内容正文:
第07讲 力与运动的关系
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练考点·强知识:7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 力的作用效果
1.力可以使物体发生形变,包括弹性形变和塑性形变;
2.力可以改变物体的运动状态,包括改变物体运动的快慢和物体运动的方向。
知识点2 力与运动的关系
1.单个力作用下对物体运动状态的改变
(1)改变物体运动的快慢
①物体受到的力与其运动方向相同时,物体做加速直线运动,这个力称为动力,例如下图中小车受到向前的牵引力,使得小车做加速直线运动。
②物体受到的力与其运动方向相反时,物体做减速直线运动,这个力称为阻力。例如下图中小车受到向后的阻力,使得小车做减速直线运动。
(2)改变物体运动的方向
物体受到的力与其运动方向不在同一直线上时,物体将做曲线运动,例如下图中,绕地卫星受到地球的吸引力,与卫星运动方向垂直,不断改变着卫星的运动方向,使卫星做圆周运动。
2.物体同时受到动力和阻力时对物体运动状态的改变
(1)若动力大于阻力,则物体做加速运动;
(2)若动力小于阻力,则物体做减速运动;
(3)若动力等于阻力(即平衡力),则物体保持静止或做匀速直线运动。
知识点3 受力分析
1.受力分析关注的两个情况:物体受力情况,物体运动情况。受力情况与运动情况息息相关,要结合起来分析讨论。
2.受力分析的两个过程:
①由物体受力情况确定物体运动状态的变化;
②由物体运动状态的变化,判断物体的受力情况。
物体受力条件
物体运动状态
说明
不受力
受平衡力
静止
匀速直线运动
(平衡状态)
力不是维持运动的原因
受非平衡力
动力大于阻力
运动快慢改变
加速
力是改变物体运动状态的原因
动力小于阻力
减速
力和运动方向不在一条直线上
运动方向改变(曲线运动)
物体受力分析的步骤如下:
①首先明确研究对象,可将其从周围环境中隔离,仅分析其所受外力,暂不考虑研究对象对其他物体的作用;
②分析受力时应优先考虑重力,其次分析弹力、摩擦力等作用力,并判断物体在已知力作用下的运动状态或运动趋势;
③根据物体的运动特征及周边物体分布情况,准确判定所有作用力,确保无遗漏或多余;
④绘制研究对象的受力示意图;
⑤通过运动状态和平衡力原理验证受力分析的正确性,进而求解相关物理量或运动状态。
考点一 力的作用效果
1.下列各图中力的作用效果有一个与其它不同的是( )
A.用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出
B.灯对绳子的拉力
C.骆驼对沙漠的压力
D.跳水运动员对跳板的压力
【答案】A
【详解】用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出,棋子由静止变为运动,力改变了物体的运动状态;灯对绳子的拉力使绳子发生了形变;骆驼对沙漠的压力改变了沙漠表面的形状;跳水运动员对跳板的压力改变了跳板的形状;由此可知,A的作用效果与其它三个力所产生的作用效果不同。
故选A。
2.下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.熟透的苹果从树上落下来 B.汽车匀速转弯
C.人造卫星绕地球匀速转动 D.小孩沿直滑梯匀速下滑
【答案】D
【详解】A.熟透的苹果从树上落下来,苹果受到重力作用,重力不断改变苹果的运动速度,速度逐渐变大,运动状态不断变化,故A不符合题意;
B.汽车匀速转弯,运动方向不断变化,运动状态不断变化,故B不符合题意;
C.人造卫星绕地球匀速转动,人造卫星沿椭圆轨道运动,运动方向不断变化,运动状态不断变化,故C不符合题意;
D.小孩沿直滑梯匀速下滑,运动速度和方向都保持不变,运动状态保持不变,故D符合题意。
故选D。
3.下列各图中力的作用效果有一个与其它不同的是( )
A. 小木板对海绵的压力
B. 用力击打一颗棋子中间的一个,该棋子飞出
C. 灯对绳子的拉力
D. 跳水运动员对跳板的压力
【答案】B
【详解】A.小木板对海绵的压力使海绵发生了形变,属于力可以使物体发生形变;
B.用力击打一颗棋子中间的一个,该棋子飞出,棋子由静止到运动,力改变了物体运动状态;
C.灯对绳子的拉力使绳子发生了微小形变,属于力可以使物体发生形变;
D.跳水运动员对跳板的压力使跳板变弯,属于力可以使物体发生形变。
结合上述分析,ACD属于力可以使物体发生形变,B是改变了物体运动的状态,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
考点二 分力与合力
4.一个物体受到同一直线上的两个力的作用,当这两个力的方向相同时,合力大小为180N,当这两个力的方向相反时,合力大小为20N,则这两个力的大小分别为
A.90N 90N B.180N 20N C.100N 80N D.200N 180N
【答案】C
【详解】根据同一直线上二力的合成,当这两个力的方向相同时,F合=F1+F2=180N;
当这两个力的方向相反时,F合’=F1-F2=20N ;
解得:F1=100N,F2=80N.
所以这两个力的大小分别为100N、80N,故C正确为答案.
