第七章 力(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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2份
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48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 | - |
| 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 | 13.46 MB |
| 发布时间 | 2026-03-04 |
| 更新时间 | 2026-03-05 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56653184.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第七章 力(综合题30道)
1.如图,小球用悬线OA系在金属支架上,可以通过左右移动木块的方式改变木板的倾角。
(1)在图中画出小球重力G的示意图;( )
(2)增大木板的倾角,当小球静止时,悬线的方向______(选填“向右倾斜”、“向左倾斜”或“不变”)。
2.(1)下图1中,弹簧测力计的示数为___________N。
(2)在图2中,画出实心球在空中运动时所受重力G的示意图___________。
(3) 如图3所示,重8N的物块静止在斜面上,受到斜面的支持力为6N。请画出斜面所受压力F的示意图___________。
3.如图,自行车是一种绿色出行的交通工具。
(1)刹车时用力捏刹车手柄,是通过增大______办法,从而增大摩擦力;
(2)刹车后,自行车不会立即停止,而继续向前运动一段距离,这是因为自行车具有______,它的速度越来越小,是因为______(选填“受”“不受”)地面间的摩擦力;
(3)画出自行车(用图中正方形代替)刹车后在水平路面上向前滑行时所受力的示意图。______
4.如图所示是用手捏矿泉水瓶的图片。根据矿泉水瓶涉及的物理知识,回答下列问题。
(1)问题:手对矿泉水瓶的力的作用效果是什么?
回答:______。
(2)请从力的作用效果或力的作用是相互的角度提出一个问题并回答。
问题:______。
回答:______。
5.(1)2021年东京奥运会中,铅球运动员巩立姣凭借最后一投,为中国田径队夺得首金。比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的________;用相同的力投掷时,如果运动员投掷角度太低,铅球就飞不远,这是由于力________不同,产生的效果也不同;最终铅球要落回地面,这是由于受到________力作用。2022年卡塔尔世界杯足球赛运动员在踢足球时,脚对足球施加力的同时,脚也感到痛,这一现象表明力的作用是________;
(2)小甜用如图所示的装置判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是________,在图中画出球A所受重力示意图________。缓慢改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向________(选填“改变”或“不变”)。
6.在春晚的舞台上,舞蹈《秧BOT》宛如一颗璀璨的明星,吸引了观众的目光。“唢呐一响,科技登场!当最炫东北风遇上最酷机器人,当传统碰撞了时尚”,这一独特的创意融合,让我们看到了科技与艺术的完美结合,感受到了创新的力量在舞台上绽放出的绚丽光彩。如图所示为某款智能机器人,质量为,它在某次引领接待工作中沿直线匀速行驶时受到的阻力为重力的0.05倍,g取。求:
(1)机器人轮胎上凹凸不平的花纹是为了_________(选填“增大”或“减小”)摩擦力;
(2)该机器人的重力大小?
(3)该机器人沿直线匀速行驶时的牵引力大小?
7.物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,其阻力与速度的平方成正比关系f=kv2(比例系数为k)。一个质量为m的雨滴下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度称为收尾速度。
(1)请画出雨滴匀速下落时的受力示意图;
(2)根据二力平衡的知识推导出雨滴的收尾速度v的大小。
8.利用重垂线检查墙壁是否竖直所依据的物理知识是______。重力的施力物体是______。请画出重垂的重力示意图______。
9.(1)如图所示,被测物体的重力是______N;
(2)形状不规则的石块静止在水平桌面上,O为重心,请画出它所受力的示意图______;
(3)如图所示,画出静止在斜面上的物体受到的重力和物体对斜面的压力示意图______。
10.如图为某型号的消防无人机,该无人机自身质量为3.5kg,能提供的最大升力为180N。(不计空气阻力,g取10N/kg)。求:
(1)该无人机在空中悬停时,它所受的重力与空气对它的作用力是一对______(选填“相互作用力”或“平衡力”);若突然间所受的力全部消失,它将保持______(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态;
(2)该无人机悬停时,需要多大的升力?( )
(3)该无人机悬停时,最多能吊起的消防设备质量为多大?( )
11.某同学在五一期间计划随父母从池州火车站乘动车去黄山游玩,其路程若按324km计算,动车行驶的平均速度为60m/s。(假设火车在水平路面上);
(1)动车行驶完全程需要多少小时?
(2)若动车在某段时间内恰做匀速直线运动,将动车视为一个质点O,画出此时动车所受力的示意图;若动车所受阻力为车总重的0.05倍,则此时动车产生向前的牵引力为多少牛?(已知载人动车总质量为20吨,g取10N/kg)
12.一块石碑岩石样品,测得它的质量为,用量筒装入的水,然后将这块样品浸没在水中,此时水面升高到。求:
(1)这块石碑岩石样品的密度;______
(2)这块石碑岩石样品的重力;______
(3)已知g的大小受地理位置的影响,北京地区的,广州地区,将这块石碑岩石样品从北京带到广州后,质量将会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.
(1)如图1所示,弹簧测力计的示数为_________N。
(2)如图2所示是篮球投出后在空中飞行时的情景,请画出篮球所受重力的示意图(为重心)。
14.2021年6月17日,我国成功发射了神舟十二号飞船,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功,航天员将进驻天和核心舱,完成为期3个月的在轨驻留,开展机械臂操作、太空出舱等活动,验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。请问:
(1)与地球上相比,航天员在太空的质量__________,受到的重力__________;(均选填“变大”“不变”或“变小”)
(2)航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,为了__________(选填“增大”或“减小”)摩擦;
(3)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间______________________________原理;
(4)航天员在完全失重的太空轨道舱中,能够正常进行的实验是__________(多选)(填下列选项的序号)。
A.用天平测质量 B.用刻度尺测量长度
C.用弹簧测力计测量拉力 D.用弹簧测力计测重力
15.室内装修中,人们常用膨胀螺栓将吸顶灯固定在天花板上。如图甲所示,小华用笔杆代替膨胀螺栓,探究插入沙子中的笔杆能吊起的物重与哪些因素有关?对此她提出了以下猜想:
猜想一:可能与笔杆受到的压力有关。
猜想二:可能与笔杆的形状有关。
猜想三:可能与笔杆插入沙子中的深度有关。
(1)为验证猜想一,小华用同一笔杆进行实验,保持笔杆______不变。在瓶内装满沙子的情况下,通过夯实并增加沙子的质量,从而增大沙子对笔杆的挤压力。然后改变轻质小桶内的物重,用______分别测出不同挤压力下笔杆能吊起的最大物重,依次将实验结果记入表格;
(2)为验证猜想二,在其他条件不变的情况下,小华将原笔杆上端劈开并插入一根圆柱形柱体使其膨胀,重复上述实验,并将实验数据记入表格;
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
笔杆形状
(未膨胀)
(膨胀)
沙子质量m/g
300
400
500
300
400
500
能吊起的最大物重G/N
0.3
3.6
5.0
1.2
7.4
23.8
分析①、②、③组数据,你得到的结论是在笔杆形状与插入沙子的深度一定时,______,能吊起的物重越大,比较______组数据你还可以得到的结论是:笔杆所受压力和插入沙子的深度一定时,膨胀的笔杆能吊起更重的物体;
(3)你认为笔杆能吊起的物重还与笔杆的______有关;
(4)实验使用的膨胀螺栓如图乙,旋转其底部的螺母,处于墙体中的部分就会膨胀,膨胀栓与墙体间的______变大,当吊起较重的物体时,它与墙体间的摩擦力变______,同时它还受到了墙体对它向上的______力,这样膨胀螺栓可以承受更大的拉力。
16.如图甲是冰壶比赛的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于___________继续向前运动;比赛过程,刷冰员不停地刷冰面,冰和冰刷之间摩擦生热,冰熔化,冰壶和冰面之间有水,使冰壶和冰面之间接触面___________,减小摩擦力,使冰壶运动距离变得更大,请你在图乙中画出冰壶在冰面上向右滑动时所受力的示意图。( )
17.在物理实践活动中,小聪调研了某雕刻工厂。工厂中有一块质地均匀的碑石的体积为30m³,小聪想知道其质量,从工人雕刻过程中取了一小块碑石,回到物理实验室进行测量,其测量结果如表所示。(g取10N/kg)
小块碑石的质量m小/g
量筒中水的体积V2/mL
小块碑石浸没在量筒内的水中时小块碑石和水的总体积V2/mL
150
140
80
(1)碑石在雕刻过程中,其质量______,密度______(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)碑石的密度是多少______?
