内容正文:
专题02 运动和力
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考点聚焦:核心考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1.运动的描述
机械运动:物体位置随时间的变化。
参照物:判断运动或静止时选的标准物体,运动描述与参照物有关。
运动和静止相对性:运动绝对,静止相对,取决于参照物。
2.运动的快慢 速度
速度:路程与时间之比,,表示运动快慢,单位m/s与km/h(1m/s=3.6km/h)。
匀速直线运动:沿直线且速度不变的运动。
变速直线运动:速度变化,用平均速度(总路程除以总时间)粗略描述。
3.牛顿第一定律 惯性
牛顿第一定律:物体不受力时,保持静止或匀速直线运动状态,力是改变运动状态的原因。
惯性:物体保持原来运动状态的性质,只与质量有关,质量越大惯性越大。
4.同一直线上二力的合成
同向:F合=F1+F2(合力为两力之和,方向与两力同)。
反向:F合=∣F1-F2∣(合力为两力之差,方向与较大力同)。
5.运动和力
力与运动:受平衡力(合力为零),保持静止或匀速直线运动;受非平衡力,运动状态改变。
平衡状态与力:平衡状态(静止或匀速直线运动),二力平衡条件 “同体、等大、反向、共线”。
中考考点聚焦
年份
地区
考点
题型
2022 年
北京
参照物的选择与物体运动状态的判断
选择题
2022年
上海
速度的计算以及匀速直线运动的理解
填空题、计算题
2022年
广州
牛顿第一定律的应用和惯性现象的解释
选择题、简答题
2023年
杭州
同一直线上二力合成的计算
计算题
2023年
深圳
运动和静止相对性在实际生活中的应用
选择题
2023年
南京
根据图像判断物体的运动状态(速度-时间图像、路程 - 时间图像)
填空题、选择题
2024年
成都
力与运动的关系,判断物体受力情况与运动状态的对应
简答题、分析题
2024年
武汉
利用惯性知识解释生活中的惯性现象
简答题
2024年
西安
二力平衡条件的实验探究及应用
实验题、选择题
知识点1:运动的描述
1.机械运动:物体位置的变化叫机械运动。
运动是宇宙中最普遍的现象,宇宙中的万物都在以各种不同的形式运动着,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的。
2.参照物:描述物体是运动还是静止,要看是以哪个物体为标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
注意:
(1)参照物是假定不动的物体;
(2)除研究对象外任何物体都可选作参照物;
(3)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。
如:公路上行驶的汽车,以路面为参照物,汽车是运动的;以车里的人或物品为参照物,汽车是静止的。
3.相对静止:两个以同样快慢、向同一方向运动的物体,以对方为参照物,他们是静止的(实际上,它们相对于路面是运动的),这叫两个物体相对静止。
(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。
知识点2:运动的快慢
1.比较运动的快慢
(1)在运动时间相同的情况下,比较行驶路程的长短,行驶的路程越长,运动得越快;
(2)在行驶路程相等的情况下,比较运动时间的长短,运动的时间越短,运动得越快;
(3)用路程除以时间,比较单位时间的路程,单位时间的路程越大,速度越快。
2.速度
(1)速度物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。
公式:(其中t表示时间,s表示路程,v表示速度,比值定义法)
特别注意:物体的速度是由物体的受力情况决定的,不能说速度与路程成正比,与时间成反比。
(2)速度单位:速度的国际是m/s(读作米每秒)。速度的常用单位还有km/h。
换算关系:1 m/s===3.6 km/h
(3)匀速直线运动:运动快慢不变,运动路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,运动方向、速度大小始终保持不变(如在平直公路上匀速行驶的汽车)。匀速直线运动是最简单的机械运动,它是研究其他复杂运动的基础。
(4)变速直线运动:在相等的时间内通过的路程不相等的直线运动叫做变速直线运动。
(5)路程时间图像:路程随时间的变化图像叫路程时间图像(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
路程时间图像
如果图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;斜率越大,表示物体运动的速度越大。
①0~2s内,甲、乙均做匀速直线运动,且v乙>v甲;
②交点表示相遇,即4s时甲乙相遇;
③2s之后乙处于静止状态。
(6)速度时间图像:速度随时间的变化图像叫速度时间图像(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动
①如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动);
②速度与时间轴围成的面积表示路程;
③交点只是表示在该时刻两物体的速度相等。
知识点3:平均速度的测量
1.变速运动与平均速度
(1)变速运动的快慢就是速度变化的快慢(速度不断变化的运动,包括大小和方向)
(2)平均速度是指在某段时间内,物体运动的位移,与所用时间的比值,反映的是某段路程中物体运动的平均快慢,用v表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间,则平均速度的公式是(中途如果有休息时间,也得算在总时间之内)。
2.测量“小车平均速度”实验
(1)实验器材:小车、斜坡(长木板)、小木块、金属片挡板、刻度尺、停表(秒表);
(2)实验原理:;
(3)实验步骤:步骤①选材,将所需要器材准备好,置于水平桌面;
步骤②记录刻度尺的量程和分度值;
步骤③组装斜面(将小木板垫于长木板一头,使长木板形成斜面);
步骤④小车试滑(调整斜面倾斜度,使小车下滑速度不能过快,便于测量时间);
步骤⑤实验开始,使小车多次在斜面上段滑到下端,记录时间,时间的平均值为小车运动的时间t。
步骤⑥利用公式求出小车运动的平均速度;
步骤⑦整理器材。
知识点4:探究阻力对物体运动的影响实验
1.运动与力的两种观点
(1)亚里士多德的观点:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤掉,物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持(错误)。
(2)伽利略的观点:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是
因为受到了阻力。即力是改变物体运动状态的原因。
探究阻力对物体运动的影响实验
【设计并进行实验】
让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,使其分别在铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的水平面上运动,观察小车在不同水平面上运动的距离。
【实验现象及分析】
现象:小车在不同水平面上的运动距离不同,随着水平面越来越光滑,小车运动的距离也越来越远。
分析:小车在不同水平面上受到的阻力大小不同。水平面越光滑,小车受到的阻力越小,其速度减小得越慢,运动距离越远。实验方法:控制变量法(使初速度相同)
【实验结论】
阻力改变了小车的运动状态。阻力越小,运动状态改变越慢,小车运动的距离越远。
多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”。(科学推理法)
知识点5:牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
三点理解牛顿第一定律
①“没有受到力的作用”是定律成立的条件,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。
②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动。
③牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
2.物体运动状态变化的判定
物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3.惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态;
对惯性的理解
①一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
②惯性是物体本身的属性,惯性的大小只与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
③惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向,把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。
(2)惯性的应用与危害
①应用
在现实生活中,人们常常利用物体的惯性。例如:泼水时,水由于惯性飞出;拍打衣服时,灰尘由于惯性而飞出,从而脱离衣服;运动员跳远前的助跑;电机固定在沉重的底座上以增加质量防止移动等。
②危害
在日常生活中,惯性带来的危害也很多。例如:汽车刹车时,由于惯性汽车不能立即停下来,导致交通事故等。交通部门规定的“严禁超载、必须系好安全带、儿童乘坐儿童安全座椅”等都是为了避免惯性带来的伤害。
