第七章 运动和力
一、单选题
1.如图,在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直墙上,现在用F=20N的力把木块乙从右端匀速地抽出来,则甲、乙两木块所受的摩擦力是( )
A.甲和乙都受向左20N的摩擦力
B.甲和乙都受向右20N 的摩擦力
C.甲受向右20N的摩擦力,乙受向左20N的摩擦力
D.甲没有受到摩擦力,乙受向右的20N的摩擦力
2.下列数据中事实符合的是( )
A.一个中学生的重力为500N B.物理书一张纸的厚度为1mm
C.初中生投掷的实心球质量约10kg D.光在真空中传播的速度约340m/s
3.用如图装置研究二力平衡时,在轻质塑料片两端的细绳上挂等重的钩码,手放开塑料片后,可观察到塑料片将( )
A.向左下运动 B.向右上运动
C.仍静止不动 D.转过一定角度
4.如图所示,下列说法正确的是( )
A.运动员用脚踢足球时,脚并没有感觉疼痛,说明球没有给脚力的作用
B.运动员用头顶球时,头感觉很痛,说明球给头的力比头给球的力大
C.运动员用力踢球和头顶球,使球的运动状态发生了改变
D.运动员用力踢球和头顶球,仅仅使球的运动方向发生了改变,而球的速度大小不变
5.下列数据中,你认为最接近实际的是( )
A.初中生所受重力约为50N
B.让人感觉舒适而温暖的教室内温度约为25℃
C.教室内空气的质量约为50kg
D.学生在校园内步行的速度约为5m/s
6.如图所示,关闭动力拉下制动后,某满载旅客的高铁沿平直轨道缓缓驶入南阳东站。下列说法正确( )
A.列车受到的重力和铁轨对它的支持力是一对平衡力
B.列车由运动变为静止,列车的惯性减小了
C.列车减速前进时,坐在列车上的乘客相对于车站是静止的
D.列车由运动变为静止,说明物体的运动要靠力来维持
7.滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小雪正在滑雪的场景,下列说法正确的是( )
A.小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对相互作用力
B.小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力是一对平衡力
C.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
D.小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她具有惯性
8.下列关于重心位置的说法中,错误的是( )
A.均匀圆球的重心在球心
B.均匀方板的重心在两条对角线的交点
C.均匀直棒的重心在棒的中心
D.均匀圆锥的重心在圆锥底面的中心
9.怀旧的竹蜻蜓给孩子们的童年带来了无穷的乐趣,下列静止的竹蜻蜓所受支持力的示意图正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,小木块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放在粗糙的水平地面上。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匀速向左运动,水平弹簧测力计的示数为T,则下列说法中正确的是( )
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.若只将F改为,木块A受到的摩擦力大小不变
D.若使长木板以的速度向左匀速运动,长木板受到的摩擦力大小等于
二、填空题
11.如图所示,用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;用等大的水平力轻推瓶盖,瓶子翻了。这说明力的作用效果与力的______有关(选填“大小”、“方向”或“作用点”),“瓶子翻了”,说明力改变了瓶子的______。
12.如图,2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回舱带着月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。返回舱进入大气层一段时间后,由于______作用,降落越来越快,为了实现软着陆,在接近地面的阶段会向船体运行的______(选“前”或“后”)方喷气,使返回舱更有效地减速。
13.如图所示,坐在船上的人,用力推另一只船,船就相互远离而去,这个现象表明力的作用是 _____ 的 。
14.竖直向上抛出一个小球,抛出后小球由于______会继续向上运动,然后下落,若小球上升到最高点时受到的力全部消失,小球将______(选填“掉下来”、“停在空中”、“匀速上升”)。
15.物理兴趣小组自主探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,已知B、C的重力均为10N,不计绳重及其与滑轮间的摩擦。当在绳端挂上物体B时(如图甲所示),物体A沿水平面向右做匀速直线运动,A所受摩擦力的大小为___________N;接着把物体C放在A上,再用一水平向左且大小为24N的力F拉A(如图乙所示),可以使物体A、C一起向左做匀速直线运动,则物体A的重力为___________N。
三、综合题
16.阅读短文,回答问题
胡克定律