5.小阳用100N的力竖直向上提起一个重50N的水桶,则水桶受到的合力大小以及合力方向正确的是( )
A.合力大小为50N,合力方向竖直向上 B.合力大小为50N,合力方向竖直向下
C.合力大小为150N,合力方向竖直向上 D.合力大小为150N,合力方向竖直向下
【答案】A
【详解】已知水桶的重力G=50N,方向竖直向下,拉力F=100N,方向竖直向上,因为两个力方向相反,所以合力大小为
由于合力方向与较大的力的方向相同,则合力方向与拉力的方向相同,即竖直向上,故A正确,BCD错误。
故选A。
6.受重力为8N的小球,竖直向上抛出,它上升和下降时受到的空气阻力都是2N,则小球上升时受到的合力大小是 N,下降时受到的合力大小是 N。
【答案】 10 6
【详解】[1]小球竖直上升时,小球受到的重力方向竖直向下,由于阻力方向与运动方向相反,所以小球受到的空气阻力的方向也是竖直向下,所以小球受到的合力
[2]小球竖直下降时,小球受到的重力方向竖直向下,由于阻力方向与运动方向相反,所以小球受到的空气阻力的方向竖直向上,所以小球受到的合力
考点三 力学综合受力分析
7.小明沿水平方向推箱子前行,推力F-t和速度v-t图像如图甲、乙所示。判断正确的是( )
A.0~3s内,箱子受到地面的摩擦力为1N
B.t=5s时,箱子受到地面的摩擦力为6N
C.t=8s时,箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
D.若在t=12s时松手,箱子将做匀速直线运动
【答案】B
【详解】A. 由乙图可知,内箱子速度为0,处于静止状态,水平方向推力与静摩擦力平衡。结合甲图,此阶段推力为,因此静摩擦力也为,而非,故A错误;
B. 由乙图,内箱子匀速直线运动,推力与滑动摩擦力平衡。结合甲图,此阶段推力为,故滑动摩擦力为。滑动摩擦力仅与压力大小和接触面粗糙程度有关而与速度无关。内箱子加速运动,但压力和接触面粗糙程度不变,因此滑动摩擦力仍为,处于之间,故摩擦力为,故B正确;
C. 由乙图,内箱子减速运动,推力与摩擦力不相等,不满足“二力平衡”条件。因此时,推力与摩擦力不是平衡力,故C错误;
D. 时松手,箱子水平方向仅受摩擦力,合力与运动方向相反,因此箱子做减速运动,而非匀速直线运动,故D错误。
故选B。
8.如图所示,一只重力可忽略不计的弹簧测力计水平放置,通过两只滑轮在两端悬挂质量为500g的物体各一个,则测力计的示数为 N,测力计受到的拉力的合力是 N。
【答案】 4.9 0
【详解】[1]一只重力可忽略不计的弹簧测力计水平放置,通过两只滑轮在两端悬挂质量为500g的物体各一个,则测力计的示数为挂钩受到的拉力大小,即
[2]测力计的拉环和挂钩分别挂质量为500g的物体各一个,因此拉环和挂钩受到的拉力大小相等、方向相反,所以测力计受到的拉力的合力是0N。
1.我国著名的台球运动员丁俊晖获得过22项比赛冠军,如图所示是他打台球时的情景。下列分析不正确的是( )
A.用球杆击球时,台球的运动状态改变了,是由于球受到球杆施加的力
B.台球受到的撞击力是弹力
C.水平桌面上运动的台球没有受到摩擦力
D.台球落入球袋是因为台球受到重力
【答案】C
【详解】A.用球杆击球时,球杆对台球施加力的作用,使球的运动状态改变,故A正确,A不符合题意;
B.击球时,台球受到的撞击力是球杆发生弹性形变而对台球产生的弹力,故B正确,B不符合题意;
C.水平桌面不是绝对光滑的,在水平桌面上运动的台球受到摩擦力的作用,故C错误,C符合题意;
D.地球附近的所有物体都受到重力的作用,台球落入球袋是因为台球受到竖直向下的重力,故D正确,D不符合题意。
故选C。
2.民间有句俗语“迎客饺子送客面”。在包饺子的过程中,力的作用效果与其他几个不同的是( )
A.把菜切碎 B.把面擀成面皮
C.把面捏成饺子 D.把饺子倒入沸水中
【答案】D
【详解】A.把菜切碎,菜的形状发生了变化;
B.把面擀成面皮,面皮的形状发生了变化;
C.把面捏成饺子,面的形状发生了变化;
D.把饺子倒入沸水中,饺子的运动速度发生变化,饺子的运动状态发生变化。
综上所述,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.《村居》诗中“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面,如图所示。以下说法正确的是( )
A.越飞越高的风筝只受重力的作用
B.越飞越高的风筝相对于地面是静止的
C.风筝飞得时快时慢,它一定受到力的作用
D.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.对风筝进行受力分析可知,风筝受到拉力、风力和自身重力作用,故A错误;
B.越飞越高的风筝与地面的相对位置改变,越飞越高的风筝相对于地面是运动的,故B错误;
C.力可以改变物体的运动状态,风筝飞得时快时慢需要力的作用,故C正确;
D.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力,两力作用在两个物体上,两力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,则两力是相互作用力,故D错误。
故选C。
4.苏轼在《江城子·密州出猎》中写到:“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。”当人拉弓时,弓因受力而发生形变。下列现象中,力的作用效果与拉弓相同的是( )
A.小铁球被吸引改变运动方向 B.箭被投出
C.冰壶被推出 D.足球被踩瘪
【答案】D
【详解】拉弓射箭时,弓发生了形变,说明力能改变物体的形状;
A.小铁球被吸引改变运动方向,小球运动方向改变,即运动状态改变,说明力能改变物体运动状态,故A不符合题意;
B.箭被投出,箭由静止变成运动,运动状态改变,说明力能改变物体运动状态,故B不符合题意;
C.冰壶被推出,冰壶由静止变成运动,运动状态改变,说明力能改变物体运动状态,故C不符合题意;
D.足球被踩瘪,足球形状发生了改变,说明力能改变物体的形状,故D符合题意。
