第八章 运动和力(原卷版)
知识点1:牛顿第一定律
1、牛顿第一定律:
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3、惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态;
(2)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
(3)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
(4)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
(5)惯性的防止与应用。
4、力与运动的关系:
(1)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态);
(3)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
5、探究阻力对物体运动的影响实验:
(1)实验方法:控制变量法(使初速度相同)
(2)多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”
知识点2:二力平衡
1、二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
知识点3:摩擦力
1、摩擦力产生的条件:
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一:两物体相互接触;
第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
2、摩擦力大小的影响因素:
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些;
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3、摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力;
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力;
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
4、增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2、减小有害摩擦的方法:
①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
5、探究影响摩擦力大小因素实验
(1)实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干;
(2)实验方法:控制变量法、转换法;
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关.接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
考点1 牛顿第一定律
【典例1】(2021 河东区一模)2021年4月13日,在奥运会女足亚洲区淘汰赛中,中国女足战胜韩国队,闯进东京奥运会!关于足球运动,下列说法正确的是( )
A.被踢飞的足球运动到最高点时受力平衡
B.在草地上滚动的足球因不受力而停下
C.相对观众,等待扑球的守门员是静止的
D.运动员鞋底的花纹可以减小与草地的摩擦
【典例2】(2021 临洮模拟)质量为1kg的甲物体以2m/s的速度在水平面上作匀速运动,质量为2kg的乙物体以1m/s的速度在同一平面上作匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.甲的惯性比乙大,因为甲的速度大 B.乙的惯性比甲大,因为乙的质量大
C.甲和乙的惯性一样大,因为它们都是做匀速直线运动 D.甲和乙都没有惯性
【典例3】(2020 华龙区校级一模)一根绳子用10牛的力拉着重为8牛的物体沿光滑水平面向右运动,若绳子突然断了,物体将 (选填“处于静止状态”、“做匀速直线运动”、“做曲线运动”或“慢慢停下来”),这时物体在水平方向所受合力的大小为 牛。
【典例4】(2021 阜南模拟)踢键子是一项简单易行的健身活动,将毽子竖直向上踢出后,键子将做减速运动。运动过程中,键子的惯性将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【典例5】(2021 息县模拟)在“推断物体不受力的运动”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布;让小车从斜面顶端自由下滑如图甲,观察和比较小车在毛巾、棉布和木板表面滑行的距离。
(1)每次让小车从斜面顶端自由滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时 。
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越 ,速度减小得越 。由此联想到下雨天驾驶汽车时要适当 (填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。
(3)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,此定律不能直接由实验得出。实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究 。
A.声音传播是否需要介质 B.液体压强与哪些因素有关 C.滑动摩擦力的影响因素
(4)爱动脑筋的小亮说:“用其中一个斜面,再添加一个小木块,就可以探究动能和速度的关系。”实验操作是:
。
【典例6】(2021 海淀区校级一模)原来在足够长的水平木板上运动的物体A,突然受到水平向右的拉力作用,请结合物体A受力情况分析其运动状态。
考点2 二力平衡
【典例7】(2021 河南模拟)下列关于力的说法正确的是( )
A.静止在水平地面上的物体受到的重力和物体对地面的压力是一对平衡力
B.背书包的时候,肩膀也会受到书包的压力说明物体间力的作用是相互的
C.彼此不接触的物体间不可能出现力的作用
D.物体即使不受力的作用,它的运动状态也可能发生改变
【典例8】(2021 西乡塘区校级三模)下列物体的运动状态没有发生改变的是( )
A.在平直公路上匀速行驶的汽车 B.在盘山公路上减速运动的小车
C.腾空而起的火箭 D.做匀速圆周运动的小车
【典例9】(2021 齐齐哈尔二模)吊车以4m/s的速度将1000N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力是 N;若吊车改为2m/s的速度使此重物匀速下降,则钢索对重物的拉力是 N。
【典例10】(2021 姜堰区二模)在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)小明想:物体只受两个力作用,如果处于 ,这两个力就是平衡力。于是,他设计了如下实验来探究二力平衡时的大小关系。在弹簧测力计下挂钩码(如图甲所示),钩码静止时受到重力和拉力两个力作用,钩码的重力根据其质量求出,钩码受到的拉力由弹簧测力计测出。多次改变钩码的个数,发现钩码静止时拉力与重力的大小总是相等的,小明由此得出“二个力平衡时大小相等”的结论。小华认为小明的实验方案有问题,请指出小明的实验方案存在的不足之处是 ;
(2)小华不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出她改进的先后顺序: (用字母表示),这样的改进虽然减小 对实验的影响,但 对实验的影响还较明显,为了进一步减小该因素对实验的影响,你的建议是 。
【典例11】(2021 北京模拟)教室的竖直黑板上吸着磁扣,磁扣为什么不掉下来能?与磁扣受到的重力平衡的力是黑板对磁扣的吸引力还是别的什么力呢?喜欢受力分析的小明,对静止在竖直黑板上的一个磁扣进行了受力分析,分析出了与重力平衡的力,请你利用如图所示的磁扣进行受力分析,并判断出这个力的大小和方向,可画图说明。
考点3 摩擦力
【典例12】(2021 安徽模拟)如图所示,有一个重为10N长方体物块甲放在水平桌面上,另一个重为4N的小正方体物块乙在拉力F=0.6N的作用下,在甲上向右做匀速运动,而甲物块保持静止不动,则下列关于甲、乙两物块的受力分析正确的是( )
A.乙物块受到的滑动摩擦力为0.6N B.甲物块受到水平桌面的支持力为10N
C.甲物块受水平桌面的摩擦力为0N D.乙物块对甲物块的摩擦力是水平向左的
【典例13】(2021 砚山县二模)如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.在衣服的拉链上涂些蜡 B.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字 D.自行车转轴处装有滚珠轴承
【典例14】(2021 淮北模拟)如图所示,将长木板B放在光滑的水平地面上,再将一个重为10N的木块A放在长木板B上,使弹簧测力计的一端与木块A相连接,另一端固定在墙壁上。在水平向右的拉力F的作用下,长木板B做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3.6N,则水平向右的拉力F的大小为 N。(不计空气阻力)
【典例15】(2021 元阳县模拟)甲、乙两辆公交车从同一路口同时向南匀速行驶,它们的路程随时间变化的图象如图所示,以甲为参照物,乙向 (选填“南”或“北”)运动,公交车的轮胎上布满花纹,是为了增大 。
【典例16】(2021 兰考县一模)如图所示,物体A放在B上,在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,画出物体B在水平方向的受力示意图。
【典例17】(2021 利通区校级二模)某兴趣小组要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。接下来小聪通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)若他想知道物体运动时受到的滑动摩擦力大小,他应该沿水平方向拉动木块在水平面上做 运动。
(2)为了验证猜想②,他应选取 两幅图所示的实验步骤进行对比。
(3)其他小组的同学认为该实验方案不易操作,于是他将实验方案改进为丁图所示,他用大小为5N的力水平拉动木板,此时弹簧测力计的示数为1.2N,则木块此时受到的摩擦力大小为 ,方向为 。
(4)若想验证猜想③,他的下一步操作是
。
【典例18】(2021 船营区校级二模)在自行车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹,目的是什么?
