第3章 运动和力 综合训练（3.6-3.7，含解析）

3.6-3.7综合训练
、选择题
在早晚高峰，城市交通拥堵日益常态化，共享单车的面世避免了人们长时间堵在路上，节能省时。下列关于中学生骑共享单车上学的情形中说法正确的是（　　）
A．在水平地面上匀速骑行时摩擦力保持不变
B．普通中学生骑行最大速度一般可以达到50m/s
C．不蹬脚踏板，车速越来越慢是因为惯性越来越小
D．骑行过程中，中学生相对于身上背的书包是运动的
某同学对生活中的一些做法进行了分析，你认为不合理的是(　　)
A．连接玻璃管与胶皮管时，先把玻璃管口用水润湿，水起润滑作用
B．举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”，目的是减小摩擦
C．雨天，机动车应低速行驶，是由于车轮与地面的摩擦较小
D．铅笔芯粉末加入到生锈的锁中，起润滑作用
如图所示的四个实例中，属于增大压强的是(　　)
A． 滑雪板的面积较大B． 书包的背带较宽
C． 切果器的刀片很薄D． 坦克的履带很宽大
如图，图钉尖的面积是5×10-8m2，图钉帽的面积是1×10-4m2，松木能承受的最大压强是5×106Pa 。以下说法正确的是（　　）
A．手指至少要用500N 的力，图钉尖才能进入松木
B．手指至少要用0.25N 的力，图钉尖才能进入松木
C．图钉静止时，它受到水平向左的力大于水平向右的力
D．图钉静止时，它受到水平向左的力小于水平向右的力
摩擦的存在有利有弊，我们常常需要增大有益摩擦，减小有害摩擦。下列方式是为了减小有害摩擦的是（　　）
A．鞋底上的花纹 B．光滑材质做滑梯
C．弓压弦越重，琴声越响 D．浴缸地面加防滑垫
如图所示是探究“阻力对物体运动影响”的实验装置，下列有关此探究活动的设计和结论的各种表述，不正确的是（　　）
A．每次实验时，应使小车从斜面的同一高度滑下
B．运动的物体若不受阻力，将一直运动下去
C．水平面越粗糙，小车在水平面上前进的距离越近
D．由于惯性，小车到达粗糙的水平面后继续向前运动，摩擦力逐渐减小到零
如图所示，一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，橡皮膜向瓶内凹陷得更多的是(　　)
A．第一次 B．两次凹陷得一样
C．第二次 D．橡皮膜不会凹陷
为了“研究压强大小跟哪些因素有关”，现有下列实验器材：
（1）弹簧测力计、（2）天平和砝码、（3）统一规格的长方体木块2～3块、（4）海绵、（5）量杯．
其中一组可以达到实验目的是（　　）
A．（2）、（3） B．（3）、（5）
C．（3）、（4） D．（1）、（4）
如图为某玻璃容器的纵切面图，往该容器中匀速注水。下列能正确表示此过程中容器底部受到水的压强随时间变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
如图，用手握住一个空玻璃瓶，保持瓶子在竖直方向静止。下列说法错误的是（　　）
A．手对瓶子有握力，瓶子会发生形变
B．手对瓶子有竖直向上的静摩擦力，大小等于瓶子重力
C．手对瓶子的握力增大时，瓶子所受的摩擦力也增大
D．向瓶子里倒入一定量的水，瓶子所受的摩擦力也增大
、填空题
在生活中，我们发现鞋底、轮胎表面都设计有凹凸的花纹，其目的是为了 　 　摩擦，书包、旅行背包的背带都设计得比较宽，其目的是为了 　 　压强．（两空选填“增大”或“减小”）
如图所示，两手指用力捏住铅笔，使它保持静止，则两手指对铅笔的压力是　 　（相互作用力/平衡力），两手压强　 　．（相等/不相等）
如图所示的平底容器，其质量为0.2kg，底面积为3×10﹣3m2，内装有1kg的水，测得容器中水的深度为20cm，若将该容器放在面积为1.5m2的水平桌中央，则容器对桌面的压强为　 　 Pa，水对容器底部的压强为　 　 Pa．（g取10N/kg）
如图是校运会百米赛跑终点冲刺的情景，回答下列问题：
（1）问题：运动员的鞋底花纹很深，目的是什么？
回答：　 　
（2）针对运动员百米跑的整个过程，从惯性的角度提出一个问题并回答．
问题：　 　
回答：　 　
液体压强的特点
（1）液体内部向　 　方向都有压强。
（2）液体的压强随着深度的增加而　 　。
（3）在同一深度，液体向各个方向的压强　 　。
（4）不同液体的压强还跟密度有关，在深度相同时，度越大，压强也　 　。
、实验题
用如图甲所示的装置探究摩擦力跟压力大小的关系。
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对　 　力。
（2）某次实验中弹簧测力计的指针位置如图甲所示，它的示数是　 　N。
（3）根据表格中的数据，在图乙中作出f随F变化的图像。
