专题02 力与空间探索(期中复习讲义)八年级科学上学期新教材浙教版
2026-10-22
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精品
内容正文:
专题02 力与空间探索
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 力 / 考点二 运动与相互作用 / 考点三 压强 / 考点四 空间探索
05 重难题型突破
题型一 力与重力 / 题型二 力与运动 / 题型三 摩擦力 / 题型四 固体压强 / 题型五 液体压强
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
本专题考情呈现“基础概念重辨析、力学图象重分析、生活情境重应用”的特点。
力是基础高频,重点考查力的作用效果(形变与运动状态改变)、力的三要素及示意图规范画法。弹簧测力计的读数与使用是必考实验细节。
运动与相互作用是核心重难点,牛顿第一定律与惯性现象解释常出选择题(如汽车急刹、拍打衣服);同一直线上二力平衡条件及探究实验是压轴大题,常结合摩擦力大小的影响因素进行综合考查。
压强计算与实验并重,固体压强公式p=F/S 的计算是必考,常结合切/叠物体考查极值问题;探究液体内部压强(U型管压强计)是实验常考。增大/减小压强的实例分析贯穿选择题。
空间探索常结合情境载体。通常不单独考查死知识,而是作为背景材料,结合重力、失重现象、航天器受力等力学知识进行跨章节综合应用。
识记
知道生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。知道力的大小测量方法和力的三要素表示。会描述牛顿第一定律。理解压强的含义。知道液体内部存在压强
理解
会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。理解力与运动的关系。了解影响液体压强大小的因素。
应用
能用惯性解释有关的常见现象。举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
能说出日常生活中增大和减小压强的方法。关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
考点一 力
一、力的概念与作用效果
1.力是什么:力是_______。
(1)力一定涉及两个物体——_______和_______。单独一个物体无法产生力的作用,没有物体也就没有力。
(2)力的产生不一定需要接触:重力、磁力、电荷间的作用力等“不接触力”同样存在。
(3)力的符号用_______表示,单位是_______,简称牛,符号_______。托起两个鸡蛋所用的力约为1N,一个中学生的重力约为500N。
2.力的作用效果(两个方面):
(1)力能改变_______(使物体发生形变),如拉弯弓、压扁易拉罐、捏橡皮泥。
(2)力能改变_______。运动状态的改变包含三种情形:①_______改变(由快变慢、由慢变快、由静到动、由动到静);②_______改变(如转弯);③_______改变。
⚠️避坑指南
❌判断是否“运动状态改变”,只要速度的大小或方向中有一个发生变化,运动状态就改变了;两者都不变(即静止或匀速直线运动)时,运动状态才不变。
3.力的作用是_______的:物体间力的作用是相互的。甲对乙施力的同时,乙也对甲施力,这两个力是一对_______,它们_______。施力物体同时也是受力物体。
二、力的测量与弹力
1.测量工具——弹簧测力计:
(1)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越_______,弹簧的_______就越_______(伸长量与拉力成正比)。
(2)使用注意(“三观察、两防止、一校零”):
①观察_______:被测力不能超过量程,否则会损坏且测量不准。
②观察_______:便于准确读数。
③观察指针是否_______,使用前要_______。
④使用前轻轻来回拉动挂钩几次,防止卡壳。
⑤测量时,拉力的方向要_______,视线正对刻度。
2.弹力:发生_______的物体,由于要恢复_______,会对使它发生形变的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。常见的推力、拉力、压力、支持力、绳的张力本质上都是弹力。
三、力的三要素与力的图示
1.力的三要素:_______。三者都影响力的作用效果,任何一个改变,作用效果都会改变。
2.力的图示与力的示意图(两者区别要分清):
(1)力的图示:用一根带箭头的线段,把力的大小、方向、作用点都精确表示出来,需要选定标度(一段线段代表多大的力)。
(2)力的示意图:只粗略地表示力的作用点和方向,不严格体现大小,常用于受力分析。
(3)力的图示画法步骤:①确定受力物体,标出力的作用点;②从作用点起,沿力的方向画一段线段;③按选定的标度确定线段长度表示力的大小;④在线段末端画箭头表示方向,并标出力的符号与大小。
四、重力
1.定义:地面附近的物体由于_______而受到的力,叫做重力,常用G表示。
(1)施力物体:_______。
(2)方向:总是_______(即指向地心的方向,重垂线就是应用这一原理)。
(3)作用点:叫做_______。形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其几何中心。
2.计算公式:_______
(1)m为质量(kg),g为重力与质量的比值,g=_______(粗略计算时常取10N/kg)。
(2)g=9.8N/kg的物理意义:质量为1kg的物体,受到的重力为9.8N。
(3)由公式可知,物体所受重力与质量成_______。
⚠️易错辨析
1.区分“竖直向下”与“垂直向下”:“竖直向下”方向唯一(指向地心);“垂直向下”要垂直于某个面,随接触面方向而变。重力的方向只能说“竖直向下”。
2.质量是物体的属性,不随位置改变;重力 G=mg 则随 g 值(月球上约为地球的 1/6)改变。
考点二 运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.内容:一切物体在_______时,总保持_______或_______。
2.建立过程:牛顿第一定律不是由某一个实验直接得出的,而是在_______的基础上,经过合理的_______(理想实验)概括得到的。
经典依据——伽利略斜面理想实验:阻力越小,小车运动越远;若阻力为零,小车将以恒定速度永远运动下去。
因为现实中“完全不受力”的物体不存在,所以这一定律不能用实验直接验证,但它经受了实践检验,是正确的。
3.理解要点:
(1)力不是_______的原因,而是_______的原因。
(2)物体不受力时,原来静止的仍静止,原来运动的将做匀速直线运动。
二、惯性
1.定义:一切物体都有保持原有_______状态或_______状态不变的_______,叫做惯性。
2.性质:
(1)惯性是物体的_______,_______(固体、液体、气体)在_______都有惯性。
(2)惯性大小只与_______有关,质量越大,惯性越大;与速度大小、是否受力、运动状态_______。
(3)惯性不是力:不能说“受到惯性”“惯性力”“产生惯性”,只能说“由于惯性”“具有惯性”“惯性使物体……”。
3.应用与防止:
(1)利用惯性:跳远助跑、拍打衣服除尘、锤头松了撞击柄端使其套紧、投掷物体出手后继续前进。
(2)防止惯性危害:乘车系安全带、保持车距、限速行驶、禁止超载。
甲:静止/匀直;乙:向右减速,或向左加速;丙:向左减速,或向右加速;
三、二力平衡
1.平衡状态:物体保持_______或_______,叫做_______。
2.二力平衡:当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫作_______。
3.二力平衡的条件(可记“同体、等大、反向、共线”):作用在_______上的两个力,如果_______,这两个力就相互平衡。
4.平衡力与相互作用力的区别(高频考点):
比较项
一对平衡力
一对相互作用力
作用对象
同一物体
两个不同物体
大小
相等
相等
方向
相反、共线
相反、共线
效果
能抵消,使物体平衡
不能抵消,各自产生效果
存亡关系
一个消失另一个可存在
同时产生、同时消失
★易错提醒:判断"平衡力还是相互作用力",先看作用对象:作用在同一物体上→平衡力;分别作用在两个物体上→相互作用力。
典型:灯受的重力与绳的拉力是平衡力;灯拉绳与绳拉灯是相互作用力。
四、摩擦力
1.种类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
静摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
定义
两个物体保持_______时产生的摩擦
两个物体之间因_______而产生的摩擦力
两个物体之间因_______而产生的摩擦力(滚动摩擦远小于滑动摩擦)
图示
现象
物体推而未动
粗糙表面上推物体运动
粗糙表面上推带轮小车运动
生活实例
手握瓶子静止时,手与瓶子之间的摩擦
用橡皮在纸上擦字时,橡皮与纸之间的摩擦
正常行驶的自行车,轴承内钢珠与内、外圈之间的摩擦
2.影响滑动摩擦力大小的因素:_______和_______。
(1)接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越_______;
(2)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越_______:
(3)滑动摩擦力与接触面积大小、运动速度大小_______。
3.增大摩擦的方法:_______。例:鞋底花纹、轮胎防滑链、刹车时用力捏闸。
4.减小摩擦的方法:
(1)_______;
(2)_______(使接触面更光滑);
(3)_______(加滚动轴承、用轮子);
(4)使接触面分离(加润滑油、气垫船、磁悬浮)。
5.测量滑动摩擦力(重要实验):用弹簧测力计沿水平方向_______拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,故摩擦力=拉力(转换法+二力平衡原理)。
考点三 压强
一、压力与压力的作用效果
1.压力:_______作用在物体_______上的力叫做压力。
(1)方向:_______,并指向_______。
(2)压力与重力的关系(重点):压力的大小不一定等于重力。只有当物体静止在水平面上且不受其他竖直方向的力时,物体对水平面的压力才等于其重力(F=G)。在斜面上或有额外外力时,压力不等于重力。
2.影响压力作用效果的因素:与_______和_______都有关。
(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;
