第8章 运动和力(重难点训练)(期末复习)2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-29
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摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦初中物理“运动和力”核心内容,通过17类题型78道题系统覆盖牛顿第一定律、二力平衡、摩擦力等知识点,突出实验探究与生活应用,适配期末复习,助力物理观念与科学探究素养提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|探究阻力对物体运动影响的实验|4小题|牛顿第一定律、科学推理|结合实验数据与推理,培养科学探究能力|
|生活中的惯性现象|6小题|惯性概念|联系滑板车、乘车等生活场景,体现物理观念|
|影响滑动摩擦力大小因素实验|3小题|摩擦力影响因素|通过控制变量法设计实验,强化科学思维|
|力与图像结合问题|4小题|力与运动关系|结合F-t、v-t图像分析,提升问题解决能力|
内容正文:
第八章 运动和力
题型1 探究阻力对物体运动影响的实验(共4小题)
题型2 牛顿第一定律的内容及理解(共4小题)
题型3 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共4小题)
题型4 物体的运动状态是否改变的判断(共3小题)
题型5 生活中的惯性现象(共6小题)
题型6 平衡状态的判断(共6小题)
题型7 探究二力平衡的条件的实验(共4小题)
题型8 二力或多力平衡问题(共6小题)
题型9 平衡力与相互作用力的区别(共5小题)
题型10 摩擦力及其产生条件(共3小题)
题型11 静摩擦力的大小与方向(共4小题)
题型12 影响滑动摩擦力大小因素实验(共3小题)
题型13 滑动摩擦力的方向(共4小题)
题型14 影响滑动摩擦力大小的因素(共6小题)
题型15 增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共7小题)
题型16 同一直线上二力的合成(共5小题)
题型17 力与图像结合问题(共4小题)
题型1 探究阻力对物体运动影响的实验(共4小题)
1.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,记录小车在水平面不同材料上移动的距离s如下表。关于该实验和记录数据,下列说法不正确的是( )
水平面材料
毛巾
棉布
木板
小车移动的距离s/cm
13.9
24.2
33.8
A.三次实验需让小车从同一斜面顶端由静止滑下
B.水平面上铺上粗糙程度不同的物体,是为了改变运动的小车所受的阻力大小
C.小车在水平面上滑行时,受到的阻力越小,运动的距离就越远
D.该实验可以直接得出:小车运动时如果不受阻力,小车就会做匀速直线运动
2.如图所示,小华在“探究阻力对物体运动影响的实验”时,要想让小车以相同速度滑到水平面,需控制小车在斜面上从___________由静止滑下。通过分析实验现象可知:水平表面对小车的阻力越___________(选填“大”或“小”),小车运动的越远,若水平面绝对光滑,小车到达水平表面后将做___________。
3.用如图所示的实验装置研究“阻力对物体运动的影响”。
(1)实验中让小车从同一斜面的相同高度静止开始滑下,是为了使小车到达水平面时的___________相同;
(2)实验时,通过比较_____________________可知小车所受阻力的大小;
(3)使小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,对比图甲、乙、丙可知,小车运动的距离越大,说明小车速度减小得越______;由此推理得出在水平面上运动的小车,如果受到的阻力为零,小车将做__________________运动;
(4)通过实验探究,同学们对牛顿第一定律的知识有了更深层次的理解:力不是维持物体运动状态的原因,而是______________物体运动状态的原因。
(5)若实验中小车会从较光滑的水平木板右端掉落,为了避免此现象,请你提出一条可行性建议优化实验方案:_________________________________。
4.在探究阻力对物体运动的影响的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,应将毛巾、棉布铺在____________(填“水平木板”、“斜面”或“水平木板和斜面”)上;
(2)实验中通过观察____________来反映阻力对物体运动的影响;
(3)实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,其目的是使小车到达水平面时的____________相同;
(4)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车在木板表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越____________,速度减小越慢。进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持____________状态。
题型2 牛顿第一定律的内容及理解(共4小题)
5.牛顿第一定律揭示了力与运动的本质关系,深刻影响了经典力学的发展。下列对该定律的理解,正确的是( )
A.物体的运动需要力来持续维持 B.不受外力作用时,运动的物体终将慢慢静止
C.牛顿第一定律由大量实验直接验证得出 D.不受外力时,原来运动的物体将保持匀速直线运动
6.下列关于牛顿第一定律的看法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律说明不受力的物体始终保持静止
B.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理得出的
C.世上没有真正不受力的物体,所以牛顿第一定律是不可能实现的定律
D.牛顿第一定律又称惯性定律,说明物体的惯性和牛顿第一定律讲的是一回事
7.在物理学史上,关于力和运动的关系经历了漫长的探索过程。“近代科学的开拓者”__________通过思想实验分析得出物体的运动并不需要力来维持.物理学家牛顿在总结前人研究成果的基础上,通过推理抽象概括出了______定律。
8.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图,三次实验中,均保持小车从同一斜面________位置由静止下滑,目的是________。在水平面上,小车每次停止时的位置如图所示,由三次实验可以看出,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离就越远,速度减小得越________(选填“快”或“慢”)。
题型3 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共4小题)
9.乒乓球被称为中国的“国球”,深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是
A.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B.乒乓球的质量小,所以容易被快速改变运动状态
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
D.球拍击打乒乓球时,只有乒乓球受力,球拍不受力
10.如图所示,是敖丙和哪吒踢毽子的场景,下列有关说法正确的是( )
A.在踢毽子整个过程中,毽子受力情况不变
B.毽子运动到最高点时失去所有外力将保持静止状态
C.毽子离开脚后能继续向前运动是因为受到惯性的作用
D.哪吒在踢毽子的过程中不止改变了毽子的运动状态
11.某同学在科技馆参观时发现这样一个展品,在水平轨道上有一列小火车,车厢顶部有两个孔P和Q,小火车在轨道上沿直线匀速运动,如图所示,当小火车即将经过“n”型框架的下方时,从P孔中竖直向上弹出一个小球。不计小球受到的空气阻力,小球的落点是方向_____(P/Q),是因为_______ (小球/小火车)具有惯性,若在小球从P孔弹出的同时,火车突然向前加速,则小球的落点是_________ (P孔/P孔前方/P孔后方)。
12.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,这样做的目的是为了使小车到达水平面的_________相同。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
(2)由实验可以知道,小车在_________表面上运动时,速度减小得慢。以下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
(3)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,以下正确的是_________。
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
题型4 物体的运动状态是否改变的判断(共3小题)
13.如图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至b处时,小球受到的弹力等于小球的重力,压缩至c处时弹簧最短,从a至c处的过程中,不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( )
A.从a点到c点的运动过程中,小球所受的合力先增大后减小
B.小球在b点时,速度最大
C.小球在c点速度为零,处于平衡状态
D.从a点到c点的运动过程中,小球的速度先变大后变小
14.关于乘坐汽车遇到的物理问题,下列说法正确的是( )
A.以行驶的汽车为参照物,路边的行道树是运动的
B.汽车刹车时,乘客会向前倾,是因为乘客受到惯性
C.汽车匀速转弯时,运动状态没有发生改变
D.汽车的速度越大,惯性越大,刹车距离越长
15.如图甲所示,在水平放置的玻璃瓶内注入水其中有一气泡。瓶子由静止向右运动时,小气泡将向___________(左/右)运动;如图乙所示,在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮,如果书表面绝对光滑当书突然向右运动时,橡皮将会_________。(选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”)
题型5 生活中的惯性现象(共6小题)
16.下列对如图所涉及的物理知识描述正确的是( )
A.图甲中,黑板反光看不清字,是因为光发生了漫反射
B.图乙中,图书馆禁止大声喧哗,是从声源处防治噪声
C.图丙中,冬天口中呼出的“白气”是水汽化形成的
D.图丁中,踢出去的足球能继续运动是受到惯性的作用
17.小雅同学在玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,滑板车速度越来越快;停止蹬地后,滑板车仍然能继续运动一段距离,最终会停下来。下列说法正确的是( )
A.不断用力蹬地,滑板车受到向前的摩擦力,所以速度越来越快,说明力能改变物体的运动状态
B.蹬地的过程中该同学一直是运动的,所以运动状态没有改变
C.停止蹬地后滑板车仍然能够继续运动,是因为滑板车受到惯性的作用
D.滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,力改变了其运动状态
18.下列关于力与运动的现象,说法正确的是( )
A.如图甲所示,纸飞机离手后,还会继续飞行是由于受到了惯性力
B.如图乙所示,足球在运动过程中,如果一切外力消失,足球将静止
C.如图丙所示,跳水运动员站在跳板上,跳板弯曲,说明力可以改变物体的形状
D.如图丁所示,跳远运动员起跳后,在空中的运动状态没有发生改变
19.惯性大小只和物体的________有关,如图,列车正在向左行驶,桌上放一个装满水的瓶子。中间有一个气泡,若气泡突然向左移动,由此可知列车在突然________(选填“加速”或“减速”),这个现象说明________有惯性。
20.如图所示是小南画的甲车被乙车追尾的示意图。从物理学角度分析小南画的图__________(选填“合理”或“不合理”),支持你观点的理由是________。
21.小君同学用相同的力,在A、B两处推门(如图-1所示),在______处更容易推开,这表明力的作用效果与力的______有关。在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现如图-2所示的情景时,汽车在做______(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。
题型6 平衡状态的判断(共6小题)
22.2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人从踏板起跳,跃至数米高空,完成空翻动作,随后落在踏板前方。下列关于该过程的分析正确的是( )
A.上升过程中,机器人相对于地面静止
B.在空中最高点时,机器人受平衡力作用
C.机器人落地时会弯腿缓冲,是为了减小惯性
D.起跳时需要用力蹬踏板,说明物体间力的作用是相互的
23.如图所示相同的两块橡皮叠放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.A对B的压力就是A的重力 B.A受到的重力和B对A的支持力是一对平衡力
C.B受到的重力和桌面对B的支持力是一对平衡力 D.B对A的支持力产生原因是A发生了弹性形变
24.如图是小球竖直下落时的频闪照片(频闪间隔时间相同),下列分析正确的是( )
A.小球做匀速直线运动,运动状态不变 B.小球做变速直线运动,速度越来越大
C.小球做变速直线运动,受力平衡 D.小球做匀速直线运动,受力不平衡
25.两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然______(选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对管子竖直向上的力______(选填“等于”或“不等于”)管子和水的总重。
26.鹤壁市的马踏飞燕雕塑是城市的一大亮点,也是中国优秀旅游城市的标志。“马”仅用一蹄就能稳稳地踏在飞燕上,这只蹄子所受支持力的作用点与“马”的___________应该在一条竖直线上。“马”受到两个相互平衡的力,这两个力是___________和___________。
27.牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图所示的装置进行探究。
(1)实验中,主要研究___________(选填“AB”或“BC”)面的阻力对物体运动的影响。
(2)实验中,每次都要让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是___________
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到D点时速度为v1。若此时所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1___________ v2。(选填“>”、“=”或“<”)
(4)小车在水平面上运动时___________(选填“有”或“没有”)受到平衡力。
题型7 探究二力平衡的条件的实验(共4小题)
28.如图1是“探究二力平衡条件”的实验装置,如图2是“探究同一直线上二力的合成”实验,橡皮筋原长为AE,在拉力的作用下伸长到。下列说法正确的是( )
A.图1中增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡的两个力的方向关系
B.图1中应选择质量较大的卡片进行实验
C.图2中每次实验都将橡皮筋右端拉到是为了控制力的作用效果相同
D.图2中橡皮筋受到拉力会伸长,说明力可以改变物体的运动状态
29.在“探究二力平衡条件”的实验中,同学们设计了甲、乙两种实验方案,所用器材如图所示,为了减小摩擦力对实验的影响,应该选用_______方案。甲方案中取下左侧砝码,木块向右滑动,此时木块在水平方向上受力_______(选填“平衡”或“不平衡”)。
30.某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均相等。
(1)如图甲所示装置实验,该实验要在水平的桌面上实验,防止木块的___________影响实验。小明在实验时发现,在左边挂一个钩码,右边挂一个钩码时,木块保持静止状态。继续往右边再挂一个钩码,木块状态没改变,这时木块___________(选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验小组决定改进实验设计,小明同学设计了如图乙所示实验装置,在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察发生的现象,可以得出二力平衡的其中一个条件是:相互平衡的两个力作用在___________。
31.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小;
(1)当小卡片平衡时,小华将卡片_______ (选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究____________ 的两个力能否平衡;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是_______(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转 B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡 D.减少摩擦力对实验结果的影响
(3)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?小明提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在_________(选填“水平方向”、“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动,根据观察到弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)的现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态;
(4)利用图丙装置_____(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5)若将图甲中小卡片换成弹簧测力计,左右两侧各悬挂重1N的钩码,则弹簧测力计示数为_____N。
题型8 二力或多力平衡问题(共6小题)
