第八章 力与运动(综合题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练(2024苏科版)
2026-03-04
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内容正文:
第八章 力与运动(综合题30道)
1.(1)如图所示,在平直路面上向右匀速行驶的小车中,有一个木块位于车厢地板上,一个轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端与木块连接,弹簧此时处于原长状态并保持水平。如果木块突然压缩弹簧,则说明小车在做 ___________运动。(选填“加速”或“减速”)
(2)请根据车的运动情况,画出时木块压缩弹簧的过程中,木块的受力示意图。___________
2.在真空管中,一个光滑小球被竖直向上弹出,每隔0.02s用相机拍摄记录小球位置,制成图中的轨迹示意图,上升过程中经过B点到达最高点 C点。
(1)比较小球在AB段和BC段的运动快慢:_______________ (选择“AB段较快”、“ BC段较快”、“两段快慢一样”),你判断的依据是:____________;
(2)判断轨迹示意图中运动的小球在竖直方向上所受的力_____ (选择“是”、“不是”)相互平衡,理由是:__________;
(3)如果到达B点小球受到的力全部消失,则小球将会__(填字母)
A.立即静止在空中B点
B.继续向上运动一段, 最后静止在C点处
C. 以 B点时的速度继续匀速直线向上运动通过C点
D.继续向上运动一段, 到达C点处后匀速直线向下运动
3.如图的装置,将小卡片扭转一个角度后释放,观察它的运动状态,这样操作的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在_________。
4.阅读材料,回答问题:
物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。比如飞机、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小。
物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,但只要空气阻力仍小于重力,物体就会继续加速下落,当阻力增大到与重力相等时,物体受力平衡,将以此时的速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“相同环境下,球形物体收尾速度的大小与质量有什么关系”的实验,g取,实验数据见如表:
小球编号
A
B
C
小球质量
20
30
50
小球半径
0.05
0.05
0.05
小球的收尾速度
16
24
40
(1)小型汽车车身的外形常做成流线型,其目的是_________;人造地球卫星一般________(选填“需要”或“不需要”)设计成流线型。
(2)分析表格中A、B、C三球的收尾速度,可得到结论:____________。
(3)C小球下落过程中受到的最大阻力为________N,此时阻力与重力是一对________(选填“平衡力”或“相互作用力”)。
5.如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出,而是落在支柱上。
(1)拨弯的簧片会把金属片弹出,说明力可以改变物体的_____;金属片被弹出时,小球由于具有_____要保持原来的静止状态,同时小球受到_____作用,会落在支柱上。
(2)请在答题卡相应位置画出此时小球所受重力的示意图。
6.掷实心球是枣庄市体育中考选考项目之一,图甲所示的是某学生投掷实心球的过程。实心球从离开手后到达最高点的过程中,实心球_______(选填“受”或“不受”)重力的作用;实心球在空中飞行时,运动轨迹不断改变,这说明力能改变物体的_______。在乙图中,O点为实心球的重心,请画出实心球所受重力的示意图_______。
7.如图,某同学将篮球掷向地面,经过甲位置后篮球碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用。
(1)向右抛出掷向地面,篮球由于___________而有向右的运用趋势,写出一条日常生活中应用这一性质的事例___________ 。
(2)请在图乙位置画出篮球的受力示意图。
(3)篮球到达最高点后又会下落,说明力可以改变物体的___________。
8.如图所示,是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在南极附近遥控机器人。机器人质量为500 kg,它有四条履带,每条履带与冰面的接触面积为0.1m2,匀速直线前进时,受到的阻力为其重力的0.1倍,g取10N/kg。
(1)机器人的履带上有凸起的纹路,是为了___________(选填“增大”或“减小”)摩擦力;行驶中,机器人在冰面上压出痕迹,说明力可以改变物体的___________。
(2)机器人匀速直线行驶时受到的牵引力是多少?
(3)若南极某处冰面能承受的最大压强为4.2×104Pa。请通过计算说明,机器人能否在该处冰面顺利通过?
9.在乘坐公交车时,我们常常会遇到如下图所示的情景。报纸、电视、网络等新闻媒体也经常从不同角度对此类事情进行过报道(如图)。为了避免这种情况的发生,保证乘客的安全,现在公交车上的语音提示系统会自动提醒大家:“上车的乘客请扶好站稳”。
(1)请你指出这则报道中的错误;______
(2)说明为什么“扶好站稳”就能避免这种情况的发生。______
10.请按题目要求完成下列问题;
(1)小华用图中弹簧测力计进行测量物体重力,其示数为___________N;
(2)如图甲所示,用水平向右的拉力F水平拉动一物体在水平面上运动,水平面上各部分粗糙程度相同。乙图所示是拉动过程中拉力F随时间t变化的图像,丙图所示是拉动过程中速度v随时间t变化的图像。请结合图像回答下面的问题:
①物体在0~t3时处于___________状态,在t1时刻受到的摩擦力为___________N;
②物体在t4时刻受到合力为___________N,合力方向为___________。
③如果在t8时刻撤去所有外力,物体将___________。
11.在建筑领域中,盘圆钢筋主要用于承担混凝土构件的支撑和加固作用。一卷盘圆钢筋重力为16000N,如图所示,一辆卡车装载16卷盘圆钢筋匀速直线行驶,空车自重,行驶时的阻力为总重力的0.05倍。(g取)
(1)盘圆钢筋对卡车的压力_______(选填“属于”或“不属于”)弹力。
(2)若此卡车空车时匀速直线行驶,则其受到的牵引力多大?
(3)装载16卷盘圆钢筋的卡车在行驶途中遇到一座桥梁,桥头标志牌上有“30t”字样,请根据题干信息,计算司机能否从该桥通过。
12.物体在流体(气体或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,流体阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落后,速度越来越大是由于重力__(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;此过程中若雨滴受到的力全部消失,雨滴将做__(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(2)雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的重力__,受到的阻力__;(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)当雨滴受到的阻力__(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
13.阅读短文,回答问题:
牛顿认为,苹果热透掉落在地上和月球悬挂天空上是相同性质的力在起着作用。我们生活在地球上,也像被地球用一根无形的绳子紧紧地拉着。当地球上的物体有很大的速度时,就能挣脱地球引力束缚,实现飞出地球的愿望。牛顿的推理过程是这样的:在固定高度上水平抛出一个物体,它会向前飞出一段距离下落,那么初始速度的增大,会导致飞行距离的增大,则就会有这样一个极限,当速度足够大,这个物体就可能不会掉落下来而绕地球飞行,变成了人造卫星。根据科学家计算,当物体速度达到7.9km/s时,就可以绕地球做圆周运动,叫第一宇宙速度;当物体速度达到11.2km/s时,就会克服地球引力,永远离开地球,叫第二宇宙速度。牛顿虽然早就预言了人造地球卫星,但因发射需达到很大的速度,这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭的研制成功,才为人造地球卫星的发射创造了条件,如图所示就是中国空间站绕地球飞行时的场景。
(1)若中国在2025年发射火星飞船,为了挣脱地球引力束缚其速度至少要达到________km/s;
(2)如图所示,中国空间站绕地球飞行时所受到的力________(选填“是”或“不是”)平衡力。
14.10月5日,来自美国、挪威等国的跳伞运动高手云集上海,参加“中华第一高楼”金茂大厦的国际跳伞表演活动,挪威跳伞家特杰·霍尔沃森在空中还展开了一面中国国旗,若他的质量为65kg。
(1)霍尔沃森在下落的初始阶段加速向下运动。假设在加速向下运动阶段某一位置他所受竖直向上的阻力为100N,如果不考虑其他装备质量,则他所受合力的大小和方向如何?
(2)打开降落伞后的某一阶段霍尔沃森匀速竖直向下降落,这时降落伞受到的空气竖直向上的阻力为800N,如果考虑其他装备质量,则跳伞运动员携带的装备总质量为多少?
