期末题型分类特训:综合题(一)-2024-2025学年物理八年级下册人教版(2024)
2025-06-20
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期末题型分类特训:综合题(一)-2024-2025学年物理八年级下册人教版(2024)
一、综合题
1.如图所示是小明在旅游时拍摄的响水滩瀑布,奔流的河水向下奔淌,极其壮观。小明站在瀑布旁,进行思考,提出了以下问题,请你用所学的物理知识进行解释:
(1)瀑布的水总是由高处流向低处,这是为什么呢?
(2)撞击到石头上的水流会向相反的方向溅出,这是为什么呢?
2. 一个桥头立着如图所示的限重标志牌。现有一辆自重的卡车,装了的石子要通过该桥,已知石子的密度为。求:
(1)该卡车空载在平直的公路上匀速行驶时,其自身的质量为 kg,其中卡车所受重力的施力物体是 ;
(2)卡车上石子的总重力;
(3)请你通过计算说明这辆装了石子的卡车能否通过这座桥?
3.表一是研究物体所受的重力跟物体的质量的关系时得到的数据:
表一
实测物体
质量m/kg
重力G/N
物体1
0.1
0.98
物体2
0.2
1.96
物体3
0.3
2.94
(1)研究过程中,所用的测量工具是 和 。
(2)分析表中实验数据,得出的结论是 。
(3)在通常情况下,我们认为g=9.8N/kg,但经过科学家的精确测量,发现在不同的地点g值存在微小差异。表二为部分地点的g值大小:
表二
地点
赤道
广州
上海
北京
莫斯科
北极
g值大小
地理纬度
分析表中数据,可以发现:
①g值最大的位置在 。
②影响g值大小的因素是 。
(4)由表二可知,在赤道,质量为5kg的物体受到的重力为 N。
4.(1)如图1所示,弹簧测力计此时的读数为 ,在生活中,该弹簧测力计 (选填“可以”或“不可以”)直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力;
(2)轻质弹簧一端固定在墙上,另一端固定在一物块上,如图2甲所示,此时弹簧处于正常状态,弹簧与物块之间没有弹力;用力F把物块向左推至A点,弹簧被压缩,如图2乙所示;撤去推力F,物块向右运动。物块运动到图2丙中B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,请在方框内以点代替物块,画出物块在B点时的受力示意图 。
5.电影《流浪地球2》是我国近年来一部少见的优秀作品,电影中的太空电梯描绘了未来太空发展的场景,也从侧面显示了中国电影的高水平发展。若太空电梯的最大载重为8000N,假设每位乘客的质量均为60kg,g取10N/kg。
(1)某位乘客乘坐太空电梯进入太空的过程中,太空电梯会加速运行,在加速运行的过程中,其惯性会 ,最终进入太空后,乘客处于完全失重的状态,其质量 (两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)在地面附近时,每位乘客的重力为多少?;
(3)此电梯一次最多能搭载多少名乘客安全升降?
6.如图1所示,建筑工地上的工人用塔吊吊运建筑材料:
(1)如图2所示,钢丝绳拉着建筑材料M静止,请在图中画出钢丝绳对建筑材料M拉力的示意图;
(2)建筑材料在3min内匀速竖直上升了90m,则建筑材料上升的速度是多大?
(3)月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球地面附近同一物体所受引力的,若以后我们在月球上使用塔吊开展工程建设,钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N,则在月球上塔吊能吊起的建筑材料的质量最大是多少?(g取10N/kg)
7.小明在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,设计了如图所示的三次实验。甲、乙用的是相同的长木板,丙用的是与甲、乙材料相同但表面粗糙的长木板。
(1)实验时,用弹簧测力计 拉动木块,使它沿水平长木板滑动。根据 知识,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)分析比较 两次实验,可以得出结论1:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关;
(3)分析比较乙、丙两次实验,可以得出结论2:滑动摩擦力的大小还跟 有关;
(4)图甲实验中,若将木块由平放改为侧放拉动时,还可以研究滑动摩擦力的大小与 是否有关;
(5)在丙图中,拉动木块从静止到匀速直线运动,测力计示数随时间的变化图像为 (选填“丁”或“戊”)图。
8.某品牌新型汽车的质量为2t,该汽车以20 m/s的速度在平直的路面上做匀速直线运动,发动机的牵引力为2 000 N,该车每行驶100 km消耗汽油8 L。汽油的密度为ρ=0.7×103 kg/m3。(g取10 N/kg)则:
(1)该汽车所受重力是多少?
(2)该车以20 m/s的速度在平直的路面上做匀速直线运动时,受到的摩擦力是多大?
(3)为什么汽车装满货物时受到的摩擦力比不装货物时要大?
(4)装满货物时,汽车更难启动或停下来,这是因为?
9.学校准备进行班级拔河比赛,某班学生为了取得好成绩,从物理角度进行了影响滑动摩擦力大小因素的实验,改进实验和相关场景分析。
(1)如图1,根据 条件,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)改进实验如图2所示,木板B放在光滑水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上。用大小10N的水平恒力F向左拉动B,使B以的速度向左做匀速运动,此时木块A所受摩擦力的方向为水平 (选填“向左”或“向右”),若,则地面对木板B的摩擦力是 N;
(3)拔河比赛前,物理老师向同学们展示了某团队拔河比赛时的情景,如图3所示,并强调了比赛中的几个技巧和蕴含的物理知识,如表所示。
拔河比赛技巧
蕴含的物理知识
①挑选体重大的同学参赛
接触面粗糙程度一定时,通过增大 增大摩擦力
②穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋
压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大
③发力时,绳子一定要拉直,听到口号一起用力往后拉
同时用力,且所有力沿同一直线、同一方向时,合力越大
(4)若甲、乙两同学拔河,结果甲胜乙负,如果甲拉绳的力为,乙拉绳的力为,地面对甲的摩擦力为,地面对乙的摩擦力为,则____。
A. B.
C. D.
10.如下图甲,重3N的物体在水平压力F的作用下,被压在粗糙程度不变的竖直的墙壁上,F大小随时间t的变化关系及物体运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示,由图像可知:(忽略空气阻力)
(1)当时,墙壁对物体的支持力是 N,物体所受摩擦力为 N;
(2)当时,物体所受摩擦力为 N。
(3)在2~4s内物体做 运动(选填“加速”、“减速”或“匀速”),此时物体所受摩擦力的大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)5s时所受摩擦力的大小。
(4)若突然撤去水平压力F,请在下图中画出此时物体受力的示意图。
11.快速骑自行车,我们会感到空气阻力,而且骑车速度越快,感觉空气阻力越大。由此小华同学猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。
在一个无风的周末,小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上。小华打开汽车天窗,将如图所示装置固定在汽车车顶。爸爸依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中:
汽车速度
5
10
15
20
弹簧测力计示数F/N
0.1
0.5
1.1
1.9
(1)根据 ,可知弹簧测力计的示数大小 小车及挡板受到的空气阻力;
(2)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小 对实验结果的影响;
(3)分析上表中的实验数据可知,物体运动速度越大,所受空气阻力越 ;
(4)实验完毕后,小华又进行了新的思考:空中下落的物体速度会增大,那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大,其所受的空气阻力会不会也一直增大?
在老师的指导下,小华知道了:若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大。请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学物理知识分析:一滴质量为5g的雨滴从高空下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力 N,此后雨滴做 运动();
(5)你认为运动物体受到的空气阻力大小还与 有关。
12.现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时,车不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操作制动器来刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离,叫反应距离,从操纵制动器刹车,到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离(如图所示)。
下面是一个司机驾驶小轿车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶,测得的反应距离和制动距离如表:
速度(km/h)
反应距离(m)
制动距离(m)
40
7
8
50
9
13
60
11
20
80
15
34
100
19
54
(1)汽车在水平直路上匀速行驶时,汽车受到 对平衡力。小轿车刹车后,由于 ,小轿车会继续向前滑行一段距离。
(2)利用以上数据,估算出司机的反应时间大约为 s。
(3)分析如表数据可知,影响汽车制动距离的主要因素是 。
(4)为了行车安全,在雨天开车时,司机都要“减速慢行”。其原因是:因为下雨后,路面的 降低,使摩擦力变小,使 (填:“反应距离”或者“制动距离”)变大。
13.如图是我国自主生产的99式坦克,其总质量为,两条履带与地面的总接触面积为,水平匀速行驶时所受阻力是坦克总重的倍。(取)
(1)坦克装有宽大的履带是为了(选填“增大”或“减小”)对地面的压强;坦克静止在水平地面上时,对地面的压力和地面对它的支持力是一对力;
(2)该坦克静止时对水平地面的压强为多少?
(3)该坦克匀速直线行驶时的牵引力为多少?
14.高压锅又称压力锅,是一种常用厨房的锅具,高压锅与普通锅主要不同之处在于它的密闭性好。图甲是海拔五千多米的高原边防哨所战士用压力锅煮面条,图乙是高压锅的结构示意图。
(1)高原边防哨所战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭,这是因为大气压随海拔的升高在逐渐 (选填“增大”或“减小”),高原地区用普通锅做饭时水的沸点将 (选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃;
(2)图乙中高压锅内装有10cm深的水,限压阀的质量为100g,排气孔的横截面积为10mm2,求这个高压锅正常工作时:
①锅底受到水的压强是多大?
②锅内气体与锅外大气的最大气压差是多少?
③已知锅内气压每增加3.6×103Pa,水的沸点相应升高1℃,若该高原边防哨所的大气压p0´=5.4×104Pa,则战士们做饭时,锅内水的沸点最高可达到多少?
