内容正文:
第八章 运动和力(原卷版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、阻力对物体运动的影响 1
题型二、牛顿第一定律 2
题型三、惯性现象及其利用与防止(常考点) 3
题型四、平衡状态的判断 4
题型五、探究二力平衡的条件 4
题型六、平衡力的判断(常考点) 5
题型七、平衡力与相互作用力的辨析(难点) 5
题型八、二力平衡条件的应用(常考点) 6
题型九、摩擦力产生的条件及其方向(难点) 7
题型十、摩擦力大小的影响因素(常考点) 7
题型十一、增大与减小摩擦的方法(常考点) 8
题型十二、摩擦力大小的计算(难点) 8
题型十三、研究同一条直线上的二力合成(难点).......................................................................................9
B综合攻坚・能力跃升
题型一、阻力对物体运动的影响
1. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图1所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)在实验过程中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 。
2.如图所示,从斜面上同一高度下滑的小车:①在铺有毛巾的水平面上,运动路程很短;②如果在没有摩擦的水平面上,将做匀速直线运动;③如果在较光滑的水平面上,运动路程很长;④在铺有棉布的水平面上,运动路程较短;⑤在水平平整的木板表面上,运动路程较长。则下面的判断和排列次序正确的是( )
A.事实①④⑤,推论②③ B.事实①④⑤,推论③②
C.事实①②③,推论④⑤ D.事实①③②,推论⑤④
题型二、牛顿第一定律
1.关于牛顿第一定律的建立,下列说法正确的是( )
A.它是通过日常生活得出的经验
B.它是通过理论推导出来的
C.它是通过实验直接验证的
D.它是通过实验加推理概括出来的
2.根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持 状态或匀速直线运动状态。
3.下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A.运动的物体一定受到力的作用
B.没有力的作用运动物体就会慢慢停下来
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
4.正在行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将( )
A.立即停下来 B.先慢下来,然后停止 C.做匀速直线运动 D.改变运动方向
5.2025年中国影片《哪吒之魔童闹海》风靡全球。如图所示,脚踩“风火轮”的哪吒静止在空中不动,若此时其受到的力突然全部消失,则哪吒将会( )
A.保持静止状态 B.做匀速直线运动 C.竖直向下坠落 D.竖直向上飘起
题型三、惯性现象及其利用与防止
1.《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
2.交通安全无小事。下列有关交通安全的事项,与惯性无关的是( )
A.注意落石 B.严禁超载
C.保持车距 D.系好安全带
3.《秧BOT》是2025年央视春晚创意融合舞蹈节目。如图所示,人形机器人正在为观众表演舞蹈,下列有关其涉及物理知识的分析中正确的是( )
A.机器人的重力为1N
B.机器人站立时的高为17m
C.机器人“扬手绢”说明力可以改变物体的运动状态
D.机器人向前运动是由于受到惯性力作用
4.下列事例中,为了防止惯性带来危害的是( )
A.拍打衣服清除衣服上的浮灰
B.跳远时要先助跑
C.洗手后甩干手上的水滴
D.乘车要系安全带
5.如图所示,《天工开物》记载的“湿田击稻”场景里,劳动者用力挥动稻秆,当稻秆撞到木板后,稻粒就脱离稻秆落到地面。稻粒脱离稻秆是因为( )
A.稻秆没有惯性 B.稻粒具有惯性
C.稻粒的惯性减小 D.稻粒的惯性增大
题型四、平衡状态的判断
1.在下列事例中,处于平衡状态的是( )
A.弯道行驶的汽车 B.荡到最高点的秋千
C.匀速上行的电梯 D.加速升空的火箭
2.物理图像是直观形象地展示物理规律的一种物理教学方法。如图所示的s~t图像和v~t图像,能反映出物体受平衡力的是( )
A.① B.②③ C.①②③ D.①②③④
题型五、探究二力平衡的条件
1.在探究二力平衡条件的实验中,小明采用的实验装置如图,在探究过程中( )
A.硬纸片的质量越大,实验效果越好
B.装置两侧的圆轮是为了改变力的大小
C.实验中硬纸片所受拉力就是钩码的重力
D.实验过程中,最好让硬纸片保持静止状态
2.如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 ;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车扭转回来,这说明相互平衡的两个力作用在 ;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
题型六、平衡力的判断
1.如图所示,属于二力平衡的是( )
A. B. C. D.
2.在人工智能飞速发展的今天,智能机器人已被广泛使用。如图所示,这是一款送货机器人在水平地面匀速行驶的情景,与机器人所受的重力是一对平衡力的是( )
A.地面对机器人的支持力 B.机器人受到的牵引力
C.地面对机器人的摩擦力 D.机器人对地面的压力
题型七、平衡力与相互作用力的辨析
1.如图所示,是我国自主研发的机器人,正骑着自行车在水平路面上匀速直线行驶,下列说法正确的是( )
A.机器人所受的重力与自行车对机器人的支持力是一对相互作用力
B.机器人所受的重力与机器人对自行车的压力是一对平衡力
C.机器人对自行车的压力与自行车对机器人的支持力是一对相互作用力
D.自行车所受的重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
2.如图所示,小丽用力F把一木块压在竖直墙面上静止,现有以下受力分析,下述受力分析正确的是( )
A.小丽对木块的压力F和木块对墙的弹力是一对平衡力
B.小丽对木块的压力F和墙对木块的支持力是一对相互作用力
C.木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
D.小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力
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题型八、二力平衡条件的应用
1.如图所示,当未来太空车向前做匀速直线运动时,牵引力F和阻力f的大小关系是( )
A.F>f B.F<f C.F=f D.无法确定
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2.如图所示跳伞运动员(体重为600N)在空中匀速直线下降,如果已知人和伞所受的总重力是1000N,则所受阻力的大小和方向是( )
A.阻力大小是600N,方向是竖直向上
B.阻力大小是1000N,方向是竖直向上
C.阻力大小是600N,方向是竖直向下
D.阻力大小是1000N,方向是竖直向下
题型九、摩擦力产生的条件及其方向
1.下列关于摩擦力的说法不正确的是( )
A.摩擦力不都是有害的
B.摩擦力产生在两个相互接触的物体上
C.只要两个物体相互接触,就会产生摩擦力
D.两个表面粗糙且相互接触并产生挤压的物体发生或将要发生相对运动时,才会有摩擦力产生
2.北京冬奥会后,许多群众喜爱上了冰壶运动。如图所示,一个冰壶在水平冰面上向前滑动,则地面对冰壶支持力的方向、冰壶对冰面摩擦力的方向分别为( )
A.垂直冰面向上、水平向前
B.垂直冰面向上、水平向后
C.垂直冰面向下、水平向前
D.垂直冰面向下、水平向后
题型十、摩擦力大小的影响因素
1.在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动。下列说法中错误的是( )
A.本实验原理是二力平衡,所以要拉动木块做匀速直线运动才能测出滑动摩擦力的大小
B.在木块上加放钩码,可探究压力对滑动摩擦力大小的影响
C.木块做匀速直线运动时,弹簧测力计对木块的拉力等于木块所受滑动摩擦力的大小
D.实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
2.如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,即可知滑动摩擦力的大小;如图丁是某时刻的实验情景,此时弹簧测力计的读数是 N。
(2)观察 两图,能得出结论:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验结束后,小华猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的面积大小有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小了。由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为小华的结论 (选填“可信”或“不可信”)。
题型十一、增大与减小摩擦的方法
1.学校教学楼楼梯上刻出一些凹槽,目的是( )
A.减小压强 B.美观大方 C.减小摩擦 D.增大摩擦
2.下列为自行车部件或使用中的实例,为了减小摩擦的是( )
A.车把上套了有花纹的橡胶套
B.遇到紧急情况时用力捏刹车
C.自行车轮胎上刻有花纹
D.轴承中装有滚珠
题型十二、摩擦力大小的计算
1. 如图所示,用F=6N水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小及方向为( )
A.4N,向左 B.6N,向左 C.6N,向右 D.4N,向右
2. 如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为( )
A.50N B.10N C.60N D.40N
题型十三、研究同一条直线上的二力合成
1.在“探究同一直线上二力的合成”实验中,小明把一根橡皮筋的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他都将橡皮筋由A点(A点为弹簧原长)水平拉伸到B点。研究过程及实验数据如图所示。
(1)实验前应将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。
(2)在a、b、c三次实验中,小明都将橡皮筋从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的 相同,这里用到了物理上的研究方法是 (选填“等效替代法”或“转换法”)。
(3)由实验可得到结论:作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于 ,合力方向与这两个力的方向相同;如果两个力的方向相反,合力大小等于两个力大小之差,合力的方向与较 (选填“大”或“小”)的力方向一致。
2.如图一只羽毛球的重力为0.05N,它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.02N,如图所示,求:
(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小和方向;
(2)羽毛球竖直下落时受到的合力大小和方向。
。
1、 单选题
1. 下列关于牛顿第一定律的看法中正确的是( )
A.牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
B.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理得出的
C.世上没有真正不受力的物体,所以牛顿第一定律是不可能实现的定律
D.牛顿第一定律又称惯性定律,说明物体的惯性和牛顿第一定律讲的是一回事
2. 如图所示,吊在天花板下边的电灯处于静止状态,如果有一天,吊线突然间断开的同时,所有外力全部断开,则电灯将( )
