内容正文:
从江县东朗中学2024-2025学年度第二学期期中质量监测
八年级 物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1. 游泳时,使人前进的力的施力物体是( )
A. 手 B. 脚 C. 水 D. 空气
2. 如图所示,其中一个力与其它三个力作用效果不同的是( )
A. 用力捏扁橡皮泥
B. 小铁球受到磁体的作用
C. 撑杆被压弯
D. 用力捏握力计
3. 下列关于物体的重力说法中错误的是( )
A. 地球附近的所有物体都受到重力作用
B. 形状规则的物体,它的重心在它的几何中心
C. 竖直向上抛出一小球,小球运动到最高点时若重力消失,则小球静止
D. 水总是由高处向低处流是由于水受重力的原因
4. 如图,设想在光滑的水平面上,有一个物体在力F的作用下沿曲线由A向B运动,当到B点时突然撤去力F , 那么此后物体的运动路线是( )
A. a B. b C. c D. 无法确定
5. 体操运动员在平衡木比赛中的情景如图所示,运动员静止在平衡木上时,下列有关说法正确的是( )
A. 运动员受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对平衡力
B. 运动员受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
C. 运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力是一对平衡力
D. 运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力是一对相互作用力
6. 如图所示,小李把篮球竖直向上抛出,篮球先上升后下落,从抛出到落回地面的过程中始终受到与运动方向相反的空气阻力,且运动越快受到空气阻力越大,但阻力始终小于球的重力.则篮球在整个运动过程中所受合力大小 ( )
A. 始终减小 B. 始终增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
7. 如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A. 弹簧测力计此时没有示数 B. 弹簧测力计的示数为8N
C. 弹簧所受的拉力为16N D. 如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
8. 如图甲所示,小明用水平推力F推置于水平地面上的木箱,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,在此过程中,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 0~3 s,箱子受到地面的摩擦力为3 N
B. t=5 s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9 N
C. t=8 s时,箱子受到的合力为0
D. 9~12 s,滑动摩擦力的大小为6 N
二、填空题(本题共5个小题,每空2分,共12分)
9. 如图所示是一种常见的订书机,把订书钉放入钉槽后,固定在钉槽内的弹簧被压缩,给订书钉一个弹力,在使用过程中,随着订书钉的减少,这个弹力将___________(选填“增大”或“不变”或“减小”);
10. 如图所示,用毛笔在纸上写字,行笔过程中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向_______(选填“向左”或“向右”)。
11. 运输液体货物的槽车,液体上有气泡,如图所示,当车突然向前开动时,气泡将向______运动(选填“前”或“后”)。
12. 如图所示,A、B两同学同时在水平方向用200N的力拉小车,根据情景判断,原本静止的小车此时所受的合力为_______N。
13. 如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。6s内铁块移动的距离是______m,铁块受到的摩擦力为______N。
三、作图题(本题共3个小题,每小题3分,共9分)
14. 小球抛出后在空中运动的情景如图所示,忽略空气对小球的作用,请作出小球在图中位置的受力示意图。
15. 如图所示,一个小球停放在水平地面的墙角处,请画出小球的受力示意图。
16. 如图甲所示,物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面,用力把物块A从C点向左移并压缩弹簧至B处。静止释放物块A,物块A在光滑的水平面上运动,请在坐标系中画出释放物块A后,物块A从B点运动到C点的速度随时间变化图像。
四、简答题(本题共2个小题,每小题4分,共8分)
17. 两个力的三要素完全相同,为什么这两个力既不是平衡力,也不是相互作用力?
18. 勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法中,“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示。请你用所学的物理知识分析说明下述两种做法的理由:
(1)当手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好;
(2)洗手后为了让手快点干,文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力甩。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第19题8分,第20、21题各10分,共28分)
19. 小芋利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响。
(1)实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达斜面底端时的__________相同;
(2)小芋多次实验分析论证得出:小车受到的阻力越小,速度减小得越__________(选填“快”或“慢”),小车运动得越远。并进一步推测:若水平面完全光滑且足够长,小车将一直做__________,表明物体的运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
20. 小玉观看2022年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验:
(1)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上,______拉动木块,此时弹簧测力计的示数为 ______N;
(2)将乙图中的木块 ______,重复上述操作,弹簧测力计的示数为4.0N;经分析可得出:当 ______一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 ______;
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了10g、50g砝码各一个,进行了丙、丁实验(如图所示)。当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是 ______。
21. 小明观察到如图甲所示的组合式滑梯,各个滑梯的高度都有所不同,小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同,速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考:人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢?
