内容正文:
2026年中考物理一轮复习:运动和力的关系
一、单选题
1.如图,电动平衡车是一种时尚的代步工具,当人驾驶平衡车在水平地面上做匀速直线运动时,关于平衡车的说法正确的是( )
A.人受到的重力与平衡车对人的支持力是一对平衡力
B.平衡车在水平地面上滑行,受到的摩擦是滑动摩擦
C.关闭电机后,平衡车仍能继续前进是因为受到惯性力的作用
D.若平衡车在运动过程中所受的力全部消失,平衡车立刻停止
2.近年来电动平衡车深受年轻人喜爱,已悄然成为生活中一种新的交通时尚。如图所示,人与平衡车一起静止于水平地面,下列分析正确的是( )
A.人受到的重力和平衡车对人的支持力是一对平衡力
B.人受到的重力和平衡车对人的支持力是一对相互作用力
C.人能够静止,是因为平衡车对人的支持力大于人受到的重力
D.平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
3.《哪吒2》中主角哪吒是踢毽子高手,踢毽子是一种健身、娱乐活动。下列关于踢毽子的说法正确的是( )
A.竖直向上踢出的毽子离脚后在空中能继续向上飞行,是由于受到惯性的作用
B.竖直向上踢出的毽子到达最高点时受平衡力作用
C.用力将毽子踢出,说明力可以改变物体的运动状态
D.哪吒将毽子水平踢出后,毽子在空中做匀速直线运动
4.如图所示,“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事。后羿射出去的箭,假设突然不受任何力的作用,箭会( )
A.落回地面 B.飞向太阳 C.停在空中 D.绕地球转动
5.如图所示,人沿水平方向推装有狗的木箱,但没有推动。下列说法正确的是( )
A.人对木箱的作用力小于木箱对人的作用力
B.人对木箱的推力小于地面对木箱的阻力
C.狗受到的重力与木箱对狗的支持力是一对平衡力
D.人对木箱的推力与木箱对人的推力是一对平衡力
6.为了冲刺体育中考,小赵每天都去跑步和加练排球。下列关于训练的说法正确的是( )
A.被击打的排球在空中飞行时没有受到手的力的作用
B.手击打排球的力与排球给手的力是一对平衡力
C.小赵受到的重力与地面对小赵的支持力是一对相互作用力
D.小赵跑动的速度越快,惯性越大
7.如图所示,小车上的木块突然向左倾倒,发生这一现象的原因是( )
A.小车突然向左运动 B.小车突然向右运动
C.向右运动的小车突然停下 D.以上原因都有可能
8.一个被竖直向上抛出的篮球,受到重力G和空气阻力f的作用。篮球在上升和下降过程中所受合力分别为和,关于和的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.是竖直向上且小于G B.是竖直向下且大于G
C.是竖直向上且小于G D.是竖直向下且大于G
二、多选题
9.下列关于生活中几个事例的说法,正确的是( )
A.一辆汽车在做匀速直线运动,它所受的合力一定为零
B.竖直抛向空中的小球,在最高点时速度为零,处于非平衡状态
C.一个重400N的物体放在地面上,用200N的力竖直向上提它,受到的合力为0N
D.沿水平方向推木箱使其运动,推力越大桌子受到地面的摩擦力一定越大
10.下列给出的现象中,物体运动状态发生改变的是( )
A.熟透的苹果从树上落下来 B.汽车匀速转弯
C.小孩沿直滑梯匀速下滑 D.人造卫星绕地球匀速转动
11.下列关于运动和力的说法中,正确的是( )
A.物体不受力一定静止
B.物体在受到力的时候,有可能保持静止
C.物体在平衡力的作用下一定做匀速直线运动
D.物体运动方向发生改变,则一定受到力的作用
12.下列说法中正确的是( )
A.匀速直线行驶的汽车所受的合力一定为零
B.受到平衡力作用的弹簧,一定不会发生形变
C.物体的运动速度突然减小,所受合力一定减小
D.两个力的三要素完全相同,这两个力不可能是平衡力
13.如图甲所示.水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示.以下说法正确的是
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力
C.2~4秒物体受到的摩擦力是3N
D.2~4秒物体所受合力为1N
14.下列说法正确的是( )
A.运动的物体具有惯性,静止的物体没有惯性
B.在平直的公路上匀速行驶的汽车受平衡力的作用
C.物体受平衡力的作用,一定保持平衡状态
D.人推车子而未推动,是因为推力小于摩擦力
15.奶奶做饭时,小明在旁边仔细观察,联想到许多物理知识,下列叙述中正确的有
A.泼水时,盆留在手中,水受到惯性作用飞了出去
B.把鸡蛋向碗边一磕,鸡蛋就破了,是利用了力的相互作用
C.饺子上捏出了漂亮的花边,是力改变了物体的形状