A.竖直向下匀速运动 B.竖直向上加速运动
C.竖直向上匀速运动 D.保持原来静止状态
3.2024年11月15日,搭载“天舟八号”货运飞船的“长征七号遥九”运载火箭在文昌航天发射场成功发射,如图所示,这标志着我国载人航天工程2024年发射任务圆满收官,关于火箭上升过程中的说法正确的是( )
A.以发射场为参照物,货运飞船是运动的
B.加速上升过程中,货运飞船只受重力作用
C.加速上升过程中,货运飞船的惯性越来越大
D.若所有力突然全部消失,火箭将保持静止
4.关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.足球射入球门时才具有惯性
B.赛车能很快停下来,说明赛车没有惯性
C.跳远运动员起跳前要助跑,是为了获得惯性
D.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
5.在以下案例中,处于平衡状态的物体是( )
A.甲图中,匀速转动的橡皮
B.乙图中,渔民抛出且在最高点的渔网
C.丙图中,撑杆上升的运动员
D.丁图中,推而未动的箱子
6. 如图所示是某餐厅机器人服务员托着空餐盘返回时的情景,当机器人双手托着餐盘在水平地面上匀速行驶时,与机器人对餐盘的支持力是一对平衡力的是( )
A.地面对机器人的支持力
B.餐盘对机器人双手的压力
C.餐盘所受重力
D.机器人对地面的压力
7、建号航母在海试时携带舰载预警机和舰载战斗机,关于停在甲板上的飞机,下列说法正确的是( )
A.飞机所受重力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力
B.飞机对甲板的压力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力
C.飞机所受重力和飞机对甲板的压力是一对平衡力
D.甲板所受重力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力.
8.下列四种现象中,一定不存在摩擦力的是( )
A.静止 B.匀速直线运动
C.推但没推动 D.静止
9.如图甲所示是实验小组测量滑动摩擦力大小的实验装置。同学们分别两次水平拉动同一木块在同一水平木板上沿水平方向运动,采集数据并绘制了如图乙所示的s-t图象。下列说法不正确的是( )
A.木块在木板上运动时只受到3个力的作用
B.木块第1次的运动的速度较大
C.木块两次受到的摩擦力大小相等
D.该实验应用了二力平衡的原理
10.劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.图甲:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.图甲:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力大于摩擦力
C.图乙:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.图乙:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
11.下列事例中,能增大摩擦的是( )
A.科学家设计磁悬浮列车悬浮行驶
B.厂家给旅行箱底部装上轮子
C.小明往生锈的锁孔中加润滑油
D.羽坛名将林丹比赛时在手上抹镁粉
12.一个重50N的木箱放在水平桌面上,在10N的水平推力作用下静止不动,此时木箱受到的摩擦力为f1;当推力为22N时,木箱做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f2,则( )
A.f1=0N;f2=22N B.f1=0N;f2=50N
C.f1=10N;f2=22N D.f1=50N;f2=22N
二、多选题
1.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客系上安全带,是为了消除人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客身体会向前倾,是由于受到惯性力的作用
D.静止的物体也有惯性
2.下列事例中,受平衡力作用的物体是( )
A.静止在地面上的汽车
B.减速进站的火车
C.在跑道上加速起飞的飞机
D.在公路上匀速直线行驶的汽车
3.据《天工开物》记载:楼犁是西汉时期出现的播种工具,如图所示,它能够有效的提高播种速度,但是播种过后必须再以驴拉的石陀压紧土壤,种子才能发芽。下列说法正确的是( )
A.驴拉石陀运动,表明力可以改变物体的运动状态
B.石陀压紧土壤,表明力可以改变物体的形状
C.驴拉石陀运动,石陀一定受到平衡力的作用
D.驴拉石陀运动时会感觉累,表明力的作用是相互的
三、填空题
1.我国航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。空间站和舱内物体都在绕着地球做高速的转动,且舱中的物体悬浮,处于失重状态,则宇航员从地面带的瓶装矿泉水的惯性会 。(选填“变大”、“变小”、“不变”或“消失”)
2.我国开展“一盔一带”安全守护行动,要求骑摩托车和电动自行车的驾驶员必须戴头盔,开车必须系安全带,安全带能防止 (选填“前方碰撞”或“后方追尾”)时人体由于 被方向盘撞伤。如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是图中A、B、C中的 处。
3.汽车刹车后不会立即停下,这是因为汽车具有 。如在雨天,车会滑行更远,这是因为 的缘故。
4.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将 (选填“逐渐变长”、“逐渐变短”或“保持不变”)
5.如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”)停止运动,而另外的身体部分由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时由于 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
6.如图所示,叠放在一起的物体A、B,在大小为F=3N的恒力作用下均沿水平面做匀速直线运动,则在甲图中B受到的摩擦力等于 N,在乙图中A受到B对它的摩擦力的方向是水平向 。
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7如图所示,当右端挂一个重为6N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动,则物体B所受摩擦力大小是 N,若现在要使物体B水平向左做匀速直线运动,则应在物体B上施加一个水平向左,大小是 N的拉力。
8.如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连,当小盘内放有重力为0.5N的砝码时木块未被拉动,这时木块受到的合力大小为 N;当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好做匀速直线运动,这时木块受到的合力大小为 N;当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的合力方向向 (选填“左”或“右”)。
四.综合题
1.如图所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在上滑过程中所受的摩擦力的示意图(力的作用点画在物体的重心)。.
2.一物体质量为5kg,从图中所示的斜面上滑下,受到斜面的摩擦力为5N,请用力的示意图画出此物体所受重力和摩擦力。(g=10N/kg)
3.【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
【实验步骤】
A.如图甲所示,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
B.如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”“B”或“C”)。
(2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”“b”或“c”)。
【分析与论证】
(3)根据实验结果可以得出结论:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像。
【交流反思】
(5)小车到达水平面后会继续向前运动,是因为小车具有 ,小车最终停下来是因为受到 的作用。
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是
4..小明在“探究二力平衡条件”的实验中,设计了如图所示的两种实验方案。
(1)通过比较,小明发现采用方案乙,实验效果更好,原因是 。
(2)实验时,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车两边所受的拉力 (选填“相等”或“不相等”),小车处于静止状态,此时把小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后观察到小车转动,最后恢复到原位置静止;当小车受到的两个力方向相同时,小车加速运动。实验现象说明:作用在 (选填“同一”或“不同”)物体上的两个力,大小 ,方向 ,并且 ,这两个力才能彼此平衡。
5.为比较某品牌A、B两款运动鞋的防滑性能,小晋进行了如下实验:
(1)用弹簧测力计沿水平方向拉动运动鞋,使其做 。如图甲所示,根据二力平衡的知识,测出摩擦力的大小为 N。
(2)其他实验数据如表所示。因为没有控制 不变,所以实验有一定缺陷,但实验数据恰好能说明 (选填“A款”或“B款”)鞋的防滑性能更好些。
(3)改正上述错误后优化了实验,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫依次进行测量,橡胶垫 (选填“不必”或“必须”)做匀速直线运动。
(4)如图丙所示,当把任意一只鞋放在橡胶垫上,橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,能得到结论:摩擦力的大小与 大小无关
6..小强将一根橡皮筋的左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验室中有很多弹簧测力计,其中一种如图甲所示,该弹簧测力计的一大格对应的刻度是2N,一大格之间有五个刻度均匀的小格,则其分度值为 N。
(2)如图乙所示,在使用弹簧测力计拉动橡皮筋之前,应该在 方向上将弹簧测力计调零。
(3)小强用两个弹簧测力计一起沿水平方向将橡皮筋拉至A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小强又只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也水平拉至A点,弹簧测力计的示数F=7.0N。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是 (“转换法”或“等效替代法”)。
(4)小强在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上,将橡皮筋拉至B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;再只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉至B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F′=5N。根据你对合力与分力的理解,判断F′ (填“是”或“不是”)F3、F4的合力,你的判断理由是
7.竖直向上抛出一个重为6N的物体(物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,大小不变),已知该物体在上升或下降过程中,受到的空气阻力是重力的0.1倍,求:
(1)上升过程中该物体受到的空气阻力f是多少?