实验次数 1 2 3 4 5
压力F/N 3 4 5 6 7
摩擦力f/N 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4
（4）分析图像可知：当接触面的粗糙程度一定时，摩擦力跟压力的大小成　 　。
（5）实验结束后，小丽同学想探究摩擦力是否与接触面的大小有关，她用弹簧测力计测出木块在水平面上做匀速直线运动时的摩擦力，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，测得摩擦力的大小也变为原来的一半。她由此得出：当接触面的粗糙程度一定时，接触面越小，摩擦力越小。你认为她的结论正确吗？　 　，理由是　 　。
、解答题
2017年5月，温州又一跨越瓯江的大桥一瓯江北口大桥正式开建，大桥建成后将成为温州大都市经济圈的重要通道.（写出计算过程）
（1）瓯江北口大桥采用双层设计，下层是一级公路，上层是高速公路。上层的高速公路接甬台温高速公路，路线长约79km，设计速度100km/h，如果轿车以设计速度匀速驶过这段高速公路，大约需要多少时间？
（2）大桥施工完成后，一个质量约18×107kg的钢结构竖立在地基上，其与地基的接触面积约为3600m2，则该地基受到的压强有多大？（g取10N/kg）
如图是某公司发布的一款体感平衡“椅车”。它可当椅子坐，也可以当电动车行驶。当驾驶者身体前倾时它会前行，身体后仰时就会倒退，而且能做到侧开。这款车的最大承载质量为80kg，而它自身质量为5kg，车轮与地面的接触总面积为25cm 。
（1）“椅车”的车轮刻有花纹的作用是　 　。
（2）“椅车”匀速行驶时受到的摩擦力是总重力的0.2倍，则行驶时“椅车”受到的摩擦力最大为多少牛？
（3）当“椅车”处于最大载重时，对地面的压强是多少？
3.6-3.7综合训练答案解析
、选择题
A
【解析】（1）根据影响滑动摩擦力的因素判断；
（2）将m/s换算成km/h，再进行判断；
（3）力是改变物体运动状态的原因；
（4）如果物体相对参照物的位置不变，则它是静止的；否则，它是运动的。
A．在水平地面上骑行时，它对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此受到的摩擦力大小不变，故A正确；
B.50m/s=180km/h，已经超过了高速公路限速的50%，故B错误；
C.不蹬脚踏板，车速越来越慢是因为自行车受到地面的阻力，故C错误；
D.骑行过程中，中学生相对身上的背包的位置保持不变，则他是静止的，故D错误。
故选A．
B
【解析】连接玻璃管与胶皮管时，先把玻璃管口用水润湿，水起润滑作用，便于连接，选项A正确，不合题意；
举重运动员比赛前手上涂抹“镁粉”，目的是增大摩擦，选项B错误，符合题意；
雨天，机动车应低速行驶，是由于车轮与地面的摩擦较小，选项C正确，不合题意；
铅笔芯粉末加入到生锈的锁中，起润滑作用，选项D正确，不合题意；
故选B。
摩擦力与人类的生活息息相关，有时候人类需要增大摩擦力，如汽车轮胎刻有花纹，举重运动员涂抹镁粉等，有时候需要减小摩擦力，如轴承上滴加润滑油让接触面彼此分离等。
C
【解析】由压强公式p=可知增大压强的方法：在受力面积一定时，增大压力；在压力一定时，减小受力面积；同时增大压力，减小受力面积。
滑雪板的面积较大、书包的背带较宽和坦克的履带很宽大，都是通过增大受力面积的方法来减小压强的；切果器的刀片很薄，是通过减小受力面积的方法来增大压强的。故C符合题意。
故答案为：C。
B
【解析】（1）已知松木能承受的最大压强和图钉尖的面积，根据F=ps求出图钉尖能进入松木的最小压力；（2）静止或匀速直线运动的物体处于平衡状态，受到的力为平衡力，再根据二力平衡的条件判断两个力的大小关系。本题考查了压强公式和二力平衡条件的应用，关键是根据平衡状态判断受力情况。
解：（1）图钉尖能进入松木的最小压力：F=ps=5×106Pa×5×10-8m2=0.25N；（2）图钉静止时，它受到水平向左的力和水平向右的力是一对平衡力，所以两个力的大小相等。
故答案为：B
B
【解析】根据增大或减小摩擦的方法判断。
A．鞋底上的花纹，通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦力，故A不合题意；
B．光滑材质做滑梯，通过减小接触面粗糙程度的方式减小摩擦力，故B符合题意；
C．弓压弦越重，琴声越响，通过增大压力的方式增大摩擦力，故C不合题意；
D.浴缸地面加防滑垫，通过改变接触面的方式增大摩擦力，故D不合题意。
故选B。
D