(2)压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
(3)实验方法:_______(分别控制压力或受力面积不变)+_______(用受压物体——如海绵、沙面的凹陷程度来反映作用效果)。
二、压强
1.定义:物体所受_______与_______叫做压强,用_______表示。压强是表示_______的物理量。
2.公式:_______
F为压力(N),S为受力面积(m²)。
变形公式:F=pS,S=F/p。
3.单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa=1N/m²。
感知:把一枚图钉帽面积约为1cm²,1Pa相当于1m²面积上受1N的压力,是很小的压强;人站立时对地面压强约1×10⁴Pa。
三、增大和减小压强的方法
1.增大压强:在压力一定时_______,或在受力面积一定时_______,或两者同时改变。例:刀刃磨得锋利、针头做得很尖、破窗锤的锥形头。
2.减小压强:在压力一定时_______,或在受力面积一定时_______。例:书包带做得宽、铁轨下铺枕木、坦克用宽履带、载重汽车多加车轮。
四、液体压强
1.产生原因:液体受到重力作用,并且具有流动性,因此液体对容器底部和侧壁都有压强,内部也向各个方向都有压强。
2.液体压强的特点(规律):
(1)液体内部向_______都有压强(图A、B);
(2)_______处,向各个方向的压强_______(图A、B、C);
(3)同种液体中,_______(图B、D);
(4)在深度相同时,液体的_______(图D、E);
3.计算公式【拓展】:_______
(1)ρ为液体密度(kg/m³),h为深度(m),g取9.8N/kg(或10N/kg)。
(2)深度h的含义:指从自由液面到研究点的竖直距离,而不是到底部的距离。
(3)液体压强只与液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、容器形状、受力面积均无关。
4.测量工具:压强计(U形管压强计),通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强大小(转换法)。
★易错提醒:1.压强公式p=F/S中F与S必须对应(同一段接触面)。
2.液体对容器底的压力不一定等于液体重力:上宽下窄的容器F<G液,上窄下宽的容器F>G液,直壁容器F=G液。
考点四 空间探索
一、火箭
1.工作原理:利用力的作用是相互的(反冲原理)。
2.动力来源:火箭底部开口处向下高速喷出气体,喷出的气体对火箭产生一个向上的反作用力,推动火箭前进(升空)。
★关键理解:火箭前进不是靠向后推空气,而是靠自身喷出气体的反作用力,因此火箭在没有空气的太空中同样能工作。
二、中国空间站
1.发展战略(“三步走”):
第一步:发射载人飞船(神舟系列);
第二步:发射空间实验室(天宫一号、天宫二号);
第三步:建造载人空间站(“天宫”空间站)。
2.空间站的组成:天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱,以及往返的载人飞船(神舟)和货运飞船(天舟)。
三、探索月球和火星
(1)_______:我国探月工程命名为“嫦娥工程”,实施“绕、落、回”三步走,“玉兔号”月球车巡视月面,嫦娥五号、六号实现月壤采样返回(嫦娥六号实现人类首次月球背面采样)。
(2)_____________________:我国行星探测工程命名为“天问”,天问一号一次实现“绕、着、巡”,携带“祝融号”火星车巡视火星表面。
★易错提醒:
1.在失重环境中,与重力有关的现象和工具将无法正常发挥作用,例如:用弹簧测力计测重力、用天平测质量、液体压强(p=ρgh)等;但测力(拉力、弹力)、用刻度尺测长度、质量本身等仍然成立。
2.记住我国航天工程的命名与对应:载人飞船“神舟”、空间站“天宫”、探月“嫦娥”、月球车“玉兔”、行星探测“天问”、火星车“祝融”。
题型一 力与重力
典例1(2025秋•拱墅区校级期中)下列关于力的说法中( )
①力不能离开物体而存在;
②有受力物体时,一定有施力物体;
③两个物体只要相互接触就一定产生力的作用;
④两个物体不接触就不能产生力的作用。
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
💡破题要诀
力是物体对物体的作用;有受力物体时,一定有施力物体;两个物体相互接触不一定产生力的作用;两个物体不接触也能产生力的作用。
迁移应用
1.(2025秋•宁波校级期中)若两个力F1和F2先后作用在同一物体上,产生的作用效果完全相同,则下列说法中正确的是( )
A.只要F1和F2的大小相同
B.只要F1和F2的方向相同
C.需要F1和F2的大小和方向都相同
D.需要F1和F2的“三要素”都相同
2.(2025秋•仙居县期中)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成。若月球表面是真空状态,月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有同一物体在月球科研站内受到的重力是在地球上所受重力的。以下现象不会发生的是( )
A.在月球科研站内,用托盘天平测得物体的质量等于该物体在地球上测得的质量
B.在月球科研站内,用敲击后的音叉去弹水花,不仅听到声音还看到水花被弹起
C.在月球科研站内,用弹簧测力计仍能得到物体所受的重力与质量成正比的结论
D.在月球科研站外漫步时,看到的太阳与在地球上看到的类似,仍然是太阳的虚像
3.(2025秋•越城区校级期中)小明同学在练习使用弹簧测力计测物体重力时,测量身边的一些物体的重力,得到如下的一些数据,你认为其中不符合实际的是( )
A.一块橡皮的重力为0.2N B.一名中学生的体重约为500N
C.一只梨的重力为2N D.一个鸡蛋的重力为10N
题型二 力与运动
典例2(2025秋•杭州校级期中)在东京奥运会上,中国乒乓球队的优异表现引起世界关注。图为正在进行比赛的乒乓球运动员。
(1)乒乓球受到球拍击打时,球拍发生形变,说明_________________________;
(2)乒乓球以抛物线的姿态飞出,在到达位置①时,重力方向为_________;
(3)如果乒乓球在到达最高点②的瞬间所有力都消失,则乒乓球会_________。(填“静止”或“匀速直线运动”)
💡破题要诀
(1)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)重力的方向始终是竖直向下;
(3)根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去。
迁移应用
1.(2025秋•瑞安市期中)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,许多科学家做出了巨大的贡献,关于牛顿第一定律,请回答下面小题。
频闪相机每隔相等的时间拍摄一次,记录物体的位置。小明在做牛顿第一定律实验时,俯视角度拍下小车在不同水平面上运动的频闪照片,其中乙组小车的频闪照片如图所示,据此推测丙组对应的频闪照片为( )
A. B.
C. D.
2.(2025秋•萧山区期中)2025年4月24日是第十个“中国航天日”,物理社团的同学们制作了“水火箭”。如图是“水火箭”的简易原理图,使用打气筒向“水火箭”内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从“水火箭”底部向下快速喷出,从而使“水火箭”升空。结合题中信息,判断以下说法正确的是( )
A.用力打气,瓶体膨胀起来,说明力可以改变物体的运动状态
B.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”对水向下的力大于水对“水火箭”向上的力
C.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”的惯性减小
D.“水火箭”喷完水后,若所受的力全部消失,它将静止不动
3.如图甲所示,小明参加高山速降滑雪运动,滑雪板板尾从A点开始加速下滑并越过C点。
(1)小明通过AB段与通过AC段的平均速度的关系为vAB_________vAC(选填“<”“>”或“=”)。
(2)通过雪道后,小明将从2m高的水平台阶滑出,如图乙所示。若此刻小明受到的力全部消失,其运动轨迹将是图中的_________(选填“A”“B”或“C”)。
题型三 摩擦力
典例1(2025秋•杭州期中)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.B物体受到A物体对它的摩擦力大小为F
B.A物体受到B物体对它的摩擦力大小为F
C.B物体受到水平面对它的摩擦力大小为F
D.B物体受到的支持力等于B物体受到的重力
💡破题要诀
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙;相互接触挤压;有相对运动或相对运动趋势。
(2)处于平衡状态的物体受到的力是一对平衡力,一对平衡力大小相等、方向相反。
(3)置于水平面上的物体对水平面的压力等于其重力。
迁移应用
1.(2025秋•婺城区校级期中)如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,在B点将拉力增大为10N,在C点撤去外力。则下列说法正确的是( )
A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10 N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5N
2.(2025秋•浙江期中)在学习《摩擦力》时,老师将两本书一页一页地交叉叠好并把一瓶水压在书上,两位男生使出洪荒之力也没拉开,下列说法正确的是( )
A.两本书的纸面越粗糙,越容易被拉开
B.左侧书本被拉动时,受到右侧书本提供的静摩擦力
C.两本书很难被拉开,是因为书页间的摩擦力较大
D.两本书交叉的页面越多、书上所压的物体越重,越容易被拉开
3.(2025秋•兰溪市校级期中)水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图2所示,以下说法正确的是( )
①0~2s,物体没有被推动是因为推力小于物体所受的摩擦力
②2~4s,物体受到的摩擦力是3N
③4~6s,物体受到平衡力的作用
④6s后撤去F,在静止前物体受到的摩擦力是2N
A.只有①②是正确的 B.只有②③是正确的
C.只有①④是正确的 D.只有③④是正确的
题型四 固体压强
典例1(2025秋•杭州期中)如图甲为一块木质的玩具积木,该积木等同于由四个相同正方体组合而成。将其按不同方式放在水平桌面上,对桌面压强最小的是( )
