2023年中考物理一轮复习导学案:08 运动和力(含答案)

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名称 2023年中考物理一轮复习导学案:08 运动和力(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-02-15 06:01:10

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08 运动和力
【课标】
本中考考点和要求(“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次)
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标
了解 认识 理解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
(1)通过常见事例或实验,了解摩擦力,认识力的作用效果。 ▲ ▲
(2)用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。 ▲ ▲
(3) 通过实验,认识牛顿第一定律。用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。 ▲ ▲ ▲
【规律】
规律总结1:理解牛顿第一定律
1.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.说明解读:
(1)“一切物体”指所有物体都满足此规律;
(2)“不受力”并不是物体不受任何力,而是指物体在某一方向上合力为零或者完全不受力;
(3)原来静止的物体,不受力就继续静止;原来运动的物体,不受力就继续做匀速直线运动;
(4)牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的,它不可能用实验来直接验证;
(5)牛顿第一定律又称惯性定律。
规律总结2:解释与惯性问题有关的物理问题思维方法
1.概念:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,这种性质叫惯性。
2.性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体在任何时候、任何状态下都有惯性。
3.说明:
(1)惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关。(惯性与速度无关)
(2)防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。
(3)利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘,运动员助跑,撞击锤柄使锤头紧套在锤柄上等。
(4)利用惯性解释现象解题方法举例:
例如:汽车突然刹车时,乘客为何向汽车行驶的方向倾倒?
解答:汽车刹车前,乘客与汽车一起处于运动状态,当刹车时,乘客的脚由于受摩擦力作用,随汽车突然停止,而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态,继续向汽车行驶的方向运动,所以汽车突然刹车时,乘客会向汽车行驶的方向倾倒。
规律总结3:解决二力平衡问题思路
1. 二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反、作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
注意:(1)两个力同物、等大、反向、共线。(2)相互作用力是两个力等大、反向、共线,但这两个力不同时作用在一个物体上。
2.根据受力情况判断物体的运动状态:
(1)当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)当物体受平衡力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(3)当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定发生改变。
3.根据物体的运动状态判断物体的受力情况:
(1)当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时,物体不受力或受到平衡力。
(2)当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时,物体受到非平衡力的作用。
4.说明:
(1)物体保持平衡状态的条件:不受力或受平衡力。
(2)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
(3)举例:做匀速直线运动的汽车受到四个力的作用,重力、支持力、牵引力和摩擦力。重力和支持力是一对平衡力,牵引力和摩擦力是一对平衡力。
规律总结4:影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
1.用控制变量法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与拉力大小相等。
2.实验原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
3.实验结论:当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力随压力的增大而增大;当压力一定时,摩擦力随接触面的粗糙程度增大而增大。
【例题】
考点一:摩擦力
1.定义:两个相互接触并相互挤压的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
2.方向:与物体相对运动的方向相反。
3.分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力的影响因素:(1)压力的大小;(2)接触面的粗糙程度。
5.增大(减小)摩擦的方法:
(1)增大(减小)压力;
(2)使接触面变粗糙(光滑);
(3)变滚动(滑动)为滑动(滚动);
(4)使接触面分离,即加润滑油或形成气垫。
【例题1】(2022湖南张家界)下列关于轮滑运动中涉及到的物理知识说法正确的是( )
A. 轮滑要向前运动必须要受到向前的力
B. 匀速转弯时运动员受到的几个力是相互平衡的
C. 运动员所受重力和轮滑对运动员的支持力是一对相互作用力
D. 轮滑停下来主要是因为受到地面对它的摩擦力
【例题2】(2022四川绵阳)如图所示,水平弹簧左端连接一物块,右端受到大小为F的水平外力作用,物块在水平桌面上做匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.弹簧对物块的拉力小于F
B.桌面对物块的滑动摩擦力等于F
C.物块对弹簧的拉力与外力F是一对相互作用力
D.桌面对物块的滑动摩擦力与外力F是一对平衡力
考点二:牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到力或者受力平衡的时候,总保持静止或匀速直线运动状态。
2.条件:没有受到力或受力平衡。
【例题3】(2022广西桂林)小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
(1)实验开始前,小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,大家发现,小车在斜面上的高度越高,小车到达水平木板时的越大,小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了,本实验要使用法。
(2)实验中,大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合,然后依次将毛巾、棉布铺在木板上,开始探究小车在三种平面上的运动情况,结果发现小车直接冲出棉布末端,在仅有目前已搭建好的实验器材基础上,他们采取的方法完成了整个实验探究过程。
(3)通过实验分析可知,水平面越光滑,同一运动小车受到的阻力_____,速度减小得越_____。推理可知,同一运动小车如果不受阻力作用,它将______。
考点三:惯性
1.定义:物体保持原有的运动状态的性质。
2.大小只与质量有关。
3.惯性与牛顿第一定律的比较
区 别 牛顿第一定律 惯性
条 件 物体不受外力作用时 任何条件下
本 质 描述物体在一定条件下遵循的运动规律 物体本身的属性
【例题4】(2022黑龙江龙东农垦森工)轿车除了安全带以外,还有一种安全装置“头枕”,对人起保护作用。如图所示,“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害(  )
A.紧急刹车 B.左右转弯 C.前方碰撞 D.后方追尾
【例题5】(2022贵州黔东南)小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游,小车在一段平直公路上匀速直线行驶,小敏坐在小车的座位上,突然遇到紧急情况,爸爸紧急刹车,小敏身体将向什么方向倾斜?说出理由。