他猜想:与人开始下滑的起点高度有关。
小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验,如图乙所示。纸板一端置于垫块上,另一端置于水平桌面上模拟滑梯,用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人,通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小,距离越长表明速度越大。
请你回答下列问题:
(1)若释放后木块保持静止,是因为木块受到沿纸板向_______的摩擦力,若要让木块下滑,写出一种操作方法:________。
(2)解决上述问题后继续探究。如图丙①所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的M点;如图丙②所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离,可以得出结论:木块沿纸板下滑的起点越高,_______。
(3)根据上述探究,小明认为,要保证人不因速度过大冲出滑梯,设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段________方向放置的滑梯。
(4)结合你坐滑梯的经历,谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢?(写出两个因素即可)
_________
六、综合应用题(本题共2个小题,第22题8分,第23题11分,共19分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22. 中国计划在2030年前后实现航天员登月,航天员连同装备的总质量为180 kg,月球对物体的引力只有地球上物体所受重力的1/6。则:(g=10N/kg)
(1)航天员在地球受到的重力为多少?
(2)航天员在月球受到的重力为多少?
23. 人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为40kg,当该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时,在1min内匀速直线运动72m,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人的速度为多少m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人所受牵引力的大小。
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从江县东朗中学2024-2025学年度第二学期期中质量监测
八年级 物理试卷
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题。第7、8题为多项选择题,每小题至少有两项符合题目要求,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1. 游泳时,使人前进的力的施力物体是( )
A. 手 B. 脚 C. 水 D. 空气
【答案】C
【解析】
【详解】游泳时用手和脚给水一个向后的作用力,根据物体间力的作用是相互的,水就给手和脚一个向前的力,使人前进,这个力的施力物体是水。
故选C。
2. 如图所示,其中一个力与其它三个力作用效果不同的是( )
A. 用力捏扁橡皮泥
B. 小铁球受到磁体的作用
C. 撑杆被压弯
D. 用力捏握力计
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.用力捏扁橡皮泥、压撑杆弯曲形变、用力捏握力计使其发生形变,都是力使物体发生形变,三者力作用效果相同,故ACD不符合题意。
B.小球受到磁体磁力的作用,运动方向改变了,即改变了小球的运动状态,与另外三个力所产生的作用效果不同,故B符合题意。
故选B。
3. 下列关于物体的重力说法中错误的是( )
A. 地球附近的所有物体都受到重力作用
B. 形状规则的物体,它的重心在它的几何中心
C. 竖直向上抛出一小球,小球运动到最高点时若重力消失,则小球静止
D. 水总是由高处向低处流是由于水受重力的原因
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,地球附近的物体都受到重力作用,故A正确,不符合题意;
B.只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心上,故B错误,符合题意;
C.如果竖直向上抛出的小球,当小球运动到最高点时,此时的速度为0,若重力消失,由牛顿第一定律可知,球将保持静止。故C正确,不符合题意;
D.水受重力作用竖直下落,在重力作用下,从高处向低处流,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. 如图,设想在光滑的水平面上,有一个物体在力F的作用下沿曲线由A向B运动,当到B点时突然撤去力F , 那么此后物体的运动路线是( )
A. a B. b C. c D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】因为水平面光滑,故物体不受摩擦力的作用,当F突然撤去后,物体在水平方向上不再受力,因此,它将保持原来的速度和方向不变,做匀速直线运动,分析图中的情形可知,a、c的方向都发生了变化,不符合时间要求,只有b是方向和速度都不改变,符合题意。
故选B。
【点睛】对物体在撤去外力的一瞬间进行运动状态的分析是正确做出判断的关键,同时,本题中还应注意光滑的水平面是指不受摩擦力的理解情况,因此,物体在水平方向上可以认为是不受力的。
5. 体操运动员在平衡木比赛中的情景如图所示,运动员静止在平衡木上时,下列有关说法正确的是( )
A. 运动员受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对平衡力
B. 运动员受到的重力与运动员对平衡木的压力是一对相互作用力
C. 运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力是一对平衡力
D. 运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员受到的重力作用在运动员上,运动员对平衡木的压力作用在平衡木上,二力作用在两个物体上,且方向相同,不符合二力平衡“作用在同一物体上,方向相反”的条件,故A错误;
B.运动员受到的重力方向竖直向下,运动员对平衡木的压力方向也竖直向下,二力方向相同,不满足相互作用力“方向相反”的条件,不是一对相互作用力,故B错误;
C.运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一个物体(运动员)上、作用在同一条直线上,符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故C正确;
D.运动员受到的重力与平衡木对运动员的支持力,作用在同一物体上,不满足相互作用力“作用在两个物体上”的条件,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,小李把篮球竖直向上抛出,篮球先上升后下落,从抛出到落回地面的过程中始终受到与运动方向相反的空气阻力,且运动越快受到空气阻力越大,但阻力始终小于球的重力.则篮球在整个运动过程中所受合力大小 ( )
A. 始终减小 B. 始终增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】球抛出时受到两个力,竖直向下的重力和竖直向下的阻力,合力变为两力之和,一开始抛出后球的速度最大,阻力最大,所以此时合力最大;当球上升过程中,阻力减小合力也逐渐减小,球在最高点时,仅受竖直向下的重力作用;下降过程中,球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,则此时合力为两力之差,重力大于阻力,而下降过程中阻力逐渐增大,合力逐渐减小,所以整个运动过程中,篮球所受合力逐渐减小.
