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第一章 运动和力
一.选择题
1.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动②3s时甲在乙的后方
③0~4s内乙的平均速度为2m/s④4s时甲、乙两物体的速度相等
A.只有②③正确 B.只③④有正确 C.只有①④正确 D.①②③④都正确
2.如图所示,将A、B两个弹簧测力计互相钩在一起,然后用两只手分别向左、右两边拉。已知A的量程比B的量程大,若A的示数为5N,下列说法正确的是( )
A.B的示数应该小于5N
B.A拉B的力和B拉A的力大小相同,所以两个力的作用效果相同
C.此实验可以研究相互作用力大小相同
D.弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧长度与拉力成正比
3.如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,下列分析正确的是( )
A.实心球上升到最高点时受平衡力的作用
B.实心球下降时速度增大,是由于受到惯性的作用,速度越大惯性越大
C.球上升到F点时,如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
D.实心球掷出后能继续向上运动是因为受手的推力,说明力是维持物体运动的原因
4.在2022年北京冬奥会花样滑冰比赛中,男运动员站立在水平冰面上将女运动员托起静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A.男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对平衡力
B.女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力是一对平衡力
C.女运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
D.女运动员对男运动员的压力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
5.下列事例中,为了防止惯性带来的危害的是( )
A.把水从水盆中泼出 B.拍掉衣物上的灰尘
C.乘车时系安全带 D.跳远前助跑一段距离
6.下列关于力说法中,正确的是( )
A.重力的方向总是竖直向下的
B.只有相互接触的物体之间才有力的作用
C.拉长的弹簧有弹力,压缩的弹簧没有弹力
D.有力的作用就一定有施力物体,但可以没有受力物体
7.在学校举办的自制纸飞机飞行比赛中,一纸飞机沿虚线斜向下匀速飞行,如图所示,此过程中,空气对纸飞机作用力的方向可能是( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
8.物理学中的许多概念来自于生产、生活,人们对力的认识也是从日常生活中开始的,细心观察,理性分析,我们就会慢慢探索出自然界的许多秘密。根据你所学的物理知识,对下列生活现象分析错误的是( )
A.运动员跑得越快越难停下来,因此速度越大惯性越大
B.踢足球时脚会痛是因为力的作用是相互的
C.放在桌面上的茶杯受到了向上的弹力,是由于桌面发生了形变
D.人向前走动过程中,脚用力蹬地时,鞋底受到地面摩擦力的方向是向前的
9.如图所示,下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向向下
B.图乙中筷子提米在空中静止时,人对筷子的摩擦力与筷子的重力大小相等
C.图丙中在力F作用下B向左的速度逐渐变大,弹簧测力计的示数保持不变
D.图丁中小球摆到最高点B点时,所有力突然消失,小球将做匀速直线运动
10.如图是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,下列可以增加木块受到滑动摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小 B.在木块上面增加砝码
C.提高木块匀速运动的速度 D.换用木块面积小的一面接触木板
11.冬奥会对推动中西文化交流融合、增强民族自信产生了积极影响。下列有关冬奥会中冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,若所受力全部消失,运动员将静止
②乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,一定受到平衡力的作用
③丙图中的冰壶做得非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.①②③④
12.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力比赛中,武大靖与队友们荣获冬奥会首枚金牌,取得“开门红”。如图所示是选手们弯道滑行时的情景,关于滑行中涉及的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.运动员向后蹬冰,身体向前运动,利用了力的作用是相互的
B.运动员匀速滑过弯道时受力平衡
C.运动员匀速滑过弯道时运动状态发生变化
D.运动员穿着冰刀鞋可以减少滑行时的摩擦
二.填空题
