专项02 运动和力(重难点训练)物理新教材人教版八年级下册
2026-03-16
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2份
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57页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 摩擦力,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-新授课 |
| 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 | 10.63 MB |
| 发布时间 | 2026-03-16 |
| 更新时间 | 2026-03-16 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-03-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56855833.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专项02 运动和力
一.根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共6小题)
二.探究阻力对物体运动的影响实验(共4小题)
三.生活中的惯性现象(共6小题)
四.惯性的利用及危害防止(共5小题)
五.平衡状态的判断(共5小题)
六.探究二力平衡的条件实验(共4小题)
七.二力或多力平衡问题(共6小题)
八.平衡力与相互作用力的区别(共4小题)
九.摩擦力及其产生条件(共4小题)
十.静摩擦力的大小和方向(共4小题)
十一.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验(共4小题)
十二.滑动摩擦力的大小影响因素和方向(共6小题)
十三.增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共5小题)
十四.合力及同一直线上二力的合成(共6小题)
十五.力与图像结合问题(共3小题)
一.根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共6小题)
1.2022年2月8日,谷爱凌获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。若正在空中自由下落的谷爱凌所受外力同时消失,她将( )
A.保持静止 B.匀速上升 C.匀速下落 D.加速下落
2.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体运动一定受到力 B.两个不接触的物体也可以产生力的作用
C.物体受力,运动状态一定改变 D.物体运动状态不变,一定没有受到力的作用
3.如图,小明站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动,下列说法正确的是( )
A.不断蹬地说明物体受到力的作用才能运动
B.停止蹬地后车会立即停下来
C.运动中的车如果所受的力全部消失,它将静止
D.运动中的车如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
4.如图所示,桌子的边缘有一个斜面。一个小球从斜面顶端滑到斜面的底端O点时,所受到的力全部消失,小球将沿___________条路线运动。(选填“a”“b”“c”或“d”)
5.投掷实心球时,投掷出去的实心球最终落到地面,是由于实心球受到______力的作用;若实心球到达最高点时所受外力突然消失,实心球将______(选填“静止”或“做匀速直线运动”)。
6.如图所示,小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时,细线恰好断开,则小球将 ____________ ;当小球运动到B点时,如果一切外力都消失,则小球将 ____________ 。(两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”)
二.探究阻力对物体运动的影响实验(共4小题)
7.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度由_________滑下,目的是使小车进入水平面的初速度相同;
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力越_________,向前滑行的距离越大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将_________;
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止下来,说明力可以改变物体的_________。
8.科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以多种多样。如下图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从同一斜面的顶端由静止滑下,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让同一辆小车从同一斜面的___________高度由静止自由下滑,目的是___________
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板表面上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);
(3)在此基础上推理假设,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,那么它将做___________运动,由此可以得出牛顿第一定律。这种实验探究方法叫___________法;
9.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,才有伽利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___________。
(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___________。
【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:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体___________的原因。
【交流评估】
(1)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
(2)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___________。
10.小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端,然后在三种水平表面上滑行,如图所示:
(1)实验中,每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是______;
(2)实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最______;
(3)分析小车运动情况,由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上做______;因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上推理概括出了牛顿第一定律。该定律______(选填“可以”或“不可以”)用实验直接验证;
(5)牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下了三颗炸弹。如图丁所示是炸弹落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系正确的是______(选填“a”或“b”或“c”)图。
三.生活中的惯性现象(共6小题)
11.端午节划龙舟是传统的习俗,运动员停止划桨后,龙舟的运动情况是( )
A.具有阻力向前运动 B.具有惯性向前运动
C.受到重力停止运动 D.受到质量停止运动
12.足球是青少年热爱的一项运动。关于足球比赛中的现象,下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中飞行时,仍受到踢力作用
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于它具有惯性
C.足球在草地上越滚越慢,是由于它没有受到力的作用
D.足球在草地上越滚越慢的过程,它的运动状态不变
13.如图所示,下列说法正确的是( )
A.排球下降过程,惯性越来越大
B.跳远腾空过程,人依靠惯性力继续向前运动
C.踢毽子,毽子竖直上升到最高点时,若外力全部消失将保持静止
D.冰壶越用力推出,滑行越远,说明物体惯性大小与受力情况有关
14.大雪过后,琼枝玉树,落雪满梢。轻晃枝头时,满枝碎雪簌簌飘落,织就一幅诗意画卷。树枝被晃动时突然运动,而树枝上的雪由于_________保持原来的状态与树枝分离,在重力作用下,翩然坠落。雪下落过程中,若受到的力突然全部消失,它将_________(选填“保持静止”“匀速直线下落”或“加速下落”)。
15.人走路时不小心被石头绊了一下、身体一般会向______倒,而踩到香蕉皮一般会向______倒(填“前”或“后”),这都是因为人体___________的惯性造成的(选填“上身”、“下身”、“全身”)。
16.为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下,锤头就能紧紧地套在锤柄上?木工师傅把锤头套在锤柄上向下一起运动,撞击时锤柄受到凳子的阻力由运动变为______,而锤头由于______仍要保持原来的______继续向下______,所以就紧紧地套在锤柄上。
四.惯性的利用及危害防止(共5小题)
17.下列事例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A.抖衣去尘 B.乘车需扶稳
C.跳远运动员助跑 D.锤柄撞地可套紧锤头
18.下列情景中,属于利用惯性的是( )
A.骑自行车时为了减速使劲捏刹车闸
B.运动员采用助跑跳远
C.急刹车时安全带起到一定保护作用
D.踢出去的足球最终会停在地面
19.图甲为上海F1赛道示意图,图乙为赛道中的局部路段,为了保障车手的安全,赛道的某些位置需要加设防护设施,图乙中最需要加设防护设施的是( )
A.M处 B.N处 C.P处 D.Q处
20.随着科技发展,汽车的安全系数越来越高,装饰也越来越好看,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用。安全带和头枕都能防止汽车发生事故时因惯性造成伤害,其中系安全带___________(选填“能”或“不能”)减小人的惯性;头枕主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害___________(选填字母A.紧急刹车B.前方碰撞 C.后方追尾 D.左右转弯),若汽车在向北行驶时突然向东转弯,则坐在车内的人将向___________倾斜。
21.小明和同学们玩耍,衣服上不小心沾满了灰尘,于是他用手拍打衣服清除上面的灰尘,这是利用了______(选填“衣服”或“灰尘”)的惯性,请用惯性知识解释该现象:______。
五.平衡状态的判断(共5小题)
22.下列实例中,处于平衡状态的物体是( )
A.苹果从树上落下 B.汽车匀速转弯
C.厢式电梯匀速上升 D.人造卫星绕地球匀速转动
23.下列情况中,物体的运动状态发生变化的是( )
A.正在匀速上升的电梯 B.静止在桌面的教科书
C.绕地球匀速转动的卫星 D.货物被起重机匀速吊起
24.如图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
25.在做匀速直线运动的火车车厢里坐着一名乘客,他发现自己头顶正上方的车厢顶上有一滴水正要下落,这滴水将落在他的_______(选填“前面”“后面”或“头上”)。若火车加速前进,则该乘客受力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
26.如图,重力G为7N的小球在绳拉力F拉的作用下靠在光滑的竖直墙面静止不动,墙面对球的支持力为F支,此时小球处于___________状态(选填“A.非平衡”或“B.平衡”)。利用所学知识是否可以判断出F拉与F支的合力大小及方向。若可以请用力的示意图表示出合力,若不可以请说明理由:___________。
六.探究二力平衡的条件实验(共4小题)
27.在“探究二力平衡条件”的实验中,学生小组内分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图________(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小________对实验的影响;
(2)经过讨论,小组内的同学决定采用图丙的方案进行探究,若硬纸片质量为5g,则应在图丙装置的左边和右边各挂一个________(选填“A:5g”或“B:200g”)的钩码,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片________(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤是为了探究________。
28.在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,将系于小卡片两对角的线分别跨过左、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___________来改变拉力的大小。
(2)如图丙所示,当小卡片平衡时,将小卡片转过一定角度,松手后观察___________(选填“最终”或“释放瞬间”)小卡片能否平衡。此实验步骤可探究___________的两个力是否平衡。
(3)为了探究处于二力平衡状态的两个力是否作用在同一个物体上,操作方法是___________,观察小卡片能否平衡。
(4)对比图乙所示的实验装置,图甲所示的实验装置可减小___________对实验的影响。
29.“探究二力平衡条件”的装置如图甲所示。
(1)图甲中使用定滑轮的好处是可以________,通过调整钩码数量可以改变卡片所受________的大小;
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的________,应将卡片转过一个角度,观察卡片________(松手前/松手时)的运动状态。
30.如图甲、乙、丙、丁分别是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。实验中,把一个木块放在水平桌面上,用分别在左右托盘上放不同质量的钩码的方式,来改变两边拉力和的大小。
(1)实验时,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,木块处于静止状态,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是木块与桌面间存在_________;于是他把木块换成小车,并选择较________(填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面继续完成实验;
(2)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重2N的砝码,则弹簧测力计的示数为_________N;
(3)为了使实验更加严谨,小明同学把小车换成了轻质卡片,如丙图。在实验过程中,小明将卡片扭转了一定的角度,放手后,卡片_______(填“仍能”或“不能”)保持平衡,这说明:二力平衡必须满足的条件之一是:两个力作用在______________。
(4)如果另一小组的同学在安装滑轮时,没有将两个滑轮调成等高,如丁图。在左右两盘各放入等质量的砝码,忽略卡片的重力,卡片____________(填“能”或“不能”)平衡。
七.二力或多力平衡问题(共6小题)
31.文具盒静止在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )
A.桌子的重力和文具盒对桌子的压力 B.桌子的重力和桌子对文具盒的支持力
C.文具盒的重力和文具盒对桌子的压力 D.文具盒的重力和桌子对文具盒的支持力
32.静止在水平地面上的桶的重力是150N,用78N的力竖直向上提桶,则桶受到的合力大小是( )
A.0N B.72N C.78N D.150N
33.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为、、,其大小关系是( )