知识点6:二力平衡
1.二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2.平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3.平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4.二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
1.速度为0的“不平衡”
速度为0的物体不一定处于平衡状态。例如:被竖直向上拋向空中的物体达到最高点时,速度为0,但因为它还受到竖直向下的重力作用,受力不平衡,因此它并没有处于平衡状态。
2.平衡力与不受力
当物体受到平衡力作用时,这几个力的作用效果相互抵消,物体运动状态不变,即相当于物体不受力。根据牛顿第一定律可知,此时物体应处于静止状态或匀速直线运动状态。但物体不受力时,形状不会发生改变;物体受平衡力作用时,形状可能会发生改变。
一、运动描述的相对性突破
核心难点:
1. 参照物选择的动态化:如飞机俯冲时天地分界线倾斜的判断,需建立 “以地面为基准反向推导” 的思维模型。
2. 相对静止的条件:两物体需满足 “同速同向”,例如加油机与受油机的相对静止状态分析。
3. 多物体运动状态关联:如甲、乙、丙三人向东运动时,以不同参照物判断运动方向的逻辑链构建。
强化策略:
情景模拟法:通过 “汽车-乘客-路边树” 等生活化场景,训练 “假设参照物静止→观察研究对象位置变化” 的三步分析法。
动态图示法:绘制飞机俯冲时舷窗视角与地面视角的对比图,直观理解 “图像倾斜本质是飞机姿态变化”。
逆向思维训练:给定物体运动状态,反推可能的参照物组合(如 “神舟十三号运动→参照物可为酒泉发射中心”)。
二、运动图像深度解析
核心难点:
1. s-t 图像的斜率陷阱:区分 “斜率绝对值” 与 “速度大小”,如陡峭直线对应高速而非加速。
2. v-t 图像的面积计算:利用 “速度 × 时间 = 路程” 推导阴影面积,注意正负面积代表位移方向。
3. 多物体图像交点含义:s-t 交点表示相遇,v-t 交点仅表示速度相等,需结合具体情境分析后续运动趋势。
强化策略:
分阶训练法:
① 基础层:识别匀速(水平线)、静止(平直线)、变速(曲线)。
② 进阶层:计算斜率(Δs/Δt)和面积(v×Δt),标注单位。
③ 综合层:对比多物体图像,如 “0-t₁时间内甲速度>乙,t₁后乙静止” 的动态过程分析。
错题归因法:整理 “误将 s-t 交点当速度相等”“漏算 v-t 负面积” 等典型错误,制作对比表格强化记忆。
三、牛顿第一定律与惯性的本质辨析
核心难点:
1. 理想实验的推理逻辑:从 “毛巾→棉布→木板” 的实验现象,递推 “阻力为零→匀速直线” 的科学思维。
2. 惯性与力的概念切割:明确 “惯性是属性非力”,如 “不能说‘受惯性作用’,应表述为‘由于惯性’”。
3. 惯性现象的解释模板:需包含 “初始状态→受力变化→惯性表现” 三要素,例如 “汽车刹车时乘客前倾:乘客原随车运动,车减速时脚受摩擦停止,身体因惯性保持原速”。
强化策略:
反例论证法:通过 “高速行驶的汽车难刹车是因为惯性大,与速度无关” 等反例,破除 “速度大惯性大” 的误区。
实验重演法:用 “小车 - 木块” 模拟 “突然启动 / 刹车” 现象,录制慢动作视频逐帧分析力与运动的关系。
辨析口诀:“惯性大小看质量,状态改变看受力;解释现象分三步,初始变化加保持”。
四、二力平衡与相互作用力的精准区分
核心难点:
1. 作用对象的判定:平衡力作用于同一物体(如吊灯的重力与拉力),相互作用力作用于不同物体(如灯拉绳与绳拉灯)。
2. 力的性质对应:相互作用力必为同性质力(如压力与支持力均为弹力),平衡力性质可不同(如重力与浮力)。
3. 动态平衡的理解:匀速直线运动物体的受力分析,如 “跳伞运动员匀速下降时重力 = 空气阻力”。
强化策略:
思维导图法:绘制 “平衡力 vs 相互作用力” 对比图,标注 “同体 / 异体”“等大反向共线”“性质是否相同” 等关键差异。
受力分析三步法:
① 确定研究对象;
② 按 “重 - 弹 - 摩” 顺序画受力图;
③ 检查是否满足 “同体、等大、反向、共线”。
易错情景训练:如 “人推墙时,人对墙的力与墙对人的力是相互作用力,而人受的摩擦力与推力是平衡力”。
五、实验探究的科学方法迁移
核心难点:
1. 控制变量法的应用:如 “探究阻力对运动的影响” 中,控制小车初速度相同(同一斜面同一高度下滑),改变水平面粗糙程度。
2. 科学推理法的理解:从 “阻力减小→运动距离增大” 的有限实验,外推 “阻力为零→永远运动” 的理想结论。
3. 误差分析与改进:在 “测量平均速度” 实验中,斜面倾角过大导致时间测量误差,需通过 “多次测量取平均值” 和 “减小倾角” 优化。
强化策略:
实验设计模板:
目的:明确探究的物理量关系(如阻力与运动距离)。
变量:确定自变量(阻力大小)、因变量(运动距离)、控制变量(初速度)。
器材:选择能改变自变量的工具(如不同粗糙程度的材料)。
步骤:设计操作流程,强调控制变量的具体方法。
证据链构建训练:根据实验现象(如 “木板表面滑得最远”),推导结论(“阻力越小,速度减小越慢”),再关联物理规律(“力是改变运动状态的原因”)。
六、综合应用的解题思维建模
核心难点:
1. 多知识点融合:如 “惯性解释 + 二力平衡” 的综合题,需先分析惯性现象,再判断受力是否平衡。
2. 临界状态分析:如 “物体刚要滑动时摩擦力达到最大值”“浮力与重力相等时物体悬浮” 等临界点的力学特征。
3. 数学工具的物理意义:如用 v-t 图像的斜率求加速度,需理解 “Δv/Δt” 的物理本质。
强化策略:
模型拆解法:将复杂问题分解为 “运动状态分析→受力分析→规律应用” 三个模块,如 “汽车刹车问题:先判断减速(运动状态变化)→分析摩擦力(受力)→应用牛顿第一定律(规律)”。
临界条件标注法:在题干中圈出 “恰好”“刚要”“最大 / 小” 等关键词,对应建立方程(如 f滑 =μN)。
跨学科迁移:结合数学图像知识,将 s-t 图像的切线斜率与导数概念关联,深化对 “瞬时速度” 的理解。
七、典型错误归因与规避
错误类型
典型表现
规避策略
概念混淆
认为“速度大惯性大”
制作 “惯性影响因素” 对比表,强化 “质量唯一决定” 观念
图像误读
将s-t图像的交点误认为速度相等
总结 “s-t 交点=位置相同,v-t 交点=速度相同” 口诀
实验方法误用
在“阻力实验”中未控制初速度
绘制实验操作流程图,标注“同一斜面同一高度”要点
平衡力与相互作用力
认为“人对地的压力与地对人的支持力是平衡力”
用“作用对象法”判断:压力作用于地,支持力作用于人,故为相互作用力
真题感知
一、单选题
1.甲、乙两辆赛车在赛道上行驶,在时间内通过的路程均为,此过程中两车通过的路程s与时间t的关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.前半段时间,甲车通过的路程小于乙车通过的路程
B.前半段时间,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C.后半段路程,甲车所用的时间小于乙车所用的时间
D.后半段路程,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
2.如图所示,是某选手用球拍击打网球的瞬间,可以观察到球拍和网球均发生了形变。下列选项中,分析正确的是( )
A.球拍对网球的力使网球发生形变
B.网球形变产生的力改变网球的运动状态
C.先有球拍对网球的力,后有网球对球拍的力
D.球拍对网球的力与网球对球拍的力是一对平衡力
3.(2024·内蒙古自治区通辽市·)如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.以电动平衡车为参照物,人是运动的
B.此时人不会向前倾是因为人没有惯性
C.人与车的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.轮胎上有花纹目的是为了减小受力面积,增大压强
4.(2024·江苏省宿迁市·)在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
5.从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月,天涯共此时”,再到朱自清的文学作品《荷塘月色》,月亮被赋予了多种寓意。“飞天”兴趣小组依照张九龄的诗绘制了如图所示的一幅画,若以地面为参照物,运动的是( )
A.升起的明月 B.海边的礁石
C.站立的诗人 D.海边的房屋
6.如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C.物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
二、填空题
7.如图所示,在固定的水平长木板上放一个木块,用弹簧测力计水平拉木块,当弹簧测力计示数为2N时,木块静止不动;当弹簧测力计示数为4N时,木块恰能在长木板上做匀速直线运动。撤去拉力,木块并没有立刻停止,这是因为木块具有 ;木块最终速度减小至零,是因为受到了滑动摩擦力,该力的大小为 N。
8.如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右的拉力F1=9N,B物块受到水平向左的拉力F2=6N,此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动,则A对B的摩擦力方向 (选填“向左”或“向右”),B对水平桌面的摩擦力大小为 N。
