第八章 运动和力 章末提升训练 2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-23
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2份
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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 | 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) | 贵州省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.74 MB |
| 发布时间 | 2026-05-23 |
| 更新时间 | 2026-05-24 |
| 作者 | plknd |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58007789.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦初中物理“运动和力”章末复习,以亚冬会滑雪、舰载机着舰等真实情境为载体,覆盖惯性、平衡力、摩擦力等核心知识点,注重物理观念与科学思维的融合。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|9|惯性(2题)、平衡力(4题)、运动状态(3题)|结合亚冬会滑雪情境考查惯性与运动状态,体现情境时代性|
|实验题|3|二力平衡条件(17题)、阻力对运动影响(18题)|探究纸锥下落与锥角关系,培养科学探究与模型建构能力|
|计算题|2|合力计算(21题)、运动图像分析(22题)|结合跳伞运动图像考查科学推理,关联真实运动场景|
内容正文:
第八章 运动和力(章末复习提升训练)原卷版
姓名:___________班级:___________学号:___________
一、单选题
1.运动员尝试做以下四个动作时,无法保持动作持久的是( )
A. B. C. D.
2.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.跑步运动员到达终点后,不能立即停下来是由于惯性
B.跳高运动员起跳前助跑,可以增大运动员的惯性
C.乘车时系好安全带,可以减小乘客的惯性
D.将盆中水泼出,是利用了盆的惯性
3.如图所示,2025年2月11日,哈尔滨亚冬会自由式滑雪女子坡面障碍技巧决赛,中国选手刘梦婷夺得金牌。下列有关说法正确的是( )
A.运动员静止时没有惯性
B.运动员滑行过程中,若一切外力都消失,她将处于静止状态
C.运动员匀速通过弧形坡面时处于非平衡状态
D.运动员停止用撑杆撑地后最终停下,说明物体的运动需要力来维持
4.如图是中国古代的投掷游戏——投壶。下列说法正确的是( )
A.掷箭时,人对箭的作用力大于箭对人的作用力
B.箭在空中飞行时受到的推力与阻力是一对平衡力
C.箭在空中飞行时的运动状态不断改变
D.静止在地面上的箭A受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
5.如图所示,水平面上一个静止的小车上有一弯杆,其下端固定一个小球,小球的受力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.弹簧测力计对木块拉力的水平分力和木块受到的摩擦力是一对平衡力
C.木块的重力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
7.如图所示,重为的运动员爬杆时,下列对不同爬杆情形所受的摩擦力大小分析正确的是( )
A.若运动员向上匀速爬杆,
B.若运动员以更大的速度向上匀速爬行,则变大
C.若运动员向下匀速滑行,
D.若运动员向下匀速滑行,
8.如图所示,小车运动时烧杯中的水面向右倾,小车运动状态变化的情况是( )
A.一定向右加速 B.一定向左加速 C.可能向右减速 D.可能向左减速
9.如图甲所示,水平面上的物体在力、的作用下向右做直线运动,力、及物体的速度随时间变化的图像如图乙的(a)、(b)、(c)所示,其中图(c)中物体在的速度图像并未画出,下列说法正确的是( )
A.时间内物体所受摩擦力大小为5N
B.时间内物体所受力的合力的大小为4N
C.时间内物体所受摩擦力大小为4N
D.时间内物体所受摩擦力的方向与时间内物体所受摩擦力的方向相反
二、填空题
10.如图所示,这是我国舰载机着舰航空母舰甲板的情景,舰载机着舰后由于______不能立即停止,所以必须钩住阻拦索,在阻拦索的作用下减速,这时阻拦索对舰载机的阻力主要是改变舰载机的______。
11.小明到超市买来一瓶果汁,如图所示,他手握瓶子竖直静止在空中,瓶子总质量为1 kg,则瓶子受到的摩擦力的大小为_______N,方向_______,当用更大的力握紧时,瓶子受到的摩擦力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
12.雨滴在竖直下落的过程中,受到重力和阻力的作用,一般要经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为,它在某时刻所受的阻力为,此时雨滴所受合力为________,方向为________,若所有外力突然消失,雨滴将保持________状态(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
13.小明探究同一直线上二力的合成,如图所示,他探究的是同一直线上方向________(选填“相同”或“相反”)的二力合成。两次拉弹簧需让指针指到________位置,目的是让甲乙两图中力的作用效果________(后两空均选填“相同”或“不同”)。
