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第八章 运动和力
1.(2021 株洲)快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞,车身很快停止运动,安全气囊被弹出并瞬间充满气体,如图所示。安全气囊的作用之一是增大( )
A.司机的动能 B.司机的惯性
C.司机受到的压强 D.司机的受力面积
2.((2021 毕节市)如图所示,小刚同学用水平推力推静止在平直公路上的汽车,没有推动。下列说法正确的是( )
A.因为汽车静止,失去了惯性,所以汽车未被推动
B.因为推力小于汽车所受的阻力,所以汽车未被推动
C.虽然汽车未被推动,但推力一定等于汽车的重力
D.虽然汽车未被推动,但推力等于汽车所受的阻力
3.(2022 南充)粗糙水平面上一木箱重200N,当用50N的水平推力推木箱时,木箱静止不动,此时木箱受到水平方向的摩擦力为 N;当用100N的水平推力推木箱时,木箱恰能做匀速直线运动;当用150N的水平推力推木箱时,木箱受到水平方向的摩擦力为 N。
4.(2021 荆门)小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端,然后在三种水平表面上滑行,如图所示。
(1)实验中,每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是使小车到达斜面底部时具有相同的 ,本实验用到的实验方法是 。
(2)实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最 。
(3)假设水平面绝对光滑,小车不受任何阻力,小车从斜面上滑下后会在水平面上做 直线运动(选填“匀速”“减速”或“加速”)。
(4)用图丙所示装置,让同一小车从斜面的不同高度由静止开始自由下滑,与另一辆放置在水平板上的小车相撞,则还可以探究小车 的关系(选填答案序号:A.动能与质量 B.动能与速度 C.势能与质量)
参考答案:(1)D;2.D; 3.50;100; 4.(1)初速度;控制变量法;(2)小;(3)匀速;(4)B.
易错点1 误认为在空中飞行的足球,仍受到脚对它的作用力。
典例1:(2021 亭湖区三模)如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是( )
A.球被脚踢的过程中,只受到人脚的作用力
B.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
C.脚踢球使球飞出去,说明力是物体运动的原因
D.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
【错解】选C,理由:球在力的作用下,球飞出去,说明力是物体运动的原因。
【析错】(1)对球进行受力分析可判断其受力情况;(2)力的作用是改变物体的运动状态,物体运动不需要力维持;(3)物体不受力或受平衡力运动状态不变;物体受力。,不平衡时,运动状态一定改变;(4)运动的物体若不受任何力的作用时,将做匀速直线运动状态。
【正解】选B,理由:A、球被脚踢的过程中,同时受到人脚的作用力和重力,故A项错误;B、足球在空中运动过程中,受到竖直向下的重力和空气阻力的作用,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变。故B项正确;C、脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态。故C项错误;D、空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,但不一定是水平方向。故D项错误。故选:B。
易错点2 拉着小球匀速上升,若撤去拉力,误认为小球会立即向下运动。
典例2:(2021春 河北期末)如图所示,一物体在外力F的作用下,以5m/s的速度做匀速直线运动,如果突然将F力撤去,则物体( )
A.立即停止
B.继续以5m/s的速度做匀速直线运动
C.先向右运动,然后向左运动
D.继续向右运动,但速度逐渐减小直至停止
【错解】选B,理由:由牛顿第一定律可知,当物体不受外力作用时时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【析错】当物体的运动方向与合力方向一致时,物体做加速运动;当物体的运动方向与合力方向相反时,物体将做减速运动。
【正解】选D,理由:当物体匀速运动时,拉力F与摩擦力是平衡力。当拉力F撤去后,摩擦力大小不变,方向水平向左,物体由于具有惯性向右运动,但由于摩擦力的原因,运动速度逐渐减慢,最后完全停止下来。故选:D。
易错点3 运动的物体若所受外力全部消失,误认为物体会静止。
典例3:(2020 镇平县模拟)如图所示,将一辆小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,小车在轻绳的拉力作用下沿着桌面做匀速直线运动、若突然剪断轻绳,则小车( )
A.将运动得越来越慢
B.受到的摩擦力随之减小
C.将继续处于平衡状态并保持匀速直线运动
D.将受到静摩擦力
【错解】选C,理由:运动的物体若所受外力全部消失,物体保持原来的运动状态,而忽略了小车受到摩擦阻力的作用。
【析错】(1)小车匀速运动,说明小车受到的力是平衡力。竖直方向上重力和支持力是平衡力,水平方向上拉力和摩擦力是平衡力,据此分析,剪短轻绳后小车的受力情况,进而判断其运动状态。(2)影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,据此分析,剪短轻绳后小车受到的摩擦力的变化情况。(3)静摩擦力是当相互接触的两个物体相对静止,但是存在着相对运动的趋势时,在接触面之间会产生一个阻碍相对运动的力,这个力就是静摩擦力静摩擦力。
【正解】选A,理由:AC、由小车沿桌面做匀速直线运动可知,小车受到平衡力的作用,在竖直方向上受到的重力和支持力是平衡力;在水平方向上受到的拉力和摩擦力是平衡力。若突然剪短轻绳,拉力消失,在水平方向上运动的小车只受到向左的摩擦力,由于摩擦力方向与小车运动的方向相反,所以小车做减速运动,速度越来越慢。故A正确,C错误;B、影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,当突然剪短轻绳时,小车对接触面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以受到的摩擦力大小不变。故B错误;D、由于小车不能立即停下来,而是依然处于运动状态,所以受到的摩擦力不是静摩擦力。故D错误。故选:A。
易错点4 混淆平衡力与相互作用力。
典例4:(2022 海沧区校级一模)如图所示,无风时,静止在空中缆索上的缆车,下列说法中正确的是( )
A.缆车受到的重力和缆索对缆车的拉力是一对平衡力
B.缆车受到的重力和缆车对缆索的拉力是一对平衡力
C.缆车受到的重力和缆索对缆车的拉力是一对相互作用力
D.缆车受到的重力和缆车对缆索的拉力是一对相互作用力
【错解】选B,理由:缆车受到的重力和石缆车对缆索的拉力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力.
