内容正文:
第七章 力
一、单选题
1.小雅同学对身边一些物体所受重力的估测,其中数据符合实际的是( )
A.一名普通初中学生所受重力约为120N
B.一本八年级物理课本所受重力约为60N
C.一个鸡蛋所受重力约为0.5N
D.一支中性笔所受重力约为15N
2.如图展示了几位同学使用弹簧测力计的情景,哪位同学的测量方法是错误的( )
A. B.
C. D.
3.段考后,我县举办了中学生体育艺术节。假如“失去重力的话”,下列比赛项目:①100m跑,②乒乓球,③跳远,④实心球,将无法进行的是( )
A.只有①② B.只有②③ C.只有③④ D.①②③④
4.关于地球上的物体,下列说法中正确的是( )
A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用
B.物体只有落向地面时才受到重力作用
C.将物体竖直向上抛出,物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小
D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关
5.关于弹力的说法正确的是( )
A.物体发生了形变就一定有弹力
B.人坐在椅子上时人和椅子都受到弹力作用
C.地球对月亮的吸引力是弹力
D.用弹簧测力计测量物体的重力时使弹簧伸长的力是物体的重力
6.如图所示,是一辆静止在水平地面上的小车,在其支架的杆上固定一个质量为m的小球,关于杆对小球的作用力的描述,下列说法正确的是( )
A.力的方向竖直向上,大小为mg
B.力的方向沿杆向上,大小为mg
C.力的方向垂直于杆向上,大小为mg
D.力的方向沿杆和竖直方向之间的某一点方向上,大小为mg
二、多选题
7.元旦汇演时,班级装饰时用到了气球。如图所示,用手轻轻挤压气球。下列说法正确的是( )
A.手压气球,手对气球有力的作用
B.手压气球,气球不会对手有力的作用
C.气球形状发生变化,说明力可以改变物体的形状
D.手压气球,里面气体的质量会减小,密度会增大
8.如图,手对桌子作用一个力F1,桌子也对手作用一个力F2,则下列说法正确的是( )
A.F1的施力物体是手,受力物体是桌子
B.F2的施力物体是手,受力物体是桌子
C.F1的施力物体是地球,受力物体是桌子
D.F2的施力物体是桌子,受力物体是手
9.如图所示,是我们常见的图象,这种图象如果在横纵坐标加上适当的物理量及单位,便可以用来描述这两个物理量之间的关系.下列关系不能描述的是( )
A.弹簧的伸长与弹簧所受拉力的关系
B.匀速直线运动中路程与时间的关系
C.物体所受重力与质量的关系
D.通电导体的电阻与其两端电压的关系
10. 甲、乙两个星球上物体的重力与其质量的关系如图所示。地球表面取。下列说法正确的是( )
A.同一个物体在甲、乙两个星球上受到的重力之比为3:1
B.甲星球上,一个质量为的物体放在水平面上,该物体对水平面的压力为
C.同一个物体,在地球上的质量比它在乙星球上的质量大
D.若某物体在地球上受到的重力为,则它在乙星球上受到的重力为
11.用橡皮筋、回形针、棉线、小瓶盖、牙膏盒、铁丝、钩码和刻度尺等,做一个如图所示的橡皮筋测力计,下列说法中错误的是( )
A.牙膏盒竖直放置较好,方便标记刻度
B.小瓶盖和牙膏盒可接触
C.可以利用钩码拉伸橡皮筋标注刻度
D.在橡皮筋自然长度的位置标“0”刻度线
12.如图,一根羽毛放置在长木片上,并保持静止状态。下列对羽毛受到重力的分析正确的是( )
A.重力方向是竖直向上 B.重力方向是竖直向下的
C.重心位置在羽毛上的 A点 D.重心位置在 AB 两点中间
三、填空题
13.用来检查墙壁砌得是否竖直的铅垂线就是根据重力方向总是 ,这一原理制成的.重力的施力物体是 .