15.阅读短文,回答问题。
如图所示,为一款背包式飞行器。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落向地面造成伤害,该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
伞面面积
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物的总重
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度
2
3
4
2
收尾速度的平方
4
9
16
4
(1)关于上述背包式飞行器和降落伞,下列说法正确的是__________;
A.若不计空气阻力,飞行器匀速上升时的升力大于匀速下降时的升力
B.遇到特殊情况飞行器无法正常降落时,关闭动力源后惯性会减小
C.收尾速度时,降落伞受到阻力大小可以通过伞和重物的总重来计算
D.当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力就会突然消失
(2)图中降落伞沿与竖直成30°的方向匀速向下运动,画出重物A的受力示意图__________。此时,降落伞受到空气对它的力的方向为( )
A.沿图示速度方向向下 B.沿图示速度方向向上
C.竖直向下 D.竖直向上
(3)分析表中数据写出阻力的数学表达式(含S,),比例系数用表示,_________;
(4)该飞行器的最大起飞质量为288,要使该飞行器的收尾速度不超过6,则降落伞的面积至少为__________。(取10)
16.如图1所示,是具有人脸识别功能的送餐机器人,部分参数如表。
(1)用于人脸识别的摄像镜头对光具有 ___________作用,所成的像是 ___________(填像的特点)的实像;
(2)若机器人在平直道路上匀速缓慢运行时受到的牵引力为98牛,已知摩擦力为其总重力的0.2倍(不考虑空气阻力),求机器人所送菜品的质量。
外观尺寸
116厘米
整机质量
40千克
托盘承重(最大)
30千克(单层10千克)
行走速度
0.1米/秒~1.2米/秒
(3)如图2所示,道路宽s1=1.6米,机器人在道路正中间以v车=1米/秒的速度从A点匀速前进去送餐,顾客从距离道路s2=4.2米的B点做匀速直线运动去取餐,顾客与机器人在水平方向的距离s3=4米(不考虑机器人制动情况)。
①求机器人通过s3需要的时间;
②若顾客和机器人恰在C点相遇,求顾客的速度v人。
17.生活中处处蕴含着丰富的力学知识。
(1)国家级非物质文化遗产代表性项目“叶榭软糕制作技艺”,是上海松江地区的传统美食技艺,图中依次展示的是制作中的几道重要工序:筛粉、压粉、注沙、脱模、蒸制。
①筛粉工序中,米粉在下落时所受合力_____(选填“为零”或“不为零”);压粉工序中,用模具按压米粉塑形,说明力可以使物体发生_____。
②蒸熟后的软糕静止在蒸笼内,下列各组力属于平衡力的是( )
A.软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力
B.桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力
C.软糕对蒸笼的压力和蒸笼对软糕的支持力
D.软糕对蒸笼的压力和蒸笼对桌面的压力
(2)排球这一体育项目深受不少同学的喜爱。当同学对墙垫球,手对球施加的力使排球飞了出去,说明力可以使物体的_____发生改变。随后,排球撞击墙面后反弹回来,是由于_____(选填“墙面”或“排球”)发生了弹性形变而产生了弹力。
(3)若竖直向上抛球时所用的力大小为,排球的质量约为,排球在运动过程中所受空气阻力大小恒为,且空气阻力的方向始终与运动方向相反()。
①求排球所受的重力大小___。
②在图中画出排球在竖直上升过程中的受力示意图___。
③求排球在竖直上升过程中所受的合力的大小及方向___。
(4)学习了重力之后,某同学阅读到这么一则故事:1911年4月,有位利比里亚商人在挪威买了一批重牛的布匹,运回利比里亚后,一过秤,竟然少了牛。商人回想购买布匹时他是亲眼看着老板过秤的,归途上平平安安,无人动布匹。商人百思不得其解。为了破解商人的问题,同学查阅资料得知:
(a)质量不随物体的位置、形状、物态的改变而改变;(b)挪威:北纬,利比里亚:北纬;(c)重力与质量的比例系数会随纬度发生变化,如表所示。
地点
新加坡
马尼拉
广州
上海
伦敦
北极
纬度
北纬
北纬
北纬
北纬
北纬
北纬90°
9.7807
9.7836
9.7883
9.7940
9.8120
9.8324
①根据表2中的数据,可以得到比例系数与纬度的关系是:在地表附近,_____;
②请指出布匹“变轻”的原因,并写出分析过程:_____。
18.如图是我国著名的斯诺克选手丁俊晖在比赛中的情景,比赛前台球静止在球台上,击球后,球离开球杆仍能向前运动是由于_________________的缘故,而球的速度越来越小,是因为受到_________________的作用,以点A代表台球,请在图画出台球离开球杆仍向前运动时的受力(图中箭头代表台球速度的方向)_________________。
19.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论:物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽俐略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。
【设计实验】如下图所示,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下。其目的是让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的__,这里采用了__法(选填“控制变量”或“转换”)。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同平面上运动的距离不同,但科学家们却能发现,物体运动的平面越光滑,相同情况下物体受到的__越小,物体运动的距离越长,并由此推理出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用,它将__。
(3)【得出结论】著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是__物体运动状态的原因,而是__物体运动状态的原因。
(4)【交流评估】牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理论证。以下研究问题的方法与此相同的是 (填字母)。
A.用刻度尺测量长度时,进行多次测量
B.探究声音能否在真空中传播
(5)同学们进行实验时,小车在粗糙程度不同的平面上运动时每次都滑出平面,无法比较物体运动距离的大小。在器材不变的情况下,请你为他们改进一下实验。你的做法是__。
20.我国《道路交通安全法》规定,小汽车司机及乘客不系安全带是违法行为。某汽车总质量为9000kg,静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积为0.3m2.(g取10N/kg)。
(1)正常行驶的汽车紧急刹车时,司机和乘客的身体都会向前方倾斜,这是为什么?起防护作用的安全带为什么比较宽?
(2)汽车静止在水平地面上对地面的压强。
21.按要求填空:
(1)如果锤头的手柄松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头套紧,这是利用了______(选填“锤头”或“锤柄”)的惯性,请举出日常生活中利用这一性质的事例______;
(2)请在答题卡指定位置画出锤头所受重力的示意图_______;
(3)低速行驶的汽车,一旦被追尾,这时______对人体起到保护作用(选填“安全带”或“头枕”或“安全气囊”)。
22.如图是我国研制的某款隐形战斗机,整机自重8000kg,载弹量5000kg。(g取10N/ kg)。请回答下列问题:
(1)战斗机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力。
(2)战斗机在高空飞行时舱内要增压,因为随着高度的增加,战机机内的气压越__________。战斗机在空战时,有时要甩掉副油箱,这样能___________(选填“增大”或“减小”)惯性,从而提高飞行的灵活性。假如一切物体都失去了惯性,那么拦阻索等传统减速装置__________(选填“有”或“没有”)存在的必要。
(3)战斗机载弹后的总重力大小是多少?
(4)战斗机在地面沿水平方向匀速直线滑行时,受到的阻力是1.8×104 N,发动机产生的推力是多少?
23.有人只追求豪车,却不懂与汽车有关的物理现象,根据情景请回答:
(1)寒冷的冬季,会看到在汽车的玻璃的__________(填“内”或“外”)侧有“窗花”形成,这是_________现象(填写物态变化的名称);司机在汽车转弯时要提前按喇叭,因为声音可以传递________。
(2)炎热的夏天,当把汽车停在室外的时候,由于阳光照射车内的温度会很高。如图甲在车内前玻璃窗处放一铝箔材质的遮阳板,就可使射入车内的阳光发生__________而不至于使车内温度大幅升高。行驶在平坦的柏油公路上,会觉得在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,这是因为室外地表温度高,造成空气密度不均匀而发生光的__________现象。
(3)汽车前面挡风玻璃倾斜安装的原因,其优点之一就是驾驶员在前挡风玻璃中所成像的位置在驾驶员的__________(选填“前方偏下”、“正前方”或“前方偏上”),不干扰驾驶员的视线(前挡风玻璃可近似看作平板玻璃)。
(4)为了安全,汽车在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离,突然发现车前方有特殊情况到停下来车还需要行驶一段距离(乙图),下表记录的是一个司机驾驶.一辆汽车以不同的速度行驶时反应距离(称为思考距离)和制动距离,从中可知影响汽车制动距离的主要因素是__________;请在图丙中画出从司机看到情况开始计时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的大致图像。_______
原行驶速度
反应距离
制动距离
54
15
20
72
20
34
108
30
54
24.“平安北京,绿色出行”,地铁已成为北京的主要绿色交通工具之一。图甲为地铁安检场景,图乙是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一书包放在水平传送带的入口A处,书包随传送带匀速运动到出口B处。由于书包与传送带间的动摩擦因数,已知传送带始终以的速度匀速运行,A、B两处之间的距离。
(1)求书包从A处运动到B处的时间t;
(2)有同学认为,书包随传送带匀速运动过程中,始终受到传送带施加的摩擦力作用。你认为这种说法是否正确,请在图乙中画出书包受力示意图,并说明你判断理由。
(3)若传送带不是水平的,而且B端高一些,传送带和水平面夹角是30°,传送带仍然以的速度匀速运行,若把书包轻放在A端,书包能否被输送到B端?请在图丙中画出书包受力示意图,说明你判断理由。
25.校运会上用无人机进行航拍,小李同学找到了无人机的部分参数,如下表所示:
无人机总质量
1.2kg
螺旋桨质量
11g/支
最大上升速度
5m/s
镜头焦距
2.8mm
最大下降速度
3m/s
影像传感器
有效像素1200万
最大平飞速度
5m/s
(1)他对无人机的螺旋桨十分感兴趣,查找资料得知:无人机螺旋桨材料一般采用轻木、塑料或碳纤维(ρ轻木=0.72g/cm3,ρ塑料=1.1g/cm3,ρ碳纤维=1.8g/cm3),他测得一支螺旋桨的体积为10cm3,请通过计算判断制作该螺旋桨的材料(注:此螺旋桨由同种材料制作而成)。
(2)某次飞行时,该无人机在空中匀速上升,其竖直方向受到的阻力是2N,请在图中画出此时无人机竖直方向的受力示意图,算出此时无人机的动力大小。
(3)碳纤维具有极高的抗拉强度,在承受很大的拉伸力时也不易发生变形和弯曲,但碳纤维价格高,约是轻木、塑料价格的近百倍。某高端无人机采用碳纤维包裹轻木的方式制作一个体积为10cm3的实心螺旋桨,其中内层轻木的体积是7.5cm3,外层碳纤维的质量是4.5g,这个螺旋桨的质量是多少?相对于全部使用碳纤维或塑料或轻木制作,用这种碳纤维包裹轻木的方式制作螺旋桨有哪些优势?(写出1种)
26.如图小明同学在做模拟引力实验时,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动。
(1)在图中画出橡皮受到的拉力;( )
(2)橡皮受到拉力的施力物体是___________;
(3)橡皮转动过程中受到的___________(选填“是”或“不是”)平衡力;
(4)橡皮正在转动时,若绳子突然间断开的瞬间,所有的外力消失,则橡皮将处于___________状态(选填“静止”“匀速直线运动”“静止或匀速直线运动”或“匀速圆周运动”)。
27.如图用弹簧测力计测量物体所受重力。
(1)如果物体受到的外力突然全部消失,这时用剪刀剪断测力计挂钩上的绳子,则物体将______;(选填“向下加速运动”、“向下匀速运动”、“静止”)
(2)以点代替物体,在方框中画出物体在竖直方向所受到的力的示意图。
28.如图所示,放在水平桌面上的木块受到的两个水平推力的作用。请判断:
(1)若物体此时处于静止状态,求物体此时所受摩擦力的大小和方向。
(2)若撤去力,物体处于静止状态,则物体在水平方向上受到的合力大小是多少?