A. B. C. D.
34.如图所示,一个木块放在长木板上,轻质弹簧一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在粗糙的水平地面上。在力作用下,长木板B以的速度匀速向左运动,水平弹簧对A拉力为,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为
B.长木板受到的摩擦力大小为
C.若长木板以的速度匀速向左运动时,长木板B受到地面的摩擦力大小为
D.若将增大为时,木块受到的摩擦力大小为
35.如图所示,用细线拴住一块橡皮再甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动状态______(选填“改变”或“不变”),此时橡皮受到的一定是_______(选填“平衡力”或“非平衡力”)。
36.起重机钢索吊着 100kg的重物静止在半空中时,钢索对重物的拉力大小是_____N, 当重物以2m/s的速度将匀速上升,此时钢索对重物的拉力大小是_____N,当重物,当物体向上做减速运动时,钢索对重物的拉力_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力。(g取10N/kg)
八.平衡力与相互作用力的区别(共4小题)
37.如图,小彤站在水平放置的体重计上测量体重。下列说法正确的是( )
A.小彤对体重计的压力就是她受到的重力
B.小彤受到的重力与体重计对她的支持力二力平衡
C.小彤对体重计的压力与她受到的支持力二力平衡
D.体重计的重力与地面对体重计的支持力二力平衡
38.如图所示,2025年9月3日,中国最新型洲际弹道导弹“东风-61”亮相天安门广场。当“东风-61”导弹静止在水平地面上等待检阅时,下列说法正确的是( )
A.“东风-61”所受重力和它对地面的压力是一对相互作用力
B.“东风-61”所受重力和地面对它的支持力是一对相互作用力
C.“东风-61”对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.“东风-61”所受重力和地面对它的支持力是一对平衡力
39.如图所示,公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行。关于人在水平路面上骑车的过程,以下说法正确的是( )
A.人受到的重力和人对自行车的压力是相互作用力
B.人对自行车的压力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车受到的路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
D.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
40.八下物理课本平放在水平桌面上处于静止状态,课本所受重力与桌面对课本的支持力为一对_____力, 课本所受重力的施力物体是______,桌面对课本的支持力是由于______发生形变而产生的。
九.摩擦力及其产生条件(共4小题)
41.喜迎元旦,育才学校组织了拔河比赛,如图甲乙两队在比赛,最终甲队获胜。以下说法正确的是( )
A.甲队受到地面的摩擦力小于乙队受到地面的摩擦力
B.甲队受到地面的摩擦力等于乙队受到地面的摩擦力
C.甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力
42.如图所示,五块相同木块叠放在水平桌面上,用水平力向右拉木块,用水平力向左拉木块,但没有拉动,各木块均保持静止,已知,关于这些木块所受摩擦力的情况,以下判断中正确的是( )
A.b受到一个摩擦力 B.d受到两个摩擦力
C.c受到两个摩擦力 D.e受到一个摩擦力
43.在劳动实践活动中,小明和小华用平板车运送货物,使货物与平板车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,如图所示。在此过程中,小明认为货物在水平方向上不受摩擦力的作用,而小华认为货物在水平方向上受到摩擦力的作用。请你判断:______(选填“小明”或“小华”)的观点正确。
44.如图所示的是陕西首届时尚项目运动会的开幕式现场,此次运动会设置了攀岩、飞盘、滑板等七大竞技项目。在攀岩比赛中,运动员加速向上,此时运动员处于___________(选填“平衡”和“非平衡”)状态;飞盘离开手后继续向前运动是因为飞盘具有___________;当人蹬地带动滑板加速滑行时,滑板与人之间___________(选填“有”或“没有”)摩擦力。
十.静摩擦力的大小和方向(共4小题)
45.如图所示,手握瓶子在空中静止不动,下列相关说法正确的是( )
A.手对瓶子的摩擦力方向为竖直向下 B.手对瓶子的压力与摩擦力是一对平衡力
C.瓶子的重力与手对瓶子的摩擦力是一对平衡力 D.增大手对瓶子的压力,瓶子受到的摩擦力变大
46.如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为
A.50N B.10N C.60N D.40N
47.在水平桌面上有一个重10N的长方体。用3N的水平拉力向右拉,长方体静止不动,此时它所受的摩擦力为____________N;拉力增大至5N时,长方体做匀速直线运动;拉力增大至7N时,长方体所受的摩擦力为____________N。
48.如下图所示,小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练,双脚离地静止时,手握得越紧,小明与杆之间的摩擦力________(选填“越大”“越小”或“不变”);匀速上爬过程中小明受到竖直________(选填“向上”或“向下”)的摩擦力。
十一.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验(共4小题)
49.如图所示是小晋“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做________运动。
(2)由甲、乙两图可得出的结论是:在接触面粗糙程度相同的情况下,________越大,滑动摩擦力越大。
(3)若选择________两图进行实验,可以验证滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度是否有关。
(4)若将图甲中的木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图丁所示,发现弹簧测力计示数变小,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是________。
50.小明要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
A接触面所受的压力大小;B接触面的粗糙程度;C物体运动的速度。
接下来小明通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行如图甲、乙、丙的实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做_____运动;
(2)要验证猜想B,需按照_____两个图(选填“甲”、“乙”、“丙”)进行对比实验;
(3)在本次实验中运用的研究方法是转换法和_____;
(4)小亮发现小明上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板_____(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
51.物理小组在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”如图实验,回答下列问题。
(1)请将框中小红的内容补充完整__________。
小明:在木块上逐步增加砝码个数,用测力计沿水平方向__________拉动木块。
小红:保持__________不变,将接触面改为毛巾、棉布。
(2)在实验过程中,木块处于不同运动状态时测力计示数如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
木块运动状态
静止
越来越快
匀速直线
越来越慢
测力计示数()
1.0
3.2
2.2
见图
分析可知实验序号2木块所受滑动摩擦力的大小为__________,理由是___。
(3)小川用丙图器材探究“滑动摩擦力与压力的关系”的实验中,通过改变砂桶中砂的质量来改变铁块对硬纸板(质量忽略不计)的压力,在抽拉硬纸板的时候利用压力传感器和拉力传感器测出拉力和压力:铁块受到的摩擦力的方向__________(选填“水平向左”或“水平向右”);缓慢拉出硬纸板,铁块相对地面静止,继续往砂桶中加砂,则拉力传感器示数__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。多次实验后小川得到滑动摩擦力与压力的关系图线如图丁所示,由图可知:当压力为时,拉力传感器测出的拉力为__________。
52.如图所示为小华探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。(实验用的长方体木块的长、宽、高不同,每个面的粗糙程度相同)
(1)小华用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做___________运动,弹簧测力计示数如图甲所示,则木块所受的滑动摩擦力为___________;
(2)通过分析比较甲、丙两次实验,可知滑动摩擦力的大小与___________有关;
(3)小华想进一步探究“滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力的关系”,选用正确的实验装置进行实验,得到的实验数据见下表。请根据表中记录的数据,在图丁坐标系中作出摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间的关系图像
实验次数
1
2
3
4
5
压力
2
4
5
6
7
摩擦力
0.4
0.8
1.0
1.2
1.4
(4)根据图像可以得出:在其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成___________比。通过查阅资料可知,摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间存在定量关系,即,其中是滑动摩擦系数,与接触面材料、粗糙程度、干湿状态和温度等有关,根据表中数据可知此时的滑动摩擦系数的大小是___________;
(5)同组的小红同学在甲实验基础上探究滑动摩擦力的大小是否跟接触面积大小有关,接下来的操作是,___________,重复步骤(1),分别测出滑动摩擦力的大小进行比较。
十二.滑动摩擦力的大小影响因素和方向(共6小题)
53.如图所示,用大小为5N的力F拉动木板B,使B在水平桌面上向左做匀速直线运动,物体A相对于桌面保持静止,物体A通过水平轻绳经定滑轮与弹簧测力计相连接,此时弹簧测力计的示数为2N,下列判断正确的是( )
A.物体A受到水平向右的滑动摩擦力
B.物体A受到的滑动摩擦力大小为5N
C.若用大小为6N的力F拉动木板B,木板B的运动状态不变
D.若用大小为6N的力F拉动木板B,物体A受到的滑动摩擦力为2N
54.在探究滑动摩擦力影响因素的实验里,为提升测量的精确程度,小明借助力传感器(可显示拉力大小)、木块以及传送带,设计了如图所示的装置开展实验。传送带匀速转动之后,下列说法正确的是( )
A.木块所受摩擦力方向向左 B.力传感器所受拉力方向向左
C.木块对传送带的摩擦力方向向左 D.增大传送带转速,力传感器示数变大
55.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
56.山体滑坡是一种强降雨天气极易发生的自然灾害,强降雨时,由于雨水浸入,有些本来不够稳固的山体的不同地质层之间摩擦力______,部分山体在重力的作用下向下滑动而导致山体滑坡。请你提出一项避免山体滑坡的措施:______。
57.如图所示,竖直放置的两夹板间有一个质量m的木块,夹板始终不动。当向左右两夹板施加的水平压力都为F时,木块恰好竖直向下以1m/s的速度匀速滑动。左侧夹板对木块的摩擦力为_________。
58.如图所示,物块A重25N、B重10N,B放在A上。用100N的水平压力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是___________N。压力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物块A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为___________N。
十三.增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共5小题)
59.如图所示,下列实例中,为了减小摩擦的是( )
A.瓶盖上的条纹 B.用力压黑板擦擦黑板
C.轮胎安装防滑链 D.行李箱安装滚轮
60.如图所示,在生产和生活中,人们需要根据不同的情况来增大有益摩擦或减小有害摩擦。下列说法不正确的是( )
A.图甲:足球比赛中守门员戴上手套是为了增大摩擦力
B.图乙:运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力
C.图丙:二胡琴师演奏时会在琴弦上抹上松香是为了减小摩擦力
D.图丁:磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起,从而减小摩擦力
61.如图的实例中,为了增大有益摩擦的是( )
A.轴承中装有光滑的滚珠 B.向合页加润滑剂
C.汽车轮胎有花纹 D.轮滑鞋装有滚轮
