内容正文:
八年级下册物理期末复习(压轴特训97题41大类型)(解析版)
训练范围:人教版2024:八年级下册第7~12章。
目录
【压轴特训1 弹簧测力计的原理及探究】 2
【压轴特训2 重力的计算】 3
【压轴特训3 探究重力的大小与质量的关系】 4
【压轴特训4 探究阻力对物体运动的影响】 7
【压轴特训5 解释生活中的惯性现象】 9
【压轴特训6 探究二力平衡的条件】 10
【压轴特训7 平衡力和相互作用力的辨析】 12
【压轴特训8 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关】 13
【压轴特训9 判断连接体的摩擦力大小和方向】 16
【压轴特训10 判断叠加体的摩擦力大小和方向】 17
【压轴特训11 力的合成及应用】 18
【压轴特训12 力与图像结合】 19
【压轴特训13 探究压力的作用效果与哪些因素有关】 21
【压轴特训14 固体压强的计算—叠加问题】 23
【压轴特训15 固体压强的计算—切割问题】 25
【压轴特训16 探究液体压强与哪些因素有关】 27
【压轴特训17 液体压强的分析和比较】 29
【压轴特训18 计算液体对容器底的压强和压力】 31
【压轴特训19 粗略测量大气压】 32
【压轴特训20 大气压强的应用】 34
【压轴特训21 探究浮力的大小与哪些因素有关】 35
【压轴特训22 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系】 38
【压轴特训23 浮力的图像问题】 40
【压轴特训24 浮力和压强的综合计算】 42
【压轴特训25 密度、压强和浮力的比较】 44
【压轴特训26 连接体或叠加体的浮力计算】 46
【压轴特训27 功和功率比较大小】 50
【压轴特训28 功、功率与图像的计算】 52
【压轴特训29 研究物体的动能跟哪些因素有关】 55
【压轴特训30 蹦极(蹦床)的能量变化】 58
【压轴特训31 机械能守恒及其辨析】 60
【压轴特训32 探究杠杆的平衡条件】 62
【压轴特训33 杠杆平衡条件的计算】 66
【压轴特训34 杠杆的动态平衡分析】 67
【压轴特训35 杠杆最省力问题】 69
【压轴特训36 简易杆秤的制作及相关计算】 72
【压轴特训37 滑轮、滑轮组的计算】 75
【压轴特训38 杠杆机械效率的计算】 77
【压轴特训39 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 80
【压轴特训40 斜面机械效率的计算】 83
【压轴特训41 简单机械和浮力的综合计算】 85
【压轴特训1 弹簧测力计的原理及探究】
1.(23-24八年级上·福建三明·期末)同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,得到如图图象,请根据图像回答,这根弹簧的原长是 cm,拉力为6N时,弹簧的伸长量为 cm;当这根弹簧的长度为4.5cm时,此时弹簧受到的拉力为 N。
【答案】 2 3 5
【详解】[1]读图可知,当拉力为0时,弹簧的长度为2cm,这就是它的原长。
[2]弹簧在受6N拉力时,其长度为5cm,则其伸长量为
5cm-2cm=3cm
[3]从图中可以看出,在拉力不大于6N的范围内,弹簧的长度与拉力的变化图线呈线性变化,说明弹簧的伸长量与拉力成正比,6N的拉力伸长3cm,所以2N拉力伸长1cm;当弹簧长度是4.5cm时,伸长量为
4.5cm-2cm=2.5cm
弹簧受到的拉力为
2.5cm×2N/cm=5N
2.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、 (若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):
【答案】 弹簧测力计 见解析
【详解】(1)[1]要完成该实验,还需要知道橡皮筋的长度和拉力,已有测量长度的器材:刻度尺,因而需要测量拉力的弹簧测力计。
(2)[2]实验步骤:
①将橡皮筋悬挂在铁架台的支架上,用刻度尺测量橡皮筋的长度L0;
②用弹簧测力计拉长橡皮筋读数拉力,用刻度尺测量橡皮筋此时的长度L;
③仿照步骤②,多次改变拉力大小进行实验;
④计算每次的拉力F与(L-L0)比值,比值不变,说明猜想正确,否则错误。
【压轴特训2 重力的计算】
3.(23-24八年级下·安徽六安·期末)已知,用天平和弹簧测力计分别在地球和月球上称同一个物体,结果是( )
A.用天平称的结果相同,用弹簧测力计称量得的结果不同
B.用天平称的结果不同,用弹簧测力计称量的结果相同
C.用天平和弹簧测力计称量的结果都相同
D.用天平和弹簧测力计称量的结果都不同
【答案】A
【详解】用天平和弹簧测力计分别在地球和月球上称同一个物体,物体的质量不变,但重力不同,所以结果是天平测得质量相同,测力计测得的重力不同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(23-24八年级下·河北沧州·期末)重为90N的铜块的质量是 kg,若铜块与铁块所受的重力之比为3∶5,则铜块与铁块的质量比为 ,铁块重力为 N。(g取10N/kg)
【答案】 9 3∶5 150
【详解】[1]根据可知,重为90N的铜块的质量是
[2]铜块与铁块所受的重力之比为3∶5,则铜块与铁块的质量比为
[3]铁块重力为
【压轴特训3 探究重力的大小与质量的关系】
5.(23-24八年级下·陕西渭南·期末)某兴趣小组就“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”分别进行了如下的实验探究:
(1)实验中,需要的测量工具是 和弹簧测力计,将弹簧测力计在 方向上调零,使指针对准零刻度线;
(2)小明分别测出钩码的质量和弹簧测力计相应的示数,并记录在表格中。请在图甲中用描点法作出重力跟质量关系的G-m图像 ,由图线可知:物体的重力与它的质量成 ;
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
2
3
4
5
(3)在探究重力方向时,实验装置如图乙所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向 (选填“变化”或“不变”),由此可以得出:重力的方向总是 。
【答案】 天平 竖直 正比 不变 竖直向下
【详解】(1)[1]实验中需要测量钩码的质量,因此需要天平。
[2]因弹簧测力计自身有重力,重力方向竖直向下,在测量物体重力时,要在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线。
(2)[3]根据表中数据,采用描点法作出G﹣m图象如图
[4]由图象可知,画出的图线是一条过原点的倾斜的直线,可知物体所受的重力与它的质量成线性正比例变化关系,即物体的重力与它的质量成正比。
(3)[5][6]重力是由地球的吸引产生的,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向不变,由以上分析可知,重力的方向总是竖直向下的。
6.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期末)小明和小红采用如图甲所示的实验装置探究物体的重力与质量的大小关系。
实验中,小明以钩码作为被测物体(钩码的规格均为50g)。实验步骤如下:
A.将弹簧测力计在 方向上调零,使指针对准零刻度线;把两个钩码挂在弹簧测力计上,当钩码处于静止时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则两个钩码所受的重力为 N;
B.改变所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中、根据实验数据,用描点法在图乙坐标纸上作出图像;
C.小明根据图像的特点得出了实验结论,结论为 成正比;
钩码数/个
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
重力G/N
0.5
1.5
2.0
2.5
【交流】小明还想将量程为0-10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下;
①先将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处;
②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图丙(甲)弹簧测力计所示的位置;
③将塑料杯中的水倒尽,再 ,弹簧测力计的指针指在如图丙(乙)弹簧测力计所示的位置;待测液体的密度为 ,小明想在不更换测力计的情况下,增加密度秤所测密度的最大值,应如何改进 。
【答案】 竖直 1 物体的重力和质量 装满待测液体 见解析
【详解】A.[1]重力的方向为竖直向下,故弹簧测力计使用前,需要将弹簧测力计在竖直方向上调零,使指针对准零刻度线。
[2]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1N,则两个钩码所受的重力为1N。
C.[3]根据图像可知,图象为一条过原点的直线,故可以得出实验结论:物体的重力和质量成正比。
③[4][5]将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处,在塑料杯中装满水,由图丙(甲)可知,水的重力为5N,则水的体积为
由将塑料杯中的水倒尽,再装满待测液体,由图丙(乙)可知,待测液体的重力为4N,则待测液体的密度为
[6]在不更换测力计的情况下,待测液体的重力最大为10N,根据上述分析可知,该密度秤内待测液体的密度可表示为
若要增加密度秤所测密度的最大值,可以换用容积更小的塑料杯来进行实验。
【压轴特训4 探究阻力对物体运动的影响】
7.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面 (选填“相同”或“不同”)高度处静止下滑,目的是使小车到达水平面的 相同;
(2)小车在水平面运动的距离反映是 (选填字母序号);
A.小车在水平面受到的阻力大小 B.阻力对小车运动情况的影响
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (填“快”或“慢”);
(4)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 运动;
(5)可见,物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】 相同 速度 B 慢 匀速直线 不需要
【详解】(1)[1][2]由控制变量法,在实验中,我们需要确保小车在到达水平面时具有相同的速度,以便比较不同阻力对小车运动的影响。为了达到这个目的,我们每次都让小车从斜面的相同高度处静止下滑。这样,小车在下滑过程中由于重力势能转化为动能,到达水平面时的速度就会相同。
(2)[3]由转换法,小车在水平面上运动的距离并不是直接反映小车受到的阻力大小,而是反映阻力对小车运动情况的影响。如果阻力大,小车在水平面上运动的距离就会短;反之,如果阻力小,小车运动的距离就会长。因此,选项B“阻力对小车运动情况的影响”是正确的。
(3)[4]实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(4)[5]小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做匀速直线运动。
(5)[6]根据小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做匀速直线运动。所以物体的运动不需要力来维持,力只是改变物体运动状态的原因。
8.(23-24八年级下·山东临沂·期末)小芳用斜面、木板、毛巾、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)如图甲所示,实验时要固定斜面,并让小车从斜面上 (选填“同一位置”或“不同位置”)由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 ;
(2)图乙是小车在木板、棉布、毛巾表面上运动时,速度随时间的变化图像,其中表示小车在木板上运动的是 (选填“a”“b”或“c”);由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上 ;
(3)在大量类似实验的基础上,经过科学推理可以得到牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有 ;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律在实际生产生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向右匀速飞行的飞机上,自由落下了一箱救援物资。图丙是救援物资落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对救援物资的阻力,救援物资与飞机的位置关系正确的是 图。
【答案】 同一位置 相同 a 做匀速直线运动 C B
【详解】(1)[1][2]在探究阻力对物体运动的影响时,除了小车在水平面上所受的阻力不同外,其它物理量需要保持不变。实验时要固定斜面,并让小车从斜面上同一位置由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小相同。
(2)[3]根据图甲可知,小车在三种平面上受到摩擦阻力的作用,木板表面最光滑,在木板上受到的阻力最小,小车运动的距离最长,速度减小的最慢,故属于在木板上运动图线的是a。
[4]由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则小车的速度将不会改变,运动的小车会在水平面上做匀速直线运动。
(3)[5]在探究“阻力对物体运动的影响”时用到了科学推理法。
A.压力的作用效果与多个因素有关,在探究影响压力作用效果的因素时,采用控制变量法,压力的作用效果通过海绵的形变程度反映,采用控制变量法,故A不符合题意;
B.摩擦力大小与多个因素有关,探究时采用控制变量法,故B不符合题意;
C.在研究声音能在真空中传播的实验,需将空气逐渐抽出,通过声音变小来推导出真空不能传声,也采用了科学推理法,故C符合题意。
故选C。
(4)[6]不计空气对炸弹的阻力,在水平方向上,由于炸弹具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以炸弹水平方向上的速度与飞机的速度相等,它们在水平方向上相对静止,但由于炸弹受到重力的作用,所以会下落,那么炸弹一边水平匀速运动,一边下落,由图示可知,炸弹与飞机的位置关系为B图。
【压轴特训5 解释生活中的惯性现象】
9.(23-24八年级下·云南楚雄·期末)如图所示,这是公共场所提醒人们小心台阶避免绊倒或提醒人们小心地滑防止摔倒的安全提示图片。小敏通过思考发现,这两种情况下人之所以会摔倒,都是因为人体具有 ;提醒人们小心地滑防止摔倒的是图 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】 惯性 乙
【详解】[1]甲图是绊倒的图像,人体被绊倒时,脚停止运动,身体由于惯性保持原来的运动状态,因此身体会向前扑倒。
[2]地滑时,脚底受到的摩擦力变小,脚底打滑,脚突然向前运动,身体由于惯性保持原来的运动状态,身体会向后倾倒,因此提醒人们小心地滑防止摔倒的是图乙。
10.(23-24八年级下·广东珠海·期末)如题图所示,小车A上放置一个带轮的木块B。先使带轮木块与小车一起向右运动,当小车A被挡板C制动时,说明力能改变物体的 ,小车上的木块 B将会 (选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”),这是由于木块 B具有 。
【答案】 运动状态 向右运动 惯性
【详解】[1]小车A向右运动,被挡板C制动时,由运动变为静止,说明力能改变物体的运动状态。
[2][3]木块B随小车一块向右运动,当小车被挡板C制动时,木块B因为具有惯性还会继续向右运动。
【压轴特训6 探究二力平衡的条件】
11.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持F1与F2的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,同学们认为小红的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减小摩擦力对实验结果的影响
(4)如图丙所示装置,两个滑轮安装成不同的高度,能否探究二力平衡的条件。答:
【答案】 木块与桌面间存在摩擦力 在同一直线上 D 见解析
【详解】(1)[1]若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止,原因就是木块受到摩擦力的作用。
(2)[2]将小车转动一个角度,两个力不在同一直线上,小车将转动回来。说明一对平衡力需在同一直线上,所以实验中设计这一步骤的目的是验证二力平衡时的两个力是否一定在同一直线上。
(3)[3]小红实验用的小卡片重力小,悬在空中不受桌面对它的摩擦力影响;小明实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,实验受到摩擦力影响,所以小红的实验方案好。其主要原因是减小了摩擦力对实验结果的影响,故选D。
(4)[4]因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,同样能探究二力平衡条件。
12.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,小华将系于轻质小卡片两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并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,且在同一直线上;
(2)当小卡片平衡后,小华再将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 的两个力能否平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.减小摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(4)利用图丙装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【答案】 不在同一直线上 A 能
【详解】(2)[1] 小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在同一直线上,松手后纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
(3)[2] 小明将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面之间会产生摩擦力影响实验效果,当木块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块也会保持平衡。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,纸片很轻,重力可以忽略。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[3] 图丙装置中因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,依旧能完成实验。
【压轴特训7 平衡力和相互作用力的辨析】
13.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)滑板是青少年喜欢的一项运动。如图所示,当小硕站在滑板上不动时,下列说法正确的是( )
A.地面对滑板的支持力与滑板所受的重力是一对平衡力
B.滑板受到的压力和小硕受到的支持力是一对平衡力
C.小硕受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.滑板对小硕的支持力是滑板面形变产生的
【答案】D
【详解】A.地面对滑板的支持力大小等于人和滑板的重力之和,故地面对滑板的支持力和人对滑板的压力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.滑板受到的压力和小硕受到的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.当小硕站在滑板上不动时,受到重力和支持力的作用,在这两个力的作用下处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,故C错误;
D.支持力是由支撑面形变产生的,小硕受到的支持力是滑板面形变产生的,故D正确。
故选D。
14.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,是小亮同学在天府绿道骑自行车的情景。当自行车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.小亮的重力与小亮对自行车的压力是一对平衡力
B.自行车受到地面的摩擦力与小亮对自行车的压力是一对平衡力
C.自行车的重力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.小亮受到的重力竖直向下,小亮对自行车的压力也是向下的,因此不是平衡力,故A错误;
B.自行车受到地面的摩擦力是水平方向的,小亮对自行车的压力是竖直方向的,因此不是平衡力,故B错误;
C.地面对自行车的支持力等于人和自行车的总重力,因此自行车的重力与地面对自行车的支持力既不是相互作用力也不是平衡力,故C错误;
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力,大小相等、方向相反,作用在同一直线上,因此是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
【压轴特训8 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关】
15.(24-25八年级上·贵州遵义·期末)如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,即可知滑动摩擦力的大小;如图丁是某时刻的实验情景,此时弹簧测力计的读数是 N;
(2)观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数,由此可知:在接触面粗糙程度相同时, ,滑动摩擦力越大;
(3)观察图甲、丙,能得出结论:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(4)实验结束后,小华猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的面积大小有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小了。由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为小华的结论 (选填“可信”或“不可信”),请简述理由 。
【答案】 匀速直线 1.4 压力越大 不可信 见解析
【详解】(1)[1]实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,根据二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
[2]如图丁,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
(2)[3]观察图甲、乙,接触面粗糙程度相同,乙中木块对木板的压力更大,发现弹簧测力计的示数,说明乙中木块受到的滑动摩擦力较大,可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)[4][5]根据控制变量法,探究滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小之间的关系时,应只改变接触面的面积大小。将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,接触面的面积大小和压力大小均改变,没有控制变量,所以小华的结论不可信。
