不是处于平衡状态,故D错误。
故选:A。
3.下面几个说法中正确的是( )
A.静止或做匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用
B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态
C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用
D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向
【答案】C
【解答】解:A、物体不受力或受平衡力作用时,保持静止或做匀速直线运动状态,故A错误;
B、物体处于静止状态或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态;物体相对静止时,可以看做速度为零,但物体不一定处于平衡状态,故B错误;
C、因为力可以改变物体的运动状态,所以要改变物体的运动状态,一定要对它有力的作用,故C正确。
D、物体的运动方向,不一定是物体受合外力的方向,运动方向与加所受合外力的方向可以成任意夹角。故D错误。
故选:C。
4.如图所示,一木块放置于水平桌面上,在F1、F2作用下处于静止状态,其中F1=3N,F2=9N,若撤去力F2,则木块在水平方向上受到的合力为( )
A.0N B.3N 向右 C.9N 向右 D.3N 向左
【答案】A
【解答】解:受力分析如图:
F1、F2同时作用时,静摩擦力f1=F2﹣F1=9N﹣3N=6N,可知地面最大静摩擦力大于6N,撤去F2,外力为3N,小于最大静摩擦力,故物体仍能处于平衡,故合力一定是零,故A正确;
故选:A。
5.重为G的石块在空中下落,则此过程中石块受到重力和空气阻力的合力F的大小( )
A.等于G B.等于零 C.大于G D.小于G
【答案】D
【解答】解:
石块在空中下落过程中,石块受到重力和空气阻力的作用,重力的方向竖直向下,空气阻力的方向竖直向上,重力和空气阻力的方向相反,且重力大于空气阻力,所以这两个力的合力F合=G﹣f,则合力F合小于G。
故选:D。
6.如图甲所示,物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用。F1、F2的大小随时间变化的图象如图乙所示,在t1时间内,下列对物体所受的合力的分析正确的是( )
A.先变大后变小,合力方向始终与F2相同
B.先变小后变大,合力方向始终与F2相同
C.先变大后变小,合力方向始终与F2相反
D.先变小后变大,合力方向始终与F2相反
【答案】C
【解答】解:根据图乙在t1时间内,F1=F0大小不变;
F2≤F0初始时刻等于F0,然后先变小后变大;
则两个力中较大的力为F1;
根据同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力方向相同;
则物体所受的合力的方向始终与F1相同,即合力的方向始终与F2相反;
0时刻时:F1=F0,F2=F0,即F合=F1﹣F2=0;
当F1=F0,F2<F0且变小时,即F合=F1﹣F2>0,合力变大;
当F1=F0,F2<F0且变大时,即F合=F1﹣F2>0,合力变小;
即在t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相反。
故选:C。
7.一个物体重为100N,在竖直方向运动时受到的空气阻力恒为20N。若该物体只受到重力和空气阻力,且物体所受重力和空气阻力在同一直线上,则物体所受的合力( )
A.一定为120N B.一定为80N
C.可能为100N或20N D.可能为120N或80N
【答案】D
【解答】解:当物体向上运动时,二力方向相同,合力大小等于二力大小之和,为F合=100N+20N=120N,
当向下运动时,二力方向相反,合力大小等于二力大小之差,为F合=100N﹣20N=80N,合力可能为120N或80N,故D正确。
故选:D。
8.蹦极是一项极其富有刺激性的运动,小辰一直想去又不敢去,便在家做了一个模拟“蹦极”的小实验,如图所示,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块的速度一直在减小
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块所受合力先减小后增大
D.到达C点时,小石块受到的拉力等于自身的重力
【答案】C
【解答】解:ABC、小石块在下落过程中,不计空气阻力,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;在BC段受到橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大,当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落;从B点下落到C点的过程中,小石块所受合力先减小后增大,故AB错误、C正确;
D、到达C点时,小石块受到的拉力大于自身的重力,小石块会向上做加速运动,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共7小题)
9.一只羽毛球重0.05牛,它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.02牛。该羽毛球竖直向上运动时,所受合力大小为 0.07 牛,方向 竖直向下 。该羽毛球竖直向下运动时所受合力的大小 小于 它竖直向上运动时所受合力的大小(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】0.07;竖直向下;小于
【解答】解:(1)羽毛球受到竖直向下的重力G=0.05N,阻力f=0.02N;
羽毛球上升时,阻力竖直向下,与重力方向相同,则羽毛球受到的合力F合=G+f=0.05+0.02N=0.07N,方向:竖直向下;
(2)该羽毛球竖直向下运动时,阻力竖直向上,与重力方向相反,则F合′=G﹣f=0.05N﹣0.02N=0.03N;