考点四:二力平衡
1.定义:一个物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡或二力平衡。
2.条件:
(1)作用在同一直线上;(2)大小相等;(3)方向相反;(4)作用在同一物体上。
【例题6】(2022广西贵港)以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是( )
A. 踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用
B. 立定跳远——脚用力向后蹬地,是为了增大惯性
C. 打排球——大力扣球,手对球的作用力大于球对手的作用力
D. 引体向上——双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力
【例题7】(2022山东东营)如图所示,在平直的地面上,沿着水平方向用力使物体匀速向右运动,请以O为作用点画出物体所受拉力F和滑动摩擦力f的示意图。
【演练】
一、选择题(本道大题有14个小题,每小题2分,共28分)
1. (2022青海)下列叙述正确的是(  )
A. 宇航员从地球到太空,惯性会发生变化
B. 我国C919大型运输机在空投物资时,应在目的地正上方进行空投
C. 做圆周运动的物体,当它所受外力同时消失,物体将停止运动
D. 乘坐轿车时必须要系上安全带,是为了防止惯性带来的危害
2. (2022长春)公安交通管理部门要求行车时司机和乘客系安全带。系安全带的目的是(  )
A. 增大惯性 B. 减小惯性
C. 利用惯性 D. 防止惯性带来的危害
3. (2022江苏泰州)2021年4月13日,中国女足成功拿到东京奥运会门票,为祖国争得荣誉。如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析正确的是(  )
A. 脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
B. 踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性
C. 足球鞋底凹凸不平,是为了增大人与地面间摩擦力
D. 运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
4. (2022浙江丽水)我市各县市在努力创建全国文明城市,市容市貌越来越好。如图是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是( )
A. 洒水时,洒水车一直具有惯性
B. 洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C. 洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D. 洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
5.(2022内蒙古通辽)关于力和运动,下列说法正确的是(  )
A.参加三级跳远比赛时,快速助跑是为了增大惯性
B.用力推桌子,桌子静止不动,因推力等于摩擦力,这两个力是一对相互作用力
C.在操场跑步,匀速跑过弯道时人受到非平衡力
D.踢球时,只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
6. (2022江苏扬州)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是(  )
A. 自行车轴承安装滚珠轴承
B. 消防员即将到达地面时紧握滑竿
C. 此车轮胎表面刻有花纹
D. 足球守门员戴防滑手套
7.(2022四川甘孜州)下列实例中,为了减小摩擦的是(  )
A. 用力握紧羽毛球拍 B. 足球守门员戴有防滑手套
C. 拧瓶盖时垫上毛巾 D. 给自行车的车轴加润滑油
8.(2022四川乐山市)下列实例中,目的是为了增大摩擦的是(  )
A. 滚动轴承
B. 给木箱加装轮子
C. 自行车车轮有凹槽
D. 磁悬浮列车与轨道不接触
9.(2022天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,它受到的平衡力有(  )
A. 一对 B. 二对 C. 三对 D. 四对
10.(2022黑龙江龙东农垦森工)如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是(  )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
11.(2022安徽省)如图,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B. F1与F3是一对作用力与反作用力
C. GA与F2是一对平衡力
D. F2与F1是一对平衡力
12.(2022福建省模拟题)牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上得到的。为了探究这个问题,小万与同学们设计了如图所示的实验。下列做法或者说法有错误的
是 ( )
A.为了控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等,采用了让小车放在同一斜面的同一位置,由静止开始下滑的方法;
B.据小车滑行距离的远近或小车速度减慢的快慢来比较“摩擦力”对“物体运动的影响”;
C.根据实验可知,表面越粗糙,滑行距离越近;表面越光滑,滑行距离越远,所以如果表面绝对光滑时,小车将不受摩擦力,将永远运动下去,即做匀速直线运动;
D. 为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度相同。
13.(2022广西北部湾)如图所示的各种做法中,属于增大摩擦的是(  )
A.自行车上的滚动轴承 B.体操运动员手上涂有防滑粉
C.冰壶运动员用刷子刷冰面 D.给门轴上的合页加润滑油
14.(2022湖北荆州)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时用力F1、F2分别作用于A、B两个物体上,A、B始终处于静止状态,其中力F1=3N,方向水平向左,力F2=5N方向,水平向右,下列分析正确的是(  )
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
C.地面对B的摩擦力为5N,方向水平向左
D.B对A的摩擦力为5N,方向水平向右
二、填空题(每空1分,共19分)
1.(2022黑牡鸡朝鲜族)一个箱子重为100N,放在水平面上,受6N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力应___(选填“大于”、“等于”或“小于”)6N.当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动.当水平推力增大到20N时,箱子受到的摩擦力为____N.
2. (2022黑牡鸡朝鲜族)用头顶出去的足球仍能继续运动,是因为足球具有______;足球最终会下落到地面,是因为足球受到______的作用。
3.(2022青海)如图所示跳水运动员站在跳板上准备起跳她受到的重力与跳板对她商的支持力是一对_______(选填“相互作用力”或“平衡力”),跳板表面做的比较粗糙是为了增大_________。
4.(2022齐齐哈尔)如图所示,一个木箱放在各处粗糙程度均相同的水平地面上,对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,则此过程中木箱受到的摩擦力为   N,方向水平向   (选填“左”或“右”)。
5.(2022山西)小明是个科幻迷,他创作了一篇科幻题材的短篇小说﹣﹣《我是超人》。小说中有这样
的故事情节:超人小明上天入海无所不能,有次为营救小伙伴,情急之下让地球骤然停止自转,结果小
伙伴却被甩向了天空。他这样幻想的科学依据是   。地球骤然停止自转,你认为可能发生的现象
还有   (写出一条即可)。
6.(2022江苏徐州模拟题)物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化关系如图乙所示。小萍从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“ ”表示物块A),如图丙所示,6s~12s内物块所受的摩擦力为  N,10s~14s内物块的平均速度为  cm/s。
7.(2022吉林模拟题)如图在水平拉力F1=10N作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4N.则木板甲与地面间的摩擦力是  N。
8.(2022大连)足球大赛场景中体现出很多物理知识,请根据下面给出的示例再写出两条.
示例:用脚踢足球时,足球运动方向改变了.说明力是改变运动状态的原因。
(1)  ;(2)  .