14.如图所示,a、b两段细绳均与水平面平行,当桶和沙的总质量为360g时,力传感器的示数为0.8N, 此时木块和木板均相对于桌面静止,则桌面对木板的摩擦力为_______N(g取10N/kg)。
三、作图题
15.如图,在水平向右匀速行驶的小车车厢顶端用细线悬挂一小球,车厢水平地板上放置物块A。在某时刻,发现小球摆向右侧,请在O点画出物块A在水平方向上所受力的示意图。
16.跳跳杆是小朋友较为喜欢的运动器材,锻炼身体的同时,增加了不少的乐趣,如图所示一个体重为G的小朋友正在玩跳跳杆,在时,弹簧被压缩到最大;时弹簧恰好恢复原长;时小朋友运动到最高点。请在坐标图上画出时到的过程中,小朋友所受合力F大小与时间t的大致关系图(不计空气阻力)。
四、实验题
17.如图甲是小刚同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中的研究对象是________(卡片/钩码),小刚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相反,并通过调整________来改变拉力的大小。
(2)为探究使物体平衡的两个力是否在同一条直线上,可用手________(下压/翻转/旋转)平衡的小卡片,松手后观察小卡片松手瞬间是否保持平衡;
(3)若左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙),则________(能/不能)进行实验。
(4)小刚以10g的小卡片为研究对象,为了探究两个力满足什么条件才能平衡,所挂钩码质量最合适的是________;
A.5g B.10g C.200g D.任意质量均可
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,同学们认为小刚的实验优于小明的实验,其主要原因是________(填字母)。
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
C.小卡片是比较容易获取的材料 D.小卡片容易扭转
18.哈尔滨的冰雪魅力让众多南方游客流连忘返。小明在滑雪场看到人们坐着充气滑雪圈从高处滑下(如图a所示)时,滑雪者能滑出很长一段距离。
(一)小明猜想:如果水平雪面足够光滑,他们会一直运动下去吗?他用如图b甲、乙、丙所示装置探究他的猜想:
(1)在调试实验装置时,小明将小车从斜面上某高度由静止滑下,结果小车在木板表面冲出了水平板面,请你在原装置不变的情况下提出改进建议。答:_______________;
(2)调试成功后,小明在实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(填“快”或“慢”),进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将做________运动,从而验证了自己的猜想;
(3)实验后小明评估实验过程:小车到达水平面后竖直方向受到重力和支持力这一对平衡力的作用,它们________(“改变”或“不改变”)小车的运动状态,而小车运动状态的改变只与水平方向的________有关;
(二)小明又突发奇想,滑雪圈在水平雪地上受到的摩擦力大小又与什么因素有关呢?他发现用图b的实验装置,也可以来探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,于是他进行了下面的实验;小明将小车系上细线,分别倒放、立放在铺有不同材料的水平木板上,用测力计拉动小车,实验如图1所示:
(4)为了使测力计示数等于小车受到的滑动摩擦力,小明要沿水平方向_________拉动小车,其原理是________;
(5)比较甲、乙两次实验,可得出结论:___________;
(6)实验结束后,小明对实验装置进行了改进,如图2所示,他用大小为4N的水平拉力F拉动长木板B,待弹簧测力计示数稳定后,发现弹簧测力计的示数为0.6N,木块A和木板B之间的摩擦力大小为______N,地面对B的摩擦力大小为______N。
19.在学习《速度》一节内容后,同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系。他们用普通复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中,纸锥每次从相同高度由静止释放,用秒表多次测量每个纸锥下落的时间,取平均值后记录在表格中。
纸锥编号
下落高度h/m
扇形纸片半径r/cm
剪掉的扇形圆心角θ/°
纸锥锥角α/°
下落时间t/s
1
1.9
10
90
81.9
2.20
2
1.9
10
135
71.1
1.84
3
1.9
5
90
81.9
2.20
(1)对于纸锥下落前的初始位置,有图乙所示的两种摆放方式,你认为正确的是______(A/B);
(2)分析数据,根据实验探究目的,得出了2个结论,请模仿结论①写出结论②:
①纸锥的锥角相同时,纸锥下落快慢和扇形半径无关;
②______;
(3)小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙,其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥,以下选项正确的是( )
A.4号纸锥先到地面
B.5号纸锥先到地面
C.两个纸锥同时到达地面
(4)如果纸锥在到达地面前做匀速直线运动,设4号纸锥匀速下落时所受阻力为f1,5号纸锥匀速下落时所受阻力为f2,则f1______f2(选填“>”、“=”或“<”)。
五、简答题
20.热爱体育运动的小智发现球筒里的最后一个羽毛球卡在中间,小智按如图所示的方法,一只手握球筒,使其竖直悬停于空中,另一只手向下拍打球筒,最终从球筒上端取出羽毛球。请用所学物理知识解释其中的道理。
六、计算题
21.质量是5千克的物体,在大小为的水平向右拉力F作用下沿水平地面做直线运动,如图所示,物体受到地面的阻力为物体重力的0.2倍,。求:
(1)物体所受的重力G的大小?
