2026年中考物理一轮复习 第八讲 力
2026-02-04
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内容正文:
第8讲 力
考点一 力
力与力的作用效果
一、力
1、定义:力是 对 的作用,产生力的作用时,至少存在两个物体,一个物体叫 ,另一个物体叫 。力用字母F表示。
2、单位:在国际单位制中,力的单位是 ,简称为牛,符号是N。
3、常见力的大小
托起两个鸡蛋用力约 N;一个中学生对地面的压力约 N;托起一本物理课本所用的力约为 N。
4、对力的理解
(1)相对独立性:力不能脱离物体而存在;
(2)同时性:物体间力的作用是同时产生、同时消失的。
二、力的作用效果
1、力能改变物体的形状,使它发生 。
2、力可以改变物体的 。
【注意】运动状态是指物体运动速度的大小和方向,物体运动的速度或方向发生改变都叫物体的运动状态发生了改变。
力的三要素和力的示意图
一、力的三要素
1、定义:力的 、 和 叫作力的三要素。
二、力的示意图
1、力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段表示力,该线段要把力的 表示出来,如图所示。其中线段的长短表示力的大小;箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。
2、力的示意图的画法
(1)确定 物体;
(2)确定力的作用点,作用点必须画在受力物体上,通常画在物体的 上;
(3)再沿力的方向画一条线段,在线段的末端画箭头表示力的方向,有时还在箭头的旁边标出力的性质或大小;
(4)线段的 表示力的大小,在同一图中,如果物体受到几个力的作用,在画这几个力的示意图时,力越大,线段应该画得越长。
3、力的作用是相互的
(1)物体间力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也受到来自对方的作用力,也就是说,物体间力的作用是 的,施力物体同时也是受力物体。
(2)作用力与反作用力:相互作用的两个力互为作用力和反作用力。
①作用力与反作用力大小 ,方向 ,且在 上,分别作用在 上。
②同时产生,同时消失,同时增大,同时减小。
③性质相同。如小孩推墙时,对墙的作用力为弹力,则墙对小孩的反作用力也一定是弹力,绝不会是其他性质的力。
考点二 弹力
弹性和塑性
一、弹性和弹性形变
1、弹性形变:物体受力时会发生形变,不受力时,有的物体能 ,这样的形变称为弹性形变。如弹簧、橡皮筋受力时可以发生弹性形变。
2、弹性:物体在外力消失后能自动恢复原来形状的性质叫弹性。
二、塑性和塑性形变
1、塑性形变:有的物体形变后不能自动恢复到原状,这样的形变称为塑性形变。一般情况下,橡皮泥、面团受力时会发生塑性形变。
2、塑性:物体变形后不能自动恢复原来形状的性质。
弹力
一、弹力
1、定义:物体由于发生 而产生的力叫做弹力。
2、产生条件
(1)两物体直接 ;(2)发生 ,即两个物体必须相互挤压或拉伸。【注意】二者缺一不可。
3、弹力三要素
大小
与物体的材料和弹性形变程度有关
方向
始终与物体形变方向相反,与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反,且总是与接触面垂直
作用点
在两个物体的接触面上,也可等效在接触面的一点
二、常见的弹力
1、压力:物体间由于相互挤压而垂直作用在受力面上的力。压力作用在被压物体的受力面上,总是垂直于物体的受力面,指向被压物体,作用点可以等效在受力面中心。例如,图甲所示,物体对斜面的压力。
2、支持力:由于支持面发生弹性形变,对被支持的物体产生的弹力,通常称为支持力。支持力作用在被支持物上,垂直支持面指向被支持物。例如,图乙所示,斜面对物体的支持力。
3、拉力:作用点在绳与被拉物体的接触点上,方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。例如,图丙所示,绳子对小球的拉力。
三、弹簧测力计
1、测力计:测量力的大小的工具叫做测力计。
2、弹簧测力计的原理
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越 ,弹簧的伸长量就越 。(在弹性限度内,弹簧的 与弹簧
成 比)。
3、弹簧测力计的使用
(1)使用前:①看清它的 和 ;②将弹簧测力计竖直放置,观察指针是否指在 上,如果不在,应把指针调节到零刻度线处;③轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住。
(2)使用时:①使弹簧的伸长方向与所测拉力方向在 上,避免弹簧与外壳发生摩擦;②读数时,视线正对刻度线,示数=指针之上的整刻度值+后面的小格数×分度值。
考点三 重力
重力、重力的大小和方向
一、重力
1、定义:由于 而使物体受到的力,用G表示。
2、施力物体和受力物体:重力的施力物体是 ,受力物体是地球附近的物体。
3、重力的特点
(1)普遍性:地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止,是固态、液态还是气态,都受到重力的作用。
(2)不等性:重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。
(3)非接触性:重力是非接触力,空中的飞机、树上的苹果都受到重力的作用。
二、重力的大小
1、探究重力与质量的关系
(1)用弹簧测力计分别测出1个、2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力。
(2)画出G—m图象,观察分析画出的G—m图像。可知,图像是一条过原点的倾斜直线。
(3)结论:物体所受重力跟它的质量成正比,其比值是定值,约等于9.8 N/kg。
2、重力的计算
(1)物体所受的重力跟它的质量成 。
(2)公式: 。G表示重力,单位是牛顿(N);m表示质量,单位是千克(kg);在地球上,g约为9.8N/ kg,粗略计算中,可取10N/ kg。
三、重力的方向
1、重力的方向:总是 的。
2、重力方向竖直向下的应用
(1)检查是否竖直:利用重垂线确定竖直的方向。
(2)检查是否水平:用水平仪检查或用铅垂线与直角三角尺配合检查。
四、重心
1、重心
对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫做物体的重心。重心是一个物体各部分受到的重力作用的 作用点。
2、重心的位置
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
(3)物体的重心 (一定、不一定)在物体上。
(4)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
3、提高物体的稳定程度
增大支撑面或 重心可以提高物体的稳定程度,在实际生活中人们常常要用到这些知识。
考点四 摩擦力
一、摩擦力
1、定义:两个相互接触的物体,当它们有相对运动(或有相对运动趋势)时,在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力。
2、摩擦力产生的条件
(1)两个物体相互 、挤压;
(2)接触面 ;
(3)两个物体之间有相对运动或有相对运动的趋势。
3、摩擦力的三要素
(1)作用点:为研究方便,可把摩擦力的作用等效到一个点上,把这个等效点取在接触面上,也可以取在物体的重心上。
(2)方向:摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向 。
(3)大小:当物体做匀速直线运动或保持静止时,受到的摩擦力大小可以利用二力平衡条件求解。
二、摩擦力的分类
1、滑动摩擦:两物体之间发生相对滑动时产生的摩擦力,如擦黑板时黑板擦与黑板之间的摩擦力。
2、滚动摩擦:两物体之间发生滚动时产生的摩擦力,如汽车运动过程中车轮与地面的摩擦力。滚动摩擦小于滑动摩擦。
3、静摩擦:两物体有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力,如竖直握住矿泉水瓶保持不动时手与瓶身之间的摩擦力。
探究影响滑动摩擦力大小的因素
一、测量滑动摩擦力
1、原理: 。
2、测量方法
如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 运动,此时读出弹簧测力计的示数,即为滑动摩擦力的大小。
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验注意事项
(1)实验前应该在 方向上对弹簧测力计进行调零(减小误差)。
(2)实验过程中一定要用弹簧测力计沿水平桌面拉动木块做 运动(确保弹簧测力计示数等于木块所受摩擦力大小)。
(3)实验中弹簧测力计示数不稳定的原因:①没有匀速拉动物体;②接触面的粗糙程度 。
(4)实验中要做到匀速拉动木块不好实现,可以采用如下操作:将弹簧测力计的挂钩与木块相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验。优点:① ;② 。
三、增大、减小摩擦的方法
1、增大有益摩擦
(1) 物体间的压力;
(2) 接触面的粗糙程度;
(3)变 摩擦为 摩擦。
2、减小有害摩擦
(1) 压力;
(2) 接触面的粗糙程度;
(3)变 摩擦为 摩擦;
(4)使两个物体间的接触面 。
考点1 力的作用效果
【例1】下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了 B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶 D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
【例2】如图是手摇扬谷机俗称“风车”,它是一种以人力为动力去除稻麦壳、秕、草的风扇车,快速转动摇柄,扇轮转动产生气流,饱满的谷物在 的作用下落入筐;而枯瘪的谷物被气流从出风口吹出,说明力可以改变物体的 。
考点2 力作用的相互性
【例1】如图是北方人常玩的一种单腿冰车。滑行时,以冰车为参照物,冰车上的人
是 的,用钎子向后扎冰,冰车向前运动,这利用了物体间力的作用是 的。
【例2】端午节是我国的传统节日,精彩的赛龙舟比赛在全国各地举行,如图,用桨在水中划龙舟时,使龙舟前进的力是( )
A.水对桨的推力 B.桨对水的推力
C.龙舟受到的浮力 D.龙舟受到的重力
【例3】下列关于力的说法中错误的是( )
A.成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B.“卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C.“飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D.“风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
考点3 弹簧测力计的使用和读数
【例1】如图所示为使用弹簧测力计测量物体所受重力,物体重力为 N。若测量时测力计没有竖直放置,所测物体的重力偏 。
【例2】下列关于弹力和弹簧测力计的说法中不正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
C.弹簧测力计在测量时,可以竖直拉,也可以倾斜着拉
D.弹簧的长度越长,产生的拉力越大
考点4 摩擦力相关分析
【例1】如图所示,用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变,下列说法正确的是(不计绳和弹簧测力计自重)( )
A.A对B的摩擦力为静摩擦力
B.A对B的摩擦力方向水平向右,大小为8N
C.若A以2m/s匀速直线运动,拉力F将变大
D.地对A的摩擦力方向水平向左,大小为5N
【例2】媛媛用水平向右的力推静止在水平地面上的桌子,推力F的大小以及桌子的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示,则( )
A.在0~6s内,推力小于摩擦力
B.在第7s时,桌子处于平衡状态
C.在6~8s时,桌子受到的摩擦力为12N
D.当桌子受到摩擦力为10N的时候,桌子不一定做匀速直线运动
【例3】如图所示,重5N的物体,用F=20N的力,将它压在竖直墙面上静止不动,则物体受到摩擦力大小为 N。将压力减小为15N时,物体仍静止,则物体受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【例4】如图,M、N两个物体叠放在水平面上保持静止,同时有F=10N的两个水平力分别作用于M、N两物体上,下列分析正确的是( )
