第8章:运动和力简答、综合计算练习题
一、简答题
1.(2021·北京朝阳·八年级期末)在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他是否会落在车厢内原来的起跳点?说出你的理由。
2.(2021·北京石景山·八年级期末)如图所示,是利用弹簧测力计测物体重力大小的实验示意图。当弹簧测力计竖直拉着重物处于静止状态时,弹簧测力计的示数F(即弹簧测力计受到的拉力)就表示重物所受重力G的大小,即G=F,请你根据所学知识对此加以证明。
3.(2021·北京市第四十三中学八年级期中)小强用手托着篮球在空中静止,抽回手后,篮球在其重力作用下加速下落,于是小强得出结论:物体的运动方向总是与其受力方向相同.请你只利用篮球设计一个简单实验,证明小强的结论是错误的.要求:简述实验步骤、实验现象并简要说明.
二、综合题
4.(2021·北京顺义·八年级期末)阅读《“嫦娥”飞天,惊艳全球》,回答问题。
“嫦娥”飞天,惊艳全球
“嫦娥”飞天,举世瞩目。23天来,嫦娥五号以完美无瑕的表现惊艳全球,在月球表面留下一个崭新的印迹,在中国探索太空的历史上留下了一串闪光的足迹。
2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,火箭飞行约2200秒后,顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道。
嫦娥五号探测器总重8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成(如图甲所示),后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后,着陆器和上升器组合体Ⅰ将与轨道器和返回器组合体Ⅱ分离,组合体Ⅱ留轨运行,组合体Ⅰ择机实施月球正面预选区域软着陆,按计划开展月面自动采样等后续工作。
嫦娥五号的组合体Ⅰ着陆月球表面后,顺利完成了约2kg的月壤钻取采样及封装。取样后,嫦娥五号上升器开动发动机约6分钟,将上升器送离月球表面,进入到预定环月轨道。这是我国首次实现地外天体起飞。之后,嫦娥五号上升器成功与组合体Ⅱ交会对接(如图乙所示),并将样品容器安全转移至返回器中。这是中国首次实现月球轨道交会对接。之后,组合体Ⅱ与上升器成功分离,组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),准备择机返回地球。
12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品,采用半弹道跳跃方式再入返回,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。嫦娥五号执行此次任务有着非常重要的意义。这次任务实现了我国开展航天活动以来的四个“首次”:首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
根据上述材料,回答下列问题。
(1)上升器与组合体Ⅱ交会对接成为一体,以组合体Ⅱ为参照物,上升器是______的;(选填“运动”或“静止”)
(2)假设嫦娥五号钻取的月壤样品恰好是2kg,带回地球后,它的质量______;(选填选项前的字母)
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
(3)交会对接后,月壤样品容器被转移到返回器中,组合体Ⅱ与上升器成功分离,组合体Ⅱ环绕月球运动(如图丙所示),请你判断组合体Ⅱ在绕月运动过程中是否受到力的作用,并说明理由。______
5.(2021·北京·首都师范大学附属实验学校八年级期中)一个载有重物的气球所受重力(气球及所载重物)为G,在空中受到3000N的浮力时,匀速竖直上升;若将所载重物再增加300N的物体,该气球就能匀速竖直下降。设气球上升和下降时受到的浮力F和阻力f大小不变,且阻力方向始终与运动方向相反。求:
(1)画出两个状态的受力分析图;
(2)气球受到的重力;
(3)气球所受到的阻力。
6.(2021·北京师范大学亚太实验学校八年级期中)请阅读《物体的收尾速度》并回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,但只要空气阻力仍小于重力,物体仍会继续加速下落,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,物体将以此时的速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“相同环境下,球形物体收尾速度的大小与质量是否有关”的实验,测量数据见下表。
小球编号 A B
小球质量(g) 2 5
小球半径(×10-3m) 5 5
小球的收尾速度(m/s) 16 40
(1)飞机机身的外形常做成______型,其目的是______;
(2)分析表格中记录的实验数据可知:
①球形物体的收尾速度的大小与其______(选填“质量”或“半径”)有关;
②A小球下落时受到的最大阻力为______N。(g取10 N/kg)
7.(2021·北京市第四十三中学八年级期中)阅读下面的短文,回答问题.
冰雪运动装备与力学知识
如图所示是冬奥会的三个比赛项目:短道速滑、单板滑雪和冰壶.参加这些比赛项目的运动员各有不同的装备,在运动员的装备中都蕴含着有趣的力学知识.
为什么短道速滑运动员要穿紧身衣,而单板滑雪运动员穿的较宽松呢?其中有与空气阻力相关的原因.空气阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;空气阻力大小跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.单板滑雪运动对速度的追求不像短道速滑运动那么高,因此也就不像短道速滑运动那么在乎空气阻力的影响,所以单板滑雪运动员并没有穿那种紧身的衣服.
冰壶运动员比赛时脚穿的运动鞋,如图示.冰壶运动员的两脚所穿鞋的鞋底材料为什么是不同的呢?冰壶运动鞋两只鞋底质地不同:蹬冰鞋底是橡胶制成的,穿在蹬冰脚上;而滑行鞋的鞋底是由专业塑料制成的,穿在支撑脚上.蹬冰时,地面给运动员蹬冰脚施加静摩擦力,运动员蹬地时蹬冰脚要不打滑.滑行起来后,支撑脚在冰面上滑行,受到冰面的滑动摩擦阻力要尽量的小.因此,蹬冰脚穿的鞋为橡胶底,支撑脚穿的鞋为塑料底.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)相比单板滑雪运动员,短道速滑运动员比赛服更________,是为了减少________对运动的影响.