9.(2024·四川省内江市·)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后能够继续向上运动,是因为排球具有 ,排球的重力为2.7N,在竖直上升的过程中,某时刻所受空气阻力大小为0.5N,方向竖直向下,此时排球所受合力大小为 N。
10.如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬,在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
11.(2023·湖北省襄阳市·)2023年3月7日凌晨,中国空间站凌月(空间站从地球和月球间飞过)。这一过程中,以月球为参照物,空间站是 (选填“运动”或“静止”)的。如图所示为某物体图像,则该物体的运动状态是 运动。(选填“匀速”或“变速”
12.(2023·四川省巴中市·)巴中至成都高铁即将全线通车,其中巴中至南充段全长约为150km,设计时速为250km/h;南充至成都段全长约为210km,设计时速为350km/h。若列车按设计时速行驶,从巴中到南充需要 h,从巴中到成都的平均速度为 km/h。(不考虑中途停靠时间)
三、作图题
13.(2024·内蒙古自治区通辽市·)冰壶比赛中,推出去的冰壶最终会慢慢停下来。如图是正在水平向右运动的冰壶,请画出此时冰壶的受力示意图。
14.(2024·山东省菏泽市·)如图所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上,请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。
15.某科技兴趣小组在探究二力平衡条件时,用钩码让菱形轻质泡沫板(重力不计)保持静止状态。请在图中画出菱形轻质泡沫板的受力示意图(重心O已标出)。
四、实验题
16.频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm
/mm
/mm
/mm
A球()
4.9
14.7
24.5
34.3
B球()
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 (填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5= mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3= ;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 (填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为 m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
17.(2024·山东省青岛市·)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量 。
(2)段距离为,B为中点,测得小车从A点运动到B点的时间为,从A点运动到C点的时间为,根据以上数据可以判断 。(选填“>”、“<”、“=”)
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的图像与图乙中 相似。
(4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的 ,在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更 ,由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做 运动。
18.(2023·山东省日照市·)小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”,满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下,到达大回环的顶端,再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后,小明做了以下的实验探究。
(1)小明设计了如图甲所示的装置,右侧斜面上可以铺设不同材质的面料,右侧的斜面倾角可以调节:
①保持右侧斜面倾角不变,在斜面铺上毛巾,让小球从左端等高线A处自由下滑,小球 (选填“能”或“不能”)到达右侧等高线处;
②更换较光滑的棉布面,重复刚才的操作,发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线 (选填“远”或“近”);
③继续更换成更光滑的面料,重复上述操作……;
通过以上实验现象,小明进一步推理得出:当右侧斜面 时,小球将到达右侧等高线处;
(2)小明在上述第①次实验中,取下毛巾,其他条件不变,只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小,小球在右侧斜面上运行的距离越大;
进一步推理得出:当倾角为0°时,如图乙,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,则小球将做 运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上,概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”;
(3)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变:
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小;
②由图丙、图丁两次实验测得(物块AB一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大;
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得。可得出结论: 。
五、简答题
19.如图,小华利用家中物品做实验,他将玻璃杯放在桌布上,然后猛地将桌布从桌面抽出时,玻璃杯几乎不随桌布运动,请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
六、计算题
20.骑自行车,去呼和浩特市东郊的大青山山顶看日出,是一件非常美好的事情。某天早晨,骑行爱好者小高,沿某段平直公路骑行时,看了两次码表(如图所示)。小高和自行车总质量60kg,其所受阻力恒为总重力的0.05倍。求:
(1)小高这段骑行的平均速度;
(2)某段小高匀速骑行,此时牵引力的大小。
21.如图所示,一个重为G的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,已知G=40N,F=10N.
(1)求运动过程中物体受到滑动摩擦力f的大小;
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的.物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则有关系式f=μFN成立.求图中物体与地面间的动摩擦因数μ
七、综合题
22.(2023·江苏省苏州市·)人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留.例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。
一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(2)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答: 。
A.,且
B.,且
C.,且
D.,且
(3)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
八、科普阅读题
23.(2019九·贵州省遵义市·)阅读材料,回答下列问题.
流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大.雨滴在空气中下落,速度越来越大,所受空气阻力也越来越大.当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落.大雨滴比较重,与重力相平衡的空气阻力要比较大,雨滴速度较大时才能达到平衡.所以大雨滴落地时速度较大,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.
流体的阻力还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.跳伞运动员在空中张开降落伞,凭借降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,安全落地.
流体的阻力还跟物体的形状有关系.头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,这种形状通常叫做流线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力,小汽车、飞机、轮船的水下部分,外形都采用流线型.
一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小.气垫船靠船下喷出的气体,浮在水面航行,阻力小,速度大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上,速度可达500km/h.