【析错】(1)平衡力满足的条件是:“同一物体”、“大小相等”、“方向相反”、“在同一直线上”。
(2)物体间力的作用是相互的,这是发生力的作用时具有的特点;相互作用力的特点是: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。
【正解】选A,理由:A、缆车受到的重力和缆索对缆车的拉力满足平衡力的条件,是一对平衡力,故A正确;B、缆车受到的重力和缆车对缆索的拉力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;C、缆车受到的重力和缆索对缆车的拉力是一对平衡力,故C错误;D、缆车受到的重力的施力物体是地球,受力物体是缆车;缆车对缆索的拉力的施力物体是缆车,受力物体是缆索,两个力不满足相互作用力的条件,故D错误。故选:A。
知识点一:牛顿第一定律及惯性
1.伽利略斜面实验
(1)三次实验小车都从斜面顶端滑下的目的是使小车到达水平面的速度相同。
(2)实验结论:在同样条件下,平面越光滑,小车前进得越远。
(3)伽利略的推论是:在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
2.牛顿第一定律
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。
2理(1)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而得出来的,且经受住了实践的检验,所以成为大家公认的力学基本定律之一。但是我们周围的物体不受力是不可能的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
(2)物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,将以不变的速度做匀速直线运动。
(3)牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,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。
3.惯性:
(1)定义:物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
(2)理惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度大小等无关。
惯性不是力,力有三要素,而惯性只有大小,因此在惯性前面加上“产生”、“出现”、“受到”、“克服”等词语都是错误的,也不能说惯性作用。
知识点二:二力平衡
1.平衡力:物体受到几个力的作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,此时所受到的力是平衡的。
2.平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动状态也叫平衡状态。
3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、在同一条直线上,这两个力彼此平衡。
4.平衡力与相互作用力的区别与联系:
二力平衡 相互作用力
不同点 作用在同一个物体上,可以是不同性质的力;其中一个力消失,另一个力不受影响 作用在不同的物体上,是相同性质的力,这两个力同时存在,同时消失
5.力和运动状态的关系:
物体受力条件 物体运动状态 说明
力不是产生(维持)运动的原因
受非平衡力 合力不为零 力是改变物体运动状态的原因
当合力的方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力的方向与运动方向相反时,物体做减速运动;当合力的方向与运动方向不在一直线上时,物体做曲线运动。
知识点三:摩擦力
1.摩擦力
(1)定义:两个互相接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,叫做摩擦力。
(2)分类:摩擦力
(3)方向:摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。(不是与运动的方向相反)
(4)影响因素:滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系。压力越大、接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。滑动摩擦力的大小与接触面积的大小、物体运动的快慢无关。
(5)改变摩擦力的方法:
①增大摩擦力的方法有:增大压力、增大接触面粗糙程度、变滚动为滑动。
②减小摩擦方法有:减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动(滚动轴承)、使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬浮)。
2. 滑动摩擦力的测量:
(1)实验原理:二力平衡
(2)实验方法:控制变量法
(3)实验步骤:①把木块放在水平长木板上,用测力计拉着木块在水平方向上做匀速直线运动,读出测力计的示数即等于滑动摩擦力的大小,更换不同的粗糙表面重复实验,比较拉力大小得出结论。
②控制表面粗糙程度不变,改变压力,重复上述实验,比较拉力得出结论。
(4)实验结论:滑动摩擦力的大小与压力,接触面的粗糙程度有关,与物体接触面积、物体运动速度大小等无关。
知识点一:惯性 运动和力的关系
典例1:(2022 苏州二模)如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、C两点间来回摆动。下列说法正确的是( )
A.若小球摆到B点时,细线恰好断开,小球将竖直下落
B.若小球摆到B点时,所有力都突然消失,小球将沿水平方向做匀速直线运动
C.若小球摆到C点时,细线恰好断开,小球将保持静止状态
D.若小球摆到C点时,所有力都突然消失,小球将做匀速直线运动
【考查方向】力与运动的关系;牛顿第一定律.