一、选择题。
1.(2021 虹口区二模)分别用力F1、F2拉同一物体,使物体先后沿竖直方向向上、向下运动,物体运动的s﹣t图像分别如图中的a、b所示,不计空气阻力,则( )
A.F1可能大于F2,二力方向一定相同 B.F1可能大于F2,二力方向可能相同
C.F1一定等于F2,二力方向一定相同 D.F1一定等于F2,二力方向可能相同
2.(2021 盐城模拟)下列惯性现象中,要避免惯性带来危害的是( )
A.敲击锤柄套紧锤头 B.棋子打飞上面棋子未倒
C.离手的包继续飞行 D.突然刹车人会前倾
3.(2021 南宁三模)下列交通提示用语和惯性无关的是( )
A.车辆转弯,请坐稳扶好 B.遵守交规,请靠右行驶
C.注意安全,请保持车距 D.遵守交规,请系安全带
4.(2021 福建模拟)如图所示,将正方体B放在正方体A的上面,用水平推力F作用在A上,使A与竖直墙面接触并保持静止,其中属于平衡力的是( )
A.墙面对A的摩擦力与A受到的重力 B.B对A的压力和A对B的支持力
C.B对A的压力和B受到的重力 D.A对B的支持力和B受到的重力
5.(2021 宁德模拟)以下物体处于平衡状态的是( )
A.从树上落下的苹果 B.转弯的汽车
C.正在离站的动车 D.匀速直线下落的跳伞运动员
6.(2021 大观区校级二模)如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧测力计一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上。在恒力F作用下,木块A相对于地面保持静止,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,则下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若用2F的力作用在长木板上,木块A受到的摩擦力大小等于T
D.当长木板以2v的速度做匀速直线运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
7.(2021 冠县一模)关于力和运动,下列说法中正确的是( )
A.物体匀速转弯一定受到非平衡力的作用
B.竖直下落的小球越来越快,小球的惯性越来越大
C.运动的物体不受力的作用时,会慢慢地停下来
D.脚踢球使球飞出去,说明力是使物体运动的原因
8.(2021 保定一模)下列是小张同学在学习过程中得出的四个结论,你认为错误的一项是( )
A.在匀速直线行驶的车中,小明竖直跳起后会落在原地,是因为小明具有惯性
B.电梯匀速上升时,电梯对人的支持力和人对电梯的压力是一对相互作用力
C.秋千荡到最高点时,速度为零,秋千处于平衡状态
D.用力沿水平方向推地面上的物体,没能推动,是因为推力等于摩擦力
9.(2021 雨花区校级模拟)下列现象中,属于增大摩擦力的是( )
A.在自行车转轴处加润滑油 B.行李箱安装滚动轮子
C.运动鞋底部有凹凸不平的槽纹 D.磁悬浮列车悬浮行驶
二、填空题。
10.(2021 金乡县三模)如图所示,小凯用尽力也没拉动一头大水牛,其原因是 【只填序号】。
A.小凯的拉力小于牛的拉力 B.小凯的拉力小于牛的重力
C.大水牛没有受到拉力的作用 D.小凯的拉力小于大水牛受到的最大静摩擦力
若在绳子被拉断的瞬间,所有的力都消失,则小凯将 (选填“向前摔倒”“向后摔倒”“保持原有姿势不动”“无法判定”)。
11.(2021 望城区一模)如图所示,重50N的木块在20N水平向右拉力作用下,以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力为 N,若水平拉力增大为40N,此时它受到的摩擦力为 N。
12.(2021 沈阳二模)如图,铁块A重3N,吸附在竖直放置的磁性黑板上。将重为1N的铜块B放在铁块A上面,当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时,A受到的摩擦力是 N。取走铜块B,用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动,则F= N。
13.(2021 江都区校级三模)小华画出“力与运动”部分内容的树形结构图,请你帮她补全空格处内容:
14.(2021 高新区校级模拟)3月27日台州临海市下街村下街广场一名6岁小女孩不慎落水,旁边一个男孩递上了一根杆子将其救出。落水的小女孩抓着施救者递出的杆子静止在水中,她的手受到杆子的摩擦力方向 (“向上”或“向下”),摩擦力的大小 (“大于”、“等于”或“小于”)她自身的重力大小。
15.(2021 河南三模)运动员投掷铁饼,铁饼离开手后能继续向前飞行是因为铁饼具有 ,最终铁饼落向地面会将地面砸出一个坑,这说明力能改变物体的 。如果铁饼在运动至最高点时所受的力全部消失,铁饼将会 (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
三、作图题。
16.(2021 鼓楼区校级模拟)工人用水平力推一个箱子,但没有推动,请画出箱子在水平方向上受到的力的示意图。
17.(2021 襄城县校级三模)如图是小米在公园沿滑梯匀速下滑的示意图,在图上小黑点处画出小米受到滑梯的作用力。
四、实验探究题。
18.(2021 镇江二模)小江同学骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和车子速度有关,为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。
(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,小江应该先后三次将小球从斜面的 (同一/不同)高度处释放,比较小球在 (同一/不同)粗糙面上滑行的路程。
(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,小江先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放,三次实验结果如图所示,小江在此现象的基础上,通过科学推理得出结论:运动的物体如果不受力的作用,将 。
(3)在上述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则W1 W2(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)而后,他又利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块,如图所示。利用该实验探究超载带来的安全隐患,该实验方案 (可行/不可行),若他按此方案操作,他会看到的现象是: 。
19.(2021 淮安区校级模拟)如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,为探究这两个力满足什么条件才能平衡。
(1)所挂钩码质量合适的是 (选填“10g”、“200g”或“任意质量均可”)。
(2)探究两个力大小关系时,应该观察 。
(3)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作: 。
(4)小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究,发现两个力的大小还有较小的差异,你认为形成差异的原因是 。(写出一条即可)
20.(2021 泰安一模)王瑞用如图所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)实验时,王瑞将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿水平方向拉动木块,并使木块作 运动。这样做的目的是使拉力和摩擦力成为一对平衡力。
序号 木块放置情况 木板表面情况 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 平放 木板 6 1.2
2 平放 木板 8 1.6
3 平放 木板 10 2.0
4 平放 木板上铺棉布 6 1.8
5 平放 木板上铺毛巾 6 3.0
(2)实验时,王瑞记录的部分数据如表所示。分析序号 三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为 三组数据进行分析。
(3)分析实验数据,木块在水平木板所受滑动摩擦力(用f表示)的大小与接触面所受压力(用N表示)大小的关系式是 。
五、解答题。
21.(2021 临澧县模拟)教室的门常被风吹开,某同学在门与门框之间垫上纸片后,门就不易被吹开了,这是为什么?推门进教室时,在门的不同位置推感觉手推门的难易程度不同,这是为什么?请用学过的物理知识解释这两个现象。
22.(2021 鼓楼区校级模拟)如图所示是高速公路上常见两种标示牌,提示司机严禁超速、超载。请你用所学的物理知识解释超速、超载可能造成的危害。第八章 运动和力(解析版)
知识点1:牛顿第一定律
1、牛顿第一定律:
(1)牛顿第一定律(也叫惯性定律):一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)牛顿第一定律是通过分析、概括、推理得出的,不可能用实验直接来验证。
