专题03 力 运动与相互作用(期中压轴题训练)八年级科学上学期新教材浙教版
2025-10-21
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内容正文:
专题03 力 运动与相互作用
1. 有甲乙两艘紧挨着停靠在小湖的湖面上,坐在甲船上的人用力把乙船从自己的船旁推开,下列结论正确的是( )
A.甲船不动,乙船动
B.甲船动,乙船不动
C.甲、乙两船朝同一个方向运动
D.甲、乙两船朝相反的方向运动
2. 将一质量为m的金属球向左滚动,撞击固定在墙上的弹簧,从球刚接触弹簧(如图甲所示)到球恰好脱离弹簧(如图乙所示)的过程中,下列说法中正确的是( )
①弹簧被压缩过程说明力可以使物体发生形变
②球被弹开可以说明力能改变物体的运动状态
③整个过程中球对弹簧的力的方向始终向左
④弹簧对小球的弹力始终大于对墙面的弹力
A.①② B.①②④ C.①②③ D.①②③④
3. 如图所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下,铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B.拉力和磁性平板对铁块的摩擦力是一对平衡力
C.若磁性平板对铁块的吸引力突然消失,则铁块所受摩擦力也消失
D.若铁块以速度2v竖直向上做匀速直线运动,则拉力将变大
4. 在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是球刚离开手的位置。球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B.球在b点的速度为零
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
5. 如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
6. 如图甲所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动,铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N.下列说法中正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.在 0~2s 内拉力F等于7N
C.在 0~6s内拉力F等于5N
D.在 2~6s 内拉力F等于7N
7. 如图1所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示。从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.0﹣4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8﹣10s内,物块受到的摩擦力为6N
C.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
D.t=10s时,物块的速度一定小于5m/s
8. 如图所示为木块在粗糙程度相同的水平木板上拖动时的“速度—时间”关系图像,若t1﹣t2时间段木块受到的拉力为F,则木块在拖动过程中受到的摩擦力图像为( )
A. B.
C. D.
9. 在水平桌面上放置A、B两个物体。如图甲,A物体在水平拉力F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B两个物体用轻绳水平连接,在水平拉力F1、F2的共同作用下一起向右做匀速直线运动。已知水平拉力F1=7牛、F2=25牛,下列说法正确的是( )
A.两图中A物体受到桌面的摩擦力方向相同
B.图乙中A物体受到桌面的摩擦力为18牛
C.图乙中B物体受到桌面的摩擦力为11牛
D.图乙中B物体受到绳子的拉力为7牛
10. 2024年4月9日,第二届诸暨“村BA”拉开序幕,全市311支球队、超4000名运动员参加比赛。篮球场上,运动员起跳投篮,篮球离手后至投入篮框的运动轨迹如图所示,下列分析不正确的是( )
A.手用力向前抛出篮球说明力可以改变物体的运动状态
B.篮球在空中作曲线运动,是由于物体的运动方向和力的方向不在同一直线上
C.篮球运动到最高点时,如果一切外力突然消失,篮球将保持静止
D.手用力向前抛出篮球时,篮球对手也有反作用力
11. 如图,平直轨道上有一辆平板车,车上放两个小球,忽略小球与车接触面的摩擦及空气的影响,下列判断正确的是( )
A.小球相对平板车静止,则平板车一定在匀速直线行驶
B.若平板车由静止向西启动,两小球相对平板车向东运动
C.若平板车由静止向东启动,两小球相对地面向西运动
D.若平板车向东匀速直线行驶突然刹车,m1会撞上m2
12. 如图所示,物体A在拉力F=30N的作用下以0.1m/s的速度在足够长的物体B表面上做匀速直线运动;物体B在水平地面上静止,此时弹簧测力计示数为22N。下列说法正确的是( )
A.物体A对物体B的摩擦力的大小为30N,方向向右
B.地面对物体B的摩擦力的大小为22N,方向向左
C.地面对物体B的摩擦力的大小为8N,方向向右
D.物体B对地面的摩擦力的大小为22N,方向向右
13. 如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图像分别如图乙、图丙所示。以下说法正确的是( )
A.0~6秒,物体静止,拉力与摩擦力大小相等
B.第7秒,物体受到的摩擦力是12N
C.6~8秒,物体处于匀速直线运动状态
D.8秒以后,摩擦力与拉力是一对相互作用力
14. 如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一边长为10cm的正方体物块。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间关系,根据图像信息判断下列说法错误的是( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.2g/cm3
C.若t=4s时所有外力都消失,物体将做匀速直线运动
D.t=1s时物体受到地面的支持力2N
15. 小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图像如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力方向水平向右
C.t=7s时,小车受到的摩擦力大小是2N,摩擦力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
16. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=3N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A.f1=3N,f2=3N,f3=10N B.f1=3N,f2=3N,f3=7N
C.f1=0,f2=3N,f3=10N D.f1=0,f2=3N,f3=7N
17. 中国女排多次获得世界杯冠军。女排姑娘们热身训练刚开始时用的是普通排球,后改用气排球,弹性更好,不易伤人。经查阅资料可知,普通排球和气排球的信息如下:
排球种类
材料
质量/g
圆周长/cm
普通排球
羊皮、人造革、橡胶
约220~270
约60
气排球
软塑料
约120
约75
(1)由此引起了小科的疑问:排球的弹性大小与哪些因素有关呢?经科学兴趣小组讨论,提出了以下几个猜想。
猜想1:排球的弹性可能与球的型号有关;猜想2:排球的弹性可能与球的质量有关;猜想 3: 。
(2)小科设计了一个探究影响排球弹性因素的实验活动,如图所示,她在设计实验时需要用到的科学方法是 。
(3)该探究实验中是通过排球在大理石上 来说明弹性的大小。
18. 研习小组利用小球和轻质弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的弹簧上,如图甲。小球刚接触弹簧的瞬间,如图乙,速度为5m/s。小球将弹簧压缩至最短的位置,如图丙。从图乙到图丙,小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系,如图丁所示。其中A为曲线的最高点,在整个过程中弹簧始终发生弹性形变。
(1)从图乙到图丙,小球下落速度的变化情况是 。
(2)实验过程中,当小球的速度达到5.1m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(填“>”“<”或“=”)。
(3)如图丙,若要让该弹簧的压缩程度更大,你的操作方法是 。
19. 小柯同学用一根弹簧来制作弹簧测力计,在弹簧的下端挂不同重力的钩码,对应的弹簧的长度也不同,具体数据见下表:
钩码重力G/N
0
2
4
6
8
10
12
弹簧长度L/cm
3
4
5
6
7
8
10
(1)小柯制作的弹簧测力计的量程是 N;
(2)实验时,小柯先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长,用刻度尺测出弹簧的原长为L0,再把弹簧竖直悬挂起来,然后用竖直向下的力F拉弹簧下端,测出此时弹簧的长度为L,则弹簧的伸长量X为L﹣L0。由于弹簧自身重力的影响,最后作出的F﹣X图象,可能是图1中的 图(其它操作都正确)。
(3)小柯还选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图2所示的图象,图象中只有OA段和OB段是发生弹性形变的。若他要制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
20. 物块A的重力为5牛,物块B的重力为8牛。将物块A放在物块B上,如图所示,用大小为40牛的水平力F将物块B压在竖直黑板表面保持静止。回答下列问题。
(1)此时物块B受到的摩擦力为 牛,方向为 。
(2)若增大水平压力F,则物块B受到的摩擦力如何变化 (填“变大”“变小”或“不变”)。
