2025年中考物理一轮专项复习:运动和力(江西专用)
2025-03-10
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内容正文:
运动和力
【知识梳理】
一、牛顿第一定律(又叫惯性定律)
1.牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证这一定律,但从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律是力学基本定律之一。
3.对牛顿第一定律的理解
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
(5)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
(6)牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。
二、惯性
1.定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
2.性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。
3.对惯性的理解。
(1)一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
(2)惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
(3)惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
4.防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。
利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等。
三、二力平衡
1.平衡状态和平衡力
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。
(2)物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。
(3)平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力;物体受平衡力或不受力时保持静止或匀速直线运动状态。
2.二力平衡
(1)作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
(2)二力平衡的条件:概括说就是“同物、等大、反向、共线”。①同物:作用在同一物体上的两个力。②等大:大小相等。③反向:两个力方向相反。④共线:两个力作用在同一条直线上。
3.二力平衡的条件的应用:
(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。
4.二力平衡与相互作用力的区别
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不同点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个,施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者,互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
四、力和运动的关系
物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
受力条件
力的方向和物体运动方向
物体所处状态
运动状态是否改变
不受力或受平衡力(合力为零)
—————
静止状态或匀速直线运动状态
不变
受非平衡力(合力不为零)
相同
速度增大,并且做直线运动
一定改变
相反
速度减小,仍做直线运动
不在同一直线上
运动方向改变,做曲线运动
【方法与技巧】
解决二力平衡问题思路
1. 二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
注意:(1)两个力同物、等大、反向、共线。(2)相互作用力是两个力等大、反向、共线,但这两个力不同时作用在一个物体上。
2.根据受力情况判断物体的运动状态:
(1)当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(3)当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
3.根据物体的运动状态判断物体的受力情况:
(1)当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体不受力或受到平衡力。
(2)当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时,物体受到非平衡力的作用。
4.说明:
(1)物体保持平衡状态的条件:不受力或受平衡力。
(2)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
(3)举例:做匀速直线运动的汽车受到四个力的作用,重力、支持力、牵引力和摩擦力。重力和支持力是一对平衡力,牵引力和摩擦力是一对平衡力。
【专题突破】
一.选择题(共15小题)
1.(2024•吉州区校级二模)如图是篮球运动员在比赛时的场景,下列说法错误的是( )
A.篮球离开手后能继续前进,是由于篮球具有惯性
B.篮球在空中飞行过程中,运动状态不断地发生改变
C.在对抗时,进攻球员对防守球员的作用力大于防守球员对进攻球员的作用力
D.篮球静止在地面上时,篮球受到的支持力与篮球的重力是一对平衡力
2.(2024•青山湖区模拟)如图所示,“奔马”模型的后蹄能稳稳地站立在手指上,下列分析正确的是( )
A.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对相互作用力
B.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对平衡力
C.“奔马”对手指的压力与手指对它的支持力是一对平衡力
D.“奔马”受到的重力与手指对它的支持力是一对平衡力
3.(2024•青原区校级一模)如图所示,是体操运动员在平衡木比赛中的情景,运动员静止在平衡木上时,下列关于力的分析正确的是( )
A.平衡木对运动员的支持力和运动员的重力是一对平衡力
B.运动员对平衡木的压力和运动员受到的重力是同一个力
C.地面对平衡木的支持力和平衡木的重力是一对平衡力
D.地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
4.(2024•赣州二模)如图所示,某同学坐在乙船上,用力向前推甲船时,乙船和自己向后移动。下列说法正确的是( )
A.水对乙船的浮力与乙船受到的重力是一对平衡力
B.人对乙船的压力与人受到的重力是一对相互作用力
C.乙船对人的支持力与乙船对水的压力是一对平衡力
D.人对甲船的推力与甲船对人的推力是一对相互作用力
5.(2024•金溪县校级模拟)如图所示,将小球拉到点A后由静止释放,小球会在点A、B(最低点)、C三处之间来回摆动,若小球摆到B点时,细绳突然断了,且一切外力消失,则小球将( )
A.沿竖直方向掉下来
B.静止在空中不动
C.沿水平方向做匀速直线运动
D.向右沿曲线下落
6.(2024•婺源县二模)如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对水平地面的压力和水平地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
7.(2024•江西模拟)物理老师做了一个“魔力”小实验,将一根筷子插入半个苹果中,如图所示。用橡皮锤不断地敲击筷子的上端,发现苹果慢慢向上“走”,针对这一现象,下列说法中正确的是( )
A.苹果能上去,是因为苹果失去了重力
B.苹果能上去,是因为苹果不受摩擦力
C.苹果能上去,是利用了苹果的惯性
D.苹果能上去,是因为苹果受到了筷子的拉力
8.(2024•信丰县一模)如图所示的运动项目中,关于力学知识的描述,下列说法正确的是( )
A.甲图,踢出去的足球能在空中继续飞行是由于受到惯性的作用
B.乙图,自行车受到的重力和水平地面对自行车的支持力是一对平衡力
C.丙图,掷出后冰壶对水平冰面的压力和冰面对冰壶的支持力是一对相互作用力