2、物体运动状态变化的判定:物体运动状态的变化包括速度大小的变化和速度方向的变化,两变其一或者都变化,那么运动状态发生变化,两者均不变,那么运动状态不发生改变(静止或者匀速直线运动)。
3、惯性现象及其应用:
(1)惯性:物体保持原来运动状态不变的性质;即运动的物体要保持它的运动状态,静止物体要保持它的静止状态;
(2)一切物体任何时候都具有惯性(静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性);
(3)惯性是物体本身的属性,惯性的大小与物体质量大小有关。质量越大,惯性越大;质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况无关;
(4)惯性是一种属性,它不是力。惯性只有大小,没有方向;
(5)惯性的防止与应用。
4、力与运动的关系:
(1)力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动状态的原因。
(2)运动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态);
(3)静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态)。
5、探究阻力对物体运动的影响实验:
(1)实验方法:控制变量法(使初速度相同)
(2)多次实验,推理得出结论“运动物体不受外力时,它将做匀速直线运动”
知识点2:二力平衡
1、二力平衡的概念:
(1)二力平衡:如果物体只受两个力的作用,且处于平衡状态,这种情况叫做二力平衡;
(2)二力平衡特点:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。简单的说就是:同体、等大、反向、共线。
2、平衡力及平衡状态的判定:
(1)平衡力:物体在受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡;
(2)平衡状态:物体静止和匀速直线运动状态叫平衡状态;
(3)物体收到平衡力的作用,那么物体就处于平衡状态。
3、平衡力和相互作用力的区分:
(1)二力平衡特点:同体、等大、反向、共线。
(2)相互作用力特点:不同体、等大、反向、共线。
4、二力平衡条件的应用
(1)二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意上面四个要点,且这四个要点缺一不可;
(2)在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动;
(3)静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力。
知识点3:摩擦力
1、摩擦力产生的条件:
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一:两物体相互接触;
第二:接触面粗糙;
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势。
2、摩擦力大小的影响因素:
(1)影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大,例如当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些;
(3)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
3、摩擦力的种类和应用
(1)滑动摩擦:相互接触的两个物体,当它们之间有相对运动时,产生的摩擦力;
(2)滚动摩擦:相互接触的两个物体,当一个物体在另一个物体上发生滚动时,产生的摩擦力;
(3)静摩擦力:相互接触的两个物体,当它们有相对运动趋势,但它们之间处于相对静止时产生的摩擦力。
4、增大或者减小摩擦力的方法
(1)增大有益摩擦的方法:
①增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹; ②增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;③变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚; ④变湿摩擦为干摩擦。
2、减小有害摩擦的方法:
①使接触面变光滑;②减小压力;③用滚动代替滑动;④使接触面分离;⑤变干摩擦为湿摩擦。
5、探究影响摩擦力大小因素实验
(1)实验器材:一个木块、一块长木板、一块长玻璃板、一条长毛巾、一个弹簧测力计、砝码若干;
(2)实验方法:控制变量法、转换法;
(3)实验结论:滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关.接触面的粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。
考点1 牛顿第一定律
【典例1】(2021 河东区一模)2021年4月13日,在奥运会女足亚洲区淘汰赛中,中国女足战胜韩国队,闯进东京奥运会!关于足球运动,下列说法正确的是( )
A.被踢飞的足球运动到最高点时受力平衡
B.在草地上滚动的足球因不受力而停下
C.相对观众,等待扑球的守门员是静止的
D.运动员鞋底的花纹可以减小与草地的摩擦
【答案】C。
【分析】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受平衡力作用;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变,被研究的物体是运动的,如果没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的;
(4)根据增大和减小摩擦的方法分析。
【解答】解:A、足球运动到最高点时只受重力作用,此时受力不平衡,故A错误;
B、在草地上滚动的足球停下来是因为受到了摩擦力的缘故,故B错误;
C、相对观众,等待扑球的守门员与观众之间没有位置的变化,是静止的,故C正确;
D、运动员的鞋底的花纹,这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故D错误。
故选:C。
【典例2】(2021 临洮模拟)质量为1kg的甲物体以2m/s的速度在水平面上作匀速运动,质量为2kg的乙物体以1m/s的速度在同一平面上作匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.甲的惯性比乙大,因为甲的速度大
B.乙的惯性比甲大,因为乙的质量大
C.甲和乙的惯性一样大,因为它们都是做匀速直线运动
D.甲和乙都没有惯性
【答案】B。
【分析】惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
【解答】解:惯性是物体本身的一种基本属性,惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,乙的质量大于甲的质量,所以乙的惯性比甲的惯性大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【典例3】(2020 华龙区校级一模)一根绳子用10牛的力拉着重为8牛的物体沿光滑水平面向右运动,若绳子突然断了,物体将 做匀速直线运动 (选填“处于静止状态”、“做匀速直线运动”、“做曲线运动”或“慢慢停下来”),这时物体在水平方向所受合力的大小为 零 牛。
【答案】做匀速直线运动;零。
【分析】物体在不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;物体处于平衡状态时,受平衡力,其合力为零。
【解答】解:由题意可知,若绳子突然断了,由于水平面是光滑的,物体在水平方向上不再受到力的作用,根据牛顿第一定律可知,物体将做匀速直线运动;
这时物体在水平方向上不受拉力和阻力,因此所受合力为零。
故答案为:做匀速直线运动;零。
【典例4】(2021 阜南县模拟)踢键子是一项简单易行的健身活动,将毽子竖直向上踢出后,键子将做减速运动。运动过程中,键子的惯性将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变。
【分析】惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,其大小仅与物体的质量有关,质量不变,惯性不变。
【解答】解:键子在减速运动过程中,键子的质量不变,所以惯性保持不变。
故答案为:不变。
【典例5】(2021 息县模拟)在“推断物体不受力的运动”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布;让小车从斜面顶端自由下滑如图甲,观察和比较小车在毛巾、棉布和木板表面滑行的距离。
(1)每次让小车从斜面顶端自由滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时 速度相等 。
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越 小 ,速度减小得越 慢 。由此联想到下雨天驾驶汽车时要适当 增大 (填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。