比较可知,该羽毛球竖直向下运动时所受合力的大小小于它竖直向上运动时所受合力的大小。
故答案为:0.07;竖直向下;小于。
10.在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉着物体,当弹簧测力计示数为3N时,该物体做匀速直线运动,此时物体所受的合力为 0 N,当弹簧测力计的示数增大为5N时,该物体受到的摩擦力大小为 3 N,此时物体做 加速 运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”)。
【答案】0;3;加速。
【解答】解:木块做匀速直线运动,物体处于平衡状态,受平衡力,所受合力为0;
此时,木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,二者大小相等,故摩擦力f=F=3N;
当弹簧测力计的示数增大为5N时,桌面受到的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以摩擦力的大小不变,仍为3N,由于拉力大于摩擦力,根据力与运动的关系可知,此时物体做加速运动。
故答案为:0;3;加速。
11.如图所示,一段质量可以忽略的细线,一端连接着放在水平桌面上的物块A,另一端通过定滑轮连接着物块B,整个装置处于静止状态,如图所示。已知细线对A的拉力方向跟水平桌面平行,不计滑轮处的一切摩擦,物块A重15N,物块B重6N,则桌面对A的摩擦力为 6 N,方向水平向 左 ;再将B更换为重力为3N的物体,这时A受到的合力为 0 N。
【答案】6;左;0
【解答】解:物体A受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,物体A处于静止状态,受到平衡力,摩擦力等于拉力,拉力大小等于B的重力,拉力大小是6N,摩擦力大小是6N;
再将B更换为重力为3N的物体,3N小于摩擦力,所以A处于静止状态,这时A受到的合力为0N。
故答案为:6;左;0。
12.小丽同学在超市购物时,用8N的水平力推着一辆购物车在水平地面上向左做匀速直线运动。突然,小丽发现前面有一小孩,她马上用24N的水平力向后拉购物车,购物车减速过程中所受的摩擦力方向为水平 向右 (选填“向左”或“向右”),此过程中购物车所受的合力大小为 32 N。
【答案】向右;32。
【解答】解:用8N的水平力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,小车处于平衡状态,由平衡条件得:f=F1=8N;
当她用F2=24N的力向后拉小车时,小车与地面间的接触面粗糙程度不变、小车对地面的压力不变,因此小车受到的摩擦力f=8N不变,则小车受到向后的拉力和摩擦力作用,故小车受到的合力F=F2+f=24N+8N=32N,合力方向水平向右。
故答案为:向右;32。
13.如图所示,两个重20N的相同物块A、B叠放在一起,受到10N的水平推力F1的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时B受到的合力为 0 N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力F2 = F1(填“>”“<”“=”)。
【答案】0;=。
【解答】解:物体B处于匀速直线运动状态,受到的力是平衡力,平衡力的合力为零;
不论是叠放还是平放,我们都把它们看做一个整体,叠放和平放时队水平面的压力是相等的,与地面的接触面的粗糙程度一是一定的,所以摩擦力相等。而这两次物体都是做匀速直线运动,这说明两种情况下的推力都等于摩擦力,摩擦力相等,所以推力也是相等的。
故答案为:0;=。
14.立定跳远可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员立定跳远过程所受地面支持力F随时间t变化的关系。由图可知,该运动员在 t3 时刻获得向上的最大速度,在蹬伸加速上升阶段地面对运动员的支持力 等于 运动员对地面的压力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】t3;等于
【解答】解:运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态(图中0﹣t1这段时间),其受力平衡,重力和支持力平衡,二力的大小相等,则由图象可知运动员的重力:G=F=500N;
运动员受到地面的支持力F方向向上,运动员的重力G方向向下;
由图象可知:
t1﹣t2内,F>G,运动员所受合力向上,运动员向上加速运动,其速度增大。
t2﹣t3内,F>G,运动员所受合力向上,运动员继续向上加速运动,其速度增大。
t3﹣t4内,F<G,运动员受到合力向下,由于惯性运动员还是会继续向上运动但是向上的速度会减小;
所以,t1﹣t3过程,运动员的速度一直增大;t3﹣t4是减速,故t3时刻获得最大速度;
运动员用力蹬地,地面同时给他一个反作用力,地面对运动员的支持力和运动员对地面的压力一是相互作用力,故支持力等于运动员对地面的压力。
故答案为:t3;等于。
15.如图甲,重4N的物体在水平压力F的作用下,压在竖直的墙壁上。F大小随时间t的变化关系及物运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示,由图象可知,当t=1s时,物体所受摩擦力的方向 竖直向上 ;在2~4s内物体做 加速 运动(填“加速”、“减速”或“匀速”);在t=4~6s内,物体所受摩擦力大小为 4 N。
【答案】竖直向上;加速;4
【解答】解:(1)物体在竖直方向上:受竖直向下的重力G,竖直向上的摩擦力f作用;
在水平方向上受水平向左的推力F,水平向右的支持力FN作用;
(2)①由图乙v﹣t图象可知,在0~2s内,物体速度为零,物体静止,处于平衡状态,由平衡条件可得,f=G=4N,方向竖直向上;
②由图乙中的v﹣t图象可知,在2~4s内物体的速度越来越大,物体做加速运动;
③由图乙中的v﹣t图象可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可得,物体受到的摩擦力f=G=4N。