【名师点睛】(1)当物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;物体在非平衡力的作用下运动状态发生改变;(2)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,惯性是物体的一种属性;(3)力和物体运动的方向不在同一条直线上时会做曲线运动。
【答案】B
【解析】A、当小球摆到B点时,速度不为0,细线恰好断开,小球由于惯性水平向右有速度,同时由于受到重力作用,小球有竖直方向的速度,则小球将做曲线运动,故A错误;B、小球在B点时,速度不为0,外力突然消失,根据牛顿第一定律可知,小球做水平向右的匀速直线运动,故B正确;CD、当小球摆到最高点C时,若细线恰好断开,则小球只受到重力的作用,由于重力的方向是竖直向下的,所以小球会竖直向下落;此时的速度为0,若所有力都消失,则小球将保持静止状态,故C错误,D错误。故选:B.
典例2:(2022春 滦南县期中)如图1所示,小明将盛有水的烧杯放在小车上,推着小车水平向右做匀速直线运动时,烧杯中的水面应是图 (选填“1”、“2”或“3”)的形状;若此时小车突然刹车减速,烧杯中的水面应是图 (选填“1”、“2”或“3”)的形状,做出上述判断的依据是 (选填“水”或“烧杯”)具有惯性。
【考查方向】惯性现象
【名师点睛】水在烧杯里和车一起向右匀速直线运动,当车进行匀速直线运动时,烧杯和水都保持原来的运动状态,水面没有发生改变;当车进行加速直线运动时,烧杯和车之间存在摩擦随车一起加速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向车行方向相反的方向倾。当车进行减速直线运动时,烧杯和车之间存在摩擦随车一起减速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向车行方向倾。
【答案】1;2;水。
【解析】如图1,原来水在烧杯里很平稳,保持相对静止,因此水、水杯和车一起向右匀速直线运动;小车突然刹车减速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向右倾,应该是图2的形状;作出以上判断的依据是水具有惯性,保持原来的运动状态不变,当烧杯运动状态改变时,会出现不同的形状。故答案为:1;2;水。
知识点二:二力平衡
例2:(2021 黑龙江)小明用水平方向的力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,关于小明对桌子的推力与桌子受到摩擦力的关系,下列说法正确的是( )
A.推力小于摩擦力 B.推力大于摩擦力
C.推力等于摩擦力 D.不能确定两者的大小关系
【考查方向】二力平衡条件的应用.
【名师点睛】桌子没动,就是静止。即处于平衡状态受平衡力。两平衡力大小相等。
【答案】C
【解析】由于桌子没有推动,桌子处于静止状态,在水平方向上所受的推力与摩擦力是一对平衡力。所以摩擦力等于推力。故A、B、D错误。故选:C。
典例4:(2021 鄂尔多斯)如图是一款消毒机器人,消毒液储于机器人箱体内部。下列说法正确的是( )
A.机器人对地面的压力和机器人受到的重力是相互作用力
B.机器人匀速直线前进时,所受牵引力和阻力是一对平衡力
C.喷洒药液消毒过程中,机器人的惯性大小保持不变
D.机器人边前进边消毒时,与地面间摩擦力大小不变
【考查方向】平衡力和相互作用力的区分、惯性。
【名师点睛】(1)二力平衡的条件:同体、等大、反向、共线;(2)相互作用力的特点:等大、反向、共线,作用在不同的物体上;(3)惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和物体的受力情况无关。
【答案】B
【解析】A、机器人对地面的压力和机器人受到的重力方向相同都是向下的,不是相互作用力,故A错误;B、机器人匀速直线前进时,处于平衡状态,机器人所受牵引力和阻力是一对平衡力,故B正确;C、惯性的大小与质量有关,喷洒药液消毒过程中,质量减小,机器人的惯性减小,故C错误;D、机器人边前进边消毒时,质量减小,重力减小,机器人对地面的压力减小,由于接触面的粗糙程度不变,所以机器人与地面间摩擦力变小,故D错误。故选:B。
知识点三:探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关
典例5:(2021 湘潭)用如图所示的装置探究滑动摩擦力大小与什么有关时,下列说法错误的是( )
A.探究与压力大小的关系时,可在木块上加砝码
B.探究与接触面积大小的关系时,可将木块侧放
C.木块运动的速度越大,滑动摩擦力越大
D.本实验用到了控制变量法
【考查方向】探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验;摩擦力大小的影响因素.