D.静止在水平桌面上的电饭锅受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
三、填空题
16.假期外出旅游,如图所示,小明用地钉(类似于长铁钉)将帐篷固定在地面上,他用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地里,则地钉所受摩擦力方向是 ;若要将地钉拔出,则至少需 N的拉力;他发现地面越松软,地钉插入越容易,固定效果越差,固定效果差原因是地钉受到的 小。
17. 如图甲所示,两个重20N 的相同的物块 A、B叠放在一起,受到10N 的水平推力 的作用,在水平地面上一起做匀速直线运动,则此时物体B受到摩擦力大小是 N;若将B与A并列,并让它们一起在同一水平地面上匀速前进,那么需要的水平推力 (填“>”“=”或“<”)。
18.在一水平桌面上,用弹簧测力计水平拉木块向右做匀速直线运动,如图所示,木块所受摩擦力的大小为 N;若仅增大拉力,则木块所受的摩擦力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
19.在用图 (选填“(a)”或“(b)”)所示装置进行“探究二力平衡的条件”实验时,应使物体处于匀速直线运动状态或 状态;图 (选填“(a)”或“(b)”)所示的是研究两物体间相互作用力关系的实验,此时两个力 ,方向相反。
20.推动物理课本在小桌面上做匀速直线运动,物理课本共受 个力的作用,其中除推力和受到的摩擦力是一对平衡力之外,还有受到的 力和 力是一对平衡力.
21.把一个重为0.5N的小球用手压没在水中,排开水的重为0.8N。则此时小球受到浮力和重力的合力为 N,方向 。
22.我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气.所谓沙尘暴可简化为如下情景:快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡,其作用力大小可近似表达为 其中ρ为空气密度,S为沙尘颗粒的横截面积,v为风速.如果沙粒的密度ρ沙为 沙粒半径r为 地面的空气密度ρ0为1.25kg/m3,那么要形成沙尘暴现象,地面的风速至少为 m/s.假设空气密度ρ随地面高度h 的变化关系如图所示,那么当地面风速为8m/s时,当地沙尘暴的最大高度为 m.(沙粒可近似看成球体,且体积
四、实验探究题
23.小明学习小组设计了下图所示的实验,用表面粗糙程度不同的毛巾、棉布、木板等器材“探究阻力对物体运动的影响”。
(1)实验中,如何使小车每一次到达水平面的速度相同 ;
(2)根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车在水平面上运动的距离越 (选填“远”或“近”),说明小车受到的阻力越 (选填“大”或“小”);
(3)根据实验现象,还可以得出的结论是小车滑行的距离与水平面的粗糙程度 (选填“有关”或“无关”),雨天驾驶汽车 (选填“需要”或“不需要”)增大汽车之间的距离;
(4)对上述实验进行分析并进一步推理,如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它的运动状态 (选填“会”或“不会”)发生改变,它将做匀速直线运动,说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
五、计算题
24.如图所示.重50N的物体B,静止在粗糙的水平地面上。
(1)如果用F=5N的力水平向右推它,没有推动,则物体所受的摩擦力f是多大?
(2)如果水平推力F增加到10N,物体刚好做匀速直线运动,此时物体所受的滑动摩擦力f大小为多大?
(3)若将水平向右的推力F增加到15N,物体受到的合力F合为多大?
六、作图题
25.图甲所示是运动员将足球踢出去,足球在空中运动的情景,足球受到的重力为G,在t1时刻落到地面上。请在图乙中画出足球着地前在空中运动过程中受到的合力F合随时间t变化的图像。(足球受到空气的浮力和空气阻力忽略不计)
七、综合题
26.在“探究力和运动的关系”的实验中,让木块由静止开始沿斜面滑下,木块在三种不同水平面上运动一段距离后分别停留在如图所示的位置.
(1)实验需要木块进入不同的水平面有相同的初速度,则木块应从同一斜面 开始下滑.
(2)木块进入水平面后,在运动过程中受到的一对平衡力是 .
(3)实验结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越
(4)推论:如果木块在水平面受到的阻力为零,木块将 .
(5)探究过程中主要采用了科学推理法和 两种研究方法.
