第八章 力与运动(单元测试·提升卷)物理新教材苏科版八年级下册
2026-02-05
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4份
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46页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 素养进阶 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 牛顿第一定律和惯性,力的合成,二力平衡的条件及应用 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.17 MB |
| 发布时间 | 2026-02-05 |
| 更新时间 | 2026-02-05 |
| 作者 | 无忧居士 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-02-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56341243.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年八年级下册物理单元检测卷
第八章 力与运动·素养提升
建议用时:100分钟,满分:100分
一.选择题(每题2分,共24分)
1.如图所示,将一小球由A点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B点,若此时小球所受外力突然全部消失,则小球将沿着图中的那条轨迹运动( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.下列情形中,属于利用惯性的是( )
A.人跑步时脚用力蹬地
B.拍打窗帘清除上面的灰尘
C.汽车乘客需系安全带
D.水总是由高处向低处流动
3.如图所示,汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
4.关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和水平拉力的作用,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
5.如图所示,弹簧下挂一木箱A,木箱A下挂一物体B,木箱A内放一木块C,A、B、C的重力分别为GA、GB、GC。当挂B的线突然断开的瞬间,则( )
A.A对C的支持力大于GC
B.A对C的支持力小于GC
C.A对C的支持力等于GC
D.弹簧对A的拉力等于GA+GC
6.如图所示,将甲、乙两个物体叠放,使其静止在水平桌面上,以下说法正确的是( )
A.甲对乙的压力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
B.乙受到的重力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
C.甲受到的重力和乙对甲的支持力是一对平衡力
D.甲对乙的压力与乙对甲的支持力是一对平衡力
7.如图所示,一个物体以初速度v0冲上某一粗糙斜面,最后停在斜面上,忽略空气作用,下列对该过程的描述正确的是( )
A.物体受到重力、摩擦力
B.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的冲力
D.物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力是一对平衡力
8.关于冬奥会的比赛项目,下列分析正确的是( )
A.图甲,以下落的跳台滑雪运动员为参照物,地面是运动的
B.图乙,短道速滑运动员在转弯滑行过程中,处于平衡状态
C.图丙,掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
D.图丁,花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性力的作用
9.2024年10月30日搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,下列说法正确的是( )
A.神舟十九号载人飞船,升空时惯性先变大后变小
B.神舟十八乘组人员空间站看发射直播,处于平衡状态
C.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
10.小明沿水平方向推箱子前行,如图甲所示。推箱子过程中,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9N
C.t=10s时,箱子受到的推力和摩擦力是平衡力
D.整个过程中箱子受到的是非平衡力
11.一个重力为G的小球从某一高度竖直下落,撞到竖直放置的弹簧上,然后又被弹起,如图所示。小球不接触弹簧时考虑空气阻力,空气大小不变且小于重力;与弹簧接触后忽略空气阻力。
①小球接触弹簧向下运动的过程合力先向下后向上
②小球运动到最低点时处于平衡状态
③上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的
④不和弹簧接触时,下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力
以上说法中,有几种正确的( )
A.一种 B.二种 C.三种 D.四种
12.如图,小明将装有重物的纸箱沿同一水平路面从A点经B点推至C点。小明在A点用水平推力F1未推动纸箱,逐渐增大推力至F2时恰能匀速推动。将纸箱从A匀速推到B,用时t1;在B点卸货,用时t2;再用水平推力F3将纸箱匀速推至C,用时t3;已知AB长为s1,BC长为s2,下列说法正确的是( )
A.在A点推不动,是因为F1小于纸箱受到的摩擦力
B.AB、BC段纸箱均做匀速运动,故F2=F3
C.AC段纸箱的平均速度为
D.在C点突然撤去推力,纸箱由于受到惯性会继续向前运动
二.填空题(每空1分,共26分)
13.如图所示,拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动到达A点时,小球处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”),C点为B点的正下方,若到达最高点B点时绳子突然断裂,小球将落在 (选填“C点”、“C点左方”或“C点右方”)。
14.一个物体受力的作用,直线运动。物体在运动过程中,如果 分别以甲、乙、丙、丁四种状态运动,如图所示:其中物体受到 平衡力的是状态 ;物体处于平衡状态时,受到的力的方向 (选填“一定”或“不一定”)沿运动的方向。
15.将一个质量为0.2kg的小球竖直向上抛,小球在上升时受到的空气阻力为0.15N,方向与运动方向相反,则小球所受重力大小为 N,重力与空气阻力的合力大小为 N,合力方向 。
16.如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄的下端受到撞击时突然变为静止,但是锤头具有 ,继续向下运动,紧套在锤柄上,并且锤头的质量 (选填“越大”或“越小”)越容易套紧。
17.如图所示,为探月工程嫦娥五号返回器从月球上携带“月壤”回到地球的轨道示意图,在环月轨道上运行时,返回器受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用;“月壤”样品被带回地球后,质量 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),由此可见,质量是物体的一个基本 。
18.如图所示,杂技表演者在表演踩钢丝过程中,手上总是拿着一根长杆,长杆的作用是调整表演者的 ,使其在钢丝绳的正上方,从而保持平衡;表演者的重力与钢丝对表演者的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
19.如图,一个弹簧测力计放在水平桌面上,分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1=3N,F2=4N,弹簧测力计静止时如图所示,F1、F2(填“是”或“不是”) 一对平衡力;此时弹簧测力计的示数为 N。
20.飞镖是一项风靡全球的室内体育运动,是集趣味性、竞技性于一体的休闲运动项目。如图是运动员投掷飞镖时的简化示意图,飞镖离手后仍可继续向前运动的原因是由于 。小亮认为若飞镖沿图中的虚线方向掷出,只要飞镖离手后的速度足够快,就一定能扎中镖盘的中心位置(P点),空气阻力忽略不计,你认为小亮的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
21.如图所示,头枕和安全带是汽车上必备的安全设施,会在汽车行驶中突发意外时保护司乘人员的安全。若汽车行驶过程中遇障碍物突然减速, (选填“头枕”或“安全带”)会对司乘人员起到保护作用,请解释其中所蕴含的物理原理: 。
22.物理老师演示了一个实验,如图所示,将一细棒从苹果中间穿过,初始时细棒竖直,苹果由于 静止,然后用铁锤敲击棒的上端,在敲击的过程中,看到苹果相对于细棒向 运动。
23.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。
三.解答题(共50分)
24.(6分)按要求完成下列作图
(1)一车厢内放有一杯水和一木块,某一时刻杯中水突然变成如图所示形状,木块相对于车厢表面仍静止,请对此时的木块进行受力分析。
(2)如图甲,小明和小丽一起用推车搬运新学期的用书,小丽水平向右的拉力F1=20N,小明向右的推力F2=30N,推车在水平面上运动。请在乙方框画出这两个力的合力。
(3)随着人们安全意识的提高,电梯安全越来越受到人们的关注,其中一项安全措施是在电梯井内轿厢正下方的地面上安装缓冲装置(如图甲所示),该装置由若干组弹簧构成,从而防止电梯在失控情况下对乘客和设备造成严重损害。测试员在对该电梯缓冲装置安全性进行测试时,要模拟电梯轿厢在运行过程中突然加速下坠,当轿厢接触缓冲装置并压缩弹簧后最终停下来。请你在图乙中画出轿厢经过A点时发生故障突然加速下坠到最低点B的过程中,轿厢所受的合力(F)大小与位置(S)的大致关系图像。(不计空气阻力)
25.(6分)如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案:
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是 ;
A.5g
B.200g
C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在 上;
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,按图丁他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.7倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f= G。