(2)物体在水平方向上所受合力的大小和方向?
(3)物体在水平地面上做什么运动?
22.跳伞是一项极具挑战的运动。一个运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,下落过程中,运动员的速度与时间关系如图所示,其中前15s内下落距离为210m。运动员质量为60kg,降落伞装备质量为40kg,忽略所有物体受到的空气浮力。求:
(1)前15s运动员的平均速度;
(2)15~30s内,运动员和降落伞受到的空气阻力;
(3)运动员跳伞前,悬停的直升机受到升力为;跳伞后,直升机飞回水平地面静止时,受到地面支持力。若航空燃油密度为0.8kg/L,求该过程消耗燃油的体积。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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第八章 运动和力(章末复习提升训练)解析版
姓名:___________班级:___________学号:___________
一、单选题
1.运动员尝试做以下四个动作时,无法保持动作持久的是( )
A. B. C. D.
【参考答案】A
【解析】运动员要保持动作持久,必须处于平衡状态,则运动员所受重力和支持力大小相等、方向相反,且在同一直线上,即重心要在支撑面的正上方。
A.图中悬空坐姿动作,支撑面是一只脚,重心在臀部上方,重心不在支撑面的正上方,不能保持动作持久,故A符合题意;
B.图中单手倒立动作,支撑面是一只手,身体重心在支撑面的正上方,能持久保持平衡。故B不符合题意;
C.图中单足站立动作,支撑面是一只脚,重心在支撑面正上方,能稳定保持。故C不符合题意;
D.图中单脚支撑、另一脚抬起的动作,支撑面是一只脚,重心在支撑面正上方,能稳定保持。故D不符合题意。
故选A。
2.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.跑步运动员到达终点后,不能立即停下来是由于惯性
B.跳高运动员起跳前助跑,可以增大运动员的惯性
C.乘车时系好安全带,可以减小乘客的惯性
D.将盆中水泼出,是利用了盆的惯性
【参考答案】A
【解析】A.跑步运动员到达终点后,由于惯性要保持原来的运动状态,所以不会立即停下来,故A正确;
B.惯性是物体的一种属性,只与质量有关,跳高运动员助跑起跳过程中,质量不变,惯性不变,故B错误;
C.惯性是物体的一种属性,只与质量有关,车辆行驶过程中乘客的质量不变,惯性不变;系上安全带能减小惯性带来的伤害,不能减小惯性,故C错误;
D.将盆中水泼出前,盆和水一起运动,当盆停止运动时,水由于惯性要保持原来的运动状态,利用的是水的惯性,故D错误。
故选A。
3.如图所示,2025年2月11日,哈尔滨亚冬会自由式滑雪女子坡面障碍技巧决赛,中国选手刘梦婷夺得金牌。下列有关说法正确的是( )
A.运动员静止时没有惯性
B.运动员滑行过程中,若一切外力都消失,她将处于静止状态
C.运动员匀速通过弧形坡面时处于非平衡状态
D.运动员停止用撑杆撑地后最终停下,说明物体的运动需要力来维持
【参考答案】C
【解析】A.惯性是一切物体的固有属性,任何物体在任何运动状态下都具有惯性,静止的物体也有惯性,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,物体不受外力时,会保持原来的运动状态;运动员滑行时是运动的,若一切外力消失,她会保持匀速直线运动,故B错误;
C.运动员通过弧形坡面时,虽然速度大小不变,但运动方向不断改变,运动状态发生变化,因此属于非平衡状态,故C正确;
D.运动员最终停下是因为受到阻力作用,阻力改变了她的运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
4.如图是中国古代的投掷游戏——投壶。下列说法正确的是( )
A.掷箭时,人对箭的作用力大于箭对人的作用力
B.箭在空中飞行时受到的推力与阻力是一对平衡力
C.箭在空中飞行时的运动状态不断改变
D.静止在地面上的箭A受到的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
【参考答案】C