15.高压锅是生活中一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。某高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。锅内水沸点随气压变化如下图(大气压取1.0×105Pa,g取10N/kg)则 :
(1)由图可知,水的沸点随气压增大而 ;
(2)因而利用高压锅加热食物时水的沸点通常会 (选填“高于/低于”)100℃;
(3)这款高压锅锅内气体最大压强为 Pa,水温最高可达到 ℃。
16.(1)一个空瓶,瓶口扎上橡皮膜,分别竖直地浸入同一杯水中的相同位置, (选填“甲”“乙”)图中橡皮膜凹进更明显。这个结果说明液体内部压强与液体的 (选填“温度”“密度”“深度”)有关;
(2)图丙中,在研究液面下深度为h处的液体压强时,设液柱的底面积为S,液体的密度为,重力和质量的比值为g,该处的压强 ;若取底面积更大的液柱,该处的液体压强将 (选填“变大”“变小”“不变”);
(3)如图丁,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的孔(膜两侧压强不同时,其形状发生改变),两侧注入不同深度液体。
①若两侧注水,橡皮膜左右两侧水压比较: ;(选填“”“”“”)
②若左侧注酒精,橡皮膜距离酒精液面8cm;右侧注水,橡皮膜距离水面10cm,此时橡皮膜凸起情况是 (填选项字母)。()
A.向左凸起 B.向右凸起 C.没有凸起 D.无法确定
17.物理老师多次利用废弃的矿泉水瓶来进行实验,如图所示的就是其中的部分.请看图回答问题:
(1)如图A,用水平力轻推矿泉水瓶底部时,瓶子平稳移动,用等大的水平力轻推瓶颈,瓶子翻了,这说明力的作用效果与力的 有关。
(2)如图B,将矿泉水瓶装满水,然后在靠近其底部的地方开一个小孔,开始的时候,小孔中射出的水可以到达P1点,一会儿后就只能到达P2点,最后越来越近只能到达P3点了,说明了液体内部压强与 有关。
(3)如图C,图甲将剪掉底的矿泉水瓶缓缓插入水中,发现瓶中的水面与水槽中的水面始终相平,这时瓶子与水槽构成一个 ,这时将瓶盖拧紧,提起瓶子,但只要其下端不离开水面,瓶内的水就不会流出去,如图乙,该现象说明了 的存在;拧瓶盖时,发现盖侧面有一条条竖纹,竖纹的作用主要是在压力一定时,通过增大接触面的 来增大摩擦力.
(4)如图D,矿泉水瓶装水,接近装满时留一小气泡,并将瓶子水平放置,用手沿箭头方向猛推一下瓶子,气泡将 (选填“向后运动”“向前运动”或“保持静止状态”).
18.1月22日,我国自主研发的“奋斗者”号潜水器搭载人类首次抵达印度洋蒂阿曼蒂那海沟的最深点。该潜水器的外壳安装了三个观察窗和两台“机械手”。装配了多部声呐装置等先进的科考设备,如图甲所示。潜水器工作时先利用声呐设备定位,待其坐底后,通过观察窗向外观测并同时利用“机械手”采集海底的岩石、生物样本,此外“机械手”还将极具中国元素“兔年快乐”的标志物布放于海面下5810 m的海底(如图乙所示),以此恭贺农历新年。
请你回答下列问题:
(1)安装在“奋斗者”号上的声呐装置可发射 声波探测海沟深处的地形地貌;
(2)“兔年快乐”标志物静置于5810 m的深度时,海水对其表面产生的压强是多少Pa ?(设海水密度为1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)
(3)图甲中“奋斗者”号外壳上安装有表面积较小的圆形观察窗。请结合所学物理知识谈谈潜水器为什么只能设计表面积较小的观察窗 ?
(4)“奋斗者”号潜水器依靠其底部装配质量约2t的压载铁下沉至该海沟底部,科考工作结束后,潜水器上浮至海面。下列是关于潜水器两种上浮方式的思考:
①潜水器将压载铁抛掉;
②利用足够多、内部气压为4×106 pa的储气罐安装在潜水器底部,向下喷射气体。
请你分别写出上述两种上浮方式应用的物理原理,并从物理学的角度对其中不可行的方式说明理由 。
19.2023年9月,中国国产首艘大型邮轮“魔都号”缓缓驶离码头,全面实施最终的完工试航计划,如图所示。“魔都号”满载排水量为1.355×108kg。(g取)求:
(1)以码头为参照物,“魔都号”是 的。
(2)在水面下5m深处,表面积为3000cm2的“魔都号”船体受到水的压力是多少?
(3)“魔都号”满载时受到的浮力是多少?
20.在物理学习过程中,小铭用同一个底面积为 1×10 -2m2正方体物块,做了如图所示两次探究:把该物块放在面积为 5×10-3m2的水平正方形木凳面中央,把该正方体物块放入 装有水的容器中,物块静止时处于悬浮状态. (ρ水= 1.0×103 kg/m3, g= 10N/kg)
(1)如图甲,当小铭用压强公式 p=计算物块对木凳的压强时,受力面积为 m2。因为物块是放在水平正方形木凳面中央,所以物块对木凳的压力 (选填“小于 ”“等于 ” 或“大于 ”)物块受到的重力。小铭算出物块对木凳的压强为 2×103 Pa,则物块的重力为 N;
(2)如图乙所示,物块静止悬浮于水中,此时正方体物块受到的浮力 (选填“小于 ” “等于 ”或“大于 ”)物块受到的重力,物块受到的浮力为 N;
(3)已知物块上表面受到水的压力 F 向下=5N ,则物块下表面受到水的压力方向为 , 物块下表面受到水的压强为 Pa。
21.阅读短文,回答问题.
我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停.平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示.飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的关系如表二所示.
表一:
飞行高度/km
20
40
50
80
100
探测范围半径/km
194
347
414
589
695
表二:
平流层风速
0
10
20
30
40
空气阻力
0
90
360
810
1440
(1)下列飞行器件中,其升空原理与飞艇相同的是( ).
A.火箭 B.飞机 C.孔明灯
(2)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将 ,探测范围将 .(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若飞艇的气囊体积为,则飞艇在平流层受到的浮力约为 N(平流层空气密度取,g取).
(4)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从飞艇上掉下,随后飞艇将 (填运动情况),设空气密度保持不变且不考虑空气阻力的变化.
(5)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为,由表二可知阻力与速度的关系为;当飞艇推进器的功率为,且飞艇悬停时,此时平流层风速为 .
22.将体积为1×10-3m3、重为6N的正方体木块A(不考虑木块A吸水)放入盛有水的圆柱形容器中,木块A漂浮于水面,如图甲所示。然后将物块B放在木块A上方,静止时木块A恰好浸没在水中,如图乙所示。已知物块B的体积为1.6×10-4m3,水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)图甲中,木块A的密度 (选填“>”、“=”或“<”)水的密度;木块A受到的浮力是 N。
(2)物块B的密度;
(3)已知容器底面积是250cm2,对比甲、乙两图,下列说法正确的是( )
A.木块A下表面受到水对它的压力变化量为4N
B.水对容器底的压力变化量为6N
C.容器对桌面的压强变化量为160Pa
D.木块A下降了2.4cm
23.将底面积、重3N的空溢水杯置于面积为的水平桌面上。当倒入3N的水时,溢水杯刚好装满了(如图甲所示)。放入A物体,A静止时如图乙所示,小烧杯承接了溢出的0.4N的水。
(1)计算:图甲中,整个溢水杯对桌面的压力和压强分别是多少?
(2)①A所受的重力大小是 N;
②与图甲相比,图乙中整个溢水杯对桌面的压强 (选填“变大”“变小”“不变”)。
(3)溢水杯装满某种液体,进行同样的实验,如图丙所示。A在这种液体中所受的浮力 A在水中所受的浮力;液体的密度 水的密度。(均选填“大于”“等于”“小于”)
24.物理课堂上,老师经常给同学们演示各种各样的实验,请完成以下各小题。
(1)图甲把两根圆木棒并排放在水平桌面上,在木棒上放两个乒乓球,相隔一小段距离,然后往两个乒乓球之间吹气,可看到两个乒乓球相互 (选填“远离”、“靠拢”);
(2)图乙装有水的矿泉水瓶瓶壁开有小孔,当把瓶盖拿开时,小孔有水不断流出,当把瓶盖拧紧时,过一会儿水不再流出,其原因是:瓶内 加上小孔处的水压小于外界大气压;
(3)图丙把一个矿泉水瓶瓶底割掉,取走瓶盖,把乒乓球放在瓶口处,往上方注水,可以看到乒乓球并没有浮起来,为了使乒乓球能在水中浮起来,你的操作是: ;
(4)图丁把一张纸条放在桌面上,再把一瓶矿泉水压在纸条上,用力快速把纸条沿水平方向抽出,发现矿泉水瓶没有翻倒,原因是:矿泉水瓶因为具有惯性,要继续保持 的状态;纸条在向右拉动的过程中,矿泉水瓶受到的摩擦力为 (选填“水平向左”、“水平向右”)。
25.如图甲所示,“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。
(1)某运动员做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动),根据图像可知,关于整个过程中运动的说法正确的是 ____。
A.重力大小为F0
B.运动员下落过程中,有重力对运动员做了功
C.t0时刻动能最大
D.t0时刻重力势能最小
(2)如图丙所示,小明在老师的指导下用小球、弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验来模拟蹦极,让系于橡皮筋一端的小球从O点的正下方的P点由静止释放(不考虑空气阻力)分别经过a、b两点到达最低点c点。
①处于c点的小球 平衡状态(选填“是”或“不是”)。
②请在图丁中画出小球在C点时,所受拉力F的示意图(作用点已在图中标出)。
③若小球运动到b点时,突然一切外力均消失,则小球将 。
④若想让该小球在下落的过程中,获得更大的速度,应 。
26.我国自主设计制造的某品牌纯电动公交车,其质量为1.2×104kg,静止时轮胎与地面的总接触面积为4000cm2。它在平直公路上匀速行驶100s,行驶路程是1.2km,所受阻力为车重的0.02倍。(g取10N/kg)
(1)公交车匀速行驶过程中速度是多少千米/小时。
(2)计算公交车静止时对水平地面的压强。
(3)计算此过程中牵引力做的功。
(4)公交车起步时,乘客会听到“车辆起步,抓好扶手”的温馨提示语。请用所学物理知识解释其中的道理。
27.为创建良好的生活环境,我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒,雾炮车的部分参数如表所示。某次作业时,雾炮车在大小恒定为6.0×103N的牵引力作用下,沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km。(g取10N/kg)问:
空载质量m1/kg
6×103
最大载重量m2/kg
4×103
轮胎着地总面积S/m2
0.4
(1)作业过程中,雾炮车的动能 ,雾炮车的机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少?