21. 如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5.2N时,木块所受摩擦力大小为 N。
(2)若t1和t2之间的某一瞬间(不包括t1和t2)撤去外力F,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为 N。
(3)若在t后的某一瞬间水平拉力F减小到3N,木块所受摩擦力大小为 N,木块开始做 (选填“加速”、“减速”、“匀速”)运动。
22. 如图,利用建筑学中的“张拉整体”结构原理,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模甲和乙,用三根竖直细线a、b、c连接,在水平面上按照“互”字型静置,可观察到木模甲呈现悬浮效果。
(1)细线a对木模甲的拉力方向为 ,大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)木模甲的重力mg。
(2)沿左右方向平移三根细线在木模甲的接线点,使上方木模仍受力平衡,细线仍竖直。此时虽然三根细线对木模甲的力的作用效果相同,但各细线上力的三要素中的 发生了改变。
23. 某探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:2。吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,气球所受的空气阻力与速度成正比,所受浮力始终保持不变,此时气球以1米/秒的速度竖直向下运动。若吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以1米/秒的速度竖直向上运动。若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度为 ,若探空气球(包括其下方的吊篮)质量为150千克,其所受浮力为 牛。
24. 如图所示,水平地面上放置相同材料制成的四个木块,其中两个质量为m的木块间用不可伸长的水平轻绳相连,下面两个木块质量分别为2m和3m。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使四个木块一同水平向右匀速运动,则 。
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为2m的木块与地面间的摩擦力为
C.轻绳对m的拉力为
D.轻绳对m的拉力为
25. 如图甲所示,水平面上的木块在水平拉力F的作用下运动,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,木块的速度v与时间t的关系如图丙所示。
(1)木块受平衡力作用的时间是 (填字母)。
A.0~1秒
B.1~2秒
C.2~3秒
(2)图丙中阴影部分表示的物理含义是 。
(3)与0~1秒相比,2~3秒木块所受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
26. 小义在做题时,看到了如下三幅图像。他整理相应信息设计如下表格,并按①②③的顺序做了部分推理。
(1)①处应填 ,②处应填 。
(2)小义在③处填4N的依据是: 。
阶段
阶段一
阶段二
阶段三
时间
0﹣3s
3﹣6s
6﹣9s
状态
静止
向右加速
向右匀速
f和F大小关系
f=F
f<F
②
F大小
2N
6N
4N
f大小
①
③4N
4N
27. 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(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。(填“A”或“B”)
28. 某项目化小组开展“自制测力计”活动。
【项目任务】自制测力计并测量物体的重力
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到的拉力关系如图乙。
【评价量表】小组同学制定了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
调零方式
(a)
只有一种调零方式
不能调零
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,小组同学认为弹簧比橡皮筋合适,理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成 关系,便于均匀标注刻度。
(2)表中(a)“调零方式”的内容为 。
(3)小组同学用制好的测力计称量物体的重力:
①称量重力时测力计要竖直放置的原因是重力的方向是 。
②请说出测力计示数等于物体重力的理由。
【项目评价】
(4)用图乙中b弹簧制作测力计。实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,应选择 弹簧代替b弹簧。
29. 项目化学习小组利用橡皮筋进行自制简易测力计项目。在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。
(1)任务一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个50克的钩码,测量每次指针到零刻度的距离L,画出拉力逐渐增大过程的F﹣L图象,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度是否均匀? 。
(2)任务二:检验作品。将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻度的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图象,如图乙中曲线②所示,与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。用此测力计先后连续测量F1和F1,请根据图乙判断F1的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)任务三:改进完善……
30. 英国科学家胡克经过研究发现,在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹簧伸长(或缩短)的长度x跟弹力F的大小成正比,即有F=kx,这个规律叫作胡克定律,式中k为弹簧的劲度系数,不同弹簧的k值一般不同。小乐设计如下方案来研究弹簧的劲度系数:
把不计质量的两根不同材质、原长相同的弹簧甲、乙同时竖直悬挂在铁架台上,分别加挂上M、N两物块(GM>GN),静止时分别记下甲和乙的伸长x甲和x乙,如图所示。
(1)若弹簧甲对M的弹力为F甲,弹簧乙对N的弹力为F乙,则F甲 F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)。
(2)弹簧甲、乙的劲度系数k甲、k乙的大小关系是k甲 k乙。
(3)小乐设计的方案存在不足之处,在选择M、N两物块时,应该使GM GN。
(4)如果要知道甲的劲度系数数值,小乐还应该测量 (用符号表示)这两个数据。
31. 一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上,另一半挂在桌边,如图中(a)所示,此时链条的重心为C1、若在链条两端各挂一个质量为的小球,如图中(b)所示,此时链条的重心为C2、若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球,如图中(c)所示,此时链条的重心为C3(C1、C2、C3在图中均未标出)。比较三个重心的高度h1、h2和h3的关系( )
A.h1=h2=h3 B.h1<h2<h3 C.h1>h2>h3 D.h1>h3>h2
32. 用两只手在竖直方向拉一个弹簧秤,一只手向上拉秤上端,另一只手向下拉秤下端,这时弹簧秤的示数是8牛顿,若弹簧秤本身重力不考虑,则下列判断正确的是( )
A.两只手各用4牛顿的拉力
B.上面那只手用8牛顿的拉力,下面那只手没用力
C.下面那只手用8牛顿的拉力,上面那只手没用力
D.两只手各用8牛顿的拉力
33. 如图所示,水平地面上有一长方体木块。小明用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.0﹣1秒,由于推力小于摩擦力,因此木块未被推动
B.1﹣3 秒,木块开始运动,所受的摩擦力为300N
C.3﹣5秒,木块只在两个力的作用下做匀速直线运动
D.5﹣6秒,小明停止推木块,但木块仍受到200N的摩擦力
34. 如图所示,一块正方体的磁铁重10N,在大小为F=3N的拉力作用下从A点沿水平直线运动到E点。磁铁在AB段和DE段做匀速直线运动。已知AB=BC=DE,其中AB段接触面的材料是木,DE段接触面的材料是铁,每经过相同时间,用虚线框记录下磁铁位置。根据图像,下列关于磁铁的运动与受力情况正确的是( )
A.AB段磁铁的平均速度大于DE段
B.磁铁在BC段受到的摩擦力等于3N
C.AB段比DE段的接触面更粗糙
D.DE段受到的摩擦力比AB段要小
35. 如图,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B,B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙,墙均未动。假如用甲、乙两种方式推时每人的推力大小都为F,则下列说法中正确的是( )
A.甲方式中墙受到的力为2F
B.乙方式中墙受到的力为2F
C.甲方式中A受到地面的摩擦力大小为2F
D.乙方式中B受到地面的摩擦力大小为2F
36. 归纳式探究——研究弹簧的刚性系数:我们知道,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度就越大。但是,用同样大小的力去拉两只不同的弹簧,伸长的长度不同,这说明弹簧有“软”、“硬”之分,容易被拉伸的弹簧比较软,反之比较硬。弹簧的软硬用它的刚性系数来表示。刚性系数越大,弹簧越硬。为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关,通过有关实验探究,取得数据如下(其中:S为制造弹簧的金属丝的横截面积,n为弹簧的匝数,r为弹簧的半径,A为弹簧的刚性系数):