(3)整块碑石雕刻前受到的重力是多少______?
18.如图所示,磁性黑板将小铁块吸在黑板上:
(1)若小铁块的重力为7N,小铁块静止在黑板上,小铁块受到的静摩擦力大小_____N,方向_____。为了防止小铁块滑落,小明用10N的力垂直黑板压在铁块上,小铁块仍静止,此时小铁块受到的静摩擦力大小______(“变大”、“变小”、“不变”);
(2)若小铁块的重力为7N,手对小铁块施加一个竖直向上10N的拉力,小铁块沿着黑板向上匀速直线运动,此时小铁块受到滑动摩擦力大小______N,方向______;
(3)若换成一块重力未知的小铁块,若手对小铁块施加一个竖直向上60N的拉力,小铁块沿着黑板向上匀速直线运动,若手对小铁块施加一个竖直向下30N的拉力,小铁块沿着黑板向下匀速直线运动,求铁块的重力_________N,受到的滑动摩擦力______N。
19.随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。图中是某质量为2000kg的纯电动汽车利用5G网络实现远程驾驶,该车在水平路面上匀速直线行驶速度为40km/h,这一过程中,发动机对车的牵引力为1200N,(g取10N/kg)。求:
(1)乘客相对于该车是________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)电动汽车受到的重力是多少N?
(3)若该车四个车轮与路面接触的总面积约为,求该车空车静止在水平路面上对路面的压强。
20.如图是我国自主研发的战略重型运输机“运-20”,可在复杂气象条件下,执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞质量为210t,有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.2m2。(g取10 N/kg)
(1)飞机降落到地面,关闭发动机后,在水平地面将做________(填“匀速”“加速”或“减速”)直线运动,直至完全停下来,此时飞机受到________力和________力的作用处于平衡状态。
(2)在某次训练中,飞机在5h内飞行了3600km,则平均飞行速度是________km/h,合________m/s。
(3)该飞机满载时,受到最大的重力是________N,静止在水平跑道上对地面的压强是________Pa。
21.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研始下落,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;
(2)如图甲、乙所示,将所受重力均为50N、表面粗糙程度相同的物体 A、B叠放在粗糙的水平桌面上。用30N的水平推力作用在B上,A、B一起做匀速直线运动。若忽略空气阻力,图甲中物体B所受的摩擦力为 _______N,方向为 _________;
(3)图乙中,将B叠放在A的上方,用大小为F2的水平推力作用在A上,A、B仍然一起做匀速直线运动,则F2_____F1,物体B受到的摩擦力大小为 _____N。
22.阅读短文,回答问题.
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变.放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来.金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变.实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.写成公式就是,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力.劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大.对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围.物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是______形变;
(2)弹簧的______在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小______(选填“有关”或“无关”),它的单位是______(选填“”、“”或“N·m”);
(3)某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图,则这根弹簧的原长是______cm;弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了______cm;用此弹簧制作的弹簧测力计的测量范围是______N。
23.小昕参加科技博览会志愿活动,如图甲:
(1)小昕把水平仪放在台面检测时,发现重垂线位置如图乙,她应将展台左边的底脚调_____(选填“高”或“低”),直到重垂线跟虚线重合使展台面调至水平;
(2)把质量为的展品从地面搬到展台上,她至少需要多大的力?(g取)
(3)展台标有限压警示,如展品与台面的接触面积是,请通过计算,判断台面是否会被压坏?
24.“鲲龙”AG600是一艘会飞的“船”(如图所示),采用悬臂式上单翼、前三点可收放式起落架、单船身水陆两栖飞机布局形式,最大起飞质量为53.5t.具有航程远、续航时间长的特点。在机翼两侧下方各装有一个浮筒,设计要求单侧浮筒的三分之一在水中才能产生足够的浮力,机翼才不会被巨浪卷入水中。“鲲龙”可在水源与火场之间多次往返投水灭火,单次汲水量最大为12t,只需要20s就可完成(g取),请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)“鲲龙”AG600在水面上方飞行时,与水面脱离接触,大大减小了________;“鲲龙”AG600在空中加速飞行时,惯性将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)“鲲龙”AG600以最大起飞质量在空中飞行时受到的重力是多少N________?
(3)投水灭火后“鲲龙”回到水面畅游时(浮筒未入水),若“鲲龙”下底面入水深度为3m,则下底面受到水的压强是多少Pa________?
25.自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少物理知识。
(1)骑自行车下坡时,遇到紧急情况刹车时,应该先用力捏______(填“前轮”或“后轮”)车闸,刹车时用力捏闸是通过______的方式来增大摩擦力;
(2)用力踩动脚踏板使自行车在平直公路上向右匀速前进时,请在图中画出自行车后轮受到地面摩擦力的示意图。______
26.质量1.2t的汽车,以72km/h的速度在水平公路上匀速行驶2min,已知车在行驶时受到的摩擦力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求:
(1)画出汽车受力示意图(A为重心);
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力是多大?