D.丁图,投出的篮球飞达最高点过程中,重力势能转化为动能,在最高点时重力势能最小
9.(2024•永修县校级模拟)体操运动员在平衡木比赛中的情景如图所示。当运动员静止在平衡木上时,下列说法正确的是( )
A.运动员对平衡木的压力和运动员受到的重力是同一个力
B.地面对平衡木的支持力和平衡木受到的重力是一对平衡力
C.平衡木对运动员的支持力和运动员受到的重力是一对平衡力
D.地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
10.(2024•永修县校级三模)大雪天路滑,车辆难于前进,如图所示为一位交警正在帮忙沿水平方向推车,但车已经熄火,无法推动,下列说法正确的是( )
A.人对车的作用力小于车对人的作用力
B.人对车的推力小于地面对车的摩擦力
C.人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力
D.车受到的重力与地面对车的支持力是一对相互作用力
11.(2024•吉安县校级模拟)如图所示,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.平衡车对人的支持力是由于车的形变产生的
B.人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
C.平衡车对地面的压力和人受到的支持力是一对相互作用力
D.若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,平衡车会慢慢停下来
12.(2024•赣县区校级三模)如图所示,小明用平行于斜面的力推箱子,没有推动。下列说法正确的是( )
A.人推箱子的力和箱子对地面的摩擦力一对平衡力
B.人推箱子的力和箱子推人的力是一对平衡力
C.箱子对斜面的压力和斜面对箱子的支持力是一对相互作用力
D.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
13.(2020•江西)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动。此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
14.(2024•吉安二模)象棋起源于中国,拥有悠久的历史。如图所示为一种可以在竖直墙上随意移动的磁性象棋,则下面的说法正确的是( )
A.棋盘对棋子的吸引力和棋子受到的重力是一对平衡力
B.棋子对墙的压力和墙对棋子的支持力是一对相互作用力
C.墙对棋子的摩擦力和棋子受到的重力是一对相互作用力
D.棋盘对棋子的吸引力和棋子对棋盘的吸引力是一对平衡力
15.(2023•萍乡二模)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.物体 A 对 B 的摩擦力与物体 B 对 A 的摩擦力是一对相互作用力
B.物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对平衡力
C.物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对相互作用力
D.地面一定是粗糙的
二.填空题(共10小题)
16.(2024•景德镇二模)中国将量子通信技术与无人机相结合,造出了全球首款量子无人机。据悉中国的量子无人机质量约为35kg,此量子无人机在空中悬停时,其升力与重力是一对 (填“平衡力”或“相互作用力”);若无人机在飞行中全部外力都消失,则无人机 (填“保持静止”或“做匀速直线运动”)。
17.(2023•江西)我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有 ,它能与动车一起继续向前运动;“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
18.(2024•赣州二模)如图所示,用钢尺快速击打一摞棋子中的一个,被击打的棋子飞出,说明力可以改变物体的 ,该棋子因为具有 仍然继续向前运动一段距离。
19.(2024•修水县校级模拟)如图是小聪在综合实践活动中,沿着斜向下的力推着装沙的小车匀速直线行进的情景。沙子相对于小聪是 的,此时小车受到的地面的摩擦力和小聪的推力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
20.(2024•安源区二模)如图所示,小男孩在平直路面上驱动滑板向前滑行,发现路旁的建筑往后退,这是以 (选填“地面”或“滑板”)为参照物。滑行时,他的脚不断用力向后蹬地,蹬地后双脚站在滑板上,滑板由于 向前滑行一段距离。
21.(2020•江西)在探究运动和力的关系实验中,让同一小车从同一斜面同一高度自行滑下,其目的是使小车滑行至水平面时的初始速度 ;此小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离不同,说明力的作用效果与力的 有关。
22.(2024•九江校级模拟)一架遥控直升飞机模型,当它匀速上升和匀速降落时(不计空气阻力),旋翼提供的升力是 (选填“相等”或“不等”)的。在某次竖直爬升过程中,旋翼意外停转,则飞机模型将立即 (选填“加速下落”或“减速上升”)。
23.(2024•青原区校级一模)如图所示是女排主攻手朱婷高高跃起将球扣向地面的场景。朱婷离开地面后仍然能向上运动是由于球具有 ;球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的 。
24.(2022•江西)“天宫课堂”点燃科学梦想。如图所示,航天员在空间站演示摆球实验:拨动摆球后,摆球绕固定点持续转动,其运动状态 (选填“不变”或“改变”)。在此过程中,摆球 (选填“具有”或“不具有”)惯性。
25.(2024•南城县模拟)如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球离开手后能继续向前运动是由于 。当实心球运动到最高点Q时,所受的外力全部消失,实心球将 (选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
三.实验探究题(共3小题)
26.(2024•永修县模拟)如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)本实验中如果要忽略卡片重力对实验的影响,应选择较 的卡片(选填“重”或“轻”)。
(2)为了观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片 ,释放并观察 (选填“释放瞬间”或“最终”)卡片是否保持平衡。
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是 。
(4)如图甲,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端都挂上2个钩码,恰好能使小卡片在中间处于静止状态。此时,能观察到两个拉力的方向相反,作用在一条直线上。为了探究这些力的关系是否是物体处于平衡状态的必要条件,小华首先将细线两端挂上相同或不同个数的钩码多次实验。他发现滑轮处的摩擦会影响到结论的判断,则他观察到的实验现象很可能是 。
A.当两边钩码个数相同且质量较小时,小卡片放手后会处于静止状态;当两边钩码个数相同且质量较大时,小卡片放手后会加速运动。
B.当两边钩码个数不同且差异较小时,小卡片放手后能处于静止状态;当两边钩码个数不同且差异较大时,小卡片放手后会加速运动。
C.无论两边钩码个数差异较小或较大时,小卡片放手后都处于静止状态。
(5)为了验证(4)中小华的结论,小明同学将卡片往下拉到一定距离,如图乙所示,松手后发现卡片又恢复图甲原状,小明的方法 (选填“能”或“不能”)验证以上结论。
(6)如果完全忽略摩擦等因素的影响,用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片(钩码始终不着地),则小卡片被弹后将做 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动,直至碰上右侧的滑轮。
27.(2022•江西)疫情期间,停课不停学。某同学在妈妈的协助下,利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等
【设计实验】如图1所示
(1)将小卡片两侧各系一根细线,再把细线的另一端分别穿过晾衣架;
