压轴03 力与运动、机械 4大核心考向(压轴题专练)(山东专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-15
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内容正文:
压轴03 力与运动、机械 4大核心考向 (原卷版)
命题预测
2026中考关于“力、运动和力”模块的题目重点考查学生对惯性、平衡力与相互作用力、摩擦力等核心概念的本质理解,更加注重在真实情境中考查学生的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。
高频考法
1.力的初步认识
2.运动和力的理解
3.力现象的实验探究
知识·技法·思维
一、力的初步认识
1.力
核心考点
详细内容
备注/易错点
定义
力是物体对物体的作用(符号 F)
力不能脱离物体存在,单独一个物体不会产生力
单位
牛顿,简称牛,符号 N
起两个鸡蛋的力大约是 1N
作用条件
1. 必须有两个物体(施力物体、受力物体);
2. 物体间必须发生相互作用
不接触的物体间也可能产生力(如磁力、重力)
作用特点
物体间力的作用是相互的
施力物体同时也是受力物体。相互作用力同时产生、同时消失
作用效果
1.改变物体的形状(使物体发生形变);
2. 改变物体的运动状态。
“运动状态改变”包括:速度大小改变、运动方向改变。
2.弹力 重力 摩擦力
弹力
重力
摩擦力
定义
物体由于发生弹性形变而对阻碍它形变恢复的其它物体产生的力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。用字母G表示
两个相互接触的的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。用字母f表示
产生条件
①两物体互相接触;
②物体发生弹性形变
在地球周围有质量的物体
①物体接触面粗糙;
②物体间相互接触且挤压;
③物体间有相对运动或相对运动的趋势
大小
在弹性限度内,物体的形变越大,产生的弹力就越大
物体所受的重力大小跟它的质量大小成正比(G=mg)
压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大
方向
垂直于物体表面(与形变恢复的方向相同)
总是竖直向下的(应用:铅垂线)
与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反
作用点
作用于阻碍物体形变恢复的物体表面
重心
(重心越低稳定性越好)
作用于接触点(面)
物体受力分析时都画在重心上
特点
接触力
非接触力
接触力
二、运动和力的理解
1.运动和力的关系
说明:
(1)物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)物体在平衡力作用下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(3)一个物体若处于静止状态或匀速直线运动状态,则物体可能不受力,可能受平衡力。
(4)只要物体的运动状态发生了改变,它一定受力,且一定是非平衡力。
2.惯性的理解
(1)普遍性:惯性是一切物体所固有的一种属性,一切物体在任何情况下都有惯性。
(2)特点:惯性不是力,不能把惯性叫作“惯性力”,不能说物体受到“惯性作用”,也不能把惯性与物体受到的力选行大小比较。
(3)大小:物体的惯性大小只与质量有关,物体的质量越大,惯性就越大;质量越小,惯性就越小。质量是惯性大小的唯一量度。
三、简单机械
1.杠杆:在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒就是杠杆。
支点
杠杆绕着转动的固定点,通常用O表示
动力
为达到目的而使杠杆转动的力,通常用F1表示
阻力
阻碍杠杆转动的力,通常用F2表示
动力臂
从支点到动力作用线的距离叫动力臂,通常用l1表示
阻力臂
从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂,通常用l2表示
2.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式表示:F1l1=F2l2.应用平衡条件进行计算时,单位要统一,即力的单位统一,力臂的单位统一.
3.生活中需要使用怎样的杠杆,要根据工作对象来确定.若克服的阻力较大,徒手不能完成时,往往需要用省力杠杆,如用钳子剪断铁丝、用起子开瓶盖、用核桃夹夹开核桃等;若克服的阻力较小,为了使工作快捷,需要用费力杠杆达到省距离的目的,如用镊子夹取棉球、用钓鱼竿钓鱼、用船桨划龙舟等
4. 滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
使用滑轮组时,动滑轮由几段绳子承担(设为n),提起物体时的力就是物重的几分之一,即为F=G物(不计动滑轮重、绳重和摩擦).若考虑动滑轮重,则有F=(G物+G动)
等臂杠杆;不省力,但是可以改变力的方向
动力臂等于2倍阻力臂的杠杆;不能改变力的方向,但能够省一半的力
四、力现象的实验探究
1.探究阻力对物体运动的影响
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布、小车等。
【实验装置】
【设计和进行实验】
在水平面上分别铺上不同材料,目的是改变小车在水平面上运动时受到的阻力。
分别让小车从三个斜面的同一位置由静止释放,观察小车滑下后,在不同表明上运动的距离。
实验方法:
(1)转换法:将阻力对物体运动的影响转换为小车在水平面上移动的距离。
(2)控制变量法:每次均保持小车从斜面同一高度由静止落下,目的是使小车运动到水平面的速度相同。
【实验结论】
水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动得越远。推理:假如水平面完全没有摩擦,小车将一直做匀速直线运动。
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验原理:二力平衡
实验操作:使木块在弹簧测力计拉力的作用下,必须沿水平方向做匀速直线运动,这样做的目的是使滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力。
实验方法:转换法、控制变量法
交流反思:
①本实验缺点:实验过程中很难保持物体做匀速直线运动且弹簧测力计的示数不稳定。
②改进装置
改进的好处:不需要木板做匀速直线运动,且弹簧测力计示数稳定,能方便、准确地测出滑动摩擦力的大小。
实验结论:滑动摩擦力的大小跟物体间接触面的粗糙程度以及压力的大小有关。在压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;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。
典例·靶向·突破
题型01 力的初步认识
1.(2025·四川绵阳·中考真题)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变
B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力
D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
题型02 运动和力的理解
2.(2025·山东聊城·三模)下面是同学们在学校进行运动时的场景,有关其原理的分析中,正确的是( )
A.立定跳远起跳时用力蹬地,这利用了物体间力的作用是相互的
B.投篮时,空中飞行的篮球一定受到平衡力
C.拔河比赛时,赢的一方对绳子施加的拉力更大
D.雪地足球赛中踢出去的足球由于受到惯性力的作用,继续向前运动
题型03 杠杆平衡条件的应用
3.(2025·山东济南·中考真题)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
题型04 力现象的实验探究
3.(2025·山东淄博·一模)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,其目的是使小车进入水平面时的 ________ 相同;在下滑过程中,小车的 ________ 能转化为小车的动能;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离