材料
S/m2
n
r/m
A/(N•m﹣1)
铜
3×10﹣6
100
1×10﹣2
90
钢
3×10﹣6
100
1×10﹣2
180
铜
6×10﹣6
100
1×10﹣2
360
钢
3×10﹣6
200
1×10﹣2
90
铜
6×l0﹣6
100
2×10﹣2
45
(1)A=k ,其中k与制造弹簧的材料有关,材料不同,k值一般不同。上述实验中钢的k值k钢= (填上数值和单位)。
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图像中的图线 (选填“a”或“b”)表示。
37. 项目化学习小组利用想要自制简易测力计,设计如图甲:在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。
(1)标明刻度。在回形针上每次加挂一个50g的钩码,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐增大过程的F﹣L图像,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度 (填“均匀”或“不均匀”)。
(2)检验作品。将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图像,如图乙中曲线②所示,发现与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。小科用此测力计先后连续测量F1和F2(F1>F2),请根据图乙判断F2的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)为改变橡皮筋所受拉力的大小,除了悬挂不同质量的钩码,也可以使用弹簧测力计,请评价使用钩码的优缺点 。
(4)改进完善:同学们在老师的指导下针对简易测力计的科学性设计了评价表。
自制简易测力
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构完整
结构不完整,有1处以上缺失
指标二
刻度均匀,刻度线之间距离较大
刻度均匀,但刻度线之间距离较小
刻度不均匀
指标三
测量精确度高
测量精确度较高
测量精确度差
根据评价表,该测力计的“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。“指标三”被评为“待改进”。为使“指标二、三”达到优秀水平,请你对该测力计提出合理的改进: 。
38. 项目化学习小组利用橡皮筋和弹簧进行自制简易测力计项目。分别在橡皮筋、弹簧的下端悬挂一枚回形针作为挂钩,并在硬纸板上指针位置标记为“0”刻度,如图甲所示。他们制定的产品评价表如下。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构完整
结构不完整,有1处以上缺失
指标二
刻度均匀,刻度线之间距离较大,测量精确度高
刻度均匀,但刻度线之间距离较小,测量精确度差
刻度不均匀
(1)项目一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个1N的钩码,分别在硬纸板上指针静止位置画出相应的刻度线。并且测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐增大过程的L﹣F图像(如图乙所示)。则橡皮筋为材料制作的测力计“指标二”应评为 (选填“优秀”“合格”或“待改进”)。用弹簧为材料制作的测力计最大量程应是 N。
(2)项目二:检验产品。用弹簧为材料制作的测力计,来随机测量各种不同重力的物体。当指针到零刻度的距离为3cm时,弹簧下所挂物体的重力为 N。
(3)项目三:评价改进。根据评价表,对用该弹簧所制作的测力计来说,其“指标一”被评为“优秀”。若“指标二”被评为“合格”,为使“指标二”达到优秀水平,请对该测力计提出合理的改进建议 。
39. 科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙和图丙。
【项目制作】
(1)小黄选择弹簧b制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为 牛。
(2)使用弹簧测力计前应来回拉动几下它的挂钩,目的是 。
A.看每次指针是否都能回到零刻度线
B.看弹簧是否有良好的弹性
C.看弹簧是否会卡壳
【项目评价】
(3)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数变化较小,若要提高精确度,需选取图乙中 (选填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
(4)小黄认为,用橡皮筋代替弹簧b制作测力计也可以提高精确度。小组其他同学认为橡皮筋不适合制作测力计,结合图丙,请说明理由。 。
40. 为了验证“力的作用是相互的以及相互作用力的大小相等”,某实验小组设计了如图所示的实验装置,整个装置放在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连,另一端固定在铁架台E、F上,如图甲所示。
(1)在甲图中,缓慢向两侧移动铁架台E和F,保持木块A与B位置不动,整个装置静止后,木块A所受摩擦力fA的方向向 ,大小应该等于弹簧测力计 (填“C”或“D”)的示数;
(2)实验中发现,弹簧测力计C的示数不等于弹簧测力计D的示数。经过讨论,同学们完善了实验装置,如图乙所示。放置细圆木条是为了消除 之间的摩擦力对实验的影响;
(3)同学们利用完善后的装置重新进行实验,整个装置静止后,弹簧测力计C的示数为2N,弹簧测力计D的示数如图所示为 N。
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专题03 力 运动与相互作用
1. 有甲乙两艘紧挨着停靠在小湖的湖面上,坐在甲船上的人用力把乙船从自己的船旁推开,下列结论正确的是( )
A.甲船不动,乙船动
B.甲船动,乙船不动
C.甲、乙两船朝同一个方向运动
D.甲、乙两船朝相反的方向运动
【解答】解:坐在甲船上的人用力把乙船从自己的船旁推开,甲船上的人对乙船施加作用力使乙船远离的同时,乙船也对甲船上的人施加一个大小相等方向相反的反作用力,使得甲船也远离乙船。
故选:D。
2. 将一质量为m的金属球向左滚动,撞击固定在墙上的弹簧,从球刚接触弹簧(如图甲所示)到球恰好脱离弹簧(如图乙所示)的过程中,下列说法中正确的是( )
①弹簧被压缩过程说明力可以使物体发生形变
②球被弹开可以说明力能改变物体的运动状态
③整个过程中球对弹簧的力的方向始终向左
④弹簧对小球的弹力始终大于对墙面的弹力
A.①② B.①②④ C.①②③ D.①②③④
【解答】解:①、弹簧被压缩过程说明力可以使物体发生形变,故①正确;
②、球被弹开可以说明力能改变物体的运动状态,故②正确;
③、小球压缩弹簧时,对弹簧的压力向左,弹簧恢复原状的过程中,小球对弹簧的压力仍然向左,故③正确;
④、弹簧对小球的弹力等于弹簧对墙面的弹力,故④错误。
综上所述,故C正确,ABD错误。
故选:C。
3. 如图所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下,铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B.拉力和磁性平板对铁块的摩擦力是一对平衡力
C.若磁性平板对铁块的吸引力突然消失,则铁块所受摩擦力也消失
D.若铁块以速度2v竖直向上做匀速直线运动,则拉力将变大
【解答】解:
A.磁性平板对铁块的吸引力作用在铁块上,铁块对磁性平板的吸引力作用在平板上,二力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B.铁块竖直方向受到竖直向上的拉力和竖直向下重力、磁性平板对铁块的摩擦力作用处于平衡状态,则拉力F和磁性平板对铁块的摩擦力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误;
C.滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,若铁块所受的吸引力突然消失,则它受到的摩擦力也消失,故C正确;
D.铁块竖直向上做匀速直线运动时,接触面的粗糙程度和铁块与磁性平板之间的引力即压力不变,受到的摩擦力不变,铁块受到的重力也不变,所以若铁块以速度2v竖直向上做匀速直线运动,则拉力F将不变,故D错误。
故选:C。
4. 在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是球刚离开手的位置。球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B.球在b点的速度为零
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
【解答】解:A、球从a点上升到b点,是因为球具有惯性,球离开手以后不再受手的推力,故A错误;
B、球b做斜向上运动,到最高点后,在水平方向速度不为零,所以球在b点的速度不为零,故B错误;
C、球在b点的速度不为零,由牛顿第一定律可知,若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动,故C正确;
D、球最终到d点停止,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力来维持,故D错误。
故选:C。
5. 如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