故选D。
5.一物体放在水平地面上,如图甲所示,物体所受水平拉力F随时间t的变化如图乙,物体的速度v随时间t的变化如图丙。则下列说法中正确的是( )
A.0~2s物体所受摩擦力为0N
B.2~6s物体所受摩擦力为3N
C.8~10s物体摩擦力大于2N
D.4~9s物体所受摩擦力相等
【答案】D
【详解】A.由图丙可知,0~2s物体处于静止状态,则拉力与摩擦力是一对平衡力;由图乙可知,此时物体受到的拉力为1N,则由二力平衡条件可知,物体所受静摩擦力为1N,故A错误;
BCD.由图丙可知,6~8s物体处于匀速直线运动状态,此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力;由图乙可知,此时物体受到的拉力为2N,则由二力平衡条件可知,物体所受滑动摩擦力为2N;滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关;由图丙可知,物体在2~9s都在运动,受到的摩擦力都是滑动摩擦力,而物体对水平面的压力及接触面的粗糙程度不变,所以它受到的滑动摩擦力大小不变,均为2N,故BC错误,D正确。
故选D。
6.如图所示,一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩至最短,此过程中小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F,则( )
A.F不断变大 B.F先变大后变小
C.F不断变小 D.F先变小后变大
【答案】D
【详解】铁球接触弹簧前,做自由落体运动,有一向下的速度,此时合力的方向是竖直向下的,所以铁球的速度越来越大;
铁球接触弹簧后,在整个压缩弹簧的过程中,仅受重力和弹簧弹力的作用;开始压缩时,弹簧的弹力小于物体的重力,合外力向下,铁球向下做加速运动。但随着铁球向下运动,弹簧形变量增大,弹力随之增大,合外力减小,方向向下,速度增大;在弹簧弹力增至与重力相等的瞬间,合力为零,速度最大。
此后,弹簧弹力继续增大,弹力大于重力,所以合力的方向是竖直向上的,弹力增大,重力不变,由F=G-F弹知道,合力逐渐增大,铁球做减速运动,速度逐渐减小为零,此时弹簧压缩量最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
7.中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 。
【答案】 弹性 弹 运动状态
【详解】[1][2][3]跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生形变,但起跳后,跳板形变会恢复,故属于弹性形变。
[2]跳板竖直向下形变,故产生竖直向上的弹力。
[3]运动员向上运动,运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态。
8.如图,小宇站在水平地面上的滑板车上,脚用力蹬地,车就前进,当车滑起来后,不再蹬地,车 (填“会”或“不会”)立即停止,这说明运动 (填“要”或“不要”)力来维持.车最终停下来,是 作用,这说明物体运动状态发生改变必须有 作用。
【答案】 不会 不要 受到阻力 力
【详解】[1][2][3][4]脚用力蹬地,车就前进,当车滑起来后,不再蹬地,车由于惯性,不会立即停止,说明物体的运动不需要力来维持;停止蹬地后,车最终会停下来的原因是车受到阻力的作用,说明力可以改变物体的运动状态,物体运动状态发生改变必须有力的作用。
9.如图所示,在探究“同一直线上二力合成”的实验中,两次操作,这样做的目的是为了保证力F单独作用与力F1、F2共同作用时具有相同的 ,这种研究方法叫做 。
【答案】 作用效果 等效替代法
【详解】[1][2]在实验中,都将弹簧由A拉伸到B位置,力的作用效果相同;力F的作用效果与F1、F2共同作用时作用效果相同,故力F可以等效替代F1与F2,这种研究方法叫做等效替代法。
10.跳伞运动员从飞机上跳下,打开降落伞前,下落会越来越快,此时运动员受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;打开降落伞后,运动员匀速下落至地面,则在整个下落过程中,跳伞运动员所受合力的大小变化情况是 。
【答案】 小于 先变小后不变
【详解】[1]跳伞运动员从飞机上跳下,打开降落伞前,下落越来越快,说明其运动状态是加速向下的。当物体加速运动时,合外力方向与运动方向相同。此时运动员受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,因为合外力方向向下,所以阻力小于重力。
[2]打开降落伞后,运动员匀速下落,此时处于平衡状态,所受合力为零。而在打开降落伞前,运动员所受合力等于重力减去阻力,是一个大于零的值。所以在整个下落过程中,跳伞运动员所受合力的大小变化情况是先变小后不变。
11.在如图所示的情景中,一个大人能提起一桶水,两个小孩同样能提起这桶水。这表明,大人用一个力提桶的作用效果与两小孩用两个力共同提桶的作用效果是 的(填“相同”或“不同”)。若大人用30N的力F提起水桶,小女孩用的力F2是10N,则小男孩用的力F1是 N。
【答案】 相同 20
【详解】[1][2]在如图所示的情景中,两个小孩能提起一桶水,一个大人也能提起同样的一桶水。说明两个小孩提起水桶的两个力,大人提起水桶的一个力,它们的作用效果相同,且大人的力是两个小孩的合力,则小男孩用的力F1=F﹣F2=50N﹣30N=20N
12.探究同一直线上二力的合成的实验装置如图所示,该实验应用了力能使物体 的道理。图中AE表示橡皮筋原来的长度,表示 的长度,通过比较 和 (填“a”“b”或“c”)两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小,等于这两个力大小 ,方向跟这两个力的方向相同;通过比较 和 两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小,等于这两个力大小 ,方向跟较大的那个力的方向相同。