(1)如图所示,甲、乙分别为老式火车与和谐号高速列车的车头,它们在相同速度下所受空气阻力不同,和谐号主要是通过改变 来减小空气阻力的。
(2)当雨滴在空中下落,其速度不再增大时,它所受空气阻力f与重力G的大小关系是:f G。(选填“>”、“=”或“<”)
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专题02 运动和力
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考点聚焦:核心考点+中考考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:真题感知+提升专练,全面突破
核心考点聚焦
1.运动的描述
机械运动:物体位置随时间的变化。
参照物:判断运动或静止时选的标准物体,运动描述与参照物有关。
运动和静止相对性:运动绝对,静止相对,取决于参照物。
2.运动的快慢 速度
速度:路程与时间之比,,表示运动快慢,单位m/s与km/h(1m/s=3.6km/h)。
匀速直线运动:沿直线且速度不变的运动。
变速直线运动:速度变化,用平均速度(总路程除以总时间)粗略描述。
3.牛顿第一定律 惯性
牛顿第一定律:物体不受力时,保持静止或匀速直线运动状态,力是改变运动状态的原因。
惯性:物体保持原来运动状态的性质,只与质量有关,质量越大惯性越大。
4.同一直线上二力的合成
同向:F合=F1+F2(合力为两力之和,方向与两力同)。
反向:F合=∣F1-F2∣(合力为两力之差,方向与较大力同)。
5.运动和力
力与运动:受平衡力(合力为零),保持静止或匀速直线运动;受非平衡力,运动状态改变。
平衡状态与力:平衡状态(静止或匀速直线运动),二力平衡条件 “同体、等大、反向、共线”。
中考考点聚焦
年份
地区
考点
题型
2022 年
北京
参照物的选择与物体运动状态的判断
选择题
2022年
上海
速度的计算以及匀速直线运动的理解
填空题、计算题
2022年
广州
牛顿第一定律的应用和惯性现象的解释
选择题、简答题
2023年
杭州
同一直线上二力合成的计算
计算题
2023年
深圳
运动和静止相对性在实际生活中的应用
选择题
2023年
南京
根据图像判断物体的运动状态(速度-时间图像、路程 - 时间图像)
填空题、选择题
2024年
成都
力与运动的关系,判断物体受力情况与运动状态的对应
简答题、分析题
2024年
武汉
利用惯性知识解释生活中的惯性现象
简答题
2024年
西安
二力平衡条件的实验探究及应用
实验题、选择题
知识点1:运动的描述
1.机械运动:物体位置的变化叫机械运动。
运动是宇宙中最普遍的现象,宇宙中的万物都在以各种不同的形式运动着,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的。
2.参照物:描述物体是运动还是静止,要看是以哪个物体为标准,这个被选作标准的物体叫参照物。
注意:
(1)参照物是假定不动的物体;
(2)除研究对象外任何物体都可选作参照物;
(3)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。
如:公路上行驶的汽车,以路面为参照物,汽车是运动的;以车里的人或物品为参照物,汽车是静止的。
3.相对静止:两个以同样快慢、向同一方向运动的物体,以对方为参照物,他们是静止的(实际上,它们相对于路面是运动的),这叫两个物体相对静止。
(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。
知识点2:运动的快慢
1.比较运动的快慢
(1)在运动时间相同的情况下,比较行驶路程的长短,行驶的路程越长,运动得越快;
(2)在行驶路程相等的情况下,比较运动时间的长短,运动的时间越短,运动得越快;
(3)用路程除以时间,比较单位时间的路程,单位时间的路程越大,速度越快。
2.速度
(1)速度物理意义:是描述物体运动快慢的物理量。
公式:(其中t表示时间,s表示路程,v表示速度,比值定义法)
特别注意:物体的速度是由物体的受力情况决定的,不能说速度与路程成正比,与时间成反比。
(2)速度单位:速度的国际是m/s(读作米每秒)。速度的常用单位还有km/h。
换算关系:1 m/s===3.6 km/h
(3)匀速直线运动:运动快慢不变,运动路线是直线的运动,叫做匀速直线运动。物体做匀速直线运动时,运动方向、速度大小始终保持不变(如在平直公路上匀速行驶的汽车)。匀速直线运动是最简单的机械运动,它是研究其他复杂运动的基础。
(4)变速直线运动:在相等的时间内通过的路程不相等的直线运动叫做变速直线运动。
(5)路程时间图像:路程随时间的变化图像叫路程时间图像(s-t图像),纵坐标表示路程(s),横坐标表示时间(t),图像表示路程随时间变化的规律,如图所示。
路程时间图像
如果图像是一条直线,表示物体做匀速直线运动;斜率越大,表示物体运动的速度越大。
①0~2s内,甲、乙均做匀速直线运动,且v乙>v甲;
②交点表示相遇,即4s时甲乙相遇;
③2s之后乙处于静止状态。
(6)速度时间图像:速度随时间的变化图像叫速度时间图像(v-t图像),纵坐标表示速度(v),横坐标表示时间(t),图像表示速度随时间变化的规律,如图所示。
甲图像是一条水平直线(平行于横轴),表示物体做匀速直线运动
①如果不是水平直线,表示物体做变速运动,乙物体的速度越来越大(加速运动),丙物体的速度越来越小(减速运动);
②速度与时间轴围成的面积表示路程;
③交点只是表示在该时刻两物体的速度相等。
知识点3:平均速度的测量
1.变速运动与平均速度
(1)变速运动的快慢就是速度变化的快慢(速度不断变化的运动,包括大小和方向)
(2)平均速度是指在某段时间内,物体运动的位移,与所用时间的比值,反映的是某段路程中物体运动的平均快慢,用v表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间,则平均速度的公式是(中途如果有休息时间,也得算在总时间之内)。
2.测量“小车平均速度”实验
(1)实验器材:小车、斜坡(长木板)、小木块、金属片挡板、刻度尺、停表(秒表);
(2)实验原理:;
(3)实验步骤:步骤①选材,将所需要器材准备好,置于水平桌面;
步骤②记录刻度尺的量程和分度值;
步骤③组装斜面(将小木板垫于长木板一头,使长木板形成斜面);
步骤④小车试滑(调整斜面倾斜度,使小车下滑速度不能过快,便于测量时间);
步骤⑤实验开始,使小车多次在斜面上段滑到下端,记录时间,时间的平均值为小车运动的时间t。
步骤⑥利用公式求出小车运动的平均速度;
步骤⑦整理器材。
知识点4:探究阻力对物体运动的影响实验
1.运动与力的两种观点
(1)亚里士多德的观点:如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤掉,物体就会停止运动。即物体的运动需要力来维持(错误)。
(2)伽利略的观点:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来,是
因为受到了阻力。即力是改变物体运动状态的原因。
探究阻力对物体运动的影响实验
【设计并进行实验】
让同一辆小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,使其分别在铺有粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板的水平面上运动,观察小车在不同水平面上运动的距离。
【实验现象及分析】
现象:小车在不同水平面上的运动距离不同,随着水平面越来越光滑,小车运动的距离也越来越远。
分析:小车在不同水平面上受到的阻力大小不同。水平面越光滑,小车受到的阻力越小,其速度减小得越慢,运动距离越远。实验方法:控制变量法(使初速度相同)
【实验结论】
阻力改变了小车的运动状态。阻力越小,运动状态改变越慢,小车运动的距离越远。
多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”。(科学推理法)
知识点5:牛顿第一定律
1.牛顿第一定律:
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
三点理解牛顿第一定律
①“没有受到力的作用”是定律成立的条件,包含两层意思:①该物体没有受到任何力的作用,这是一种理想情况;②物体受力,但所受的力相互抵消,相当于物体不受力。
②牛顿第一定律揭示了物体不受力时的运动情况:若物体原来是静止的,则保持静止;若物体原来是运动的,则保持匀速直线运动。
③牛顿第一定律的实质:物体的运动状态不需要力来维持,即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。如果物体的远动状态发生了改变,那么该物体一定受到了力的作用。
2.物体运动状态变化的判定