13.铅垂线是利用重力的方向是 的原理制成的。如图所示的水平仪可以检验一个平面是否水平,若把它东西方向放置,铅垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的 边高(选填“东”或“西”)。我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部,它会向前倾倒,这是因为力的 不同,会使力的作用效果不同。
14.如图所示,用60N的压力F把一个重力为15N的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,则此时物体所受的摩擦力为 N;方向 。当压力减小为30N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体此时的摩擦力为 N。
15.如图所示,探究二力平衡条件,稍微用力旋转静止的纸片,松手后纸片 (选填“能”或“不能”)保持静止,此现象表明平衡的两个力应 。
16.如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,每次都让小车从斜面上同一点滑下,使小车到达水平面时的 相等,在木板、玻璃板和棉布三种材料上,小车在 上运动的最远,如果水平面对小车没有阻力,小车将做 运动。
17.如图(a)所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s一t图像分别是图(b)中的图线甲、乙,则两次对应的弹簧测力计示数F甲 F乙,两次运动速度v甲 v乙(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
18.如图所示,一物块所受重力为50N,放在水平面上,用5N的水平力推物块但未推动,这时物块受到的摩擦力为 N;当水平推力增大到15N时,物块恰好在水平面上做匀速直线运动;当水平推力增大到20N时,物块受到的摩擦力为 N,若物块以某一速度冲上粗糙斜面后最终静止在A处,此时物块受到沿斜面 (填“向上”或“向下”)的摩擦力。
19.如图所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右运动,则小车此时正在做 (选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,此时烧杯与小车之间 摩擦力(选填“有”或“没有”)。
20.如图所示,物体A重30N,用F=50N的力垂直压在墙上,物体A匀速下滑,则物体A所受的滑动摩擦力是 N;物体B重25N,受到F=15N的水平推力,向右做匀速直线运动,则物体B所受的滑动摩擦力是 N。若物体B受到的水平推力增大到20N,则物体B所受的滑动摩擦力是 N。
21.如图所示,小明在同一水平地面上推木箱。他用150N的水平推力,没有推动木箱,则推力 摩擦力(选填“大于”、“小于”、“等于”);他用200N的水平推力,木箱刚好在水平地面上做匀速直线运动,则木箱受到的摩擦力是 N;他用300N的水平推力,木箱加速运动,则木箱受到的摩擦力是 N。
22.实验小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)如图甲,沿水平方向 拉动木块测出滑动摩擦力大小。
(2)在木块上添加砝码,重复(1),发现弹簧测力计示数变大,说明滑动摩擦力的大小与 有关;在长木板上分别铺上毛巾和棉布,进行对照实验,这是为了探究滑动摩擦力的大小与 的关系;
(3)图甲中,增大拉力使木块加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小将 ;
(4)实验中发现弹簧测力计的示数不易稳定,改用如图乙的装置水平拉动长木板,结果发现测力计示数仍然不够稳定,可能的原因是 。
23.如图所示,在杯中装满米,压紧后插入竹销,再慢慢把竹销向上提,杯子也会跟着竹销一起被提起米,竹销对米的摩擦力方向为 ,把米压紧是通过增大 的方法增大摩擦力,竹销前端光滑,后端粗糙,为了提高成功率,应把竹销 端插入米中.
24.如图所示,小慧手握着一个重为10N的水杯竖直静止在空中,手的握力为20N,则水杯受到的摩擦力为 N,方向 ;若向杯中注入少量的水,水杯仍保持静止,手和水杯之间的摩擦力将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
25.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=5s时,物体受到的摩擦力是 N;
(2)6~9s内,推力 (填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力;
(3)9~12s内,物体受到的摩擦力是 N。
26.共享单车是“新四大发明”之一,有效解决了交通出行最后一公里问题,有助于节能减排。共享单车车轮上有凹凸不平的花纹,其目的是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力;要让行驶中的单车更快的停下来,可以用力捏闸,这是通过改变接触面 (选填“所受压力”或“粗糙程度”)来改变摩擦力。
27.如图甲所示,物体受到大小为2N的的水平拉力F1的作用,在水平面上做匀速直线运动。如果在物体A上面再放一个质量为A的一半的物体B,使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,则F2 2N(选填“<”、“=”或“>”)。此时物体B受到的摩擦力为 N。
三.实验探究题
28.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图所示的甲、乙、丙三次实验:
(1)小英实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做 运动,根据 知识,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两次实验,得出结论:滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)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,结论是: 。
29.如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明在实验中选择小卡片的目的是忽略小卡片的 对实验的影响;
(2)要验证不在“同一直线的力”是否平衡,实验中的操作是将小卡片 (选填“翻转”或“扭转”),松手后观察小卡片是否平衡;
(3)当要验证二力平衡时两个力必须作用在同一个物体上时,该进行的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,老师认为还是小明的方案更好,小华的方案存在的缺陷是 对实验的影响较大。
四.计算题(共2小题)
30.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
31.已知某品牌小汽车空车的总重力为12000N,一次司机驾驶着该小汽车搭着两位乘客在一段平直的路面上匀速行驶,已知在行驶过程中受到的阻力为人和车总重的0.1倍,若人的质量均为60kg。求:
(1)空汽车的质量:
(2)司机的重力:
(3)司机搭着两位乘客时,汽车受到的牵引力。
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是( )
①2~4s内乙做匀速直线运动
②3s时甲在乙的后方
③0~4s内乙的平均速度为2m/s
④4s时甲、乙两物体的速度相等
A.只有②③正确 B.只③④有正确 C.只有①④正确 D.①②③④都正确
【解答】解:由图像知,甲是一条过原点的直线,说明甲通过的路程与其时间成正比,即甲保持匀速直线运动;
前2s,乙是一条过原点的直线,所以做匀速直线运动;2s后乙的位置没有变化,所以处于静止状态,即乙是先匀速直线运动后静止。
①2~4s 内,乙的路程没有发生变化,所以乙是静止状态,故①错误;
②由图可知,甲的速度为v===2m/s:3s时,乙运动的路程是8m,甲运动的路程是s=vt=2m/s×3s=6m,甲在乙的后方,故②正确;
③0~4s 乙运动的路程是8m,时间是 4s,平均速度为v'===2m/s,故③正确;
④4s 时甲是匀速直线运动状态,乙是静止状态,速度不同,故④错误。
故选:A。
2.如图所示,将A、B两个弹簧测力计互相钩在一起,然后用两只手分别向左、右两边拉。已知A的量程比B的量程大,若A的示数为5N,下列说法正确的是( )
A.B的示数应该小于5N
B.A拉B的力和B拉A的力大小相同,所以两个力的作用效果相同
C.此实验可以研究相互作用力大小相同
D.弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧长度与拉力成正比
【解答】解:
AC、以A弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,A的示数为5N,A受到一对为5N的平衡力,所以B对A的拉力为5N;由于物体间力的作用是相互的,所以A对B的拉力为5N;同理以B弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,A对B的拉力为5N,则测力计B的示数仍为5N,故A错误、C正确;
B、A拉B的力和B拉A的力大小相同,方向不同,所以两个力的作用效果不相同,故B错误;
D、弹簧测力计的工作原理是:在弹性限度内,弹簧伸长的长度与拉力大小成正比,故D错误。
故选:C。
3.如图所示为掷出的实心球的运动轨迹,下列分析正确的是( )
A.实心球上升到最高点时受平衡力的作用
B.实心球下降时速度增大,是由于受到惯性的作用,速度越大惯性越大
C.球上升到F点时,如果所受的力全部消失,它将做匀速直线运动
D.实心球掷出后能继续向上运动是因为受手的推力,说明力是维持物体运动的原因
【解答】解:A、实心球上升到最高点时受到竖直向下的重力的作用和向后的阻力的作用,二力的方向不是相反的,受到非平衡力,故A错误;
B、实心球下降时速度增大,因为重力大于阻力,故B错误;
C、球上升到F点时,如果所受的力全部消失,由于球是运动的,则其运动状态不变,将做匀速直线运动,故C正确;
D、实心球掷出后能继续向上运动是因为它具有惯性,不能说明力是维持物体运动的原因,故D错误。
故选:C。
4.在2022年北京冬奥会花样滑冰比赛中,男运动员站立在水平冰面上将女运动员托起静止,如图所示。下列说法正确的是( )
A.男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对平衡力
B.女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力是一对平衡力
C.女运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
D.女运动员对男运动员的压力和冰面对男运动员的支持力是一对相互作用力