62.空间站绕地球做匀速圆周运动的过程,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的_________(选填“快慢”或“方向”),航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是_________(选填“增大”或“减小”)抓取物体时的摩擦。
63.美国风滚草泛滥成灾,淹没房屋、堵塞公路,如图甲所示,球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方,说明滚动可以________(选填“增大”或“减小”)摩擦;如图乙所示,古人搬运巨石的情境,拉动绳子时人们需要用力握住绳子才可以防止绳子脱手,这是通过_________的方式来增大手与绳子间的摩擦。
十四.合力及同一直线上二力的合成(共6小题)
64.两位同学在沿东西方向移动课桌的过程中,一个力的大小为5N,另一个力的大小为3N,他们的合力大小和方向不可能是( )
A.向东2N B.向西8N C.向西5N D.向东8N
65.如下图所示,物体A放在水平桌面上,在水平方向上受到同一直线上的两个力和的作用,,。如果实际上物体A在水平方向上受到的合力为零,则在水平方向上物体A还应受到一个力,这个力的大小和方向分别是( )
A.20N、水平向左 B.16N、水平向右 C.4N、水平向左 D.4N、水平向右
66.蹦极是一项极其富有挑战性的运动,小辰做了一个模拟“蹦极”的小实验。如下图所示,一根橡皮筋的一端系一个小钢球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小钢球自然下垂时下端所处的位置,C点是小钢球从A点自由释放后所能到达的最低点。不计空气阻力,在小钢球从A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球的速度一直在减小
B.从A点下落到B点的过程中,小钢球受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小钢球所受的合力先减小后增大
D.到达C点时,小钢球受到的拉力等于其自身的重力
67.在水平桌面上的木块同时受到水平向左、大小为的拉力和水平向右、大小为的拉力作用而运动,这两个力共同作用效果可用一个方向__________,大小为__________的力来代替。
68.“踢毽子”是中国民间的一项传统运动项目。如图所示,在国产动漫电影《哪吒》中,哪吒也酷爱踢毽子。踢毽子时脚疼,这说明力的作用是______。在考虑空气阻力的情况下,毽子上升和下降过程中,______过程所受到的合力较大,上升到最高处时,毽子处于______(平衡或非平衡)状态。
69.如图所示,是学习“同一直线二力合成”时完成的实验。
(1)将橡皮筋DG一端固定,另一端与小圆环相连,如图甲所示。
(2)把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环系在一起后,沿水平方向向右拉橡皮筋,将小圆环拉至O点,标记此时小圆环的位置,并记录两个弹簧测力计的示数、,如图乙所示。
(3)把一个弹簧测力计通过细绳与小圆环系在一起后,沿水平方向向右拉橡皮筋,将小圆环再次拉到O点,并记下这个弹簧测力计的示数F,如图丙所示。
选小圆环为研究对象,请你利用学过的知识和方法分析证明:
十五.力与图像结合问题(共3小题)
70.物理兴趣活动中,小华用弹簧测力计拉着小车在水平面上沿直线运动,小车运动的图像如图乙所示,弹簧测力计的示数随时间变化的图像如图甲所示。下列说法正确的是( )
A.小车在内处于静止 B.在内小车受到的滑动摩擦力为
C.小车受到滑动摩擦力的大小与速度大小有关 D.在内小车受到的滑动摩擦力均为
71.小明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A,推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图乙、丙所示,则( )
A.在0~6s时间内,推力大于摩擦力 B.在0~6s时间内,木块加速向右运动
C.在t=7s时,木块受到的摩擦力为10N D.在t=10s时,木块受到非平衡力作用
72.如图所示,甲图为放在水平地面上的物体,受到水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。
(1)由图像可知,物体在0-2s内受到的摩擦力为______N;物体在4-6s受到的摩擦力为______N;
(2)物体在2-4s内受到的摩擦力______(填“大于”、“小于”或“等于”)4-6s内受到的摩擦力,请你叙述判断的依据______。
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专项02 运动和力
一.根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共6小题)
二.探究阻力对物体运动的影响实验(共4小题)
三.生活中的惯性现象(共6小题)
四.惯性的利用及危害防止(共5小题)
五.平衡状态的判断(共5小题)
六.探究二力平衡的条件实验(共4小题)
七.二力或多力平衡问题(共6小题)
八.平衡力与相互作用力的区别(共4小题)
九.摩擦力及其产生条件(共4小题)
十.静摩擦力的大小和方向(共4小题)
十一.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验(共4小题)
十二.滑动摩擦力的大小影响因素和方向(共6小题)
十三.增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共5小题)
十四.合力及同一直线上二力的合成(共6小题)
十五.力与图像结合问题(共3小题)
一.根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共6小题)
1.2022年2月8日,谷爱凌获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。若正在空中自由下落的谷爱凌所受外力同时消失,她将( )
A.保持静止 B.匀速上升 C.匀速下落 D.加速下落
【答案】C
【详解】谷爱凌在空中自由下落时所受的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,她将匀速竖直下落,综上分析可知,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体运动一定受到力
B.两个不接触的物体也可以产生力的作用
C.物体受力,运动状态一定改变
D.物体运动状态不变,一定没有受到力的作用
【答案】B
【详解】A.物体运动不一定受到力,例如在不受任何外力作用时,物体也能保持匀速直线运动状态,故A错误;
B.两个不接触的物体间也可以有力的作用,如磁力、重力等,故B正确;
C.物体受力,运动状态不一定改变,也可能是受到平衡力的作用,故C错误;
D.物体运动状态不变,可能是没有受到力的作用,也可能是受到平衡力的作用,故D错误。
故选B。
3.如图,小明站在滑板车上不断蹬地让车沿水平方向运动,下列说法正确的是( )
A.不断蹬地说明物体受到力的作用才能运动
B.停止蹬地后车会立即停下来
C.运动中的车如果所受的力全部消失,它将静止
D.运动中的车如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.沿水平方向运动的滑板车,如果我们不再蹬地,由于阻力滑板车会停止运动,因此力是改变物体运动的原因,不能说明物体受到力的作用才能运动,故A错误;
B.因为车具有惯性,停止蹬地后车不会立即停下来,故B错误;
CD.运动中的车如果所受的力全部消失,那么它的速度将不会改变,因此将一直做匀速直线运动,故C错误,D正确。
故选D。
4.如图所示,桌子的边缘有一个斜面。一个小球从斜面顶端滑到斜面的底端O点时,所受到的力全部消失,小球将沿___________条路线运动。(选填“a”“b”“c”或“d”)
【答案】c
【详解】如果小球恰好滑到O点时,所受到的力全部消失,根据牛顿第一定律,小球将做匀速直线运动,故选c。
5.投掷实心球时,投掷出去的实心球最终落到地面,是由于实心球受到______力的作用;若实心球到达最高点时所受外力突然消失,实心球将______(选填“静止”或“做匀速直线运动”)。
【答案】 重 做匀速直线运动
【详解】[1]投掷实心球时,投掷出去的实心球最终落到地面,是由于实心球受到竖直向下的重力作用,改变了它的运动状态;
[2]实心球到达最高点时仍具有水平方向的速度,若实心球到达最高点时所受外力突然消失,实心球将做匀速直线运动。
6.如图所示,小佳同学在竖直平面内用细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球运动到B点时,细线恰好断开,则小球将 ____________ ;当小球运动到B点时,如果一切外力都消失,则小球将 ____________ 。(两空均填“在B点保持静止”、“沿BD方向运动”、“沿BE方向运动”或“沿BF方向运动”)
【答案】 沿BF方向运动 在B点保持静止
【详解】[1]由图知,当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落,所以,将沿BF方向运动。
[2]小球摆到点B时,速度为零,因此当外力消失的一瞬间,小球将保持原来的状态,即在B点保持静止。
二.探究阻力对物体运动的影响实验(共4小题)
7.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度由_________滑下,目的是使小车进入水平面的初速度相同;
(2)由实验可以看出,运动的小车所受的阻力越_________,向前滑行的距离越大。伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将_________;
(3)两次实验中,小车在水平面上最终都会静止下来,说明力可以改变物体的_________。
【答案】(1)静止
(2) 小 做匀速直线运动
(3)运动状态
【详解】(1)用粗糙程度不同的表面探究阻力对物体运动的影响,必须控制物体在不同表面上运动的初速度相同。让同一小车从同一斜面同一高度静止滑下,可控制小车进入水平面时的初速度相同。
(2)[1]由实验现象可以得出,运动的小车所受阻力越小,向前滑行的距离越大。
[2]据此推测,若物体受到的阻力为零,速度不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去,做匀速直线运动。
(3)小车在水平面上最终静止,其运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
8.科学探究是初中物理课程内容的重要组成部分,探究的形式可以多种多样。如下图所示,在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从同一斜面的顶端由静止滑下,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让同一辆小车从同一斜面的___________高度由静止自由下滑,目的是___________
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板表面上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越___________(选填“快”或“慢”);
(3)在此基础上推理假设,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,那么它将做___________运动,由此可以得出牛顿第一定律。这种实验探究方法叫___________法;
【答案】(1) 同一 使小车到达斜面底端(水平面)时的速度相同
(2)慢
(3) 匀速直线 理想实验法(科学推理法)
【详解】(1)在实验过程中,该同学让小车从同一斜面的同一位高度静止释放,小车经过的路径相同,受到的阻力相同,到达水平面时的速度相同,这一操作的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同。
(2)毛巾表面粗糙,阻力大,小车运动的距离小,木板表面光滑,阻力小,小车运动的距离远;这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3) [1]假如小车受到的阻力为零,即小车不受阻力,小车的速度将不会改变,那么它将做匀速直线运动。
[2]表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;进一步推理可以得出,若小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动;由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不能用实验直接得出的,这种方法称为理想实验法或科学推理法。
9.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,才有伽利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___________。
(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___________。
【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:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体___________的原因。
【交流评估】
(1)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