14.小明手提一箱5000g的苹果,苹果的重力是 ,它的施力物体是 ;取g=9.8N/kg。
15.跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,运动员的体重为 70kg, 伞的重量为 10kg,则人和伞受到的空气阻力的大小为 N,方向是 (g=9.8N/kg)。
16.“香蕉球”又称“弧线球”,是足球运动的技术名词.指运动员的脚踢在球的恰当的位置,球在空中向前并作弧线运行的踢球技术,从力的三要素分析这里的“恰当的位置”,是指力的 ,踢足球的过程中力不仅改变了足球的 还使足球发生了 。
17.用一盆清水和一个弹簧测力计,可鉴别一个铝球是实心的还是空心的.把铝球挂在弹簧测力计下面,在空气中弹簧测力计示数为5.4N,当铝球浸没在水中时,弹簧测力计的示数变为3.4N,据此可算出铝球的质量为 g,进一步计算便可以判断出该铝球是 的(选填“空心”或“实心”).(已知:ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10N/kg)
18.瑞瑞在墙上挂字画时,如图,自制了一个重锤来检查是否挂正,观察字画竖边是否与重锤线平行,这是利用了重力方向总是 的道理,重力的施力物体是 。
19.用力拉弓,弓会变得更弯,表明力可以改变物体的 。雪在外力挤压下可形成冰,郝闻用如下方法来估测了积雪的密度,如图所示。利用平整地面上的积雪,拿一块平板用力向下挤压积雪成冰。然后测得冰层的厚度和积雪原来的厚度,若已知冰的密度为,则被测积雪的密度表达式 (用、、表示)。
20.探究弹簧的伸长与所受拉力的关系时,得到如图图象。由图像知此弹簧的原长为 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,此弹簧受到的拉力为 N。
21.如图所示,一根弹簧的自由端B在未悬挂重物时,正对刻度10,挂上100N重物时,正对刻度30;当弹簧挂50N重物时,自由端所对刻度应是 ;若自由端所对刻度是18,这时弹簧下端悬挂的重物为 N。
四、实验探究题
22.在“探究重力与质量的关系”实验中,把钩码逐个挂在弹簧测力计上,分别测出它们受到的重力,并把数据记录在下表:
质量m(kg)
0.1
0.2
0.3
0.5
重力G(N)
0.98
1.96
2.94
3.92
4.90
(1)把表格中的空格填写完整 ;
(2)在实验过程中,需要用到的测量工具是 和 ;
(3)根据表格中的实验数据,在下图中作出重力与质量的关系图像 ;
(4)分析表中的实验数据,可得出的结论是:物体所受的重力跟它的质量成 。
23.(1)如图1所示,弹簧测力计的量程为 ,示数为 N;
为研究橡皮筋是否也与弹簧有类似的性质,某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图2甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量,根据多组测量数据画出的图线如图2乙所示;
(2)当在两根橡皮筋上都悬挂重为6N的钩码时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm;
(3)分别用这两根橡皮筋制成测力计,则用橡皮筋 制成的测力计量程大;若两个测力计的刻度盘上相邻两个刻度线之间的距离都是2mm,则分度值较小的是用橡皮筋 制成(均选填“A”或“B”),其分度值为 N,该测力计测量的精确程度更高。
24.小明在选用弹簧测力计的过程中,发现测量大小相同的力时,用不同规格的测力计,弹簧伸长的长度不一样,对哪些因素会影响弹簧的伸长量,小明提出三种猜想:
猜想1:弹簧的材料可能影响弹簧的伸长量
猜想2:弹簧的原长可能影响弹簧的伸长量
猜想3:弹簧的粗细可能影响弹簧的伸长量
小明为探究自己的猜想,设计出一个实验方案:
①一根弹簧剪成长度不同的两根,测出两根弹簧的初始长度、;
②如图甲,固定弹簧的一端,用大小相同的力拉弹簧,测出两根弹簧的对应长度、;
③改变拉力的大小,重复实验步骤①②,记录实验数据:
(1)该实验方案研究的是猜想 (填写序号1、2或3),步骤③的目的是 ;
(2)探究完成后他们选了A、B两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图乙所示的图像,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 ;(填“A”或“B”)
(3)将弹簧制作成弹簧测力计后,用它来测量拉力,使用之前在竖直方向上去“调零”,再去测量水平方向的拉力,则测量结果会 ;(只填字母:A“偏大”、B“偏小”或C“不变”)
(4)用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架,如图丙所示,在一根大弹簧内套有一根小弹簧,它们的下端都固定在水平面上,压缩该弹簧组合,测得压力F与压缩距离之间的关系图线如图丁所示,当两根弹簧均处于自由状态时,它们上端点间的距离 m。
五、计算题
25.科技田园的维护主要依靠无人机。如图所示,无人机正在给科技田园喷洒农药,已知该无人机装满农药时的总质量为,所装农药的重力为220N,g取。求:
(1)无人机装满农药时所受的总重力;
(2)无人机所装农药的质量。
26.中国载人航天工程办公室公布了中国载人登月初步方案,计划在2030年前实现载人登陆月球,开展月球科学考察及相关技术试验,为月球科学的发展贡献中国智慧。物体在月球上受到的引力为地球上受到重力的,未来你们当中的有些同学将有可能成为登上月球的宇航员,如果其中一位宇航员的质量为60kg,求:
(1)宇航员在地球上受到的重力;
(2)宇航员在月球上的质量;
(3)宇航员在月球上受到的引力。
27.双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶, 5min通过的路程为900m, 已知平衡车的质量为10kg, g取10N/kg。求:
(1)平衡车的速度;
(2)平衡车的重力。
28.重力是由于地球的吸引而产生的,同样火星对物体也有吸引作用。如图所示为火星上物体的重力G与其质量m之间的关系图像。在地球上重力常数g取10N/kg,假若测得某物体的质量为10kg,求:
(1)该物体在地球表面上所受到的重力;
(2)该物体在火星上的质量;
(3)该物体在火星表面上所受到的重力。
六、作图题
29.如图所示,斜面上的小球被挡板A挡住,请作出斜面对小球的支持力和小球对挡板A的压力示意图。
30.如图,小车在水平向右的方向上受到10N的拉力做匀速直线运动,画出小车在水平方向上受到的拉力和摩擦力的示意图.