随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭,小汽车的很多设计都是出于驾驶安全的考虑,一些必要的驾驶要求也是出于对安全的考虑。
27.在夜间驾驶时,若打开车内灯光,小华发现驾驶员挡风玻璃前出现了车内的景象,一定程度影响了驾驶员的视线,为了研究这一现象,小华到家后用一块玻璃板模拟挡风玻璃进行“探究平面镜成像特点”的实验。
①他将玻璃___________放置在水平桌面上,实验应选择图中___________两支蜡烛灯,主要是为了便于比较像与物的___________关系。
②图中在寻找蜡烛灯A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛灯___________(选填“A”或“B”)侧观察。移走蜡烛灯B,将一张白纸竖直放在该位置,直接观察白纸,白纸上___________(选填“能”或“不能”)看到蜡烛灯A的像。
③若把玻璃板沿MN截成两部分,如图所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛灯通过左右两部分玻璃板成像的情况是( )
A都成完整的像
B.两个玻璃板成的像在同一位置
C.各成半个像
D.两个玻璃板成的像在不同位置;
④根据探究得到的平面镜成像特点在图内画出车内物体AB经过挡风玻璃所成的像___________。
⑤小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是( )
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
D.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
28.驾驶汽车时,驾驶员需要系上安全带,这是为了在刹车时防止___________带来的危害,且汽车载重量越大,刹车距离就越长,这是因为___________。
29.汽车的轮胎往往表面有很多“花纹”,小华在学习了滑动摩擦力之后,他认为这是通过增大___________来增大滑动摩擦力的。经过思考他还提出两物体间滑动摩擦力的大小可能还与其他因素有关,于是他想通过实验来探究这个问题,如图所示。
①该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做___________运动,这是为了使拉力大小___________。
②通过对比甲、乙次实验数据后,发现,说明滑动摩擦力的大小与___________有关。
③能否通过对比乙、丙两次实验,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关?___________(选填“能”或“不能”),为什么?___________。
④下表是重复甲图实验后得出的数据,记录了木块在不同运动状态时弹簧测力计的示数。
木块状态
静止
开始运动
匀速运动
拉力大小F/N
0~3.4
3.6
3.2
由表中信息可知,当木块开始运动时弹簧测力计示数为,此时木块受到的摩擦力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)匀速运动时受到的滑动摩擦力。
30.人行横道线不减速让行是造成事故的行为之一,如图是汽车在临近人行横道线时紧急停车的情景:驾驶员从发现前方道路有路人正在过马路到踩下刹车需要经历一段反应时间,反应时间里汽车通过的距离叫反应距离(如图甲的AB段);从踩下刹车到汽车最终静止,汽车又前进的距离叫刹车距离(如图的BC段)。刹车距离与踩下刹车时的汽车速度有关,图乙为某款汽车刹车距离与速度的关系图。若小林驾驶该车在平直的公路上匀速行驶,其s-t图像如图丙所示,行驶中发现前方处有障碍物,他反应后踩下刹车,汽车减速行驶了4s后刚好停在障碍物前。求:(写出计算过程)
(1)求小林刹车前汽车匀速行驶的速度;
(2)求小林的反应时间;
(3)若小林驾车以108km/h的速度沿方向行驶,在图甲中的点发现前方一位行人正从路边距离点的点横穿马路,在图中的点才作出踩刹车动作,再经过车头到达图中点才将车刹住,若行人以的速度沿方向匀速直线运动,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?(注:该车的宽度约1.8m)
31.伴随“毅力号”探测器登上火星的“机智号”直升机,将在火星上进行人类第一次地外飞行。火星地表的空气密度只有地球的1%,相当于地球上3万米高空的大气密度。为了让“机智号”飞起来,NASA工程师想了几个办法。一是让“机智号”尽量轻巧,机智号质量仅有1.8kg,而且火星上的重力大约是地球的40%,不到地球的四成。二是尽量增加升力,碳纤维螺旋桨的直径达到了1.4m,而且转速高达每分钟2400转。根据以上信息,请计算:
(1)1kg火星地表空气的体积是多少___________?(地球表面空气密度ρ=1.3kg/m3)(写出计算过程,结果保留2位有效数字)
(2)“机智号”直升机若要起飞,至少要获得多大的升力___________?(地球表面g=10N/kg)(写出计算过程和必要的说明)
(3)如图所示,机智号的螺旋桨还采用了共轴反桨技术,两个螺旋桨分别朝相反方向旋转,能提高飞行器在飞行时的稳定性。螺旋桨转动时,桨叶必须朝一个方向倾斜,才能获得与旋转面垂直方向的动力。直升机的两个螺旋桨都要提供升力,所以两个螺旋桨的桨叶的倾斜方向是___________(选填“相同的”或“相反的”)。如果只有一个螺旋桨,直升机的机身会不受控制的朝反方向转动,原因是___________。
32.“共和国勋章”获得者袁隆平一直致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,“发展杂交水稻,造福世界人民”是他毕生的追求,如图所示,某地用收割机收割杂交水稻,为了防止对耕地过分压实,影响秋作物的播种,收割机对耕地的压强一般不超过8×104Pa,已知空载收割机与人的总质量为700kg,履带与耕地的总接触面积始终为0.2m²。问:
(1)该收割机安装宽大的履带是为了______压强;履带上的履齿(凸显的棱)是为了______摩擦(均选填“增大”、“减小”)
(2)收割机对耕地的压力不能超过多少牛?( )
(3)收割机粮仓中的水稻不能超过多少千克?( )
33.我国是桥梁建设的大国,桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。小明通过分析桥梁结构做出如下两个假设猜想:①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关;②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱间距离s有关,于是进行了如下实验:
(1)小明首先想探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距s的关系”请你为他设计记录实验数据的表格。___________
(2)如图乙是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图线,根据图像可得结论:_______________。
(3)观察发现,我国许多短式桥梁在设计时会设计成拱式桥,使其能承受更大的压力,请你就这一现象提出一个值得研究的猜想,桥梁能承受的最大压力与___________是否有关。
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第七章 力(综合题30道)
1.如图,小球用悬线OA系在金属支架上,可以通过左右移动木块的方式改变木板的倾角。
(1)在图中画出小球重力G的示意图;( )
(2)增大木板的倾角,当小球静止时,悬线的方向______(选填“向右倾斜”、“向左倾斜”或“不变”)。
【答案】 不变
【详解】(1)[1]重力的方向竖直向下,球心为重心,如图所示:
(2)[2]悬线的方向与小球所受重力方向一致。重力的方向在任何情况下都是竖直向下,增大木板的倾角,重力的方向不变,则当小球静止时,悬线的方向不变。
2.(1)下图1中,弹簧测力计的示数为___________N。
(2)在图2中,画出实心球在空中运动时所受重力G的示意图___________。
(3) 如图3所示,重8N的物块静止在斜面上,受到斜面的支持力为6N。请画出斜面所受压力F的示意图___________。
【答案】 3.4
【详解】(1)[1]测力计分度值为0.2N,示数为3.4N。
(2)[2]过球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示。
(3)[3]静止在斜面上的木块对斜面的压力与斜面对木块的支持力是相互作用力,大小相等,为6N;压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向,最后标出力的大小。
3.如图,自行车是一种绿色出行的交通工具。
(1)刹车时用力捏刹车手柄,是通过增大______办法,从而增大摩擦力;
(2)刹车后,自行车不会立即停止,而继续向前运动一段距离,这是因为自行车具有______,它的速度越来越小,是因为______(选填“受”“不受”)地面间的摩擦力;
(3)画出自行车(用图中正方形代替)刹车后在水平路面上向前滑行时所受力的示意图。______
【答案】 压力 惯性 受
【详解】(1)[1]刹车时用力捏刹车手柄,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
(2)[2]刹车后,自行车由于具有惯性,仍要向前运动,所以,不能马上停下来。
[3]因为受地面间的摩擦力,所以,它的速度越来越小。
(3)[4]自行车刹车后在水平路面上向前滑行时,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,在水平方向上受到向后的摩擦力作用,从自行车的重心开始,分别沿各力的方向画一条有向线段,并分别用G、F和f表示,如图所示:
4.如图所示是用手捏矿泉水瓶的图片。根据矿泉水瓶涉及的物理知识,回答下列问题。
(1)问题:手对矿泉水瓶的力的作用效果是什么?
回答:______。
(2)请从力的作用效果或力的作用是相互的角度提出一个问题并回答。
问题:______。
回答:______。
【答案】 改变了矿泉水瓶的形状 见解析
见解析
【详解】(1)[1]由图可知,手对矿泉水瓶的力的作用效果是改变了矿泉水瓶的形状。
(2)[2]从力的作用是相互的可以提出问题:用手捏矿泉水瓶时,手是否也受到矿泉水瓶给手的力?
