内容正文:
2025届中考物理专题复习:运动和力
知识回顾
1.运动和静止的相对性
【知识点认识】
1.选取的参照物不同,物体的运动情况就不同,所以物体的运动和静止是相对的。
2.相对静止:若两个物体以同样快慢、向同一方向运动,则它们是相对静止的关系。
(1)卡车和联合收割机:以地面为参照物,二者都是运动的;以卡车为参照物,收割机是静止的;以收割机为参照物,卡车是静止的。
(2)空中加油机和受油机:以地面为参照物,二者都是运动的;以加油机为参照物,受油机是静止的;以受油机为参照物,加油机也是静止的。
【命题方向】
所选参照物与运动状态之间的关系.
例:甲、乙两同学以相同的速度同向骑行在滨河大道上,分别以乙同学、大道两旁的房屋为参照物,甲同学的状态( )
A.都是运动的
B.都是静止的
C.运动、静止
D.静止、运动
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。
解析:解:甲、乙两同学以相同的速度同向运动,以乙同学为参照物,甲同学和乙同学的位置没有发生变化,甲同学是静止的;
以道路两旁的房屋为参照物,甲同学的位置发生变化,甲同学是运动的。
故选:D。
点评:一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。
【解题方法点拨】
运动和静止的相对性意味着物体的运动状态取决于所选参照物,不同的参照物可能导致不同的描述。
2.比较物体运动快慢的方法
【知识点的认识】
比较物体运动快慢有三种方法:
①在路程相同的情况下,比较时间.
②在用时相同的情况下,比较路程.
③在路程和时间都不相同的情况下,就得比较单位时间内通过的路程,即比较速度的大小.
【命题方向】
考查比较物体运动快慢的方法,需要根据信息判断选用的方法。
例:生活中,人们通常用两种方法来比较运动快慢。方法①如图甲所示:相同路程比时间;方法②如图乙所示:
相同时间比路程 。物理学用速度描述运动快慢,公式为v=
,这种方法与日常方法 ② (①/②)是相同的。常用的速度单位有m/s和km/h,其关系是1m/s= 3.6 km/h。分析:(1)比较物体运动快慢的方法有两种:一是运动相同路程,比较时间;二是运动相同时间,比较路程;速度是描述物体运动快慢的物理量,运动物体在单位时间通过的路程叫速度;
(2)1m/s=3.6km/h,1km/h=m/s。
解析:解:
(1)生活中,人们通常用两种方法来比较运动快慢;方法①:相同路程比时间;方法②:相同时间比路程;
物理学用速度描述运动快慢,公式为v=,这种方法与日常方法“相同时间比路程“是相同的;
(2)1m/s=3.6km/h。
故答案为:相同时间比路程;②;3.6。
点评:我们通常是用两种方法来比较物体运动的快慢:①相同时间比较路程,路程长的运动快;②相同路程比较时间,时间短的运动快。由于我们比较物体运动快慢需要同时考虑路程和时间这两个物理量,所以在物理学中,我们就引入了单位时间内通过的路程,即速度来表示物体运动的快慢。
【解题方法点拨】
我们比较物体运动快慢需要注意路程和时间这两个物理量,运用好控制变量法是解题的关键。
3.速度公式的简单计算
【知识点的认识】
速度公式:v=(s用m做单位时,t应用s做单位,得出v的单位是m/s;s用km做单位时,t应该用h做单位)
【命题方向】
考查应用题以及图像题中涉及到有关速度的计算。
例:森林“动物运动会”中,龟兔准备进行1000米赛跑,比赛开始后,乌龟和兔子同时从起点出发,兔子以5m/s的速度飞速奔跑,而乌龟只以0.1m/s的速度缓慢爬行,2min后兔子发现远远超过了乌龟,便骄傲地睡起了觉,而乌龟却坚持以不变的速度爬行。一段时间后兔子醒来发现乌龟还有200m就到终点。求:
(1)兔子睡觉的地方离出发点多远?
(2)兔子醒来时,乌龟一共爬行了多长时间?
分析:(1)已知兔子奔跑了2min开始睡觉,根据可求出兔子2min奔跑的路程,即兔子睡觉的地方离出发点的距离;
(2)已知兔子醒来的时候乌龟离终点的距离,进而可得出乌龟爬行的距离;再根据可求出乌龟爬行的时间。
解析:解:(1)兔子奔跑2min后开始睡觉,t1=2min=120s,
由可知兔子睡觉的地方离出发点的距离:s1=v1t1=5m/s×120s=600m;
(2)兔子醒来的时候,乌龟行走的路程:s=s﹣s2=1000m﹣200m=800m;
则乌龟爬行的时间:。
答:(1)兔子睡觉的地方离出发点600m;
(2)兔子醒来时乌龟一共爬行了8000s。
点评:本题考查了速度公式的应用,属于基础计算题,难度不大。
【解题方法点拨】
计算过程中注意单位的统一。
4.速度推导公式求解路程和时间
【知识点的认识】
速度公式:v=(s用m做单位时,t应用s做单位,得出v的单位是m/s;s用km做单位时,t应该用h做单位)
公式的变形:s=vt(求路程);t=(求时间)
【命题方向】
考查应用题以及图像题中涉及到有关路程和时间的计算。
例:汽车遇到意外情况时需要紧急刹车,这需要司机经历反应和制动两个过程,在司机的反应过程中汽车做匀速运动。在制动过程中汽车做减速运动。有一辆汽车正以36km/h的速度在平直的公路上行驶,求:
(1)此车50分钟行驶的路程是多少?