(3)雾炮车作业过程中受到的阻力是多少?
(4)雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少?
28.如图所示,有一水平放置的铁板。一物块内含遥控电磁铁,电磁铁通电时与下方的铁板相互吸引。该物块一直在水平方向的拉力作用下向右运动。从物体经过M点开始计时,每经过相同时间记录物体的位置如图。物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态,在OQ段内处于通电状态。已知铁板上各处的粗糙程度均相同,MP段拉力恒为F1,PQ段拉力恒为F2。物体在MO段和PQ段做匀速直线运动,在OP段做变速运动。(不计空气阻力)
(1)在MN和PQ两段,物体所受的摩擦力为f1和f2,则f1 f2(选填:“>”、“ <”或“=” ,依据是 。
(2)在MN和PQ两段,拉力对物体所做的功分别为WMN和WPQ,若WMN和WPQ恰好相等,则F1和F2的比值为 ;
(3)在MN和OP两段,拉力对物体做功的功率分别为PMN和POP,PMN POP(选填:“>”、“ <”、“ =” ;
(4)已知在MN段内,铁板对物块的支持力为FN1=4N,此力对物块做功为W1;PQ段内,铁板对物块的支持力FN2,此力对物块做功W2,则W1 W2(选填“>”,“ <”或“=” 。
(5)MN段的机械能E1和PQ段的机械能E2的大小关系是E1 E2(选填“>”,“ <”或“=” 。
29.水平桌面上滚动的小球离开桌面后,会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上,如图甲所示. 小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢?小明提出了以下三个猜想:
猜想 1:与小球离开桌面时的速度有关;
猜想2:与小球的质量有关;
猜想3:与小球开始时离地面的高度有关.
(1)为了使小球向前运动,小明用如图乙所示的实验装置,将一根轻质弹簧固定在A点,
小球将弹簧压缩到 C处后静止释放,则小球在弹簧推力的作用下向前运动,在此过程中,弹簧的 能转化为小球的 能,弹簧压缩的越多,小球获得向前的速度越 ;
(2)为了验证猜想1是否正确,小组成员进行如下实验:保持小球的 和离地高度不变,将弹簧压缩到不同的长度,小球离开弹簧后, 将获得不同的速度,发现小水平飞行的距离不相同。这说明猜想 1是 (选填“正确”或“错误”)的;
(3)小明接下来想探究猜想 2,仍采用图乙的装置,用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案是否合理? (选填“是”或“否”),理由是: .
30.物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F作用,拉力F随时间t的变化关系如图乙所示。从t=0开始,每隔2s记录物块A的位置(用“▪”表示物块A),如图丙所示。
(1)0~2s内,物块所受摩擦力为 N;
(2)10~12s内物块所受摩擦力为f1,拉力做功的功率为P1;14~16s内物快所受摩擦力f2,拉力做功的功率为P2。则f1 f2;P1 P2;(以上两空选填“>”“=”或“<”)
(3)若18s时撤去F,物块的运动状态将 (选填“改变”或“不改变”)。
31.如图,电梯主要有滑轮、轿厢、钢丝绳、配重等部件,其工作原理如图甲。电动机和配重通过钢丝绳对轿厢施加拉力。
(1)图甲中,滑轮A是 (选填“定”或“动”)滑轮。
(2)电梯匀速上升时,轿厢的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”),钢丝绳对轿厢 (选填“做”或“不做”)功。图乙为电梯满载上升的v-t图象,由图可知轿厢匀速上升的距离为 m。
(3)已知配重的质量为400kg,空轿厢的质量为500kg,电梯的额定载质量为1200kg,则电梯匀速运行时,配重重力做功为 J。若忽略钢丝绳重和摩擦,则电梯满载匀速运行时,电动机通过钢丝绳对轿厢的拉力功率为 W。(g取10N/kg)
32.如图1所示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升2m,拉力分别为、,拉力做功的数据如图2所示。求:
(1)比较甲乙的拉力和有用功, , (两空均选填“”“”或“”);
(2)物体A的重力大小?
(3)乙滑轮组的机械效率?
(4)要提高乙滑轮组的机械效率,你的措施是: 。
33.暑假结束后,小亚跟随父母回到老家省亲,在农村的集市上他看到如图甲所示的杆秤,引起了他的兴趣,他借来了一大一小两把杆秤,进行以下探究:
(1)小亚认为杆秤相当于 (填一种简单机械名称),人们用来测量物体的 ,他做出了杆秤的简化图如图乙,其中 点相当于支点(选填“A”、“B”或“O”);
(2)设AO长度为L1,BO长度为L2,鱼的质量为m1,称锤的质量为m2,根据平衡条件应该满足关系式: (用以上物理量表达);
(3)细心的小亚发现秤杆上从O点往右标上了一些称星作为刻度,分别标着1kg、2kg、3kg,这些称星分布是 的(选填“均匀”或“不均匀”)。为确保对买卖双方公平,杆秤使用时秤杆应在 方向保持静止;
(4)他还发现有些杆秤有两个不同的量程并能通过提起不同的绳纽实现大小量程间切换(不改变秤锤规格),如图丙所示,要使用大量程,他应提起 绳纽(选填“A”、“B”或“A、B都行”)。
34. 阅读文章,回答问题:
轮轴
轮轴是一种简单机械,轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成,通常把大轮叫轮,小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例,轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆,轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂,如图2所示。
根据杠杆的平衡条件,可得,使用轮轴时,如果动力作用在轮上能省力,且轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的动力就是阻力的几分之一,如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
(1)轮轴的实质是变形的 ,如果动力作用在轮上就可以 (选填“省力”或“费力”);
(2)若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,则正常使用螺丝刀是 (选填“省力”或“费力”)的,且动力是阻力的 倍。
35.众人植树树成林。如图是同学们参加植树节活动的劳动场景。小明用铁锹挖树坑,小红用铁锹往挖好的树坑中回填土。回答下列问题:
(1)小明用铁锹撬泥土,此时铁锹相当于什么杠杆?
(2)小红用铁锹往树坑中抛土,泥土离开铁锹后仍能继续前进,为什么?
