内容正文:
第八章 运动和力
一、单选题
1.“交通安全,人人有责”,下列交通规则与惯性无关的是( )
A.靠右行驶 B.保持车距 C.限速行驶 D.系安全带
2.如图,一架满载医疗物资的运-20运输机停在水平地面上,下列说法正确的是
A.运-20运输机轮胎上面的花纹是为了增大与地面的压强
B.静止在水平地面上的运-20运输机没有惯性
C.若所有外力瞬间消失,则运-20运输机仍在地面上静止
D.运-20运输机所受地面的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
3.如图所示,木块竖立在小车上(不考虑空气阻力)。下列分析正确的是( )
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,则小车受到三个力的作用
B.若随小车一起做加速运动,当小车受到阻力而停下时,木块由于惯性将向右倾倒
C.小车启动时,木块受到的摩擦力的方向向左
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
4.下列事例中,通过改变压力大小来改变摩擦力的是( )
A.自行车紧急刹车时,要用力捏紧车闸以便尽快停下
B.往生锈的锁芯里滴一些油便于开锁
C.汽车打滑时,常在轮胎下铺一些碎石或稻草
D.医生在戴乳胶手套前先要在手上涂些滑石粉
5.如图,一个小朋友在玩滑板车。脚蹬地时,人和车一起沿水平路面向前运动。下列说法正确的是( )
A.人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B.当人和车向前滑行时,若车前轮碰到障碍物,则人会向后倾倒
C.停止蹬地后,车最终会停下来,是因为没有力维持车继续向前运动
D.车在滑行过程中所受的力突然全部消失,车将做匀速直线运动
6.图小车上表面水平足够长且无摩擦,上面放置的物块A,B与小车一起以相同速度v向右匀速直线运动,不计空气阻力。小车遇到障碍物立刻停止,A,B会否在车上相撞?( )
A.不会,与A,B质量无关 B.可能会,与A,B质量有关
C.可能会,与A,B初始间距有关 D.一定会,与A,B初始间距无关
7.小芳同学用图示装置研究滑动摩擦力,用力F水平向右匀速拉动长木板的过程中,木块保持静止不动。下列说法正确的是( )
A.木块所受摩擦力方向水平向左
B.地面对长木板的摩擦力与力F是平衡力
C.力F增大时,木块所受滑动摩擦力大小不变
D.若弹簧测力计示数为5N,则力F大小也为5N
8. 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,下列说法正确的是( )
A.当t=2 s时,物体处于静止状态,F小于摩擦力
B.当t=3 s时,物体受到的摩擦力是7 N
C.4~6 s内,物体做匀速直线运动,不受摩擦力
D.2~4 s内,物体的合力不为0
9.如图所示,叠放在一起的物体 A 和 B,在水平恒力 F 的作用下一起向右做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
A.物体 A 受向右的摩擦力
B.若增大拉力 F,则物体 B 与地面间的摩擦力不变
C.物体 B 对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.若停止对物体 B 的拉力后,B 会滑行一段距离停下来,在 B 停下来的过程中,所受的摩擦力逐渐减小
二、多选题
10.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.物体运动速度较大时不容易停下来,说明速度越大,惯性越大
B.运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性
C.惯性是物体固有的属性,跟速度没关系
D.质量大的物体比质量小的物体惯性大
11.下列情境中,处于平衡状态的是( )
A.平直公路上匀速行驶的汽车 B.荡秋千的小朋友
C.教室内悬挂的静止日光灯 D.绕地球匀速运行的卫星
12.小京探究影响滑动摩擦力大小的因素时,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,如图甲所示。将铁块放在木块上后,再次用弹簧测力计水平拉动木块,使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.图甲所示实验中,弹簧测力计的示数等于物块受到的滑动摩擦力的大小
B.图乙所示实验中,木板受到的压力等于木块受到的重力
C.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关
D.甲、乙两次实验,探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