32.如图所示,A、B两个物块的重力分别为6N、4N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,则地板受到物块B的压力是( )
A.4N B.6N C.8N D.10N
33.现役CR400复兴号动车组,以的运营速度使中国高铁在全球商业运营中保持着领先地位,该速度是目前全球高铁商业运营的最高速度。当高铁在水平路面上匀速直线行驶时,放在小桌板上的水杯保持静止。高铁进站时,乘客身体会微微向前倾。下列说法正确的是( )
A.高铁进站时运动状态保持不变
B.以行驶的高铁为参照物,路旁的树木是静止的
C.水杯受到的重力与桌面对水杯的支持力是一对平衡力
D.高铁高速行驶时,遇到紧急情况不容易改变运动状态,是由于速度大,惯性大
34.2026年马年春节,曲阜尼山圣境打造沉浸式夜游,千架无人机上演跨年之夜,如图所示。有关无人机的下列说法正确的是( )
A.在空中悬停的无人机处于平衡状态 B.匀速上升的无人机,升力大于重力
C.匀速下降的无人机只受重力的作用 D.加速上升的无人机运动状态不改变
35.无人驾驶飞机与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便的优势。四旋翼无人机悬停在空中时,此时空气对无人机的作用力与无人机所受的重力是一对____,无人机携带的摄像机对地面物体进行拍照时,地面上的物体在底片上成倒立缩小的____像,若焦距不变,离地面越远,地面上的物体通过凸透镜成像越____。
36.如图所示,将物体A按下列四种情景放在水平面和斜面上:①物体在水平拉力作用下做匀速直线运动,②物体A上放物体B并且静止,③物体A在斜向右上方拉力的作用下保持静止,④物体A静止在斜面上。②中A对B的支持力和B对A的压力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);四种情景中物体A受到的重力和支持力是一对平衡力的有______(选填序号)。
37.如图甲所示,电梯底部有物体M,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。物体M对电梯底部的压力F随时间t变化的图线如图乙所示。0~10 s内,电梯和M都处于静止状态,弹簧处于伸长状态,10 s后,电梯由静止开始沿竖直方向运动。若物体M重力为20 N,则0~10 s内,弹簧施加的弹力大小为_____N;30~40 s内,弹簧施加的弹力大小为______N,此时物体将______(选填“匀速运动”、“变速运动”或“静止”)。
题型9 平衡力与相互作用力的区别(共5小题)
38.自行车是节能环保的交通工具。如图所示,当骑行者在平直公路上匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.加速骑行时,骑行者的惯性会越来越大
B.骑车匀速转弯时,自行车的运动状态发生了改变
C.车对地面的压力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.脚蹬踏板时,先有脚对踏板的力,再有踏板对脚的力
39.如图所示,物体A、B间用轻弹簧连接(不计弹簧自重),竖直叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.与、两个力的合力是一对平衡力 B.与是一对作用力与反作用力
C.与是一对作用力与反作用力 D.与、与是一对平衡力
40.如图所示,小鸟静止在水平树枝上。下列说法正确的是( )
A.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力
B.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对相互作用力
C.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
D.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对相互作用力
41.汽车沿平直公路行驶,牵引力为1200N,所受阻力为1200N,可以判定汽车做___________运动,牵引力和阻力是一对___________(选填“平衡力”或“相互作用力”)。一个做圆周运动的物体,若所受的外力突然消失,则物体将___________(选填“静止”“做匀速直线运动”或“竖直下落”)。
42.直升机飞行时,旋翼快速旋转而获得升力,该升力的施力物体是______(旋翼/空气),说明了力的作用是______。如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8 kg,飞行时旋翼转速是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上。由以上信息可知,火星表面______(有/没有)气体。机智号在火星上受到的重力为______N。直升机水平匀速飞行时,直升机受到的重力和升力是一对______力。(火星表面g火取4 N/kg)
题型10 摩擦力及其产生条件(共3小题)
43.如图所示,在拉力作用下,木块M随小车N一起向右做匀速直线运动,无相对滑动,若不计空气阻力且小车N足够长,则( )
A.M受到向右的摩擦力 B.若N突然变光滑,则M停止运动
C.M所受的重力与支持力是一对平衡力 D.M对N的压力与N对M的支持力是一对平衡力
44.如图所示,为一名骑马爱好者骑马在平原上沿直线匀速驰骋的图片,请根据分析判断下列说法正确的是( )
A.马受到的重力和地面对马支持力是一对平衡力
B.马对地面的压力和马对骑马者的支持力是一对相互作用力
C.向后蹬地马蹄受到的摩擦力方向与骑马者运动方向相反
D.马受到的支持力是由于地面发生形变而产生的
45.如图所示,转轮带动传送带向右匀速运动,传送带上表面水平。小明把一物体放在传送带上,刚放上传送带的瞬间,物体在传送带上滑动,则物体______摩擦力的作用;后来物体随传送带一起匀速直线运动,物体______摩擦力的作用。(两空均选填“不受”、“受到向左的”或“受到向右的”)
题型11 静摩擦力的大小与方向(共4小题)
46.4月19日上午7时30分,随着一声清脆的发令枪响——5 000名跑者如潮水涌出起点,2026镇安马拉松赛在秦岭南麓的“最佳康养会客厅”激情开跑。下列有关说法正确的是( )
A.一旁的观众静止站立在地面上时,所受的重力和支持力是一对相互作用力
B.跑者停止蹬地面后慢慢停下,说明力是维持物体运动的原因
C.跑者向前奔跑时,两脚底受到的摩擦力方向均向后
D.跑者向后蹬地面,会向前运动,说明物体间力的作用是相互的
47.如图所示,木块A和B叠放在水平桌面上,在10N的水平拉力的作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.B受到的摩擦力方向水平向左 B.B受到的摩擦力为0
C.A受到的摩擦力为10N D.A受到的摩擦力方向水平向左
48.小明用10 N的力水平向右拉静止在水平地面的木块,木块静止不动,此时木块受到的摩擦力为___________N,小明加大力气,用20 N的力继续水平向右拉时,木块恰好做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力为___________N,小明继续增大水平向右的拉力为30 N,木块加速向右运动,此时木块受到的摩擦力为___________N。
49.小强手握一个保温杯竖直静止在空中,杯子总重为5N,握力为20N,如图。此时杯子受到的摩擦力方向为______,大小为______N(g取10N/kg);若增大手握杯子的力,仍使保温杯竖直静止在空中,摩擦力会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
题型12 影响滑动摩擦力大小因素实验(共3小题)
50.如图所示,小明用长方体木块(六个面的接触面粗糙程度相同)探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)如图甲实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做____,由_____知识可知,木块与长木板间的滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)小明通过甲、乙两实验可得到结论:当____相同,______越大,滑动摩擦力越大。
(3)小明通过_____两次实验可得到结论:当压力相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(4)叶子姐姐认为实验可以这样改进:把弹簧测力计的拉环端固定,并使弹簧测力计保持水平,在沿水平方向拉动长木板,如图丁。你认为叶子姐姐这样做的好处是:______(写出一点即可)
51.如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,应用弹簧测力计沿水平拉动木块,使它在水平木板上做_________运动。
(2)对比甲、乙两次实验(两图中木板相同),是为了探究滑动摩擦力的大小与_______的关系。在完成图甲所示实验时,小明先后进行了两次正确操作,木块运动的速度分别为va、vb所受的摩擦力分别为fa、fb。已知va>vb,则fa_____fb(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)实验小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,又进行了如图丙所示的实验,对比图乙和图丙的实验结果,可得出的结论是:________________。
(4)为提高实验的精度,降低实验操作难度,同学们设计了如图丁所示改进方案:将物块与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物块的细绳保持水平。用力F水平拖动长木板。
①实验时拉动木板________(选填“必须”或“不一定”)做匀速直线运动。
②若F=8N时,长木板恰好被匀速拉动,物块静止不动,此时传感器的示数为6N,则地面对长木板的摩擦力大小为_____N。
③拉动长木板发现2秒后传感器示数不稳定(物块始终在木板上),获得数据如图戊所示,出现示数不稳定的原因可能是_____(填字母)。
A.木块下表面粗糙程度不均匀;
B.长木板上表面粗糙程度不均匀。
52.实践小组用如图所示装置做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验。
(1)小组的同学首先进行了如图甲、乙、丙三次实验,每次他们都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做________运动,可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等;
(2)比较甲、乙两次实验可知:滑动摩擦力的大小与________有关;
(3)利用________两次实验得出的结论可以解释:如果要在拔河比赛中获胜,应该选择鞋底花纹较深的运动鞋;
(4)小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,木板放在水平桌面上,物块B叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。在拉动长木板的过程中,木块受到的摩擦力方向是水平向________(选填“左”或“右”)。用的力匀速拉动木板,此时拉力传感器的示数为,木块受到的摩擦力为________N。
题型13 滑动摩擦力的方向(共4小题)
53.如图所示,在密闭车厢内,静止在粗糙地板上的木块随车厢一起向右做匀速直线运动。某一时刻,木块相对车厢向左滑动,则此时( )
A.车厢在减速 B.木块不受摩擦力
C.木块受到向右的摩擦力 D.木块受到向左的摩擦力
54.现有A、B两个物体,A的重力为10N,B的重力为30N。如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,在相同水平面上用推着AB以2v做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,物体A受到的摩擦力方向水平向右
B.图甲中,B对地面的压力大小为30N
C.采用图乙方式推A、B时,A、B整体受到的摩擦力大于10N
D.图乙中,若增大,A、B整体受到的摩擦力大小为10N
55.生活处处有物理:“杯弓蛇影”是光的______现象(选填“反射”或“折射”);氧气罐中的氧气用去一半,密度______(选填“变大”“变小”或“不变”);当黑板擦水平向右擦黑板时,黑板受到的摩擦力方向是______(选填“水平向左”或“水平向右”)。
56.如图甲所示,木块在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化如图乙和丙所示,木块的运动状态随时间变化的图像如图丁所示。由图像可知,0~2s内木块受到的摩擦力大小为_____ N,此时合力为_____ N;第3s时,木块受到的摩擦力大小为________ N;第7s时,木块受到的摩擦力方向水平向_____ 。
题型14 影响滑动摩擦力大小的因素(共6小题)
57.如图所示,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉动。下列说法中错误的是( )
A.木块被拉动后,木块所受滑动摩擦力方向始终水平向左
B.在木块上加放钩码,可探究压力对滑动摩擦力大小的影响
C.实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
D.木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数大小等于木块所受滑动摩擦力的大小
58.如图甲,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2N B.木块第一次和第二次速度之比为1∶2
C.木块两次受到滑动摩擦力之比为1∶1 D.木块两次受到弹簧测力计拉力之比为2∶1
59.如图甲所示,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上的物块A受到水平拉力F的作用,F随时间变化的关系如图乙所示。小明从开始,每隔2 s记录物块A的位置如图丙所示(用“”表示物块A)。下列说法正确的是( )
A.0~6 s内,A静止,不受摩擦力作用 B.6~10 s内,物块所受摩擦力等于9 N
C.10~12 s内,物块所受摩擦力等于6 N D.若时撤去力,物块将做减速运动
60.小明用图示装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。木块与木板之间的摩擦力大小通过传感器显示。当在木块上增加钩码并拉动木板向左加速运动时,木块仍然静止。传感器显示力的大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
61.物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化关系如图乙所示。从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“•”表示物块A),如图丙所示。2s时,物块所受摩擦力为_____ N;6~12s内,物块所受摩擦力为_____ N;10~14s内,物块的平均速度为________ cm/s;若18s时撤去F,物块将做_______ 直线运动。
62.小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,桌面受到抹布的摩擦力方向向______。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为______N,这个推力是由于______(选填“桌子”或“手”)发生弹性形变产生的。
题型15 增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共7小题)
63.现有一国产新能源汽车,为测试其安全性能,需测试它在100 km/h的速度下的极限刹车距离。若它在刹车阶段可以看作纯滑动过程,后备箱中所放行李只与后备箱底部接触。下列说法正确的是( )
A.汽车匀速行驶时,行李受摩擦力作用
B.若增大汽车的质量,汽车刹车时,汽车受到地面的摩擦力将增大
C.汽车刹车时,行李相对于后备箱向前滑动,是由于受到惯性力的作用
D.汽车匀速行驶时,若增大行李和车后备箱之间接触面的粗糙程度,则行李受到的摩擦力增大
64.利用自行车出行,既能锻炼身体,又可节能减排。下列自行车相关部件或操作中,主要为了减小摩擦的是( )
A.车轴处安装滚珠轴承 B.轮胎上印有凹凸花纹
C.刹车时用力捏闸 D.脚蹬表面凸凹不平
65.下列器材或情景,是为了减小摩擦的是( )
A.冰壶运动员擦冰 B.轮胎上有花纹
C.自行车的车闸 D.涂有防滑粉的手
66.九三阅兵是纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的重大活动,战鹰呼啸,气势如虹,空中护旗梯队飞过来了!直升机沿同一高度匀速直线飞过,如图所示,下列说法正确的是( )
A.直升机此时处于平衡状态 B.若此时直升机所受的力全部消失,直升机将保持静止
C.飞行的过程中,直升机的惯性越来越大 D.直升机螺旋桨采用滚动轴承来增大摩擦
67.小明骑自行车去上学,骑行前他给自行车的轴承中加入润滑油的目的是________(选填“增大”或“减小”)摩擦;在自行车从一坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,他捏紧车闸,这是通过________的方法增大摩擦;轮胎的表面制成凹凸花纹,这是通过________的方法增大摩擦。
68.2026年3月29日盐城大运河马拉松系列赛在盐城奥体中心鸣枪开跑,选手鞋底的花纹主要是通过增大____从而增大摩擦:选手弯道匀速转弯时,其运动状态____(填“改变”或“不变”);选手冲刺通过终点后由于____不能立即停止。
69.如图是拔河比赛中的场景,比赛时应挑选体重较大的同学参加比赛,这是为了增大______力;比赛刚进行时,双方处于相持阶段,此时比赛双方对绳子的拉力是一对______力,它们的大小______;比赛时,双方队员均采用身体下蹲并略向后仰的姿势,这样做的好处是:通过降低______的高度,从而增大稳度。
题型16 同一直线上二力的合成(共5小题)
70.在户外实践活动中,小东与小亮两位同学配合用小车运农作物。在斜坡上小东在车前用300N的力沿斜坡向上拉车,小亮在后面用200N的力沿斜坡向上推车,如图所示,则车受到这两个力的合力大小和方向分别是( )
A.300N 沿斜坡向上 B.500N 沿斜坡向下
C.100N 沿斜坡向上 D.500N 沿斜坡向上
71.为记录文艺汇演中的精彩瞬间,学校使用无人机进行航拍。无人机匀速竖直上升、空中悬停、加速竖直下降阶段受到的升力分别为(不考虑空气阻力),则( )
