人教版八年级物理下册第 8 章《运动和力》单元提升测试卷
(时间:90 分钟,满分:100 分)
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一、选择题(每小题只有一个选项最符合题意,每小题 3 分,共 12 小题,共计
36 分):
1.一个物体被竖直上抛至最高点时,如果突然失去一切外力作用,它将( ) A.静止 B.匀速直线运动
C.竖直下落 D.静止或匀速直线运动2.下列情形中,物体运动状态不发生变化的是( )
A.雨滴在空中加速下落 B.电梯在匀速上升
C.钟表的分针匀速转动 D.球在水平地面越滚越慢3.关于运动和力,下列说法正确的是( )
A.匀速直线下降的降落伞所受合力为零B.加速下降的苹果所受合力可能为零
C.短跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运动员受到惯性作用D.羽毛球被扣杀后飞向对方,说明力可以维持物体运动
4.如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是 A、B、C 中的( )
A.A B.B
C.C D.三个位置都可以
5.2020 年 12 月 17 日,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆, 这标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成.如图,返回器静止在水平地面上,下列说法不正确的是( )
返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力C.返回器受到的重力大小等于地面对它的支持力大小
D.返回器对地面的压力大小等于地面对它的支持力大小
体育课有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速上爬,以下说法正确的是( )
爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙
爬杆时受到的摩擦力较大,因为爬杆时握杆的力要大些C.若爬绳和爬杆的速度不一样,则速度大的摩擦力大
D.爬绳和爬杆受到的摩擦力一样大
如图所示,木块 a 放在粗糙水平桌面上,木块 b 放在木块 a 上面,在水平拉力 F 作用下一起向右做匀速直线运动,空气阻力不计,下列判断正确的是( )
拉力 F 和 a 受到的摩擦力大小不相等
b 在水平方向上不受力
C.a 受到的重力和地面对 a 的支持力是一对平衡力
D.b 在水平方向上受到向左的摩擦力
如图所示,小新沿水平方向推装满沙子的箱子,但没有推动,下列说法正确的是( )
人对箱子的作用力小于箱子对人的作用力
人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
沙子受到的重力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D.人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力
某同学用力 F 按住一质量为 m 的木块,使其始终静止在竖直墙面上。如图所示, 下列说法正确的是( )
A.压力 F 越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力 F 与重力是一对平衡力
墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大 D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大
如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力 F 的作用, 其 F﹣t 和 V﹣t 图象分别如乙、丙所示,由图象可知,正确的是( )
当 t=1s 时,物体运动的速度是 2m/s
在 t=2s 时,物体受的拉力 F=5N
在 2s﹣4s 内,物体做匀速直线运动
当 t=5s 时,物体受到的摩擦力是 5N
如图甲所示,小杨同学在光滑的水平面上叠放了 A、B 两个长方体木块,B 木块用一个弹簧测力计固定在左边墙壁上,A 木块足够长,在 0~10s 内 B 木块下表面始终在 A 木块上。现在用水平向右的力 F 把 A 木块从右端抽出来,所用的力 F 与时间 t 的关系图象如图乙所示,拉动 A 木块时它的速度 v 与时间 t 的关系图象如图丙所示,则下列说法中正确的是( )
4~8s 内,A 木块受到地面施加的摩擦力大小为 8N
2~4s 内,A 木块受到的合力的大小为 2N
2~10s 内,B 木块受到静摩擦力的方向始终向右
8~10s 内,A 木块做减速直线运动,此时弹簧测力计的示数变小
如图所示,弹簧测力计下挂着铁块 P,其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁 Q,P 和 Q 均处于静止状态。已知 P 和 Q 的重力分别为 G 和 3G,若弹簧测力计的示数为 2G,则下列说法正确的是( )
A.P 对弹簧测力计的拉力大小为 G
B.P 对 Q 的吸引力和地面对 Q 的支持力大小分别为 G 和 2G
C.P 对 Q 的吸引力和 Q 对 P 的吸引力是一对平衡力,大小均为 G
弹簧测力计对 P 的拉力和 Q 对 P 的吸引力是一对平衡力,大小分别均为 2G 二、填空作图题(每空 1 分,共 10 小题,共计 20 分):
小明同学骑自行车上学途中,突遇障碍物,采用紧急刹车,他由于 向前倾;该自行车轮胎上有许多凹凸不平的花纹,是采用增大接触面的粗糙程度的方法来增大 。
如图所示,乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,乒乓球上升到最高点时,乒乓球只受到 的作用(忽略空气阻力),此时,乒乓球处于
(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
如图所示,用手握住瓶子,瓶子受到的摩擦力方向为竖直向 ;增大手对瓶子的握力,瓶子受到的摩擦力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
为了有效地预防“新型冠状病毒肺炎”疫情扩散,专家提倡“戴口罩、勤洗手”, 用洗手液洗手时感觉很滑, 这是因为洗手液的润滑作用使摩擦力
(选填“增大”或“减小”);为了把手洗得干净,我们应该用力搓,这是用增大 的方法增大摩擦力。