(6)在此实验所给器材基础上,添加一个小铁球,运用这些器材一定可探究的是( )
A.物体动能大小与质量是否有关
B.物体动能大小与速度是否有关
C.A、B都可探究
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.人受到的重力与平衡车对人的支持力在同一物体上,是一对平衡力,A符合题意;
B.平衡车在水平地面上滑行,由于车轮的滚动,受到的摩擦是滚动摩擦,B不符合题意;
C.关闭电机后,平衡车仍能继续前进,是平衡车具有惯性,保持原来的运动状态,C不符合题意;
D.若平衡车在运动过程中,所受的力全部消失,平衡车作匀速直线运动,D不符合题意。
故答案为:A.
【分析】水平面上的物体受到的重力和支持力是平衡力;物体滚动时,受到的是滚动摩擦力;惯性是物体继续保持原来状态的性质;运动的物体不受力,匀速直线运动。
2.【答案】A
【解析】【解答】ABC.人静止时,处于平衡状态,受到的重力和平衡车对人的支持力,作用在同一物体上、大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对平衡力,不是相互作用力,故A正确,BC错误;
D.平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
【分析】静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等、方向相反、在同一物体上,同一直线上。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.竖直向上踢出的毽子离脚后具有惯性可以在空中能继续向上飞行,故A错误;
B.竖直向上踢出的毽子到达最高点时受重力和阻力作用,不是受平衡力作用,故B错误;
C.用力将毽子踢出,毽子的运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.毽子水平踢出后,在重力作用下会向下做曲线运动,故D错误。
故选C。
【分析】1、惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
2、二力平衡的条件为:大小相等、方向相反、作用在通过一个物体上、作用在同一条直线上,物体处于匀速直线运动或者静止状态时,受力平衡。
3、力的作用效果:力会使物体的运动状态和物体形状发生改变。
4.【答案】B
【解析】【解答】A、箭落回地面是因为受到重力和空气阻力的作用。如果突然不受任何力,箭不会下落。错误。
B、根据牛顿第一定律,运动的物体在不受外力作用时,会保持原来的运动状态,沿原方向做匀速直线运动,所以箭会一直飞向太阳。正确。
C、箭原本处于运动状态,不受力时不会停在空中,只有原本静止的物体才会保持静止。错误。
D、绕地球转动需要向心力(由引力提供),不受力时箭不会做曲线运动,只会做匀速直线运动。错误。
故答案为:B。
【分析】1、牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2、力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持运动的原因。
3、运动状态的保持:物体不受力时,会保持它原来的运动状态(匀速直线运动或静止)。
5.【答案】C
【解析】【解答】AD.人对木箱的作用力和木箱对人的作用力为一对相互作用力,二者大小相等,方向相反,作用在两个物体上和同一直线上,故A、D错误;
B.人对木箱的推力和地面对木箱的阻力为一对平衡力,即二者大小相等,故B错误;
C.狗受到的重力与木箱对狗的支持力大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上,为一对平衡力,故C正确。
故选C。
【分析】平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,据此分析判断。
6.【答案】A
【解析】【解答】 A.排球在空中飞行时,手已经与排球分开,则排球没有受到手的力,故A正确;
B.手击打排球的力作用在排球上,排球给手的力作用在手上,即二者没有作用在同一物体上,那么它们不是平衡力,故B错误;
C.小赵受到的重力与地面对小赵的支持力都作用在同一物体上,不是相互作用力,故C错误;
D.惯性大小只跟物体的质量大小有关,与速度大小无关,故D错误。
故选A。
【分析】 A.弹力必须通过相互接触才能发生;
B.二力平衡的条件:同一个受力物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
C.相互作用力的特点:受力物体是两个物体,两个力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
D.惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
7.【答案】B
【解析】【解答】A、当小车向左运动时,木块上部由于惯性将保持原来的静止状态,下部被小车向左带动,故物体将向右倾倒;故A错误;
B、小车向右运动时,木块上部由于惯性将保持原来的静止状态,下部被小车向右带动,故物体将向左倾倒,故B正确;
C、当车突然停下时,由于木块具有惯性而保持向右的运动状态,而小车停止,故木块相对小车将向前冲去,即应向右倾倒,故C错误;
D、因A、C错误,故D错误;
故选B.
【分析】当两物体间产生相对运动时,上部物体由于惯性会保持原来的运动状态,故会发生倾倒;本题可以根据选项判断能否发生题干中的现象.对惯性现象的分析,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改或将要发生怎样的改变,同时结合物体受到的力进行判断.