9.(2022绥化)“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机,具有卓越的机动性能,如图当该歼击机从航母甲板上起飞时,以  为参照物,歼击机是运动的;歼击机着舰后由于  会继续高速运动,所以必须适时放下着舰钩,钩住甲板上拦阻索,达到强行减速目的.
10.(2022山东潍坊模拟)经典力学和实验物理学的先驱   ,率先用望远镜观察天空,由此得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的日心说;他还通过理想实验说明了:运动物体如果不受其他物体的作用,它就会   .
三、分析简答题(每题5分,共10分)
1.(2022四川广元模拟)随着人们生活水平的不断提高,汽车已成为寻常百姓家里的代步工具.军军的爸爸经常会用汽车接送他上学.一天走到学校附近的十字路口,突然有人横穿马路,军军的爸爸紧急刹车,此时车上的军军突然向前扑去,事后军军给爸爸说:”这是受到惯性的作用“.你认为军军的说法对吗?请用物理知识解释这一现象.
2.(2022牡丹江模拟)在2018年冬奥会上,冰壶运动员使用冰壶刷适当地“扫刷”冰面(如图所示),从而让冰壶可以走得更远。请你用物理知识解析这种现象。
四、作图题(每题3分,共9分)
1. (2022贵州黔东南州)如图所示,重100N的货物A随小车B在拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,请在图中画出货物A所受力的示意图。
2.(2022北京)某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图所示的实验装置。
他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做  直线运动。
(2)请你画出(1)中木块A的受力示意图,并分析说明这种运动状态下,弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据。3.(2022龙东)如图所示,物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止时,木块随即在小车的平板上滑行,画出木块滑行过程中受力示意图.
五、实验探究题(本道大题有4个小题,共24分)
1.(8分)(2022广东省)小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,如图所示。
根据______ 条件,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______ 运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,如图甲所示。
小明在图甲实验中发现较难保持木块匀速运动,弹簧测力计示数不稳定。于是,他与同学们一起改进实验,如图乙所示,固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,实验记录如表,则木块所受的滑动摩擦力大小为______ N。
实验次数 长木板运动情况 弹簧测力计示数
1 匀速
2 由慢到快
3 由快到慢
写出用图乙装置的一条优点:______ 。
2.(8分)(2022齐齐哈尔)为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图所示实验实验所用棉布比木板表面粗糙。
实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做______ 运动,根据______ 知识,可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是______ 选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”。
比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______ 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______ 是否有关。
比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是______ 的选填“正确”或“错误”,理由是______ 。
小夏对实验装置进行改进后,如图戊所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后的优点是______ 写出一条即可。
3.(4分)(2022四川内江)如图所示,是探究“二力平衡条件”的实验装置图。
(1)实验时使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的   更小,从而减小对实验结果的影响。
(2)在实验开始时,由于粗心只在左盘中放入砝码,小车立即向左运动,在运动过程中,左盘中砝码的重力势能将   ,动能将   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小   。
4.(4分)(2022山西)同学们利用如图甲所示的实验装置,测量物体所受的滑动摩擦力。
(1)实验中,应在水平方向拉着木块做  直线运动;根据  得出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。
(2)“创新”小组在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示的图象,分析图象可以得出的结论是   。
次数 1 2 3 4 5 6
F压/N 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
f/N 0.8 1.3 1.6 1.9 2.4 2.8
(3)“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验,记录实验数据如上表,请你根据表格中的数据,在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是   。
六、计算题(本道大题有2个小题,共10分)
1.(6分)(2022江苏苏州模拟)距离传感器是一种测量距离的仪器,它发出的超声波遇到物体后反射回传感器,传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离,并显示物体的s-t图象。已知超声波在空气中的速度是340m/s。
(1)若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号,物体距传感器多远?
(2)若显示物体的s-t图象如图甲,物体在0至15s的运动情况如何?为什么?
(3)另外一物体在F=10N的水平拉力作用下,沿水平地面做直线运动。传感器显示物体的s-t图象如图乙。求:在0至15s物体受到的摩擦力是多大?(写出分析过程)
2.(4分)(2022云南模拟)如图所示,一个重为G的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,沿水平面向右作匀速直线运动,已知G=40N,F=10N。
(1)求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小;
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则有关系式f=μFN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数μ。
DD
【例题】
考点一:摩擦力
1.定义:两个相互接触并相互挤压的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。
2.方向:与物体相对运动的方向相反。
3.分类:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
4.滑动摩擦力的影响因素:(1)压力的大小;(2)接触面的粗糙程度。
5.增大(减小)摩擦的方法:
(1)增大(减小)压力;
(2)使接触面变粗糙(光滑);
(3)变滚动(滑动)为滑动(滚动);
(4)使接触面分离,即加润滑油或形成气垫。
【例题1】(2022湖南张家界)下列关于轮滑运动中涉及到的物理知识说法正确的是( )
A. 轮滑要向前运动必须要受到向前的力
B. 匀速转弯时运动员受到的几个力是相互平衡的
C. 运动员所受重力和轮滑对运动员的支持力是一对相互作用力
D. 轮滑停下来主要是因为受到地面对它的摩擦力
【答案】D
【解析】A.当人停止蹬地后,轮滑由于惯性向前运动,此时没有受到向前的力,故A错误;
B.匀速转弯时运动员的运动的方向发生了变化,其运动状态发生了改变,受到的几个力是非平衡力,故B错误;