13.水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒,物体做变速直线运动
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是
14.如图所示,一个小球从竖立在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落,接触弹簧后又被弹起,则在小球接触弹簧至弹簧被压缩到最短的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球受到的重力不变
B.弹簧对小球的弹力不断变大
C.小球受到的重力和弹簧弹力的合力先变小后变大
D.小球受到的重力和弹簧弹力的合力方向一直竖直向上
15. 小韩同学参加了体质健康测试,下列说法正确的是( )
A.测试投掷铅球时,投出去的铅球在飞行过程中始终处于平衡状态
B.测量体重时,小韩对秤的压力和秤对小韩的支持力是一对相互作用力
C.小韩50m跑冲刺经过终点时不能立即停下来,是因为受到冲力的作用
D.小韩做引体向上拉住单杠静止时,他所受重力与单杠对他的拉力是一对平衡力
三、填空题
16.某同学在超市购物时,用5N的水平推力推着一辆小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的阻力 N,突然,他发现前面有一个小女孩,马上用10N的力向后拉小车,使小车减速,在减速过程中,小车受到的摩擦力为 N,方向 (选填“改变”或“不改变”)。
17.工地上的建筑工人砌墙时,常利用铅垂线来检查墙砌得是否竖直,铅垂线是利用重力的方向是 ,如图甲,一堵南北走向的墙上,所挂铅垂线如图乙所示,则这堵墙一定是向 (东/西)倾斜,此时铅垂受到的力 (是/不是)平衡力。
18.自行车的车轴上安装滚动轴承是为了 摩擦;自行车刹车时是通过捏紧车闸,增大刹车皮跟钢圈间的 来增大摩擦的.
19.运动员打开降落伞后匀速竖直下落,这时整体受 力和 力的共同作用,这两个力是一对 (选填“平衡”或“相互作用”)力,这两个力的合力等于 .
20.木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有 ;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向 (填“左”或“右”)的摩擦力作用.为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙).则木块受到的摩擦力方向向 (填“左”或“右”),大小是 N.
21.如图,乙重为,甲重为,拉力,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时绳索对物块乙的拉力则物块乙一共受到 个力的作用;木板甲一共受到 个力的作用,其中甲的上表面所受摩擦力方向是 ,甲木板所受地面摩擦力大小是 。
22.两个相同的物块A、B叠放在一起,受10N的水平推力F作用,在水平地面上一起做匀速直线运动(图甲),那么物块B受到的摩擦力为 N.若将物块B取下与物块A并排,再让它们一起在地面上匀速前进(图乙),那么需要的水平推力F2为 N.
四、计算题
23. 暑假小明与家人乘坐高铁从英德到深圳游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁,列表是它的部分参数。(g=10N/kg)求:
满载时总质量
1200t
最高时速
360km/h
(1) 列车满载时所受的重力;
(2)列车在匀速直线行驶过程中所受到的阻力为是车重的0.2倍,求列车的牵引力。
24.小兰拉了一个质量为15kg的拉杆箱,在水平地面上匀速走了50m,箱子受到的摩擦阻力是箱重的0.2倍,则问:
(1)箱子受到重力是多少N?
(2)小兰对拉杆箱的拉力是多少N? (g=10N/kg)
25.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系图象如图乙、丙所示,结合图象。
求:时和时所受摩擦力大小分别为多少?要说明理由。
26.某酒店为了提升客人的住宿体验,为客人提供更好更舒适的服务,使用智能送餐机器人实现了无接触主动配送。如图所示,是该酒店智能送餐机器人,空载时质量为,一次最多可以配送的物品(即满载时总质量为),求:
(1)空载时,机器人受到的重力是多少?(取)
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是多少?
27.质量为5kg的铅球竖直上抛,在上升和下降过程中受到的空气阻力恒为物重的0.2倍,求铅球在上升和下降过程中所受到的合力分别为多少?方向如何?
五、作图题
28.请画出静止在斜面上的物体所受重力和摩擦力的示意图。
29.请对随水平传送带一起匀速水平运动的小物块进行受力分析(不计空气阻力)。
30.在图中,画出以初速度v沿斜面减速上滑的物体的所受重力、摩擦力的示意图.