【答案】 发生形变 橡皮筋伸长 a c 之和 b c 之差
【详解】[1]橡皮筋由于受到了力,其形状发生了改变,故该实验应用了力能使物体发生形变。
[2]图中AE表示橡皮筋原来的长度,橡皮筋由于受到了力的作用,而伸长EE’,故表示橡皮筋伸长的量。
[3][4][5]可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小,等于这两个力大小之和,需要两个力的方向相同,且合力与单个力产生相同的效果,故选a、c。
[6][7][8]由于同一直线上方向相反的两个力的合力大小,这两个力的方向不同,最后产生相同的效果,故选b、c两个实验,发现由于同一直线上方向相反的两个力的合力大小,等于这两个力大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同。
13.如图所示,弹簧左端固定于竖直墙壁,右端与物块M连接,置于粗糙水平面上,当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放,M向左最远可运动至B点。从A点向O点运动过程中,物块M所受弹簧的弹力方向是水平 ,该过程中物块M的速度变化情况是 。
【答案】 向左 先变大后变小
【详解】[1]弹簧的弹力方向总是指向弹簧试图恢复原状的方向。物块M拉至A点静止释放,此时弹簧被拉伸,因此弹簧有恢复原长的趋势。则从A点向O点运动过程中,物块M所受弹簧的弹力方向水平向左。
[2]将物块M拉至A处由静止释放,物体从A点向左运动到O点的过程中,受到向左的弹力和向右的摩擦力;开始一段时间内弹力大于摩擦力,物体向左做加速运动;随着物体向左运动,弹簧伸长量减小,弹力逐渐减小,合力减小,当合力减小到零时,速度达到最大;继续向左运动,此后由于弹力小于摩擦力,合力方向向右(与运动方向相反),则物体会继续向左做减速运动,故物块从A点运动到O点速度先增加后减小。
14.将带有重物的降落伞从高处释放,速度增大至10m/s时打开降落伞,重物下落的图像如图所示。打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力与速度满足关系式,k为定值。降落伞和重物的总质量为7.5kg。根据以上数据可以求得k= 。第1s时降落伞和重物所受力的合力大小为 N。(g取)
【答案】 3 225
【详解】[1]降落伞和重物的总重力为,由v-t图像可知,在2s-4s内,降落伞和重物以 的速度做匀速直线运动,处于平衡状态。此时,降落伞和重物受到的空气阻力与总重力是一对平衡力,大小相等,即,根据题意,空气阻力,代入数据得:,解得。
[2]由v-t图像可知,在时,降落伞和重物的速度为。此时,降落伞和重物受到的空气阻力为。
在时,降落伞和重物受到竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力Ff,这两个力方向相反。所受力的合力大小为。
15.悬索桥(如图甲)是建桥工程上的壮观景色,它的主要承重结构是悬索,悬索主要承受拉力。小明观察了悬索桥后,想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系,于是他进行了下面的探究。
(1)如图乙,用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋,依据拉力与橡皮筋的伸长量成正比,当每次把橡皮筋拉到相同位置时,可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。小明用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验,实验结果记录如下表:(拉力F是用一个力拉橡皮筋到达预定位置的力)
角度/°
0
30
45
60
90
120
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
4
①分析上表可知,两个拉力与产生的作用效果与互成的角度有关,即当作用效果相同时,互成的角度越大,两个拉力 (选填“越大”或“越小”);
②在上表中,当两个拉力互成角度为时,拉力与之和与拉力F的大小 ,当两个拉力相等且互成角度为时,此时与是一对 力,橡皮筋保持静止状态;
(2)以上实验中一个力F和两个力产生的作用效果相同,物理中把F叫作和的合力,叫作F的分力。有人说合力一定比任意一个分力大,根据上表数据你判断这种说法是 的,请根据表格中的具体数据举例说明: ;
(3)根据实验结果,请你提出在家正确安装晾衣架承重钢丝(如图丙)的建议: 。
【答案】(1) 越大 相等 平衡
(2) 错误 当与的角度为时,分力的大小与合力的大小是相同的
(3)考虑到两条钢丝的承拉能力,夹角不宜过大
【详解】(1)[1]由表格中的数据可知,角度不同,则力的大小是不同的,即两个拉力与产生的作用效果与互成的角度有关,且互成的角度越大,两个拉力越大。
[2]由表格中数据可知,当两个拉力互成角度为0时,拉力与之和为4N,拉力F也为4N,即拉力与之和与拉力F的大小相等。
[3]当两个拉力相等且互成180°时,这两个力大小相等,方向相反,在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力。
(2)[1][2]由表中的数据可知,当与的角度为120°时,分力的大小与合力的大小是相同的,故合力一定比任意一个分力大是错误的。
(3)根据实验结果可知,当合力大小不变时,两个分力的夹角越大,两个分力也越大,所以安装图丙所示的晾衣架时,要考虑到两条钢丝的承拉能力,其夹角不宜过大。
16.如图所示,把一叠棋子放在桌上,用一根薄塑料尺迅速打击底部的棋子。
(1)实验现象是被击中的棋子 ,上方的棋子 ,然后 。
(2)这堆棋子原来都处于静止状态,被击中的棋子由于受到塑料尺的 作用, 运动状态,飞了出去。而上方的多个棋子并没有受到塑料尺的力作用,由于 保持原来的静止状态,然后由于 ,掉落下来叠在底部棋子的上方。