(2)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】 速度 阻力 做匀速直线运动 运动状态 B 降低小车在斜面上开始下滑的高度
【详解】(1)[1]由控制变量法可知,同一小车从同一斜面同一位置由静止开始下滑的目的是使小车到达水平面时的初始速度相同。
(2)[2][3]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:如果运动的物体不受外力作用,则物体的速度将不再变化,将做匀速直线运动。
[4]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。
(1)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。
(2)小车滑出平面,说明其静止释放时的高度太高,降低小车在斜面上开始下滑的高度,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。
10.小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端,然后在三种水平表面上滑行,如图所示:
(1)实验中,每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是______;
(2)实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最______;
(3)分析小车运动情况,由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上做______;因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上推理概括出了牛顿第一定律。该定律______(选填“可以”或“不可以”)用实验直接验证;
(5)牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下了三颗炸弹。如图丁所示是炸弹落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系正确的是______(选填“a”或“b”或“c”)图。
【答案】(1)见解析
(2)小
(3) 匀速直线运动 不需要
(4)不可以
(5)c
【详解】(1)实验中为了保证小车进入水平面时的速度相同,让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑。
(2)实验中利用小车在水平面滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,则小车滑行的距离越远,说明小车受到的阻力越小。
(3)[1][2]由甲、乙、丙可知,随着水平面的阻力越来越小,小车运动的越远,小车的速度减小的也就越慢;如果水平面光滑,小车在水平方向受到的阻力为零,小车的运动状态将不会改变,保持匀速直线运动,说明物体运动不需要力来维持。
(4)早在17世纪初期,意大利物理学家伽利略就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系,牛顿在此基础上得出牛顿第一定律。物体绝对不受力的情况是不可能存在的,要想得到一个无阻力的表面,让小车运动的无限远只能靠理论推理,牛顿第一定律是不可以用实验直接验证的。
(5)水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下三颗炸弹,不计空气阻力,炸弹只受到竖直向下的重力,会向下落;而在水平方向上,炸弹由于惯性仍会保持原来的速度大小向前飞行,因此,三颗炸弹的位置关系应该是同一竖直方向上,故c正确。
三.生活中的惯性现象(共6小题)
11.端午节划龙舟是传统的习俗,运动员停止划桨后,龙舟的运动情况是( )
A.具有阻力向前运动 B.具有惯性向前运动
C.受到重力停止运动 D.受到质量停止运动
【答案】B
【详解】运动员停止划桨后,由于龙舟具有惯性,保持原来的运动状态,能够继续向前运动,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.足球是青少年热爱的一项运动。关于足球比赛中的现象,下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球在空中飞行时,仍受到踢力作用
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于它具有惯性
C.足球在草地上越滚越慢,是由于它没有受到力的作用
D.足球在草地上越滚越慢的过程,它的运动状态不变
【答案】B
【详解】A.踢出去的足球在空中飞行时,只受重力和空气阻力作用,踢力仅在脚与球接触时存在,脱离接触后不再受踢力,故A错误;
B.踢出去的足球在空中飞行,是由于惯性使其保持原有运动状态,故B正确;
CD.足球在草地上越滚越慢,是由于受到草地摩擦力和空气阻力作用,速度减小,运动状态(指速度大小和方向)发生改变,故CD错误。
故选B。
13.如图所示,下列说法正确的是( )
A.排球下降过程,惯性越来越大
B.跳远腾空过程,人依靠惯性力继续向前运动
C.踢毽子,毽子竖直上升到最高点时,若外力全部消失将保持静止
D.冰壶越用力推出,滑行越远,说明物体惯性大小与受力情况有关
【答案】C
【详解】A.惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;排球在下落过程中,速度变快,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.跳远腾空过程中,由于运动员具有惯性,会继续向前运动,惯性不是力,不能说受到惯性力,故B错误;
C.当毽子竖直上升到最高点时,速度为,如果所受到的外力全部消失,根据牛顿第一定律,毽子将静止不动,故C正确;
D.惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体运动状态、受力情况无关,故D错误。
故选 C。
14.大雪过后,琼枝玉树,落雪满梢。轻晃枝头时,满枝碎雪簌簌飘落,织就一幅诗意画卷。树枝被晃动时突然运动,而树枝上的雪由于_________保持原来的状态与树枝分离,在重力作用下,翩然坠落。雪下落过程中,若受到的力突然全部消失,它将_________(选填“保持静止”“匀速直线下落”或“加速下落”)。
【答案】 惯性 匀速直线下落
【详解】[1]在晃动树枝前,树枝和雪都是静止的,当树枝被晃动时突然运动,而树枝上的雪由于惯性,仍保持原来的静止状态,从而与树枝分离,在重力作用下,翩然坠落。
[2]在雪下落过程中是运动的,若受到的力突然全部消失,根据牛顿第一定律可知,雪将保持外力消失前的速度做匀速直线下落。
15.人走路时不小心被石头绊了一下、身体一般会向______倒,而踩到香蕉皮一般会向______倒(填“前”或“后”),这都是因为人体___________的惯性造成的(选填“上身”、“下身”、“全身”)。
【答案】 前 后 上身
【详解】[1][2][3]人走路时不小心被石头绊了一下,脚会停止运动,上半身由于惯性会继续保持原来的运动状态,所以身体一般会向前倾倒。脚踩到香蕉皮瞬间,脚与地面的摩擦力突然减小,脚快速向前滑动,此时上半身因惯性继续保持原有向前的运动趋势,导致身体重心后移形成后倒。这都是因为人体上身的惯性造成的。
16.为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下,锤头就能紧紧地套在锤柄上?木工师傅把锤头套在锤柄上向下一起运动,撞击时锤柄受到凳子的阻力由运动变为______,而锤头由于______仍要保持原来的______继续向下______,所以就紧紧地套在锤柄上。
【答案】 静止 惯性 运动状态 运动
【详解】[1][2][3][4]这是因为向下挥锤柄时,锤头随着锤柄一起向下运动,锤柄撞击凳子时,受到凳子给它的阻力,运动状态由运动变为静止,而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,继续向下运动,所以锤头就紧套在锤柄上了。
四.惯性的利用及危害防止(共5小题)
17.下列事例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A.抖衣去尘 B.乘车需扶稳
C.跳远运动员助跑 D.锤柄撞地可套紧锤头
【答案】B
【详解】A.拍打衣服时,衣服的运动状态改变,而灰尘因为自身惯性脱离衣服,是利用惯性,故A不符合题意;
B.乘车需扶稳是为了防止车突然加速、减速或转弯时,人由于惯性保持原来的运动状态而摔倒,属于防止惯性带来的危害,故B符合题意;
C.跳远运动员跳远时助跑,是利用惯性,使成绩更好,故C不符合题意;
D.把锤柄在地上撞击几下,锤柄的运动状态改变,而锤头因为自身惯性紧套在锤柄上,是利用惯性,故D不符合题意。
故选B。
18.下列情景中,属于利用惯性的是( )
A.骑自行车时为了减速使劲捏刹车闸
B.运动员采用助跑跳远
C.急刹车时安全带起到一定保护作用
D.踢出去的足球最终会停在地面
【答案】B
【详解】A.骑自行车时为了减速捏刹车闸,利用摩擦力改变自行车的运动状态,使其停下来,不是利用惯性,故A不符合题意;
B.跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,属于利用惯性,故B符合题意;
C.驾驶员开车要系安全带,是为了防止惯性可能带来的伤害,不是利用惯性,故C不符合题意;
D.踢出去的足球最终会停在地面,是由于力改变了物体的运动状态,故D不符合题意。
故选B。
19.图甲为上海F1赛道示意图,图乙为赛道中的局部路段,为了保障车手的安全,赛道的某些位置需要加设防护设施,图乙中最需要加设防护设施的是( )
A.M处 B.N处 C.P处 D.Q处
【答案】A
【详解】运动的赛车具有惯性,一旦发生失控时,赛车由于惯性会保持原来的运动状态继续向前运动而冲出赛道; 图乙中,赛车行驶到赛道的M点时,它要进行一个接近90°的急转弯,此时运动方向改变的角度最大,由于惯性,赛车最可能直接冲出赛道,所以为了保障车手的安全,最需要在M处加设防护设施。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
20.随着科技发展,汽车的安全系数越来越高,装饰也越来越好看,软软的头枕既可以起到装饰作用,又能对人起到保护作用。安全带和头枕都能防止汽车发生事故时因惯性造成伤害,其中系安全带___________(选填“能”或“不能”)减小人的惯性;头枕主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害___________(选填字母A.紧急刹车B.前方碰撞 C.后方追尾 D.左右转弯),若汽车在向北行驶时突然向东转弯,则坐在车内的人将向___________倾斜。
【答案】 不能 C 西北
【详解】[1]惯性的大小只与质量的大小有关,系安全带不能减小人的惯性,系安全带只能减小惯性带来的伤害。
[2] A.若紧急刹车,人由于惯性会前倾,与头枕无关,故A不符合题意;
B.若前方碰撞,车子停止运动,人由于惯性会前倾,与头枕无关,故B不符合题意;
C.若后方追尾,车子往前,人由于惯性后倒,此时头枕起到保护作用,故C符合题意;
D.若左右转弯,人会向右或者向左倾倒,与头枕无关,故D不符合题意。
故选C。
[3]若汽车在向北行驶时突然向东转弯,则坐在车内的人上半身由于惯性,保持向北的方向运动,人在东西方向,没有速度,由于惯性保持静止,故将向西倾倒,综上所述,即坐在车内的人将向西北倾斜。
21.小明和同学们玩耍,衣服上不小心沾满了灰尘,于是他用手拍打衣服清除上面的灰尘,这是利用了______(选填“衣服”或“灰尘”)的惯性,请用惯性知识解释该现象:______。
【答案】 灰尘 见详解
【详解】[1][2]衣服和灰尘原来都是静止的,用手拍打衣服,衣服由静止变为运动,灰尘由于惯性仍保持原来的静止状态,所以灰尘与衣服脱离,用手拍打衣服清除上面的灰尘,这是利用了灰尘的惯性。
五.平衡状态的判断(共5小题)
22.下列实例中,处于平衡状态的物体是( )
A.苹果从树上落下 B.汽车匀速转弯
C.厢式电梯匀速上升 D.人造卫星绕地球匀速转动
【答案】C
【详解】A.苹果从树上落下,速度越来越快,运动状态发生了改变,故A不符合题意;
B.汽车匀速转弯,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故B不符合题意;
C.厢式电梯匀速上升,运动的方向和速度均不变,则运动状态没有发生改变,故C符合题意;
D.人造卫星绕地球匀速转动,运动方向发生了改变,运动状态发生了改变,故D不符合题意。
故选C。
23.下列情况中,物体的运动状态发生变化的是( )
A.正在匀速上升的电梯 B.静止在桌面的教科书
C.绕地球匀速转动的卫星 D.货物被起重机匀速吊起
【答案】C
【详解】A.正在匀速上升的电梯,其运动速度和运动方向都没有改变,所以运动状态没有发生变化,故A不符合题意;
B.静止在桌面的教科书,其运动速度和运动方向都没有改变,所以运动状态没有发生变化,故B不符合题意;
C.绕地球匀速转动的卫星,其运动方向不断改变,所以运动状态发生变化,故C符合题意;
D.货物被起重机匀速吊起,其运动速度和运动方向都没有改变,所以运动状态没有发生变化,故D不符合题意。
故选C。
24.如图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】平衡状态指的是物体处于静止状态或匀速直线运动状态,此时物体所受合力为零,即满足牛顿第一定律。对于两个力作用下的物体,要处于平衡状态,必须满足:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
25.在做匀速直线运动的火车车厢里坐着一名乘客,他发现自己头顶正上方的车厢顶上有一滴水正要下落,这滴水将落在他的_______(选填“前面”“后面”或“头上”)。若火车加速前进,则该乘客受力________(选填“平衡”或“不平衡”)。
【答案】 头上 不平衡