36.某次综合实践活动中,小明所在活动小组用木杆、铁块、秤钩、细线等制作了一把“杆秤”,如图甲所示,杆秤左边是用铁块和细线制作的秤砣,中间O点为提纽(支点),杆秤右边A点固定秤钩(挂被测物体)。G0为木杆和秤钩的自重,重心在B点;秤砣重为G1。他们在制作过程中应用杠杆知识,解决了一系列问题。
(1)关于杆秤刻度的标注:
①如图甲所示,秤钩不挂重物时,手提中间的提纽,秤砣的位置C点应该标注为杆秤的 刻度线。
②如图乙所示,已知秤砣质量为60g,测得OA=6cm、OB=3cm、OC=4cm2的物体,当在秤钩上挂重为G2物体,移动秤砣到D点,杆秤在水平位置平衡,测得CD=30cm,则在D店应标注物体的质量为 g。
(2)关于刻度是否均匀:如图丙所示,当在秤钩上挂重为Gₓ的物体,移动秤砣到距C点x处时 (用物理量Gx、G1、OA表示),由推导可得,杆秤的刻度是均匀的。
(3)关于杆秤的量程:小明到市场调查,发现如图丁所示的杆秤,A和B是杆秤的两个提纽,秤钩C处悬挂被测物,提起提纽A或B,达到平衡后,根据秤砣的位置可以在秤杆上读出被测物的质量。有关该杆秤下列判断中正确的是 ____。
A.用提纽B时杆称的量程比用提纽A时杆称的量程小
B.若将提纽B向左侧移动一定距离,则杆秤的量程会增大
C.若增大秤砣质量,则杆秤的两个量程都将变小
答案解析部分
1.【答案】(1)瀑布的水受到重力的作用,而重力的方向总是竖直向下的,所以总是由高处流向低处。
(2)撞击到石头上的水流会对石头施加力的作用,由于案物体间力的作用是相互的,石头也会对水流施加一个相反的力的作用,所以水流会向相反的方向溅出。
【解析】【分析】根据机械能是动能和势能的统称。动能是由于物体运动而具有的能。势能分为重力势能和弹性势能。根据瀑布的运动情况,对其能量进行分析。
2.【答案】(1);地球
(2)石子的质量为
石子的总重力为
(3)由图可知,该桥限重,装了石子的卡车总质量为
所以这辆装了石子的卡车不能通过这座桥。
【解析】【解答】(1)由G=mg可得:卡车的质量为:;卡车重力的施力物体是地球。
(2)石子的质量为,
石子的总重力为。
(3)由图可知,该桥限重,装了石子的卡车总质量为
所以这辆装了石子的卡车不能通过这座桥。
故答案为:(1)5×103;地球;(2)1.75×105N;(3)不能通过。
【分析】(1)根据重力公式变形可以求出卡车的质量,地球附近的物体所受的重力施力物体都是地球。
(2)先求出石子的质量,再根据公式求出石子的重力。
(3)求出卡车和石子的质量,再和质量标志牌进行对比。
3.【答案】天平;弹簧测力计;物体的重力和质量成正比;北极;地理纬度;
【解析】【解答】探究重力跟物体的质量的关系时,(1)实验时,需要测量质量和重力,利用天平测量质量,利用弹簧测力计测量重力。
(2)根据表中数据:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,重力和质量的比值不变,比值的大小是一定值。可得结论:物体的重力和质量成正比。
(3)根据表格数据,表二中第二行中g值最大是:北极。
在表二中,地理纬度不同,g 的取值不同,g值可能与地球纬度有关,纬度越高,g值越大。
(4)表二中,在赤道的,则质量为5kg的物体受到的重力为
。
【分析】(1)测量质量需要天平,测量重力需要弹簧测力计;
(2)重力和物体的质量成正比;
(3)不同的纬度g值不同;不同纬度的g取值不同;
(4)根据G=mg,计算物体的重力。
4.【答案】1.2;不可以;
【解析】【解答】(1)测力计的量程为5N,分度值为0.2N,读数为1.2N。根据重力公式G=mg计算物体的重力为
;不可以测量其重力。
(2)B处,弹簧受到向右的拉力,所以物体受到向左的弹簧拉力,水平方向物体有向左的摩擦力,竖直上,物体受到重力、支持力作用;据此作图:
【分析】重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。计算公式G=mg;
弹力的产生是由于物体产生形变,恢复原状的力,弹簧受到压缩或者伸长时,恢复原状,产生弹力。
5.【答案】(1)不变;不变
(2)在地面附近时,每位乘客的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
(3)此电梯一次最多能搭载乘客的人数
【解析】【解答】(1)惯性只跟质量有关,与运动速度无关,太空电梯在加速运行的过程中,其惯性不变;质量是物体的一种基本属性,跟物体的形状、状态、空间位置等无关,乘客处于完全失重的状态,其质量不变。
故答案为:不变;不变。
(2)在地面附近时,每位乘客的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N
(3)此电梯一次最多能搭载乘客的人数:
【分析】(1)惯性只跟质量有关,与运动速度无关,太空电梯在加速运行的过程中,其惯性不变;质量是物体的一种基本属性,跟物体的形状、状态、空间位置等无关,乘客处于完全失重的状态,其质量不变。
(2)根据G=mg计算每位乘客的重力。
(3)用电梯最大载重与每位乘客的重力之比即可求出答案。
6.【答案】(1)
(2)解:建筑材料上升的速度
答:建筑材料上升的速度是0.5m/s;
(3)解:钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N,月球上钢丝绳能承受的最大拉力不变,因此能吊起的物重最大为3×104N,则在月球上塔吊能吊起的建筑材料的质量最大是
答:在月球上塔吊能吊起的建筑材料的质量最大是1.8×104kg。
【解析】【分析】(1)物体受到的拉力,沿拉力方向;
(2)根据路程和时间的比值,计算速度;
(3)根据物体受到的重力,计算质量。
7.【答案】(1)水平匀速;二力平衡
(2)甲乙
(3)接触面的粗糙程度;
(4)接触面积
(5)丁
【解析】【解答】(1)实验时,用弹簧测力计拉动木块水平匀速直线,使它沿水平长木板滑动,根据二力平衡,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数;
(2)研究滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,要控制接触面粗糙程度相同,分析比较甲、乙两次实验,可以得出结论1:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关;
(3)分析比较乙、丙两次实验可知,压力大小相同,而接触面粗糙程度不同,可以得出结论2:滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关;
(4)图甲实验中,若将木块由平放改为侧放拉动时,压力大小和接触面的粗糙程度不变,接触面积变化了,还可以研究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关;
(5)在丙图中,拉动木块从静止到运动前,根据二力平衡,静摩擦力随拉力的增大而变大,当拉力增大到最大静摩擦力时,木块运动,之后木块做匀速直线运动,拉力大小不变,故测力计示数随时间的变化图像为丁图。
故答案为:(1)水平匀速直线;(2) 甲、乙;(3)接触面的粗糙程度;(4)接触面积;(5) 丁。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(3) 影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(4)分析不变的量和变化的量,可研究滑动摩擦力与变化量的关系;
(5)木块从没有运动到开始运动再到做匀速直线运动,根据二力平衡知识分析。
8.【答案】(1)该汽车所受重力为G=mg=2×103 kg×10 N/kg=2×104 N
(2)以20 m/s的速度做匀速直线运动,牵引力和摩擦力是一对平衡力,所以F摩=F牵=2 000 N
(3)汽车装满货物时对地面的压力比不装货物时要大,根据“压力越大,摩擦力越大”可知,汽车装满货物时受到的摩擦力比不装货物时要大
(4)汽车装满货物时,质量变大,惯性变大。汽车的运动状态越不容易改变,故汽车装满货物时更难启动或停下来
【解析】【解答】(3)汽车装满货物时,重力大,对地面的压力比不装货物时要大,根据“压力越大,摩擦力越大”可知,汽车装满货物时受到的摩擦力比不装货物时要大;
(4)汽车装满货物时,质量变大,惯性变大。汽车的运动状态越不容易改变,故汽车装满货物时更难启动或停下来。
【分析】(1)根据G=mg,计算物体的重力;
(2)根据物体匀速直线运动受到平衡力,计算摩擦力大小;
(3)压力越大, 摩擦力越大;
(4)质量越大, 惯性越大,不容易改变状态。
9.【答案】(1)二力平衡
(2)向左;4
(3)压力
(4)A
【解析】【解答】(1)如图1,根据二力平衡条件,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到平衡力的作用,所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)①如如图2所示,A相对地面处于静止状态,受到绳子的拉力与受到木板B施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因绳子的拉力方向为水平向右,故木块A所受的摩擦力方向为水平向左;
②根据相互作用力的原理可知,A对B的摩擦力等于B对A的摩擦力,即T=6N。B受到水平向右的拉力和地面对B的摩擦力,水平向左的拉力F,根据平衡力的知识得到:F=fAB+f地面,即:10N=6N++f地面,解得:f地面=4N。
(3)接触面越粗糙一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大:
拔河比赛技巧
蕴含的物理知识
①挑选体重大的同学参赛
在接触面粗糙程度不变时,通过增大压力增大摩擦力
②穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋
压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大
③发力时,绳子一定要拉直,听到口号一起用力往后拉
同时用力,且所有力沿同一直线、同一方向时,合力越大
(4)若甲、乙两同学拔河,结果甲胜乙负,甲拉绳的力为F甲,F甲和绳子拉甲的力为作用力和反作用力,大小相等;同理,乙拉绳的力为F乙和绳子拉乙的力大小相等,因同一绳子上的力相同,故F甲=F乙,甲胜乙负是因为地面对甲的摩擦力为f甲大于地面对乙的摩擦力为f乙。
故选A。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)①实验如图2所示,A相对地面处于静止状态,根据二力平衡分析;