A. B. C. D.
72.如图所示,物体放在水平桌面上,在水平方向上受到同一直线上的两个力和的作用,如果物体保持静止,则在水平方向上物体还应受到一个力,这个力的大小和方向分别是( )
A.、水平向左 B.、水平向右 C.、水平向左 D.、水平向右
73.立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员下跨后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。据图可知,该运动员受到的重力为________ N;t1﹣t3时刻物体的速度变化情况是_______ ;他在t2时刻受到的合力为________ N。
74.(1)如图1所示,一物体只受到竖直方向与的作用,已知与是一对平衡力。若物体在这对平衡力作用下运动,用频闪照相机每相同时间间隔拍一张照片,记录物体的运动轨迹,则可能是图2中的________图。
(2)如图,一木块在和的共同作用下,静止在水平地面上。
①若撤去,木块在水平方向所受的合力大小为________N,木块将____________(选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”)。
②若撤去,木块在水平方向所受的合力大小为3N,则木块所受的摩擦力为________N,它属于________(选填“静”或“滑动”)摩擦力。
题型17 力与图像结合问题(共4小题)
75.如图甲所示,一木块放在由同种材料制成粗糙程度均匀的水平台面上。木块受到水平向右拉力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的大小与时间t的关系如图丙所示。6 s时撤去力F,同时木块从台面滑出。忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.0~2 s,木块处于静止状态,木块所受静摩擦力为4 N
B.2 s~4 s,木块加速运动,所受滑动摩擦力为6 N
C.4 s~6 s,木块做匀速直线运动,所受滑动摩擦力为4 N
D.当t=5秒时,受到的合力为4 N
76.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列判断错误的是( )
A.时,物体受到的摩擦力为2 N B.时,物体做匀速直线运动
C.时,物体所受摩擦力是1 N D.2s-4s内物体所受摩擦力为3N
77.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的作用,的大小与时间的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示,第1s时物体所受的摩擦力为__________,第2s末到第4s末,物体所受合力为__________N。
78.如图甲所示,用拉力水平拉动一物体在水平面上运动,水平面上各部分粗糙程度相同。图乙所示是拉动过程中拉力随时间变化的图像,图丙所示是拉动过程中速度随时间变化的图像。请结合图像回答下面的问题:
(1)物体在时处于__________状态,在时刻受到的摩擦力为_______N。
(2)物体在时处于____________状态,在时刻受到的摩擦力为_______N。
(3)物体在时处于____状态,在时刻受到的摩擦力为____N。
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第八章 运动和力
题型1 探究阻力对物体运动影响的实验(共4小题)
题型2 牛顿第一定律的内容及理解(共4小题)
题型3 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共4小题)
题型4 物体的运动状态是否改变的判断(共3小题)
题型5 生活中的惯性现象(共6小题)
题型6 平衡状态的判断(共6小题)
题型7 探究二力平衡的条件的实验(共4小题)
题型8 二力或多力平衡问题(共6小题)
题型9 平衡力与相互作用力的区别(共5小题)
题型10 摩擦力及其产生条件(共3小题)
题型11 静摩擦力的大小与方向(共4小题)
题型12 影响滑动摩擦力大小因素实验(共3小题)
题型13 滑动摩擦力的方向(共4小题)
题型14 影响滑动摩擦力大小的因素(共6小题)
题型15 增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共7小题)
题型16 同一直线上二力的合成(共5小题)
题型17 力与图像结合问题(共4小题)
题型1 探究阻力对物体运动影响的实验(共4小题)
1.如图所示,在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,记录小车在水平面不同材料上移动的距离s如下表。关于该实验和记录数据,下列说法不正确的是( )
水平面材料
毛巾
棉布
木板
小车移动的距离s/cm
13.9
24.2
33.8
A.三次实验需让小车从同一斜面顶端由静止滑下
B.水平面上铺上粗糙程度不同的物体,是为了改变运动的小车所受的阻力大小
C.小车在水平面上滑行时,受到的阻力越小,运动的距离就越远
D.该实验可以直接得出:小车运动时如果不受阻力,小车就会做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.三次实验需让小车从同一斜面顶端由静止滑下,目的是让小车到达水平面时初速度相同,故A正确;
B.水平面上铺粗糙程度不同材料,改变小车运动时所受阻力,接触面越粗糙,阻力越大,故B正确;
C.由表格数据可知:毛巾阻力最大,小车移动的距离最小;木板阻力最小,小车移动的距离最大,故C 正确;
D.在该实验的基础上,按照运动变化规律经过科学推理,才能得出小车运动时不受阻力会做匀速直线运动,故D错误。
本题选说法不正确的,故选D。
2.如图所示,小华在“探究阻力对物体运动影响的实验”时,要想让小车以相同速度滑到水平面,需控制小车在斜面上从___________由静止滑下。通过分析实验现象可知:水平表面对小车的阻力越___________(选填“大”或“小”),小车运动的越远,若水平面绝对光滑,小车到达水平表面后将做___________。
【答案】 同一高度 小 匀速直线运动
【详解】要让小车滑到水平面时速度相同,需要控制小车从斜面同一高度由静止滑下,到达水平面的初速度相同。
由实验现象可知,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车速度的减小得越慢,小车运动的距离越远。
通过实验推理可得,若水平面绝对光滑,小车水平方向不受阻力,速度将保持不变,会一直做匀速直线运动。
3.用如图所示的实验装置研究“阻力对物体运动的影响”。
(1)实验中让小车从同一斜面的相同高度静止开始滑下,是为了使小车到达水平面时的____________相同;
(2)实验时,通过比较_____________________可知小车所受阻力的大小;
(3)使小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,对比图甲、乙、丙可知,小车运动的距离越大,说明小车速度减小得越______;由此推理得出在水平面上运动的小车,如果受到的阻力为零,小车将做__________________运动;
(4)通过实验探究,同学们对牛顿第一定律的知识有了更深层次的理解:力不是维持物体运动状态的原因,而是______________物体运动状态的原因。
(5)若实验中小车会从较光滑的水平木板右端掉落,为了避免此现象,请你提出一条可行性建议优化实验方案:_________________________________。
【答案】(1)速度/初速度
(2)小车在水平面上运动的距离
(3) 慢 匀速直线
(4)改变
(5)降低小车在斜面上的释放高度
【详解】(1)实验用到控制变量法,让小车从同一斜面相同高度静止滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同,保证只有“阻力大小”这一个变量。
(2)本实验用到转换法,阻力的大小通过小车在水平面滑行的距离体现:阻力越大,小车滑行越近,因此通过比较小车滑行距离判断阻力大小。
(3)对比三次实验可知:阻力越小,小车运动距离越大,说明速度减小得越慢。进一步推理可得:若运动小车受到的阻力为零,速度不再减小,将保持速度一直做匀速直线运动。
(4)通过实验可知,运动的物体如果不受力,将做匀速直线运动,揭示了力与运动的关系,即力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
(5)小车从木板右端掉落,是因为小车到达水平面的初速度过大,或木板长度不足,因此可以通过降低小车下滑高度减小初速度,或换用更长的木板来避免掉落。
4.在探究阻力对物体运动的影响的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验过程中,应将毛巾、棉布铺在____________(填“水平木板”、“斜面”或“水平木板和斜面”)上;
(2)实验中通过观察____________来反映阻力对物体运动的影响;
(3)实验中,让同一小车从同一斜面的同一高度滑下,其目的是使小车到达水平面时的____________相同;
(4)让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示,可观察到小车在木板表面滑行的距离最远,由此可得出:小车受到的阻力越____________,速度减小越慢。进一步推理可得:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持____________状态。
【答案】(1)水平木板
(2)小车运动的距离
(3)初速度
(4) 小 匀速直线运动
【详解】(1)实验中,毛巾、棉布需要铺在水平木板上,目的是改变水平面的粗糙程度,从而改变小车受到的阻力。斜面不需要铺设,这样才能保证小车滑下时的初始条件一致。
(2)实验中通过观察小车在水平面上运动的距离来反映阻力对物体运动的影响。阻力越大,小车运动的距离越短;阻力越小,运动的距离越长。
(3)探究阻力对物体运动的影响,则变量应为物体受到的阻力,控制其他的变量相同,即控制同一小车从同一斜面的同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时的初速度相同。
(4)[1][2]小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小越慢。进一步推理:如果小车运动时受到的阻力为零,速度就不会减小,小车将保持匀速直线运动状态。
题型2 牛顿第一定律的内容及理解(共4小题)
5.牛顿第一定律揭示了力与运动的本质关系,深刻影响了经典力学的发展。下列对该定律的理解,正确的是( )
A.物体的运动需要力来持续维持
B.不受外力作用时,运动的物体终将慢慢静止
C.牛顿第一定律由大量实验直接验证得出
D.不受外力时,原来运动的物体将保持匀速直线运动
【答案】D
【详解】A.牛顿第一定律揭示了,力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力持续维持,故A错误;
B.根据牛顿第一定律,不受外力作用时,运动的物体将做匀速直线运动,物体慢慢静止是因为受到阻力的作用,故B错误;
C.现实中不存在完全不受外力的物体,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学推理总结得出的,无法由实验直接验证,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,不受外力作用时,原来运动的物体将保持匀速直线运动状态不变,故D正确。
故选D。
6.下列关于牛顿第一定律的看法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律说明不受力的物体始终保持静止
B.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理得出的
C.世上没有真正不受力的物体,所以牛顿第一定律是不可能实现的定律
D.牛顿第一定律又称惯性定律,说明物体的惯性和牛顿第一定律讲的是一回事
【答案】B
【详解】A.牛顿第一定律指出,不受力的物体将保持原来的运动状态不变:原来静止的物体保持静止,原来运动的物体保持匀速直线运动状态。因此“始终保持静止”的表述不全面,故A错误;
B.牛顿第一定律无法直接通过实验验证(不存在不受力的物体),它是在大量实验的基础上,通过科学推理概括得出的,故B正确;
C.虽然没有真正不受力的物体,但物体受合力为零时,运动效果和不受力等效,牛顿第一定律可以正确描述物体的运动规律,是力学的基础定律,故C错误;
D.牛顿第一定律又称惯性定律,它描述了物体不受力时的运动规律;而惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,两者不是一回事,故D错误。
故选B 。
7.在物理学史上,关于力和运动的关系经历了漫长的探索过程。“近代科学的开拓者”__________通过思想实验分析得出物体的运动并不需要力来维持.物理学家牛顿在总结前人研究成果的基础上,通过推理抽象概括出了______定律。
【答案】伽利略 牛顿第一
【详解】伽利略被称为“近代科学的开拓者”,他通过理想斜面的思想实验,分析得出物体的运动并不需要力来维持,推翻了“力是维持物体运动的原因”的传统错误认知。
牛顿在总结伽利略等前人研究成果的基础上,经过推理抽象概括出了牛顿第一定律,该定律明确了力与运动的核心关系,是经典力学的基础定律之一。
8.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,如图,三次实验中,均保持小车从同一斜面________位置由静止下滑,目的是________。在水平面上,小车每次停止时的位置如图所示,由三次实验可以看出,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车滑行的距离就越远,速度减小得越________(选填“快”或“慢”)。
【答案】 同一高度 使小车到达水平面时的初速度相同 慢
【详解】实验中,小车从斜面的同一高度由静止下滑,是为了使小车到达水平面时的初速度相同,才能通过改变水平面的粗糙程度(改变阻力大小),来探究阻力对运动的影响;
水平面越光滑,小车受到的阻力越小,滑行的距离越远,说明小车的速度减小得越慢。
题型3 根据牛顿第一定律判断物体的运动状态(共4小题)
9.乒乓球被称为中国的“国球”,深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是( )
A.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
B.乒乓球的质量小,所以容易被快速改变运动状态
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它将立即静止
D.球拍击打乒乓球时,只有乒乓球受力,球拍不受力
【答案】B
【详解】A.乒乓球在空中飞行时,已经脱离球拍,不再受到球拍向前的推力,它是由于惯性保持运动状态,故A错误;