(2)将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端,请妈妈用两手各提起一个晾衣架,按照以下步骤进行实验,观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
(1)如图1所示,提起两个装有水量不等的矿泉水瓶;
(2)如图2所示,提起两个装有水量相等的矿泉水瓶;再将其中一只手逐渐放低,使小卡片倾斜至如图3所示;
(3)用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断;
(4)更换小卡片,重新组装。如图4所示,使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤
小卡片所受二力情况
小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上
大小
方向
是否作用在同一直线上
(1)
是
不等
相反
是
是
(2)
是
相等
相反
是
否
(3)
否
/
/
/
是
(4)
是
相等
相反
①
是
请将表格中①的内容补充到横线上:① 。
【结论】上述实验表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小 ,方向相反,并作用在 上。
【交流与评估】
(1)本实验中的晾衣架起到了改变拉力的 的作用,它类似于简单机械中的 ;
(2)静止在水平桌面上的剪刀,它受到的 力和 力是一对平衡力。
28.(2024•江西模拟)【实验名称】探究质量对惯性的影响。
如【实验过程】小明找来电吹风、粗砂砾、细砂砾、冰盘等物品进行了如下探究。
(1)将粗、细砂砾均匀混合为一个和电吹风口径差不多大的砂砾堆;选择粗、细砂砾的目的是保证二者的 (选填“质量”或“体积”)不同。
(2)将电吹风调至“风力适当”的挡位从左边正对砂砾堆,开启电吹风,砂砾被吹入右边的冰盘中。
(3)观察比较冰盘中砂砾水平运动的距离。实验现象如图甲所示,结果记录在表中。
砂砾质量
大
小
砂砾水平运动的距离
近
远
【分析论证】实验中通过观察 来比较砂砾惯性的大小。由实验结果可知,在相同风速的作用下,质量越大的砂砾水平运动的距离越近,其运动状态越 (选填“容易”或“不容易”)发生改变,由此说明物体惯性的大小与质量有关,质量越 ,惯性越大。
【交流评估】为了使实验结论更科学,可以更换不同的物体或改变 ,重复上述实验。
【生活应用】
(1)下列选项中,是根据上述实验得出的结论来防范惯性造成的危害的是 (填选项)。
A.驾驶员必须系安全带;
B.大货车严禁超载;
C.行车时保持车距。
(2)如图乙所示,将少量碎石、谷粒及糠皮的混合物从农用扬场机进料口倒入,在快速转动的轮和皮带的带动下三者被抛出落地形成了A、B、C三堆,达到分离的目的,其中落在最远处C点的是 。
运动和力
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
D
A
D
C
C
C
C
C
C
A
题号
12
13
14
15
答案
C
A
B
D
一.选择题(共15小题)
1.(2024•吉州区校级二模)如图是篮球运动员在比赛时的场景,下列说法错误的是( )
A.篮球离开手后能继续前进,是由于篮球具有惯性
B.篮球在空中飞行过程中,运动状态不断地发生改变
C.在对抗时,进攻球员对防守球员的作用力大于防守球员对进攻球员的作用力
D.篮球静止在地面上时,篮球受到的支持力与篮球的重力是一对平衡力
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性;一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性;
(2)物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变;
(3)一对平衡力的条件:两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】解A.篮球离开手后,不再受手的推力,因此能继续前进,是由于篮球具有惯性,故A正确;
B.篮球在空中飞行过程中,其速度的方向和大小不断发生变化,可知篮球的运动状态不断地发生改变,故B正确;
C.在对抗时,进攻球员和防守球员产生相互作用力,大小相等,故C错误;
D.篮球静止在地面上时,篮球受到的支持力与篮球的重力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选:C。
【点评】本题综合考查了惯性、物体的运动状态、受力分析等知识的理解和应用,是一道综合性很强的题目。
2.(2024•青山湖区模拟)如图所示,“奔马”模型的后蹄能稳稳地站立在手指上,下列分析正确的是( )
A.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对相互作用力
B.“奔马”受到的重力与它对手指的压力是一对平衡力
C.“奔马”对手指的压力与手指对它的支持力是一对平衡力
D.“奔马”受到的重力与手指对它的支持力是一对平衡力
【分析】一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上。一对相互作用力作用在不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上。据此解答。
【解答】解:
A、“奔马”受到的重力与它对手指的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
B、“奔马”受到的重力与它对手指的压力作用在不同的物体上,方向相同,不是一对平衡力,故B错误;
C、“奔马”对手指的压力与手指对它的支持力作用在不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故C错误;
D、“奔马”受到的重力与手指对它的支持力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了对二力平衡条件的认识,在辨别平衡力与相互作用力时,重点看两个力是否作用在同一物体上。
3.(2024•青原区校级一模)如图所示,是体操运动员在平衡木比赛中的情景,运动员静止在平衡木上时,下列关于力的分析正确的是( )
A.平衡木对运动员的支持力和运动员的重力是一对平衡力
B.运动员对平衡木的压力和运动员受到的重力是同一个力
C.地面对平衡木的支持力和平衡木的重力是一对平衡力
D.地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
【分析】二力平衡的条件:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用于同一直线上;相互作用力的条件:两个力作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A、平衡木对运动员的支持力和运动员所受的重力符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力,故A正确;
B、运动员对平衡木的压力作用在平衡木上,运动员受到的重力作用在运动员上,不是同一个力,故B错误;
C、地面对平衡木的支持力和平衡木的重力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D、地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力大小作用在两个物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
【点评】平衡力与相互作用力最明显的区别在于前者是一个物体受到的两个力,而后者是两个相互作用的物体分别受力。
4.(2024•赣州二模)如图所示,某同学坐在乙船上,用力向前推甲船时,乙船和自己向后移动。下列说法正确的是( )
A.水对乙船的浮力与乙船受到的重力是一对平衡力
B.人对乙船的压力与人受到的重力是一对相互作用力
C.乙船对人的支持力与乙船对水的压力是一对平衡力
D.人对甲船的推力与甲船对人的推力是一对相互作用力
【分析】平衡力是作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
一对相互作用力分别作用在相互作用的两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A.水对乙船的浮力大于乙船受到的重力,结合平衡力的条件可知不是一对平衡力,故A错误;