B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 _____ (选填序号①毛巾②棉布③木板)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是______。
A.物体受力,运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用
D.物体运动状态改变,一定受力
(6)若水平面的材料相同,增加一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,还可以探究小车的动能与 _______ 的关系。
4.(2025·山东东营·中考真题)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验,如图所示。
(1)实验前要把弹簧测力计在___________(填“水平”或“竖直”)方向上调零;
(2)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其在木板表面或毛巾表面做___________运动,根据___________的条件,可知此时摩擦力和拉力大小相等;
(3)比较甲、乙图中弹簧测力计的示数,可知滑动摩擦力的大小与___________有关;
(4)利用如图甲的实验装置重复操作,下列哪几个选项的木块所受摩擦力大小仍为1.6N:___________(填字母);
A.将水平拉力增大到3N
B.让木块以更大的速度运动
C.将木块从中间竖直切开后叠放
D.将木块水平切去一半
(5)有同学利用拉力传感器和木板改进实验,如图丁所示。请写出该实验的两条优点:___________;___________。
6.(2025·山东枣庄·三模)在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆左端下沉,如图甲,则应将螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在表格中。分析表中实验数据,第3次实验的杠杆类型属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
次序
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
16.0
1.0
8.0
2
1.0
15.0
1.0
15.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(3)如图乙,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,F的大小将________(填字母)。
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
(4)某次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图丙所示,不计摩擦,杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是________;
(5)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种橡皮,使其在水平位置再次平衡,如图丁所示,则力臂________。若两边同时各取走一块橡皮,则杠杆的________(选填“左”或“右”,下空同)端将下沉;若将两边橡皮同时向靠近支点O方向移动相同距离,则杠杆的________端将下沉。
一、单选题
1.(2025·四川泸州·二模) 2025年春晚节目《秧BOT》是机器人和舞蹈演员一起表演的创意融合舞蹈,整个表演令人眼前一亮。在喜庆的氛围中也彰显了我国极为先进的人工智能算法和精确的运动控制技术。下列有关机器人表演说法错误的是( )
A.地面对机器人的支持力就是地面产生的弹力
B.机器人一只脚悬空表演与两只脚站立表演,它对地面产生的压力大小不变
C.机器人静止时,它受到的重力和机器人对地面的压力是一对相互作用力
D.机器人手中的手绢不断翻飞,说明力可以改变物体的运动状态
2.(2026·山东聊城·一模)“一棹劈开千顷浪,百桡搅动闹元宵”,2026年3月1日在广东省中山市举办了粤港澳大湾区龙舟邀请赛,以下说法正确的是( )
A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.运动员用船桨向后划水,龙舟加速运动,此时龙舟处于平衡状态
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速运动,船桨对水的力与水对船桨的力大小相等
3.(2025·山东德州·中考真题)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,实现中国航天史上第6次“太空会师”,如图所示。下列说法正确的是( )
A.运载火箭发射升空过程利用了力的作用是相互的
B.对接成功后,载人飞船相对于天和核心舱是运动的
C.在轨运行的中国空间站处于平衡状态
D.空间站的航天员惯性消失
4.(2025·山东泰安·中考真题)2025年2月12日,我国运动员摘得第九届亚冬会越野滑雪女子公里接力金牌,图为运动员比赛中滑行时的情景。下列说法中( )
①由于惯性,运动员停止撑滑雪杖后不能立即停下来
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
③以地面为参照物运动员是静止的
④运动员用力撑滑雪杖加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态
A.只有②③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有①③④正确
5.(2024·山东淄博·中考真题)避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石(如图),失控车辆冲入陡坡会快速停下,保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是( )
A.铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B.车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C.车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D.失控车辆冲入陡坡后动能不变
6.(2026·山东济宁·一模)如图所示,木块A与小车在水平地面上一起向右运动,各接触面粗糙,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.木块A对小车的压力与地面对小车的支持力是一对平衡力
B.木块A受到的重力与小车对木块A的支持力是一对相互作用力
C.若小车突然减速,木块A受到向左的摩擦力
D.若木块A随小车一起向右做匀速直线运动,木块A受到向右的摩擦力
7.(2025·山东·中考真题)小明使用筷子夹菜时,发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析,如图所示。以下选项错误的是( )
A.F1为动力 B.L1为动力臂
C.F2为阻力 D.L2为阻力臂
8.(2025·山东烟台·中考真题)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A.是定滑轮,可以省力 B.是动滑轮,可以省力
C.是定滑轮,可以改变力的方向 D.是动滑轮,可以改变力的方向
9.(2025·山东青岛·中考真题)(多选)在践行青岛中小学生“十个一”行动中,小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N,小明的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.独轮车是一个费力杠杆 B.小明对车竖直向上的力F为400N
C.小明对地面的压力为900N D.小明对地面的压强为
二、填空题
10.(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是_______________(选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在______________(选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