如图所示,两个物体甲和乙通过细绳与弹簧连接在一起,甲重 20N 放在地面上,乙重 8N 被吊在空中,它们均保持静止,若不计弹簧及细绳的重量及摩擦, 乙物体受到的合力为 N,甲物体对地面的压力为 N。
将重为 5N 的皮球竖直向上扔出,皮球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为 1N,则皮球受到的合力大小为 N.若皮球在竖直向下运动的过程中,受到的空气阻力也是 1N,则皮球受到的合力大小为 N。
如图所示,在 11N 的水平拉力 F 作用下,木板 A 在水平地面匀速向右运动的过程中,物体 B 相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为 4N,则 B 所受滑
动摩擦力方向水平向 (选填“左”或“右”),A 受到地面的摩擦力大小为 N。
如图所示,用一水平力 F=30N 将重 20N 的木块压在竖直墙壁上,使其沿墙壁匀速下滑,则木块受到墙壁的摩擦力大小为 ,方向 。
空降兵在降落伞打开后的一段时间里将匀速下落,他的体重为 600N,伞重为
200N,若人受到的阻力忽略不计,则伞对人的拉力为 N,伞受到的阻力为 N。
如图所示,A 的重力是 10N,B 的重力是 30N,物体 B 在弹簧测力计的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知绳子的拉力 F2 为 5N,地面对 B 的摩擦力为 8N,若不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦,则弹簧测力计的示数 F1= N,若增大拉力 F1,A 与 B 之间的摩擦力将 (选填“不变”/“变大”/“变小”)。
三、实验探究题(每空 1 分,共 3 小题,共计 22 分):
如图甲为小明同学“探究牛顿第一定律”的实验装置。实验中小明先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度,然后分别用不同的力推了一下小车, 使其沿斜面向下运动,逐渐减小水平面的粗糙程度,观察小车运动的距离, 从而得出力和运动的关系。
( 1 ) 小明在实验操作中有一处明显的错误是( 不要求解释错误的原因): 。
实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
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 (选填“越大”或“越小”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将 。
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, 请问:牛顿第一定律又叫 定律, (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
图甲是小华“探究二力平衡条件”的实验。
小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架的滑轮上,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 ,
并通过改变 来改变拉力的大小。
当小卡片平衡时,小华将小卡片旋转过一个角度,松手后小卡片 ( 选填“ 能” 或“ 不能”) 平衡. 设计此实验步骤的目的是为了探究两个力能否平衡。
在探究同一问题时,小华还设计了如图乙所示的实验装置。在实验时, 甲、乙装置相比, (选填“甲”或“乙”)更好些,其主要原因是 。
小明用如图甲、乙所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,他首先用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动,这样做的目的是使拉力与摩擦力 。
( 2 ) 比 较 甲 图 和 乙 图 所 示 实 验 , 说 明 滑 动 摩 擦 力 的 大 小 与有关。
小明在进行乙图中实验时,当弹簧测力计为 7N 时,木块做匀速直线运动,若用 8N 的力拉着木块和砝码水平一起做加速运动,则木块所受的滑动摩擦力为 N,此时砝码受 (静/滑动)摩擦力作用,方向为水平 (向右/向左)。
小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时,拉力 F 随时间 t 的变化关系如图丙所示。其中 0~3s 木块处于静止状态,3s 时木块开始运动,木块运动后随即改变拉力,3s~5s 时间内木块作变速直线运动;木块在 5s 后处于匀速直线运动状态。则当用 4.1N 的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为 N,当用 4.5N 的水平拉力拉木块时,木块所受摩擦力大小为 N。
实验后,小刚同学为了测试他穿的橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底
表面更粗糙。
①小刚发现牛筋底的运动鞋较轻,于是便向鞋中添加了适量的砝码,目的是 。
②小刚在拉动过程中发现,匀速直线拉动鞋实际很难控制,于是他将鞋放在水平放置的木板上,将弹簧测力计固定,改为拉动木板,如图丁所示, 其目的 (不需要/需要)使木板作匀速直线运动。
四、计算题(26 小题 6 分,27 小题 8 分,28 小题 8 分,共 3 小题,共计 22 分):
宇航牛奶是我市中小学生指定饮品,如图是一辆质量为 2 吨的宇航公司鲜奶运输车。运输车装满牛奶后,在平直公路上匀速行驶时,受到的摩擦力为总重的 0.2 倍求:(g 取 10N/kg)
运输车空载时自重;
运输车装满牛奶后,地面对汽车的支持力;
汽车的牵引力的大小。
如图所示,物体 B 重 5N。
如果用 F=20N 的力水平向右推它,固定在竖直墙上,则物体 B 所受的摩擦力 f 是多大?
如果水平推力 F 减小到 15N,物体刚好向下做匀速直线运动,此时物体所受的摩擦力 f 大小为多大?
若将水平向右的推力 F 减小到 10N,物体竖直方向受到的合力 F 合为 2N, 则此时的滑动摩擦力为多大?
如图,质量均为 2kg 的长方体木块 A、B 静止在粗糙水平桌面,用大小为 10N 的水平推力 F 作用在 A 的一端,使两木块一起匀速直线运动。已知物体运动时所受滑动摩擦力与物体间的压力成正比,比例系数为 k,g 取 10N/kg。
求 AB 运动时整体所受摩擦力的大小;
求比例系数 k 的大小;
求木块 A 对 B 的推力大小。
参考答案及解析
一、选择题(每小题只有一个选项最符合题意,每小题 3 分,共 12 小题,共计
36 分):