A.M和N之间摩擦力为20N
B.地面对N的摩擦力为0N
C.地面对N的摩擦力为10N,方向水平向左
D.地面对N的摩擦力为10N,方向水平向右
考点5 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【例1】小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,是为了使小车 相同。实验发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,经过推理得出:运动的物体如果不受力将 ;
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。下列事例中,可用到上述探究结论解释的是 (填字母;可多选)。
A.在行李箱下安装滚轮 B.装满书的书橱难以推动 C.自行车刹车时用力捏闸
【例2】为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B 设计了如图所示的实验。
(1)测量前,发现弹簧测力计指针不在零刻度线上,实验前应该先在 方向对弹簧测力计的指针调零;
(2)比较图中甲乙两次实验说明: ;
(3)图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,则木块B受到的摩擦力为 N;
(4)小明对实验装置进行了改进,如图所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与 的关系;实验过程中, (选填“需要”或“不需要”) 匀速拉动长木板。
考点6 摩擦的利用和防止
【例1】汽车轮胎的表面制成凹凸花纹,其作用是通过 来增大摩擦;机器的轴承中加入润滑油的目的是 摩擦(选填“增大”或“减小”);自行车刹车时,用力捏闸能增大闸皮与车轮间的 ,从而增大闸皮与车轮间的滑动摩擦力;自行车坐垫做得宽大的目的是 压强(选填“增大”或“减小”)。
考点7 力的作图题
【例1】如图所示,足球在水平草地上向左减速滚动,请画出足球的受力示意图。(力的作用点画在足球的重心)
【例2】如图为细线下小球摆动过程中的一个瞬间,忽略空气影响,请你画出小球所受力的示意图。
【例3】如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块对斜面作用力的示意图。
【例4】如图,一包货物随水平放置的传送带一同向右匀速运动,请画出货物的受力示意图。
例1 例2 例3 例4
中考真题练习
1.(2025·四川绵阳)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变 B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力 D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
2.(2025·广西)运动员投篮时,将篮球投出去的力的施力物体是( )
A.地球 B.篮球 C.篮筐 D.运动员
3.(2025·江苏宿迁)如图是2025年央视春晚机器人表演节目《秧BOT》时的场景,地面对机器人产生向上的支持力,这个力产生的原因是( )
A.地面发生形变 B.脚部发生形变 C.地球的吸引 D.受空气的浮力
4.(2025·四川成都)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零 B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力 D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
5.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(多选)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A.0~3s受到的摩擦力大小为2N B.3~6s受到的摩擦力大小为6N
C.6~9s受到的摩擦力大小为4N D.6~9s物体通过的路程1m
6.(2025·山东德州)如图所示,物体A重10N,B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动,如图甲所示,此时A受到的摩擦力为 N;现用水平向左的力F拉A,使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动,如图乙所示,则F大小为 N。(水平桌面足够长,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。)
7.(2025·山东泰安)如图所示,小木块B与长木板A叠放在水平台面上,对长木板A施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为3N,小木块B相对于台面静止,长木板A恰好向右做匀速直线运动,长木板A与台面间滑动摩擦力的大小是 N。不计绳重、绳与滑轮间的摩擦。
8.(2025·四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
9.(2025·四川泸州)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N。
10.(2024·山东德州)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0
B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J
D.2~7s内物体运动的路程为5m
11.(2024·山东泰安)如图所示,物体甲、乙叠放在水平地面上,在的水平拉力的作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.甲受到的摩擦力大小为 B.甲受到的摩擦力方向水平向右
C.乙受到的摩擦力大小为 D.乙受到的摩擦力方向水平向右
12.(2024·山东潍坊)某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定,每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块,第1次弹簧测力计的示数为0.3N,第2次弹簧测力计的示数为0.6N,第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。
(1)比较第2次和第3次操作,可验证猜想 是否正确;比较第3次和第4次操作,可验证猜想 是否正确(均填“a”“b”或“c”)。
(2)该同学查阅资料发现,物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度,称为动摩擦因数,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为 。
(3)小明对实验装置进行了改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①实验过程中, (填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板;
②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小,你认为是否正确,并说明理由: 。
模拟好题·能力提升【培优】
1.(2025•靖远县校级模拟)诗句“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。人手受到拉力作用,该力的施力物体是( )
A.风 B.手 C.绳子 D.风筝
2.(2025•锦江区模拟)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,图中B点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.人在整个过程中始终受弹力
B.人受到的弹力方向都是向上的
C.从A点到B点,人受到的弹力大小不变
D.从A点到B点,人受到的弹力逐渐变小
3.(2025•沂水县模拟)如图,物体A和B的质量分别为0.8kg和0.5kg。不计弹簧测力计和细线的重力及摩擦,g取10N/kg。当弹簧测力计平衡时,它的示数为( )
A.0.5kg B.3N
C.8N D.5N
4.(2025•绵阳一模)如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端用手向右拉伸,下列说法正确的是( )
A.弹簧产生的弹力的施力物体是“手和墙”
B.墙壁受到手向右的拉力
C.手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变
D.弹簧在水平方向只受到手的拉力
5.(2025•济南三模)如图所示,同学们在探究重力与质量关系的实验中,用得到的数据描点作出了物体的重力随质量变化的图像,以下是三位同学对图像的分析
小丽:物体的质量越大,所受重力越大
小杰:物体的重力与质量的比值是定值
小刚:重力随质量变化的图像是一条过原点的直线
能够根据自己的分析得出“物体的重力与质量成正比”这一结论的是( )
A.小丽、小杰 B.小丽、小刚 C.小杰、小刚 D.全都可以
6.(2025•峰峰矿区校级一模)在水平桌面上从左往右放置了甲乙丙丁四个完全相同的木块,现对四个木块施加不同的水平方向上的拉力,木块均静止不动,如图所示。则受到向左的摩擦力且最大的是木块( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.(2025•广州校级模拟)一个截面是直角三角形的木块放在水平面上,在斜面上放一个光滑球,球的一侧靠在竖直墙上,木块处于静止,如图所示。若在光滑球的最高点施加一个竖直向下的力F,球仍处于静止,则木块对地面的压力N和摩擦力f的变化情况是( )
A.N增大、f不变 B.N增大、f增大
C.N不变、f增大 D.N不变、f不变
8.(2025•瑶海区校级一模)如图所示,一磁吸式黑板擦吸附在竖直放置的足够长的磁性黑板上,在竖直向上的拉力F作用下,黑板擦以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦对磁性黑板的吸引力是一对平衡力
B.拉力F和磁性黑板对黑板擦的摩擦力是一对平衡力
C.若黑板擦所受磁性黑板的吸引力突然消失,则磁性黑板对黑板擦的摩擦力为零
D.黑板擦竖直向上运动时,黑板擦对磁性黑板的摩擦力方向竖直向下
9.(2025•田家庵区校级一模)一辆向右运动的小车,其车厢地板上放置物体甲,顶端悬挂小挂件乙,在小车行进的某一过程中,甲、乙在图示位置都与车厢保持相对静止,则下列判断正确的是( )
A.小车做匀速直线运动
B.小挂件乙受平衡力作用
C.物体甲受到水平向左的摩擦力
D.物体甲受到车厢地板的支持力和重力是一对平衡力
10.(2025•泸县二模)如图甲,水平桌面上有物体A、B,B在F1的作用下向右做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接后,在F1和F2共同作用下一起向左做匀速直线运动,水平拉力F1=3N,F2=10N,关于图乙,下列说法正确的是( )
A.B与桌面的摩擦力方向向左 B.A与桌面的摩擦力为4N
C.B与桌面的摩擦力为7N D.轻绳的拉力为10N
11.(2025•安徽模拟)如图所示为改进的“探究滑动摩擦力大小影响因素”的实验装置,在水平拉力的作用下,木板在水平桌面上匀速向右运动,同时木块相对于桌面静止,已知此时弹簧测力计示数为2N。滑轮摩擦力影响忽略不计。则下列说法中正确的是( )
①木块与木板之间的摩擦力为10N
②木块与木板之间的摩擦力为2N
③若木板速度变大,弹簧测力计示数不变
④若木板速度变大,弹簧测力计示数变大
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
12.(2024•苏州模拟)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上的所受弹力大小和方向,则( )
A.从A运动到O,弹力方向向右、弹力逐渐增大
B.从A运动到O,弹力方向向左、弹力逐渐减小
C.从O运动到B,弹力方向向左、弹力逐渐增大
D.从O运动到B,弹力方向向右、弹力逐渐减小
13.(2025春•扬州期末)“倾斜小屋”在娱乐场所流行。如图甲,人在“倾斜小屋”内要“倾斜”才能站稳、它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的( )
A.B. C.D.