11.(2025·山东德州·中考真题)如图所示,物体A重10N,B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动,如图甲所示,此时A受到的摩擦力为______N;现用水平向左的力F拉A,使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动,如图乙所示,则F大小为______N。(水平桌面足够长,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。)
三、实验题
12.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的________相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与________有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计________(选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为________N。
13.(2025·陕西西安·模拟预测)小明进行了“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。在实验后交流的过程中,小明发现有同学设计的实验装置如图甲所示。实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动,请回答下列问题:
(1)为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是________(选填序号);
A.木板的质量 B.木块的质量
C.砝码的质量 D.托盘和砝码的总质量
(2)小明对实验装置进行了改进,在长木板的下表面贴上棉布,如图乙所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与________的关系。实验过程中,________(选填“必须”或“不必”)匀速拉动长木板。当沙桶中沙子增加时,压力传感器的示数________,拉力传感器的示数________(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)小明往沙桶中加入不同质量的沙子,将拉力传感器和压力传感器的数据传输至电脑,画出摩擦力与压力的关系图像如图丙所示,根据图像可以看出,滑动摩擦力的大小与压力大小的比值是________的(选填“变化”或“不变”);
(4)接下来,小明将长木板翻过来,使贴有棉布的那一面与铁块接触,重复上述实验,并根据实验数据也在图丙中画出了这次实验的摩擦力与压力的关系图像,你认为这个图像应在图丙中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)区域。
14.(2025·山东威海·三模)实验小组探究“杠杆的平衡条件”,实验过程如下。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆左端的平衡螺母向___________移;
(2)调节杠杆平衡后,小明在杠杆左侧位置先挂了3个钩码(如图乙所示),接下来他应在右侧位置挂_____个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)经过多次实验,得出杠杆平衡条件的结论后,实验小组又提出了新的问题:若支点不设置在杠杆中点,之前得出的杠杆平衡条件是否仍成立?于是他又用如图丙所示装置继续探究,发现得到的数据明显不相符,原因是:___________;
(4)小组同学继续研究我国古代的取水工具桔槔,如图丁a所示,在井边的树杈上架一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁b所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,可行的方法是___________。(写出一条即可)
(5)抛石机是古代的一种重型攻城兵器,如图所示,它实际是一种___________杠杆,在发射前后,其能量___________(选填“守恒”或“不守恒”)。
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压轴03 力与运动、机械 4大核心考向 (解析版)
命题预测
2026中考关于“力、运动和力”模块的题目重点考查学生对惯性、平衡力与相互作用力、摩擦力等核心概念的本质理解,更加注重在真实情境中考查学生的物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。
高频考法
1.力的初步认识
2.运动和力的理解
3.杠杆平衡条件的应用
4.力现象的实验探究
知识·技法·思维
一、力的初步认识
1.力
核心考点
详细内容
备注/易错点
定义
力是物体对物体的作用(符号 F)
力不能脱离物体存在,单独一个物体不会产生力
单位
牛顿,简称牛,符号 N
起两个鸡蛋的力大约是 1N
作用条件
1. 必须有两个物体(施力物体、受力物体);
2. 物体间必须发生相互作用
不接触的物体间也可能产生力(如磁力、重力)
作用特点
物体间力的作用是相互的
施力物体同时也是受力物体。相互作用力同时产生、同时消失
作用效果
1.改变物体的形状(使物体发生形变);
2. 改变物体的运动状态。
“运动状态改变”包括:速度大小改变、运动方向改变。
2.弹力 重力 摩擦力
弹力
重力
摩擦力
定义
物体由于发生弹性形变而对阻碍它形变恢复的其它物体产生的力
由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。用字母G表示
两个相互接触的的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。用字母f表示
产生条件
①两物体互相接触;
②物体发生弹性形变
在地球周围有质量的物体
①物体接触面粗糙;
②物体间相互接触且挤压;
③物体间有相对运动或相对运动的趋势
大小
在弹性限度内,物体的形变越大,产生的弹力就越大
物体所受的重力大小跟它的质量大小成正比(G=mg)
压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大
方向
垂直于物体表面(与形变恢复的方向相同)
总是竖直向下的(应用:铅垂线)
与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反
作用点
作用于阻碍物体形变恢复的物体表面
重心
(重心越低稳定性越好)
作用于接触点(面)
物体受力分析时都画在重心上
特点
接触力
非接触力
接触力
二、运动和力的理解
1.运动和力的关系
说明:
(1)物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)物体在平衡力作用下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(3)一个物体若处于静止状态或匀速直线运动状态,则物体可能不受力,可能受平衡力。
(4)只要物体的运动状态发生了改变,它一定受力,且一定是非平衡力。
2.惯性的理解
(1)普遍性:惯性是一切物体所固有的一种属性,一切物体在任何情况下都有惯性。
(2)特点:惯性不是力,不能把惯性叫作“惯性力”,不能说物体受到“惯性作用”,也不能把惯性与物体受到的力选行大小比较。
(3)大小:物体的惯性大小只与质量有关,物体的质量越大,惯性就越大;质量越小,惯性就越小。质量是惯性大小的唯一量度。
三、简单机械
1.杠杆:在力的作用下能绕着固定点O转动的硬棒就是杠杆。
支点
杠杆绕着转动的固定点,通常用O表示
动力
为达到目的而使杠杆转动的力,通常用F1表示
阻力
阻碍杠杆转动的力,通常用F2表示
动力臂
从支点到动力作用线的距离叫动力臂,通常用l1表示
阻力臂
从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂,通常用l2表示
2.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,公式表示:F1l1=F2l2.应用平衡条件进行计算时,单位要统一,即力的单位统一,力臂的单位统一.