一个物体被竖直上抛至最高点时,如果突然失去一切外力作用,它将( ) A.静止 B.匀速直线运动
C.竖直下落 D.静止或匀速直线运动
【答案】A
【解析】牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。明确物体在最高点时的运动状态,可做出判断。
解:将物体竖直向上抛出后,物体向上运动至最高点时,其速度为零;此时若一切外力消失,根据牛顿第一定律可知,物体将保持静止状态。故选:A。
下列情形中,物体运动状态不发生变化的是( )
A.雨滴在空中加速下落 B.电梯在匀速上升
C.钟表的分针匀速转动 D.球在水平地面越滚越慢
【答案】B
【解析】物体运动状态的改变包括以下两种情况:①运动速度的变化,②运动方向的变化,将题目中给出的四个事例加以分析,从而可以得到答案。
解:
A.雨滴在空中加速下落,速度大小发生变化,其运动状态发生改变,故 A 错误; B.电梯在匀速上升时,其速度大小和运动方向都不变,则运动状态不发生变化, 故 B 正确;
钟表的分针匀速转动,速度大小不变,但运动方向在改变,其运动状态发生改变,故 C 错误;
球在水平地面越滚越慢,速度大小发生变化,其运动状态发生改变,故 D 错误。故选:B。
关于运动和力,下列说法正确的是( ) A.匀速直线下降的降落伞所受合力为零
加速下降的苹果所受合力可能为零
短跑运动员到达终点不能立即停下来,是因为运动员受到惯性作用D.羽毛球被扣杀后飞向对方,说明力可以维持物体运动
【答案】A
【解析】(1)处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用,处于平衡状态的物体其合力为零。
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
力是改变物体运动状态的原因。
解:A.匀速直线下降的降落伞处于平衡状态,故所受合力为零,故 A 正确; B.加速下落的苹果受力不平衡,因此受到的合力不为零,故 B 错误;
运动员到达终点后不能立即停下来,是因为其具有惯性,而不能说受到惯性作用,故 C 错误;
乒乓球被扣杀后飞向对方,说明力可以改变物体的运动状态,不是维持物体的运动状态,故 D 错误。
故选:A。
如图所示,飞机要在飞行中向目标处空投救灾物品,空投位置应是 A、B、C 中的( )
A.A B.B
C.C D.三个位置都可以
【答案】A
【解析】物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,一切物体都有惯性,从惯性的角度可对题目中的现象进行分析。
解:飞机投放救灾物资时,救灾物资由于惯性,保持原来的运动状态不变,继续向前飞行,救灾物资在下落过程中,仍会向前运动一段距离,所以投掷点应选在接近目标的上方提前投掷物体才会掉在目标区。则空投时目标的位置必须在飞机的前下方,故 A 正确。
故选:A。
5.2020 年 12 月 17 日,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆, 这标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成.如图,返回器静止在水平地面上,下列说法不正确的是( )
返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
返回器受到的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力C.返回器受到的重力大小等于地面对它的支持力大小
D.返回器对地面的压力大小等于地面对它的支持力大小
【答案】B
【解析】(1)处于平衡状态的物体可能不受力的作用,可能受到平衡力的作用; 处于非平衡状态的物体,受到非平衡力的作用。
(2)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。
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。
解:ABC.返回器静止在水平地面上,处于平衡状态,分析可知,返回器受到的重力和地面对它的支持力都作用在返回器上,是一对平衡力,二者大小相等,故AC 正确,B 错误。
D.返回器静止在水平地面上,返回器对地面的压力等于其重力,而重力又等于地面对它的支持力,所以返回器对地面的压力大小等于地面对它的支持力大小,故D 正确。
故选:B。
体育课有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速上爬,以下说法正确的是( )
爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙
爬杆时受到的摩擦力较大,因为爬杆时握杆的力要大些C.若爬绳和爬杆的速度不一样,则速度大的摩擦力大
D.爬绳和爬杆受到的摩擦力一样大
【答案】D
【解析】无论是爬杆还是爬绳,都是匀速上升,受力平衡,即摩擦力等于他的重力;要比较摩擦力的大小,只要分析前后两次的重力大小关系即可。
解:
AD.该同学顺着绳和杆匀速上爬,受力平衡,摩擦力等于自己的重力,所以摩擦力相等;绳子的接触面虽然粗糙,但手对它的压力小,故 A 错误,D 正确;
爬杆压力大,是因为杆比绳的接触面光滑,摩擦力与重力是一对平衡力,摩擦力等于重力,故 B 错误;
摩擦力的大小与速度无关,取决于压力大小和接触面的粗糙程度,故 C 错误。故选:D。
如图所示,木块 a 放在粗糙水平桌面上,木块 b 放在木块 a 上面,在水平拉力 F 作用下一起向右做匀速直线运动,空气阻力不计,下列判断正确的是( )
A.拉力 F 和 a 受到的摩擦力大小不相等
B.b 在水平方向上不受力
C.a 受到的重力和地面对 a 的支持力是一对平衡力
D.b 在水平方向上受到向左的摩擦力
【答案】B
【解析】(1)把 a 和 b 看做整体进行受力分析,根据二力平衡条件判断拉力 F 和 a 受到的摩擦力大小关系以及受到的重力和地面对 a 的支持力的关系;
(2)对 b 进行受力分析,从力与运动的关系判断是否受到摩擦力。
解:(1)把 a 和 b 看做整体,a 受到水平向右的拉力 F 和水平向左的摩擦力,竖直向下 a 和 b 的重力、竖直向上 a 受到的支持力,
因物体做匀速直线匀速时处于平衡状态,所以,拉力 F 和 a 受到的摩擦力大小相等,a 和 b 受到的重力之和与地面对 a 的支持力是一对平衡力,故 AC 错误;
(2)对 b 进行受力分析可知,受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,水平方向不受力,否则不能做匀速直线运动,故 B 正确、D 错误。
故选:B。