【详解】[1]当火车匀速直线运动时,水滴和乘客、车厢一起以相同的速度运动。水滴下落时,由于惯性,它在水平方向上仍保持与火车相同的速度,因此会落在乘客的头上。
[2]当火车加速前进时,乘客的运动状态(速度)发生改变。根据牛顿第一定律,物体运动状态改变时,一定受到非平衡力的作用,因此乘客受力不平衡。
26.如图,重力G为7N的小球在绳拉力F拉的作用下靠在光滑的竖直墙面静止不动,墙面对球的支持力为F支,此时小球处于___________状态(选填“A.非平衡”或“B.平衡”)。利用所学知识是否可以判断出F拉与F支的合力大小及方向。若可以请用力的示意图表示出合力,若不可以请说明理由:___________。
【答案】 B 可以,
【详解】[1]小球静止不动,根据平衡状态的定义,物体处于静止或匀速直线运动状态时处于平衡状态,可知小球处于平衡状态,故选B。
[2]因为小球处于平衡状态,受到重力G、绳拉力、墙面对球的支持力三个力的作用,这三个力的合力为零。那么与的合力与重力G是一对平衡力,大小相等,方向相反。已知重力G为7N,方向竖直向下,所以与的合力大小为7N,方向竖直向上。过小球的重心,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用表示,如图所示:
六.探究二力平衡的条件实验(共4小题)
27.在“探究二力平衡条件”的实验中,学生小组内分别设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案进行实验。
(1)如果采用如图甲、乙所示的实验装置进行实验,你认为图________(选填“甲”或“乙”)所示的实验装置较好些。这样做的好处是减小________对实验的影响;
(2)经过讨论,小组内的同学决定采用图丙的方案进行探究,若硬纸片质量为5g,则应在图丙装置的左边和右边各挂一个________(选填“A:5g”或“B:200g”)的钩码,当硬纸片平衡时,小华将硬纸片转过一个角度,松手后硬纸片________(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤是为了探究________。
【答案】(1) 甲 摩擦力
(2) A 不能 见解析
【详解】(1)[1][2]图乙中小木块与桌面之间是滑动摩擦,图甲中小木块与桌面之间是滚动摩擦,图甲中的好处是减小摩擦对实验的影响,因此图甲所示的实验装置较好些。
(2)[1]实验中纸片两侧的拉力是由钩码的重力提供,由于纸片的质量是5g,较小,为了能够顺利实验,不使纸片被拉断选用5g的钩码即可,故选A。
[2]要探究一对平衡力在同一直线上,可将小卡片转过一个角度,使小卡片两端的拉力不在一条直线上,观察小卡片不能平衡。因为小卡片由静止开始运动了,运动状态发生改变了。
[3]小卡片转过一个角度,小卡片受到的两个力就不在同一条直线上了,所以设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一条直线上的两个力是否平衡。
28.在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)如图甲所示,将系于小卡片两对角的线分别跨过左、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___________来改变拉力的大小。
(2)如图丙所示,当小卡片平衡时,将小卡片转过一定角度,松手后观察___________(选填“最终”或“释放瞬间”)小卡片能否平衡。此实验步骤可探究___________的两个力是否平衡。
(3)为了探究处于二力平衡状态的两个力是否作用在同一个物体上,操作方法是___________,观察小卡片能否平衡。
(4)对比图乙所示的实验装置,图甲所示的实验装置可减小___________对实验的影响。
【答案】(1) 相反 钩码的个数
(2) 释放瞬间 不在同一直线上
(3)将小卡片剪成两半
(4)摩擦力
【详解】(1)[1][2]在线的两端挂上钩码,由于钩码受到重力,会对小卡片产生向相反方向的拉力,拉力大小等于钩码受到的重力,所以通过调整钩码的个数来改变拉力的大小。
(2)[1][2]当小卡片平衡时,将小卡片转过一定角度松手后观察在释放瞬间小卡片能否处于平衡状态。此操作使两个力不在同一直线上,可探究不在同一直线上的两个力是否平衡。
(3)要探究处于平衡状态的两个力是否作用在同一个物体上,操作方法是用剪刀将小卡片剪成两半,使两个力分别作用在两个物体上,观察小卡片能否处于平衡状态。
(4)图乙中物体与桌面间存在摩擦力,会对实验产生影响;图甲用小卡片,小卡片与其他物体间摩擦力很小,可减小摩擦力对实验的影响。
29.“探究二力平衡条件”的装置如图甲所示。
(1)图甲中使用定滑轮的好处是可以________,通过调整钩码数量可以改变卡片所受________的大小;
(2)为探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,小明竖直向下拉卡片,如图乙所示。小华提醒该操作不可行,原因是没有控制两个拉力的________,应将卡片转过一个角度,观察卡片________(松手前/松手时)的运动状态。
【答案】(1) 改变施力方向 拉力
(2) 方向相反 松手时
【详解】(1)[1]实验中,钩码对卡片向下的拉力,通过定滑轮,改变为水平方向的拉力,所以使用定滑轮的好处是改变力的方向。
[2]卡片所受的拉力的施力物是钩码,钩码的个数不同,其重力不同,对卡片的拉力也不同,所以通过调整钩码数量可以改变卡片所受的拉力的大小。
(2) [1]要探究不在同一条直线上的两个力能否平衡,应保持两个力的方向相反,竖直向下拉卡片后,卡片所受的拉力方向不相反。
[2]将卡片转过一个角度后,松手时,卡片所受的两个拉力不在同一直线上,观察卡片此时的运动状态,可达到探究目的。
30.如图甲、乙、丙、丁分别是某实验小组探究二力平衡条件的实验情景。实验中,把一个木块放在水平桌面上,用分别在左右托盘上放不同质量的钩码的方式,来改变两边拉力和的大小。
(1)实验时,小明向左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,木块处于静止状态,若向左盘和右盘同时放入不等重的砝码时木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是木块与桌面间存在_________;于是他把木块换成小车,并选择较________(填“光滑”或“粗糙”)的实验桌面继续完成实验;
(2)如果将木块换成弹簧测力计,左右两盘各放入重2N的砝码,则弹簧测力计的示数为_________N;
(3)为了使实验更加严谨,小明同学把小车换成了轻质卡片,如丙图。在实验过程中,小明将卡片扭转了一定的角度,放手后,卡片_______(填“仍能”或“不能”)保持平衡,这说明:二力平衡必须满足的条件之一是:两个力作用在______________。
(4)如果另一小组的同学在安装滑轮时,没有将两个滑轮调成等高,如丁图。在左右两盘各放入等质量的砝码,忽略卡片的重力,卡片____________(填“能”或“不能”)平衡。
【答案】(1) 摩擦力 光滑
(2)2
(3) 不能 同一条直线上
(4)能
【详解】(1)[1]当左右盘砝码不等重时,木块受到的两个拉力不相等。木块仍然保持静止状态,受到平衡力作用,说明木块受到桌面的摩擦力,该摩擦力与两个拉力,三力平衡。
[2]物体受到的摩擦力越小,摩擦力对实验的影响越小,故实验时应把木块换成小车,并选择较光滑的桌面继续实验。
(2)根据弹簧测力计的相互性可知,弹簧测力计的示数等于挂钩所受的拉力。左右两盘各放入重2N的砝码时,挂钩所受的拉力为2N,所以弹簧测力计的示数为2N。
(3)[1][2]将小卡片转动一定的角度,这样两个力不在同一直线上,卡片将无法在这个位置平衡,因而松手后,小卡片旋转后又恢复原状,这表明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
(4)两滑轮不等高时,在左右两盘各放入等质量的砝码,忽略卡片的重力,卡片受到的两个拉力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,仍然属于一对平衡力,所以卡片仍能平衡。
七.二力或多力平衡问题(共6小题)
31.文具盒静止在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )
A.桌子的重力和文具盒对桌子的压力 B.桌子的重力和桌子对文具盒的支持力
C.文具盒的重力和文具盒对桌子的压力 D.文具盒的重力和桌子对文具盒的支持力
【答案】D
【详解】平衡力是指作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上的一对力。文具盒静止在水平桌面上,受力平衡,其中文具盒的重力作用在文具盒上,方向竖直向下;桌子对文具盒的支持力作用于文具盒上,方向竖直向上,且两力大小相等,在同一直线上,满足平衡力的所有条件,故文具盒的重力与桌子对文具盒的支持力是一对平衡力。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
32.静止在水平地面上的桶的重力是150N,用78N的力竖直向上提桶,则桶受到的合力大小是( )
A.0N B.72N C.78N D.150N
【答案】A
【详解】桶受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,由于拉力小于重力,桶未被提起。桶静止在水平地面上,是因为还受到地面对桶的支持力。桶处于静止状态,受力平衡,受到的合力为零,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
33.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为、、,其大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】第一幅图,以下面小球为研究对象,受弹簧向上的弹力和竖直向下的重力,小球处于静止状态,受平衡力,由平衡条件得知,弹簧的弹力等于小球的重力,即;
第二幅图,以小球为研究对象,受弹簧向上的弹力和竖直向下的重力,小球处于静止状态,受平衡力,由平衡条件得知,弹簧的弹力等于小球的重力,即;
第三幅图,以任意一个小球为研究对象,受弹簧向上的弹力和竖直向下的重力,小球都是处于静止状态,受平衡力,由平衡条件得知,弹簧的弹力等于小球的重力,即;所以平衡时各弹簧的弹力大小相等,即有。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
34.如图所示,一个木块放在长木板上,轻质弹簧一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在粗糙的水平地面上。在力作用下,长木板B以的速度匀速向左运动,水平弹簧对A拉力为,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小为
B.长木板受到的摩擦力大小为
C.若长木板以的速度匀速向左运动时,长木板B受到地面的摩擦力大小为
D.若将增大为时,木块受到的摩擦力大小为
【答案】D
【详解】A.由于此时木块处于平衡状态,在水平方向上,受到水平向左的摩擦力、水平向右的拉力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于,故A错误;
BC.此时长木板也处于平衡状态,在水平方向上受力平衡;由于物体间力的作用是相互的,所以A对B有水平向右的摩擦力的作用,大小为3N;受到水平向左的拉力、地面对水平向右摩擦力的作用、对水平向右的摩擦力,故此时长木板所受地面的摩擦力为
若长木板以的速度匀速向左运动时,由于木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,则对水平向右的摩擦力仍为3N;此时木板做匀速直线运动,其它条件不变,则拉力依然为5N,拉力与滑动摩擦力相互平衡,受到水平向左的拉力、地面对水平向右摩擦力的作用、对水平向右的摩擦力,所以,长木板B受到地面的摩擦力不变,仍然为,故BC错误;
D.当拉力增大为时,木块与木板之间的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块与长木板之间的摩擦力不变,所以,木块受到的摩擦力大小仍为,故D正确。
故选D。
35.如图所示,用细线拴住一块橡皮再甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的运动状态______(选填“改变”或“不变”),此时橡皮受到的一定是_______(选填“平衡力”或“非平衡力”)。
【答案】 改变 非平衡力
【详解】[1]橡皮绕手做匀速圆周运动,橡皮的速度大小不变,但方向改变,所以其运动状态改变;
[2]橡皮的运动方向时刻变化,处于非平衡状态,所以受到非平衡力的作用。
36.起重机钢索吊着 100kg的重物静止在半空中时,钢索对重物的拉力大小是_____N, 当重物以2m/s的速度将匀速上升,此时钢索对重物的拉力大小是_____N,当重物,当物体向上做减速运动时,钢索对重物的拉力_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力。(g取10N/kg)
【答案】 1000 1000 小于
【详解】[1]物体质量为100kg,其重力为
当钢丝绳拉着物体静止时,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力仍然是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1000N。
[2]吊车以2m/s的速度将重物1000N匀速向上提起,重物做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力是平衡力,大小相等,所以拉力大小是1000N。