B.人对乙船的压力与人受到的重力方向相同,不是一对相互作用力,故B错误;
C.乙船对人的支持力与乙船对水的压力,大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D.人对甲船的推力与甲船对人的推力作用在两个相互的物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
【点评】熟知二力平衡的条件与一对相互作用力的特点,可对选项中的描述做出逐一的判断,应细心辨别,但难度不大。
5.(2024•金溪县校级模拟)如图所示,将小球拉到点A后由静止释放,小球会在点A、B(最低点)、C三处之间来回摆动,若小球摆到B点时,细绳突然断了,且一切外力消失,则小球将( )
A.沿竖直方向掉下来
B.静止在空中不动
C.沿水平方向做匀速直线运动
D.向右沿曲线下落
【分析】根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去。
【解答】解:如图所示,将小球拉到点A后由静止释放,小球会在点A、B(最低点)、C三处之间来回摆动,小球摆到B点时,在水平方向上仍有一定速度,如果此时细绳突然断了,且一切外力消失,由牛顿第一定律可知,小球将沿水平方向做匀速直线运动。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对牛顿第一定律的理解和应用,属于基础题目,难度不大。
6.(2024•婺源县二模)如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平地面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对水平地面的压力和水平地面对木块的支持力是一对相互作用力
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
【分析】二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上。
【解答】解:A、图中向沿斜上方拉木块,木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力不在一条直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B、木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C、木块对水平地面的压力和水平地面对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力,不是互为施力物体和受力物体,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了对平衡力和相互作用力的理解与辨别,掌握它们各自的四个因素,是正确判断的关键。
7.(2024•江西模拟)物理老师做了一个“魔力”小实验,将一根筷子插入半个苹果中,如图所示。用橡皮锤不断地敲击筷子的上端,发现苹果慢慢向上“走”,针对这一现象,下列说法中正确的是( )
A.苹果能上去,是因为苹果失去了重力
B.苹果能上去,是因为苹果不受摩擦力
C.苹果能上去,是利用了苹果的惯性
D.苹果能上去,是因为苹果受到了筷子的拉力
【分析】(1)地球附近的一切物体都受到竖直向下的重力;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,据此分析。
【解答】解:图中,用橡皮锤敲击筷子的上端时,筷子向下运动,而苹果由于惯性仍保持原来的静止状态,所以就会出现苹果慢慢向上“走”的现象,苹果的重力和摩擦力不会消失,苹果上升也不是因为受到了摩擦力,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了利用惯性来分析生活中的现象,属基础题,难度不大。
8.(2024•信丰县一模)如图所示的运动项目中,关于力学知识的描述,下列说法正确的是( )
A.甲图,踢出去的足球能在空中继续飞行是由于受到惯性的作用
B.乙图,自行车受到的重力和水平地面对自行车的支持力是一对平衡力
C.丙图,掷出后冰壶对水平冰面的压力和冰面对冰壶的支持力是一对相互作用力
D.丁图,投出的篮球飞达最高点过程中,重力势能转化为动能,在最高点时重力势能最小
【分析】(1)一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,即惯性。
(2)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。
(3)相互作用力:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个物体上。
(4)动能大小的影响因素:质量、速度;质量不变、速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、高度;质量不变、高度越高,重力势能越大。
【解答】解:A.惯性是一种性质,不是力,不能用受到或作用来描述,故A错误;
B.水平地面对自行车的支持力是等于自行车和人的总重力,自行车受到的重力和水平地面对自行车的支持力大小不同,不是一对平衡力,故B错误;
C.掷出后冰壶对水平冰面的压力和冰面对冰壶的支持力大小相同,方向相反,在同一直线上,受力物分别为冰面和冰壶,是两个物体之间的相互作用,所以这两个力是一对相互作用力,故C正确;
D.重力势能大小与高度和质量有关,投出的篮球飞达最高点过程中,质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大,是动能转化为重力势能,在最高点时重力势能最大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了体育运动项目中包含的物理知识,涉及的几个力学知识是历年中考的热点,一定要掌握和理解。
9.(2024•永修县校级模拟)体操运动员在平衡木比赛中的情景如图所示。当运动员静止在平衡木上时,下列说法正确的是( )
A.运动员对平衡木的压力和运动员受到的重力是同一个力
B.地面对平衡木的支持力和平衡木受到的重力是一对平衡力
C.平衡木对运动员的支持力和运动员受到的重力是一对平衡力
D.地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
【分析】(1)根据压力和重力的区别分析解答;
(2)二力平衡的条件:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用于同一直线上;
(3)相互作用力的条件:两个力作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A.运动员对平衡木的压力施力物体是运动员,受力物体是平衡木,运动员受到的重力施力物体是地球,受力物体是运动员,这两个的施力物体、受力物体都不同,不是同一个力,故A错误;
B.地面对平衡木的支持力等于平衡木与运动员的总重力,与平衡木的重力大小不相等,所以与平衡木的重力不是一对平衡力,故B错误;
C.运动员在自身重力和平衡木对运动员的支持力的作用下处于静止状态,所以,平衡木对运动员的支持力和运动员的重力符合二力平衡条件,是一对平衡力,故C正确;
D.地面对平衡木的支持力和运动员对平衡木的压力是作用在同一物体上的两个力,且大小不等,所以不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】平衡力与相互作用力最明显的区别在于前者是一个物体受到的两个力,而后者是两个相互作用的物体分别受力。
10.(2024•永修县校级三模)大雪天路滑,车辆难于前进,如图所示为一位交警正在帮忙沿水平方向推车,但车已经熄火,无法推动,下列说法正确的是( )
A.人对车的作用力小于车对人的作用力
B.人对车的推力小于地面对车的摩擦力
C.人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力
D.车受到的重力与地面对车的支持力是一对相互作用力
【分析】物体处于平衡状态时,受到平衡力的作用,一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上。
【解答】解:A.人对车的作用力与车对人的作用力是一对相互作用力,所以大小相等,故A错误;
B.车处于静止状态,所以受力平衡,人对车的推力等于地面对车的摩擦力,故B错误;