(2)该车突然遇到紧急情况刹车,在司机的反应过程中汽车行驶了7米,则司机的反应时间是多少秒?
(3)若制动过程用了3秒,汽车在两个过程中共前进了29.6米,求从司机发现情况到汽车停下,汽车的平均速度是多少?
分析:(1)已知汽车运动的速度和时间,根据v=的变形计算50min运动的路程;
(2)根据v=的变形计算司机的反应时间是多少秒;
(3)从司机发现情况到汽车停下,所用时间为反应时间和制动时间之和,根据v=计算汽车的平均速度。
解析:解:(1)36km/h=10m/s,
此车50分钟行驶的路程是:s=vt=10m/s×50×60s=3×104m;
(2)在司机的反应过程中汽车行驶了7米,则司机的反应时间是:t′==0.7s;
(3)从司机发现情况到汽车停下,所用时间为:t″=0.7s+3s=3.7s,
汽车的平均速度是v′==8m/s。
答:(1)此车50分钟行驶的路程是3×104m;
(2)司机的反应时间是0.7s;
(3)从司机发现情况到汽车停下,汽车的平均速度是8m/s。
点评:本题考查速度公式的灵活运用,计算过程注意统一单位。
【解题方法点拨】
计算过程中注意单位的统一。
5.平均速度
【知识点认识】
(1)平均速度是描述物体运动平均快慢程度的物理量;平均速度等于运动物体在一段时间内运动的路程与通过这段路程所用时间的比值;
(2)平均速度:公式(v指平均速度,s是路程,t是时间)。
【命题方向】
平均速度的求法,平均速度不是速度的平均的区别题目是中考的命题方向.
例:小明在跑百米时前50m用时7.5s,后50m用时7s,求:
(1)小明前50m的平均速度。
(2)小明后50m的平均速度。
(3)小明全程的平均速度。
分析:(1)用v1=计算前50m的平均速度。
(2)用v2=计算后50m的平均速度。
(3)用v总=计算全程平均速度。
解析:解:(1)前50m的平均速度是:v1==≈6.67m/s;
(2)后50m的平均速度是:v2==≈7.14m/s;
(3)全程时间为:t总=7.5s+7s=14.5s,
全程平均速度为:v总==≈6.90m/s。
答:(1)前50m的平均速度是6.67m/s。
(2)后50m的平均速度是7.14m/s。
(3)百米全程的平均速度是6.90m/s。
点评:本题考查平均速度的计算问题,难度不大。
【解题方法点拨】
(1)平均速度只能用来粗略地描述做变速直线运动的物体的平均快慢程度,它不能精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢.
(2)平均速度是指某段路程或某段时间内物体运动的平均快慢,所以求平均速度时一定要指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应.即平均速度等于这段路程与通过这段路程所用的总时间的比值.
(3)平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值.这一点在计算时千万要注意.
6.力可以改变物体的运动状态
【知识点的认识】
(1)改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。
(2)改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。
【命题方向】
理解力可以改变物体的运动状态,能结合生活中的实际现象进行分析。
例:如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处,铅球在飞行过程中,不断改变的是铅球的 运动状态 (不计空气阻力)。
分析:力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。
解析:解:铅球由a处向右上方推出,铅球在飞行过程中不计空气阻力,只受到重力的作用,受力不平衡,其运动状态不断改变。
故答案为:运动状态。
点评:此题考查了力的作用效果,属于基础知识。
【解题方法点拨】
理解力的作用效果对于解释和理解许多物理现象以及解决实际问题都是至关重要的。
7.牛顿第一定律的应用
【知识点的认识】
(1)牛顿第一定律的内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)由牛顿第一定律可知,物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因,此外,要改变物体的运动状态,就必须对物体施加力的作用,即力是改变物体运动状态的原因.
(3)牛顿第一定律不是实验定律,而是通过分析实验,再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验.
【命题方向】
考查牛顿第一定律的应用,判断突然不受力时物体的运动状态。
例:如图所示,用细绳拴住小球,另一端悬挂固定在铁架台O点上,从A点静止释放小球,小球摆动至B点(此刻小球速度为0m/s)。若小球运动到B点瞬间,细绳突然断裂,小球将( )
A.在B点静止不动
B.沿轨迹1运动
C.沿轨迹2运动
D.沿轨迹3运动
分析:当物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
地球附近的一切物体都受到重力的作用。
解析:解:小球从A点静止释放,当摆动至B点瞬间小球速度为0m/s,若此时细绳突然断裂,小球由于受到竖直向下的重力竖直向下运动,即沿轨迹1运动。
故选:B。
点评:此题考查力与运动的关系,属于基础知识考查,难度不大。
【解题方法点拨】
应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律:
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用.
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零.
(3)“总”指的是总这样,没有例外.
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答.