C.运动员所受重力和轮滑对运动员的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C错误;
D.轮滑与地面之间存在摩擦,轮滑停下来主要是因为受到地面对它的摩擦力的作用,故D正确。
【例题2】(2022四川绵阳)如图所示,水平弹簧左端连接一物块,右端受到大小为F的水平外力作用,物块在水平桌面上做匀速直线运动。下列说法正确的是(  )
A.弹簧对物块的拉力小于F
B.桌面对物块的滑动摩擦力等于F
C.物块对弹簧的拉力与外力F是一对相互作用力
D.桌面对物块的滑动摩擦力与外力F是一对平衡力
【答案】B
【解析】A、水平外力F可以通过弹簧将力大小不变地传递给物块,所以弹簧对物块的拉力等于F,故A错误;
B、物块在水平桌面上做匀速直线运动,处于平衡状态,桌面对物块的滑动摩擦力与弹簧对物块的拉力是一对平衡力,所以桌面对物块的滑动摩擦力等于F,故B正确;
C、物块对弹簧的拉力与外力F是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故C错误;
D、桌面对物块的滑动摩擦力与外力F不是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故D错误。
考点二:牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到力或者受力平衡的时候,总保持静止或匀速直线运动状态。
2.条件:没有受到力或受力平衡。
【例题3】(2022广西桂林)小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。
(1)实验开始前,小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑,大家发现,小车在斜面上的高度越高,小车到达水平木板时的越大,小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了,本实验要使用法。
(2)实验中,大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合,然后依次将毛巾、棉布铺在木板上,开始探究小车在三种平面上的运动情况,结果发现小车直接冲出棉布末端,在仅有目前已搭建好的实验器材基础上,他们采取的方法完成了整个实验探究过程。
(3)通过实验分析可知,水平面越光滑,同一运动小车受到的阻力_____,速度减小得越_____。推理可知,同一运动小车如果不受阻力作用,它将______。
【答案】(1)初速度,控制变量:(2)减小斜面倾斜角度:(3)越小,慢,做匀速直线运动
【解析】本题考查牛顿第一定律、控制变量法。小车到达水平面的速度与高度有关,小车直接冲出棉布未端说明速度过大,因此需要控制速度变小,调节斜面倾角即可。
考点三:惯性
1.定义:物体保持原有的运动状态的性质。
2.大小只与质量有关。
3.惯性与牛顿第一定律的比较
区 别 牛顿第一定律 惯性
条 件 物体不受外力作用时 任何条件下
本 质 描述物体在一定条件下遵循的运动规律 物体本身的属性
【例题4】(2022黑龙江龙东农垦森工)轿车除了安全带以外,还有一种安全装置“头枕”,对人起保护作用。如图所示,“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害(  )
A.紧急刹车 B.左右转弯 C.前方碰撞 D.后方追尾
【答案】D
【解析】当后方追尾时,坐在座椅上的人由于惯性要保持原来的运动状态,头会突然后仰,这时较软的头枕会保护头颈不被撞伤。
【例题5】(2022贵州黔东南)小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游,小车在一段平直公路上匀速直线行驶,小敏坐在小车的座位上,突然遇到紧急情况,爸爸紧急刹车,小敏身体将向什么方向倾斜?说出理由。
【答案】见解析。
【解析】小敏坐在小车的座位上,当汽车紧急刹车时,小敏的下身随汽车一起停止运动,但
其上身由于惯性仍要保持原来的运动状态继续向前运动,所以小敏身体会突然向前方倾倒。
考点四:二力平衡
1.定义:一个物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡或二力平衡。
2.条件:
(1)作用在同一直线上;(2)大小相等;(3)方向相反;(4)作用在同一物体上。
【例题6】(2022广西贵港)以下对四个体育运动项目中涉及的物理知识描述正确的是( )
A. 踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用
B. 立定跳远——脚用力向后蹬地,是为了增大惯性
C. 打排球——大力扣球,手对球的作用力大于球对手的作用力
D. 引体向上——双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力
【答案】 D
【解析】平衡力和相互作用力的区别在于是否作用在同一物体上,两个等大反向的力作用在同一物体上,即为平衡力,作用在不同物体上即为相互作用力。
A.踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球受到了阻力的作用,A不符合题意;
B.一脚用力向后蹬地,是为了增大动能,惯性只与质量有关,B不符合题意;
C.大力扣球,手对球的作用力与球对手的作用力是相互作用力,大小相等,方向相反,C不符合题意;
D.双手握住单杠静止时,人受到的重力与单杠对人的拉力,满足同一物体,大小相等,方向相反,且人也处于静止状态,故人受到的重力与单杠对人的拉力是平衡力,D符合题意。
【例题7】(2022山东东营)如图所示,在平直的地面上,沿着水平方向用力使物体匀速向右运动,请以O为作用点画出物体所受拉力F和滑动摩擦力f的示意图。
【答案】如下图所示。
【解析】物体沿着水平方向匀速向右运动,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,多物体重心,分别沿水平向右和向左的方向画一条有向线段,并分别用F和f表示,注意两条线段长度要相等。
【演练】
一、选择题(本道大题有14个小题,每小题2分,共28分)
1. (2022青海)下列叙述正确的是(  )
A. 宇航员从地球到太空,惯性会发生变化
B. 我国C919大型运输机在空投物资时,应在目的地正上方进行空投
C. 做圆周运动的物体,当它所受外力同时消失,物体将停止运动
D. 乘坐轿车时必须要系上安全带,是为了防止惯性带来的危害
【答案】D
【解析】A.惯性是物体的属性,一切物体都有惯性,宇航员从地球到太空,惯性不会发生变化,故A错误;
B.由于一切物体都有惯性,投放的物资仍具有向前运动的状态,我国C919大型运输机在空投物资时,应在未到达目的地前进行空投,故B错误;
C.由于一切物体都有惯性,做圆周运动的物体,当它所受外力同时消失,物体将沿此时运动的方向做匀速直线运动,故C错误;
D.乘坐轿车时必须要系上安全带,是为了防止车突然停下时人停不下来造成伤害,即惯性带来的危害,故D正确。
2. (2022长春)公安交通管理部门要求行车时司机和乘客系安全带。系安全带的目的是(  )
A. 增大惯性 B. 减小惯性
C. 利用惯性 D. 防止惯性带来的危害
【答案】D
【解析】AB. 惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性的大小不变,故AB错误;
D.系安全带是为了防止紧急刹车时,车在阻力作用下停止运动,而司机或乘客由于惯性继续向前运动而被撞伤,这是防止惯性带来的危害,而不是利用惯性,故C错误,D正确。
3. (2022江苏泰州)2021年4月13日,中国女足成功拿到东京奥运会门票,为祖国争得荣誉。如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及到的物理知识,分析正确的是(  )
A. 脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
B. 踢出去的足球能在空中继续运动,是因为足球受到惯性
C. 足球鞋底凹凸不平,是为了增大人与地面间摩擦力
D. 运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是使物体运动的原因
【答案】C
【解析】A.力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果,所以,脚对球施加的力大小相同,其作用效果不一定相同,故A错误;
B.惯性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.足球鞋底凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦力,故C正确;
D.运动员用脚踢球,球飞出去,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