【解答】解:A、甲图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,且f=F,又由于力的作用是相互的,所以B物体受到A物体对它的摩擦力为F,乙图中,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,B物体受到A物体对它的摩擦力为零,故A错误;
B、以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,所以两种情况下B物体受到地面对它的摩擦力均为F,故B正确;
CD、甲图中,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,根据二力平衡条件可知f=F,即A物体受到B物体对它的摩擦力大小为F;乙图中A物体与B相对静止,A物体在水平方向没有力的作用,A物体受到B物体对它的摩擦力大小为为零;故C、D错误;
故选:B。
6. 如图甲所示,重为5N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动,铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示,若铁块受到的摩擦力为2N.下列说法中正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.在 0~2s 内拉力F等于7N
C.在 0~6s内拉力F等于5N
D.在 2~6s 内拉力F等于7N
【解答】解:A.该题中没有磁性平板对铁块的吸引力的任何提示,故A错误;
B.在0~2s内处于加速运动状态,即此时的拉力F大于重力和摩擦力,所以无法确定,故B错误;
C.在0~6s内,先加速后匀速,所以此时的拉力是变化的,故C错误;
D.由乙图可见,在2~6s铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点,f+G=F,所以F=G+f=5N+2N=7N,故D正确。
故选:D。
7. 如图1所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示。从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.0﹣4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8﹣10s内,物块受到的摩擦力为6N
C.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
D.t=10s时,物块的速度一定小于5m/s
【解答】解:由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时f=F=4N;
A、由图2知,0﹣4s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,故A错误;
B、由图3知,8﹣10s内,物体处于运动状态,根据影响摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N,故B错误;
C、若16s时撤去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动,故C错误;
D、由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度v5m/s,而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,故D正确。
故选:D。
8. 如图所示为木块在粗糙程度相同的水平木板上拖动时的“速度—时间”关系图像,若t1﹣t2时间段木块受到的拉力为F,则木块在拖动过程中受到的摩擦力图像为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由图知,木块在粗糙程度相同的水平木板上拖动时的“速度—时间”关系图像,若t1﹣t2时间段木块受到的拉力为F,此时木块做匀速直线运动,滑动摩擦力等于拉力,f=F;0~t1,木块加速运动,t1﹣t2时间段木块减速运动,摩擦力与接触面粗糙程度、压力大小有关,接触面的粗糙程度和压力大小不变,滑动摩擦力不变,大小为F,故B正确。
故选:B。
9. 在水平桌面上放置A、B两个物体。如图甲,A物体在水平拉力F1的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B两个物体用轻绳水平连接,在水平拉力F1、F2的共同作用下一起向右做匀速直线运动。已知水平拉力F1=7牛、F2=25牛,下列说法正确的是( )
A.两图中A物体受到桌面的摩擦力方向相同
B.图乙中A物体受到桌面的摩擦力为18牛
C.图乙中B物体受到桌面的摩擦力为11牛
D.图乙中B物体受到绳子的拉力为7牛
【解答】解:A.甲中A向左运动,则受到摩擦力的方向向右。乙中A向右运动,则受到摩擦力的返现向左,故A错误;
BC.在甲中,A向左做匀速直线运动,则它受到的摩擦力fA=F1=7N。在乙中,AB水平向右做匀速直线运动,那么F1+fA+fB=F2,即7N+7N+fB=25N,解得:fB=11N,故B错误,C正确;
D.B受到平衡力,即F绳+fB=F2,F绳+11N=25N,解得:F绳=14N,故D错误。
故选:C。
10. 2024年4月9日,第二届诸暨“村BA”拉开序幕,全市311支球队、超4000名运动员参加比赛。篮球场上,运动员起跳投篮,篮球离手后至投入篮框的运动轨迹如图所示,下列分析不正确的是( )
A.手用力向前抛出篮球说明力可以改变物体的运动状态
B.篮球在空中作曲线运动,是由于物体的运动方向和力的方向不在同一直线上
C.篮球运动到最高点时,如果一切外力突然消失,篮球将保持静止
D.手用力向前抛出篮球时,篮球对手也有反作用力
【解答】解:A、手用力向前抛出篮球,篮球在力的作用下由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B、篮球在空中作曲线运动,是由于物体的运动方向和力的方向不在同一直线上,故B正确;
C、篮球运动到最高点时,在水平方向上速度不为0,根据牛顿第一定律,如果一切外力突然消失,篮球将保持匀速直线运动状态,故C错误;
D、物体间力的作用是相互的。手用力向前抛出篮球时,篮球对手也有反作用力,故D正确。
故选:C。
11. 如图,平直轨道上有一辆平板车,车上放两个小球,忽略小球与车接触面的摩擦及空气的影响,下列判断正确的是( )
A.小球相对平板车静止,则平板车一定在匀速直线行驶
B.若平板车由静止向西启动,两小球相对平板车向东运动
C.若平板车由静止向东启动,两小球相对地面向西运动
D.若平板车向东匀速直线行驶突然刹车,m1会撞上m2
【解答】解:A、小球相对小车静止,由于忽略小车对小球的摩擦及空气的影响,小球在水平方向上不会受到摩擦力作用,所以小球与桌子之间没有发生相对运动的趋势,则小车处于匀速直线行驶或处于静止状态,故A错误;
B、若平板车由静止向西启动,两小球由于惯性保持静止,则相对平板车向东,故B正确;
C、若平板车由静止向东启动,两小球由于惯性保持静止,两小球相对地面静止,故C错误;
D.若平板车向东匀速直线行驶突然刹车,两小球由于惯性保持原来的速度做匀速直线运动,两者速度相同,m1不会撞上m2,故D错误。
故选:B。
12. 如图所示,物体A在拉力F=30N的作用下以0.1m/s的速度在足够长的物体B表面上做匀速直线运动;物体B在水平地面上静止,此时弹簧测力计示数为22N。下列说法正确的是( )
A.物体A对物体B的摩擦力的大小为30N,方向向右
B.地面对物体B的摩擦力的大小为22N,方向向左
C.地面对物体B的摩擦力的大小为8N,方向向右
D.物体B对地面的摩擦力的大小为22N,方向向右
【解答】解:
A、对A受力分析:A受到水平向左的拉力、水平向右的滑动摩擦力的作用,A做匀速直线运动,则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A受到B的摩擦力为30N,方向水平向右;根据力的相互性可知,A对B的摩擦力为30N,方向水平向左,故A错误;
BC、对整体分析,整体水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的弹簧测力计的拉力、地面对B的摩擦力,地面对B的摩擦力为30N﹣22N=8N,方向水平向右,故C正确,B错误;
D、物体间力的作用时相互的,地面对物体B的摩擦力的大小为8N,物体B对地面的摩擦力的大小为8N,方向水平向左,故D错误。
故选:C。
13. 如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图像分别如图乙、图丙所示。以下说法正确的是( )
A.0~6秒,物体静止,拉力与摩擦力大小相等
B.第7秒,物体受到的摩擦力是12N
C.6~8秒,物体处于匀速直线运动状态
D.8秒以后,摩擦力与拉力是一对相互作用力
【解答】解:A、由乙图可知,前6s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;大小相等,故A正确;BCD、由乙图可知,8s以后,物体做匀速直线运动,速度为v=5m/s,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,不是相互作用力,此时摩擦力等于拉力,f=F=10N;
6~8s内,物体所受拉力为12N,物体在做加速运动,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为10N,故BCD错误。
故选:A。
14. 如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一边长为10cm的正方体物块。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间关系,根据图像信息判断下列说法错误的是( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.2g/cm3