(2)下降过程中该物体所受的重力与空气阻力的合力F是多少?
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第八章 运动和力(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、阻力对物体运动的影响 1
题型二、牛顿第一定律 2
题型三、惯性现象及其利用与防止(常考点) 4
题型四、平衡状态的判断...........................................................................................................................................6
题型五、探究二力平衡的条件 7
题型六、平衡力的判断(常考点) 8
题型七、平衡力与相互作用力的辨析(难点) 9
题型八、二力平衡条件的应用(常考点) 10
题型九、摩擦力产生的条件及其方向(难点) 11
题型十、摩擦力大小的影响因素(常考点) 12
题型十一、增大与减小摩擦的方法(常考点) 13
题型十二、摩擦力大小的计算(难点) 14
题型十三、研究同一条直线上的二力合成(难点) 15
B综合攻坚・能力跃升
题型一、阻力对物体运动的影响
1. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图1所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)在实验过程中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 。
【答案】(1)相等;(2)水平面的粗糙程度;(3)慢;(4)匀速直线运动;(5)不能;
【解析】解:
(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;
(3)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(4)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;
(5)由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的;
故答案为:(1)相等;(2)水平面的粗糙程度;(3)慢;(4)匀速直线运动。
2.如图所示,从斜面上同一高度下滑的小车:①在铺有毛巾的水平面上,运动路程很短;②如果在没有摩擦的水平面上,将做匀速直线运动;③如果在较光滑的水平面上,运动路程很长;④在铺有棉布的水平面上,运动路程较短;⑤在水平平整的木板表面上,运动路程较长。则下面的判断和排列次序正确的是( )
A.事实①④⑤,推论②③ B.事实①④⑤,推论③②
C.事实①②③,推论④⑤ D.事实①③②,推论⑤④
【答案】B
【解析】解:由题目给出的五个步骤可以看出。该实验的思路是令小车从斜面的同一高度下滑控制小车到达平面时的初速度相同,然后逐步减小平面的粗糙程度,观察小车滑行的距离,进而推测出平面较光滑和绝对光滑时,小车的滑行情况,最后总结得出结论;
根据这个思路,可以判断出:该实验的排序为:①④⑤③②其中,可以通过实验观察到的是①④⑤由推论得出的结论是③②;
故选:B。
题型二、牛顿第一定律
1.关于牛顿第一定律的建立,下列说法正确的是( )
A.它是通过日常生活得出的经验
B.它是通过理论推导出来的
C.它是通过实验直接验证的
D.它是通过实验加推理概括出来的
【答案】D
【解析】解:牛顿第一定律的实验条件是“物体不受力的作用”。而在现实生活中,物体不受力的情况是不存在的,可见此实验条件无法实现;故实验结论无法由日常经验得出,更不能由实验得出;牛顿第一定律的结论是在大量经验事实的基础上,通过科学的推理而得出的。
故选:D。
2.根据牛顿第一定律,一切物体在不受外力作用时,总保持 状态或匀速直线运动状态
【答案】静止
【解析】
解:由课本知识可知,牛顿第一定律指的是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
故答案为:静止。
3.下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A.运动的物体一定受到力的作用
B.没有力的作用运动物体就会慢慢停下来
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】
解:A、根据牛顿第一定律可知:物体在不受力作用时,也可以做匀速直线运动,故A错误;
B、没有力的作用,原来运动的物体将做匀速直线运动,永远运动下去,故B错误;
CD、根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故C错误,D正确。
故选:D。
4.正在行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力突然消失,那么汽车将( )
A.立即停下来 B.先慢下来,然后停止 C.做匀速直线运动 D.改变运动方向
【答案】C
【解析】
解:物体原来运动,所以当外力消失时,它仍保持原来的运动状态不变,做匀速直线运动故C正确。
故选:C。
5.2025年中国影片《哪吒之魔童闹海》风靡全球。如图所示,脚踩“风火轮”的哪吒静止在空中不动,若此时其受到的力突然全部消失,则哪吒将会( )
A.保持静止状态 B.做匀速直线运动 C.竖直向下坠落 D.竖直向上飘起
【答案】A
【解析】
解:根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。哪吒原本静止在空中,当其所受的力全部消失时,它将保持原来的静止状态,故A正确,BCD错误。
故选:A。
题型三、惯性现象及其利用与防止
1.《考工记》中有“马力既竭,转犹能一取焉”,意思是马对车不施加拉力了,车还能继续向前运动,这是关于惯性的最早记述。关于马车的惯性,下列说法正确的是( )
A.马的拉力改变时,马车的惯性改变
B.车无论是否受力,马车都具有惯性
C.马车运动的越快,马车的惯性越大
D.撤去拉力后,马车受到惯性的作用
【答案】B
【解析】
解:AC、惯性的大小只与物体的质量有关,马的拉力改变时,或马车运动变快,马车的惯性大小都不变,故AC错误;
B、一切物体都有惯性,车无论是否受力,马车都具有惯性,故B正确;
D、撤去拉力后,马车仍具有惯性,但不能说是受到惯性的作用,故D错误。
故选:B。
2.交通安全无小事。下列有关交通安全的事项,与惯性无关的是( )
A.注意落石 B.严禁超载
C.保持车距 D.系好安全带
【答案】A
【解析】解:A.注意落石的标志主要是提醒驾驶员前方路段可能存在落石的风险,需要小心驾驶。这与惯性没有直接的关系。故A符合题意;
B、汽车超载会增大惯性,当车刹车时由于惯性会继续运动,容易造成车祸,与惯性有关,故B不符合题意;
C、保持车距的目的是防止前面的车刹车时,后面的随之刹车,由于惯性后面的车仍向前运动,如果距离过近,容易撞上前面的车。故与惯性有关,故C不符合题意。
D、安全带是为了防止汽车急刹车时,人体由于惯性向前运动,撞击车体而对人造成伤害。故与惯性有关,故D不符合题意。
故选:A。
3.《秧BOT》是2025年央视春晚创意融合舞蹈节目。如图所示,人形机器人正在为观众表演舞蹈,下列有关其涉及物理知识的分析中正确的是( )
A.机器人的重力为1N
B.机器人站立时的高为17m
C.机器人“扬手绢”说明力可以改变物体的运动状态
D.机器人向前运动是由于受到惯性力作用
【答案】C
【解析】解:A.机器人的质量约为50kg,其重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A错误;
B.机器人站立时的高度一般在1~2m之间,17m太高,不符合实际,故B错误;
C.机器人“扬手绢”时,手绢的运动速度和方向可能会发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.机器人向前运动是由于惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力作用,故D错误。
故选:C。
4.下列事例中,为了防止惯性带来危害的是( )
A.拍打衣服清除衣服上的浮灰
B.跳远时要先助跑
C.洗手后甩干手上的水滴
D.乘车要系安全带
【答案】D
【解析】解:A、拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,是属于利用惯性,故A不符合题意;
B、跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,属于利用惯性,故B不符合题意;
C、洗手后用力甩干,手运动,手上的水滴由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从手上脱落,是属于利用惯性,故C不符合题意;