31.如图所示,杨烁从滑道上滑下,受到了滑道对他的弹力,弹力的方向斜向上且与滑道垂直,请画出杨烁受到的重力G和弹力F的示意图.
32.均匀金属圆环被吊在空中,请画出金属圆环所受重力的示意图。
七、综合题
33.小强同学想把弹簧测力计改装成液体密度计,他用同一小桶分别盛满了3种液体,用弹簧测力计分别称出3种液体和小桶的总重力,弹簧测力计的示数以及对应液体的密度分别记在下表中(g取10N/kg)。
液体种类
酒精
植物油
水
弹簧测力计的示数F(N)
2.6
2.7
2.8
液体密度ρ(×103kg/m3)
0.8
0.9
1.0
(1)通过分析比较此表,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图所示的图象中能正确反映这一规律的图象是 。
A. B. C. D.
A.A B.B C.C D.D
(2)根据表中数据计算出该液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上的位置。(写出计算过程)
(3)若小强在该空小桶中装满酱油,此时弹簧测力计示数如图所示,则酱油的密度是多少?(写出计算过程)
(4)若要使该密度计的分度值减小,提高精确度,请提出一条改进意见。
答案解析
1.【答案】C
【解析】【解答】A.一名普通初中学生的质量约为50kg,所受重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,A不符合题意;
B.一本八年级物理课本的质量约为200g,所受重力约为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,B不符合题意;
C.一个鸡蛋的质量在50g左右,重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,C符合题意;
D.一支中性笔的质量在20g左右,重力约为G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法,叫估测法,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算.
2.【答案】D
【解析】【解答】使用弹簧测力计测量力的大小时,拉力方向必须与弹簧轴线方向一致,并且要避免弹簧与外壳发生摩擦,由图可知ABC符合题意,D不符合题意.
故答案为:D
【分析】使用测力计时,拉力方向和弹簧的伸长方向一致。
3.【答案】D
【解析】【解答】重力的概念是地球附近的物体受到地球吸引的作用而产生的力。假如失去重力,则跑步跃起后不能落回地面,乒乓球不会降到桌子上,跳远一跃将飞上天,实心球不会落地,所以①②③④
都无法进行。
故答案为:D
【分析】根据重力的概念是地球附近的物体受到地球吸引的作用而产生的力,物体失去重力后,将不会回到地球的特点来判断。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星受到地球的吸引,也受重力作用,A不符合题意;
B.在地球附近的物体都会受到地球的吸引,都受到重力作用,B不符合题意;
CD.物体受到的重力大小与物体的质量成正比(G=mg),与物体是否运动及怎样运动无关,所以物体在上升阶段所受的重力与落向地面时相等,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】重力是由于地球对物体的吸引而产生的力,方向竖直向下,重力大小与质量的关系为G=mg,在地球附近的物体都会受到重力,重力的施力物体地球。
5.【答案】B
【解析】【解答】弹力是物体发生弹性形变时,在恢复形变的过程中产生的力。物体的形变又分为弹性形变和塑性形变。如果物体发生是塑性形变那么物体就无法恢复形变,就不会产生弹力,故A错误;人坐在椅子上时发生了微小的形变,这种形变时弹性形变,故B正确;地球对月亮的吸引力不是弹力而是引力,同时也不存在形变,故 C答案错误; 弹簧测力计测量物体的重力时使弹簧伸长的力的直接影响者是弹簧形变产生的,而重力的间接影响,故D错误。
【分析】本题要求同学们理解弹力的定义和影响弹力的因素。
6.【答案】A
【解析】【解答】解:
小球静止在杆子的底端,所以小球处于平衡状态受到平衡力的作用.在竖直方向上,小球受到竖直向下的重力,根据二力平衡的条件可知,必然有一个力来平衡这个重力,所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力.且F=G=mg,由于小球的周围没有其他的物体,而力不能离开物体而存在,所以可以确定小球不再受其它的力.