C.若t=4s时所有外力都消失,物体将做匀速直线运动
D.t=1s时物体受到地面的支持力2N
【解答】解:
A.由图乙可知,0~3s内物块的速度为零处于静止状态,则物体受力平衡,故A正确;
B.由图乙可知,第3秒时物块刚好被拉动,此时物块受到的拉力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等;
由图甲可知,弹簧测力计的示数与时间成正比,且比例系数k=1N/s,则第3秒时弹簧测力计的示数F=3N,所以物块的重力G=F=3N,物块的质量m0.3kg=300g,物体的密度ρ0.3g/cm3,故B错误;
C.物体不受力时总保持静止或做匀速直线运动,t=4s时,物体处于运动状态,物体不受力后,将做匀速直线运动,故C错误;
D.由图甲可知,第1秒时物块受到的拉力F′=1N,此时物块受到竖直向上的拉力F′、地面的支持力F支持和竖直向下的重力G作用处于平衡状态,由物块受到的合力为零可得F′+F支持=G,则物体受到地面的支持力F支持=G﹣F′=3N﹣1N=2N,故D正确。
故选:B。
15. 小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图像如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力方向水平向右
C.t=7s时,小车受到的摩擦力大小是2N,摩擦力方向水平向右
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
【解答】解:A、由图丁可知,t=1s时小车的速度为0,处于静止状态,受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用,这三个力的合力为0;由图可知,此时的F1=3N,F2=1N,则静摩擦力为:f=F1﹣F2=3N﹣1N=2N,方向与F2的方向相同,水平向右,故A错误;
B、由v﹣t图像可知,4s~6s小车做匀速直线运动,水平方向上受到的合力为0;由图可知,此时的F'1=6N,F'2=3N,则f'=F'1﹣F'2=6N﹣3N=3N,方向与F2的方向相同,水平向右;t=3s时,F1大于F2,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为3N,摩擦力方向水平向右,故B正确;
C、t=7s时,F''1=0N,F''2=2N,小车向左减速运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为3N,故C错误;
D、在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,则小车做变速运动,故D错误;
故选:B。
16. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=3N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A.f1=3N,f2=3N,f3=10N B.f1=3N,f2=3N,f3=7N
C.f1=0,f2=3N,f3=10N D.f1=0,f2=3N,f3=7N
【解答】解:以a为研究对象,物体a静止,根据力的平衡条件可知:b对a的静摩擦力大小f1=0,否则a在水平方向所受的合力不为零,不能保持静止状态。
以ab整体为研究对象,物体ab静止,处于平衡状态,根据力的平衡条件可知:f2=Fb=3N,静摩擦力的方向水平向右。
再以abc三个物体的整体为研究对象,物体abc静止,根据力的平衡条件可知:f3=Fc﹣Fb=10N﹣3N=7N,静摩擦力的方向水平向左。
所以f1=0,f2=3N,f3=7N。
故选:D。
17. 中国女排多次获得世界杯冠军。女排姑娘们热身训练刚开始时用的是普通排球,后改用气排球,弹性更好,不易伤人。经查阅资料可知,普通排球和气排球的信息如下:
排球种类
材料
质量/g
圆周长/cm
普通排球
羊皮、人造革、橡胶
约220~270
约60
气排球
软塑料
约120
约75
(1)由此引起了小科的疑问:排球的弹性大小与哪些因素有关呢?经科学兴趣小组讨论,提出了以下几个猜想。
猜想1:排球的弹性可能与球的型号有关;猜想2:排球的弹性可能与球的质量有关;猜想 3: 。
(2)小科设计了一个探究影响排球弹性因素的实验活动,如图所示,她在设计实验时需要用到的科学方法是 。
(3)该探究实验中是通过排球在大理石上 来说明弹性的大小。
【解答】解:(1)分析表格信息可以猜想:排球的弹性可能与球的材料有关;
(2)图中探究影响排球弹性因素与排球充气量的关系实验,只改变充气量足、稍少、不足,而其他影响因素控制不变,这种探究方法叫控制变量法;
(3)该探究实验中是通过排球在大理石上反弹的高度来说明弹性的大小,用到了转换法;
故答案为:(1)排球的弹性可能与球的材料有关;(2)控制变量法;(3)反弹的高度。
18. 研习小组利用小球和轻质弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的弹簧上,如图甲。小球刚接触弹簧的瞬间,如图乙,速度为5m/s。小球将弹簧压缩至最短的位置,如图丙。从图乙到图丙,小球的速度v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系,如图丁所示。其中A为曲线的最高点,在整个过程中弹簧始终发生弹性形变。
(1)从图乙到图丙,小球下落速度的变化情况是 。
(2)实验过程中,当小球的速度达到5.1m/s时,弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为:F G(填“>”“<”或“=”)。
(3)如图丙,若要让该弹簧的压缩程度更大,你的操作方法是 。
【解答】解:(1)小球接触到弹簧后的下落中,弹簧逐渐发生弹簧形变,弹簧的力由小变大,当重力大于弹力时小球合力向下,小球加速下落;当弹力等于重力时,小球合力为0,速度达到最大;当弹力大于重力时小球合力向上,小球开始做减速运动;故小球下落速度的变化情况是先变大后减小。
(2)由(1)知,当小球弹力等于重力时,小球合力为0,速度达到最大;
(3)要想弹簧的压缩程度更大,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能就要越大,所以小球的机械能就要越大,所以可以从更高的高度释放小球。
故答案为:(1)先变大后变小;(2)=;(3)可以从更高的高度释放小球。
19. 小柯同学用一根弹簧来制作弹簧测力计,在弹簧的下端挂不同重力的钩码,对应的弹簧的长度也不同,具体数据见下表:
钩码重力G/N
0
2
4
6
8
10
12
弹簧长度L/cm
3
4
5
6
7
8
10
(1)小柯制作的弹簧测力计的量程是 N;
(2)实验时,小柯先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸长,用刻度尺测出弹簧的原长为L0,再把弹簧竖直悬挂起来,然后用竖直向下的力F拉弹簧下端,测出此时弹簧的长度为L,则弹簧的伸长量X为L﹣L0。由于弹簧自身重力的影响,最后作出的F﹣X图象,可能是图1中的 图(其它操作都正确)。
(3)小柯还选了甲、乙两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图2所示的图象,图象中只有OA段和OB段是发生弹性形变的。若他要制作精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
【解答】解:(1)从表中的数据可以看出,拉力每增加2N弹簧伸长1cm,当超过10N时,这一规律被打破,因此可断定,用其制作弹簧测力计的量程是0∼10N;
(2)弹簧自身是有一定重力的,将其放在水平桌面上自然长度,悬挂时即使下方的拉力为0,由于自身重力作用,弹簧会伸长,因此,图象中当纵轴上的拉力为0时,横轴上的长度应该有一定的数值才行,所以AB都不符合要求,只有C符合题意;
(3)从图像可以看出:弹簧甲在拉力为4N时,伸长了6cm,每1N的拉力使得弹簧伸长1.5cm,而B拉力最大能达到8N,8N伸长了4cm,每1N的拉力使得弹簧伸长0.5cm,因而在相同拉力作用下,弹簧甲的伸长量大,弹簧甲较灵敏,可以用来制作精确程度较高的弹簧测力计。
故答案为:(1)0∼10;(2)C;(3)甲。
20. 物块A的重力为5牛,物块B的重力为8牛。将物块A放在物块B上,如图所示,用大小为40牛的水平力F将物块B压在竖直黑板表面保持静止。回答下列问题。
(1)此时物块B受到的摩擦力为 牛,方向为 。
(2)若增大水平压力F,则物块B受到的摩擦力如何变化 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)把A和B看成一个整体,整体静止,处于平衡状态,一定受平衡力,摩擦力与重力平衡,此时整体的重力等于8N+5N=13N,此时整体所受摩擦力大小等于13N,也就是B所受的摩擦力等于13N,方向与重力方向相反,摩擦力方向竖直向上;
(2)若增大水平压力F,整体仍然处于静止状态,整体仍然受平衡力,摩擦力还是与重力平衡,A与B整体的重力不变,摩擦力不变。
故答案为:(1)13;竖直向上;(2)不变。
21. 如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5.2N时,木块所受摩擦力大小为 N。
(2)若t1和t2之间的某一瞬间(不包括t1和t2)撤去外力F,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为 N。
(3)若在t后的某一瞬间水平拉力F减小到3N,木块所受摩擦力大小为 N,木块开始做 (选填“加速”、“减速”、“匀速”)运动。
【解答】解:(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5.2N时,木块处于静止状态,受到静摩擦力的作用,此时的静摩擦力和F是一对平衡力,大小相等,所以当F逐渐增大到5.2N时,木块所受摩擦力大小为5.2N;