②对B进行受力分析,根据平衡力的知识计算B受到地面的摩擦力。
(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度;接触面越粗糙一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)比赛胜负取决于两队受到的摩擦力大小,结合力的相互性分析。
10.【答案】15;3;3;加速;小于;
【解析】【解答】(1)第1空,由压力F大小随时间t的变化关系图可知,在t=1s时,物体受到的压力为15N,则墙壁对物体的支持力是;
第2空,由图乙v-t图象可知,在0~2s内,物体速度为零,物体静止,处于平衡状态,由平衡条件可得,此时物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力,大小相等,所以f=G=3N;
(2)由图乙中的v-t图象可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可得,当t=5s时,所以物体受到的摩擦力物体受到的摩擦力。
(3)第4空,第5空,由图乙中的v-t图象可知,在2~4s内物体的速度随时间变大,即物体做加速运动。由图乙中的v-t图象可知,此时物体所受压力为5N,t=5s时,物体所受压力为10N,接触面的粗糙程度不变,压力越大,受到的滑动摩擦力就越大,所以f2小于f3。
(4)若突然撤去水平压力F后,物体对墙壁没有压力,物体和墙之间就不会受到摩擦力,故物体只受重力的作用,如图所示:
【分析】(1)对物体进行受力分析,由v-t图象判断物体在各时间段的运动状态,然后根据物体平衡条件分析答题;
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关。
11.【答案】(1)二力平衡;等于
(2)摩擦力
(3)大
(4)0.05;匀速直线
(5)物体形状、迎风面的横截面积和风速等
【解析】【解答】(1)由题意,依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小车及挡板处于平衡状态,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数大小等于小车及挡板受到的空气阻力。
(2)要探究物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小是否有关,需要尽量减小摩擦力对实验结果的影响,所以实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
(3)分析表中的实验数据可知,小车运动速度越大,弹簧测力计示数越大,说明物体运动速度越大,所受空气阻力越大。
(4)若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,当雨滴达到一定速度时,雨滴受到的最大阻力等于雨滴的重力,此后雨滴将做匀速直线运动,则此时雨滴受到的最大阻力为:
(5)运动物体受到的空气阻力大小还可能与物体的形状有关,跟物体迎风面的横截面积和风速等有关。
【分析】(1) 物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体处于平衡状态;
(2)究物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小是否有关,需要尽量减小摩擦力对实验结果的影响;
(3)分析实验数据得出结论;
(4)当雨滴达到一定速度时,雨滴受到的最大阻力等于雨滴的重力,此后雨滴将做匀速直线运动,根据求出雨滴受到的阻力。
(1)[1][2]如图,依次以5m/s、10m/s、15m/s、20m/s的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录,记录数据时弹簧测力计的示数稳定,小车及挡板处于平衡状态。根据二力平衡可知,小车及挡板受到的空气阻力大小等于受到的拉力大小,即弹簧测力计的示数大小等于小车及挡板受到的空气阻力。
(2)要探究物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小是否有关,需要尽量减小摩擦力对实验结果的影响;实验装置中用小车而不是木块,这是因为用滚动代替滑动能减小摩擦力,将小车放在表面平滑的木板上,是因为接触面越光滑小车受到的摩擦力越小。
(3)分析表中数据可知,小车运动速度越大,弹簧测力计示数越大,说明物体运动速度越大,所受空气阻力越大。
(4)[1]根据老师的指导,若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,所以当雨滴达到一定速度时,此时最大阻力等于重力为
[2]由于重力和阻力相等,雨滴受力平衡,所以雨滴将匀速直线运动。
(5)除了物体自身运动速度之外,运动物体受到的空气阻力大小还可能与物体的形状有关,也可能跟物体迎风面的横截面积和风速等有关。
12.【答案】(1)两;惯性
(2)0.7
(3)汽车速度
(4)粗糙程度;制动距离
【解析】【解答】(1)汽车在水平直路上匀速行驶时,汽车受到竖直方向上重力和支持力是一对平衡力,水平方向上的牵引力和阻力是一对平衡力,所以汽车受到两对平衡力的作用。%0D%0A汽车原来是运动的,刹车后,由于惯性,还要保持原来运动状态,所以会继续向前滑行一段距离。
(2)反应时间:
;
该司机反应时间大约是:;
(3)由表中数据可知:速度由40km/h到100km/h,对应的制动距离由8m到54m,故知行驶速度越大,制动距离越长,因此影响汽车制动距离的主要因素是汽车的速度。
(4)下雨后,路面上有积水,第1空,路面的粗糙程度降低,摩擦力变小,第2空,制动距离变大。
【分析】(1)汽车在水平直路上匀速行驶时,汽车受到竖直方向上的平衡力和水平方向上的平衡力。物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
(2)司机的反应时间等于反应距离s与汽车行驶速度v的比值,即;然后计算五种情况下反应时间t,再取平均值。
(3)分析题中所给数据表可知,汽车的行驶速度越大制动距离越大。
(4)相同情况下,接触面越光滑摩擦力越小,制动距离越长。
13.【答案】解:(1)①坦克装有宽大的履带是通过增大受力面积来减小对地面的压强。
②坦克对地面的压力作用在地面上,而地面对坦克的支持力作用在坦克上,则二者大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对相互作用力。
(2)根据题意可知,坦克对地面的压力;
对水平地面的压强;
2)该坦克静止时对水平地面的压强为;
(3)坦克匀速行驶时受到平衡力,即受到阻力与牵引为一对平衡力,
则二者大小相等,所以牵引力。
答:该坦克匀速行驶时的牵引力为。
【解析】【分析】(1)①减小压强的方法:减小压力或增大受力面积;
②平衡力和相互作用力的不同点:前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上;
(2)根据计算坦克对地面的压力,根据计算坦克对地面的压强;
(3)根据平衡力的知识计算坦克受到的牵引力。
14.【答案】(1)减小;低于
(2)①1000Pa;②1×105Pa;③115℃
【解析】【解答】(1)大气压随海拔的升高而减小,所以高原地区海拔高,大气压小,必须使用压力锅做饭;大气压越低,水的沸点越低,且一标准大气压下,水的沸点为100℃,所以低于一标准大气压的高原地区,用普通锅做饭时水的沸点将低于100℃。
(2)①由于水深为h=10cm=0.1m,所以锅底受到水的压强为;
②由于限压阀的质量m=100g=0.1kg, 排气孔的横截面积S=10mm2 =10×10-6m2,所以当限压阀刚好被顶起时,锅内气体与锅外大气的气压差最大为;
③由题意知,锅内气体最大气压为,锅内气体最大气压比标准大气压高,则锅内水的沸点升高,锅内水的沸点最高可达到100℃+15℃=115℃。
故答案为:(1)减小;低于;(2) ①1000Pa;②1×105Pa;③115℃。
【分析】(1)大气压随海拔的升高而减小,水的沸点随气压的降低而降低,据此分析高原地区高压锅做饭的必要性。
(2)①已知锅底的水深,根据液体压强公式可求锅底受到水的压强;
②已知限压阀的质量以及排气孔的横截面积,根据重力公式和压强的定义式可求出锅内气体与锅外大气的气压差最大值;
③根据题意中高压锅内气压增量与水沸点升量的对应关系,分析求出锅内水的沸点最高可达到多少。
(1)[1]大气压随海拔的升高而减小,高原地区海拔高,大气压小。
[2]大气压越低,水的沸点越低,高原地区用普通锅做饭时水的沸点将低于100℃。
(2)①锅底受到水的压强
②当限压阀刚好被顶起时,锅内气体与锅外大气的气压差最大
③锅内气体最大气压
锅内气体最大气压比标准大气压高,则锅内水的沸点升高
锅内水的沸点最高可达到100℃+15℃=115℃。
15.【答案】升高;高于;1.6×105;115
【解析】【解答】(1)根据乙图可知,水的沸点随气压增大而升高;
(2)根据(1)中结论可知,高压锅内的气压大于标准气压,则利用高压锅加热食物时水的沸点通常会高于100℃。
(3)根据题意可知,高压锅盖出气孔的横截面积为;
限压阀的的重力为
由此可知锅内的压强为。
此时对应的温度为115℃。
【分析】(1)根据图乙分析液体沸点随气压的变化规律;
(2)根据(1)中的结论推测高压锅内水的沸点高低;
(3)根据计算出限压阀的自重对排气孔产生的压强,再根据p内=p0+p计算锅内的最大气压,最后根据乙图确定锅内的最高温度。
16.【答案】乙;深度;ρgh;不变;<;A
【解析】【解答】(1)乙图橡皮膜比甲图橡皮膜浸入液体的深度大,凹陷更大,说明,在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大。
(2)液柱的体积为V=Sh,根据密度公式计算液柱的质量m=ρV=ρSh,液柱对平面的压力等于本身的重力,即F=G=mg=ρgSh,根据压强公式计算该处受到的压强,所以深度不变,该处的液体压强不变。
(3)由图丁可知,橡皮膜向左凸出,说明右p左<p右。根据压强公式P=ρgh计算水对橡皮膜的压强为p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa,同理计算酒精对橡皮膜的压强p'=ρ酒精gh酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=640Pa,所以橡皮膜向左凸出,A正确,BCD错误;
故选A。