16.(23-24八年级上·福建三明·期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲、乙两图中的接触面较光滑且粗糙程度相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块做 运动时,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、 两图的实验,可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)对比甲、丙两图的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(4)小明将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计的计数为图甲中示数的一半,得出“滑动摩擦力的大小是否与接触面的面积有关”的结论。同学们认为小明的结论是错误的,错误的原因是: ;
(5)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示。他用水平拉力拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,则木块C受到水平向 (填“左”或“右”)的摩擦力,若此时增大拉力F,弹簧测力计的示数 。(选填“变大”、“变小”和“不变”)
【答案】(1)匀速直线
(2)乙
(3)接触面粗糙程度
(4)没有控制压力相同
(5) 右 不变
【详解】(1)将木块放在水平木板上,当用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡可知,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)研究滑动摩擦力的大小与压力大小有关,要控制接触面的粗糙程度相同,只改变压力大小,乙中弹簧测力计示数大于甲中的示数,故比较甲、乙两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)比较甲、丙两图的实验可知,压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,即受到的摩擦力不同,故可得出:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)在探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系,他们应控制面的粗糙程度和压力大小不变,改变接触面积大小;实验中将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来一半。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小是错误的,因为接触面积减小一半的同时压力也减小一半,存在两个变量,没有控制压力相同。
(5)[1]由图可知,木块相对于长木板向左运动,因此受到摩擦力的方向与相对运动方向相反,因此受到的摩擦力水平向右。
[2]若此时增大拉力F,木块对长木板的压力和接触面的粗糙程度不变,因此木块受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计的示数不变。
【压轴特训9 判断连接体的摩擦力大小和方向】
17.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图甲,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在20N水平拉力的作用下,A、B一起做匀速直线运动;如图乙,将A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力使它们一起做匀速直线运动,则( )
A.乙图中,推力等于20N
B.乙图中,A对B的推力为20N
C.两图中A受到的摩擦力均为20N
D.两图中B所受摩擦力方向都是水平向左
【答案】A
【详解】在甲图中,物体A、B在20N的水平拉力F1作用下,一起做匀速直线运动,因此,A、B都受到平衡力作用,而物体B在物体A上,一起做匀速直线运动,没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力为0;物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,即摩擦力大小等于拉力的大小,也为20N;
在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力F2的大小也为20N,由于摩擦力的大小与压力以及接触面的粗糙程度有关,接触面的粗糙程度不变,A对地面的压力变为原来的一半,则A受到的摩擦力也会变为原来的一半,为10N,木块A和B完全相同,则B受到的滑动摩擦力方向水平向左,也为10N,B处于平衡状态,受平衡力作用,可知A对B的推力为10N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.(22-23八年级下·山东青岛·期末)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1=F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
【答案】D
【详解】依题意得
则
木块在水平面上,对水平面的压力等于物体的重力,由图得,甲图对水平面的压力最小,丙丁对水平面的压力相等且最大,四图中接触面的粗糙程度都相同,则甲中物体P受到的滑动摩擦力最小,丙丁两图PQ整体受到的摩擦力相同且最大,甲乙丙丁中的木块均作匀速直线运动,则受到的水平力与摩擦力时平衡力,大小相等,则
故ABC错误,D正确。
故选D。
【压轴特训10 判断叠加体的摩擦力大小和方向】
19.(23-24八年级下·河北廊坊·期末)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,水平力F作用于A物体上,使A、B两个物体向左做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为0
C.A对B的摩擦力为2N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
【答案】C
【详解】AC.A和B一起向左做匀速直线运动,处于平衡状态,对于物体A,相对于B有向左运动的趋势,则A受到B对其水平向右的静摩擦力,大小为2N,因力的作用是相互的,故A对B的摩擦力为2N,方向水平向左,故A错误,C正确;
BD.A和B一起向左做匀速直线运动,处于平衡状态,地面对B具有水平向右的滑动摩擦力等于拉力大小,大小为2N,故BD错误。
故选C。
20.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)如图所示,将测力计左端固定在墙上,右端用细线与重为 10N 的木块相连,木块放在上表面水平的小车上,测力计保持水平。拉动小车向右做匀速直线运动,当测力计示数稳定时,木块对小车的压力大小为 N,木块所受摩擦力的方向为水平 (选填“向左”或“向右”)。若拉动小车加速运动,测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 10 向右 不变
【详解】[1]木块的重力为10N,木块对小车的压力大小等于木块的重力,则木块对小车的压力大小为10N。
[2]拉动小车向右做匀速直线运动,木块相对于小车向左运动,由于摩擦力与物体相对运动方向相反,所以木块所受摩擦力的方向为水平向右。
[3]由于摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关,所以拉动小车加速运动,摩擦力大小不变,故测力计的示数将不变。
【压轴特训11 力的合成及应用】
21.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图,重20N的木块被用50N的水平力F压静止在墙壁上。下面正确的是( )
A.木块不会掉下来是因为受到压力F的作用
B.木块受到的摩擦力会随压力F增大而增大
C.木块受到墙壁的摩擦力大小是20N
D.木块受到的合力大小是10N
【答案】C
【详解】A.木块不会掉下来是因为木块受到的摩擦力和重力是一对平衡力,故A错误;
BC.木块受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,为20N,不会随压力F增大而增大,故B 错误,C正确;
D.木块处于静止状态,受到的合力大小是0N,故D错误。
故选C。
22.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,跳伞运动员和伞的总重为,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为,则这两个力的合力的大小为 N,合力的方向是 。
【答案】 700 竖直向下
【详解】[1][2]未打开伞前,运动员向下运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力的作用,两个力的合力
F合力=G-f=750N-50N=700N
方向与重力方向相同,竖直向下。
【压轴特训12 力与图像结合】
23.(23-24八年级下·湖南娄底·阶段练习)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,其F—t和v—t图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体处于 (选填“静止”或“运动”)状态,物体受到的摩擦力是 N;当t=3s时,物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 静止 3 5
【详解】[1]如图丙,0~2s,物体速度为0,所以当t=1s时,物体处于静止状态。
[2]由图乙可知,当t=1s时,F=3N,由二力平衡可知,此时物体受到的摩擦力为
f=F=3N
[3]4~6s物体做匀速直线运动,摩擦力等于拉力,即
f'=F'=5N
2~4s物体速度不断变大,受力不平衡;但物体对地面的压力以及与地面的接触面粗糙程度跟匀速直线运动时相同,所以当t=3s时滑动摩擦力与匀速时相等,即
f''=f'=5N
24.(23-24八年级下·广东惠州·期末)如题甲图所示,李师傅用方向不变的力F向右推放在粗糙程度不变的水平地面上的木箱,推力F的大小随时间的变化关系如题乙图所示,木箱的运动速度随时间的变化关系如题丙图所示。则在t=2s时,木箱受到摩擦力为 N;在t=5s时,木箱的运动状态是 (选填“静止”“加速运动”“匀速运动”或“减速运动”),木箱受到的摩擦力为 N。
【答案】 2 加速运动 4
【详解】[1]由v-t图像可知,在0~3s内,物体的速度为零,则当t=2s时,物体处于静止状态,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图像可知此时的推力F1=2N,由二力平衡条件可知,此时的摩擦力
f静=F1=2N
[2][3]由v-t图像可知,在6~9s内物体做匀速直线运动,物体所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力,则f=F;由F-t图像可知,在6~9s内,推力F=4N,所以物体所受的滑动摩擦力
f=F=4N
由v-t图像可知,在t=5s时物体做加速运动,因物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以物体所受滑动摩擦力的大小不变,故t=5s时摩擦力仍然为4N。
【压轴特训13 探究压力的作用效果与哪些因素有关】
25.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图甲、乙、丙所示,小聪利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时, ;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小聪认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,为了便于观察,我们在做此实验时应该选择表面材质 (填“相同”或“不同”)且形变 (填“明显”或“不明显”)的材料来做实验;
(5)实验时,小聪同学将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关,你认为此结论是否可靠? ;理由: 。
【答案】 形变程度/凹陷程度 压力大小 乙、丙 受力面积越小,压力的作用效果越明显 错误 相同 明显 不可靠 没有控制压力相同
【详解】(1)[1]根据转换法,实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
(2)[2]通过比较图甲、乙可知,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,说明压力的作用效果与压力有关,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)[3][4]通过比较图乙、丙,压力相同,乙中受力面积小,压力作用效果明显,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[5][6][7]比较丙、丁两种情况,得出压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是错误的,因为木板的表面不易形变,此时比较两个不同材料的受压面的形变程度是错误;为了便于观察,我们在做此实验时应该选择表面材质相同且形变明显的材料来做实验。
(5)[8][9]探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,实验时,小明将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是错误的,原因是没有控制压力大小相同。
26.(23-24八年级下·福建泉州·期末)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了系列实验:
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)观察比较图甲、乙所示的情况,可以得到结论:受力面积相同, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较乙、 两图的实验;
(4)小明将图丙中的小桌和砝码放到一块木板上,如图丁所示,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强,的大小关系为 (选填“>”“<”或“=”),这说明海绵与木板所受的压力的作用效果 (选填“相同”或“不同”),实验时要选用海绵而不是木板材料的原因是 。
A.海绵轻便,便于携带
B.海绵的形变程度比木板明显
【答案】 凹陷程度 压力 丙 = 相同 B
【详解】(1)[1]在实验中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,这是转换法的应用。
(2)[2]由图甲和图乙所示实验可知,物体的受力面积相同而压力不同,乙图压越大,力的作用效果明显,由此可知:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[3]研究压力的作用效果与受力面积是否有关,应控制压力相同而受力面积不同,由图示可知,应选乙、丙两个实验。
(4)[4][5]压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,观察丙、丁两图可知,压力相同,受力面积相同,相据可知,产生的压强相同,即p丙=p丁,说明海绵与木板所受的压力的作用效果相同。
[6]力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,如果改用木板,则木板的形变程度发生不明显,难以确定影响因素的关系,故选B。
【压轴特训14 固体压强的计算—叠加问题】
27.(23-24八年级下·广西河池·期末)有两个质量分布均匀的正方体A、B,已知A的边长为20cm,B的质量为4kg,边长为10cm。将B放置在水平桌面时(如图甲),B对桌面的压强为 Pa;如图乙,将A叠放在B的正上方,B对水平桌面的压强增加了6000Pa,则A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为 。
【答案】 4×103 3︰5
【详解】[1]B对桌面的压力
FB=GB=mBg=4kg×10N/kg=40N
B与桌面的接触面积
SB=(10cm) 2=100cm2=0.01m2
则B对桌面的压强为
[2]将A叠放在B的正上方,A的重力等于B对水平桌面增加的压力
GA=ΔF=ΔpSB=6000Pa×0.01m2=60N
将A叠放在B的正上方,A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为
28.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,两个质地均匀的柱体A、B静止在水平地面上,其底面积之比3:1,高度之比2:1,且对地面压强大小相等,A、B两柱体的密度之比为 。若将 A柱体叠放在B上部正中心(图乙),B柱体上、下底面受到的压强之比为k1,若将B柱体叠放到A上部正中心,A柱体上、下底面受到的压强之比为,则: 。
【答案】 1:2 1:1
【详解】[1][2]放在水平面上的物体对水平面的压力大小等于其重力,柱体对水平面的压强
则,所以
A、B两柱体的重力之比
若将A柱体叠放在B上部正中心时,B上表面受到的压力大小等于A的重力,下表面受到的压力大小等于A、B的重力之和,由于B柱体上、下表面面积相等,根据压强公式可知,B柱体上、下表面受到的压强之比等于上、下表面受到压力比,即
若将B柱体叠放在A上部正中心时,A上表面受到的压力大小等于B的重力,受力面积为B的底面积;此时A下表面受到的压力大小等于A、B的重力之和,受力面积为A的底面积;则此时A柱体上、下底面受到的压强之比
则
【压轴特训15 固体压强的计算—切割问题】
29.(23-24八年级下·甘肃兰州·期末)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲所示。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )(g取10N/kg)
A.图线Ⅰ反映B剩余部分对桌面的压强变化 B.B的密度为
C.A的底面积为 D.A的重力为6N
【答案】C
【详解】A.沿水平方向截取高为h的柱体,B剩余部分的重力减小,对水平面的压力减小,受力面积不变,由得,B剩余部分对桌面的压强减小,则图线Ⅱ反映B剩余部分对桌面的压强变化,故A错误;
B.由图得,B的高度为10cm,B未截取时对地面的压强诶6×102Pa,由得,B的密度为
故B错误;
CD.当B截取2cm时,B剩余部分对地面的压强为
此时AB对地面的压强相等,此时A对地面的压强为
当B全部放到A上面时,A对地面的压强为7.8×102Pa,即
解得
,
故C正确,D错误。
故选C。
30.(23-24八年级下·上海普陀·期末)如图所示,质量相等的实心均匀正方体甲、乙置于水平地面上。现经过以下几种变化,使得变化后的甲、乙对地面的压强可能相等,下列方案中可行的有( )
A.甲、乙都沿水平方向切去相同高度Δh
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量Δm
C.甲、乙都沿竖直方向切去相同体积△V
D.甲、乙都沿竖直方向切去相同厚度Δd
【答案】A
【详解】A.由图可知质量相等的正方体,甲的体积小于乙的体积,由可知,甲的密度大于乙的密度,由柱体压强公式,当甲、乙都沿水平方向切去相同高度Δh,甲剩余高度比乙小,但甲的密度比乙大,所以剩余部分对水平桌面的压强可能相等,故A符合题意;
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量Δm,则剩余部分质量相等,剩余部分对水平桌面的压力相等,而甲的底面积小于乙的底面积,由压强公式可知,甲对水平桌面的压强一定比乙大,故B不符合题意;
CD.未切前甲、乙质量相等,对水平桌面的压力相等,而甲的底面积小于乙的底面积,所以甲对水平桌面的压强比乙大,又根据柱体压强公式,无论沿竖直方向切去多少,甲剩余部分对水平桌面的压强与未切前相同,乙对水平地面的压强也与未切前相同,即甲剩余部分对水平桌面的压强比乙剩余部分对水平桌面的压强大,故CD不符合题意。
故选A。
【压轴特训16 探究液体压强与哪些因素有关】
31.(23-24八年级下·黑龙江佳木斯·期末)物理课上看完“奋斗者号”深潜器的故事,同学们想利用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”,进行了如下操作。
(1)图①中,压强计 (填“是”或“不是”)连通器。如果实验前用手按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵敏,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”)。但是实验前小王没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的正确操作是 ;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管,重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时探头受到水的压强为 Pa(,);
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出实验结论,同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出实验结论,在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(5)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者号”深潜到10000m时,每平方米的舱体受到海水的压力为 N。(,)
【答案】 不是 不漏气 B 800 增大 密度
【详解】(1)[1] 图①中,压强计一端封闭,不是连通器。
[2] 如果实验前用手按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵敏,说明该装置不漏气,若升降不明显,说明装置漏气。
[3] 在使用压强计前,U形管内水面已有高度差,需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气压相等,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面是相平的。故选B。
(2)[4] 探头受到水的压强为
(3)[5] 分析图②、图③的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,说明同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加。
(4)[6] 分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,说明在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)[7] “奋斗者号”深潜到10000m时,受到海水的压强为
则每平方米的舱体受到海水的压力为
32.(23-24八年级下·吉林长春·期末)实验技能大赛期间,同学们练习“探究液体压强与哪些因素有关”的实验,进行了如图所示的操作:
(1)实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图A所示,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是 ;
①将右侧支管中高出的水倒出
②取下软管重新安装
(3)图B中把金属盒放入水中,当金属盒的橡皮膜朝下时,发现U形管左右两侧水面有高度差,此现象说明液体内部向 有压强;
(4)分析B、D两图的实验现象, (选填“能”或“不能”)得出液体的压强与密度有关;
(5)要探究液体压强与深度的关系,应选用 两图进行对比;
(6)若将U形管压强计改成图E所示的装置,左侧容器中液体密度为ρ,右侧容器中液体为水。当U形管压强计左右两管液面相平时,两探头所处的深度差为Δh,则左侧液体密度 水。
【答案】 薄 ② 上 不能 BC <
【详解】(1)[1]实验所用的压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好,这样橡皮膜的形变会明显。
(2)[2]使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,为了使U形管左右两侧的液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选②。
(3)[3]根据橡皮膜的朝向是面向底部,发现U形管左右两侧水面有高度差,此现象说明液体内部向上有压强。
(4)[4]要探究液体压强和液体密度的关系,就要采用控制变量法控制深度不变,而图B、D两图探头在液体中的深度不同,所以不能得出液体的压强与密度有关。
(5)[5]B、C两图液体的密度、液体的方向、容器的形状都相同,液体的深度不同,所以甲、乙两图是探究液体压强跟液体深度的关系的。
(6)[6]U形管压强计左右两管液面相平,两侧压强的关系为
p左=p右
则
ρg(h+Δh)=ρ水gh
可知待测液体
ρ<ρ水
【压轴特训17 液体压强的分析和比较】
33.(23-24八年级下·山东潍坊·期末)如图所示,在水平桌面上放着甲、乙两杯密度不同的液体。已知两杯底部受到的液体压强相等,且两杯液体内A、B两点距底部的距离, ,A、B两点处的液体压强分别为pA、pB。则下列说法正确的是 ( )
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.无法确定
【答案】C
【详解】两杯底部受到的液体压强相等,由得
由图可知
则
A、B两点处的液体压强分别为
且
hA=2hB
则
故ABD错误,C正确。
故选C。
34.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,甲乙丙是三个底面积和质量都相同、形状不同的容器,下列说法正确的是( )
A.在三种容器装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压强
B.在三种容器装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压力
C.在三种容器中分别装入质量相等的水,液体对容器底部压力
D.在三种容器中分别装入质量相等的水,容器对桌面压力
【答案】C
【详解】A.在三种容器装入水且水面恰好相平,根据公式可知,液体对容器底部压强
故A错误;
B.在三种容器装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压强
三个容器底面积相同,根据公式可知,液体对容器底部压力
故B错误;
C.在三种容器中分别装入质量相等的水,水的体积相等,由于容器底面积相同,根据三个容器的形状可知,甲中的水面最高,乙次之,丙中的水面最低,再由公式可知,液体对容器底部的压强
容器底面积相同,根据公式可知,液体对容器底部压力
故C正确;
D.在三种容器中分别装入质量相等的水,且容器质量相等,所以容器和水的总质量相等,总重力相等。由于容器对桌面的压力等于总重力,所以容器对桌面压力
故D错误。
故选C。
【压轴特训18 计算液体对容器底的压强和压力】
35.(23-24九年级下·北京·阶段练习)如图所示,一杯水静止在水平桌面上,杯中的水所受重力为G1,杯子所受重力为G2,杯中的水对杯底的压力为N1,杯子对桌面的压力为N2,桌面对杯子的支持力为N3,则下列选项正确的是( )
A. N1与N2大小相等
B. N2与N3是一对平衡力
C.N1与N3是一对平衡力
D. G1、G2之和与N2大小相等
【答案】D
【详解】A.对于图中敞口形状的杯子,杯中水对杯底产生的压力小于水自身的重力,而杯子对桌面的压力等于水和杯子的重力之和,因此,N1与N2大小不相等,故A错误;
B.N2作用在桌面上,N3作用在杯子上,二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.由A选项的解析可知,N1小于水的重力,而N3等于水和杯子的重力之和,二者大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D.杯子对桌面的压力等于杯中的水所受重力和杯子所受重力之和,即G1、G2之和与N2大小相等,故D正确。
故选D。
36.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上,杯子重,高,底面积;杯内水重,水深,为,g取。此时,水对杯底的压强为 ,水杯对桌面的压力为 N。
【答案】 600 3
【详解】[1]水对杯底的压强为
[2]水杯放在水平桌面上,对桌面的压力等于总重力,即
【压轴特训19 粗略测量大气压】
37.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期末)用如图所示的装置粗略测量大气压强的值,把吸盘用力压在玻璃上并排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为,轻轻往挂在吸盘下的小桶内加沙子,吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为,则大气压强的测量值为 。(g取)
【答案】
【详解】大气对吸盘的压力
大气压的测量值
38.(23-24八年级下·江苏盐城·期末)用2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等估测大气压的值,如图所示。实验时,把注射器的活塞推至注射器筒的底端, 筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。为了检验是否漏气,将活塞拉出一段距离后松手,观察活塞是否能 。用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞 时,记下弹簧测力计的示数为2.3N,此时所测大气压的值为 Pa。
【答案】 排尽 退回 刚好被拉动时 1.15×105/115000
【详解】[1]实验时,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,活塞将注射器中的空气从小孔排出,推至注射器筒的底端,是为了尽可能地排尽筒内空气。
[2]为了检验是否漏气,由于先前的操作排尽了筒内空气,且用橡皮帽封住注射器的小孔,如果密封性良好的话,将活塞拉出一段距离,就会在注射器筒内形成一段真空环境,松手之后,在大气压的作用下会将活塞压回到原来位置,所以为了检验是否漏气,将活塞拉出一段距离后松手,观察活塞是否能退回。
[3]由于注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽了筒内空气,当水平向右慢慢地拉动注射器筒,注射器活塞刚好被拉动时,我们可以认为弹簧测力计的拉力等于大气产生的压力,这样就可以方便我们计算大气压强的值。
[4]当注射器活塞刚好被拉动时,记下弹簧测力计的示数为2.3N,即大气产生的压力为2.3N,已知注射器的容积为V=2mL,对应的长为h=10cm,所以注射器的横截面积为
根据压强公式可得,此时所测大气压的值为
【压轴特训20 大气压强的应用】
39.(23-24八年级下·山东菏泽·期末)如图所示是人呼吸过程的模拟装置。当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,此时,容器内的气压变小,气球在 的作用下体积变 ,完成吸气过程。
【答案】 大气压 大
【详解】[1][2]当向下拉动橡皮膜时,容器内气体的体积增大,根据气体压强跟体积的关系可知,此时容器内气体的压强将减小,由于容器内气压减小,小于容器外大气压,外面空气被压入瓶内,所以气球会在大气压的作用下体积变大,完成吸气过程。
40.(23-24八年级下·辽宁营口·期末)擦窗机器人的发明帮人们解决了擦窗难的问题。
机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压 (选填“大于“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上。吸盘与玻璃的接触面积为,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为,则吸盘对玻璃的压力是 N。
【答案】 小于 75
【详解】[1]擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出,主机内部的气压减小,小于外面的大气压,大气压将机器人紧压在玻璃上。
[2]吸盘对玻璃的压力是
【压轴特训21 探究浮力的大小与哪些因素有关】
41.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想:
猜想1:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想2:可能与物体的体积有关。
猜想3:可能与物体浸在液体中的体积有关。
猜想4:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小丽利用如图所示的实验装置进行了如下实验:
(1)物体A全部浸入水中时受到的浮力是 ;根据图甲、丙、丁的实验结
果可以得出:浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关。
(2)根据 三个图的实验结果可以验证猜想4。
(3)根据甲、乙、丙的实验结果可以得出:当液体密度一定时, ,浮力越大。
(4)由图示实验数据得出浓盐水的密度为 。
(5)小丽还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来烧杯、水、细线、弹簧测力计、一块实心球体橡皮泥(不溶于水且不吸水,实验过程中不接触烧杯)等器材进行实验,实验步骤如下:
步骤一:用细线拴住实心球体橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤二:使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤三:将这块橡皮泥捏成实心圆柱体,用细线拴住橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,
使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤四:将这块橡皮泥捏成实心正方体,用细线拴住橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,
使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数。
小丽想得到实验探究的结论,其科学论证的过程是: 。
【答案】 1 深度 甲、丁、戊 物体浸在液体中的体积越大 见解析
【详解】(1)[1]根据图甲、丙(或甲、丁),物体A全部浸入水中时受到的浮力
F浮水=G−F=8N−7N=1N
[2]分析图甲、丙、丁三个图,物体A都是浸没在水中的,只是浸没的深度不同,然而,我们观察到弹簧测力计的示数(即物体受到的拉力)并没有改变,都是7N,根据称重法,物体A在不同深度下受到的浮力都是相同的,即1N,因此,我们可以得出结论:浸没在液体中的物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[3]为了验证猜想4(浮力可能与液体的密度有关),我们需要比较物体在不同密度液体中浸没时受到的浮力,观察图甲、丁、戊,我们可以发现,在这三个图中,物体A都是浸没在液体中的,但液体的密度不同,通过比较甲图和丁图(或戊图),我们可以发现,在物体浸没且其他条件相同的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力也越大。因此,根据甲、丁、戊三个图的实验结果可以验证猜想4。
(3)[4]根据甲、乙、丙的实验结果,我们可以发现,当液体密度一定时(都是水),物体浸入液体中的体积越大(从甲图的部分浸入到丙图的全部浸入),物体受到的浮力也越大。这是因为浮力的大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大。
(4)[5]根据图甲、戊,物体A在浓盐水中受到的浮力
由于两次排开液体的体积相同,根据得,浓盐水的密度
(5)[6]其科学论证的过程是:比较的大小,若
说明物体所受到的浮力大小与物体的形状有关;若
则说明物体所受到的浮力大小与物体的形状无关。
42.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:①与物体浸没在液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。
实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤 (填序号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 ;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,求出盐水的密度为 。
【答案】 2 2.2 无关 a、b、c 越大 偏大 1.1×103
【详解】(1)[1]分析ac数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是
[2]分析ae数据可知,金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是
(2)[3]分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体浸没深度不同,受到的浮力相同,说明在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[4]分析三个实验步骤a、b、c可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,测力计示数越小,物体受到的浮力越大。
[5]分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,测力计示数越小,物体受到的浮力越大。
(3)[6]若先完成步骤c,再完成步骤a,由于物体带出水,导致测得的物体的重力偏大,导致测得的浮力将偏大。
(4)[7]物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积, 由得,物块的体积
物块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于物块的体积,由得,盐水的密度为
【压轴特训22 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系】
43.(23-24八年级下·黑龙江鸡西·期末)如图所示,为了验证阿基米德原理,小明利用烧杯、小桶、石块、弹簧测力计等做了如下实验。
①图甲中向烧杯中注水时,应使水面恰好与出水口 ;
②该实验漏掉一个步骤,请写出该步骤的内容: ,此时弹簧测力计的示数是F4;
③若、、、之间满足关系 ,则说明“阿基米德原理”成立;
④若图乙中的石块未全部浸入水中,则对结论 (选填“会”或“不会”)产生影响;
⑤若将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。()
【答案】 相平 用弹簧测力计测出石块的重力 不会 变小
【详解】①[1]图甲中向烧杯中注水时,应使水面恰好与出水口相平,这样物体排开的水才能全部流入到小桶内。
②[2]该实验是利用称重法测量石块受到的浮力,即用石块的重力减去石块在水中浸没后弹簧测力计的示数,所以漏掉的步骤是:用弹簧测力计测出石块的重力,此时弹簧测力计的示数是F4。
③[3]根据实验步骤可知,石块受到的浮力为,石块排开水的重力为,若
即石块受到的浮力等于石块排开水的重力,则说明“阿基米德原理”成立。
④[4]阿基米德原理对在液体内浸没或未浸没的情况都适用,所以若图乙中的石块未全部浸入水中,对结论不会产生影响。
⑤[5]若将图乙中的水换成酒精,液体密度变小,石块排开液体的体积不变,根据公式可知,石块受到的浮力变小。
44.(23-24八年级下·安徽六安·期末)小李同学根据已学知识设计了如下实验,来探究阿基米德原理(细线的质量和体积均忽略不计,小石块不吸水)
(1)如图甲、乙所示,小李先用弹簧测力计测出小石块的重力和烧杯的重力,将小石块完个浸入溢水杯后,两个弹簧测力计的示数分别为和。则小石块在水中受到的浮力为 ,小石块排开水的重力为 ;
(2)小李发现在图甲步骤中,溢水杯中的水未装满至即将溢出,这样会导致排开水的重力偏 ;
(3)小李完善后重新进行实验,最后比较、、、的大小若发现 ,即可验证阿基米德原理;
(4)如图丙所示,小李将石块浸没在装满煤油的溢水杯中,若发现 ,则可知煤油的密度小于水的密度。
【答案】 小 /
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力可知,小石块在水中受到的浮力为
[2]小石块排开水的重力为
(2)[3]如果溢水杯中的水未装满至即将溢出,会导致物体排开的水无法全部流入烧杯内,这样会使测得排开水的重力偏小。
(3)[4]小石块在水中受到的浮力为,小石块排开水的重力为,如果,说明,即可验证阿基米德原理。
(4)[5]根据称重法测浮力可知,石块浸没在液体中时,弹簧测力计示数越小,则受到的浮力越大,根据可知,排开液体的体积相同,受到的浮力越大,则液体的密度越大,因此若发现或,即物体浸没在煤油中受到的浮力小于浸没在水中受到的浮力,即可得知煤油的密度小于水的密度。
【压轴特训23 浮力的图像问题】
45.(23-24八年级下·广东阳江·期末)如图甲所示,将一实心金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F。图乙是根据记录的数据作出的F和h的关系图像,g取,。由图像可知( )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强为
D.该圆柱体的密度约为
【答案】C
【详解】A.由图甲标示的h值可知,实验中忽略水面的变化。由图乙可知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度
h=10cm=0.1m
即圆柱体的高度为0.1m,故A错误;
B.由图乙可知,深度为0时,金属圆柱体的重力G=8N,当圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数F=2N,圆柱体受到的最大浮力
F浮=G-F=8N-2N=6N
圆柱体的体积
圆柱体的横截面积
故B错误;
C.圆柱体刚浸没时底部受到水的压强为
故C正确;
D.圆柱体的质量
圆柱体的密度
故D错误。
故选C。
46.(23-24八年级下·江苏南通·期末)小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,直到A刚好完全浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示,下列关于物体A说法正确的是( )
A.刚好浸没时h为12cm B.边长为8cm
C.密度为 D.重力为6N
【答案】D
【详解】D.由乙可知,当水位上升到A的下表面之前,A不受浮力,此时物体A对力传感器的压力等于物体A的重力,力传感器的示数为6N,则A的重力为6N,故D正确;
ABC.当水位逐渐上升,刚好到达A的下表面,水的深度为。水位继续上升,A开始受到浮力的作用,且逐渐变大,力传感器示数逐渐变小,当浮力等于重力,即
力传感器的示数为零,由图乙可知,A浸入水中的深度
A此时排开水的体积
则A的底面积
由于A为正方体,则A的边长
刚好浸没时水深
根据可得,A的密度
故ABC错误。
故选D。
【压轴特训24 浮力和压强的综合计算】
47.(23-24九年级下·重庆大足·期末)小文在课后实践活动中,利用身边的物品进行实验。将边长为10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的溢水杯内,待木块静止时,从杯中溢出500g的水,如图所示。已知g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强及木块浸在水中的深度。
【答案】(1)5N
(2)
(3),
【详解】(1)根据阿基米德原理,木块受到的浮力为
(2)由图可知木块处于漂浮状态,根据浮沉条件可得木块的重力为
木块的密度为
(3)木块浸在水中的体积与排开水的体积相等,即
则木块浸在水中的深度为
木块下表面受到水的压强
48.(23-24八年级下·山东德州·期末)一只圆形平底玻璃杯重,底面积为,深度为,最多能装的水。如图所示,水平桌面上装满水的该玻璃杯中漂浮着一个的小球,g取,,求:
(1)小球受到的浮力;
(2)玻璃杯底受到水的压力;
(3)水平桌面受到玻璃杯的压强。
【答案】(1)0.6N;(2)3N;(3)3500Pa
【详解】解:(1)小球漂浮在水中,受到的浮力等于重力
(2)玻璃杯底受到水的压强为
玻璃杯底受到水的压力为
(3)水平桌面受到玻璃杯的压力为
水平桌面受到玻璃杯的压强为
答:(1)小球受到的浮力为0.6N;
(2)玻璃杯底受到水的压力为3N;
(3)水平桌面受到玻璃杯的压强为3500Pa。
【压轴特训25 密度、压强和浮力的比较】
49.(23-24八年级下·湖北孝感·期末)为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到保鲜液中,再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间。若将同一个苹果放入盛有甲、乙两种不同保鲜液中相同容器中,静止后苹果的浮沉情况如图所示,则下列说法错误的是( )
A.甲液体的密度大
B.苹果在乙液体中的受到的浮力大
C.甲液体中苹果底部受到的压力小
D.乙液体对容器底部的压强小
【答案】B
【详解】A.因为苹果在甲液体中漂浮,所以苹果的密度小于甲液体的密度;因为苹果在乙液体中悬浮,所以苹果的密度等于乙液体的密度,因此甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确,不符合题意;
B.苹果在甲液体中漂浮,苹果受到的浮力等于苹果的重力;苹果在乙液体中悬浮,苹果受到的浮力也等于苹果的重力;因此在两种液体中苹果所受浮力相等,故B错误,符合题意;
C.由于浮力产生的原因是物体上下表面的压力差,苹果在甲液体中漂浮,苹果受到的浮力等于苹果的重力也等于苹果上下表面的压力差,即
F浮甲=G=F甲下-F甲上
由于甲中苹果上表面未浸入水中,故上表面受到水的压力为0,即F甲上=0;苹果在乙液体中悬浮,苹果受到的浮力也等于苹果的重力也等于上下表面受到的压力差,即
F浮乙=G=F乙下-F乙上
由于乙中苹果上表面已经浸入水中,故乙上表面受到水的压力F乙下不为0,即所以
F甲下-0=F乙下-F乙上
所以
F甲下<F乙下
即,甲液体中苹果底部受到的压力小,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,h甲=h乙,而又由A选项分析可得ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,即乙液体对容器底部的压强小,故D正确,不符合题意。
故选B。
