第15讲 运动和力(测试)(浙江专用)2026年中考科学一轮复习讲练
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内容正文:
第15讲 运动和力
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.【将运动学图像(v-t图)与动力学分析(受力分析)深度融合】
如图甲所示,重为5N的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变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.在2~6s内拉力F等于7N
C.在0~6s内拉力F等于5N
D.在0~2s内拉力F等于7N
2.【将惯性知识置于交通运输安全这一真实的工程问题中】
(2025·浙江嘉兴·二模)油罐车在运输过程中,由于汽油等液体具有惯性,容易引发安全问题。因此油罐车往往在罐体中增设防波板,减小液体对罐体的冲击。下列说法错误的是( )
A.油罐车急刹车时,罐内液体会因惯性向前冲击,可能导致罐体破裂
B.油罐内的防波板是通过分散液体的冲击,从而保护罐体
C.油罐车应尽量低速行驶,因为速度越大,液体的惯性越大
D.油罐车在转弯时应提前减速,否则会因液体向一侧集中引起侧翻
3.(2025·浙江温州·三模)如图所示,人在潮湿地面上行走时容易滑倒。在滑倒瞬间,下列说法正确的是( )
A.此时人没有惯性
B.此时人与地面没有摩擦力
C.此时人受力不平衡
D.此时人的运动状态不改变
4.【将基础的力学概念(重力方向)与我国重大的航天成就相结合】
(2025·浙江温州·三模)“神舟19”于2025年4月30日,搭载航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽正式踏上归途,标志着中国空间站常态化运营进入新阶段。观察图中返回舱返回的过程,其重力的方向( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025·浙江·模拟预测)火箭发射升空过程中,初期做加速运动,而后做一段时间的匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空时,运动状态没有改变
B.火箭加速升空时,受到平衡力
C.火箭匀速直线升空时,运动状态没有改变
D.火箭匀速直线升空时,受到非平衡力
6.(2024·浙江杭州·二模)如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且 ,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.【将力的作用效果、惯性、平衡状态等知识点与学生的亲身经历(体育活动)相关联】
将基础的力学概念(重力方向)与我国重大的航天成就相结合(2025·浙江金华·二模)对墙垫排球是今年体育中考项目之一。下列对垫排球时涉及到的力学知识分析正确的是( )
A.手垫排球时,排球的形状会发生改变
B.手垫排球时,排球对手没有力的作用
C.排球上升过程中,其惯性会逐渐减小
D.排球上升到最高点时,处于平衡状态
8.(2025·浙江宁波·模拟预测)图1为研究二力平衡条件的传统装置。某同学利用如图2装置代替传统装置,通过力传感器可将拉力的大小显示在电脑上,实验结果如图3所示(纵轴分别显示 和 的大小)。与传统实验相比,该实验的优点是可以( )
A.分别改变两个拉力的大小
B.确定两个拉力是作用在同一直线上
C.确定两个拉力是作用在同一物体上
D.比较两个拉力大小的连续变化过程
9.【聚焦于核心概念的精确辨析】
(2025·浙江·二模)蛇年春晚机器人表演大放异彩,如图所示机器人工作时平端托盘在水平地面上做匀速直线运动,下列关于机器人的说法不正确的是( )
A.机器人在水平地面上运动时受到摩擦力的作用
B.机器人在地面上匀速直线运动时运动状态发生改变
C.机器人和物品受到的总重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力是一对相互作用力
10.(2025·浙江·模拟预测)如图是小科进行投篮时的动作,下列关于篮球离开小科的手之后,在空中运动尚未接触到地面时的说法正确的是( )
A.篮球在最高点时的速度不为零
B.篮球在下降过程中速度越来越小
C.篮球在上升过程中只受到重力作用
D.手对篮球的作用力使篮球在空中飞行
二、填空题(本题共5题,每空3分,共36分)
11.(2023·浙江·一模)为方便关门,小柯同学设计了如图甲所示的自动关门装置。把绳子的一端系在门窗上B点(如图乙),另一端系上重物。当人进来后,利用重物将门关上。使用后发现门关上的速度过快,导致门锁很容易损坏,于是提出了两条改进建议:
建议一:改变重物悬挂的点,选择 点。
建议二:改变重物的质量,选用质量 的物体。
12.(2024·浙江·一模)如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。
为分析物体在不同时间段内所受摩擦力的大小,同学们建构了如下的思维模型:
结合模型回答下列问题:
(1)小科先分析了图3,属于上述模型中的哪一步?答: 。
(2)第8~10秒,物体受到的摩擦力是 牛。
13.【考查了力的相互作用和隔离法受力分析】
在学完运动和力相关知识后,请你用所学知识解决下列问题:
(1)小李和小明分别为1.5m/s和2m/s的速度一前一后在行走,以小李为参照物,小明是 (选填“运动”或“静止”)的。小李的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是 (选填“向前”或“向后”)。
(2)小王将弹簧秤(弹簧秤重力不计)连接在两个完全相同的木块之间,用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,此时测力计的示数为 牛。
14.(2025·浙江·二模)如图所示为实验室的一种弹簧秤,它是用于测力的工具。把物体挂在弹簧秤上处于静止状态,从左边刻度(单位为N)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为g)可以测出物体在地球上的质量近似值。
(1)如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的),则刻度的重新标法应该是,左右两边刻度线不变,左边刻度线对应的数值为 ,右边刻度线对应的数值为
(选填“原值不变”“原值的6倍”或“原值的”,同上)。
(2)物体在月球上受到的重力比地球上小的主要原因是因为月球的 比地球小。
15.(2025·浙江杭州·一模)做筷子提米实验中,将总质量为1.5千克的大米和瓶子放在桌上,此时大米所受到的重力与桌面对瓶子的支持力是否是平衡力? (“是”或“否”)。有同学将装有米的瓶子按如图1的方式在桌上敲几下,这是利用了米具有 而将大米压实;如图2竖直插入质量0.01千克的筷子把瓶子提起脱离桌面并保持静止,此时筷子受到米的摩擦力方向为
三、探究题(本题共2题,每空3分,共24分)
16.【此题引入了数字化实验和连续数据采集的新考法】
(2025·浙江温州·二模)如图甲所示,冰壶运动员用冰刷擦冰,使冰面表层熔化形成厚度不同的水膜,从而改变冰壶与冰面之间的摩擦力。利用如图乙实验装置来探究冰壶所受摩擦力大小与水膜厚度的关系。小龙在水平玻璃板上涂上不同厚度的均匀水膜,用弹簧测力计测出拉冰壶运动时拉力大小,得到冰壶受到的摩擦力大小,整理实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
水膜厚度 (微米)
0
0.6
1.0
1.6
2.4
3.0
5.0
摩擦力 (牛)
3.14
1.57
0.60
0.78
0.98
1.18
1.37
(1)实验时,用弹簧测力计拉冰壶,使它在玻璃板上做匀速直线运动,能测出冰壶运动时受到的摩擦力大小,该操作的原理是 ;
(2)本实验可得出的结论是: ;
(3)擦冰会减小冰壶所受的摩擦力,但擦冰过快会导致摩擦力增大。结合实验结果和能量转化知识,解释擦冰过快导致摩擦力增大的原因。 ;
(4)小科认为拉动冰壶的速度太快会影响冰壶运动的稳定性,造成摩擦力大小变化。小龙不赞同此观点,于是他继续实验,将同一冰壶在水膜厚度为1.0微米的玻璃板上以不同的速度重复实验,获得数据如图丙。请从图像中找出说服小科的证据。 。
17.【将物理学史与科学探究方法相结合】
(2025·浙江绍兴·二模)为了解释力和运动之间存在的内在联系,科学家们提出了许多观点,如图1所示。为探究“不同阻力对物体运动的影响”,某科学小组利用相同的斜面,在水平面分别铺上毛巾、棉布和木板三种材质,做了如图2所示实验。
(1)实验时,小车每次从斜面同一位置静止滑下的目的是 ;
(2)规范操作的基础上,利用传感器采集图2实验的数据,分别绘制了小车从斜面下滑到不同水平面的速度v和时间t图象,如图3所示。则曲线②表示在 (填材质)水平面上运动的情况。依据图1中牛顿的观点,若水平面光滑,请在答题卷上画出小车的速度v和时间t图象④ ;
(3)结合图1的科学史资料,下列说法正确的是( )(填字母)。
A.伽利略通过实验直接得出物体不受力时速度保持不变
B.牛顿完全否定了笛卡尔的观点
C.科学并非一成不变的真理,而是一个不断修正和完善的过程
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第15讲 运动和力