如图所示,小新沿水平方向推装满沙子的箱子,但没有推动,下列说法正确的是( )
人对箱子的作用力小于箱子对人的作用力B.人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力
C.沙子受到的重力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D.人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A.根据力的相互性分析;
小新沿水平方向推装满沙子的箱子,但没有推动,箱子处于静止状态,根据二力平衡分析;
地面对箱子的支持力大小等于与箱子和沙子的重力之和,据此分析;
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:A.人对箱子的作用力和箱子对人的作用力是作用力和反作用力,大小相等, A 错误;
小新沿水平方向推装满沙子的箱子,但没有推动,箱子处于静止状态,水平方向上受到平衡力的作用,故受到的人对箱子的推力大小等于地面对箱子的摩擦力大小,B 错误;
地面对箱子的支持力大小等于与箱子和沙子的重力之和,故地面对箱子的支持力大小大于沙子受到的重力,C 错误;
人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,D 正确。
故选:D。
某同学用力 F 按住一质量为 m 的木块,使其始终静止在竖直墙面上。如图所示, 下列说法正确的是( )
A.压力 F 越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力 F 与重力是一对平衡力
C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大 D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大
【答案】D
【解析】(1)物体处于静止状态或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上。
解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,与
力 F 的大小和墙面的粗糙程度无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故 AC 不正确、D 正确;
(2)木块静止时,受到的压力 F 与重力方向不同且两个力的大小不一定相等, 所以不是一对平衡力,故 B 不正确;
故选:D。
如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力 F 的作用, 其 F﹣t 和 V﹣t 图象分别如乙、丙所示,由图象可知,正确的是( )
当 t=1s 时,物体运动的速度是 2m/s
在 t=2s 时,物体受的拉力 F=5N
在 2s﹣4s 内,物体做匀速直线运动
当 t=5s 时,物体受到的摩擦力是 5N
【答案】D
【解析】(1)根据图丙直接读出物体在 0﹣2s 内的速度,再根据图乙读出此时物体受到的拉力;
根据图丙可知,物体在 2s﹣4s 内的运动状态;
滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;
由速度﹣时间图象可知物体的运动情况,则根据运动情况可知物体的受力情况,则由二力平衡可知摩擦力。
解:AB.根据图丙可知,物体在 0﹣2s 内静止,因此物体的速度为 0;由图乙可知,此时物体受到的拉力为 3N,故 AB 错误;
根据图丙可知,物体在 2s﹣4s 内做匀加速直线运动,故 C 错误;
由丙图可知,4s~6s 内,物体做匀速直线运动,此时物体受力也平衡,即物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,由乙图可知,物体所受拉力为 5N,则滑动摩擦力为 5N;
由丙图可知,2~4s 物体加速运动,滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,
且此两因素都不变,所以摩擦力大小不变,即 t=3s 时,物体受到的摩擦力与4s~6s 时摩擦力相等为 5N,故 D 正确。故选:D。
如图甲所示,小杨同学在光滑的水平面上叠放了 A、B 两个长方体木块,B 木块用一个弹簧测力计固定在左边墙壁上,A 木块足够长,在 0~10s 内 B 木块下表面始终在 A 木块上。现在用水平向右的力 F 把 A 木块从右端抽出来,所用的力 F 与时间 t 的关系图象如图乙所示,拉动 A 木块时它的速度 v 与时间 t 的关系图象如图丙所示,则下列说法中正确的是( )
4~8s 内,A 木块受到地面施加的摩擦力大小为 8N
2~4s 内,A 木块受到的合力的大小为 2N
2~10s 内,B 木块受到静摩擦力的方向始终向右
8~10s 内,A 木块做减速直线运动,此时弹簧测力计的示数变小
【答案】B
【解析】(1)根据图丙中 A 的运动状态判定其受力情况;
根据拉力的大小和滑动摩擦力的大小求出合力;
根据图丙判定 B 的运动状态和摩擦力的方向;
(2)解答此题的关键是需要分别把木块甲和木块乙作为研究对象,进行受力分析。
解:
由图丙可知,4~8s 内,A 做匀速直线运动,则 A 受力平衡,受到水平向右的拉力、水平向左的地面对 A 的摩擦力和水平向左 B 对 A 的摩擦力的作用,这两个摩擦力的和与 F 是相同的,为 8N,则 A 木块受到地面施加的摩擦力要小于 8N, 故 A 错误;
由图丙可知,2~4s 内,A 做加速运动,由于 B 和地面对 A 的摩擦力的大小为8N,则此时拉力的大小为 10N,所以 A 受到的合力为 10N﹣8N=2N,故 B 正确; C.由图丙可知,在 2s﹣10s 内 A 与 B 之间发生了相对滑动,B 相对 A 来说,B 是
向左运动的,则 B 受到的摩擦力的方向是水平向右的,故 C 错误;
D.8~10s 内,A 木块做减速直线运动,此时 B 处于静止状态,受到的合力为 0, 由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化,所以 A 对 B 的滑动摩擦力不变,故 D 错误。
故选:B。
如图所示,弹簧测力计下挂着铁块 P,其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁 Q,P 和 Q 均处于静止状态。已知 P 和 Q 的重力分别为 G 和 3G,若弹簧测力计的示数为 2G,则下列说法正确的是( )
A.P 对弹簧测力计的拉力大小为 G
B.P 对 Q 的吸引力和地面对 Q 的支持力大小分别为 G 和 2G