50.(23-24八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,甲、乙是两个相同的烧杯,里面装有密度不同的两种液体,将两个相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时甲、乙中液面刚好相平。此时,设A物体受到的浮力为,甲中液体对烧杯底部的压强为,甲杯对水平面压强为,B物体受到的浮力为,乙中液体对烧杯底部的压强为,乙杯对水平面压强为,则( )
A.F1=F2,p1<p2, B.F1<F2,p1=p2,
C.F1>F2,p1=p2, D.F1=F2,p1>p2,
【答案】D
【详解】(1)由图可知,A物体漂浮在甲烧杯的液面上,则A物体受到的浮力,B物体漂浮在乙烧杯的液面上,则B物体受到的浮力,由于A、B是两个相同的物体,所以A物体和B物体的重力相等,即,所以A物体受到的浮力等于B受到的浮力,即
(2)由图可知,A物体排开液体的体积小于B物体排开液体的体积,由于A物体受到的浮力等于B受到的浮力,根据阿基米德原理可知,甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度;根据题意可知,静止时甲、乙中液面刚好相平,由可知,甲烧杯中液体对烧杯底部压强p1大于乙烧杯中液体对烧杯底部的压强p2,即
(3)由图可知,甲烧杯液体的体积大于乙烧杯中液体的体积,由于甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度,根据的形变公式m=ρV可知,甲烧杯液体的质量大于乙烧杯中液体的质量,根据G=mg可知,甲烧杯中液体的质量大于乙烧杯中液体的重力;由于甲、乙是两个相同的烧杯,A、B是两个相同的物体,所以甲烧杯中烧杯、液体和烧杯中物体的重力之和大于乙烧杯中烧杯、液体和烧杯中物体的重力之和,则甲烧杯对地面的压力大于乙烧杯对地面的压力,根据可知,受力面积相同,甲烧杯水对地面的压强p1′大于乙烧杯对地面的压强p2′,即
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【压轴特训26 连接体或叠加体的浮力计算】
51.(23-24八年级下·黑龙江绥化·期末)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(=0.8×103kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示,若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是( )
A.a的密度为=0.4×103kg/m3
B.a、b的体积之比为4∶1
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶4
D.在图甲中a有五分之一的体积露出液面
【答案】BC
【详解】A.根据题意知道,a、b质量之比,则,丙图中a所受的浮力等于a、b重力之和,即
由阿基米德原理知丙图中a受到的浮力为
则
解a的密度为
故A错误;
B.由图乙知道,悬浮在酒精中,则b的密度
a、b体积之比
故B正确;
C.在图甲中,则a浸入液面的深度为,图丙中a下表面的深度为la,根据液体压强p=ρgh知,两次下表面的压强之比
故C正确;
D.图甲中,a漂浮在液面上,浮力等于重力,即
则
解得
a露出水面的体积
故D错误。
故选BC。
52.(23-24八年级下·山东泰安·期末)甲、乙两个完全相同的容器中装有相同质量的水,现将正方体物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,如图甲所示。再将边长为A的边长一半的正方体物块B放在A的上面,物块A 有五分之一体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
①物块A与物块B的密度之比为ρA∶ρB=1∶8
②物块A与物块B的质量之比mA∶mB=1∶1
③若将物块A、B分别放入甲、乙容器中,A、B所受的浮力之比FA∶FB=8∶1
④若将物块A、B分别放入甲、乙容器中,甲、乙两容器对地面的压强之比pA∶pB=1∶1
A.只有①②④正确 B.只有①③④正确 C.只有②③④正确 D.①②③都正确
【答案】A
【详解】②由图甲可知,木块A漂浮在水面上,根据物体浮沉条件和阿基米德原理可得
可得
从图甲到图乙,木块A受到的浮力的增加量等于物块B的重力大小,即
解得
故
故②正确;
①由题意知正方体物块B边长为A的一半,即
根据可得
根据可得
故①正确;
③由①中分析可得
B分别放入乙容器中将下沉,浸没后受到的浮力为
故
故③错误;
④将物块A、B分别放入甲、乙容器中,甲、乙容器对地面的压力为容器重力、水重力与物体重力之和,由于甲、乙两个完全相同的容器中装有相同质量的水,且A、B质量相同,则甲、乙容器对地面的压力相等,根据可得
故④正确。
故选A。
【压轴特训27 功和功率比较大小】
53.(23-24八年级下·四川南充·期末)小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图象如图,根据图象分析可知( )
A.两次物体所受的拉力:
B.两次拉力对物体所做的功:
C.两次物体运动的速度:
D.两次拉力对物体做功的功率:
【答案】D
【详解】A.同一物体的重力不变,对水平面的压力不变;在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度相同,故两次拉动物体时,物体受到的摩擦力相等;由图象可知,两次物体都做匀速直线运动,说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,两次物体所受的拉力
F1=F2=f
故A不符合题意;
BD.由图象可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,又知两次拉力相等,根据W=Fs可知
W1>W2
由可知两次拉力对物体做功的功率
故B不符合题意,D符合题意。
C.由图象可知,0~4s物体第一次通过的路程为4m,第二次通过的路程为2m,由可知两次物体运动的速度为,故C不符合题意。
故选D。
54.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受沿水平方向5N的力F作用,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,F在EF、GH段做功分别为、,功率分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】AB.由图可知,EF、GH段路程相同,均为3m,且力F为5N不变,根据可知F在EF、GH段做功相同,即,故AB不符合题意;
CD.由图可知,GH段时间少于EF段,,根据可知F在EF的功率小于GH段,即,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
55.(23-24八年级下·上海黄浦·期末)物体自由下落过程中,运动的速度会越来越大。如图所示,某物体由A点自由下落,经过B、C两点,若AB=BC,AB段、BC段重力做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则( )
A.W1=W2 P1=P2 B.W1=W2 P1<P2
C.W1>W2 P1>P2 D.W1<W2 P1=P2
【答案】B
【详解】因为AB=BC,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;由于小球在自由下落时做加速运动,由可知,小球在BC段运动的时间短,根据公式可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1<P2。
故选B。
【压轴特训28 功、功率与图像的计算】
56.(多选)(23-24八年级下·云南普洱·期末)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为2N B.0~2s内,拉力做功的功率为4W
C.4~6s内,拉力做功48J D.4~6s内,拉力做功的功率为16W
【答案】AD
【详解】A.由图丙得,4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图乙得,此时摩擦力为4N,而t=3s时,此时,木块做加速直线运动,木块对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,则木块受到的摩擦力不变,仍为4N,由图乙得,此时拉力为6N,则此时木块受到的合力为
故A正确;
B.0~2s内,木块静止不动,由乙图知,此时的拉力为2N,静摩擦力等于拉力,为2N,由于木块不运动,所以拉力做功为0,故拉力做功的功率为拉力做功的功率也为0,故B错误;
CD.4~6s内,木块做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于拉力,由图丙知速度为v=4m/s,拉力做功为
拉力做功的功率为
故C错误,D正确。
故选AD。
57.(多选)(23-24八年级下·黑龙江鸡西·期末)静止在粗糙程度相同的水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图甲和乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9~12s内拉力做的功为18J
B.0~3s内拉力做的功为9J
C.3~6s内拉力的功率逐渐变大
D.第4s,拉力的功率为36W
【答案】AC
【详解】A.由图甲可知,9~12s内拉力为6N,由图乙可知,这个时间段内物体以1m/s的速度做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力二力平衡,则滑动摩擦力
物体运动的距离为
拉力做的功为
故A正确;
B.由图乙可知,0~3s内物体处于静止状态,拉力没有做功,故B错误;
C.由图甲可知,3~6s内拉力保持9N不变,由图乙可知,该时间段内物体速度逐渐变大,根据公式可知,拉力的功率逐渐变大,故C正确;
D.第6s时物体速度为3m/s,此时物体的功率为
3~6s内物体在做加速运动,所以第4s时的速度一定小于第6s时的速度,所以第4s时的功率一定小于27W,故D错误。
故选AC。
58.(多选)(23-24八年级下·山东临沂·期末)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲);F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.在第二个2s内木箱所受摩擦力为2N
B.在第三个2s内推力F对木箱所做功为8J
C.在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J
D.在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W
【答案】AD
【详解】ABD.由乙图可知,第三个2s内木箱做匀速直线运动,推力,所受摩擦力,木箱移动的距离为
在第三个2s内推力F对木箱所做功为
在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为
由乙图可知,第二个2s内木箱做加速直线运动,处于非平衡状态,由于加速运动时压力和接触面的粗糙程度不变,则所受摩擦力不变,仍为2N,故AD正确,B错误;
C.由乙图可知,第一个2s内木箱处于静止状态,有力无距离,推力F对木箱所做的功为0J,故C错误。
故选AD。
【压轴特训29 研究物体的动能跟哪些因素有关】
59.(23-24八年级下·江西吉安·期末)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,小彭同学用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)如图甲所示,该实验中所探究物体的动能是指 (选填“钢球”或“木块”)的动能,物体的动能大小是通过 来显示的,这种研究方法是 法(选填“控制变量”或“转换”);
(2)由图甲、乙可得实验结论:当物体质量相同时, ,动能越大;
(3)由图乙、丙可得实验结论:当物体 相同时,质量越大,动能越大;
(4)小彭同学根据图甲、丙得出结论:物体的动能大小与质量有关。你认为他得出结论的依据是 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
【答案】 钢球 木块被撞击后移动的距离 转换 速度越大 速度 错误 不能
【详解】(1)[1][2][3]通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小,该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能;物体的动能大小是通过木块被撞击后移动的距离来显示的,这种研究方法是转换法。
(2)[4]物体的动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;由图甲、乙知,两钢球的质量相同,因,故甲图中钢球下滑到水平面的速度大,由图可知,甲图中钢球撞击木块移动的距离大,可得实验结论:当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)[5]乙、丙图中,钢球从斜面相同的高度下滑,下滑到水平面的速度相同,M的质量大于m,由图可知,丙图中钢球撞击木块移动的距离大,可得实验结论:当物体速度相同时,质量越大,动能越大。
(4)[6]研究物体的动能大小与质量有关要控制速度相同,而,故甲图中钢球下滑到水平面的速度大,他得出结论的依据是错误的。
(5)[7]若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律,木块做匀速直线运动,无法通过木块被撞击后移动的距离判断动能大小。故本实验将不能达到探究目的。
60.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,实验小组同学设计了如图所示的探究实验,在同一斜面上先后将三个钢球从如图位置由静止滚下,推动木块运动一段距离后停止。
(1)本实验需要研究钢球的动能大小,其动能大小是通过观察 来判断的;
(2)钢球在斜面上滚动过程中,不计空气阻力,它受到 个力的作用;通过 两次实验研究超载安全隐患的;
(3)交通安全标语“减速慢行”“禁止超载”,分别从减小 、 方面考虑来减小汽车的动能;
(4)甲、乙、丙三次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为、和,它们三者大小关系是 。
【答案】 木块被撞开的距离 2 乙、丙 速度 质量
【详解】(1)[1]该实验研究的主体是钢球,实验中探究的是钢球的动能大小,其动能的大小是通过观察木块被撞开的距离来判断的,采用了转换法。
(2)[2]不计空气阻力,钢球在斜面上滚动过程中,对钢球受力分析可得,钢球受到2个力的作用。
[3]超载是指汽车的速度一定时,质量越大动能越大;由于
故应选择到达水平面的速度相等,质量不同的乙、丙图进行对比。
(3)[4][5]根据实验结论可知,交通安全标语“减速慢行”“禁止超载”,分别从减小速度和质量方面考虑来减小汽车的动能。
(4)[6]甲、乙、丙中,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,所受摩擦力相等;由于
根据可知,丙中木块克服摩擦力所做的功要大,即
61.(23-24八年级下·福建福州·期末)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图甲、乙、丙所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与 有关;
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?并说明理由。 ;
(4)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 的(选填“正确”或“错误”)。
【答案】 不能 速度 见解析 错误
【详解】(1)[1]实验中,水平面绝对光滑,则木块B被撞击后,在水平面上不受到阻力作用,不能停下,不能通过比较木块移动的距离来判断动能的大小,所以不能达到探究目的。
(2)[2]图甲和乙中,质量相同的小球从同一斜面的不同高度静止开始滚下,到过水平面的速度不同,撞击木块时的速度不同,木块B移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以可得到:物体的动能与速度有关。
(3)[3]图甲和丙中,质量不同的小球从斜面的不同高度静止滚下,撞击木块时的速度不同,而要探究物体的动能与质量的关系,应保持物体的速度相同,所以小丽的看法错误。
(4)[4]要探究动能的大小与速度的关系,除了速度改变,其它因素应保持不变,质量相同的小球从不同的高度静止开始释放,撞击木块时的速度不同,但木块在铁板和毛巾上所受的阻力不同,无法通过木块在不同表面上移动的距离来判断动能的大小,所以这种方法是错误的。
【压轴特训30 蹦极(蹦床)的能量变化】
62.(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小球从A点到C点的运动过程,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能增大
B.从B点到C点,小球的动能先增大后减小
C.小球到达C点时的动能为零,受力平衡
D.小球到达C点时的动能等于它在A点时的重力势能
【答案】B
【详解】A.B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,即为绳子原长,从A点到B点,绳子没有被拉伸,没有受到弹力,弹性势能为0,所以弹性势能不变,故A错误;
B.从B点到C点,绳子的形变量逐渐变大,小球受到的向上的拉力逐渐变大,刚开始拉力小于重力,小球做加速运动,后来拉力大于重力,小球将做减速运动,可知小球的速度先变大后变小,小球的质量不变,所以小球的动能先增大后减小,故B正确;
C.小球到达C点时的动能为零,拉力大于重力,受力不平衡,故C错误;
D.不计空气阻力,机械能守恒,小球在A点时的重力势能等于小球到达C点时的动能加上绳子的弹性势能,故D错误。
故选B。
63.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图甲所示,一根弹性橡皮绳,一端系住运动员的腰部,当运动员下落至A点时,橡皮绳刚好被伸直,下落至B点时,橡皮绳对运动员的拉力与运动员受到的重力大小相等,C点是运动员所能达到的最低点。对于运动员从离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力)( )
A.运动员的动能一直在增大
B.运动员的机械能保持不变
C.运动员在A点的动能最大
D.运动员减小的机械能等于橡皮绳增加的弹性势能
【答案】D
【详解】A.运动员到达A点之后,绳子发生了弹性形变,绳子具有弹性势能;开始时向上的弹力小于向下的重力,运动员会做加速运动;到达B点时,弹力等于重力,速度达到最大,动能增加到最大值;继续向下运动,向上的弹力大于向下的重力,运动员做减速运动,所以运动员的动能会先增大后减小,故A不符合题意;
B.不考虑空气阻力,蹦极过程中,运动员减小的机械能等于橡皮绳增加的弹性势能,运动员的机械能不守恒,故B不符合题意;
C.运动员到达B点时,受力平衡,弹力等于重力,速度最大,动能最大,故C不符合题意;
D.不考虑空气阻力,运动员减小的机械能等于橡皮绳增加的弹性势能,故D符合题意。
故选D。
64.(24-25九年级上·陕西西安·阶段练习)蹦极是一项刺激的极限运动,如图所示是蹦极过程示意图,其中O点为起跳点,A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置,B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置,C点是下落的最低点,若空气阻力和弹性绳重力忽略不计,在从O到C的过程中下列判断正确的是( )
A.从O到A的过程中,相同时间内人的重力做功大小相同
B.从O到A的过程中,人的机械能不守恒
C.从A到C的过程中,人的动能先增大后减小
D.从A到C的过程中,人的机械能守恒
【答案】C
【详解】A.从O到A的过程中,人做加速运动,所以相同时间内人通过的路程越来越大,则重力做功也越来越多,故A错误;
B.不考虑空气阻力,从O到A的过程中,只有人的重力做功,只有势能和动能之间的相互转化,故人的机械能守恒,故B错误;
C.A到B的过程中,绳的弹力小于人的重力,合力向下,人的动能逐渐增大,B到C的过程中,绳的弹力大于人的重力,合力向上,人的动能逐渐减小,故C正确;
D.从A到C的过程中,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,且弹性绳的形变量一直变大,所以弹性绳的弹性势能一直变大,故人的机械能一直变小,故D错误。
故选C。
【压轴特训31 机械能守恒及其辨析】
65.(24-25九年级上·甘肃临夏·期中)当地时间2024年8月7日,巴黎奥运会田径男子跳高资格赛在法兰西体育场举行。如图所示为中国选手王振比赛前热身时的场景,若不计空气阻力,下列关于王振跳高过程的描述正确的是( )
A.上升的过程中动能和机械能都不断减小
B.下降的过程中动能增大,重力势能不变
C.上升的过程中动能不变,重力势能增大
D.下降的过程中重力势能减小,机械能不变
【答案】D
【详解】AC.上升的过程中,他的质量不变,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,若不计空气阻力,则只发生动能向重力势能的转化,机械能总量不变,,故AC错误;
BD.下降的过程中,他的质量不变,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减小,若不计空气阻力,则只发生重力势能向动能的转化,机械能总量不变,故B错误,D正确。
故选D。
66.(多选)(23-24八年级下·山东烟台·期末)蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图所示为蹦床运动照片及其简化示意图,O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置,A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。整个过程忽略空气阻力,则( )
A.从O点到A点的过程中,运动员的机械能不变
B.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性势能增大
C.从A点到C点的过程中,运动员的动能先增大后减小
D.从O点到C点的过程中,在C点处运动员的动能最大
【答案】ABC
【详解】A.从O点到A点的过程中,忽略空气阻力,重力势能转化为动能,运动员机械能守恒,故A符合题意;
B.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性形变越来越大,弹性势能一直增大,故B符合题意;
CD.A点到B点的过程中,运动员重力大小不变,蹦床对运动员向上的弹力由0增大到等于重力,此过程中运动员重力大于弹力,做加速运动,到B点时速度最大,B点到C点的过程中,蹦床形变越来越大,对运动员向上的弹力越来越大,大于重力,运动员做减速运动,直到C点时速度为0,所以从A点到C点的过程中,运动员质量不变,速度先增大后减小,运动员的动能先增大后减小,C点时运动员速度为0,动能为0,故C符合题意,D不符合题意。
故选ABC。
67.(23-24八年级下·山东烟台·期末)如图所示,是自由式滑雪大跳台比赛的运动轨迹简化图。运动员从最高点A出发向最低点O下滑的过程中,能量转化情况是由 能转化为 能;比赛中,运动员从B点飞出时的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在A点时的机械能。
【答案】 重力势 动 小于