【解析】A.掷箭时,人对箭施加一个作用力,由于力的作用是相互的,箭对人也施加一个反作用力,两个力大小相等,故A错误;
B.箭离开手后不再受到推力作用,箭在空中飞行时,运动状态不断改变,其只受到的重力和空气阻力,这两个力不是平衡力,故B错误;
C.箭在空中飞行时,速度大小和方向不断改变,其运动状态改变,故C正确;
D.静止在地面上的箭A受到的支持力的受力物体是箭A,它对地面的压力的受力物体是地面,两个力的受力物体不同,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
5.如图所示,水平面上一个静止的小车上有一弯杆,其下端固定一个小球,小球的受力示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【参考答案】A
【解析】小球随小车静止,处于平衡状态,受到的合力为零。竖直方向:受到竖直向下的重力; 弯杆对小球的作用力需与重力大小相等、方向相反,即必须竖直向上。 故A正确,BCD错误。
故选A。
6.如图所示,用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.弹簧测力计对木块拉力的水平分力和木块受到的摩擦力是一对平衡力
C.木块的重力和水平面对木块的支持力是一对平衡力
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
【参考答案】B
【解析】A.木块受到的摩擦力水平向左与弹簧测力计对木块的拉力斜向上,不在同一直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B.弹簧测力计对木块拉力的水平分力和木块受到的摩擦力都作用在木块上,大小相等、方向相反、在同一直线上,是一对平衡力,故B正确;
C.木块的重力和水平面对木块的支持力都作用在木块上,方向相反、在同一直线上,但是大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力作用在一个物体上,不是相互作用力,故D错误。
故选B。
7.如图所示,重为的运动员爬杆时,下列对不同爬杆情形所受的摩擦力大小分析正确的是( )
A.若运动员向上匀速爬杆,
B.若运动员以更大的速度向上匀速爬行,则变大
C.若运动员向下匀速滑行,
D.若运动员向下匀速滑行,
【参考答案】C
【解析】运动员向上匀速爬杆时,竖直方向上受到重力G和摩擦力f,二力平衡,因此 f=G,与速度大小无关;向下匀速滑行时,运动员同样处于平衡状态,竖直方向上重力G和摩擦力f仍是一对平衡力,大小相等,即 f=G。故选C。
8.如图所示,小车运动时烧杯中的水面向右倾,小车运动状态变化的情况是( )
A.一定向右加速 B.一定向左加速 C.可能向右减速 D.可能向左减速
【参考答案】C
【解析】小车运动时烧杯中的水面向右倾,是因为小车的运动状态发生了变化,而烧杯中的水由于惯性要保持原来的运动状态,可能的情形有两种:小车向右减速或小车向左加速,故选C。
9.如图甲所示,水平面上的物体在力、的作用下向右做直线运动,力、及物体的速度随时间变化的图像如图乙的(a)、(b)、(c)所示,其中图(c)中物体在的速度图像并未画出,下列说法正确的是( )
A.时间内物体所受摩擦力大小为5N
B.时间内物体所受力的合力的大小为4N
C.时间内物体所受摩擦力大小为4N
D.时间内物体所受摩擦力的方向与时间内物体所受摩擦力的方向相反
【参考答案】C
【分析】先根据图c判断物体的运动情况;再根据图a、b结合力与运动关系以及摩擦力的影响因素分析得到答案。
【解析】首先根据图像和力平衡条件、滑动摩擦力的性质分析: 由图c可知,时间内物体做匀速直线运动,受力平衡;此时由图a、b得:(向左),(向右)。 两个拉力的合力为
方向向右;根据平衡条件,滑动摩擦力
方向向左;滑动摩擦力大小仅与压力大小、接触面粗糙程度有关,方向仅与物体相对运动方向有关,整个过程物体始终向右运动,因此所有时间段滑动摩擦力大小始终为,方向始终向左。
A.时间内,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小仍为,不是,故A错误;
B.时间内物体做匀速直线运动,受力平衡,合力大小为,不是,故B错误;