C.人对车的推力与地面对车的摩擦力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.车受到的重力与地面对车的支持力大小并不相等,所以不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】熟知一对平衡力的条件,同时知道物体处于平衡状态时,受平衡力的作用,可对选项中的内容逐一判断。
11.(2024•吉安县校级模拟)如图所示,当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.平衡车对人的支持力是由于车的形变产生的
B.人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
C.平衡车对地面的压力和人受到的支持力是一对相互作用力
D.若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,平衡车会慢慢停下来
【分析】(1)弹力是由于物体发生弹性形变而产生的力,压力、支持力都属于弹力;
(2)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(3)相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(4)物体在不受力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:A.人的压力使平衡车发生形变,平衡车对人的脚产生了一个支持力,故A正确;
B.人对车的压力和车对人的支持力,受力物体不同,不是一对平衡力,故B错误;
C.平衡车对地面的压力等于平衡车和人的总重力,人受到的支持力等于人的重力,这两个力大小不相等,所以不是一对相互作用力,故C错误;
D.若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,由牛顿第一定律可知,平衡车会保持原来的运动状态,即做匀速直线运动,故D错误。
故选:A。
【点评】此题以平衡车为载体,考查了弹力、牛顿第一定律的应用、平衡力和相互作用力的区分等多个知识点,综合性较强,但难度不大。
12.(2024•赣县区校级三模)如图所示,小明用平行于斜面的力推箱子,没有推动。下列说法正确的是( )
A.人推箱子的力和箱子对地面的摩擦力一对平衡力
B.人推箱子的力和箱子推人的力是一对平衡力
C.箱子对斜面的压力和斜面对箱子的支持力是一对相互作用力
D.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
【分析】一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;一对相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同的两个物体上。
【解答】解:A、人推箱子的力作用在箱子上,箱子对地面的摩擦力作用在地面上,两个力不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、人对箱子的推力作用在箱子上,箱子对人的推力作用在人身上,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,但不是作用在同一物体上,所以这两个力是一对相互作用力,而不是一对平衡力,故B错误;
C、箱子对斜面的压力和斜面对箱子的支持力,两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同的两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、箱子受到的重力,地面对箱子的支持力,没有作用在同一直线上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了平衡状态的判断与平衡力的辨别,熟练掌握相关原理和概念是解答的关键。
13.(2020•江西)如图所示,小明去公园遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动。此时,若不计绳子重力,以下两个力是一对平衡力的是( )
A.小明拉绳子的力与狗拉绳子的力
B.狗受到的重力与地面对狗的支持力
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力
【分析】判断二力平衡的方法有:
(1)两个力作用在同一个物体上,它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,这两个力就是平衡力。
(2)一个物体在两个力作用下还能保持静止或匀速直线运动状态,这两个力就是平衡力。
【解答】解:
A.不计绳子重力,绳子只受到小明和狗的拉力作用,且处于平衡状态(静止),故这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.由图可知,狗静止不动时处于平衡状态,竖直方向的合力为零,对狗受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、绳子向上的分力作用,则狗受到的重力与地面对狗的支持力大小不相等,二力不是一对平衡力,故B错误;
C.绳子对狗的拉力与地面对狗的阻力,二力不是作用在同一条直线上,且二力大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.绳子对狗的拉力与狗对绳子的拉力,二力不是作用在同一个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了平衡力的判断,正确的对狗受力分析是关键,要注意二力平衡时的四个条件缺一不可。
14.(2024•吉安二模)象棋起源于中国,拥有悠久的历史。如图所示为一种可以在竖直墙上随意移动的磁性象棋,则下面的说法正确的是( )
A.棋盘对棋子的吸引力和棋子受到的重力是一对平衡力
B.棋子对墙的压力和墙对棋子的支持力是一对相互作用力
C.墙对棋子的摩擦力和棋子受到的重力是一对相互作用力
D.棋盘对棋子的吸引力和棋子对棋盘的吸引力是一对平衡力
【分析】(1)一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
(2)二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
【解答】解:
A、棋盘对棋子的吸引力沿水平方向,棋子受到的重力沿竖直方向,则二力不在同一直线上,方向不是相反的,所以二力不是一对平衡力,故A错误;
B、棋子对墙的压力和墙对棋子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B正确;
C、墙对棋子的摩擦力和棋子受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C错误;
D、棋盘对棋子的吸引力和棋子对棋盘的吸引力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
【点评】掌握平衡力时应注意其关键点:二力是作用在同一个物体上的,明确这一点即可与作用力与反作用力进行区分。
15.(2023•萍乡二模)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.物体 A 对 B 的摩擦力与物体 B 对 A 的摩擦力是一对相互作用力
B.物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对平衡力
C.物体 B 的重力与地面对 B 的支持力是一对相互作用力
D.地面一定是粗糙的
【分析】(1)A、B两物体叠放在一起,处于匀速直线运动状态,A和B受到的都是平衡力;
(2)A受到的力有:重力、B对A的支持力;A的重力等于B对A的支持力;
B受到的力有:重力、A对B的压力、地面对B的支持力以及拉力和地面的摩擦力。其中B的重力加上A对B的压力等于地面对B的支持力,拉力和地面的摩擦力相等;
(3)二力平衡的条件是:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
相互作用力的条件:作用在两个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:A、叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,AB之间没有相对运动的趋势,故AB间没有摩擦力,故A错误;