A. B. C. D.
💡破题要诀
(1)求固体对水平面的压强,一般先求出压力,再根据压强公式求压强
(2)物体放在水平桌面上,物体对水平桌面的压力等于物体的重力。压力相同时,比较受力面积,受力面积大的压强小。
迁移应用
1.(长兴县校级期中)如图,物体A静止在水平桌面上,用一水平向右的力F将A匀速推上桌面的过程中,A对桌面的压力和压强的大小将( )
A.压力变大,压强变大 B.压力不变,压强变小
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强变小
2.(2025秋•义乌市校级期中)如图所示,小明在测量滑动摩擦力时,将物块A置于水平木板上,用弹簧测力计水平向右拉A,使其始终做匀速直线运动,经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为1.2N和1.8N,两区域示数不同的原因是( )
A.在区域1中A对木板的压力更大
B.在区域2中A对木板的压强更大
C.木板上区域1的粗糙程度更大
D.木板上区域2的粗糙程度更大
3.(2025秋•鄞州区校级期中)随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中。如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为500千克。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100平方厘米,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的0.1倍。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力。
(2)配送车空载时对水平路面的压强。
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时,求货物的质量。
题型五 液体压强
典例1(2025秋•婺城区校级期中)为研究液体对容器侧壁的压强与液体深度的关系,小宁制作了如图所示的实验装置,放在水平桌面上的装置中盛有适量的水。下列说法正确的是( )
A.液体对容器侧壁会产生压强,只因为受到重力的作用
B.降低伸缩支架高度时,橡皮膜的形变程度变大
C.升高伸缩支架高度时,装置对桌面的压强不变
D.其他条件不变,只把水换成等体积盐水,橡皮膜的形变程度变小
💡破题要诀
(1)由于爱重力作用,且液体具有流动性,故液体内部能产生各个方向的压强;
(2)根据p=ρgh判断漏斗降低到一定位置后的压强变化,然后判断橡皮膜的形变程度变化;
(3)根据p判断装置对桌面的压强变化。
迁移应用
1.(2025秋•余姚市校级期中)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.容器对桌面的压力:F甲>F乙
D.容器对桌面的压强:p甲′<p乙′
2.(2025秋•杭州期中)为了研究液体内部压强的特点,小刚将两个完全相同的压强计进行了改进,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管中的位置如图所示,左侧探头受到液体压强_________右侧探头受到液体压强。此时ρ1_________ρ2,(均选填“>”“<”或“=”),若使U形管中的液面再次相平,应_________(选填“增大”、“减小”)甲容器中的探头在液体中的深度。
3.(2025秋•西湖区校级期中)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积也相同,甲、乙容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器内的液面高度相等,此时液体对两容器底部的压强pa _________pb,两容器对桌面的压力F甲_________F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
基础固本练(限时:15分钟)
1.(2025秋•柯城区校级期中)如图甲所示,长期不用的水龙头会因生锈而很难打开,维修人员常会用一长铁管套在水龙头上,如图乙所示,用同样大小的力作用在管端A点处,则会很容易打开水管,此过程中,改变了力的作用效果的因素是( )
A.大小 B.作用点 C.方向 D.以上说法都不正确
2.在2020东京奥运会中,我国14岁的小将全红婵夺得女子10米跳台跳水冠军,下列分析中正确的是( )
A.全红婵站在跳台上,受到重力的施力物体是地球
B.起跳后,下落过程中全红婵受到重力和弹力的作用
C.起跳后,下落过程中全红婵受到的重力减小
D.整个跳水过程中,全红婵受到重力的方向始终垂直向下
3.(2025秋•瑞安市期中)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,许多科学家做出了巨大的贡献,关于牛顿第一定律,请回答下面小题。
下面是三位不同时代科学家的主要观点,这三种观点形成的先后顺序是( )
A.②③① B.③①② C.①②③ D.③②①
4.(2025秋•吴兴区校级期中)前段时间某五中举行了校运动会,小沈参加了其中的铅球比赛。如图是铅球推出后的简化示意图,则下列说法中正确的是( )
A.小沈用力扔出铅球,说明力能够改变物体的运动状态
B.铅球抛出后能够继续在空中飞行是因为受到了惯性的作用
C.铅球在空中做曲线运动的原因是它受到的重力和小沈对它的作用力不在一条直线上
D.铅球落地后往前运动一段距离后停止,在此过程中摩擦力逐渐减小,直至静止后减为零
5.(2025秋•西湖区期中)如图所示的各种现象中,物体(足球、小孩、行星和火箭)受到平衡力作用而处于平衡状态的是( )
A.运动员将飞来的足球踢出 B.小孩匀速从滑梯上滑下
C.刚刚起飞的火箭 D.行星在轨道上绕恒星运动
6.(2025秋•余姚市校级期中)我国计划在2030年前实现载人登月开展月面科学研究,下列描述不符合科学原理的是( )
A.登月车的车轮与月面接触面积较大,减小了对月面的压强
B.登月舱可通过展开降落伞,辅助减速实现安全登月
C.登月服内置了氧气供应系统,以支持航天员呼吸
D.登月返回舱加速上升时,产生的推力大于重力
7.(2025秋•海宁市校级期中)建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,如图甲所示即为一种简易水平仪,水平仪利用了__________________原理,图中右边墙面偏低。如图乙所示为一种气泡水平仪,当仪器中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡在A端,则表示A端的墙面偏_________(选填“高”或“低”)。
8.(2025秋•杭州校级期中)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,发射取得圆满成功,如图是火箭升空的瞬间。已知征二号F运载火箭起飞质量479.7t,火箭受到重力大小为_________N,向下喷气的同时,火箭加速升空,这说明物体间力的作用是_________,火箭受到的推力改变了火箭的_________。(g取10N/kg)
9.(2025秋•温州期中)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。
【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
功能性
最大测量值大,携带方便
最大测量值较大,携带较方便
最大测量值小,携带不方便
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
刻度
刻度均匀
刻度部分均匀
刻度不均匀
【项目制作】
(1)项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:_____________________________________________。
【项目评价】
(2)为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为_________牛。
10.(2025秋•舟山期中)月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
(3)月地距离约为3.84×105km,若在月球表面放置一平面镜,地面工作人员向该平面镜发射一束激光,经过多长时间工作人员能接收到反射回来的激光?(激光传播的速度均为3×108m/s)
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(2025秋•温州期中)水火箭构造如图所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水,瓶子竖直加速飞向高空,接着减速上升,最后下落到地面。关于水火箭的工作原理和过程,下列说法正确的是( )
A.使水火箭起飞的动力施力物体是瓶内高压气体
B.当水火箭受到的推力等于瓶子总重力时速度最大
C.水火箭上升至最高点时速度为零,受到了平衡力的作用
D.水火箭在下落过程中,若不受空气阻力,它将做匀速直线运动
2.(定海区期中)如图中,一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球离开弹簧时的速度最大
B.小球在A点处于静止状态
C.小球一直做加速运动
D.小球离开弹簧前,受到的合力先减小后增大
3.(2025秋•萧山区期中)下列有关火箭的说法错误的是( )
A.我国明朝时期的能工巧匠万户是世界上利用火箭升空的第一人
B.火箭的工作原理与气球十分相似,都是借助释放气体的反作用力向前运动
C.为了节省材料,火箭燃料仓中的燃料即使耗尽了也仍然应当保留
D.20世纪末,科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或达到太阳系的某些行星
4.(北仑区校级期中)某研究小组的同学们准备制作一个弹簧测力计,他们选用了甲、乙两种不同规格的弹簧进行测试,绘出如图所示的图象,图象中只有OA段和OB段是弹性形变。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧_________,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧_________。(选填“甲”或“乙”)
5.(2025秋•上城区校级期中)用弹簧测力计缓慢沿竖直方向提起放在桌面上的物体(如图甲所示),记下弹簧测力计的提纽移动距离h和对应读数F,并描出F﹣h的图像(如图乙所示)。由图像可知:该物体质量为_________kg;当距离h为5cm时,物体受到的支持力为_________ N;当距离h为4cm时,物体受力_________(选填“平衡”或“不平衡”)。
6.(2025秋•义乌市期中)如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平地面上,将F1=30N的水平力作用在物块B上。A、B一起做匀速直线运动,此时物块A受到地面的摩擦力的方向为_________;若将F2=50N的水平力按如图乙所示作用在物块A上,它们仍一起在该水平地面上做直线运动,则图乙中物块A受到地面的摩擦力大小为_________N。
7.(2025秋•钱塘区期中)如图所示,一个两端开口的玻璃管下端扎有橡皮膜,当把它按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的水时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的盐水时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的酒精时,橡皮膜_________。(填“上凸”“下凹”或“水平”)
8.(北仑区期中)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有_________(填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是_________;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是___________________________;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=_________。
9.(2025秋•安吉县期中)学习了重力的知识后,小安同学产生了思考:为什么同一个物体在地球上和月球上的重力不一样?于是他查阅了一些资料。
资料:如图所示,任意两个物体有通过连心线方向上的力相互吸引,这种力叫万有引力,该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们中心之间距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。万有引力的计算公式为,其中F表示两个物体之间的引力,k表示万有引力常量,m1表示物体1的质量,m2表示物体2的质量,r表示两个物体中心之间的距离。依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r的单位为米(m),常数k在数值上近似等于6.67×10﹣11N•m2/kg2。
(1)我们任意2个同学之间也有引力,但我们的行动却几乎没有受到影响。这是因为我们之间 质量 (选填“质量”或“距离”)较小,导致引力较小。
(2)某月球车质量为150千克,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。则该月球车被送到月球上时的重力是多少?
(3)我们知道质量为1kg的物体在地球表面受到的重力约为10N,如果地球半径约为6.67×106m,地球质量约为多少千克?