[3]当重物向上做减速运动时,物体的运动状态发生改变,说明它受到的力不是平衡力。因为物体向上运动,速度在减小,根据力与运动的关系,物体所受合力方向与运动方向相反,即合力方向向下,即钢索对重物的拉力小于重力。
八.平衡力与相互作用力的区别(共4小题)
37.如图,小彤站在水平放置的体重计上测量体重。下列说法正确的是( )
A.小彤对体重计的压力就是她受到的重力
B.小彤受到的重力与体重计对她的支持力二力平衡
C.小彤对体重计的压力与她受到的支持力二力平衡
D.体重计的重力与地面对体重计的支持力二力平衡
【答案】B
【详解】A.小彤对体重计的压力和她受到的重力,虽然大小相等,但施力物体、受力物体和力的性质都不同,不是同一个力,故A错误;
B.小彤受到的重力与体重计对她的支持力,作用在同一物体(小彤)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;
C.小彤对体重计的压力与她受到的支持力,作用在两个不同物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故C错误;
D.地面对体重计的支持力等于体重计和小彤的总重力,大于体重计自身的重力,不满足二力平衡 “大小相等” 的条件,故D错误。
故选B。
38.如图所示,2025年9月3日,中国最新型洲际弹道导弹“东风-61”亮相天安门广场。当“东风-61”导弹静止在水平地面上等待检阅时,下列说法正确的是( )
A.“东风-61”所受重力和它对地面的压力是一对相互作用力
B.“东风-61”所受重力和地面对它的支持力是一对相互作用力
C.“东风-61”对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力
D.“东风-61”所受重力和地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.“东风”所受重力和它对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;
BD.“东风”所受重力和地面对它的支持力满足大小相等、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B错误,D正确;
C.“东风”对地面的压力和地面对它的支持力受力物体不同,满足大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故C错误。
故选D。
39.如图所示,公共自行车绿色标志由人、自行车和道路三个元素组成,寓意绿色出行。关于人在水平路面上骑车的过程,以下说法正确的是( )
A.人受到的重力和人对自行车的压力是相互作用力
B.人对自行车的压力和路面对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车受到的路面的支持力和自行车的重力是一对平衡力
D.人受到的重力与自行车对人的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.人受到的重力和人对自行车的压力方向相同,所以不是相互作用力,故A错误。
B.人对自行车的压力等于人的重力,路面对自行车的支持力等于自行车和人的重力之和,人对自行车的压力和路面对自行车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故B错误。
C.自行车受到的路面的支持力等于自行车和人的重力之和,故自行车受到的路面的支持力和自行车的重力大小不等,不是一对平衡力,故C错误。
D.人受到的重力与自行车对人的支持力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对平衡力,故D正确。
故选D。
40.八下物理课本平放在水平桌面上处于静止状态,课本所受重力与桌面对课本的支持力为一对_____力, 课本所受重力的施力物体是______,桌面对课本的支持力是由于______发生形变而产生的。
【答案】 平衡 地球 桌面
【详解】[1]课本所受重力与桌面对课本的支持力均作用在课本上,且课本在这两个力的作用下处于静止,即平衡状态,则这两个力是一对平衡力。
[2]重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,因此课本所受重力的施力物体是地球。
[3]桌面对课本的支持力是由于桌面发生弹性形变,要恢复原状而给课本施加的支持力。
九.摩擦力及其产生条件(共4小题)
41.喜迎元旦,育才学校组织了拔河比赛,如图甲乙两队在比赛,最终甲队获胜。以下说法正确的是( )
A.甲队受到地面的摩擦力小于乙队受到地面的摩擦力
B.甲队受到地面的摩擦力等于乙队受到地面的摩擦力
C.甲队对乙队的拉力大于乙队对甲队的拉力
D.甲队对乙队的拉力等于乙队对甲队的拉力
【答案】D
【详解】AB.双方之间的拉力并不是决定胜负的因素,哪边能获胜取决于哪边的摩擦力大,甲队获胜,则甲队受到地面的摩擦力大于乙队受到地面的摩擦力,故AB错误;
CD.力的作用是相互的,甲队对乙队的拉力和乙队对甲队的拉力是一对相互作用力,大小相等,故C错误,D正确。
故选D。
42.如图所示,五块相同木块叠放在水平桌面上,用水平力向右拉木块,用水平力向左拉木块,但没有拉动,各木块均保持静止,已知,关于这些木块所受摩擦力的情况,以下判断中正确的是( )
A.b受到一个摩擦力 B.d受到两个摩擦力
C.c受到两个摩擦力 D.e受到一个摩擦力
【答案】B
【详解】五块相同木块叠放在水平桌面上,各木块均保持静止,将五块木块看作一个整体,整体静止,处于平衡态,受平衡力,已知,所以木块e受地面的摩擦力,方向水平向左。隔离木块e,木块e静止,水平方向受平衡力,木块e受地面水平向左的摩擦力和木块d水平向右的摩擦力;隔离木块d,木块d静止,木块d受水平向左的拉力F2、受木块e水平向左的摩擦力,受木块c水平向右的摩擦力;隔离木块c,木块c静止,受木块d水平向左的摩擦力,受水平向右的拉力F1;分别隔离木块b、a,木块b、a与其它木块之间没有相对运动趋势,不具备摩擦力产生的条件,故a、b不受摩擦力。综上,e受两个摩擦力,d受两个摩擦力,c受一个摩擦力,a、b不受摩擦力。故ACD错误,B正确。
故选B。
43.在劳动实践活动中,小明和小华用平板车运送货物,使货物与平板车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,如图所示。在此过程中,小明认为货物在水平方向上不受摩擦力的作用,而小华认为货物在水平方向上受到摩擦力的作用。请你判断:______(选填“小明”或“小华”)的观点正确。
【答案】小明
【详解】要判断货物在水平方向是否受摩擦力,需依据摩擦力产生的条件:两物体相互接触、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势,货物与平板车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,此时货物处于平衡状态,在水平方向上,若货物受到摩擦力,就需要有另一个力与之平衡,但实际没有其他水平力作用于货物,同时货物和平板车之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以,货物在水平方向上不受摩擦力的作用,小明的观点正确。
44.如图所示的是陕西首届时尚项目运动会的开幕式现场,此次运动会设置了攀岩、飞盘、滑板等七大竞技项目。在攀岩比赛中,运动员加速向上,此时运动员处于___________(选填“平衡”和“非平衡”)状态;飞盘离开手后继续向前运动是因为飞盘具有___________;当人蹬地带动滑板加速滑行时,滑板与人之间___________(选填“有”或“没有”)摩擦力。
【答案】 非平衡 惯性 有
【详解】[1]在攀岩比赛中,运动员加速向上,速度大小发生变化,所以此时运动员处于非平衡状态。
[2]飞盘离开手后继续向前运动是因为飞盘具有惯性,仍然要保持原来的运动状态。
[3]当人蹬地带动滑板加速滑行时,滑板与人之间相互接触挤压,且有相对运动趋势,所以滑板与人之间有摩擦力。
十.静摩擦力的大小和方向(共4小题)
45.如图所示,手握瓶子在空中静止不动,下列相关说法正确的是( )
A.手对瓶子的摩擦力方向为竖直向下
B.手对瓶子的压力与摩擦力是一对平衡力
C.瓶子的重力与手对瓶子的摩擦力是一对平衡力
D.增大手对瓶子的压力,瓶子受到的摩擦力变大
【答案】C
【详解】AC.竖直方向,瓶子保持静止,处于平衡状态,受到重力和静摩擦力是一对平衡力,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上,故A错误,C正确;
B.手对瓶子的压力方向为水平方向,瓶子受到的重力方向为竖直方向,两个力的方向不同,二者不是一对平衡力,故B错误;
D.增大手对瓶子的压力,瓶子仍保持静止,摩擦力和重力是平衡力,摩擦力和重力的大小相等,瓶子的重力不变,则瓶子受到的摩擦力不变,故D错误。
故选C。
46.如图所示,在50N水平向右的力F作用下,重10N的物块静止在竖直墙面上,则物块受到的摩擦力大小为( )
A.50N B.10N C.60N D.40N
【答案】B
【详解】根据题意可知,物块静止在竖直墙面上,处于平衡状态。在竖直方向上,向下的重力与向上的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,摩擦力大小等于重力,即10N。水平方向的50N推力仅影响物块对墙面的压力,与竖直方向的摩擦力无关,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
47.在水平桌面上有一个重10N的长方体。用3N的水平拉力向右拉,长方体静止不动,此时它所受的摩擦力为____________N;拉力增大至5N时,长方体做匀速直线运动;拉力增大至7N时,长方体所受的摩擦力为____________N。
【答案】 3 5
【详解】[1][2]用的水平拉力向右拉,长方体静止不动,此时拉力跟静摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为;拉力增大至时,长方体做匀速直线运动,此时拉力跟滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它受到的摩擦力为;拉力增大至时,长方体对桌面的压力和接触面的粗糙程度都没有变,所以滑动摩擦力不变,仍为。
48.如下图所示,小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练,双脚离地静止时,手握得越紧,小明与杆之间的摩擦力________(选填“越大”“越小”或“不变”);匀速上爬过程中小明受到竖直________(选填“向上”或“向下”)的摩擦力。
【答案】 不变 向上
【详解】[1]匀速上爬过程中,小明受到的摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,而重力不变,所以小明手握得紧时,小明与杆之间的摩擦力不变;
[2]匀速上爬过程中,小明有向下运动的趋势,所以受到的摩擦力方向向上。
十一.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关实验(共4小题)
49.如图所示是小晋“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做________运动。
(2)由甲、乙两图可得出的结论是:在接触面粗糙程度相同的情况下,________越大,滑动摩擦力越大。
(3)若选择________两图进行实验,可以验证滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度是否有关。
(4)若将图甲中的木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,如图丁所示,发现弹簧测力计示数变小,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是________(选填“正确”或“错误”)的,原因是________。
【答案】(1)匀速直线
(2)压力
(3)甲、丙
(4) 错误 没有控制压力大小相等
【详解】(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,使物块受到的拉力与摩擦力为平衡力,大小相等,根据二力平衡条件,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)若选择甲、乙两图进行实验,两图的接触面粗糙程度相同,乙图木块对木板的压力较大,测力计的示数较大,可得出的结论是:在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)甲、丙的压力相同,接触面的粗糙程度不同,则若选择甲、丙两图进行实验,可以验证滑动摩擦力的大小与物体间接触面的粗糙程度是否有关。
(4)[1][2]若将图甲中的木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验,木块对木板的压力、接触面积大小均改变,根据控制变量法可知,没有控制压力相同,导致结论出错。
50.小明要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
A接触面所受的压力大小;B接触面的粗糙程度;C物体运动的速度。
接下来小明通过如图所示的实验操作开展探究。
(1)进行如图甲、乙、丙的实验时,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做_____运动;
(2)要验证猜想B,需按照_____两个图(选填“甲”、“乙”、“丙”)进行对比实验;
(3)在本次实验中运用的研究方法是转换法和_____;
(4)小亮发现小明上述实验操作中弹簧测力计的示数并不稳定,于是改进了实验装置,如图丁所示。改进后长木板_____(选填“一定”或“不一定”)要做匀速直线运动。
【答案】(1)匀速直线
(2)甲丙
(3)控制变量法