D、司机驾车时和车一起运动,当车突然刹车时,司机由于惯性还要保持原来的运动状态,如果没有使用安全带会由于惯性使自己的头部撞在方向盘上,所以驾驶员必须使用安全带,此现象属于对惯性危害的防范,故D符合题意。
故选:D。
5.如图所示,《天工开物》记载的“湿田击稻”场景里,劳动者用力挥动稻秆,当稻秆撞到木板后,稻粒就脱离稻秆落到地面。稻粒脱离稻秆是因为( )
A.稻秆没有惯性 B.稻粒具有惯性
C.稻粒的惯性减小 D.稻粒的惯性增大
【答案】B
【解析】解:A.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体在任何情况下都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动状态等无关,所以稻秆具有惯性,故A错误;
B.劳动者挥动稻秆时,稻粒随稻秆一起运动;当稻秆撞到木板后,稻秆受力停止运动,而稻粒由于具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动,从而脱离稻秆落到地面,故B正确;
CD.由于惯性大小只与质量有关,当稻秆撞到木板后,稻粒就脱离稻秆落到地面,此时稻粒的质量不变,则稻粒的惯性不变,故CD错误。
故选:B。
题型四、平衡状态的判断
1.在下列事例中,处于平衡状态的是( )
A.弯道行驶的汽车 B.荡到最高点的秋千
C.匀速上行的电梯 D.加速升空的火箭
【答案】C
【解析】解:
A.弯道行驶的汽车其运动方向时刻在变,运动状态发生改变,处于非平衡状态,故A错误;
B.荡到最高点的秋千时瞬时静止,但始终受到竖直向下重力的作用,即受力不平衡,处于处于非平衡状态,故B错误;
C.匀速上行的电梯运动状态不变,处于平衡状态,故C正确;
D.加速升空的火箭其速度越来越大,运动状态发生改变,处于非平衡状态,故D错误。
故选:C。
2.物理图像是直观形象地展示物理规律的一种物理教学方法。如图所示的s~t图像和v~t图像,能反映出物体受平衡力的是( )
A.① B.②③ C.①②③ D.①②③④
【答案】C
【解析】解:①图像的纵轴是路程,横轴是时间,所以这是一个路程--时间图像,随着时间推移,路程不变,物体处于静止状态,受平衡力的作用,故①符合题意;
②图像可知:纵轴是速度,横轴是时间,随着时间推移,速度大小不变,物体做匀速直线运动状态,受平衡力的作用,故②符合题意;
③图像通过的路程与时间成正比,做匀速直线运动,受平衡力作用,故③符合题意;
④纵轴是速度,横轴是时间,随着时间推移,速度不断增大,物体做加速运动,受非平衡力的作用,故④不合题意。
故选:C。
题型五、探究二力平衡的条件
1.在探究二力平衡条件的实验中,小明采用的实验装置如图,在探究过程中( )
A.硬纸片的质量越大,实验效果越好
B.装置两侧的圆轮是为了改变力的大小
C.实验中硬纸片所受拉力就是钩码的重力
D.实验过程中,最好让硬纸片保持静止状态
【答案】D
【解析】解:A、实验中,纸片的质量大,重力就大,实验时,纸片会明显的下坠,对实验的影响就大,故A错误;
B、实验中使用定滑轮是为了改变力的方向,不是为了改变力的大小,故B错误;
C、实验中纸片所受拉力等于钩码的重力,不能说“就是钩码的重力”,故C错误;
D、实验中,让纸片保持平衡状态,保持静止或匀速直线运动,最好保持静止状态,故D正确。
故选:D。
2.如图是“探究二力平衡条件”的实验装置。
(1)把小车放在比较光滑的水平桌面上,用手按住小车不动,在两托盘中放入质量相等的砝码,放手后小车静止;在两托盘中放入质量不相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 。用手按住小车不动,把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,放手后小车运动,这说明相互平衡的两个力 ;
(2)把小车放在水平桌面上,保持两托盘砝码质量相等,使小车静止,将小车扭转一个角度后释放,观察到小车扭转回来,这说明相互平衡的两个力作用在 ;
(3)实验中为了减小摩擦力对实验的影响,应选择质量较 (选填“大”或“小”)的砝码进行实验。
【答案】(1)大小相等;方向相反;(2)同一直线上;(3)大。
【解析】解:(1)在两托盘中放入质量相等的砝码,左右两侧拉力相等,小车平衡;在两托盘中放入质量不相等的砝码,左右两侧拉力不相等,小车不能平衡,说明相互平衡的两个力大小相等;
把两个托盘放在小车的同一侧,放入质量相等的砝码,小车受到的这两个力的方向相同,不能平衡,说明这说明相互平衡的两个力方向相反;
(2)将已经平衡的小车扭转一个角度后,小车受到的这两个力就不在同一条直线上,结果小车会转动,直到这两个力在同一条直线上,说明相互平衡的两个力作用在同一条直线上。
(3)砝码质量越大,对小车的拉力就越大,摩擦力对实验的影响就会越小。
故答案为:(1)大小相等;方向相反;(2)同一直线上;(3)大。
题型六、平衡力的判断
1.如图所示,属于二力平衡的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:A、图中两个力不在一条直线上,不是平衡力;
B、图中两个力大小不相等,不是平衡力;
C、图中两个力作用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力。
D、图中两个力不在一条直线上,不是平衡力。
故选:C。
2.在人工智能飞速发展的今天,智能机器人已被广泛使用。如图所示,这是一款送货机器人在水平地面匀速行驶的情景,与机器人所受的重力是一对平衡力的是( )
A.地面对机器人的支持力 B.机器人受到的牵引力
C.地面对机器人的摩擦力 D.机器人对地面的压力
【答案】A
【解答】解:A.机器人在水平地面匀速行驶,受到重力和地面的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A符合题意;
BC.水平方向上机器人受到向前的牵引力和向后的摩擦力,这两个力是一对平衡力,故BC不符合题意;
D.机器人所受的重力和机器人对地面的压力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选:A。
题型七、平衡力与相互作用力的辨析
1.如图所示,是我国自主研发的机器人,正骑着自行车在水平路面上匀速直线行驶,下列说法正确的是( )
A.机器人所受的重力与自行车对机器人的支持力是一对相互作用力
B.机器人所受的重力与机器人对自行车的压力是一对平衡力
C.机器人对自行车的压力与自行车对机器人的支持力是一对相互作用力
D.自行车所受的重力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】解:A、机器人所受的重力与自行车对机器人的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故A错误;
B、机器人所受的重力与机器人对自行车的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、机器人对自行车的压力与自行车对机器人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、地面对自行车的支持力大小等于机器人与自行车的重力之和,因此,自行车所受的重力与地面对自行车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
2.如图所示,小丽用力F把一木块压在竖直墙面上静止,现有以下受力分析,下述受力分析正确的是( )
A.小丽对木块的压力F和木块对墙的弹力是一对平衡力
B.小丽对木块的压力F和墙对木块的支持力是一对相互作用力
C.木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
D.小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是一对平衡力
.
【答案】C
【解析】解:
A、小丽对木块的压力F和木块对墙的弹力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、小丽对木块的压力F和墙对木块的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C、木块静止,处于平衡状态,木块受到的摩擦力是竖直向上,木块的重力是竖直向下的,都作用在木块上,满足二力平衡的条件,是一对平衡力,故C正确;
D、小丽对木块的压力F和木块对小丽的弹力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
题型八、二力平衡条件的应用
1.如图所示,当未来太空车向前做匀速直线运动时,牵引力F和阻力f的大小关系是( )
A.F>f B.F<f C.F=f D.无法确定
.