4. (2022浙江丽水)我市各县市在努力创建全国文明城市,市容市貌越来越好。如图是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是( )
A. 洒水时,洒水车一直具有惯性
B. 洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C. 洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D. 洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
【答案】C
【解析】A、一切物体在任何时候都有惯性,因此,洒水时洒水车一直具有惯性,故A正确;
B、洒水时,洒水车的质量在不断减小、重力减小,因此对地面的压力一直在变小,故B正确;
C、洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小,接触面的粗糙程度不变,因此受到地面的摩擦力在变小,故
C错误;
D、洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态,故D正确。
5.(2022内蒙古通辽)关于力和运动,下列说法正确的是(  )
A.参加三级跳远比赛时,快速助跑是为了增大惯性
B.用力推桌子,桌子静止不动,因推力等于摩擦力,这两个力是一对相互作用力
C.在操场跑步,匀速跑过弯道时人受到非平衡力
D.踢球时,只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
【答案】C
【解析】(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只与物体的质量有关;
(2)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体不受力或受平衡力;
(3)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小或方向的变化;
(4)影响力的作用效果的因素是力的大小、方向和作用点。
A.跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性,但惯性的大小只与物体的质量有关,所以快速助跑不能增大惯性,故A错误;
B.用力推桌子,桌子没有推动,处于平衡状态,推力和摩擦力是一对平衡力,推力等于摩擦阻力,故B错误;
C.在操场跑步,匀速跑过弯道时,人的运动的方向发生了变化,运动状态发生改变,人受到非平衡力的作用,故C正确;
D.力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果,脚对球施加的力大小相同,其作用效果不一定相同,故D错误。
6. (2022江苏扬州)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是(  )
A. 自行车轴承安装滚珠轴承
B. 消防员即将到达地面时紧握滑竿
C. 此车轮胎表面刻有花纹
D. 足球守门员戴防滑手套
【答案】A
【解析】A.自行车轴承安装滚珠轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦力,故A符合题意;
B.消防员即将到达地面时紧握滑竿,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B不符合题意;
C.轮胎上刻有凹凸的花纹,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C不符合题意;
D.足球守门员戴防滑手套,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D不符合题意。
7.(2022四川甘孜州)下列实例中,为了减小摩擦的是(  )
A. 用力握紧羽毛球拍 B. 足球守门员戴有防滑手套
C. 拧瓶盖时垫上毛巾 D. 给自行车的车轴加润滑油
【答案】D
【解析】A.用力握紧羽毛球拍是通过增大压力来增大摩擦力,故A不符合题意;
B.足球守门员戴有防滑手套是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.拧瓶盖时垫上毛巾是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C不符合题意;
D.给自行车的车轴加润滑油是减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,故D符合题意。
8.(2022四川乐山市)下列实例中,目的是为了增大摩擦的是(  )
A. 滚动轴承
B. 给木箱加装轮子
C. 自行车车轮有凹槽
D. 磁悬浮列车与轨道不接触
【答案】C
【解析】A.滚动轴承是将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力。A选项不符合题意;
B.给木箱加轮子,也是将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力。B选项不符合题意;
C.自行车车轮有凹槽,加大了接触面的粗糙程度,增大了摩擦。C选项符合题意;
D.将接触面分离,减小了摩擦。D选项不符合题意。
9.(2022天津)一辆在水平道路上做匀速直线运动的汽车,它受到的平衡力有(  )
A. 一对 B. 二对 C. 三对 D. 四对
【答案】B
【解析】因汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用,在水平方向上,受牵引力和阻力的作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;在竖直方向,受重力和水平面对汽车的支持力作用,两个力作用于汽车,大小相等,方向相反,作用于同一条直线,是一对平衡力;故汽车受二对平衡力的作用。
10.(2022黑龙江龙东农垦森工)如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是(  )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
【答案】AD
【解析】A.甲图中,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,根据二力平衡条件可知f=F,即A物体所受的摩擦力大小为F;乙图中A物体与B相对静止,A物体在水平方向没有力的作用,A物体所受的摩擦力为0;故A错误;
B.以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,所以两种情况下B物体受到地面对它的摩擦力均为F,故B正确;
C.甲图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,且f=F,故C正确;
D.乙图,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用,故D错误。
11.(2022安徽省)如图,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A. F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B. F1与F3是一对作用力与反作用力
C. GA与F2是一对平衡力
D. F2与F1是一对平衡力
【答案】 B
【解析】由图知,A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1;B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB ,
A、以A为研究对象,A物块在水平桌面上保持静止,受力平衡;GA、F1两个力的合力方向向下,合力的大小GA+F1=F2 ,
则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,均作用在A物块上,所以是一对平衡力,不是一对相互作用力,A不符合题意;
B、B对A有向下的压力F1 , 因力的作用是相互的,则A对B有向上的支持力F3 , 所以F1与F3是一对作用力与反作用力,B符合题意;
C、A物块处于静止状态,由图示和力的平衡条件可得:F2=GA+F1 , 则GA与F2的大小不等,所以GA与F2不是一对平衡力,C不符合题意;
D、A物块处于静止状态,由力的平衡条件可得:F2=GA+F1 , 则F2与F1的大小不等,所以F2与F1不是一对平衡力,D不符合题意。
12.(2022福建省模拟题)牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上得到的。为了探究这个问题,小万与同学们设计了如图所示的实验。下列做法或者说法有错误的