14.(2025春•鼓楼区校级月考)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中的 ,以此判断重力与物质种类的关系。(已知ρ绿豆>ρ黄豆)
(2)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明所在小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 kg/m3;
①该“密度秤”的零刻度线应在 N刻度处;
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度最大值是 g/cm3;该密度秤的分度值是 g/cm3。
③通过分析,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图丁所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 。
④若测量中液体没有装满,测出的液体密度 (填“偏大”“”准确”或“偏小”)。
⑤要减小该“密度秤”的分度值,可采取的方法有 。
A.增大桶的容积 B.减小桶的容积 C.减小桶的质量
D.增大桶的质量 E.减小弹簧测力计分度值
科普阅读题
15.(2025春•广东校级期末)阅读短文,回答问题。
失重现象在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:在弹簧测力计下,竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止状态,匀速下降和加速下降[加速下降就是向下的速度越来越大⋯⋯]。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力。”小明在老师的指导下,到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯的水平底面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录了体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图丙所示,已知小明的实际质量为60kg。
课后小明和同学们通过查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。
请回答以下问题:
(1)由图丙可知,小明在 时间段内,处于失重状态;
(2)物体处于完全失重状态,是指物体 。
A.质量为零 B.重力为零
C.受到的支持力或拉力为零 D.以上都为零
(3)航天器在太空中飞行,航天员处于失重状态,他们要锻炼身体,可行的是 。
A.举哑铃 B.做俯卧撑 C .用弹簧拉力器健身 D.用单杠做引体向上
(4)在丙图中,当质量为74kg时,小明所坐的电梯,可能处于下列哪种情形 。
A.加速下降 B.减速上升 C.匀速下降 D.加速上升
(5)我国宇航员王亚平禾用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的分别是 、 。
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第8讲 力
考点一 力
力与力的作用效果
一、力
1、定义:力是物体对物体的作用,产生力的作用时,至少存在两个物体,一个物体叫施力物体,另一个物体叫受力物体。力用字母F表示。
2、单位:在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称为牛,符号是N。
3、常见力的大小
托起两个鸡蛋用力约 1 N;一个中学生对地面的压力约500 N;托起一本物理课本所用的力约为 2.5 N
4、对力的理解
(1)相对独立性:力不能脱离物体而存在;
(2)同时性:物体间力的作用是同时产生、同时消失的。
二、力的作用效果
1、力能改变物体的形状,使它发生形变。
2、力可以改变物体的运动状态。
【注意】运动状态是指物体运动速度的大小和方向,物体运动的速度或方向发生改变都叫物体的运动状态发生了改变。
力的三要素和力的示意图
一、力的三要素
1、定义:力的大小、方向和作用点叫作力的三要素。
二、力的示意图
1、力的示意图
物理学中通常用一条带箭头的线段表示力,该线段要把力的 三要素 表示出来,如图所示。其中线段的长短表示力的大小;箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点。
2、力的示意图的画法
(1)确定受力物体;
(2)确定力的作用点,作用点必须画在受力物体上,通常画在物体的重心上;
(3)再沿力的方向画一条线段,在线段的末端画箭头表示力的方向,有时还在箭头的旁边标出力的性质或大小;
(4)线段的长度表示力的大小,在同一图中,如果物体受到几个力的作用,在画这几个力的示意图时,力越大,线段应该画得越长。
3、力的作用是相互的
(1)物体间力的作用是相互的
一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也受到来自对方的作用力,也就是说,物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
(2)作用力与反作用力:相互作用的两个力互为作用力和反作用力。
①作用力与反作用力大小相等,方向相反,且在同一条直线上,分别作用在两个物体上。
②同时产生,同时消失,同时增大,同时减小。
③性质相同。如小孩推墙时,对墙的作用力为弹力,则墙对小孩的反作用力也一定是弹力,绝不会是其他性质的力。
考点二 弹力
弹性和塑性
一、弹性和弹性形变
1、弹性形变:物体受力时会发生形变,不受力时,又恢复原来的形状,这样的形变称为弹性形变。如弹簧、橡皮筋受力时可以发生弹性形变。
2、弹性:物体在外力消失后能自动恢复原来形状的性质叫弹性。
二、塑性和塑性形变
1、塑性形变:有的物体形变后不能自动恢复到原状,这样的形变称为塑性形变。一般情况下,橡皮泥、面团受力时会发生塑性形变。
2、塑性:物体变形后不能自动恢复原来形状的性质。
弹力
一、弹力
1、定义:物体由于发生 弹性形变 而产生的力叫做弹力。
2、产生条件
(1)两物体直接 接触 ;(2)发生 形变 ,即两个物体必须相互挤压或拉伸。【注意】二者缺一不可。
3、弹力三要素
大小
与物体的材料和弹性形变程度有关
方向
始终与物体形变方向相反,与物体恢复原状的方向相同,或与使物体发生形变的力的方向相反,且总是与接触面垂直
作用点
在两个物体的接触面上,也可等效在接触面的一点
二、常见的弹力
1、压力:物体间由于相互挤压而垂直作用在受力面上的力。压力作用在被压物体的受力面上,总是垂直于物体的受力面,指向被压物体,作用点可以等效在受力面中心。例如,图甲所示,物体对斜面的压力。
2、支持力:由于支持面发生弹性形变,对被支持的物体产生的弹力,通常称为支持力。支持力作用在被支持物上,垂直支持面指向被支持物。例如,图乙所示,斜面对物体的支持力。
3、拉力:作用点在绳与被拉物体的接触点上,方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。例如,图丙所示,绳子对小球的拉力。
三、弹簧测力计
1、测力计:测量力的大小的工具叫做测力计。
2、弹簧测力计的原理
在弹性限度内,弹簧受到的拉力越 大 ,弹簧的伸长量就越 大 。(在弹性限度内,弹簧的 伸长量 与弹簧 受到的拉力 成 正 比)。
3、弹簧测力计的使用
(1)使用前:①看清它的测量范围和分度值;②将弹簧测力计竖直放置,观察指针是否指在零刻度线处上,如果不在,应把指针调节到零刻度线处;③轻轻拉动挂钩几次,防止弹簧被外壳卡住。
(2)使用时:①使弹簧的伸长方向与所测拉力方向在 同一条直线 上,避免弹簧与外壳发生摩擦;②读数时,视线正对刻度线,示数=指针之上的整刻度值+后面的小格数×分度值。
考点三 重力
重力、重力的大小和方向
一、重力
1、定义:由于 地球吸引 而使物体受到的力,用G表示。
2、施力物体和受力物体:重力的施力物体是 地球 ,受力物体是地球附近的物体。
3、重力的特点
(1)普遍性:地球附近的所有物体都受到重力的作用。不论它是运动还是静止,是固态、液态还是气态,都受到重力的作用。
(2)不等性:重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。
(3)非接触性:重力是非接触力,空中的飞机、树上的苹果都受到重力的作用。
二、重力的大小
1、探究重力与质量的关系
(1)用弹簧测力计分别测出1个、2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力。
(2)画出G—m图象,观察分析画出的G—m图像。可知,图像是一条过原点的倾斜直线。
(3)结论:物体所受重力跟它的质量成正比,其比值是定值,约等于9.8 N/kg。
2、重力的计算
(1)物体所受的重力跟它的质量成 正比 。
(2)公式: G=mg 。G表示重力,单位是牛顿(N);m表示质量,单位是千克(kg);在地球上,g约为9.8N/ kg,粗略计算中,可取10N/ kg。
三、重力的方向
1、重力的方向:总是 竖直向下 的。
2、重力方向竖直向下的应用
(1)检查是否竖直:利用重垂线确定竖直的方向。
(2)检查是否水平:用水平仪检查或用铅垂线与直角三角尺配合检查。
四、重心
1、重心
对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫做物体的重心。重心是一个物体各部分受到的重力作用的 等效 作用点。
2、重心的位置
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
(3)物体的重心 不一定 (一定、不一定)在物体上。
(4)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