31.在平直公路上匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用?把汽车抽象成一个方框,如图所示,请画出汽车受力的示意图。
六、实验探究题
32.为探究物体不受力时怎样运动,我们做了如图所示的斜面小车实验。
(1)为了使小车在进入平面时 相同,在实验中应让同一小车从同一斜面、同一高度,由静止开始滑下;
(2)实验发现:水平表面越光滑,小车运动的距离越 (选填“远”或“近”)这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。如果接触面的粗糙程度达到绝对光滑,小车将在水平面上做 运动;
(3)结合本实验,以下分析正确的是 (选填字母)。
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力可以改变物体的运动状态
C.通过三次实验,可直接验证牛顿第一定律
33.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们设计了如题图甲、乙、丙所示的实验:
(1)实验过程中,必须用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,根据 的原理,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(2)观察图甲、乙可知:在接触面粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大;
(3)观察图甲、丙可知:压力一定时,接触面粗糙程度 ,滑动摩擦力越大;
(4)在图丙的实验中,当增大弹簧测力计拉木块的速度继续保持匀速直线运动时,发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与木块运动的速度大小 (选填“有关”或“无关”);
(5)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案;
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁。
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊。
你认为合理的实验方案是 。(选填“A”或“B”)
七、综合题
34. 如图所示是研究牛顿第一定律的实验。
请回答:
(1)三次实验中让小车从斜面同一高度由静止开始滑下,是为了使它在平面上开始运动的速度 ;
(2)实验为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是 ;
(3)实验结论:平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越 ;
(4)根据实验结论,可推理得出:运动的小车如果所受的阻力为零,小车将做 运动,可见力不是使物体运动的原因,而是改变物体 的原因;
(5)牛顿第一定律是建立在____ (填序号)。
A.日常生活经验的基础上
B.科学家猜想的基础上
C.直接实验结果的基础上
D.实验和科学推理相结合的基础上
35.图甲所示是生活中常见的膨胀螺栓,按照图乙所示的方法安装好膨胀螺栓,下方挂很 重的吊扇也不脱落。
(1)螺栓安装前如果不清理墙孔中松软的砂石会导致螺栓松动,原因是螺栓与砂石间可能会产生 (选填“滚动”、“滑动”或“静”)摩擦,这种情况会导致螺栓与墙体间的摩擦力大大减小; 吊扇在工作时对屋顶的拉力 吊扇的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)膨胀管与墙孔间的摩擦力f与压力F 之间的关系近似为f=0.5F,若不考虑膨胀螺栓所在的墙孔发生形变,要螺栓吊起10kg重物,膨胀管与墙孔间的压力至少要达到 N。
(3)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力f 与压力F的关系为f=μF,μ称为这两个接触面间的动摩擦因数。图丙所示实验中,木块重为4N,木板重为8N,木块与木板间的动摩擦因数大小为0.3,木板与地面之间的动摩擦因数大小为0.5,若用拉力F 将木板匀速抽出,则测力计的示数是 N,拉力F= N。
答案解析
1.【答案】A
2.【答案】C
【解析】【解答】A.轮胎上面的花纹,增加了接触面的粗糙程度,增大与地面的摩擦力,A不符合题意;
B.惯性是物体的属性,静止在水平地面上的运-20运输机仍有惯性,B不符合题意;
C.若所有外力瞬间消失,静止的运-20运输机由于惯性,仍在地面上静止,C符合题意;