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
17.【答案】(1)作用点
(2)深度
(3)连通器;大气压;粗糙程度
(4)向前运动
【解析】【解答】(1) 第1空、 在图 A 中,力的大小是一样的,但作用在瓶子不同位置,即作用点不同。作用在底部时瓶子平稳移动,作用在瓶颈时瓶子翻了。这清楚地表明,即使力的大小相同,但由于作用点的差异,会导致力产生截然不同的作用效果。这就体现了力的作用效果与力的作用点密切相关。故该空填“ 作用点 ”;
(2) 第1空、 图 B 中,开始时水从靠近底部的小孔射出能到达较远的 P1 点,随着水的流出,水的深度逐渐减小,后面只能到达 P2 点、P3点,且距离越来越近。这很直观地显示出,随着液体深度的变化,水射出的距离发生改变,也就说明了液体内部压强是与深度有关系的,深度越大,压强越大,反之亦然。故该空填“ 深度 ”;
(3) 第1空、 在图 C 甲中,因为瓶子插入水中后,瓶内和水槽内的水面能够始终保持相平,符合连通器的特点,所以此时瓶子与水槽构成一个连通器。故该空填“ 连通器 ”;
第2空、 在图乙中,当拧紧瓶盖提起瓶子且下端不离开水面时,瓶内的水不会流出去,这是因为瓶外大气压的作用,大气压对水产生向上的压力,平衡了水的重力,从而使水不会流出。故该空填“ 大气压 ”;
第3空、 而瓶盖侧面的竖纹,其作用是在压力一定的情况下,通过增加接触面的粗糙程度,来增大摩擦力,这样在拧动瓶盖时就会更省力、更方便。故该空填“ 粗糙程度 ”;
(4) 第1空、 图 D 中,当用手沿箭头方向猛推瓶子时,瓶子迅速向前运动,而瓶子里的水由于惯性要保持原来的静止状态,相对瓶子就会向后运动,水向后运动就会挤压气泡,从而使气泡向前运动。这就是利用了物体的惯性原理来解释这一现象。故该空填“ 向前运动 ”。
【分析】通过对比对瓶子不同部位施加相同力产生的不同结果,得出力的作用效果与作用点有关的结论。根据水射出距离随深度变化的现象,分析归纳出液体压强与深度的关系。先根据现象判断瓶子与水槽构成连通器,再从水不流出的现象分析是大气压作用的结果,最后解释竖纹是通过增大粗糙程度来增大摩擦力。基于瓶子突然运动而水具有惯性的原理,推理出气泡会因水的相对运动而向前运动。
18.【答案】超;;见解析;见解析
【解析】【解答】(1)声呐是利用超声波原理工作的;
(2)根据液体压强计算公式可得:
(3)海底深度太深,海水对观察窗的压强大,由可知,减小观察窗的表面积可以减小其受到的海水压力。
(4)①抛掉压载铁,重力减小,浮力大于重力时可上浮;
②根据力的作用是相互的即可上浮。
③不可行,因为内部气压小于外部海水的压强,气体无法喷出。
【分析】(1)声呐探测系统主要是利用超声波;
(2)根据液体压强计算公式可得海水对其表面产生的压强;
(3)潜水器在海底工作时,海底深度深,海水对观察窗的压强大,由F=pS可知,减小观察窗的表面积可以减小其受到的海水压力;
(4)①抛掉压载铁,潜水器重力减小,浮力大于重力时即可上浮;②不可行,因为内部气压小于外部海水的压强,气体无法喷出。
19.【答案】(1)运动
(2)在水面下5m深处,船底受到的压强为,表面积为3000cm2的“魔都号”船体受到水的压力是。
(3)“魔都号”满载时受到的浮力是。
【解析】【分析】(1)“魔都号”和码头的运动状态不同,以码头为参照物,“魔都号”位置发生了变化。
(2)在水面下5m深处,根据P=ρgh计算船底受到的压强;表面积为3000cm2,根据F=Ps计算的“魔都号”船体受到水的压力;
(3)“魔都号”满载时属于漂浮,重力等于浮力,即。
(1)“魔都号”缓缓驶离码头,以码头为参照物,“魔都号”位置发生了变化,是运动的。
(2)在水面下5m深处,船底受到的压强为
表面积为3000cm2的“魔都号”船体受到水的压力是
(3)“魔都号”满载时受到的浮力是
20.【答案】(1)5×10-3;等于;10
(2)等于;10
(3)竖直向上;1500
【解析】【解答】(1)受力面积为物块与木凳的接触面积,等于。
物块处于静止状态,受平衡力作用,木凳受到的压力和物块的重力大小相等,方向相反,计算物块对木凳的压力为:;物块受到的重力等于物块对木凳的压力,故物块受到的重力也为10N。
(2)物块静止悬浮于水中,处于平衡状态,物块受到的浮力与物块受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反。则物块受到的浮力为;
(3)物块受到的浮力为10N,方向竖直向上,浮力等于上下表面的压力差,则物块下表面受到水的压力为:,物块下表面受到水的压力方向竖直向上。
物块下表面受到水的压强为:。
【分析】(1)根据F=pS,利用压强和受力面积的乘积,计算压力;水平面受到的压力等于物体的重力;
(2)物体处于静止状态,受到平衡力,悬浮的物体受到的浮力等于重力;
(3)根据物体上下表面的压力差,计算浮力,结合浮力,计算下表面的压力,利用,计算压强。
(1)[1]受力面积为物块与木凳的接触面积,等于。
[2]物块是放在水平正方形木凳面中央,处于静止状态,受平衡力作用,物块受到的竖直向下的重力与木凳对物块向上的支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,由于木凳对物块的支持力与物块对木凳的压力是一对相互作用力,大小相等,故物块受到的重力等于物块对木凳的压力。
[3]由公式可知,物块对木凳的压力为
由于物块受到的重力等于物块对木凳的压力,故物块受到的重力也为10N。
(2)[1]物块静止悬浮于水中,处于平衡状态,体物块受到的浮力与物块受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
[2]物块受到的浮力为
(3)[1]物块受到的浮力为10N,方向竖直向上,浮力等于上下表面的压力差,则物块下表面受到水的压力为
物块下表面受到水的压力方向竖直向上。
[2]物块下表面受到水的压强为
21.【答案】(1)C
(2)变小;变大
(3)
(4)减速运动
(5)15
【解析】【解答】(1)飞艇升空,利用了在空气中受到浮力来升空的,火箭升空,利用燃料燃烧产生的内能,获得推力,是靠力的作用升空的;飞机升空,是机翼上下方空气的流速不同、压强不同,利用了产生升力;孔明灯升空时,灯罩内气体被加热,体积膨胀、密度减小,利用在空气中的浮力升空,其升空原理与飞艇相同,C符合题意。
故选C。
(2)大气压随着高度的增加而减小,当飞艇从近地面升到平流高空时,所受大气压将变小。
根据表一数据,飞艇飞行高度越高,探测范围半径越大,则升到高空的过程中,探测范围将变大。
(3)根据空气密度和气囊体积,计算飞艇在平流层受到的浮力:
;
(4)飞艇从高处匀速竖直下降时,受到的重力和浮力是平衡力,力的大小相等;一重物从气球上掉下,重力减小,小于浮力,则合力向上,飞艇做减速运动。
(5)根据表二数据,当速度增大为原来的2倍时,空气阻力增大为原来的4倍,当速度增大为原来的3倍时,空气阻力增大为原来的9倍,可知艇所受的空气阻力f与速度的平方v2成正比,由于,当时,飞艇受到的阻力,则有,解得,
所以:
则飞艇推进器的功效:,
飞艇推进器的推力为:
飞艇悬停在空中,因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力,空气阻力:
平流层风速:。
【分析】(1)飞艇和孔明灯利用浮力升空;飞机利用升力升空;火箭根据地面的反作用力升空;
(2)海拔越高,大气压越小;飞艇的高度越高,探测范围越大;
(3)根据空气密度和排开空气的体积,F浮=ρ液gV排,计算浮力;
(4)匀速直线运动的物体受到平衡力,重力和浮力是平衡力,大小相等;当重力改变,物体受力不平衡,运动状态会改变;
(5)根据阻力和运动速度的数据,判断二者关系为;结合表格数据,计算系数;再根据推进器的功效,计算推力大小;利用二力平衡,判断阻力;根据,计算速度。
(1)飞艇是利用它在空气中的浮力来工作的,即依靠空气的浮力升空的物体。而火箭是利用燃料燃烧产生的推力升空的,是靠力的作用而上升的;飞机是利用机翼上下方空气的流速不同、压强不同,即流体压强和流速的关系来产生升力升空的;孔明灯灯罩内的气体被加热,体积膨胀、密度减小,小于灯罩外空气的密度,使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯的自重,孔明灯上升,其飞行原理与浮力有关,其升空原理与飞艇相同。
故选C。
(2)[1]大气压随着高度的增加而减小,所以飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将变小。
[2]由表格数据可知,飞艇飞行高度越高,探测范围半径越大,所以飞艇从近地面升到平流高空的过程中,探测范围将变大。
(3)飞艇在平流层受到的浮力
(4)飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从气球上掉下,重力减小,小于浮力,由力与运动的关系知道,飞艇做减速运动。
(5)由表二数据知道,当速度增大为原来的2倍时,空气阻力增大为原来的4倍,当速度增大为原来的3倍时,空气阻力增大为原来的9倍,所以可知艇所受的空气阻力f与速度的平方v2成正比,由于,当时,飞艇受到的阻力,则有
解得,所以
由题意可得飞艇推进器的功效
则此时飞艇推进器的推力为
飞艇悬停在空中,因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力,所以,空气阻力
则此时平流层风速
22.【答案】(1)<;6
(2)
(3)A;C;D
【解析】【解答】(1)根据图甲,木块A漂浮于水面,木块A的密度小于水的密度。木块A漂浮,根据二力平衡,木块A受到的浮力等于自身的重力,浮力为6N。
(2)根据图乙,木块A恰好浸没在水中,物块B与木块A的整体仍漂浮,受到的浮力等于物块B与木块A的总重力,即
根据A的重力,计算物块B的重力GB=10N-6N=4N,B的密度为
(3)A.木块A漂浮,下表面受到水对它的压力等于木块A受到的浮力,浮力等于木块A的重力,大小为6N,图乙中木块A受到的浮力等于木块A和物块B的总重力,大小为10N,故木块A下表面受到水对它的压力变化量为4N,故A正确;
B.图甲中,水对容器底的压力等于水和木块A的总重力,图乙中水对容器底的压力等于水、木块A和物块B的总重力,故水对容器底的压力变化量的大小等于物块B重力的大小,水对容器底的压力变化量为4N,故B错误;
C.图甲中,容器对桌面的压力等于水、木块A和容器的总重力,图乙中容器对桌面的压力等于水、木块A、物块B和容器的总重力,压力变化量的大小等于物块B重力的大小,则容器对桌面的压强变化量为:,故C正确;