(3)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,此定律不能直接由实验得出。实验所运用的实验和科学推理的方法还可用于研究 A 。
A.声音传播是否需要介质
B.液体压强与哪些因素有关
C.滑动摩擦力的影响因素
(4)爱动脑筋的小亮说:“用其中一个斜面,再添加一个小木块,就可以探究动能和速度的关系。”实验操作是: 让同一小车从斜面的不同高度由静止自由滑下(到达水平面时的初速度不同),去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较 。
【答案】(1)速度相等;(2)小;慢;增大;(3)A;让同一小车从斜面的不同高度由静止自由滑下(到达水平面时的初速度不同),去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
【分析】(1)该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等,比较小车运动的距离才有意义,所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放;
(2)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小,小车速度减小的越慢,小车运动的距离越远;
(3)牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的,这种方法称为理想实验法;
(4)根据转换法,小车动能的大小是通过推动木块运动的距离大小来表示的,木块运动的距离越长,小球对外做功越多,动能越大;动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与速度的关系,控制质量相同,只改变速度大小(从不同高度由静止下滑)。
【解答】解:(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车每次在水平面上开始滑行时的速度相等;
(2)由实验知表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,小车运动的越远,所以下雨天驾驶汽车时要适当增大汽车之间的距离;
(3)进一步推理可以得出,若小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,此定律不能直接由实验得出,而是在实验的基础上,通过推理得出的,不能用实验直接得出的,这种方法称为理想实验法,在探究声音传播是否需要介质也用到了此种方法,而探究液体压强与哪些因素有关和探究滑动摩擦力的影响因素实验中都用到了控制变量法和转换法,没有用到理想实验法,故A符合题意;
(4)实验中若再添加一小木块,就可用图中装置来探究“动能与速度的关系”。具体的操作是让同一小车从斜面的不同高度由静止自由滑下(到达水平面时的初速度不同),去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
故答案为:(1)速度相等;(2)小;慢;增大;(3)A;让同一小车从斜面的不同高度由静止自由滑下(到达水平面时的初速度不同),去撞击置于木板表面相同位置的木块并进行比较。
【典例6】(2021 海淀区校级一模)原来在足够长的水平木板上运动的物体A,突然受到水平向右的拉力作用,请结合物体A受力情况分析其运动状态。
【分析】对物体受力分析,判断拉力和摩擦力的关系,判定物体的运动状态。
【解答】答:物体A没有受到水平向右的拉力前,对A受力分析,A在水平方向受到滑动摩擦力,物体A做减速直线运动:
(1)若A运动方向向左,滑动摩擦力向右,此时滑动摩擦力和拉力合力方向向右,物体做减速直线运动,当速度减小为0时,如果拉力大小大于最大静摩擦力,物体A会向右做加速直线运动,若拉力小于最大静摩擦力,物体A静止;
(2)若物体A向右运动,受到的滑动摩擦力向左,如果拉力大于滑动摩擦力,物体A受的合力向右,物体A将会做加速直线运动,如果拉力小于摩擦力,物体A将向右做减速直线运动直到速度减小为0。
考点2 二力平衡
【典例7】(2021 河南模拟)下列关于力的说法正确的是( )
A.静止在水平地面上的物体受到的重力和物体对地面的压力是一对平衡力
B.背书包的时候,肩膀也会受到书包的压力说明物体间力的作用是相互的
C.彼此不接触的物体间不可能出现力的作用
D.物体即使不受力的作用,它的运动状态也可能发生改变
【答案】B。
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)物体间力的作用是相互的;
(3)物体不接触可以产生力的作用,接触不一定有力的作用;
(4)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:A、静止在水平桌面上的物体,受到的重力和对桌面的压力是作用在不同物体的两个力,且方向相同,因此不是一对平衡力,故A错误;
B、背书包的时候,书包给肩膀一个力,由于物体间力的作用是相互的,肩膀也会受到书包的压力,故B正确;
C、物体不接触可以产生力的作用,如重力等,接触不一定有力的作用,故C错误;
D、物体的运动状态发生改变,则物体一定受到力的作用,故D错误。
故选:B。
【典例8】(2021 西乡塘区校级三模)下列物体的运动状态没有发生改变的是( )
A.在平直公路上匀速行驶的汽车
B.在盘山公路上减速运动的小车
C.腾空而起的火箭
D.做匀速圆周运动的小车
【答案】A。
【分析】(1)物体的运动状态不发生改变的情况有两种:①静止状态;②匀速直线运动状态;
(2)物体运动状态改变的情况,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:A、在平直公路上匀速行驶的汽车,其运动速度和方向都不变,即运动状态不变;故A正确;
B、在盘山公路上减速运动的小车,其运动方向和速度都变化,即其运动状态变化;故B错误;
C、腾空而起的火箭,向上做加速运动;即其运动状态变化;故C错误;
D、做匀速圆周运动的小车,其速度大小不变,但运动方向在不断变化;即其运动状态变化;故D错误;
故选:A。
【典例9】(2021 齐齐哈尔二模)吊车以4m/s的速度将1000N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力是 1000 N;若吊车改为2m/s的速度使此重物匀速下降,则钢索对重物的拉力是 1000 N。
【答案】1000;1000。
【分析】物体静止或做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,处于平衡状态的物体受平衡力作用;对重物进行受力分析,然后根据重物的运动状态求出拉力与重力的关系。
【解答】解:被吊车吊着的重物,受竖直向上的拉力F,竖直向下的重力G作用;
货物静止或匀速上升或匀速下降,都处于平衡状态,拉力和重力是一对平衡力,故两种情况中,钢索对重物的拉力都为:F=G=1000N;
故答案为:1000;1000。
【典例10】(2021 姜堰区二模)在“探究二力平衡条件”的实验中。
(1)小明想:物体只受两个力作用,如果处于 平衡状态 ,这两个力就是平衡力。于是,他设计了如下实验来探究二力平衡时的大小关系。在弹簧测力计下挂钩码(如图甲所示),钩码静止时受到重力和拉力两个力作用,钩码的重力根据其质量求出,钩码受到的拉力由弹簧测力计测出。多次改变钩码的个数,发现钩码静止时拉力与重力的大小总是相等的,小明由此得出“二个力平衡时大小相等”的结论。小华认为小明的实验方案有问题,请指出小明的实验方案存在的不足之处是 没有探究大小不等的两个力是否平衡 ;
(2)小华不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出她改进的先后顺序: BAC (用字母表示),这样的改进虽然减小 摩擦力 对实验的影响,但 重力 对实验的影响还较明显,为了进一步减小该因素对实验的影响,你的建议是 将小车换成轻质卡片 。
【答案】平衡状态;没有探究大小不等的两个力是否平衡;BAC;摩擦力;重力;将小车换成轻质卡片。
【分析】(1)当物体处于平衡状态时,物体受平衡力的作用。平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态。
(2)探究二力平衡条件实验应减少摩擦力和重力对实验的影响。应使实验尽可能的满足二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上。
【解答】解:(1)①根据下文得知,钩码处于静止状态。当物体处于平衡状态时,物体受平衡力的作用。注意本空仅答“静止状态”不给分,应按照知识点答题。②小明仅探究了二力大小相等时物体平衡的实验,并没有探究大小不相等的两个力是否平衡。
(2)①根据摩擦力由大到小的情况,改进顺序是BAC。②改进实验的目的是为了减少摩擦力对实验的影响。③从C图中明显看出来,物体重力对实验有明显的影响,使二力不在同一条直线上。④将小车换成轻质卡片,卡片被拉起,使二力尽可能在同一条直线上。
【典例11】(2021 北京模拟)教室的竖直黑板上吸着磁扣,磁扣为什么不掉下来能?与磁扣受到的重力平衡的力是黑板对磁扣的吸引力还是别的什么力呢?喜欢受力分析的小明,对静止在竖直黑板上的一个磁扣进行了受力分析,分析出了与重力平衡的力,请你利用如图所示的磁扣进行受力分析,并判断出这个力的大小和方向,可画图说明。