物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3.惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态;
对惯性的理解
①一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
②惯性是物体本身的属性,惯性的大小只与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
③惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向,把惯性说成“惯性力”或“受到惯性的作用”都是错误的。
(2)惯性的应用与危害
①应用
在现实生活中,人们常常利用物体的惯性。例如:泼水时,水由于惯性飞出;拍打衣服时,灰尘由于惯性而飞出,从而脱离衣服;运动员跳远前的助跑;电机固定在沉重的底座上以增加质量防止移动等。
②危害
在日常生活中,惯性带来的危害也很多。例如:汽车刹车时,由于惯性汽车不能立即停下来,导致交通事故等。交通部门规定的“严禁超载、必须系好安全带、儿童乘坐儿童安全座椅”等都是为了避免惯性带来的伤害。
知识点6:二力平衡
1.二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2.平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体受到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3.平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4.二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
1.速度为0的“不平衡”
速度为0的物体不一定处于平衡状态。例如:被竖直向上拋向空中的物体达到最高点时,速度为0,但因为它还受到竖直向下的重力作用,受力不平衡,因此它并没有处于平衡状态。
2.平衡力与不受力
当物体受到平衡力作用时,这几个力的作用效果相互抵消,物体运动状态不变,即相当于物体不受力。根据牛顿第一定律可知,此时物体应处于静止状态或匀速直线运动状态。但物体不受力时,形状不会发生改变;物体受平衡力作用时,形状可能会发生改变。
一、运动描述的相对性突破
核心难点:
1. 参照物选择的动态化:如飞机俯冲时天地分界线倾斜的判断,需建立 “以地面为基准反向推导” 的思维模型。
2. 相对静止的条件:两物体需满足 “同速同向”,例如加油机与受油机的相对静止状态分析。
3. 多物体运动状态关联:如甲、乙、丙三人向东运动时,以不同参照物判断运动方向的逻辑链构建。
强化策略:
情景模拟法:通过 “汽车-乘客-路边树” 等生活化场景,训练 “假设参照物静止→观察研究对象位置变化” 的三步分析法。
动态图示法:绘制飞机俯冲时舷窗视角与地面视角的对比图,直观理解 “图像倾斜本质是飞机姿态变化”。
逆向思维训练:给定物体运动状态,反推可能的参照物组合(如 “神舟十三号运动→参照物可为酒泉发射中心”)。
二、运动图像深度解析
核心难点:
1. s-t 图像的斜率陷阱:区分 “斜率绝对值” 与 “速度大小”,如陡峭直线对应高速而非加速。
2. v-t 图像的面积计算:利用 “速度 × 时间 = 路程” 推导阴影面积,注意正负面积代表位移方向。
3. 多物体图像交点含义:s-t 交点表示相遇,v-t 交点仅表示速度相等,需结合具体情境分析后续运动趋势。
强化策略:
分阶训练法:
① 基础层:识别匀速(水平线)、静止(平直线)、变速(曲线)。
② 进阶层:计算斜率(Δs/Δt)和面积(v×Δt),标注单位。
③ 综合层:对比多物体图像,如 “0-t₁时间内甲速度>乙,t₁后乙静止” 的动态过程分析。
错题归因法:整理 “误将 s-t 交点当速度相等”“漏算 v-t 负面积” 等典型错误,制作对比表格强化记忆。
三、牛顿第一定律与惯性的本质辨析
核心难点:
1. 理想实验的推理逻辑:从 “毛巾→棉布→木板” 的实验现象,递推 “阻力为零→匀速直线” 的科学思维。
2. 惯性与力的概念切割:明确 “惯性是属性非力”,如 “不能说‘受惯性作用’,应表述为‘由于惯性’”。
3. 惯性现象的解释模板:需包含 “初始状态→受力变化→惯性表现” 三要素,例如 “汽车刹车时乘客前倾:乘客原随车运动,车减速时脚受摩擦停止,身体因惯性保持原速”。
强化策略:
反例论证法:通过 “高速行驶的汽车难刹车是因为惯性大,与速度无关” 等反例,破除 “速度大惯性大” 的误区。
实验重演法:用 “小车 - 木块” 模拟 “突然启动 / 刹车” 现象,录制慢动作视频逐帧分析力与运动的关系。
辨析口诀:“惯性大小看质量,状态改变看受力;解释现象分三步,初始变化加保持”。
四、二力平衡与相互作用力的精准区分
核心难点:
1. 作用对象的判定:平衡力作用于同一物体(如吊灯的重力与拉力),相互作用力作用于不同物体(如灯拉绳与绳拉灯)。
2. 力的性质对应:相互作用力必为同性质力(如压力与支持力均为弹力),平衡力性质可不同(如重力与浮力)。
3. 动态平衡的理解:匀速直线运动物体的受力分析,如 “跳伞运动员匀速下降时重力 = 空气阻力”。
强化策略:
思维导图法:绘制 “平衡力 vs 相互作用力” 对比图,标注 “同体 / 异体”“等大反向共线”“性质是否相同” 等关键差异。
受力分析三步法:
① 确定研究对象;
② 按 “重 - 弹 - 摩” 顺序画受力图;
③ 检查是否满足 “同体、等大、反向、共线”。
易错情景训练:如 “人推墙时,人对墙的力与墙对人的力是相互作用力,而人受的摩擦力与推力是平衡力”。
五、实验探究的科学方法迁移
核心难点:
1. 控制变量法的应用:如 “探究阻力对运动的影响” 中,控制小车初速度相同(同一斜面同一高度下滑),改变水平面粗糙程度。
2. 科学推理法的理解:从 “阻力减小→运动距离增大” 的有限实验,外推 “阻力为零→永远运动” 的理想结论。
3. 误差分析与改进:在 “测量平均速度” 实验中,斜面倾角过大导致时间测量误差,需通过 “多次测量取平均值” 和 “减小倾角” 优化。
强化策略:
实验设计模板:
目的:明确探究的物理量关系(如阻力与运动距离)。
变量:确定自变量(阻力大小)、因变量(运动距离)、控制变量(初速度)。
器材:选择能改变自变量的工具(如不同粗糙程度的材料)。
步骤:设计操作流程,强调控制变量的具体方法。
证据链构建训练:根据实验现象(如 “木板表面滑得最远”),推导结论(“阻力越小,速度减小越慢”),再关联物理规律(“力是改变运动状态的原因”)。
六、综合应用的解题思维建模
核心难点:
1. 多知识点融合:如 “惯性解释 + 二力平衡” 的综合题,需先分析惯性现象,再判断受力是否平衡。
2. 临界状态分析:如 “物体刚要滑动时摩擦力达到最大值”“浮力与重力相等时物体悬浮” 等临界点的力学特征。
3. 数学工具的物理意义:如用 v-t 图像的斜率求加速度,需理解 “Δv/Δt” 的物理本质。
强化策略:
模型拆解法:将复杂问题分解为 “运动状态分析→受力分析→规律应用” 三个模块,如 “汽车刹车问题:先判断减速(运动状态变化)→分析摩擦力(受力)→应用牛顿第一定律(规律)”。
临界条件标注法:在题干中圈出 “恰好”“刚要”“最大 / 小” 等关键词,对应建立方程(如 f滑 =μN)。
跨学科迁移:结合数学图像知识,将 s-t 图像的切线斜率与导数概念关联,深化对 “瞬时速度” 的理解。
七、典型错误归因与规避
错误类型
典型表现
规避策略
概念混淆
认为“速度大惯性大”
制作 “惯性影响因素” 对比表,强化 “质量唯一决定” 观念
图像误读
将s-t图像的交点误认为速度相等
总结 “s-t 交点=位置相同,v-t 交点=速度相同” 口诀
实验方法误用
在“阻力实验”中未控制初速度
绘制实验操作流程图,标注“同一斜面同一高度”要点
平衡力与相互作用力
认为“人对地的压力与地对人的支持力是平衡力”
用“作用对象法”判断:压力作用于地,支持力作用于人,故为相互作用力
真题感知
一、单选题
1.甲、乙两辆赛车在赛道上行驶,在时间内通过的路程均为,此过程中两车通过的路程s与时间t的关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.前半段时间,甲车通过的路程小于乙车通过的路程
B.前半段时间,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C.后半段路程,甲车所用的时间小于乙车所用的时间
D.后半段路程,甲车的平均速度大于乙车的平均速度
【答案】B
【来源】2024年四川省绵阳市中考物理试题
【解析】AB.前半段时间,由图可知甲通过的路程大于乙通过的路程,根据可知甲车的平均速度大于乙车的平均速度,故A错误,B正确;
CD.后半段路程,由图可知甲用的时间大于乙用的时间,根据可知甲车的平均速度小于乙车的平均速度,故CD错误。
故选B。