【答案】(1) 飞出去 保持静止状态 落下来
(2) 力 改变 惯性 重力
【详解】(1)[1]当用薄塑料尺迅速打击底部棋子时,被击中的棋子受到力的作用,根据力可以改变物体的运动状态,所以被击中的棋子会飞出。
[2][3]上方的棋子由于具有惯性,要保持原来的静止状态,所以在被击中棋子飞出的瞬间,上方棋子不会立即运动。之后,上方棋子在重力的作用下,会掉落下来叠在底部棋子的上方。
(2)[1][2]这堆棋子原来都处于静止状态,被击中的棋子由于受到塑料尺的力的作用,力可以改变物体的运动状态,所以被击中的棋子改变运动状态飞了出去。
[3][4]而上方的多个棋子并没有受到塑料尺的力作用,由于物体具有惯性,会保持原来的静止状态。然后由于上方棋子受到重力的作用,掉落下来叠在底部棋子的上方。
17.用铅笔可以做很多物理小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖,手指感到疼,表明手指受到了 施加的力;
(2)用一根橡皮筋先是水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动,如图乙所示。根据橡皮筋的形变大小并应用 知识可以比较出两种情况下摩擦力的大小,从而可知在其他条件一定时,滚动摩擦比滑动摩擦 ;
(3)如图丙所示,用两手指水平压住铅笔的两端,用力压时两个手指的感觉不同,说明在压力一定时,压力的作用效果跟 有关。
【答案】 铅笔尖 二力平衡 小 受力面积
【详解】(1)[1]手指压铅笔尖,对铅笔尖施加一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,铅笔尖对手指产生一个向上的力,使手指感觉到疼。
(2)[2][3]用橡皮筋水平拉动书本做匀速直线运动时,橡皮筋对书本的拉力和书本受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。而橡皮筋的形变越大,对书本的拉力越大。在书下垫几支圆铅笔,书本和铅笔之间的摩擦是滚动摩擦,在其他条件相同时,相比滑动摩擦力,橡皮筋的形变较小,拉力较小,摩擦力也较小。
(3)[4] 用两手指水平压住铅笔的两端,两手指对铅笔的作用力是一对平衡力,大小相等。又因为力的作用是相互的,相互作用力大小相等,铅笔对两手指产生相等的压力,但铅笔两端与手的接触面积不同,尖的一端受力面积小,手指凹陷的深,感觉更痛一些,说明在压力一定时,压力的作用效果跟受力面积大小有关。
18.小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来,而在冰雪路面上不容易停下来。
(1)由此小刚猜想:滑动摩擦力的大小可能与 有关。于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图(1)所示的实验;
(2)实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使其做 运动,根据 的知识,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(3)小刚通过比较 两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想;
(4)小刚还发现,汽车速度越快,越不容易停下来。他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。由此,他改进探究实验的装置,如图(2)A所示,电动传送带做匀速运动,当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如题图(2)B所示;(忽略滑轮的摩擦)
①木块相对地面静止时,木块受到的摩擦力大小为 N;
②小刚改变传送带速度,根据实验数据绘制的速度与时间(v-t)和拉力与时间(F-t)的关系图像,如图(2)图C、D所示,分析图像可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小 (选填“有关“或“无关”),理由是: 。
【答案】 接触面的粗糙程度 匀速直线 二力平衡 甲、乙 4 无关 摩擦力的大小与速度无关,滑动摩擦力的大小不变
【详解】(1)[1]由题中情境可知,柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同,故可猜想到摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
(2)[2][3]摩擦力和弹簧测力计的拉力是相当于水平方向上方向相反的一对力,若物体做匀速直线运动,此时摩擦力和弹簧测力计的拉力就是水平方向的一对平衡力,读出弹簧测力计的示数,就等于摩擦力。
(3)[4]要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系,需要控制压力的大小不变,改变接触面的粗糙程度,由三幅图中可知甲乙符合要求。
(4)①[5]木块相对地面静止时,木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.0N,所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N。
②[6][7]根据图像可知,在速度不同时,摩擦力的大小是相同的,即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关,当速度发生变化时,滑动摩擦力的大小不变。
19.小明发现生活中的桥千差万别,各具特色。有些桥是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考:所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行,那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗?哪种桥容易被压坏?