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专题02 力与空间探索
01 期中考情透视
02 复习目标锚定
03 知识体系构建
04 核心考点精讲
考点一 力 / 考点二 运动与相互作用 / 考点三 压强 / 考点四 空间探索
05 重难题型突破
题型一 力与重力 / 题型二 力与运动 / 题型三 摩擦力 / 题型四 固体压强 / 题型五 液体压强
06 限时分层演练
基础固本练 / 综合进阶练
本专题考情呈现“基础概念重辨析、力学图象重分析、生活情境重应用”的特点。
力是基础高频,重点考查力的作用效果(形变与运动状态改变)、力的三要素及示意图规范画法。弹簧测力计的读数与使用是必考实验细节。
运动与相互作用是核心重难点,牛顿第一定律与惯性现象解释常出选择题(如汽车急刹、拍打衣服);同一直线上二力平衡条件及探究实验是压轴大题,常结合摩擦力大小的影响因素进行综合考查。
压强计算与实验并重,固体压强公式p=F/S 的计算是必考,常结合切/叠物体考查极值问题;探究液体内部压强(U型管压强计)是实验常考。增大/减小压强的实例分析贯穿选择题。
空间探索常结合情境载体。通常不单独考查死知识,而是作为背景材料,结合重力、失重现象、航天器受力等力学知识进行跨章节综合应用。
识记
知道生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。知道力的大小测量方法和力的三要素表示。会描述牛顿第一定律。理解压强的含义。知道液体内部存在压强
理解
会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。理解力与运动的关系。了解影响液体压强大小的因素。
应用
能用惯性解释有关的常见现象。举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
能说出日常生活中增大和减小压强的方法。关注生产生活中的运动与相互作用的现象,并能解释交通运输、生产生活中的简单问题。
考点一 力
一、力的概念与作用效果
1.力是什么:力是物体对物体的作用。
(1)力一定涉及两个物体——施力物体和受力物体。单独一个物体无法产生力的作用,没有物体也就没有力。
(2)力的产生不一定需要接触:重力、磁力、电荷间的作用力等“不接触力”同样存在。
(3)力的符号用F表示,单位是牛顿,简称牛,符号N。托起两个鸡蛋所用的力约为1N,一个中学生的重力约为500N。
2.力的作用效果(两个方面):
(1)力能改变物体的形状(使物体发生形变),如拉弯弓、压扁易拉罐、捏橡皮泥。
(2)力能改变物体的运动状态。运动状态的改变包含三种情形:①速度大小改变(由快变慢、由慢变快、由静到动、由动到静);②运动方向改变(如转弯);③速度大小和方向同时改变。
⚠️避坑指南
❌判断是否“运动状态改变”,只要速度的大小或方向中有一个发生变化,运动状态就改变了;两者都不变(即静止或匀速直线运动)时,运动状态才不变。
3.力的作用是相互的:物体间力的作用是相互的。甲对乙施力的同时,乙也对甲施力,这两个力是一对相互作用力,它们大小相等、方向相反、作用在两个不同的物体上、且在同一条直线上。施力物体同时也是受力物体。
二、力的测量与弹力
1.测量工具——弹簧测力计:
(1)原理:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长(伸长量与拉力成正比)。
(2)使用注意(“三观察、两防止、一校零”):
①观察量程:被测力不能超过量程,否则会损坏且测量不准。
②观察分度值:便于准确读数。
③观察指针是否指零,使用前要校零。
④使用前轻轻来回拉动挂钩几次,防止卡壳。
⑤测量时,拉力的方向要沿弹簧轴线方向,视线正对刻度。
2.弹力:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对使它发生形变的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。常见的推力、拉力、压力、支持力、绳的张力本质上都是弹力。
三、力的三要素与力的图示
1.力的三要素:大小、方向、作用点。三者都影响力的作用效果,任何一个改变,作用效果都会改变。
2.力的图示与力的示意图(两者区别要分清):
(1)力的图示:用一根带箭头的线段,把力的大小、方向、作用点都精确表示出来,需要选定标度(一段线段代表多大的力)。
(2)力的示意图:只粗略地表示力的作用点和方向,不严格体现大小,常用于受力分析。
(3)力的图示画法步骤:①确定受力物体,标出力的作用点;②从作用点起,沿力的方向画一段线段;③按选定的标度确定线段长度表示力的大小;④在线段末端画箭头表示方向,并标出力的符号与大小。
四、重力
1.定义:地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力,叫做重力,常用G表示。
(1)施力物体:地球。
(2)方向:总是竖直向下(即指向地心的方向,重垂线就是应用这一原理)。
(3)作用点:叫做重心。形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其几何中心。
2.计算公式:G=mg
(1)m为质量(kg),g为重力与质量的比值,g=9.8N/kg(粗略计算时常取10N/kg)。
(2)g=9.8N/kg的物理意义:质量为1kg的物体,受到的重力为9.8N。
(3)由公式可知,物体所受重力与质量成正比。
⚠️易错辨析
1.区分“竖直向下”与“垂直向下”:“竖直向下”方向唯一(指向地心);“垂直向下”要垂直于某个面,随接触面方向而变。重力的方向只能说“竖直向下”。
2.质量是物体的属性,不随位置改变;重力 G=mg 则随 g 值(月球上约为地球的 1/6)改变。
考点二 运动与相互作用
一、牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.建立过程:牛顿第一定律不是由某一个实验直接得出的,而是在大量实验和事实的基础上,经过合理的科学推理(理想实验)概括得到的。
经典依据——伽利略斜面理想实验:阻力越小,小车运动越远;若阻力为零,小车将以恒定速度永远运动下去。
因为现实中“完全不受力”的物体不存在,所以这一定律不能用实验直接验证,但它经受了实践检验,是正确的。
3.理解要点:
(1)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。
(2)物体不受力时,原来静止的仍静止,原来运动的将做匀速直线运动。
二、惯性
1.定义:一切物体都有保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质,叫做惯性。
2.性质:
(1)惯性是物体的固有属性,一切物体(固体、液体、气体)在任何情况下都有惯性。
(2)惯性大小只与质量有关,质量越大,惯性越大;与速度大小、是否受力、运动状态无关。
(3)惯性不是力:不能说“受到惯性”“惯性力”“产生惯性”,只能说“由于惯性”“具有惯性”“惯性使物体……”。
3.应用与防止:
(1)利用惯性:跳远助跑、拍打衣服除尘、锤头松了撞击柄端使其套紧、投掷物体出手后继续前进。
(2)防止惯性危害:乘车系安全带、保持车距、限速行驶、禁止超载。
甲:静止/匀直;乙:向右减速,或向左加速;丙:向左减速,或向右加速;
三、二力平衡
1.平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态,叫做平衡状态。
2.二力平衡:当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫作二力平衡。
3.二力平衡的条件(可记“同体、等大、反向、共线”):作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,这两个力就相互平衡。
4.平衡力与相互作用力的区别(高频考点):
比较项
一对平衡力
一对相互作用力
作用对象
同一物体
两个不同物体
大小
相等
相等
方向
相反、共线
相反、共线
效果
能抵消,使物体平衡
不能抵消,各自产生效果
存亡关系
一个消失另一个可存在
同时产生、同时消失
★易错提醒:判断"平衡力还是相互作用力",先看作用对象:作用在同一物体上→平衡力;分别作用在两个物体上→相互作用力。
典型:灯受的重力与绳的拉力是平衡力;灯拉绳与绳拉灯是相互作用力。
四、摩擦力
1.种类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
静摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
定义
两个物体保持相对静止,但有相对运动趋势时产生的摩擦
两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦力
两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦力(滚动摩擦远小于滑动摩擦)
图示
现象
物体推而未动
粗糙表面上推物体运动
粗糙表面上推带轮小车运动
生活实例
手握瓶子静止时,手与瓶子之间的摩擦
用橡皮在纸上擦字时,橡皮与纸之间的摩擦
正常行驶的自行车,轴承内钢珠与内、外圈之间的摩擦
2.影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度。
(1)接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(2)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大:
(3)滑动摩擦力与接触面积大小、运动速度大小无关。
3.增大摩擦的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度。例:鞋底花纹、轮胎防滑链、刹车时用力捏闸。
4.减小摩擦的方法:
(1)减小压力;
(2)减小接触面的粗糙程度(使接触面更光滑);
(3)变滑动为滚动(加滚动轴承、用轮子);
(4)使接触面分离(加润滑油、气垫船、磁悬浮)。
5.测量滑动摩擦力(重要实验):用弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,故摩擦力=拉力(转换法+二力平衡原理)。
考点三 压强
一、压力与压力的作用效果
1.压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
(1)方向:垂直于接触面,并指向被压的物体。
(2)压力与重力的关系(重点):压力的大小不一定等于重力。只有当物体静止在水平面上且不受其他竖直方向的力时,物体对水平面的压力才等于其重力(F=G)。在斜面上或有额外外力时,压力不等于重力。
2.影响压力作用效果的因素:与压力的大小和受力面积的大小都有关。
(1)受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;
(2)压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
(3)实验方法:控制变量法(分别控制压力或受力面积不变)+转换法(用受压物体——如海绵、沙面的凹陷程度来反映作用效果)。