[3]回答:手捏矿泉水瓶时,手也受到矿泉水瓶给手的力。
5.(1)2021年东京奥运会中,铅球运动员巩立姣凭借最后一投,为中国田径队夺得首金。比赛中,运动员奋力一掷,铅球飞向空中,此现象说明力可以改变物体的________;用相同的力投掷时,如果运动员投掷角度太低,铅球就飞不远,这是由于力________不同,产生的效果也不同;最终铅球要落回地面,这是由于受到________力作用。2022年卡塔尔世界杯足球赛运动员在踢足球时,脚对足球施加力的同时,脚也感到痛,这一现象表明力的作用是________;
(2)小甜用如图所示的装置判断重力的方向,球A所受重力的施力物体是________,在图中画出球A所受重力示意图________。缓慢改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向________(选填“改变”或“不变”)。
【答案】 运动状态 方向 重 相互的 地球 不变
【详解】(1)[1]铅球从运动员手中掷出后,铅球由静止变为运动,运动状态发生变化,这表明力可以改变物体的运动状态。
[2]力的三要素有力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。用相同的力投掷时,如果运动员投掷角度太低,铅球就飞不远,这是由于力的作用效果与力的方向有关。
[3]由于铅球受到重力的作用,重力的方向竖直向下,铅球要落回地面。
[4]脚对足球施加力的同时,脚给足球一个力的作用,物体间力的作用是相互的,同时足球给脚一个力的作用,所以脚也感到痛。
(3)[5]地球表面及附近的一切物体都受到地球引力的作用,这个力叫重力,所以重力的施力物体是地球。
[6]从球A的重心沿竖直方向画出重力的示意图,如图所示:
[7]重力的方向始终是竖直向下的,小球A由于受到竖直向下的重力,对绳子施加了一个竖直向下的拉力,使绳子处于竖直方向,改变木板的倾角α,可观察到悬线OA的方向保持不变。
6.在春晚的舞台上,舞蹈《秧BOT》宛如一颗璀璨的明星,吸引了观众的目光。“唢呐一响,科技登场!当最炫东北风遇上最酷机器人,当传统碰撞了时尚”,这一独特的创意融合,让我们看到了科技与艺术的完美结合,感受到了创新的力量在舞台上绽放出的绚丽光彩。如图所示为某款智能机器人,质量为,它在某次引领接待工作中沿直线匀速行驶时受到的阻力为重力的0.05倍,g取。求:
(1)机器人轮胎上凹凸不平的花纹是为了_________(选填“增大”或“减小”)摩擦力;
(2)该机器人的重力大小?
(3)该机器人沿直线匀速行驶时的牵引力大小?
【答案】(1)增大
(2)300N
(3)15N
【详解】(1)机器人轮胎上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,使机器人在行驶过程中更稳定,不易打滑。
(2)机器人的重力
(3)行驶时机器人受到的阻力为重力的0.05倍,则阻力为
因为是匀速直线行驶,该机器人处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,故
7.物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,其阻力与速度的平方成正比关系f=kv2(比例系数为k)。一个质量为m的雨滴下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度称为收尾速度。
(1)请画出雨滴匀速下落时的受力示意图;
(2)根据二力平衡的知识推导出雨滴的收尾速度v的大小。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)雨滴在匀速下落时处于平衡状态,受到的重力和空气阻力是一对平衡力,二者在同一直线上,大小相等,方向相反,重力的方向竖直向下,阻力的方向竖直向上,力的作用点在雨滴的重心,如图所示:
(2)收尾时雨滴做匀速直线运动,受力平衡,则雨滴下落过程受到的阻力与重力是一对平衡力,则
已知,物体下落的阻力与速度的平方成正比关系,即
则雨滴的收尾速度为
8.利用重垂线检查墙壁是否竖直所依据的物理知识是______。重力的施力物体是______。请画出重垂的重力示意图______。
【答案】 重力的方向始终竖直向下 地球
【详解】[1][2][3]地球附近的物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,重力的方向始终竖直向下,重力的施力物体是地球。因此利用重垂线检查墙壁是否竖直所依据的物理知识是重力的方向始终竖直向下,重垂的重力示意图如图所示
9.(1)如图所示,被测物体的重力是______N;
(2)形状不规则的石块静止在水平桌面上,O为重心,请画出它所受力的示意图______;
(3)如图所示,画出静止在斜面上的物体受到的重力和物体对斜面的压力示意图______。
【答案】 3.4
【详解】(1)[1]如图所示,是弹簧测力计,分度值为0.2N,故读数为3.4N。
(2)[2]该石头放在桌面上,其受到了重力和向上的支持力,且这两个力是平衡力,故过重心画一条竖直向下的线段,在末端画上向下的箭头和G,即为重力,过重心向上画一条竖直向上的线段,并在末端标上箭头和F,即为支持力,故如图所示:
(3)[3]过物块的重心画一条竖直向下的线段,并在末端标上向下的箭头和G,即为物块所受的重力,画物块对斜面的压力,手受力对象是斜面,故作用点需要画在斜面上,找到接触面的中心,画一条垂直斜面的线段,并在末端标上向下的箭头和力F,故如图所示:
10.如图为某型号的消防无人机,该无人机自身质量为3.5kg,能提供的最大升力为180N。(不计空气阻力,g取10N/kg)。求:
(1)该无人机在空中悬停时,它所受的重力与空气对它的作用力是一对______(选填“相互作用力”或“平衡力”);若突然间所受的力全部消失,它将保持______(选填“静止”或“匀速直线运动”)状态;
(2)该无人机悬停时,需要多大的升力?( )
(3)该无人机悬停时,最多能吊起的消防设备质量为多大?( )
【答案】 平衡力 静止 35N 14.5kg
【详解】(1)[1]无人机在空中悬停时,无人机处于静止状态,无人机受到的重力和空气对它的作用力是一对平衡力。
[2]无人机在空中悬停时,处于静止状态,突然间所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态不变,即保持静止状态。
(2)[3]该无人机悬停时,受到的重力和升力是一对平衡力,其大小相等,因此需要的升力
(3)[4]当无人机装载消防设备悬停时,消防设备和无人机的总重力与升力是平衡力,其大小相等,即
由于升力最大为180N,因此最多能吊起消防设备的重力
根据可得,最多能吊起的消防设备质量
11.某同学在五一期间计划随父母从池州火车站乘动车去黄山游玩,其路程若按324km计算,动车行驶的平均速度为60m/s。(假设火车在水平路面上);
(1)动车行驶完全程需要多少小时?
(2)若动车在某段时间内恰做匀速直线运动,将动车视为一个质点O,画出此时动车所受力的示意图;若动车所受阻力为车总重的0.05倍,则此时动车产生向前的牵引力为多少牛?(已知载人动车总质量为20吨,g取10N/kg)
【答案】(1)1.5h
(2),1×104N
【详解】(1)动车行驶的平均速度为
动车行驶完全程需要的时间
(2)动车在做匀速直线运动过程中,在水平方向上受到牵引力和阻力,在竖直方向上受到重力和支持力,受力示意图如图所示:
载人动车总质量
载人动车在匀速直线运动时受到的阻力为
由二力平衡可知,动车产生向前的牵引力
12.一块石碑岩石样品,测得它的质量为,用量筒装入的水,然后将这块样品浸没在水中,此时水面升高到。求:
(1)这块石碑岩石样品的密度;______
(2)这块石碑岩石样品的重力;______
(3)已知g的大小受地理位置的影响,北京地区的,广州地区,将这块石碑岩石样品从北京带到广州后,质量将会________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 2.4×103kg/m3 1.2N 不变
【详解】(1)[1]石碑岩石样品的体积为
V=150mL-100mL=50mL=50cm3
石碑岩石样品的密度为
(2)[2]石碑岩石样品的重力
G=mg=120g×10N/kg=0.12kg×10N/kg=1.2N
(3)[3]物体的质量不随它的位置的变化而改变,因此将这块石碑岩石样品从北京带到广州后,质量将不变。
13.