弹力的大小和形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸(或压缩)形变来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。把一个物体挂在弹簧上,物体越重,把弹簧拉得越长,弹簧的拉力也越大。物体发生弯曲时产生的形变叫做弯曲形变。对于弯曲形变来说,弯曲得越历害,产生的弹力就越大。例知,把弓拉得越满,箭就射得越远;把物体放在支持物上,物体越重,支持物弯曲得越厉害,支持力就越大。
在金属丝的下面挂一个横杆,用力扭这个横杆,金属丝就发生形变,这种形变叫扭转形变。放开手,发生扭转形变的金属丝产生的弹力会把横杆扭回来。金属丝扭转角度越大,弹力就越大。
定量的研究各种形变中弹力和形变的关系比较复杂,我们经常遇到的是弹簧的拉伸(或压缩)形变。实验表明:弹簧弹力的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。写成公式就是,其中是比例常数,叫做弹簧的劲度系数,在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。对于直杆和线的拉伸(或压缩)形变,也有上述比例关系。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
胡克定律有它的适用范围。物体形变过大,超出一定的限度,上述比例关系不再适用,这时即使撤去外力,物体也不能完全恢复原状。这个限度叫做弹性限度。胡克定律在弹性限度内适用。弹性限度内的形变叫做弹性形变。
(1)弹簧测力计的工作原理遵从______定律;
(2)使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的______;
(3)弹簧的______在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它与受力大小______(选填“有关”或“无关”)。
17.力的示意图:用一根带箭头的______表示力的大小、方向、作用点的图叫力的示意图。线段的______或______表示力的作用点,线段的______表示力的方向,在同一图中,线段的长短表示力的大小或用数字表示。
弹簧测力计的使用:
(1)观察弹簧测力计的量程及分度值,加在弹簧测力计上的力不能超过其______。
(2)使用前将测力计的指针调到零刻度线处。
(3)使用时力的方向应与弹簧的轴线______。
(4)读数时,视线应与刻度板面______。
18.阅读短文回答:
平时我们感觉到自己有多重时,这种感觉来自支持力。如果失去支持,我们就将失去对重力的感觉。例如,一个人从高处坠落,在坠落的过程中,因为失去了支持,所以此人将体验到类似太空中才有的失重。但是,失重环境中物体的重力却仍然存在。
我们平常说的重力是由地球引力产生的,所以不少人会误认为,人造卫星所在的轨道因为距离地面比较远,因此地球对它们的引力很小,所以叫做微重力。这是不对的。根据G=mg,同一个物体我们常用g来衡量重力的大小。距离地球越远,g就越小,然而,就算是在距离地面200km的高度也没有降多少,大约为0.94g,而在1000km的高度为0.75g。也就是说,一个物体在地面重100N,到了1000km高度,依然受到75N的重力。国际空间站离地球的距离不超过420km,因此,它受到的地球引力并没有减少多少。因此,如果我们把“微重力”理解为微小的重力,或者是微小的地球引力,肯定是不对的。只有当距离地球很遥远时,才会出现地球引力很小的情况。(g取10N/kg)
(1)失重状态下的人造地球卫星__________(选填“受到”或“不受”)重力,人造卫星的质量与在地面上时相比__________;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在完全失重的空间实验室里,下列实验不能完成的是( )
A.用秒表测时间
B.探究平面镜成像实验
C.用弹簧测力计测重力
D.用刻度尺测书本长度
(3)一个在地面上20kg的物体,在距离地面200km的高度所受的重力为多少________N;
(4)假如地球失去重力,设想一个情景:___________。
19.阅读短文,回答问题:
小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究(不考虑空气阻力)。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙),小球速度为 5m/s。从小球接触弹簧到将·弹簧压缩至最短(如图丙)的整个过程中,得到小球的速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中A为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短 1cm,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球下落速度的变化情况是( )
A.一直变大 B.一直变小 C.不变 D.先变大后变小
(2)实验过程中,当小球的速度达到5.1m/s,时,弹簧产生的弹力F与小球的重力 G的关系为:F_____G(小于/等于/大于),当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为_______m/s,此时, 小球处于_______(平衡/非平衡)状态;
(3)实验中所用小球的重力为________N。全过程中,弹簧弹力的最大值为_________N;
(4)小明要探究小球下落压缩弹簧时,弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系时,需用质量______的小球,分别让小球从________的高度自由下落,压缩________(相同/不同)的弹簧,测出弹簧的最大压缩量。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