8.物体运动状态变化的判断
【知识点的认识】
运动状态的改变”即“速度的大小和方向的改变”。也就是说运动状态的改变包括以下三种情况:
速度的大小发生改变——加速或者减速;
速度的方向发生改变——曲线运动;
速度的大小和方向同时发生改变——曲线运动。
【命题方向】
判断物体运动的状态是否变化。
例:下列物体中,运动状态不变的是( )
A.匀速转弯的汽车
B.在平直轨道上匀速前进的列车
C.加速上升的火箭
D.正在进站的高铁
分析:运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变。
解析:解:A、匀速转弯的火车,速度不变但方向在改变,故A不符合题意;
B、在平直轨道上匀速前进的列车,速度和方向都不变,则运动状态没有改变,故B符合题意。
C、加速上升的火箭,运动速度是越来越快的,故C不符合题意;
D、正在进站的高铁做减速运动,速度大小改变,故D不符合题意。
故选:B。
点评:正确理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变,是解答本题的关键。
【解题方法点拨】
理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变
9.惯性的概念
【知识点的认识】
(1)惯性的定义:一切物体保持原有运动状态不变的属性叫做惯性。
(2)惯性的特点
①惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性。
②任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态。
【命题方向】
考查惯性的概念以及惯性现象。
例:两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(图甲);手握玻璃管突然向某一方向运动时,气球突然变大(图乙)。下列对该现象的判断,正确的是( )
A.玻璃管是突然向上运动的
B.玻璃管是突然向下运动的
C.该现象的产生是由于水具有惯性
D.该现象的产生是由于玻璃管具有惯性
分析:物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,据此分析即可解答。
解析:解:由于水具有惯性,当手握玻璃管突然向上运动时,玻璃管上升,水保持静止,流入气球,使得气球突然变大。故AC正确、BD错误。
故选:AC。
点评:此题主要考查学生对惯性现象的理解,解释惯性现象时的步骤:①确定研究对象,阐明其原来的运动状态;②说明哪个物体或物体的哪一部分运动状态改变了;③说明哪个物体或物体的哪一部分由于惯性要保持原来的运动状态;④说明结论。
【解题方法点拨】
理解惯性的概念以及惯性的生活现象。
10.惯性大小的影响因素
【知识点的认识】
同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
【命题方向】
考查对惯性现象的分析和惯性大小影响因素的认识。
例:看到如图的漫画,小明想:为什么容易阻止鼠的运动,却难以阻止牛的运动呢?对比,他提出以下几种看法,你认为这些看法中正确的是( )
A.鼠的惯性小,因为它的速度慢
B.鼠没有惯性,因为它的质量小
C.牛的惯性大,因为它的速度大
D.牛的惯性大,因为它的质量大
分析:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
解析:解:惯性的大小与物体的质量有关,物体的质量越大、惯性越大,其运动状态越难改变,因此,我们容易阻止鼠的运动,却难以阻止牛的运动,故ABC错误,D正确。
故选:D。
点评:本题主要考查了对惯性现象的分析和惯性大小影响因素的认识,属基础题。
【解题方法点拨】
掌握影响惯性大小的因素是质量,与运动状态无关。
11.运用惯性判断物体的运动
【知识点的认识】
运用惯性判断物体的运动一般思路:
(1)确定研究对象。
(2)弄清研究对象原来所处的运动状态。
(3)明确当受到外力作用时,与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况。
(4)指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态。
(5)得出相应结论(回应题目)
【命题方向】
典型的情景考查了惯性的知识,判断物体的运动状态。
例:如图在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,若不计空气阻力,在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的( )
A.
B.
C.
D.
分析:本题前提是“不计空气阻力”,所以根据惯性知识,可以判断三包货物在脱离飞机落下后跟飞机竖直位置的关系,因此就容易判断其位置的变化了。
解析:解:由于有重力的作用,所以货物离开飞机后上下位置是有区别的,即早落下的相对位置在下方。再看竖直位置的关系:本来随飞机以等于飞机的速度水平匀速飞行,初速度相等,货物脱离飞机后,由于具有惯性,在不计空气阻力的前提下,货物仍以原来相等的速度水平移动,所以就会形成选项C的情况。
故选:C。
点评:本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及重力的存在,同时要注意其前提:不计空气阻力。
【解题方法点拨】
对惯性现象的分析,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改或将要发生怎样的改变,在“改变”与“不变”中进行分析。
12.平衡状态的判断
【知识点的认识】
(1)平衡状态:物理学中,物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态
(2)平衡力:如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,物体受到的力就是平衡力.平衡力包括二力平衡和多力平衡,其中二力平衡是最简单的平衡状态
【命题方向】
考查平衡状态的判断。
例:下列事例中,处于平衡状态的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.减速进站的火车
C.匀速直线上升的热气球
D.竖直上抛的石子
分析:平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
解析:解:A、正在圆形轨道上匀速运动的过山车,过山车的运动方向一直发生变化,所以不是平衡状态,故A错误;
B、减速进站的火车,其速度越来越慢,所以不是平衡状态,故B错误;
C、匀速直线上升的热气球,速度大小和运动方向都不改变,处于平衡状态,故C正确;
D、竖直上抛的石子,其速度越来越小,所以不是平衡状态,故D错误。
故选:C。
点评:本题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握。判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
【解题方法点拨】
判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
13.平衡力的判断
【知识点的认识】
(1)平衡状态:物理学中,物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态
(2)平衡力:如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,物体受到的力就是平衡力.平衡力包括二力平衡和多力平衡,其中二力平衡是最简单的平衡状态
【命题方向】
考查平衡力与平衡状态的概念,以及平衡力与平衡状态的判断。
例:下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( )
A.在空中摇摆的吊灯
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C.正在制动刹车的汽车
D.平直轨道上匀速行驶的列车
分析:静止或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态,受平衡力。
解析:解:A.在空中摇摆的吊灯,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故A不正确;
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故B不正确;
C.正在制动刹车的汽车,速度的大小不断减小,不受平衡力作用,故C不正确;
D.平直轨道上匀速行驶的列车,速度的大小、方向不变,处于平衡状态,受平衡力作用,故D正确。
故选:D。点评:物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用。
【解题方法点拨】
静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
14.平衡力与相互作用力的辨析
【知识点的认识】
相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)
平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在
【命题方向】
判断两个力是否为一对平衡力,还是相互作用力是命题方向,因为学生往往区别不开.。
例:花瓶静止在水平桌面上,下列关于平衡力和相互作用力的说法正确的( )
A.花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
B.桌子受到的重力与桌子受到的支持力是一对平衡力
C.花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