D.运-20运输机所受地面的支持力和它对地面的压力是力和反作用力,是相互作用力,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】最大接触面的粗糙程度,最大摩擦力;一切物体都有惯性;静止的物体若不受外力,仍然处于静止状态;物体间力的作用是相互的。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.若木块和小车一起做匀速直线运动,木块相对小车没有相对运动,也没有相对运动的趋势,木块将不受摩擦力,小车也不受木块的摩擦力,因此小车受重力、地面的支持力,拉力和地面的摩擦力,木块的压力共五个力作用, A不符合题意;
B.小车突然停止运动,木块下部由于受摩擦速度减小,而木块的上部还要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒,B符合题意;
C. 小车启动时,木块由于惯性,仍要保持静止,因此木块相对小车有向左的运动或向左的运动趋势,木块将受到方向向右的摩擦力,C不符合题意;
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力分别作用在小车和木块上,属于相互作用力,是一对作用力和反作用力,不是平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动的速度没有关系。
4.【答案】A
5.【答案】D
6.【答案】A
【解析】【解答】小车遇到障碍物立刻停止时,由于小车上表面无摩擦,所以物块A,B在水平方向上不受力。根据牛顿第一定律可知,物块A,B会保持原来的运动状态继续以相同的速度向右做匀速直线运动,所以A,B不会在车上相撞;B、C、D不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的,因而不能用实验来证明这一定律)。
7.【答案】C
8.【答案】D
【解析】【解答】A.由丙图可知,前2s物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力F等于摩擦力,故A不符合题意;
BC.从丙图知道:4~6秒,物体以2m/s的速度做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡。从乙图知道:4~6秒,拉力为5N。故当物体在地面上运动时,受到的摩擦力为5N,且其大小与运动速度无关。故BC不符合题意;
D.由图丙知,这段时间内物体的速度不断增加,此时物体的运动状态是变化的,合力不为0,故D符合题意。故选:D。
【分析】(1)根据当物体静止时,静摩擦力与推力二力平衡,大小相等;
(2)当物体运动时,滑动摩擦力是不受推力大小影响的,只有匀速直线运动时,摩擦力与推力二力平衡,大小相等,当物体受到的推力变大或变小时,摩擦力都不变。
(3)根据图象分析运动状态。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.A物体相对B静止,所以A处于平衡状态,水平方向不受力,所以AB之间无摩擦,故A错误;
B.B物体水平方向受到水平向右的拉力以及地面作用在B物体上水平向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小只与压力以及接触面粗糙程度有关,所以增大拉力,摩擦力大小不变。故B正确;
C.物体B对地面的压力和地面对它的支持力分别作用在地面和物体B上,所以是一对相互作用力,故C错误;
D.滑动摩擦力大小只与压力以及接触面粗糙程度有关,在B停下来的过程中,B和地面之间的压力以及接触面粗糙程度都不变,所以滑动摩擦力大小不变,故D错误。故选:B。
【分析】(1)利用摩擦力产生的条件分析;
(2) 影响摩擦力的因素是:压力和接触面的粗糙程度;
(3)根据二力平衡的条件是:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(4)滑动摩擦力与压力以及接触面粗糙程度有关。
10.【答案】C,D
【解析】【解答】AD、物体的惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,故A错,D对;B、惯性是物体自身的属性;C、惯性是物体固有的属性,跟速度没关系,故B错,C对;
故选CD。
【分析】惯性是物体固有的属性,跟速度没关系,物体的惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
11.【答案】A,C
12.【答案】A,C
【解析】【解答】A.图甲所示实验中,用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动,物体处于平衡态,拉力与摩擦力是平衡力,故弹簧测力计的示数等于物块受到的滑动摩擦力的大小,A符合题意;