为此小明将汽车通过凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图甲所示的模型,A点是凸形桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图乙所示,汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的质量、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度等因素有关。
小明让玩具小车通过图甲的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道),这就模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。
请回答下列问题:
(1)玩具小车在图甲的曲线轨道匀速前进,它的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
(2)玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(3)实验时,小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点,收集到压力显示器显示的数据如下表所示。
实验次序
速度
玩具小车的重力
玩具小车对凸形桥A点的压力
玩具小车对凹形桥B点的压力
1
2.00
1.80
2.40
2
2.00
1.60
2.80
3
2.00
1.50
3.00
4
3.00
2.70
3.60
5
3.00
2.40
4.20
6
3.00
2.25
4.50
①分析第1、4(或2、5或3、6)次实验数据,可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
②分析第1、2、3(或4、5、6)次实验数据可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
③由表中数据可知:一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时,容易被压坏的是 (选填“A”或“B”)点。
【答案】(1)改变
(2)相互作用力
(3) 重力 速度 B
【详解】(1)玩具小车在图甲的曲线轨道匀速前进,速度大小不变,但运动方向改变,所以它的运动状态是改变的。
(2)玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力大小相等、方向相反、作用在不同物体上,是一对相互作用力。
(3)[1]分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据,小车的速度相等,重力不同,对凸(凹)形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关。
[2]分析1、2、3次实验数据,小车的重力相同,速度不相等,对凸(凹)形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关。
[3]分析表中任意一次实验数据可知:当重力、速度相同时,小车对B点的压力更大,所以容易压坏桥的是B点。
20.嫦娥四号月背之旅
月球是地球的天然卫星,月球绕地球公转的周期与自转周期相同,所以月球总是同一面背对地球,这一面被称为月球背面。物体在月球上的重力只有地球上的。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题,我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程,最终在月球背面软着陆,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”,工作人员给它研制了4条强有力的“腿”,让它既能平稳着陆,又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力,防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上,还“长着”脸盆一样的圆形“大脚掌”(如图乙所示)。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件,可以有效分散冲击力。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成,2019年1月3日,巡视器与着陆器成功分离,“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg,是世界上质量最小的月球车。
阅读短文,回答问题:
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,运动状态 (选填“改变”或“不变”);
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可 (选填“减小”或“增大”)对月面的压强;
(3)“玉兔二号”底部6个带齿纹的轮子利用 的方法有效增大了与月面间的摩擦;
【答案】 改变 减小 增大接触面粗糙程度
【详解】(1)[1]“鹊桥”中继星在轨道上运行时,运动方向在不断改变,即运动状态不断改变。
(2)[2] 嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”通过增大受力面积来减小对月面的压强。
(3)[3] “玉兔二号”采用带齿纹的轮子,通过增大接触面粗糙程度来增大与月面之间的摩擦。
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第07讲 力与运动的关系
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练考点·强知识:7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 力的作用效果
1.力可以使物体发生形变,包括弹性形变和塑性形变;
2.力可以改变物体的运动状态,包括改变物体运动的快慢和物体运动的方向。
知识点2 力与运动的关系
1.单个力作用下对物体运动状态的改变
(1)改变物体运动的快慢
①物体受到的力与其运动方向相同时,物体做加速直线运动,这个力称为动力,例如下图中小车受到向前的牵引力,使得小车做加速直线运动。
②物体受到的力与其运动方向相反时,物体做减速直线运动,这个力称为阻力。例如下图中小车受到向后的阻力,使得小车做减速直线运动。
(2)改变物体运动的方向
物体受到的力与其运动方向不在同一直线上时,物体将做曲线运动,例如下图中,绕地卫星受到地球的吸引力,与卫星运动方向垂直,不断改变着卫星的运动方向,使卫星做圆周运动。
2.物体同时受到动力和阻力时对物体运动状态的改变
(1)若动力大于阻力,则物体做加速运动;
(2)若动力小于阻力,则物体做减速运动;
(3)若动力等于阻力(即平衡力),则物体保持静止或做匀速直线运动。
知识点3 受力分析
1.受力分析关注的两个情况:物体受力情况,物体运动情况。受力情况与运动情况息息相关,要结合起来分析讨论。
2.受力分析的两个过程:
①由物体受力情况确定物体运动状态的变化;
②由物体运动状态的变化,判断物体的受力情况。
物体受力条件
物体运动状态
说明
不受力
受平衡力
静止
匀速直线运动
(平衡状态)
力不是维持运动的原因
受非平衡力
动力大于阻力
运动快慢改变
加速
力是改变物体运动状态的原因
动力小于阻力
减速
力和运动方向不在一条直线上
运动方向改变(曲线运动)
物体受力分析的步骤如下:
①首先明确研究对象,可将其从周围环境中隔离,仅分析其所受外力,暂不考虑研究对象对其他物体的作用;