故选A.
【点睛】本题目考查了力的合成,需要学生在进行力的合成时根据力的方向和大小对选项逐一分析和判断.
7. 如图所示,欣欣同学用左右手沿水平方向同时在一弹簧测力计的两端分别施加8N的力并使其保持静止状态,下列说法正确的是(弹簧测力计的量程为10N,指针位置未画出)( )
A. 弹簧测力计此时没有示数 B. 弹簧测力计的示数为8N
C. 弹簧所受的拉力为16N D. 如果两边的力同时变为4N,测力计仍会保持静止
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.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,由题意可知,弹簧测力计的挂钩上受到了8N的力,所以,弹簧测力计的示数为8N,故AC错误,B正确;
D.如果两边的力同时变为4N,测力计受力平衡,仍会保持静止,故D正确。
故选BD。
8. 如图甲所示,小明用水平推力F推置于水平地面上的木箱,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,在此过程中,木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 0~3 s,箱子受到地面的摩擦力为3 N
B. t=5 s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为9 N
C. t=8 s时,箱子受到的合力为0
D. 9~12 s,滑动摩擦力的大小为6 N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图丙可知,0~3s,箱子运动的速度为0,即箱子保持静止,此时箱子受力平衡,箱子受到的摩擦力等于受到的推力;由图乙可知,0~3s推力,故箱子受到地面的摩擦力,故A正确;
B.时,由图丙可知,箱子做加速运动,故受力不平衡,所以箱子受到地面的滑动摩擦力不等于推力,即箱子受到地面的滑动摩擦力不等于9N,故B错误;
C.时,由图丙可知,箱子做减速运动,受力不平衡,所以箱子受到的合力不为0,故C错误;
D.9~12 s,由图丙可知,箱子做速度为1m/s的匀速直线运动,此时箱子受力平衡,即滑动摩擦力等于推力;由图乙可知,9~12s,推力等于6N,所以滑动摩擦力的大小为6 N,故D正确。
故选AD。
二、填空题(本题共5个小题,每空2分,共12分)
9. 如图所示是一种常见的订书机,把订书钉放入钉槽后,固定在钉槽内的弹簧被压缩,给订书钉一个弹力,在使用过程中,随着订书钉的减少,这个弹力将___________(选填“增大”或“不变”或“减小”);
【答案】减小
【解析】
【详解】随着订书钉的减少,固定在钉槽内的弹簧的弹性形变程度变小,固定在钉槽内的弹簧给订书钉的弹力将越来越小。
10. 如图所示,用毛笔在纸上写字,行笔过程中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力的方向_______(选填“向左”或“向右”)。
【答案】向左
【解析】
【详解】行笔过程中笔毫向左弯曲,则毛笔向右运动,由于摩擦力的方向与相对运动方向相反,所以笔毫所受摩擦力方向向左。
11. 运输液体货物的槽车,液体上有气泡,如图所示,当车突然向前开动时,气泡将向______运动(选填“前”或“后”)。
【答案】前
【解析】
【详解】当车突然向前开动时,水由于具有惯性而保持原来的静止状态,故相对于车来说,水向后运动,会将气泡挤压到前方。
12. 如图所示,A、B两同学同时在水平方向用200N的力拉小车,根据情景判断,原本静止的小车此时所受的合力为_______N。
【答案】0
【解析】
【详解】由图可知,A、B两同学对小车的拉力方向是相反的,且都作用在小车上。同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,方向与较大的力的方向相同。已知 A、B两同学对小车的拉力大小均为200N,所以这两个力的合力为
13. 如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。6s内铁块移动的距离是______m,铁块受到的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 1.2 ②. 1
【解析】
【详解】[1]由图乙知道,v=0.2m/s,由知道,铁块在0~6s内升高的距离
s=vt=0.2m/s×6s=1.2m
[2]由乙图知道,铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,即铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点知道,铁块受到摩擦力大小
f=F﹣G=3N﹣0.2kg×10N/kg=1N
三、作图题(本题共3个小题,每小题3分,共9分)
14. 小球抛出后在空中运动的情景如图所示,忽略空气对小球的作用,请作出小球在图中位置的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】由于忽略空气阻力,球在空中运动只受重力作用,过球心画一条竖直向下的带箭头的线段,即为小球的所受力的示意图,如图所示:
15. 如图所示,一个小球停放在水平地面的墙角处,请画出小球的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】放在水平地面的墙角处的小球,受到竖直向下的重力和地面对它竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等;小球与地面之间没有摩擦力,与竖直墙壁之间也没有作用力,故作图如下:
16. 如图甲所示,物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面,用力把物块A从C点向左移并压缩弹簧至B处。静止释放物块A,物块A在光滑的水平面上运动,请在坐标系中画出释放物块A后,物块A从B点运动到C点的速度随时间变化图像。