C.P 对 Q 的吸引力和 Q 对 P 的吸引力是一对平衡力,大小均为 G
D.弹簧测力计对 P 的拉力和 Q 对 P 的吸引力是一对平衡力,大小分别均为 2G
【答案】B
【解析】(1)P 对弹簧测力计的拉力大小等于 P 受到的力即为弹簧测力计的示数;
对 P、Q 分别受力分析,利用力的平衡条件和相互作用力得出 PQ 之间吸引力的大小和地面对 Q 的支持力的大小;
二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上;
相互作用力:大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上。
解:(1)P 对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计的示数即为 2G,故 A 不正确;
对 P 受力分析可知,受到竖直向上弹簧测力计的拉力 F 弹、Q 对 P 的吸引力FQP,竖直向下的重力 G,
根据力的平衡条件可得:FQP=F 弹﹣GP=2G﹣G=G,
∵P 对 Q 的吸引力和 Q 对 P 的吸引力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故 C 不正确;
∴FPQ=FQP=G,
对 Q 点受力分析可知,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、P 对 Q 的吸引力,
根据力的平衡条件可得:F 支持=GQ﹣FPQ=3G﹣G=2G,故 B 正确;
弹簧测力计对 P 的拉力和 Q 对 P 的吸引力,两个力的大小不相等,所以不是一对平衡力,故 D 不正确。
故选:B。
二、填空作图题(每空 1 分,共 10 小题,共计 20 分):
小明同学骑自行车上学途中,突遇障碍物,采用紧急刹车,他由于 向前倾;该自行车轮胎上有许多凹凸不平的花纹,是采用增大接触面的粗糙程度的方法来增大 。
【答案】惯性;摩擦。
【解析】物体具有保持运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性;
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力越大、接触面越粗糙, 滑动摩擦力越大,据此分析回答。
解:
紧急刹车后,自行车由于惯性将保持原来的运动状态继续向前运动,所以小明会向前倾;自行车的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增大摩擦力,以防止打滑。
故答案为:惯性;摩擦。
如图所示,乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,乒乓球上升到最高点时,乒乓球只受到 的作用(忽略空气阻力),此时,乒乓球处于
(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【答案】重力;非平衡。
【解析】乒乓球到达最高点时,忽略空气阻力,乒乓球只受重力作用,
物体受到平衡力,物体保持静止状态和匀速直线运动状态,物体处于平衡状态。否则物体处于非平衡状态。
解:乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,由于惯性,乒乓球继续上升; 到达最高点时,忽略空气阻力,乒乓球只受到重力的作用,所以它受到的力不是平衡力,它处于非平衡状态。
故答案为:重力;非平衡。
如图所示,用手握住瓶子,瓶子受到的摩擦力方向为竖直向 ;增大手对瓶子的握力,瓶子受到的摩擦力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】上;不变。
【解析】瓶子静止悬在空中处于平衡状态,则瓶子受到平衡力的作用;在竖直方向上瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力,根据二力平衡条件判断瓶子受到摩擦力的大小和方向。
解:
瓶子处于静止状态(即平衡状态),所以瓶子受到平衡力的作用;在竖直方向上瓶子受到的摩擦力与重力是一对平衡力,其方向与重力的方向相反,即竖直向上; 当增大手对瓶子的握力时,瓶子仍然静止,则瓶子受到摩擦力的大小仍然等于瓶
子的重力,即瓶子受到的摩擦力大小不变。故答案为:上;不变。
为了有效地预防“新型冠状病毒肺炎”疫情扩散,专家提倡“戴口罩、勤洗手”, 用洗手液洗手时感觉很滑, 这是因为洗手液的润滑作用使摩擦力
(选填“增大”或“减小”);为了把手洗得干净,我们应该用力搓,这是用
增大 的方法增大摩擦力。
【答案】减小;压力。
【解析】(1)根据影响摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度;压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(2)增大摩擦力的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;再根据题意“用力就擦干净了”可知,它是采用增大压力的方法来增大摩擦力的。
解:用洗手液洗手时感觉很滑,洗手液具有润滑作用,是通过在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度减小摩擦力;为了把手洗得干净,我们应该用力搓,这是在接触面的粗糙程度一定时,通过用增大压力的方法增大摩擦力。
故答案为:减小;压力。
如图所示,两个物体甲和乙通过细绳与弹簧连接在一起,甲重 20N 放在地面上,乙重 8N 被吊在空中,它们均保持静止,若不计弹簧及细绳的重量及摩擦, 乙物体受到的合力为 N,甲物体对地面的压力为 N。
【答案】0;12。
【解析】先对乙进行受力分析,乙物体静止属于平衡状态,受平衡力,受合力为0,再由平衡条件求出弹簧受到的拉力;然后对甲进行受力分析,由平衡条件可求出甲对地面的压力。
解:因为乙物体也处于静止状态,物体乙受竖直向下的重力 G 乙=8N,竖直向上的弹簧的拉力 F 而静止,处于平衡状态,所以乙物体受到的合力为 0N。
由平衡条件得,F=G 乙=8N,物体间力的作用是相互的,则弹簧受到的拉力为 8N; 物体甲受竖直向下的重力 G 甲=20N、竖直向上的弹簧的拉力 F=8N、竖直向上的地面的支持力 FN 作用而静止,处于平衡状态,
由平衡条件得:G 甲=F+FN,FN=G﹣F 甲=20N﹣8N=12N.甲物体对地面的压力与地面对它的支持力是一对相互作用力,因此,甲物体对地面的压力也是 12N。故答案为:0;12。