【答案】C
【解析】解:未来太空车向前做匀速直线运动时,处于平衡状态,牵引力F和阻力f是一对平衡力,所以二者的大小关系为F=f。
故选:C。
2.如图所示跳伞运动员(体重为600N)在空中匀速直线下降,如果已知人和伞所受的总重力是1000N,则所受阻力的大小和方向是( )
A.阻力大小是600N,方向是竖直向上
B.阻力大小是1000N,方向是竖直向上
C.阻力大小是600N,方向是竖直向下
D.阻力大小是1000N,方向是竖直向下
【答案】B
【解析】解:由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降,处于匀速直线运动状态,所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,因此阻力大小为1000N,方向为竖直向上,故B正确,ACD错误。故选:B
题型九、摩擦力产生的条件及其方向
1.下列关于摩擦力的说法不正确的是( )
A.摩擦力不都是有害的
B.摩擦力产生在两个相互接触的物体上
C.只要两个物体相互接触,就会产生摩擦力
D.两个表面粗糙且相互接触并产生挤压的物体发生或将要发生相对运动时,才会有摩擦力产生
【答案】C
【解析】解:A.摩擦力不都是有害的,譬如人跑步时要利用鞋底与地面间的摩擦,故A正确;
BCD.两个表面粗糙且相互接触并产生挤压的物体发生或将要发生相对运动(有相对运动的趋势)时,才会有摩擦力产生,故BD正确,C错误。
故选:C。
2.北京冬奥会后,许多群众喜爱上了冰壶运动。如图所示,一个冰壶在水平冰面上向前滑动,则地面对冰壶支持力的方向、冰壶对冰面摩擦力的方向分别为( )
A.垂直冰面向上、水平向前
B.垂直冰面向上、水平向后
C.垂直冰面向下、水平向前
D.垂直冰面向下、水平向后
【答案】A
【解析】解:冰壶在水平冰面上向前滑动,地面对冰壶的支持力是弹力,方向垂直于冰面向上;
冰壶在水平冰面上向前滑动时,冰壶受到水平冰面对它的摩擦力,该摩擦力阻碍冰壶向前滑动,方向水平向后;因为物体间力的作用是相互的,冰面对冰壶的摩擦力与冰壶对冰面的摩擦力是一对相互作用力,且一对相互作用力总是大小相等方向相反,所以冰壶对冰面的摩擦力方向是水平向前的,故A正确,BCD错误。
故选:A。
题型十、摩擦力大小的影响因素
1.在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动。下列说法中错误的是( )
A.本实验原理是二力平衡,所以要拉动木块做匀速直线运动才能测出滑动摩擦力的大小
B.在木块上加放钩码,可探究压力对滑动摩擦力大小的影响
C.木块做匀速直线运动时,弹簧测力计对木块的拉力等于木块所受滑动摩擦力的大小
D.实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
【答案】D
【解析】解:
AC、只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理,拉力大小才等于摩擦力的大小,故AC正确;
B、在木块上加放钩码,来增大压力,此时接触面的粗糙程度不变,是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,故B正确;
D、滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,速度不均匀会导致弹簧测力计示数变化,但滑动摩擦力的大小其实是不变的,故D错误。
故选:D。
2.如图所示是小华物理学习小组探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做 运动,即可知滑动摩擦力的大小;如图丁是某时刻的实验情景,此时弹簧测力计的读数是 N。
(2)观察 两图,能得出结论:压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验结束后,小华猜想滑动摩擦力的大小可能还与接触面的面积大小有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小了。由此得出结论:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为小华的结论 (选填“可信”或“不可信”)。
【答案】
(1)匀速直线;1.4;(2)甲、丙;(3)不可信。
【解析】
解:(1)当木块匀速直线运动时木块处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,故此时弹簧测力计示数才等于木块受到的滑动摩擦力大小;
由图丁所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为1.4N;
(2)图甲、图丙,压力相同,接触面的粗糙程度不同,由此可知:在压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大;
(3)探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,应控制压力和接触面粗糙程度不变,小华在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一部分后,用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小了,没有控制压力大小相等,就此得出结论不合理。
故答案为:(1)匀速直线;1.4;(2)甲、丙;(3)不可信。
题型十一、增大与减小摩擦的方法
1.学校教学楼楼梯上刻出一些凹槽,目的是( )
A.减小压强 B.美观大方 C.减小摩擦 D.增大摩擦
【答案】D
【解答】解:楼梯上的凹槽能增加了接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力,防止行人滑倒,保障行走安全。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
2.下列为自行车部件或使用中的实例,为了减小摩擦的是( )
A.车把上套了有花纹的橡胶套
B.遇到紧急情况时用力捏刹车
C.自行车轮胎上刻有花纹
D.轴承中装有滚珠
【答案】D
【解析】解:A、车把上套了有花纹的橡胶套,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A不合题意;
B、遇到紧急情况时用力捏刹车,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B不合题意;
C、自行车轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不合题意;
D、轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故D符合题意。
故选:D。
题型十二、摩擦力大小的计算
1. 如图所示,用F=6N水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小及方向为( )
A.4N,向左 B.6N,向左 C.6N,向右 D.4N,向右
【答案】D
【解析】解:
物块B静止不动,以B为研究对象,在水平方向上B受到弹簧测力计对它向左的拉力和物体A对它的摩擦力作用,二力的大小相等、方向相反,所以B所受摩擦力大小为f=F示=4N,方向水平向右。
故选:D。
2. 如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为( )
A.50N B.10N C.60N D.40N
【答案】B
【解析】解:根据题意可知,重10N的物块静止在竖直墙面上,在竖直方向上,重力G与摩擦力f是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为10N。故选:B。
题型十三、研究同一条直线上的二力合成
1.在“探究同一直线上二力的合成”实验中,小明把一根橡皮筋的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他都将橡皮筋由A点(A点为弹簧原长)水平拉伸到B点。研究过程及实验数据如图所示。
(1)实验前应将弹簧测力计在 (选填“水平”或“竖直”)方向调零。
(2)在a、b、c三次实验中,小明都将橡皮筋从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的 相同,这里用到了物理上的研究方法是 (选填“等效替代法”或“转换法”)。
(3)由实验可得到结论:作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于 ,合力方向与这两个力的方向相同;如果两个力的方向相反,合力大小等于两个力大小之差,合力的方向与较 (选填“大”或“小”)的力方向一致。
【答案】(1)水平;(2)作用效果;等效替代法;(3)两个力大小之和;大。
【解析】解:(1)由于实验是在水平方向上进行拉力操作,为了消除弹簧自身重力等因素对实验结果的影响,使测量更准确,实验前更准确,实验前应将弹簧测力计在水平方向调零。
(2)将橡皮筋从A点拉伸到同一点B,橡皮筋的伸长量相同,即力对橡皮筋产生的作用效果相同。如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,此实验中用一个力(合力)替代两个力(分力)的作用效果,用到的是等效替代法。
(3)根据实验结论,作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两个力大小之和;当两个力方向相反时,合力大小等于两个力大小之差,合力的方向与较大的力方向一致。
故答案为:(1)水平;(2)作用效果;等效替代法;(3)两个力大小之和;大。
2.如图一只羽毛球的重力为0.05N,它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.02N,如图所示,求:
(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小和方向;
(2)羽毛球竖直下落时受到的合力大小和方向。
【答案】(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小为0.07N,方向是竖直向下;(2)羽毛球竖直下落时受到的合力大小为0.03N,方向是竖直向下。