C.时间内,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,仍为,故C正确;
D.整个过程物体一直向右运动,滑动摩擦力方向始终向左,因此与摩擦力方向相同,故D错误。
故选C
二、填空题
10.如图所示,这是我国舰载机着舰航空母舰甲板的情景,舰载机着舰后由于______不能立即停止,所以必须钩住阻拦索,在阻拦索的作用下减速,这时阻拦索对舰载机的阻力主要是改变舰载机的______。
【参考答案】惯性 运动状态
【解析】一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,这个性质叫做惯性,舰载机着舰后由于惯性,会继续保持向前的运动状态,无法立即停止;阻拦索的阻力使舰载机减速,改变了舰载机的运动速度,也就是改变了它的运动状态。
11.小明到超市买来一瓶果汁,如图所示,他手握瓶子竖直静止在空中,瓶子总质量为1 kg,则瓶子受到的摩擦力的大小为_______N,方向_______,当用更大的力握紧时,瓶子受到的摩擦力_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【参考答案】10 竖直向上 不变
【解析】手握瓶子静止在空中,瓶子处于二力平衡状态,即重力与摩擦力大小相同,方向相反,则瓶子受到的摩擦力为
瓶子竖直静止在空中,竖直方向受重力和手的静摩擦力,二力平衡,当用更大的力握紧时,瓶子仍然静止,竖直方向的重力不变,根据二力平衡,静摩擦力大小不变。
12.雨滴在竖直下落的过程中,受到重力和阻力的作用,一般要经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为,它在某时刻所受的阻力为,此时雨滴所受合力为________,方向为________,若所有外力突然消失,雨滴将保持________状态(选填“静止”或“匀速直线运动”)。
【参考答案】 竖直向下 匀速直线运动
【解析】雨滴受竖直向下的重力和竖直向上的阻力,二力在同一直线上且方向相反,根据同一直线反方向二力的合成规律,合力大小为
由于重力大小大于阻力大小,合力方向与重力方向一致,即竖直向下。
根据牛顿第一定律,物体不受外力作用时,会保持原来的运动状态。此时雨滴处于向下运动的状态,因此所有外力突然消失后,雨滴将保持匀速直线运动状态。
13.小明探究同一直线上二力的合成,如图所示,他探究的是同一直线上方向________(选填“相同”或“相反”)的二力合成。两次拉弹簧需让指针指到________位置,目的是让甲乙两图中力的作用效果________(后两空均选填“相同”或“不同”)。
【参考答案】相反 相同 相同
【解析】图甲中,两个弹簧测力计分别在弹簧的两侧,施加力的方向不同是为了研究同一直线上方向相反的二力合成,需要保证两个分力和合力的作用效果相同,两次拉弹簧时应使指针指向相同位置。
14.如图所示,a、b两段细绳均与水平面平行,当桶和沙的总质量为360g时,力传感器的示数为0.8N, 此时木块和木板均相对于桌面静止,则桌面对木板的摩擦力为_______N(g取10N/kg)。
【参考答案】2.8
【解析】木块保持静止,则木块受到的拉力和木板对木块的摩擦力是一对平衡力,大小相等,即
b给a的摩擦力大小为0.8N,方向水平向右,由于力的作用是相互的,则a给b的摩擦力也是0.8N,方向水平向左。木板保持静止,则木板在水平方向受到向右的桶和沙子的拉力F拉、a给b水平向左的摩擦力、桌面给b的水平向左的摩擦力,且
由题意可知,桶和沙子对木板b的拉力为
故桌面对木板的摩擦力大小为
三、作图题
15.如图,在水平向右匀速行驶的小车车厢顶端用细线悬挂一小球,车厢水平地板上放置物块A。在某时刻,发现小球摆向右侧,请在O点画出物块A在水平方向上所受力的示意图。
【参考答案】
【解析】小车原本向右匀速行驶,小球以及物块A跟随小车一起向右做匀速直线运动。小球偏向右,是因为小球具有惯性保持原来的运动速度,说明小车正在向右做减速运动。物块A由于惯性,相对于小车有向右运动的趋势,摩擦力会阻碍相对运动趋势,因此物块A在水平方向只受到水平向左的摩擦力。