由木块乙向右端匀速运动可知,木块乙处于平衡状态,在水平方向受拉力F和甲对乙的摩擦力的作用,根据二力平衡的条件可以判断,乙受到的摩擦力为20N,方向水平向左;木块甲静止,木块甲处于平衡状态,在水平方向受细绳对其向左的拉力与乙对其向右的摩擦力作用,摩擦力的大小为20N。故C符合题意。
故选C。
2.A
【解析】
【详解】
A.中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
左右,故A符合题意;
B.物理书10张纸的厚度约为1mm,一张纸的厚度为0.1mm,故B不符合题意;
C.体育课上投掷的铅球质量在为4kg左右,实心球的质量比铅球的质量小,约为2kg左右,故C不符合题意;
D.光在真空中传播的速度为3×108m/s,故D不符合题意。
故选A。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
塑料片两端挂等重的钩码,受到的力的大小相等,此时塑料片受到的两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,且作用在同一物体上,这两个力彼此平衡,是一对平衡力,原本静止的塑料片受平衡力作用,故仍然保持静止。
故选C。
4.C
【解析】
【详解】
A.力的作用是相互的,运动员用脚踢足球时,球也给脚力的作用,故A错误;
B.一对相互作用力,大小相等,球给头的力与头给球的力相等,故B错误;
C.力可以使物体运动状态发生变化,运动员用力踢球和头顶球,使球的运动状态发生了改变,故C正确;
D.运动员用力踢球和头顶球,使球的运动方向发生了改变,球的速度也会变化,故D错误。
故选C。
5.B
【解析】
【分析】
本题考查物理量的估测,根据所学知识和生活中的常见量分析求解。
【详解】
A.初中生的质量约为50kg,所受重力约为500N,故A项不符合题意;
B.让人感觉舒适而温暖的教室内温度约为25℃,故B符合题意;
C.空气的密度在1.3kg/m3左右。教室的长、宽、高分别在9m、8m、3.5m左右,教室中空气的质量约为
故C不符合题意。
D.学生在校园内步行的速度约为1.5m/s,故D不符合题意。
故选B。
6.A
【解析】
【详解】
A.列车受到的重力和铁轨对它的支持力大小相等、方向相反、同一直线,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故A正确;
B.惯性大小只与物体的质量有关,列车由静止变为运动,列车的质量没有改变,则列车的惯性大小也不变,故B错误;
C.坐在列车上的乘客相对于车站来说,其位置发生了变化,所以列车上的乘客相对于车站是运动的,故C错误;
D.列车由运动变为静止,说明力是改变物体运动状态的原因,而不能说明物体的运动要靠力来维持,故D错误。
故选A。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对平衡力,故A错误;
B.小雪对滑雪板的压力作用在滑雪板上,小雪受到的重力作用在小雪上不满足平衡力作用在同一物体上的条件,不是平衡力,故B错误;
C.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,改变了小雪的运动状态,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D.小雪在水平滑道滑向终点时,停止用力不能立即停下来是因为她仍具有运动的惯性,故D正确。
故选D。
8.D
【解析】
【详解】
形状规则且质量分布均匀的物体,其重心位于几何中心,均匀的圆球、方板、直棒由于形状规则,则重心均位于几何中心上,均匀的圆锥,由于形状不规则,重心应位于质量分布较大的部位,不位于底面中心,故选D。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
竹蜻蜓受重力和支持力处于静止状态,支持力和重力是一对平衡力,重力的方向始终竖直向下,所以竹蜻蜓所受支持力的方向是竖直向上的。
故选D。
10.C
【解析】
【详解】
A.因为木块A处于静止状态,根据二力平衡,则木块受到的摩擦力大小等于T,故A错误;
B.因为长木板做匀速直线运动,根据二力平衡的知识,长木板受到的摩擦力大小等于F,因为长木板同时受到木块与地面给的摩擦力,两个摩擦力的合力为F,由A选项可知,F不等于T,故B错误;
C.若只将F改为 2F ,木块仍然静止,根据二力平衡的知识,木块A受到的摩擦力大小不变,故C正确;
D.摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,若使长木板以 2v 的速度向左匀速运动,长木板受到的摩擦力大小不变,故D错误。
故选C。
11. 作用点 运动状态
【解析】
【详解】
[1]用水平力轻轻推动矿泉水瓶底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;用等大的水平力轻推瓶盖,瓶子翻了。两种情况,推力的作用点不一样,力的作用效果也不一样,这表明力的作用效果与力的作用点有关。
[2]“瓶子翻了”说明瓶子由静止状态变为运动状态。由此说明力改变了瓶子的运动状态。
12. 重力 前
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]地球附近的物体受到重力的作用,返回舱进入大气层一段时间后,受到重力的作用,下降越来越快,为了实现软着陆,在接近地面的阶段会向舱体运行的方向喷出气体,根据力的作用是相互的,返回舱获得一个相反的作用力,从而降低速度,实现软着陆,使得返回舱更有效减速。