【详解】[1][2]运动员从最高点A出发向最低点O下滑的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小,重力势能转化为动能。
[3]运动过程中有摩擦,克服摩擦做功,机械能减小,运动员从B点飞出时的机械能小于在A点时的机械能。
【压轴特训32 探究杠杆的平衡条件】
68.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)下面是小明探究“杠杆平衡条件”的实验过程,每个钩码的重量均为0.5N:
(1)实验前发现杠杆如图甲所示,应该向 调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 。
(2)如图乙所示,小明在A位置挂2个钩码,应该在B位置挂 个钩码才能使得杠杆再次水平平衡。根据实验操作及数据分析,得出杠杆的平衡条件:你认为他的结论是否可靠? ,理由是 。
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,使杠杆在水平位置保持平衡。在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数将 。
(4)小明又进行了如图丁所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数会 3N,这是因为杠杆的支点没有在杠杆的正中间。
【答案】 左 力臂 3 不可靠 只有一组数据,得出的结论具有偶然性 先变小后变大 大于
【详解】(1)[1][2]由图可知,杠杆右端下沉,则右端较重,故平衡螺母要向左调节,使杠杆在水平位置平衡,杠杆只有在水平位置平衡时,杠杆本身才与竖直方向下的重力方向垂直,此时的力臂正好在杠杆上,方便测量力臂。
(2)[3]设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,根据杠杆平衡条件可得
解得
所以应该在B位置挂3个钩码才能使得杠杆再次水平平衡。
[4][5]只进行一次实验就得出结论,具有偶然性,因此结论不可靠。
(3)[6]由丙图可知,阻力和阻力臂的乘积不变,当弹簧测力计从1位置到2位置过程中,动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计的示数先变小后变大。
(4)[7]弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可得
可得
由于杠杆的重心在杆的中点,方向竖直向下,考虑杠杆自重对实验的影响,所以弹簧测力计的示数会大于3N。
69.(23-24八年级下·陕西安康·期末)小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)实验前,发现杠杆的左端下沉,则应向 调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡的好处是既能消除杠杆自重对实验的影响,又能 ;
(2)如图-1所示,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;在探究过程中,需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,小明 (选填“可以”或“不可以”)同时改变3个量进行探究测量;
(3)实验时,杠杆由图-2的位置缓慢转至图-3的位置时拉力始终竖直向上,弹簧测力计的示数将 ;
(4)杆秤是利用杠杆平衡条件制成的测量工具,小明自制的杆秤的示意图如图-4所示,C处是秤钩,A、B位置各有一个提纽。若提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,那么以B为提纽时其零刻度线应该在 位置。若要提高称量的精确程度,应选用 处提纽。
【答案】 右 方便测量力臂的大小 4 可以 不变 D B
【详解】(1)[1]实验前,发现杠杆的左端下沉,要调节到水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
[2]调节杠杆在水平位置平衡,此时拉力的方向与杠杆垂直,支点到力的作用点的距离与力臂重合,便于在杠杆上直接读出力臂的大小。同时可以使杠杆自身重力的力臂为0,消除自身的重力影响。
(2)[3]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆平衡条件可得
解得n=4,所以应在杠杆右边B处挂同样钩码4个。
[4]在进行多次实验的过程中,小明可以同时改变3个量进行探究测量,从而使实验结论具有普遍性,避免偶然性。
(3)[5]杠杆由图-2的位置缓慢转至图-3的位置时,因为拉力始终竖直向上,所以动力臂与阻力臂的比值是不变的,在阻力不变时,根据杠杆平衡条件可知,动力是不变的,所以测力计的示数不变。
(4)[6]提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,根据杠杆平衡条件可知,以B为提纽时其零刻度线应该在D点。
[7]若选用A处为提纽,与B处相比,秤砣的力臂变大,物体的力臂变小,根据杠杆平衡条件可得
即
同一刻度线对应的读数变大,因此选用B处为提纽时,测量更精确,但量程更小。
70.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出中国古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小红在探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤;
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时应将杠杆的平衡螺母向 调,直至杠 杆在水平位置平衡;
(2)杠杆水平平衡后,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,如图乙,要使杠杆平衡,应在杠 杆右边B处挂同样的钩码 个;
(3)小红想用弹簧测力计进行实验,将B点所挂钩码取下,用弹簧测力计倒挂在B点并竖直向下拉,使杠杆水平平衡,此时弹簧测力计的示数将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点原本所挂钩码重力的大小;
(4)实验结束后,小红制作了如图丙所示的杆秤,该杆秤有2个提纽。若提起提纽1,秤盘不放物体,将秤砣移至某一点使杆秤恰好水平平衡,那么该点标定的刻度应为 ;以此类推,在秤盘上放1g 的物体,移动秤砣,使杆秤在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标定的刻度为1;然后在秤盘上放2g的物体按上述方法直至标出所有刻度;
(5)若要增加称量的范围,应选用提纽 。
【答案】 右 2 不变 0 提纽2
【详解】(1)[1]实验前,杠杆静止时如图甲所示,左边重,此时应将杠杆的平衡螺母向右调节。
(2)[2]在杠杆右边B处挂同样的钩码
(3)[3]将B点所挂钩码取下,用弹簧测力计倒挂在B点并竖直向下拉,使杠杆水平平衡,阻力与阻力臂的乘积不变,动力臂的大小不变,拉力不变,此时弹簧测力计的示数将不变。
(4)[4]若提起提纽1,秤盘不放物体,将秤砣移至某一点使杆秤恰好水平平衡,此时秤盘内的质量为零,那么该点标定的刻度应为0;
(5)[5]选用提纽2,支点左移,可以增大阻力臂,秤砣的质量不变,阻力的大小不变,阻力与阻力臂的乘积变大,动力臂也比原来小,则说明动力变大了,从而增加了称量的范围。
【压轴特训33 杠杆平衡条件的计算】
71.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,用道钉撬撬道钉,当在A点施加200N竖直向下的力时,刚好把道钉撬起,则道钉对道钉撬的阻力为 N;若想用更小的力把道钉撬起,则可采取的方法是 。(写出一种方法即可)
【答案】 4000 沿着垂直于OA向下的方向用力
【详解】[1]由图可知,动力臂长度为1.2m,阻力臂长度为0.06m,根据杠杆平衡条件则有
解得道钉对道钉撬的阻力。
[2]若想用更小的力把道钉撬起,可以沿着垂直于OA向下的方向用力,此时阻力和阻力臂不变,而动力臂最长,根据杠杆平衡条件可知需要施加的动力最小。
72.(23-24八年级下·安徽亳州·期末)《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,直杆的一端用竹竿与水桶相连,另一端绑上一块大石头,如图甲。图乙是桔槔的杠杆模型,已知,,空水桶重为10N,石头重为200N,当重600N的取水人用 N向下的力作用在系空水桶的绳子上,可以使杠杆在水平位置静止(杠杆自重、绳子自重、摩擦、空气阻力均忽略不计)。
【答案】390
【详解】根据杠杆平衡条件可得绳子端向下的力为
则人对绳子施加的向下的力大小为
73.(23-24八年级下·广东肇庆·期末)如图所示,在轻质杠杆OA的A端挂一棱长为0.1m的正方体石块,OA∶OB=6∶5,在B点施加一竖直向上的力F=60N时,杠杆在水平位置平衡,则右块的重力是 N,若向石块下方的容器中加水,使石块浸没于容器的水中,这时石块受到的浮力是 N;使杠杆仍在水平方向再次平衡,则F= N。(g取10N/kg)
【答案】 50 10 48
【详解】[1]由杠杆平衡的条件可得
F×OB=G×OA
石块重力为
[2]石块浸没于容器的水中,石块受到的浮力
[3]石块浸没后,杠杆A端受到的拉力为
FA=G-F浮=50N-10N=40N
由杠杆平衡的条件可得
F′×OB= FA ×OA
代入数值得
【压轴特训34 杠杆的动态平衡分析】
74.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,在轻质杠杆最右端挂一重物,最左端施加一个始终与杠杆垂直的力F。若不考虑杠杆的摩擦阻力,将杠杆从水平位置(如图实线部分所示)缓慢匀速转到图示虚线位置过程中,拉力F大小( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变大再变小
【答案】A
【详解】在轻质均匀杠杆的最右端悬挂一重物,在杠杆的最左端施加一个始终与杠杆垂直的力F,杠杆保持平衡,若不考虑杠杆的自重和阻力,则杠杆从水平位置缓慢匀速转到图示虚线位置过程中,从图中看出,动力臂始终不变,杠杆从水平位置缓慢匀速转到图示虚线位置过程中,阻力臂逐渐变小,根据“动力×动力臂=阻力×阻力臂”知道,阻力G不变,其阻力臂逐渐增小,动力臂不变,则动力F逐渐变小。
故选A。
75.(23-24八年级下·安徽宣城·期末)如图所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡。若重物质量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg。则力F的大小为 N;若将图中拉力F沿顺时针缓慢转过90°,轻杆始终水平平衡,则拉力F (选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变小后变大”、“先变大后变小”)。
【答案】 20 先变小后变大
【详解】[1]反向延长力F的作用线,过支点O作力F作用线的垂线即为F的力臀L1因为右端施加一个与水平方向成30°的力F,则由几何知识可知 。物体重力
由杠杆平衡条件得
即
代入数据得
解得F=20N。
[2] 若将图中拉力F沿顺时针缓慢转过90°,拉力F的力臂先变大后变小,由杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,拉力F先变小后变大。
76.(23-24八年级下·上海闵行·期末)如图所示,轻质杠杆OB 可绕O点转动,在杠杆上某位置悬挂有重为G的物体,杠杆在拉力F的作用下处于水平平衡,此时拉力F与OB的夹角为θ,拉力的大小和物体的重力相等。若保持拉力F大小不变,增大夹角θ,拉力F的力臂将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。为了使杠杆仍在水平位置平衡,则应将物体的悬挂点向 移动(选填“左”或“右”),此时该杠杆 (选填编号)。
①属于省力杠杆 ②属于等臂杠杆 ③属于费力杠杆 ④类型无法确定
【答案】 变大 右 ②
【详解】[1]力臂为支点到力的作用线之间的垂线段,增大夹角θ,由图可知,力臂会变大。
[2]拉力F大小不变,动力臂变大,动力与动力臂的乘积变大,根据杠杆平衡条件可知,要使杠杆仍在水平位置平衡,阻力与阻力臂的乘积也会变大,阻力不变,则阻力臂变大,因此应将物体的悬挂点向右移动。
[3]由题意可知,拉力的大小和物体的重力相等,且保持拉力F大小不变,所以增大夹角θ,拉力的F的大小和物体的重力仍相等,可知该杠杆为等臂杠杆。
【压轴特训35 杠杆最省力问题】
77.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示,若分别用三个力F1、F2、F3拉杠杆的一端,使杠杆在此位置保持平衡。三个力中,最小的力是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.三个力都一样
【答案】C
【详解】如图,三个方向施力,阻力和阻力臂相等,F3的力臂最长,根据杠杆的平衡条件可知,F3最小。
故选C。
78.(23-24八年级下·辽宁本溪·期末)图甲是某人扛着水桶静止在水平地面的情景。A是水桶的重心,点是肩膀对水桶竖直支持力的作用点,点是手对水桶竖直方向力的作用点。此时水桶可抽象为一个杠杆,为支点,为了保持这一杠杆平衡,下图情形中手施加的力最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】ABC.三图中,阻力为水桶的重力,大小相同,阻力臂大小也相同,A图中动力离支点最远,动力臂最长,动力最小;
D.图中,物体重心在支点正上方,肩膀对水桶的支持力和水桶的重力是一对平衡力,大小相等,手在B点只要控制水桶不要因为不稳而掉下来即可,用的力最小;
综上所述,手施加的力最小的是D项图中的情形,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
79.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期末)如图所示,一水平轻质杠杆AB可绕固定轴O自由转动,,质量为2kg、底面积为的物块在水平地面上,用竖直轻绳挂在A点处。
(1)在C点施加如图所示的力,请在图上画出该力的力臂;
(2)求物块对地面的压强;
(3)若想将物块提起,则需要在B点施加的最小力的大小为多少N?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)反向延长力F,过支点作反向延长线的垂线,即为力F的力臂,如图所示
(2)物块的重力
根据杠杆平衡条件,由上图可知
则
地面对物块的支持力
则物块对地面的压力,物块对地面的压强
(3)由题意当时,物块可被提起,当在点施加的力与垂直时,力最小,根据杠杆平衡条件可得
因为,所以
答:(1);
(2)物块对地面的压强为;
(3)若想将物块提起,则需要在B点施加的最小力的大小为20N。
【压轴特训36 简易杆秤的制作及相关计算】
80.(23-24八年级下·北京通州·期末)杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图所示是杆秤的示意图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置。当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。最远可移至D点,此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图所示,下列说法错误的是(g=10N/kg)( )
A.提起B秤纽,可以达到最大称量
B.秤砣的质量是0.4kg
C.先用秤纽C称量2kg货物,再换用称纽B称量该货物,则秤砣需向左侧移动
D.距离C点5cm处,有两个刻度,分别为0.4kg和3.2kg
【答案】D
【详解】A.与提起C秤纽相比,提起B秤纽,秤砣的力臂变长,货物的力臂变短,而秤砣的重力不变,由杠杆平衡条件得,此时可以达到最大称量,故A正确,不符合题意;
B.当最大称量是10kg时,由杠杆平衡条件得
解得秤砣的质量是0.4kg,故B正确,不符合题意;
C.与提起C秤纽相比,提起B秤纽,秤砣的力臂变长,货物的力臂变短,当秤砣和货物重力不变时,由C秤纽换用B秤纽时,货物重力与其力臂乘积变小,秤砣重力与其力臂乘积变大,则秤砣需向左侧移动,故C正确,不符合题意;
D.距离C点5cm,有两个刻度,由杠杆平衡条件得,当用B秤纽时,刻度的对应的质量满足
解得m1=1.6kg。
当用C秤纽时,刻度的对应的质量满足
解得m2=0.4kg。故D错误,符合题意。
故选D。
81.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)公元前700年前,中国古人就知道利用杆秤解决质量的测量问题,如图所示,杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O。若不计其自重,在挂钩处悬挂被称物体,此时秤砣悬挂在D点,杆秤处于平衡状态。已知,CO=4cm,OD=10cm,秤砣的质量为1kg,则图中被称物体的质量是 kg,若这杆秤所能称的物体的最大质量为20kg,则OB的长度是 cm。
【答案】 2.5 80
【详解】[1]秤砣的重力为
G秤砣=m秤砣g=1kg×10N/kg=10N
由杠杆的平衡条件得
G物×OC=G秤砣×OD
即
G物×4cm=10N×10cm
解得:G物=25N,则图中被称物体的质量为
[2]被称物体的最大重力为
Gmax=mmaxg=20kg×10N/kg=200N
由杠杆的平衡条件得
Gmax×OC=G秤砣×OB
即
200N×4cm=10N×OB
解得:OB=80cm。
82.(23-24八年级下·山东烟台·期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,其中蕴含着杠杆的知识。如图所示是某兴趣小组自制的一把杆秤,杆秤自重不计,A点与提钮O点的距离是5cm,秤砣的质量。现称量一重物质量,秤砣移到B点时杆秤在水平位置平衡,若测得B点与O点间的距离是25cm,则该重物的质量为 kg;秤砣用久后磨损导致质量减小,称量时,称得物体的质量会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);若提钮向A端移动一小段距离,重新标出刻度,发现杆秤的称量范围 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 2.5 偏大 变大
【详解】[1]由杠杆平衡条件可得
m物g×OA=m砣g×OBA点与提钮O点的距离是5cm,秤砣的质量0.5kg,B点与O点间的距离是25cm,则该重物的质量
[2]由杠杆平衡条件可得
m物g×OA=m砣g×OB
当秤砣用旧后,质量减小,OA不变,称量相同物体时,OB变大,所以称得物体质量偏大。
[3]提纽向A端移动一小段距离,OA变小,OB变大,秤砣质量不变,由杠杆平衡条件可得
m物g×OA=m砣g×OB
可知,物体的质量变大,则杆秤的称量范围变大。
【压轴特训37 滑轮、滑轮组的计算】
83.(23-24八年级下·河北保定·期末)如图所示,物体A、B的重力分别为、,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则F的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以物体A受到的拉力为
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以摩擦力的大小为
方向水平向左,若使物体A向左做匀速直线运动,则A受摩擦力水平向右,则拉力F为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
84.(23-24八年级下·山东淄博·期末)如图,用的拉力使物体沿水平地面以的速度匀速运动,不计绳及滑轮重、摩擦。下列所求物理量正确的是( )
A.物体重为60N B.物体受的摩擦力为90N
C.拉力的功率是12W D.10s内绳自由端移动6m
【答案】C
【详解】A.由题知,没有提供物体的质量或物体受到的支持力的条件,无法求物体的重,故A错误;
B.由图知,使用滑轮组拉动物体时的绳子有效股数n=2,不计绳及滑轮重、摩擦,物体受的摩擦力
故B错误;
C.绳端移动速度
拉力的功率
故C正确;
D.10s内绳自由端移动距离
故D错误。
故选C。
85.(23-24八年级下·安徽亳州·期末)如图所示,一名体重为600N的工人用滑轮组提升200N的物体,每个滑轮重为20N,他使物体在5s内匀速上升1m。(绳子的质量以及绳子与滑轮间的摩擦均不计)求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)工人所用的拉力是多大;
(3)绳子可承受范围内,工人最多一次能提起多重的物体。
【答案】(1)0.4m/s;(2)110N;(3)1180N
【详解】解:(1)由图可知动滑轮上有两段绳子,则绳子自由端移动的路程
绳子自由端移动的速度
(2)工人所用的拉力是
(3)工人对绳子的最大拉力为
工人最多一次能提起的物体的重力为
答:(1)绳子自由端移动的速度0.4m/s;
(2)工人所用的拉力是110N;
(3)绳子可承受范围内,工人最多一次能提起的物体的重力为1180N。
【压轴特训38 杠杆机械效率的计算】
86.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,用质地均匀的杠杆匀速提升重物(不计摩擦),若想提高杠杆的机械效率,可采取的方法是( )
A.将悬挂点B向右移动 B.将提升点A向左移动
C.减小物体所受的重力 D.增加重物上升的高度
【答案】A
【详解】A.物体上升的高度不变,将物体的悬挂点B向右移,杠杆提升高度比原来小一些,克服杠杆重力做的功减少,即额外功减少,有用功不变,根据
得到机械效率升高,故A符合题意;
B.将提升点A向左移动。这样做会增大阻力臂OA的长度,而动力臂OB和动力(由于杠杆平衡条件,动力也会相应增大)不变。这会导致总功W总=Fs增大(因为F和s都增大),而有用功W有用=Gh仍然不变。因此,机械效率会减小,故B不符合题意;
C.减小物体所受的重力。这样做会减小有用功W有用=Gh(因为G减小),而总功W总=Fs可能由于动力或动力臂的变化而有所变化,但即使不变或减小,由于有用功的减小幅度更大,机械效率仍然会减小,故C不符合题意;
D.增加重物上升的高度。这样做会增大有用功W有用=Gh(因为h增大),但也会增大动力所做的功(因为动力臂和动力可能随重物位置的变化而变化),从而增大总功W总。由于有用功和总功都按相同比例增大,所以机械效率保持不变,故D不符合题意。
故选A。
87.(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为180N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小,拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为 J,有用功为 J,杠杆的机械效率为 。
【答案】 20 18 90%
【详解】[1]拉力所做的功为
W总=Fs=80N×0.25m=20J
[2]有用功
W有=Gh=180N×0.1m=18J
[3]杠杆的机械效率为
88.(23-24八年级下·重庆江津·期末)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具叫“舂”,农民捣谷用的,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的 B 处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N, 每踩一次碓头上升的高度为60cm, AO长1.5m, OB长0.3m, 求:
(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用多大的力才可以将碓头抬起?
(2)每踩一次对碓头做的功是多少?
(3) 若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是多大?