D.桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
分析:二力平衡的条件: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;
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。解析:解:A、花瓶静止在水平桌面上,处于平衡状态,花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力符合二力平衡条件,是一对平衡力,故A正确。
B、桌子受到的支持力等于桌子和花瓶的总重力,则桌子受到的重力与桌子受到的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误。
C、花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误。
D、桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
点评:此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
【解题方法点拨】
“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力
15.探究二力平衡的条件
【知识点的认识】
1.实验器材:小车(或卡片)、砝码(或钩码)、细绳、定滑轮。
2.实验方法:控制变量法。
(1)探究相互平衡的两个力是否在同一条直线上:保持两边砝码(或钩码)的质量相等,将小车(或卡片)水平扭转一定的角度,判断小车(或卡片)是否处于平衡状态;
(2)探究相互平衡的两个力是否大小相同:保持两个力在同一条直线上,改变小车(或卡片)两边砝码(或钩码)的质量,判断小车(或卡片)是否处于平衡状态;
(3)探究相互平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力在同一条直线上,两边钩码的质量相等,将卡片从中间剪开,判断卡片是否处于平衡状态。
3.实验操作要点及注意事项:
(1)选择小车(或卡片)而不选择木块的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(2)选择光滑桌面的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(3)选择轻质小卡片的原因:忽略卡片自身重力对实验造成的影响。
(4)平衡状态的选择:静止状态,原因是易操作,便于观察;(5)进行多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
4.实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【命题方向】
考查探究二力平衡的条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图甲所示,这是小明探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明将系于小纸卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码。使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 (选填“相同”或“相反”)。
(2)当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手时小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡。
(3)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了图乙所示的实验,同学们认为小明的实验装置优于小华,其主要原因是 A 。
A.可减少摩擦力对实验的影响
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小车在水平方向保持平衡
D.小卡片容易扭转
分析:(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,拉力的大小等于钩码的重力;过调整钩码个数可以改变拉力的大小;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)在研究二力平衡的条件时,要尽可能排除其它力(如摩擦力)对实验的干扰。
解析:解:(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大,所以通过调整钩码个数可改变拉力的大小;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,卡片就不能平衡,会发生转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;
(3)小华的实验优于小明的实验,其主要原因是:在小明的实验中,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而小华的实验中,纸片被悬挂在空中,减小了摩擦力对实验结果的影响。故BCD错误;A正确。
故答案为:(1)相反;(2)不能;(3)A。
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。
【解题方法点拨】
实验操作要点及注意事项:
(1)选择小车(或卡片)而不选择木块的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(2)选择光滑桌面的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(3)选择轻质小卡片的原因:忽略卡片自身重力对实验造成的影响。
(4)平衡状态的选择:静止状态,原因是易操作,便于观察;(5)进行多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
16.探究二力平衡的反向、共线条件
【知识点的认识】
1.实验器材:小车(或卡片)、砝码(或钩码)、细绳、定滑轮。
2.实验方法:控制变量法。
(1)探究相互平衡的两个力是否在同一条直线上:保持两边砝码(或钩码)的质量相等,将小车(或卡片)水平扭转一定的角度,判断小车(或卡片)是否处于平衡状态;
(2)探究相互平衡的两个力是否大小相同:保持两个力在同一条直线上,改变小车(或卡片)两边砝码(或钩码)的质量,判断小车(或卡片)是否处于平衡状态;
(3)探究相互平衡的两个力是否作用在同一物体上:保持两个力在同一条直线上,两边钩码的质量相等,将卡片从中间剪开,判断卡片是否处于平衡状态。
3.实验操作要点及注意事项:
(1)选择小车(或卡片)而不选择木块的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(2)选择光滑桌面的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(3)选择轻质小卡片的原因:忽略卡片自身重力对实验造成的影响。
(4)平衡状态的选择:静止状态,原因是易操作,便于观察;(5)进行多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
4.实验结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【命题方向】
考查探究二力平衡的条件的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:图甲为探究“二力平衡条件”的实验装置图,实验中通过改变托盘中砝码的 数量 来探究二力大小的关系;图乙为改进装置,目的是减小 摩擦力 对实验的影响;用手扭转小车至一定角度,松手发现,小车回转后静止,说明两个力必须作用在 同一条直线 上,物体才能平衡。
分析:(1)实验时用一个小车,通过两个滑轮和下方挂着的钩码对小车施加两个相反方向的拉力,改变钩码的总质量就改变了对小车施加的拉力;
(2)实验中应尽量减小摩擦对平衡的影响;
(3)掌握二力平衡条件:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上;根据实验操作及现象判断哪个条件发生了变化。
解析:解:(1)实验中通过改变钩码的数量来改变钩码的总质量,从而改变绳子对木块的拉力,探究二力大小的关系;
(2)将木块换成轻质小车,并换为表面光滑的桌面,这样可以尽量减小摩擦力对实验的影响;
(3)用手将木块扭转一个角度,这样两个力不在同一直线上,木块将无法在这个位置平衡,松手后,发现小车旋转后又恢复原状,说明两个力必须满足两个力在同一条直线上。
故答案为:数量;摩擦力;同一条直线。
点评:此题考查了探究二力平衡实验中选择实验器材需要注意问题及实验中的一些重要步骤,牢固掌握二力平衡的四个条件,用好控制变量法是关键。此题考查较为全面,是一道好题。
【解题方法点拨】
实验操作要点及注意事项:
(1)选择小车(或卡片)而不选择木块的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(2)选择光滑桌面的原因:减小摩擦力对实验造成的影响。
(3)选择轻质小卡片的原因:忽略卡片自身重力对实验造成的影响。
(4)平衡状态的选择:静止状态,原因是易操作,便于观察;
(5)进行多次实验的目的:得出普遍规律,避免偶然性。
17.二力平衡条件的应用
【知识点的认识】
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态.