D.已知正方体木块A的体积为1×10-3m3,则木块A的边长为0.1m,底面积为0.01m2,图甲中排开液体的体积为:
此时,木块A浸入水中的深度为:
图乙中木块A恰好浸没在水中,木块A浸入水中的深度等于木块A的边长,为0.1m=10cm
此时排开液体的体积为
则液面升高
,故木块A下降了
10cm-6cm-1.6cm=2.4cm,故D正确。
故选ACD。
【分析】(1)物体的密度小于液体密度,在液体中漂浮;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;
(2)根据F浮=ρ液gV排,计算物体受到的浮力,结合漂浮时浮力等于物体的重力,计算物体的重力,利用,计算物体的密度;
(3)漂浮物体下表面受到的压力等于浮力,等于物体的重力;根据,计算压强;利用,计算排开液体的体积,结合,计算深度的变化。
(1)[1]图甲中木块A漂浮于水面,故木块A的密度小于水的密度。
[2]图甲中木块A漂浮于水面,故木块A受到的浮力等于自身的重力,大小为6N。
(2)将物块B放在木块A上方,静止时木块A恰好浸没在水中,此时排开水的体积等于木块A的体积,物块B与木块A的整体仍漂浮,受到的浮力等于物块B与木块A的总重力,即
由题意知,木块A的重力为6N,则物块B的重力为4N,则物块B的密度为
(3)A.木块A下表面受到水对它的压力等于木块A受到的浮力,图甲中木块A受到的浮力等于木块A的重力,大小为6N,图乙中木块A受到的浮力等于木块A和物块B的总重力,大小为10N,故木块A下表面受到水对它的压力变化量为4N,故A正确;
B.图甲中水对容器底的压力等于水和木块A的总重力,图乙中水对容器底的压力等于水、木块A和物块B的总重力,故水对容器底的压力变化量的大小等于物块B重力的大小,水对容器底的压力变化量为4N,故B错误;
C.图甲中容器对桌面的压力等于水、木块A和容器的总重力,图乙中容器对桌面的压力等于水、木块A、物块B和容器的总重力,压力变化量的大小等于物块B重力的大小,则容器对桌面的压强变化量为
故C正确;
D.由题意可知,正方体木块A的体积为1×10-3m3,则木块A的边长为0.1m,底面积为0.01m2,图甲中排开液体的体积为
此时,木块A浸入水中的深度为
图乙中木块A恰好浸没在水中,木块A浸入水中的深度等于木块A的边长,为
0.1m=10cm
此时排开液体的体积为
则液面升高
故木块A下降了
10cm-6cm-1.6cm=2.4cm
故D正确。
故选ACD。
23.【答案】解:(1)溢水杯对桌面的压力等于溢水杯的重力与里面装水的重力之和,图甲中,整个溢水杯对桌面的压力为:F=G杯+G水=3N+3N=6N溢水杯对桌面的压强为:;(2)①A放入盛满水的溢水杯中,根据阿基米德原理可知,A受到的浮力等于溢出水的重力,即F浮=G排=0.4N;不变;等于;小于
【解析】【解答】(2)②A漂浮在水面上,F浮=GA,且A排开水的重力F浮=G排,则有GA=G排,与图甲相比,图乙中,整个溢水杯对桌面的压力不变,受力面积S不变,根据,整个溢水杯对桌面的压强不变。
(3)图丙中,A在液体中漂浮,浮力等于A的重力,即F浮'=GA,故F浮=F浮',即A在这种液体中所受的浮力等于A在水中所受的浮力。
A在液体中排开液体的体积V排'>V排,又F浮=F浮',根据F浮=ρ液gV排,此液体的密度小于水的密度。
【分析】(1)水平面受到的压力,等于溢水杯和水的总重力,根据,计算压强;
(2)根据物体排开水的质量,计算排开的重力,结合F浮=G排,计算浮力;
(3)物体在不同液体中漂浮,受到的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,对应液体的密度越小。
24.【答案】靠拢;水面上方气压;把瓶口放入水中;静止;水平向右
【解析】【解答】(1)流体流速大的位置压强小,因为乒乓球中间气体流速大,压强小,外侧压强大,所以乒乓球会相互靠拢。
故答案为:靠拢。
(2)当把瓶盖拧紧时,瓶内上方空气体积变大,气压减小,加上小孔处的水压小于外界大气压,水就停止从小孔中流出。
故答案为:水面上方气压。
(3)浮力产生的原因是上下表面的压力差,乒乓球并没有浮起来,是因为乒乓球的上表面受到水的压力,下表面没有水,没有受到水的压力,因此乒乓球没有受到浮力,为了使乒乓球能在水中浮起来,可以把瓶口放入水中,让乒乓球下表面也受到水的压力。
故答案为:把瓶口放入水中。
(4)物体都有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,用力快速把纸条沿水平方向抽出,所以矿泉水瓶不会倒。纸条在向右拉动的过程中,矿泉水瓶相对于纸条向左运动,所以矿泉水瓶受到的摩擦力方向水平向右。
故答案为:静止;水平向右。
【分析】(1)流体流速大的位置压强小;
(2)大气压强的应用;
(3)浮力产生的原因;
(4)惯性现象分析,摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。
25.【答案】(1)B;D
(2)不是;;做匀速直线运动;提高小球的下落点所在的高度
【解析】【解答】(1)在蹦极运动时,图乙是绳子拉力F的大小随时间t变化的情况,
A.根据图像判断,当运动员最终静止时,所受拉力等于重力,此时的拉力小于F0,则重力小于F0,A不符合题意;
B.运动员下落过程中,受到重力,且在力的方向上移动的距离,重力对运动员做了功,B符合题意;
CD.t0时刻,绳的拉力最大,位置最低,重力势能最小,D符合题意;绳的弹性形变程度最大,弹性势能最大,速度为零,动能为零,C不符合题意;
(2)根据图丙,用小球模拟蹦极,让系于橡皮筋一端的小球从P点由静止释放,分别经过a、b两点到达最低点c点,
①小球在c点时,位置最低,橡皮筋被拉长最大,此时的弹力大于小球的重力,受力不平衡,不是平衡状态;
②小球在C点时,受到的拉力F竖直向上,如图;
③小球在b点时,不是最低点,在向下运动,若此时一切外力均消失,则运动的小球将做匀速直线运动;
④若增大小球下落的速度,可以提高小球的下落点所在的高度,让小球的重力势能更大,转化的动能更大,速度更大。
【分析】(1)根据弹力的变化趋势图像,分析不同时刻的受力大小;物体受力且在力的方向移动距离,力对物体做了功;质量一定时,高度越小,重力势能越小;速度越大,动能越大;
(2)物体受到非平衡力,处于非平衡状态;运动的物体若不受外力,做匀速直线运动。
26.【答案】(1)公交车匀速行驶过程中速度:;
答:公交车匀速行驶过程中速度是43.2km/h;
(2)公交车静止时对水平地面的压力:F=G=mg=1.2×104kg×10N/kg=1.2×105N,
受力面积:S=4000cm2=0.4m2,
则公交车静止时对水平地面的压强:;
答:公交车静止时对水平地面的压强为3×105Pa;
(3)该公交车行驶时受到的阻力为f=0.02G=0.02×1.2×105N=2.4×103N,
车匀速直线行驶,拉力和阻力是一对平衡力,
所以牵引力F牵=f=2.4×103N;
则牵引力做的功W=F牵s=2.4×103N×1200m=2.88×106J;
答:牵引力做的功为2.88×106J;
(4)公交车启动前,人和车处于静止状态;公交车启动后,乘客的脚因为受到摩擦力的作用向前运动,而乘客的上半身由于惯性仍要保持原来的静止状态,容易摔倒,造成伤害,故应抓好扶手。
【解析】【分析】(1)根据公式计算公交车的速度;
(2)首先根据F=G=mg计算公交车对地面的压力,再根据计算公交车对地面的压强;
(3)首先根据f=0.02G计算出公交车受到的阻力,再根据二力平衡的知识F牵=f计算出公交车受到的牵引力,最后根据W=F牵s计算牵引力做的功。
(4)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,根据惯性的知识分析解答。
27.【答案】(1)变小;变小
(2)装满水时,雾炮车对地面的压力:F=G=(m1+m2)g=(6×103kg+4×103kg)×10N/kg=1×105N,
车对地面的压强:;
答:雾炮车满载药液时对水平路面的压强是2.5×105Pa;
(3)沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km,处于平衡状态,所受阻力f=F牵=6.0×103N;
答:雾炮车作业过程中受到的阻力是6.0×103N;
(4)雾炮车作业过程中牵引力做的功W=F牵s=6.0×103N×1.2×103m=7.2×106J,
牵引力做功的功率。
答:雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是2.4×104W。
【解析】【分析】(1)考查动能,重力势能和机械能的定义,难度不大。动能和重力势能之和是机械能,物体质量越大,速度越大,动能越大;质量越大,高度越大,重力势能越大;
(2)在水平面上的物体压力等于物体重力,压强大小可由计算;
(3)车水平匀速行驶时,牵引力和摩擦力是平衡力;
(4)由W=F牵s计算作业过程中做的功,由功率公式计算牵引力做功的功率。
28.【答案】(1)<;滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力大小
(2)1:2
(3)>
(4)=
(5)>
【解析】【解答】(1)物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态,所以铁板受到的压力等于物块的重力。在OQ段内处于通电状态,所以铁板受到的压力大于物块的重力,铁板上各处的粗糙程度均相同。因为接触面越粗糙,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大,所以。
(2)由题意可知,所以;
(3)每经过相同时间记录物体的位置,所以,MN和OP两段距离相等,由可知,MN和OP两段的拉力恒为F1,由p=Fv可知 PMN>POP;
(4)在MN和PQ两段支持力和物体移动的距离垂直,支持力不做功,所以W1=W2;
(5),,由可知,,所以,所以物块在MN段的动能大于PQ段的动能,由于重力势能大小不变,所以MN段的机械能大于PQ段的机械能,即 E1>E2。
【分析】(1)断电时接触面受到的压力等于物块重力,通电时接触面受到的压力等于物块重力和铁板对物块的吸引力之和,接触面越粗糙,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)由W=Fs,代入两段的路程即可求解;
(3)由求出, 由p=Fv比较两段拉力的功率大小;
(4)力与物体移动的距离垂直时,力不做功;
(5)由求出两段过程的速度大小。质量相同时,速度越大动能越大;质量相同,高度相同,重力势能相同。机械能等于动能与重力势能之和。
29.【答案】(1)弹性势能;动能;大