【答案】 (1)150N;(2)18J;(3)15W
【详解】解:(1)设脚对B点的力为F,碓头的重力为G,OA为阻力臂l1,OB为动力臂l2,根据杠杆平衡条件
有
所以,脚至少用150N的力才可以将碓头抬起。
(2)每踩一次对碓头做的功为
(3)设人每踩一次做的总功为W总,机械效率为η,则总功
若1min将B踩下30次,则人做的总功为
人做功的功率为
答:(1)脚至少用150N的力才可以将碓头抬起;
(2)每踩一次对碓头做的功是18J;
(3)人做功的功率是15W。
【压轴特训39 滑轮、滑轮组机械效率的计算】
89.(23-24八年级下·山东烟台·期末)小明家的新房要装修,为了搬运建筑材料使用了如图所示的滑轮组,工人使用滑轮组在30s内将一批建材匀速提升了6m,此过程中滑轮组的机械效率为75%,钢丝绳拉力F所做的功是。忽略绳重和摩擦,求:
(1)钢丝绳拉力F的功率P;
(2)钢丝绳拉力F的大小;
(3)这批建材所受的重力G;
(4)动滑轮的重力。
【答案】(1)900W
(2)2000N
(3)4500N
(4)1500N
【详解】(1)在30s内将一批建材匀速提升了6m,钢丝绳拉力F所做的功是,钢丝绳拉力F的功率
(2)此滑轮组绳子的有效段数为3,在30s内将建材匀速提升了6m,则钢丝绳移动的距离为
s=nh=3×6m=18m
根据W=Fs可知,钢丝绳拉力F的大小
(3)此过程中滑轮组的机械效率为75%,钢丝绳拉力F所做的功是,则做的有用功为
根据W有=Gh,这批建材所受的重力
(4)忽略绳重和摩擦,根据
动滑轮的重力
G动=3F-G=3×2000N-4500N=1500N
90.(23-24八年级下·河南开封·期末)为了改善农村面貌和环境卫生,政府对道路、公厕等公共设施进行了改造。如图所示,在新农村改造时,质量为70kg得工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料,将建筑材料匀速提升2m(不计绳重和摩擦),所用拉力为250N。(g取10N/kg)
(1)物体重为多少?
(2)使用该滑轮组时的机械效率是多少?
(3)通过计算说明,该工人用此装置能否拉起重为1400N的物体?
【答案】(1)400N
(2)80%
(3)不能
【详解】(1)箱子的质量为40kg,故箱子的重力为
(2)由图可知
不计绳重和摩擦,该滑轮组时的机械效率是
(3)根据可知,动滑轮的重力为
工人的质量为70kg,故工人的重力为
绳子自由端受到最大拉力为人的重力700N,则工人能来气的最大物重为
故该工人用此装置不能拉起重为1400N的物体。
91.(23-24八年级下·山东烟台·期末)如图所示,在实践活动中,小明用100N的拉力使重500N的物体A沿水平方向在5s内匀速移动了50cm,已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍,在此过程中不计绳重和滑轮间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)小明拉力做功的功率是多少?
(2)动滑轮的重力是多少?
(3)此滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)20W;(2)50N;(3)75%
【详解】解:(1)由图可知,,所以绳子自由端5s内移动的距离,小明拉力的做功
小明拉力做功的功率
(2)物体A受到的拉力
小明拉力为
动滑轮的重力
(3)有用功为
滑轮组的机械效率
答:(1)小明拉力做功的功率是20W;
(2)动滑轮的重力是50N;
(3)此滑轮组的机械效率是。
【压轴特训40 斜面机械效率的计算】
92.(23-24八年级下·湖北荆州·期末)如图,有一斜面长L=4m,高h=1.5m。小红同学用平行于斜面向上F=150N的拉力,将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么小红同学对物体做的总功为 J;物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N,斜面的机械效率为 。
【答案】 600 75 50%
【详解】[1]已知F=150N,s=L=4m,物体从斜面底端拉动顶端时,所做的总功
[2]物体从斜面底端拉动顶端时,所做的有用功
克服摩擦力所做的额外功
摩擦力
[3]斜面的机械效率
93.(23-24八年级下·河南郑州·期末)如图所示,斜面长3.6m,高为1.2m,装卸师傅用沿斜面向上500N的推力,将重为1200N的货物从斜面底端匀速推到斜面顶端,用了25s的时间,在这个过程中。求:
(1)克服货物重力所做的功是多少?
(2)斜面的机械效率是多少?
(3)装卸师傅做功的功率是多少?
【答案】(1)
(2)80%
(3)72W
【详解】(1)克服货物重力所做的功
(2)拉力做的总功
斜面的机械效率
(3)装卸师傅做功的功率
94.(24-25九年级上·甘肃张掖·期末)如图所示,斜面长L=10m,斜面高h=4m,物体A重量为200N,物体B的重量为400N,物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端,不计绳与滑轮间的摩擦且忽略物体B的体积大小。求:
(1)使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”);
(2)此过程中,绳子拉力对物体B所做的功;
(3)上述过程中,该斜面的机械效率;
(4)物体B沿斜面匀速向上运动的过程中,其受到斜面的滑动摩擦力大小。
【答案】(1)省力
(2)2000J
(3)80%
(4)40N
【详解】(1)斜面可以省力,但费距离,由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,所以使用斜面可以省力,不能省功。
(2)由图可知,物体A、B之间用细绳通过定滑轮连接,不计绳与滑轮间的摩擦,绳对B的拉力的大小F=GA=200N
拉力对B做的功W总=FL=200N×10m=2000J
(3)克服B的重力做的有用功W有用=GBh=400N×4m=1600J
上述过程中,该斜面的机械效率
(4)上述过程中,绳子拉力做的额外功W额=W总﹣W有用=2000J﹣1600J=400J
由W额=fs可得,B与斜面间的摩擦力大小
【压轴特训41 简单机械和浮力的综合计算】
95.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)如图所示装置,物体B重为100N,当用一个水平向左的力F1拉绳子自由端时,物体B在水中匀速上升,4s内物体B上升0.4m(物体B未露出水面);当物体B完全露出水面后,改用另一个水平向左的力F2拉绳子自由端使物体B保持原来的速度匀速上升。已知:物体B的密度ρB=5ρ水,两次拉力F1︰F2=9︰11,若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力。求:
(1)绳子自由端的移动速度;
(2)未露出水面时,物体B上升4s,其底部受到水的压强变化量;
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)0.3m/s;(2)4000Pa;(3)10N
【详解】解:(1)由图可知,绳子承重段数为n=3,物体B上升0.4m时,绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×0.4m=1.2m
所以绳子自由端的移动速度为
(2)由p=ρgh知,未露出水面时,物体B上升4s,其底部受到水的压强变化量为
Δp=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
(3)由G=mg,m=ρV可得,B的重力为
GB=ρBVBg=100N根据F浮=ρ水gV排 可得,当B浸没时,V排=VB,又因为ρB=5ρ水,所以
对动滑轮进行受力分析知,当B浸没时
3F1=G动+GB-F浮=G动+100N-20N=G动+80N①当B露出水面后
3F2=G动+GB=G动+100N②由题知
F1︰F2=9︰11③联立①②③解得,G动=10N。
答:(1)绳子自由端的移动速度为0.3m/s;
(2)未露出水面时,物体B上升4s,其底部受到水的压强变化量为4000Pa;
(3)动滑轮的重力为10N。
96.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期末)工人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀速提起一根实心的石柱(不吸水),如图甲所示,动滑轮的质量为20kg。石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间的关系如图乙所示。石柱从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中,人对地面的压强与时间的关系如图丙所示。已知人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面接触的总面积为,石柱的底面积为,,不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力,石柱底部与池底不密合,忽略水面高度变化。求:
(1)石柱全部露出水面后人对地面的压力?
(2)石柱的重力?
(3)石柱未露出水面时受到的浮力?
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)由图丙所示,石柱全部露出水面后人对地面的压力
(2)人的重力为
石柱全部露出水面后,对人受力分析,绳子对人的拉力为
不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力,则由可得石柱的重力为
(3)根据图丙,物体在15s时上表面刚好露出水面,由图乙可得物体在15s时下表面受到得压强为
则下表面的压力为
因为此时上表面压强为零,则浮力
答:(1)石柱全部露出水面后人对地面的压力为;
(2)石柱的重力;
(3)石柱未露出水面时受到的浮力。
97.(23-24八年级下·山东日照·期末)如图甲所示,正方体A的质量是,作为配重使用。杠杆,某同学用这个装置从水中提取物体B,然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为,一个质量为的同学站在浮体C上,若不用力拉绳子时,浮体C总体积的浸入水中;当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端,手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为且不变,物体被提出水面后,再将B放在C上,同时松开绳子,此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小;已知两个定滑轮总重为。(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计)求:
(1)人站在C上没有用力拉绳子时,C所受浮力为多大?
(2)当物体B未出水时,人用的拉力为多大?
(3)物体B的重力多大?
【答案】(1)3000N;(2)200N;(3)800N
【详解】解:(1)不用力拉绳子时,浮体C总体积的浸入水中,由可知C所受浮力为
(2)由图甲可知,绳子的段数为3,则当物体B未出水时,绳子自由端的移动速度为
由可知道人用的拉力为
(2)当物体B没有出水时,C所受浮力为
此时C排开的体积为
将B放在C上,同时松开绳子,此时浮子C露出水面的体积相对于B没有出水时减小,排开水的体积为
C受到的浮力为
据此求出浮体C的浮力的变化量,即为B的重力,故
答:(1)人站在C上没有用力拉绳子时,C所受浮力为3000N;
(2)当物体B未出水时,人用的拉力为200N;
(3)物体B的重力800N。
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八年级下册物理期末复习(压轴特训97题41大类型)(原卷版)
训练范围:人教版2024:八年级下册第7~12章。
目录
【压轴特训1 弹簧测力计的原理及探究】 2
【压轴特训2 重力的计算】 3
【压轴特训3 探究重力的大小与质量的关系】 3
【压轴特训4 探究阻力对物体运动的影响】 4
【压轴特训5 解释生活中的惯性现象】 6
【压轴特训6 探究二力平衡的条件】 6
【压轴特训7 平衡力和相互作用力的辨析】 7
【压轴特训8 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关】 8
【压轴特训9 判断连接体的摩擦力大小和方向】 9
【压轴特训10 判断叠加体的摩擦力大小和方向】 10
【压轴特训11 力的合成及应用】 10
【压轴特训12 力与图像结合】 11
【压轴特训13 探究压力的作用效果与哪些因素有关】 12
【压轴特训14 固体压强的计算—叠加问题】 13
【压轴特训15 固体压强的计算—切割问题】 13
【压轴特训16 探究液体压强与哪些因素有关】 14
【压轴特训17 液体压强的分析和比较】 15
【压轴特训18 计算液体对容器底的压强和压力】 16
【压轴特训19 粗略测量大气压】 17
【压轴特训20 大气压强的应用】 18
【压轴特训21 探究浮力的大小与哪些因素有关】 18
【压轴特训22 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系】 20
【压轴特训23 浮力的图像问题】 21
【压轴特训24 浮力和压强的综合计算】 22
【压轴特训25 密度、压强和浮力的比较】 23
【压轴特训26 连接体或叠加体的浮力计算】 23
【压轴特训27 功和功率比较大小】 24
【压轴特训28 功、功率与图像的计算】 25
【压轴特训29 研究物体的动能跟哪些因素有关】 27
【压轴特训30 蹦极(蹦床)的能量变化】 28
【压轴特训31 机械能守恒及其辨析】 30
【压轴特训32 探究杠杆的平衡条件】 31
【压轴特训33 杠杆平衡条件的计算】 33
【压轴特训34 杠杆的动态平衡分析】 34
【压轴特训35 杠杆最省力问题】 35
【压轴特训36 简易杆秤的制作及相关计算】 36
【压轴特训37 滑轮、滑轮组的计算】 38
【压轴特训38 杠杆机械效率的计算】 38
【压轴特训39 滑轮、滑轮组机械效率的计算】 39
【压轴特训40 斜面机械效率的计算】 41
【压轴特训41 简单机械和浮力的综合计算】 42
【压轴特训1 弹簧测力计的原理及探究】
1.(23-24八年级上·福建三明·期末)同学在探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,得到如图图象,请根据图像回答,这根弹簧的原长是 cm,拉力为6N时,弹簧的伸长量为 cm;当这根弹簧的长度为4.5cm时,此时弹簧受到的拉力为 N。
2.(23-24八年级下·广东广州·期末)如图所示,小明发现橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋就越长。根据这一现象小明猜想:在弹性限度内,橡皮筋的伸长量跟它所受的拉力成正比(即橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量的比值是定值)。请你设计实验验证其猜想。
(1)实验器材:橡皮筋、刻度尺、铁架台、 (若需要,请补充器材)
(2)实验步骤(可以用文字或画图表达):
【压轴特训2 重力的计算】
3.(23-24八年级下·安徽六安·期末)已知,用天平和弹簧测力计分别在地球和月球上称同一个物体,结果是( )
A.用天平称的结果相同,用弹簧测力计称量得的结果不同
B.用天平称的结果不同,用弹簧测力计称量的结果相同
C.用天平和弹簧测力计称量的结果都相同
D.用天平和弹簧测力计称量的结果都不同
4.(23-24八年级下·河北沧州·期末)重为90N的铜块的质量是 kg,若铜块与铁块所受的重力之比为3∶5,则铜块与铁块的质量比为 ,铁块重力为 N。(g取10N/kg)
【压轴特训3 探究重力的大小与质量的关系】
5.(23-24八年级下·陕西渭南·期末)某兴趣小组就“影响物体重力大小的因素”和“判断重力方向”分别进行了如下的实验探究:
(1)实验中,需要的测量工具是 和弹簧测力计,将弹簧测力计在 方向上调零,使指针对准零刻度线;
(2)小明分别测出钩码的质量和弹簧测力计相应的示数,并记录在表格中。请在图甲中用描点法作出重力跟质量关系的G-m图像 ,由图线可知:物体的重力与它的质量成 ;
质量m/kg
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
重力G/N
1
2
3
4
5
(3)在探究重力方向时,实验装置如图乙所示,操作如下:将该装置放在水平桌面上逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向 (选填“变化”或“不变”),由此可以得出:重力的方向总是 。
6.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期末)小明和小红采用如图甲所示的实验装置探究物体的重力与质量的大小关系。
实验中,小明以钩码作为被测物体(钩码的规格均为50g)。实验步骤如下:
A.将弹簧测力计在 方向上调零,使指针对准零刻度线;把两个钩码挂在弹簧测力计上,当钩码处于静止时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则两个钩码所受的重力为 N;
B.改变所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中、根据实验数据,用描点法在图乙坐标纸上作出图像;
C.小明根据图像的特点得出了实验结论,结论为 成正比;
钩码数/个
1
2
3
4
5
质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
重力G/N
0.5
1.5
2.0
2.5
【交流】小明还想将量程为0-10N的弹簧测力计改为密度秤。他的操作如下;
①先将质量为10g的塑料杯挂在弹簧测力计上,再将指针调到零刻度线处;
②在塑料杯中装满水,弹簧测力计的指针指在如图丙(甲)弹簧测力计所示的位置;
③将塑料杯中的水倒尽,再 ,弹簧测力计的指针指在如图丙(乙)弹簧测力计所示的位置;待测液体的密度为 ,小明想在不更换测力计的情况下,增加密度秤所测密度的最大值,应如何改进 。
【压轴特训4 探究阻力对物体运动的影响】
7.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,研究小车在水平面上滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面 (选填“相同”或“不同”)高度处静止下滑,目的是使小车到达水平面的 相同;
(2)小车在水平面运动的距离反映是 (选填字母序号);
A.小车在水平面受到的阻力大小 B.阻力对小车运动情况的影响
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (填“快”或“慢”);
(4)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做 运动;
(5)可见,物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
8.(23-24八年级下·山东临沂·期末)小芳用斜面、木板、毛巾、棉布和小车探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)如图甲所示,实验时要固定斜面,并让小车从斜面上 (选填“同一位置”或“不同位置”)由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度大小 ;
(2)图乙是小车在木板、棉布、毛巾表面上运动时,速度随时间的变化图像,其中表示小车在木板上运动的是 (选填“a”“b”或“c”);由此可以推出,如果水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上 ;
(3)在大量类似实验的基础上,经过科学推理可以得到牛顿第一定律,采用这种研究方法的还有 ;
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究影响滑动摩擦力大小的因素
C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律在实际生产生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向右匀速飞行的飞机上,自由落下了一箱救援物资。图丙是救援物资落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对救援物资的阻力,救援物资与飞机的位置关系正确的是 图。
【压轴特训5 解释生活中的惯性现象】
9.(23-24八年级下·云南楚雄·期末)如图所示,这是公共场所提醒人们小心台阶避免绊倒或提醒人们小心地滑防止摔倒的安全提示图片。小敏通过思考发现,这两种情况下人之所以会摔倒,都是因为人体具有 ;提醒人们小心地滑防止摔倒的是图 (选填“甲”或“乙”)。
10.(23-24八年级下·广东珠海·期末)如题图所示,小车A上放置一个带轮的木块B。先使带轮木块与小车一起向右运动,当小车A被挡板C制动时,说明力能改变物体的 ,小车上的木块 B将会 (选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”),这是由于木块 B具有 。
【压轴特训6 探究二力平衡的条件】
11.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,小明设置的实验装置如图甲所示。
(1)实验时,向左盘和右盘同时放入等重的砝码,这时木块保持静止,但小明在实验时发现,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码,木块仍然保持静止,则产生这一现象的原因是 ;
(2)现保持F1与F2的大小相等,将木块换成小车,然后扭转一个角度,松手后,小车将发生转动,据此可以得出二力平衡时需要满足的一个条件是 ;
(3)在探究同一问题时,小红设计了如图乙所示的实验,同学们认为小红的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减小摩擦力对实验结果的影响
(4)如图丙所示装置,两个滑轮安装成不同的高度,能否探究二力平衡的条件。答:
12.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,小华将系于轻质小卡片两对角上的细线分别跨过左右支架上的滑轮,并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,且在同一直线上;
(2)当小卡片平衡后,小华再将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 的两个力能否平衡;
(3)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们都认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.减小摩擦力对实验结果的影响 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.小卡片容易扭转
(4)利用图丙装置 (选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件。
【压轴特训7 平衡力和相互作用力的辨析】
13.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)滑板是青少年喜欢的一项运动。如图所示,当小硕站在滑板上不动时,下列说法正确的是( )
A.地面对滑板的支持力与滑板所受的重力是一对平衡力
B.滑板受到的压力和小硕受到的支持力是一对平衡力
C.小硕受到的重力和支持力是一对相互作用力
D.滑板对小硕的支持力是滑板面形变产生的
14.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,是小亮同学在天府绿道骑自行车的情景。当自行车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.小亮的重力与小亮对自行车的压力是一对平衡力
B.自行车受到地面的摩擦力与小亮对自行车的压力是一对平衡力
C.自行车的重力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
【压轴特训8 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关】
15.(24-25八年级上·贵州遵义·期末)如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,即可知滑动摩擦力的大小;如图丁是某时刻的实验情景,此时弹簧测力计的读数是 N;
(2)观察图甲、乙,发现弹簧测力计的示数,由此可知:在接触面粗糙程度相同时, ,滑动摩擦力越大;