(2)冰壶运动鞋中的“蹬冰鞋”的鞋底是_________底,目的是_________摩擦.
三、计算题
8.(2021·北京顺义·八年级期末)某人骑电动自行车在平直的公路上行驶,在比较短的20s时间内可以看成是在做匀速直线运动,人和电动自行车的总质量为100kg,电动机的牵引力为30N。在此段时间内,求:
(1)电动自行车受到的阻力大小;
(2)人和电动自行车整体所受的重力大小。(g取10N/kg)
9.(2021·北京·中国农业大学附属中学八年级期中)起重机用5050N的力竖直向上吊起质量为500kg的钢件,这个钢件受到的合力大小是多少?方向如何?()
10.(2021·北京·人大附中八年级期中)一个载有重物的气球总重力为,在空气中受到的浮力时,匀速竖直向上运动,此时受到的阻力为。求:气球受到的重力多大?
11.(2021·北京师范大学沧州渤海新区附属学校八年级期中)为了环保出行,减少拥堵,现在城市里很多上班族选择电动车作为上下班的交通工具。如图所示是某品牌的折叠电动车,其质量为。出厂测试时,质量为的小明骑该车在平直的公路上匀速行驶用了,此时电动车受到的阻力为总重的0.05倍。(取)求:
(1)这台折叠电动车受到的重力;
(2)这台折叠电动车出厂测试时所受的阻力。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.见解析所示
【解析】
会落在车厢内原来的起跳点;列车匀速直线运动时,人从车厢地板上竖直向上跳起时,由于惯性仍然保持与列车相同的运动速度和运动方向,所以会落回原处。
2.见解析
【解析】
因为物体处于静止状态,即物体受力平衡,物体受到的弹簧测力计对它的拉力和物体受到的重力G相等。又因为力的作用是相互的且相互作用的力大小相等,物体受到的弹簧测力计对它的拉力和弹簧测力计受到物体的拉力F大小相等。所以重物处于静止状态时,弹簧测力计的示数F(即弹簧测力计受到的拉力)就表示重物所受重力G的大小,即G=F。
3.见解析
【解析】
实验步骤:手拿篮球竖直向上抛出;
实验现象:观察到球离开手后,继续向上运动;
实验分析:篮球在运动过程中受到竖直向下的重力及向下的空气阻力作用,但它的运动方向向上,此时物体的运动方向与其受力的方向相反,故小强的结论是错误的.
4. 静止 C 是;组合体Ⅱ在绕月运动过程中方向在改变,说明组合体Ⅱ受到力的作用
【解析】
(1)[1]上升器与组合体Ⅱ交会对接成为一体,以组合体Ⅱ为参照物,上升器的位置没有改变,所以上升器是静止的。
(2)[2]质量是物体内含有物质的多少,质量不因位置的改变而改变。2kg月壤样品带回地球后,它的质量不变,故选C。
(3)[3]力是改变物体运动状态的原因,组合体Ⅱ在绕月运动过程中其运动的方向不断变化,这说明组合体Ⅱ必然受到力的作用。
5.(1)见解析;(2)2850N;(3)150N
【解析】
解:(1)物重为G时,气球受力示意图如下图所示:
物重为G+300N时,气球受力示意图如下图所示:
(2)气球受到的重力为G时,气球匀速竖直上升,可得
G+f=3000N①
气球受到的重力为G+300N时,气球匀速竖直下降,可得
G+300N=3000N+f②
联立①②可得
G=2850N,f=150N
(3)由第2小题可知气球所受到的阻力为150N。
答:(2)气球受到的重力为2850N;
(3)气球所受到的阻力为150N。
6. 流线(或头圆尾尖) 减小阻力 质量 2×10-2
【解析】
(1)[1][2]流体阻力大小跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。
(2)[3]用控制变量法的实验探究方法,由表格数据,控制小球半径相同,改变小球质量,小球质量越大,小球收尾速度越大。
[4]物体从高空由静止下落,速度越大,所受阻力越大,当阻力大到与重力相等时,物体将以此时的速度做匀速直线运动,此时A小球处于平衡态,受平衡力,则A小球下落时受到的最大阻力等于其重力,即
7. 紧身 空气阻力 橡胶 增大
【解析】
(1)由题意可知,短道速滑运动对速度的追求较高,速度越大,阻力越大;空气阻力大小跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大.为了减少空气阻力的影响,所以短道速滑运动员比赛服更紧身.
(2)相同条件下,橡胶比塑料粗糙,穿橡胶底可以通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.
8.(1)30N;(2)1000N
【解析】
解:(1)由题意知电动自行车做匀速直线运动,说明电动自行车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等。因为电动机的牵引力30N,所以电动自行车受到的阻力为30N。
(2)人和电动自行车整体所受的重力为
答:(1)电动自行车受到的阻力为30N;
(2)人和电动自行车整体所受的重力为。
9.50N;竖直向上
【解析】
解:这个钢件受到的重力为
这个钢件受到的合力大小是
答:这个钢件受到的合力大小是;方向向上。
10.1750N
【解析】
解:对重物和气球进行受力分析如图所示
又因为做匀速直线运动,所以,受平衡力作用,故气球受到的重力
答:气球受到的重力是1750N。
11.(1)200N;(2)35N
【解析】
解:(1)这台折叠电动车受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
(2)出厂测试时,车及人的总重
G总=(m+m人)g=(20kg+50kg)×10N/kg=700N
电动车所受的阻力
f=0.05G总=0.05×700N=35N
答:(1)这台折叠电动车受到的重力为200N;
(2)这台折叠电动车出厂测试时所受的阻力为35N。
答案第1页,共2页