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因.
(3)物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变.
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用.
18.根据运动状态件判断物体的受力情况
【知识点的认识】
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状态;
②当物体受平衡力作用时,物体同样总保持静止状态或匀速直线状态即平衡状态.
③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定会改变.
【命题方向】
考查不同运动状态下,物体受力的情况。
例:如图,放在粗糙水平面地上的木箱,受到两个水平拉力F1、F2的作用,下列分析正确的是( )
A.若木箱保持静止状态,则F1一定等于F2
B.若木箱保持静止状态,则F1一定小于F2
C.若木箱向右做匀速直线运动,则F1一定小于F2
D.若木箱向左做匀速直线运动,则F1一定等于F2
分析:(1)物体静止在粗糙的水平面上:
当物体有运动趋势时,物体受到摩擦力的作用,此时物体受到拉力F1、F2和摩擦力作用,这三个力是平衡力,F1一定不等于F2。
当物体没有运动趋势时,物体不受摩擦力作用,此时物体受到拉力F1、F2是平衡力,F1一定等于F2。
(2)当物体向右匀速直线运动时,物体受到向左的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,F2一定大于F1。
当物体向左匀速直线运动时,物体受到向右的摩擦力,F1和F2、摩擦力是平衡力,F1一定大于F2。
解析:解:AB、当物体静止在水平面上,物体可能有运动的趋势,可能没有运动趋势。当物体没有运动趋势时,水平方向上只受两个水平拉力F1、F2作用,这两个力是平衡力,大小一定相等;当物体有运动趋势时,此时物体受到拉力F1、F2和摩擦力作用,这三个力是平衡力,F1一定不等于F2.可能F1大,也可能F2大,故AB错误。
CD、当物体向右匀速直线运动时,物体受到向左的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,则F2一定大于F1.
当物体向左匀速直线运动时,物体受到向右的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,则F1一定大于F2.故C正确,D错误。
故选:C。
点评:对于粗糙的水平面,物体有运动趋势和进行运动时,都要考虑摩擦力的问题。这是容易让人忽视的问题。
【解题方法点拨】
物体在不受力或受平衡力时,将保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态.物体在受非平衡力作用时,其运动状态一定改变。
19.力与运动的关系
【知识点的认识】
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态.
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因.
(3)物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变.
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用.
【命题方向】
物体的运动状态的变化与平衡力结合是命题的方向,学生往往理解物体的运动需要力来维持这个误区也是命题的知识点。
例:物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2,两次运动时的速度分别为v1、v2。则下列关系正确的是( )
A.F1=F2;v1=v2
B.F1=F2;v1<v2
C.F1>F2;v1>v2
D.Ff<F2;v1<v2
分析:根据图像确定物体两次的运动状态,然后根据其运动状态得出推力和摩擦力的关系,再根据摩擦力大小的影响因素得出两次受到的摩擦力大小,进而得出两次推力的大小关系。
解析:解:由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v1===2m/s;
由图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v2=4m/s,则v1<v2;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:F1=F2。
故选:B。
点评:此题考查了学生对图像问题的分析能力,能从图像中得出相关的信息是解题的关键。
【解题方法点拨】
力与运动的关系是力学中的一个重点和难点,正确理解力与运动的关系是学好力学的关键.知道什么是物体运动状态的改变,物体受力不平衡时运动状态如何改变.
20.力的合成与应用
【知识点的认识】
(1)如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力。求几个力的合力叫做力的合成。
(2)同一直线上二力的合成:同一直线上同方向二力的合力,大小等于二力大小之和,方向与这两个力方向相同,即:F=F1+F2;同一直线上相反的二力的合力,大小等于二力大小之差的绝对值,方向和较大的力的方向相同,即F=|F1﹣F2|。
【命题方向】
合力的方向与谁的方向相同,此处用到的物理学方法﹣﹣﹣等效替代法是命题的关键。
例:如图所示,放在水平桌面上的木块B通过水平细线、伸出桌面的滑轮与物块A相连。GA=10N,GB=20N时,木块B恰好向右匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.图中的滑轮是动滑轮
B.木块B受到的滑动摩擦力大小为10N
C.木块B受到的合力大小为10N
D.物块A受到的合力大小为10N
分析:(1)根据动滑轮的定义分析;
(2)根据二力平衡条件分析解答;
(3)平衡力的合力为0。解析:解:A、图中的滑轮轴固定不动,是定滑轮,故A错误;
B、由于定滑轮不能改变力的大小,故A对B的拉力等于A的重力,为10N,B匀速直线运动,受力平衡,拉力与摩擦力平衡,故摩擦力为10N,故B正确;
CD、AB都是匀速直线运动,受力平衡,平衡力的合力为0,故AB受到的合力都是0,故CD错误。
故选:B。
点评:本题考查滑轮的分类、二力平衡条件的应用与合力的计算,属于中档题。
【解题方法点拨】
利用好两个力的合力的范围是:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2解题。
强化训练
一.选择题(共15小题)
1.如图所示,小球从斜面某一高度滚至P点时,假设小球不再受任何力,小球运动的轨迹为( )
A.a
B.b
C.c
D.d
2.如图所示的情景中,属于平衡力的是( )
A.