【解答】解:A、冰面对男运动员的支持力等于男、女运动员重力之和,男运动员所受的重力和冰面对男运动员的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;
B、女运动员所受的重力和男运动员对女运动员的托力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,是一对平衡力,故B正确;
C、女运动员所受的重力小于冰面对男运动员的支持力,二者不是相互作用力,故C错误;
D、女运动员对男运动员的压力小于冰面对男运动员的支持力,二者不是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
5.下列事例中,为了防止惯性带来的危害的是( )
A.把水从水盆中泼出 B.拍掉衣物上的灰尘
C.乘车时系安全带 D.跳远前助跑一段距离
【解答】解:对我们有益的惯性我们要利用:如把水从水盆中泼出,拍掉衣物上的灰尘和跳远前助跑一段距离都属于有益惯性,我们要利用;对我们有害的惯性我们要防止,如乘车时系安全带就属于防止有害惯性。
故选:C。
6.下列关于力说法中,正确的是( )
A.重力的方向总是竖直向下的
B.只有相互接触的物体之间才有力的作用
C.拉长的弹簧有弹力,压缩的弹簧没有弹力
D.有力的作用就一定有施力物体,但可以没有受力物体
【解答】解:
A、重力的方向始终是竖直向下的,故A正确;
B、力是物体之间的相互作用,但是相互作用并不只有相互接触的物体之间才有,例如空中的小鸟受到重力的作用,故B错误;
C、物体由于弹性形变具有的力叫做弹力,拉长的弹簧发生弹性形变,能产生弹力,压缩的弹簧也发生弹性形变,也能产生弹力,故C错误;
D、物体间力的作用是相互的,有施力物体就会有受力物体,故D错误。
故选:A。
7.在学校举办的自制纸飞机飞行比赛中,一纸飞机沿虚线斜向下匀速飞行,如图所示,此过程中,空气对纸飞机作用力的方向可能是( )
A.竖直向上 B.竖直向下
C.与运动方向相同 D.与运动方向相反
【解答】解:纸飞机正沿直线朝斜向下方向匀速俯冲,处于平衡状态,则纸飞机的重力和空气对它的作用力是一对平衡力;因为重力的方向始终竖直向下,故空气对它的作用力的方向是竖直向上。
故选:A。
8.物理学中的许多概念来自于生产、生活,人们对力的认识也是从日常生活中开始的,细心观察,理性分析,我们就会慢慢探索出自然界的许多秘密。根据你所学的物理知识,对下列生活现象分析错误的是( )
A.运动员跑得越快越难停下来,因此速度越大惯性越大
B.踢足球时脚会痛是因为力的作用是相互的
C.放在桌面上的茶杯受到了向上的弹力,是由于桌面发生了形变
D.人向前走动过程中,脚用力蹬地时,鞋底受到地面摩擦力的方向是向前的
【解答】解:A、运动员跑得越快,越难停下来,是因为跑得越快,动能越大,惯性大小与物体的质量有关,与速度大小无关,故不能说明速度越大惯性越大,故A错误;
B、因为物体间力的作用是相互的,踢足球时,脚对球有一个力的作用,同时球对脚也有一个力的作用,所以脚会感到痛,故B正确;
C、茶杯受到桌面向上的弹力,是由于桌面发生了弹性形变,故C正确;
D、人向前走动过程中,脚用力蹬地时,鞋底与地面间有向后运动的趋势,鞋底受到地面给予的向前的摩擦力,故D正确。
故选:A。
9.如图所示,下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向向下
B.图乙中筷子提米在空中静止时,人对筷子的摩擦力与筷子的重力大小相等
C.图丙中在力F作用下B向左的速度逐渐变大,弹簧测力计的示数保持不变
D.图丁中小球摆到最高点B点时,所有力突然消失,小球将做匀速直线运动
【解答】解:A、图甲中某同学沿杆匀速向上爬升时,这个同学具有往下掉的趋势,故该同学受到的摩擦力方向向上,故A错误。
B、图乙中筷子提米在空中静止时,米对筷子的摩擦力与筷子的重力大小相等,故B错误。
C、图丙中在力F作用下B向左的速度逐渐变大,A受到的摩擦力不变,故弹簧测力计的示数保持不变,故C正确。
D、图丁中小球摆到最高点B点时,所有力突然消失,小球将保持静止,故D错误。
故选:C。
10.如图是探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,下列可以增加木块受到滑动摩擦力的是( )
A.增加水平拉力的大小
B.在木块上面增加砝码
C.提高木块匀速运动的速度
D.换用木块面积小的一面接触木板
【解答】解:木块受到滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,与其他因素无关;在木块上面增加砝码可以增大木块对接触木板的压力,可以增加木块受到滑动摩擦力;增加水平拉力的大小、提高木块匀速运动的速度、换用木块面积小的一面接触木板都不会增加木块受到滑动摩擦力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
11.冬奥会对推动中西文化交流融合、增强民族自信产生了积极影响。下列有关冬奥会中冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,若所受力全部消失,运动员将静止
②乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,一定受到平衡力的作用
③丙图中的冰壶做得非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.①②③④