B.物体惯性大小与质量有关,乒乓球质量小、惯性小,所以运动状态容易被快速改变,故B正确;
C.根据牛顿第一定律,若空中飞行的乒乓球所受外力全部消失,它将保持原来的运动状态做匀速直线运动,故C错误;
D.力的作用是相互的,球拍击打乒乓球时,乒乓球同时也会对球拍施加力,球拍也受力,故D错误。
故选B。
10.如图所示,是敖丙和哪吒踢毽子的场景,下列有关说法正确的是( )
A.在踢毽子整个过程中,毽子受力情况不变
B.毽子运动到最高点时失去所有外力将保持静止状态
C.毽子离开脚后能继续向前运动是因为受到惯性的作用
D.哪吒在踢毽子的过程中不止改变了毽子的运动状态
【答案】D
【详解】A.在踢毽子整个过程中,毽子被脚踢时受到脚的作用力,离开脚后只受重力和空气阻力,故A错误;
B.毽子斜向上运动,到达最高点时竖直方向速度为0,但水平方向仍有速度,若此时失去所有外力,根据牛顿第一定律,毽子将保持匀速直线运动,不会静止,故B错误;
C.惯性是物体本身的固有属性,不能表述为“受到惯性的作用”,毽子继续运动是因为毽子具有惯性,故C错误;
D.力的作用效果有两种:改变物体的运动状态、使物体发生形变。踢毽子时,脚对毽子的力不仅改变了毽子的运动状态,还使毽子发生形变,因此不止改变了毽子的运动状态,故D正确。
故选D。
11.某同学在科技馆参观时发现这样一个展品,在水平轨道上有一列小火车,车厢顶部有两个孔P和Q,小火车在轨道上沿直线匀速运动,如图所示,当小火车即将经过“n”型框架的下方时,从P孔中竖直向上弹出一个小球。不计小球受到的空气阻力,小球的落点是方向_____(P/Q),是因为_______ (小球/小火车)具有惯性,若在小球从P孔弹出的同时,火车突然向前加速,则小球的落点是_________ (P孔/P孔前方/P孔后方)。
【答案】 P 小球 P孔后方
【详解】
小火车在轨道上沿直线匀速运动,从P孔中竖直向上弹出一个小球,因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,所以小球最终能落回P孔;
在小球弹出的同时,火车突然加速运动,火车的速度大于小球的速度,小球由于具有惯性将落到P孔后方。
12.利用如图所示的装置,探究“阻力对物体运动的影响”。
(1)同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,这样做的目的是为了使小车到达水平面的_________相同。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
(2)由实验可以知道,小车在_________表面上运动时,速度减小得慢。以下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
(3)实验完成后,同学们在一起讨论运动和力的关系,以下正确的是_________。
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
【答案】(1) 速度 A
(2) 木板 B
(3)D
【详解】(1)根据控制变量法,让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,能保证小车到达水平面时的初速度相同,这样才能只研究阻力对运动的影响,如果初速度不同,就无法确定小车滑行距离的差异是由阻力引起的。
实验中,接触面越光滑,阻力越小,小车滑行的距离就越远,所以用小车滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响(这是转换法的应用),故选A。
(2)木板表面的粗糙程度最小,对小车的阻力也最小,所以小车在木板上运动时,速度减小得最慢,滑行的距离最远,小车停下来是因为受到阻力,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因,根据实验推理,如果小车不受阻力,它的速度不会减小,会一直做匀速直线运动,不会停下来。故选B。
(3)A.物体受力时,如果是平衡力,运动状态不会改变(如匀速直线运动的物体受平衡力);故A错误;
B.物体不受力时,会保持静止或匀速直线运动状态,不是一定静止;故B错误;
C.物体不受力时也可以做匀速直线运动,运动不需要力来维持;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,一定是受到了力的作用,故D正确。
故选D。
题型4 物体的运动状态是否改变的判断(共3小题)
13.如图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至b处时,小球受到的弹力等于小球的重力,压缩至c处时弹簧最短,从a至c处的过程中,不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是( )
A.从a点到c点的运动过程中,小球所受的合力先增大后减小
B.小球在b点时,速度最大
C.小球在c点速度为零,处于平衡状态
D.从a点到c点的运动过程中,小球的速度先变大后变小
【答案】BD
【详解】由题意知,b点处弹力等于重力,而弹簧弹力随压缩量的增大而增大;从a到b阶段:弹力从0开始增大,始终小于重力,合力向下,大小,随着增大,合力逐渐减小到0,合力方向与运动方向相同,小球持续加速,速度不断增大;从b到c阶段:弹力继续增大,弹力大于重力,合力向上,大小,随着增大,合力逐渐增大,合力方向与运动方向相反,小球持续减速,直到c点速度减为0,此时合力最大,不是平衡状态,综上所述,AC错误,BD正确。
故选BD。
14.关于乘坐汽车遇到的物理问题,下列说法正确的是( )
A.以行驶的汽车为参照物,路边的行道树是运动的
B.汽车刹车时,乘客会向前倾,是因为乘客受到惯性
C.汽车匀速转弯时,运动状态没有发生改变
D.汽车的速度越大,惯性越大,刹车距离越长
【答案】A
【详解】A.以行驶的汽车为参照物,路边的行道树相当于汽车的位置发生了改变,是运动的,故A正确;
B.急刹车时,人由于惯性会保持原来的运动状态而向前倾,惯性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.汽车匀速转弯时,速度大小不变,但方向发生改变,因此运动状态发生改变,故C错误;
D.惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力,是否运动,运动速度等都没有关系,故D错误。
故选A。
15.如图甲所示,在水平放置的玻璃瓶内注入水其中有一气泡。瓶子由静止向右运动时,小气泡将向___________(左/右)运动;如图乙所示,在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮,如果书表面绝对光滑当书突然向右运动时,橡皮将会___________。(选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”)
【答案】 右 保持静止
【详解】[1]当密闭玻璃瓶突然向右运动时,密闭玻璃瓶内的液体由于惯性,要保持原来的静止状态不动,从而把气泡挤向前方,即气泡向右运动。
[2]原来橡皮和书是静止的,当书突然向右运动时,如果书表面绝对光滑,橡皮与书之间没有摩擦力,橡皮由于惯性仍保持静止状态。
题型5 生活中的惯性现象(共6小题)
16.下列对如图所涉及的物理知识描述正确的是( )
A.图甲中,黑板反光看不清字,是因为光发生了漫反射
B.图乙中,图书馆禁止大声喧哗,是从声源处防治噪声
C.图丙中,冬天口中呼出的“白气”是水汽化形成的
D.图丁中,踢出去的足球能继续运动是受到惯性的作用
【答案】B
【详解】A.黑板反光是因为黑板表面光滑,光发生了镜面反射,故A错误;
B.禁止大声喧哗,是不让噪声产生,属于从声源处防治噪声,故B正确;
C.冬天呼出的“白气”是口中呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C错误;
D.惯性是物体本身的固有性质,不能说“受到惯性的作用”,应该描述为足球由于具有惯性继续运动,故D错误。
故选B。
17.小雅同学在玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,滑板车速度越来越快;停止蹬地后,滑板车仍然能继续运动一段距离,最终会停下来。下列说法正确的是( )
A.不断用力蹬地,滑板车受到向前的摩擦力,所以速度越来越快,说明力能改变物体的运动状态
B.蹬地的过程中该同学一直是运动的,所以运动状态没有改变
C.停止蹬地后滑板车仍然能够继续运动,是因为滑板车受到惯性的作用
D.滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,力改变了其运动状态
【答案】D
【详解】A .不断用力蹬地,是人的脚给地面一个向后的力,同时地面给人的脚一个向前的摩擦力,这个力作用在人身上,使人和滑板车组成的系统向前加速。选项中‘滑板车受到向前的摩擦力’的说法不准确,故A错误。;
B.蹬地的过程中该同学受到向前的摩擦力,速度越来越快,运动状态发生了改变,故B错误;
C.该说法错误,惯性不是力,不能描述为受到惯性作用,故C错误;
D.停止蹬地后,滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,速度越来越小,最终静止,说明力改变了其运动状态,故D正确。
故选D。
18.下列关于力与运动的现象,说法正确的是( )
A.如图甲所示,纸飞机离手后,还会继续飞行是由于受到了惯性力
B.如图乙所示,足球在运动过程中,如果一切外力消失,足球将静止
C.如图丙所示,跳水运动员站在跳板上,跳板弯曲,说明力可以改变物体的形状
D.如图丁所示,跳远运动员起跳后,在空中的运动状态没有发生改变
【答案】C
【详解】A.惯性是物体本身的固有性质,不是力,不能描述为“受到惯性力”,纸飞机离手后继续飞行是因为纸飞机具有惯性,故A错误;
B.根据牛顿第一定律可知,足球运动时若一切外力消失,将保持匀速直线运动,不会静止,故B错误;
C.跳板被运动员压弯,说明力可以改变物体的形状,故C正确;
D.跳远运动员起跳后受重力作用,速度和运动方向都不断变化,运动状态发生了改变,故D错误;
故选C。
19.惯性大小只和物体的________有关,如图,列车正在向左行驶,桌上放一个装满水的瓶子。中间有一个气泡,若气泡突然向左移动,由此可知列车在突然________(选填“加速”或“减速”),这个现象说明________有惯性。
【答案】 质量 加速 水
【详解】惯性是物体的固有属性,它的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,和速度、受力情况无关。
列车突然向左加速时,在摩擦力的作用下带动瓶子一起加速运动,由于水和气泡内的空气具有惯性,所以水和空气要保持原来的运动状态不变,相对瓶子向右运动,由于水的质量比气泡内的空气的质量更大,所以水的惯性更大,有更多的水运动到瓶子右侧,所以气泡被水挤向左边。虽然水和气泡内空气都具有惯性,但是上述现象是由于水的惯性大形成的,所以更能体现的是水的惯性。
20.如图所示是小南画的甲车被乙车追尾的示意图。从物理学角度分析小南画的图__________(选填“合理”或“不合理”),支持你观点的理由是________。
【答案】 不合理 甲车被乙车追尾时甲车会加速向前运动,由于惯性甲车内乘客要保持原来的运动状态,故身体会后仰,乙车追尾甲车时乙车会减速向前运动,由于惯性乙车内乘客要保持原来的运动状态,故身体会前倾。
【详解】略
21.小君同学用相同的力,在A、B两处推门(如图-1所示),在______处更容易推开,这表明力的作用效果与力的______有关。在一辆行驶的汽车车厢里其顶壁上挂着一个小球。当出现如图-2所示的情景时,汽车在做______(选填“加速”“匀速”或“减速”)运动。
【答案】 A 作用点 加速
【详解】力的作用效果与作用点、大小、方向有关,用相同的力,在A、B两处推门,大小、方向相同,作用点不同,结合生活经验可知,在A处更容易推开,这表明力的作用效果与力的作用点有关;
由图2可知,汽车向右运动,只有当汽车加速运动时,小球由于惯性保持原来的运动状态,才相对于车厢向后运动。所以此时小车在加速运动。
题型6 平衡状态的判断(共6小题)
22.2026年央视春晚《武BOT》节目中,人形机器人从踏板起跳,跃至数米高空,完成空翻动作,随后落在踏板前方。下列关于该过程的分析正确的是( )
A.上升过程中,机器人相对于地面静止
B.在空中最高点时,机器人受平衡力作用
C.机器人落地时会弯腿缓冲,是为了减小惯性
D.起跳时需要用力蹬踏板,说明物体间力的作用是相互的
【答案】D
【详解】A.机器人上升过程中,相对于地面的位置不断发生变化,是运动的,故A错误;
B.在最高点时,机器人只受重力作用,不受平衡力,故B错误;
C.惯性大小只和物体的质量有关,机器人落地弯腿不会改变自身质量,弯腿缓冲是为了延长作用时间、减小落地冲击力,故C错误;
D.起跳时用力蹬踏板,机器人对踏板施加向下的力,同时踏板对机器人施加向上的反作用力,说明物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选 D。
23.如图所示相同的两块橡皮叠放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.A对B的压力就是A的重力
B.A受到的重力和B对A的支持力是一对平衡力
C.B受到的重力和桌面对B的支持力是一对平衡力
D.B对A的支持力产生原因是A发生了弹性形变
【答案】B
【详解】A.A对B的压力是弹力,由接触挤压产生;A的重力是地球施加的引力,二者施力物体、受力物体和性质都不同,不能说 “就是同一个力”,故A错误;
B.A受到的重力和B对A的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且都作用在A物体上,是一对平衡力,故B正确;
C.桌面对B的支持力大小等于A和B的总重力,大于B自身的重力,两个力大小不相等,不是平衡力,故C错误;
D.B对A的支持力是弹力,由施力物体B发生弹性形变产生,故D错误。
故选B。
24.如图是小球竖直下落时的频闪照片(频闪间隔时间相同),下列分析正确的是( )
A.小球做匀速直线运动,运动状态不变
B.小球做变速直线运动,速度越来越大
C.小球做变速直线运动,受力平衡
D.小球做匀速直线运动,受力不平衡
【答案】B
【详解】由图可知,在相等的时间内物体通过的路程越来越大,说明物体运动越来越快,即速度越来越大,故物体做变速直线运动,受力不平衡。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
25.两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(如图甲)。手握管子突然______(选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(如图乙),此时手对管子竖直向上的力______(选填“等于”或“不等于”)管子和水的总重。
【答案】 向上 不等于