2.如图所示,是某选手用球拍击打网球的瞬间,可以观察到球拍和网球均发生了形变。下列选项中,分析正确的是( )
A.球拍对网球的力使网球发生形变
B.网球形变产生的力改变网球的运动状态
C.先有球拍对网球的力,后有网球对球拍的力
D.球拍对网球的力与网球对球拍的力是一对平衡力
【答案】A
【来源】2024年四川省绵阳市中考物理试题
【解析】A.力可以使物体发生形变,球拍对网球施加的力使网球发生了形变,故A正确;
B.网球形变产生的力是作用在球拍上,而不是改变网球自身的运动状态,是球拍对网球的力改变网球的运动状态,故B错误;
C.球拍对网球的力和网球对球拍的力是一对相互作用力,它们同时产生、同时消失,不存在先后顺序,故C错误;
D.球拍对网球的力与网球对球拍的力,这两个力分别作用在网球和球拍两个物体上,而平衡力是作用在同一物体上的,所以它们不是一对平衡力,而是相互作用力,故D错误。
故选A。
3.(2024·内蒙古自治区通辽市·)如图所示,当人驾驶电动平衡车在水平路面上做匀速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.以电动平衡车为参照物,人是运动的
B.此时人不会向前倾是因为人没有惯性
C.人与车的总重力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.轮胎上有花纹目的是为了减小受力面积,增大压强
【答案】C
【来源】2024年内蒙古自治区通辽市中考物理试题
【解析】A.以电动平衡车为参照物,人相对与电动车的位置不变,是静止的,故A错误;
B.任何物体均具有惯性,故B错误;
C.人与车的总重力与地面对车的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故C正确;
D.轮胎上有花纹目的是为了增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,故D错误。
故选C。
4.(2024·江苏省宿迁市·)在探究影响滑动摩擦力大小因素的活动中,实验装置如图甲所示,固定弹簧测力计,拉动木板,测出木块受到的滑动摩擦力。小明又进行测量木板受到木块的滑动摩擦力的尝试。如图乙所示,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,测量木板受到桌面的摩擦力;如图丙所示,固定木块,再拉动木板,当木板相对于木块滑动时,读出弹簧测力计的示数。则测量的木板受到木块的滑动摩擦力( )
A.方向水平向左,拉木板需要匀速运动 B.方向水平向右,拉木板不需要匀速运动
C.方向水平向右,拉木板需要匀速运动 D.方向水平向左,拉木板不需要匀速运动
【答案】A
【来源】2024年江苏省宿迁市中考物理试题
【解析】在图丙中,当木板相对于木块滑动时,木板相对于木块向右滑动,因滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向左,在图乙中,水平拉动木板,使木板和木块一起做匀速直线运动,因为此时木板和木块之间相对静止,所以木板和木块之间无摩擦力的作用,由二力平衡条件可知,木板受到桌面的滑动摩擦力f桌=FB(FB为测力计B的示数,也就是测力计B对木板向右的拉力);图乙和图丙相比,当木板相对于木块滑动时,因为整体对桌面的压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,所以木板受到桌面的滑动摩擦力大小不变,仍然为f桌=FB;在图丙中,拉动木板时,木板受到水平向右的拉力FB′、水平向左的桌面的滑动摩擦力f桌、木块对木板水平向左的摩擦力,由实验目的可知要测量木板受到木块的滑动摩擦力,则需要根据木板受力平衡进行测量,所以,图丙中拉木板时需要匀速运动,此时木板受力平衡,则FB′=f木块对木板+f桌,因此木板受到木块的滑动摩擦力为f木块对木板=FB′-f桌,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.从神话故事“嫦娥奔月”到张九龄的诗句“海上生明月,天涯共此时”,再到朱自清的文学作品《荷塘月色》,月亮被赋予了多种寓意。“飞天”兴趣小组依照张九龄的诗绘制了如图所示的一幅画,若以地面为参照物,运动的是( )
A.升起的明月 B.海边的礁石
C.站立的诗人 D.海边的房屋
【答案】A
【来源】2024年青海省中考物理试题
【解析】A.以地面为参照物,升起的明月的相对位置改变,是运动的,故A符合题意;
B.以地面为参照物,海边的礁石的相对位置不变,是静止的,故B不符合题意;
C.以地面为参照物,站立的诗人的相对位置不变,是静止的,故C不符合题意;
D.以地面为参照物,海边的房屋的相对位置不变,是静止的,故D不符合题意。
故选A。
6.如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C.物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
【答案】C
【来源】2023年内蒙古呼和浩特市中考物理试题
【解析】A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,是一对平衡力,故A错误;
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力作用在不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.物体A向右匀速运动,处于平衡状态,受到向右的拉力与向左的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,向右的拉力等于小桶和细沙的重力,即mg,故C正确;
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,处于平衡状态,受到的摩擦力与拉力始终相等,而向右的拉力等于小桶和细沙的重力,小桶和细沙的重力不断变大,因此A受到的摩擦力也逐渐变大,故D错误。
故选C。
二、填空题
7.如图所示,在固定的水平长木板上放一个木块,用弹簧测力计水平拉木块,当弹簧测力计示数为2N时,木块静止不动;当弹簧测力计示数为4N时,木块恰能在长木板上做匀速直线运动。撤去拉力,木块并没有立刻停止,这是因为木块具有 ;木块最终速度减小至零,是因为受到了滑动摩擦力,该力的大小为 N。
【答案】 惯性 4
【来源】2024年四川省绵阳市中考物理试题
【解析】[1]撤去拉力,木块没有立刻停止,这是因为木块具有惯性,仍会保持原来的运动状态。
[2]当弹簧测力计示数为4N时,木块恰能在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,此时的摩擦力为4N,撤去拉力后,木块对木板的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则木块与木板间的滑动摩擦力不变,仍为4N。
8.如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右的拉力F1=9N,B物块受到水平向左的拉力F2=6N,此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动,则A对B的摩擦力方向 (选填“向左”或“向右”),B对水平桌面的摩擦力大小为 N。
【答案】 向右 3
【来源】2024年内蒙古自治区兴安盟、呼伦贝尔市中考物理试题
【解析】[1]A向右做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,方向相反,为9N,方向向左;即B对A的摩擦力为9N,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力,大小相等,方向相反,则A对B的摩擦力为9N,方向向右。
[2]AB一起向右做匀速直线运动,将AB看成一个整体,AB受平衡力作用,由平衡力得,水平桌面对B的摩擦力为
f=F1-F2=9N-6N=3N
由相互作用力大小相等可知,B对水平桌面的摩擦力大小为3N。
9.(2024·四川省内江市·)某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后能够继续向上运动,是因为排球具有 ,排球的重力为2.7N,在竖直上升的过程中,某时刻所受空气阻力大小为0.5N,方向竖直向下,此时排球所受合力大小为 N。
【答案】 惯性 3.2
【来源】2024年四川省内江市中考物理试题
【解析】[1] 排球离开胳膊后继续向上运动是因为它具有惯性,仍要保持原来的运动状态。
[2] 在竖直上升的过程中,空气阻力和重力均竖直向下,则合力为
10.如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬,在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
【答案】100
【来源】2024年安徽省中考物理试题