二、压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,用p表示。压强是表示压力作用效果的物理量。
2.公式:p=F/S
F为压力(N),S为受力面积(m²)。
变形公式:F=pS,S=F/p。
3.单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa。1Pa=1N/m²。
感知:把一枚图钉帽面积约为1cm²,1Pa相当于1m²面积上受1N的压力,是很小的压强;人站立时对地面压强约1×10⁴Pa。
三、增大和减小压强的方法
1.增大压强:在压力一定时减小受力面积,或在受力面积一定时增大压力,或两者同时改变。例:刀刃磨得锋利、针头做得很尖、破窗锤的锥形头。
2.减小压强:在压力一定时增大受力面积,或在受力面积一定时减小压力。例:书包带做得宽、铁轨下铺枕木、坦克用宽履带、载重汽车多加车轮。
四、液体压强
1.产生原因:液体受到重力作用,并且具有流动性,因此液体对容器底部和侧壁都有压强,内部也向各个方向都有压强。
2.液体压强的特点(规律):
(1)液体内部向各个方向都有压强(图A、B);
(2)同一深度处,向各个方向的压强相等(图A、B、C);
(3)同种液体中,深度越深,压强越大(图B、D);
(4)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大(图D、E);
3.计算公式【拓展】:p=ρgh
(1)ρ为液体密度(kg/m³),h为深度(m),g取9.8N/kg(或10N/kg)。
(2)深度h的含义:指从自由液面到研究点的竖直距离,而不是到底部的距离。
(3)液体压强只与液体密度和深度有关,与液体的质量、体积、容器形状、受力面积均无关。
4.测量工具:压强计(U形管压强计),通过U形管两侧液面的高度差来反映液体压强大小(转换法)。
★易错提醒:1.压强公式p=F/S中F与S必须对应(同一段接触面)。
2.液体对容器底的压力不一定等于液体重力:上宽下窄的容器F<G液,上窄下宽的容器F>G液,直壁容器F=G液。
考点四 空间探索
一、火箭
1.工作原理:利用力的作用是相互的(反冲原理)。
2.动力来源:火箭底部开口处向下高速喷出气体,喷出的气体对火箭产生一个向上的反作用力,推动火箭前进(升空)。
★关键理解:火箭前进不是靠向后推空气,而是靠自身喷出气体的反作用力,因此火箭在没有空气的太空中同样能工作。
二、中国空间站
1.发展战略(“三步走”):
第一步:发射载人飞船(神舟系列);
第二步:发射空间实验室(天宫一号、天宫二号);
第三步:建造载人空间站(“天宫”空间站)。
2.空间站的组成:天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱,以及往返的载人飞船(神舟)和货运飞船(天舟)。
三、探索月球和火星
(1)探索月球——嫦娥工程:我国探月工程命名为“嫦娥工程”,实施“绕、落、回”三步走,“玉兔号”月球车巡视月面,嫦娥五号、六号实现月壤采样返回(嫦娥六号实现人类首次月球背面采样)。
(2)探索火星——天问系列:我国行星探测工程命名为“天问”,天问一号一次实现“绕、着、巡”,携带“祝融号”火星车巡视火星表面。
★易错提醒:
1.在失重环境中,与重力有关的现象和工具将无法正常发挥作用,例如:用弹簧测力计测重力、用天平测质量、液体压强(p=ρgh)等;但测力(拉力、弹力)、用刻度尺测长度、质量本身等仍然成立。
2.记住我国航天工程的命名与对应:载人飞船“神舟”、空间站“天宫”、探月“嫦娥”、月球车“玉兔”、行星探测“天问”、火星车“祝融”。
题型一 力与重力
典例1(2025秋•拱墅区校级期中)下列关于力的说法中( )
①力不能离开物体而存在;
②有受力物体时,一定有施力物体;
③两个物体只要相互接触就一定产生力的作用;
④两个物体不接触就不能产生力的作用。
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
【答案】A
【解析】①②力是物体之间的相互作用,力是不能离开物体而独立存在的,有受力物体时,一定有施力物体,故①②正确;
③④两个物体相互接触不一定产生力的作用,比如两个物体相互接触不发生挤压、推拉等作用,就不会产生力的作用;
两个物体不接触也能产生力的作用,如一对磁铁或一对电荷均可以产生力的作用;故③④错误;
综上可知,只有①②正确。
💡破题要诀
力是物体对物体的作用;有受力物体时,一定有施力物体;两个物体相互接触不一定产生力的作用;两个物体不接触也能产生力的作用。
迁移应用
1.(2025秋•宁波校级期中)若两个力F1和F2先后作用在同一物体上,产生的作用效果完全相同,则下列说法中正确的是( )
A.只要F1和F2的大小相同
B.只要F1和F2的方向相同
C.需要F1和F2的大小和方向都相同
D.需要F1和F2的“三要素”都相同
【答案】D
【解析】力的大小、方向和作用点合称力的三要素,任何一个要素都能改变力的作用效果。已知两个力F1和F2先后作用在同一物体上,产生的作用效果完全相同,说明这两个力的三要素完全相同。
2.(2025秋•仙居县期中)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成。若月球表面是真空状态,月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有同一物体在月球科研站内受到的重力是在地球上所受重力的。以下现象不会发生的是( )
A.在月球科研站内,用托盘天平测得物体的质量等于该物体在地球上测得的质量
B.在月球科研站内,用敲击后的音叉去弹水花,不仅听到声音还看到水花被弹起
C.在月球科研站内,用弹簧测力计仍能得到物体所受的重力与质量成正比的结论
D.在月球科研站外漫步时,看到的太阳与在地球上看到的类似,仍然是太阳的虚像
【答案】D
【解析】A、质量是物体的属性,与位置无关,用托盘天平测量物体的质量时,测得的质量等于物体在地球上测得的质量,故A正确;
B、月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,用敲击后的音叉去弹水花,不仅听到声音还看到水花被弹起,故B正确;
C、月球上重力与质量成正比,故C正确;
D、由于月球没有大气层,太阳的光线直接照射到月球表面,因此直接看到强烈的太阳光,与在地球上看到的经大气层折射形成的虚像不同,故D错误。
3.(2025秋•越城区校级期中)小明同学在练习使用弹簧测力计测物体重力时,测量身边的一些物体的重力,得到如下的一些数据,你认为其中不符合实际的是( )
A.一块橡皮的重力为0.2N B.一名中学生的体重约为500N
C.一只梨的重力为2N D.一个鸡蛋的重力为10N
【答案】D
【解析】A、一块橡皮的质量为m=20g=0.02kg,重力为G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N,符合实际;
B、一名中学生的质量为m=50kg,体重约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,符合实际;
C、一只梨的质量为m=200g=0.2kg,重力为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,符合实际;
D、一个鸡蛋的质量为m=50g=0.05kg,重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,不符合实际。
题型二 力与运动
典例2(2025秋•杭州校级期中)在东京奥运会上,中国乒乓球队的优异表现引起世界关注。图为正在进行比赛的乒乓球运动员。
(1)乒乓球受到球拍击打时,球拍发生形变,说明_________________________;
(2)乒乓球以抛物线的姿态飞出,在到达位置①时,重力方向为_________;
(3)如果乒乓球在到达最高点②的瞬间所有力都消失,则乒乓球会_________。(填“静止”或“匀速直线运动”)
【答案】(1)力可以改变物体的形状;(2)竖直向下;(3)匀速直线运动。
【解析】(1)乒乓球受到球拍击打时,球拍发生形变,说明力可以改变物体的形状;
(2)重力的方向始终是竖直向下,乒乓球以抛物线的姿态飞出,在到达位置①时,重力方向为竖直向下;
(3)由牛顿第一定律可知,如果乒乓球在到达最高点②的瞬间所有力都消失,则乒乓球会做匀速直线运动。
💡破题要诀
(1)力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;
(2)重力的方向始终是竖直向下;
(3)根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,在力消失的一瞬间,原来运动的物体将做匀速直线运动,原来静止的物体将永远静止下去。
迁移应用
1.(2025秋•瑞安市期中)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,许多科学家做出了巨大的贡献,关于牛顿第一定律,请回答下面小题。
频闪相机每隔相等的时间拍摄一次,记录物体的位置。小明在做牛顿第一定律实验时,俯视角度拍下小车在不同水平面上运动的频闪照片,其中乙组小车的频闪照片如图所示,据此推测丙组对应的频闪照片为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】图中乙的每个间隔的路程已知,对比乙和丙可知,丙运动的路程长,速度减小慢,开始时的速度相同,速度减小慢,使得每个时间间隔的平均速度较大,根据s=vt知,故丙相同时间的路程始终比乙大,且也是减速运动,故B正确。
2.(2025秋•萧山区期中)2025年4月24日是第十个“中国航天日”,物理社团的同学们制作了“水火箭”。如图是“水火箭”的简易原理图,使用打气筒向“水火箭”内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从“水火箭”底部向下快速喷出,从而使“水火箭”升空。结合题中信息,判断以下说法正确的是( )
A.用力打气,瓶体膨胀起来,说明力可以改变物体的运动状态
B.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”对水向下的力大于水对“水火箭”向上的力
C.“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”的惯性减小
D.“水火箭”喷完水后,若所受的力全部消失,它将静止不动
【答案】C
【解析】A、用力打气,瓶体膨胀起来,是因为气体压强增大使瓶体形状发生改变,说明力可以改变物体的形状,而不是运动状态,故A错误。
B、“水火箭”向下喷水的过程中,“水火箭”对水向下的力和水对“水火箭”向上的力是一对相互作用力,这两个力大小相等、方向相反,故B错误。
C、:惯性大小只与物体的质量有关,“水火箭”向下喷水的过程中,质量减小,所以其惯性减小,故C正确。
D、“水火箭”喷完水后,若所受的力全部消失,根据牛顿第一定律,它将保持原来的运动状态做匀速直线运动,而不是静止不动,故D错误。
3.如图甲所示,小明参加高山速降滑雪运动,滑雪板板尾从A点开始加速下滑并越过C点。
(1)小明通过AB段与通过AC段的平均速度的关系为vAB_________vAC(选填“<”“>”或“=”)。