【解答】解:①甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,若所受力全部消失,由牛顿第一运动定律可知,她将做匀速直线运动,故①错误;
②乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用,此时重力和支持力是一对平衡力,故②正确;
③丙图中的冰壶做得非常光滑,在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小与冰面的摩擦力,故③正确;
④花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,可以降低重心,增大稳度,避免摔倒,故④正确。
综上分析可知,②③④正确。
故选:C。
12.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力比赛中,武大靖与队友们荣获冬奥会首枚金牌,取得“开门红”。如图所示是选手们弯道滑行时的情景,关于滑行中涉及的物理知识,下列说法不正确的是( )
A.运动员向后蹬冰,身体向前运动,利用了力的作用是相互的
B.运动员匀速滑过弯道时受力平衡
C.运动员匀速滑过弯道时运动状态发生变化
D.运动员穿着冰刀鞋可以减少滑行时的摩擦
【解答】解:A、物体间力的作用是相互的,运动员脚向后蹬冰面,冰面同时给运动员一个反作用力,所以运动员就会前进,故A正确;
BC、运动员匀速滑过弯道时,运动方向改变,即运动状态变化,所以受非平衡力的作用,故B错误,C正确;
D、运动员穿着冰刀鞋可以使冰面熔化而形成一层水膜,让接触面彼此分离,从而减少滑行时的摩擦,故D正确。
故选:B。
二.填空题(共15小题)
13.铅垂线是利用重力的方向是 竖直向下 的原理制成的。如图所示的水平仪可以检验一个平面是否水平,若把它东西方向放置,铅垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的 东 边高(选填“东”或“西”)。我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部,它会向前倾倒,这是因为力的 作用点 不同,会使力的作用效果不同。
【解答】解:铅垂线是利用重力的方向是竖直向下的原理制成的。如图所示的水平仪可以检验一个平面是否水平,若把它东西方向放置,铅垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的东边高。
我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部,它会向前倾倒,这是因为力的作用点不同,会使力的作用效果不同。
故答案为:竖直向下;东;作用点。
14.如图所示,用60N的压力F把一个重力为15N的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态,则此时物体所受的摩擦力为 15 N;方向 竖直向上 。当压力减小为30N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体此时的摩擦力为 15 N。
【解答】解:物体静止和匀速下滑时都处于平衡状态,即都受平衡力作用,在这两种状态下摩擦力都是和重力为平衡力,摩擦力的方向和重力相反。所以这两种情况下的摩擦力都等于重力等于15N,同时其方向与重力的方向相反,竖直向上。
故答案为:15;竖直向上;15。
15.如图所示,探究二力平衡条件,稍微用力旋转静止的纸片,松手后纸片 不能 (选填“能”或“不能”)保持静止,此现象表明平衡的两个力应 在同一直线上 。
【解答】解:小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,即不能静止,此现象表明平衡的两个力应在同一直线上。
故答案为:不能;在同一直线上。
16.如图所示,在探究阻力对物体运动的影响实验中,每次都让小车从斜面上同一点滑下,使小车到达水平面时的 速度 相等,在木板、玻璃板和棉布三种材料上,小车在 玻璃板 上运动的最远,如果水平面对小车没有阻力,小车将做 匀速直线 运动。
【解答】解:让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是,当小车到达斜面底端的水平面时,使小车的速度相同。
比较木板、玻璃板和棉布,可知玻璃板最光滑,棉布最粗糙,水平面越粗糙,小车受到的摩擦力越大,滑行的距离越短,故小车在玻璃板上运动的最远。
水平面对小车没有阻力,即运动的物体在在水平方向上不受力的作用,物体的运动状态不改变,故如果水平面对小车没有阻力,小车将做匀速直线运动。
故答案为:速度;玻璃板;匀速直线。
17.如图(a)所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的s一t图像分别是图(b)中的图线甲、乙,则两次对应的弹簧测力计示数F甲 等于 F乙,两次运动速度v甲 大于 v乙(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,物体对水平面的压力一定,物体与接触面的粗糙程度一定,所以滑动摩擦力相同;
木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即:F甲=F乙;
(2)从图象可以看出,在时间相同时,图线甲通过的路程较大,由公式v=知,图线甲物体运动的速度较大,图线乙物体的运动速度较小;即:v甲>v乙,
故答案为:等于;大于。