16.跳跳杆是小朋友较为喜欢的运动器材,锻炼身体的同时,增加了不少的乐趣,如图所示一个体重为G的小朋友正在玩跳跳杆,在时,弹簧被压缩到最大;时弹簧恰好恢复原长;时小朋友运动到最高点。请在坐标图上画出时到的过程中,小朋友所受合力F大小与时间t的大致关系图(不计空气阻力)。
【参考答案】
【解析】在时,弹簧被压缩到最大,弹力最大,小朋友在最低点,速度为0;小朋友受到的弹力大于重力,合力最大,方向向上;在从到弹力等于重力的过程中,弹簧的形变量减小,向上的弹力减小,小朋友做加速运动;当弹力和重力相等时,小朋友受到的合力为0,速度达到最大值;从弹力等于重力到过程中,弹力进一步减小,弹力小于重力,此时合力,方向向下,小朋友向上做减速运动,时刻弹簧恰好恢复原长时,小朋友只受重力,合力为G;从过程中,弹簧对小朋友的弹力为0,小朋友受到的合力为G,小朋友继续减速,直到速度为0 ,此时小朋友到达最高点。
四、实验题
17.如图甲是小刚同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中的研究对象是________(卡片/钩码),小刚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相反,并通过调整________来改变拉力的大小。
(2)为探究使物体平衡的两个力是否在同一条直线上,可用手________(下压/翻转/旋转)平衡的小卡片,松手后观察小卡片松手瞬间是否保持平衡;
(3)若左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度(如图乙),则________(能/不能)进行实验。
(4)小刚以10g的小卡片为研究对象,为了探究两个力满足什么条件才能平衡,所挂钩码质量最合适的是________;
A.5g B.10g C.200g D.任意质量均可
(5)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图丙所示的实验,同学们认为小刚的实验优于小明的实验,其主要原因是________(填字母)。
A.减少摩擦力对实验结果的影响 B.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
C.小卡片是比较容易获取的材料 D.小卡片容易扭转
【参考答案】(1)卡片 钩码的数量 (2)旋转 (3)能 (4)C (5)A
【分析】题目围绕二力平衡条件探究实验展开,核心考查实验原理、操作要点、误差分析及实验方案对比。
【解析】(1)实验探究小卡片的二力平衡,不是研究钩码,钩码只提供拉力;拉力大小等于钩码总重力,增减钩码个数,就能改变拉力大小。
(2)探究二力是否在同一直线上,要保持两个力大小相等、方向相反,旋转卡片,让两个拉力不在同一直线,下压、翻转都不能精准改变“同一直线”这个条件。
(3)二力平衡只要求两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线,滑轮不等高,两根绳子仍能让拉力满足反向、共线的条件,不影响实验探究。
(4)小卡片质量10g,自身重力有影响,钩码质量远大于卡片质量时,卡片自身重力可以忽略,拉力近似等于钩码重力,实验误差小,若选5g、10g,卡片自重会明显干扰二力平衡实验。故选C。
(5)A.小明用木块放在桌面,木块会受到桌面摩擦力,干扰水平方向二力平衡,小刚用悬空小卡片,几乎不受摩擦力,减小摩擦对实验的影响,这是最大优点,故A符合题意;
B.木块也能调成平衡,这不是设计实验的核心优势,故B不符合题意;
C.实验优劣和材料好不好找没关系,故C不符合题意;
D.容易扭转只是方便操作,不是实验方案更科学的主要原因,故D不符合题意。
故选A。
18.哈尔滨的冰雪魅力让众多南方游客流连忘返。小明在滑雪场看到人们坐着充气滑雪圈从高处滑下(如图a所示)时,滑雪者能滑出很长一段距离。
(一)小明猜想:如果水平雪面足够光滑,他们会一直运动下去吗?他用如图b甲、乙、丙所示装置探究他的猜想:
(1)在调试实验装置时,小明将小车从斜面上某高度由静止滑下,结果小车在木板表面冲出了水平板面,请你在原装置不变的情况下提出改进建议。答:_______________;