3.生活中需要使用怎样的杠杆,要根据工作对象来确定.若克服的阻力较大,徒手不能完成时,往往需要用省力杠杆,如用钳子剪断铁丝、用起子开瓶盖、用核桃夹夹开核桃等;若克服的阻力较小,为了使工作快捷,需要用费力杠杆达到省距离的目的,如用镊子夹取棉球、用钓鱼竿钓鱼、用船桨划龙舟等
4. 滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
使用滑轮组时,动滑轮由几段绳子承担(设为n),提起物体时的力就是物重的几分之一,即为F=G物(不计动滑轮重、绳重和摩擦).若考虑动滑轮重,则有F=(G物+G动)
等臂杠杆;不省力,但是可以改变力的方向
动力臂等于2倍阻力臂的杠杆;不能改变力的方向,但能够省一半的力
四、力现象的实验探究
1.探究阻力对物体运动的影响
【实验器材】斜面、木板、毛巾、棉布、小车等。
【实验装置】
【设计和进行实验】
在水平面上分别铺上不同材料,目的是改变小车在水平面上运动时受到的阻力。
分别让小车从三个斜面的同一位置由静止释放,观察小车滑下后,在不同表明上运动的距离。
实验方法:
(1)转换法:将阻力对物体运动的影响转换为小车在水平面上移动的距离。
(2)控制变量法:每次均保持小车从斜面同一高度由静止落下,目的是使小车运动到水平面的速度相同。
【实验结论】
水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动得越远。推理:假如水平面完全没有摩擦,小车将一直做匀速直线运动。
2.探究影响滑动摩擦力大小的因素
实验原理:二力平衡
实验操作:使木块在弹簧测力计拉力的作用下,必须沿水平方向做匀速直线运动,这样做的目的是使滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力。
实验方法:转换法、控制变量法
交流反思:
①本实验缺点:实验过程中很难保持物体做匀速直线运动且弹簧测力计的示数不稳定。
②改进装置
改进的好处:不需要木板做匀速直线运动,且弹簧测力计示数稳定,能方便、准确地测出滑动摩擦力的大小。
实验结论:滑动摩擦力的大小跟物体间接触面的粗糙程度以及压力的大小有关。在压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;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.探究杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡:杠杆保持静止,即为达到平衡状态。(即使杠杆倾斜,只要静止就是平衡状态)
(2)实验前,调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。
①平衡螺母的调节方法:“左高左调,右高右调”杠杆平衡后的实验过程中不能再调节平衡螺母。
②调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于直接测量力臂。
(3)选择杠杆中点作为支点的原因:消除杠杆自重对实验的影响。
(4)实验方法:实验时,要改变力和力臂的大小,多做几次实验,以避免偶然性,找出普遍规律。
(5)拓展:弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆,测力计示数的变化(如图所示,拉力力臂变小,弹簧测力计示数变大)
(7)结论:杠杆的平衡条件是:动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,用公式表示:F1L1=F2L2。
典例·靶向·突破
题型01 力的初步认识
1.(2025·四川绵阳·中考真题)碰撞试验是检测汽车安全性能的重要方式之一。如图所示,让载有假人的汽车,以一定的速度冲向墙壁,碰撞后根据车辆和假人的受损程度、车门能否打开等指标判定汽车的安全性能。在汽车与墙壁碰撞的过程中( )
A.汽车对墙壁的力使汽车发生形变
B.墙壁对汽车的力使汽车运动状态改变
C.汽车对墙壁的力大于墙壁对汽车的力
D.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力施力物体相同
【答案】B
【详解】A.汽车对墙壁的力,受力物体是墙壁,所以这个力会使墙壁发生形变,而非汽车,故A不符合题意;
B.墙壁对汽车的力,受力物体是汽车,力可以改变物体的运动状态,体现在汽车发生碰撞后速度变化,所以这个力使汽车运动状态改变,故B符合题意;
C.汽车对墙壁的力和墙壁对汽车的力是一对相互作用力,二者大小相等,故C不符合题意;
D.汽车对墙壁的力,施力物体是汽车,墙壁对汽车的力,施力物体是墙壁,二者施力物体不同,故D不符合题意。
故选B。
题型02 运动和力的理解
2.(2025·山东聊城·三模)下面是同学们在学校进行运动时的场景,有关其原理的分析中,正确的是( )
A.立定跳远起跳时用力蹬地,这利用了物体间力的作用是相互的
B.投篮时,空中飞行的篮球一定受到平衡力
C.拔河比赛时,赢的一方对绳子施加的拉力更大
D.雪地足球赛中踢出去的足球由于受到惯性力的作用,继续向前运动
【答案】A
【详解】A.立定跳远起跳时用力蹬地,人给地面一个向后的力,人之所以能够向前运动,是因为地面同时给人一个向前的反作用力,所以利用了物体间力的作用是相互的,故A正确;
B.投篮时,空中飞行的篮球受到重力和空气阻力,篮球在空中的运动状态不断改变,所以这两个力不是平衡力,故B错误;
C.拔河比赛时,由于力的作用的相互性,赢的一方对绳子的拉力等于失败一方对绳子的拉力,失败一方是由于受到地面的摩擦力小于拉力而造成的,故C错误;
D.踢出去的足球能够继续向前,是因为足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力,题目中说法错误,故D错误。
故选A。
题型03 杠杆平衡条件的应用
3.(2025·山东济南·中考真题)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】A
【详解】以O点为支点,重物对小车的拉力为阻力,阻力大小等于重物的重力,在转动过程中阻力大小不变;阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离,随着小车绕O点转动,阻力臂逐渐变小。力F为动力,动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离,由于F始终垂直挡板,动力臂大小始终等于挡板的长度,保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,动力臂和阻力大小不变,阻力臂变小,所以动力F的大小一直减小。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
题型04 力现象的实验探究
4.(2025·山东淄博·一模)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,其目的是使小车进入水平面时的 ________ 相同;在下滑过程中,小车的 ________ 能转化为小车的动能;
(2)实验通过观察______(选填字母)来反映阻力对物体运动的影响;
A.小车滑行的距离
B.接触面的粗糙程度
(3)由实验可以知道,小车在 _____ (选填序号①毛巾②棉布③木板)表面上运动时,速度减小得慢;
(4)下列对此实验的分析或推理正确的是______;
A.实验中运动的小车会停下来,说明运动要靠力来维持
B.如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来
(5)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,其中观点正确的是______。
A.物体受力,运动状态一定改变
B.物体不受力,一定会保持静止
C.物体运动,一定受到力的作用
D.物体运动状态改变,一定受力