13.相互
【解析】
【详解】
当一个物体给另一个物体一个作用力的同时也会受到另一个物体对它的反作用力。因为力的作用是相互的,坐在船上的人,用力推另一只船,船就相互远离而去。
14. 惯性 停在空中
【解析】
【详解】
[1][2]竖直向上抛出一个小球,由于小球原来处于运动状态,抛出后小球由于惯性还会继续向上运动一段距离;由于小球在最高点时速度为0,若此时受到的力全部消失,据牛顿第一定律可知,小球将处于静止状态,停在空中。
15. 10 25
【解析】
【详解】
[1]对B进行受力分析,其受到了向上的拉力与向下的重力,物体B匀速,处于平衡态,故绳子对B的拉力与物体B的重力是平衡力,故拉力的大小为10N,对A进行受力分析,其受到了向左的摩擦力和拉力,物体A也是匀速运动,故拉力的大小等于摩擦力的大小等于10N。
[2]当把物体C放在A上,再用一水平向左且大小为24N的力F拉A,物体A向左匀速,则对A进行受力分析,A受到向右的绳子的拉力,其大小为10N,向右的摩擦力,向左的拉力,而A处于平衡态,故A所受到的摩擦力为
根据当只有物体A时,摩擦力为10N,把物体C放在A上,摩擦力的大小为14N,故根据接触面的粗糙程度不变,列等式
经整理可知
解得
16. 胡克定律 弹性限度 劲度系数 无关
【解析】
【详解】
(1)[1]弹簧测力计产生的弹力与伸长量成正比,所以它的工作原理遵从胡克定律。
(2)[2]如果超过了弹性限度,弹簧产生的弹力与伸长量不再成正比;所以,使用弹簧测力计时,注意不能超过它的量程,是为了避免超过弹簧的弹性限度。
(3)[3][4]由题可知,弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力,它是由弹簧自身的粗细、长短、材料决定的,与它受力的大小无关。
17. 见详解 见详解 见详解 见详解 最大测量值 方向一致 垂直
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3][4]用一根带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的图叫力的示意图,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的箭头表示力的方向,在同一图中,线段的长短表示力的大小或用数字表示。
(1)[5]观察弹簧测力计的量程和分度值,测量的力不能超过它的最大测量值,否则测力计损坏。
(3)[6]使用时力的方向应与弹簧的轴线方向一致,减小摩擦力。
(4)[7]读数时,视线应与刻度板面垂直,读数准确。
18. 受到 不变 C 188 抛出去的物体不会落回地面
【解析】
【详解】
(1)[1]根据短文可知,失重环境中物体的重力仍然存在;所以失重状态下的人造地球卫星受到重力作用。
[2]物体所含物质的多少叫做质量,质量与位置无关,人造卫星在太空和在地球上所含物质的多少没有发生变化只是位置发生变化,所以质量不变。
(2)[3]用秒表测时间,探究平面镜成像实验,用刻度尺测书本长度三个实验均与重力无关,所以可以在完全失重空间中进行实验;用弹簧测力计测量物体的重力与重力有关,无法让弹簧伸长,故不能在完全失重空间中进行实验。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[4]由题知,在距离地面200km的高度时
一个在地面上20kg的物体,在距离地面200km的高度所受的重力
G′=mg′=20kg×9.4N/kg=188N
(4)[5]假如地球失去重力,物体不受地球的吸引,那么抛出去的物体不会落回地面。
19. D 等于 0 非平衡 1 6.1 不同 相同 相同
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由丁图可知,小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度是先变大后变小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[2]由丁图可知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当=0.1m时,小球的速度最大,然后减小,说明当=0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。
[3][4]由丁图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为0m/s,此时弹簧的形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,弹力大于重力,小球处于非平衡状态,将加速上升。
(3)[5]当=0.1m时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,根据题意有
[6]由丁图可知,弹簧的最大缩短量为0.61m,所以最大弹力
(4)[7][8][9]想要探究小球下落压缩弹簧时,弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系时,需要根据控制变量法的思想使质量不同的小球从相同高度自由下落,压缩相同的弹簧,测出弹簧的最大压缩量。
答案第1页,共2页
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