B、物体 B 的重力与地面对 B 的支持力大小不等,不是一对平衡力。故B错误;
C、物体 B 的重力与地面对 B 的支持力大小不等,不是一对相互作用力,故C错误;
D、以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,故地面一定是粗糙的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题重点掌握平衡力与作用力和反作用力的相同和不同,注意等大反向作用在两个物体上的不一定是作用力和反作用力,记住平衡力的特征是两个力的作用效果能够相互抵消。
二.填空题(共10小题)
16.(2024•景德镇二模)中国将量子通信技术与无人机相结合,造出了全球首款量子无人机。据悉中国的量子无人机质量约为35kg,此量子无人机在空中悬停时,其升力与重力是一对 平衡力 (填“平衡力”或“相互作用力”);若无人机在飞行中全部外力都消失,则无人机 做匀速直线运动 (填“保持静止”或“做匀速直线运动”)。
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(2)根据牛顿第一定律分析解答。
【解答】解:无人机在空中悬停时,重力与升力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,若无人机在飞行中全部外力都消失,根据牛顿第一定律,不受力的无人机保持原来的运动状态,做匀速直线运动。故答案为:平衡力;做匀速直线运动。
【点评】本题考查了平衡力的辨别和牛顿第一定律,难度不大,要熟记这些基础知识。
17.(2023•江西)我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有 惯性 ,它能与动车一起继续向前运动;“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力是一对 平衡力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【分析】物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性;
二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】解:将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有惯性,保持运动状态不变,能与动车一起继续向前运动;“纹丝不动”的硬币处于匀速直线运动状态,受到的重力与窗台对它的支持力作用在同一个物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力。
故答案为:惯性;平衡力。
【点评】本题考查惯性、平衡力和相互作用力的理解与辨别,属于基础题。
18.(2024•赣州二模)如图所示,用钢尺快速击打一摞棋子中的一个,被击打的棋子飞出,说明力可以改变物体的 运动状态 ,该棋子因为具有 惯性 仍然继续向前运动一段距离。
【分析】力可以改变物体的运动状态和形状。
物体保持运动状态不变的性质叫惯性。惯性是物体的一种属性,一切物体都有惯性。
【解答】解:快速击打最下面的棋子,最下面的棋子被击后飞出去,说明力改变了物体的运动状态;惯性是物体保持原运动状态不变的性质,上面的棋子仍然留在原处,是因为棋子具有惯性。
故答案为;运动状态;惯性。
【点评】此题考查的是有关惯性现象的解释,这是中考的一个重要考点,应该重点掌握。
19.(2024•修水县校级模拟)如图是小聪在综合实践活动中,沿着斜向下的力推着装沙的小车匀速直线行进的情景。沙子相对于小聪是 静止 的,此时小车受到的地面的摩擦力和小聪的推力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【分析】物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
利用二力平衡的条件判断。
【解答】解:以小聪为参照物,沙子相对于小聪的位置没有改变,所以是静止的。
由图可知小聪对小车的推力作用在小车上部,而地面对小车的摩擦力作用在小车的车轮处,所以小车受到的地面的摩擦力与小聪的推力不在同一直线上,因此二者不是平衡力。
故答案为:静止;不是。
【点评】此题考查了平衡力的判断及物体运动状态的判断,属于基础知识。
20.(2024•安源区二模)如图所示,小男孩在平直路面上驱动滑板向前滑行,发现路旁的建筑往后退,这是以 滑板 (选填“地面”或“滑板”)为参照物。滑行时,他的脚不断用力向后蹬地,蹬地后双脚站在滑板上,滑板由于 惯性 向前滑行一段距离。
【分析】(1)运动的物体相对于参照物位置不断改变;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:他向前运动,建筑相对于他不断后退,位置不断改变,所以以滑板为参照物,建筑是后退的;
蹬地后双脚站在滑板上,滑板由于惯性,仍要保持原来的运动状态,会向前滑行一段距离。
故答案为:滑板;惯性。
【点评】本题考查了参照物的选择、惯性等,属力学基础题。
21.(2020•江西)在探究运动和力的关系实验中,让同一小车从同一斜面同一高度自行滑下,其目的是使小车滑行至水平面时的初始速度 相同 ;此小车在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离不同,说明力的作用效果与力的 大小 有关。
【分析】(1)同一物体从同一斜面的同一高度由静止滚下,物体到达水平面时的速度相等;
(2)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都会影响力的作用效果。
【解答】解:
(1)同一小车从同一斜面同一高度自行滑下的过程中,小车受到的阻力与重力均相同,运动的距离相同,则小车到达水平面时的速度相同。
(2)接触面的粗糙程度不同,小车滑行时受到的阻力大小不同,小车滑行的距离不同,说明力的作用效果与力的大小有关。
故答案为:相同;大小。
【点评】本实验是研究运动和力的关系,考查了控制变量法应用以及力的作用效果,是一道基础题。
22.(2024•九江校级模拟)一架遥控直升飞机模型,当它匀速上升和匀速降落时(不计空气阻力),旋翼提供的升力是 相等 (选填“相等”或“不等”)的。在某次竖直爬升过程中,旋翼意外停转,则飞机模型将立即 减速上升 (选填“加速下落”或“减速上升”)。
【分析】(1)二力平衡条件:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上;物体处于静止或匀速直线运动状态,受平衡力的作用,根据二力平衡条件进行解答;
(2)四个旋翼的旋转,使吹向下方的风量增加,无人机就会上升,四个旋翼同时意外停转,飞行器不再受向上的升力,由于惯性飞行器还会上升,此时飞行器仍然受重力作用,据此分析其运动状态。
【解答】解:(1)当直升飞机模型匀速上升和匀速降落时,它都处于平衡状态,受到平衡力作用,旋翼提供升力的大小等于飞机模型的重力,则两种情况下旋翼提供的升力相等;
(2)直升飞机模型竖直爬升过程中,若四个旋翼同时意外停转,飞机模型不再受向上的升力,该飞机模型由于惯性还会上升,在重力的作用下它将立即减速上升。
故答案为:相等;减速上升。
【点评】此题考查了二力平衡条件、惯性等知识的应用,掌握二力平衡条件正确对物体进行受力分析,即能确定平衡力的大小和方向,这是解题的关键。
23.(2024•青原区校级一模)如图所示是女排主攻手朱婷高高跃起将球扣向地面的场景。朱婷离开地面后仍然能向上运动是由于球具有 惯性 ;球被扣后砸向地面,是因为力能改变物体的 运动状态 。
【分析】任何物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性;力可以改变物体的运动状态,力可以使物体发生形变。
【解答】解:朱婷离开地面后仍然能向上运动是因为朱婷具有惯性,仍然会保持原来向上的运动状态;
球被扣后砸向地面,球受到了力的作用,力改变了球的运动状态。
故答案为:惯性;运动状态。
【点评】本题考查了力的作用效果、惯性,熟练掌握基础知识即可正确解题。
24.(2022•江西)“天宫课堂”点燃科学梦想。如图所示,航天员在空间站演示摆球实验:拨动摆球后,摆球绕固定点持续转动,其运动状态 改变 (选填“不变”或“改变”)。在此过程中,摆球 具有 (选填“具有”或“不具有”)惯性。