【名师点睛】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,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,据此分析。
【答案】C
【解析】A、探究与压力大小的关系时,需要控制接触面的粗糙程度不变,增大压力,所以可在木块上加砝码,故A正确;B、探究与接触面积大小的关系时,需要控制压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,可将木块侧放,改变接触面的大小,故B正确;C、滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,故C错误;D、影响滑动摩擦力大小的因素有两个,实验中采用的是控制变量法,故D正确。故选:C。
知识点四:增大减小摩擦的方法
典例6:(2021 淄博)攀岩运动能强身健体,提高协调能力。其独特的魅力吸引着越来越多的人参与。下列攀岩设备或动作与增大摩擦无关的是( )
A.攀登鞋采用特殊的橡胶,且攀登时与岩石贴合紧密
B.攀岩者随身携带的粉袋,方便手掌出汗时蘸取镁粉
C.攀岩者攀登时,脚用力蹬紧岩石
D.攀岩者佩戴宽厚的腰带,安全又舒适
【考查方向】增大或减小摩擦的方法.
【名师点睛】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。逐个分析选择项,然后与增大摩擦的方法对应。
【答案】D
【解析】A、攀登鞋采用特殊的橡胶,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A不符合题意;B、攀岩者手掌出汗时蘸取镁粉,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B不符合题意;C、攀岩者攀登时,脚用力蹬紧岩石,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故C不符合题意;D、攀岩者佩戴宽厚的腰带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,与增大摩擦无关。故D符合题意。故选:D。
知识点五:阻力对物体运动影响的探究实验
典例7:(2021 昆明)为了探究力与运动的关系,先后三次让同一滑块从同一斜面的顶端由静止滑下,分别滑到表面粗糙、表面比较平滑和表面很平滑的水平面上,这样做的目的是为了研究在阻力 时,滑块在水平面上运动距离的情况,观察到的现象是 ,由此可推理得出 。
【考查方向】阻力对物体运动影响的探究实验。
【名师点睛】(1)同一滑块从同一斜面的顶端由静止滑下的目的是使滑块到达水平面的速度相同。
(2)水平面的粗糙程度不同,滑块受到的阻力不同,当初速度相同时,滑块在越光滑的水平面上,运动的距离越远;(2)若滑块在水平面上不受阻力的作用,滑块将做匀速直线运动。
【答案】不同;滑块在越光滑的水平面上,运动的距离越远;若滑块在水平面上不受阻力的作用,滑块将做匀速直线运动。
【解析】同一滑块从同一斜面的顶端由静止滑下的目的是使滑块到达水平面的速度相同。同一滑块对水平面的压力相同,水平面越光滑,滑块受到的阻力越小,当初速度相同时,滑块运动的距离越远;若滑块在水平面上不受阻力的作用,滑块将做匀速直线运动。故答案为:不同;滑块在越光滑的水平面上,运动的距离越远;若滑块在水平面上不受阻力的作用,滑块将做匀速直线运动。
第八章 力与运动 过关训练测试卷
一.选择题(共8小题,满分16分,每小题2分)
1.(2分)打羽毛球是同学们喜爱的体育活动,下列与这项活动有关的说法正确的是( )
A.发球时,球拍对羽毛球施加了力,羽毛球对球拍没有力的作用
B.羽毛球飞行的速度越大惯性越大
C.羽毛球运动到最高点时,不受任何力的作用
D.迎面飞来的羽毛球被球拍挡回,说明力可以改变物体的运动状态
2.(2分)图示为小张测量体重时的情景,静止时体重计对他的支持力为F1,他对体重计的压力为F2,他受到的重力为G,则( )
A.F2与G是一对平衡力
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2是一对相互作用力
D.F1与G是一对相互作用力
3.(2分)关于力和运动,下列说法正确的是( )
A.物体受到力的作用时运动状态一定改变
B.在平衡力作用下物体一定处于静止状态
C.手拉长橡皮筋,说明力可以使物体发生形变
D.绕操场匀速转动的玩具电动车处于平衡状态
4.(2分)2022年5月10日凌晨,“天舟四号”货运飞船由长征七号运载火箭成功发射,历经数小时飞行后与“天和”核心舱成功对接。下列说法正确的是( )
A.火箭加速上升过程中,受到平衡力的作用
B.以上升的火箭为参照物,地面是静止的
C.“天舟四号”完成对接后,仍具有惯性
D.“天舟四号”绕地球运动过程中,运动状态始终不变
5.(2分)如图是2022年北京冬奥会冰壶项目比赛场景。冰壶投出后,同队队员在冰壶的前方擦刷冰面,形成水膜,使冰壶沿预设轨迹运动。下列说法正确的是( )
A.擦刷冰面是为了增大摩擦
B.冰面上的水膜是液化形成的
C.冰壶离手后仍能前行是由于受到惯性的作用
D.冰壶最终停止是因为力能改变物体的运动状态
6.(2分)如图所示,北京冬奥会比赛项目中相关物理知识描述正确的是( )
A.图甲谷爱凌夺冠决赛中完美旋转时,她受到惯性的作用
B.图乙苏翊鸣完成单板转体,他上升到最高点时受平衡力作用
C.图丙武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态
D.图丁柳鑫宇和王诗玥以如图造型滑行时,王诗玥相对于柳鑫宇是运动的
7.(2分)物理学对其它自然科学产生着重要的影响,引领着人类对自然奥秘的探索,深化着人类对自然界的认识。对下列自然现象认识正确的是( )
A.雄鹰展翅翱翔,利用了伯努利原理
B.高原上不易煮熟食物,是因为海拔越高,气压越低,水的沸点越高