18.如图所示,一物块所受重力为50N,放在水平面上,用5N的水平力推物块但未推动,这时物块受到的摩擦力为 5 N;当水平推力增大到15N时,物块恰好在水平面上做匀速直线运动;当水平推力增大到20N时,物块受到的摩擦力为 15 N,若物块以某一速度冲上粗糙斜面后最终静止在A处,此时物块受到沿斜面 向上 (填“向上”或“向下”)的摩擦力。
【解答】解:
(1)用5N的水平力推物块但未推动,物块静止,在水平方向受推力与摩擦力作用,处于平衡状态,则推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为f=F=5N;
(2)当推力增大到15N时,物块在水平地面上一起做匀速直线运动,故物块受到平衡力的作用,在水平方向上,物块受到的推力和摩擦力是一对平衡力,其大小相等,即f'=F'=15N,方向向左;
若将推力增大到20N时,物块对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,还是15N;
若物块以某一速度冲上粗糙斜面后最终静止在A处,物块处于静止状态,有向下运动的趋势,所以摩擦力的方向沿斜面向上。
故答案为:5;15;向上。
19.如图所示,盛有水的烧杯随小车一起水平向右运动,则小车此时正在做 减速 (选填“加速”“减速”或“匀速”)运动,此时烧杯与小车之间 有 摩擦力(选填“有”或“没有”)。
【解答】解:(1)当小车进行减速直线运动时,烧杯和小车之间存在摩擦随小车一起减速,水由于惯性保持原来的运动状态,水面向车行方向倾;
(2)由上述分析可知,此时小车做减速运动,则烧杯由于惯性会保持原来的运动状态,与小车之间会有相对运动的趋势,所以烧杯与小车之间有摩擦力。
故答案为:减速;有。
20.如图所示,物体A重30N,用F=50N的力垂直压在墙上,物体A匀速下滑,则物体A所受的滑动摩擦力是 30 N;物体B重25N,受到F=15N的水平推力,向右做匀速直线运动,则物体B所受的滑动摩擦力是 15 N。若物体B受到的水平推力增大到20N,则物体B所受的滑动摩擦力是 15 N。
【解答】解:用F等于50N的力垂直压在墙上,物体A匀速下滑,此时物体在竖直方向受重力和摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,所以f=G=30N,重力竖直向下,摩擦力方向竖直向上;
物体B在15N的推力作用下物体向右做匀速直线运动,此时物体处于平衡状态,所以水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,此时f1=F1=15N,方向与推力方向相反;
当推力为20N时,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为15N。
故答案为:30;15;15。
21.如图所示,小明在同一水平地面上推木箱。他用150N的水平推力,没有推动木箱,则推力 等于 摩擦力(选填“大于”、“小于”、“等于”);他用200N的水平推力,木箱刚好在水平地面上做匀速直线运动,则木箱受到的摩擦力是 200 N;他用300N的水平推力,木箱加速运动,则木箱受到的摩擦力是 200 N。
【解答】解:
箱子受到150N的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,推力等于摩擦力;
他用200N的水平推力,木箱刚好在水平地面上匀速直线运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于200N,当水平推力增大到300N时,木箱加速运动,木箱对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为200N。
故答案为:等于;200;200。
22.实验小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)如图甲,沿水平方向 匀速 拉动木块测出滑动摩擦力大小。
(2)在木块上添加砝码,重复(1),发现弹簧测力计示数变大,说明滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关;在长木板上分别铺上毛巾和棉布,进行对照实验,这是为了探究滑动摩擦力的大小与 接触面的粗糙程度 的关系;
(3)图甲中,增大拉力使木块加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小将 不变 ;
(4)实验中发现弹簧测力计的示数不易稳定,改用如图乙的装置水平拉动长木板,结果发现测力计示数仍然不够稳定,可能的原因是 木板表面的粗糙程度不均匀 。
【解答】解:(1)实验时,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,并使木块做匀速直线运动,根据二力平衡可知,弹簧测力计拉力大小与摩擦力大小相等,可以测出木块在木板上滑行时受到的摩擦力;
(2)添加砝码,木块对木板的压力变大,重复(1),发现弹簧测力计示数变大,说明物体所受的滑动摩擦力变大,故滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
在长木板上分别铺上毛巾和棉布,接触面的粗糙程度变大,压力大小不变,进行对照实验,这是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系;