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.【将运动学图像(v-t图)与动力学分析(受力分析)深度融合】
如图甲所示,重为5N的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变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N,下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于5N
B.在2~6s内拉力F等于7N
C.在0~6s内拉力F等于5N
D.在0~2s内拉力F等于7N
【答案】B
【详解】A.重力是竖直向下的,磁性平板对铁块吸引力是水平方向的,而且题目中没有说明这两个力的大小关系,故A错误;
B.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,根据平衡力的特点得到
f+G=F
所以拉力
F=G+f=5N+2N=7N
故B正确;
C.由选项B可知,2~6s内拉力的大小为7N,故C错误;
D.由图乙知,在0~2s内处于加速运动状态,所以竖直方向铁块受到的拉力F大于重力和摩擦力之和,即
F>G+f=5N+2N=7N
即拉力大于7N,故D错误。
故选B。
2.【将惯性知识置于交通运输安全这一真实的工程问题中】
(2025·浙江嘉兴·二模)油罐车在运输过程中,由于汽油等液体具有惯性,容易引发安全问题。因此油罐车往往在罐体中增设防波板,减小液体对罐体的冲击。下列说法错误的是( )
A.油罐车急刹车时,罐内液体会因惯性向前冲击,可能导致罐体破裂
B.油罐内的防波板是通过分散液体的冲击,从而保护罐体
C.油罐车应尽量低速行驶,因为速度越大,液体的惯性越大
D.油罐车在转弯时应提前减速,否则会因液体向一侧集中引起侧翻
【答案】C
【详解】A.油罐车急刹车时,由于罐内的液体具有惯性,会保持原来的运动状态,因此向前冲击,可能导致罐体破裂,故A正确,不符合题意;
B.油罐内的防波板可将液体分散,即通过分散液体的冲击,从而保护罐体,故B正确,不符合题意;
C.惯性是物体的属性,与物体的速度无关,故C错误,符合题意;
D.油罐车在转弯时应提前减速,由于油罐车具有惯性,速度大时,依据惯性运动的距离大,液体向一侧集中引起侧翻,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2025·浙江温州·三模)如图所示,人在潮湿地面上行走时容易滑倒。在滑倒瞬间,下列说法正确的是( )
A.此时人没有惯性
B.此时人与地面没有摩擦力
C.此时人受力不平衡
D.此时人的运动状态不改变
【答案】C
【详解】A.任何物体都有惯性,人在潮湿地面上行走时滑倒仍有惯性,故A错误;
B.人在潮湿地面上行走时滑倒,与地面之间有相对运动,受到地面的摩擦力,故B错误;
CD.在滑倒瞬间,人运动状态发生改变,处于非平衡状态,受力不平衡,故C正确,D错误。
故选C。
4.【将基础的力学概念(重力方向)与我国重大的航天成就相结合】
(2025·浙江温州·三模)“神舟19”于2025年4月30日,搭载航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽正式踏上归途,标志着中国空间站常态化运营进入新阶段。观察图中返回舱返回的过程,其重力的方向( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】重力的方向是竖直向下的,因此,返回舱返回的过程,其重力的方向如图F3,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2025·浙江·模拟预测)火箭发射升空过程中,初期做加速运动,而后做一段时间的匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空时,运动状态没有改变
B.火箭加速升空时,受到平衡力
C.火箭匀速直线升空时,运动状态没有改变
D.火箭匀速直线升空时,受到非平衡力
【答案】C
【详解】A.火箭加速升空时,速度不断的变化,故运动状态改变;故A错误;
B.火箭升空时做加速运动,不是平衡状态,受到的力不是平衡力,故B错误;
C.火箭匀速直线升空时,运动速度、方向不变,故运动状态没有改变,故C正确;
D.火箭匀速直线升空时,处于平衡状态,受平衡力的作用,故D错误。
故选C。
6.(2024·浙江杭州·二模)如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且 ,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】甲、乙两图中,木块对水平面的压力及接触面的粗糙程度相同,所以,木块以不同速度运动时,受到的滑动摩擦力相等;木块以不同速度做匀速直线运动时,拉力均与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,甲、乙两图中,木块受到的拉力大小相等。