将重为 5N 的皮球竖直向上扔出,皮球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为 1N,则皮球受到的合力大小为 N.若皮球在竖直向下运动的过程中,受到的空气阻力也是 1N,则皮球受到的合力大小为 N。
【答案】6;4。
【解析】对足球受力分析,根据足球的受力情况求出其所受合力;同一直线上力的合成方法:同一直线上的两个力,如果方向相同,则合力大小等于两个力的大小之和,方向与分力的方向相同,如果两个力的方向相反,合力大小等于两个力的大小之差,方向与较大力的方向相同。
解:足球受竖直向下的重力 G=5N,空气阻力 f=1N;
足球上升过程中,空气阻力竖直向下,足球受到的合力 F 合=G+f=5N+1N
=6N;
足球下降过程中,空气阻力竖直向上,足球受到的合力 F 合′=G﹣f=5N
﹣1N=4N;
故答案为:6;4。
如图所示,在 11N 的水平拉力 F 作用下,木板 A 在水平地面匀速向右运动的过程中,物体 B 相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为 4N,则 B 所受滑动摩擦力方向水平向 (选填“左”或“右”),A 受到地面的摩擦力大小为 N 。
【答案】右;7。
【解析】物体 B 处于平衡状态,据此判断其所受摩擦力的大小。根据摩擦力的概念可判断其所受摩擦力的方向;
对 A 进行受力分析,根据力的平衡条件进一步确定地面对 A 的摩擦力大小。
解:弹簧测力计的示数为 4N,则弹簧测力计对 B 的拉力为 4N,方向向左;B 水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为 4N,方向水平向右;
以 A 为研究对象,它受到向右的拉力为 11N,同时受到地面对它向左的摩擦力和物体 B 对它向左的摩擦力,根据力的平衡条件可知,地面对物体 A 的摩擦力为11N﹣4N=7N;
故答案为:右;7。
如图所示,用一水平力 F=30N 将重 20N 的木块压在竖直墙壁上,使其沿墙壁匀速下滑,则木块受到墙壁的摩擦力大小为 ,方向 。
【答案】20N,竖直向上。
【解析】根据二力平衡的条件判定摩擦力和物体重力是一对平衡力,然后根据平衡力的特点来解题。
解:由于物体匀速下滑,所以物体处于平衡状态,受平衡力,摩擦力和重力是一对平衡力,根据平衡力特点可知:摩擦力等于重力 20N,方向与重力方向相反, 竖直向上。
故答案为:20N,竖直向上。
空降兵在降落伞打开后的一段时间里将匀速下落,他的体重为 600N,伞重为
200N,若人受到的阻力忽略不计,则伞对人的拉力为 N,伞受到的阻力为 N。
【答案】600;800。
【解析】知道二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
空降兵匀速下降时,处于平衡状态,受平衡力,则伞对人的拉力与人的重力是一对平衡力,伞和人受到的重力与阻力是一对平衡力,从而可以计算出其大小。解:
①因为空降兵匀速下降时,G 人=600N,
所以伞对人的拉力与人的重力是一对平衡力, 则伞对人的拉力为:F=G 人=600N;
②又因为空降兵匀速下降时,G 人=600N,G 伞=200N,
所以伞和人受到的总重力与伞受到的阻力是一对平衡力, 则伞受到的阻力为:f=G 人+G 伞=600N+200N=800N。
故答案为:600;800。
如图所示,A 的重力是 10N,B 的重力是 30N,物体 B 在弹簧测力计的拉动下水平向右做匀速直线运动。已知绳子的拉力 F2 为 5N,地面对 B 的摩擦力为 8N,若不计弹簧测力计和绳子重力、忽略绳子和滑轮之间的摩擦,则弹簧测力计的示数 F1= N,若增大拉力 F1,A 与 B 之间的摩擦力将 (选填“不变”/“变大”/“变小”)。
【答案】18;不变。
【解析】物体 B 水平向右做匀速直线运动,物体 A 向左也做匀速直线运动,物体A 受到 B 对 A 水平向右的摩擦力和绳子对物体 A 的拉力 F2 处于平衡状态,二力大小相等,据此求出绳子对物体 A 的拉力;B 对 A 的摩擦力和 A 对 B 的摩擦力是一对相互作用力,二力大小相等,方向相反,对 B 物体受力分析可知,受到水平向右的拉力 F1、A 对 B 水平向左的摩擦力和地面对 B 施加的摩擦力,根据平衡状态合力为零求出弹簧测力计的示数。滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与外力大小无关。
解:物体 B 水平向右做匀速直线运动,物体 A 向左也做匀速直线运动,
因物体 A 受到 B 对 A 水平向右的摩擦力和绳子对物体 A 的拉力 F2 处于平衡状态, 二力大小相等,
所以,绳子对物体 A 的拉力 F2=fBA=5N,
因 B 对 A 的摩擦力和 A 对 B 的摩擦力是一对相互作用力,二力大小相等,方向相反,
所以,A 对 B 水平向左的摩擦力 fAB=fBA=5N,
因同一根绳子的拉力不变,
所以,绳子对 B 物体的拉力也为 5N,
对 B 物体受力分析可知,受到水平向右的拉力 F1、A 对 B 水平向左的摩擦力和地面对 B 施加的摩擦力以及绳子对 B 的拉力,
此时 B 处于平衡状态,合力为零,则 F1=F2+fAB+fB=5N+5N+8N=18N。
若增大拉力 F1,A 与 B 之间的压力大小和接触面的粗糙程度不变,外力 F1 增大时,摩擦力将不变。
故答案为:18;不变。
三、实验探究题(每空 1 分,共 3 小题,共计 22 分):
如图甲为小明同学“探究牛顿第一定律”的实验装置。实验中小明先后三次将同一小车放在同一斜面上的同一高度,然后分别用不同的力推了一下小车, 使其沿斜面向下运动,逐渐减小水平面的粗糙程度,观察小车运动的距离, 从 而 得 出 力 和 运 动 的 关 系 。
( 1 ) 小明在实验操作中有一处明显的错误是( 不要求解释错误的原因): 。
实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 (选填“相等”或“不相等”);
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 (选填“越大”或“越小”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将 。
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, 请问:牛顿第一定律又叫 定律, (选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
【答案】(1)分别用不同的力推了一下小车;(2)相等;(3)越小;慢;(4)做匀速直线运动;(5)惯性;不能。