(3)若物体在,的两个水平推力作用下向右匀速运动,若此时撤去,则物体在水平方向上受到的合力大小是多少?方向如何?
(4)若撤去力,物体刚好做匀速直线运动,则物体所受摩擦力大小是多少?方向如何?
29.飞出地球
人类立足于地球,但是一直没有停止过对太空的渴求。一代代的科学家都付出了毕生的努力。牛顿在前辈们的科学理论基础上发现了万有引力定律,这是人类飞出地球,人类航空航天的基石所在。
牛顿万有引力认为,苹果熟透掉落在地上和月球悬挂天空上是相同性质的力在起着作用。既然月球可以“漂浮”在地球的轨道上,那么人造的卫星也是可以的。
有这样一种思想来理解万有引力:在固定高度上水平抛出一个物体,它会向前飞出一段距离下落,那么初始速度的增大,会导致飞行距离的增大,则就会有这样一个极限,当速度足够大,这个物体就可能不会掉落下来而绕着地球飞行变成了人造卫星。
根据科学家计算,当物体速度达到时,就可以绕地球做圆周运动,叫第一宇宙速度;当物体速度达到时,就会克服地球引力,永远离开地球,叫第二宇宙速度;当物体速度达到时,就会挣脱太阳引力,飞到太阳系外,叫第三宇宙速度。
牛顿虽然早就预言了人造地球卫星,但因发射需达到很大的速度,这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭的研制成功,才为人造地球卫星的发射创造了条件。
如图,先用细绳穿过吸管,再将一个气球吹胀并用夹子夹紧,用胶布将气球固定在吸管上,将绳子两端拉直,松开夹子,让气体喷出,观察到气球飞出。
如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。
火箭的飞行就是应用了反冲原理,它是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。气体喷出得愈快,火箭前进的速度也就愈快。
我国自1956年建立了专门的航天研究机构到现在,火箭技术有了长足的发展。1964年6月,我国自行研制的运载火箭首次升空。1970年4月24日,我国第一颗人造卫星一次发射成功。我国的大型系列运载火箭以“长征”命名,至今已经完成100多次各种卫星的发射任务,成功地实现了载人航天飞行,并在国际航天市场占有一席之地。2021年6月17日9时22分,我国搭载神舟十二号载人飞船的长征二号遥十二运载火箭发射圆满成功,给了中国航天事业发展更多的信心和期待。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)科学家 ______发现了万有引力定律,预言了人造地球卫星;
(2)在地面附近发射的飞船,当速度到达 _______时,就可以绕地球飞行;
(3)我国的大型系列运载火箭以 ______命名,已多次完成各种卫星的发射任务;
(4)除了火箭的飞行应用了反冲原理,还有 ______用到了反冲原理(写出一个即可);
(5)展望未来,你对探索星空有哪些设想?______。
30.在万物皆可外卖的时代,外卖拯救了无数人的胃和无数“出门困难户”,外卖骑手为加快送餐速度避免超时差评,从而超速、逆行、闯红灯等问题屡屡发生,外卖骑手现接到一个从商家到顾客距离为3km的订单,他用时10min将货送到了顾客手里,假设他在整个过程中都匀速直线行驶,表是他电动车主要技术参数。()
基本信息
整车质量
50kg
最高车速
40km/h
最大噪声
62dB
轮胎与水平面着地总面积
蓄电池
电压
48V
容量
12A·h
电动机
额定电压
48V
额定功率
249W
(1)行驶时,“外卖小哥”通过左右后视镜观察后方的路况,此过程中看到镜子里的像是______像(选填“虚”或“实”),成像原理是______;
(2)目前国家对电动车进行严格的速度限制,电动车每小时不得超过25km行驶速度,骑手在送餐过程中是否超速______?通过计算进行说明______;
(3)质量为60kg的骑手在水平路面上骑行时,请计算电动车对路面的压强______;
(4)电动车遇紧急情况刹车时,刹车片会抱紧轮胎,若前后闸只刹一个,你认为是刹前闸好还是后闸好______?试用所学知识说明理由______。
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第八章 力与运动(综合题30道)
1.(1)如图所示,在平直路面上向右匀速行驶的小车中,有一个木块位于车厢地板上,一个轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端与木块连接,弹簧此时处于原长状态并保持水平。如果木块突然压缩弹簧,则说明小车在做 ___________运动。(选填“加速”或“减速”)
(2)请根据车的运动情况,画出时木块压缩弹簧的过程中,木块的受力示意图。___________
【答案】 减速
【详解】(1)[1]由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态;若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧。
(2)[2]由题意可知,小车在突然减速,木块压缩弹簧的过程中,竖直方向受到重力和支持力,水平方向受向左的弹力作用,木块还应该受到向左的摩擦力,如图所示:
2.在真空管中,一个光滑小球被竖直向上弹出,每隔0.02s用相机拍摄记录小球位置,制成图中的轨迹示意图,上升过程中经过B点到达最高点 C点。
(1)比较小球在AB段和BC段的运动快慢:_______________ (选择“AB段较快”、“ BC段较快”、“两段快慢一样”),你判断的依据是:____________;
(2)判断轨迹示意图中运动的小球在竖直方向上所受的力_____ (选择“是”、“不是”)相互平衡,理由是:__________;
(3)如果到达B点小球受到的力全部消失,则小球将会__(填字母)
A.立即静止在空中B点
B.继续向上运动一段, 最后静止在C点处
C. 以 B点时的速度继续匀速直线向上运动通过C点
D.继续向上运动一段, 到达C点处后匀速直线向下运动
【答案】 AB段较快 见解析 不是 小球的运动状态改变了 C
【详解】(1)[1][2]由知道,小球在AB段和BC段的运动时间相同,由于AB段长度大于BC段长度,因此AB段速度大于BC段速度,所以小球在AB段较快。
(2)[3][4]根据轨迹示意图知道,小球在竖直方向上只受到重力作用,做变速运动,即小球的运动状态改变了,所以,小球在竖直方向上所受的力不是相互平衡的。
(3)[5]C点为小球上升的最高点,如果到达B点小球受到的力全部消失,小球由于惯性将做匀速直线运动,继续向上运动通过C点,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.如图的装置,将小卡片扭转一个角度后释放,观察它的运动状态,这样操作的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在_________。
【答案】同一直线上
【详解】由图示知,小卡片两端所挂钩码个数相同,所受力的大小相等,将小卡片转一个角度后,两个力不在同一直线上,观察小卡片的运动状态,可探究两个平衡力是否作用在同一直线上。
4.阅读材料,回答问题:
物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。比如飞机、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小。
物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,但只要空气阻力仍小于重力,物体就会继续加速下落,当阻力增大到与重力相等时,物体受力平衡,将以此时的速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“相同环境下,球形物体收尾速度的大小与质量有什么关系”的实验,g取,实验数据见如表:
小球编号
A
B
C
小球质量
20
30
50
小球半径
0.05
0.05
0.05
小球的收尾速度
16
24
40
(1)小型汽车车身的外形常做成流线型,其目的是_________;人造地球卫星一般________(选填“需要”或“不需要”)设计成流线型。
(2)分析表格中A、B、C三球的收尾速度,可得到结论:____________。
(3)C小球下落过程中受到的最大阻力为________N,此时阻力与重力是一对________(选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【答案】(1) 减小空气阻力 不需要
(2)见解析
(3) 0.5 平衡力
【详解】(1)[1]物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫作流体阻力。流体阻力大小跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫作流线型)的物体受到的阻力较小。小型汽车在行驶时会受到空气阻力,将车身外形做成流线型,可以减小汽车行驶时受到的空气阻力,从而节省燃料,提高行驶效率。