丙图中木块上放一重物,木块对水平面的压力大于乙图中木块对水平面的压力,接触面粗糙程度不变,所以丙图中木块受到的滑动摩擦力大于乙图中木块受到的滑动摩擦力。丙图中木块做匀速直线运动,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以,丙图中木块受到的拉力大于乙图中木块受到的拉力。所以,三图中木块受到的拉力大小关系为
F甲=F乙<F丙
故C正确,ABD错误。
故选C。
7.【将力的作用效果、惯性、平衡状态等知识点与学生的亲身经历(体育活动)相关联】
将基础的力学概念(重力方向)与我国重大的航天成就相结合(2025·浙江金华·二模)对墙垫排球是今年体育中考项目之一。下列对垫排球时涉及到的力学知识分析正确的是( )
A.手垫排球时,排球的形状会发生改变
B.手垫排球时,排球对手没有力的作用
C.排球上升过程中,其惯性会逐渐减小
D.排球上升到最高点时,处于平衡状态
【答案】A
【详解】AB.手垫球时,手给球施加向上的力,力能使物体发生形变,可知球的形状会发生改变,由于力的作用是相互的,因此排球对手也有力的作用,故A正确,B错误;
C.惯性只和质量有关,可知球在上升过程中惯性大小不变,故C错误;
D.排球上升至最高点时,只受到重力作用,受力不平衡,可知不是处于平衡状态,故D错误。
故选A。
8.(2025·浙江宁波·模拟预测)图1为研究二力平衡条件的传统装置。某同学利用如图2装置代替传统装置,通过力传感器可将拉力的大小显示在电脑上,实验结果如图3所示(纵轴分别显示 和 的大小)。与传统实验相比,该实验的优点是可以( )
A.分别改变两个拉力的大小
B.确定两个拉力是作用在同一直线上
C.确定两个拉力是作用在同一物体上
D.比较两个拉力大小的连续变化过程
【答案】D
【详解】由图3可知,和 的大小变化时是连续的,每个时刻两个力的大小相等、方向相反,两个拉力的大小同时改变,与传统实验相比,该实验的优点是可以比较两个拉力大小的连续变化过程,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
9.【聚焦于核心概念的精确辨析】
(2025·浙江·二模)蛇年春晚机器人表演大放异彩,如图所示机器人工作时平端托盘在水平地面上做匀速直线运动,下列关于机器人的说法不正确的是( )
A.机器人在水平地面上运动时受到摩擦力的作用
B.机器人在地面上匀速直线运动时运动状态发生改变
C.机器人和物品受到的总重力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.机器人在地面间存在压力,且有相对运动,可知机器人在地面上运动时,受到摩擦力的作用,故A正确,不符合题意;
B.机器人在地面上匀速直线运动时,速度的大小和方向均不变,可知运动状态没有发生改变,故B错误,符合题意;
C.机器人受力平衡,与物体的总重力与地面给的支持力是一对平衡力,故C正确,不符合题意;
D.地面对机器人的支持力和机器人对地面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线、两个物体上,可知是一对相互作用力,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.(2025·浙江·模拟预测)如图是小科进行投篮时的动作,下列关于篮球离开小科的手之后,在空中运动尚未接触到地面时的说法正确的是( )
A.篮球在最高点时的速度不为零
B.篮球在下降过程中速度越来越小
C.篮球在上升过程中只受到重力作用
D.手对篮球的作用力使篮球在空中飞行
【答案】A
【详解】A.篮球离开手后,在空中运动到最高点时竖直速度为零,但水平速度不为零,故A正确;
B.篮球在下降过程中,受重力作用加速向下落,速度大小增加,故B错误;
C.篮球在上升过程中,会受到地球的重力,同时还会受到空气对它的阻力,故C错误;
D.篮球离开手后,手与篮球不再接触,此时手对篮球不再有力的作用。篮球在空中飞行是由于篮球具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动,故D错误。
故选A。
二、填空题(本题共5题,每空3分,共36分)
11.(2023·浙江·一模)为方便关门,小柯同学设计了如图甲所示的自动关门装置。把绳子的一端系在门窗上B点(如图乙),另一端系上重物。当人进来后,利用重物将门关上。使用后发现门关上的速度过快,导致门锁很容易损坏,于是提出了两条改进建议:
建议一:改变重物悬挂的点,选择 点。
建议二:改变重物的质量,选用质量 的物体。