【详解】气球变大说明水相对于玻璃管向下运动,挤压了气球。根据惯性原理:原来水和管子都静止,当手握管子突然向上运动时,管子运动状态突然改变向上运动,而水由于惯性保持原来的静止状态,因此水相对管子向下移动,撑大气球; 管子突然向上运动时,整体做向上的加速运动,根据力与运动的关系,加速运动时合力方向与运动方向一致(向上),因此手对管子向上的拉力大于管子和水的总重力,所以手的拉力不等于总重力。
26.鹤壁市的马踏飞燕雕塑是城市的一大亮点,也是中国优秀旅游城市的标志。“马”仅用一蹄就能稳稳地踏在飞燕上,这只蹄子所受支持力的作用点与“马”的___________应该在一条竖直线上。“马”受到两个相互平衡的力,这两个力是___________和___________。
【答案】 重心 重力 支持力
【详解】马仅用一只马蹄就能稳稳地踏在飞燕上,马蹄子的中心与马的重心应该在一条竖直线上。
静止的马受到竖直向下重力和竖直向上支持力的作用,大小相同,方向相反,作用于同一直线,作用于同一物体,符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力。
27.牛顿在探究“阻力对物体运动的影响”实验后,揭开了物体运动的规律,从而得出了“牛顿第一定律”。实验小组的同学利用如图所示的装置进行探究。
(1)实验中,主要研究___________(选填“AB”或“BC”)面的阻力对物体运动的影响。
(2)实验中,每次都要让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是___________
(3)由于受到阻力作用,小车在水平面上做减速运动,运动到D点时速度为v1。若此时所受外力突然消失,小车到达E点速度为v2,则两者的大小关系是v1___________ v2。(选填“>”、“=”或“<”)
(4)小车在水平面上运动时___________(选填“有”或“没有”)受到平衡力。
【答案】(1)BC
(2)使小车到达水平面时的初速度相同
(3)=
(4)没有
【详解】(1)实验中,斜面上(AB面)是为了让小车获得速度,阻力影响主要在水平面(BC面)上观察。 所以研究的是BC面。
(2)让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,确保小车每次到达水平面时的初速度相同,从而控制变量,只改变水平面的粗糙程度(阻力)。
(3)若小车在D点时所受外力突然消失,根据牛顿第一定律,小车将保持原来的速度做匀速直线运动,所以v1= v2。
(4)小车在水平面上运动时,受到阻力作用,速度不断减小,运动状态发生改变,因此没有受到平衡力。
题型7 探究二力平衡的条件的实验(共4小题)
28.如图1是“探究二力平衡条件”的实验装置,如图2是“探究同一直线上二力的合成”实验,橡皮筋原长为AE,在拉力的作用下伸长到。下列说法正确的是( )
A.图1中增减两端钩码的数目是为了探究相互平衡的两个力的方向关系
B.图1中应选择质量较大的卡片进行实验
C.图2中每次实验都将橡皮筋右端拉到是为了控制力的作用效果相同
D.图2中橡皮筋受到拉力会伸长,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】C
【详解】A.增减钩码的数目会改变绳子对卡片拉力的大小,其核心目的是探究相互平衡的两个力的大小关系,而非探究方向关系,故A错误;
B.实验中应选择质量较小的卡片,目的是为了尽量减小卡片自身重力对二力平衡实验结果的干扰,故B错误;
C.每次将橡皮筋的右端拉到同一位置E'能保证橡皮筋的伸长程度一致,这运用了等效替代法,确保了单独一个力与两个力共同作用时的效果相同,故C正确;
D.橡皮筋受到拉力后伸长,表现为体积或形态的变化,这说明力可以改变物体的形状,而不是改变物体的运动状态,故D错误。
故选C。
29.在“探究二力平衡条件”的实验中,同学们设计了甲、乙两种实验方案,所用器材如图所示,为了减小摩擦力对实验的影响,应该选用_______方案。甲方案中取下左侧砝码,木块向右滑动,此时木块在水平方向上受力_______(选填“平衡”或“不平衡”)。
【答案】 乙 不平衡
【详解】[1]甲方案中,木块与桌面间为滑动摩擦,摩擦力较大,会对实验结果产生明显干扰;乙方案中,小车与桌面间为滚动摩擦,摩擦力远小于滑动摩擦,能有效减小摩擦力对实验的影响。
[2]取下左侧砝码后,木块受到向右的拉力,同时受到向左的滑动摩擦力。由于木块向右滑动,表明物体在水平面的运动状态发生改变,因此木块在水平方向上受力不平衡。
30.某小组用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均相等。
(1)如图甲所示装置实验,该实验要在水平的桌面上实验,防止木块的___________影响实验。小明在实验时发现,在左边挂一个钩码,右边挂一个钩码时,木块保持静止状态。继续往右边再挂一个钩码,木块状态没改变,这时木块___________(选填“是”或“不是”)平衡状态。
(2)实验小组决定改进实验设计,小明同学设计了如图乙所示实验装置,在卡片平衡时,用剪刀将卡片从中间剪开,并观察发生的现象,可以得出二力平衡的其中一个条件是:相互平衡的两个力作用在___________。
【答案】(1) 重力 是
(2)同一物体上
【详解】(1)若实验桌面不水平,木块的重力会产生沿桌面方向的分力,干扰对两个拉力平衡条件的探究,因此需要在水平桌面实验,消除重力的影响。
平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,右边增加钩码后木块仍然保持静止,因此木块是平衡状态。
(2)当卡片平衡后,从中间剪开卡片,原本作用在同一卡片上的两个拉力分别作用在两个物体上,两个卡片都无法保持平衡,因此可得出结论:相互平衡的两个力必须作用在同一物体上。
31.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,并通过调整钩码个数来改变拉力的大小;
(1)当小卡片平衡时,小华将卡片_______ (选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究____________ 的两个力能否平衡;
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验。其主要原因是_______(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
(3)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?小明提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在_________(选填“水平方向”、“竖直方向”或“任意方向”)做匀速直线运动,根据观察到弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)的现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态;
(4)利用图丙装置_____(选填“能”或“不能”)探究二力平衡的条件;
(5)若将图甲中小卡片换成弹簧测力计,左右两侧各悬挂重1N的钩码,则弹簧测力计示数为_____N。
【答案】(1) 旋转 不在同一直线上
(2)D
(3) 任意方向 不变
(4)能
(5)1
【详解】(1)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,观察小卡片是否平衡;
小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡。
(2)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;小明实验用的小车放在水平桌面上,小车和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以还是小华的实验方案好,故D正确。
(3)因为平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,所以只有物体在只受两个力的作用下做匀速直线运动时,二力平衡条件和物体静止时的二力平衡条件就是相同的,弹簧测力计示数也是不变,且做匀速直线运动时任意方向的都适合。
(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上时,小卡片还是处于静止状态,照样能完成实验。
(5)弹簧测力计测量力的时候都是在静止或匀速直线运动状态下的,静止和匀速直线运动状态是一种平衡状态,受到的就一定是平衡力;弹簧测力计的示数等于挂钩上受到的力,弹簧测力计左右两侧各挂一个重1N的钩码,即弹簧测力计挂钩上受到了1N的拉力,所以弹簧测力计的示数为1N。
题型8 二力或多力平衡问题(共6小题)
32.如图所示,A、B两个物块的重力分别为6N、4N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,则地板受到物块B的压力是( )
A.4N B.6N C.8N D.10N
【答案】D
【详解】以AB为一个整体,受到竖直向下的总重力和地板给B的支持力,这是一对平衡力,大小为
地板受到物块B的压力和地板给B的支持力是一对相互作用力,所以地板受到物块B的压力是10N。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
33.现役CR400复兴号动车组,以的运营速度使中国高铁在全球商业运营中保持着领先地位,该速度是目前全球高铁商业运营的最高速度。当高铁在水平路面上匀速直线行驶时,放在小桌板上的水杯保持静止。高铁进站时,乘客身体会微微向前倾。下列说法正确的是( )
A.高铁进站时运动状态保持不变
B.以行驶的高铁为参照物,路旁的树木是静止的
C.水杯受到的重力与桌面对水杯的支持力是一对平衡力
D.高铁高速行驶时,遇到紧急情况不容易改变运动状态,是由于速度大,惯性大
【答案】C
【详解】A.高铁进站时速度减小,运动状态发生改变,故A错误;
B.以行驶的高铁为参照物,路旁的树木位置不断变化,是运动的,故B错误;
C.水杯受到的重力与桌面对水杯的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.惯性大小只与质量有关,与速度无关,高铁质量大,惯性大,所以不容易改变运动状态,故D错误。
故选C。
34.2026年马年春节,曲阜尼山圣境打造沉浸式夜游,千架无人机上演跨年之夜,如图所示。有关无人机的下列说法正确的是( )
A.在空中悬停的无人机处于平衡状态
B.匀速上升的无人机,升力大于重力
C.匀速下降的无人机只受重力的作用
D.加速上升的无人机运动状态不改变
【答案】A
【详解】A.悬停的无人机保持静止,静止属于平衡状态,故A正确;
B.匀速上升的无人机做匀速直线运动,处于平衡状态,升力和重力是一对平衡力,大小相等,故B错误;
C.匀速下降的无人机处于平衡状态,同时受重力和升力作用,二力平衡,并非只受重力,故C错误;
D.加速上升的无人机速度大小不断变大,运动状态发生改变,故D错误。
故选A。
35.无人驾驶飞机与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便的优势。四旋翼无人机悬停在空中时,此时空气对无人机的作用力与无人机所受的重力是一对____,无人机携带的摄像机对地面物体进行拍照时,地面上的物体在底片上成倒立缩小的____像,若焦距不变,离地面越远,地面上的物体通过凸透镜成像越____。
【答案】 平衡力 实 小
【详解】四旋翼无人机悬停在空中时处于静止的平衡状态,因此此时空气对无人机的作用力与无人机所受的重力大小相等、方向相反,是一对平衡力。
摄像机的镜头相当于凸透镜,由于地面的物体位于凸透镜二倍焦距以外,根据凸透镜成像规律,会在底片上成倒立缩小的实像。
根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律,焦距不变时,无人机离地面越远代表物距越大,地面上的物体通过凸透镜成像越小。
36.如图所示,将物体A按下列四种情景放在水平面和斜面上:①物体在水平拉力作用下做匀速直线运动,②物体A上放物体B并且静止,③物体A在斜向右上方拉力的作用下保持静止,④物体A静止在斜面上。②中A对B的支持力和B对A的压力是一对______(选填“平衡力”或“相互作用力”);四种情景中物体A受到的重力和支持力是一对平衡力的有______(选填序号)。
【答案】 相互作用力 ①
【详解】[1]在②中,A对B的支持力和B对A的压力,作用在两个不同物体上,大小相等、方向相反、同一直线,是一对相互作用力。
[2]在①中,A在水平拉力下匀速直线运动,在竖直方向上,受重力和支持力,此时竖直方向二力平衡,故A受到的重力和支持力是一对平衡力;
在②中,A和B一起静止,A在竖直方向上,受竖直向下的重力和竖直向上的支持力和B对A向下的压力,此时A三力平衡,故A受到的重力和支持力不是一对平衡力;
在③中,A受斜向右上方的拉力,有竖直向上的分力,支持力小于重力,故A受到的重力和支持力不是一对平衡力;
在④中,静止在斜面上,支持力垂直于斜面,重力竖直向下,不在同一直线,A受到的重力和支持力不是一对平衡力。
故选①。
37.如图甲所示,电梯底部有物体M,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。物体M对电梯底部的压力F随时间t变化的图线如图乙所示。0~10 s内,电梯和M都处于静止状态,弹簧处于伸长状态,10 s后,电梯由静止开始沿竖直方向运动。若物体M重力为20 N,则0~10 s内,弹簧施加的弹力大小为_____N;30~40 s内,弹簧施加的弹力大小为______N,此时物体将______(选填“匀速运动”、“变速运动”或“静止”)。
【答案】 12 12 变速运动
【详解】内,电梯和M都处于静止状态,物体M受竖直向下的重力、竖直向上的弹簧弹力、竖直向上的电梯底部对物体的支持力;此时物体处于平衡状态,根据受力平衡可得,由图乙可知,内,物体M对电梯底部的压力和电梯底部对物体的支持力大小相等,都为8N,弹簧施加的弹力
忽略M和电梯的形变,弹簧的形变只与自身的拉伸或压缩程度有关,弹簧的弹力大小只取决于其初始的伸长状态,与电梯的运动状态无关,因此在整个过程中弹簧的形变程度不变,内弹簧施加的弹力大小与内相同,为12N。
内,物体受到的合力
合力大小为4N,方向竖直向上,物体将变速运动。
题型9 平衡力与相互作用力的区别(共5小题)
38.自行车是节能环保的交通工具。如图所示,当骑行者在平直公路上匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.加速骑行时,骑行者的惯性会越来越大
B.骑车匀速转弯时,自行车的运动状态发生了改变
C.车对地面的压力与地面对车的支持力是一对平衡力
D.脚蹬踏板时,先有脚对踏板的力,再有踏板对脚的力
【答案】B
【详解】A.惯性大小只和物体的质量有关,与运动速度无关。加速骑行时骑行者的质量不变,惯性大小不变,故A错误。
B.物体的运动状态由速度大小和运动方向共同决定,只要其中一个改变,运动状态就改变。骑车匀速转弯时,运动方向发生变化,因此自行车的运动状态发生了改变,故B正确。