(2)质量;正确
(3)否;没有控制小球飞出的初始速度相同
【解析】【解答】探究小球在水平方向飞行距离与哪些因素有关时,
(1)在图乙中,小球将弹簧压缩到C,释放前弹簧发生弹性形变,具有弹性势能,释放后,小球在弹簧推力的作用下向前滚动,小球具有动能,所以此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能;弹簧被压缩的越多,弹性势能越大,转化的动能就越大,速度越大;
(2)要验证小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关,需要控制小球质量和离地高度不变,改变小球的速度,实验中,将弹簧被压缩到不同的长度,小球离开弹簧后,速度不同,小球水平飞行的距离不相同,说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关,此猜想正确;
(3)要探究小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关,需要控制小球的速度和离地高度不变,改变小球的质量,实验中,用不同质量的小球,将弹簧压缩到相同的长度,弹簧的弹性势能一定,静止释放后小球的动能相同,但由于质量不同,速度也不相同,不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
【分析】(1)弹簧的形变程度越大, 具有的弹性势能越大,将弹性势能转化为动能时,动能越大; 在质量一定时,动能越大,物体的速度越大;
(2)探究飞行距离和初速度的关系时,需要保持质量和高度相同,通过改变动能,改变物体的速度;
(3)探究飞行具有和物体的质量的关系,速度保持速度相同,但在动能相同时,质量不同时,速度发生了变化。
30.【答案】(1)3
(2)=;>
(3)改变
【解析】【解答】(1)由图丙可知,0~2s内,物块运动的距离为零,处于静止状态,受到的力为平衡力,大小相等,静摩擦力等于拉力,由图乙可知,0~2s内受到的拉力F=3N,所以此时物块所受摩擦力等于3N。
(2)由图丙可知,12s到18s物块在相同时间内通过的路程相等,物块做匀速直线运动,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由图乙可知,此时f=F=6N
由图丙可知,10~12s、14~16s内,物块都处于运动状态,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,滑动摩擦力大小不变,摩擦力都等于6N,所以f1=f2。
由图知10~12s的功率为
14~16s内的功率为
所以P1>P2。
(3)若18s时撤去F,物块在水平方向受滑动摩擦力的作用,将做减速运动,即运动状态改变。
【分析】(1)静止状态,受到的力为平衡力,大小相等,静摩擦力等于拉力;
(2)物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,滑动摩擦力大小不变;根据,比较功率的大小;
(3)撤去F,物块在水平方向受滑动摩擦力的作用,将做减速运动,即运动状态改变。
31.【答案】(1)定
(2)增大;做;12
(3)48000;26000
【解析】【解答】(1)图甲中,滑轮A使用时,轴的位置固定不动,是定滑轮;
(2)电梯匀速上升时,轿厢的质量不变,速度不变,动能不变,高度增加,重力势能增加,因此机械能增大,钢丝绳对轿厢有拉力,且轿厢在钢丝绳拉力的方向上通过了距离,因此钢丝绳对轿厢做了功。图乙为电梯满载上升的v-t图象,由图可知轿厢匀速上升的速度为v=2m/s,时间为t=8s-2s=6s,距离为s=vt=2m/s×6s=12m;
(3)配重的重力为G=mg=400kg×10N/kg=4000N;
配重的重力做功为:W=Fs=Gs=4000N×12m=48000J;
空轿厢和满载时的总重为:G'=m'g=(500kg+1200kg)×10N/kg=17000N;
根据力的平衡分析可知,钢丝绳受到的拉力为:F=G'-G=17000N-4000N=13000N;
电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率为:P=Fv=13000N×2m/s=26000W。
故答案为:(1)定;(2)增大;做;12;(3)48000;26000。
【分析】(1)使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆;
(2)动能的影响因素是质量与速度,重力势能的影响因素是质量与高度,动能和势能统称机械能;物体做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过距离;根据s=vt求出轿厢匀速上升的距离;
(3)根据W=Fs计算重力所做的功;根据P=Fv计算功率。
32.【答案】=;=;200N;50%;减小动滑轮的重力
【解析】【解答】(1)缠绕在甲动滑轮的绳子数为3,乙为2,甲拉力做功为1200J,绳子移动距离为6m,根据W=Fs计算F甲=200N,同理计算F乙=200N,所以,W=W有+W额,所以甲的有用功乙的有用功
故。
(2)有1)可知,A的有用功为400J,上升高度为2m,根据W=FS计算
(3)由1)知,乙的有用功400J,总功为800J,所以乙滑轮组的机械效率
(4)有用功一定时,减小额外功可以提高机械效率,可以减小动滑轮的重力\增大提升物体的重力来提高机械效率。
综上 第1空、 =; 第2空、 = 第3空、 200N; 第4空、 50%; 第5空、 减小动滑轮的重力
【分析】1、动滑轮特点:可以省力,但是费距离;拉力的计算F=1/n(G+G滑);
2、有用功:物体克服重力做功,W=W有+W额
3、轮组的机械效率:
33.【答案】杠杆;质量;O;L1m1=L2m2;均匀;水平;B
【解析】【解答】(1)①根据杠杆的定义可知,杆秤是一根绕着提纽转动的木棒,所以杆秤相当于杠杆。
②杆秤是用来称量物体质量的工具。
③在杆秤使用的过程中,杆秤绕着提纽转动,所以提钮的位置是其支点,故O点为支点。
(2)根据杠杆平衡原理可得G鱼×L1=G锤×L2;
L1m1g=L2m2g;
化简得到:L1m1=L2m2;
(3)①由杠杆平衡原理可得G物×L1=G锤×L2;
由于L1和G锤是定值,所以L2与G物成正比,故L2的长度随物体质量增大而变长,
所以秤杆上的刻度是均匀分布的。
②由于杆秤在没有物体称量时,是保持水平平衡的,所以在称量物体时,为确保对买卖双方公平,秤杆也应保持水平平衡。
(4) 由杠杆平衡原理可得G物×L1=G锤×L2;
要使用大量程可称量更重的物体,即G物要增大,为了保持杠杆平衡,所以要减小L1,即缩短提纽与秤钩之间的长度,所以用B绳纽。
【分析】 (1)杆秤利用的是杠杆的平衡条件,通过力臂的大小关系得出物体重和秤砣重之间的关系,进而得出物体的质量与秤砣的质量之间的关系,测量的是物体的质量;秤杆平衡时支点是图2中的O点处;
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2求得关系式;
(3)由杠杆的平衡条件得出秤砣悬挂点距支点的距离的表达式,分析表达式中不变的量,得出秤砣悬挂点距支点的距离与G物成正比,据此回答;为确保对买卖双方公平,杆秤使用时秤杆应在水平方向保持静止;
(4)当从秤纽A换到秤纽B时,分析两边力和力臂的大小是否变化,根据杠杆平衡条件得出最大测量值的变化。
34.【答案】(1)杠杆;省力
(2)省力;
【解析】【解答】(1)第1空,轮轴实质是可绕固定轴传动的杠杆;第2空,其支点在轴心,阻力作用在轴上,动力作用在轮上。轮半径大于轴半径,所以实质是省力杠杆,费距离。
(2)第1空,螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,即R=5r,根据杠杆的平衡条件F1×R=F2×r知,故正常使用螺丝刀是省力的,第2空,且动力是阻力的。
【分析】(1)轮轴是一种省力机械,轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的力就是轴上力的几分之一,是省力杠杆。
(2)根据杠杆的平衡条件F1×R=F2×r分析螺丝刀的省力情况。
35.【答案】(1)小明用铁锹撬泥土时,动力臂大于阻力臂;
(2)泥土随铁锹一起向前运动,当铁锹停止运动时,泥土有惯性,离开铁锹后仍能继续前进。
【解析】【解答】(1)使用铁锹撬泥土时,铁锹头与地面的接触面为支点,泥土施加阻力,手施加动力。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
(2)小红用铁锹往树坑中抛土,泥土离开铁锹后仍能继续前进,理由:泥土随铁锹一起向前运动,当铁锹停止运动时,泥土有惯性,离开铁锹后仍能继续前进。
【分析】(1)根据使用铁锹的过程,确定杠杆的支点,动力臂和阻力臂,从而比较二者大小;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,据此分析解答。
36.【答案】(1)零;300
(2)
(3)A
【解析】【解答】(1) ①如图甲所示,秤钩不挂重物时,手提中间的提纽, 当杠杆在水平位置平衡时,秤砣的位置C点应该标注为杆秤的零刻度线;
② 由图甲杠杆平衡可得表达式:G1 x OC=G0 x OB ①,
由图乙杠杆平衡可得表达式:G1 x(OC+CD)=G0 x OB+G2 x OA ② ,
由②- ①可得:G1 x CD=G2 x OA,
即m1g x 30cm=m2g x 6cm,可得m2 = 5m1=5 x 60g=300g;
(2)由丙图杠杆平衡可得表达式:G1 x(OC+ x )=G0 x OB+Gx x OA ③,由③- ①可得:G1 x =Gx x OA,则;
(3)A.秤砣的质量是相同的,当被测物体的质量一定时,根据杠杆平衡条件分析可知,用提纽B时,右侧的力臂变大,则左侧力臂也会变大,杠杆的长度不变,则其量程会变小,故A正确;
B.秤砣的质量是相同的,当被测物体的质量一定时,根据杠杆平衡条件分析可知, 若将提纽B向左侧移动一定距离 ,右侧的力臂变大,则左侧力臂也会变大,杠杆的长度不变,则其量程会变小,故B错误;
C. 若增大秤砣质量 ,当被测物体的质量一定时,根据杠杆平衡条件分析可知,右侧力和力臂的乘积不变,左侧力变大,力臂会变小,则量程会变大,故C错误。
故答案为A。
【分析】(1)(2)根据图甲乙丙杠杆平衡时,利用杠杆平衡条件,列出表达式进行分析处理即可得出答案;
(3)利用杠杆平衡条件进行分析
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