【分析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,据此对磁扣进行受力分析,判断与重力平衡的力是什么力,进而判断其大小和方向。
【解答】解:如图所示,磁扣静止在竖直黑板上,处于平衡状态,说明受到的力是平衡力,在水平方向上,磁扣受到黑板吸引力和黑板对磁扣的支持力为平衡力,在竖直方向上,磁扣受到的重力和摩擦力为平衡力,二者大小相等,重力的方向竖直向下,则摩擦力的方向竖直向上。
答:与重力平衡的力是黑板对磁扣的摩擦力,大小等于磁扣的重力,方向竖直向上。
考点3 摩擦力
【典例12】(2021 安徽模拟)如图所示,有一个重为10N长方体物块甲放在水平桌面上,另一个重为4N的小正方体物块乙在拉力F=0.6N的作用下,在甲上向右做匀速运动,而甲物块保持静止不动,则下列关于甲、乙两物块的受力分析正确的是( )
A.乙物块受到的滑动摩擦力为0.6N
B.甲物块受到水平桌面的支持力为10N
C.甲物块受水平桌面的摩擦力为0N
D.乙物块对甲物块的摩擦力是水平向左的
【答案】A。
【分析】(1)根据甲的运动状态判定摩擦力的大小;
(2)甲物块受到水平桌面的压力等于甲物块和乙物块的重力之和;
(3)对整体分析,根据整体的运动状态判定摩擦力的大小。
【解答】解:
A、重为4N的小正方体物块乙在拉力F=0.6N的作用下,在甲上向右做匀速运动,小木块在水平方向上受力平衡,水平向右的拉力与水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力,根据力的相互性可知,乙物块对甲物块的摩擦力是水平向右的,故A正确,D错误;
B、甲物块受到水平桌面的压力等于甲物块和乙物块的重力之和,即10N+4N=14N,根据力的相互性可知,甲物块受到水平桌面的支持力为14N,故B错误;
C、甲乙整体受到水平向右的拉力、桌面对甲水平向左的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,则甲物块受水平桌面的摩擦力为0.6N,故C错误。
故选:A。
【典例13】(2021 砚山县二模)如图所示,我们的祖先曾用滚木巧妙地移动巨石。下列措施中,改变摩擦力大小的方法与此相同的是( )
A.在衣服的拉链上涂些蜡
B.汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链
C.用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字
D.自行车转轴处装有滚珠轴承
【答案】D。
【分析】减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
【解答】解:祖先曾用滚木巧妙地移动巨石,这是用滚动代替滑动,使摩擦力大大减小。
A、在衣服的拉链上涂些蜡,是通过减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,故A错误。
B、汽车在冰雪路面行驶,车轮上绕有铁链,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,故B错误。
C、用力压住橡皮,来回擦去写错的铅笔字,是通过增大压力的方法来增大摩擦力,故C错误。
D、自行车转轴处装有滚珠轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故D正确。
故选:D。
【典例14】(2021 淮北模拟)如图所示,将长木板B放在光滑的水平地面上,再将一个重为10N的木块A放在长木板B上,使弹簧测力计的一端与木块A相连接,另一端固定在墙壁上。在水平向右的拉力F的作用下,长木板B做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为3.6N,则水平向右的拉力F的大小为 3.6 N。(不计空气阻力)
【答案】3.6。
【分析】二力平衡的特点是:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
【解答】解:木块A处于静止状态,在水平方向上受平衡力的作用,所以此时弹簧测力计木块A的拉力和木板B对木块A的摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以此时木板B对木块A的摩擦力等于3.6N,由于物体间的作用是相互的,所以木块A对木板B的滑动摩擦力也为3.6N;
此时长木板做匀速直线运动,在水平方向上受平衡力作用,由于地面光滑,所以不受地面对其的摩擦力,只受到拉力F和木块A对其的摩擦力,所以这个力是一对平衡力,大小相等,所以水平向右的拉力F的大小为3.6N。
故答案为:3.6。
【典例15】(2021 元阳县模拟)甲、乙两辆公交车从同一路口同时向南匀速行驶,它们的路程随时间变化的图象如图所示,以甲为参照物,乙向 北 (选填“南”或“北”)运动,公交车的轮胎上布满花纹,是为了增大 摩擦力 。
【答案】北;摩擦力。
【分析】(1)根据图象比较甲、乙两辆公交车的速度大小,然后根据运动和静止的相对性分析解答;
(2)根据增大摩擦的方法解答:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:(1)由图可知,相同时间内,甲通过的路程大于乙通过的路程,所以甲车的速度大于乙车的速度,
甲、乙两辆公交车从同一路口同时向南匀速行驶,所以以甲为参照物,乙向北运动。
(2)公交车的轮胎上布满花纹,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。
故答案为:北;摩擦力。
【典例16】(2021 兰考县一模)如图所示,物体A放在B上,在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,画出物体B在水平方向的受力示意图。
【分析】物体A放在B上,在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动,水平方向上,B受到水平向右的拉力F和水平面施加的水平向左的摩擦力,二者大小相等,方向相反。
【解答】解:不计空气阻力,物体B在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动,物体B在水平方向受向右的拉力F和水平面施加的向左的摩擦力,二者大小相等,方向相反,作用点都在B的重心,如图所示:
【典例17】(2021 利通区校级二模)某兴趣小组要探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小。接下来小聪通过如图所示实验操作验证他的猜想:
(1)若他想知道物体运动时受到的滑动摩擦力大小,他应该沿水平方向拉动木块在水平面上做 匀速直线 运动。
(2)为了验证猜想②,他应选取 甲、乙 两幅图所示的实验步骤进行对比。
(3)其他小组的同学认为该实验方案不易操作,于是他将实验方案改进为丁图所示,他用大小为5N的力水平拉动木板,此时弹簧测力计的示数为1.2N,则木块此时受到的摩擦力大小为 1.2N ,方向为 水平向左 。
(4)若想验证猜想③,他的下一步操作是 将木块沿竖直方向切为两半并将两半叠放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块 。
【答案】(1)匀速直线;(2)甲、乙;(3)1.2N;水平向左;(4)将木块沿竖直方向切为两半并将两半叠放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(3)对A受力分析,根据二力平衡分析A受到的摩擦力的大小和方向;
(4)控制物体的压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,得出滑动摩擦力与接触面积的关系。
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)甲、乙图中,压力相同,接触面粗糙程度不同,故可探究摩擦力大小与物体间接触面的粗糙程度有关,因此验证猜想②应选甲、乙两图;
(3)用大小为5N的力F拉动木板B,使B在水平桌面上向左做匀速直线运动;A处于静止状态,水平方向上受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,则A受到的滑动摩擦力为1.2N,方向为水平向左;
(4)实验中,应控制物体的压力和接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,他的下一步操作是将木块沿竖直方向切为两半并将两半叠放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块。
故答案为:(1)匀速直线;(2)甲、乙;(3)1.2N;水平向左;(4)将木块沿竖直方向切为两半并将两半叠放,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块。
【典例18】(2021 船营区校级二模)在自行车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹,目的是什么?