【解析】解:(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小为:F合=G+f=0.05N+0.02N=0.07N,方向是竖直向下;
(2)羽毛球竖直下落时受到的合力大小为:F合=G-f=0.05N-0.02N=0.03N,方向是竖直向下。
故答案为:(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小为0.07N,方向是竖直向下;
(2)羽毛球竖直下落时受到的合力大小为0.03N,方向是竖直向下。
1、 单选题
1. 下列关于牛顿第一定律的看法中正确的是( )
A.牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
B.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理得出的
C.世上没有真正不受力的物体,所以牛顿第一定律是不可能实现的定律
D.牛顿第一定律又称惯性定律,说明物体的惯性和牛顿第一定律讲的是一回事
【答案】B
【解析】解:A、牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,说明物体的运动不需要力来维持,故A错误;
B、牛顿第一定律虽然无法用物理实验验证,但它不仅仅是一种简单的推测,而是在大量实验和事实的基础上推理得出的,故B正确;
C、世上没有真正不受力的物体,但并不表示牛顿第一定律是不可能实现的定律,其推论的正确性均得到了证实,故C错误;
D、惯性是物体的属性,而牛顿第一定律是揭示力与运动状态的规律,二者不是一回事,故D错误。
故选:B。
2. 如图所示,吊在天花板下边的电灯处于静止状态,如果有一天,吊线突然间断开的同时,所有外力全部断开,则电灯将( )
A.竖直向下匀速运动 B.竖直向上加速运动
C.竖直向上匀速运动 D.保持原来静止状态
【答案】D
【解析】解:电灯原来处于静止状态,根据牛顿第一定律,所有外力消失后,灯将保持原来的静止状态。
故选:D。
3.2024年11月15日,搭载“天舟八号”货运飞船的“长征七号遥九”运载火箭在文昌航天发射场成功发射,如图所示,这标志着我国载人航天工程2024年发射任务圆满收官,关于火箭上升过程中的说法正确的是( )
A.以发射场为参照物,货运飞船是运动的
B.加速上升过程中,货运飞船只受重力作用
C.加速上升过程中,货运飞船的惯性越来越大
D.若所有力突然全部消失,火箭将保持静止
【答案】A
【解析】解:
A.以发射场为参照物,货运飞船位置发生了变化,是运动的,故A符合题意;
B.加速上升过程中,货运飞船受到重力、空气的阻力和火箭对它的推力作用,故B不符合题意;
C.惯性大小只与质量有关,加速上升过程中,货运飞船的质量不变,惯性大小不变,故C不符合题意;
D.火箭正在运动,若所有力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,火箭将做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选:A。
4.关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.足球射入球门时才具有惯性
B.赛车能很快停下来,说明赛车没有惯性
C.跳远运动员起跳前要助跑,是为了获得惯性
D.百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
【解析】解:A、错误,足球任何时候都有惯性;
B、错误、赛车能很快停下来是由于受阻力的作用;
C、错误,跳远运动员起跳前要助跑是为了利用惯性跳的更远些;
D、正确。
故选:D。
5.在以下案例中,处于平衡状态的物体是( )
A.甲图中,匀速转动的橡皮
B.乙图中,渔民抛出且在最高点的渔网
C.丙图中,撑杆上升的运动员
D.丁图中,推而未动的箱子
【答案】D
【解答】解:A、甲图中,匀速转动的橡皮的运动方向一直发生变化,所以不是平衡状态,故A错误;
B、乙图中,渔民抛出且在最高点的渔网只受到重力作用,受到的力是非平衡力,所以不是平衡状态,故B错误;
C、丙图中,撑杆上升的运动员受到的弹力大于重力,受到非平衡力的作用,所以不是平衡状态,故C错误;
D、丁图中,推而未动的箱子处于静止状态,所以是平衡状态,故D正确。
故选:D。
6. 如图所示是某餐厅机器人服务员托着空餐盘返回时的情景,当机器人双手托着餐盘在水平地面上匀速行驶时,与机器人对餐盘的支持力是一对平衡力的是( )
A.地面对机器人的支持力
B.餐盘对机器人双手的压力
C.餐盘所受重力
D.机器人对地面的压力
【答案】C
【解析】解:A、地面对机器人的支持力,受力物体是机器人,机器人对餐盘的支持力,受力物体是餐盘,这两个力不满足二力平衡条件,故A错误;
B、餐盘对机器人双手的压力,受力物体是机器人,机器人对餐盘的支持力,受力物体是餐盘,这两个力是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、餐盘所受的重力和机器人双手对餐盘的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、机器人对地面的压力,受力物体是地面,机器人对餐盘的支持力,受力物体是餐盘,这两个力不满足二力平衡条件,故D错误。
故选:C。
7、建号航母在海试时携带舰载预警机和舰载战斗机,关于停在甲板上的飞机,下列说法正确的是( )
A.飞机所受重力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力
B.飞机对甲板的压力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力
C.飞机所受重力和飞机对甲板的压力是一对平衡力
D.甲板所受重力和甲板对飞机的支持力是一对平衡力.
【答案】A
【解答】解:A、飞机所受重力和甲板对飞机的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B、飞机对甲板的压力作用在甲板上,甲板对飞机的支持力作用在飞机上,二者没有作用在同一物体上,不属于平衡力,故B错误;
C、飞机所受重力作用在飞机上,飞机对甲板的压力作用在甲板上,二者没有作用在同一物体上,不属于平衡力,故C错误;
D、甲板所受重力作用在甲板上,甲板对飞机的支持力作用在飞机上,二者没有作用在同一物体上,不属于平衡力,故D错误。
故选:A。
8.下列四种现象中,一定不存在摩擦力的是( )
A.静止 B.匀速直线运动
C.推但没推动 D.静止
【答案】A
【解析】解:A.水平面上静止的物体,没有相对运动或相对运动的趋势,所以不会产生摩擦力,故A符合题意;
B.水平面上匀速直线运动的物体,与水平面有相对运动,推力等于摩擦力,推力和摩擦力是一对平衡力,因此存在摩擦力,故B不符合题意;
C.水平面上推但没推动的物体,与水平面有相对运动的趋势,推力等于摩擦力,推力和摩擦力是一对平衡力,因此存在摩擦力,故C不符合题意;
D.斜面上静止的物体,相对于斜面有下滑的趋势,因而会产生摩擦力,摩擦力的方向沿斜面向上,故D不符合题意。
故选:A。
9.如图甲所示是实验小组测量滑动摩擦力大小的实验装置。同学们分别两次水平拉动同一木块在同一水平木板上沿水平方向运动,采集数据并绘制了如图乙所示的s-t图象。下列说法不正确的是( )
A.木块在木板上运动时只受到3个力的作用
B.木块第1次的运动的速度较大
C.木块两次受到的摩擦力大小相等
D.该实验应用了二力平衡的原理
【答案】A
【解析】解:A、木块在木板上运动时受重力、支持力、弹簧测力计拉力和滑动摩擦力,4个力的作用,故A错误;
B、由s-t图像可知,相同时间内第①次木块运动的路程大,由v=s/t可知,第①次木块运动的速度较大,即v1>v2,故A正确。
C、两次拉动同一木块在同一水平面上运动,由于木块对水平面的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即f1=f2,故C正确;
D、木块两次都做匀速直线运动,木块受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等,实验应用了二力平衡的原理,故D正确。
故选:A。
10.劳动课上,小明用不同的方式搬运一个放在水平地面上的箱子。下列说法正确的是( )
A.图甲:水平用力推箱子,当箱子没有被推动时,推力小于摩擦力
B.图甲:水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,推力大于摩擦力
C.图乙:当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间存在摩擦力
D.图乙:平板车下边装有轮子是为了减小摩擦
【答案】D
【解析】解:A、箱子没有被推动,是因为小明对箱子的推力等于箱子受到的摩擦力,故A错误;
B、水平用力推箱子,当箱子匀速直线运动时,箱子受力平衡,推力等于摩擦力,故B错误;
C、当箱子和平板车一起匀速直线运动时,箱子和平板车之间无相对运动或相对运动的趋势,箱子和平板车之间不存在摩擦力,故C错误;
D、平板车下边装有轮子是为了将滑动摩擦改为滚动摩擦,即减小摩擦,故D正确。
故选:D。
11.下列事例中,能增大摩擦的是( )
A.科学家设计磁悬浮列车悬浮行驶
B.厂家给旅行箱底部装上轮子
C.小明往生锈的锁孔中加润滑油
D.羽坛名将林丹比赛时在手上抹镁粉
【答案】D
【解析】解:A、磁悬浮是采用使接触面离开的方法减小摩擦,不符合题意;
B、箱底装轮子是采用滚动代替滑动的方法减小摩擦,不符合题意;
C、加润滑油是采用油膜使接触面离开的方法减小摩擦,不符合题意;
D、手上涂镁粉是使接触面粗糙的方法增大摩擦力,符合题意。
故选:D。
12.一个重50N的木箱放在水平桌面上,在10N的水平推力作用下静止不动,此时木箱受到的摩擦力为f1;当推力为22N时,木箱做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力为f2,则( )
A.f1=0N;f2=22N B.f1=0N;f2=50N
C.f1=10N;f2=22N D.f1=50N;f2=22N
【答案】C
【解析】解:(1)木箱在10N的水平推力作用下静止不动,此时木箱水平方向受到的推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件得,f1=F推=10N。
(2)木箱在22N的水平推力作用下做匀速直线运动,此时木箱水平方向受到的推力和摩擦力也是平衡力,根据二力平衡条件得,f2=F推′′=22N。