[2]由于人造地球卫星在太空工作,处于真空环境,不存在空气阻力,因此不需要设计成流线型。
(2)由表格数据可知,A、B、C三个小球半径相同,形状相同,而质量不同,且质量越大,收尾速度越大。在相同环境下,小球的半径相同时,小球的质量越大,小球收尾速度越大。
(3)[1]当小球达到收尾速度时,做匀速直线运动,此时小球受力平衡,即空气阻力等于重力,此时小球受到的阻力最大。
已知C小球质量m=50g=0.05kg,根据重力公式G=mg,可得C小球的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
因为C小球达到收尾速度时阻力等于重力,所以C小球下落过程中受到的最大阻力f=G=0.5N
[2]相互作用力是两个物体之间的相互作用,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在两个不同的物体上。平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 C小球下落过程中,阻力与重力都作用在C小球上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,所以此时阻力与重力是一对平衡力。
5.如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出,而是落在支柱上。
(1)拨弯的簧片会把金属片弹出,说明力可以改变物体的_____;金属片被弹出时,小球由于具有_____要保持原来的静止状态,同时小球受到_____作用,会落在支柱上。
(2)请在答题卡相应位置画出此时小球所受重力的示意图。
【答案】(1) 运动状态 惯性 重力
(2)
【详解】(1)[1]拨弯的簧片会把金属片弹出,金属片由静止变为运动,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]小球没有随金属片飞出,这是因为小球具有惯性,仍会保持原来的运动状态。
[3]小球又落回支座上是因为受到了竖直向下的重力的作用。
(2)小球所受重力方向竖直向下,作用在小球的中心,即重心上。
6.掷实心球是枣庄市体育中考选考项目之一,图甲所示的是某学生投掷实心球的过程。实心球从离开手后到达最高点的过程中,实心球_______(选填“受”或“不受”)重力的作用;实心球在空中飞行时,运动轨迹不断改变,这说明力能改变物体的_______。在乙图中,O点为实心球的重心,请画出实心球所受重力的示意图_______。
【答案】 受 运动状态
【详解】[1]图甲所示的是某学生投掷实心球的过程,实心球从离开手后到达最高点的过程中,实心球受重力的作用,重力的方向竖直向下。
[2]实心球在空中飞行时,受到重力和空气阻力的作用,运动轨迹不断改变,这说明力能改变物体的运动状态。
[3]在乙图中,实心球受到竖直向下的重力的作用,作用点在O点,过O点做竖直向下的有向线段,标上重力的符号G,即为重力的示意图,如图所示:
7.如图,某同学将篮球掷向地面,经过甲位置后篮球碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用。
(1)向右抛出掷向地面,篮球由于___________而有向右的运用趋势,写出一条日常生活中应用这一性质的事例___________ 。
(2)请在图乙位置画出篮球的受力示意图。
(3)篮球到达最高点后又会下落,说明力可以改变物体的___________。
【答案】(1) 惯性 抖落伞上的雨水
(2)
(3)运动状态
【详解】(1)[1]一切物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的性质,我们把物体保持运动状态不变得性质叫篮球向右抛出掷向地面,有关惯性,篮球还会保持原来的运动状态,所以篮球有向右的运用趋势。
[2]日常生活中应用这一性质的事例有抖落伞上的雨水:甩动雨伞,伞受力运动,而雨水由于惯性会保持原来的静止状态,所以伞上的雨水就会被甩出。
(2)忽略空气的作用力,图中乙位置的篮球只受重力,其方向竖直向下,作用点在重心,受力示意图如图所示:
(3)篮球到达最高点后又会下落,篮球在重力的作用下运动方向改变,运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态。
8.如图所示,是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队员在南极附近遥控机器人。机器人质量为500 kg,它有四条履带,每条履带与冰面的接触面积为0.1m2,匀速直线前进时,受到的阻力为其重力的0.1倍,g取10N/kg。
(1)机器人的履带上有凸起的纹路,是为了___________(选填“增大”或“减小”)摩擦力;行驶中,机器人在冰面上压出痕迹,说明力可以改变物体的___________。
(2)机器人匀速直线行驶时受到的牵引力是多少?
(3)若南极某处冰面能承受的最大压强为4.2×104Pa。请通过计算说明,机器人能否在该处冰面顺利通过?
【答案】(1) 增大 形状
(2)
(3)可以顺利通过
【详解】(1)[1]履带上凸起的纹路,增大了接触面的粗糙程度,在压力一定时,可以增大摩擦力。
[2]机器人在冰面上压出痕迹,改变了冰面的形状,说明力可以改变物体的形状。
(2)机器人的重力为
受到的阻力为
该机器人在水平冰面匀速行驶,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,故机器人匀速直线行驶时受到的牵引力
(3)机器人对冰面的压力
对冰面的压强为
所以机器人可以顺利通过。
9.在乘坐公交车时,我们常常会遇到如下图所示的情景。报纸、电视、网络等新闻媒体也经常从不同角度对此类事情进行过报道(如图)。为了避免这种情况的发生,保证乘客的安全,现在公交车上的语音提示系统会自动提醒大家:“上车的乘客请扶好站稳”。
(1)请你指出这则报道中的错误;______
(2)说明为什么“扶好站稳”就能避免这种情况的发生。______
【答案】 突然失去惯性 见解析
【详解】题图中,这是发生在公交车突然刹车或速度由快突然变慢,或突然倒车时的情景。当公交车突然刹车时,公交车和乘客的脚同时受到阻力的作用而停止运动,而乘客的上半身由于惯性的原因继续保持向前的运动状态而向前倾倒。
(1)[1]由于惯性是物体本身的一种性质,故报道中的“当时有三名坐在后排的乘客由于突然失去惯性向前急冲而受伤”是错误的,即报道中的错误:“突然失去惯性”。
(2)[2]“扶好站稳”后,当公交车的运动状态改变时,乘客由于手和脚的作用力可以随时改变身体的运动状态,保持与公交车的运动状态一致而不至于摔倒。
10.请按题目要求完成下列问题;
(1)小华用图中弹簧测力计进行测量物体重力,其示数为___________N;
(2)如图甲所示,用水平向右的拉力F水平拉动一物体在水平面上运动,水平面上各部分粗糙程度相同。乙图所示是拉动过程中拉力F随时间t变化的图像,丙图所示是拉动过程中速度v随时间t变化的图像。请结合图像回答下面的问题:
①物体在0~t3时处于___________状态,在t1时刻受到的摩擦力为___________N;
②物体在t4时刻受到合力为___________N,合力方向为___________。
③如果在t8时刻撤去所有外力,物体将___________。
【答案】(1)2.8
(2) 静止 3 1 水平向右 做匀速直线运动
【详解】(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N。
(2)[1]根据丙图,物体在0~t3时间内速度v =0,所以物体在0~t3时处于静止状态。
[2]在t1时刻物体处于静止状态,受到的是静摩擦力,静摩擦力的大小等于此时的拉力,由乙图可知此时拉力为F1=3N,所以在t1时刻受到的摩擦力为f1=3N。
[3]由丙图可知,在t4时刻物体做加速直线运动,由乙图可知此时拉力F4=6N,由乙图可知,在t5~t7时间内物体做匀速直线运动,此时拉力F57=5N,因为物体做匀速直线运动时,拉力等于摩擦力,且水平面上各部分粗糙程度相同,所以滑动摩擦力大小不变,根据同一直线上二力合成,当两个力方向相反时,合力
[4]因为摩擦力方向与物体运动方向相反,物体向右运动,摩擦力向左,且拉力大于摩擦力,所以合力方向水平向右。
[5]根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。在t8时刻物体做减速直线运动,撤去所有外力后,物体将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动。
11.在建筑领域中,盘圆钢筋主要用于承担混凝土构件的支撑和加固作用。一卷盘圆钢筋重力为16000N,如图所示,一辆卡车装载16卷盘圆钢筋匀速直线行驶,空车自重,行驶时的阻力为总重力的0.05倍。(g取)
(1)盘圆钢筋对卡车的压力_______(选填“属于”或“不属于”)弹力。
(2)若此卡车空车时匀速直线行驶,则其受到的牵引力多大?