(4)不一定
【详解】(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,由二力平衡可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)要验证猜想B,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,应保持压力不变,改变接触面的粗糙程度;甲、丙两次实验中,物体对接触面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,因此需按照甲丙进行对比实验。
(3)探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度;探究滑动摩擦力大小和压力的关系时,控制接触面的粗糙程度不变,改变压力的大小;用测力计的示数表示摩擦力的大小;在本次实验中运用的研究方法是转换法和控制变量法。
(4)木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,由于滑动摩擦力的大小与接触面受到的压力和接触面的粗糙程度有关,与物体间相对运动的速度无关,改进后长木板不一定做匀速直线运动,便于实验操作,由于接触面受到的压力、接触面粗糙程度不变,测力计示数稳定,便于读数。
51.物理小组在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”如图实验,回答下列问题。
(1)请将框中小红的内容补充完整__________。
小明:在木块上逐步增加砝码个数,用测力计沿水平方向__________拉动木块。
小红:保持__________不变,将接触面改为毛巾、棉布。
(2)在实验过程中,木块处于不同运动状态时测力计示数如下表所示。
实验序号
1
2
3
4
木块运动状态
静止
越来越快
匀速直线
越来越慢
测力计示数()
1.0
3.2
2.2
见图
分析可知实验序号2木块所受滑动摩擦力的大小为__________,理由是___。
(3)小川用丙图器材探究“滑动摩擦力与压力的关系”的实验中,通过改变砂桶中砂的质量来改变铁块对硬纸板(质量忽略不计)的压力,在抽拉硬纸板的时候利用压力传感器和拉力传感器测出拉力和压力:铁块受到的摩擦力的方向__________(选填“水平向左”或“水平向右”);缓慢拉出硬纸板,铁块相对地面静止,继续往砂桶中加砂,则拉力传感器示数__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。多次实验后小川得到滑动摩擦力与压力的关系图线如图丁所示,由图可知:当压力为时,拉力传感器测出的拉力为__________。
【答案】(1)接触面所受压力
(2) 2.2 实验序号3过程中,木块做匀速直线运动,根据二力平衡条件,则木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力2.2N;序号2过程中压力和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力大小不变,所以序号2过程中木块所受的滑动摩擦力的大小为2.2N。
(3) 水平向左 变小 3
【详解】(1)小明:在木块上逐步增加砝码个数,用测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,此时拉力与滑动摩擦力平衡,大小相等;小红:保持接触面所受压力大小不变,将接触面改为毛巾、棉布,以此来探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(2)见答案
(3)[1]在向左抽拉硬纸板的时候,铁块相对于纸板向右运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,水平向左。
[2]往桶中继续加砂,绳子随铁块向上的拉力变大,铁块对接触面的压力变小,铁块相对于长木板运动,产生的是滑动摩擦力,接触面粗糙程度不变,由于压力变小,故滑动摩擦力变小,拉力传感器示数变小。
[3]从图像可知,
则滑动摩擦力与压力成正比,比例系数为0.25,当时,拉力传感器测出的拉力
52.如图所示为小华探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。(实验用的长方体木块的长、宽、高不同,每个面的粗糙程度相同)
(1)小华用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做___________运动,弹簧测力计示数如图甲所示,则木块所受的滑动摩擦力为___________;
(2)通过分析比较甲、丙两次实验,可知滑动摩擦力的大小与___________有关;
(3)小华想进一步探究“滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力的关系”,选用正确的实验装置进行实验,得到的实验数据见下表。请根据表中记录的数据,在图丁坐标系中作出摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间的关系图像
实验次数
1
2
3
4
5
压力
2
4
5
6
7
摩擦力
0.4
0.8
1.0
1.2
1.4
(4)根据图像可以得出:在其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成___________比。通过查阅资料可知,摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间存在定量关系,即,其中是滑动摩擦系数,与接触面材料、粗糙程度、干湿状态和温度等有关,根据表中数据可知此时的滑动摩擦系数的大小是___________;
(5)同组的小红同学在甲实验基础上探究滑动摩擦力的大小是否跟接触面积大小有关,接下来的操作是,___________,重复步骤(1),分别测出滑动摩擦力的大小进行比较。
【答案】(1) 匀速直线 1.4
(2)接触面的粗糙程度
(3)
(4) 正 0.2
(5)将木块分别侧放、竖放
【详解】(1)小华用弹簧测力计水平拉动木块,应使它沿水平长木板做匀速直线运动。因为当木块做匀速直线运动时,在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。由图甲可知弹簧测力计示数为,所以木块所受的滑动摩擦力为1.4N。
(2)甲、丙两次实验中,压力大小相同,都是木块对接触面的压力,而接触面的粗糙程度不同。所以通过分析比较甲、丙两次实验,可知滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
(3)根据表中数据在图丁坐标系中作出摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间的关系图像,描点连线,如图所示:
(4)[1]摩擦力的大小与接触面受到的压力大小之间的关系图像为过原点的倾斜直线,这表明在其他条件相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比。
[2]由,根据表中数据,如当时,,可计算此时的滑动摩擦系数的大小是
(5)同组的小红同学在甲实验基础上探究滑动摩擦力的大小是否跟接触面积大小有关,需要控制压力大小和接触面粗糙程度不变,只改变接触面积。接下来的操作是将木块侧放(或竖放),这样改变了木块与木板的接触面积,重复步骤(1),分别测出滑动摩擦力的大小进行比较。
十二.滑动摩擦力的大小影响因素和方向(共6小题)
53.如图所示,用大小为5N的力F拉动木板B,使B在水平桌面上向左做匀速直线运动,物体A相对于桌面保持静止,物体A通过水平轻绳经定滑轮与弹簧测力计相连接,此时弹簧测力计的示数为2N,下列判断正确的是( )
A.物体A受到水平向右的滑动摩擦力
B.物体A受到的滑动摩擦力大小为5N
C.若用大小为6N的力F拉动木板B,木板B的运动状态不变
D.若用大小为6N的力F拉动木板B,物体A受到的滑动摩擦力为2N
【答案】D
【详解】A.物体A相对于桌面保持静止,处于平衡状态。在水平方向上,A受到弹簧测力计向右的拉力T和木板B对A的滑动摩擦力。因为A处于平衡状态,所以这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反。弹簧测力计的示数为2N,即,方向向右。因此,物体A受到的滑动摩擦力方向为水平向左,故A错误;
B.由二力平衡条件可知,物体A受到的滑动摩擦力大小为,故B错误;
C.当用大小为的力拉动木板B时,B做匀速直线运动,处于平衡状态。B在水平方向上受到向左的拉力F、A对B向右的摩擦力和地面对B向右的摩擦力。根据力的作用是相互的,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力大小相等,所以。根据B的平衡条件,,所以地面对B的摩擦力。当用大小为F=6N的力拉动木板B时,B受到的总摩擦力(包括A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力)大小不变,仍为。此时拉力大于总摩擦力,B受力不平衡,会做加速运动,运动状态发生改变,故C错误;
D.滑动摩擦力的大小取决于压力大小和接触面的粗糙程度,与物体运动的速度和外力大小无关。当用大小为6N的力拉动木板B时,物体A对木板B的压力(等于A的重力)和它们之间接触面的粗糙程度都没有改变,因此A受到的滑动摩擦力大小不变。由A选项的分析可知,A受到的滑动摩擦力大小为2N,故D正确。
故选D。
54.在探究滑动摩擦力影响因素的实验里,为提升测量的精确程度,小明借助力传感器(可显示拉力大小)、木块以及传送带,设计了如图所示的装置开展实验。传送带匀速转动之后,下列说法正确的是( )
A.木块所受摩擦力方向向左
B.力传感器所受拉力方向向左
C.木块对传送带的摩擦力方向向左
D.增大传送带转速,力传感器示数变大
【答案】C
【详解】A.当传送带向右匀速运动,木块相对于传送带向左运动,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以木块受到传送带的摩擦力方向向右,故A错误;
B.木块在水平方向上处于静止状态,受力平衡,它受到向右的滑动摩擦力和力传感器向左的拉力。力传感器对木块的拉力方向向左,根据力的作用是相互的,木块对力传感器的拉力方向向右,故B错误;
C.木块受到传送带的摩擦力方向向右。根据力的作用是相互的,木块对传送带的摩擦力与传送带对木块的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,方向相反。因此,木块对传送带的摩擦力方向向左,故C正确;
D.滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与物体的运动速度无关。当增大传送带的转速时,木块与传送带之间的压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以木块受到的滑动摩擦力大小不变。由于木块处于平衡状态,力传感器的示数等于滑动摩擦力的大小,因此力传感器的示数不变,故D错误。
故选C。
55.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
【详解】A.在A点推不动,物体处于静止状态即平衡状态,受到平衡力的作用,因此是因为F1等于纸箱受到的摩擦力,故A错误;
B.将纸箱从A匀速推到B,纸箱受到平衡力的作用,水平推力等于纸箱受到的摩擦力;在B点卸货,纸箱的总重力变小,对水平地面的压力变小,再用水平推力F3将纸箱匀速推至C,纸箱受到的摩擦力变小,,纸箱受到平衡力的作用,水平推力等于纸箱受到的摩擦力,则,故B错误;
C.AC段纸箱的平均速度等于AC段纸箱运动的总路程与AC段的总时间之比,平均速度为
故C正确;
D.惯性不是力,不能说受到惯性,在C点突然撤去推力,纸箱由于具有惯性会继续向前运动,故D错误。
故选C。
56.山体滑坡是一种强降雨天气极易发生的自然灾害,强降雨时,由于雨水浸入,有些本来不够稳固的山体的不同地质层之间摩擦力______,部分山体在重力的作用下向下滑动而导致山体滑坡。请你提出一项避免山体滑坡的措施:______。
【答案】 变小 加固山体/植树造林/合理导流/增加植被
【详解】[1]强降雨时,由于雨水浸入,有些本来不够稳固的山体的不同地质层之间渗入水,使得接触面变得光滑,摩擦力减小,部分山体在重力作用下向下滑动而导致山体滑坡。
[2]为避免山体滑坡,可以从增大山体的稳定性、加快水流速度等方面入手,如可以加固山体、多植树造林、合理导流、增加植被等。
57.如图所示,竖直放置的两夹板间有一个质量m的木块,夹板始终不动。当向左右两夹板施加的水平压力都为F时,木块恰好竖直向下以1m/s的速度匀速滑动。左侧夹板对木块的摩擦力为_________。
【答案】
【详解】在竖直方向,木块在重力和竖直向上的摩擦力的作用下匀速滑动,说明重力和摩擦力是平衡力,则木块受到的摩擦力大小为
由题意可知,木块受到的摩擦力为两侧夹板对木块的摩擦力之和,且左右两侧夹板对木块的摩擦力相等,所以左侧夹板对木块的摩擦力
58.如图所示,物块A重25N、B重10N,B放在A上。用100N的水平压力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是___________N。压力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物块A恰好向上做匀速直线运动,则F1的大小为___________N。
【答案】 35 60
【详解】[1]物块A重25N、B重10N,B放在A上。用100N的水平压力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是
[2]压力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力F1,使物块A恰好向上做匀速直线运动,A对墙壁的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A受到墙壁的摩擦力不变,由力的平衡条件得,F1的大小为