3、提高物体的稳定程度
增大支撑面或 降低 重心可以提高物体的稳定程度,在实际生活中人们常常要用到这些知识。
考点四 摩擦力
一、摩擦力
1、定义:两个相互接触的物体,当它们有相对运动(或有相对运动趋势)时,在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力,这种力叫做摩擦力。
2、摩擦力产生的条件
(1)两个物体相互 接触 、挤压;
(2)接触面 粗糙 ;
(3)两个物体之间有相对运动或有相对运动的趋势。
3、摩擦力的三要素
(1)作用点:为研究方便,可把摩擦力的作用等效到一个点上,把这个等效点取在接触面上,也可以取在物体的重心上。
(2)方向:摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向 相反 。
(3)大小:当物体做匀速直线运动或保持静止时,受到的摩擦力大小可以利用二力平衡条件求解。
二、摩擦力的分类
1、滑动摩擦:两物体之间发生相对滑动时产生的摩擦力,如擦黑板时黑板擦与黑板之间的摩擦力。
2、滚动摩擦:两物体之间发生滚动时产生的摩擦力,如汽车运动过程中车轮与地面的摩擦力。滚动摩擦小于滑动摩擦。
3、静摩擦:两物体有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力,如竖直握住矿泉水瓶保持不动时手与瓶身之间的摩擦力。
探究影响滑动摩擦力大小的因素
一、测量滑动摩擦力
1、原理: 二力平衡 。
2、测量方法
如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做 匀速直线 运动,此时读出弹簧测力计的示数,即为滑动摩擦力的大小。
二、探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验注意事项
(1)实验前应该在 水平 方向上对弹簧测力计进行调零(减小误差)。
(2)实验过程中一定要用弹簧测力计沿水平桌面拉动木块做 匀速直线 运动(确保弹簧测力计示数等于木块所受摩擦力大小)。
(3)实验中弹簧测力计示数不稳定的原因:①没有匀速拉动物体;②接触面的粗糙程度 不均匀 。
(4)实验中要做到匀速拉动木块不好实现,可以采用如下操作:将弹簧测力计的挂钩与木块相连,拉环处固定,拉动长木板进行实验。优点:①弹簧测力计示数稳定,便于读数;②不用匀速拉动木板。
三、增大、减小摩擦的方法
1、增大有益摩擦
(1) 增大 物体间的压力;
(2) 增大 接触面的粗糙程度;
(3)变 滚动 摩擦为滑动 摩擦。
2、减小有害摩擦
(1) 减小 压力;
(2) 减小 接触面的粗糙程度;
(3)变 滑动 摩擦为 滚动 摩擦;
(4)使两个物体间的接触面 分离 。
考点1 力的作用效果
【例1】下列现象中不属于力产生作用效果的是( )
A.用力压弹簧,弹簧缩短了 B.足球在草地上越滚越慢
C.小车在转弯处匀速行驶 D.小冰块在光滑的平面上做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A.用力压弹簧,弹簧缩短了,是力改变了物体的形状,属于力产生的效果,故A不符合题意;
B.足球在草地上越滚越慢,是摩擦力改变了物体的运动状态,属于力产生的效果,故B不符合题意;
C.小车在转弯处匀速行驶,小车运动的方向改变了,是力改变了物体的方向,属于力产生的效果,故C不符合题意;
D.小冰块在光滑的水平面上匀速滑动,是由于小冰块具有惯性,不属于力产生的效果,故D符合题意。
故选D。
【例2】如图是手摇扬谷机俗称“风车”,它是一种以人力为动力去除稻麦壳、秕、草的风扇车,快速转动摇柄,扇轮转动产生气流,饱满的谷物在 的作用下落入筐;而枯瘪的谷物被气流从出风口吹出,说明力可以改变物体的 。
【答案】重力 运动状态
【解析】[1]地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,重力的方向竖直向下。饱满的谷物在重力的作用下落入筐。
[2]枯瘪谷物被风力吹出机外,运动状态发生变化,这个现象说明力能改变物体的运动状态。
考点2 力作用的相互性
【例1】如图是北方人常玩的一种单腿冰车。滑行时,以冰车为参照物,冰车上的人是 的,用钎子向后扎冰,冰车向前运动,这利用了物体间力的作用是 的。
【答案】静止 相互
【解析】[1]滑行时,冰车上的人与冰车的相对位置不变,故以冰车为参照物,人是静止的。
[2]用钎子向后扎冰,给冰一个推力,由于物体间力的作用是相互的,冰车向前运动。
【例2】端午节是我国的传统节日,精彩的赛龙舟比赛在全国各地举行,如图,用桨在水中划龙舟时,使龙舟前进的力是( )
A.水对桨的推力 B.桨对水的推力
C.龙舟受到的浮力 D.龙舟受到的重力
【答案】A
【解析】运动员用桨向后划水,对水施加力的作用,由于物体间力的作用是相互的,水就会对船桨产生向前的反作用力使龙舟前进,因此使龙舟前进的力是水对桨的推力,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【例3】下列关于力的说法中错误的是( )
A.成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力
B.“卵与石斗,麋碎无疑”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力
C.“飞流直下三千尺”是由于水受到重力的作用
D.“风吹草低见牛羊”说明风对草的力改变了草的形状
【答案】B
【解析】A.力是物体对物体的作用,成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力的作用,故A正确,不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,力的大小相等,故B错误,符合题意;
C.重力的方向竖直向下,“飞流直下”是由于水受到重力的作用,故C正确,不符合题意;
D.力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态,风吹草低见牛羊,说明风对草的力改变了草的形状,故D正确,不符合题意。
故选B。
考点3 弹簧测力计的使用和读数
【例1】如图所示为使用弹簧测力计测量物体所受重力,物体重力为 N。若测量时测力计没有竖直放置,所测物体的重力偏 。
【答案】2.7 小
【解析】[1]由图知,弹簧测力计上1N之间有10个小格,所以一个小格代表0.1N,因此弹簧测力计的示数为2.7N,则物体重力为2.7N。
[2]若测量时测力计没有竖直放置,则弹簧与金属外壳之间的摩擦会对测量结果产生影响,使所测物体的重力偏小。
【例2】下列关于弹力和弹簧测力计的说法中不正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.两个物体直接接触且发生弹性形变时才会产生弹力
C.弹簧测力计在测量时,可以竖直拉,也可以倾斜着拉
D.弹簧的长度越长,产生的拉力越大
【答案】D
【解析】A.茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力,故A正确,不符合题意;
B.两个物体直接接触且互相挤压发生形变时才会产生弹力,故B正确,不符合题意;
C.使用弹簧测力计时,可以竖直拉,也可以倾斜拉,方向不受限制,故C正确,不符合题意;
D.弹性限度内,弹簧的伸长越长产生的拉力越大,而不是长度越长,产生的拉力越大,故D错误,符合题意。
故选D。
考点4 摩擦力相关分析
【例1】如图所示,用大小为8N的水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上以1m/s匀速直线运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数为3N保持不变,下列说法正确的是(不计绳和弹簧测力计自重)( )
A.A对B的摩擦力为静摩擦力
B.A对B的摩擦力方向水平向右,大小为8N
C.若A以2m/s匀速直线运动,拉力F将变大
D.地对A的摩擦力方向水平向左,大小为5N
【答案】D
【解析】A.因为A与B之间是相对运动的,所以它们之间的摩擦力是滑动摩擦力。故A错误;
B.B相对于地面静止,处于平衡状态,在水平方向上受到的向左的拉力与向右的摩擦力是一对平衡力,摩擦力与向左的拉力相等,大小为3N,故B错误;
C.A对地面的压力不变,它们接触面的粗糙程度不变,所以地面对它的摩擦力大小不变。A无论以什么样的速度做匀速直线运动,都处于平衡状态,拉力与摩擦力平衡,大小相等,是不会发生变化的。故C错误;
D.以A为研究对象,它做匀速直线运动,受到的力是平衡的:向右的拉力F与B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力平衡。则地面对A的摩擦力大小为
故D正确。
故选D。
【例2】媛媛用水平向右的力推静止在水平地面上的桌子,推力F的大小以及桌子的运动速度v随时间t的变化情况如图甲、乙所示,则( )
A.在0~6s内,推力小于摩擦力
B.在第7s时,桌子处于平衡状态
C.在6~8s时,桌子受到的摩擦力为12N
D.当桌子受到摩擦力为10N的时候,桌子不一定做匀速直线运动
【答案】D
【解析】A.由v-t图像可知,0~6s内,桌子的速度为0,处于静止状态,受到的推力等于静摩擦力,故A错误;
BCD.由v-t图像可知,6~8s内桌子做匀加速运动,处于非平衡状态,8s后木块A做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,受到水平向右的拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件和F-t图像可得
f=F=10N