(1)如图1所示,弹簧测力计的示数为_________N。
(2)如图2所示是篮球投出后在空中飞行时的情景,请画出篮球所受重力的示意图(为重心)。
【答案】(1)2.8
(2)
【详解】(1)图中所用测力计最大测量值为5N,测力计的量程为0~5N,测力计的分度值为0.2N,所以示数为2.8N。
(2)由于重力的作用点在物体的重心,重力的方向竖直向下,故从重心O处竖直向下画一条带箭头的线段,并标出重力G,如图所示:
14.2021年6月17日,我国成功发射了神舟十二号飞船,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功,航天员将进驻天和核心舱,完成为期3个月的在轨驻留,开展机械臂操作、太空出舱等活动,验证航天员长期在轨驻留、再生生保等一系列关键技术。请问:
(1)与地球上相比,航天员在太空的质量__________,受到的重力__________;(均选填“变大”“不变”或“变小”)
(2)航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,为了__________(选填“增大”或“减小”)摩擦;
(3)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全绳,当航天员意外漂离轨道舱时,可拉着绳子返回轨道舱。这是利用物体间______________________________原理;
(4)航天员在完全失重的太空轨道舱中,能够正常进行的实验是__________(多选)(填下列选项的序号)。
A.用天平测质量 B.用刻度尺测量长度
C.用弹簧测力计测量拉力 D.用弹簧测力计测重力
【答案】 不变 变小 增大 作用力是相互的 BC
【详解】(1)[1][2]质量是物体的一种性质,与位置无关,与地球上相比,航天员在太空的质量不变,太空中物体处于微重力状态,受到的重力变小。
(2)[3]摩擦力的大小与压力和粗糙程度有关,航天服的手掌部分有灰色的橡胶颗粒,可以增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦。
(3)[4]当航天员意外漂离轨道舱时,可给绳子一个拉力,绳子也会给宇航员一个反作用力,将宇航员拉回轨道舱。这是利用物体间作用力是相互的原理。
(4)[5] A.天平相当于等臂杠杆,利用物体和砝码及游码的重力实现平衡,太空中处于失重状态,无论质量大小,天平都能平衡,故不能用天平测质量,故A不符合题意;
B.物体长度与重力无关,可以用刻度尺测量长度,故B符合题意;
C.在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,与重力大小无关,可以用弹簧测力计测量拉力,故C符合题意;
D.由于太空中处于失重状态,提起物体时不需要拉力,无法用弹簧测力计测重力,故D不符合题意。
故选BC。
15.室内装修中,人们常用膨胀螺栓将吸顶灯固定在天花板上。如图甲所示,小华用笔杆代替膨胀螺栓,探究插入沙子中的笔杆能吊起的物重与哪些因素有关?对此她提出了以下猜想:
猜想一:可能与笔杆受到的压力有关。
猜想二:可能与笔杆的形状有关。
猜想三:可能与笔杆插入沙子中的深度有关。
(1)为验证猜想一,小华用同一笔杆进行实验,保持笔杆______不变。在瓶内装满沙子的情况下,通过夯实并增加沙子的质量,从而增大沙子对笔杆的挤压力。然后改变轻质小桶内的物重,用______分别测出不同挤压力下笔杆能吊起的最大物重,依次将实验结果记入表格;
(2)为验证猜想二,在其他条件不变的情况下,小华将原笔杆上端劈开并插入一根圆柱形柱体使其膨胀,重复上述实验,并将实验数据记入表格;
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
笔杆形状
(未膨胀)
(膨胀)
沙子质量m/g
300
400
500
300
400
500
能吊起的最大物重G/N
0.3
3.6
5.0
1.2
7.4
23.8
分析①、②、③组数据,你得到的结论是在笔杆形状与插入沙子的深度一定时,______,能吊起的物重越大,比较______组数据你还可以得到的结论是:笔杆所受压力和插入沙子的深度一定时,膨胀的笔杆能吊起更重的物体;
(3)你认为笔杆能吊起的物重还与笔杆的______有关;
(4)实验使用的膨胀螺栓如图乙,旋转其底部的螺母,处于墙体中的部分就会膨胀,膨胀栓与墙体间的______变大,当吊起较重的物体时,它与墙体间的摩擦力变______,同时它还受到了墙体对它向上的______力,这样膨胀螺栓可以承受更大的拉力。
【答案】 插入沙子中的深度 弹簧测力计 笔杆受到的压力越大 ①④ 材质 压力 大 支持
【详解】(1)[1][2]为验证猜想一,即探究插入沙子中的笔杆能吊起的物重与压力的关系,用同一笔杆进行实验,保持笔杆插入沙子中同一深度进行实验,在瓶内装满沙子的情况下,通过夯实并增加沙子的质量,从而增大沙子对笔杆的挤压力。然后改变轻质小桶内的物重,用弹簧测力计分别测出不同挤压力下笔杆能吊起的最大物重。
(2)[3][4]分析①、②、③组数据可知,在笔杆形状与插入沙子的深度一定时,沙子的质量越大,即笔杆受到的压力越大,能吊起的物重越大;分析①④组实验数据可知,在沙子质量相同(压力相同)、进入沙子的深度相同的情况下,笔杆粗细不同,其与沙子的接触面积不同,产生的摩擦力会不同,膨胀的笔杆能吊起更重的物体。
(3)[5]由生活实际可知,笔杆能吊起的物重还可能与笔杆的材质有关。
(4)[6][7][8]实验使用的膨胀螺栓,旋转其底部的螺母,在墙体中的部分就会膨胀,这样膨胀栓与墙体间的压力变大,当吊起较重的物体时,膨胀栓与墙体间的摩擦力变大。同时它还受到了墙体对它向上的支持力,这样膨胀螺栓可以承受更大的拉力。
16.如图甲是冰壶比赛的情景。掷球员将冰壶沿水平冰面推出后,冰壶由于___________继续向前运动;比赛过程,刷冰员不停地刷冰面,冰和冰刷之间摩擦生热,冰熔化,冰壶和冰面之间有水,使冰壶和冰面之间接触面___________,减小摩擦力,使冰壶运动距离变得更大,请你在图乙中画出冰壶在冰面上向右滑动时所受力的示意图。( )
【答案】 惯性 脱离
【详解】[1]运动员将冰壶推出后,冰壶由于惯性保持原来的运动状态,继续向前运动。
[2]刷冰员不停地刷冰面,冰和冰刷之间摩擦生热,冰熔化,冰壶和冰面之间有水,使冰壶和冰面之间接触面脱离,从而减小摩擦力,使冰壶运动距离变得更大
[3]冰壶在冰面上向右滑动时,除受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力外,还受到水平向左的滑动摩擦力,从冰壶的重心开始,沿各力的方向画出各个力,如图所示:
17.在物理实践活动中,小聪调研了某雕刻工厂。工厂中有一块质地均匀的碑石的体积为30m³,小聪想知道其质量,从工人雕刻过程中取了一小块碑石,回到物理实验室进行测量,其测量结果如表所示。(g取10N/kg)
小块碑石的质量m小/g
量筒中水的体积V2/mL
小块碑石浸没在量筒内的水中时小块碑石和水的总体积V2/mL
150
140
80
(1)碑石在雕刻过程中,其质量______,密度______(均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)碑石的密度是多少______?