26.(7分)某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)实验小组设计了如图甲实验装置进行实验,发现在如图甲所示的情况下,木块仍然处于静止状态,经过同学们分析讨论,认为是 对实验结果产生了影响;
(2)改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔,并在两孔之间画一条直线;
②手拿住小卡片,在细线两端各挂上一个50g的钩码,放手后,小卡片处于静止状态,说明小卡片受力 (选填“平衡”或“不平衡”),小卡片受到的合力大小是 N;
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变,将小卡片转至一定角度,松手后小卡片转动,说明不在同一直线上的两个力 (选填“能”或“不能”)平衡;
④在左端再挂上一个50g的钩码,小卡片将 (选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”);
⑤通过实验,能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 ,方向 。
27.(7分)【实验名称】探究阻力对物体运动的影响。
【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: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 。
28.(8分)牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的 位置由静止开始自由下滑。
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在 段(选填“AB”、“BC”或“AC”)。
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到D点时速度为v1。若此时所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1 v2。
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度 (选填“减小快”、“减小慢”或“不变”)。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将 运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行 。
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为 。
29.(6分)甲、乙两组同学合作探究“同一直线上二力的合力”,他们将橡皮筋的一端固定,另一端与小圆环相连。如图所示,把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点,记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点,记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验,记录的数据如表一、表二所示。
表一 甲组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
1.5
0.5
2.0
2
2.0
1.0
3.0
3
2.5
1.5
4.0
表二 乙组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
5.0
3.0
2.0
2
7.0
4.0
3.0
3
9.0
5.0
4.0
(1)比较图中 可知,此实验采用的科学方法是 ;
(2)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,方向和两个力的方向 ;
(3)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于 。
(4)在探究完同一直线上二力的合成知识后,小林想,如果作用在同一物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小又有什么关系呢?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究。
如图丙所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小,撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果相同,小林应使橡皮筋伸长到位置 ,记录此时F的大小;小林又先后两次改变F1和F2的夹角,重复上述实验,得到三次实验的数据如表三所示:
表三
实验序号
F1/N
F2/N
F1和F2的夹角
合力F/N
1
4
5
θ1
8.7
2
4
5
θ2
8.3
3
4
5
θ3
7.8
备注:θ1<θ2<θ3
分析实验数据可知,当两个力在不同一直线上时,合力F不等于F1+F2且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而 。
30.(5分)一质量为m的探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:6.若气球所受总浮力始终保持55N不变,气球所受的空气阻力与速度成正比,即f=kv,此时气球以1m/s的速度匀速竖直向下运动。若吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以1m/s的速度匀速竖直向上运动。求:
(1)吊篮中物体的质量?
(2)若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度?(吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,g=10N/kg)
31.(5分)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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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年八年级下册物理单元检测卷
第八章 力与运动·素养提升
建议用时:100分钟,满分:100分
一.选择题(每题2分,共24分)
1.如图所示,将一小球由A点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B点,若此时小球所受外力突然全部消失,则小球将沿着图中的那条轨迹运动( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.下列情形中,属于利用惯性的是( )
A.人跑步时脚用力蹬地
B.拍打窗帘清除上面的灰尘
C.汽车乘客需系安全带
D.水总是由高处向低处流动
3.如图所示,汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
4.关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和水平拉力的作用,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
5.如图所示,弹簧下挂一木箱A,木箱A下挂一物体B,木箱A内放一木块C,A、B、C的重力分别为GA、GB、GC。当挂B的线突然断开的瞬间,则( )
A.A对C的支持力大于GC
B.A对C的支持力小于GC
C.A对C的支持力等于GC
D.弹簧对A的拉力等于GA+GC
6.如图所示,将甲、乙两个物体叠放,使其静止在水平桌面上,以下说法正确的是( )
A.甲对乙的压力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
B.乙受到的重力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
C.甲受到的重力和乙对甲的支持力是一对平衡力
D.甲对乙的压力与乙对甲的支持力是一对平衡力
7.如图所示,一个物体以初速度v0冲上某一粗糙斜面,最后停在斜面上,忽略空气作用,下列对该过程的描述正确的是( )
A.物体受到重力、摩擦力
B.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的冲力
D.物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力是一对平衡力
8.关于冬奥会的比赛项目,下列分析正确的是( )
A.图甲,以下落的跳台滑雪运动员为参照物,地面是运动的
B.图乙,短道速滑运动员在转弯滑行过程中,处于平衡状态
C.图丙,掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
D.图丁,花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性力的作用
9.2024年10月30日搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,下列说法正确的是( )
A.神舟十九号载人飞船,升空时惯性先变大后变小
B.神舟十八乘组人员空间站看发射直播,处于平衡状态
C.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
10.小明沿水平方向推箱子前行,如图甲所示。推箱子过程中,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9N
C.t=10s时,箱子受到的推力和摩擦力是平衡力
D.整个过程中箱子受到的是非平衡力
11.一个重力为G的小球从某一高度竖直下落,撞到竖直放置的弹簧上,然后又被弹起,如图所示。小球不接触弹簧时考虑空气阻力,空气大小不变且小于重力;与弹簧接触后忽略空气阻力。
①小球接触弹簧向下运动的过程合力先向下后向上
②小球运动到最低点时处于平衡状态
③上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的
④不和弹簧接触时,下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力
以上说法中,有几种正确的( )
A.一种 B.二种 C.三种 D.四种
12.如图,小明将装有重物的纸箱沿同一水平路面从A点经B点推至C点。小明在A点用水平推力F1未推动纸箱,逐渐增大推力至F2时恰能匀速推动。将纸箱从A匀速推到B,用时t1;在B点卸货,用时t2;再用水平推力F3将纸箱匀速推至C,用时t3;已知AB长为s1,BC长为s2,下列说法正确的是( )