是 ( )
A.为了控制小车在水平面上开始滑行时的速度相等,采用了让小车放在同一斜面的同一位置,由静止开始下滑的方法;
B.据小车滑行距离的远近或小车速度减慢的快慢来比较“摩擦力”对“物体运动的影响”;
C.根据实验可知,表面越粗糙,滑行距离越近;表面越光滑,滑行距离越远,所以如果表面绝对光滑时,小车将不受摩擦力,将永远运动下去,即做匀速直线运动;
D. 为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度相同。
【答案】D
【解析】(1)我们知道实验中应控制不变的相关因素有同一辆小车;光滑程度相同的斜面;相同坡度的斜坡;小车从相同高度滑下等,这样小车在水平面上开始滑行时的速度相等。
(2)实验中有两个变量,其中自变量是水平表面的粗糙程度,因变量是小车运动的距离。
(3)若图中水平板是绝对光滑的, 且空气阻力为零,则小车的运动情况为沿直线一直匀速直线运动下去。
(4)为了让小车受到不同的阻力,采用的做法是使水平面的粗糙程度不相同,也就是在木板表面上铺设不同物质的器材。
13.(2022广西北部湾)如图所示的各种做法中,属于增大摩擦的是(  )
A.自行车上的滚动轴承 B.体操运动员手上涂有防滑粉
C.冰壶运动员用刷子刷冰面 D.给门轴上的合页加润滑油
【答案】B
【解析】(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
(2)减小摩擦力方法:减小压力,减小接触面粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
A.自行车上的滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦力.故A不符合题意;
B.体操运动员手上涂有防滑粉,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符合题意;
C.冰壶运动员用刷子刷冰面,是在压力一定的情况下,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦的,故C不符合题意;
D.给门轴上的合页加润滑油,是使接触面脱离来减小摩擦力.故D不符合题意.
14.(2022湖北荆州)如图所示,A、B两个物体叠放在水平面上,同时用力F1、F2分别作用于A、B两个物体上,A、B始终处于静止状态,其中力F1=3N,方向水平向左,力F2=5N方向,水平向右,下列分析正确的是(  )
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为2N,方向水平向左
C.地面对B的摩擦力为5N,方向水平向左
D.B对A的摩擦力为5N,方向水平向右
【答案】B
【解析】AD、据物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力水平向右,大小是3N,所以B上表面受到A的摩擦力水平向左,大小是3N,故AD错误;
BC、物体B处于静止状态,水平方向上受到A对B水平向左的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向右的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与A对B水平向左的摩擦力之和等于水平向右的拉力F2,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为5N﹣3N=2N,方向向左,故C错误,B正确。
二、填空题(每空1分,共19分)
1.(2022黑牡鸡朝鲜族)一个箱子重为100N,放在水平面上,受6N的水平推力,箱子未动,这时箱子受到的摩擦力应___(选填“大于”、“等于”或“小于”)6N.当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动.当水平推力增大到20N时,箱子受到的摩擦力为____N.
【答案】 等于 10
【解析】箱子受6N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,摩擦力等于推力等于6N;当水平推力增大到10N时,箱子恰好做匀速运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,大小等于10N,当水平推力增大到20N时,箱子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10N.
2. (2022黑牡鸡朝鲜族)用头顶出去的足球仍能继续运动,是因为足球具有______;足球最终会下落到地面,是因为足球受到______的作用。
【答案】 惯性 重力(或地球的吸引力)
【解析】顶出去的足球继续运动是因为足球具有惯性。
足球最终落到地面是由于足球受到重力的作用。
3.(2022青海)如图所示跳水运动员站在跳板上准备起跳她受到的重力与跳板对她商的支持力是一对_______(选填“相互作用力”或“平衡力”),跳板表面做的比较粗糙是为了增大_________。
【答案】 平衡力 摩擦
【解析】在跳板上准备起跳时,运动员是静止状态,受力平衡,重力与她所受跳板的支持力是一对平衡力。
跳板表面比较粗糙是增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
4.(2022齐齐哈尔)如图所示,一个木箱放在各处粗糙程度均相同的水平地面上,对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,则此过程中木箱受到的摩擦力为   N,方向水平向   (选填“左”或“右”)。
【答案】15;左。
【解析】对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,此时木箱处于平衡状态,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为15N;木箱水平向右做匀速直线运动,则摩擦力的方向是水平向左的。
5.(2022山西)小明是个科幻迷,他创作了一篇科幻题材的短篇小说﹣﹣《我是超人》。小说中有这样
的故事情节:超人小明上天入海无所不能,有次为营救小伙伴,情急之下让地球骤然停止自转,结果小
伙伴却被甩向了天空。他这样幻想的科学依据是   。地球骤然停止自转,你认为可能发生的现象
还有   (写出一条即可)。
【答案】人具有惯性;地球上的汽车等物品也会由于惯性被甩向天空。
【解析】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。
小伙伴原来随地球一起运动,若地球骤然停止自转,小伙伴由于具有惯性,仍要保持原来的运动状态,所以会被甩向了天空,故他这样幻想的科学依据是人具有惯性;
地球骤然停止自转,地球上的汽车等物品也会由于惯性被甩向天空。
6.(2022江苏徐州模拟题)物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化关系如图乙所示。小萍从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“ ”表示物块A),如图丙所示,6s~12s内物块所受的摩擦力为  N,10s~14s内物块的平均速度为  cm/s。
【答案】6;5.5。
【解析】(1)由图丙知,12s~18s内物块在相同时间内通过的路程相等,所以此时间内物块做匀速直线运动,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由图乙可知此时的拉力F=6N,由二力平衡条件可得,滑动摩擦力f=F=6N;
由图丙可知,6~10s内,物块处于运动状态,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,所以滑动摩擦力大小不变,即6s~12s内物块所受摩擦力仍等于6N;
(2)由图丙知,10s~14s内物块的平均速度:v===5.5cm/s。
7.(2022吉林模拟题)如图在水平拉力F1=10N作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4N.则木板甲与地面间的摩擦力是  N。
【答案】6
【解析】物体乙处于平衡状态,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。对甲进行受力分析,再进一步确定地面对甲的摩擦力大小。
此时墙壁对物块乙的拉力F2=4N,方向向左;乙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;摩擦力水平向右;
以甲为研究对象,它受到向右的拉力为10N,同时受到地面对它的摩擦力和物体乙对它的摩擦力,二者之和为10N,所以地面对物体甲的摩擦力为f=10N﹣4N=6N。
8.(2022大连)足球大赛场景中体现出很多物理知识,请根据下面给出的示例再写出两条.