C.蝙蝠飞行时靠次声波来定位
D.鱼体表的黏液是为了增大摩擦
8.(2分)小强和爷爷周末乘车到荣县双溪水库风景区去游玩,下列有关惯性的说法正确的是( )
A.小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
B.汽车紧急刹车时,小强向前倾,是由于受到惯性力的作用
C.驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是由于汽车具有惯性
D.高速公路严禁超速,是因为汽车速度越大,惯性越大
二.多选题(共2小题,满分8分,每小题4分)
(多选)9.(4分)为提倡绿色出行,郑州市许多街道设有公交专用线,其中建设的“BRT”系统一B6路为环线运营线路。单程42km,平均速度80km/h。若该路段在高峰期开小轿车上班的平均速度约40km/h,B6和小轿车均以平均速度行驶,则( )
A.以地面为参照物,司机是静止的
B.乘坐B6路车比开轿车从起点到终点可节约时间31.5min
C.空载和满载时汽车受到地面的摩擦力是不变的
D.在加速或减速时,小轿车的惯性是不变的
(多选)10.(4分)如图所示,射箭运动员射箭时,拉开的弓弦能将箭射出,箭离开弓弦后还能继续飞行至箭靶。小明根据这一现象得出了以下四个结论,其中正确的选项是( )
A.箭没有射出前,受到弓弦的压力
B.弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态
C.箭由于受到惯性作用,离开弓弦后仍能继续飞行
D.在空中飞行的箭不受任何力的作用
三.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.(4分)2021年8月5日,中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军,如图甲所示,在下落过程中忽略空气阻力,她的重力势能转化为 能。2022年2月16日,中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军,如图乙所示,他离开大跳台后由于 ,仍能在空中继续“飞行”。
12.(4分)小军在整理房间时,用平行于水平地面的力推动玩具箱,如图所示。若地面粗糙程度相同,则箱内玩具越重,箱子运动时受到的滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
13.(4分)如图所示,用2N的水平拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,当拉力变为4N时,木块受到的摩擦力为 N。
14.(4分)粗糙水平面上一木箱重200N,当用50N的水平推力推木箱时,木箱静止不动,此时木箱受到水平方向的摩擦力为 N;当用100N的水平推力推木箱时,木箱恰能做匀速直线运动;当用150N的水平推力推木箱时,木箱受到水平方向的摩擦力为 N。
15.(4分)司机发现路前方有障碍物紧急刹车时,坐在车上的人会向 (填“前”或“后”)倾倒,这是因为人具有 。
16.(4分)2022年4月16日,太空“出差”半年的神舟十三号乘组翟志刚、王亚平、叶光富成功返回地球家园。如图是着陆前的场景,在减速降落过程中,返回舱所受合力的方向是向 的。三位航天员的“天宫课堂”还让我们回味无穷,当航天员将实验物品用手推出后,物品能够继续向前运动,这是因为它具有 。
四.作图题(共4小题,满分8分,每小题2分)
17.(2分)如图所示,物体A在水平地面上静止,画出物体A受力的示意图。
18.(2分)一根绳子系着一个小球在竖直平面内摆动。请你作出小球摆动到右边最高点时,小球所受绳子拉力F与重力G的示意图。
19.(2分)如图所示,物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,请画出物体A所受力的示意图。
20.(2分)图示为一个足球静止在水平地面上,请画出它受力的示意图。
五.实验探究题(共3小题,满分20分)
21.(6分)某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小 (选填“等于”、“大于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
(2)通过对比甲、乙两次实验可知:其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)通过对比 两次实验可知:其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系,改变木块的速度,进行实验,记录的实验数据如下表:
实验次数 1 2 3 4
运动速度(m/s) 0.2 0.3 0.4 0.5
测力计的示数(N) 1.2 1.2 1.2 1.2
分析实验数据可知:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度 (选填“有关”或“无关”)。
(5)小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动,于是小伟设计了如图丁所示的实验装置,该装置的优点是 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
22.(6分)实验小组要探究二力平衡条件。实验中每个钩码重力相同,摩擦力忽略不计。
(1)如图甲装置,当左右两端同时各挂两个钩码时,小车静止;当左右两端同时取下一个钩码时,如图乙,小车仍静止;当只在右端增挂一个钩码时,如图丙,小车将做变速运动,此时F5 (选填“大于”、“小于”或“等于”)F6。由此可知二力平衡的条件之一是 。
(2)在图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,松手后,观察小车的情况,这样做是探究什么问题?