B.
C.
D.
3.如图所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向( )
A.竖直向上
B.与运动方向相同
C.竖直向下
D.与运动方向相反
4.体检时,小宏同学静立在体重秤上,下列几对力中属于彼此平衡的是( )
A.小宏对秤的压力与秤受到的支持力
B.小宏对秤的压力与秤对他的支持力
C.秤受到的重力与秤对小宏的支持力
D.小宏受到的重力与秤对他的支持力
5.《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
6.如图所示,升降机以1m/s的速度匀速上升时,升降机对人的支持力为700N.下列说法正确的是( )
A.升降机静止在十楼时对人的支持力小于700N
B.升降机以1.5m/s速度匀速上升时对人的支持力大于700N
C.升降机以4m/s速度匀速下降时对人的支持力等于700N
D.升降机以3m/s速度匀速下降时对人的支持力小于700N
7.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,又以2m/s的速度匀速下降,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
8.如图所示,将筷子穿入土豆中,使土豆和筷子一起向下运动,当筷子的下端用力撞击桌面后,下列选项中的情况会出现的是( )
A.
B.
C.
D.
9.用测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动时,物体运动的速度分别为1米/秒和4米/秒,两次测力计的示数分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2
B.F1=2F2
C.F1=4F2
D.F1=0.25F2
10.如图所示,是探究二力平衡条件的实验情景,小车置于光滑水平桌面上,两端的轻质细绳绕过定滑轮挂有等重钩码。F1是小车受到的水平向左的拉力,F2是小车受到的水平向右的拉力,F1与F2在同一水平直线上。下列说法正确的是( )
A.因为摩擦可忽略,所以小车只受到F1F2的作用
B.此时,小车处于平衡状态
C.增减钩码个数,可探究二力方向对小车平衡的影响
D.将小车水平扭转90°时,F1、F2仍在同一直线上
11.2024年盘锦红海滩马拉松来自全国各地的近万名选手陆续通过起跑线,现场的欢呼声、呐喊声瞬间点燃马拉松盛会热情。关于马拉松比赛下列说法正确的是( )
A.运动员匀速过弯道时,运动状态改变
B.运动员到达终点线冲刺,若此时所受的力全部消失,将立即静止
C.裁判是通过相同时间内比较运动员经过的路程,来判定程某夺冠
D.领奖时,地面对运动员的支持力和运动员所受重力是一对相互作用力
12.如图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象,下列判断正确的是( )
A.都是在小车突然停止时发生
B.都是在小车突然启动时发生
C.图甲所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生
D.图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生
13.如图所示,一个小球被竖直抛向空中,上升过程中经过A点到达最高点B点。如果小球上升到A点时,所受的力突然全部消失,它将( )
A.静止在A点
B.继续向上运动一段距离,最后静止在B点
C.以A点时的速度向上做匀速直线运动
D.继续向上运动一段距离,到达B点后匀速向下运动
14.如图所示,某同学站立在静止的电动平衡车上,下列两个力属于一对平衡力的是( )
A.人受到的重力与平衡车对人的支持力
B.平衡车对地面的压力与地面对平衡车的支持力
C.人对平衡车的压力与地面对平衡车的支持力
D.平衡车的重力与地面对平衡车的支持力
15.B是磁铁,对铁块A有吸引力F,竖直的墙壁表面也是铁做的,A、B都相对墙壁保持静止状态(可以把物体受到的摩擦力当作是作用在物体重心上),下列说法正确的是( )
①F和B对A的压力是一对平衡力
②A对B的压力和B对A的压力是一对平衡力
③A受到的重力和B对A的摩擦力是一对平衡力
④B一定受到A向下的摩擦力
⑤仅当A比B重时,B受到A的摩擦力是竖直向下的
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②③⑤
二.填空题(共5小题)
16.2024年8月6日,在巴黎奥运会女子跳水比赛中,中国选手全红婵以425.60分夺得女子10m跳台冠军。跳板将全红婵弹起,说明力可以改变物体的 ______;下落过程,全红婵的惯性 ______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.探月卫星在距月球表面200km高度做匀速圆周运动,这是月球引力使得卫星______不断改变;若以地球为参照物,此卫星是______(选填“静止”或“运动”)的。
18.如图,某同学站在升降电梯里受电梯的支持力F和重力G,当电梯从底层由静止开始向上加速时,F ______G;当电梯向上减速停下来时,F ______G(选填“>”、“<”或“=”,上同)。上述两种情况 ______(选填“是”或“非”)平衡状态。