B.图乙所示实验中,木板受到的压力等于木块和铁块的重力,不等于木块受到的重力,B不符合题意;
CD.甲、乙两次实验,改变了压力,控制了接触面积的粗糙程度相同,故可以探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关,C符合题意;D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】木块沿水平木板做匀速直线运动,物体处于平衡态,拉力与摩擦力是平衡力,大小相等;改变了压力,控制了接触面积的粗糙程度相同,故可以探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小是否有关。
13.【答案】B,D
14.【答案】A,B,C
15.【答案】B,D
【解析】【解答】A、游标被小韩向前推动,游标的运动状态发生了改变,因此不是处于平衡状态,故A错误;
B、小韩对秤的压力和秤对小韩的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对相互作用力,故B正确;
C、小韩冲刺经过终点时不能立即停下来,是因为人具有惯性,故C错误;
D、做引体向上拉住单杠静止时,人所受重力与单杠对他的拉力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选:BD。
【分析】(1)根据平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;
(2) 一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
(3) 一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(4)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
16.【答案】5;5;不改变
【解析】【解答】由题意可知,小车在做匀速直线运动时,推力与摩擦力是一对平衡力,故摩擦力f=F=5N
当用相反的力拉小车,使小车减速时,小车的运动状态发生了改变,但压力和接触面的粗糙程度均不变,故小车所受的摩擦力大小不变,仍为5N,小车只是减速,故摩擦力方向不改变。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;拉力改变时,摩擦力不变。
17.【答案】竖直向下;西;是
【解析】【解答】重垂线利用了重力的方向始终是竖直向下的。重垂线上端与墙紧靠,下端垂线的位置在墙的西侧,故墙向西倾斜。铅垂静止,处于平衡状态,因此受到的力是一对平衡力。
综上 第1空、 竖直向下;第2空、西; 第3空、是。
【分析】1、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。
2、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用。
18.【答案】减小;压力
【解析】【解答】解:自行车的车轴上安装滚动轴承是为了用滚动代替滑动来减小摩擦;
自行车刹车时是通过捏紧车闸,在接触面粗糙程度一定时,通过增大增大刹车皮跟钢圈间的压力来增大摩擦的.
故答案为:减小;压力.
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦.
19.【答案】重;阻;平衡;0
【解析】【解答】运动员打开降落伞后匀速竖直下落,这时整体受重力和阻力的共同作用,这两个力是一大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,是一对平衡力。因为物体处于匀速直线运动状态,所以处于平衡状态,那么受到的合力等于零。
【分析】平衡力和相互作用力的区别:前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上。当物体保持静止或匀速直线运动状态时,它受到的合力为零,据此分析解答。
20.【答案】惯性;左;左;2.6
【解析】【解答】木块和小车一起向右运动,当小车受到障碍物作用处于静止时,木块由于惯性还要保持原来向右的运动状态;
由于木块从a运动到b的过程是向右运动,因此木块受到的摩擦力方向向左;
当如图乙所示固定木块时,向左拉的小车,木块相对于小车向右运动,因此木块受到的摩擦力与木块的运动方向相反,即摩擦力的方向向左,故摩擦力大小等于弹簧测量计的示数,即2.6N.
【分析】本题考查了惯性的概念,并且通过惯性现象进一步理解惯性的概念;会判断摩擦力的方向,并会根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化以及计算摩擦力的大小,分析的摩擦力大小是本题的难点.