A.在A点推不动,是因为F1小于纸箱受到的摩擦力
B.AB、BC段纸箱均做匀速运动,故F2=F3
C.AC段纸箱的平均速度为
D.在C点突然撤去推力,纸箱由于受到惯性会继续向前运动
二.填空题(每空1分,共26分)
13.如图所示,拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动到达A点时,小球处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”),C点为B点的正下方,若到达最高点B点时绳子突然断裂,小球将落在 (选填“C点”、“C点左方”或“C点右方”)。
14.一个物体受力的作用,直线运动。物体在运动过程中,如果 分别以甲、乙、丙、丁四种状态运动,如图所示:其中物体受到 平衡力的是状态 ;物体处于平衡状态时,受到的力的方向 (选填“一定”或“不一定”)沿运动的方向。
15.将一个质量为0.2kg的小球竖直向上抛,小球在上升时受到的空气阻力为0.15N,方向与运动方向相反,则小球所受重力大小为 N,重力与空气阻力的合力大小为 N,合力方向 。
16.如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄的下端受到撞击时突然变为静止,但是锤头具有 ,继续向下运动,紧套在锤柄上,并且锤头的质量 (选填“越大”或“越小”)越容易套紧。
17.如图所示,为探月工程嫦娥五号返回器从月球上携带“月壤”回到地球的轨道示意图,在环月轨道上运行时,返回器受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用;“月壤”样品被带回地球后,质量 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),由此可见,质量是物体的一个基本 。
18.如图所示,杂技表演者在表演踩钢丝过程中,手上总是拿着一根长杆,长杆的作用是调整表演者的 ,使其在钢丝绳的正上方,从而保持平衡;表演者的重力与钢丝对表演者的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
19.如图,一个弹簧测力计放在水平桌面上,分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1=3N,F2=4N,弹簧测力计静止时如图所示,F1、F2(填“是”或“不是”) 一对平衡力;此时弹簧测力计的示数为 N。
20.飞镖是一项风靡全球的室内体育运动,是集趣味性、竞技性于一体的休闲运动项目。如图是运动员投掷飞镖时的简化示意图,飞镖离手后仍可继续向前运动的原因是由于 。小亮认为若飞镖沿图中的虚线方向掷出,只要飞镖离手后的速度足够快,就一定能扎中镖盘的中心位置(P点),空气阻力忽略不计,你认为小亮的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
21.如图所示,头枕和安全带是汽车上必备的安全设施,会在汽车行驶中突发意外时保护司乘人员的安全。若汽车行驶过程中遇障碍物突然减速, (选填“头枕”或“安全带”)会对司乘人员起到保护作用,请解释其中所蕴含的物理原理: 。
22.物理老师演示了一个实验,如图所示,将一细棒从苹果中间穿过,初始时细棒竖直,苹果由于 静止,然后用铁锤敲击棒的上端,在敲击的过程中,看到苹果相对于细棒向 运动。
23.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。
三.解答题(共50分)
24.(6分)按要求完成下列作图
(1)一车厢内放有一杯水和一木块,某一时刻杯中水突然变成如图所示形状,木块相对于车厢表面仍静止,请对此时的木块进行受力分析。
(2)如图甲,小明和小丽一起用推车搬运新学期的用书,小丽水平向右的拉力F1=20N,小明向右的推力F2=30N,推车在水平面上运动。请在乙方框画出这两个力的合力。
(3)随着人们安全意识的提高,电梯安全越来越受到人们的关注,其中一项安全措施是在电梯井内轿厢正下方的地面上安装缓冲装置(如图甲所示),该装置由若干组弹簧构成,从而防止电梯在失控情况下对乘客和设备造成严重损害。测试员在对该电梯缓冲装置安全性进行测试时,要模拟电梯轿厢在运行过程中突然加速下坠,当轿厢接触缓冲装置并压缩弹簧后最终停下来。请你在图乙中画出轿厢经过A点时发生故障突然加速下坠到最低点B的过程中,轿厢所受的合力(F)大小与位置(S)的大致关系图像。(不计空气阻力)
25.(6分)如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案:
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是 ;
A.5g
B.200g
C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在 上;
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,按图丁他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.7倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f= G。
26.(7分)某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)实验小组设计了如图甲实验装置进行实验,发现在如图甲所示的情况下,木块仍然处于静止状态,经过同学们分析讨论,认为是 对实验结果产生了影响;
(2)改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔,并在两孔之间画一条直线;
②手拿住小卡片,在细线两端各挂上一个50g的钩码,放手后,小卡片处于静止状态,说明小卡片受力 (选填“平衡”或“不平衡”),小卡片受到的合力大小是 N;
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变,将小卡片转至一定角度,松手后小卡片转动,说明不在同一直线上的两个力 (选填“能”或“不能”)平衡;
④在左端再挂上一个50g的钩码,小卡片将 (选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”);
⑤通过实验,能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 ,方向 。
27.(7分)【实验名称】探究阻力对物体运动的影响。
【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: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 。
28.(8分)牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的 位置由静止开始自由下滑。
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在 段(选填“AB”、“BC”或“AC”)。
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到D点时速度为v1。若此时所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1 v2。
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度 (选填“减小快”、“减小慢”或“不变”)。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将 运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行 。
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为 。
29.(6分)甲、乙两组同学合作探究“同一直线上二力的合力”,他们将橡皮筋的一端固定,另一端与小圆环相连。如图所示,把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点,记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点,记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验,记录的数据如表一、表二所示。
表一 甲组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
1.5
0.5
2.0
2
2.0
1.0
3.0
3
2.5
1.5
4.0
表二 乙组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
5.0
3.0
2.0
2
7.0
4.0
3.0
3
9.0
5.0
4.0
(1)比较图中 可知,此实验采用的科学方法是 ;
(2)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,方向和两个力的方向 ;
(3)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于 。
(4)在探究完同一直线上二力的合成知识后,小林想,如果作用在同一物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小又有什么关系呢?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究。
如图丙所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小,撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果相同,小林应使橡皮筋伸长到位置 ,记录此时F的大小;小林又先后两次改变F1和F2的夹角,重复上述实验,得到三次实验的数据如表三所示:
表三
实验序号
F1/N
F2/N
F1和F2的夹角
合力F/N
1
4
5
θ1
8.7
2
4
5
θ2
8.3
3
4
5
θ3
7.8
备注:θ1<θ2<θ3
分析实验数据可知,当两个力在不同一直线上时,合力F不等于F1+F2且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而 。
30.(5分)一质量为m的探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:6.若气球所受总浮力始终保持55N不变,气球所受的空气阻力与速度成正比,即f=kv,此时气球以1m/s的速度匀速竖直向下运动。若吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以1m/s的速度匀速竖直向上运动。求:
(1)吊篮中物体的质量?