19.如图所示,小明将汤匙放在手指尖上,汤匙能在指尖上静止,是因为指尖对着汤匙的位置,恰好是汤匙 ______所在处,汤匙重力施力的物体是 ______。如果静止在指尖的汤匙所受的力全部消失,汤匙将 ______(选填“静止在原处”或“匀速直线下落”)。
20.如图所示,物体A重5N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是______N,若在物体A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加拉力的大小为______N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
三.作图题(共2小题)
21.如图甲所示,小球从离地足够高的O点以速度v0竖直向上抛出,上升h后到达最高位置A点,随即竖直下落到地面B点,它运动的总路程为H,已知小球受到的空气阻力随速度的增大而增大,且抛出时受到空气阻力和重力的大小相等。请画出小球从O点抛出到刚接触地面B点的过程中,其速度v的大小随路程s变化的大致关系图像。
22.如图所示,带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上,另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放(图中虚线表示两球球心的连线)。已知:电荷间的相互作用力随它们之间的距离的减小而增大。若乙运动至B点时,所受重力恰好等于甲对它的排斥力。在答题卡上画出小球从A点运动到B点过程中,所受合力大小随下落高度h变化的图象(图象中G表示重力大小对应值)。
四.计算题(共3小题)
23.2024年沈阳市不断完善城市快速路网体系,快速通道全程56km,限速80km/h,一网约车司机驾驶汽车正通过这一路段,车和人的总质量为1.8t。忽略空气阻力,g取10N/kg,求:
(1)全程至少需要多少分钟;
(2)求人和车的总重力为多少N;
(3)若该汽车沿平直公路匀速直线行驶时受到的阻力为车重力的0.1倍,求此时汽车的牵引力F为多少N。
24.随着自动驾驶技术逐渐完善,“自动驾驶”汽车在全国各大城市定点试运营,现有一某品牌的“自动驾驶汽车”,如图所示。该车质量为1.4t,假设在行驶过程中路面粗糙程度不变,该车受到的阻力为总重的0.1倍。(取g=10N/kg)
求:(1)该汽车所受的重力;
(2)该汽车行驶过程中受到的阻力;
(3)该汽车在10-20s内发动机产生的牵引力。
25.如图所示是无人机用绳索吊送货物的场景,已知无人机质量为16kg,最大升力为300N。求:
(1)无人机空载并悬停时,需要的升力;
(2)无人机吊送货物并悬停时,货物的最大重力;
(3)某次匀速直线向上吊送重为100N的货物A时,货物A受到的空气阻力大小为f;匀速直线向下吊送重120N的货物B时,绳索对货物的拉力较前次增大了5N,由于下降速度变大,空气阻力变为2f,求f的大小。
五.综合能力题(共2小题)
26.2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射一颗北斗导航卫星。卫星发射过程可简化为点火加速、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。卫星在工作轨道运行时,离地球最近的点叫近地点最远的一点叫远地点,卫星在大气层外运行,不受空气阻力。
(1)如图甲,火箭发射时,高温高压燃气从尾部喷出,火箭获得上升的推力,该推力的施力物体是 ______。此时卫星相对长征三号丙运载火箭是 ______(选填“运动”或“静止”)的。若此时火箭所受的外力全部消失,火箭将处于 ______状态(选填“静止”或“匀速直线运动”);
(2)图乙为监控系统先后间隔2s拍摄到的火箭点火后竖直向上做直线运动时所在位置的照片,已知火箭的总长度为52m,在照片上已按一定比例标示出刻度,在这2s内火箭的平均速度为 ______m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有 ______,能够继续飞行。
(4)如图丙,卫星沿椭圆形轨道运行时,卫星受 ______(选填“平衡力”或“非平衡力”)。
27.2022年5月中旬,中国自主研发的浮空艇-——“极目一号”Ⅲ型浮空艇成功飞天。最高升空至9050米,创造浮空艇大气科学观测的新纪录。据了解,该浮空艇的体积为9060立方米,总质量约为2600kg。查阅资料了解到:浮空艇又被称为浮空器,它是一种利用大气浮力升空的飞行器。其内部充满的是比空气轻的气
体,如氢气、氦气等。浮空器一般使用安全性更好的氦气,因为氦气是惰性气体,不会像氢气那样易燃易爆,即使用火去点也点不着,并且可以回收循环使用,具备了绿色环保的特点。浮空器的气囊是一种多层复合囊体材料,它由特殊的高分子复合材料做成,包含承力织物层、耐候层、阻气层、粘接层等,该材料不仅质量轻,而且强度高,不易变形,并且有很好的柔韧性和气密性,一块巴掌大的小小球皮,即使是两个强壮的男士也很难将其撕破。
请回答下列问题:
(1)艇体材料除应具有高强度特性外还应具有怎样的特性?(写出两种即可)
(2)若浮空艇从地面升空至400米高度时所用时间为1000秒,则浮空艇上升速度是多少?
(3)若浮空艇上升到空中后质量不变,当浮空艇悬浮时,且只受重力和浮力的作用,则所受浮力为多大?