21.【答案】4;6;水平向左;6
【解析】【解答】(1)乙在甲上保持静止状态,在竖直方向上,乙受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力;在水平方向上,它受到水平向左的拉力和水平向右的摩擦力,即受到4个力的作用。根据平衡力的知识可知,甲对乙的f=F2=4N;
(2)甲受到乙的摩擦力与乙受到甲的摩擦力为相互作用力,二者方向相反,即乙对甲的摩擦力水平想左。甲做匀速直线运动,在水平方向上受到向乙对甲向左的摩擦力,地面对甲向左的摩擦力和向右的拉力,即F1=f+f地面,即:10N=4N+f地面,解得:f地面=6N。
【分析】(1)从竖直和水平方向上对物体乙进行受力分析即可;
(2)从竖直和水平两个方向对物体甲进行受力分析;
(3)摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,对甲进行受力分析,根据平衡力的知识计算甲木板受到地面的摩擦力即可。
22.【答案】0;10
【解析】【解答】物体B在水平方向上没有力的作用,故摩擦力为0,从甲图到乙图,压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以摩擦力不变,是10N
【分析】根据物体的平衡状态确定物体的受力情况,根据影响摩擦力大小的因素确定摩擦力的大小
23.【答案】(1)解:列车满载时所受的重力G=mg=1200×103kg×10N/kg=1.2×107N
答:列车满载时所受的重力为1.2×107N;
(2)解:列车在匀速直线行驶过程中所受到的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,方向相反,列车在匀速直线行驶过程中所受到的阻力为是车重的0.2倍,所以列车的牵引力F=f=0.2G=0.2×1.2×107N=2.4×106N
答:列车的牵引力为2.4×106N。
【解析】【分析】1)根据重力公式计算 列车满载时所受的重力 ,据题可知满载时的总质量为1200 ×103kg ,根据G=mg计算分析
2)根据运动和力分析:物体做匀速直线运动,所以受力平衡,阻力等于牵引力,阻力f=0.2G,即牵引力F=f
24.【答案】(1)解:拉杆箱受到的重力:G=mg=15kg×10N/kg=150N
(2)解:根据木箱受到的摩擦力是木箱重的0.2倍,求出摩擦力:f=0.2G=0.2×150N=30N
拉力与摩擦力的拉力和摩擦力是一对平衡力,故F=f=30N
【解析】【分析】(1)根据物体的质量计算重力;
(2)利用摩擦力和重力的关系,计算摩擦力的大小, 结合二力平衡,计算拉力。
25.【答案】解: 当时,物体是处于静止状态,受到的是静摩擦力
物体在水平方向受到静摩擦力和推力是平衡力,所以
当时,物体是加速运动状态,受到的是滑动摩擦,而滑动摩擦和速度无关
在4-6s时间内是匀速直线运动,受到滑动摩擦力和拉力是平衡力则
所以时,受到的摩擦力也是4N
【解析】【分析】从丙图象中分析0~2s内物体的速度大小即可得出当t=1s时物体所处的状态;
先从丙图象得出2~4s物体的运动状态,再从丙图象中4-6s得出物体匀速直线运动,然后对应的从乙图象中得出物体所受的摩擦力,最后根据摩擦力的影响因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小不变。
26.【答案】解:(1)空载时机器人受到的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)机器人满载时受到的重力
G总=m总g=(50kg+30kg)×10N/kg=800N
机器人受到的摩擦力
f=0.1G总=0.1×800N=80N
答:(1)空载时,机器人受到的重力是500N;
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是80N。
【解析】【分析】(1)根据G=mg,计算物体的重力;
(2)利用总质量,计算重力,结合摩擦力和重力关系,计算摩擦力。
27.【答案】解:铅球重力为:G=mg=5kg×10N/kg=50N,阻力为:f=nG=0.2×50N=10N.
在上升过程中,重力与阻力方向相同,所以F合=G+f=50N+10N=60N,方向竖直向下.
在下降过程中,重力与阻力方向相反,所以F合=G﹣f=50N﹣10N=40N,方向竖直向下.
答:铅球上升过程中合力为60N,方向竖直向下,下降过程中合力为40N,方向竖向下.
【解析】【分析】先根据G=mg算出重力,再根据f=nG算出阻力,最后根据同一直线上二力合成的规律判断合力的大小和方向;
同一直线上方向相同的两个力,合力大小等于二力之和,方向与这两个力同向,同一直线上方向相反的两个力,合力大小等于二力之差,方向与较大力同向.