故选A.
【分析】要解决此题,需要掌握二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
要知道静止状态或匀速直线运动状态都属于平衡状态,处于平衡状态的物体受力平衡.
7.【答案】A,C
8.【答案】A,D
9.【答案】A,D
【解析】【解答】解:
由图象可知,横坐标表示的物理量和纵坐标表示的物理量是成正比的关系;
A、在弹性限度内,弹簧的伸长与弹簧所受拉力成正比,超出弹性限度,则不成正比,不能用该图象描述;
B、匀速直线运动的物体,速度是一定值,路程和时间成正比,可以用该图象描述;
C、物体的重力和质量成正比,可以用该图象描述;
D、电阻是导体本身的一种性质,与其两端电压无关,不能用该图象描述.
故选AD.
【分析】从图象上可以看出,该图象反应的物理量之间成正比关系,然后根据各选项之间的关系选择即可.
10.【答案】A,D
【解析】【解答】A.由图可知,当质量为6kg时,物体在甲星球上重力为90N,在乙星球上重力为30N,所以同一个物体在甲、乙两个星球上受到的重力之比为90N:30N=3:1,故A正确;
B.由图可知,甲图像重力和质量的比值为15N/kg,故一个质量为10kg的物体在甲星球上受到的重力为:G甲'=m'g=10kg×15N/kg=150N,所以该物体对水平面的压力为150N,故B错误;
C.同一个物体,在地球上的质量与它在乙星球上的质量一样大,故C错误;
D.质量为100kg的物体在乙星球上受到的重力为G=mg=100kg×10N/kg=500N,故D正确。
故选:AD。
【分析】根据图像数据,求出g的数值,再根据G=mg求出重力;质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了形状、状态、位置则不会发生改变。
11.【答案】B,D
12.【答案】B,C
【解析】【解答】AB.重力是由于地球的引力产生的,方向竖直向下,A不符合题意,B符合题意;
CD.羽毛放置在长木片上,并保持静止状态,所以羽毛受到的重力与木片对它的支持力是一对平衡力,二力大小相等,方向相反,在同一直线上,由于支持力作用点在a点,所以羽毛的重力作用点(也就是羽毛的重心)也应在a 点。C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】物体受到的重力竖直向下,物体的重力作用在重心上。
13.【答案】竖直向下;地球
14.【答案】49N;地球
15.【答案】784;竖直向上
【解析】【解答】因为匀速运动的物体受到平衡力的作用,所以在运动员匀速下降时,阻力等于重力,即f=G=mg=80kg×9.8N/kg=784N,方向竖直向上。
故答案为:784;竖直向上。
【分析】根据二力平衡条件的应用进行分析,即二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上。
16.【答案】作用点;运动状态;形变
17.【答案】540;实心
【解析】【解答】解:(1)由G=mg可得铝球的质量:m= = =0.54kg=540g;(2)铝球所受浮力:F浮=G﹣F=5.4N﹣3.4N=2N;由F浮=ρ液gV排可得铝球的体积:V=V排= = =2×10﹣4m3=200cm3;(3)铝球的密度ρ= = =2.7g/cm3=ρ铝,所以该球为实心.
故答案为:540;实心.
【分析】(1)根据m= 计算铝球的质量;(2)根据F浮=G﹣F计算出浮力,由V=V排= 计算出物体的体积;(3)由ρ= 计算出物体的密度,与铝的密度比较得出结论.