【答案】 A 小
【详解】[1]改变重物悬挂的点,选择靠近转轴的A点,改变力的作用点,改变转动的效果。
[2]改变重物的质量,选用质量小的物体,改变力的大小,改变转动的效果。
12.(2024·浙江·一模)如图1,一物体放在水平地面上,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。
为分析物体在不同时间段内所受摩擦力的大小,同学们建构了如下的思维模型:
结合模型回答下列问题:
(1)小科先分析了图3,属于上述模型中的哪一步?答: 。
(2)第8~10秒,物体受到的摩擦力是 牛。
【答案】(1)判断运动状态
(2)2
【详解】(1)分析了图3,横坐标是时间,纵坐标是速度,描述了物体的运动状态变化过程,因而属于第二步的判断运动状态。
(2)6~8s时,物体做匀速直线运动,受力平衡,拉力与滑动摩擦力大小相等,拉力为2N,则滑动摩擦力为2N;第8~10秒,物体做减速运动,但压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为2N。
13.【考查了力的相互作用和隔离法受力分析】
在学完运动和力相关知识后,请你用所学知识解决下列问题:
(1)小李和小明分别为1.5m/s和2m/s的速度一前一后在行走,以小李为参照物,小明是 (选填“运动”或“静止”)的。小李的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是 (选填“向前”或“向后”)。
(2)小王将弹簧秤(弹簧秤重力不计)连接在两个完全相同的木块之间,用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,此时测力计的示数为 牛。
【答案】(1)运动 向后
(2)5
【详解】(1)[1]若小李和小明的速度分别为1.5米/秒和2米/秒,以小李为参照物,小明的位置发生了变化,是运动的。
[2]小李的前脚跟刚着地时,脚向前蹭地,由于力的作用是相互的,所以地面也给脚一个向后的反作用力,这个力就是脚底受到的摩擦力,因此其受到摩擦力的方向是向后。
(2)用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,整体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知整体受到的摩擦力f总=F=10N
因A、B两个木块相同(对水平面的压力相同),且接触面的粗糙程度相同,则根据影响滑动摩擦力大小的因素可知每个木块受到的摩擦力
以木块B为研究对象,因B做匀速直线运动,则木块B在水平方向上受到摩擦力和弹簧秤对它的拉力是一对平衡力,由二力平衡的条件可知,弹簧秤对B的拉力F拉=fB=5N
又因为力的作用是相互的,则木块B对弹簧秤的拉力也为5N,所以此时弹簧秤的读数为5N。
14.(2025·浙江·二模)如图所示为实验室的一种弹簧秤,它是用于测力的工具。把物体挂在弹簧秤上处于静止状态,从左边刻度(单位为N)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为g)可以测出物体在地球上的质量近似值。
(1)如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的),则刻度的重新标法应该是,左右两边刻度线不变,左边刻度线对应的数值为 ,右边刻度线对应的数值为
(选填“原值不变”“原值的6倍”或“原值的”,同上)。
(2)物体在月球上受到的重力比地球上小的主要原因是因为月球的 比地球小。
【答案】(1)原值不变 原值的6倍
(2)质量
【详解】(1)[1][2]物体放到月球上,质量不变,重力会变为地球上重力的六分之一;但弹簧的材料不变,将弹簧拉长到同样长度,需要的重力不变,因此左边刻度线对应的原值不变。在地球上,取,在弹簧秤上挂质量为的物体所受的重力为
右边的刻度线标,需要弹簧秤的指针拉到10N的位置,即左边刻度线处在10N数值的位置,在月球上就需要质量的物体才能把弹簧秤拉到10N刻度的位置;因此,在月球上,左右两边刻度线不变时,左边刻度线对应的数值为原值不变,右边刻度线对应的数值为原来的六倍。
(2)根据牛顿的万有引力定律,物体之间的吸引力与物体的质量有关,月球的质量比地球的质量小,所以物体在月球上受到的重力比地球上小。
15.(2025·浙江杭州·一模)做筷子提米实验中,将总质量为1.5千克的大米和瓶子放在桌上,此时大米所受到的重力与桌面对瓶子的支持力是否是平衡力? (“是”或“否”)。有同学将装有米的瓶子按如图1的方式在桌上敲几下,这是利用了米具有 而将大米压实;如图2竖直插入质量0.01千克的筷子把瓶子提起脱离桌面并保持静止,此时筷子受到米的摩擦力方向为
【答案】 否 惯性 竖直向下