故选:C。
二、多选题
1.关于惯性,下列说法中正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客系上安全带,是为了消除人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客身体会向前倾,是由于受到惯性力的作用
D.静止的物体也有惯性
【答案】AD
【解析】解:A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性,故A正确;
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害,不能消除惯性,故B错误;
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客具有惯性,但是惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误;
D.运动的物体有惯性,静止的物体也有惯性,故D正确。
故选:AD。
2.下列事例中,受平衡力作用的物体是( )
A.静止在地面上的汽车
B.减速进站的火车
C.在跑道上加速起飞的飞机
D.在公路上匀速直线行驶的汽车
【答案】AD
【解析】解:A、静止在水面上的汽车,处于平衡状态,受平衡力作用,故A符合题意;
B、减速进站的火车,速度不断发生变化,处于非平衡状态,受非平衡力作用,故B不合题意;
C、在跑道上加速起飞的飞机,飞机的速度不断变大,处于非平衡状态,受非平衡力作用,故C不合题意;
D、在公路上匀速直线行驶的汽车,处于平衡状态,受平衡力作用,故D符合题意。
故选:AD。
3.据《天工开物》记载:楼犁是西汉时期出现的播种工具,如图所示,它能够有效的提高播种速度,但是播种过后必须再以驴拉的石陀压紧土壤,种子才能发芽。下列说法正确的是( )
A.驴拉石陀运动,表明力可以改变物体的运动状态
B.石陀压紧土壤,表明力可以改变物体的形状
C.驴拉石陀运动,石陀一定受到平衡力的作用
D.驴拉石陀运动时会感觉累,表明力的作用是相互的
【答案】ABD
【解析】解:A、驴拉石陀运动,石陀的运动状态发生改变,表明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B、石陀压紧土壤,土壤发生形变,表明力可以改变物体的形状,故B正确;
C、驴拉石陀运动,石陀运动状态改变,受到的是非平衡力,故C错误;
D、驴拉石陀运动时会感觉累,是因为驴对石陀施加拉力的同时,石陀对驴也施加了一个反作用力,表明力的作用是相互的,故D正确。
故选:ABD。
三、填空题
1.我国航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。空间站和舱内物体都在绕着地球做高速的转动,且舱中的物体悬浮,处于失重状态,则宇航员从地面带的瓶装矿泉水的惯性会 。(选填“变大”、“变小”、“不变”或“消失”)
【答案】不变
【解答】解:一切物体都有惯性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,宇航员从地面带的瓶装矿泉水的质量不变,惯性不变。
故答案为:不变。
2.我国开展“一盔一带”安全守护行动,要求骑摩托车和电动自行车的驾驶员必须戴头盔,开车必须系安全带,安全带能防止 (选填“前方碰撞”或“后方追尾”)时人体由于 被方向盘撞伤。如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是图中A、B、C中的 处。
【答案】前方碰撞;惯性;A
【解析】解:当汽车前方发生碰撞时,汽车突然减速,而人由于惯性仍会保持原来的运动状态,继续向前运动,容易与方向盘、前挡风玻璃发生碰撞,因此,安全带可防止前方碰撞而造成的伤害;
飞机空投救灾物品时,由于物品具有惯性,仍会保持原来的运动状态,还会向前运动一段距离,因此要在未到达目标前提前投掷,故图中A位置符合要求。
故答案为:前方碰撞;惯性;A。
3.汽车刹车后不会立即停下,这是因为汽车具有 。如在雨天,车会滑行更远,这是因为 的缘故。
【解答】解:汽车刹车后不会立即停下,这是因为汽车本来就处于运动状态,当汽车刹车后,由于惯性汽车还要保持原来的运动状态继续向前运动;
雨天,路面上会有一层水膜,减小了车与路面之间的摩擦力,所以车会滑行更远。
故答案为:惯性;车与路面间的摩擦力减小。
4.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将 (选填“逐渐变长”、“逐渐变短”或“保持不变”)
【答案】保持不变;
【解析】解:
滑块甲、乙先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,则滑块甲、乙到达水平面上时的速度相等;然后沿同一光滑水平面继续运动,则滑块运动时不受摩擦力,两滑块均做匀速直线运动,由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变。
故答案为:保持不变。
5.如图甲,小强走路时被石头绊了一下,身体向前倾倒,原因是小强被石头绊住时 (选填“脚”或“上半身”)停止运动,而另外的身体部分由于 仍保持原来的运动状态,所以小强会向前倾倒。如图乙,小华踩到香蕉皮时由于 (选填“脚”或“上半身”)仍保持原来较小的速度运动,所以小华会向后倾倒。
【答案】脚;惯性;上半身。
【解析】解:人原来相对于地面是运动的,当他被石头绊住时,脚被迫停止运动,他的上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,人向前倾倒;
人原来相对于地面是运动的,当他被香蕉皮滑倒时,他的脚向前加速,而他的上半身由于惯性仍保持原来较小的速度运动,人向后倾倒。
故答案为:脚;惯性;上半身。
6.如图所示,叠放在一起的物体A、B,在大小为F=3N的恒力作用下均沿水平面做匀速直线运动,则在甲图中B受到的摩擦力等于 N,在乙图中A受到B对它的摩擦力的方向是水平向 。
.
【答案】0;右。
【解析】解:甲图中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不受摩擦力的作用。
乙图中,以AB整体为研究对象,在水平方向受地面水平向左的摩擦f和水平向右的拉力F,这两个力相互平衡,则地面的摩擦力是f=F=3N,
乙图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受地面水平向左的摩擦f 和B对它的水平向右的静摩擦力f′作用,且f′=f=3N。
故答案为:0;右。
7如图所示,当右端挂一个重为6N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动,则物体B所受摩擦力大小是 N,若现在要使物体B水平向左做匀速直线运动,则应在物体B上施加一个水平向左,大小是 N的拉力。
【答案】6;12。
【解析】解:(1)物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动时,物体A也做匀速直线运动,物体A受到的拉力和重力是一对平衡力,所以绳子对A的拉力为6N;绳子对两端的拉力相等,所以绳子对B的拉力也为6N,因为B做匀速直线运动,所以,B受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以物体B所受滑动摩擦力大小是6N。
(2)使物体B水平向左做匀速直线运动时,B对水平面的压力及接触面粗糙程度都不变,所以B所受滑动摩擦力大小也不变,仍是6N,方向水平向右,因为B做匀速直线运动,所以它在水平方向受到平衡力作用,所以B受到的向左的拉力为F拉=F+f=6N+6N=12N。
故答案为:6;12。
8.如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连,当小盘内放有重力为0.5N的砝码时木块未被拉动,这时木块受到的合力大小为 N;当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好做匀速直线运动,这时木块受到的合力大小为 N;当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的合力方向向 (选填“左”或“右”)。
【答案】0;0;左
【分析】物体处于静止状态时,受到的合力为0;
木块处于静止或匀速直线运动时,物体受力平衡,受到的合力为0;
根据木块的运动状态分析合力的方向。
【解答】解:当小盘内放有重力为0.5N的砝码时木块未被拉动,木块受到平衡力的作用,这时木块受到的合力大小为零。
当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好做匀速直线运动,木块受到平衡力的作用,这时木块受到的合力大小为零。
当小盘落在地面上后,木块继续运动,木块水平方向受到水平向左的摩擦力,竖直方向受到重力和支持力,竖直方向重力和支持力是平衡力,水平方向合力等于摩擦力大小,方向水平向左。
故答案为:0;0;左。
四.综合题
1.如图所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在上滑过程中所受的摩擦力的示意图(力的作用点画在物体的重心)。.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:因为物体的相对运动方向沿斜面向上,故其摩擦力的方向与之相反,为沿斜面向下,力的作用点可画在物体的重心,如图所示:
2.一物体质量为5kg,从图中所示的斜面上滑下,受到斜面的摩擦力为5N,请用力的示意图画出此物体所受重力和摩擦力。(g=10N/kg)
【答案】见试题解答内容
【解析】解:G=mg=5kg×10N/kg=50N。
过物体的重心沿竖直向下和沿斜面向上画一带箭头的线段表示重力和摩擦力,并标出重力的大小50N,摩擦力的大小为5N。
如图所示:
3.【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布和小车。
【实验步骤】
A.如图甲所示,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
B.如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
C.如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)以上操作中错误的一次是 (选填“A”“B”或“C”)。