【解析】(1)实验中为了验证小车速度相同时,小车受到的不同的阻力对其速度的影响,因此实验中要保证小车的初始速度相同。故由此可以找出其操作中存在的错误;
小车从斜面的同一高度释放,从而使它们刚运动到水平面上时具有相同的速度;
根据图示的实验现象,结合实验目的,可以确定随着摩擦力的减小其运动距离、运动时间的变化;
水平面越光滑,小车所受阻力越小,运动距离越远,如果小车不受力,小车将做匀速直线运动;
牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的。解:
小车运动的距离长短不仅与小车受到的摩擦力有关,还与小车的初始速度有关,因此在研究阻力对其运动距离的影响时,要控制小车的速度相同,即要用到控制变量法。由于用不同的力推小车,导致了小车的初始速度不同。故这种操作是错误的;
小车从斜面的同一高度由静止释放,从而使它们刚运动到水平面上时具有相同的速度;
在这三次实验中,第一次实验小车在毛巾表面上运动的距离最短,这表明小车在毛巾表面上受到的阻力最大,随着接触面的改变,发现接触面越来越光滑, 阻力越来越小,木块运动的距离会越来越长,运动的时间也越来越长,速度减小得越慢;
由表中实验现象可知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车前进的
距离就越远;由实验事实可以推知:如果没有阻力,小车将做匀速直线运动;这一过程中运用了科学推理法。
假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变, 做匀速直线运动,由此可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的, 不是用实验直接得出的,牛顿第一定律也叫做惯性定律。
故答案为:(1)分别用不同的力推了一下小车;(2)相等;(3)越小;慢;(4)做匀速直线运动;(5)惯性;不能。
图甲是小华“探究二力平衡条件”的实验。
小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架的滑轮上,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向 , 并通过改变 来改变拉力的大小。
当小卡片平衡时,小华将小卡片旋转过一个角度,松手后小卡片 ( 选填“ 能” 或“ 不能”) 平衡. 设计此实验步骤的目的是为了探究两个力能否平衡。
在探究同一问题时,小华还设计了如图乙所示的实验装置。在实验时, 甲、乙装置相比, (选填“甲”或“乙”)更好些,其主要原因是 。
【答案】(1)相反;钩码的数量;(2)不能;不在同一直线上的;(3)甲;减小摩擦力对实验的影响。
【解析】(1)钩码由于重力的作用,会对小卡片施加一个拉力的作用,左端的钩码对小卡片施加一个向左的拉力,右端的钩码对小卡片施加了一个向右的拉力, 拉力的大小等于钩码的重力;钩码的数量越多,拉力就越大。
二力平衡条件: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,在探究过程中,可使某一个条件不满足得出结论。
在实验中,应尽量减小摩擦力对实验的影响。
解:(1)要使两个力平衡,力的方向应相反,实验中通过调整钩码的数量来改变拉力的大小;
小华将小卡片转过一个角度,两个力不在同一直线上,卡片不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力能否平衡;
甲、乙装置相比,甲更好些,因为甲图可减小摩擦力对实验的影响;
故答案为:(1)相反;钩码的数量;(2)不能;不在同一直线上的;(3)甲;减小摩擦力对实验的影响。
小明用如图甲、乙所示的装置,探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,他首先用弹簧测力计水平拉动木块在水平桌面上做匀速直线运动,这样做的目的是使拉力与摩擦力 。
( 2 ) 比 较 甲 图 和 乙 图 所 示 实 验 , 说 明 滑 动 摩 擦 力 的 大 小 与有关。
小明在进行乙图中实验时,当弹簧测力计为 7N 时,木块做匀速直线运动,若用 8N 的力拉着木块和砝码水平一起做加速运动,则木块所受的滑动摩擦力为 N,此时砝码受 (静/滑动)摩擦力作用,方向为水平 (向右/向左)。
小明某次拉动木块由静止变为匀速运动时,拉力 F 随时间 t 的变化关系如图丙所示。其中 0~3s 木块处于静止状态,3s 时木块开始运动,木块运动后随即改变拉力,3s~5s 时间内木块作变速直线运动;木块在 5s 后处于匀速直线运动状态。则当用 4.1N 的水平拉力拉静止的木块时,木块
所受摩擦力大小为 N,当用 4.5N 的水平拉力拉木块时,木块所受摩擦力大小为 N。
实验后,小刚同学为了测试他穿的橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底表面更粗糙。
①小刚发现牛筋底的运动鞋较轻,于是便向鞋中添加了适量的砝码,目的是 。
②小刚在拉动过程中发现,匀速直线拉动鞋实际很难控制,于是他将鞋放在水平放置的木板上,将弹簧测力计固定,改为拉动木板,如图丁所示, 其目的 (不需要/需要)使木板作匀速直线运动。
【答案】(1)相等(或平衡);(2)压力的大小(或压力);(3)7; 静;向右;
(4)4.1; 4;(5)①使鞋子对水平面的压力相等(或控制对水平面的压力相等);不需要。
【解析】(1)根据二力平衡的条件分析;
比较图中相同的量和不同的量,分析得出摩擦力与化量的关系;
;4 根据二力平衡的条件,结合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都不变分析;
根据力与运动关系分析砝码的受力,物体之间没有相对运动时受到的摩擦力静摩擦力;
(5)①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;
②根据鞋子处于静止状态受到平衡力分析。
解:(1)只有沿水平方向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,拉力大小才等于摩擦力的大小。
比较甲图和乙图所示实验,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数大,即摩擦力大,故得出的结论是:滑动摩擦力的大小与压力的大小(或压力) 有关。
小明在进行乙图中实验时,当弹簧测力计为 7N 时,木块做匀速直线运动, 若用 8N 的力拉着木块和砝码水平一起做加速运动,根据影响滑动摩擦力的两个因素没有改变,则木块所受的滑动摩擦力仍为 7N,此时因砝码向右做加速运动,
则在水平方向上一定受到一个向右的力,这个力是木块施加的静摩擦力(砝码相对木块没有相对运动),方向为水平向右。