(6)若水平面的材料相同,增加一个木块,让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,还可以探究小车的动能与 _______ 的关系。
【答案】(1) 初速度 重力势
(2)A
(3)③
(4)B
(5)D
(6)速度
【详解】(1)[1][2]让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下,则开始时小车的重力势能相同,下滑过程中,小车的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,小车的重力势能转化为动能,则小车的动能相同,小车的质量不变,所以小车到达水平面的初速度相同。
(2)实验运用转换法,通过观察小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,小车滑行的距离越长,说明阻力越小,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)表面越光滑,小车速度减小的越慢,滑出的距离越远,木板比棉布、毛巾光滑,小车在木板上运动时,速度减小的慢,滑出的距离最远,故选③。
(4)A.实验中运动的小车会停下来,因为小车受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.表面越光滑,小车速度减小的越慢,推理:如果小车在水平面运动时不受阻力,它就不会停下来,故B正确。
故选B。
(5)A.物体受力平衡时,可以保持静止状态或匀速直线运动状态,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,物体不受力,会保持静止或匀速直线运动,不一定静止,故B错误;
C.根据牛顿第一定律,物体不受力的作用,也可以做匀速直线运动,故C错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变,一定受到力的作用,故D正确。
故选D。
(6)让同一小车从同一斜面的不同高度由静止滑下,达到斜面底端的速度不同,控制小车质量不变,便可探究动能与速度的关系。
5.(2025·山东东营·中考真题)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验,如图所示。
(1)实验前要把弹簧测力计在___________(填“水平”或“竖直”)方向上调零;
(2)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其在木板表面或毛巾表面做___________运动,根据___________的条件,可知此时摩擦力和拉力大小相等;
(3)比较甲、乙图中弹簧测力计的示数,可知滑动摩擦力的大小与___________有关;
(4)利用如图甲的实验装置重复操作,下列哪几个选项的木块所受摩擦力大小仍为1.6N:___________(填字母);
A.将水平拉力增大到3N
B.让木块以更大的速度运动
C.将木块从中间竖直切开后叠放
D.将木块水平切去一半
(5)有同学利用拉力传感器和木板改进实验,如图丁所示。请写出该实验的两条优点:___________;___________。
【答案】(1)水平
(2) 匀速直线 二力平衡
(3)接触面的粗糙程度
(4)ABC
(5) 不用匀速拉动长木板 拉力读数更加便捷
【详解】(1)因实验中要沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,且在水平方向上读数,故实验前要把弹簧测力计在水平方向上调零。
(2)[1][2]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上才受力平衡,根据二力平衡的条件,拉力大小才等于摩擦力的大小。
(3)甲、乙两次实验中,压力大小相同,改变了接触面的粗糙程度,可以探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
(4)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
A.将水平拉力增大到3N,压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以滑动摩擦力的大小不变,故A符合题意;
B.让木块以更大的速度运动,改变物体的运动状态不影响滑动摩擦力的大小,故B符合题意;
C.将木块从中间竖直切开后叠放,木块对接触面的压力等于木块的重力,木块的重力没变,则压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以滑动摩擦力的大小不变,故C符合题意;
D.将木块水平切去一半,木块的重力减小,木块对接触面的压力减小,滑动摩擦力变小,故D不符合题意。
故选ABC。
(5)[1][2]无论木板是匀速还是变速运动,木块相对于地面都处于静止状态,受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力始终是一对平衡力,弹簧测力计示数稳定。所以该实验的优点是:不用匀速拉动长木板,拉力读数更加便捷。
6.(2025·山东枣庄·三模)在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆左端下沉,如图甲,则应将螺母向________(选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)调节钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,读出实验数据并记录在表格中。分析表中实验数据,第3次实验的杠杆类型属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
次序
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
16.0
1.0
8.0
2
1.0
15.0
1.0
15.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
(3)如图乙,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,F的大小将________(填字母)。
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
(4)某次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),如图丙所示,不计摩擦,杠杆________(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡,原因是________;
(5)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种橡皮,使其在水平位置再次平衡,如图丁所示,则力臂________。若两边同时各取走一块橡皮,则杠杆的________(选填“左”或“右”,下空同)端将下沉;若将两边橡皮同时向靠近支点O方向移动相同距离,则杠杆的________端将下沉。
【答案】(1)右
(2)费力
(3)C
(4) 不能 杠杆右端的力臂变小
(5) 2:1 右 左
【详解】(1)实验前,杠杆左端下沉,说明杠杆左端质量减小,如图甲,则应将螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)第3次实验的杠杆的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