(3)整块碑石雕刻前受到的重力是多少______?
【答案】 变小 不变 2.5g/cm 7.5×105N
【详解】解:(1)[1][2]碑石在雕刻过程中,碑石所含物质的量变少,其质量变小,而组成碑石的物质不变,因此其密度不变。
(2)[3]小块碑石的体积
碑石的密度
(3)[4]由得,整块碑石雕刻前的质量
整块碑石雕刻前受到的重力
18.如图所示,磁性黑板将小铁块吸在黑板上:
(1)若小铁块的重力为7N,小铁块静止在黑板上,小铁块受到的静摩擦力大小_____N,方向_____。为了防止小铁块滑落,小明用10N的力垂直黑板压在铁块上,小铁块仍静止,此时小铁块受到的静摩擦力大小______(“变大”、“变小”、“不变”);
(2)若小铁块的重力为7N,手对小铁块施加一个竖直向上10N的拉力,小铁块沿着黑板向上匀速直线运动,此时小铁块受到滑动摩擦力大小______N,方向______;
(3)若换成一块重力未知的小铁块,若手对小铁块施加一个竖直向上60N的拉力,小铁块沿着黑板向上匀速直线运动,若手对小铁块施加一个竖直向下30N的拉力,小铁块沿着黑板向下匀速直线运动,求铁块的重力_________N,受到的滑动摩擦力______N。
【答案】(1) 7 竖直向上 不变
(2) 3 竖直向下
(3) 15 45
【详解】(1)[1][2][3]若小铁块的重力为7N,小铁块静止在黑板上,受力平衡,摩擦力与重力大小相等,小铁块受到的静摩擦力大小7N,竖直向上。为了防止小铁块滑落,小明用10N的力垂直黑板压在铁块上,小铁块仍静止,此时摩擦力与重力仍平衡,大小等于重力,故小铁块受到的静摩擦力大小不变。
(2)[1][2]若小铁块的重力为7N,手对小铁块施加一个竖直向上10N的拉力,小铁块沿着黑板向上匀速直线运动,此时摩擦力方向竖直向下,根据平衡条件知,
代入数据有
解得f=3N。
(3)[1][2]若换成一块重力未知的小铁块,若手对小铁块施加一个竖直向上60N的拉力,小铁块沿看黑板向上匀速直线运动,此时摩擦力方向竖直向下,受力平衡,即
若手对小铁块施加一个竖直向下30N的拉力,小铁块沿着黑板向下匀速直线运动,摩擦力方向竖直向上,则
由于压力和接触面的粗糙程度不变,所以两次小铁块受到的摩擦力大小相等;解得, 。
19.随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。图中是某质量为2000kg的纯电动汽车利用5G网络实现远程驾驶,该车在水平路面上匀速直线行驶速度为40km/h,这一过程中,发动机对车的牵引力为1200N,(g取10N/kg)。求:
(1)乘客相对于该车是________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)电动汽车受到的重力是多少N?
(3)若该车四个车轮与路面接触的总面积约为,求该车空车静止在水平路面上对路面的压强。
【答案】(1)静止
(2)
(3)
【详解】(1)乘客相对于该车的位置没有发生变化,因此乘客相对于该车是静止的。
(2)电动汽车受到的重力
(3)空车静止在水平路面上时,对路面的压力
对路面的压强
20.如图是我国自主研发的战略重型运输机“运-20”,可在复杂气象条件下,执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞质量为210t,有14个轮子,每个轮子与地面的接触面积约为0.2m2。(g取10 N/kg)
(1)飞机降落到地面,关闭发动机后,在水平地面将做________(填“匀速”“加速”或“减速”)直线运动,直至完全停下来,此时飞机受到________力和________力的作用处于平衡状态。
(2)在某次训练中,飞机在5h内飞行了3600km,则平均飞行速度是________km/h,合________m/s。
(3)该飞机满载时,受到最大的重力是________N,静止在水平跑道上对地面的压强是________Pa。
【答案】 减速 重 支持 720 200 2.1×106 7.5×105
【详解】(1)[1]机降落到地面,关闭发动机后,靠惯性在水平地面继续向前运动,受到与其运动方向相反的摩擦力作用,所以在水平地面将做减速直线运动。
[2][3]飞机停下来,处于平衡状态,此时飞机受到的重力和支持力是一对平衡力。
(2)[4][5]飞机在5h内飞行了3600km,则飞行速度是
(3)[6]受到最大的重力为
G'=mg=210×103kg×10N/kg=2.1×106N
[7]飞机对水平地面的压力等于飞机的重力,则飞机静止在水平跑道上对地面的压强是
21.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研始下落,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;
(2)如图甲、乙所示,将所受重力均为50N、表面粗糙程度相同的物体 A、B叠放在粗糙的水平桌面上。用30N的水平推力作用在B上,A、B一起做匀速直线运动。若忽略空气阻力,图甲中物体B所受的摩擦力为 _______N,方向为 _________;
(3)图乙中,将B叠放在A的上方,用大小为F2的水平推力作用在A上,A、B仍然一起做匀速直线运动,则F2_____F1,物体B受到的摩擦力大小为 _____N。
【答案】 不变 增大 等于 30 水平向左 = 0
【详解】(1)[1]雨滴下落过程中,质量不变,由公式G=mg知,受到的重力不变。
[2]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。
[3]当雨滴受到的阻力等于重力时,受力平衡,雨滴的速度不再改变,开始做匀速直线运动。
(2)[4][5]甲图中推力在B上,因B做匀速直线运动,则B处于平衡状态,水平方向上B受到的摩擦力与推力F1平衡大小相等,方向相反,故B物块所受的摩擦力为
fB=F1=30N
方向为水平向左。
(3)[6]图乙中,将B叠放在A的上方,用大小为F2的水平推力作用在A上,A、B仍然一起做匀速直线运动,此时接触面的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力不变,则F2=F1。
[7]物体B相对于A一起做匀速直线运动,二者没有相对运动趋势,故物体B受到的摩擦力大小为0N。
22.阅读短文,回答问题.
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越厉害,产生的弹力就越大。例如,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变.放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来.金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变.实验表明:弹簧弹力的大小F和弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.写成公式就是,其中k是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力.劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大.对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围.物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)常用的弹簧测力计测物体重力时,弹簧的形变主要是______形变;
(2)弹簧的______在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小______(选填“有关”或“无关”),它的单位是______(选填“”、“”或“N·m”);
(3)某同学在探究弹簧的特点时,得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系如图,则这根弹簧的原长是______cm;弹簧在受到6N的拉力时,弹簧比原来伸长了______cm;用此弹簧制作的弹簧测力计的测量范围是______N。
【答案】(1)弹性
(2) 劲度系数 无关 N/m
(3) 2 6
【详解】(1)簧测力计的原理是在弹性限度内弹簧的伸长与拉力成正比,遵从胡克定律,当用弹簧测力计测物体重力时,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大,所以弹簧的形变主要拉伸形变,即弹性形变。
(2)[1][2]由题意可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系,与受力大小无关。
[3]根据可得,,因为F的单位是N,x的单位是m,所以k的单位是N/m。
(3)[1][2][3]从图中可以看出,当拉力为0时,弹簧的长度是2cm,所以原长是2cm;当拉力为6N时,弹簧的长度是8cm,所以比原来伸长了6cm;从图中可以看出,弹簧的最大拉力是106N,所以测量范围是0~6 N。
23.小昕参加科技博览会志愿活动,如图甲:
(1)小昕把水平仪放在台面检测时,发现重垂线位置如图乙,她应将展台左边的底脚调_____(选填“高”或“低”),直到重垂线跟虚线重合使展台面调至水平;
(2)把质量为的展品从地面搬到展台上,她至少需要多大的力?(g取)
(3)展台标有限压警示,如展品与台面的接触面积是,请通过计算,判断台面是否会被压坏?