【分析】(1)物体保持静止或做匀速直线运动时,速度和运动方向均不改变,即运动状态不变,由此可知摆球绕固定点转动时的运动状态是否改变;
(2)惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,据此得出结论。
【解答】解:(1)物体保持静止或做匀速直线运动时,速度和运动方向均不改变,即运动状态不变,由此可知摆球绕固定点转动时,其运动方向不断改变,它的运动状态不断改变;
(2)惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都具有惯性,因此,绕固定点持续转动的摆球具有惯性。
故答案为:改变;具有。
【点评】本题考查物体运动状态的判断和惯性的理解,难度不大。
25.(2024•南城县模拟)如图是实心球离开手后在空中的运动轨迹(不考虑空气阻力的影响),实心球离开手后能继续向前运动是由于 惯性 。当实心球运动到最高点Q时,所受的外力全部消失,实心球将 沿a方向运动 (选填“静止”、“沿a方向运动”、“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,该性质称为惯性;
(2)据牛顿第一运动定律知,一切物体在没有受到任何外力时,其总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:
实心球被抛出后,由于惯性要保持原来的运动状态继续向前运动;
此时实心球主要受到重力作用,重力改变小球的运动状态,所以实心球在上升过程中,速度不断减小,最后在竖直方向速度是零,但由于惯性,在水平方向仍然运动,若此时的重力消失,据牛顿第一运动定律知,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,即沿a方向运动。
故答案为:惯性;沿a方向运动。
【点评】理解牛顿第一运动定律的内容,并能利用惯性解释现实问题是解决该题的关键,小球处于最高点,竖直向上方向速度为零,处于瞬间静止,此处学生最容易忽视。
三.实验探究题(共3小题)
26.(2024•永修县模拟)如图甲所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)本实验中如果要忽略卡片重力对实验的影响,应选择较 轻 的卡片(选填“重”或“轻”)。
(2)为了观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片 转过一个角度 ,释放并观察 释放瞬间 (选填“释放瞬间”或“最终”)卡片是否保持平衡。
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,由此可以得到二力平衡的又一个条件是 只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 。
(4)如图甲,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮,在细线的两端都挂上2个钩码,恰好能使小卡片在中间处于静止状态。此时,能观察到两个拉力的方向相反,作用在一条直线上。为了探究这些力的关系是否是物体处于平衡状态的必要条件,小华首先将细线两端挂上相同或不同个数的钩码多次实验。他发现滑轮处的摩擦会影响到结论的判断,则他观察到的实验现象很可能是 B 。
A.当两边钩码个数相同且质量较小时,小卡片放手后会处于静止状态;当两边钩码个数相同且质量较大时,小卡片放手后会加速运动。
B.当两边钩码个数不同且差异较小时,小卡片放手后能处于静止状态;当两边钩码个数不同且差异较大时,小卡片放手后会加速运动。
C.无论两边钩码个数差异较小或较大时,小卡片放手后都处于静止状态。
(5)为了验证(4)中小华的结论,小明同学将卡片往下拉到一定距离,如图乙所示,松手后发现卡片又恢复图甲原状,小明的方法 不能 (选填“能”或“不能”)验证以上结论。
(6)如果完全忽略摩擦等因素的影响,用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片(钩码始终不着地),则小卡片被弹后将做 匀速 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动,直至碰上右侧的滑轮。
【分析】(1)放在水平面上的物体,物体的重力越大,对水平面的压力越大,物体受到的滑动摩擦力也就越大,所以物体的重力越小对实验的影响越小;
(2)(3)利用控制变量法分析;
(4)如果有摩擦力,当两边钩码个数不同且差异较小时,滑轮所受摩擦力和两端的拉力三个力平衡,从而影响实验结论的判断;
(5)二力平衡的条件为:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
(6)物体在平衡力的作用下保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:(1)小卡片的重力很小,可以忽略对实验的影响,本实验中如果要忽略卡片重力对实验的影响,应选择轻的卡片。
(2)为了观察不在同一直线上的两个力是否能平衡,实验操作为使两个力不在同一直线上,可用手将卡片转过一个角度,释放并观察释放瞬间卡片是否保持平衡。
(3)在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察随之发生的现象,这是为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,当用剪刀将卡片从中间剪开,小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上。
(4)考虑滑轮与支架之间的摩擦,当两边钩码个数不同且差异较小时,摩擦力不可忽略,滑轮受到的摩擦力和两端的两个拉力三个力平衡;当两边钩码个数不同且差异较大时,摩擦力相对较小,对实验现象影响较小,则小卡片放手后会加速运动。故AC不符合题意,B符合题意。故选B。
(5)将卡片往下拉过一定距离,此时两个力虽然不在同一条直线上,但同时两个力的方向也不是相反的(都向上),不符合控制变量法的要求,所以小明的方法不能得到结论。
(6)用手指水平向右轻弹一下原本静止在滑轮之间某处的小卡片,小卡片会向右运动,手不施力之后,它受到平衡力,所以继续保持匀速直线运动状态。
故答案为:(1)轻;(2)转过一个角度;释放瞬间;(3)只有作用在同一物体上的两个力才能平衡;(4)B;(5)不能;(6)匀速。
【点评】此题探究的是二力平衡的条件,注意从二力平衡的四个条件进行分析;二力平衡是初中物理力学中的难点,也是一个重点需要掌握,还要注意用好控制变量法。
27.(2022•江西)疫情期间,停课不停学。某同学在妈妈的协助下,利用家中物品探究二力平衡的条件。
【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等
【设计实验】如图1所示
(1)将小卡片两侧各系一根细线,再把细线的另一端分别穿过晾衣架;
(2)将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端,请妈妈用两手各提起一个晾衣架,按照以下步骤进行实验,观察并记录小卡片的受力及运动情况。
【进行实验】
(1)如图1所示,提起两个装有水量不等的矿泉水瓶;
(2)如图2所示,提起两个装有水量相等的矿泉水瓶;再将其中一只手逐渐放低,使小卡片倾斜至如图3所示;
(3)用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断;
(4)更换小卡片,重新组装。如图4所示,使小卡片扭转一定的角度。
实验步骤
小卡片所受二力情况
小卡片的运动状态是否改变
是否作用在同一物体上
大小
方向
是否作用在同一直线上
(1)
是
不等
相反
是
是
(2)
是
相等
相反
是
否
(3)
否
/
/
/
是
(4)
是
相等
相反
①
是
请将表格中①的内容补充到横线上:① 否 。
【结论】上述实验表明,二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,必须大小 相等 ,方向相反,并作用在 同一直线 上。
【交流与评估】
(1)本实验中的晾衣架起到了改变拉力的 方向 的作用,它类似于简单机械中的 定滑轮 ;
(2)静止在水平桌面上的剪刀,它受到的 重 力和 支持 力是一对平衡力。
【分析】作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意以下四个要点,且这四个要点缺一不可.