当用 4.1N 的水平拉力拉静止的木块时,木块处于平衡状态,受到力为平衡力,故木块所受摩擦力大小为 4.1N;
木块在 5s 后处于匀速直线运动状态,受到平衡力的作用,拉力大小与摩擦力大小相等,由图可知,此时摩擦力大小为 4N,
当用 4.5N 的水平拉力拉木块时,因影响摩擦力的两个因素没有改变,故木块所受摩擦力大小为 4N。
研究滑动摩擦力大小接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,
①故小刚发现牛筋底的运动鞋较轻,于是便向鞋中添加了适量的砝码,目的是: 使鞋子对水平面的压力相等(或控制对水平面的压力相等)。
②小刚在拉动过程中发现,匀速直线拉动鞋实际很难控制,于是他将鞋放在水平放置的木板上,无论木板怎样运动,鞋处于静止状态,受到的拉力与摩擦力大小相等,故将目不需要使木板作匀速直线运动。
故答案为:(1)相等(或平衡);(2)压力的大小(或压力);(3)7; 静;向右;
(4)4.1; 4;(5)①使鞋子对水平面的压力相等(或控制对水平面的压力相等);不需要。
四、计算题(26 小题 6 分,27 小题 8 分,28 小题 8 分,共 3 小题,共计 22 分):
宇航牛奶是我市中小学生指定饮品,如图是一辆质量为 2 吨的宇航公司鲜奶运输车。运输车装满牛奶后,在平直公路上匀速行驶时,受到的摩擦力为总重的 0.2 倍求:(g 取 10N/kg)
运输车空载时自重;
运输车装满牛奶后,地面对汽车的支持力;
汽车的牵引力的大小。
【答案】(1)运输车空载时自重为 2×104N;(2)地面对汽车的支持力为 7.5328
×104N;
(3)汽车的牵引力的大小为 1.50656×104N。
【解析】(1)已知运输车的质量,根据 G=mg 得出运输车空载时的自重;
根据上图知容器的容积和牛奶的密度,由ρ 得车中容器中装满牛奶后牛奶的质量;根据 G=mg 得出牛奶的重力,从而求出,运输车装满牛奶后总重, 根据二力平衡求解;
由题意知在平直公路上匀速行驶时受到的摩擦力,根据二力平衡可知汽车
的牵引力的大小。
(
车
车
)解:(1)运输车的质量为 2 吨,运输车空载时自重: G =m g=2×103kg×10N/kg=2×104N;
根据上图知容器的容积为 V=5.32m3,牛奶的密度为 1040kg/m3,由ρ 得车中容器中装满牛奶后牛奶的质量:
m=ρV=1040kg/m3×5.32m3×=5.5328×103kg;
牛奶的重力:G 牛奶=m 牛奶g=5.5328×103kg×10N/kg=5.5328×104N, 运输车装满牛奶后,总重为:
G 总=G 车+G 牛奶=2×104N+5.5328×104N=7.5328×104N,
在竖直方向上车静止,F 支与 G 总是一对平衡力, F 支=G 总=7.5328×104N;
由题意知,在平直公路上匀速行驶时,受到的摩擦力: f=0.2G 总=0.2×7.5328×104N=1.50656×104N,
在水平方向上运输车在平直的公路上匀速行驶,F 牵与 f 是一对平衡力,大小相等,则汽车的牵引力的大小:
(
牵
)F =f=1.50656×104N 。
答:(1)运输车空载时自重为 2×104N;(2)地面对汽车的支持力为 7.5328×104N;
(3)汽车的牵引力的大小为 1.50656×104N。27.如图所示,物体 B 重 5N。
如果用 F=20N 的力水平向右推它,固定在竖直墙上,则物体 B 所受的摩擦力 f 是多大?
如果水平推力 F 减小到 15N,物体刚好向下做匀速直线运动,此时物体所受的摩擦力 f 大小为多大?
若将水平向右的推力 F 减小到 10N,物体竖直方向受到的合力 F 合为 2N, 则此时的滑动摩擦力为多大?
【答案】(1)用 F=20N 的力水平向右推物体固定在竖直墙上,物体 B 所受的摩擦力为 5N;
当水平推力 F 减小到 15N,物体刚好向下做匀速直线运动,此时物体所受的摩擦力为 5N;
将水平向右的推力 F 减小到 10N,物体竖直方向受到的合力 F 合为 2N,则此时的滑动摩擦力为 3N。
【解析】物体无论是做匀速直线运动还是静止都处于平衡状态,故由力的平衡条件可得出摩擦力;当物体运动状态改变时,则受到了非平衡力的作用,据此分析摩擦力的大小。
解:
用 F=20N 的力水平向右推物体,物体静止时,竖直方向受向下的重力和向上的摩擦力,二力应为平衡力,即摩擦力大小等于重力 5N;
当水平推力 F 减小到 15N,物体沿竖直面匀速下滑时,竖直方向受重力和向上的摩擦力,二力应大小相等,故摩擦力大小仍为 5N;
若将水平向右的推力 F 减小到 10N,物体沿竖直面加速下滑,竖直方向受重力和向上的摩擦力的合力为 2N,故摩擦力大小为 5N﹣2N=3N。
答:(1)用 F=20N 的力水平向右推物体固定在竖直墙上,物体 B 所受的摩擦力为 5N;
当水平推力 F 减小到 15N,物体刚好向下做匀速直线运动,此时物体所受的摩擦力为 5N;
将水平向右的推力 F 减小到 10N,物体竖直方向受到的合力 F 合为 2N,则此时的滑动摩擦力为 3N。
如图,质量均为 2kg 的长方体木块 A、B 静止在粗糙水平桌面,用大小为 10N 的水平推力 F 作用在 A 的一端,使两木块一起匀速直线运动。已知物体运动时所受滑动摩擦力与物体间的压力成正比,比例系数为 k,g 取 10N/kg。
求 AB 运动时整体所受摩擦力的大小;
求比例系数 k 的大小;
求木块 A 对 B 的推力大小。
【答案】(1)AB 运动时整体所受摩擦力的大小为 10N;(2)比例系数 k 的大小为 0.25;
(3)木块 A 对 B 的推力大小为 5N。
【解析】(1)当物体做匀速直线运动时,物体受平衡力作用,据此可知滑动摩擦力的大小;
物体对地面的压力等于物体的重力,根据 G=mg 求出物体 AB 的总重力, 再利用物体运动时所受滑动就摩擦力与物体间的压力成正比求出比例系数 k 的大小;
隔离对 B 分析,结合力的平衡求出木块 A 对 B 的弹力大小。解:
因为木块 AB 一起做匀速直线运动,所以 AB 受到的推力与摩擦力是一对平衡力,则整体受到的摩擦力 f=F=10N;
整体对水平桌面的压力:F′=G 总=m 总g=(2kg+2kg)×10N/kg=40N,
由题意可知滑动摩擦力 f=kF′,所以:k 0.25;
设 A 对 B 的推力为 F″,B 受到的摩擦力为 f″,
因B 对桌面的压力是整体对桌面压力的一半,所以f″ f 10N=5N, 根据二力平衡条件可知木块 A 对 B 的推力:F″=f″=5N。
答:(1)AB 运动时整体所受摩擦力的大小为 10N;(2)比例系数 k 的大小为 0.25;
(3)木块 A 对 B 的推力大小为 5N。