内容正文:
第八章运动和力自主检测
一、单选题:本大题共8小题,共24分。
1.各种自然现象之间的联系是科学家们关心的问题。下列关于力与运动的关系说法正确的是( )
A. 图甲:不再推动的秋千最终会停下来,这是因为秋千没有惯性
B. 图乙:若水平面光滑,小车将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持
C. 图丙:若跳远运动员达到最高点时所受外力全部消失,运动员将保持静止
D. 图丁:若竖直上升的篮球达到最高点时所受外力全部消失,篮球将竖直下落
2.小周同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后回家做了一个模型,如图所示。自行车下方通过绳子挂有一个钩码,当自行车静止在钢丝上时,下列说法正确的是( )
A. 自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
B. 绳子对所挂钩码的拉力与钩码重力是一对相互作用力
C. 自行车对钢丝的压力大于钢丝对自行车的支持力
D. 绳子对钩码的拉力与钩码的重力是一对平衡力
3.如图是某同学进行排球训练的场景。若排球的重力为G、所受阻力为f,则排球仅在这两个力的作用下在空中竖直加速下落的过程中,它所受合力的大小和方向为( )
A. 大小为,方向为竖直向上 B. 大小为,方向为竖直向上
C. 大小为,方向为竖直向下 D. 大小为,方向为竖直向下
4.下列冬奥会的场景中,能用惯性知识解释的是( )
A. 速滑运动员在交接时,后面的运动员用力推前面准备交接的运动员使他增速
B. 运动员将冰壶推出后,冰壶能在水平冰面上继续滑行一段距离
C. 越野滑雪运动员从斜坡上下滑时,即使不用力滑,速度也会越来越大
D. 跳台滑雪运动员腾空后最终落回地面
5.以下做法能减小摩擦力的是( )
A. 机器转轴处加润滑油 B. 用力压着黑板擦擦黑板
C. 鞋底做成凹凸不平的槽纹 D. 体操运动员在手上涂镁粉
6.小明同学利用如图所示的装置探究阻力对物体运动的影响,实验过程及相关现象如图甲、乙、丙所示。下列有关叙述( )
①运动的小车会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因
②每次实验都要控制小车在水平面上的初始速度相同
③实验表明小车受到的摩擦力越小,运动距离越远
④根据图甲、乙、丙的实验现象,可直接得出牛顿第一定律
A. 只有①②正确 B. 只有①③④正确 C. 只有①②③正确 D. 只有②③④正确
7.如图1,列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,忽略桌面对小球b的摩擦及空气阻力的影响。列车启动时,图2画出的四种情况中可能出现的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
8.如图甲所示,水平桌面上有物体A、B,B在的作用下向右做匀速直线运动;如图乙所示,A、B用轻绳水平连接后,在和共同作用下一起向左做匀速直线运动,水平拉力,。关于图乙,下列说法( )
①桌面对B的摩擦力方向向左
②与桌面之间的摩擦力为7N
③与桌面之间的摩擦力为4N
④轻绳的拉力为10N
A. 只有③正确 B. 只有②③正确 C. 只有①④正确 D. 只有③④正确
二、填空题:本大题共4小题,共16分。
9.如图所示,小佳用斜向上的力拉动木块在相同的水平面上做匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力大小为F,那么相比水平匀速拉动,此滑动摩擦力将 选填“变大”“变小”或“不变”,此时木块所受的力是 选填“平衡”或“非平衡”力;若小佳用更大的方向不变的力拉着木块向右做加速直线运动,木块的惯性将 选填“变大”“变小”或“不变”。
10.在劳动实践活动中,小明用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动。如图所示,在此过程中,小明认为货物在水平方向上不受摩擦力的作用,而小华认为货物在水平方向上受到摩擦力的作用。你认为 选填“小明”或“小华”的观点正确,简要说明你的判断依据: 。
11.如图所示,带有气泡的水瓶静止在粗糙的水平桌面上,当瓶突然相对于桌面向右滑动时,可观察到水中气泡相对于瓶向 运动,此过程中桌面对瓶的摩擦力方向水平向 。
12.小明用图示装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,木块与木板之间摩擦力的大小可通过传感器显示。当拉动木板时 选填“必须”或“不必”保持匀速。在木块上增加钩码,传感器显示的力的大小将 选填“变大”“变小”或“不变”。
三、计算题:本大题共1小题,共10分。
13.如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量为45kg。送餐机器人送餐时做匀速直线运动,其受到的摩擦力为总重力的倍。该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时,求:取
此次送餐过程中,该送餐机器人所受的总重力;
此次送餐过程中,该送餐机器人所受牵引力的大小。
四、实验探究题:本大题共2小题,共24分。
14.某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究二力平衡的条件”实验。实验中所用钩码规格相同
实验时应选择较 选填“光滑”或“粗糙”的桌面;
如图甲所示,当左右两端同时挂两个钩码时,小车静止,此时、的大小 ,方向 ;
在图甲实验的基础上,将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动状态,这样做的目的是探究二力平衡时两个力是否作用在 ;
为了探究二力平衡时两个力是否作用在同一个物体上,用轻质硬纸片代替小车做实验,如图乙所示,要对硬纸片进行的操作是 。
15.小明对滑动摩擦力的大小与哪些因素有关进行了探究。