(3)观察图甲、丙,能得出结论:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(4)实验结束后,小华猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的面积大小有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小了。由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为小华的结论 (选填“可信”或“不可信”),请简述理由 。
16.(23-24八年级上·福建三明·期末)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,小明按照如图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其中A为木块,B为重物,甲、乙两图中的接触面较光滑且粗糙程度相同,丙图中接触面较粗糙。
(1)图甲中,将木块放在水平木板上,当木块做 运动时,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、 两图的实验,可以得出滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)对比甲、丙两图的实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(4)小明将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后,用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动,发现弹簧测力计的计数为图甲中示数的一半,得出“滑动摩擦力的大小是否与接触面的面积有关”的结论。同学们认为小明的结论是错误的,错误的原因是: ;
(5)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示。他用水平拉力拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,则木块C受到水平向 (填“左”或“右”)的摩擦力,若此时增大拉力F,弹簧测力计的示数 。(选填“变大”、“变小”和“不变”)
【压轴特训9 判断连接体的摩擦力大小和方向】
17.(23-24八年级下·江苏南京·期末)如图甲,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在20N水平拉力的作用下,A、B一起做匀速直线运动;如图乙,将A、B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力使它们一起做匀速直线运动,则( )
A.乙图中,推力等于20N
B.乙图中,A对B的推力为20N
C.两图中A受到的摩擦力均为20N
D.两图中B所受摩擦力方向都是水平向左
18.(22-23八年级下·山东青岛·期末)如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP<mQ)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是( )
A.F1=F2 B.F2>F3 C.F3>F4 D.F3=F4
【压轴特训10 判断叠加体的摩擦力大小和方向】
19.(23-24八年级下·河北廊坊·期末)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,水平力F作用于A物体上,使A、B两个物体向左做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为0
C.A对B的摩擦力为2N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
20.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)如图所示,将测力计左端固定在墙上,右端用细线与重为 10N 的木块相连,木块放在上表面水平的小车上,测力计保持水平。拉动小车向右做匀速直线运动,当测力计示数稳定时,木块对小车的压力大小为 N,木块所受摩擦力的方向为水平 (选填“向左”或“向右”)。若拉动小车加速运动,测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【压轴特训11 力的合成及应用】
21.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图,重20N的木块被用50N的水平力F压静止在墙壁上。下面正确的是( )
A.木块不会掉下来是因为受到压力F的作用
B.木块受到的摩擦力会随压力F增大而增大
C.木块受到墙壁的摩擦力大小是20N
D.木块受到的合力大小是10N
22.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,跳伞运动员和伞的总重为,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为,则这两个力的合力的大小为 N,合力的方向是 。
【压轴特训12 力与图像结合】
23.(23-24八年级下·湖南娄底·阶段练习)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,其F—t和v—t图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体处于 (选填“静止”或“运动”)状态,物体受到的摩擦力是 N;当t=3s时,物体受到的摩擦力是 N。
24.(23-24八年级下·广东惠州·期末)如题甲图所示,李师傅用方向不变的力F向右推放在粗糙程度不变的水平地面上的木箱,推力F的大小随时间的变化关系如题乙图所示,木箱的运动速度随时间的变化关系如题丙图所示。则在t=2s时,木箱受到摩擦力为 N;在t=5s时,木箱的运动状态是 (选填“静止”“加速运动”“匀速运动”或“减速运动”),木箱受到的摩擦力为 N。
【压轴特训13 探究压力的作用效果与哪些因素有关】
25.(23-24八年级下·福建福州·期末)如图甲、乙、丙所示,小聪利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时, ;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小聪认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是 (填“正确”或“错误”)的,为了便于观察,我们在做此实验时应该选择表面材质 (填“相同”或“不同”)且形变 (填“明显”或“不明显”)的材料来做实验;
(5)实验时,小聪同学将小桌换成木块,并将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关,你认为此结论是否可靠? ;理由: 。
26.(23-24八年级下·福建泉州·期末)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了系列实验:
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)观察比较图甲、乙所示的情况,可以得到结论:受力面积相同, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较乙、 两图的实验;
(4)小明将图丙中的小桌和砝码放到一块木板上,如图丁所示,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强,的大小关系为 (选填“>”“<”或“=”),这说明海绵与木板所受的压力的作用效果 (选填“相同”或“不同”),实验时要选用海绵而不是木板材料的原因是 。
A.海绵轻便,便于携带
B.海绵的形变程度比木板明显
【压轴特训14 固体压强的计算—叠加问题】
27.(23-24八年级下·广西河池·期末)有两个质量分布均匀的正方体A、B,已知A的边长为20cm,B的质量为4kg,边长为10cm。将B放置在水平桌面时(如图甲),B对桌面的压强为 Pa;如图乙,将A叠放在B的正上方,B对水平桌面的压强增加了6000Pa,则A对B的压强与B对水平桌面的压强之比为 。
28.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,两个质地均匀的柱体A、B静止在水平地面上,其底面积之比3:1,高度之比2:1,且对地面压强大小相等,A、B两柱体的密度之比为 。若将 A柱体叠放在B上部正中心(图乙),B柱体上、下底面受到的压强之比为k1,若将B柱体叠放到A上部正中心,A柱体上、下底面受到的压强之比为,则: 。
【压轴特训15 固体压强的计算—切割问题】
29.(23-24八年级下·甘肃兰州·期末)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲所示。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )(g取10N/kg)
A.图线Ⅰ反映B剩余部分对桌面的压强变化 B.B的密度为
C.A的底面积为 D.A的重力为6N
30.(23-24八年级下·上海普陀·期末)如图所示,质量相等的实心均匀正方体甲、乙置于水平地面上。现经过以下几种变化,使得变化后的甲、乙对地面的压强可能相等,下列方案中可行的有( )
A.甲、乙都沿水平方向切去相同高度Δh
B.甲、乙都沿水平方向切去相同质量Δm
C.甲、乙都沿竖直方向切去相同体积△V
D.甲、乙都沿竖直方向切去相同厚度Δd
【压轴特训16 探究液体压强与哪些因素有关】
31.(23-24八年级下·黑龙江佳木斯·期末)物理课上看完“奋斗者号”深潜器的故事,同学们想利用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”,进行了如下操作。
(1)图①中,压强计 (填“是”或“不是”)连通器。如果实验前用手按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵敏,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”)。但是实验前小王没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的正确操作是 ;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管,重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时探头受到水的压强为 Pa(,);
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出实验结论,同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出实验结论,在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(5)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者号”深潜到10000m时,每平方米的舱体受到海水的压力为 N。(,)
32.(23-24八年级下·吉林长春·期末)实验技能大赛期间,同学们练习“探究液体压强与哪些因素有关”的实验,进行了如图所示的操作:
(1)实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图A所示,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是 ;
①将右侧支管中高出的水倒出
②取下软管重新安装
(3)图B中把金属盒放入水中,当金属盒的橡皮膜朝下时,发现U形管左右两侧水面有高度差,此现象说明液体内部向 有压强;
(4)分析B、D两图的实验现象, (选填“能”或“不能”)得出液体的压强与密度有关;
(5)要探究液体压强与深度的关系,应选用 两图进行对比;
(6)若将U形管压强计改成图E所示的装置,左侧容器中液体密度为ρ,右侧容器中液体为水。当U形管压强计左右两管液面相平时,两探头所处的深度差为Δh,则左侧液体密度 水。
【压轴特训17 液体压强的分析和比较】
33.(23-24八年级下·山东潍坊·期末)如图所示,在水平桌面上放着甲、乙两杯密度不同的液体。已知两杯底部受到的液体压强相等,且两杯液体内A、B两点距底部的距离, ,A、B两点处的液体压强分别为pA、pB。则下列说法正确的是 ( )
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.无法确定
34.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,甲乙丙是三个底面积和质量都相同、形状不同的容器,下列说法正确的是( )
A.在三种容器装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压强
B.在三种容器装入水且水面恰好相平,液体对容器底部压力
C.在三种容器中分别装入质量相等的水,液体对容器底部压力
D.在三种容器中分别装入质量相等的水,容器对桌面压力
【压轴特训18 计算液体对容器底的压强和压力】
35.(23-24九年级下·北京·阶段练习)如图所示,一杯水静止在水平桌面上,杯中的水所受重力为G1,杯子所受重力为G2,杯中的水对杯底的压力为N1,杯子对桌面的压力为N2,桌面对杯子的支持力为N3,则下列选项正确的是( )
A. N1与N2大小相等
B. N2与N3是一对平衡力
C.N1与N3是一对平衡力
D. G1、G2之和与N2大小相等
36.(23-24八年级下·山东济宁·期末)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上,杯子重,高,底面积;杯内水重,水深,为,g取。此时,水对杯底的压强为 ,水杯对桌面的压力为 N。
【压轴特训19 粗略测量大气压】
37.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期末)用如图所示的装置粗略测量大气压强的值,把吸盘用力压在玻璃上并排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为,轻轻往挂在吸盘下的小桶内加沙子,吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为,则大气压强的测量值为 。(g取)
38.(23-24八年级下·江苏盐城·期末)用2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等估测大气压的值,如图所示。实验时,把注射器的活塞推至注射器筒的底端, 筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。为了检验是否漏气,将活塞拉出一段距离后松手,观察活塞是否能 。用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞 时,记下弹簧测力计的示数为2.3N,此时所测大气压的值为 Pa。
【压轴特训20 大气压强的应用】
39.(23-24八年级下·山东菏泽·期末)如图所示是人呼吸过程的模拟装置。当向下拉动橡皮膜时,橡皮膜向外凸起,此时,容器内的气压变小,气球在 的作用下体积变 ,完成吸气过程。
40.(23-24八年级下·辽宁营口·期末)擦窗机器人的发明帮人们解决了擦窗难的问题。
机器人的腹部有吸盘,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压 (选填“大于“小于”或“等于”)大气压而产生吸力,便能牢牢地吸在竖直玻璃上。吸盘与玻璃的接触面积为,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为,则吸盘对玻璃的压力是 N。
【压轴特训21 探究浮力的大小与哪些因素有关】
41.(23-24八年级下·辽宁朝阳·期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想:
猜想1:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想2:可能与物体的体积有关。
猜想3:可能与物体浸在液体中的体积有关。
猜想4:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小丽利用如图所示的实验装置进行了如下实验:
(1)物体A全部浸入水中时受到的浮力是 ;根据图甲、丙、丁的实验结
果可以得出:浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 无关。
(2)根据 三个图的实验结果可以验证猜想4。
(3)根据甲、乙、丙的实验结果可以得出:当液体密度一定时, ,浮力越大。
(4)由图示实验数据得出浓盐水的密度为 。
(5)小丽还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来烧杯、水、细线、弹簧测力计、一块实心球体橡皮泥(不溶于水且不吸水,实验过程中不接触烧杯)等器材进行实验,实验步骤如下:
步骤一:用细线拴住实心球体橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤二:使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤三:将这块橡皮泥捏成实心圆柱体,用细线拴住橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,
使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数;
步骤四:将这块橡皮泥捏成实心正方体,用细线拴住橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,
使该橡皮泥浸没在水中,静止时读出弹簧测力计的示数。
小丽想得到实验探究的结论,其科学论证的过程是: 。
42.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:①与物体浸没在液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。
实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤 (填序号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 ;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,求出盐水的密度为 。
【压轴特训22 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系】
43.(23-24八年级下·黑龙江鸡西·期末)如图所示,为了验证阿基米德原理,小明利用烧杯、小桶、石块、弹簧测力计等做了如下实验。
①图甲中向烧杯中注水时,应使水面恰好与出水口 ;
②该实验漏掉一个步骤,请写出该步骤的内容: ,此时弹簧测力计的示数是F4;
③若、、、之间满足关系 ,则说明“阿基米德原理”成立;
④若图乙中的石块未全部浸入水中,则对结论 (选填“会”或“不会”)产生影响;
⑤若将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。()
44.(23-24八年级下·安徽六安·期末)小李同学根据已学知识设计了如下实验,来探究阿基米德原理(细线的质量和体积均忽略不计,小石块不吸水)
(1)如图甲、乙所示,小李先用弹簧测力计测出小石块的重力和烧杯的重力,将小石块完个浸入溢水杯后,两个弹簧测力计的示数分别为和。则小石块在水中受到的浮力为 ,小石块排开水的重力为 ;
(2)小李发现在图甲步骤中,溢水杯中的水未装满至即将溢出,这样会导致排开水的重力偏 ;
(3)小李完善后重新进行实验,最后比较、、、的大小若发现 ,即可验证阿基米德原理;
(4)如图丙所示,小李将石块浸没在装满煤油的溢水杯中,若发现 ,则可知煤油的密度小于水的密度。
【压轴特训23 浮力的图像问题】
45.(23-24八年级下·广东阳江·期末)如图甲所示,将一实心金属圆柱体挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F。图乙是根据记录的数据作出的F和h的关系图像,g取,。由图像可知( )
A.该圆柱体的高度为8cm
B.该圆柱体的横截面积为
C.该圆柱体刚浸没时,其底部受到水的压强为
D.该圆柱体的密度约为
46.(23-24八年级下·江苏南通·期末)小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,直到A刚好完全浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示,下列关于物体A说法正确的是( )
A.刚好浸没时h为12cm B.边长为8cm
C.密度为 D.重力为6N
【压轴特训24 浮力和压强的综合计算】
47.(23-24九年级下·重庆大足·期末)小文在课后实践活动中,利用身边的物品进行实验。将边长为10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的溢水杯内,待木块静止时,从杯中溢出500g的水,如图所示。已知g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强及木块浸在水中的深度。
48.(23-24八年级下·山东德州·期末)一只圆形平底玻璃杯重,底面积为,深度为,最多能装的水。如图所示,水平桌面上装满水的该玻璃杯中漂浮着一个的小球,g取,,求:
(1)小球受到的浮力;
(2)玻璃杯底受到水的压力;
(3)水平桌面受到玻璃杯的压强。
【压轴特训25 密度、压强和浮力的比较】
49.(23-24八年级下·湖北孝感·期末)为了延长水果的存放时间,果农先将水果浸没到保鲜液中,再用保鲜纸包住就能存放比较长的时间。若将同一个苹果放入盛有甲、乙两种不同保鲜液中相同容器中,静止后苹果的浮沉情况如图所示,则下列说法错误的是( )
A.甲液体的密度大
B.苹果在乙液体中的受到的浮力大
C.甲液体中苹果底部受到的压力小
D.乙液体对容器底部的压强小
50.(23-24八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,甲、乙是两个相同的烧杯,里面装有密度不同的两种液体,将两个相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时甲、乙中液面刚好相平。此时,设A物体受到的浮力为,甲中液体对烧杯底部的压强为,甲杯对水平面压强为,B物体受到的浮力为,乙中液体对烧杯底部的压强为,乙杯对水平面压强为,则( )
A.F1=F2,p1<p2, B.F1<F2,p1=p2,
C.F1>F2,p1=p2, D.F1=F2,p1>p2,
【压轴特训26 连接体或叠加体的浮力计算】
51.(23-24八年级下·黑龙江绥化·期末)甲、乙、丙三个烧杯中均装有适量的酒精(=0.8×103kg/m3),现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,如图甲、乙所示,若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是( )
A.a的密度为=0.4×103kg/m3
B.a、b的体积之比为4∶1
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶4
D.在图甲中a有五分之一的体积露出液面
52.(23-24八年级下·山东泰安·期末)甲、乙两个完全相同的容器中装有相同质量的水,现将正方体物块A放入水中,有五分之三体积露出水面,如图甲所示。再将边长为A的边长一半的正方体物块B放在A的上面,物块A 有五分之一体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
①物块A与物块B的密度之比为ρA∶ρB=1∶8
②物块A与物块B的质量之比mA∶mB=1∶1
③若将物块A、B分别放入甲、乙容器中,A、B所受的浮力之比FA∶FB=8∶1
④若将物块A、B分别放入甲、乙容器中,甲、乙两容器对地面的压强之比pA∶pB=1∶1
A.只有①②④正确 B.只有①③④正确 C.只有②③④正确 D.①②③都正确
【压轴特训27 功和功率比较大小】
53.(23-24八年级下·四川南充·期末)小宇同学先后两次沿水平方向拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图象如图,根据图象分析可知( )
A.两次物体所受的拉力:
B.两次拉力对物体所做的功:
C.两次物体运动的速度:
D.两次拉力对物体做功的功率:
54.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受沿水平方向5N的力F作用,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,F在EF、GH段做功分别为、,功率分别为、,则( )