(3)装载16卷盘圆钢筋的卡车在行驶途中遇到一座桥梁,桥头标志牌上有“30t”字样,请根据题干信息,计算司机能否从该桥通过。
【答案】(1)属于
(2)2500N
(3)不能,计算见解析
【详解】(1)盘圆钢筋对卡车的压力的方向垂直于车厢接触面指向卡车内部,是钢筋因形变而对卡车产生的“恢复原状”的作用力,属于弹力。
(2)卡车空车时匀速直线行驶,受到的牵引力
(3)16卷盘圆钢筋的重力
卡车和钢筋总重
卡车和钢筋总质量
桥头标志牌上有“”字样,因为,所以司机不能从该桥通过。
12.物体在流体(气体或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,流体阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
(1)雨滴在高空形成后从静止开始下落后,速度越来越大是由于重力__(选填“大于”“小于”或“等于”)阻力;此过程中若雨滴受到的力全部消失,雨滴将做__(选填“静止”“加速直线运动”或“匀速直线运动”)。
(2)雨滴下落过程中随着雨滴速度的增大,受到的重力__,受到的阻力__;(前两空均选填“增大”“减小”或“不变”)当雨滴受到的阻力__(选填“大于”“小于”或“等于”)重力时,雨滴开始匀速直线下落。
【答案】 大于 匀速直线运动 不变 增大 等于
【详解】(1)[1][2]雨滴在高空形成后从静止开始下落后,由于开始重力大于阻力,合力方向向下,所以速度越来越大;雨滴原来是运动状态,如果受到的力全部消失,雨滴将以一定的速度做匀速直线运动。
(2)[3][4][5]雨滴下落过程中,质量不变,由公式G=mg知,受到的重力不变;由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大”知,雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大;当雨滴受到的阻力等于重力时,雨滴的速度不再改变,开始做匀速运动。
13.阅读短文,回答问题:
牛顿认为,苹果热透掉落在地上和月球悬挂天空上是相同性质的力在起着作用。我们生活在地球上,也像被地球用一根无形的绳子紧紧地拉着。当地球上的物体有很大的速度时,就能挣脱地球引力束缚,实现飞出地球的愿望。牛顿的推理过程是这样的:在固定高度上水平抛出一个物体,它会向前飞出一段距离下落,那么初始速度的增大,会导致飞行距离的增大,则就会有这样一个极限,当速度足够大,这个物体就可能不会掉落下来而绕地球飞行,变成了人造卫星。根据科学家计算,当物体速度达到7.9km/s时,就可以绕地球做圆周运动,叫第一宇宙速度;当物体速度达到11.2km/s时,就会克服地球引力,永远离开地球,叫第二宇宙速度。牛顿虽然早就预言了人造地球卫星,但因发射需达到很大的速度,这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭的研制成功,才为人造地球卫星的发射创造了条件,如图所示就是中国空间站绕地球飞行时的场景。
(1)若中国在2025年发射火星飞船,为了挣脱地球引力束缚其速度至少要达到________km/s;
(2)如图所示,中国空间站绕地球飞行时所受到的力________(选填“是”或“不是”)平衡力。
【答案】 11.2 不是
【详解】(1)[1]由文中信息可知,挣脱地球引力束缚其速度至少要达到第二宇宙速度,即11.2km/s。
(2)[2]中国空间站绕地球飞行时,所做运动的方向改变,不是处于平衡状态,所受的力不是平衡力。
14.10月5日,来自美国、挪威等国的跳伞运动高手云集上海,参加“中华第一高楼”金茂大厦的国际跳伞表演活动,挪威跳伞家特杰·霍尔沃森在空中还展开了一面中国国旗,若他的质量为65kg。
(1)霍尔沃森在下落的初始阶段加速向下运动。假设在加速向下运动阶段某一位置他所受竖直向上的阻力为100N,如果不考虑其他装备质量,则他所受合力的大小和方向如何?
(2)打开降落伞后的某一阶段霍尔沃森匀速竖直向下降落,这时降落伞受到的空气竖直向上的阻力为800N,如果考虑其他装备质量,则跳伞运动员携带的装备总质量为多少?
【答案】(1)5500N,竖直向下;(2)15kg
【详解】解:(1)跳伞运动员受竖直向下的重力
G=mg=65kg×10N/kg=650N
受竖直向上的力
F=100N
则此时他受到的合力
F合=G-F=650N-100N=550N
方向与重力的方向相同:竖直向下。
(2)跳伞员动员匀速向下运动,处于平衡状态,由平衡条件知:他受的合力
F合1=0N
因为他受到空气竖直向上的阻力为800N,因此携带的装备的重为
G物=F阻-G=800N-650N=150N
跳伞运动员携带的装备总质量为
答:(1)此时他所受的合力为550N,方向竖直向下;
(2)跳伞运动员携带的装备总质量为15kg。
15.阅读短文,回答问题。
如图所示,为一款背包式飞行器。该飞行器采用了无人飞行控制系统、零空速悬停技术,即在空中双手松开操纵杆之后,飞行器就会在空中悬停,等待下一步操作;配备了弹射降落伞系统,如果遇到特殊情况,飞行器无法正常降落时,可以关闭动力源,同时打开降落伞,利用空气阻力减小下降速度,从而避免驾驶者快速落向地面造成伤害,该飞行器因此跻身当今世界上最安全的超轻型飞行器之列。
为了给飞行器设计面积合适的降落伞,研究人员对降落伞所受阻力与降落伞的伞面面积、下落速度之间的关系进行了探究,他们分别将伞面面积和总重不同的圆形降落伞,从高处下落,测出最终匀速下落时的速度(即收尾速度),实验结果如表所示:
伞面面积
0.2
0.2
0.4
0.6
伞和物的总重
1.6
3.6
12.8
4.8
收尾速度
2
3
4
2
收尾速度的平方
4
9
16
4
(1)关于上述背包式飞行器和降落伞,下列说法正确的是__________;
A.若不计空气阻力,飞行器匀速上升时的升力大于匀速下降时的升力
B.遇到特殊情况飞行器无法正常降落时,关闭动力源后惯性会减小
C.收尾速度时,降落伞受到阻力大小可以通过伞和重物的总重来计算
D.当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力就会突然消失
(2)图中降落伞沿与竖直成30°的方向匀速向下运动,画出重物A的受力示意图__________。此时,降落伞受到空气对它的力的方向为( )
A.沿图示速度方向向下 B.沿图示速度方向向上
C.竖直向下 D.竖直向上
(3)分析表中数据写出阻力的数学表达式(含S,),比例系数用表示,_________;
(4)该飞行器的最大起飞质量为288,要使该飞行器的收尾速度不超过6,则降落伞的面积至少为__________。(取10)
【答案】(1)C
(2) D
(3)
(4)40
【详解】(1)A. 飞行器匀速上升和匀速下降时都处于平衡状态,若不计空气阻力,受到的重力和升力是一对平衡力,大小相等,其重力一定,则飞行器匀速上升时的升力等于匀速下降时的升力,故A错误;
B. 关闭动力源后飞行器的质量不变,惯性不变,故B错误;
C. 根据1、2次的实验速度可知,质量大,重力大,平衡时的阻力就大,收尾速度大,故收尾速度时,匀速时阻力等于总重力,降落伞受到阻力大小可以通过伞和重物的总重来计算,故C正确;
D. 悬停时飞行器处于平衡状态,当该飞行器在空中启动零空速悬停技术时,受到的升力与重力相等,二者的作用效果相互抵消,升力不会消失,故D错误;
故选C。
(2)[1][2]由题意知,重物A随着降落伞沿与竖直成30°的方向匀速下落,故受到平衡力的作用,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力和绳子向上的拉力,且这几个力的作用点都在A点。如图所示:
降落伞受重物的拉力和空气的阻力,故此时,降落伞受到空气对它的力的方向为竖直向上。
(3)匀速时阻力等于总重力,所以由表中数据可得,降落伞所受阻力与收尾速度的平方之间的关系式为
即降落伞所受阻力与收尾速度的平方成正比。
(4)要使飞行器的收尾速度不超过6m/s,按最大起飞质量288kg计算,最大重力为
降落伞的面积为
16.如图1所示,是具有人脸识别功能的送餐机器人,部分参数如表。
(1)用于人脸识别的摄像镜头对光具有 ___________作用,所成的像是 ___________(填像的特点)的实像;
(2)若机器人在平直道路上匀速缓慢运行时受到的牵引力为98牛,已知摩擦力为其总重力的0.2倍(不考虑空气阻力),求机器人所送菜品的质量。
外观尺寸
116厘米
整机质量
40千克
托盘承重(最大)
30千克(单层10千克)
行走速度
0.1米/秒~1.2米/秒
(3)如图2所示,道路宽s1=1.6米,机器人在道路正中间以v车=1米/秒的速度从A点匀速前进去送餐,顾客从距离道路s2=4.2米的B点做匀速直线运动去取餐,顾客与机器人在水平方向的距离s3=4米(不考虑机器人制动情况)。
①求机器人通过s3需要的时间;
②若顾客和机器人恰在C点相遇,求顾客的速度v人。
【答案】(1) 会聚 倒立、缩小
(2)10kg
(3)①4s;②1.25m/s
【详解】(1)[1][2]人脸识别的摄像头是凸透镜,凸透镜对光具有会聚作用,相当于照相机,成倒立、缩小的实像。
(2)若机器人在平直道路上匀速缓慢运行,受到的牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,已知摩擦力为其总重力的0.2倍,所以摩擦力f=F=98N=0.2G=0.2m总g
机器人的总质量
机器人所送菜品的质量m=m总-m机=50kg-40kg=10kg
(3)①机器人通过s3需要的时间
②若顾客和机器人恰在C点相遇,顾客的速度
17.生活中处处蕴含着丰富的力学知识。
(1)国家级非物质文化遗产代表性项目“叶榭软糕制作技艺”,是上海松江地区的传统美食技艺,图中依次展示的是制作中的几道重要工序:筛粉、压粉、注沙、脱模、蒸制。
①筛粉工序中,米粉在下落时所受合力_____(选填“为零”或“不为零”);压粉工序中,用模具按压米粉塑形,说明力可以使物体发生_____。
②蒸熟后的软糕静止在蒸笼内,下列各组力属于平衡力的是( )
A.软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力
B.桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力
C.软糕对蒸笼的压力和蒸笼对软糕的支持力
D.软糕对蒸笼的压力和蒸笼对桌面的压力
(2)排球这一体育项目深受不少同学的喜爱。当同学对墙垫球,手对球施加的力使排球飞了出去,说明力可以使物体的_____发生改变。随后,排球撞击墙面后反弹回来,是由于_____(选填“墙面”或“排球”)发生了弹性形变而产生了弹力。
(3)若竖直向上抛球时所用的力大小为,排球的质量约为,排球在运动过程中所受空气阻力大小恒为,且空气阻力的方向始终与运动方向相反()。
①求排球所受的重力大小___。