根据生活经验,小明发现:手掌压在桌面上滑动的过程中,向下用力越大,手掌受到的阻碍越大;桌面越粗糙,滑起来越费力。于是猜想:滑动摩擦力的大小可能与 有关,也可能与接触面的粗糙程度有关。
如图为小明做实验时的情境,用弹簧测力计水平拉着木块沿水平长木板做匀速直线运动,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。甲实验中,木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
小明设计了一个记录数据的表格,请将表中①②处的内容填写完整。
实验序号
接触面情况
①
②
甲
木块与较光滑的A木板
乙
木块与较光滑的A木板
丙
木块与较粗糙的B木板
通过比较 填实验序号两次实验得出的结论,可以解释“桌面越粗糙,滑起来越费力”这一现象。
五、综合题:本大题共2小题,共26分。
16.如图甲所示,小车在水平路面上向右沿直线匀速行驶,在密闭车厢内粗糙程度相同的地板上放着一个木块,木块相对车厢静止不动。忽略空气阻力
请在图乙虚线框中画出此时木块所受到的力的示意图点代表木块。
某一时刻,木块紧贴着地板相对车厢向左滑动,则小车可能向右 选填“加速”或“减速”请在图丙虚线框中画出此时木块在水平方向上所受到的力的示意图点代表木块。 木块在滑动的过程中所受到的摩擦力大小 选填“保持不变”或“发生改变”。
17.阅读短文,回答问题。
阻尼器
为了减小强风对建筑物的影响,防止高空强风及台风吹拂造成的摇晃,高层建筑通常会安装调谐质量阻尼器。中国最高建筑上海中心大厦的高度为632m,如图甲所示。上海中心大厦125层用12根钢索悬挂了被称为“上海慧眼”的质量为1000t的“铁块”,即调谐质量阻尼器,其实物如图乙所示,其结构如图丙所示。当强风吹动大厦晃动时,1000 t的“铁块”几乎不动,这样可以有效降低大厦晃动幅度。
请回答:
原来大厦和“铁块”都处于静止状态,当大厦出现晃动时,“铁块”由于 仍然停留在原位不动。
为什么要用质量如此巨大的“铁块”?
为了更好地降低大厦晃动幅度,会安装传感器检测风速大小和风向。若某一瞬间大厦向南倾斜,传感器连接的自动装置会通过调整悬挂“铁块”的钢索,使“铁块”向 摆动来减弱大厦的晃动。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】不再推动的秋千最终会停下来,是因为秋千受到阻力如空气阻力、秋千与悬挂点之间的摩擦力等的作用,惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,故A错误。
根据牛顿第一定律,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,若水平面光滑,小车不受摩擦力,将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B正确。
跳远运动员达到最高点时,在水平方向具有速度,若此时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,运动员将保持此时的运动状态,即沿水平方向做匀速直线运动,故C错误。
竖直上升的篮球达到最高点时,速度为零,若此时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,篮球将保持静止状态,故 D错误。
2.【答案】D
【解析】自行车的重力与钢丝对自行车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
自行车对钢丝的压力和钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力,大小相等,故C错误;
绳子对钩码的拉力与钩码的重力大小相等、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,不是一对相互作用力,故B错误,D正确。
3.【答案】D
【解析】当排球竖直加速下落时,重力G的方向竖直向下,阻力f的方向竖直向上,且重力大于阻力,则两个力的合力等于两力大小之差,即合力,方向竖直向下,故选D。
4.【答案】B
【解析】后面的运动员用力推前面准备交接的运动员使他增速,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
推出去的冰壶在水平冰面上继续滑行是因为冰壶具有惯性,故B正确;
滑雪运动员从斜坡上下滑时速度越来越大,是由于其受重力作用,与惯性无关,故 C错误;
跳台滑雪运动员腾空后受竖直向下的重力,重力使其最终落回地面,故D错误。
5.【答案】A
【解析】机器转轴处加润滑油可以在接触面形成油膜,使接触面分离,从而减小摩擦力,故A符合题意;用力压着黑板擦擦黑板是通过增大压力来增大摩擦力,故B不符合题意;鞋底做成凹凸不平的槽纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;体操运动员在手上涂镁粉是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,故D不符合题意。故选A。
6.【答案】C
【解析】运动的小车停下来,其运动状态发生了改变,说明力能改变物体的运动状态,故①正确。
实验中让小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑,是为了让小车每次到达水平面时速度相同,便于得出小车滑行的距离与摩擦力的关系,故②正确。
小车在木板表面运动的距离最远,说明小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,速度减小得越慢,故③正确。
接触面越光滑,摩擦力越小,小车的速度减小得越慢,由此推理得出假如小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的,故④错误。
7.【答案】A