(2)通过雪道后,小明将从2m高的水平台阶滑出,如图乙所示。若此刻小明受到的力全部消失,其运动轨迹将是图中的_________(选填“A”“B”或“C”)。
【答案】(1)<;(2)B。
【解析】(1)由题意可知,滑雪板板尾从A点到C点的过程中做加速直线运动,
因从A点到B点的过程中B点的速度最大,从B点到C点的过程中B点的速度最小,
所以,通过AB段的平均速度小于通过AC段的平均速度,即vAB<vAC;
(2)通过雪道后,小明将从2m高的水平台阶滑出,此时小明的运动方向水平向右,
若此刻小明受到的力全部消失,由牛顿第一定律可知,小明将水平向右做匀速直线运动,其运动轨迹将是图中的B。
题型三 摩擦力
典例1(2025秋•杭州期中)如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.B物体受到A物体对它的摩擦力大小为F
B.A物体受到B物体对它的摩擦力大小为F
C.B物体受到水平面对它的摩擦力大小为F
D.B物体受到的支持力等于B物体受到的重力
【答案】C
【解析】AB.A在水平方向上处于平衡状态,即此时A相对B没有运动的趋势,所以AB之间在水平方向没有摩擦力的作用,故AB错误;
C.B沿水平面做匀速直线运动,处于平衡状态,在水平方向上受到的摩擦力和拉力F是一对平衡力,大小相等,故B物体受到水平面对它的摩擦力大小为F,故C 正确;
D.B物体对水平面的压力等于A物体和B物体受到的总重力,而B物体受到的支持力与B物体对水平面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以B物体受到的支持力等于A物体和B物体受到的总重力,故D错误。
💡破题要诀
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙;相互接触挤压;有相对运动或相对运动趋势。
(2)处于平衡状态的物体受到的力是一对平衡力,一对平衡力大小相等、方向相反。
(3)置于水平面上的物体对水平面的压力等于其重力。
迁移应用
1.(2025秋•婺城区校级期中)如图所示,在粗糙程度不变的水平面上,用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,在B点将拉力增大为10N,在C点撤去外力。则下列说法正确的是( )
A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10 N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5N
【答案】C
【解析】A、用5N的拉力拉着重为10N的物块由A点到B点做匀速直线运动,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,滑动摩擦力为5N,故A错误;
B、在C点撤去外力后,物块由于具有惯性仍然会向右运动,故B错误;
CD、滑动摩擦力只与压力与接触面粗糙程度有关,物块在AC段对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所受到的摩擦力大小始终保持不变,故C正确,D错误。
2.(2025秋•浙江期中)在学习《摩擦力》时,老师将两本书一页一页地交叉叠好并把一瓶水压在书上,两位男生使出洪荒之力也没拉开,下列说法正确的是( )
A.两本书的纸面越粗糙,越容易被拉开
B.左侧书本被拉动时,受到右侧书本提供的静摩擦力
C.两本书很难被拉开,是因为书页间的摩擦力较大
D.两本书交叉的页面越多、书上所压的物体越重,越容易被拉开
【答案】C
【解析】A、纸面越粗糙,接触面粗糙程度越大,摩擦力越大,越难拉开,故A错误;
B、用力拉书时,书页之间有相对滑动,是滑动摩擦力,不是静摩擦力,故B错误;
C、书页交叉叠放,接触面越多,总的摩擦力越大,故C正确;
D、页面越多、书上所压的物体越重,摩擦力越大,越难被拉开,故D错误。
3.(2025秋•兰溪市校级期中)水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图2所示,以下说法正确的是( )
①0~2s,物体没有被推动是因为推力小于物体所受的摩擦力
②2~4s,物体受到的摩擦力是3N
③4~6s,物体受到平衡力的作用
④6s后撤去F,在静止前物体受到的摩擦力是2N
A.只有①②是正确的 B.只有②③是正确的
C.只有①④是正确的 D.只有③④是正确的
【答案】D
【解析】①0~2s,物体静止,处于平衡状态,推力和静摩擦力大小相等,①错误。
②2~4s,物体做加速运动,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,不等于此时推力,②错误。
③4~6s,物体速度保持不变,做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力作用,③正确。
④6s 后撤去推力,物体向前滑行,压力、接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,和匀速运动时摩擦力大小相同,④正确。
综上③④正确。
题型四 固体压强
典例1(2025秋•杭州期中)如图甲为一块木质的玩具积木,该积木等同于由四个相同正方体组合而成。将其按不同方式放在水平桌面上,对桌面压强最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示,同一物体对桌面的压力等于自身的重力,所以四种情况下物体对桌面的压力相同,由图可知,D图与桌面的接触面积最大,由p知,D图对桌面的压强最小,故D符合题意。
💡破题要诀
(1)求固体对水平面的压强,一般先求出压力,再根据压强公式求压强
(2)物体放在水平桌面上,物体对水平桌面的压力等于物体的重力。压力相同时,比较受力面积,受力面积大的压强小。
迁移应用
1.(长兴县校级期中)如图,物体A静止在水平桌面上,用一水平向右的力F将A匀速推上桌面的过程中,A对桌面的压力和压强的大小将( )
A.压力变大,压强变大 B.压力不变,压强变小
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强变小
【答案】B
【解析】匀速推上桌面的过程中,物体的重力不变,所以对桌面的压力不变;
而此时与桌面的接触面积增大,所以根据p可知对桌面的压强变小。故选:B。
2.(2025秋•义乌市校级期中)如图所示,小明在测量滑动摩擦力时,将物块A置于水平木板上,用弹簧测力计水平向右拉A,使其始终做匀速直线运动,经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为1.2N和1.8N,两区域示数不同的原因是( )
A.在区域1中A对木板的压力更大
B.在区域2中A对木板的压强更大
C.木板上区域1的粗糙程度更大
D.木板上区域2的粗糙程度更大
【答案】D
【解析】AB.根据图可知,在区域1、区域2中,A的质量没变,根据重力和质量的关系可知,重力不变,水平放置时,对木板的压力也不变,受力面积不变,由p知压强不变,故AB不符合题意;
CD.物块A做匀速直线运动,根据二力平衡可知,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小;物体的对水平木板的压力不变,但是弹簧测力计的示数(拉力大小)不同,说明滑动摩擦力的大小不同,经过区域1和区域2时,弹簧测力计的示数分别为1.2N和1.8N,所以在区域2时受到的摩擦力更大,木板上区域2的粗糙程度更大,故C不符合题意,D符合题意。
3.(2025秋•鄞州区校级期中)随着5G信号的快速发展,5G无人物品派送车已应用于实际生活中。如图所示,这是一辆在水平路面上匀速直线行驶的四轮5G无人配送车,空载时质量为500千克。已知每个轮胎与地面的接触面积均为100平方厘米,配送车在水平路面上受到的阻力始终为车辆总重力的0.1倍。求:
(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力。
(2)配送车空载时对水平路面的压强。
(3)某次配送车装上货物后,对水平路面的压强为4×105帕时,求货物的质量。
【答案】(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力为500N;
(2)配送车空载时对水平路面的压强为1.25×105Pa;
(3)货物的质量为1100kg。
【解析】(1)根据G=mg可得空载时配送车的重力:G0=m0g=500kg×10N/kg=5000N;
空载时配送车匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,空载时配送车匀速行驶时的牵引力为:F牵=f=0.1G0=0.1×5000N=500N;
(2)配送车空载时对水平路面的压力为:F压=G0=5000N;
配送车空载时对水平路面的压强为p01.25×105Pa;
(3)装上货物后对水平地面的压力为:F=pS=4×105Pa×4×100×10﹣4m2=16000N;
由于物体对水平面的压力和自身的重力相等,则所装货物的重力为:G=G总﹣G0=F﹣G0=16000N﹣5000N=11000N;
根据G=mg可得所装货物的质量为m。
答:(1)配送车空载在水平路面上匀速直线行驶时所需的牵引力为500N;
(2)配送车空载时对水平路面的压强为1.25×105Pa;
(3)货物的质量为1100kg。
题型五 液体压强
典例1(2025秋•婺城区校级期中)为研究液体对容器侧壁的压强与液体深度的关系,小宁制作了如图所示的实验装置,放在水平桌面上的装置中盛有适量的水。下列说法正确的是( )
A.液体对容器侧壁会产生压强,只因为受到重力的作用
B.降低伸缩支架高度时,橡皮膜的形变程度变大
C.升高伸缩支架高度时,装置对桌面的压强不变
D.其他条件不变,只把水换成等体积盐水,橡皮膜的形变程度变小
【答案】C
【解析】A、液体对容器侧壁会产生压强,因为受到重力的作用,且液体具有流动性,故A错误;
B、由题意可知,漏斗降低,水的深度h变小,根据p=ρgh可知,橡皮膜受到的压强变小,所以橡皮膜的形变程度变小,故B错误;
C、漏斗被举高到,水未溢出,则整个装置的重力不变,对水平桌面的压力不变,受力面积不变,根据p知,该装置对桌面的压强不变,故C正确;
D、其他条件不变,只把水换成等量盐水,液体密度变大,根据p=ρgh知,压强变大,则橡皮膜的形变程度变大,故D错误。
💡破题要诀
(1)由于爱重力作用,且液体具有流动性,故液体内部能产生各个方向的压强;
(2)根据p=ρgh判断漏斗降低到一定位置后的压强变化,然后判断橡皮膜的形变程度变化;
(3)根据p判断装置对桌面的压强变化。
迁移应用
1.(2025秋•余姚市校级期中)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.容器对桌面的压力:F甲>F乙
D.容器对桌面的压强:p甲′<p乙′
【答案】A
【解析】A、由图知,两容器中液体的深度相同,由C知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙;故A正确;
B、因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,根据ρ知ρ甲>ρ乙,故B错误;