(2)如图丁所示的是小车在不同水平面上运动时速度与时间的关系图像,其中表示小车在毛巾表面上运动的是图线 (选填“a”“b”或“c”)。
【分析与论证】
(3)根据实验结果可以得出结论:水平面越光滑,小车运动的路程越长,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
(4)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,请在图丁中画出此时小车的速度-时间图像。
【交流反思】
(5)小车到达水平面后会继续向前运动,是因为小车具有 ,小车最终停下来是因为受到 的作用。
(6)若在实验中,发现小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,则改进的方法是
【答案】(1)B; (2)c; (3)慢;(4)见解析;(5)惯性;阻力;(6)降低小车下滑的高度。
【解析】解:(1)在探究阻力对物体运动的影响实验中,要控制小车到达水平面时的初速度相同,应让小车从斜面同一高度由静止滑下,且改变的是水平面的粗糙程度。而步骤B中把棉布铺在斜面和木板上,这样不仅改变了水平面的粗糙程度,还改变了小车下滑过程中的受力情况,无法保证小车到达水平面时初速度相同,所以操作错误的一次是B。
(2)小车下滑到水平面时的速度相同,最终速度为0,因毛巾表面最粗糙,小车运动时受到的阻力最大,小车在 毛巾表面运动的距离最短,速度减小得最快,如图丁所示,其中表示小车毛巾面上运动的是图线c。
(3)由实验结果可知,水平面越光滑,小车运动的路程越长,这意味着小车受到的阻力越小,其速度减小得就越慢。
(4)在光滑水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,根据牛顿第一定律,小车将做匀速直线运动,其速度大小和方向都不改变,所以速度-时间图像是一条平行于时间轴的直线,如图所示:
(5)小车到达水平面后会继续向前运动,是因为小车具有惯性,要保持原来的运动状态。而小车最终停下来,是因为受到了阻力的作用,阻力改变了小车的运动状态。
(6)小车在棉布和木板上运动时都冲出了水平木板,说明小车到达水平面时的初速度过大。为了让小车在木板上能正常完成实验,可降低小车下滑的高度,这样小车到达水平面时的初速度就会减小,从而不会冲出木板。
故答案为:(1)B; (2)c; (3)慢;(4)见解析;(5)惯性;阻力;(6)降低小车下滑的高度。
4..小明在“探究二力平衡条件”的实验中,设计了如图所示的两种实验方案。
(1)通过比较,小明发现采用方案乙,实验效果更好,原因是 。
(2)实验时,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车两边所受的拉力 (选填“相等”或“不相等”),小车处于静止状态,此时把小车在水平桌面上扭转一个角度,放手后观察到小车转动,最后恢复到原位置静止;当小车受到的两个力方向相同时,小车加速运动。实验现象说明:作用在 (选填“同一”或“不同”)物体上的两个力,大小 ,方向 ,并且 ,这两个力才能彼此平衡。
【答案】(1)减小摩擦力对实验的影响;(2)相等;同一;相等;相反;作用在同一条直线上。
【解析】解:(1)如图,乙图用小车代替木块,滚动摩擦小于滑动摩擦,减小了摩擦对实验的影响;
(2)因为左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,小车两边所受的拉力相等;把小车在水平桌面上扭转一个角度,两个拉力就不在同一直线上了,放手后观察到小车转动,最后恢复到原位置静止,说明要满足两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线上才能使物体保持平衡状态。
故答案为:(1)减小摩擦力对实验的影响;(2)相等;同一;相等;相反;作用在同一条直线上
5.为比较某品牌A、B两款运动鞋的防滑性能,小晋进行了如下实验:
(1)用弹簧测力计沿水平方向拉动运动鞋,使其做 。如图甲所示,根据二力平衡的知识,测出摩擦力的大小为 N。
(2)其他实验数据如表所示。因为没有控制 不变,所以实验有一定缺陷,但实验数据恰好能说明 (选填“A款”或“B款”)鞋的防滑性能更好些。
(3)改正上述错误后优化了实验,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫依次进行测量,橡胶垫 (选填“不必”或“必须”)做匀速直线运动。
(4)如图丙所示,当把任意一只鞋放在橡胶垫上,橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,能得到结论:摩擦力的大小与 大小无关
【答案】(1)匀速直线运动;1.8;(2)压力大小;A款;(3)不必;(4)受力面积。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;弹簧测力计的分度值是0.1N,据此读数;
(2)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,根据图中现象得出结论;
(3)根据运动鞋相对地面静止,水平方向上静摩擦力与拉力是一对平衡力分析;
(4)根据控制变量法分析摩擦力的大小与哪个因素有关。
【解答】解:(1)为测量滑动摩擦力的大小,小明把木块放在水平长木板上,如图甲所示,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知此时木块受到滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力,图中弹簧测力计的分度值是0.1N,示数为1.8N,即此时木块受到滑动摩擦力大小为1.8N;
(2)研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,由实验数据可知因为没有控制重力不变,在水平面上压力大小等于物体的重力,所以实验有一定缺陷,而实验中没有控制压力大小相同是错误的;A款鞋对水平面的压力较小,但摩擦力和B鞋相同,说明A款的鞋底材料的防滑性能更好;
(3)如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫依次进行测量,运动鞋相对地面静止,水平方向上受到测力计的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力,大小相等,这样不必做匀速直线运动;
(4)如图丁,当把任意一只鞋放在橡胶垫上,橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,能得到的结论是:压力和粗糙程度一定时,摩擦力的大小与受力面积大小无关。
故答案为:(1)匀速直线运动;1.8;(2)压力大小;A款;(3)不必;(4)受力面积。
6..小强将一根橡皮筋的左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验室中有很多弹簧测力计,其中一种如图甲所示,该弹簧测力计的一大格对应的刻度是2N,一大格之间有五个刻度均匀的小格,则其分度值为 N。
(2)如图乙所示,在使用弹簧测力计拉动橡皮筋之前,应该在 方向上将弹簧测力计调零。
(3)小强用两个弹簧测力计一起沿水平方向将橡皮筋拉至A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小强又只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也水平拉至A点,弹簧测力计的示数F=7.0N。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是 (“转换法”或“等效替代法”)。
(4)小强在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上,将橡皮筋拉至B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;再只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉至B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F′=5N。根据你对合力与分力的理解,判断F′ (填“是”或“不是”)F3、F4的合力,你的判断理由是
【答案】(1)0.2;(2)水平;(3)等效替代法;(4)是;F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同。
【解析】解:(1)该弹簧测力计的一大格刻度是2N,一大格之间有十个刻度均匀的小格,则其分度值为0.2N;
(2)因为需要测量水平方向上拉力的大小,所以实验前首先应按水平方向对弹簧测力计进行调零,即测力前要使指针对准零刻度线;
(3)实验中,F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,该实验方法为等效替代法;
(4)由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为5N;由图可知,F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同,所以F'是F3、F4的合力。
故答案为:(1)0.2;(2)水平;(3)等效替代法;(4)是;F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同。
7.竖直向上抛出一个重为6N的物体(物体在空中运动时受到空气阻力总跟运动方向相反,大小不变),已知该物体在上升或下降过程中,受到的空气阻力是重力的0.1倍,求:
(1)上升过程中该物体受到的空气阻力f是多少?
(2)下降过程中该物体所受的重力与空气阻力的合力F是多少?
【答案】(1)物体上升过程中受到的空气阻力大小是0.6N;
(2))该物体在下降过程中它所受的重力与空气阻力的合力大小是5.4N,方向竖直向下。
【解析】解:(1)物体重为6牛,上升过程中该物体受到的空气阻力f=0.1G=0.1×6N=0.6N;
(2)物体下降过程中受到的空气阻力的合力:
F阻=G-f=6N-0.6N=0.54N,方向竖直向上。
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