8.【答案】D
【解析】【解答】因为苹果在上升过程中,受到竖直向下的重力和阻力,所以合力等于二力之和,合力的方向是竖直向下的,合力大于G;因为苹果在下降的过程中,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,所以合力等于二力之差,重力大于阻力,合力的方向是竖直向下的,合力小于G,故D正确。故选:D。
【分析】力的合成计算合力的大小,即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和;同一直线反方向二力的合力等于二力之差。
9.【答案】A,B,C
【解析】【解答】A.汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力,所受合力一定为零,A符合题意;
B.竖直向上抛出的小球上升到最高点时只受到重力作用,处于非平衡状态,B符合题意;
C.重400N的物体放在地面上,用200N的力竖直向上提它(拉力小于重力,不能提起物体),此时地面的支持力是200N,物体受到的合力为400N-200N-200N=0N
C符合题意;
D.影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度,因为题中只是说当沿水平方向推着木箱运动时,没说箱子是否运动,如果没推动,箱子受到的是静摩擦力,那么随着推力的变大,摩擦力也变大,如果是运动的,受到的是滑动摩擦力,这时推力增大,摩擦力也是不变的,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】静止和匀速直线运动的物体受到平衡力,平衡力的合力为零;只受一个力的物体,运动状态一定改变。
10.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.从树上掉落的苹果加速下落,运动状态在改变,A符合题意;
B.汽车转弯时,运动方向在改变,B符合题意;
C.小孩沿直滑梯匀速下滑,是匀速直线运动,运动状态不变,C不符合题意;
D.人造地球卫星绕地球运动,运动状态在改变,D符合题意。
故答案为:ABD.
【分析】物体的运动速度、运动方向改变时,运动状态在改变。
11.【答案】B,D
【解析】【解答】A.物体不受力可能静止,也可能做匀速直线运动,A不符合题意;
B.静止的物体在受到平衡力的时候,保持静止,B符合题意;
C.物体在平衡力的作用下,保持静止或匀速直线运动,C不符合题意;
D.力可以使物体的运动状态发生改变,物体运动方向发生改变,则一定受到力的作用,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】物体不受力,可以保持静止状态或匀速直线运动状态;力可以使物体的运动状态发生改变。
12.【答案】A,D
【解析】【解答】A.处于平衡状态的物体所受的合力为零,因此做匀速直线运动的汽车受到的合力一定为零,A符合题意;
B.受到平衡力作用的弹簧,运动状态一定不变,但会发生形变,B不符合题意;
C.物体运动速度突然减小,其运动状态改变了,但所受合力不一定减小,沿原运动方向的合力有可能还增加,C不符合题意;
D.两个力的三要素完全相同,力的大小相等、作用点相同,作用在同一个物体上,但是两个力是同向的,不符合平衡力的条件,这两个力一定不是平衡力,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,平衡力的合力为零;平衡力的方向相反。
13.【答案】B,D
【解析】【解答】A.由v-t图象可知,0~2s,物体没有推动,物体处于平衡状态,推力等于摩擦力,A不符合题意;
B.由v-t图象可知,在4~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,推力和摩擦力是平衡力,B符合题意;
C.由F-t图象可知,在4~6s的推力F=2N,由力的平衡条件可得滑动摩擦力f=F=2N,由v-t图象可知,物体在2~4s做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,则在2~4s物体受到的摩擦力仍是2N,C不符合题意;
D.由图可知2~4s的推力为3N,物体在2~4s的合力F合=F2-f=3N-2N=1N,D符合题意.
故答案为:BD
【分析】根据物体受到力后的状态,判断受力情况,静止或匀速直线运动时,物体受到平衡力的作用;运动状态改变时,受力不平衡。
14.【答案】B,C
【解析】【解答】解:A、任何物体都具有惯性,故该选项说法不正确;
B、汽车做匀速直线运动,因此受到的力是平衡力,故该选项说法正确;
C、物体受平衡力的作用时,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,这两种状态都叫平衡状态,故该选项说法正确;
D、人推车子而未推动,车子处于静止状态,受到的力是平衡力,推力等于摩擦力,故该选项说法不正确。
故选BC。
【分析】(1)惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,是物体的基本属性,任何物体都具有惯性;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力。
15.【答案】B,C,D
【解析】【解答】解:A、往地上泼水时,盆虽然留在手中,但是水却由于惯性而飞了出去,而不是受到惯性作用,故A选项错误;
B、把鸡蛋向碗边用力撞,力的作用是相互的,碗也会给鸡蛋一个同样大小的作用力,所以鸡蛋破了,故B选项的说法正确;
C、力的作用效果包括,力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态,饺子上的花边是由于力改变物体的形状形成的,故C选项正确;
D、电饭锅受到的重力和桌面对它的支持力是作用在同一直线上的两个力,大小相等,方向相反,所以是一对平衡力,故D选项正确.