C.平衡力要求两个力作用在同一物体上。车对地面的压力受力物体是地面,地面对车的支持力受力物体是车,两个力作用在不同物体上,属于相互作用力,不是平衡力,故C错误。
D.脚对踏板的力和踏板对脚的力是一对相互作用力,相互作用力同时产生、同时消失,没有先后顺序,故D错误。
故选B。
39.如图所示,物体A、B间用轻弹簧连接(不计弹簧自重),竖直叠放在水平桌面上保持静止,图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.与、两个力的合力是一对平衡力 B.与是一对作用力与反作用力
C.与是一对作用力与反作用力 D.与、与是一对平衡力
【答案】A
【详解】物体A静止,受向上的桌面支持力F2、向下的自身重力GA、向下的弹簧弹力F1;物体B静止,受向上的弹簧弹力F3、向下的自身重力GB。
A.A静止受力平衡,竖直向下的GA和F1的合力,与竖直向上的F2都作用在A上,大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.F1是弹簧对A的弹力,F3是弹簧对B的弹力,施力物体都是弹簧,不是两个物体间的相互作用,不是作用力与反作用力,故B错误;
C.GB是地球对B的重力,F2是桌面对A的支持力,二者不存在相互作用关系,故C错误;
D.对A而言,,F2和F1大小不相等,不是平衡力,D错误。
故选A。
40.如图所示,小鸟静止在水平树枝上。下列说法正确的是( )
A.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力
B.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对相互作用力
C.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力
D.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【详解】A.小鸟重力的受力物体是小鸟,小鸟对树枝压力的受力物体是树枝,两个力没有作用在同一物体上,且方向都向下,不是平衡力,故A错误;
B.重力是地球对小鸟的力,压力是小鸟对树枝的力,不属于两个物体之间的相互作用,且方向相同,不是相互作用力,故B错误;
C.小鸟受到的重力、树枝对小鸟的支持力,都作用在小鸟身上,方向相反(重力向下、支持力向上)、作用在同一直线,且小鸟静止,这两个力是一对平衡力,故C正确;
D.两个力都作用在小鸟身上,不满足相互作用力“作用在不同物体”的要求,不是相互作用力,故D错误。
故选C。
41.汽车沿平直公路行驶,牵引力为1200N,所受阻力为1200N,可以判定汽车做___________运动,牵引力和阻力是一对___________(选填“平衡力”或“相互作用力”)。一个做圆周运动的物体,若所受的外力突然消失,则物体将___________(选填“静止”“做匀速直线运动”或“竖直下落”)。
【答案】 匀速直线 平衡力 做匀速直线运动
【详解】汽车所受牵引力与阻力大小相等、方向相反,且作用在同一物体、同一直线上,二者为平衡力,物体在平衡力作用下会保持匀速直线运动状态。
根据牛顿第一定律,原本运动的物体在所有外力突然消失后,会保持外力消失瞬间的速度和运动方向,做匀速直线运动,做圆周运动的物体原本处于运动状态,因此会做匀速直线运动。
42.直升机飞行时,旋翼快速旋转而获得升力,该升力的施力物体是______(旋翼/空气),说明了力的作用是______。如图所示,是能在火星上飞行的直升机——机智号,其质量为1.8 kg,飞行时旋翼转速是地球上普通直升机旋翼转速的8倍以上。由以上信息可知,火星表面______(有/没有)气体。机智号在火星上受到的重力为______N。直升机水平匀速飞行时,直升机受到的重力和升力是一对______力。(火星表面g火取4 N/kg)
【答案】 空气 相互的 有 7.2 平衡
【详解】直升机旋翼旋转时,会对空气施加向下的力,根据力的作用是相互的,空气会对旋翼施加向上的升力。所以施力物体是空气;
旋翼对空气施加力,同时空气对旋翼施加升力,说明力的作用是相互的;
直升机需要依靠旋翼推动空气获得升力,“机智号”能在火星飞行,说明火星表面有气体;
已知机智号质量,火星表面,根据公式
直升机水平匀速飞行时,重力和升力大小相等、方向相反、作用在同一物体上,是一对平衡力。
题型10 摩擦力及其产生条件(共3小题)
43.如图所示,在拉力作用下,木块M随小车N一起向右做匀速直线运动,无相对滑动,若不计空气阻力且小车N足够长,则( )
A.M受到向右的摩擦力
B.若N突然变光滑,则M停止运动
C.M所受的重力与支持力是一对平衡力
D.M对N的压力与N对M的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.木块M随小车N一起做匀速直线运动,M和N没有相对运动,也没有相对运动趋势,因此M不受摩擦力,故A不符合题意;
B.原来M 随N向右做匀速直线运动,若N突然变光滑,M水平方向不受力,根据牛顿第一定律,M会保持原来的向右匀速直线运动状态,故B不符合题意;
C.M所受的重力与N对M的支持力,满足作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线,是一对平衡力,故C符合题意;
D.M对N的压力作用在N上,N对M的支持力作用在M上,两个力是一对平衡力,故D不符合题意。
故选C。
44.如图所示,为一名骑马爱好者骑马在平原上沿直线匀速驰骋的图片,请根据分析判断下列说法正确的是( )
A.马受到的重力和地面对马支持力是一对平衡力
B.马对地面的压力和马对骑马者的支持力是一对相互作用力
C.向后蹬地马蹄受到的摩擦力方向与骑马者运动方向相反
D.马受到的支持力是由于地面发生形变而产生的
【答案】D
【详解】A.地面对马支持力等于人与马总重力,二力大小不等,不是平衡力,故A错误;
B.马对地面的压力和马对人支持力,不是两个物体之间的相互作用,所以不是相互作用力,故B错误;
C.马蹄向后蹬地,马蹄受到地面向前的摩擦力,与运动方向相同,故C错误;
D.马受到支持力的施力物体是地面,所以是地面形变产生的,故D正确。
故选D。
45.如图所示,转轮带动传送带向右匀速运动,传送带上表面水平。小明把一物体放在传送带上,刚放上传送带的瞬间,物体在传送带上滑动,则物体______摩擦力的作用;后来物体随传送带一起匀速直线运动,物体______摩擦力的作用。(两空均选填“不受”、“受到向左的”或“受到向右的”)
【答案】 受到向右的 不受
【详解】刚放上传送带时,物体速度为0,而传送带向右匀速运动,因此物体相对于传送带向左滑动。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以物体受到向右的摩擦力;当物体和传送带速度相同、一起匀速运动时,物体与传送带之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势。根据摩擦力产生的条件(接触、挤压、相对运动 / 相对运动趋势),此时物体不受摩擦力的作用。
题型11 静摩擦力的大小与方向(共4小题)
46.4月19日上午7时30分,随着一声清脆的发令枪响——5 000名跑者如潮水涌出起点,2026镇安马拉松赛在秦岭南麓的“最佳康养会客厅”激情开跑。下列有关说法正确的是( )
A.一旁的观众静止站立在地面上时,所受的重力和支持力是一对相互作用力
B.跑者停止蹬地面后慢慢停下,说明力是维持物体运动的原因
C.跑者向前奔跑时,两脚底受到的摩擦力方向均向后
D.跑者向后蹬地面,会向前运动,说明物体间力的作用是相互的
【答案】D
【详解】A.静止站立的观众,受到的重力和支持力都作用在观众(同一物体)上,大小相等、方向相反、作用在同一直线,是一对平衡力,故A错误;
B.跑者停止蹬地后慢慢停下,是因为受到阻力改变了运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.跑者奔跑时,向后蹬地的脚相对地面有向后运动的趋势,摩擦力方向与相对运动趋势相反,因此该脚受到的摩擦力向前,故C错误;
D.跑者向后蹬地面时,对地面施加向后的力,根据物体间力的作用是相互的,地面会给跑者施加向前的反作用力,使跑者向前运动,故D正确。
故选D。
47.如图所示,木块A和B叠放在水平桌面上,在10N的水平拉力的作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.B受到的摩擦力方向水平向左 B.B受到的摩擦力为0
C.A受到的摩擦力为10N D.A受到的摩擦力方向水平向左
【答案】A
【详解】AB.A、B一起做匀速直线运动,处于平衡状态,受到向右的拉力,因此水平桌面对B施加向左的滑动摩擦力,大小满足,故A正确,B错误;
CD.A和B一起向右做匀速直线运动,A处于平衡状态。A相对于B没有相对运动,也没有相对运动趋势,故AB之间不存在摩擦力,即A受到的摩擦力为0,故CD错误。
故选A。
48.小明用10 N的力水平向右拉静止在水平地面的木块,木块静止不动,此时木块受到的摩擦力为___________N,小明加大力气,用20 N的力继续水平向右拉时,木块恰好做匀速直线运动,此时木块受到的摩擦力为___________N,小明继续增大水平向右的拉力为30 N,木块加速向右运动,此时木块受到的摩擦力为___________N。
【答案】 10 20 20
【详解】木块静止不动,处于平衡状态,摩擦力大小等于拉力大小,为10N;
当木块受到水平向右的拉力时,木块恰好做匀速直线运动,根据平衡条件,此时木块受到的摩擦力的大小为20N,方向水平向左;
当水平拉力增大到30N时,木块对地面的压力不变,木块与地面的接触面的粗糙程度也不变,所以木块受到的摩擦力为20N。
49.小强手握一个保温杯竖直静止在空中,杯子总重为5N,握力为20N,如图。此时杯子受到的摩擦力方向为______,大小为______N(g取10N/kg);若增大手握杯子的力,仍使保温杯竖直静止在空中,摩擦力会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 竖直向上 5 不变
【详解】杯子被握在手中,处于静止状态;在竖直方向上,杯子受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则摩擦力的方向竖直向上,大小为5N;若增大手的握力,杯子仍然处于静止状态;杯子受到的摩擦力仍与重力是一对平衡力,故摩擦力的大小不变。
题型12 影响滑动摩擦力大小因素实验(共3小题)
50.如图所示,小明用长方体木块(六个面的接触面粗糙程度相同)探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)如图甲实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做____,由_____知识可知,木块与长木板间的滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计对木块的拉力大小。
(2)小明通过甲、乙两实验可得到结论:当____相同,______越大,滑动摩擦力越大。
(3)小明通过_____两次实验可得到结论:当压力相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大。
(4)叶子姐姐认为实验可以这样改进:把弹簧测力计的拉环端固定,并使弹簧测力计保持水平,在沿水平方向拉动长木板,如图丁。你认为叶子姐姐这样做的好处是:______(写出一点即可)
【答案】(1) 匀速直线运动 二力平衡 等于
(2) 接触面粗糙程度 压力
(3)乙、丙
(4)不需要匀速拉动长木板,操作更方便
【详解】(1)当弹簧测力计沿水平方向拉木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,根据二力平衡知识,滑动摩擦力与拉力大小相等。
(2)甲、乙两次实验中,接触面都是木板,粗糙程度相同,乙实验中木块上方增加砝码,压力更大,弹簧测力计示数更大,可知木块受到的滑动摩擦力更大,因此得到结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)要探究“压力相同时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大”,需要控制压力相同,改变接触面粗糙程度,乙、丙两次实验符合要求。
(4)丁图改进后,木块始终保持静止,无论长木板是否匀速运动,木块受力都平衡,因此优势是:不需要控制长木板做匀速直线运动,降低操作难度;弹簧测力计静止,示数稳定,更方便读数。
51.如图所示是探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,应用弹簧测力计沿水平拉动木块,使它在水平木板上做_________运动。
(2)对比甲、乙两次实验(两图中木板相同),是为了探究滑动摩擦力的大小与_______的关系。在完成图甲所示实验时,小明先后进行了两次正确操作,木块运动的速度分别为va、vb所受的摩擦力分别为fa、fb。已知va>vb,则fa_____fb(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)实验小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,又进行了如图丙所示的实验,对比图乙和图丙的实验结果,可得出的结论是:________________。
(4)为提高实验的精度,降低实验操作难度,同学们设计了如图丁所示改进方案:将物块与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物块的细绳保持水平。用力F水平拖动长木板。
①实验时拉动木板________(选填“必须”或“不一定”)做匀速直线运动。
②若F=8N时,长木板恰好被匀速拉动,物块静止不动,此时传感器的示数为6N,则地面对长木板的摩擦力大小为_____N。
③拉动长木板发现2秒后传感器示数不稳定(物块始终在木板上),获得数据如图戊所示,出现示数不稳定的原因可能是_____(填字母)。
A.木块下表面粗糙程度不均匀;
B.长木板上表面粗糙程度不均匀。
【答案】(1)匀速直线
(2) 压力 =
(3)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4) 不一定 2 B
【详解】(1)实验过程中,应拉着木块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]对比甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,是为了探究滑动摩擦力的大小与压力的关系。
[2]在完成图甲所示实验时,小明先后进行了两次正确操作,木块运动的速度分别为va、vb,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,所受的摩擦力不变,则