②分析受力时应优先考虑重力,其次分析弹力、摩擦力等作用力,并判断物体在已知力作用下的运动状态或运动趋势;
③根据物体的运动特征及周边物体分布情况,准确判定所有作用力,确保无遗漏或多余;
④绘制研究对象的受力示意图;
⑤通过运动状态和平衡力原理验证受力分析的正确性,进而求解相关物理量或运动状态。
考点一 力的作用效果
1.下列各图中力的作用效果有一个与其它不同的是( )
A.用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出
B.灯对绳子的拉力
C.骆驼对沙漠的压力
D.跳水运动员对跳板的压力
2.下列给出的现象中,物体运动状态没有发生改变的是( )
A.熟透的苹果从树上落下来 B.汽车匀速转弯
C.人造卫星绕地球匀速转动 D.小孩沿直滑梯匀速下滑
3.下列各图中力的作用效果有一个与其它不同的是( )
A. 小木板对海绵的压力
B. 用力击打一颗棋子中间的一个,该棋子飞出
C. 灯对绳子的拉力
D. 跳水运动员对跳板的压力
考点二 分力与合力
4.一个物体受到同一直线上的两个力的作用,当这两个力的方向相同时,合力大小为180N,当这两个力的方向相反时,合力大小为20N,则这两个力的大小分别为
A.90N 90N B.180N 20N C.100N 80N D.200N 180N
5.小阳用100N的力竖直向上提起一个重50N的水桶,则水桶受到的合力大小以及合力方向正确的是( )
A.合力大小为50N,合力方向竖直向上 B.合力大小为50N,合力方向竖直向下
C.合力大小为150N,合力方向竖直向上 D.合力大小为150N,合力方向竖直向下
6.受重力为8N的小球,竖直向上抛出,它上升和下降时受到的空气阻力都是2N,则小球上升时受到的合力大小是 N,下降时受到的合力大小是 N。
考点三 力学综合受力分析
7.小明沿水平方向推箱子前行,推力F-t和速度v-t图像如图甲、乙所示。判断正确的是( )
A.0~3s内,箱子受到地面的摩擦力为1N
B.t=5s时,箱子受到地面的摩擦力为6N
C.t=8s时,箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
D.若在t=12s时松手,箱子将做匀速直线运动
8.如图所示,一只重力可忽略不计的弹簧测力计水平放置,通过两只滑轮在两端悬挂质量为500g的物体各一个,则测力计的示数为 N,测力计受到的拉力的合力是 N。
1.我国著名的台球运动员丁俊晖获得过22项比赛冠军,如图所示是他打台球时的情景。下列分析不正确的是( )
A.用球杆击球时,台球的运动状态改变了,是由于球受到球杆施加的力
B.台球受到的撞击力是弹力
C.水平桌面上运动的台球没有受到摩擦力
D.台球落入球袋是因为台球受到重力
2.民间有句俗语“迎客饺子送客面”。在包饺子的过程中,力的作用效果与其他几个不同的是( )
A.把菜切碎 B.把面擀成面皮
C.把面捏成饺子 D.把饺子倒入沸水中
3.《村居》诗中“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面,如图所示。以下说法正确的是( )
A.越飞越高的风筝只受重力的作用
B.越飞越高的风筝相对于地面是静止的
C.风筝飞得时快时慢,它一定受到力的作用
D.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力是一对平衡力
4.苏轼在《江城子·密州出猎》中写到:“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼。”当人拉弓时,弓因受力而发生形变。下列现象中,力的作用效果与拉弓相同的是( )
A.小铁球被吸引改变运动方向 B.箭被投出
C.冰壶被推出 D.足球被踩瘪
5.一物体放在水平地面上,如图甲所示,物体所受水平拉力F随时间t的变化如图乙,物体的速度v随时间t的变化如图丙。则下列说法中正确的是( )
A.0~2s物体所受摩擦力为0N
B.2~6s物体所受摩擦力为3N
C.8~10s物体摩擦力大于2N
D.4~9s物体所受摩擦力相等
6.如图所示,一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩至最短,此过程中小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F,则( )
A.F不断变大 B.F先变大后变小
C.F不断变小 D.F先变小后变大
7.中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 。
8.如图,小宇站在水平地面上的滑板车上,脚用力蹬地,车就前进,当车滑起来后,不再蹬地,车 (填“会”或“不会”)立即停止,这说明运动 (填“要”或“不要”)力来维持.车最终停下来,是 作用,这说明物体运动状态发生改变必须有 作用。
9.如图所示,在探究“同一直线上二力合成”的实验中,两次操作,这样做的目的是为了保证力F单独作用与力F1、F2共同作用时具有相同的 ,这种研究方法叫做 。
10.跳伞运动员从飞机上跳下,打开降落伞前,下落会越来越快,此时运动员受到的阻力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力;打开降落伞后,运动员匀速下落至地面,则在整个下落过程中,跳伞运动员所受合力的大小变化情况是 。
11.在如图所示的情景中,一个大人能提起一桶水,两个小孩同样能提起这桶水。这表明,大人用一个力提桶的作用效果与两小孩用两个力共同提桶的作用效果是 的(填“相同”或“不同”)。若大人用30N的力F提起水桶,小女孩用的力F2是10N,则小男孩用的力F1是 N。
12.探究同一直线上二力的合成的实验装置如图所示,该实验应用了力能使物体 的道理。图中AE表示橡皮筋原来的长度,表示 的长度,通过比较 和 (填“a”“b”或“c”)两种情况,可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小,等于这两个力大小 ,方向跟这两个力的方向相同;通过比较 和 两种情况,可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小,等于这两个力大小 ,方向跟较大的那个力的方向相同。
13.如图所示,弹簧左端固定于竖直墙壁,右端与物块M连接,置于粗糙水平面上,当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放,M向左最远可运动至B点。从A点向O点运动过程中,物块M所受弹簧的弹力方向是水平 ,该过程中物块M的速度变化情况是 。
14.将带有重物的降落伞从高处释放,速度增大至10m/s时打开降落伞,重物下落的图像如图所示。打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力与速度满足关系式,k为定值。降落伞和重物的总质量为7.5kg。根据以上数据可以求得k= 。第1s时降落伞和重物所受力的合力大小为 N。(g取)
15.悬索桥(如图甲)是建桥工程上的壮观景色,它的主要承重结构是悬索,悬索主要承受拉力。小明观察了悬索桥后,想知道两个拉力产生的作用效果与互成的角度有什么关系,于是他进行了下面的探究。
(1)如图乙,用两个互成角度的弹簧测力计拉固定在木板上的橡皮筋,依据拉力与橡皮筋的伸长量成正比,当每次把橡皮筋拉到相同位置时,可以认为这两个拉力产生的作用效果相同。小明用两个大小相等的拉力拉同一根橡皮筋完成了实验,实验结果记录如下表:(拉力F是用一个力拉橡皮筋到达预定位置的力)
角度/°
0
30
45
60
90
120
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
2
2.1
2.2
2.3
2.8
4
拉力
4
①分析上表可知,两个拉力与产生的作用效果与互成的角度有关,即当作用效果相同时,互成的角度越大,两个拉力 (选填“越大”或“越小”);