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动的速度无关。在6~8s内,桌子做匀加速直线运动,桌子受到的摩擦力仍然为10N,故BC错误,D正确。
故选D。
【例3】如图所示,重5N的物体,用F=20N的力,将它压在竖直墙面上静止不动,则物体受到摩擦力大小为 N。将压力减小为15N时,物体仍静止,则物体受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】5 不变
【解析】[1]由20N的力把物体压在竖直墙壁上,物体在竖直墙壁上静止不动,物体处于静止状态,受平衡力作用,即竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,则摩擦力
f=G=5N
[2]若将水平压力减小为15N时,物体仍然静止,仍处于平衡状态,物体受到的摩擦力仍和重力相等,重力不变,物体受到的摩擦力不变。
【例4】如图,M、N两个物体叠放在水平面上保持静止,同时有F=10N的两个水平力分别作用于M、N两物体上,下列分析正确的是( )
A.M和N之间摩擦力为20N
B.地面对N的摩擦力为0N
C.地面对N的摩擦力为10N,方向水平向左
D.地面对N的摩擦力为10N,方向水平向右
【答案】B
【解析】A.M处于静止状态,M在水平方向上受水平向左的拉力F和N对M向右的静摩擦力fNM,M在水平方向上受到的这两个力大小相等、方向相反,是一对平衡力,所以M和N之间摩擦力为fNM=F=10N
故A错误;
BCD.把MN看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用,在水平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于两个拉力大小相等,所以整体在水平方向上只受两个拉力,则地面对N没有摩擦力,故B正确,CD错误。 故选B。
考点5 探究影响滑动摩擦力大小的因素
【例1】小明发现力学中有很多相似实验,他找了如下器材:①表面平整的长木板(带斜面);②刻度尺;③弹簧测力计;④小车;⑤木块(一边带钩);⑥毛巾;⑦棉布;⑧钩码。
(1)小明探究“阻力对物体运动的影响”实验时,选择了一些器材如图所示,让小车从同一斜面相同高度由静止滑下,是为了使小车 相同。实验发现水平表面越光滑,小车运动距离越长,经过推理得出:运动的物体如果不受力将 ;
(2)小明为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”,他选择了序号①、⑤、⑧以及 (填序号)的器材。下列事例中,可用到上述探究结论解释的是 (填字母;可多选)。
A.在行李箱下安装滚轮 B.装满书的书橱难以推动 C.自行车刹车时用力捏闸
【答案】(1)到达水平面的速度 做匀速直线运动 (2)③ BC
【解析】(1)[1]探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,根据控制变量法,让小车从同一斜面相同高度由静止滚下,是为了使小车到达水平面时速度相同。
[2]通过实验发现水平表面越光滑,小车速度减小得越慢,运动的距离越长,由此可以推理得出:运动的物体如果不受力将保持匀速直线运动状态。
(2)[1]实验中需要测量拉力的大小,从而得出滑动摩擦力的大小,所以还需要弹簧测力计,即③。
[2] A.在行李箱下安装滚轮,变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦力,故A不符合题意;
B.装满书的书橱难以推动,此时接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故B符合题意;
C.自行车刹车时用力捏闸,此时接触面粗糙程度一定,压力大,滑动摩擦力大,故C符合题意。
故选BC。
【例2】为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B 设计了如图所示的实验。
(1)测量前,发现弹簧测力计指针不在零刻度线上,实验前应该先在 方向对弹簧测力计的指针调零;
(2)比较图中甲乙两次实验说明: ;
(3)图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,则木块B受到的摩擦力为 N;
(4)小明对实验装置进行了改进,如图所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与 的关系;实验过程中, (选填“需要”或“不需要”) 匀速拉动长木板。
【答案】(1)水平 (2)见解析 (3)0 (4)压力 不需要
【解析】(1)测量前,观察弹簧测力计,发现指针不在零刻度线,为了准确测量滑动摩擦力,实验前应该先在水平方向对弹簧测力计的指针调零。
(2)图甲、乙两次压力相同,乙中接触面粗糙,测力计示数也大,实验说明:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)图丙中木块A、B一起做匀速直线运动时,B相对A没有相对运动的趋势,则木块B受到的摩擦力为0N。
(4)[1][2]由图可知,两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子,改变了压力,而接触面粗糙程度不变,目的是探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。滑动摩擦力与物体运动速度无关,实验过程中,不需要匀速拉动长木板。
考点6 摩擦的利用和防止
【例1】汽车轮胎的表面制成凹凸花纹,其作用是通过 来增大摩擦;机器的轴承中加入润滑油的目的是 摩擦(选填“增大”或“减小”);自行车刹车时,用力捏闸能增大闸皮与车轮间的 ,从而增大闸皮与车轮间的滑动摩擦力;自行车坐垫做得宽大的目的是 压强(选填“增大”或“减小”)。
【答案】增大接触面的粗糙程度 减小 压力 减小
【解析】[1]汽车轮胎的表面制成凹凸花纹是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
[2]机器的轴承中加入润滑油是通过使接触面脱离从而减小摩擦力的。
[3]自行车刹车时,用力捏闸能增大闸皮与车轮间的压力从而增大闸皮与车轮间的滑动摩擦力。
[4]自行车坐垫做得宽大是为了在压力一定时,增大受力面积以减小对臀部的压强。
考点7 力的作图题
【例1】如图所示,足球在水平草地上向左减速滚动,请画出足球的受力示意图。(力的作用点画在足球的重心)
【答案】见解析
【解析】足球在水平草地上向左减速滚动,受重力、支持力和摩擦力,过足球的球心分别沿竖直向上、竖直向下和水平向右的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G、F和f表示,如图所示:
【例2】如图为细线下小球摆动过程中的一个瞬间,忽略空气影响,请你画出小球所受力的示意图。
【答案】见解析
【解析】忽略空气对小球的影响,小球摆动过程中的一个瞬间受到拉力和重力的作用,过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力,如图所示:
【例3】如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块对斜面作用力的示意图。
【答案】见解析
【解析】物体间力的作用是相互的,物体受到斜面的支持力和摩擦力,因此物体对斜面有压力和摩擦力;压力垂直于斜面向下,斜面对物体的摩擦力沿斜面向下,物体对斜面的摩擦力沿斜面向上,作用点都必须画在斜面上,如图所示:
【例4】如图,一包货物随水平放置的传送带一同向右匀速运动,请画出货物的受力示意图。
【答案】见解析
【解析】由于物体和传送带一起匀速运动,它们相对静止,所以物体不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力,F支=G;然后过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力,注意两条线段长度要相等。如图所示:
中考真题练习
1.(2025·四川绵阳)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变 B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力 D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
【答案】B
【解析】A.汽车对墙壁的力,受力物体是墙壁,所以这个力会使墙壁发生形变,而非汽车,故A不符合题意;
B.墙壁对汽车的力,受力物体是汽车,力可以改变物体的运动状态,体现在汽车发生碰撞后速度变化,所以这个力使汽车运动状态改变,故B符合题意;
C.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力是一对相互作用力,二者大小相等,故C不符合题意;
D.汽车对墙壁的力,施力物体是汽车,墙壁对汽车的力,施力物体是墙壁,二者施力物体不同,故D不符合题意。
故选B。
2.(2025·广西)运动员投篮时,将篮球投出去的力的施力物体是( )
A.地球 B.篮球 C.篮筐 D.运动员
【答案】D
【解析】运动员投篮时,运动员对球施力,篮球在运动员力的作用下投向篮筐,则将篮球投出去的力的施力物体是运动员,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2025·江苏宿迁)如图是2025年央视春晚机器人表演节目《秧BOT》时的场景,地面对机器人产生向上的支持力,这个力产生的原因是( )
A.地面发生形变 B.脚部发生形变 C.地球的吸引 D.受空气的浮力
【答案】A
【解析】弹力产生的原因是施力物体发生弹性形变。在本题中,地面是施力物体,机器人受到地面向上的支持力。由于地面受到机器人的压力而发生弹性形变,地面要恢复原状,就会对机器人产生向上的弹力,这个弹力就是地面对机器人的支持力。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