②在图中画出排球在竖直上升过程中的受力示意图___。
③求排球在竖直上升过程中所受的合力的大小及方向___。
(4)学习了重力之后,某同学阅读到这么一则故事:1911年4月,有位利比里亚商人在挪威买了一批重牛的布匹,运回利比里亚后,一过秤,竟然少了牛。商人回想购买布匹时他是亲眼看着老板过秤的,归途上平平安安,无人动布匹。商人百思不得其解。为了破解商人的问题,同学查阅资料得知:
(a)质量不随物体的位置、形状、物态的改变而改变;(b)挪威:北纬,利比里亚:北纬;(c)重力与质量的比例系数会随纬度发生变化,如表所示。
地点
新加坡
马尼拉
广州
上海
伦敦
北极
纬度
北纬
北纬
北纬
北纬
北纬
北纬90°
9.7807
9.7836
9.7883
9.7940
9.8120
9.8324
①根据表2中的数据,可以得到比例系数与纬度的关系是:在地表附近,_____;
②请指出布匹“变轻”的原因,并写出分析过程:_____。
【答案】(1) 不为零 形变 A
(2) 运动状态 墙面
(3) 2.5N 2.7N,方向竖直向下
(4) 纬度越大,g越大 见解析
【详解】(1)[1]筛粉工序中,米粉在下落时受到重力和阻力的作用,但重力大于阻力,所以米粉在下落时所受合力不为零。
[2]压粉工序中,用模具按压米粉塑形,米粉的形状会改变,说明力可以使物体发生形变。
[3] A.软糕受到的重力和蒸笼对软糕的支持力,作用在同一物体上的两个力,二者大小相等,方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故A符合题意;
B.桌面对蒸笼的支持力和蒸笼受到的重力,这两个力作用在同一物体上,但大小不相等,桌面对蒸笼的支持力等于蒸笼和软糕的重力之和,所以不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.软糕对蒸笼的压力作用在蒸笼上,蒸笼对软糕的支持力作用在软糕上,所以不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.软糕对蒸笼的压力作用在蒸笼上,蒸笼对桌面的压力作用在桌面上,所以不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选A。
(2)[1] 当同学对墙垫球,手对球施加的力使排球飞了出去,即运动状态改变,说明力可以使物体的运动状态发生改变。
[2]排球撞击墙面后反弹回来,是因为墙面受到排球的撞击力发生弹性形变,从而对排球产生弹力,所以是由于墙面发生了弹性形变而产生了弹力。
(3)[1]排球所受的重力大小为
[2]排球在竖直上升过程中受到竖直向下的重力和阻力,如图所示:
[3]排球在竖直上升过程中受到竖直向下的重力和阻力,其合力的大小
合力的方向竖直向下。
(4)[1]根据表格中的数据,我们可以得到比例系数与纬度的关系是:在地球表面附近,纬度越大,越大。
[2]由表中可以知道,挪威:北纬59°54′,比例系数约为;利比里亚:北纬6°14′,比例系数约为,所以;从挪威到利比里亚比例系数g变小;质量不随物体位置的改变而改变,根据可知,重力变小。
18.如图是我国著名的斯诺克选手丁俊晖在比赛中的情景,比赛前台球静止在球台上,击球后,球离开球杆仍能向前运动是由于_________________的缘故,而球的速度越来越小,是因为受到_________________的作用,以点A代表台球,请在图画出台球离开球杆仍向前运动时的受力(图中箭头代表台球速度的方向)_________________。
【答案】 惯性 阻力
【详解】[1][2]击球后,球一旦离开球杆就不再受到球杆对它力的作用,由于球具有惯性,还要保持原来的运动状态,继续运动下去;球在台面上滚动时,由于受到阻力作用,运动状态发生改变,速度越来越慢。
[3]台球离开球杆仍向前运动时,在竖直方向上,受到重力和支持力,重力和支持力是一对平衡力;在水平方向上,受到阻力作用,力的示意图如下:
19.古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论:物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽俐略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。
【设计实验】如下图所示,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。
(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下。其目的是让小车在粗糙程度不同的平面上开始运动时获得相同的__,这里采用了__法(选填“控制变量”或“转换”)。
(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同平面上运动的距离不同,但科学家们却能发现,物体运动的平面越光滑,相同情况下物体受到的__越小,物体运动的距离越长,并由此推理出进一步的结论:运动的物体如果不受外力作用,它将__。
(3)【得出结论】著名的牛顿第一定律就是在此基础上总结出来的。这个定律告诉我们:力不是__物体运动状态的原因,而是__物体运动状态的原因。
(4)【交流评估】牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理论证。以下研究问题的方法与此相同的是 (填字母)。
A.用刻度尺测量长度时,进行多次测量
B.探究声音能否在真空中传播
(5)同学们进行实验时,小车在粗糙程度不同的平面上运动时每次都滑出平面,无法比较物体运动距离的大小。在器材不变的情况下,请你为他们改进一下实验。你的做法是__。
【答案】(1) 速度 控制变量
(2) 阻力 做匀速直线运动
(3) 维持 改变
(4)B
(5)将斜面的坡度减小
【详解】(1)[1][2]在该实验中,小车从斜面上由静止滑下时的初始高度越高,进到达水平面的初始速度就越大;探究“阻力对物体运动的影响”时,需控制小车的初速度相同,所以,小车从斜面的同一高度自由下滑,使小车到达水平面的速度相同。这里采用了控制变量法,控制了小车到达水平面时的初始速度相同。
(2)[1][2]因为光滑的平面与小车之间的摩擦阻力小,小车速度减小得慢,所以运动得远。并由此推理出进一步的结论:若运动的物体如果不受外力作用,则物体的速度将不再变化,将做匀速直线运动。
(3)[1][2]由以上实验可知,当物体受到阻力时,运动状态发生了变化;当物体不受力时,运动状态将不变。所以力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。
(4)牛顿第一定律是在实验的基础上进行推理得来的;
A .用刻度尺测量长度时,进行多次测量是为了减小误差,采用的是多次测量求平均值的方法,与牛顿第一定律的研究方法不同。故A不符合题意;
B .探究声音能否在真空中传播时,由于无法实现完全真空的环境。在越接近真空听到的声音越小的实验基础上,进一步推理:真空不能传声。运用了实验推理法,与验证牛顿第一定律的方法相同。 故B符合题意。
故选B。
(5)小车滑出斜面,说明其静止释放时的高度太高。可以将斜面的坡度减小,则小车到达水平面时的速度会减小,不容易滑出平面,从而可以比较运动距离的大小。
20.我国《道路交通安全法》规定,小汽车司机及乘客不系安全带是违法行为。某汽车总质量为9000kg,静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积为0.3m2.(g取10N/kg)。
(1)正常行驶的汽车紧急刹车时,司机和乘客的身体都会向前方倾斜,这是为什么?起防护作用的安全带为什么比较宽?
(2)汽车静止在水平地面上对地面的压强。
【答案】(1)见解析;(2)3×105Pa
【详解】解:(1)当行驶中的车辆紧急刹车时,人的下半身随车辆一起减速,而人的上半身由于惯性,仍继续向前运动,所以乘客会向前倾。安全带要做得比较宽大的原因是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
(2)汽车静止在水平地面上对地面的压力
F=G总=m总g=9000kg×10N/kg=9×104N
汽车静止在水平地面上对地面的压强
答:(1)当行驶中的车辆紧急刹车时,人的下半身随车辆一起减速,仍继续向前运动。安全带要做得比较宽大的原因是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(2)汽车静止在水平地面上对地面的压强为3×105Pa。
21.按要求填空:
(1)如果锤头的手柄松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头套紧,这是利用了______(选填“锤头”或“锤柄”)的惯性,请举出日常生活中利用这一性质的事例______;
(2)请在答题卡指定位置画出锤头所受重力的示意图_______;
(3)低速行驶的汽车,一旦被追尾,这时______对人体起到保护作用(选填“安全带”或“头枕”或“安全气囊”)。
【答案】(1) 锤头 助跑跳远
(2)
(3)头枕
【详解】(1)[1]撞击锤柄下端时,锤头与锤柄都向下运动,锤柄撞在硬物上受到了阻力作用,改变了它的运动状态,因此停止了运动,而锤头由于惯性仍保持原来运动状态,继续向下运动,这样锤头就紧套在锤柄上了。故人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套,这是利用了锤头的惯性。
[2]生活中运动员助跑跳远运用了惯性。
(2)锤头受到的重力作用点在锤头的重心,方向竖直向下,过重心竖直向下画一条带有箭头的线段,箭头旁边标明重力的符号,如图所示:
(3)低速行驶的汽车,一旦被追尾,汽车将受到向前的冲击力,汽车被追尾时做加速运动,而人由于惯性仍然以原来的速度向前运动,人相对于汽车向后运动,此时头枕给人的头向前的推力,避免人的头因向后运动而伤害到颈椎,故这时头枕对人体起到保护作用。
22.如图是我国研制的某款隐形战斗机,整机自重8000kg,载弹量5000kg。(g取10N/ kg)。请回答下列问题:
(1)战斗机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中,舰钩对拦阻索的拉力__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)拦阻索对舰钩的拉力。
(2)战斗机在高空飞行时舱内要增压,因为随着高度的增加,战机机内的气压越__________。战斗机在空战时,有时要甩掉副油箱,这样能___________(选填“增大”或“减小”)惯性,从而提高飞行的灵活性。假如一切物体都失去了惯性,那么拦阻索等传统减速装置__________(选填“有”或“没有”)存在的必要。
(3)战斗机载弹后的总重力大小是多少?