(2)若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度?(吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,g=10N/kg)
31.(5分)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?
试题 第3页(共10页) 试题 第8页(共10页)
试题 第1页(共10页) 试题 第2页(共10页)
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2025-2026学年八年级下册物理单元检测卷
第八章 力与运动·素养提升
一.选择题(每题2分,共24分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
C
B
D
D
A
C
B
A
B
C
C
C
二.填空题(每空1分,共26分)
13.非平衡;C点。
14.甲和丁;不一定。
15.1.96;2.11;竖直向下。
16.惯性;越大。
17.非平衡力;不变;属性。
18.重心;不是。
19.不是;3。
20.惯性;错误;飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡。
21.安全带;车辆突然减速时,人的身体由于具有惯性要保持原来的运动状态向前冲,安全带可保护人的身体不撞到面前的物体。
22.惯性;上。
23.脚;惯性;上半身。
三.解答题(共50分)
24.(6分)按要求完成下列作图
(1)(2)。(3)
25.(6分)(1)摩擦力;B;(2)相反;不能;同一条直线;(3)0.64。
26.(7分)(1)摩擦力;(2)②平衡;0;③不能;④向左运动;⑤相等;相反。
27.(7分)
(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。
28.(8分)(1)相同;(2)粗糙程度;BC;(3)=;(4)减小慢;匀速直线;科学推理;惯性。
29.(6分)(1)两次橡皮筋都拉至O点;等效替代法;(2)相同;(3)这两个力的大小之差;(4)C;减小。
30.(5分)解:
探测气球质量为m,由题意可得物体的质量为6m,
由G=mg可得,探测气球和物体的重力分别为(未写单位):
G球=10m,G物=60m,
(1)当气球匀速下降时,整个气球的受力情况如图1所示,
则由平衡条件得:F浮+f=G球+G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当吊篮中物体的质量减少一半后,气球以同样匀速上升时,气球受力分析如图2所示,
则由平衡条件得:F浮=f+G球G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
把F浮=55N,G球=10m,G物=60m代入①②式,解得:f=15N,m球=1kg;
则m物=6m球=6×1kg=6kg;
(2)由f=kv1得,k15;
当去掉吊篮中所有的物体时,气球上升,设最终为匀速运动,速度最大为v,气球受力分析如图3所示,由平衡条件得:F浮=f′+G球;
则f′=F浮﹣G球=55N﹣1kg×10N/kg=45N;
由f′=kv得最大速度:vm/s=3m/s。
答:(1)吊篮中物体的质量为6kg;
(2)若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为3m/s。
31.(5分)
【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。
答:(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。
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第八章 力与运动·素养提升
建议用时:100分钟,满分:100分
一.选择题(每题2分,共24分)
1.如图所示,将一小球由A点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B点,若此时小球所受外力突然全部消失,则小球将沿着图中的那条轨迹运动( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】解:将一小球由A点释放,沿光滑的弧形轨道运动到B点时,此时小球的运动方向为水平向右,若此时小球所受外力突然全部消失,则小球的运动状态不会改变,故小球将沿着图中轨迹3做匀速直线运动。
故选:C。
2.下列情形中,属于利用惯性的是( )
A.人跑步时脚用力蹬地
B.拍打窗帘清除上面的灰尘
C.汽车乘客需系安全带
D.水总是由高处向低处流动
【答案】B
【解析】解:A.人跑步时脚用力蹬地,是利用力的作用是相互的获得动力而加速,不是利用惯性,故A不符合题意;
B.窗帘和浮尘原来都是静止,拍打后窗帘变为运动,而浮尘由于惯性保持静止,离开窗帘,是利用惯性,故B符合题意;
C.汽车乘客需系安全带,是为了防止因惯性来造成伤害,故C不符合题意;
D.水总是由高处向低处流动是由于重力作用,故D不符合题意。
故选:B。
3.如图所示,汽车在水平公路上做匀速直线运动。关于汽车受力示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解:在平直公路上匀速行驶的汽车,水平方向受牵引力和阻力,竖直方向受重力和支持力,这两两对力均为平衡力,重力方向竖直向下,支持力方向竖直向上;牵引力方向水平向前,阻力方向水平向后,作用点可都画在重心处,如图所示:
由此可知,只有D正确。
故选:D。
4.关于平衡力,下列说法正确的是( )
A.物体在平衡力作用下一定保持静止状态
B.作用在物体上的两个力三要素完全相同,这两个力一定是平衡力
C.物体受到重力和水平拉力的作用,它们一定是平衡力
D.运动的物体在平衡力作用下,一定保持匀速直线运动状态
【答案】D
【解析】解:A.受平衡力的物体一定处于静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.三要素完全相同的两个力,二力的方向相同,因此它们不是一对平衡力,故B错误;
C.物体受到重力和拉力的作用,这两个力方向相反时,这两个力的大小不一定相等,因此它们不一定是平衡力,故C错误;
D.运动的物体在平衡力的作用下,保持运动状态不变,即一定做匀速直线运动,故D正确。
故选:D。
5.如图所示,弹簧下挂一木箱A,木箱A下挂一物体B,木箱A内放一木块C,A、B、C的重力分别为GA、GB、GC。当挂B的线突然断开的瞬间,则( )
A.A对C的支持力大于GC
B.A对C的支持力小于GC
C.A对C的支持力等于GC
D.弹簧对A的拉力等于GA+GC
【答案】A
【解析】解:断开前物体处于静止状态,根据二力平衡条件可知,A对C 的支持力等于C的重力GC;弹簧对A、B、C整体的拉力等于A、B、C的总重力,即F=GA+GB+GC,当挂B的线突然断开的瞬间,弹簧的拉力不会突变,则弹簧对A、C整体的拉力大于A和C的总重力,即弹簧对A的拉力F>(GA+GC),木箱A加速上升,且木块C会跟着木箱A一起加速上升,则A对C 的支持力大于C的重力GC,故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.如图所示,将甲、乙两个物体叠放,使其静止在水平桌面上,以下说法正确的是( )
A.甲对乙的压力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
B.乙受到的重力和水平桌面对乙的支持力是一对平衡力
C.甲受到的重力和乙对甲的支持力是一对平衡力
D.甲对乙的压力与乙对甲的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】解:A、甲对乙的压力等于甲的重力,水平桌面对乙的支持力等于甲、乙的总重力,两个力的大小不相等,故A错误;B、桌面对乙的支持力等于甲、乙两物体的总重力,则桌面对乙的支持力与乙受到的重力大小并不相等,不是一对平衡力,故B错误;C、甲物体受到重力和乙对甲的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,它们是一对平衡力,故C正确;D、甲对乙的压力与乙对甲的支持力,作用在不同物体上,是一对相互作用力,故D错误。故选:C。