23.(8分)某同学用如图甲所示的实验装置“研究影响滑动摩擦力大小的因素”:
(1)用弹簧测力计 拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动。根据前面学过的 的知识,可知弹簧测力计所显示的对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力的大小。
(2)比较 两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)在进行A实验时,该同学使木块先后两次沿木板滑动相同的距离,图乙是他两次拉动。同一木块得到的距离随时间变化的图象,则木块第1次运动时受到的拉力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第2次运动时受到的拉力。
(4)该同学将实验方法进行了改进,实验装置如图丙所示,保持木块B相对于地面静止,在水平拉力F的作用下,拉动长木板A向右运动,请在图丙中画出木块B对长木板A的摩擦力的示意图。
六.综合能力题(共1小题,满分8分,每小题8分)
24.(8分)某次演练中,直升机悬停于高空:
(1)总质量为80kg(含伞)的伞兵,其总重量为 N。
(2)跳伞后竖直降落。其速度v与时间t的关系如图所示,请你根据图象回答下列问题;(g取10N/kg)
①在跳出飞机到打开降落伞这段时间里,伞兵从高处下落,伞兵做 直线运动(选填“加速”或“匀速”),这时伞兵受到的重力 阻力(选填“大于”。“等于”或“小于)。
②伞兵是在第 s的时刻打开降落伞的。
③在最后阶段,伞兵匀速直线下降,此时受到的阻力为 N,在这段时间里,伞兵下降了 m。
七.计算题(共2小题,满分16分,每小题8分)
25.(8分)如图所示是某大学设计的“都市蚂蚁”概念车,这款汽车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。(g=10N/kg)
(1)若这款车质量为400kg,车内驾驶员的质量为60kg,地面对车的支持力是多少?
(2)若在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车总重的0.4倍,车受到的牵引力是多少?
26.(8分)小张一家人驾驶汽车外出游玩。已知汽车(包括车上的人和物品)的总重力为8×104N,在平直公路上匀速行驶48km,用时0.6h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车(包括车上的人和物品)总重力的0.05倍。(g=10N/kg)求:
(1)该汽车行驶的速度
(2)该汽车的总质量;
(3)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力。
第八章 力与运动 过关训练测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题,满分16分,每小题2分)
1.【解答】A、根据力的相互性可知,球拍对羽毛球施力的同时,也受到球对球拍的作用力,故A错误;
B、惯性是指物体具有保持原来运动状态的性质,质量是物体惯性大小的量度,跟物体的运动状态无关,故B错误;
C、羽毛球在空中运动时受重力和阻力作用,达到最高点时速度为零,但所受重力不变,故C错误;
D、迎面飞来的羽毛球被球拍挡回时,球拍对球的力使其运动状态改变,故D正确。
故选:D。
2.【解答】A、他对体重计的压力F2的受力物体为体重计,他的重力的受力物体为小张,这两个力作用在两个物体上,故F2与G不是一对平衡力,故A错误;
B、小张静止,处于平衡状态,体重计对他的支持力F1的受力物体为小张,他对体重计的压力为F2的受力物体为体重计,F1与F2作用在两个物体上,故F1与F2不是一对平衡力,F1与F2大小相等,方向相反,作用在一条直线上,是一对相互作用力,故B错误、C正确;
D、体重计对他的支持力F1的受力物体为小张,他的重力的受力物体为小张,且这两个力作用在同一个物体上,故F1与G是不一对相互作用力,故D错误。
故选C。
3.【解答】A、物体受到非平衡力作用时,运动状态一定改变,而物体受到平衡力作用时,运动状态不会发生变化,故A错误;
B、在平衡力作用下,物体可能静止,也可能做匀速直线运动,故B错误;
C、用力可以把橡皮筋拉长,橡皮筋的形状发生改变,说明力可以使物体发生形变,故C正确;
D、绕操场匀速转动的玩具电动车运动方向一直发生变化,所以不是平衡状态,故D错误。
故选:C。
4.【解答】A、火箭在加速上升时,处于非平衡状态,受到非平衡力作用,故A错误;
B、以上升的火箭为参照物,地面与火箭之间的位置发生了改变,则地面是运动的,故B错误;
C、一切物体在任何时候都有惯性,“天舟四号”完成对接后,仍具有惯性,故C正确;
D、“天舟四号”绕地球运动过程中,运动方向始终改变,所以其运动状态始终改变,故D错误。
故选:C。
5.【解答】A、比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力,故A错误;
B、冰面上的水膜是固态的冰变成液态的水,属于熔化,故B错误;
C、冰壶离开手后仍能继续向前滑行,是由于冰壶具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、冰壶最终停止,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选:D。
6.【解答】A、惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、苏翊鸣上升到最高点时排球只受重力作用,所以受力不平衡,故B错误;