【解析】列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,列车启动后,车厢由于受到牵引力的作用而改变运动状态;忽略桌面对b的摩擦及空气阻力的影响,b在水平方向没有受到力的作用,小球b由于具有惯性将保持静止,即小球b相对于路灯a的位置不发生改变,故选A。
8.【答案】A
【解析】如图甲,B在的作用下向右做匀速直线运动,其受力平衡,B受到的摩擦力,图乙中B向左做匀速直线运动时,因压力大小和接触面的粗糙程度都不变,则B与桌面间的摩擦力仍为
如图乙,A、B用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向左做匀速直线运动,整体受力平衡;
由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反,则A、B受到的摩擦力都向右;整体在水平方向上受到、、桌面对A向右的摩擦力和桌面对B向右的摩擦力,整体受力平衡,则,即,解得,即A与桌面间的摩擦力为
对乙图中的B进行受力分析可知,B在水平方向上受轻绳的拉力、和向右的摩擦力,所以轻绳的拉力。故选A。
9.【答案】变小
平衡
不变
【解析】 斜向上拉动木块做匀速直线运动,相比水平匀速拉动,接触面粗糙程度不变,但压力变小,故滑动摩擦力变小;木块做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用;惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,木块质量不变,其惯性不变。
10.【答案】小明
货物随车一起水平向右做匀速直线运动,货物与车之间没有相对运动或相对运动趋势
【解析】货物随车一起水平向右做匀速直线运动,货物与车之间没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物不受摩擦力作用,只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力,故小明的观点正确。
11.【答案】右
左
【解析】瓶向右滑动时,水由于惯性保持静止,相对瓶向左运动,气泡被水推向右,气泡相对于瓶向右运动;瓶相对桌面向右运动,桌面对瓶的摩擦力方向水平向左。
12.【答案】不必
变大
【解析】拉动木板时,不管匀速还是变速,都不影响木块对木板的压力,也不影响两者接触面的粗糙程度,即不影响摩擦力,故拉动木板时不必保持匀速;在木块上增加钩码,木块对木板的压力增大,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力增大,所以传感器显示的力变大。
13.【答案】送餐机器人所受的总重力
送餐机器人做匀速直线运动,所受的牵引力等于所受的摩擦力,为。
14.【答案】光滑
相等
相反
同一直线上
用剪刀将硬纸片从中间剪开
【解析】把小车放在较光滑的水平桌面上,小车受到的摩擦力较小,摩擦力对实验的影响较小,对实验结论影响较小;
当小车两端所挂钩码质量相等时,小车在水平方向受到的拉力大小相等,方向相反,小车处于静止状态;
保持两边钩码质量相等,将小车在桌面上旋转一个角度后释放,小车受到的两个拉力没有作用在同一直线上,小车会转动,直到两个拉力作用在同一条直线上,这样做是为了探究二力平衡时两个力是否作用在同一直线上;
为了验证二力平衡时两个力是否作用在同一个物体上,可以用剪刀将硬纸片从中间剪开,看硬纸片能否处于静止状态。
15.【答案】压力大小
压力大小情况
弹簧测力计示数
/
或滑动摩擦力的大小
乙、丙
【解析】手掌压在桌面上滑动的过程中,向下用力越大,手掌受到的阻碍越大,可以猜想滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关。
由图甲可知,弹簧测力计的分度值为,示数为。木块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,故木块受到的滑动摩擦力大小为。
本实验运用控制变量法,滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,表格中已经有“接触面情况”一栏,故另一栏需要记录压力大小情况,最后还要记录滑动摩擦力的大小,用以分析结果。注意滑动摩擦力的大小需要记录物理量数据,故应该带单位。
“桌面越粗糙,滑起来越费力”说明接触面的粗糙程度影响滑动摩擦力的大小。实验中要探究这个猜想需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,故应该选择乙、丙。
16.【答案】
加速
保持不变
【解析】小车在水平路面上向右沿直线匀速行驶,木块相对车厢静止不动,木块与地板之间没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,所以水平方向上不受力;木块竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;
某一时刻,木块相对车厢地板向左滑动,则小车可能向右加速;由于滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动,故木块受到的摩擦力方向是水平向右的;木块在滑动的过程中,对接触面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小保持不变。
17.【答案】惯性
惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,要让“铁块”的惯性足够大,“铁块”的质量一定要大。
北
【解析】原来大厦和“铁块”都处于静止状态,当大厦出现晃动时,“铁块”由于惯性仍然停留在原位不动。
惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,要想拉住几百米高的大厦,要让“铁块”的惯性足够大,所以“铁块”的质量一定要大。
若某一瞬间大厦向南倾斜,要减弱大厦的晃动,需使“铁块”向北运动。
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