【分析】增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【解答】答:在自行车外胎、把手塑料套、脚蹬上都刻有花纹,目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
一、选择题。
1.(2021 虹口区二模)分别用力F1、F2拉同一物体,使物体先后沿竖直方向向上、向下运动,物体运动的s﹣t图像分别如图中的a、b所示,不计空气阻力,则( )
A.F1可能大于F2,二力方向一定相同
B.F1可能大于F2,二力方向可能相同
C.F1一定等于F2,二力方向一定相同
D.F1一定等于F2,二力方向可能相同
【答案】C。
【分析】根据图像判定物体的运动状态;物体处于匀速直线运动时,受到的合力为0,根据二力平衡分析力的大小。
【解答】解:由图可知,a、b的s﹣t图像为一条斜线,这表明物体做的是匀速直线运动,a的速度要大于b的速度;
物体在竖直方向上做匀速直线运动时,不计空气阻力,受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,故F1一定等于F2,二力方向相同,故C正确。
故选:C。
2.(2021 盐城模拟)下列惯性现象中,要避免惯性带来危害的是( )
A.敲击锤柄套紧锤头
B.棋子打飞上面棋子未倒
C.离手的包继续飞行
D.突然刹车人会前倾
【答案】D。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,一切物体都具有惯性,人们在实际生活中利用惯性为我们服务,也能更好的防止它带来的危害。
【解答】解:A、锤头松了,将锤柄向下撞击地面时,锤柄静止,锤头由于惯性还要保持原来的运动状态,结果就可以使锤头套紧在锤柄上,这是利用惯性,故A不合题意;
B、下面的棋子被打飞,上面的棋子由于惯性还要保持原来的静止状态,由于重力的作用就会落下来不倒,这是利用惯性,故B不合题意;
C、离手的包继续飞行,这是由于书包具有惯性还要保持原来的运动状态继续向前运动,这是利用惯性,故C不合题意;
D、汽车急刹车时,人由于惯性仍然保持原来的运动状态,因此人会向前倾,需要防止惯性带来危害,故D符合题意。
故选:D。
3.(2021 南宁三模)下列交通提示用语和惯性无关的是( )
A.车辆转弯,请坐稳扶好 B.遵守交规,请靠右行驶
C.注意安全,请保持车距 D.遵守交规,请系安全带
【答案】B。
【分析】一切物体都有惯性,我们在生活中可以利用惯性,但也要注意防止惯性带来的危害。
【解答】解:
A、转弯时,乘客的脚和汽车地板一起改变了运动状态,而乘客上身由于惯性保持原来的运动状态容易摔倒,所以“汽车转弯,请坐稳扶好”,是防止由于惯性对人体造成伤害,故A不符合题意;
B、靠右行驶只是一个交通规定,与惯性无关,故B符合题意;
C、汽车行驶过程如果紧急刹车,汽车由于惯性会继续运动,所以要保持一定车距,与惯性有关,故C不符合题意;
D、车辆行驶过程中系好安全带,是为了当紧急刹车时,由于惯性对人造成伤害,故D不符合题意。
故选:B。
4.(2021 福建模拟)如图所示,将正方体B放在正方体A的上面,用水平推力F作用在A上,使A与竖直墙面接触并保持静止,其中属于平衡力的是( )
A.墙面对A的摩擦力与A受到的重力
B.B对A的压力和A对B的支持力
C.B对A的压力和B受到的重力
D.A对B的支持力和B受到的重力
【答案】D。
【分析】先对AB组成的系统进行受力分析,再根据二力平衡的条件,即同物、同线、等值、反向判断平衡力。
【解答】解:物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,
A、墙面对A的摩擦力大小等于物体A和B的总重力,故两个力的大小不同,不是一对平衡力,故A错误;
B、B对A的压力和A对B的支持力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、B对A 的压力和B受到的重力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、A对B的支持力和B受到的重力,大小相等方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
5.(2021 宁德模拟)以下物体处于平衡状态的是( )
A.从树上落下的苹果
B.转弯的汽车
C.正在离站的动车
D.匀速直线下落的跳伞运动员
【答案】D。
【分析】平衡状态是指物体处于静止或者匀速直线运动的状态,物体处于平衡状态时合外力为零。
【解答】解:
A、从树上落下的苹果,速度越来越大,处于非平衡状态,故A不符合题意;
B、转弯的汽车,运动方向不断变化,处于非平衡状态,故B不符合题意;
C、正在离站的火车速度逐渐变快,速度越来越大,处于非平衡状态,故C不符合题意;
D、匀速直线下落的跳伞运动员运动方向和速度不变,受到的合力为零,处于平衡状态,故D符合题意。
故选:D。
6.(2021 大观区校级二模)如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧测力计一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上。在恒力F作用下,木块A相对于地面保持静止,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,则下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若用2F的力作用在长木板上,木块A受到的摩擦力大小等于T
D.当长木板以2v的速度做匀速直线运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
【答案】C。
【分析】木块虽然处于静止,但木块和长木板间有相对运动,木块与长木板间的摩擦力是滑动摩擦力。确定滑动摩擦力的大小,可以由滑动摩擦定律来确定,也可以由木块处于静止,受力平衡来确定。木块处所受的滑动摩擦力跟弹簧秤的拉力相平衡,滑动摩擦力等于T.滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都等于T。
【解答】解:A、由于此时木块A处于平衡状态,A受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力、水平向右的拉力的作用,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,故A错误;
B、此时长木板也处于平衡状态,B受到竖直向下的重力和压力、竖直向上的支持力、水平向左的拉力、水平向右摩擦力的作用,摩擦力包括A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力,此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,故此时长木板所受的摩擦力也是F,故B错误;
C、若用2F的力作用在长木板上,此时木块A仍处于平衡状态,所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T,故C正确;
D、若长木板以2v的速度运动时,此时长木板仍处于平衡状态,故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,故D错误。
故选:C。
7.(2021 冠县一模)关于力和运动,下列说法中正确的是( )
A.物体匀速转弯一定受到非平衡力的作用
B.竖直下落的小球越来越快,小球的惯性越来越大
C.运动的物体不受力的作用时,会慢慢地停下来
D.脚踢球使球飞出去,说明力是使物体运动的原因
【答案】A。
【分析】(1)在平衡力的作用下物体保持静止或做匀速直线运动,即平衡状态,也就是它的运动状态不再发生改变;
(2)任何物体都具有惯性,惯性的大小只与质量有关;
(3)(4)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持。
【解答】解:
A、物体匀速转弯,其运动方向改变,运动状态改变,所以受到非平衡力的作用。故A正确;
B、竖直下落的小球越来越快,小球的惯性只与质量有关,与速度大小无关。故B错误;
C、根据牛顿第一定律可知,运动的物体不受力的作用时,将保持匀速直线运动,故C错误;
D、脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故选:A。
8.(2021 保定一模)下列是小张同学在学习过程中得出的四个结论,你认为错误的一项是( )
A.在匀速直线行驶的车中,小明竖直跳起后会落在原地,是因为小明具有惯性
B.电梯匀速上升时,电梯对人的支持力和人对电梯的压力是一对相互作用力
C.秋千荡到最高点时,速度为零,秋千处于平衡状态
D.用力沿水平方向推地面上的物体,没能推动,是因为推力等于摩擦力
【答案】C。
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性。
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)对秋千荡到最高点时进行受力分析,然后根据秋千的受力情况确定秋千所处的状态。
(4)处于平衡状态的物体受到平衡力的作用,处于非平衡状态的物体受到非平衡力的作用。
【解答】解:A、在匀速直线行驶的车中,小明竖直跳起后会落在原地,是因为小明具有惯性的缘故。故A正确。