CD、水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故CD错误。
2.(2025秋•杭州期中)为了研究液体内部压强的特点,小刚将两个完全相同的压强计进行了改进,当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管中的位置如图所示,左侧探头受到液体压强_________右侧探头受到液体压强。此时ρ1_________ρ2,(均选填“>”“<”或“=”),若使U形管中的液面再次相平,应_________(选填“增大”、“减小”)甲容器中的探头在液体中的深度。
【答案】>;>;减小
【解析】读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,根据p=ρgh可以判断甲液体的密度更大,即ρ1>ρ2;
若使U形管中的液面再次相平,应增大乙中的压强或减小甲中的压强,根据p=ρgh可知,应减小甲容器中的探头在液体中的深度或增大乙容器中的探头在液体中的深度。
3.(2025秋•西湖区校级期中)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积也相同,甲、乙容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器内的液面高度相等,此时液体对两容器底部的压强pa _________pb,两容器对桌面的压力F甲_________F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】小于;等于。
【解析】由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,根据ρ可知,ρa<ρb;
两个容器内的液面高度相等,根据p=ρgh知此时液体对两容器底部的压强pa<pb;容器的质量相同、液体的质量相同,根据F=G总=m容g+m液g可知,甲、乙两个装置对水平面的压力相同。
基础固本练(限时:15分钟)
1.(2025秋•柯城区校级期中)如图甲所示,长期不用的水龙头会因生锈而很难打开,维修人员常会用一长铁管套在水龙头上,如图乙所示,用同样大小的力作用在管端A点处,则会很容易打开水管,此过程中,改变了力的作用效果的因素是( )
A.大小 B.作用点 C.方向 D.以上说法都不正确
【答案】B
【解析】长铁管套在水管上,力的大小、方向没有变化,但力的作用点发生了变化;影响力的作用效果——很容易打开水管,可见力的作用点影响力的作用效果。
2.在2020东京奥运会中,我国14岁的小将全红婵夺得女子10米跳台跳水冠军,下列分析中正确的是( )
A.全红婵站在跳台上,受到重力的施力物体是地球
B.起跳后,下落过程中全红婵受到重力和弹力的作用
C.起跳后,下落过程中全红婵受到的重力减小
D.整个跳水过程中,全红婵受到重力的方向始终垂直向下
【答案】A
【解析】A、全红婵站在跳台上,受到重力的施力物体是地球,故A正确;
B、起跳后,她与跳台不接触,所以不受弹力的作用,故B错误;
C、下落过程中,她的质量不变,所以受到的重力也不变,故C错误;
D、整个跳水过程中,全红婵受到重力的方向总是竖直向下的,故D错误。
3.(2025秋•瑞安市期中)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,许多科学家做出了巨大的贡献,关于牛顿第一定律,请回答下面小题。
下面是三位不同时代科学家的主要观点,这三种观点形成的先后顺序是( )
A.②③① B.③①② C.①②③ D.③②①
【答案】A
【解析】亚里士多德最早提出力是维持物体运动状态的原因的错误观点,后来伽利略提出如果物体在运动中不受力的作用,他的速度将保持不变即力是改变物体的运动状态的原因,再后来牛顿在伽利略等人的基础上又总结出静止的物体不受力的情况从而总结出牛顿第一定律即一切物体在没有受力时,总保持静止或匀速直线运动状态,故这三种观点形成的先后顺序②③①。
4.(2025秋•吴兴区校级期中)前段时间某五中举行了校运动会,小沈参加了其中的铅球比赛。如图是铅球推出后的简化示意图,则下列说法中正确的是( )
A.小沈用力扔出铅球,说明力能够改变物体的运动状态
B.铅球抛出后能够继续在空中飞行是因为受到了惯性的作用
C.铅球在空中做曲线运动的原因是它受到的重力和小沈对它的作用力不在一条直线上
D.铅球落地后往前运动一段距离后停止,在此过程中摩擦力逐渐减小,直至静止后减为零
【答案】A
【解析】A.小沈用力扔出铅球,是力改变了物体的运动状态,故A正确;
B.铅球抛出后能够继续在空中飞行是因为铅球具有惯性,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.铅球在空中做曲线运动是因为它受到重力的作用,此时铅球不再受到人对它的作用力,故C错误;
D.铅球落地后往前运动一段距离后停止,速度在减小,但摩擦力不改变,当铅球静止后,不再受摩擦力,故D错误。
5.(2025秋•西湖区期中)如图所示的各种现象中,物体(足球、小孩、行星和火箭)受到平衡力作用而处于平衡状态的是( )
A.运动员将飞来的足球踢出 B.小孩匀速从滑梯上滑下
C.刚刚起飞的火箭 D.行星在轨道上绕恒星运动
【答案】B
【解析】A、运动员将飞来的足球踢出,足球受力不平衡,运动状态在不断改变,故A不合题意;
B、小孩匀速从滑梯上滑下,做的是匀速直线运动,受平衡力,处于平衡状态,故B符合题意;
C、刚刚起飞的火箭,处于加速阶段,受力不平衡,不是处于平衡状态,故C不合题意;
D、行星在轨道上绕恒星运动,其运动方向不断变化,受力不平衡,不是处于平衡状态,故D不合题意。
6.(2025秋•余姚市校级期中)我国计划在2030年前实现载人登月开展月面科学研究,下列描述不符合科学原理的是( )
A.登月车的车轮与月面接触面积较大,减小了对月面的压强
B.登月舱可通过展开降落伞,辅助减速实现安全登月
C.登月服内置了氧气供应系统,以支持航天员呼吸
D.登月返回舱加速上升时,产生的推力大于重力
【答案】B
【解析】A.登月车的车轮与月面接触面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减对月面的压强,故A正确;
B.月球上没有大气,打开降落伞不会受到气体的阻力,不能辅助减速,故B错误;
C.月球上没有大气,登月服内置氧气供应系统,为航天员的呼吸提供氧气,故C正确;
D.返回舱加速上升,说明动力大于阻力,即推力大于重力,故D正确。
7.(2025秋•海宁市校级期中)建筑工人在砌房子时经常用水平仪来检查所砌的墙面是否水平,如图甲所示即为一种简易水平仪,水平仪利用了__________________原理,图中右边墙面偏低。如图乙所示为一种气泡水平仪,当仪器中空气泡居中表示墙面水平,若空气泡在A端,则表示A端的墙面偏_________(选填“高”或“低”)。
【答案】重力的方向总是竖直向下;高。
【解析】(1)重力的方向总是竖直向下的,图甲的水平仪就是利用重力的方向竖直向下制成的,因此重垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的右方,说明此墙面的左边高,右边低。
(2)图乙所示为一种气泡水平仪,在检查所砌的墙面是否水平时,由于水向低处流,则空气泡会向高处移动,若空气泡在A端,则说明A端的墙面高。
8.(2025秋•杭州校级期中)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,发射取得圆满成功,如图是火箭升空的瞬间。已知征二号F运载火箭起飞质量479.7t,火箭受到重力大小为_________N,向下喷气的同时,火箭加速升空,这说明物体间力的作用是_________,火箭受到的推力改变了火箭的_________。(g取10N/kg)
【答案】4.797×106;相互的;运动状态。
【解析】长征二号F运载火箭受到重力大小为G=mg=479.7×103kg×10N/kg=4.797×106N;
向下喷气的同时,火箭加速升空,这说明物体间力的作用是相互的,火箭受到的推力改变了火箭的运动状态。
9.(2025秋•温州期中)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。
【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。
评价指标
评价等级
优秀
良好
待改进
功能性
最大测量值大,携带方便
最大测量值较大,携带较方便
最大测量值小,携带不方便
精确度
达到0.1牛
达到0.2牛
大于0.2牛
刻度
刻度均匀
刻度部分均匀
刻度不均匀
【项目制作】
(1)项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:_____________________________________________。
【项目评价】
(2)为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为_________牛。
【答案】(1)橡皮筋在一定范围内,伸长量与受到的拉力不成正比,标注的刻度不均匀,不适合做测力计;
(2)0.1。
【解析】(1)在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,更便于标注均匀刻度,所以选择材料时,弹簧更合适做测力计;而橡皮筋在一定范围内,伸长量与受到的拉力不成正比,标注的刻度不均匀,不适合做测力计;
(2)评价等级优秀的测力计精确度为0.1N,即分度值为0.1N,故每粒铅粒的重量为0.1牛。
10.(2025秋•舟山期中)月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
(3)月地距离约为3.84×105km,若在月球表面放置一平面镜,地面工作人员向该平面镜发射一束激光,经过多长时间工作人员能接收到反射回来的激光?(激光传播的速度均为3×108m/s)
【答案】(1)月球车被送到月球上时的重力是200N;
(2)返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg;
(3)经过2.56s工作人员能接收到反射回来的激光。
【解析】(1)月球车在地球上受到的重力:G地=mg=120kg×10N/kg=1200N,
因在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍,
所以,月球车被送到月球上时的重力:G月G地1200N=200N;
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,
则返回地球后这个随身装备受到的重力:G地′=6G月′=6×2N=12N,
返回地球后这个随身装备的质量:m′1.2kg。
(3)由v可知,激光由地面到平面镜的时间:
1.28s,
则航天员能接收到反射回来的激光的时间为:
t′=2t=2×1.28s=2.56s。
答:(1)月球车被送到月球上时的重力是200N;
(2)返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg;