②在上表中,当两个拉力互成角度为时,拉力与之和与拉力F的大小 ,当两个拉力相等且互成角度为时,此时与是一对 力,橡皮筋保持静止状态;
(2)以上实验中一个力F和两个力产生的作用效果相同,物理中把F叫作和的合力,叫作F的分力。有人说合力一定比任意一个分力大,根据上表数据你判断这种说法是 的,请根据表格中的具体数据举例说明: ;
(3)根据实验结果,请你提出在家正确安装晾衣架承重钢丝(如图丙)的建议: 。
16.如图所示,把一叠棋子放在桌上,用一根薄塑料尺迅速打击底部的棋子。
(1)实验现象是被击中的棋子 ,上方的棋子 ,然后 。
(2)这堆棋子原来都处于静止状态,被击中的棋子由于受到塑料尺的 作用, 运动状态,飞了出去。而上方的多个棋子并没有受到塑料尺的力作用,由于 保持原来的静止状态,然后由于 ,掉落下来叠在底部棋子的上方。
17.用铅笔可以做很多物理小实验。
(1)如图甲所示,手指压铅笔尖,手指感到疼,表明手指受到了 施加的力;
(2)用一根橡皮筋先是水平匀速拉动放在桌面上的一本书,然后在书下垫几支圆铅笔,再匀速拉动,如图乙所示。根据橡皮筋的形变大小并应用 知识可以比较出两种情况下摩擦力的大小,从而可知在其他条件一定时,滚动摩擦比滑动摩擦 ;
(3)如图丙所示,用两手指水平压住铅笔的两端,用力压时两个手指的感觉不同,说明在压力一定时,压力的作用效果跟 有关。
18.小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来,而在冰雪路面上不容易停下来。
(1)由此小刚猜想:滑动摩擦力的大小可能与 有关。于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图(1)所示的实验;
(2)实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使其做 运动,根据 的知识,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(3)小刚通过比较 两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想;
(4)小刚还发现,汽车速度越快,越不容易停下来。他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。由此,他改进探究实验的装置,如图(2)A所示,电动传送带做匀速运动,当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如题图(2)B所示;(忽略滑轮的摩擦)
①木块相对地面静止时,木块受到的摩擦力大小为 N;
②小刚改变传送带速度,根据实验数据绘制的速度与时间(v-t)和拉力与时间(F-t)的关系图像,如图(2)图C、D所示,分析图像可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小 (选填“有关“或“无关”),理由是: 。
19.小明发现生活中的桥千差万别,各具特色。有些桥是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考:所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行,那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗?哪种桥容易被压坏?
为此小明将汽车通过凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图甲所示的模型,A点是凸形桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图乙所示,汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的质量、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度等因素有关。
小明让玩具小车通过图甲的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道),这就模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。
请回答下列问题:
(1)玩具小车在图甲的曲线轨道匀速前进,它的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
(2)玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(3)实验时,小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点,收集到压力显示器显示的数据如下表所示。
实验次序
速度
玩具小车的重力
玩具小车对凸形桥A点的压力
玩具小车对凹形桥B点的压力
1
2.00
1.80
2.40
2
2.00
1.60
2.80
3
2.00
1.50
3.00
4
3.00
2.70
3.60
5
3.00
2.40
4.20
6
3.00
2.25
4.50
①分析第1、4(或2、5或3、6)次实验数据,可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
②分析第1、2、3(或4、5、6)次实验数据可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
③由表中数据可知:一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时,容易被压坏的是 (选填“A”或“B”)点。
20.嫦娥四号月背之旅
月球是地球的天然卫星,月球绕地球公转的周期与自转周期相同,所以月球总是同一面背对地球,这一面被称为月球背面。物体在月球上的重力只有地球上的。
月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题,我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程,最终在月球背面软着陆,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”,工作人员给它研制了4条强有力的“腿”,让它既能平稳着陆,又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力,防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上,还“长着”脸盆一样的圆形“大脚掌”(如图乙所示)。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件,可以有效分散冲击力。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成,2019年1月3日,巡视器与着陆器成功分离,“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg,是世界上质量最小的月球车。
阅读短文,回答问题:
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,运动状态 (选填“改变”或“不变”);
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可 (选填“减小”或“增大”)对月面的压强;
(3)“玉兔二号”底部6个带齿纹的轮子利用 的方法有效增大了与月面间的摩擦;
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