4.(2025·四川成都)小聪打扫实验室时,发现地上有头发。他想测量头发能承受的最大拉力,于是把一根头发拴在弹簧测力计上用力拉,如图所示。下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计使用前在受力方向上调零 B.弹簧测力计的分度值是1N
C.头发只受到图中左侧手施加的拉力 D.一根头发能承受的最大拉力约为10N
【答案】A
【解析】A.为了减小测量误差,弹簧测力计使用前应在受力方向上调零,故A正确;
B.由图可知,图中弹簧测力计的1N被平均分成5小格,每小格表示0.2N,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故B错误;
C.由于力的作用是相互的,所以头发受到图中左侧手施加的拉力,还受到弹簧测力计的拉力,故C错误;
D.一根头发大约最大能吊起一个苹果,一个苹果的质量约150g,则一根头发能承受的最大拉力约为
故D错误。
故选A。
5.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)(多选)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A.0~3s受到的摩擦力大小为2N B.3~6s受到的摩擦力大小为6N
C.6~9s受到的摩擦力大小为4N D.6~9s物体通过的路程1m
【答案】AC
【解析】A.物体0~3s静止,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图可知,0~3s时,拉力大小为2N,所以摩擦力也为2N,故A正确;
BC.物体6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为4N,3~6s时物体做加速运动,拉力大于摩擦力,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,则它受到的滑动摩擦力不变,所以,物体受到的摩擦力为4N,故B错误,C正确;
D.根据可知, 6~9s物体通过的路程为
故D错误。
故选AC。
6.(2025·山东德州)如图所示,物体A重10N,B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动,如图甲所示,此时A受到的摩擦力为 N;现用水平向左的力F拉A,使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动,如图乙所示,则F大小为 N。(水平桌面足够长,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。)
【答案】4 8
【解析】[1]物体A重10N,物体B重4N时,物体A向右做匀速直线运动,A水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,此时物体A受到的摩擦力大小为f=F=GB=4N
[2]物体A匀速直线向左运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和水平向右的拉力作用,这三个力平衡,因为物体A对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以此时A受到的摩擦力大小仍为4N,所以有F拉=f′+F′=f′+GB=4N+4N=8N
7.(2025·山东泰安)如图所示,小木块B与长木板A叠放在水平台面上,对长木板A施加一个水平向右的拉力F,当时,弹簧测力计的示数为3N,小木块B相对于台面静止,长木板A恰好向右做匀速直线运动,长木板A与台面间滑动摩擦力的大小是 N。不计绳重、绳与滑轮间的摩擦。
【答案】4
【解析】分析小木块B的受力情况可知,小木块处于静止状态,受平衡力的作用,弹簧测力计的示数为3N,即小木块B受到绳子对它水平向左的拉力3N,A对它向右3N的摩擦力,,此二力在水平方向上满足二力平衡。由于长木板A做匀速直线运动,说明受平衡力的作用,水平方向分别是向右F=7N的拉力,小木块B对长木板A向左摩擦力,地面对长木板A向左的摩擦力f地对A,长木板A在水平方向上满足三力平衡时,则f地对A=F-fB对A=7N-3N=4N
8.(2025·四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向 (选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【答案】左 1.5 左
【解析】[1]弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
[2][3]以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,根据相互作用力的特点,A对B的摩擦力大小为5N,方向水平向右,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
9.(2025·四川泸州)小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向 ,为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了 摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为 N。
【答案】右 增大 50
【解析】[1]物体受到摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,当小明向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的。
[2]为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
[3]他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,说明餐桌处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于50N。
10.(2024·山东德州)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0
B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J
D.2~7s内物体运动的路程为5m
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,0~2s内物体静止,处于平衡状态,水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲可知,0~2s内拉力为2N,则摩擦力为2N,故A错误;
B.由图乙可知,2~4s内物体做加速运动,受力不平衡,4~6s内物体做匀速直线运动,受力平衡,由图甲可知,4~6s内拉力为4N,则滑动摩擦力为4N,运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变,所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为4N,故B错误;
C.根据题意,2~4s内物体通过的路程为
4~6s内物体通过的路程为
则内拉力做的功为
故C正确;
D.根据题意,内物体运动的路程
故D错误。
故选C。
11.(2024·山东泰安)如图所示,物体甲、乙叠放在水平地面上,在的水平拉力的作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.甲受到的摩擦力大小为 B.甲受到的摩擦力方向水平向右
C.乙受到的摩擦力大小为 D.乙受到的摩擦力方向水平向右
【答案】C
【解析】AB.甲做匀速直线运动,受力平衡,在竖直方向上受重力和支持力,水平方向上不受拉力,所以没有摩擦力,故AB错误;
CD.乙也做匀速直线运动,受力也是平衡的,它受到向右的5N的拉力,必然受向左的5N的摩擦力。故C正确,D错误。
故选C。
12.(2024·山东潍坊)某同学在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出了如下猜想:
猜想a:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
猜想b:滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关
猜想c:滑动摩擦力的大小与接触面积有关
为了验证猜想,该同学利用弹簧测力计、两个完全相同的木块、木板、玻璃板、细线等器材进行了如图甲所示的4次操作。玻璃板和木板固定,每次操作均用弹簧测力计沿水平方向以相同的速度匀速向右拉动木块,第1次弹簧测力计的示数为0.3N,第2次弹簧测力计的示数为0.6N,第3次和第4次弹簧测力计的示数均为1.2N。
(1)比较第2次和第3次操作,可验证猜想 是否正确;比较第3次和第4次操作,可验证猜想 是否正确(均填“a”“b”或“c”)。
(2)该同学查阅资料发现,物体受到的滑动摩擦力大小与接触面压力大小的比值反映了接触面的粗糙程度,称为动摩擦因数,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为 。
(3)小明对实验装置进行了改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①实验过程中, (填“需要”或“不需要”)匀速拉动木板;
②小明认为拉力传感器的示数反映的是木板与桌面间的滑动摩擦力大小,你认为是否正确,并说明理由: 。