(2)若t2后木块做匀速直线运动,水平方向上受力平衡,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,此时的拉力为5.1N,所以滑动摩擦力大小为5.1N;
若t2后的某一瞬间撤去外力F,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为5.1N;
(3)若在t2后的某一瞬间水平拉力F减小到3N;由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,滑动摩擦力大小为5.1N,拉力小于滑动摩擦力,所以木块开始做减速运动。
故答案为:(1)5.2;(2)5.1;(3)5.1;减速。
22. 如图,利用建筑学中的“张拉整体”结构原理,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模甲和乙,用三根竖直细线a、b、c连接,在水平面上按照“互”字型静置,可观察到木模甲呈现悬浮效果。
(1)细线a对木模甲的拉力方向为 ,大小 (选填“大于”、“等于”或“小于”)木模甲的重力mg。
(2)沿左右方向平移三根细线在木模甲的接线点,使上方木模仍受力平衡,细线仍竖直。此时虽然三根细线对木模甲的力的作用效果相同,但各细线上力的三要素中的 发生了改变。
【解答】解:上方木模处于静止状态,受力平衡,木模甲受到竖直向下的重力、b和c对木模竖直向下的拉力、a对木模竖直向上的拉力,则有:Fa=mg+Fb+Fc,则Fa大于木模甲的重力mg;
以a下方的连接点为支点,根据杠杆平衡条件可得Fb•Lb+Fc•Lc=G•LG,如沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,线仍竖直,但重力G的力臂LG(支点到重力作用线的距离)会发生改变,则G•LG变化,而Fb和Fc的力臂Lb、Lc不变(a、b、c同时平移),根据Fb•Lb+Fc•Lc=G•LG可知Fb和Fc会发生改变,相应地Fa也会改变,即线上拉力大小会改变。
故答案为:(1)竖直向上;大于;(2)力的大小。
23. 某探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:2。吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,气球所受的空气阻力与速度成正比,所受浮力始终保持不变,此时气球以1米/秒的速度竖直向下运动。若吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以1米/秒的速度竖直向上运动。若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度为 ,若探空气球(包括其下方的吊篮)质量为150千克,其所受浮力为 牛。
【解答】解:若探测气球质量(包括其下方的吊篮)为m,由题意可得物体的质量为2m,
①当气球以1米/秒的速度竖直向下运动时,由题意知整个过程,所受浮力始终保持不变,当气球匀速下降时,整个气球气球竖直方向上受到向下的重力和吊篮中物体对其的拉力,竖直向上的浮力和空气阻力,
则由平衡条件得:
由题意知空气阻力:f=kv,
受到竖直向下的力大小为:G+F拉= mg+2mg=3mg,
受到竖直向上的浮力F及空气阻力:F+f=F+kv=F+k×1m/s,
由平衡条件得:3mg=F+k×1m/s ①
②当吊篮中物体的质量减少一半后,当气球以匀速上升时,气球竖直方向上受到向下的重力和吊篮中物体对其的拉力和空气阻力,竖直向上的浮力:
受到竖直向下的力大小为:G+F拉+f= mg+mg+kv=2mg+kv,
受到竖直向上的浮力F,
由平衡条件得:
2mg+k×1m/s =F ②
③若去掉吊篮中所有的物体时,气球上升,设最终匀速运动,速度最大为v大,此时气球受竖直向下的重力和空气阻力,竖直向上的浮力为F:
由题知:此时空气阻力大小为:f′=kv大,
由平衡条件得:
mg+kv大=F ③,
由①②③,可得出气球能达到的最大速度为:
v大=3m/s;
若探空气球(包括其下方的吊篮)质量为150kg,根据上面的分析有:3mg=150kg,故有:
mg=50kg,
由①②得:
0.5mg ④
根据②可得出其所受浮力为:
F =2mg+k×1m/s,
将④代入上式得其所受浮力为:
。
故答案为:3m/s;3675。
24. 如图所示,水平地面上放置相同材料制成的四个木块,其中两个质量为m的木块间用不可伸长的水平轻绳相连,下面两个木块质量分别为2m和3m。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使四个木块一同水平向右匀速运动,则 。
A.质量为3m的木块与地面间的摩擦力为
B.质量为2m的木块与地面间的摩擦力为
C.轻绳对m的拉力为
D.轻绳对m的拉力为
【解答】解:四个木块水平向右匀速运动,把四个木块当作一个整体,水平向右的拉力为F和总摩擦力f总平衡,所以f总=F;
图中四个木块对地面的压力:F总压=G总=(m+m+2m+3m)g=7mg,
右边2个木块对地面的压力:F右压=(m+3m)g=4mg,
左边2个木块对地面的压力:F左压=(m+2m)g=3mg,
因为接触面粗糙程度相同时,根据受力分析及摩擦力与压力成正比的原理,
所以,右边质量为3m的木块与地面间的摩擦力为:f1f总F,故A错误;
左边质量为2m的木块与地面间的摩擦力为:f2f总F,故B正确;
把左边2个木块看做一个整体,整体向右匀速运动,整体受到绳子水平向右的拉力F绳、地面对整体水平向左的摩擦力f2,
所以由二力平衡条件可得轻绳对m的拉力:F绳=f2F,故C错误;
以左边质量为m的木块为研究对象,因该木块向右匀速运动,则2m对m的摩擦力与轻绳对m的拉力相等,即f3=F绳F,故D错误。
故选:B。
25. 如图甲所示,水平面上的木块在水平拉力F的作用下运动,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,木块的速度v与时间t的关系如图丙所示。
(1)木块受平衡力作用的时间是 (填字母)。
A.0~1秒
B.1~2秒
C.2~3秒
(2)图丙中阴影部分表示的物理含义是 。
(3)与0~1秒相比,2~3秒木块所受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)根据乙图可知,物体在0~1s内做匀速直线运动,此时处于平衡状态,受力平衡,故选:A;
(2)由图乙可知,横坐标是时间,纵坐标是速度,则阴影部分的面积为vt=s,所以阴影部分表示的科学量是路程;
(3)由v﹣t图象可知,0~1s内物体做匀速直线运动(处于平衡状态),在1~2s内物体做减速直线运动,在2~3s内物体做加速直线运动,由此可知,物体在0∼1s时处于平衡状态;
由F﹣t图象可知,0~1s过程拉力F1=4N,由二力平衡条件可知,0~1s物块受到水平面的摩擦力大小为4N;因物体受到的滑动摩擦力只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,所以2~3s时物体做减速运动时受到的摩擦力仍然为4N,即与0~1秒相比,2~3秒木块所受到的摩擦力的大小不变。
故答案为:(1)A;(2)路程;(3)不变。
26. 小义在做题时,看到了如下三幅图像。他整理相应信息设计如下表格,并按①②③的顺序做了部分推理。
(1)①处应填 ,②处应填 。
(2)小义在③处填4N的依据是: 。
阶段
阶段一
阶段二
阶段三
时间
0﹣3s
3﹣6s
6﹣9s
状态
静止
向右加速
向右匀速
f和F大小关系
f=F
f<F
②
F大小
2N
6N
4N
f大小
①
③4N
4N
【解答】解:(1)静止的物体受力平衡,则f=F=2N;
匀速直线运动的物体受力平衡,则f=F;
(2)阶段二和三,压力和接触面的粗糙程度不变,因而滑动摩擦力大小不变。
故答案为:(1)2;f=F;(2)压力和接触面的粗糙程度不变,因而滑动摩擦力大小不变。
27. 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(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上都悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm。
(2)分别用两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高。(填“A”或“B”)
【解答】解:
(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,
说明橡皮筋的伸长Δx与受到接力F成正比例函数的关系,FA=kAΔxA,FB=kBΔxB,
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm;FB=10N,ΔxB=10cm,
将上面的数据分别代入FA=kAΔxA、FB=kBΔxB得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,
因此FA=0.5ΔxA,FB=ΔxB,
所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,
橡皮筋A的伸长量为ΔxAcm=16cm,橡皮筋B的伸长量为ΔxBcm=8cm;
(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大;
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高;
故答案为:(1)16;8;(2)B;A。
28. 某项目化小组开展“自制测力计”活动。
【项目任务】自制测力计并测量物体的重力
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到的拉力关系如图乙。