18.【答案】竖直向下;地球
19.【答案】形状;
【解析】【解答】用力拉弓,弓受到拉力变弯,形状发生变化,可知力可以改变物体的形状。
根据图像,压雪成冰,面积不变,冰的体积为Sh冰;雪的体积为Sh雪;冰的质量为m=ρV=ρ冰Sh冰,雪压成冰质量不变,计算雪的密度:。
【分析】力可以改变物体的形状;雪压实后,质量不变,利用m=ρV计算质量,根据,计算密度。
20.【答案】2;3;5
【解析】【解答】第1空、 当拉力为 0 时,弹簧处于自然状态,此时对应的长度就是弹簧的原长,从图像可知原长为 2cm。故该空填“2”;
第2空、 拉力为 6N 时,对应的弹簧长度为 5cm,所以弹簧的伸长量为 5-2=3cm。故该空填“3”;
第3空、当弹簧长度为 4.5cm 时,伸长量为 4.5-2=2.5cm,从图像可知此时拉力为 5N。故该空填“5”。
【分析】 图像中找到拉力为 0 时对应的长度即为原长;通过观察拉力为 6N 时弹簧的长度与原长的差值得到伸长量;根据给出的弹簧长度计算出伸长量,结合图像找到对应的拉力大小。
21.【答案】20;40
22.【答案】0.4kg;托盘天平;弹簧测力计;;正比
23.【答案】0~5N;2;12;6;B;A;0.1
24.【答案】2;寻找普遍规律;A;偏小;0.2
25.【答案】(1)
(2)
26.【答案】(1)600N;(2)60kg;(3)100N
27.【答案】(1)解:平衡车的速度为:;
答:平衡车的速度为3m/s。
(2)解:平衡车的重力:;
答:平衡车的重力为100N。
【解析】【分析】(1)利用公式计算平衡车的速度。
(2)利用公式计算平衡车的重力
28.【答案】(1)100N;(2)10kg;(3)50N
29.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】斜面对小球的支持力作用在小球上,方向垂直于斜面向上;小球对挡板A的压力的作用点在小球与挡板的接触点上,方向垂直于挡板斜向下。据此分别从小球重心和小球对挡板的压力的作用点,沿两力的方向画一条有向线段,并分别在线段末尾标上相应的字母,即为其所受力的示意图,如图所示:
【分析】物体受到的压力和支持力和支撑面垂直。
30.【答案】
31.【答案】解:如图:
【解析】【解答】解:确定杨烁的重心,然后过重心分别沿竖直向下和垂直于滑道向上的方向画一条有向线段,并分别标明字母G和F,如图:
【分析】力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点.
32.【答案】
【解析】【解答】 因为形状规则、质量分布均匀的物体,重心在它的几何中心上,所以,找准中心即可作图。
【分析】本题的难点是找准物体重心。本题考查的是重力示意图和重心。
33.【答案】(1)B
(2)解:液体的重力G液=mg=ρ液gV,
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G桶+G液,
测量酒精时:G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=2.6N,①
测量植物油时:G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N,②
将①②两式联立,解方程组得:
G桶=1.8N,
V=10﹣4m3
(3)解:观察图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,示数为3.0N,
测力计的示数F=G桶+G液,
即:1.8N+ρ酱油×10﹣4m3×10N/kg=3N,
解得:ρ=1.2×103kg/m3
(4)换用量程和分度值较小的弹簧测力计
【解析】【解答】解:(1)由于小桶有重力,所以小桶中没有东西时弹簧测力计也有示数,所以B符合,
故答案为:B;(2)液体的重力G液=mg=ρ液gV,
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G桶+G液,
测量酒精时:G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=2.6N,①
测量植物油时:G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N,②
将①②两式联立,解方程组得:
G桶=1.8N,
V=10﹣4m3;(3)观察图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,示数为3.0N,
测力计的示数F=G桶+G液,
即:1.8N+ρ酱油×10﹣4m3×10N/kg=3N,
解得:ρ=1.2×103kg/m3;(4)换用量程和分度值较小的弹簧测力计会使该密度计的分度值减小,提高精确度。
故答案为:(1)B;(2)密度计的零刻度线对应弹簧测力计1.8N处;(3)酱油的密度为1.2×103kg/m3;(4)换用量程和分度值较小的弹簧测力计。
【分析】(1)小桶有重力,没有东西时弹簧测力计也有示数,故可以确定选项.
(2)弹簧测力计的示数为小桶和液体的总重,即F=G总=G桶+G液,又知液体的重力G液=mg=p液gV,根据测量不同液体时对应的弹簧测力计的示数和液体密度列方程组计算出小桶的重力,即液体密度计的零刻度线对应原弹簧测力计刻度板上的位置.
(3)结合图乙中分度值读出示数;根据F=G桶+G液计算出酱油的密度.
(4)换用量程和分度值较小的弹簧测力计会使该密度计的分度值减小,提高精确度.
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