【答案】(1) b c (2)1:2 (3)不需要 不正确,理由见解析
【解析】(1)[1]比较第2次和第3次操作,接触面的粗糙程度相同,接触面积相同,压力不同,第3次操作中压力更大,弹簧测力计的示数也更大,滑动摩擦力也更大,说明滑动摩擦力的大小与接触面的压力有关,可验证猜想b是否正确。
[2]比较第3次和第4次操作,接触面的粗糙程度相同,压力相同,接触面积不同,两次操作中弹簧测力计的示数相同,说明滑动摩擦力的大小与接触面积无关,可验证猜想c是否正确。
(2)由第1次和第2次操作可知,木块与玻璃板间的动摩擦因数为 ,木块与木板间的动摩擦因数为,则木块与玻璃板间的动摩擦因数跟木块与木板间的动摩擦因数之比为
(3)[1]向右拉动木板时,木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,故不需要匀速拉动木板。
[2]同一根细线上的力大小相等,故细线对木块的拉力等于细线对拉力传感器的拉力,由于木块处于静止状态,细线对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力,故拉力传感器的示数反映的是木块与木板间的滑动摩擦力大小,故小明的想法不正确。
模拟好题·能力提升【培优】
1.(2025•靖远县校级模拟)诗句“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。人手受到拉力作用,该力的施力物体是( )
A.风 B.手 C.绳子 D.风筝
【解答】解:放风筝时,人手受到拉力作用的施力物体是与手接触的绳子。
故选:C。
2.(2025•锦江区模拟)“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示,人将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。人从跳台跳下,落至图中A点时弹性绳刚好被拉直,图中B点是人能达到的最低点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.人在整个过程中始终受弹力
B.人受到的弹力方向都是向上的
C.从A点到B点,人受到的弹力大小不变
D.从A点到B点,人受到的弹力逐渐变小
【解答】解:A.在A点之前弹性绳没有发生弹性形变所以没有对人施加弹力;
B.弹性绳的形变方向始终向下,所以绳子对人的弹力始终向上;
C.从A点到B点弹性绳形变量不断增加,所以人受到的弹力在不断变大;
D.从A点到B点弹性绳形变量不断增加,所以人受到的弹力在不断变大;
故选:B。
3.(2025•沂水县模拟)如图,物体A和B的质量分别为0.8kg和0.5kg。不计弹簧测力计和细线的重力及摩擦,g取10N/kg。当弹簧测力计平衡时,它的示数为( )
A.0.5kg B.3N C.8N D.5N
【解答】解:A受到的重力:GA=mAg=0.8kg×10N/kg=8N;B受到的重力:GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N;
以A为研究对象,分析A受力情况:重力,细线的拉力和地面的支持力,细线的拉力小于A的重力;
再对B分析可知,B受重力和细线的拉力处于平衡状态,则说明细线的拉力等于B的重力,而弹簧秤的读数等于细线的拉力,所以弹簧秤的读数为5N,故D正确、ABC错误。
故选:D。
4.(2025•绵阳一模)如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端用手向右拉伸,下列说法正确的是( )
A.弹簧产生的弹力的施力物体是“手和墙”
B.墙壁受到手向右的拉力
C.手受到弹力是因为弹簧发生了弹性形变
D.弹簧在水平方向只受到手的拉力
【解答】解:A、弹簧产生的弹力的施力物体是弹簧,弹簧发生弹性形变对手和墙产生弹力,故A错误;
B、墙壁受到弹簧对它向右的拉力,故B错误;
C、手受到弹力,施力物体是弹簧,则因为弹簧发生了弹性形变,故C正确;
D、弹簧在水平方向受到墙向左的力和手向右的力,故D错误。
故选:C。
5.(2025•济南三模)如图所示,同学们在探究重力与质量关系的实验中,用得到的数据描点作出了物体的重力随质量变化的图像,以下是三位同学对图像的分析
小丽:物体的质量越大,所受重力越大
小杰:物体的重力与质量的比值是定值
小刚:重力随质量变化的图像是一条过原点的直线
能够根据自己的分析得出“物体的重力与质量成正比”这一结论的是( )
A.小丽、小杰 B.小丽、小刚 C.小杰、小刚 D.全都可以
【解答】解:由图像可知,物体的重力与质量有关,且物体的重力与质量的比值是定值,其图像是一条过原点的直线,所以物体的重力与质量成正比,故小杰、小刚能根据自己的分析得出这一结论;而小丽的分析不够精准,如二次函数或一次函数关系中,也有这种可能,故不能得出“物体的重力与质量成正比”这一结论。
故选:C。
6.(2025•峰峰矿区校级一模)在水平桌面上从左往右放置了甲乙丙丁四个完全相同的木块,现对四个木块施加不同的水平方向上的拉力,木块均静止不动,如图所示。则受到向左的摩擦力且最大的是木块( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解答】解:由图可知,甲、乙、丙、丁均静止不动,说明水平方向上都受平衡力,
甲受到水平向右3N的拉力,则摩擦力为3N,水平向左;
乙受到水平向左5N的拉力,则摩擦力为5N,水平向右;
丙受到的合力大小为10N﹣7N=3N,合力方向水平向左,则摩擦力为3N,水平向右;
丁受到的合力大小为12N﹣10N=2N,合力方向水平向右,则摩擦力为2N,水平向左;
综上所述,受到向左的摩擦力且最大的是木块甲。
故选:A。
7.(2025•广州校级模拟)一个截面是直角三角形的木块放在水平面上,在斜面上放一个光滑球,球的一侧靠在竖直墙上,木块处于静止,如图所示。若在光滑球的最高点施加一个竖直向下的力F,球仍处于静止,则木块对地面的压力N和摩擦力f的变化情况是( )
A.N增大、f不变 B.N增大、f增大
C.N不变、f增大 D.N不变、f不变
【解答】解:以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1所示:小球受到重力G球,力F,墙的弹力F1,三角形的支持力F2,根据平衡条件分析可知,当施加一个竖直向下的力F时,墙的弹力F1增大。
再以三角形和球整体作为研究对象,分析受力,作出力图如图2所示:整体受到重力G总,力F,墙的弹力F1,地面的支持力N和摩擦力f。根据平衡条件分析可知,f=F1,N=G总+F,可见,当施加一个竖直向下的力F时,墙的弹力F1增大,则摩擦力f增大,地面的支持力N增大。
故选:B。
8.(2025•瑶海区校级一模)如图所示,一磁吸式黑板擦吸附在竖直放置的足够长的磁性黑板上,在竖直向上的拉力F作用下,黑板擦以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性黑板对黑板擦的吸引力和黑板擦对磁性黑板的吸引力是一对平衡力
B.拉力F和磁性黑板对黑板擦的摩擦力是一对平衡力
C.若黑板擦所受磁性黑板的吸引力突然消失,则磁性黑板对黑板擦的摩擦力为零
D.黑板擦竖直向上运动时,黑板擦对磁性黑板的摩擦力方向竖直向下
【解答】解:A.磁性黑板对铁块的吸引力和铁块对磁性黑板的吸引力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反,向上运动黑板擦受到的摩擦力的方向竖直向下,在竖直向上的拉力F的作用下,黑板擦以速度v竖直向上做匀速直线运动,受力平衡,竖直方向的拉力与重力、向下的摩擦力平衡,拉力F大于黑板擦所受的摩擦力,所以两者不是平衡力,故B错误;
C、若黑板擦所受磁性黑板的吸引力突然消失,黑板擦和磁性黑板之间的压力不存在了,则磁性黑板对黑板擦的摩擦力为零,故C正确;
D、黑板擦竖直向上运动时,磁性黑板对黑板擦的摩擦力竖直向下,黑板擦对磁性黑板的摩擦力方向竖直向上,故D错误。
故选:C。
9.(2025•田家庵区校级一模)一辆向右运动的小车,其车厢地板上放置物体甲,顶端悬挂小挂件乙,在小车行进的某一过程中,甲、乙在图示位置都与车厢保持相对静止,则下列判断正确的是( )
A.小车做匀速直线运动
B.小挂件乙受平衡力作用
C.物体甲受到水平向左的摩擦力
D.物体甲受到车厢地板的支持力和重力是一对平衡力
【解答】解:A、由题意可知,小车向右运动,小挂件乙向左摆动,说明车向右加速,不是处于匀速直线运动状态,故A错误;
B、小挂件乙不受平衡力作用,因为细线的拉力和小挂件乙受到的重力不在同一直线上,故B错误;
C、甲和小车一起向右运动,没有相对运动或相对运动趋势,因物体甲不受水平向左的摩擦力,故C错误;
D、物体甲受到车厢地板的支持力和重力,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D正确。
故选:D。
10.(2025•泸县二模)如图甲,水平桌面上有物体A、B,B在F1的作用下向右做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接后,在F1和F2共同作用下一起向左做匀速直线运动,水平拉力F1=3N,F2=10N,关于图乙,下列说法正确的是( )
A.B与桌面的摩擦力方向向左
B.A与桌面的摩擦力为4N
C.B与桌面的摩擦力为7N
D.轻绳的拉力为10N
【解答】解:如图甲,B在F1的作用下向右做匀速直线运动,其受力平衡,此时B受到的摩擦力大小fB=F1=3N,
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,则此时B与桌面间的摩擦力仍然为fB=3N;
如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和F2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相反,A、B向左运动,则此时A、B受到的摩擦力都是向右的;