【详解】[1]大米所受重力的施力物体是地球,受力物体是大米;桌面对瓶子的支持力施力物体是桌面,受力物体是瓶子。这两个力作用在不同物体上,不满足平衡力 “作用在同一物体上” 这一条件。所以大米所受到的重力与桌面对瓶子的支持力不是平衡力。
[2]将装有米的瓶子在桌上敲几下,瓶子受力运动状态改变,而米由于惯性要保持原来的静止状态,相对瓶子有向下运动的趋势,从而使大米之间相互挤压,达到压实的效果。这是利用了米具有惯性。
[3]当用筷子提起瓶子时,筷子有向上的趋势,米对筷子的摩擦力总与筷子可能发生的相对运动方向相反,故其方向竖直向下。
三、探究题(本题共2题,每空3分,共24分)
16.【此题引入了数字化实验和连续数据采集的新考法】
(2025·浙江温州·二模)如图甲所示,冰壶运动员用冰刷擦冰,使冰面表层熔化形成厚度不同的水膜,从而改变冰壶与冰面之间的摩擦力。利用如图乙实验装置来探究冰壶所受摩擦力大小与水膜厚度的关系。小龙在水平玻璃板上涂上不同厚度的均匀水膜,用弹簧测力计测出拉冰壶运动时拉力大小,得到冰壶受到的摩擦力大小,整理实验数据如表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
水膜厚度 (微米)
0
0.6
1.0
1.6
2.4
3.0
5.0
摩擦力 (牛)
3.14
1.57
0.60
0.78
0.98
1.18
1.37
(1)实验时,用弹簧测力计拉冰壶,使它在玻璃板上做匀速直线运动,能测出冰壶运动时受到的摩擦力大小,该操作的原理是 ;
(2)本实验可得出的结论是: ;
(3)擦冰会减小冰壶所受的摩擦力,但擦冰过快会导致摩擦力增大。结合实验结果和能量转化知识,解释擦冰过快导致摩擦力增大的原因。 ;
(4)小科认为拉动冰壶的速度太快会影响冰壶运动的稳定性,造成摩擦力大小变化。小龙不赞同此观点,于是他继续实验,将同一冰壶在水膜厚度为1.0微米的玻璃板上以不同的速度重复实验,获得数据如图丙。请从图像中找出说服小科的证据。 。
【答案】(1)二力平衡
(2)当压力相同时,冰壶所受摩擦力随着水膜厚度的增大先减小后增大,在1.0微米附近最小
(3)擦冰过快,相同时间内机械能转化为冰的内能多,使水膜变厚,导致摩擦力增大
(4)滑动摩擦力大小随速度变快基本保持不变,都约为0.6牛
【详解】(1)把冰壶放在水平玻璃板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动冰壶,冰壶在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,此时弹簧测力计示数等于冰壶所受滑动摩擦力的大小。
(2)由表格数据可知,水膜厚度变大,摩擦力先变小后变大,可得出结论:水膜厚度越大,摩擦力先减小后增大。
(3)擦冰过快导致摩擦力增大的原因:若擦冰速度过快,摩擦产生的热量使更多的冰熔化,增加水膜的厚度,导致摩擦力增大。
(4)由图丙可知,速度增大,弹簧测力计示数不变,摩擦力大小不变。
17.【将物理学史与科学探究方法相结合】
(2025·浙江绍兴·二模)为了解释力和运动之间存在的内在联系,科学家们提出了许多观点,如图1所示。为探究“不同阻力对物体运动的影响”,某科学小组利用相同的斜面,在水平面分别铺上毛巾、棉布和木板三种材质,做了如图2所示实验。
(1)实验时,小车每次从斜面同一位置静止滑下的目的是 ;
(2)规范操作的基础上,利用传感器采集图2实验的数据,分别绘制了小车从斜面下滑到不同水平面的速度v和时间t图象,如图3所示。则曲线②表示在 (填材质)水平面上运动的情况。依据图1中牛顿的观点,若水平面光滑,请在答题卷上画出小车的速度v和时间t图象④ ;
(3)结合图1的科学史资料,下列说法正确的是( )(填字母)。
A.伽利略通过实验直接得出物体不受力时速度保持不变
B.牛顿完全否定了笛卡尔的观点
C.科学并非一成不变的真理,而是一个不断修正和完善的过程
【答案】(1)使小车到达水平面的速度相同
(2)棉布
(3)C
【详解】(1)为了探究阻力对物体对应的影响,应控制小车到达斜面底端的速度相同,因此小车每次从斜面同一位置静止滑下。
(2)[1]根据图2可知,相同条件下,棉布的粗糙程度介于毛巾和木板之间,则阻力大小也介于二者之间,因此小车滑行的距离也在二者之间,因此图3曲线②表示在棉布水平面上运动。
[2]若水平面光滑,则小车不受阻力,那么它的速度将不会减小,即做匀速直线运动,如下图所示:
(3)A.伽利略没有直接得出物体不受力时的情形,是通过推测得到的,故A错误;
B.牛顿把伽利略和笛卡尔的观点融合得到牛顿第一定律,故B错误;
C.每一个科学观点被提出时,都是不完整的,是一个不断修正和完善的过程,故C正确。
故选C。
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