【解析】在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,所以猴子相当于地面始终处于静止状态,受到的摩擦力等于自身重力,猴子所受摩擦力的大小为
f=G=mg=10kg×10N/kg=100N
11.(2023·湖北省襄阳市·)2023年3月7日凌晨,中国空间站凌月(空间站从地球和月球间飞过)。这一过程中,以月球为参照物,空间站是 (选填“运动”或“静止”)的。如图所示为某物体图像,则该物体的运动状态是 运动。(选填“匀速”或“变速”
【答案】 运动 匀速
【来源】2023年湖北省襄阳市中考物理试题
【解析】[1]以月球为参照物,空间站与月球之间发生了位置的变化,所以空间站是运动的。
[2]根据图示可知,物体的运动速度不变,做匀速运动。
12.(2023·四川省巴中市·)巴中至成都高铁即将全线通车,其中巴中至南充段全长约为150km,设计时速为250km/h;南充至成都段全长约为210km,设计时速为350km/h。若列车按设计时速行驶,从巴中到南充需要 h,从巴中到成都的平均速度为 km/h。(不考虑中途停靠时间)
【答案】 0.6 300
【来源】2023年四川省巴中市中考理综物理试题
【解析】[1]由可知,从巴中到南充需要的时间
[2]从南充到成都需要的时间
由可知,从巴中到成都的平均速度
三、作图题
13.(2024·内蒙古自治区通辽市·)冰壶比赛中,推出去的冰壶最终会慢慢停下来。如图是正在水平向右运动的冰壶,请画出此时冰壶的受力示意图。
【答案】
【来源】2024年内蒙古自治区通辽市中考物理试题
【解析】冰壶比赛中正在水平向右运动,其在竖直方向受力平衡,受到竖直向下的重力,和地面对其竖直向上的支持力;在水平方向,被推出去的冰壶由于惯性继续向前运动,因此只受到水平向左的摩擦力,如图所示:
14.(2024·山东省菏泽市·)如图所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上,请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】
【来源】2024年山东省菏泽市中考物理试题
【解析】倒流壶在重力与支持力的作用下处于平衡状态,重力与支持力大小相等,过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力与支持力,两力的线段等长,如图所示:
15.某科技兴趣小组在探究二力平衡条件时,用钩码让菱形轻质泡沫板(重力不计)保持静止状态。请在图中画出菱形轻质泡沫板的受力示意图(重心O已标出)。
【答案】
【来源】2024年甘肃省临夏州中考物理试题
【解析】【小题1】由题可知,菱形轻质泡沫板的重力不计。菱形轻质泡沫板在左右拉力的作用下保持静止,可知两边的拉力大小相等,并且两个力的方向在同一直线上,如图:
四、实验题
16.频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间闪光一次,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。图甲是完全相同的A、B两球从空中同一高度先后由静止开始竖直下落的频闪照片示意图。已知频闪仪每隔0.1s闪光一次,照片上1cm代表空中实际距离10cm。
/mm
/mm
/mm
/mm
A球()
4.9
14.7
24.5
34.3
B球()
1.2
9.8
19.6
29.4
3.7
4.9
4.9
4.9
(1)由图甲可知:先由静止开始下落的是 (填“A”或“B”)球;
(2)用刻度尺分别测得照片上A、B两球相邻位置之间的各段距离,A、B两球相对应的s1、s2、s3、s4的测量结果如图表所示。测量照片上B球相邻位置之间的距离s5时,刻度尺的示数如图乙所示,则s5= mm。设 A球在空中下落时,通过s2、s3的过程中的平均速度分别为v2、v3,则v2:v3= ;
(3)A、B两球均运动的过程中,若以B球为参照物,A球在竖直方向上做 (填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动。先开始下落的小球的速度为 m/s时,后开始下落的小球刚好开始下落。
【答案】 A 39.0 3:5 匀速 0.49
【来源】2023年新疆中考物理试题
【解析】(1)[1]由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程长,说明A球的速度大,因此,先由静止下落的是A球。
(2)[2]由刻度尺示数可知,s5的长度
s5=9.90cm-6.00cm=3.90cm=39.0mm
[3]有比各种数据可知
s2=14.7mm,s3=24.5mm
由题意可知,运动s2和s3所用的时间都是0.1s,则
(3)[4]由表格数据可知,单位时间内A球运动的路程一直大于B球运动的路程,但二者之间的距离不变。因此以B为参照物,A做匀速运动。
[5]由表格数据可知, B球在第一个0.1s内运动1.2mm,则根据题意可知实际运动了1.2cm,即
sB=1.2cm=0.012m
根据公式可得,B球运动10.012m所用的时间
则B球是A球运动了0.05s时开始运动,则B球运动时A球已经运动的时间
tA=0.1s-0.05s=0.05s
A球在运动0.05s时的速度
vA=gtA=9.8m/s2×0.05s=0.49m/s
17.(2024·山东省青岛市·)小明用图甲所示的实验装置,研究物体从斜面上滑下过程中速度的变化。
(1)实验中使斜面保持较小的坡度,是为了便于测量 。
(2)段距离为,B为中点,测得小车从A点运动到B点的时间为,从A点运动到C点的时间为,根据以上数据可以判断 。(选填“>”、“<”、“=”)
(3)为使测量更准确、数据更直观,用位置传感器进行实验,得到的图像与图乙中 相似。
(4)撤掉金属片,让小车从A点自由滑下,发现小车在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的 ,在木板上铺上薄玻璃板,让小车仍从A点自由滑下,发现小车在玻璃面上滑行距离更 ,由此推理:若小车运动时不受阻力,它将做 运动。
【答案】(1)小车运动的时间
(2)<
(3)C
(4) 运动状态 远 匀速直线
【来源】2024年山东省青岛市中考物理试题
【解析】(1)实验中使斜面保持较小的坡度,小车在斜面上运动时间较长,便于测量小车运动的时间。
(2)B为中点,即AB与BC的距离相等,小车从A点运动到B点的时间为,从A点运动到C点的时间为,则从B点运动到C点的时间为
根据可知
(3)由(2)可知,小车在斜面做加速运动,即速度随时间的变化而变大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[1]小车从A点自由滑下,小车在水平面上受到阻力,在水平木板上滑行一段距离停止,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]在木板上铺上薄玻璃板,水平面的阻力更小,小车速度减小得更慢,滑行距离更远。
[3]根据上述实验现象可以推理,若小车运动时不受阻力,它的速度将不会变化,即它将做匀速直线运动。
18.(2023·山东省日照市·)小明“五一”假期到游乐场体验了一项惊险刺激的游戏项目“过山车”,满载游客的“过山车”从轨道的最高端飞驰而下,到达大回环的顶端,再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后,小明做了以下的实验探究。
(1)小明设计了如图甲所示的装置,右侧斜面上可以铺设不同材质的面料,右侧的斜面倾角可以调节:
①保持右侧斜面倾角不变,在斜面铺上毛巾,让小球从左端等高线A处自由下滑,小球 (选填“能”或“不能”)到达右侧等高线处;
②更换较光滑的棉布面,重复刚才的操作,发现滑到右侧斜面最高点比第一次距离等高线 (选填“远”或“近”);
③继续更换成更光滑的面料,重复上述操作……;
通过以上实验现象,小明进一步推理得出:当右侧斜面 时,小球将到达右侧等高线处;
(2)小明在上述第①次实验中,取下毛巾,其他条件不变,只减小了右侧斜面的倾角。他发现倾角越小,小球在右侧斜面上运行的距离越大;
进一步推理得出:当倾角为0°时,如图乙,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,则小球将做 运动。英国科学家牛顿在此类研究成果上,概括总结出一条重要的物理规律“牛顿第一定律”;
(3)通过以上实验,小明发现物体接触表面的粗糙程度是影响滑动摩擦力大小的因素之一,为了验证是否还有其他影响因素,小明进一步设计了以下实验进行探究。如图丙、丁、戊所示,A、B是完全相同的两个物块,与木板的接触面的粗糙程度不变:
①实验要求拉动物块时均需要保持物块做 运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小;