(3)小组想进一步探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力相同,如图乙、丙所示的实验,得出正确结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)[1]如丁图,木块相对地面处于静止状态,受到传感器的拉力与长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,实验时拉动木板不一定做匀速直线运动。
[2]若时,长木板恰好被匀速拉动,木板受平衡力。木板所受的向右的拉力,木板所受的向左的阻力(摩擦力)。木板的上表面与物块间有摩擦力,下表面与地面间有摩擦力。且
物块静止不动,此时传感器的示数为6N,则物块与木板间的摩擦力大小为6N,即,所以,地面对木板的摩擦力
[3]弹簧测力计的读数不稳定,说明物块与木板间的摩擦力不稳定,说明接触面粗糙程度不均匀。拉动长木板发现2秒后传感器示数不稳定,所以应该是木板的上表面粗糙程度不均匀,故选B;
52.实践小组用如图所示装置做“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验。
(1)小组的同学首先进行了如图甲、乙、丙三次实验,每次他们都用弹簧测力计沿水平方向拉着物块A做________运动,可知此时滑动摩擦力与拉力的大小相等;
(2)比较甲、乙两次实验可知:滑动摩擦力的大小与________有关;
(3)利用________两次实验得出的结论可以解释:如果要在拔河比赛中获胜,应该选择鞋底花纹较深的运动鞋;
(4)小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,木板放在水平桌面上,物块B叠放在木板上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。在拉动长木板的过程中,木块受到的摩擦力方向是水平向________(选填“左”或“右”)。用的力匀速拉动木板,此时拉力传感器的示数为,木块受到的摩擦力为________N。
【答案】(1)匀速直线
(2)压力大小
(3)甲、丙
(4) 右 4
【详解】(1)本实验利用二力平衡原理,只有沿水平方向拉着物块做匀速直线运动时,物块受力平衡,滑动摩擦力的大小等于拉力大小。
(2)甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,物块对接触面的压力大小不同,滑动摩擦力不同,因此得出:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)“选择鞋底花纹较深的运动鞋”,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,该结论需要控制压力大小相同、改变接触面粗糙程度,因此选用甲、丙两次实验可得出结论。
(4)图丁中,已知拉力传感器示数为4N,即物块B受到向左的拉力为4N,物块B静止,处于平衡状态,传感器对物块拉力和木板对B的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等、方向相反。因此B受到向右的摩擦力为4N。
题型13 滑动摩擦力的方向(共4小题)
53.如图所示,在密闭车厢内,静止在粗糙地板上的木块随车厢一起向右做匀速直线运动。某一时刻,木块相对车厢向左滑动,则此时( )
A.车厢在减速 B.木块不受摩擦力
C.木块受到向右的摩擦力 D.木块受到向左的摩擦力
【答案】C
【详解】A.木块原本和车厢一起向右做匀速直线运动,木块由于惯性会保持原来的运动速度。木块相对车厢向左滑动,说明车厢向右的速度大于木块的速度,即车厢正在向右加速;若车厢减速,木块速度大于车厢速度,木块会相对车厢向右滑动,故A错误;
BCD.摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,木块相对车厢向左运动,因此木块受到车厢地板向右的摩擦力,故B、D错误,C正确。
故选C。
54.现有A、B两个物体,A的重力为10N,B的重力为30N。如图甲所示,A、B两物体粗糙程度一样,在的推力作用下,以相同的速度v一起向右做匀速直线运动;然后将A、B平放,如图乙,在相同水平面上用推着AB以2v做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.图甲中,物体A受到的摩擦力方向水平向右
B.图甲中,B对地面的压力大小为30N
C.采用图乙方式推A、B时,A、B整体受到的摩擦力大于10N
D.图乙中,若增大,A、B整体受到的摩擦力大小为10N
【答案】D
【详解】A.图甲中A、B一起做匀速直线运动,物体A相对于B没有相对运动,也没有相对运动趋势,因此A不受摩擦力,故A错误;
B.图甲中,B对地面的压力等于A、B的总重力,即,不是,故B错误;
C.滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关。图甲中AB整体做匀速直线运动,总摩擦力与推力平衡,大小为
图乙中AB对地面的总压力不变,接触面粗糙程度不变,因此整体受到的摩擦力仍为10N,故C错误;
D.滑动摩擦力大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关,与推力大小无关。增大后,AB整体对地面的压力和接触面粗糙程度都不变,总摩擦力大小不变,仍为10N,故D正确。
故选D。
55.生活处处有物理:“杯弓蛇影”是光的______现象(选填“反射”或“折射”);氧气罐中的氧气用去一半,密度______(选填“变大”“变小”或“不变”);当黑板擦水平向右擦黑板时,黑板受到的摩擦力方向是______(选填“水平向左”或“水平向右”)。
【答案】 反射 变小 水平向右
【详解】“杯弓蛇影”是弓在酒液中形成的倒影,属于光的反射现象(平面镜成像原理);
氧气罐容积 V 不变,氧气用去一半后质量 m 减半。根据密度公式 ,密度会变小;
黑板擦水平向右运动时,黑板对黑板擦的摩擦力向左;根据力的作用是相互的,黑板受到的摩擦力方向为水平向右。
56.如图甲所示,木块在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化如图乙和丙所示,木块的运动状态随时间变化的图像如图丁所示。由图像可知,0~2s内木块受到的摩擦力大小为_____ N,此时合力为_____ N;第3s时,木块受到的摩擦力大小为________ N;第7s时,木块受到的摩擦力方向水平向_____ 。
【答案】 2 0 2.5 右
【详解】
由丁图可知,0~2s时木块的速度为0,处于静止状态,两个拉力的合力与摩擦力平衡,由图乙、丙可知,0~2s时,拉力,,故摩擦力
由图丁可知,0~2s时木块的速度为0,即木块处于静止状态,属于平衡状态,平衡状态下木块受到的合力为0。
由图丁可知,4~6s木块做匀速直线运动,两个拉力的合力与摩擦力平衡,由图乙、丙可知,4~6s时,拉力,,故摩擦力
方向水平向右;滑动摩擦力与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关,故3s、7s时的摩擦力都是2.5N,方向水平向右。
题型14 影响滑动摩擦力大小的因素(共6小题)
57.如图所示,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,将木块置于水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉动。下列说法中错误的是( )
A.木块被拉动后,木块所受滑动摩擦力方向始终水平向左
B.在木块上加放钩码,可探究压力对滑动摩擦力大小的影响
C.实验中难以做到匀速拉动木块,这会导致木块所受滑动摩擦力的大小发生变化
D.木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数大小等于木块所受滑动摩擦力的大小
【答案】C
【详解】A.木块被拉动后,木块相对于木板向右运动,根据滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反,可知木块所受滑动摩擦力方向始终水平向左,故A正确;
B.在木块上加放钩码,此时接触面粗糙程度不变,改变了压力大小,可探究压力对滑动摩擦力大小的影响,故B正确;
C.滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,实验中难以做到匀速拉动木块,木块所受滑动摩擦力大小不变,只是弹簧测力计示数不稳定,故C错误;
D.木块做匀速直线运动时,处于平衡状态,弹簧测力计的拉力与木块所受滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等,即弹簧测力计的示数大小等于木块所受滑动摩擦力的大小,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
58.如图甲,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.图甲中木块受到的拉力为3.2N B.木块第一次和第二次速度之比为1∶2
C.木块两次受到滑动摩擦力之比为1∶1 D.木块两次受到弹簧测力计拉力之比为2∶1
【答案】C
【详解】A.图甲中弹簧测力计的分度值为 0.2N,指针指在3.4N刻度线处,所以拉力为3.4N,故A错误;
B.根据图乙,木块两次都做匀速直线运动,运动时间相同,由可得,木块第一次和第二次速度之比,故B错误;
C.滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,两次实验中,同一木块对木板的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以滑动摩擦力大小相等,故C正确;
D.木块做匀速直线运动,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,拉力与摩擦力大小相等。因为两次摩擦力相等,所以拉力也相等,故D错误。
故选C。
59.如图甲所示,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上的物块A受到水平拉力F的作用,F随时间变化的关系如图乙所示。小明从开始,每隔2 s记录物块A的位置如图丙所示(用“”表示物块A)。下列说法正确的是( )
A.0~6 s内,A静止,不受摩擦力作用
B.6~10 s内,物块所受摩擦力等于9 N
C.10~12 s内,物块所受摩擦力等于6 N
D.若时撤去力,物块将做减速运动
【答案】CD
【详解】由图乙可知,拉力,拉力,拉力。 由图丙可知,物块位置不变,保持静止;后物块每隔通过的路程相等,做匀速直线运动。
A.0∼6s物块静止,水平方向拉力和静摩擦力是平衡力,因此物块受到静摩擦力,故A错误;
B.12∼18s物块匀速直线运动,滑动摩擦力与拉力平衡,因此滑动摩擦力;滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,物块已经运动,滑动摩擦力大小不变,仍为,故B错误;
C.10∼12s物块处于运动状态,压力和粗糙程度都不变,因此滑动摩擦力大小仍为,故C正确;
D.18s撤去拉力后,物块只受与运动方向相反的滑动摩擦力,合力方向与运动方向相反,因此物块会做减速运动,故D正确。
故选CD。
60.小明用图示装置“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。木块与木板之间的摩擦力大小通过传感器显示。当在木块上增加钩码并拉动木板向左加速运动时,木块仍然静止。传感器显示力的大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变大
【详解】滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。在木块上增加钩码时,压力增大,所以滑动摩擦力变大,传感器显示力的大小将变大。
61.物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化关系如图乙所示。从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“•”表示物块A),如图丙所示。2s时,物块所受摩擦力为_____ N;6~12s内,物块所受摩擦力为_____ N;10~14s内,物块的平均速度为________ cm/s;若18s时撤去F,物块将做_______ 直线运动。
【答案】 3 6 5.5 减速
【详解】由图丙知,内,物体运动的距离为零,处于静止状态,受到的力为平衡力,平衡力大小相等,所以静摩擦力等于拉力,由图乙知内受到的拉力为3N,所以此时物块所受摩擦力等于3N;
由图丙知,12s到18s物体在相同时间内通过的路程相等,物块做匀速直线运动,处于平衡状态,物块受到的摩擦力(滑动摩擦力)等于拉力,由图乙可知,此时
由图丙可知,内,物体处于加速运动状态,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,而滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,滑动摩擦力大小不变,摩擦力仍等于6N;
内,物块的平均速度为
若18s时撤去F,物体受滑动摩擦力的作用将做减速运动。
62.小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,桌面受到抹布的摩擦力方向向______。为了擦干净桌面上一小团“顽固”污渍,他加大了向下的压力,这是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦;如图乙所示,他用50N的水平推力推重为300N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为______N,这个推力是由于______(选填“桌子”或“手”)发生弹性形变产生的。
【答案】 左 增大 50 手
【详解】抹布向左擦拭桌面时,抹布相对桌面向左运动,滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。桌面对抹布的摩擦力向右,根据力的作用是相互的,因此桌面受到抹布的摩擦力方向向左。
接触面粗糙程度不变时,增大压力可以增大摩擦,因此加大向下的压力是为了增大摩擦。
餐桌没被推动,处于静止的平衡状态,水平方向推力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此摩擦力大小等于推力,为(重力是竖直方向的力,不影响水平方向的大小关系)。
弹力是施力物体发生弹性形变产生的,推力的施力物体是手,因此这个推力是手发生弹性形变产生的。
题型15 增大或减小摩擦的方法及生活中的实例(共7小题)
63.现有一国产新能源汽车,为测试其安全性能,需测试它在100 km/h的速度下的极限刹车距离。若它在刹车阶段可以看作纯滑动过程,后备箱中所放行李只与后备箱底部接触。下列说法正确的是( )
A.汽车匀速行驶时,行李受摩擦力作用
B.若增大汽车的质量,汽车刹车时,汽车受到地面的摩擦力将增大
C.汽车刹车时,行李相对于后备箱向前滑动,是由于受到惯性力的作用
D.汽车匀速行驶时,若增大行李和车后备箱之间接触面的粗糙程度,则行李受到的摩擦力增大
【答案】B