【答案】
【解析】
【详解】当压缩弹簧时,弹簧具有弹性势能,在恢复形变时,弹性势能转化为动能,使物块获得一定的速度,且在物块离开弹簧时,速度达到最大;物块离开弹簧后,因水平面光滑,它在水平方向不受力,所以,物块将做匀速直线运动,综上所述,静止释放物块A,此后物块的运动是先加速后匀速,如图所示:
四、简答题(本题共2个小题,每小题4分,共8分)
17. 两个力的三要素完全相同,为什么这两个力既不是平衡力,也不是相互作用力?
【答案】见解析
【解析】
【详解】力的三要素包括力的大小、方向和作用点,由于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,所以这两个不是相互作用力,由于两个力也是同向的,不符合平衡力的条件,所以,这两个力也不是平衡力。
18. 勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法中,“夹”是指洗掌侧指缝时,掌心相对,双手交叉沿指缝相互揉搓,如图所示。请你用所学的物理知识分析说明下述两种做法的理由:
(1)当手指稍用力“夹”时,清洗效果会更好;
(2)洗手后为了让手快点干,文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力甩。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)双手交叉沿指缝相互揉搓,当手指稍用力“夹”时,接触面粗糙程度不变,增大了压力,从而增大摩擦力,清洗效果会更好。
(2)甩手时手和水一起运动,当手停止运动时,水由于惯性保持原来的运动状态而被甩出。
五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第19题8分,第20、21题各10分,共28分)
19. 小芋利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响。
(1)实验中需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下,目的是使小车到达斜面底端时的__________相同;
(2)小芋多次实验分析论证得出:小车受到的阻力越小,速度减小得越__________(选填“快”或“慢”),小车运动得越远。并进一步推测:若水平面完全光滑且足够长,小车将一直做__________,表明物体的运动__________(选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】 ①. 速度 ②. 慢 ③. 匀速直线运动 ④. 不需要
【解析】
【详解】(1)[1]为了使小车到达斜面底端时的速度相同,需要小车每次从同一斜面的同一高度由静止自由滑下。
(2)[2][3][4]木板表面最光滑,小车在木板上通过的距离最长,分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,向前滑行的距离越长,速度减小得越慢;由此推理:若水平面完全光滑且足够长,小车将不受阻力作用,小车的速度不会改变,它将在水平面上做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
20. 小玉观看2022年冬奥会,发现冰壶运动员在冰面上来去自如,是因为两只鞋底不同,如图甲所示。她猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。为了模拟运动员的鞋底,她选用了上下表面粗糙程度不同的木块,做了如下实验:
(1)如图乙所示,小玉用弹簧测力计,在水平桌面上,______拉动木块,此时弹簧测力计的示数为 ______N;
(2)将乙图中的木块 ______,重复上述操作,弹簧测力计的示数为4.0N;经分析可得出:当 ______一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越 ______;
(3)同组的小明想进一步验证小玉的结论是否正确,于是取来了10g、50g砝码各一个,进行了丙、丁实验(如图所示)。当进行丁实验时,弹簧测力计示数达到最大值时仍无法拉动木块。为了使用现有器材就能完成此实验,可采用的操作方法是 ______。
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 将木块颠倒放置 ④. 压力 ⑤. 大 ⑥. 将丙、丁实验50g的砝码换成10g的砝码
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据二力平衡条件,可知此时应该水平匀速拉动弹簧测力计,这样测力计的示数和摩擦力大小相等。由图中可知测力计示数为2.4N。
(2)[3][4][5]由题意知此处改变的是接触面的粗糙程度,木块上下表面粗糙程度不同,所以应把木块上下颠倒放置,弹簧测力计的示数变大,由此可以得出压力不变,接触面粗糙程度增大,摩擦力增大。
(3)[6]探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,应控制压力相同。由丙、丁两图可知此时木块上方放置的是50g的砝码,弹簧测力计已经到达最大刻度,此时实验器材还有个10g的砝码,故此时可以通过减小木块对桌面的压力的方式来减小摩擦力,故可以将丙、丁两图中50g砝码换成10g的砝码。
21. 小明观察到如图甲所示的组合式滑梯,各个滑梯的高度都有所不同,小朋友从不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同,速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小明的思考:人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢?