【解答】解:(4)图4中,使小卡片扭转一定的角度。左右两端对小卡片的力就不在同一直线上了;
结论:根据实验的四个步骤,发现改变了力的大小,力的方向以及不作用在同一物体上,都会让小卡片的运动状态发生改变;故二力平衡的条件:作用在一个物体上的两个力大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上。
交流与评估:(1)晾衣架类似于定滑轮,不改变力的大小,只改变力的方向。
(2)静止在水平桌面上的剪刀,受到重力和支持力。
故答案为:(4)①否;相等;同一直线;
交流与评估:(1)方向;定滑轮;(2)重;支持。
【点评】本题考查了二力平衡条件的实验分析,关键要理解二力平衡成立的四个要点。
28.(2024•江西模拟)【实验名称】探究质量对惯性的影响。
如【实验过程】小明找来电吹风、粗砂砾、细砂砾、冰盘等物品进行了如下探究。
(1)将粗、细砂砾均匀混合为一个和电吹风口径差不多大的砂砾堆;选择粗、细砂砾的目的是保证二者的 质量 (选填“质量”或“体积”)不同。
(2)将电吹风调至“风力适当”的挡位从左边正对砂砾堆,开启电吹风,砂砾被吹入右边的冰盘中。
(3)观察比较冰盘中砂砾水平运动的距离。实验现象如图甲所示,结果记录在表中。
砂砾质量
大
小
砂砾水平运动的距离
近
远
【分析论证】实验中通过观察 砂砾水平运动的距离 来比较砂砾惯性的大小。由实验结果可知,在相同风速的作用下,质量越大的砂砾水平运动的距离越近,其运动状态越 不容易 (选填“容易”或“不容易”)发生改变,由此说明物体惯性的大小与质量有关,质量越 大 ,惯性越大。
【交流评估】为了使实验结论更科学,可以更换不同的物体或改变 风速大小 ,重复上述实验。
【生活应用】
(1)下列选项中,是根据上述实验得出的结论来防范惯性造成的危害的是 B (填选项)。
A.驾驶员必须系安全带;
B.大货车严禁超载;
C.行车时保持车距。
(2)如图乙所示,将少量碎石、谷粒及糠皮的混合物从农用扬场机进料口倒入,在快速转动的轮和皮带的带动下三者被抛出落地形成了A、B、C三堆,达到分离的目的,其中落在最远处C点的是 碎石 。
【分析】(1)探究质量对惯性的影响,应保证质量不同;
【分析论证】实验中通过观察砂砾水平运动的距离来进行探究的;
质量越大的砂砾的运动状态越不容易改变,则其惯性越大;
【交流评估】为了获得普遍的规律,实验中应排除其他因素,多次测量;
【生活应用】惯性是指一切物体都具有的能保持原来运动状态的性质,它在生活中有很多应用,同时也会造成一定危害。
【解答】解;(1)在实验的过程中,探究质量对惯性的影响,应保证质量不同;
【分析论证】电吹风将砂砾吹入冰盘中,根据砂砾水平运动的距离来判定质量对惯性的影响;
根据实验结果可知,在相同风速的作用下,质量较大的砂砾在冰盘中距沙粒堆较近的位置,这表明其运动状态不容易发生改变,即质量会影响惯性的大小,质量越大,惯性越大;
【交流评估】为了获得普遍的规律,使实验结论更科学,实验中可以更换不同的物体或改变风力的大小来重复上述实验;
【生活应用】(1)防范惯性危害中,质量对惯性的影响,故选B。
(2)将少量碎石、谷粒及糠皮的混合物从农用扬场机进料口倒入,在快速转动的轮和皮带的带动下三者刚被抛出时的速度相同,但碎石的质量最大,其惯性最大,在飞行过程中受到空气阻力作用时其运动状态最不容易改变,所以碎石的飞行距离最长,则落在最远处C点的是碎石。
故答案为:
(1)质量;
【分析论证】砂砾水平运动的距离;不容易;大;
【交流评估】风速大小;
【生活应用】(1)B;(2)碎石。
【点评】惯性现象在日常生活中十分常见,在学习中要注意细心观察,认真领会,用所学惯性知识解决相关的物理问题。在充分利用惯性为我们生活服务的同时,也要防止因为惯性给我们带来的危害。
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