十三.增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共5小题)
59.如图所示,下列实例中,为了减小摩擦的是( )
A.瓶盖上的条纹 B.用力压黑板擦擦黑板
C.轮胎安装防滑链 D.行李箱安装滚轮
【答案】D
【详解】A.瓶盖上的条纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故A不符合题意;
B.用力压黑板擦,接触面粗糙程度一定时,通过增大压力,从而增大了摩擦,故B不符合题意;
C.汽车轮胎装防滑链是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C不符合题意;
D.行李箱下安装滚轮,是将滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减小摩擦,故D符合题意。
故选D。
60.如图所示,在生产和生活中,人们需要根据不同的情况来增大有益摩擦或减小有害摩擦。下列说法不正确的是( )
A.图甲:足球比赛中守门员戴上手套是为了增大摩擦力
B.图乙:运动鞋鞋底通常都有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力
C.图丙:二胡琴师演奏时会在琴弦上抹上松香是为了减小摩擦力
D.图丁:磁浮列车是靠强磁场把列车从轨道上微微托起,从而减小摩擦力
【答案】C
【详解】A.图甲中,守门员戴上手套,是通过增大接触面的粗糙程度来增大手与足球之间的摩擦力,从而更容易接住球。故A正确,不符合题意;
B.图乙中,运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大鞋底与地面之间的摩擦力,以防止滑倒。故B正确,不符合题意;
C.图丙中,二胡是靠弓与弦的摩擦产生振动而发声的。在琴弦上抹松香,是为了增大弓毛与琴弦之间的粗糙程度,从而增大摩擦力,使二胡发声更响亮。故C错误,符合题意;
D.图丁中,磁浮列车是利用磁极间的相互作用,使列车悬浮在轨道上方,从而使车体与轨道脱离接触,极大地减小了列车受到的摩擦力。故D正确,不符合题意。
故选C。
61.如图的实例中,为了增大有益摩擦的是( )
A.轴承中装有光滑的滚珠 B.向合页加润滑剂
C.汽车轮胎有花纹 D.轮滑鞋装有滚轮
【答案】C
【详解】A.轴承中装有光滑的滚珠,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,属于减小有害摩擦,故A不符合题意;
B.向合页加润滑剂,是通过使接触面彼此分离来减小摩擦力,属于减小有害摩擦,故B不符合题意;
C.汽车轮胎有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大轮胎与地面之间的摩擦力。这种摩擦力可以防止汽车打滑,是有益的,故C符合题意;
D.轮滑鞋装有滚轮,是用滚动代替滑动来减小鞋与地面之间的摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
62.空间站绕地球做匀速圆周运动的过程,地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的_________(选填“快慢”或“方向”),航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒,其目的是_________(选填“增大”或“减小”)抓取物体时的摩擦。
【答案】 方向 增大
【详解】[1]空间站绕地球做匀速圆周运动时,地球对空间站的万有引力始终指向地心,与空间站的速度方向垂直。该力不改变速度的大小(即“快慢”),只改变速度的方向,使空间站的运动路径弯曲成圆周。
[2]橡胶颗粒增大了手掌与物体接触面的粗糙程度,从而在抓取物体时增大摩擦力,防止物体滑脱。
63.美国风滚草泛滥成灾,淹没房屋、堵塞公路,如图甲所示,球形“风滚草”被风吹动“滚”向远方,说明滚动可以________(选填“增大”或“减小”)摩擦;如图乙所示,古人搬运巨石的情境,拉动绳子时人们需要用力握住绳子才可以防止绳子脱手,这是通过_________的方式来增大手与绳子间的摩擦。
【答案】 减小 增大压力
【详解】[1]在相同条件下,滚动摩擦的阻力远小于滑动摩擦,风滚草通过滚动的方式移动,正是利用了滚动可以减小摩擦的特点,这样它就能更轻松地被风吹向远方。
[2]摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,当人们用力握住绳子时,手对绳子的压力会增大,在接触面粗糙程度不变的情况下,压力越大,手与绳子之间的摩擦力就越大,从而防止绳子脱手,所以这是通过增大压力的方式来增大摩擦。
十四.合力及同一直线上二力的合成(共6小题)
64.两位同学在沿东西方向移动课桌的过程中,一个力的大小为5N,另一个力的大小为3N,他们的合力大小和方向不可能是( )
A.向东2N B.向西8N C.向西5N D.向东8N
【答案】C
【详解】由题可知,同方向时,合力为
方向与两力一致,若均向东,合力为8N,向东;若均向西,合力为8N,向西;
反方向时,合力为
方向与较大的力(5N)一致。若向东、向西,合力为2N向东;
若向西、向东,合力为2N向西,综上ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
65.如下图所示,物体A放在水平桌面上,在水平方向上受到同一直线上的两个力和的作用,,。如果实际上物体A在水平方向上受到的合力为零,则在水平方向上物体A还应受到一个力,这个力的大小和方向分别是( )
A.20N、水平向左 B.16N、水平向右 C.4N、水平向左 D.4N、水平向右
【答案】C
【详解】物体A在水平方向上受到向左的力,向右的力;若物体A在水平方向上受到的合力为零,则其受到的第三个力一定与较小的力同向且满足,则,方向水平向左,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
66.蹦极是一项极其富有挑战性的运动,小辰做了一个模拟“蹦极”的小实验。如下图所示,一根橡皮筋的一端系一个小钢球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小钢球自然下垂时下端所处的位置,C点是小钢球从A点自由释放后所能到达的最低点。不计空气阻力,在小钢球从A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球的速度一直在减小
B.从A点下落到B点的过程中,小钢球受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小钢球所受的合力先减小后增大
D.到达C点时,小钢球受到的拉力等于其自身的重力
【答案】C
【详解】AB.因不计空气阻力,所以在AB段,小钢球只受到重力作用,重力不断改变小钢球的运动状态,小钢球加速下落,故A、B错误;
C.在BC段,小钢球受到重力和橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大,当拉力(弹力)小于重力时,小钢球仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小钢球减速下落,所以从B点下落到C点的过程中,小钢球所受的合力先减小后增大,故C正确;
D.到达C点时,小钢球受到的拉力最大,大于其自身的重力,故D错误;
故选C。
67.在水平桌面上的木块同时受到水平向左、大小为的拉力和水平向右、大小为的拉力作用而运动,这两个力共同作用效果可用一个方向__________,大小为__________的力来代替。
【答案】 水平向右 3
【详解】[1][2]同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差,合力方向跟较大的那个力的方向相同,所以木块在水平方向上受到了方向相反的两个力的作用,其合力大小为
合力方向水平向右。
68.“踢毽子”是中国民间的一项传统运动项目。如图所示,在国产动漫电影《哪吒》中,哪吒也酷爱踢毽子。踢毽子时脚疼,这说明力的作用是______。在考虑空气阻力的情况下,毽子上升和下降过程中,______过程所受到的合力较大,上升到最高处时,毽子处于______(平衡或非平衡)状态。
【答案】 相互 上升 非平衡
【详解】[1]踢毽子时,脚给毽子一个作用力,同时毽子也给脚一个作用力,踢毽子时脚疼,这说明力的作用是相互的。
[2][3]在考虑空气阻力的情况下,毽子上升时,受到竖直向下的重力和空气阻力,毽子受到的合力
毽子下降时,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,毽子受到的合力
则毽子上升和下降过程中,上升过程所受到的合力较大;上升到最高处时,毽子的速度为0,毽子受到的阻力为0,毽子只受重力的作用,则毽子处于非平衡状态。
69.如图所示,是学习“同一直线二力合成”时完成的实验。
(1)将橡皮筋DG一端固定,另一端与小圆环相连,如图甲所示。
(2)把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环系在一起后,沿水平方向向右拉橡皮筋,将小圆环拉至O点,标记此时小圆环的位置,并记录两个弹簧测力计的示数、,如图乙所示。
(3)把一个弹簧测力计通过细绳与小圆环系在一起后,沿水平方向向右拉橡皮筋,将小圆环再次拉到O点,并记下这个弹簧测力计的示数F,如图丙所示。
选小圆环为研究对象,请你利用学过的知识和方法分析证明:
【答案】见详解。
【详解】选小圆环为研究对象,分析其受力情况:在图乙中,小圆环受到两个水平向右的拉力和,以及橡皮筋向左的弹力,由于小圆环静止在O点,处于平衡状态,故有;在图丙中,小圆环受到一个水平向右的拉力和橡皮筋向左的弹力,由于小圆环同样静止在O点,处于平衡状态,故有;由于两次实验中,小圆环都到达同一位置O点,橡皮筋的伸长量相同,根据弹力与弹性形变关系可知,弹力大小相等,即,所以,因此,同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两力之和。
十五.力与图像结合问题(共3小题)
70.物理兴趣活动中,小华用弹簧测力计拉着小车在水平面上沿直线运动,小车运动的图像如图乙所示,弹簧测力计的示数随时间变化的图像如图甲所示。下列说法正确的是( )
A.小车在内处于静止
B.在内小车受到的滑动摩擦力为
C.小车受到滑动摩擦力的大小与速度大小有关
D.在内小车受到的滑动摩擦力均为
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,小车在2~6s内速度不变,做匀速直线运动,故A错误;
BD.由图乙可知,2~6s内,小车做匀速直线运动,速度为,小车在水平方向只受到的摩擦力和拉力的作用,所以这两个力是一对平衡力,由图甲根据二力平衡条件可知,此时摩擦力等于拉力,即,而0~8s内,小车与水平面的压力和粗糙程度都不变,摩擦力不变,即0~8s内摩擦力均为3N,故B错误,D正确;
C.由于滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,与速度无关,故C错误。
故选D。
71.小明同学用水平向右的力推静止于水平桌面上的木块A,推力F的大小以及木块A的运动速度v随时间t的变化情况如图乙、丙所示,则( )
A.在0~6s时间内,推力大于摩擦力
B.在0~6s时间内,木块加速向右运动
C.在t=7s时,木块受到的摩擦力为10N
D.在t=10s时,木块受到非平衡力作用
【答案】C
【详解】AB.由图丙可知,在0~6s内,木块的运动速度为0,处于静止状态,即平衡状态,受到平衡力的作用,故受到的推力等于静摩擦力,故AB不符合题意;
CD.由图丙可知,6~8s内木块做加速运动,不是平衡状态,即木块受力不平衡;由图丙可知,8s后木块A做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,受到水平向右的推力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力。由图乙可知,此时木块受到的推力大小为10N,则滑动摩擦力的大小为10N,在6~8s内,影响滑动摩擦力大小的因素不变,则木块受到的滑动摩擦力仍为10N,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
72.如图所示,甲图为放在水平地面上的物体,受到水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。
(1)由图像可知,物体在0-2s内受到的摩擦力为______N;物体在4-6s受到的摩擦力为______N;
(2)物体在2-4s内受到的摩擦力______(填“大于”、“小于”或“等于”)4-6s内受到的摩擦力,请你叙述判断的依据______。
【答案】(1) 1 2
(2) 等于 压力和接触面的粗糙程度没有改变
【详解】(1)[1]由乙图可知,0-2s内推力。由丙图可知,0-2s内物体的速度大小为零,处于静止状态,物体水平方向受力平衡,所以摩擦力的大小等于推力的大小,即物体在0-2s内受到的摩擦力为。
[2]由乙图可知,4-6s内推力。由丙图可知,4-6s内物体匀速运动,物体处于平衡状态,受力平衡,所以摩擦力的大小等于推力的大小,即物体在4-6s内受到的摩擦力为。
(2)[1][2]由图丙可知,物体在2-4s内和4-6s内相对于水平面都是运动的,受到的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关。2-4s内和4-6s内接触面的粗糙程度和压力都没有改变,所以滑动摩擦力不变,即物体在2-4s内受到的摩擦力等于4-6s内受到的摩擦力。
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