(4)战斗机在地面沿水平方向匀速直线滑行时,受到的阻力是1.8×104 N,发动机产生的推力是多少?
【答案】(1)等于
(2) 低/小 减小 没有
(3)130000N
(4)1.8×104N
【详解】(1)舰钩对拦阻索的拉力与拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,两个力大小相等,方向相反。
(2)[1]大气压随高度的增加而减少,战斗机在高空飞行时舱内要增压,因为随着高度增加,战机机内的气压减少,为维持舱内气压稳定,所以要增压。
[2]惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,战斗机在空战时,有时要甩掉副油箱,战斗机的总质量减少,这样能减少惯性,从而提高飞行的灵活性。
[3]惯性是物体保持其运动状态的性质,假如一切物体都失去了惯性,战斗机关闭动力系统,物体将无法保持其原有的运动状态,而又受到周围阻力的影响,战斗机会无法向前运动,那么拦阻索等传统减速装置没有存在的必要。
(3)战斗机载弹后的总质量为m=8000kg+5000kg=13000kg
总重力为G=mg=13000kg×10N/ kg=130000N
(4)当战斗机在地面沿水平方向匀速直线滑行时,此时战斗机受力平衡,受到的阻力与牵引力是一对平衡力,所以发动机产生的推力大小等于阻力大小即为1.8×104N。
23.有人只追求豪车,却不懂与汽车有关的物理现象,根据情景请回答:
(1)寒冷的冬季,会看到在汽车的玻璃的__________(填“内”或“外”)侧有“窗花”形成,这是_________现象(填写物态变化的名称);司机在汽车转弯时要提前按喇叭,因为声音可以传递________。
(2)炎热的夏天,当把汽车停在室外的时候,由于阳光照射车内的温度会很高。如图甲在车内前玻璃窗处放一铝箔材质的遮阳板,就可使射入车内的阳光发生__________而不至于使车内温度大幅升高。行驶在平坦的柏油公路上,会觉得在一定距离之外,地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,这是因为室外地表温度高,造成空气密度不均匀而发生光的__________现象。
(3)汽车前面挡风玻璃倾斜安装的原因,其优点之一就是驾驶员在前挡风玻璃中所成像的位置在驾驶员的__________(选填“前方偏下”、“正前方”或“前方偏上”),不干扰驾驶员的视线(前挡风玻璃可近似看作平板玻璃)。
(4)为了安全,汽车在行驶途中,车与车之间必须保持一定的距离,突然发现车前方有特殊情况到停下来车还需要行驶一段距离(乙图),下表记录的是一个司机驾驶.一辆汽车以不同的速度行驶时反应距离(称为思考距离)和制动距离,从中可知影响汽车制动距离的主要因素是__________;请在图丙中画出从司机看到情况开始计时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的大致图像。_______
原行驶速度
反应距离
制动距离
54
15
20
72
20
34
108
30
54
【答案】(1) 内 凝华 信息
(2) 反射 折射
(3)前方偏上
(4) 原行驶速度
【详解】(1)[1][2]在寒冷的冬季,汽车的玻璃内侧会形成“窗花”,这是因为室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃时,会直接凝华成固态的冰晶,附着在玻璃内侧。
[3]司机在汽车转弯时要提前按喇叭,这是因为声音可以传递信息,提醒其他车辆和行人注意。
(2)[1]在车内前玻璃窗处放一铝箔材质的遮阳板,可以使射入车内的阳光发生镜面反射,即光线按照一定规律反射出去,而不是散射到车内各个方向,从而避免车内温度大幅升高。
[2]行驶在平坦的柏油公路上,由于地表温度高,空气密度不均匀,会发生光的折射现象,使得远处的地面看起来格外明亮,仿佛是一片水面。
(3)再来看汽车前面挡风玻璃倾斜安装的原因。这是因为驾驶员反射的光线照射到倾斜的挡风玻璃上时,会在玻璃外部形成一个虚像,这个虚像的位置在驾驶员的前方偏上,不会干扰驾驶员的视线。
(4)[1]从表格中可以看出,随着汽车行驶速度的增加,反应距离和制动距离都在增加。这说明影响汽车制动距离的主要因素是汽车行驶的速度。
[2]为了更直观地表示这一过程,我们可以在图丙中画出汽车运动的v−t图像。图像应该是一个先保持匀速直线运动(对应正常行驶阶段),然后在某一时刻突然减速至零(对应发现情况并制动停车阶段)的曲线。 如图所示:
24.“平安北京,绿色出行”,地铁已成为北京的主要绿色交通工具之一。图甲为地铁安检场景,图乙是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一书包放在水平传送带的入口A处,书包随传送带匀速运动到出口B处。由于书包与传送带间的动摩擦因数,已知传送带始终以的速度匀速运行,A、B两处之间的距离。
(1)求书包从A处运动到B处的时间t;
(2)有同学认为,书包随传送带匀速运动过程中,始终受到传送带施加的摩擦力作用。你认为这种说法是否正确,请在图乙中画出书包受力示意图,并说明你判断理由。
(3)若传送带不是水平的,而且B端高一些,传送带和水平面夹角是30°,传送带仍然以的速度匀速运行,若把书包轻放在A端,书包能否被输送到B端?请在图丙中画出书包受力示意图,说明你判断理由。
【答案】(1)0.8s
(2)不正确,
(3)不能,
【详解】(1)书包做匀速直线运动,则书包从A处运动到B处的时间
(2)该同学的观点不正确,书包随传送带匀速运动时,处于平衡状态,受到重力和支持力,两个力的作用点在重心上;书包和传送带相对静止,所以不受摩擦力作用,故书包受力示意图,如下图所示:
(3)若把书包轻放在A端,书包初速度为0,传送带始终以的速度匀速运行,书包相对传送带向左下运动,受到沿传送带向右上方向的摩擦力作用,故书包受到重力、支持力和摩擦力,如下图所示:
在沿传送带方向上书包受到向右上方的摩擦力
在沿传送带方向上,书包受到的重力可分解为向左下方的力
书包在沿传送带方向上受到的合力
方向向左下方,书包初速度为0,故书包将向左下方做匀加速运动,不能被输送到B端。
25.校运会上用无人机进行航拍,小李同学找到了无人机的部分参数,如下表所示:
无人机总质量
1.2kg
螺旋桨质量
11g/支
最大上升速度
5m/s
镜头焦距
2.8mm
最大下降速度
3m/s
影像传感器
有效像素1200万
最大平飞速度
5m/s
(1)他对无人机的螺旋桨十分感兴趣,查找资料得知:无人机螺旋桨材料一般采用轻木、塑料或碳纤维(ρ轻木=0.72g/cm3,ρ塑料=1.1g/cm3,ρ碳纤维=1.8g/cm3),他测得一支螺旋桨的体积为10cm3,请通过计算判断制作该螺旋桨的材料(注:此螺旋桨由同种材料制作而成)。
(2)某次飞行时,该无人机在空中匀速上升,其竖直方向受到的阻力是2N,请在图中画出此时无人机竖直方向的受力示意图,算出此时无人机的动力大小。
(3)碳纤维具有极高的抗拉强度,在承受很大的拉伸力时也不易发生变形和弯曲,但碳纤维价格高,约是轻木、塑料价格的近百倍。某高端无人机采用碳纤维包裹轻木的方式制作一个体积为10cm3的实心螺旋桨,其中内层轻木的体积是7.5cm3,外层碳纤维的质量是4.5g,这个螺旋桨的质量是多少?相对于全部使用碳纤维或塑料或轻木制作,用这种碳纤维包裹轻木的方式制作螺旋桨有哪些优势?(写出1种)
【答案】(1)塑料
(2)14N;
(3);优势是保证了强度的同时,减轻了质量,也降低了成本
【详解】(1)由题意可知,一支螺旋桨的质量m = 11g,体积 V = 10cm3,该螺旋桨的密度
将计算出的密度与题目中给出的材料密度进行比较,因为计算出的螺旋桨密度与塑料的密度相等,所以该螺旋桨是由塑料制成的。
(2)由题意知,无人机的总重力
无人机在空中匀速上升,处于平衡状态,其在竖直方向上受到的力是平衡力。它受到三个力的作用:竖直向上的动力F,竖直向下的重力G和竖直向下的空气阻力f。根据平衡条件,向上的力等于向下的力之和,即
以无人机的重心为作用点,画一个竖直向上的箭头表示动力F,画两个竖直向下的箭头分别表示重力G和阻力f。由于是平衡状态,向上箭头F的长度应等于向下两个箭头G和f的长度之和,如图所示:
(3)该螺旋桨的总质量等于内层轻木的质量与外层碳纤维的质量之和。由,,得出内层轻木的质量为
则螺旋桨的总质量
优势分析:碳纤维强度高但价格贵、密度大;轻木密度小、价格便宜但强度低。采用碳纤维包裹轻木的方式,可以利用碳纤维的高强度来保证螺旋桨的性能,同时利用轻木的低密度来减轻螺旋桨的整体质量,并且比全部使用碳纤维节约了成本。因此,其优势是保证了强度的同时,减轻了质量,也降低了成本。(任选其一即可)
26.如图小明同学在做模拟引力实验时,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动。
(1)在图中画出橡皮受到的拉力;( )
(2)橡皮受到拉力的施力物体是___________;
(3)橡皮转动过程中受到的___________(选填“是”或“不是”)平衡力;
(4)橡皮正在转动时,若绳子突然间断开的瞬间,所有的外力消失,则橡皮将处于___________状态(选填“静止”“匀速直线运动”“静止或匀速直线运动”或“匀速圆周运动”)。
【答案】 细线 不是 匀速直线运动
【详解】(1)[1]拉力的方向是沿绳方向,如图所示:
(2)[2]细线给橡皮一个向中间的力,故对橡皮的拉力的施力物体是细线。
(3)[3]橡皮绕手做匀速圆周运动,运动的方向不断在变化,运动状态在不断发生变化,故橡皮受到的不是平衡力。
(4)[4]运动的橡皮具有速度,若绳子突然间断开的瞬间,所有的外力消失,橡皮由于惯性,保持原来的运动状态做匀速直线运动。
27.如图用弹簧测力计测量物体所受重力。
(1)如果物体受到的外力突然全部消失,这时用剪刀剪断测力计挂钩上的绳子,则物体将______;(选填“向下加速运动”、“向下匀速运动”、“静止”)
(2)以点代替物体,在方框中画出物体在竖直方向所受到的力的示意图。
【答案】(1)静止
(2)
【详解】(1)如果物体受到的外力突然全部消失,这时用剪刀剪断测力计挂钩上的绳子,则物体不受力的作用,运动状态不变,将静止。
(2)物体受到竖直向下的重力与竖直向上的拉力的作用处于平衡状态,作用点在物体的重心,如图所示
28.如图所示,放在水平桌面上的木块受到的两个水平推力的作用。请判断:
(1)若物体此时处于静止状态,求物体此时所受摩擦力的大小和方向。
(2)若撤去力,物体处于静止状态,则物体在水平方向上受到的合力大小是多少?