(3)如图乙,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中,动力臂不变,阻力臂变大,阻力不变,由杠杆平衡条件得,F的大小将变大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[1][2]某次实验后,用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线(保持上端悬点不动),杠杆左端力与力臂的乘积不变;杠杆右端作用在杠杆上的力不变,对应力臂变小,则杠杆右端力与力臂的乘积小于杠杆左端力与力臂的乘积,杠杆不能在水平位置保持平衡。
(5)[1]如图戊所示,设一块橡皮受到的重力为G,则左侧橡皮对杠杆的压力为2G,右侧橡皮对杠杆的压力为4G,根据杠杆平衡原理有,所以可得
[2]两边同时各取走一块橡皮后,左侧橡皮对杠杆的压力为G,右侧橡皮对杠杆的压力为3G,则有,所以可知则杠杆的右端将下沉。
[3]设移动的距离为l,则左端力与力臂乘积变为,右端力与力臂乘积变为,因为,则有,所以可知杠杆的左端将下沉。
一、单选题
1.(2025·四川泸州·二模) 2025年春晚节目《秧BOT》是机器人和舞蹈演员一起表演的创意融合舞蹈,整个表演令人眼前一亮。在喜庆的氛围中也彰显了我国极为先进的人工智能算法和精确的运动控制技术。下列有关机器人表演说法错误的是( )
A.地面对机器人的支持力就是地面产生的弹力
B.机器人一只脚悬空表演与两只脚站立表演,它对地面产生的压力大小不变
C.机器人静止时,它受到的重力和机器人对地面的压力是一对相互作用力
D.机器人手中的手绢不断翻飞,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】C
【详解】A.地面对机器人的支持力就是地面产生的弹力,施力物体是地面,故A正确,不符合题意;
B.机器人一只脚悬空表演与两只脚站立表演,它对地面产生的压力大小不变,都等于自身的重力,故B正确,不符合题意;
C.机器人静止时,它受到的重力和机器人对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误,符合题意;
D.机器人手中的手绢不断翻飞,手绢在力的作用下运动状态发生变化,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(2026·山东聊城·一模)“一棹劈开千顷浪,百桡搅动闹元宵”,2026年3月1日在广东省中山市举办了粤港澳大湾区龙舟邀请赛,以下说法正确的是( )
A.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明力是维持物体运动的原因
B.运动员用船桨向后划水,龙舟向前运动,说明使龙舟前进的力的施力物体是船桨
C.运动员用船桨向后划水,龙舟加速运动,此时龙舟处于平衡状态
D.运动员用船桨向后划水,龙舟加速运动,船桨对水的力与水对船桨的力大小相等
【答案】D
【详解】A.龙舟向前运动是因为受到水的作用力改变了运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B.运动员用船桨向后划水时,船桨对水施加向后的力,根据力的作用是相互的,水对船桨施加向前的力,使龙舟前进的力的施力物体是水,不是船桨,故B错误;
C.龙舟加速运动时,运动状态在改变,不属于平衡状态,故C错误;
D.船桨对水的力与水对船桨的力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点,二者大小相等、方向相反、作用在两个不同物体上,故D正确。
故选D。
3.(2025·山东德州·中考真题)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,实现中国航天史上第6次“太空会师”,如图所示。下列说法正确的是( )
A.运载火箭发射升空过程利用了力的作用是相互的
B.对接成功后,载人飞船相对于天和核心舱是运动的
C.在轨运行的中国空间站处于平衡状态
D.空间站的航天员惯性消失
【答案】A
【详解】A.运载火箭发射升空时,火箭向下喷射燃气,燃气对火箭产生向上的反作用力,利用了力的作用是相互的,故A正确;
B.对接成功后,载人飞船与天和核心舱相对位置不变,载人飞船相对于天和核心舱是静止的,故B错误;
C.在轨运行的中国空间站做圆周运动,运动状态不断改变,不处于平衡状态,故C错误;
D.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,空间站的航天员惯性不会消失,故D错误。
故选A。
4.(2025·山东泰安·中考真题)2025年2月12日,我国运动员摘得第九届亚冬会越野滑雪女子公里接力金牌,图为运动员比赛中滑行时的情景。下列说法中( )
①由于惯性,运动员停止撑滑雪杖后不能立即停下来
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
③以地面为参照物运动员是静止的
④运动员用力撑滑雪杖加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态
A.只有②③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有①③④正确
【答案】C
【详解】①由于运动员具有惯性,运动员停止撑滑雪杖后有保持原来运动状态不变的性质,不能立即停下来,故①正确;
②运动员受到的重力和运动员对滑雪板的压力方向都是竖直向下,方向不相反,不是一对平衡力,故②错误;
③以地面为参照物运动员的位置发生改变,运动员是运动的,故③错误;
④运动员用力撑滑雪杖,在力的作用下加快滑行速度,说明力能改变物体的运动状态,故④正确。
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2024·山东淄博·中考真题)避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石(如图),失控车辆冲入陡坡会快速停下,保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是( )
A.铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B.车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C.车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D.失控车辆冲入陡坡后动能不变
【答案】C
【详解】A.铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.惯性是物体保持运动状态不变的性质,车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下,故B错误;
C.车辆在陡坡上停下时保持静止,处于平衡状态,受平衡力作用,故C正确;
D.失控车辆冲入陡坡后质量不变,速度减小,则动能减小,故D错误。
故选C。
6.(2026·山东济宁·一模)如图所示,木块A与小车在水平地面上一起向右运动,各接触面粗糙,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.木块A对小车的压力与地面对小车的支持力是一对平衡力
B.木块A受到的重力与小车对木块A的支持力是一对相互作用力
C.若小车突然减速,木块A受到向左的摩擦力
D.若木块A随小车一起向右做匀速直线运动,木块A受到向右的摩擦力
【答案】C
【详解】A.木块A对小车的压力与地面对小车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B.木块A受到的重力与小车对木块A的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故B错误;
C.若小车突然减速,木块A由于具有惯性会保持原来的运动状态不变,会有相对于小车向右运动的趋势或相对于小车向右运动,则木块A受到向左的摩擦力,故C正确;
D.若木块A随小车一起向右做匀速直线运动,木块A与小车之间没有相对运动趋势,也没有发生相对运动,所以木块A没有受到摩擦力的作用。故D错误。
故选C。