(3)物体所受的滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,图甲中,增大拉力使木块加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小将不变;
(4)实验中发现弹簧测力计的示数不易稳定,改用如图乙的装置水平拉动长木板,结果发现测力计示数仍然不够稳定,可能的原因是木板表面的粗糙程度不均匀。
故答案为:(1)匀速;(2)压力大小;接触面的粗糙程度;(3)不变;(4)木板表面的粗糙程度不均匀。
23.如图所示,在杯中装满米,压紧后插入竹销,再慢慢把竹销向上提,杯子也会跟着竹销一起被提起米,竹销对米的摩擦力方向为 竖直向上 ,把米压紧是通过增大 压力 的方法增大摩擦力,竹销前端光滑,后端粗糙,为了提高成功率,应把竹销 粗糙 端插入米中.
【解答】解:被压紧的米受到重力和摩擦力的作用,因为重力的方向竖直向下,所以摩擦力的方向竖直向上;
把米压紧是通过增大压力的方法增大摩擦力的;
在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大,所以应把竹销粗糙端插入米中.
故答案为:竖直向上;压力;粗糙。
24.如图所示,小慧手握着一个重为10N的水杯竖直静止在空中,手的握力为20N,则水杯受到的摩擦力为 10 N,方向 竖直向上 ;若向杯中注入少量的水,水杯仍保持静止,手和水杯之间的摩擦力将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:水杯竖直静止在空中,在竖直方向上受到重力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力大小等于重力大小,为10N,方向竖直向上;向杯中注入少量的水,水杯仍保持静止,摩擦力大小和重力大小相等,重力变大,摩擦力变大。
故答案为:10;竖直向上;变大。
25.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示。由图象可知:
(1)t=5s时,物体受到的摩擦力是 60 N;
(2)6~9s内,推力 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力;
(3)9~12s内,物体受到的摩擦力是 60 N。
【解答】解:由v﹣t图知:9﹣12s时,物体匀速直线运动,
由F﹣t图知:6﹣9s时,F=60N;
由于摩擦力与推力F是一对平衡力,因此摩擦力的大小为60N;
由v﹣t图知:3~6s时物体的速度增大物体做加速运动,受到的拉力和摩擦力不是平衡力,拉力大于摩擦力,压力大小和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,物体受到的摩擦力是60N;
由v﹣t图知,6﹣9s之间,物体减速运动,受力不平衡,推力小于摩擦力。
故答案为:(1)60;(2)小于;(3)60。
26.共享单车是“新四大发明”之一,有效解决了交通出行最后一公里问题,有助于节能减排。共享单车车轮上有凹凸不平的花纹,其目的是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦力;要让行驶中的单车更快的停下来,可以用力捏闸,这是通过改变接触面 所受压力 (选填“所受压力”或“粗糙程度”)来改变摩擦力。
【解答】解:享单车车轮上有凹凸不平的花纹,其目的是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
要让行驶中的单车更快的停下来,可以用力捏闸,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大接触面所受压力来增大摩擦力。
故答案为:增大;所受压力。
27.如图甲所示,物体受到大小为2N的的水平拉力F1的作用,在水平面上做匀速直线运动。如果在物体A上面再放一个质量为A的一半的物体B,使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,则F2 > 2N(选填“<”、“=”或“>”)。此时物体B受到的摩擦力为 0 N。
【解答】解:物体A受到大小为2N的的水平拉力F1的作用,在水平面上做匀速直线运动,说明拉力和摩擦力大小相等,即此时物体受到摩擦力为2N。而在物体上方再放置一个物体B后,会导致A对地面的压力变大,故如果再次使A匀速直线运动时,此时受到的摩擦力将增大,即则F2>2N。
使A、B一起在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,B物体相对于A物体没有相对运动,也没有相对运动的趋势,B物体不受A物体的摩擦力,故此时B受到的摩擦力为0。
故答案为:>;0。
三.实验探究题(共2小题)
28.在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图所示的甲、乙、丙三次实验:
(1)小英实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平桌面上做 匀速直线 运动,根据 二力平衡 知识,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两次实验,得出结论:滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关;