【答案】(1)高
(2)
(3)不会被压坏
【详解】(1)重垂线偏左,说明展台左边低,应将展台左边的底脚调高 ,使重垂线与虚线重合,展台水平。
(2)展品质量,,展品重力
搬起展品至少需要的力等于展品重力,即
(3)展品对台面压强
展台标有
因为,所以台面不会被压坏。
24.“鲲龙”AG600是一艘会飞的“船”(如图所示),采用悬臂式上单翼、前三点可收放式起落架、单船身水陆两栖飞机布局形式,最大起飞质量为53.5t.具有航程远、续航时间长的特点。在机翼两侧下方各装有一个浮筒,设计要求单侧浮筒的三分之一在水中才能产生足够的浮力,机翼才不会被巨浪卷入水中。“鲲龙”可在水源与火场之间多次往返投水灭火,单次汲水量最大为12t,只需要20s就可完成(g取),请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)“鲲龙”AG600在水面上方飞行时,与水面脱离接触,大大减小了________;“鲲龙”AG600在空中加速飞行时,惯性将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)“鲲龙”AG600以最大起飞质量在空中飞行时受到的重力是多少N________?
(3)投水灭火后“鲲龙”回到水面畅游时(浮筒未入水),若“鲲龙”下底面入水深度为3m,则下底面受到水的压强是多少Pa________?
【答案】(1) 摩擦力 不变
(2)
(3)3×104Pa
【详解】(1)[1]“鲲龙”AG600在水面上方飞行时,与水面脱离接触,减小了受到水的摩擦力。
[2]惯性是物体的属性,只与物体的质量有关,“鲲龙”AG600在空中加速飞行时,质量不变,则惯性不变,
(2)“鲲龙”AG600以最大起飞质量在空中飞行时受到的重力是
(3)“鲲龙”下底面入水深度为3m,则下底面受到水的压强是
25.自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少物理知识。
(1)骑自行车下坡时,遇到紧急情况刹车时,应该先用力捏______(填“前轮”或“后轮”)车闸,刹车时用力捏闸是通过______的方式来增大摩擦力;
(2)用力踩动脚踏板使自行车在平直公路上向右匀速前进时,请在图中画出自行车后轮受到地面摩擦力的示意图。______
【答案】 后轮 增大压力 见解析
【详解】(1)[1]骑自行车下坡,遇到紧急情况刹车时,如果用力捏前轮车闸,前轮停止运动,而后轮和人由于惯性仍向前运动,容易造成翻车,因此,为了安全,此时应捏后轮车闸。
[2]刹车时用力捏闸是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力的方式来增大摩擦力。
(2)[3]用力踩动脚踏板使自行车在平直公路上向右匀速前进时,后轮是驱动轮,相对于地面有向后运动的趋势,所以受到地面的摩擦力方向向右,作用在地面与轮胎的接触面,如图所示:
26.质量1.2t的汽车,以72km/h的速度在水平公路上匀速行驶2min,已知车在行驶时受到的摩擦力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求:
(1)画出汽车受力示意图(A为重心);
(2)汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力是多大?
【答案】(1) ;(2)240N
【详解】解:(1)汽车竖直方向受重力和支持力作用,水平方向受牵引力和摩擦力作用,示意图如下图所示:
(2)车在行驶时受到的摩擦力是车重的0.02倍,即
汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
F牵=f=240N
答:汽车匀速行驶时,发动机对汽车的牵引力是240N。
随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭,小汽车的很多设计都是出于驾驶安全的考虑,一些必要的驾驶要求也是出于对安全的考虑。
27.在夜间驾驶时,若打开车内灯光,小华发现驾驶员挡风玻璃前出现了车内的景象,一定程度影响了驾驶员的视线,为了研究这一现象,小华到家后用一块玻璃板模拟挡风玻璃进行“探究平面镜成像特点”的实验。
①他将玻璃___________放置在水平桌面上,实验应选择图中___________两支蜡烛灯,主要是为了便于比较像与物的___________关系。
②图中在寻找蜡烛灯A的像的位置时,眼睛应该在蜡烛灯___________(选填“A”或“B”)侧观察。移走蜡烛灯B,将一张白纸竖直放在该位置,直接观察白纸,白纸上___________(选填“能”或“不能”)看到蜡烛灯A的像。
③若把玻璃板沿MN截成两部分,如图所示,并分别向两侧平移一小段距离,则蜡烛灯通过左右两部分玻璃板成像的情况是( )
A都成完整的像
B.两个玻璃板成的像在同一位置
C.各成半个像
D.两个玻璃板成的像在不同位置;
④根据探究得到的平面镜成像特点在图内画出车内物体AB经过挡风玻璃所成的像___________。
⑤小轿车前面安装的挡风玻璃是倾斜的,这样做的好处之一是( )
A.倾斜放置的挡风玻璃不易被震碎
B.有利于光的反射,便于观察车外的情况
C.使车内物品的像成在司机的前上方,有利于观察车内情况
D.避免车内物品的像成在司机的正前方,保证行车安全
28.驾驶汽车时,驾驶员需要系上安全带,这是为了在刹车时防止___________带来的危害,且汽车载重量越大,刹车距离就越长,这是因为___________。
29.汽车的轮胎往往表面有很多“花纹”,小华在学习了滑动摩擦力之后,他认为这是通过增大___________来增大滑动摩擦力的。经过思考他还提出两物体间滑动摩擦力的大小可能还与其他因素有关,于是他想通过实验来探究这个问题,如图所示。
①该探究要用弹簧测力计拉着木块在水平方向做___________运动,这是为了使拉力大小___________。
②通过对比甲、乙次实验数据后,发现,说明滑动摩擦力的大小与___________有关。
③能否通过对比乙、丙两次实验,说明滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关?___________(选填“能”或“不能”),为什么?___________。
④下表是重复甲图实验后得出的数据,记录了木块在不同运动状态时弹簧测力计的示数。
木块状态
静止
开始运动
匀速运动
拉力大小F/N
0~3.4
3.6
3.2
由表中信息可知,当木块开始运动时弹簧测力计示数为,此时木块受到的摩擦力___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)匀速运动时受到的滑动摩擦力。
30.人行横道线不减速让行是造成事故的行为之一,如图是汽车在临近人行横道线时紧急停车的情景:驾驶员从发现前方道路有路人正在过马路到踩下刹车需要经历一段反应时间,反应时间里汽车通过的距离叫反应距离(如图甲的AB段);从踩下刹车到汽车最终静止,汽车又前进的距离叫刹车距离(如图的BC段)。刹车距离与踩下刹车时的汽车速度有关,图乙为某款汽车刹车距离与速度的关系图。若小林驾驶该车在平直的公路上匀速行驶,其s-t图像如图丙所示,行驶中发现前方处有障碍物,他反应后踩下刹车,汽车减速行驶了4s后刚好停在障碍物前。求:(写出计算过程)
(1)求小林刹车前汽车匀速行驶的速度;
(2)求小林的反应时间;
(3)若小林驾车以108km/h的速度沿方向行驶,在图甲中的点发现前方一位行人正从路边距离点的点横穿马路,在图中的点才作出踩刹车动作,再经过车头到达图中点才将车刹住,若行人以的速度沿方向匀速直线运动,请计算说明汽车是否有撞上行人的可能?(注:该车的宽度约1.8m)