示例:用脚踢足球时,足球运动方向改变了.说明力是改变运动状态的原因。
(1)  ;(2)  .
【答案】(1)足球场上奔跑的运动员,相对看台上的观众是运动的。蕴含运动与静止的相对性;(2)停在草地上的足球,受到平衡力作用。
【解析】足球赛场上的体育活动蕴含丰富的物理知识,比如重力、摩擦力、运动与静止的相对性、惯性、平衡力、克服足球阻力做功、力是物体对物体的相互作用、力是改变物体运动状态的原因等。具体实例有踢出球后,球不再受到脚的作用力,由于惯性,球还能继续运动;飞行中的球始终受到地球的重力,最终会落向地面;球落到地面后要滚一段距离停下,是由于受到阻力的作用;停在草地上的球受到平衡力是地对球的支持力和它受到的重力,这两个力都作用在球上,且大小相等、方向相反、作用在同一直线上等。
9.(2022绥化)“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机,具有卓越的机动性能,如图当该歼击机从航母甲板上起飞时,以  为参照物,歼击机是运动的;歼击机着舰后由于  会继续高速运动,所以必须适时放下着舰钩,钩住甲板上拦阻索,达到强行减速目的.
【答案】航母;惯性.
【解析】(1)歼击机从航母甲板上起飞时,歼击机和航母之间发生了位置的改变,所以歼击机相对于航母是运动的.
(2)当高速飞行的歼击机在甲板上降落时,由于飞机具有惯性不能立即停止,所以飞机尾部会伸出一个钩子,勾住甲板上的降落阻拦索,在阻拦索的巨大拉力作用下,飞机迅速减速而停下,这说明了力可以改变物体的运动状态.
10.(2022山东潍坊模拟)经典力学和实验物理学的先驱   ,率先用望远镜观察天空,由此得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的日心说;他还通过理想实验说明了:运动物体如果不受其他物体的作用,它就会   .
【答案】伽利略;保持匀速直线运动.
【解析】根据伽利略对物理学贡献的了解回答.同时要了解他通过理想实验所得出的力与运动的关系.经典力学和实验物理学的先驱伽利略率先用望远镜观察天空,由此得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的日心说.伽利略还通过理想实验说明了:运动物体如果不受其他物体的作用,它就会保持匀速直线运动.
三、分析简答题(每题5分,共10分)
1.(2022四川广元模拟)随着人们生活水平的不断提高,汽车已成为寻常百姓家里的代步工具.军军的爸爸经常会用汽车接送他上学.一天走到学校附近的十字路口,突然有人横穿马路,军军的爸爸紧急刹车,此时车上的军军突然向前扑去,事后军军给爸爸说:”这是受到惯性的作用“.你认为军军的说法对吗?请用物理知识解释这一现象.
【答案】惯性是物体保持运动状态不变的性质,不是一种作用,故军军的说法是错误的;军军的爸爸紧急刹车时,汽车很快停止了前进,军军的下半身随车停止了运动,而上半身由于惯性要保持原来的状态继续向前运动,所以军军会向前倾.
【解析】一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或者静止状态的性质就是惯性.
2.(2022牡丹江模拟)在2018年冬奥会上,冰壶运动员使用冰壶刷适当地“扫刷”冰面(如图所示),从而让冰壶可以走得更远。请你用物理知识解析这种现象。
【答案】见解析。
【解析】运动员刷冰时,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使冰面的内能增加,冰熔化成水;由于水的出现使冰壶与冰面分开,从而减小了冰壶与冰面之间的摩擦阻力,冰壶就运动得更远。
四、作图题(每题3分,共9分)
1. (2022贵州黔东南州)如图所示,重100N的货物A随小车B在拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,请在图中画出货物A所受力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】货物A随小车B在一起向右做匀速直线运动,货物A相对于小车是静止的,不受摩擦力作用,所以货物A只受竖直向下的重力和竖直向上的支持力。
2.(2022北京)某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图所示的实验装置。
他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做  直线运动。
(2)请你画出(1)中木块A的受力示意图,并分析说明这种运动状态下,弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据。
【答案】(1)匀速;(2)见解析图。 由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以f=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动,这样做的目的是便于测出木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)木块A沿水平桌面做匀速直线运动,木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f,在竖直方向上受重力G和支持力F支,受力示意图如下图所示。
由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以f=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
3.(2022龙东)如图所示,物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止时,木块随即在小车的平板上滑行,画出木块滑行过程中受力示意图.