(3)经过2.56s工作人员能接收到反射回来的激光。
综合进阶练(限时:15分钟)
1.(2025秋•温州期中)水火箭构造如图所示。用打气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水,瓶子竖直加速飞向高空,接着减速上升,最后下落到地面。关于水火箭的工作原理和过程,下列说法正确的是( )
A.使水火箭起飞的动力施力物体是瓶内高压气体
B.当水火箭受到的推力等于瓶子总重力时速度最大
C.水火箭上升至最高点时速度为零,受到了平衡力的作用
D.水火箭在下落过程中,若不受空气阻力,它将做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A.高压气体将橡皮塞压出,并不断向下喷水时,高压气体对水有一个向下的力,由于力的作用是相互的,所以水会把水火箭推向上方,于是火箭升空,则可知水火箭起飞的动力来自水对火箭的推力,故A错误;
B.水火箭上升过程中,受到向上的推力、向下的重力和向下的空气阻力。起飞初期,推力>重力+阻力,火箭加速上升;随着水不断喷出,推力逐渐减小,当推力=重力+阻力时,合力为零,火箭的速度达到最大;之后推力<重力+阻力,火箭开始减速上升。因此,当推力等于瓶子总重力与空气阻力之和时速度最大,故B正确;
C.水火箭上升至最高点时,速度为零,但此时它只受到重力和空气阻力(合力向下),并非平衡力。若受到平衡力,物体的运动状态不会改变,而火箭在最高点后会立即下落,运动状态发生改变,故C错误;
D.水火箭在下落过程中,若不受空气阻力,只受自身重力的作用,它将做加速直线运动,故D错误。
2.(定海区期中)如图中,一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球离开弹簧时的速度最大
B.小球在A点处于静止状态
C.小球一直做加速运动
D.小球离开弹簧前,受到的合力先减小后增大
【答案】D
【解析】由题意知,乙图小球受到的重力等于弹簧的弹力;
当将小球压至丙图时,弹力大于重力,小球向上做加速运动,到乙图位置时,弹力等于重力,速度最大,再向上运动,弹力小于重力,做减速运动;
小球离开弹簧向上减速运动,到达最高点速度为零;
A、离开弹簧时,弹力为零,小球受向下的重力而做减速运动,此时速度不是最大,故A错误;
B、小球到达A点速度为零,但此时受力不平衡,所以不是静止状态,故B错误;
C、由前面分析可知,整个过程中小球先做加速运动再做减速运动,故C错误;
D、小球从开始上升到乙图位置时,弹力大于重力,且弹力逐渐减小,不计空气阻力,由F合=F弹﹣G可知合力逐渐减小,到乙图位置时,弹力等于重力,合力为零;
从乙图位置到即将离开弹簧,弹力小于重力,且弹力逐渐减小,由F合=G﹣F弹可知合力逐渐增大,所以小球离开弹簧前,受到的合力先减小后增大,故D正确。
3.(2025秋•萧山区期中)下列有关火箭的说法错误的是( )
A.我国明朝时期的能工巧匠万户是世界上利用火箭升空的第一人
B.火箭的工作原理与气球十分相似,都是借助释放气体的反作用力向前运动
C.为了节省材料,火箭燃料仓中的燃料即使耗尽了也仍然应当保留
D.20世纪末,科学家用火箭发射的宇宙飞船已经能够登陆月球或达到太阳系的某些行星
【答案】C
【解析】A.我国明朝时期的万户进行了飞天尝试,他坐在绑有火箭的椅子上,手持风筝,是世界上利用火箭升空的第一人,这一说法是正确的,A选项不符合题意;
B.火箭是通过向后喷射高温高压气体,利用气体的反作用力获得向前的动力;气球在充气后释放,空气向后喷出,气球借助反作用力向前运动,二者工作原理相似,B选项不符合题意;
C.火箭燃料仓中的燃料耗尽后,燃料仓的质量会成为火箭继续飞行的负担,为了提高火箭的性能,一般会抛弃燃料仓,而不是保留,C选项说法错误,C符合题意。
D.20世纪末,随着科技的发展,科学家利用火箭发射宇宙飞船,已经实现了登陆月球,并且宇宙飞船也能够达到太阳系的某些行星进行探测等活动,D选项不符合题意。
4.(北仑区校级期中)某研究小组的同学们准备制作一个弹簧测力计,他们选用了甲、乙两种不同规格的弹簧进行测试,绘出如图所示的图象,图象中只有OA段和OB段是弹性形变。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧_________,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧_________。(选填“甲”或“乙”)
【答案】乙;甲
【解析】因为OA段和OB段是弹性形变,通过观察图象可知,甲能承受的最大拉力是4N,而乙能承受的最大拉力是8N,若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用乙;当甲受到的拉力是4N时,弹簧伸长6cm,当乙受到的拉力是8N时,弹簧伸长4cm,说明甲受到的拉力虽小,但伸长的长度却长,若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧甲。
5.(2025秋•上城区校级期中)用弹簧测力计缓慢沿竖直方向提起放在桌面上的物体(如图甲所示),记下弹簧测力计的提纽移动距离h和对应读数F,并描出F﹣h的图像(如图乙所示)。由图像可知:该物体质量为_________kg;当距离h为5cm时,物体受到的支持力为_________ N;当距离h为4cm时,物体受力_________(选填“平衡”或“不平衡”)。
【答案】0.45;0;平衡。
【解析】如图乙,当弹簧测力计移动的距离大于5cm后,弹簧测力计的示数不变,此时弹簧测力计的示数等于重物的重力,则G=4.5N,其质量:m0.45kg;
当距离h为5cm时,弹簧测力计挂钩受到拉力为4.5N时,拉力等于重力,此时桌面对重物的支持力为0N;
当测力计移动距离为4cm时,弹簧测力计的示数小于重物重力,重物受到桌面的支持力,此时重物静止在桌面上,处于平衡状态,受力平衡。
6.(2025秋•义乌市期中)如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平地面上,将F1=30N的水平力作用在物块B上。A、B一起做匀速直线运动,此时物块A受到地面的摩擦力的方向为_________;若将F2=50N的水平力按如图乙所示作用在物块A上,它们仍一起在该水平地面上做直线运动,则图乙中物块A受到地面的摩擦力大小为_________N。
【答案】水平向左;30。
【解析】甲图中,以A、B两物块的整体为对象,在水平方向上整体受到水平向右的推力F1,地面对整体水平向左的摩擦力,因A、B一起做匀速直线运动,所以,地面对整体向左的摩擦力f地=F1=30N,也就是地面对A物块的摩擦力为30N;乙图,若用F2=50N的水平力作用在A物块上,它们仍能一起向前运动;因物块A对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以地面对A物块的摩擦力不变,仍为30N。
7.(2025秋•钱塘区期中)如图所示,一个两端开口的玻璃管下端扎有橡皮膜,当把它按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的水时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的盐水时,橡皮膜_________;当在管内注入10cm的酒精时,橡皮膜_________。(填“上凸”“下凹”或“水平”)
【答案】上凸;水平;下凹;上凸
【解析】当把两端开口、下端扎一橡皮膜的玻璃管插入盛水的杯内,使橡皮膜处于水面下10cm处时,此时橡皮膜受到水向上的压强,所以橡皮膜将上凸;
当往玻璃管中注入水至10cm处时,橡皮膜上下表面受到水的压强相等,所以橡皮膜将水平;
当往管内注入盐水至10cm时,由于盐水密度较大,所以橡皮膜受到盐水向下的压强大于水向上的压强,故橡皮膜将下凹。
当往管内注入酒精至10cm时,由于酒精密度较小,所以橡皮膜受到酒精向下的压强小于水向上的压强,故橡皮膜将上凸。
8.(北仑区期中)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有_________(填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是_________;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是___________________________;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=_________。
【答案】(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
【解析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;
(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:
paρgh。
9.(2025秋•安吉县期中)学习了重力的知识后,小安同学产生了思考:为什么同一个物体在地球上和月球上的重力不一样?于是他查阅了一些资料。
资料:如图所示,任意两个物体有通过连心线方向上的力相互吸引,这种力叫万有引力,该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们中心之间距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。万有引力的计算公式为,其中F表示两个物体之间的引力,k表示万有引力常量,m1表示物体1的质量,m2表示物体2的质量,r表示两个物体中心之间的距离。依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r的单位为米(m),常数k在数值上近似等于6.67×10﹣11N•m2/kg2。
(1)我们任意2个同学之间也有引力,但我们的行动却几乎没有受到影响。这是因为我们之间 质量 (选填“质量”或“距离”)较小,导致引力较小。
(2)某月球车质量为150千克,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。则该月球车被送到月球上时的重力是多少?
(3)我们知道质量为1kg的物体在地球表面受到的重力约为10N,如果地球半径约为6.67×106m,地球质量约为多少千克?
【答案】(1)质量;
(2)该月球车被送到月球上时的重力是250N;
(3)地球质量约为6.67×1024千克。
【解析】(1)根据万有引力公式,引力与质量乘积成正比、与距离平方成反比,同学间质量较小,导致引力很小。
(2)月球车在地球受到的重力为G地=mg=150kg×10N/kg=1500N,
月球上的重力是地球上的,因此,
(3)地球表面的重力可视为地球对物体的万有引力,即,,已知M为地球质量,m=1kg,G=10N,R=6.67×106m,
变形公式得,代入数据解得:M=6.67×1024kg。
答:(1)质量;
(2)该月球车被送到月球上时的重力是250N;
(3)地球质量约为6.67×1024千克。
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