整体受到F1和F2、A向右的摩擦力和B向右的摩擦力,
整体受力平衡,则有:F1+fA+fB=F2;
即:3N+fA+3N=10N;
解得:fA=4N,即A与桌面的摩擦力为4N;
对乙图中的B进行受力分析可知,轻绳的拉力等于F1、B向右的摩擦力之和,
所以轻绳的拉力:F=F1+fB=3N+3N=6N;
综上所述,故ACD错误、B正确。
故选:B。
11.(2025•安徽模拟)如图所示为改进的“探究滑动摩擦力大小影响因素”的实验装置,在水平拉力的作用下,木板在水平桌面上匀速向右运动,同时木块相对于桌面静止,已知此时弹簧测力计示数为2N。滑轮摩擦力影响忽略不计。则下列说法中正确的是( )
①木块与木板之间的摩擦力为10N
②木块与木板之间的摩擦力为2N
③若木板速度变大,弹簧测力计示数不变
④若木板速度变大,弹簧测力计示数变大
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
【解答】解:(1)拉动木板时,木块处于静止状态,木块受到向左的拉力和向右的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力为2N;
(2)测力计对木块的拉力与木块所受的摩擦力是一对平衡力,而滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两个因素均不变,所以摩擦力大小不变,则木板的运动速度变大对测力计示数没有影响;故②③正确,①④错误。
故选:C。
12.(2024•苏州模拟)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上的所受弹力大小和方向,则( )
A.从A运动到O,弹力方向向右、弹力逐渐增大
B.从A运动到O,弹力方向向左、弹力逐渐减小
C.从O运动到B,弹力方向向左、弹力逐渐增大
D.从O运动到B,弹力方向向右、弹力逐渐减小
【解答】解:
AB、小球从A运动到O的过程中,弹簧处于压缩状态,根据弹簧对与小球力的方向指向其形变恢复的方向,则此时小球所受弹力方向向右,由于弹簧在逐渐恢复原状,压缩量在减小,根据在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大(反之越小),则弹簧对小球的弹力在逐渐减小,故从A运动到O的过程中,小球所受弹力方向向右、弹力逐渐减小,故A、B均错误;
CD、小球从O运动到B的过程中,弹簧处于伸长状态,根据弹簧对与小球力的方向指向其形变恢复的方向,则此时小球所受弹力方向向左,由于弹簧在逐渐被拉长,伸长量在逐渐增大,根据在弹性限度内,物体的形变量越大,产生的弹力越大,则弹簧对小球的弹力在逐渐增大,故小球从O运动到B的过程中,小球所受弹力方向向左、弹力逐渐增大,故C正确、D错误。
故选:C。
13.(2025春•扬州期末)“倾斜小屋”在娱乐场所流行。如图甲,人在“倾斜小屋”内要“倾斜”才能站稳、它的原理如图乙,把小屋倾斜建设,以给屋内视角的人造成“倾斜站立”的错觉。在屋内桌面放一桶水,静止时,屋内视角如图丙所示。若在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,它的位置应为选项中的( )
A.B.
C.D.
【解答】解:根据丙图可知水面的情况,由于水面始终是水平的,则在屋顶用软绳悬挂一个重锤,则重锤静止时,重锤线应该与水面是垂直的,故C图正确。
故选:C。
14.(2025春•鼓楼区校级月考)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的透明坐标纸(如图甲),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得多组重力与质量的实验数据。
(1)有小组提出可以将绿豆和黄豆两组数据的透明坐标纸进行重叠后,观察绘制的图像,图线可能是图乙中的 C ,以此判断重力与物质种类的关系。(已知ρ绿豆>ρ黄豆)
(2)经过一段时间的学习后,老师提出把弹簧测力计改装成测量液体的密度秤。小明所在小组用同一小桶分别盛满不同的液体(图丙),用弹簧测力计测出小桶的重力为1N,装满水后总重力为3N,再装满另一液体时示数为4N,则液体密度为 1.5×103 kg/m3;
①该“密度秤”的零刻度线应在 1 N刻度处;
②如图丙,该“密度秤”能测量的密度最大值是 2 g/cm3;该密度秤的分度值是 0.1 g/cm3。
③通过分析,他推测:液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律。如图丁所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 B 。
④若测量中液体没有装满,测出的液体密度 偏小 (填“偏大”“”准确”或“偏小”)。
⑤要减小该“密度秤”的分度值,可采取的方法有 AE 。
A.增大桶的容B.减小桶的容积C.减小桶的质量D.增大桶的质量E.减小弹簧测力计分度值
【解答】解:(1)因物体所受重力大小与质量成正比,C中为定值,故图线可能是图乙中C;
(2)装满水后水的重力为:G水=3N﹣1N=2N;
装满液体液体的重力为:G液=4N﹣1N=3N;
因桶的容积不变,则有:,
故ρ液1.5×103kg/m3;
①挂上小桶,弹簧测力计显示的刻度位置即为“密度秤”的零刻度,小桶的重力为1N,则“密度计”零刻度处即为1N处;
②“密度秤”最大称量的密度则为弹簧测力计最大量程处,据此计算对应的密度值,G最大=5N;
密度最大时液体的重力为G液′=G最大﹣G桶=5N﹣1N=4N;
密度最大时液体的质量m液′0.4kg=400g,
小桶的容积不变,则V液′=V水2×10﹣4m3=200cm3,
密度最大时液体的密度为ρ液′2g/cm3,
1~5N共有20个小格,分度值是0.1g/cm3;
③液体密度为零时,弹簧测力计应有一定的拉力,等于小桶的重力,且弹簧测力计的拉力F=G桶+ρ液V液g,因此图像B符合题意;
④测量中液体没有装满,所测出的质量偏小,但体积会认为与小桶容积相同。根据ρ可知测出的液体密度偏小;
⑤由以上②分析知道,若增大桶的容积,可以减小该“密度秤”的分度值,故选AE。
故答案为:(1)C;(2)1.5×103;①1;②2;0.1;③B;④偏小;⑤AE。
15.(2025春•广东校级期末)阅读短文,回答问题。
失重现象在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:在弹簧测力计下,竖直悬挂一个重物,分别使重物处于静止状态,匀速下降和加速下降[加速下降就是向下的速度越来越大⋯⋯]。同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,就等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。
老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的大小的现象,如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯底面的压力就小于人受到的重力。”小明在老师的指导下,到电梯内做失重实验,如图甲,他将一个体重秤放在电梯的水平底面上,然后站上秤台,如图乙所示,在电梯向下运动的过程中,他记录了体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象,如图丙所示,已知小明的实际质量为60kg。
课后小明和同学们通过查资料还了解到:当电梯更快向下加速时,体重秤的示数为零,我们称这种现象为完全失重。
请回答以下问题:
(1)由图丙可知,小明在 0~t1 时间段内,处于失重状态;
(2)物体处于完全失重状态,是指物体 C 。
A.质量为零B.重力为零C.受到的支持力或拉力为零D.以上都为零
(3)航天器在太空中飞行,航天员处于失重状态,他们要锻炼身体,可行的是 C 。
A.举哑铃B.做俯卧撑C.用弹簧拉力器健身D.用单杠做引体向上
(4)在丙图中,当质量为74kg时,小明所坐的电梯,可能处于下列哪种情形 D 。
A.加速下降B.减速上升C.匀速下降D.加速上升
(5)我国宇航员王亚平禾用小球在太空中做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的分别是 甲 、 丁 。
【解答】解:(1)已知小明的实际质量为m=60kg,由图像可知,在0~t1阶段,小明的质量为45kg,此时处于失重状态;
(2)由失重现象定义可知,物体处于完全失重状态,是指物体受到的支持力或拉力为零,故选C;
(3)A、当没有重力时,人可以用很小的力举哑铃,起不到锻炼的作用,故A不合题意;
B、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做俯卧撑,得不到锻炼的作用,故B不合题意;
C、没有重力时,不影响用力拉弹簧,所以可以用拉力器进行锻炼,故C符合题意;
D、没有重力时,身体不受重力作用,用很小的力就可做引体向上,得不到锻炼的作用,故D不合题意;
(4)小明的质量为60kg,丙图中的质量为74kg时,大于小明的质量,这说明支持力要大于小明的重力,所以电梯处于加速上升或减速下降状态,故D正确;
(5)飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;
第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,小球会斜向下运动,由于细线对小球的拉力方向垂直小球的运动方向,小球做匀速圆周运动,故丁图正确。
故答案为:(1)0~t1;(2)C;(3)C;(4)D;(5)甲;丁。
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