【评价量表】小组同学制定了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
调零方式
(a)
只有一种调零方式
不能调零
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
【项目制作】
(1)选择材料时,小组同学认为弹簧比橡皮筋合适,理由是一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成 关系,便于均匀标注刻度。
(2)表中(a)“调零方式”的内容为 。
(3)小组同学用制好的测力计称量物体的重力:
①称量重力时测力计要竖直放置的原因是重力的方向是 。
②请说出测力计示数等于物体重力的理由。
【项目评价】
(4)用图乙中b弹簧制作测力计。实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数几乎没有变化,为使“精确度”指标表现更优秀,应选择 弹簧代替b弹簧。
【解答】解:(1)弹簧测力计的测量原理是在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长;观察图乙弹簧图象,可见在一定范围内,弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量成正比关系,满足“均匀标注刻度”要求;
(2)观察表格“调零方式”的评价等级,可发现该小组是以“调零方式的数量”来进行分类的,已列举“不能、只有一种”情况,还剩“两种或以上”没有列出;
(3)①重力的方向总是竖直向下;
②测量物体受到的重力时,物体挂在弹簧测力计挂钩上处于静止状态,对物体受力分析可知,物体受到重力和弹簧测力计对物体的拉力,根据二力平衡知识,物体所受的重力等于物体受到的拉力,拉力的大小可从弹簧测力计示数上直接读出;
(4)选择b弹簧作测力计,示数几乎没有变化,为“精确度”指标表现更优秀,示数明显,则要使弹簧测力计在所受拉力相等的情况下,弹簧伸长量越长,观察图乙弹簧图象,在所受拉力相等时,a弹簧的伸长量更长,故选a;
29. 项目化学习小组利用橡皮筋进行自制简易测力计项目。在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。
(1)任务一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个50克的钩码,测量每次指针到零刻度的距离L,画出拉力逐渐增大过程的F﹣L图象,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度是否均匀? 。
(2)任务二:检验作品。将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻度的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图象,如图乙中曲线②所示,与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。用此测力计先后连续测量F1和F1,请根据图乙判断F1的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)任务三:改进完善……
【解答】解:(1)橡皮筋在被拉长时会变细,直径会变小,橡皮筋的伸长量与受到的拉力不成正比,形变程度不均匀,所以该自制测力计刻度不均匀;
(2)橡皮筋在超出弹性限度的形变过程中,橡皮筋的伸长量与受到的力不再是正比函数关系,超出弹性限度的形变过程中,施加的力由小变大,①②不重合,说明拉力减小时,橡皮筋不能恢复原状,由图乙知:相同力②对应L值大,所以用此测力计先后连续测量F1和F2(F1>F2),则F2的测量值比真实值偏大。
故答案为:不均匀;偏大。
30. 英国科学家胡克经过研究发现,在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹簧伸长(或缩短)的长度x跟弹力F的大小成正比,即有F=kx,这个规律叫作胡克定律,式中k为弹簧的劲度系数,不同弹簧的k值一般不同。小乐设计如下方案来研究弹簧的劲度系数:
把不计质量的两根不同材质、原长相同的弹簧甲、乙同时竖直悬挂在铁架台上,分别加挂上M、N两物块(GM>GN),静止时分别记下甲和乙的伸长x甲和x乙,如图所示。
(1)若弹簧甲对M的弹力为F甲,弹簧乙对N的弹力为F乙,则F甲 F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)。
(2)弹簧甲、乙的劲度系数k甲、k乙的大小关系是k甲 k乙。
(3)小乐设计的方案存在不足之处,在选择M、N两物块时,应该使GM GN。
(4)如果要知道甲的劲度系数数值,小乐还应该测量 (用符号表示)这两个数据。
【解答】解:(1)物体M和N分别在重力和弹簧的拉力作用下处于静止状态,
所以弹簧的拉力方向为竖直向上,且F甲=GM,F乙=GN,
又因为GM>GN,
所以F甲>F乙;
(2)由图可知x甲<x乙,由F=kx可知,
1,
则k甲>k乙;
(3)根据控制变量法,在选择M、N两物块时,应该使GM=GN;
(4)根据F=kx,如果要知道甲的劲度系数数值,小乐还应该测量 GM、x甲这两个数据。
故答案为:(1)大于;(2)>;(3)=;(4)GM、x甲。
31. 一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在粗糙的水平桌面上,另一半挂在桌边,如图中(a)所示,此时链条的重心为C1、若在链条两端各挂一个质量为的小球,如图中(b)所示,此时链条的重心为C2、若在链条两端和中央各挂一个质量为的小球,如图中(c)所示,此时链条的重心为C3(C1、C2、C3在图中均未标出)。比较三个重心的高度h1、h2和h3的关系( )
A.h1=h2=h3 B.h1<h2<h3 C.h1>h2>h3 D.h1>h3>h2
【解答】解:分别研究桌面以上部分和桌面以下部分,则可得出两部分的重心;连接两点,则连线与角平分线的交点即为重心,如图所示;
则可得出h1>h3>h2;
故选:D。
32. 用两只手在竖直方向拉一个弹簧秤,一只手向上拉秤上端,另一只手向下拉秤下端,这时弹簧秤的示数是8牛顿,若弹簧秤本身重力不考虑,则下列判断正确的是( )
A.两只手各用4牛顿的拉力
B.上面那只手用8牛顿的拉力,下面那只手没用力
C.下面那只手用8牛顿的拉力,上面那只手没用力
D.两只手各用8牛顿的拉力
【解答】解:当两只手在竖直方向拉一个弹簧秤的两端,弹簧秤的示数是8牛顿,若弹簧秤本身重力不考虑,则弹簧秤的示数等于挂钩一侧的拉力大小,即挂钩处的拉力为8N;
由于物体间力的作用是相互的,则挂环处的拉力也等于8N。
故选:D。
33. 如图所示,水平地面上有一长方体木块。小明用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.0﹣1秒,由于推力小于摩擦力,因此木块未被推动
B.1﹣3 秒,木块开始运动,所受的摩擦力为300N
C.3﹣5秒,木块只在两个力的作用下做匀速直线运动
D.5﹣6秒,小明停止推木块,但木块仍受到200N的摩擦力
【解答】解:A.由分析可知,在0~1s,木块没有被推动,受到的摩擦力等于推力,故A错误;
B.由分析可知,在1~3s,木块开始运动,受到的摩擦力为200N,故B错误;
C.由分析可知,在3~5s,木块受到推力、摩擦力、重力和地面的支持力的作用,故C错误;
D.滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,与接触面的粗糙程度有关,在5~6s,由于压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力的大小仍为200N,故D正确。
故答案为:D。
34. 如图所示,一块正方体的磁铁重10N,在大小为F=3N的拉力作用下从A点沿水平直线运动到E点。磁铁在AB段和DE段做匀速直线运动。已知AB=BC=DE,其中AB段接触面的材料是木,DE段接触面的材料是铁,每经过相同时间,用虚线框记录下磁铁位置。根据图像,下列关于磁铁的运动与受力情况正确的是( )
A.AB段磁铁的平均速度大于DE段
B.磁铁在BC段受到的摩擦力等于3N
C.AB段比DE段的接触面更粗糙
D.DE段受到的摩擦力比AB段要小
【解答】解:A、根据图中信息可知,磁铁在AB段的运动时间大于在DE段的运动时间,已知AB=DE,由v可知,AB段物体的平均速度小于DE段的平均速度,故A错误;
B、由图知,在BC段,磁铁在相等时间内通过的路程越来越长,所以正方体磁铁在BC段做加速运动,则磁铁受到水平向右的拉力大于摩擦力,拉力大小是3N,所以磁铁在BC段受到的摩擦力小于3N,故B错误。
CD、由于正方形磁铁在DE段做匀速直线运动,则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,拉力大小是3N,所以磁铁在DE段受到的摩擦力也是3N。在AB段正方体磁铁也做匀速直线运动,则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力,拉力大小是3N,所以磁铁在AB段受到的摩擦力也是3N,因此DE段摩擦力等于AB段摩擦力,滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关;AB段接触面的材料是木,DE段接触面的材料是铁,DE多了吸引力,故压力较大,但摩擦力相等,说明DE段的粗糙程度较小,故C正确,D错误。
故选:C。
35. 如图,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B,B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙,墙均未动。假如用甲、乙两种方式推时每人的推力大小都为F,则下列说法中正确的是( )
A.甲方式中墙受到的力为2F
B.乙方式中墙受到的力为2F
C.甲方式中A受到地面的摩擦力大小为2F