C、武大靖蹬地加速通过弯道,是由于力改变了他的运动状态,故C正确;
D、以柳鑫宇为参照物,王诗玥相对于柳鑫宇的位置没发生变化,所以王诗玥相对于柳鑫宇是静止的,故D错误。
故选:C。
7.【解答】A、伯努利原理:流体流速越大的对方,压强越小。雄鹰身体呈流线型,飞翔时上方流速大于下方流速,上方压强小,才能使雄鹰向上飞,故A正确;
B、液体的沸点跟气压有关,海拔变高,气压减小,沸点降低,故B错误;
C、蝙蝠飞行时靠超声波来定位,故C错误;
D、鱼体表的黏液是为了减小摩擦,故D错误;
故选:A。
8.【解答】A、小强和爷爷都系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性带来的伤害,但不能减小惯性,故A错误;
B、行驶中的汽车紧急刹车时,小强会向前倾,是由于人具有惯性,但惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;
C、驾驶员踩刹车后,汽车仍向前滑行了一段距离,是因为汽车具有惯性,故C正确;
D、物体的惯性大小只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关;高速公路严禁超速,是因为速度越大,动能越大,当遇到紧急情况刹车时,克服摩擦做的功多,制动距离远,容易发生交通事故,故D错误。
故选:C。
二.多选题(共2小题,满分8分,每小题4分)
9.【解答】A.以地面为参照物,司机是运动的,故A错误;
B.B6路公交车从起点到终点的时间为t公交车===0.525h=31.5min,
开轿车从起点到终点时间为t轿车===1.05h=63min,
则乘坐B6路车比开轿车从起点到终点可节约时间t轿车﹣t公交车=63min﹣31.5min=31.5min,故B正确;
C.空载时对地面的压力小于满载时的压力,接触面的粗糙程度不变时,空载时受到的摩擦力小于满载时受到的摩擦力,故C错误;
D.惯性是物体固有的属性,其大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。惯性大小与物体的运动状态等无关,故D正确。
故选:BD。
10.【解答】A、箭没有射出前,箭与弓弦相互挤压,弓弦发生形变,产生弹力,箭受到弓弦的弹力即压力,故A正确;
B、弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动,改变了箭的运动状态,故B正确;
C、射出去的箭能够继续向前运动,是因为箭具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故C错误;
D、在空中飞行的箭受重力和空气阻力的作用,故D错误。
故选:AB。
三.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.【解答】在下落过程中忽略空气阻力,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能;
运动员离开大跳台后,由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能在空中继续飞行。
故答案为:动;惯性。
12.【解答】小军在整理房间时,用平行于水平地面的力推动玩具箱,如图所示。若地面粗糙程度相同时,则箱内玩具越重,压力越大,箱子运动时受到的滑动摩擦力越大。
故答案为:大。
13.【解答】拉力为2N,拉动木块做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,f=F=2N;
当拉力为4N时,木块对水平桌面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为2N,此时木块将做加速运动。
故答案为:2。
14.【解答】木箱受到50N的水平推力时,木箱处于静止状态,在水平方向上木箱受到推力和静摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则木箱受到的静摩擦力f=F=50N。
木箱受到100N水平推力时,木箱恰好做匀速直线运动,在水平方向上木箱受到推力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则木箱受到的滑动摩擦力f滑=F'=100N。
如果水平推力变成150N,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力的大小仍然是100N。
故答案为:50;100。
15.【解答】司机发现路前方有障碍物紧急刹车时,坐在车上的人下半身随车一起速度减小而停止,而上半身由于惯性保持原来的状态继续向前运动,所以乘客身体要向前倾倒。
故答案为:前;惯性。
16.【解答】返回舱在减速降落过程中,返回舱所受合力的方向是向上的;当航天员将实验物品用手推出后,物品由于惯性,继续保持原来的运动的状态向前运动。
故答案为:上;惯性。
四.作图题(共3小题,满分6分,每小题2分)
17.【解答】物体A在水平地面上静止,受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力的作用,作用点均在重心上,据此画出物体A受力的示意图,如图。
18.【解答】绳子的拉力作用在小球上,方向沿绳子向上;重力的方向竖直向下,作用在物体的重心上。从小球的重心(球心)开始,分别沿拉力和重力的方向画一条有向线段,并在线段末尾分别表上字母F和G,即为小球所受绳子拉力F与重力G的示意图,如图所示:
19.【解答】物体A与弹簧连接,静止在光滑的斜面上,则物体A不受摩擦力,过物体A的重心分别画出平行于斜面向上的弹力,竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力,如图所示:
20.【解答】足球静止在水平草地上,处于平衡状态,受到重力G和支持力F是一对平衡力,大小相等、方向相反,从足球的球心O,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,注意两条线段的长度要相等,并分别标上符号G、F,如图所示:
五.实验探究题(共3小题,满分20分)
21.【解答】(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使其在水平桌面上做做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,可知拉力的大小等于滑动摩擦力的大小;
(3)由图可知,在接触面的粗糙程度相同时,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大故需要对比甲、丙;
(4)从表格中的数据可以看出,四次实验中木块运动的速度越来越大,而拉力的大小却始终不变,因此摩擦力的大小与运动的速度无关;
(5)丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
故答案为:(1)等于;(3)甲、丙;(4)无关;(5)不需要。
22.【解答】(1)根据二力平衡的条件可知,图甲小车静止,此时F1、F2的方向相反,大小相等;
图乙小车仍静止,此时F3等于F4;图丙,当右端再挂上一个钩码时,小车做变速运动,此时F5小于F6;由此可知相互平衡的两个力必须大小相等;
(2)图甲实验的基础上,将小车扭转一个角度,力的方向不在一条直线上,松手后小车会发生转动,这样做可以探究作用在同一物体上但不在同一直线上的两个力,能否平衡?
故答案为:(1)小于;大小相等;(2)探究平衡力是否在同一直线上。
23.【解答】(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的摩擦力大小相等;
(2)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力相同,只改变接触面的粗糙程度,比较B、C两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(3)从图像中可看出,相同时间第一次通过路程大于第二次,所以第一次实验的速度大于第二次的速度,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,两次压力相同,接触面的粗糙程度相同,滑动摩擦力相同,故两次实验的拉力相等;
(4)实验装置如图丙所示,B相对于地面处于静止状态,受到的测力计的拉力(水平向左)与A施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,则B所受滑动摩擦力方向水平向右;
以A为研究对象,根据力的作用是相互的可知,B对A的摩擦力方向水平向左,A受到地面的摩擦力方向水平向左,
如下图所示:。
故答案为:(1)水平;二力平衡;(2)BC;(3)等于;(4)如上图。
六.综合能力题(共1小题,满分8分,每小题8分)
24.【解答】(1)伞兵的重力:G=m9=80kg×10N/kg=800N
(2)①由图象知,伞兵跳出飞机到打开降落伞这段时间里,伞兵从高处下落,伞兵的速度不断增大,伞兵的重力大于阻力,伞兵进行加速直线运动;
由图象知,伞兵在15s前是加速,在15s后是减速,所以伞兵在第15s时打开降落伞。
②③伞兵匀速直线下降,伞兵受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力作用,这两个力是平衡力,大小相等,所以阻力是800N,由图象知,伞兵匀速直线运动时,速度是10m/s,时间是40s﹣25s=15s,
伞兵匀速直线运动的距离:s=vt=10m/s×15s=150m。
故答案为:(1)800;(2)加速;大于;15;800;150。
七.计算题(共2小题,满分16分,每小题8分)
25.【解答】(1)车和驾驶员的总质量为:m总=m人+m车=60kg+400kg=460kg;
总重力为:G总=m总g=460kg×10N/kg=4600N;
因为地面对车的支持力与车和驾驶员的总重力是一对平衡力,大小相等,所以地面对车的支持力为4600N;
(2)若在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车总重的0.4倍,车受到的阻力为:f=0.4G总=0.4×4600N=1840N;
汽车在水平公路上匀速行驶时,汽车受到的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,车受到的牵引力为F=f=1840N。
答:(1)地面对车的支持力是4600N;
(2)车受到的牵引力是1840N。
26.【解答】
(1)该汽车行驶的速度:
v===80km/h;
(2)根据G=mg可知,该汽车的总质量:
m===8×103kg;
(3)该汽车匀速直线运动时,受力平衡,
所以汽车受到的牵引力:
F=f=0.05G=0.05×8×104N=4×103N。
答:(1)该汽车行驶的速度为80km/h;
(2)该汽车的总质量为8×103kg;
(3)该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为4×103N。
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