故选BCD.
【分析】分析四个选择项中提到的物理情景所涉及的物理知识,然后用相关的知识进行分析并验证其说法的对与错.
16.【答案】竖直向上;110;摩擦力(压力)
【解析】【解答】小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面,地钉受到竖直向下的压力、重力和摩擦力,根据力的平衡条件可知,地钉所受摩擦力的方向是竖直向上的; 摩擦力的大小为:
f=F+G=100N+5N=105N
若要将地钉拔出,此时地钉受到竖直向下的重力和摩擦力,以及竖直向上的拉力,根据力的平衡条件可知,若要将地钉拔出,需要的拉力:
F'=f+G=105N+5N=110N
地面越松软,地面与钉子间的压力越小,地面对钉子的摩擦力越小。
故答案为:竖直向上;110;摩擦力。
【分析】摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反;
用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面或者把铁钉拔出,分析地钉受到的力,然后根据二力平衡条件即可求得摩擦力和拉力;
摩擦力的影响因素有:压力大小和接触面的粗糙程度,压力越大,摩擦力越大。
17.【答案】0;=
【解析】【解答】 A、B叠放后一起做匀速直线运动,B相对于A没有相对运动或相对运动的趋势,因此A对B没有摩擦力作用,即物体B受到的摩擦力大小为 0 N 。 由于滑动摩擦力大小不变,而物体做匀速直线运动时,推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。因此,两种情况下所需的水平推力 F2 = F1。
【分析】 要解决此题,需分两部分分析:一是判断物体B受到的摩擦力,利用二力平衡和相对运动状态分析;二是比较两种放置方式下的推力大小,依据滑动摩擦力的影响因素(压力和接触面粗糙程度)判断。
18.【答案】1.2;不变
【解析】【解答】由图示知,弹簧测力计的的分度值为0.2N,示数为1.2N。木块在测力计的拉动下做匀速直线运动,则在水平方向上的两个力:拉力和摩擦力是一对平衡力,所以木块所受的摩擦力的大小为1.2N。
在接触面的粗糙程度,对接触面的压力不变的情况下,仅增大拉力,木块所受的摩擦力将不变。
【分析】物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力等于摩擦力;物体与地面接触面的粗糙程度和压力会影响滑动摩擦力的大小,与速度和接触面大小无关。
19.【答案】(b);静止;(a);大小相等
【解析】【解答】探究二力平衡的条件时,用弹簧测力计测出物体所受的力,所以要有物体,故应该是b图。“探究二力平衡的条件”实验时,要让物体处于平衡状态,所以要么让物体静止要么让物体做匀速直线运动。图a中,两个弹簧测力计相互作用,所以图a研究的是相互作用力的特点。
【分析】探究二力平衡时,两个力作用在同一物体上,实验时受力物体处于平衡状态,探究物体间相互作用时两个力之间相互作用。
20.【答案】四;重;支持
【解析】【解答】解:推动物理课本在小桌面上做匀速直线运动,物理课本共受四个力的作用,在水平方向上,推力的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上是一对平衡力;
在竖直方向上,重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上,是一对平衡力.
故答案为:四;重;支持.
【分析】物体做匀速直线运动时,受到的是平衡力.一对平衡力必须同时符合四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上.
21.【答案】0.3;竖直向上
【解析】【解答】小球所受重力大小为0.5N,方向竖直向下,浮力大小为0.8N,方向为竖直向上,所以小球受到浮力和重力的合力大小为F=F浮-G=0.8N- 0.5N=0.3N,方向与浮力方向一致,竖直向上。
【分析】若物体所受的两个力方向相反,则合力大小为二力大小之差,方向与较大的力的方向一致。
22.【答案】4;6292
【解析】【解答】 沙尘颗粒受重力G=mg=ρ沙πr3g,与空气作用力为:f=ρSv2=ρπr2v2,作用而平衡,
在地面附近空气密度ρ0=1.25kg/m3,由平衡条件得:ρ沙πr3g=ρ0πr2v2,
则,
解得:v≈4m/s
当风速v=8m/s时,由ρ沙πr3g=ρ0πr2v2,
解得:ρ=0.30625kg/m3=;
由图像知,密度ρ与高度h是一次函数关系,设关系式是ρ(ρ0)=kh+b
将h=0,ρ=1 代入得1=b
将h=5,ρ=0.4代入得0.4=5k+1
解得:k=-0.12
所以ρ与h的关系式是:ρ(ρ0)=-0.12h+1,
.