7.如图所示,一个物体以初速度v0冲上某一粗糙斜面,最后停在斜面上,忽略空气作用,下列对该过程的描述正确的是( )
A.物体受到重力、摩擦力
B.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C.物体受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、向上的冲力
D.物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】解:ABC、物体以初速度v0冲上粗糙的斜面,按顺序分析:物体先受到重力,由于重力作用物体跟斜面发生挤压,物体受到斜面的支持力即弹力,由于物体相对粗糙斜面向上运动,物体还受摩擦力,故AC错误、B正确;
D、物体受到斜面的支持力和物体对斜面的压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:B。
8.关于冬奥会的比赛项目,下列分析正确的是( )
A.图甲,以下落的跳台滑雪运动员为参照物,地面是运动的
B.图乙,短道速滑运动员在转弯滑行过程中,处于平衡状态
C.图丙,掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
D.图丁,花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性力的作用
【答案】A
【解析】解:A.跳台滑雪运动员在下落过程中,以运动员为参照物,地面与运动员的位置咋不断发生变化,故以下落的跳台滑雪运动员为参照物,地面是运动的,故A正确;
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,速度方向发生变化,运动状态改变,处于非平衡状态,故B错误;
C.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力的方向是相同的,所以不是相互作用力,故C错误;
D.惯性是物体具有的固有属性,惯性不是力,不能用“受到”描述,故D错误。
故选:A。
9.2024年10月30日搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十九号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,下列说法正确的是( )
A.神舟十九号载人飞船,升空时惯性先变大后变小
B.神舟十八乘组人员空间站看发射直播,处于平衡状态
C.以舱内的航天员为参照物,发射塔是静止的
D.以舱内的航天员为参照物,火箭是静止的
【答案】B
【解析】解:A、神舟十九号载人飞船,升空时质量不变,惯性不变,故A错误;
B、神舟十八乘组人员空间站看发射直播,是静止状态,平衡状态是指静止和匀速直线运动状态,故B正确;
C、以舱内的航天员为参照物,发射塔与航天员的位置在不断发生改变,发射塔是运动的,故C错误;
D、以舱内的航天员为参照物,火箭的位置发生了改变,是运动的,故D错误。
故选:B。
10.小明沿水平方向推箱子前行,如图甲所示。推箱子过程中,其F﹣t和v﹣t的图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9N
C.t=10s时,箱子受到的推力和摩擦力是平衡力
D.整个过程中箱子受到的是非平衡力
【答案】C
【解析】解:A.0~3s,箱子没有推动,处于静止状态,受到平衡力作用,是因为推力等于摩擦力,故A错误;
BC.9~12s,推力为6N,物体做匀速直线运动,根据二力平衡,滑动摩擦力为6N,滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关,与速度无关,故3~12s物体受到滑动摩擦力不变,均为6N,故t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为6N,t=10s时,箱子受到的推力和摩擦力,是一对平衡力,故B错误,C正确;
D.9﹣12s时,箱子做匀速直线运动,受到的推力和摩擦力,是一对平衡力,故D错误;
故选:C。
11.一个重力为G的小球从某一高度竖直下落,撞到竖直放置的弹簧上,然后又被弹起,如图所示。小球不接触弹簧时考虑空气阻力,空气大小不变且小于重力;与弹簧接触后忽略空气阻力。
①小球接触弹簧向下运动的过程合力先向下后向上
②小球运动到最低点时处于平衡状态
③上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的
④不和弹簧接触时,下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力
以上说法中,有几种正确的( )
A.一种 B.二种 C.三种 D.四种
【答案】C
【解析】解:①小球接触弹簧后,开始的弹力小于重力,合力的方向竖直向下,小球继续向下做加速运动,当弹力等于小球的重力时,速度最大;小球继续向下运动,弹力大于重力,合力的方向竖直向上,小球做减速运动,小球运动到最低端时的速度为0,所以小球接触弹簧向下运动的过程合外力先向下后向上,故①正确;
②球运动到最低点时,弹力大于重力,合力方向向上,处于非平衡状态,故②错误;
③上升过程和下降过程中合力为零时,弹力等于重力,弹力相等时,弹簧压缩程度相同,所以合力为0的位置是重合的,故③正确;
④小球接触弹簧之前,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,重力大于空气阻力,合力的方向竖直向下,合力大小等于重力和空气阻力的差;上升过程,重力与空气阻力都是竖直向下,故合力等于二者之和,因而下降的合力小于上升的合力,故④正确;
综上所述有三种正确。
故选:C。
12.如图,小明将装有重物的纸箱沿同一水平路面从A点经B点推至C点。小明在A点用水平推力F1未推动纸箱,逐渐增大推力至F2时恰能匀速推动。将纸箱从A匀速推到B,用时t1;在B点卸货,用时t2;再用水平推力F3将纸箱匀速推至C,用时t3;已知AB长为s1,BC长为s2,下列说法正确的是( )
A.在A点推不动,是因为F1小于纸箱受到的摩擦力
B.AB、BC段纸箱均做匀速运动,故F2=F3
C.AC段纸箱的平均速度为
D.在C点突然撤去推力,纸箱由于受到惯性会继续向前运动
【答案】C
【解析】解:A、由题知,小明在A点用水平推力F1未推动纸,水平方向受到的推力与纸箱受到的摩擦力是一对平衡力,所以两个力大小相等;
B、影响摩擦力的因素:压力大小和接触面的粗糙程度,在B点卸货后,纸箱对地面的压力减小,则纸箱受到的摩擦力变小,在AB、BC段纸箱均做匀速运动,拉力等于摩擦力,故F2>F3,故B错误;
C、从A到C纸箱的平均速度为:
v,故C正确;
D、在C点突然撤去推力,纸箱由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选:C。
二.填空题(每空1分,共26分)
13.如图所示,拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动到达A点时,小球处于 非平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”),C点为B点的正下方,若到达最高点B点时绳子突然断裂,小球将落在 C点 (选填“C点”、“C点左方”或“C点右方”)。
【答案】非平衡;C点。
【解析】解:小球达到最低点时是运动的,由于惯性小球通过最低点后继续运动,所以小球就由最低点摆到最高点A;
当到达A点时,小球处于最高点,这时速度为0,但小球受到的重力和绳子对它的拉力不在同一直线,不是平衡力,小球会在非平衡力的作用下,立即改变小球的运动状态;所以小球在到达A点时,小球处于非平衡状态。
小球到达最高点B时速度为0,这时绳子突然断裂,小球在重力作用下,将竖直下落,小球将会落在B点的正下方的C点上。
故答案为:非平衡;C点。
14.一个物体受力的作用,直线运动。物体在运动过程中,如果 分别以甲、乙、丙、丁四种状态运动,如图所示:其中物体受到 平衡力的是状态 甲和丁 ;物体处于平衡状态时,受到的力的方向 不一定 (选填“一定”或“不一定”)沿运动的方向。