【详解】A.汽车匀速行驶时,行李受力平衡,水平方向不受摩擦力,故A错误;
B.滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关。增大汽车质量,汽车对地面的压力增大,接触面粗糙程度不变,因此汽车受到地面的滑动摩擦力增大,故B正确;
C.惯性是物体本身的固有性质,不是力,不能说“受到惯性力”,只能说“由于惯性”,故C错误;
D.汽车匀速行驶时,行李和汽车保持相对静止,水平方向没有相对运动、也没有相对运动趋势,因此行李受到的摩擦力为0,增大接触面粗糙程度,摩擦力仍为0,不会增大,故D错误。
故选 B。
64.利用自行车出行,既能锻炼身体,又可节能减排。下列自行车相关部件或操作中,主要为了减小摩擦的是( )
A.车轴处安装滚珠轴承 B.轮胎上印有凹凸花纹
C.刹车时用力捏闸 D.脚蹬表面凸凹不平
【答案】A
【详解】A.车轴处安装滚珠轴承,将滑动摩擦变为滚动摩擦,目的是减小摩擦,故A符合题意;
B.轮胎上凹凸花纹,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,故B不符合题意;
C.刹车用力捏闸,通过增大压力增大摩擦,故C不符合题意;
D.脚蹬表面凹凸不平,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,故D不符合题意。
故选A。
65.下列器材或情景,是为了减小摩擦的是( )
A.冰壶运动员擦冰
B.轮胎上有花纹
C.自行车的车闸
D.涂有防滑粉的手
【答案】A
【详解】A.擦冰使冰面熔化形成一层水膜,减小冰壶与冰面的摩擦,是为了减小摩擦。故A符合题意;
B.轮胎上有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车的车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,实现刹车,故C不符合题意;
D.涂防滑粉的手,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大手与器械间的摩擦力,防止打滑,故D不符合题意。
故选A。
66.九三阅兵是纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的重大活动,战鹰呼啸,气势如虹,空中护旗梯队飞过来了!直升机沿同一高度匀速直线飞过,如图所示,下列说法正确的是( )
A.直升机此时处于平衡状态
B.若此时直升机所受的力全部消失,直升机将保持静止
C.飞行的过程中,直升机的惯性越来越大
D.直升机螺旋桨采用滚动轴承来增大摩擦
【答案】A
【详解】A.直升机沿同一高度做匀速直线飞行,其运动状态没有发生改变,因此处于受力平衡状态,故A正确;
B.根据牛顿第一定律,运动的物体在所受的力全部消失时,将保持匀速直线运动状态,因此直升机不会保持静止,故B错误;
C.物体惯性的大小只与其质量有关,直升机在飞行过程中因不断消耗燃油导致总质量减小,其惯性会逐渐变小,故C错误;
D.螺旋桨采用滚动轴承是通过变滑动为滚动的方式来减小摩擦,故D错误。
故选A。
67.小明骑自行车去上学,骑行前他给自行车的轴承中加入润滑油的目的是________(选填“增大”或“减小”)摩擦;在自行车从一坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,他捏紧车闸,这是通过________的方法增大摩擦;轮胎的表面制成凹凸花纹,这是通过________的方法增大摩擦。
【答案】 减小 增大压力 增大接触面的粗糙程度
【详解】给自行车轴承加入润滑油,润滑油会在轴承的接触面之间形成一层油膜,让原本直接接触的两个表面被油隔开,从而减小接触面间的摩擦。
捏紧车闸时,闸皮与车轮之间的压力变大,接触面粗糙程度不变,压力越大,摩擦力就越大,从而实现减速。
轮胎表面的凹凸花纹,增大了轮胎与地面接触面的粗糙程度,在压力不变的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大,能防止打滑。
68.2026年3月29日盐城大运河马拉松系列赛在盐城奥体中心鸣枪开跑,选手鞋底的花纹主要是通过增大____从而增大摩擦:选手弯道匀速转弯时,其运动状态____(填“改变”或“不变”);选手冲刺通过终点后由于____不能立即停止。
【答案】 接触面的粗糙程度 改变 惯性
【详解】在压力大小一定时,鞋底的花纹主要是通过增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力。
运动状态的改变包含速度大小和运动方向的变化,选手弯道匀速转弯时由于运动方向不断改变,故其运动状态改变。
选手冲刺通过终点后,由于惯性仍要保持原有的向前运动的状态,因此不能立即停止。
69.如图是拔河比赛中的场景,比赛时应挑选体重较大的同学参加比赛,这是为了增大______力;比赛刚进行时,双方处于相持阶段,此时比赛双方对绳子的拉力是一对______力,它们的大小______;比赛时,双方队员均采用身体下蹲并略向后仰的姿势,这样做的好处是:通过降低______的高度,从而增大稳度。
【答案】 摩擦 平衡 相等 重心
【详解】[1]在拔河比赛中,体重较大的同学,质量大,对地面的压力大。根据影响摩擦力大小的因素,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大,所以挑选体重较大的同学参加比赛是为了增大摩擦力。
[2][3]比赛刚进行时,双方处于相持阶段,绳子处于静止状态。比赛双方对绳子的拉力都作用在绳子这同一个物体上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上,符合平衡力的条件,所以此时比赛双方对绳子的拉力是一对平衡力,它们的大小相等。
[4]增大物体稳度的方法有增大支撑面和降低重心等,比赛时双方队员采用身体下蹲并略向后仰的姿势,是通过降低重心的高度,从而增大稳度。
题型16 同一直线上二力的合成(共5小题)
70.在户外实践活动中,小东与小亮两位同学配合用小车运农作物。在斜坡上小东在车前用300N的力沿斜坡向上拉车,小亮在后面用200N的力沿斜坡向上推车,如图所示,则车受到这两个力的合力大小和方向分别是( )
A.300N 沿斜坡向上 B.500N 沿斜坡向下
C.100N 沿斜坡向上 D.500N 沿斜坡向上
【答案】D
【详解】因为300N的拉力与200N的推力作用在同一直线上,且方向都是沿斜坡向上,所以合力大小为两力之和即500N,合力方向与两力方向相同,即沿斜坡向上,故选D。
71.为记录文艺汇演中的精彩瞬间,学校使用无人机进行航拍。无人机匀速竖直上升、空中悬停、加速竖直下降阶段受到的升力分别为(不考虑空气阻力),则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】无人机匀速竖直上升时,做匀速直线运动,处于平衡状态。受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的升力 F1。根据二力平衡条件可知,;无人机空中悬停时静止,处于平衡状态。受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的升力 F2。根据二力平衡条件可知,;无人机加速竖直下降时,合力方向向下。此时受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的升力 F3,根据同一直线上二力合成规律可知。比较可知,
故选B。
72.如图所示,物体放在水平桌面上,在水平方向上受到同一直线上的两个力和的作用,如果物体保持静止,则在水平方向上物体还应受到一个力,这个力的大小和方向分别是( )
A.、水平向左 B.、水平向右
C.、水平向左 D.、水平向右
【答案】C
【详解】如果物体保持静止,则A物体受到的合力为零,已知物体A在水平方向受,水平向左,和水平向右的力,两个力方向相反,合力大小为:
方向与较大的F2一致,即水平向右,为了让物体受力平衡,需要一个与上述合力大小相等、方向相反的力来抵消它。因此,这个力的大小为4N,方向为水平向左。
故选C。
73.立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。如图为某运动员下跨后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。据图可知,该运动员受到的重力为________ N;t1﹣t3时刻物体的速度变化情况是_______ ;他在t2时刻受到的合力为________ N。
【答案】 增大
【详解】[1]运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态(图中这段时间),其受力平衡,重力和支持力平衡,二力的大小相等,则由图像可知运动员的重力
[2]运动员受到地面的支持力方向向上,运动员的重力方向向下;由图像知道,内,,运动员所受合力向上,运动员向上加速运动,其速度增大。内,,运动员所受合力向上,运动员继续向上加速运动,其速度增大。所以过程,运动员的速度一直增大。
[3]他在时刻受到的合力
74.(1)如图1所示,一物体只受到竖直方向与的作用,已知与是一对平衡力。若物体在这对平衡力作用下运动,用频闪照相机每相同时间间隔拍一张照片,记录物体的运动轨迹,则可能是图2中的________图。
(2)如图,一木块在和的共同作用下,静止在水平地面上。
①若撤去,木块在水平方向所受的合力大小为________N,木块将____________(选填“向左运动”、“向右运动”或“保持静止”)。
②若撤去,木块在水平方向所受的合力大小为3N,则木块所受的摩擦力为________N,它属于________(选填“静”或“滑动”)摩擦力。
【答案】(1)甲、乙、丁
(2) 0 保持静止 9 滑动
【详解】(1)物体受一对平衡力作用时,运动状态不变,做匀速直线运动;匀速直线运动的特点是轨迹为直线,且相同时间内通过的路程相等(频闪照片中相邻点间距相等)。 甲、乙、丁的轨迹都是直线,且相邻点间距相等,符合匀速直线运动的特点;丙是曲线运动,运动状态不断改变,不符合受平衡力的特点,因此选甲、乙、丁。
(2)木块原来静止,水平方向受向右、向左,由受力平衡得静摩擦力,因此木块与地面的最大静摩擦力至少为。撤去后,只剩,小于最大静摩擦力,木块仍然保持静止,静止物体的合力为,因此合力大小为,木块保持静止。
撤去后,木块合力为,说明大于最大静摩擦力,木块发生运动;
根据合力关系,得摩擦力
木块相对地面发生滑动,因此属于滑动摩擦力。
题型17 力与图像结合问题(共4小题)
75.如图甲所示,一木块放在由同种材料制成粗糙程度均匀的水平台面上。木块受到水平向右拉力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的大小与时间t的关系如图丙所示。6 s时撤去力F,同时木块从台面滑出。忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.0~2 s,木块处于静止状态,木块所受静摩擦力为4 N
B.2 s~4 s,木块加速运动,所受滑动摩擦力为6 N
C.4 s~6 s,木块做匀速直线运动,所受滑动摩擦力为4 N
D.当t=5秒时,受到的合力为4 N
【答案】C
【详解】A. 由v-t图像可知,0~2s内木块的速度为0,即木块处于静止状态;由F-t图像可知,0-2s内,木块受到的拉力为2N,而木块静止受平衡力作用,因此木块受到的摩擦力等于拉力2N,故A错误;
BCD.由v-t图像可知,在4~6s内木块的运动速度不变,因此木块做匀速直线运动,受平衡力作用,即木块受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,根据F-t图像可知,此时木块受到的拉力为4N,所以滑动摩擦力也为4N,因此当t=5秒时,受到的合力为0N,根据v-t图像可知,在2-4s内木块做加速运动,但木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变,且滑动摩擦力的大小与速度无关,所以木块受到的滑动摩擦力仍为4N,故BD错误,C正确;
故选C。
76.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列判断错误的是( )
A.时,物体受到的摩擦力为2 N B.时,物体做匀速直线运动
C.时,物体所受摩擦力是1 N D.2s-4s内物体所受摩擦力为3N
【答案】D
【详解】AB. 时,物体处于4~6s的匀速直线运动阶段,处于平衡状态,滑动摩擦力和推力大小相等,故摩擦力,故AB正确;
C. 时,物体静止,静摩擦力等于推力 1N ,故C正确;
D.2~4s内物体加速运动,滑动摩擦力大小与4~6s时相同,即摩擦力,不是3N,故D错误。
本题选择描述错误的,故选D。
77.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的作用,的大小与时间的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示,第1s时物体所受的摩擦力为__________,第2s末到第4s末,物体所受合力为__________N。
【答案】 1 1
【详解】由乙图的图像可知,内物体处于静止状态即平衡状态,所以水平方向推力与静摩擦力大小相等,由图像可知,物体在第1s时受到的推力为1N,则物体在第1s时受到的摩擦力为1N;内物体做匀速直线运动,受力平衡,结合图像可知,此时物体受到的滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面粗糙程度和接触面的材料有关,所以整个运动过程中,滑动摩擦力始终为2N。由乙图的图像可知,内物体处于加速运动阶段,结合图像可知,此时受到的推力为,合力
78.如图甲所示,用拉力水平拉动一物体在水平面上运动,水平面上各部分粗糙程度相同。图乙所示是拉动过程中拉力随时间变化的图像,图丙所示是拉动过程中速度随时间变化的图像。请结合图像回答下面的问题:
(1)物体在时处于__________状态,在时刻受到的摩擦力为_______N。
(2)物体在时处于____________状态,在时刻受到的摩擦力为_______N。
(3)物体在时处于____状态,在时刻受到的摩擦力为____N。
【答案】(1) 静止 4
(2) 加速直线运动 5
(3) 匀速直线运动 5
【详解】(1)由丙图知,时,物体的速度为0,处于静止状态;时刻静止,拉力与静摩擦力是一对平衡力,由乙图知,此时
(2)由丙图知,时,物体的速度不断变大,处于加速直线运动状态;时刻与水平面之间产生滑动摩擦,滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关,只与接触面粗糙程度和压力大小有关。需根据匀速直线运动,由二力平衡求得,物体在,做匀速直线运动,此时
(3)物体在时,物体的速度不变,做匀速直线运动;拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,此时
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