7.(2025·山东·中考真题)小明使用筷子夹菜时,发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析,如图所示。以下选项错误的是( )
A.F1为动力 B.L1为动力臂
C.F2为阻力 D.L2为阻力臂
【答案】D
【详解】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒。在杠杆中,使杠杆转动的力叫做动力,阻碍杠杆转动的力叫做阻力,从支点到动力作用线的距离叫做动力臂,从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。
A.在使用筷子夹菜时,手对筷子施加的力使筷子转动,所以为动力,故A正确,不符合题意;
B.图中是从支点O到动力作用线的距离,所以是动力臂,故B正确,不符合题意;
C.菜对筷子的力阻碍筷子转动,所以为阻力,故C正确,不符合题意;
D.图中不是从支点O到阻力作用线的距离,所以不是阻力臂,故D错误,符合题意。
故选D。
8.(2025·山东烟台·中考真题)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A.是定滑轮,可以省力 B.是动滑轮,可以省力
C.是定滑轮,可以改变力的方向 D.是动滑轮,可以改变力的方向
【答案】C
【详解】在使用时,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动,为定滑轮,定滑轮不能省力,但是可以改变力的方向,动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向,故ABD错误,C正确。
故选C。
9.(2025·山东青岛·中考真题)(多选)在践行青岛中小学生“十个一”行动中,小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N,小明的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.独轮车是一个费力杠杆 B.小明对车竖直向上的力F为400N
C.小明对地面的压力为900N D.小明对地面的压强为
【答案】BC
【详解】A.由图可知,动力臂为1.2m,阻力臂为0.5m,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B.小明抬起独轮车,独轮车可以看作以前轮轴为支点的杠杆,动力臂为1.2m,阻力臂为0.5m,阻力等于重力为960N,根据杠杆平衡条件可得,小明对车竖直向上的力F为,故B正确;
C.小明对车竖直向上的力为400N,由于力的作用是相互的,车对小明有向下的压力,大小为400N,所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N,故C正确;
D.小明对地面的压强为,故D错误。
故选BC。
二、填空题
10.(2025·山东济南·中考真题)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是_______________(选填“运动”或“静止”)的;某时刻将细线剪断,小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在______________(选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶中”)。
【答案】 静止 桶中
【详解】[1]判断物体运动或静止,取决于所选的参照物,若物体相对于参照物的位置没有发生变化,则物体是静止的。以小车为参照物,小球相对于小车的位置始终没有改变,所以小球是静止的。
[2]小球原来和小车、小桶一起沿水平地面向左做匀速直线运动,将细线剪断后,由于小球具有惯性,会保持原来向左的运动速度继续运动;而小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球在水平方向上的速度与小车、小桶相同,在竖直方向上由于重力作用下落,所以小球会落在桶中。
11.(2025·山东德州·中考真题)如图所示,物体A重10N,B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动,如图甲所示,此时A受到的摩擦力为______N;现用水平向左的力F拉A,使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动,如图乙所示,则F大小为______N。(水平桌面足够长,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。)
【答案】 4 8
【详解】[1]物体A重10N,物体B重4N时,物体A向右做匀速直线运动,A水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,此时物体A受到的摩擦力大小为f=F=GB=4N
[2]物体A匀速直线向左运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和水平向右的拉力作用,这三个力平衡,因为物体A对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以此时A受到的摩擦力大小仍为4N,所以有F拉=f′+F′=f′+GB=4N+4N=8N
三、实验题
12.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的________相同。
(2)实验发现,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越________。进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将会做________运动。
(3)小明接着用如图丁所示的装置探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。用弹簧测力计a沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,发现弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力的大小与________有关。
(4)小红发现,实验中很难控制物块A做匀速直线运动,于是她对实验做了改进,如图戊所示。将物块A放在长木板B上,拉动长木板B,则图中弹簧测力计________(选填“a”或“b”)的示数表示A、B间滑动摩擦力的大小;小红改用力传感器测量实验中A、B间摩擦力的大小,力传感器记录的拉力与时间的关系图像如图己所示,则A、B间滑动摩擦力的大小为________N。
【答案】(1)速度
(2) 慢 匀速直线
(3)接触面的粗糙程度
(4) a 1.0
【详解】(1)要比较小车在不同表面上运动的距离,根据控制变量法可知,需使小车到达水平面时的速度相等,故让小车从同一斜面顶端由静止滑下,是为了使其到达水平面时的速度相同。
(2)[1]由图可知,毛巾表面粗糙,小车运动距离短,小车越容易停下,速度减小的快;木板表面光滑,小车运动距离长,小车越不容易停下,速度减小的慢。所以,水平面越光滑,小车滑行的距离越远,速度减小的越慢。
[2]由实验现象推理可得,如果水平面绝对光滑,小车的速度不会减小,将一直运动下去,不会停下,将会做匀速直线运动。
(3)用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,物块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A分别在毛巾、棉布、木板表面做匀速直线运动,此时物块对接触面的压力相同,而接触面粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同即滑动摩擦力不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)[1]拉动长木板B的过程中,物块A相对地面静止,此时A受到弹簧测力计a的拉力和B对A的摩擦力作用,由于物块静止,受平衡力作用,故A、B间滑动摩擦力的大小等于a弹簧测力计的示数。