【分析】 沙尘颗粒受竖直向上的风力f与竖直向下的重力G作用处于平衡状态,由二力平衡条件知,重力G和风力F相等,列出等式,解方程求出风的速度;由平衡条件求出风速为8m/s时空气的密度,由图像求出空气密度随高度变化的关系,然后由空气的密度求出沙尘暴的高度。
23.【答案】每次使小车从斜面的同一高度由静止滑下;远;小;有关;需要;不会;不需要
【解析】【解答】探究阻力对物体运动的影响,
(1)实验中,需控制小车每一次到达水平面的速度相同,使小车从斜面的同一高度由静止滑下。
(2)通过实验发现:水平面越光滑,小车速度减小的越慢,在水平面上运动的距离越远,小车受到的阻力越小。
(3)小车滑行的距离与水平面的粗糙程度有关,水平面越粗糙,小车受到的摩擦力越大,运动的距离越近;雨天,路面变光滑,汽车受到的摩擦力变小,刹车后滑行的距离变远,驾驶汽车需要增大汽车之间的距离。
(4)进一步推理可知:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,速度不会减小,它的运动状态不会发生改变,将做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
【分析】(1)物体从斜面下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)运动的物体受到的阻力越小, 运行越远;
(3)接触面越粗糙,摩擦力越大,物体运行越近,增大汽车间距,可以减小惯性的危害;
(4)运动的物体不受力,运动状态不变;物体的运动不需要力维持。
24.【答案】(1)解:物体处于静止状态,摩擦力与推力平衡,则f=F=5N,
方向向左
(2)解:物体处于匀速直线运动状态,摩擦力与推力平衡,则f′=F′=10N,
方向向左
(3)解:将水平向右的推力F增加到15N,由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,则F合 =F-f=15N-10N=5N,
方向与推力方向相同。
【解析】【分析】当物体受到两个等大反向的力时,物体就会处于匀速直线运动状态或静止状态,即为平衡状态;相互平衡的两个力,要大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
25.【答案】
【解析】【解答】不计空气阻力,足球着地前在空中运动过程中只受重力作用,因此随着时间t的变化,足球受到的合力F合始终为G,如图所示:
【分析】物体受力分析,明确物体和周围几个物体相接触,即每个力应找到施力物体。
26.【答案】(1)同一高度
(2)重力和支持力
(3)慢
(4)做匀速直线运动
(5)控制变量法
(6)B
【解析】【解答】解:(1)要研究木块在水平面上滑行的距离,必须控制变量,即控制控制木块的初速度相同,即让木块从斜面的同一高度滑下;
(2)木块在水平面上运动时,所受的重力和支持力是一对平衡力;
(3)接触面的粗糙程度不同,木块受到的阻力不同,因为力是改变物体运动状态的原因,所以木块运动的距离不同,由此得出结论:平面越光滑,木块受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(4)由题干中图可知:木块在粗糙水平面上受到的阻力越大,前进的距离越近,在光滑平面上受到的阻力越小,前进的距离越远.由此可以推理:当木块不受阻力时,应该沿着光滑的水平面永远保持匀速直线运动状态;
(5)探究过程中主要采用了科学推理法和控制变量法;
(6)在此实验所给器材基础上,添加一个小铁球,运用小铁球在斜面的不同高度处滚下,获得不同的速度,撞击木块,比较木块被撞击的距离,可以探究动能大小与速度的关系,故选B.
故答案为:(1)同一高度;(2)重力和支持力;(3)慢;(4)做匀速直线运动;(5)控制变量法;(6)B.
【分析】(1)能科学的认识事物,分析现象和把握物理规律;
(2)在水平面上运动时,小车所受的重力和支持力是一对平衡力;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)牛顿第一定律不能直接从实验得出结论,是在大量事实经验的基础上推理概况出来的.
(5)此实验运用的主要方法是转化法和控制变量法;
(6)探究动能的影响因素的实验可以在此基础上添加小铁球进行.
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