他猜想:与人开始下滑的起点高度有关。
小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验,如图乙所示。纸板一端置于垫块上,另一端置于水平桌面上模拟滑梯,用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人,通过观察木块在水平桌面上运动的距离来反映木块滑至底端O点时速度的大小,距离越长表明速度越大。
请你回答下列问题:
(1)若释放后木块保持静止,是因为木块受到沿纸板向_______的摩擦力,若要让木块下滑,写出一种操作方法:________。
(2)解决上述问题后继续探究。如图丙①所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的M点;如图丙②所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距离,可以得出结论:木块沿纸板下滑的起点越高,_______。
(3)根据上述探究,小明认为,要保证人不因速度过大冲出滑梯,设计时可以考虑在滑梯底端再连接一段________方向放置的滑梯。
(4)结合你坐滑梯的经历,谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢?(写出两个因素即可)
_________
【答案】(1) ①. 上 ②. 增大斜面的倾斜程度
(2)滑至底端时速度越大
(3)水平 (4)滑梯的粗糙程度或滑梯的倾斜程度
【解析】
【小问1详解】
若释放后木块保持静止,木块有沿纸板向下运动的趋势,所以受到沿纸板向上的摩擦力。
若要让木块下滑,可以减小摩擦力,最简单的方法增大斜面的倾斜程度,减小压力来减小摩擦力。
【小问2详解】
如图丙①所示,从纸板顶端释放木块,木块运动至桌面上的M点;如图丙②所示,从纸板中部释放木块,木块运动至桌面上的N点,①图中木块起点较高,木块在桌面上运动的距离较大,说明木块到达底端的速度较大,可以得出木块沿纸板下滑的起点越高,滑至底端时速度越大。
【小问3详解】
要保证人不因速度过大冲出滑梯,设计时可以考虑在滑梯底端连接一段水平方向放置的滑梯,因为水平方向的滑梯会使人受到摩擦力较大,从而减小速度。
【小问4详解】
结合坐滑梯的经历,影响人沿滑梯下滑快慢的因素除了起点高度,滑梯的粗糙程度或滑梯的倾斜程度也可能影响木块滑行的速度
六、综合应用题(本题共2个小题,第22题8分,第23题11分,共19分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22. 中国计划在2030年前后实现航天员登月,航天员连同装备的总质量为180 kg,月球对物体的引力只有地球上物体所受重力的1/6。则:(g=10N/kg)
(1)航天员在地球受到的重力为多少?
(2)航天员在月球受到的重力为多少?
【答案】(1)1800N;(2)300N
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)航天员在地球受到的重力
(2)航天员在月球受到的重力
答:(1)航天员在地球受到的重力为1800N;
(2)航天员在月球受到的重力为300N。
23. 人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为40kg,当该送餐机器人托着质量为5kg的物体送餐时,在1min内匀速直线运动72m,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人的速度为多少m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人所受牵引力的大小。
【答案】(1)400N;(2)0.4m/s;(3)36N
【解析】
【详解】解:(1)送餐机器人的重力
G=mg=40kg×10N/kg=400N
(2)机器人送餐过程中,行进的速度
(3)若送餐机器人托着5kg的物体,此时机器人对水平地面的压力
F=G总=m总g=(5kg+40kg)×10N/kg=450N
送餐机器人在匀速直线运动过程中,处于平衡状态,所受向前的牵引力
F牵=f=0.08G总=0.08×450N=36N
答:(1)送餐机器人的重力为400N;
(2)机器人送餐过程中,行进的速度为0.4m/s;
(3)机器人匀速前进送餐时受到的牵引力为36N。
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