[2]开始拉物块时,拉力较小,物体处于静止,这时的摩擦是静摩擦;由图可知,当力至少达到1.0N多,物块才开始运动,当拉力为1N时,拉力不再变化,说明物体还是做匀速直线运动,此时的拉力等于滑动摩擦力,故由己图可知,A、B间滑动摩擦力的大小为1.0N。
13.(2025·陕西西安·模拟预测)小明进行了“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。在实验后交流的过程中,小明发现有同学设计的实验装置如图甲所示。实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动,请回答下列问题:
(1)为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是________(选填序号);
A.木板的质量 B.木块的质量
C.砝码的质量 D.托盘和砝码的总质量
(2)小明对实验装置进行了改进,在长木板的下表面贴上棉布,如图乙所示。两个传感器可分别显示拉力和压力的大小。往沙桶中加减沙子的目的是探究滑动摩擦力的大小与________的关系。实验过程中,________(选填“必须”或“不必”)匀速拉动长木板。当沙桶中沙子增加时,压力传感器的示数________,拉力传感器的示数________(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)小明往沙桶中加入不同质量的沙子,将拉力传感器和压力传感器的数据传输至电脑,画出摩擦力与压力的关系图像如图丙所示,根据图像可以看出,滑动摩擦力的大小与压力大小的比值是________的(选填“变化”或“不变”);
(4)接下来,小明将长木板翻过来,使贴有棉布的那一面与铁块接触,重复上述实验,并根据实验数据也在图丙中画出了这次实验的摩擦力与压力的关系图像,你认为这个图像应在图丙中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)区域。
【答案】(1)D
(2) 压力 不必 减小 减小
(3)不变
(4)Ⅰ
【详解】(1)实验时,在托盘中放入适量的砝码,使木块做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,木块受到的滑动摩擦力等于托盘和砝码的重力,根据可知,需要测量托盘和砝码的总质量,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)[1]往沙桶中加减沙子,改变了压力,而接触面粗糙程度不变,目的是探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
[2]实验过程中,铁块相对地面处于静止状态,受到测力传感器的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,故不需要匀速拉动长木板。
[3][4]当沙桶中沙子增加时,绳子对铁块的拉力变大,铁块对长木板的压力变小,因接触面粗糙程度不变,故滑动摩擦力变小,故拉力和压力传感器的示数都减小。
(3)由图可知,摩擦力与压力的关系图像是一条过原点的直线,即摩擦力与压力成正比,所以根据图像可以看出,滑动摩擦力的大小与压力大小的比值是不变的。
(4)将长木板翻过来,使贴有棉布的那一面与铁块接触,重复上述实验,此时接触面更粗糙,在压力相同时,滑动摩擦力会更大,所以这个图像应在图丙中Ⅰ区域。
14.(2025·山东威海·三模)实验小组探究“杠杆的平衡条件”,实验过程如下。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆左端的平衡螺母向___________移;
(2)调节杠杆平衡后,小明在杠杆左侧位置先挂了3个钩码(如图乙所示),接下来他应在右侧位置挂_____个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)经过多次实验,得出杠杆平衡条件的结论后,实验小组又提出了新的问题:若支点不设置在杠杆中点,之前得出的杠杆平衡条件是否仍成立?于是他又用如图丙所示装置继续探究,发现得到的数据明显不相符,原因是:___________;
(4)小组同学继续研究我国古代的取水工具桔槔,如图丁a所示,在井边的树杈上架一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁b所示。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件可知,可行的方法是___________。(写出一条即可)
(5)抛石机是古代的一种重型攻城兵器,如图所示,它实际是一种___________杠杆,在发射前后,其能量___________(选填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】(1)右
(2)4
(3)杠杆自身重力的影响
(4)增大石块的重力,或将支点向靠近水桶的方向移动
(5) 费力 不守恒
【详解】(1)杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆左端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆上的平衡螺母向上翘的右端移动。
(2)设每个钩码的重力为G,杠杆上每格的长度为L。
根据杠杆平衡条件,在杠杆左侧A位置挂了3个钩码,F1=3G,l1=4L;设右侧B位置挂n个钩码,则F2=nG,l2=3L。
将数据代入杠杆平衡条件可得
解得n=4,所以在右侧B位置挂4个钩码,才能使杠杆重新在水平位置平衡
(3)若支点不设置在杠杆中点,杠杆自身有重力,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力会对杠杆的平衡产生影响。杠杆在水平位置平衡时,所测数据不再满足杠杆平衡条件。
(4)水桶盛满水后,阻力与阻力臂的乘积变大,根据杠杆的平衡条件,为减小人向上提水的拉力,可以增大石块的重力,或将支点向靠近水桶的方向移动,从而减小人向上提水的拉力。
(5)[1]抛石机工作时,动力作用点(如人力推动处)靠近支点,动力臂短;阻力作用点(石块处)远离支点,阻力臂长,即动力臂 < 阻力臂,属于费力杠杆。
[2]在抛石机发射过程中,存在摩擦力等阻力,机械能会有一部分转化为其他形式的能,所以其能量不守恒。
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压轴03 力与运动、机械 4大核心考向 (答案版)
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】(1) 初速度 重力势
(2)A
(3)③
(4)B
(5)D
(6)速度
5.【答案】(1)水平
(2) 匀速直线 二力平衡
(3)接触面的粗糙程度
(4)ABC
(5) 不用匀速拉动长木板 拉力读数更加便捷
6.【答案】(1)右
(2)费力
(3)C
(4) 不能 杠杆右端的力臂变小
(5) 2:1 右 左
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】
9.【答案】BC
10.【答案】 静止 桶中
11.【答案】 4 8
12.【答案】(1)速度
(2) 慢 匀速直线
(3)接触面的粗糙程度
(4) a 1.0
13.【答案】(1)D
(2) 压力 不必 减小 减小
(3)不变
(4)Ⅰ
14.【答案】(1)右
(2)4
(3)杠杆自身重力的影响
(4)增大石块的重力,或将支点向靠近水桶的方向移动
(5) 费力 不守恒
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