28.【答案】
29.【答案】
30.【答案】
【解析】【解答】物体运动时受重力G、支持力F和沿斜面向下的摩擦力f三个力,重力的方向始终竖直向下、摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,所以沿斜面向下,如图所示:
【分析】本题要求画出物体沿斜面减速上滑时所受重力和摩擦力的示意图。首先,我们需要明确重力的方向总是竖直向下的,而摩擦力的方向则与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。由于物体沿斜面减速上滑,说明物体受到的摩擦力方向与运动方向相反,即沿斜面向下。
31.【答案】
【解析】【解答】 在平直公路上匀速行驶的汽车 ,受力平衡,竖直方向上受到重力,支持力,水平方向,受到牵引力和摩擦力,据此作图:
【分析】1、力和运动:物体静止或者做匀速直线运动,物体受到平衡力的作用;
2、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。
3、摩擦力和物体运动方向相反。
32.【答案】速度;远;慢;匀速直线;B
33.【答案】匀速直线;二力平衡;压力;越粗糙;无关;B
34.【答案】(1)相同
(2)改变水平地面的粗糙程度
(3)慢
(4)匀速直线;运动状态
(5)D
【解析】【解答】(1)、三次实验中都让小车从斜面同一高度由静止开始滑下,目的是使它在平面上开始运动的速度相同(即重力势能转化为相同动能);
(2)、实验换了三次接触面,采用的做法是改变水平地面的粗糙程度;
(3)、分析三次实验可知结论:平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢;
(4)、根据实验结论推理得出:如果运动的小车所受的阻力为零,小车将做一直运动下去且做匀速直线运动,所以力不是使物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因;
(5)、牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上的。
【分析】牛顿第一定律:一切物体在没有受到力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。该实验探究运用方法有控制变量法和转换法,控制变量法的体现:让小车从同一高度处落下,以控制小车到达水平面的速度相等;牛顿第一定律在最后猜想,如果物体运动的平面摩擦力为0,那物体将做匀速直线运动。
35.【答案】(1)滚动;小于
(2)200
(3)1.2;7.2
【解析】【解答】(1)砂石是圆的颗粒,与螺栓之间产生滚动摩擦,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,导致螺栓松动,所以安装螺栓前,要清理;
电风扇转动时,风扇叶对空气施加向下的力,由于力的作用是相互的,空气对风扇叶有向上的反作用力,使吊扇对屋顶的拉力小于吊扇的重力。
(2)根据质量为10kg,计算重力G=mg=10kg×10N/kg=100N,物体静止,摩擦力f=G=100N,
根据摩擦力f与压力F之间的关系为f=0.5F,计算压力;
(3)图丙中,木块重4N,则压力为4N,计算木块受到的滑动摩擦力为:f=μF木块=0.3×4N=1.2N,
拉力与滑动摩擦力平衡,测力计的示数是1.2N,方向水平向左,木块受到的摩擦力水平向右,木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向左,木板对地面的压力为F压=8N+4N=12N
木板与地面之间的摩擦力为f'=μ'(F木板+F木块)=0.5×12N=6N,方向水平向左。若用拉力F将木板匀速抽出,根据平衡力,则拉力为F=f+f'=1.2N+6N=7.2N。
【分析】(1)滚动摩擦力小于滑动摩擦力,物体间力的作用是相互的,空气对电扇的反作用力使拉力小于重力;
(2)根据G=mg,计算物体的重力,结合摩擦力和压力的关系,计算压力的大小;
(3)根据f=μF,结合压力,计算摩擦力;根据平衡力的合力为零,利用物体受到的摩擦力,计算拉力的大小。
(1)[1]螺栓安装前如果不清理墙孔中松软的砂石也会导致螺栓松动,此时砂石与螺栓之间的摩擦是滚动摩擦,同等情况下,滚动摩擦力要小于滑动摩擦力,所以要清理。
[2]电风扇转动时,风扇叶对空气施加了一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,空气对风扇叶施加了一个向上的反作用力,吊扇在工作时对屋顶的拉力小于吊扇的重力。
(2)螺栓吊起10kg重物时受到的拉力为
F拉=G=mg=10kg×10N/kg=100N
螺栓处于静止状态,不考虑螺栓的重力,螺栓受到竖直向下的拉力、竖直向上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则
f=F拉=100N
膨胀管与墙孔间的摩擦力f与压力F之间的关系近似为f=0.5F,则
(3)在图丙所示实验中,木块重为4N,木块受到的滑动摩擦力为
f=μF木块=μG木块=0.3×4N=1.2N
木块受到的拉力与滑动摩擦力平衡,测力计的示数是1.2N,方向水平向左,木块受到的摩擦力水平向右,由于力的相互的,所以木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向左,木板对地面的压力为
F压=8N+4N=12N
木板与地面之间的摩擦力为
f'=μ'(F木板+F木块)= μ'(G木块+G木块)=0.5×12N=6N
方向水平向左。若用拉力F将木板匀速抽出,根据力的平衡,则拉力为
F= f + f'=1.2N+6N=7.2N
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