故答案为:竖直向上;加速;4。
三.作图题(共1小题)
16.如图甲所示,木块在水平推力F的作用下从静止开始在粗糙程度相同的水平地面上滑动,它在滑动过程中受到的摩擦力为3N,“F﹣t”图像如图乙所示,请在图丙中画出0~8s内木块大致的“v﹣t”图像。
【答案】
【解答】解:木块在水平推力F的作用下从静止开始在粗糙程度相同的水平地面上滑动,它在滑动过程中受到的摩擦力为3N;根据图乙可知,0~2s内,水平推力F大于摩擦力,木块做加速运动;2~6s内,水平推力F等于摩擦力,木块做匀速直线运动;6~8s内,水平推力F小于摩擦力,木块做减速运动。据此作出0~8s内木块大致的“v﹣t”图像如下:
四.实验探究题(共2小题)
17.甲、乙两组同学合作探究“一直线上两个力的合力的大小与两个力的大小关系”,他们将一根粗橡皮条的一端固定,另一端系两个细绳套,如图(a),接着用两把测力计勾住绳套,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮条至O点,如图(b)、(c),记录F1、F2的大小。然后用一把测力计拉橡皮条也至O点,如图(d),记录F的大小,他们改变O点的位置多次试验,记录的数据如表一、表二所示。
表一 甲组
序号
F1/N
F2/N
F/N
1
1.5
0.5
2.0
2
2.0
1.0
3.0
3
2.5
1.5
4.0
表二 乙组
序号
F1/N
F2/N
F/N
1
5.0
3.0
2.0
2
7.0
4.0
3.0
3
9.0
5.0
4.0
(1)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出:一直线上方向相同的两个力,合力的大小 等于这两个力大小之和 ;
(2)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出:一直线上方向相反的两个力,合力的大小 等于这两个力大小之差 ;
(3)两组同学交流了表中数据后发现:
甲:一直线上方向相同的两个力的合力大于其中较大的力。
乙:一直线上方向相反的两个力的合力小于其中较小的力。
(a)就上述数据而言,以上发现 都 正确(选填“只有甲”、“只有乙”、“都”或“都不”);
(b)基于得出的初步结论进行推理,其中一个发现不具普适性,请拟定一组F1、F2的值,以支持该推理:F1= 10.0 N,F2= 3.0 N。
【答案】(1)等于这两个力大小之和;(2)等于这两个力大小之差;(3)都;10.0;3.0
【解答】解:
(1)分析比较表一中的数据及相关条件可初步得出:F=F1+F2,即作用在同一直线上方向相同的两个力的合力,大小等于两力之和。
(2)分析比较表二中的数据及相关条件可初步得出:F=F1﹣F2,即作用在同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于两力之差。
(3)(a)分析表一数据可得:作用在同一直线上、方向相同的两个力的合力总大于两个力中较大的力。故甲的发现正确;
分析表二数据可得:作用在同一直线上、方向相反的两个力的合力总小于两个力中较小的力。故乙的发现正确。
(b)发现规律不具普遍性;若F1=10.0N,F2=3.0N,则合力F=F1﹣F2=10.0N﹣3.0N=7.0N>F2。
故答案为:(1)等于这两个力大小之和;(2)等于这两个力大小之差;(3)都;10.0;3.0。
18.小强将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示,该弹簧测力计的一大格刻度是2N,一大格之间有十个刻度均匀的小格,则其分度值为 0.2 N。
(2)如图乙所示,当使用弹簧测力计进行拉动橡皮筋之前,应该在 水平 方向对弹簧测力计进行校零。
(3)小强用两个弹簧测力计一起沿水平相同方向作用于橡皮筋上拉到A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小强只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也水平拉到A点,弹簧测力计的示数F=7.0N,如图乙所示。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是 等效替代法 (该空选填“转换法”或“等效替代法”)。
(4)小强在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F’=5N。根据你对合力与分力的理解,判断F’ 是 (该空选填“是”或“不是”)F3、F4的合力,你的判断理由是 F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同 。
【答案】(1)0.2;(2)水平;(3)等效替代法;(4)是;F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同。
【解答】解:(1)该弹簧测力计的一大格刻度是2N,一大格之间有十个刻度均匀的小格,则其分度值为0.2N;
(2)因为需要测量水平方向上拉力的大小,所以实验前首先应按水平方向对弹簧测力计进行调零,即测力前要使指针对准零刻度线;
(3)实验中,F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,该实验方法为等效替代法;
(4)由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为5N;由图可知,F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同,所以F'是F3、F4的合力。
故答案为:(1)0.2;(2)水平;(3)等效替代法;(4)是;F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同。
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