D.乙方式中B受到地面的摩擦力大小为2F
【解答】解:AC、甲方式中,先对A同学水平方向受力分析,受B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力;
再对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力,由B同学静止可知,二力是一对平衡力,
又因A同学和B同学之间的作用力为相互作用力,B与墙壁之间的作用力也为相互作用力,
所以,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小均为F,
则甲方式中墙受到的力为F,B同学不受摩擦力,故AC错误;
BD、乙方式中,甲、乙两同学均受水平向左墙壁的弹力和地面向右的静摩擦力作用处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,地面对两同学的摩擦力都为F,此时墙受到的推力为2F,故B正确、D错误。
故选:B。
36. 归纳式探究——研究弹簧的刚性系数:我们知道,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度就越大。但是,用同样大小的力去拉两只不同的弹簧,伸长的长度不同,这说明弹簧有“软”、“硬”之分,容易被拉伸的弹簧比较软,反之比较硬。弹簧的软硬用它的刚性系数来表示。刚性系数越大,弹簧越硬。为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关,通过有关实验探究,取得数据如下(其中:S为制造弹簧的金属丝的横截面积,n为弹簧的匝数,r为弹簧的半径,A为弹簧的刚性系数):
材料
S/m2
n
r/m
A/(N•m﹣1)
铜
3×10﹣6
100
1×10﹣2
90
钢
3×10﹣6
100
1×10﹣2
180
铜
6×10﹣6
100
1×10﹣2
360
钢
3×10﹣6
200
1×10﹣2
90
铜
6×l0﹣6
100
2×10﹣2
45
(1)A=k ,其中k与制造弹簧的材料有关,材料不同,k值一般不同。上述实验中钢的k值k钢= (填上数值和单位)。
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,则弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图像中的图线 (选填“a”或“b”)表示。
【解答】解:(1)由表中第1、2行数据可知,在S、n和r相同,材料不同,A值不同;
由第1、3行数据可知,在材料、n和r相同时,A与S2成正比;
由第2、4行数据可知,在材料、S和r相同时,A与n成反比;
由第3、5行数据可知,在材料、S和n相同时,S与r3成反比,
综上可得,A=k,
代入第2行数据可得,钢的k值:k钢2×109N/m2;
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,由A=k可知,弹簧的刚性系数与匝数成反比,故弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图像中的图线b表示。
故答案为:(1);2×109N/m2;(2)b。
37. 项目化学习小组利用想要自制简易测力计,设计如图甲:在橡皮筋下悬挂一枚回形针作为挂钩,并依据此时指针位置标上零刻度。
(1)标明刻度。在回形针上每次加挂一个50g的钩码,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐增大过程的F﹣L图像,如图乙中曲线①所示。该自制测力计刻度 (填“均匀”或“不均匀”)。
(2)检验作品。将钩码逐个取下,测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图像,如图乙中曲线②所示,发现与拉力逐渐增大过程的曲线①不重合。小科用此测力计先后连续测量F1和F2(F1>F2),请根据图乙判断F2的测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)为改变橡皮筋所受拉力的大小,除了悬挂不同质量的钩码,也可以使用弹簧测力计,请评价使用钩码的优缺点 。
(4)改进完善:同学们在老师的指导下针对简易测力计的科学性设计了评价表。
自制简易测力
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构完整
结构不完整,有1处以上缺失
指标二
刻度均匀,刻度线之间距离较大
刻度均匀,但刻度线之间距离较小
刻度不均匀
指标三
测量精确度高
测量精确度较高
测量精确度差
根据评价表,该测力计的“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。“指标三”被评为“待改进”。为使“指标二、三”达到优秀水平,请你对该测力计提出合理的改进: 。
【解答】解:(1)该自制测力计刻度不均匀,因为图像为曲线;
(2)由图像可知,力逐渐减小过程中,拉力比原来要小,所以根据图乙判断F2的测量值比真实值偏大;
(3)钩码的有点:便于精准读出拉力大小,但是拉力变化量固定;
(4)对该测力计提出合理的改进:弹簧替换橡皮筋。
故答案为:(1)不均匀;(2)偏大;(3)便于精准读出拉力大小,但是拉力变化量固定;(4)弹簧替换橡皮筋。
38. 项目化学习小组利用橡皮筋和弹簧进行自制简易测力计项目。分别在橡皮筋、弹簧的下端悬挂一枚回形针作为挂钩,并在硬纸板上指针位置标记为“0”刻度,如图甲所示。他们制定的产品评价表如下。
评价指标
优秀
合格
待改进
指标一
设计合理,结构完整
结构完整
结构不完整,有1处以上缺失
指标二
刻度均匀,刻度线之间距离较大,测量精确度高
刻度均匀,但刻度线之间距离较小,测量精确度差
刻度不均匀
(1)项目一:标明刻度。在回形针上每次加挂一个1N的钩码,分别在硬纸板上指针静止位置画出相应的刻度线。并且测量每次指针到零刻线的距离L,画出拉力逐渐增大过程的L﹣F图像(如图乙所示)。则橡皮筋为材料制作的测力计“指标二”应评为 (选填“优秀”“合格”或“待改进”)。用弹簧为材料制作的测力计最大量程应是 N。
(2)项目二:检验产品。用弹簧为材料制作的测力计,来随机测量各种不同重力的物体。当指针到零刻度的距离为3cm时,弹簧下所挂物体的重力为 N。
(3)项目三:评价改进。根据评价表,对用该弹簧所制作的测力计来说,其“指标一”被评为“优秀”。若“指标二”被评为“合格”,为使“指标二”达到优秀水平,请对该测力计提出合理的改进建议 。
【解答】解:(1)对照评价表指标二的标准,橡皮筋在被拉长时会变细,直径会变小,橡皮筋的伸长量与受到的拉力不成正比,形变程度不均匀,所以橡皮筋测力计刻度不均匀,应评为待改进;弹簧测力计在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受到的拉力成正比,由乙图可知,弹簧为材料制作的测力计最大量程应是6N;
(2)在弹性限度内,弹簧弹力F与弹簧伸长量L成一次函数关系,由乙图可知,,;
(3)换用更细的弹簧。
故答案为:(1)待改进;(2)6N;4.8N;(3)换用更细的弹簧。
39. 科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙和图丙。
【项目制作】
(1)小黄选择弹簧b制作测力计,确定“0”和“2牛”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为 牛。
(2)使用弹簧测力计前应来回拉动几下它的挂钩,目的是 。
A.看每次指针是否都能回到零刻度线
B.看弹簧是否有良好的弹性
C.看弹簧是否会卡壳
【项目评价】
(3)实测时,挂上0.1牛的铅粒,发现测力计示数变化较小,若要提高精确度,需选取图乙中 (选填“a”或“c”)弹簧取代b弹簧制作测力计。
(4)小黄认为,用橡皮筋代替弹簧b制作测力计也可以提高精确度。小组其他同学认为橡皮筋不适合制作测力计,结合图丙,请说明理由。 。
【解答】解:(1)2N分为10等份,所以分度值为0.2N;
(2)使用弹簧测力计前应来回拉动几下它的挂钩,目的是看每次指针是否都能回到零刻度线;
(3)图乙可知弹性限度内相同拉力,a的伸长量大,可以提高精度;
(4)图丙图像不成正比例,橡皮筋不适合制作测力计。
故答案为:(1)0.2;(2)A;(3)a;(4)拉力和伸长量不成正比。
40. 为了验证“力的作用是相互的以及相互作用力的大小相等”,某实验小组设计了如图所示的实验装置,整个装置放在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连,另一端固定在铁架台E、F上,如图甲所示。
(1)在甲图中,缓慢向两侧移动铁架台E和F,保持木块A与B位置不动,整个装置静止后,木块A所受摩擦力fA的方向向 ,大小应该等于弹簧测力计 (填“C”或“D”)的示数;
(2)实验中发现,弹簧测力计C的示数不等于弹簧测力计D的示数。经过讨论,同学们完善了实验装置,如图乙所示。放置细圆木条是为了消除 之间的摩擦力对实验的影响;
(3)同学们利用完善后的装置重新进行实验,整个装置静止后,弹簧测力计C的示数为2N,弹簧测力计D的示数如图所示为 N。
【解答】解:(1)因为A受到向右的拉力,因此A受到向左的摩擦力;
A受弹簧测力计D的拉力和B对A的摩擦力,故B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计D的示数。
(2)在B下面放细圆木的目的是用滚动代替滑动,减小了木块B与桌面之间的摩擦力。
(3)本实验是为了探究静摩擦力作用的相互性,并比较一对相互作用的静摩擦力的大小,故实验中需向右缓慢移动铁架台F,在此过程中,应使A、B保持相对静止,整个装置静止后,读取两个弹簧测力计的示数相等,弹簧测力计D对物体A的拉力FA=2N。
故答案为:(1)左;D;(2)木块B与桌面;(3)2。
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