A. B. C. D.
55.(23-24八年级下·上海黄浦·期末)物体自由下落过程中,运动的速度会越来越大。如图所示,某物体由A点自由下落,经过B、C两点,若AB=BC,AB段、BC段重力做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则( )
A.W1=W2 P1=P2 B.W1=W2 P1<P2
C.W1>W2 P1>P2 D.W1<W2 P1=P2
【压轴特训28 功、功率与图像的计算】
56.(多选)(23-24八年级下·云南普洱·期末)把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,它受到了水平向左的拉力F的作用,如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙,木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是( )
A.t=3s时木块受到的合力为2N B.0~2s内,拉力做功的功率为4W
C.4~6s内,拉力做功48J D.4~6s内,拉力做功的功率为16W
57.(多选)(23-24八年级下·黑龙江鸡西·期末)静止在粗糙程度相同的水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图甲和乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9~12s内拉力做的功为18J
B.0~3s内拉力做的功为9J
C.3~6s内拉力的功率逐渐变大
D.第4s,拉力的功率为36W
58.(多选)(23-24八年级下·山东临沂·期末)一只木箱放在水平地面上,地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲);F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.在第二个2s内木箱所受摩擦力为2N
B.在第三个2s内推力F对木箱所做功为8J
C.在第一个2s内推力F对木箱所做的功为2J
D.在第三个2s内推力F对木箱做功的功率为8W
【压轴特训29 研究物体的动能跟哪些因素有关】
59.(23-24八年级下·江西吉安·期末)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,小彭同学用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)如图甲所示,该实验中所探究物体的动能是指 (选填“钢球”或“木块”)的动能,物体的动能大小是通过 来显示的,这种研究方法是 法(选填“控制变量”或“转换”);
(2)由图甲、乙可得实验结论:当物体质量相同时, ,动能越大;
(3)由图乙、丙可得实验结论:当物体 相同时,质量越大,动能越大;
(4)小彭同学根据图甲、丙得出结论:物体的动能大小与质量有关。你认为他得出结论的依据是 (选填“正确”或“错误”)的;
(5)若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
60.(23-24八年级下·湖北襄阳·期末)为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,实验小组同学设计了如图所示的探究实验,在同一斜面上先后将三个钢球从如图位置由静止滚下,推动木块运动一段距离后停止。
(1)本实验需要研究钢球的动能大小,其动能大小是通过观察 来判断的;
(2)钢球在斜面上滚动过程中,不计空气阻力,它受到 个力的作用;通过 两次实验研究超载安全隐患的;
(3)交通安全标语“减速慢行”“禁止超载”,分别从减小 、 方面考虑来减小汽车的动能;
(4)甲、乙、丙三次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为、和,它们三者大小关系是 。
61.(23-24八年级下·福建福州·期末)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图甲、乙、丙所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与 有关;
(3)小丽根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?并说明理由。 ;
(4)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 的(选填“正确”或“错误”)。
【压轴特训30 蹦极(蹦床)的能量变化】
62.(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小球从A点到C点的运动过程,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.从A点到B点,绳子弹性势能增大
B.从B点到C点,小球的动能先增大后减小
C.小球到达C点时的动能为零,受力平衡
D.小球到达C点时的动能等于它在A点时的重力势能
63.(24-25九年级上·安徽六安·阶段练习)“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图甲所示,一根弹性橡皮绳,一端系住运动员的腰部,当运动员下落至A点时,橡皮绳刚好被伸直,下落至B点时,橡皮绳对运动员的拉力与运动员受到的重力大小相等,C点是运动员所能达到的最低点。对于运动员从离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力)( )
A.运动员的动能一直在增大
B.运动员的机械能保持不变
C.运动员在A点的动能最大
D.运动员减小的机械能等于橡皮绳增加的弹性势能
64.(24-25九年级上·陕西西安·阶段练习)蹦极是一项刺激的极限运动,如图所示是蹦极过程示意图,其中O点为起跳点,A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置,B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置,C点是下落的最低点,若空气阻力和弹性绳重力忽略不计,在从O到C的过程中下列判断正确的是( )
A.从O到A的过程中,相同时间内人的重力做功大小相同
B.从O到A的过程中,人的机械能不守恒
C.从A到C的过程中,人的动能先增大后减小
D.从A到C的过程中,人的机械能守恒
【压轴特训31 机械能守恒及其辨析】
65.(24-25九年级上·甘肃临夏·期中)当地时间2024年8月7日,巴黎奥运会田径男子跳高资格赛在法兰西体育场举行。如图所示为中国选手王振比赛前热身时的场景,若不计空气阻力,下列关于王振跳高过程的描述正确的是( )
A.上升的过程中动能和机械能都不断减小
B.下降的过程中动能增大,重力势能不变
C.上升的过程中动能不变,重力势能增大
D.下降的过程中重力势能减小,机械能不变
66.(多选)(23-24八年级下·山东烟台·期末)蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图所示为蹦床运动照片及其简化示意图,O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置,A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。整个过程忽略空气阻力,则( )
A.从O点到A点的过程中,运动员的机械能不变
B.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性势能增大
C.从A点到C点的过程中,运动员的动能先增大后减小
D.从O点到C点的过程中,在C点处运动员的动能最大
67.(23-24八年级下·山东烟台·期末)如图所示,是自由式滑雪大跳台比赛的运动轨迹简化图。运动员从最高点A出发向最低点O下滑的过程中,能量转化情况是由 能转化为 能;比赛中,运动员从B点飞出时的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在A点时的机械能。
【压轴特训32 探究杠杆的平衡条件】
68.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)下面是小明探究“杠杆平衡条件”的实验过程,每个钩码的重量均为0.5N:
(1)实验前发现杠杆如图甲所示,应该向 调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量 。
(2)如图乙所示,小明在A位置挂2个钩码,应该在B位置挂 个钩码才能使得杠杆再次水平平衡。根据实验操作及数据分析,得出杠杆的平衡条件:你认为他的结论是否可靠? ,理由是 。
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,使杠杆在水平位置保持平衡。在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计示数将 。
(4)小明又进行了如图丁所示的探究,发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆仍然处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数会 3N,这是因为杠杆的支点没有在杠杆的正中间。
69.(23-24八年级下·陕西安康·期末)小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)实验前,发现杠杆的左端下沉,则应向 调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡的好处是既能消除杠杆自重对实验的影响,又能 ;
(2)如图-1所示,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右边B处挂同样钩码 个;在探究过程中,需要测量和记录动力、动力臂、阻力,阻力臂四个物理量,在进行多次实验的过程中,小明 (选填“可以”或“不可以”)同时改变3个量进行探究测量;
(3)实验时,杠杆由图-2的位置缓慢转至图-3的位置时拉力始终竖直向上,弹簧测力计的示数将 ;
(4)杆秤是利用杠杆平衡条件制成的测量工具,小明自制的杆秤的示意图如图-4所示,C处是秤钩,A、B位置各有一个提纽。若提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至D点,杆秤恰好水平平衡,那么以B为提纽时其零刻度线应该在 位置。若要提高称量的精确程度,应选用 处提纽。
70.(23-24八年级下·贵州毕节·期末)杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出中国古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小红在探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤;
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时应将杠杆的平衡螺母向 调,直至杠 杆在水平位置平衡;
(2)杠杆水平平衡后,在杠杆左边A处挂3个相同钩码,如图乙,要使杠杆平衡,应在杠 杆右边B处挂同样的钩码 个;
(3)小红想用弹簧测力计进行实验,将B点所挂钩码取下,用弹簧测力计倒挂在B点并竖直向下拉,使杠杆水平平衡,此时弹簧测力计的示数将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点原本所挂钩码重力的大小;
(4)实验结束后,小红制作了如图丙所示的杆秤,该杆秤有2个提纽。若提起提纽1,秤盘不放物体,将秤砣移至某一点使杆秤恰好水平平衡,那么该点标定的刻度应为 ;以此类推,在秤盘上放1g 的物体,移动秤砣,使杆秤在水平位置处于平衡状态,在秤砣所挂的位置标定的刻度为1;然后在秤盘上放2g的物体按上述方法直至标出所有刻度;
(5)若要增加称量的范围,应选用提纽 。
【压轴特训33 杠杆平衡条件的计算】
71.(23-24八年级下·山东威海·期末)如图所示,用道钉撬撬道钉,当在A点施加200N竖直向下的力时,刚好把道钉撬起,则道钉对道钉撬的阻力为 N;若想用更小的力把道钉撬起,则可采取的方法是 。(写出一种方法即可)
72.(23-24八年级下·安徽亳州·期末)《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔,直杆的一端用竹竿与水桶相连,另一端绑上一块大石头,如图甲。图乙是桔槔的杠杆模型,已知,,空水桶重为10N,石头重为200N,当重600N的取水人用 N向下的力作用在系空水桶的绳子上,可以使杠杆在水平位置静止(杠杆自重、绳子自重、摩擦、空气阻力均忽略不计)。
73.(23-24八年级下·广东肇庆·期末)如图所示,在轻质杠杆OA的A端挂一棱长为0.1m的正方体石块,OA∶OB=6∶5,在B点施加一竖直向上的力F=60N时,杠杆在水平位置平衡,则右块的重力是 N,若向石块下方的容器中加水,使石块浸没于容器的水中,这时石块受到的浮力是 N;使杠杆仍在水平方向再次平衡,则F= N。(g取10N/kg)
【压轴特训34 杠杆的动态平衡分析】
74.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,在轻质杠杆最右端挂一重物,最左端施加一个始终与杠杆垂直的力F。若不考虑杠杆的摩擦阻力,将杠杆从水平位置(如图实线部分所示)缓慢匀速转到图示虚线位置过程中,拉力F大小( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.保持不变 D.先变大再变小
75.(23-24八年级下·安徽宣城·期末)如图所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30°的力F,此时轻杆水平平衡。若重物质量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg。则力F的大小为 N;若将图中拉力F沿顺时针缓慢转过90°,轻杆始终水平平衡,则拉力F (选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变小后变大”、“先变大后变小”)。
76.(23-24八年级下·上海闵行·期末)如图所示,轻质杠杆OB 可绕O点转动,在杠杆上某位置悬挂有重为G的物体,杠杆在拉力F的作用下处于水平平衡,此时拉力F与OB的夹角为θ,拉力的大小和物体的重力相等。若保持拉力F大小不变,增大夹角θ,拉力F的力臂将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。为了使杠杆仍在水平位置平衡,则应将物体的悬挂点向 移动(选填“左”或“右”),此时该杠杆 (选填编号)。
①属于省力杠杆 ②属于等臂杠杆 ③属于费力杠杆 ④类型无法确定
【压轴特训35 杠杆最省力问题】
77.(23-24八年级下·上海·期末)如图所示,若分别用三个力F1、F2、F3拉杠杆的一端,使杠杆在此位置保持平衡。三个力中,最小的力是( )
A.F1 B.F2
C.F3 D.三个力都一样
78.(23-24八年级下·辽宁本溪·期末)图甲是某人扛着水桶静止在水平地面的情景。A是水桶的重心,点是肩膀对水桶竖直支持力的作用点,点是手对水桶竖直方向力的作用点。此时水桶可抽象为一个杠杆,为支点,为了保持这一杠杆平衡,下图情形中手施加的力最小的是( )
A. B.
C. D.
79.(23-24八年级下·安徽蚌埠·期末)如图所示,一水平轻质杠杆AB可绕固定轴O自由转动,,质量为2kg、底面积为的物块在水平地面上,用竖直轻绳挂在A点处。
(1)在C点施加如图所示的力,请在图上画出该力的力臂;
(2)求物块对地面的压强;
(3)若想将物块提起,则需要在B点施加的最小力的大小为多少N?
【压轴特训36 简易杆秤的制作及相关计算】
80.(23-24八年级下·北京通州·期末)杆秤作为华夏国粹,它制作轻巧、使用便利,曾是商品流通中的主要度量工具,同时它还承载着公平公正的象征意义。如图所示是杆秤的示意图,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置。当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。最远可移至D点,此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计,AB、BC、BD的长度如图所示,下列说法错误的是(g=10N/kg)( )
A.提起B秤纽,可以达到最大称量
B.秤砣的质量是0.4kg
C.先用秤纽C称量2kg货物,再换用称纽B称量该货物,则秤砣需向左侧移动
D.距离C点5cm处,有两个刻度,分别为0.4kg和3.2kg
81.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)公元前700年前,中国古人就知道利用杆秤解决质量的测量问题,如图所示,杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O。若不计其自重,在挂钩处悬挂被称物体,此时秤砣悬挂在D点,杆秤处于平衡状态。已知,CO=4cm,OD=10cm,秤砣的质量为1kg,则图中被称物体的质量是 kg,若这杆秤所能称的物体的最大质量为20kg,则OB的长度是 cm。
82.(23-24八年级下·山东烟台·期末)杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶,其中蕴含着杠杆的知识。如图所示是某兴趣小组自制的一把杆秤,杆秤自重不计,A点与提钮O点的距离是5cm,秤砣的质量。现称量一重物质量,秤砣移到B点时杆秤在水平位置平衡,若测得B点与O点间的距离是25cm,则该重物的质量为 kg;秤砣用久后磨损导致质量减小,称量时,称得物体的质量会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);若提钮向A端移动一小段距离,重新标出刻度,发现杆秤的称量范围 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【压轴特训37 滑轮、滑轮组的计算】
83.(23-24八年级下·河北保定·期末)如图所示,物体A、B的重力分别为、,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则F的大小为( )
A. B. C. D.
84.(23-24八年级下·山东淄博·期末)如图,用的拉力使物体沿水平地面以的速度匀速运动,不计绳及滑轮重、摩擦。下列所求物理量正确的是( )
A.物体重为60N B.物体受的摩擦力为90N
C.拉力的功率是12W D.10s内绳自由端移动6m
85.(23-24八年级下·安徽亳州·期末)如图所示,一名体重为600N的工人用滑轮组提升200N的物体,每个滑轮重为20N,他使物体在5s内匀速上升1m。(绳子的质量以及绳子与滑轮间的摩擦均不计)求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)工人所用的拉力是多大;
(3)绳子可承受范围内,工人最多一次能提起多重的物体。
【压轴特训38 杠杆机械效率的计算】
86.(23-24八年级下·江苏南通·期末)如图所示,用质地均匀的杠杆匀速提升重物(不计摩擦),若想提高杠杆的机械效率,可采取的方法是( )
A.将悬挂点B向右移动 B.将提升点A向左移动
C.减小物体所受的重力 D.增加重物上升的高度
87.(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为180N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小,拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为 J,有用功为 J,杠杆的机械效率为 。
88.(23-24八年级下·重庆江津·期末)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具叫“舂”,农民捣谷用的,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的 B 处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N, 每踩一次碓头上升的高度为60cm, AO长1.5m, OB长0.3m, 求:
(1)不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用多大的力才可以将碓头抬起?
(2)每踩一次对碓头做的功是多少?
(3) 若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是多大?
【压轴特训39 滑轮、滑轮组机械效率的计算】
89.(23-24八年级下·山东烟台·期末)小明家的新房要装修,为了搬运建筑材料使用了如图所示的滑轮组,工人使用滑轮组在30s内将一批建材匀速提升了6m,此过程中滑轮组的机械效率为75%,钢丝绳拉力F所做的功是。忽略绳重和摩擦,求:
(1)钢丝绳拉力F的功率P;
(2)钢丝绳拉力F的大小;
(3)这批建材所受的重力G;
(4)动滑轮的重力。
90.(23-24八年级下·河南开封·期末)为了改善农村面貌和环境卫生,政府对道路、公厕等公共设施进行了改造。如图所示,在新农村改造时,质量为70kg得工人用滑轮组吊起质量为40kg的建筑材料,将建筑材料匀速提升2m(不计绳重和摩擦),所用拉力为250N。(g取10N/kg)
(1)物体重为多少?
(2)使用该滑轮组时的机械效率是多少?
(3)通过计算说明,该工人用此装置能否拉起重为1400N的物体?
91.(23-24八年级下·山东烟台·期末)如图所示,在实践活动中,小明用100N的拉力使重500N的物体A沿水平方向在5s内匀速移动了50cm,已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍,在此过程中不计绳重和滑轮间的摩擦,g取10N/kg。求:
(1)小明拉力做功的功率是多少?
(2)动滑轮的重力是多少?
(3)此滑轮组的机械效率是多少?
【压轴特训40 斜面机械效率的计算】
92.(23-24八年级下·湖北荆州·期末)如图,有一斜面长L=4m,高h=1.5m。小红同学用平行于斜面向上F=150N的拉力,将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么小红同学对物体做的总功为 J;物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N,斜面的机械效率为 。
93.(23-24八年级下·河南郑州·期末)如图所示,斜面长3.6m,高为1.2m,装卸师傅用沿斜面向上500N的推力,将重为1200N的货物从斜面底端匀速推到斜面顶端,用了25s的时间,在这个过程中。求:
(1)克服货物重力所做的功是多少?
(2)斜面的机械效率是多少?
(3)装卸师傅做功的功率是多少?
94.(24-25九年级上·甘肃张掖·期末)如图所示,斜面长L=10m,斜面高h=4m,物体A重量为200N,物体B的重量为400N,物体B在物体A的拉力作用下从斜面底端匀速上升至斜面的顶端,不计绳与滑轮间的摩擦且忽略物体B的体积大小。求:
(1)使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”);
(2)此过程中,绳子拉力对物体B所做的功;
(3)上述过程中,该斜面的机械效率;
(4)物体B沿斜面匀速向上运动的过程中,其受到斜面的滑动摩擦力大小。
【压轴特训41 简单机械和浮力的综合计算】
95.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)如图所示装置,物体B重为100N,当用一个水平向左的力F1拉绳子自由端时,物体B在水中匀速上升,4s内物体B上升0.4m(物体B未露出水面);当物体B完全露出水面后,改用另一个水平向左的力F2拉绳子自由端使物体B保持原来的速度匀速上升。已知:物体B的密度ρB=5ρ水,两次拉力F1︰F2=9︰11,若不计绳重、滑轮组装置的摩擦及水中的阻力。求:
(1)绳子自由端的移动速度;
(2)未露出水面时,物体B上升4s,其底部受到水的压强变化量;
(3)动滑轮的重力。
96.(23-24八年级下·内蒙古呼和浩特·期末)工人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀速提起一根实心的石柱(不吸水),如图甲所示,动滑轮的质量为20kg。石柱从离开池底到下表面刚要离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间的关系如图乙所示。石柱从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中,人对地面的压强与时间的关系如图丙所示。已知人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面接触的总面积为,石柱的底面积为,,不计绳重、滑轮组内的摩擦和水的阻力,石柱底部与池底不密合,忽略水面高度变化。求:
(1)石柱全部露出水面后人对地面的压力?
(2)石柱的重力?
(3)石柱未露出水面时受到的浮力?
97.(23-24八年级下·山东日照·期末)如图甲所示,正方体A的质量是,作为配重使用。杠杆,某同学用这个装置从水中提取物体B,然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为,一个质量为的同学站在浮体C上,若不用力拉绳子时,浮体C总体积的浸入水中;当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端,手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为且不变,物体被提出水面后,再将B放在C上,同时松开绳子,此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小;已知两个定滑轮总重为。(绳的重力,滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计)求:
(1)人站在C上没有用力拉绳子时,C所受浮力为多大?
(2)当物体B未出水时,人用的拉力为多大?
(3)物体B的重力多大?
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