②由图丙、图丁两次实验测得(物块AB一起运动),可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的 越大,滑动摩擦力越大;
③由图丁和图戊两次实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面积大小的关系(物块AB一起运动),实验测得。可得出结论: 。
【答案】 不能 近 绝对光滑 匀速直线 匀速直线 压力 滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关
【来源】2023年山东省日照市中考物理试题
【解析】(1)①[1]由于右侧斜面铺有毛巾,小球在其上面运动时,会受到阻力作用,故在小球运动的过程中,需要克服摩擦力做功,小球的机械能减小,小球不能到达右侧等高线处。
②[2]更换较光滑的棉布面,小球在运动过程中克服摩擦力做的功变少,机械能减小的少,故小球滑到右侧斜面最高点更接近等高线,即比第一次距离等高线近。
③[3]根据以上分析可推理出:当左侧斜面绝对光滑时,小球在运动的过程中,不需要克服摩擦力做功,机械能守恒,小球将到达右侧等高线处。
(2)[4]由于力是改变物体运动状态的原因,如果小球在水平面运动时受到的阻力为0,因此没有力改变运动的小球的运动状态,小球将做匀速直线运动。
(3)①[5]当物体处于静止状态或者匀速直线运动状态时,物体处于平衡状态,受的是平衡力作用。因此该实验中,拉动物块时均需要保持物块做匀速直线运动,此时物块受力平衡,拉力大小等于物块受到的滑动摩擦力大小。
②[6]由图丙、图丁两次实验可知,图丁物块对木板的压力大于图丙物块对木板的压力,物块与木板的接触面的粗糙程度相同,实验测得,故图丁中物块受到的摩擦力大于图丙中物块受到的摩擦力。故可得出结论:当接触面的粗糙程度相同时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
③[7]由图丁和图戊所示实验可知,物体间的压力相等、接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,弹簧测力计的示数相同,摩擦力相同,所以可以得出:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
五、简答题
19.如图,小华利用家中物品做实验,他将玻璃杯放在桌布上,然后猛地将桌布从桌面抽出时,玻璃杯几乎不随桌布运动,请用物理知识说明玻璃杯不随桌布运动的理由。
【答案】见解析所示
【来源】2023年福建省中考物理试题
【解析】玻璃杯与桌布原来处于静止状态,桌布受力被抽出,玻璃杯由于惯性,仍保持原来的静止状态,所以玻璃杯几乎不随桌布运动。
六、计算题
20.骑自行车,去呼和浩特市东郊的大青山山顶看日出,是一件非常美好的事情。某天早晨,骑行爱好者小高,沿某段平直公路骑行时,看了两次码表(如图所示)。小高和自行车总质量60kg,其所受阻力恒为总重力的0.05倍。求:
(1)小高这段骑行的平均速度;
(2)某段小高匀速骑行,此时牵引力的大小。
【答案】(1)18km/h
(2)30N
【来源】2024年内蒙古呼和浩特市中考物理试题
【解析】(1)由图可知,骑行的路程为
骑行的时间
小高这段骑行的平均速度
(2)小高匀速骑行时处于平衡状态,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,此时牵引力的大小
21.如图所示,一个重为G的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,已知G=40N,F=10N.
(1)求运动过程中物体受到滑动摩擦力f的大小;
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的.物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则有关系式f=μFN成立.求图中物体与地面间的动摩擦因数μ
【答案】(1)10N (2)0.25
【来源】2014年初中毕业升学考试(安徽卷)物理
【解析】(1)物体匀速运动,水平方向受力平衡,所以:
f=F=10N
(2)在水平面上,压力等于重力,
FN=G=40N
由f=μFN得:
七、综合题
22.(2023·江苏省苏州市·)人眼对观察到的景物有暂时的“记忆”,在外界景物消失后,视神经对它的印象还会延续0.1s左右,这种特征叫视觉暂留.例如在一张白色卡片纸的正、反面分别画上鸟笼和鸟,让卡片纸快速旋转,当正、反两面交替出现在眼前的时间间隔在0.1s之内时,人眼就能看到鸟在笼中的现象(图甲)。
一些城市地铁行驶在某些区间时,乘客能看到窗外出现清晰的动态广告,往往也是利用了视觉暂留的原理。某段地铁内隧道广告的制作方法如下:在隧道侧壁与车窗相同高度处,沿运行方向每经过距离d,安装一块大小相同的广告灯箱,如图乙。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替,且工作时各灯箱亮、暗同步变化(人的视觉暂留时间以0.1s计算)。
(1)要实现时长15s的广告效果,至少需要安装 块广告灯箱;
(2)灯箱安装好后,调节灯箱发光频率f,控制地铁速度v,当它们满足下述哪种情况时,乘客能看到流畅稳定的广告画面?答: 。
A.,且
B.,且
C.,且
D.,且
(3)座位上乘客发现正常显示的广告画面突然向地铁前进方向缓慢移动,可能原因是 (写出一种即可)。
【答案】 150 C 地铁速度稍稍减慢
【来源】2023年江苏省苏州市中考物理试题
【解析】(1)[1]每个广告牌视觉暂留的时间为0.1s,要实现时长15s的广告效果,需要的广告牌数量为
(2)[2]灯箱发光频率为f,周期为,则
要看到流畅稳定的广告画面,应使相邻两个广告牌交替闪亮出现在眼前的时间间隔为0.1s,即0.1s广告牌闪亮1次,1s闪亮10次,则灯箱发光频率至少为f=10Hz,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[3]广告画面向地铁前进方向缓慢移动, 说明地铁的速度小于频率与广告牌间距的乘积,可能是地铁在减速,也可能是广告牌闪亮频率变大。
八、科普阅读题
23.(2019九·贵州省遵义市·)阅读材料,回答下列问题.
流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体.物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反.
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大.雨滴在空气中下落,速度越来越大,所受空气阻力也越来越大.当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落.大雨滴比较重,与重力相平衡的空气阻力要比较大,雨滴速度较大时才能达到平衡.所以大雨滴落地时速度较大,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面.
流体的阻力还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.跳伞运动员在空中张开降落伞,凭借降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,安全落地.
流体的阻力还跟物体的形状有关系.头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,这种形状通常叫做流线型.鱼的形状就是流线型的.为了减小阻力,小汽车、飞机、轮船的水下部分,外形都采用流线型.
一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小.气垫船靠船下喷出的气体,浮在水面航行,阻力小,速度大.磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上,速度可达500km/h.
(1)如图所示,甲、乙分别为老式火车与和谐号高速列车的车头,它们在相同速度下所受空气阻力不同,和谐号主要是通过改变 来减小空气阻力的。
(2)当雨滴在空中下落,其速度不再增大时,它所受空气阻力f与重力G的大小关系是:f G。(选填“>”、“=”或“<”)
【答案】 车头的形状 =
【来源】2019年贵州省遵义市九年级中考物理试题
【解析】(1)[1]由材料可知流体的阻力跟物体的形状有关系,头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,和谐号高速列车的车头较圆,主要是通过改变车头的形状来减小空气阻力的;
(2)[2]由材料可知当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落,因此f=G。
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