(2)调试成功后,小明在实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近;在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(填“快”或“慢”),进一步推理:如果水平面绝对光滑,小车将做________运动,从而验证了自己的猜想;
(3)实验后小明评估实验过程:小车到达水平面后竖直方向受到重力和支持力这一对平衡力的作用,它们________(“改变”或“不改变”)小车的运动状态,而小车运动状态的改变只与水平方向的________有关;
(二)小明又突发奇想,滑雪圈在水平雪地上受到的摩擦力大小又与什么因素有关呢?他发现用图b的实验装置,也可以来探究“影响滑动摩擦力大小的因素”,于是他进行了下面的实验;小明将小车系上细线,分别倒放、立放在铺有不同材料的水平木板上,用测力计拉动小车,实验如图1所示:
(4)为了使测力计示数等于小车受到的滑动摩擦力,小明要沿水平方向_________拉动小车,其原理是________;
(5)比较甲、乙两次实验,可得出结论:___________;
(6)实验结束后,小明对实验装置进行了改进,如图2所示,他用大小为4N的水平拉力F拉动长木板B,待弹簧测力计示数稳定后,发现弹簧测力计的示数为0.6N,木块A和木板B之间的摩擦力大小为______N,地面对B的摩擦力大小为______N。
【参考答案】(1)降低小车下滑的高度 (2)慢 匀速直线 (3)不改变 摩擦力
(4)匀速直线 二力平衡条件
(5)接触面所受压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(6)0.6 3.4
【解析】(1)小车从斜面高处下滑到水平面时,机械能转化为动能,要减小小车运动到水平面时的速度,可降低小车下滑的高度。
(2)毛巾表面最粗糙,小车受到的阻力最大,小车滑行的距离最近;木板表面最光滑,小车受到的阻力最小,小车滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
由此推理,如果水平面绝对光滑,小车将不受阻力作用,速度就不会减小,小车将做匀速直线运动。
(3)小车在水平面上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,它们是一对平衡力,合力为零,其作用效果相互抵消,它们不改变小车的运动状态。
实验中竖直方向的力相互抵消,相当于小车只受到水平方向的摩擦力,摩擦力改变小车的运动状态。
(4)小车做匀速直线运动时,根据二力平衡条件可知,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。所以要使弹簧测力计示数等于小车受到的滑动摩擦力,需要水平方向匀速直线拉动小车。
(5)甲、乙两次实验中,小车对接触面的压力相同,毛巾表面比木板表面更粗糙,甲的拉力大于乙的拉力。所以可以得出结论:当压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(6)木块A静止,受力平衡,弹簧测力计的拉力与B对A的摩擦力是一对平衡力,所以B对A的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即
长木板B做匀速直线运动,受力平衡,所以拉力等于A对B的摩擦力与地面对B的摩擦力之和,即,其中为A对B的摩擦力,与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,即,,则地面对B的摩擦力为
19.在学习《速度》一节内容后,同学们想探究纸锥下落快慢与锥角以及扇形半径的关系。他们用普通复印纸裁出3个不同规格的扇形纸片,制成了如图甲所示的3个纸锥。实验中,纸锥每次从相同高度由静止释放,用秒表多次测量每个纸锥下落的时间,取平均值后记录在表格中。
纸锥编号
下落高度h/m
扇形纸片半径r/cm
剪掉的扇形圆心角θ/°
纸锥锥角α/°
下落时间t/s
1
1.9
10
90
81.9
2.20
2
1.9
10
135
71.1
1.84
3
1.9
5
90
81.9
2.20
(1)对于纸锥下落前的初始位置,有图乙所示的两种摆放方式,你认为正确的是______(A/B);
(2)分析数据,根据实验探究目的,得出了2个结论,请模仿结论①写出结论②:
①纸锥的锥角相同时,纸锥下落快慢和扇形半径无关;
②______;
(3)小明随后用同种纸张制成了质量相等的两个纸锥如图丙,其中4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,如果从相同的高度同时由静止释放两个纸锥,以下选项正确的是( )
A.4号纸锥先到地面
B.5号纸锥先到地面
C.两个纸锥同时到达地面
(4)如果纸锥在到达地面前做匀速直线运动,设4号纸锥匀速下落时所受阻力为f1,5号纸锥匀速下落时所受阻力为f2,则f1______f2(选填“>”、“=”或“<”)。
【参考答案】(1)A (2)扇形半径相同时,纸锥下落快慢与纸锥锥角有关 (3)B (4)=
【解析】(1)为了比较纸锥下落的快慢,应把两个纸锥拿到同一高度同时由静止释放。A中两纸锥的下端高度相同,B中两纸锥的上端高度相同,而落地时是下端触地,故应选图A的位置释放,然后记录下落至地面的时间。
(2)根据表格中编号为1、2的数据可知:下落高度、扇形纸片半径相同时,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢。可得:扇形半径相同时,纸锥下落快慢与纸锥锥角有关。
(3)由(2)中分析可知扇形半径相同时,纸锥锥角越大,下落时间越长,下落速度越慢。由于4号纸锥的锥角比5号纸锥的锥角大,所以4号纸锥的下落时间长,下落速度慢,即5号纸锥先到地,故B正确,AC错误。
故选B。
(4)如果纸锥在到达地面前做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的重力和阻力为一对平衡力,大小相等。因为4、5号纸锥的质量相同,重力相同,则受到的阻力也相同,即。
五、简答题
20.热爱体育运动的小智发现球筒里的最后一个羽毛球卡在中间,小智按如图所示的方法,一只手握球筒,使其竖直悬停于空中,另一只手向下拍打球筒,最终从球筒上端取出羽毛球。请用所学物理知识解释其中的道理。
答:羽毛球和球筒原本都处于静止状态,向下拍打球筒,球筒向下运动,球由于惯性保持原来的静止状态,相对球筒向上运动,最终从球筒上端取出羽毛球
六、计算题
21.质量是5千克的物体,在大小为的水平向右拉力F作用下沿水平地面做直线运动,如图所示,物体受到地面的阻力为物体重力的0.2倍,。求:
(1)物体所受的重力G的大小?
(2)物体在水平方向上所受合力的大小和方向?
(3)物体在水平地面上做什么运动?
解:(1)物体所受重力
(2)阻力为物体重力的0.2倍,因此阻力
阻力方向水平向左,拉力方向水平向右,同一直线上方向相反的两个力,合力大小等于二力大小之差,合力方向与较大的力方向一致,因此 ,方向水平向右。
(3)物体运动方向向右,合力方向与物体运动方向相同,物体速度会逐渐增大,因此物体做加速直线运动。
22.跳伞是一项极具挑战的运动。一个运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,下落过程中,运动员的速度与时间关系如图所示,其中前15s内下落距离为210m。运动员质量为60kg,降落伞装备质量为40kg,忽略所有物体受到的空气浮力。求:
(1)前15s运动员的平均速度;
(2)15~30s内,运动员和降落伞受到的空气阻力;
(3)运动员跳伞前,悬停的直升机受到升力为;跳伞后,直升机飞回水平地面静止时,受到地面支持力。若航空燃油密度为0.8kg/L,求该过程消耗燃油的体积。
解:(1)已知前下落距离为210m,根据平均速度公式可得前运动员的平均速度为
(2)由速度 - 时间图像可知,内运动员做匀速直线运动,处于平衡状态,此时运动员和降落伞受到的重力与空气阻力是一对平衡力,大小相等。
运动员质量
降落伞装备质量
则总质量
根据重力公式可得总重力
所以空气阻力
(3)跳伞前,悬停的直升机受到升力
此时直升机处于平衡状态,升力等于直升机、运动员、降落伞装备和燃油的总重力,即
跳伞后,直升机飞回水平地面静止时,受到地面支持力
此时直升机处于平衡状态,支持力等于直升机的重力,即
所以
则燃油的重力
根据可得燃油的质量
根据密度公式可得燃油的体积
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