(4)要使浮空艇下降到地面,可采取的办法是什么?请说明理由。(运用二力平衡和浮力知识解答)
2025届中考物理专题复习:运动和力
(参考答案)
一.选择题(共15小题)
1、B 2、C 3、A 4、D 5、B 6、C 7、D 8、D 9、A 10、B 11、A 12、D 13、C 14、A 15、C
二.填空题(共5小题)
16、运动状态;不变; 17、运动状态;运动; 18、>;<;非; 19、重心;地球;静止在原处; 20、2;4;
三.作图题(共2小题)
21、解:如图:假设速度最大的点是C
O→A段:小球离开手后受到竖直向下的重力和空气阻力作用,小球重力不变,空气阻力不断减小,合力减小,合力向下,小球进行减速运动,小球运动距离为h。
A点:小球在A点的瞬间速度为零,即在h点。
A→C:小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力作用,小球重力不变,空气阻力不断增大,合力减小,合力向下,小球进行加速运动,小球运动的距离为大于h。
C点:小球在C点时竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力是平衡力,C点低于O点。
C→B:小球进行匀速直线运动,运动到最低点B。
建立坐标系,横坐标为小球运动距离s,纵坐标为速度v,小球运动h后速度为零,这段时间内小球进行减速运动,运动到大于2h时即C点速度最大,这段时间小球进行加速运动,在C点之后匀速直线运动,如图。
22、解:小球从A点向下运动时,重力的方向是竖直向下的,斥力的方向是竖直向上的,小球在AB之间时,斥力小于重力,所以合力为是竖直向下的,则合力为:F合力=G-F,开始时,合力要小于重力;电荷间的相互作用力随它们之间的距离的减小而增大,所以斥力逐渐变大,则合力逐渐变小,当到达B点时,斥力等于重力,合力为0;
下落的小球在B和支架之间时,由于距离的减小,斥力大于重力,合力的方向是竖直向上的,则F合力=F-G,由于F是变大的,则合力会变大;
如图所示:
四.计算题(共3小题)
23、解:(1)由v=可得,网约车司机驾驶汽车通过全程需要的时间为:
;
(2)已知车和人的总质量m=1.8t=1800kg,
人和车的总重力:G=mg=1800kg×10N/kg=1.8×104N;
(3)汽车沿平直公路匀速直线行驶时受到的阻力f为车重力的0.1倍,
则阻力f=0.1G=0.1×1.8×104N=1.8×103N,
由于汽车做匀速直线运动,忽略空气阻力,根据二力平衡条件,汽车的牵引力F等于阻力f,即F=f=1.8×103N。
答:(1)全程至少需要42min;
(2)人和车的总重力为1.8×104N;
(3)若该汽车沿平直公路匀速直线行驶时受到的阻力为车重力的0.1倍,此时汽车的牵引力F为1.8×103N。
24、解:(1)汽车所受的重力为:
G=mg=1.4×103kg×10N/kg=1.4×104N;
(2)由题意可得,汽车受到的阻力为:
f=0.1G=0.1×1.4×104=1400N。
(3)由图像可知,汽车在10-20s内做匀速直线运动,所发动机产生的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即F牵=f=1400N;
答:(1)汽车所受的重力是1.4×104N;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力是1400N;
(3)该汽车在10-20s内发动机产生的牵引力为1400N。
25、解:(1)根据G=mg可得,该无人机的重力为:G机=m机g=16kg×10N/kg=160N;该无人机悬停时,受到的重力和升力是一对平衡力,其大小相等,因此需要的升力为:F=G=160N;
(2)当无人机装载货物悬停时,货物和无人机的总重力与升力是平衡力,其大小相等,即:F升=G机+G货物,
由于升力最大为300N,因此最多能吊起货物的重力为:G货物=F升-G机=300N-160N=140N,
(3)货物A在向下的重力和空气阻力,向上的拉力的作用下做匀速直线运动,所以F拉=GA+f,
货物B在向下的重力,向上的拉力和空气阻力的作用下做匀速直线运动,绳索对货物的拉力较前次增大了5N,所以F拉+5N+2f=GB,联立两个式子解得f=5N。
答:(1)无人机空载并悬停时,需要的升力为160N;
(2)无人机吊送货物并悬停时,货物的最大重力为140N;
(3)f的大小为5N。
五.综合能力题(共2小题)
26、解:(1)高温高压燃气从尾部喷出,力的作用是相互的,燃气会施加给火箭一个推力,故该推力的施力物体是燃气。
卫星和征三号丙运载火箭没有位置的改变,故卫星相对长征三号丙运载火箭是静止的。
若此时火箭所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,火箭将保持原来的运动状态,即处于匀速直线运动状态。
(2)在这2s内火箭的平均速度为=52m/s。
(3)当发射到预定轨道后,卫星脱离火箭,由于具有惯性,要保持原来的运动状态,能够继续飞行。
(4)卫星沿椭圆形轨道运行时,速度在发生改变,故卫星受非平衡力。
故答案为:(1)燃气;静止;匀速直线运动;(2)52;(3)惯性;(4)非平衡。
27、解:(1)由根据浮空艇工作特点可知,艇体材料除了高强度外,还需要耐腐蚀性、低密度、耐高温等特点;
(2)浮空艇上升的速度:v===0.4m/s;
(3)浮空艇悬浮,且只受重力和浮力的作用时,二力平衡,则浮空艇所受浮力为:F浮=G=mg=2600kg×10N/kg=2.6×104N;
(4)要使浮空艇下降到地面,可通过增大重力来实现,当吸入部分空气的时候,浮空艇重力变大,浮力不变,当重力大于浮力时,浮空艇下降。
答:(1)艇体材料还应具有低密度、耐高温等特性;(2)浮空艇上升速度是0.4m/s;(3)所受浮力为2.6×104N;(4)要使浮空艇下降到地面,可通过增大重力来实现,当吸入部分空气的时候,浮空艇重力变大,浮力不变,当重力大于浮力时,浮空艇下降。
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