B、电梯匀速上升时,电梯对人的支持力和人对电梯的压力同时作用在不同的物体上,是一对相互作用力,故B正确。
C、秋千荡到最高点时,此时它受到重力和拉力不在同一条直线上,所以此时不是平衡力,秋千不是处于平衡状态,故C错误。
D、用力沿水平方向推地面上的物体,没能推动,物体处于平衡状态,此时物体受到的推力与摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,故D正确。
故选:C。
9.(2021 雨花区校级模拟)下列现象中,属于增大摩擦力的是( )
A.在自行车转轴处加润滑油
B.行李箱安装滚动轮子
C.运动鞋底部有凹凸不平的槽纹
D.磁悬浮列车悬浮行驶
【答案】C。
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
【解答】解:A、在自行车转轴处加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故A不符合题意;
B、行李箱安装滚动轮子,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故B不符合题意;
C、运动鞋底部有凹凸不平的槽纹,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C符合题意;
D、磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故D不符合题意。
故选:C。
二、填空题。
10.(2021 金乡县三模)如图所示,小凯用尽力也没拉动一头大水牛,其原因是 D 【只填序号】。
A.小凯的拉力小于牛的拉力
B.小凯的拉力小于牛的重力
C.大水牛没有受到拉力的作用
D.小凯的拉力小于大水牛受到的最大静摩擦力
若在绳子被拉断的瞬间,所有的力都消失,则小凯将 保持原有姿势不动 (选填“向前摔倒”“向后摔倒”“保持原有姿势不动”“无法判定”)。
【答案】D;保持原有姿势不动。
【分析】(1)物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运功)时,所受的力就是平衡力,且平衡力的大小相等;要拉动一个静止的物体,拉力需大于物体受到的最大静摩擦力;
(2)根据牛顿第一定律的知识进行解释。
【解答】解:(1)因为牛处于静止状态,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,则小孩的拉力等于大水牛受到的摩擦力,且小于水牛受到的最大静摩擦力,故D正确;
(2)小凯原来与大水牛处于僵持状态,在绳子被拉断的瞬间,所有的力都消失,根据牛顿第一定律,小凯将保持原来的静止状态不动。
故答案为:D;保持原有姿势不动。
11.(2021 望城区一模)如图所示,重50N的木块在20N水平向右拉力作用下,以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力为 20 N,若水平拉力增大为40N,此时它受到的摩擦力为 20 N。
【答案】20;20。
【分析】二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
【解答】解:
当水平拉力为20N时,木块恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与拉力是一对平衡力,则该木块受到的摩擦力f=F拉=20N;
当水平拉力增大到40N时,木块对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,仍为20N。
故答案为:20;20。
12.(2021 沈阳二模)如图,铁块A重3N,吸附在竖直放置的磁性黑板上。将重为1N的铜块B放在铁块A上面,当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时,A受到的摩擦力是 4 N。取走铜块B,用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动,则F= 7 N。
【答案】4;7。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡,根据平衡力求出摩擦力的大小;滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时,由于B对墙壁没有压力的作用,B与墙壁之间无摩擦力;整体处于平衡状态,则整体的重力与滑动摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力为f=G总=3N+1N=4N;
取走铜块B,用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动,A受到竖直向下的重力、竖直向上的力F、竖直向下的摩擦力的作用,则F=GA+f=3N+4N=7N。
故答案为:4;7。
13.(2021 江都区校级三模)小华画出“力与运动”部分内容的树形结构图,请你帮她补全空格处内容:
【答案】(1)匀速直线运动;(2)物体不受力;(3)物体受非平衡力。
【分析】(1)物体保持静止状态或匀速直线运动状态时,其运动状态不变;
(2)物体不受力时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体的运动状态发生改变时,受到非平衡力的作用。
【解答】解:
(1)物体受力且受平衡力作用时,其运动状态不变,物体保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)当物体不受力时,物体的运动状态不变,将保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体受到非平衡力的作用时,运动状态发生改变,即物体的速度大小或运动方向发生改变。
故答案为:(1)匀速直线运动;(2)物体不受力;(3)物体受非平衡力。
14.(2021 高新区校级模拟)3月27日台州临海市下街村下街广场一名6岁小女孩不慎落水,旁边一个男孩递上了一根杆子将其救出。落水的小女孩抓着施救者递出的杆子静止在水中,她的手受到杆子的摩擦力方向 向上 (“向上”或“向下”),摩擦力的大小 小于 (“大于”、“等于”或“小于”)她自身的重力大小。
【答案】向上;小于。
【分析】物体处于静止状态或匀速直线运动状态受到平衡力作用,分析小女孩的受力情况,根据平衡力分析摩擦力的方向和大小。
【解答】解:落水的小女孩抓着施救者递出的杆子静止在水中,此时小女孩受到重力、水的浮力和杆子的摩擦力作用,处于平衡状态,在竖直方向上受到向下的重力与向上的浮力和摩擦力是平衡力,所以手受到杆子的摩擦力方向向上;由于浮力的存在,所以受到的摩擦力小于她自身的重力。
故答案为:向上;小于。
15.(2021 河南三模)运动员投掷铁饼,铁饼离开手后能继续向前飞行是因为铁饼具有 惯性 ,最终铁饼落向地面会将地面砸出一个坑,这说明力能改变物体的 形状 。如果铁饼在运动至最高点时所受的力全部消失,铁饼将会 匀速直线运动 (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
【答案】惯性;形状;匀速直线运动。
【分析】(1)一切物体在任何情况下都有惯性,即任何物体都有保持原来运动状态的性质;
(2)力的作用效果包括:力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态;
(3)根据牛顿第一定律可得,当物体不受任何力的作用时,物体将保持静止或匀速直线运动。
【解答】解:(1)铁饼离开手后,由于铁饼具有惯性仍然要保持原来的运动状态,所以铁饼离开手后能继续前进;
(2)最终铁饼落向地面会将地面砸出一个坑,说明了力可以改变物体的形状;
(3)铁饼在运动至最高点时,水平方向上铁饼的速度不为零,如果此时受到的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,铁饼将会做匀速直线运动。
故答案为:惯性;形状;匀速直线运动。
三、作图题。
16.(2021 鼓楼区校级模拟)工人用水平力推一个箱子,但没有推动,请画出箱子在水平方向上受到的力的示意图。
【分析】工人用水平力推一个箱子,但没有推动,箱子处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,箱子一定受到一个与其方向相反,大小相等的平衡力,这个力就是摩擦力,然后按照力的示意图的画法画出这两个力即可。
【解答】解:工人用水平力推一个箱子,箱子没推动,箱子在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,过箱子的重心,分别沿水平向左和水平向右的方向画一条有向线段,并分别用f和F表示,如图所示:
17.(2021 襄城县校级三模)如图是小米在公园沿滑梯匀速下滑的示意图,在图上小黑点处画出小米受到滑梯的作用力。
【分析】根据小米的运动情况分析出他所受到的力,此时滑梯对小米的作用力有斜向上的摩擦力和垂直滑梯向上的支持力,再根据力的示意图的画法画出各力即可。
【解答】解:该同学沿斜面匀速下滑,因此它受:竖直向下的重力G,垂直于滑梯向上的支持力F支,平行于斜面向上的滑动摩擦力f,
题目只要求画出滑梯对小米的作用力有斜向上的摩擦力和垂直滑梯向上的支持力,从重心开始沿力的方向作各力的示意图,如图所示:
四、实验探究题。
18.(2021 镇江二模)小江同学骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和车子速度有关,为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。
(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,小江应该先后三次将小球从斜面的 不同 (同一/不同)高度处释放,比较小球在 同一 (同一/不同)粗糙面上滑行的路程。
(2)为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系,小江先后三次将小球从斜面上的同一高度处释放,三次实验结果如图所示,小江在此现象的基础上,通过科学推理得出结论:运动的物体如果不受力的作用,将 做匀速直线运动 。
(3)在上述(2)的三次实验中,若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1,小球克服木板的摩擦力做的功为W2,则W1 = W2(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)而后,他又利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块,如图所示。利用该实验探究超载带来的安全隐患,该实验方案 不可行 (可行/不可行),若他按此方案操作,他会看到的现象是: 木块最终移动的距离相同 。
【答案】(1)不同;同一;(2)做匀速直线运动;(3)=;(4)木块最终移动的距离相同。
【分析】(1)要探究滑行距离与速度的关系,则应使小球的速度不同,接触面的粗糙程度相同;
(2)通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论,最后进行合理的推理得出假如不受力的情况;
(3)小球消耗的动能都克服摩擦力做功了,根据小球原来动能的大小比较做功的多少;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量。
【解答】解:(1)为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系,应让小球从不同高度处释放,比较小球在同一粗糙面上滑行的路程;
(2)通过实验结果可以看出:初速度相同时,水平面越光滑,小球滑行距离越远,小球速度减小的越慢。进一步推理,运动的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动。
(3)在本实验中,小球的动能都用来克服摩擦力做功了,由于小球质量和速度相同,所以每次的动能相同,做的功也相同,即W1=W2。
(4)若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样不能完成实验目的。
故答案为:(1)不同;同一;(2)做匀速直线运动;(3)=;(4)木块最终移动的距离相同。
19.(2021 淮安区校级模拟)如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,为探究这两个力满足什么条件才能平衡。
(1)所挂钩码质量合适的是 200g (选填“10g”、“200g”或“任意质量均可”)。
(2)探究两个力大小关系时,应该观察 两边所挂的钩码的个数 。
(3)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,进行如下操作: 旋转卡片 。
(4)小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究,发现两个力的大小还有较小的差异,你认为形成差异的原因是 绳子与滑轮间有摩擦 。(写出一条即可)
【答案】(1)200g;(2)两边所挂的钩码的个数;(3)旋转卡片;(4)绳子与滑轮间有摩擦。
【分析】(1)结合二力平衡的条件可知:若要使卡片受到的两个拉力平衡,就必须忽略重力的影响;
(2)探究两个力大小关系时,通过观察两边所挂的钩码的个数来进行比较;
(3)为了探究两个平衡力是否在同一条直线上,可以通过扭转小卡片使两个力不在同一条直线上,观察小卡片的运动情况;
(4)利用弹簧测力计代替图中的钩码时,由于测量工具、或测量的人或所用器材,都会造成误差的存在。
【解答】解:(1)为了不考虑小卡片的重力对实验的影响,选择的钩码质量要尽量大,所挂钩码质量合适的是200g;
(2)探究两个力大小关系时,通过观察两边所挂的钩码的个数来进行比较;
(3)旋转小卡片,使细线作用在它上面的力不在同一直线上,看其是否平衡,来探究两个平衡力是否在同一条直线上;
(4)弹簧测力计使用前没有校零、读数存在误差、绳子与两滑轮间摩擦不同等原因,都可能造成两个力的大小有较小的差异。
故答案为:(1)200g;(2)两边所挂的钩码的个数;(3)旋转卡片;(4)绳子与滑轮间有摩擦。
20.(2021 泰安一模)王瑞用如图所示的装置,探究摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)实验时,王瑞将木块放在水平木板上,弹簧测力计沿水平方向拉动木块,并使木块作 匀速直线 运动。这样做的目的是使拉力和摩擦力成为一对平衡力。
序号 木块放置情况 木板表面情况 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 平放 木板 6 1.2
2 平放 木板 8 1.6
3 平放 木板 10 2.0
4 平放 木板上铺棉布 6 1.8
5 平放 木板上铺毛巾 6 3.0
(2)实验时,王瑞记录的部分数据如表所示。分析序号 1、2、3 三组数据可知:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关;如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为 1、4、5 三组数据进行分析。
(3)分析实验数据,木块在水平木板所受滑动摩擦力(用f表示)的大小与接触面所受压力(用N表示)大小的关系式是 f=0.2F 。
【答案】(1)匀速直线;(2)1、2、3;1、4、5;(3)f=0.2F。
【分析】(1)二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力,必须大小相等、方向相反,且在一条直线上,这两个力才彼此平衡,这四个条件必须同时具备;
(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,研究滑动摩擦力的大小与压力的关系,要让接触面的粗糙程度相同,而改变压力;研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,要让压力相同,而改变接触面的粗糙程度;
(3)根据表中数据得出滑动摩擦力的大小与接触面所受压力F大小的关系式。
【解答】解:(1)木块在水平木板上运动,受到的摩擦力是水平方向的,为了使拉力和摩擦力成为一对平衡力,弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块,并使木块做匀速直线运动;
(2)要探究滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,实验1、2、3三组数据符合题意;
要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度,实验1、4、5三组数据符合题意;
(3)由表格数据知:f=F=0.2F。
故答案为:(1)匀速直线;(2)1、2、3;1、4、5;(3)f=0.2F。
五、解答题。
21.(2021 临澧县模拟)教室的门常被风吹开,某同学在门与门框之间垫上纸片后,门就不易被吹开了,这是为什么?推门进教室时,在门的不同位置推感觉手推门的难易程度不同,这是为什么?请用学过的物理知识解释这两个现象。
【分析】(1)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度,据此分析;
(2)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】答:(1)塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大,可在接触面粗糙程度不变的情况下,通过增大压力来增大摩擦力,门就不易被吹开了;
(2)推门时人手离门轴距离不同感觉推开门的难易程度不同,这说明力的作用效果与力的作用点有关。
22.(2021 鼓楼区校级模拟)如图所示是高速公路上常见两种标示牌,提示司机严禁超速、超载。请你用所学的物理知识解释超速、超载可能造成的危害。
【分析】动能的影响因素有质量和速度;惯性的影响因素是物体的质量;物体的质量越大,重力越大,对路面的压力越大,产生的压强越大。据此可逐一做出解释。
【解答】答:超速、超载时,汽车速度过大、质量过大,汽车的动能过大,一旦发生交通事故造成的危险也越大;
汽车超载时质量越大,惯性越大,运动状态越不容易改变;同时超速时,遇到紧急情况刹车距离也会变大,容易发生危险;
汽车超载时质量变大,重力变大,对路面的压力变大,在受力面积一定时,对路面压强变大,容易破坏路面。