【答案】甲和丁;不一定
【解析】解:
物体在不受外力作用或者所受的外力为平衡力的情况下总会处于静止或者匀速直线运动的状态,因此把物体处于静止状态或者匀速直线运动的状态叫做平衡状态;
由图可知:甲表示物体做匀速直线运动;乙表示物体做变速直线运动;丙表示物体做加速直线运动;丁表示物体做匀速直线运动;
物体处于平衡状态时,物体可以沿力的方向运动,也可以不沿力的方向运动。
故答案为:甲和丁;不一定。
15.将一个质量为0.2kg的小球竖直向上抛,小球在上升时受到的空气阻力为0.15N,方向与运动方向相反,则小球所受重力大小为 1.96 N,重力与空气阻力的合力大小为 2.11 N,合力方向 竖直向下 。
【答案】1.96;2.11;竖直向下。
【解析】解:小球所受重力G=mg=0.2kg×9.8N/kg=1.96N
物体向上运动,阻力方向向下,重力方向也向下,所以合力方向与重力方向相同,竖直向下,则重力与空气阻力的合力F合=G+F阻=1.96N+0.15N=2.11N。
故答案为:1.96;2.11;竖直向下。
16.如图所示,锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄的下端受到撞击时突然变为静止,但是锤头具有 惯性 ,继续向下运动,紧套在锤柄上,并且锤头的质量 越大 (选填“越大”或“越小”)越容易套紧。
【答案】惯性;越大。
【解析】解:锤头和锤柄一起向下运动,锤柄下端受到撞击时,由运动变为静止,锤头由于具有惯性继续向下运动,紧套在锤柄上;惯性大小与物体质量有关,锤头质量越大,惯性越大,向下移动的距离越多,越容易套紧。
故答案为:惯性;越大。
17.如图所示,为探月工程嫦娥五号返回器从月球上携带“月壤”回到地球的轨道示意图,在环月轨道上运行时,返回器受 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)作用;“月壤”样品被带回地球后,质量 不变 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),由此可见,质量是物体的一个基本 属性 。
【答案】非平衡力;不变;属性。
【解析】解:返回器在做曲线运动,运动方向一直在改变,则处于非平衡状态,故返回器受非平衡力作用。
月壤样品被带回地球后位置发生变化,但其所含物质的多少没有变化,所以,月壤样品被带回地球后质量不变。
质量与物体的形状、状态、空间位置无关,故质量是物体的一个基本属性。
故答案为:非平衡力;不变;属性。
18.如图所示,杂技表演者在表演踩钢丝过程中,手上总是拿着一根长杆,长杆的作用是调整表演者的 重心 ,使其在钢丝绳的正上方,从而保持平衡;表演者的重力与钢丝对表演者的支持力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】重心;不是
【解析】解:杂技表演者在钢丝绳上行走时,手上总是拿着一根长杆,长杆的作用是不断调整自己的重心,使自己所受重力的作用线竖直向下通过钢丝绳,即重力和支持力在同一条直线上,这样他才能处于平衡状态,表演者的重力与钢丝对表演者的支持力大小不相等,所以不是一对平衡力。
故答案为:重心;不是。
19.如图,一个弹簧测力计放在水平桌面上,分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1=3N,F2=4N,弹簧测力计静止时如图所示,F1、F2(填“是”或“不是”) 不是 一对平衡力;此时弹簧测力计的示数为 3 N。
【答案】不是;3
【解析】解:(1)因F1<F2,所以F1、F2大小不相等,二力不是一对平衡力;
(2)因弹簧测力计静止时处于平衡状态,合力为零,且F1<F2,
所以,弹簧测力计受到的摩擦力方向与F1的方向相同,
因物体间力的作用是相互的,
所以,弹簧测力计的示数与F1的大小相等,即为3N。
故答案为:不是;3。
20.飞镖是一项风靡全球的室内体育运动,是集趣味性、竞技性于一体的休闲运动项目。如图是运动员投掷飞镖时的简化示意图,飞镖离手后仍可继续向前运动的原因是由于 惯性 。小亮认为若飞镖沿图中的虚线方向掷出,只要飞镖离手后的速度足够快,就一定能扎中镖盘的中心位置(P点),空气阻力忽略不计,你认为小亮的观点是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡 。
【答案】惯性;错误;飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡。
【解析】解:飞镖离手后,由于惯性飞镖继续向前运动;
空气阻力忽略不计,飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡,不会做匀速直线运动,所以小亮的观点错误。
故选:D。
故答案为:惯性;错误;飞镖投出后受到重力的作用,重力的方向竖直向下,受力不平衡。
21.如图所示,头枕和安全带是汽车上必备的安全设施,会在汽车行驶中突发意外时保护司乘人员的安全。若汽车行驶过程中遇障碍物突然减速, 安全带 (选填“头枕”或“安全带”)会对司乘人员起到保护作用,请解释其中所蕴含的物理原理: 车辆突然减速时,人的身体由于具有惯性要保持原来的运动状态向前冲,安全带可保护人的身体不撞到面前的物体 。
【答案】安全带;车辆突然减速时,人的身体由于具有惯性要保持原来的运动状态向前冲,安全带可保护人的身体不撞到面前的物体
【解析】解:行车要系安全带,当快速行驶的汽车突然刹车(或与前面相撞)时,人由于惯性仍保持向前运动的状态,容易撞向前挡风玻璃而造成伤害,系安全带可以避免突然减速受到伤害。
故答案为:安全带;车辆突然减速时,人的身体由于具有惯性要保持原来的运动状态向前冲,安全带可保护人的身体不撞到面前的物体。
22.物理老师演示了一个实验,如图所示,将一细棒从苹果中间穿过,初始时细棒竖直,苹果由于 惯性 静止,然后用铁锤敲击棒的上端,在敲击的过程中,看到苹果相对于细棒向 上 运动。
【答案】惯性;上
【解析】解:由于在铁锤敲击棒的上端时,棒急速下降,而苹果由于惯性仍在原位置,苹果相对棒向上移动,受到的摩擦力方向向下,
故答案为:惯性;上。
23.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 脚 (选填“脚”或“上半身”)停止运动,而另外的身体部分由于 惯性 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 上半身 (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。
三.解答题(共50分)
24.(6分)按要求完成下列作图
(1)一车厢内放有一杯水和一木块,某一时刻杯中水突然变成如图所示形状,木块相对于车厢表面仍静止,请对此时的木块进行受力分析。
【答案】
【解析】解:若车向右运动,此时杯中水具有向前的趋势,说明车在减速或突然停止,此时木块竖直方向受到重力和支持力,水平方向具有向前的运动趋势则会受到向后的摩擦力;
若车向左运动,此时杯中水具有向后的趋势,说明车在加速或刚启动,木块竖直方向受到重力和支持力,水平方向具有向后的运动趋势则会受到向前的摩擦力,过木块重心作竖直向下的重力,竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力,作图如下所示:
(2)如图甲,小明和小丽一起用推车搬运新学期的用书,小丽水平向右的拉力F1=20N,小明向右的推力F2=30N,推车在水平面上运动。请在乙方框画出这两个力的合力。
【答案】。
【解析】解:F1、F2都作用在物体上,方向相同,且在一条直线上,F1、F2的合力F=F1+F2=20N+30N=50N,方向水平向右,如图:
。
(3)随着人们安全意识的提高,电梯安全越来越受到人们的关注,其中一项安全措施是在电梯井内轿厢正下方的地面上安装缓冲装置(如图甲所示),该装置由若干组弹簧构成,从而防止电梯在失控情况下对乘客和设备造成严重损害。测试员在对该电梯缓冲装置安全性进行测试时,要模拟电梯轿厢在运行过程中突然加速下坠,当轿厢接触缓冲装置并压缩弹簧后最终停下来。请你在图乙中画出轿厢经过A点时发生故障突然加速下坠到最低点B的过程中,轿厢所受的合力(F)大小与位置(S)的大致关系图像。(不计空气阻力)