【答案】27. 垂直 甲、乙 大小 A 不能 AB D 28. 惯性 汽车质量越大,惯性越大,刹车时运动状态越难改变 29. 接触面的粗糙程度 匀速直线 等于滑动摩擦力的大小 压力大小 不能 没有控制压力大小相同 大于 30.① ② ③汽车有撞上行人的可能
【解析】27.[1][2][3]玻璃板需垂直放置,才能保证像与物重合;选择等大的甲、乙蜡烛,便于比较像与物的大小关系。
[4][5]寻找像的位置时,眼睛应在蜡烛A侧观察(透过玻璃板看像);平面镜成的是虚像,无法在白纸上呈现,故白纸不能看到像。
[6]若把玻璃板沿MN截成两部分,如图所示,并分别向两侧平移一小段距离,玻璃板所在平面不变,物距不变,因此成两个完整的像且位置相同同,故选AB。
[7]分别作A、B关于挡风玻璃的对称点,连接(像为虚像,用虚线),如图所示:
[8]挡风玻璃倾斜放置,使车内物品的像成在司机前上方,避免像出现在正前方影响视线,保证行车安全,故选D。
28.[1][2]安全带防止刹车时由于惯性人向前倾倒;汽车载重量大(质量大),惯性大,刹车后保持运动的趋势更强,运动状态更难改变,故刹车距离更长。
29.[1]轮胎花纹通过增大接触面粗糙程度来增大滑动摩擦力。
[2][3]匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力平衡,大小相等。
[4]甲、乙实验接触面粗糙程度相同,压力不同,摩擦力不同,说明摩擦力与压力大小有关。
[5][6]乙、丙实验中压力和接触面粗糙程度均不同,未控制变量,无法探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
[7]匀速运动时滑动摩擦力为3.2N,开始运动时拉力3.6N(需克服最大静摩擦力),故开始运动时的摩擦力大于匀速运动时滑动摩擦力。
30.[1]由图丙,汽车匀速行驶时速度
[2]由图乙得,根据图像关系得,当汽车的速度为时,刹车距离为=25m
反应距离,反应时间
[3]在图甲中的A点发现前方危险情况,小林的反应时间0.5s,再经过2.5s车头到达图中C点才将车刹住,总用时间
这段时间行人所行走路程
3m< 4.5m < 3m+1.8m=4.8m,因此汽车有撞上行人的可能。
31.伴随“毅力号”探测器登上火星的“机智号”直升机,将在火星上进行人类第一次地外飞行。火星地表的空气密度只有地球的1%,相当于地球上3万米高空的大气密度。为了让“机智号”飞起来,NASA工程师想了几个办法。一是让“机智号”尽量轻巧,机智号质量仅有1.8kg,而且火星上的重力大约是地球的40%,不到地球的四成。二是尽量增加升力,碳纤维螺旋桨的直径达到了1.4m,而且转速高达每分钟2400转。根据以上信息,请计算:
(1)1kg火星地表空气的体积是多少___________?(地球表面空气密度ρ=1.3kg/m3)(写出计算过程,结果保留2位有效数字)
(2)“机智号”直升机若要起飞,至少要获得多大的升力___________?(地球表面g=10N/kg)(写出计算过程和必要的说明)
(3)如图所示,机智号的螺旋桨还采用了共轴反桨技术,两个螺旋桨分别朝相反方向旋转,能提高飞行器在飞行时的稳定性。螺旋桨转动时,桨叶必须朝一个方向倾斜,才能获得与旋转面垂直方向的动力。直升机的两个螺旋桨都要提供升力,所以两个螺旋桨的桨叶的倾斜方向是___________(选填“相同的”或“相反的”)。如果只有一个螺旋桨,直升机的机身会不受控制的朝反方向转动,原因是___________。
【答案】 77m3 7.2N 相反的 力的作用是相互的
【详解】(1)[1]1kg火星地表空气即为1kg地球表面的质量,由可知
且
故
(2)[2]根据二力平衡知识可知,升力至少和重力相等,则重力为
则
(3)[3][4]机智号的螺旋桨采用了共轴反桨技术,两个螺旋桨分别朝相反方向旋转,能提高飞行器在飞行时的稳定性,螺旋桨转动时,桨叶必须朝一个方向倾斜,才能获得与旋转面垂直方向的动力。直升机的两个螺旋桨都要提供升力,既要保持稳定也要提供升力,所以两个螺旋桨的桨叶的倾斜方向是相反的。根据力的作用是相互的可知,若只有一个螺旋桨,则飞机的机身会不受控制的朝反方向转动。
32.“共和国勋章”获得者袁隆平一直致力于杂交水稻技术的研究、应用与推广,“发展杂交水稻,造福世界人民”是他毕生的追求,如图所示,某地用收割机收割杂交水稻,为了防止对耕地过分压实,影响秋作物的播种,收割机对耕地的压强一般不超过8×104Pa,已知空载收割机与人的总质量为700kg,履带与耕地的总接触面积始终为0.2m²。问:
(1)该收割机安装宽大的履带是为了______压强;履带上的履齿(凸显的棱)是为了______摩擦(均选填“增大”、“减小”)
(2)收割机对耕地的压力不能超过多少牛?( )
(3)收割机粮仓中的水稻不能超过多少千克?( )
【答案】 减小 增大 9 900
【详解】(1)[1]根据,在压力相同时,该收割机安装宽大的履带是为了增大受力面积来减小压强。
[2]履带上的履齿是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
(2)收割机对地面的最大压力为
(3)收割机与人的总重为
收割机粮仓中的水稻最大重力为
收割机粮仓中的水稻最大质量为
33.我国是桥梁建设的大国,桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”。如图甲所示钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量。小明通过分析桥梁结构做出如下两个假设猜想:①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关;②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱间距离s有关,于是进行了如下实验:
(1)小明首先想探究“一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距s的关系”请你为他设计记录实验数据的表格。___________
(2)如图乙是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时画出的下垂量h与所受压力F关系的图线,根据图像可得结论:_______________。
(3)观察发现,我国许多短式桥梁在设计时会设计成拱式桥,使其能承受更大的压力,请你就这一现象提出一个值得研究的猜想,桥梁能承受的最大压力与___________是否有关。
【答案】
实验次数
压力F/N
间距s/cm
下垂量h/cm
1
2
3
当两个支撑柱间距离等相同时,下垂量与钢梁所受的压力成正比 桥梁的形状(或桥梁的长度)
【详解】(1)[1]探究一根钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距s的关系时,应控制压力F不变,改变两个支撑柱间距s,记录的数据包括压力F,垂量h以及间距s,故表格可设计成
实验次数
压力F/N
间距s/cm
下垂量h/cm
1
2
3
(2)[2]由图可知,下垂量h与所受压力F关系的图线为过原点的倾斜直线,故当两个支撑柱间距离等相同时,下垂量h与所受压力F成正比。
(3)[3] 设计成拱式桥,使其能承受更大的压力,由此可猜测,桥梁能承受的最大压力可能与桥梁的形状有关。
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