(3)若物体在,的两个水平推力作用下向右匀速运动,若此时撤去,则物体在水平方向上受到的合力大小是多少?方向如何?
(4)若撤去力,物体刚好做匀速直线运动,则物体所受摩擦力大小是多少?方向如何?
【答案】(1)10N,水平向左
(2)0N
(3)15N,水平向右
(4)25N,水平向左
【详解】(1)物体处于静止状态,受力平衡,由图可知摩擦力的方向应水平向左,大小为
f=25N-15N=10N
(2)撤去F1后,物体处于静止状态,此时摩擦力与F2二力平衡,故在水平方向上受到的合力大小是0N。
(3)物体在F1=25N,F2=15N的两个水平推力作用下向右匀速运动,此时摩擦力f大小为10N,方向水平向左,若此时撤去F2,物体由于惯性继续向右运动,即在水平方向上只受到F1和摩擦力作用,故合力大小
F=F1-f=25N-10N=15N
方向水平向右。
(4)若撤去力F2,物体刚好做匀速直线运动,此时摩擦力与F1二力平衡,故大小为25N,方向水平向左。
29.飞出地球
人类立足于地球,但是一直没有停止过对太空的渴求。一代代的科学家都付出了毕生的努力。牛顿在前辈们的科学理论基础上发现了万有引力定律,这是人类飞出地球,人类航空航天的基石所在。
牛顿万有引力认为,苹果熟透掉落在地上和月球悬挂天空上是相同性质的力在起着作用。既然月球可以“漂浮”在地球的轨道上,那么人造的卫星也是可以的。
有这样一种思想来理解万有引力:在固定高度上水平抛出一个物体,它会向前飞出一段距离下落,那么初始速度的增大,会导致飞行距离的增大,则就会有这样一个极限,当速度足够大,这个物体就可能不会掉落下来而绕着地球飞行变成了人造卫星。
根据科学家计算,当物体速度达到时,就可以绕地球做圆周运动,叫第一宇宙速度;当物体速度达到时,就会克服地球引力,永远离开地球,叫第二宇宙速度;当物体速度达到时,就会挣脱太阳引力,飞到太阳系外,叫第三宇宙速度。
牛顿虽然早就预言了人造地球卫星,但因发射需达到很大的速度,这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭的研制成功,才为人造地球卫星的发射创造了条件。
如图,先用细绳穿过吸管,再将一个气球吹胀并用夹子夹紧,用胶布将气球固定在吸管上,将绳子两端拉直,松开夹子,让气体喷出,观察到气球飞出。
如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。
火箭的飞行就是应用了反冲原理,它是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。气体喷出得愈快,火箭前进的速度也就愈快。
我国自1956年建立了专门的航天研究机构到现在,火箭技术有了长足的发展。1964年6月,我国自行研制的运载火箭首次升空。1970年4月24日,我国第一颗人造卫星一次发射成功。我国的大型系列运载火箭以“长征”命名,至今已经完成100多次各种卫星的发射任务,成功地实现了载人航天飞行,并在国际航天市场占有一席之地。2021年6月17日9时22分,我国搭载神舟十二号载人飞船的长征二号遥十二运载火箭发射圆满成功,给了中国航天事业发展更多的信心和期待。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)科学家 ______发现了万有引力定律,预言了人造地球卫星;
(2)在地面附近发射的飞船,当速度到达 _______时,就可以绕地球飞行;
(3)我国的大型系列运载火箭以 ______命名,已多次完成各种卫星的发射任务;
(4)除了火箭的飞行应用了反冲原理,还有 ______用到了反冲原理(写出一个即可);
(5)展望未来,你对探索星空有哪些设想?______。
【答案】 牛顿 长征 喷气式飞机 见解析
【详解】(1)[1]牛顿在前辈们的科学理论基础上发现了万有引力定律,这是人类飞出地球,人类航空航天的基石所在,牛顿万有引力认为,苹果熟透掉落在地上和月球悬挂天空上是相同性质的力在起着作用。既然月球可以“漂浮”在地球的轨道上,那么人造的卫星也是可以的。
(2)[2]根据科学家计算,当物体速度达到7.9km/s时,就可以绕地球做圆周运动,叫第一宇宙速度。
(3)[3]我国的大型系列运载火箭以“长征”命名,至今已经完成100多次各种卫星的发射任务。
(4)[4]如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。火箭的飞行就是应用了反冲原理,它是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的,除了火箭的飞行应用了反冲原理,喷气式飞机也用到了反冲原理。
(5)[5]当航天技术发展到一定的程度,人类可以实现星空旅行,人类开发利用地球以外的各种资源、人类在宇宙中找到适宜人类居住的生命星球并迁移到该星球生活,人类制造出具有光速的飞行器等。
30.在万物皆可外卖的时代,外卖拯救了无数人的胃和无数“出门困难户”,外卖骑手为加快送餐速度避免超时差评,从而超速、逆行、闯红灯等问题屡屡发生,外卖骑手现接到一个从商家到顾客距离为3km的订单,他用时10min将货送到了顾客手里,假设他在整个过程中都匀速直线行驶,表是他电动车主要技术参数。()
基本信息
整车质量
50kg
最高车速
40km/h
最大噪声
62dB
轮胎与水平面着地总面积
蓄电池
电压
48V
容量
12A·h
电动机
额定电压
48V
额定功率
249W
(1)行驶时,“外卖小哥”通过左右后视镜观察后方的路况,此过程中看到镜子里的像是______像(选填“虚”或“实”),成像原理是______;
(2)目前国家对电动车进行严格的速度限制,电动车每小时不得超过25km行驶速度,骑手在送餐过程中是否超速______?通过计算进行说明______;
(3)质量为60kg的骑手在水平路面上骑行时,请计算电动车对路面的压强______;
(4)电动车遇紧急情况刹车时,刹车片会抱紧轮胎,若前后闸只刹一个,你认为是刹前闸好还是后闸好______?试用所学知识说明理由______。
【答案】(1) 虚 光的反射
(2) 否 见解析
(3)
(4) 刹后闸好 见解析
【详解】(1)[1][2]后视镜成像原理是光的反射,形成的是正立的虚像。
(2)[1][2]骑手的速度为
该骑手没有超速。
(3)电动车对地面的压力为
对地面的压强为
(4)[1][2]若紧急刹前闸,刹车片抱紧轮胎,前轮停止转动,车的后部由于惯性还在继续向前运动,容易导致车辆前翻,发生事故,所以若前后闸只刹一个,刹后闸比较好。
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