【答案】
【解析】解:轿厢匀速下降经过A点之前是速度不变,不计空气阻力,合力不变,发生故障突然加速下坠,接触并压缩缓冲器后,合力先变小后变大,最终安全停在缓冲器上的B点,速度为零,动能为零,图像如图所示:
。
故答案为:
25.(6分)如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案:
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小 摩擦力 对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是 B ;
A.5g
B.200g
C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 相反 ,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在 同一条直线 上;
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,按图丁他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.7倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f= 0.64 G。
【答案】(1)摩擦力;B;(2)相反;不能;同一条直线;(3)0.64。
【解析】解:(1)有图甲可知,木块放在桌面上,当物体已发生或有相对运动趋势时,有摩擦力产生,由甲方案改为乙方案就是减少摩擦力对实验结果的影响;
为了不考虑小卡片的重力对实验的影响,选择的钩码质量要尽量大,所挂钩码质量合适的是200g,故选B;
(2)小明将系于小卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,此时作用在小卡片上的两个拉力等于钩码的重力,方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,卡片两边的拉力作用不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,由此实验步骤可知只有作用在一条直线的两个力才能平衡。
(3)对图丁进行受力分析,滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力,滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力,所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力,即F压=G;其受到方管Q的摩擦力f丁=0.8F压=0.8G,
又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动,故风力等于摩擦力F风=f甲=0.8G,
对图戊竖直方向上进行受力分析,其竖直方向受到竖直向下的重力,竖直向上的摩擦力,
滑块P受到方管Q的摩擦力f水平方向上,滑块P对Q压力等于风力的大小,即F压'=F风=0.8G,
滑块P受到方管Q的摩擦力f戊=0.8F压'=0.8F风=0.8×0.8G=0.64G。
故答案为:(1)摩擦力;B;(2)相反;不能;同一条直线;(3)0.64。
26.(7分)某实验小组在“探究二力平衡的条件”实验中:
(1)实验小组设计了如图甲实验装置进行实验,发现在如图甲所示的情况下,木块仍然处于静止状态,经过同学们分析讨论,认为是 摩擦力 对实验结果产生了影响;
(2)改进的实验器材如图乙所示
①在一张轻质卡片的对角打孔,并在两孔之间画一条直线;
②手拿住小卡片,在细线两端各挂上一个50g的钩码,放手后,小卡片处于静止状态,说明小卡片受力 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”),小卡片受到的合力大小是 0 N;
③保持细线两端所挂钩码均为50g不变,将小卡片转至一定角度,松手后小卡片转动,说明不在同一直线上的两个力 不能 (选填“能”或“不能”)平衡;
④在左端再挂上一个50g的钩码,小卡片将 向左运动 (选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”);
⑤通过实验,能得出二力平衡的两个条件是两个力大小 相等 ,方向 相反 。
【答案】(1)摩擦力;(2)②平衡;0;③不能;④向左运动;⑤相等;相反。
【解析】解:(1)在木块两侧挂不同数量的钩码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用;此时木块有向左运动的趋势,木块和桌面之间产生了向右的摩擦力的作用,向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力;
(2)②小卡片两端通过滑轮挂上钩码,两侧钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,当左右两端同时挂上相同的钩码个数时小卡片保持静止,处于平衡状态,所以此时小卡片两端的拉力的大小相等,则小卡片此时受到的合力大小为0N;
③当小卡片平衡时,将小卡片转过一个角度,松手后小卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究一对平衡力是否需要在同一直线上;
④此时若左端再挂上一个50g的钩码,左侧拉力增大,则小车将向左运动。
⑤二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
故答案为:(1)摩擦力;(2)②平衡;0;③不能;④向左运动;⑤相等;相反。
27.(7分)【实验名称】探究阻力对物体运动的影响。
【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 B (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 c (选填“a”“b”或“c”)。
【分析与论证】
(3)根据实验结果可以得出: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 慢 (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 见解析 。
【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 惯性 ,小车最终停下来是因为受到 阻力 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 降低小车下滑的高度 。
【答案】(1)B; (2)c; (3)慢;(4);(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。
28.(8分)牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图1所示的装置进行探究。
(1)为使小车每次到达水平面时的速度相等,每次都要让小车从斜面上的 相同 位置由静止开始自由下滑。
(2)分别选用毛巾、棉布和木板进行实验,目的是通过改变 粗糙程度 从而改变小车在水平面运动时受到的摩擦阻力;实验过程中,应将毛巾、棉布平整地铺在 BC 段(选填“AB”、“BC”或“AC”)。
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到D点时速度为v1。若此时所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1 = v2。
(4)伽利略在400多年前的研究思想一直闪耀着理性的光辉。伽利略曾经观测到,钟摆来回摆动的高度是相同的,如图2甲。他设想了这样一个实验:在左边一个固定的斜坡上滚下一个球,球又滚上右边不同坡度的斜坡,如果球没有受到摩擦阻力的作用,他认为这个球在右边任何坡度的斜坡上滚到的高度都与起始高度一样,好像这个球“记住”了起始高度。经过进一步思考,伽利略推断,如果右边的斜坡变成平坦,球将会一直匀速滚动下去,如图2乙。
请回答:
①像科学家那样“进一步思考”:图2丙是伽利略想象的每隔相同时间在右边不同坡度的斜坡上球的位置,他认为当斜坡倾角变小时,小球速度 减小慢 (选填“减小快”、“减小慢”或“不变”)。于是他大胆推测:当斜坡变成光滑而平坦时,小球将 匀速直线 运动。这种研究方法是在客观实验基础上进行 科学推理 。
②伽利略认为,球匀速滚动是球的“自然运动”状态,“自然运动”是球所具有的属性。在我们今天看来,球的这种属性称为 惯性 。
【答案】(1)相同;(2)粗糙程度;BC;(3)=;(4)减小慢;匀速直线;科学推理;惯性。
【解析】解:(1)每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑,是为了使小车每次进入水平部分时速度大小相等,这是控制变量法的要求;
(2)要探究的是阻力对物体运动的影响,因此,应控制小车在到达水平面时的初速度相同,只改变小车运动时所受阻力的大小,这就是分别选用毛巾、棉布和木板进行实验的目的;
实验中,应让小车在不同的水平面上滑动,所以应将毛巾、棉布平整地铺在BC段;
(3)当小车运动到D点时速度为v1,若此时小车所受外力突然消失,小车将做匀速直线运动,小车到达E点速度为v2与v1 大小相等;
(4)由图中伽利略的实验过程可知,当斜坡倾角变小时,小球的速度减小得更慢。于是他大胆推测:当斜坡变成平坦时,球的速度不再变小,球将做匀速滚动;此时用到了科学推理法;
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。伽利略所说的球的“自然运动”其产是球具有的属性,这就是惯性。
故答案为:(1)相同;(2)粗糙程度;BC;(3)=;(4)减小慢;匀速直线;科学推理;惯性。
29.(6分)甲、乙两组同学合作探究“同一直线上二力的合力”,他们将橡皮筋的一端固定,另一端与小圆环相连。如图所示,把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点,记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点,记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验,记录的数据如表一、表二所示。
表一 甲组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
1.5
0.5
2.0
2
2.0
1.0
3.0
3
2.5
1.5
4.0
表二 乙组
序号
F1/N
F2/N
F合/N
1
5.0
3.0
2.0
2
7.0
4.0
3.0
3
9.0
5.0
4.0
(1)比较图中 两次橡皮筋都拉至O点 可知,此实验采用的科学方法是 等效替代法 ;
(2)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,方向和两个力的方向 相同 ;
(3)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出:同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于 这两个力的大小之差 。
(4)在探究完同一直线上二力的合成知识后,小林想,如果作用在同一物体上的二力不在同一直线上,而是互成一定的夹角,那么合力F的大小与两个分力F1、F2的大小又有什么关系呢?于是他应用教材中学过的方法,对此进行了探究。
如图丙所示,橡皮筋原长为AB,通过两个弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录此时F1、F2的大小,撤去力F1和F2后,用一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F的作用,为了使这个力F的作用效果与那两个力F1、F2的作用效果相同,小林应使橡皮筋伸长到位置 C ,记录此时F的大小;小林又先后两次改变F1和F2的夹角,重复上述实验,得到三次实验的数据如表三所示:
表三
实验序号
F1/N
F2/N
F1和F2的夹角
合力F/N
1
4
5
θ1
8.7
2
4
5
θ2
8.3
3
4
5
θ3
7.8
备注:θ1<θ2<θ3
分析实验数据可知,当两个力在不同一直线上时,合力F不等于F1+F2且在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而 减小 。
【答案】(1)两次橡皮筋都拉至O点;等效替代法;(2)相同;(3)这两个力的大小之差;(4)C;减小。
【解析】解:(1)实验中用两个弹簧测力计拉橡皮筋至O点,再用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点,两次使橡皮筋的形变程度相同,即力的作用效果相同,用一个力代替了两个力的作用,此实验采用的科学方法是等效替代法。
(2)分析表一数据,如序号1中1.5N+0.5N=2.0N,序号2中2.0N+1.0N=3.0N等,可得出同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之和,方向和两个力的方向相同。
(3)分析表二数据,如序号1中5.0N﹣3.0N=2.0N,序号2中7.0N﹣4.0N=3.0N等,可得出同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于这两个力的大小之差,方向与较大的力的方向相同。
(4)根据等效替代法,要使力F的作用效果与F1、F2的作用效果相同,则橡皮筋的伸长量应相同,所以小林应使橡皮筋伸长到位置C。分析表三数据,F1、F2大小均为4N和5N不变,夹角θ1<θ2<θ3,对应的合力8.7N>8.3N>7.8N,可得出在F1、F2大小不变的情况下,合力F的大小随着F1与F2夹角的增大而减小。
故答案为:(1)两次橡皮筋都拉至O点;等效替代法;(2)相同;(3)这两个力的大小之差;(4)C;减小。
30.(5分)一质量为m的探空气球(包括其下方的吊篮)与其下方吊篮中物体的质量之比为1:6.若气球所受总浮力始终保持55N不变,气球所受的空气阻力与速度成正比,即f=kv,此时气球以1m/s的速度匀速竖直向下运动。若吊篮中物体的质量减少一半,经过一段时间后,气球恰好以1m/s的速度匀速竖直向上运动。求:
(1)吊篮中物体的质量?
(2)若去掉吊篮中所有的物体,气球能达到的最大速度?(吊篮所受的浮力和空气阻力忽略不计,g=10N/kg)
【答案】(1)吊篮中物体的质量为6kg;
(2)若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为3m/s。
【解析】解:
探测气球质量为m,由题意可得物体的质量为6m,
由G=mg可得,探测气球和物体的重力分别为(未写单位):
G球=10m,G物=60m,
(1)当气球匀速下降时,整个气球的受力情况如图1所示,
则由平衡条件得:F浮+f=G球+G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当吊篮中物体的质量减少一半后,气球以同样匀速上升时,气球受力分析如图2所示,
则由平衡条件得:F浮=f+G球G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
把F浮=55N,G球=10m,G物=60m代入①②式,解得:f=15N,m球=1kg;
则m物=6m球=6×1kg=6kg;
(2)由f=kv1得,k15;
当去掉吊篮中所有的物体时,气球上升,设最终为匀速运动,速度最大为v,气球受力分析如图3所示,由平衡条件得:F浮=f′+G球;
则f′=F浮﹣G球=55N﹣1kg×10N/kg=45N;
由f′=kv得最大速度:vm/s=3m/s。
答:(1)吊篮中物体的质量为6kg;
(2)若去掉吊篮中的所有物体,气球能达到的最大速度为3m/s。
31.(5分)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。
答:(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。
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