(3)比较 甲、丙 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,结论是: 在压力大小相同时,物体之间的接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
【解答】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,故实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据二力平衡知识,滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)比较甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力计示数不同,得出结论:滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同,只改变接触面的粗糙程度,比较甲、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;故得出结论是:在压力大小相同时,物体之间的接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)压力大小;(3)甲、丙;在压力大小相同时,物体之间的接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
29.如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)小明在实验中选择小卡片的目的是忽略小卡片的 重力 对实验的影响;
(2)要验证不在“同一直线的力”是否平衡,实验中的操作是将小卡片 扭转 (选填“翻转”或“扭转”),松手后观察小卡片是否平衡;
(3)当要验证二力平衡时两个力必须作用在同一个物体上时,该进行的操作是 用剪刀将小卡片剪成两半,再观察两半小卡片是否平衡 ;
(4)在探究同一问题时,小华将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,老师认为还是小明的方案更好,小华的方案存在的缺陷是 摩擦力 对实验的影响较大。
【解答】解:(1)小卡片的质量比较小,重力比较小,可以忽略卡片重力对实验的影响;
(2)为了验证作用在小卡片的两个“大小相等、方向相反,但不作用在一条直线上的两个力是否平衡,需要控制两个力大小相等、方向相反,通过将小卡片扭转一个角度来使两个力不在同一直线上,松手后观察小卡片是否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才平衡,将小卡片一分为二,使这两个力不再共物,物体就不能静止,各自向相反的变方向运动,因此二力平衡时两个力必须作用在同一物体上;
(4)小明实验用的小卡片重力小,悬在空中不受摩擦力影响;小华实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,实验要受到摩擦力的影响。
故答案为:(1)重力;(2)扭转;(3)用剪刀将小卡片剪成两半,再观察两半小卡片是否平衡;(4)摩擦力。
四.计算题(共2小题)
30.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地一月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5m,质量为120kg,已知在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍。求:(g取10N/kg)
(1)月球车被送到月球上时的重力是多少?
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,则返回地球后这个随身装备的质量是多少?
【解答】解:(1)月球车在地球上受到的重力:G地=mg=120kg×10N/kg=1200N,
因在地球上的物体受到的重力为在月球上时重力的6倍,
所以,月球车被送到月球上时的重力:G月=G地=×1200N=200N;
(2)若航天员一个随身装备在月球表面时月球对它的引力大约是2N,
则返回地球后这个随身装备受到的重力:G地′=6G月′=6×2N=12N,
返回地球后这个随身装备的质量:m′===1.2kg。
答:(1)月球车被送到月球上时的重力是200N;
(2)返回地球后这个随身装备的质量是1.2kg。
31.已知某品牌小汽车空车的总重力为12000N,一次司机驾驶着该小汽车搭着两位乘客在一段平直的路面上匀速行驶,已知在行驶过程中受到的阻力为人和车总重的0.1倍,若人的质量均为60kg。求:
(1)空汽车的质量:
(2)司机的重力:
(3)司机搭着两位乘客时,汽车受到的牵引力。
【解答】解:(1)由G=mg得,空汽车的质量:m===1200kg;
(2)人的质量均为60kg,则司机的重力为:G人=m人g=60kg×10N/kg=600N;
(3)司机搭着两位乘客时,车的总重力:G总=G+3G人=12000N+3×600N=13800N,
汽车在平直的路面上匀速行驶时,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,则汽车受到的牵引力:F=f=0.1G总=0.1×13800N=1380N。
答:(1)空汽车的质量为1200kg;
(2)司机的重力为600N;
(3)司机搭着两位乘客时,汽车受到的牵引力为1380N。
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