【答案】如下图所示
【解析】原来物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止,由于惯性木块保持原来的速度继续运动,木块相对于平板向右滑动,收到水平向左的摩擦力;同时木块受竖直向下的重力G、平板对它竖直向上支持力F的作用,这两个力是一对平衡力,三个力的作用点都在物块的重心上。
五、实验探究题(本道大题有4个小题,共24分)
1.(8分)(2022广东省)小明在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,如图所示。
根据______ 条件,当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______ 运动时,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小,如图甲所示。
小明在图甲实验中发现较难保持木块匀速运动,弹簧测力计示数不稳定。于是,他与同学们一起改进实验,如图乙所示,固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,实验记录如表,则木块所受的滑动摩擦力大小为______ N。
实验次数 长木板运动情况 弹簧测力计示数
1 匀速
2 由慢到快
3 由快到慢
写出用图乙装置的一条优点:______ 。
【答案】二力平衡 匀速直线 长木板不必进行匀速直线运动,摩擦力等于弹簧测力计示数,并且弹簧测力计处于静止状态,容易读数
【解析】实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数;
固定弹簧测力计,通过拉动长木板进行实验,木块相对于地面保持静止状态,木块在水平方向上受力平衡,受到的滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,弹簧测力计示数为,则滑动摩擦力为;
与直接用弹簧测力计拉动木块测量摩擦力相比,拉动木板进行实验具有容易操作的优点:长木板不必进行匀速直线运动,摩擦力总等于拉力,并且弹簧测力计处于静止状态,便于读数。
2.(8分)(2022齐齐哈尔)为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图所示实验实验所用棉布比木板表面粗糙。
实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做______ 运动,根据______ 知识,可知滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
在这四次实验中,滑动摩擦力最小的是______ 选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”。
比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______ 是否有关;比较乙、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______ 是否有关。
比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是______ 的选填“正确”或“错误”,理由是______ 。
小夏对实验装置进行改进后,如图戊所示,当他再进行实验时,发现效果更好。请你说出改进后的优点是______ 写出一条即可。
【答案】匀速直线 二力平衡 丁 压力大小 接触面粗糙程度 错误 没有控制压力大小相等 不必控制木板做匀速直线运动,便于操作或测力计的示数稳定,便于读数
【解析】弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动木块进行匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
由题意可知,甲乙丁的接触面较光滑,并且丁的压力最小,故丁实验中木块受到的滑动摩擦力最小。
甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力不同,故甲、乙实验是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关;
乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度不同,故乙、丙为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关。
甲、丁两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,接触面积不同,即没有控制压力大小相等,无法探究滑动摩擦力跟接触面积的关系,故得到的结论是错误的。
实验改进后,物体A相对于地面是静止的,物体A受到测力计的拉力和木板对物体A的滑动摩擦力是一对平衡力,其大小始终相等,与木板运动的速度无关,所以实验时不必控制木板做匀速直线运动,便于操作,且实验时测力计的示数稳定,便于读数。
3.(4分)(2022四川内江)如图所示,是探究“二力平衡条件”的实验装置图。
(1)实验时使用小车而不使用木块,是因为小车与桌面间的   更小,从而减小对实验结果的影响。
(2)在实验开始时,由于粗心只在左盘中放入砝码,小车立即向左运动,在运动过程中,左盘中砝码的重力势能将   ,动能将   。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后,小车静止在桌面上,这说明二力平衡时,两个力的大小   。
【答案】(1)摩擦力;(2)变小;变大;(3)相等。
【解析】(1)实验时使用小车而不使用木块,将滑动摩擦力变为滚动摩擦力,大大减小了摩擦,减小了摩擦对实验的影响;
(2)小车向左运动过程中,左盘中砝码的质量不变,高度减小,重力势能将变小,砝码的速度增大,动能将变大;
(3)当两个盘中分别放上两个相同的砝码后,由于砝码的重力相同,这两个力产生的拉力是一对平衡力,小车就能保持静止,说明彼此平衡的两个力大小相等。
4.(4分)(2022山西)同学们利用如图甲所示的实验装置,测量物体所受的滑动摩擦力。
(1)实验中,应在水平方向拉着木块做  直线运动;根据  得出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。
(2)“创新”小组在同一木板上,测量了不同压力下滑动摩擦力的大小,并根据测量数据作出了如图乙所示的图象,分析图象可以得出的结论是   。
次数 1 2 3 4 5 6
F压/N 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
f/N 0.8 1.3 1.6 1.9 2.4 2.8
(3)“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验,记录实验数据如上表,请你根据表格中的数据,在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是   。
【答案】(1)匀速;二力平衡;(2)同一木板,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比;(3)木板和桌面的粗糙程度不同。
【解析】(1)实验中,应在水平方向拉着木块做匀速直线运动;根据二力平衡得出滑动摩擦力大小等于拉力大小,即等于弹簧测力计示数。
(2)由图多次实验,接触面粗糙程度相同,压力越大,而测力计的示数较大,说明受到的摩擦力较大,可得当接触面粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大,分析图象可以得出的结论是同一木板,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比;
(3)“牛顿”小组在桌面上也做了同样的实验,记录实验数据如上表,请你根据表格中的数据,在图乙中描点作出图象。对比分析两组图象你的新发现是压力相同时,滑动摩擦力不同,可得结论:木板和桌面的粗糙程度不同。
六、计算题(本道大题有2个小题,共10分)
1.(6分)(2022江苏苏州模拟)距离传感器是一种测量距离的仪器,它发出的超声波遇到物体后反射回传感器,传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离,并显示物体的s-t图象。已知超声波在空气中的速度是340m/s。
(1)若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号,物体距传感器多远?
(2)若显示物体的s-t图象如图甲,物体在0至15s的运动情况如何?为什么?
(3)另外一物体在F=10N的水平拉力作用下,沿水平地面做直线运动。传感器显示物体的s-t图象如图乙。求:在0至15s物体受到的摩擦力是多大?(写出分析过程)
【答案】(1)1.7m(2)物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间t改变。
(3)10N
【解析】(1)s=vt=340×0.01÷2 m =1.7m
(2)物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间t改变。
(3)由图可知该物体运动的路程s与t成正比,说明物体在做匀速运动,故受力平衡
则f=F=10N
2.(4分)(2022云南模拟)如图所示,一个重为G的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,沿水平面向右作匀速直线运动,已知G=40N,F=10N。
(1)求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小;
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则有关系式f=μFN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)10N(2)0.25
【解析】(1)因为物体做匀速运动,水平方向受力平衡,所以,f=F=10N
(2)当物体放在水平地面上时FN=G=40N
由f=μFN可得μ=0.25
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