【解析】（1）根据机械能的转化可知：小车从斜面上滑下时，重力势能转化为动能，当小车从斜面的同一高度由静止开始滑下时，其重力势能相等，到达水平面时的动能相等，速度相同；（2）小车在滑行中受到阻力的作用，阻力越小，滑行的距离越远；（3）小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远，如果小车不受力它将会保持恒定的速度永远运动下去或做匀速直线运动，反映了力与运动的关系．
解：A．每次实验时，应使小车滑到水平面时的初速度相等，是通过控制小车在斜面上的高度实现的，故A正确；
B、实验表明，运动的物体若不受阻力，将一直运动下去，故B正确；
C、水平表面越粗糙，小车的速度减小得越快，小车滑行的距离越短，故C正确；
D、小车从斜面上滑下时，由于惯性，小车到达水平面后继续向前运动，摩擦力的大小与速度大小无关，故摩擦力不改变，故D错误．
故选D．
C
【解析】同种液体的压强随深度的增加而增大。
第二次瓶口朝下时，橡皮膜所处的深度较大，受到水的压强较大，所以橡皮膜向瓶内凹陷得更多。
故答案为：C。
C
【解析】压强是表示压力作用效果的物理量，影响压强即压力作用效果的因素是压力的大小和受力面积的大小；
探究时要采用控制变量法，探究压强和压力的关系时要保证受力面积一定而压力不同；探究压强和受力面积的关系时要保证压力相同而受力面积不同．此题考查我们实验时选择器材的能力，这是我们实验的基础．
解：探究压强大小跟哪些因素有关时，要采用控制变量法．
探究压强和压力的关系时：采用木块叠加的方式改变压力的大小，都采用平放的方式使受力面积一定；
探究压强和受力面积的关系时：采用同一木块保证压力的大小一定，采用分别平放、侧放和竖放改变受力面积．
因为海绵是比较容易发生形变的，可使用海绵来感受压强，海绵发生形变程度大的，说明海绵受到的压强大．
故选C．
B
【解析】容器底部受到水的压强的大小与水的深度有关，深度越大压强越大。往该容器中注水，注水相同时，水深度的变化是越来越大。据此可以确定选项。
根据容器形状可知，以相同的速度往容器中注水时，相同时间深度变化越来越大。液体的压强与深度有关，深度越大压强越大。由相同时间深度变化越来越大可知，压强的增加越来越快。A选项中压强变化是相同的，A错误；B压强的增加越来越快，B正确；C压强的增加变慢，C错误；D图反映某段时间压强不变，C错误。
故答案为：B
C
【解析】（1）力的作用效果：①使物体发生形变；②使物体改变运动状态；
（2）（3）(4根据二力平衡的知识判断，
手对瓶子有握力，瓶子会发生形变，但是形变程度较小，用肉眼无法看到，故A正确不合题意；
瓶子在空中保持静止状态，那么手对瓶子静摩擦力和重力相互平衡，即二者大小相等，方向相反，故B正确不合题意；
手对瓶子的握力增大时，瓶子受到的摩擦力保持不变，因为瓶子的重力不变，故C错误符合题意；
向瓶子里倒入一定量的水时，瓶子的重力增大，根据二力平衡的知识可知，瓶子受到的摩擦力也增大，故D正确不合题意。
故选C。
、填空题
增大；减小
【解析】解：鞋底、轮胎表面都设计有凹凸的花纹，其目的是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦；
书包、旅行背包的背带都设计得比较宽，其目的是为了在压力一定时，增大受力面积减小压强．
故答案为：增大；减小
增大摩擦力的方法：在压力一定时，增大接触面粗糙程度增大摩擦力；在接触面粗糙程度一定时，增大压力增大摩擦力．
减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积减小压强；在受力面积一定时，减小压力减小压强．
平衡力；不相等
【解析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上．（2）压强的大小由压力的大小和受力面积的大小来确定．在压力相同的情况下，只需比较受力面积的大小即可．
解：（1）铅笔处于静止状态，受到两手指的压力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上，是一对平衡力，所以两手指对铅笔的压力大小相等；（2）两手指对铅笔的压力大小相等，力的作用是相互的，故两手指受到铅笔的压力大小也相等；
右边的受力面积小，由p= 可知右边手指受到的压强较大，即p左＜p右．
故答案为：平衡力；不相等．
4×103；2×103
【解析】（1）容器对桌面的压力：F=G=（m水+m容器）g=（1kg+0.2kg）×10N/kg=12N，
容器对桌面的压强：p===4×103Pa；
（2）水对容器底的压强：p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m=2×103Pa．
故答案为：4×103；2×103．
（1）容器对桌面的压力等于容器和水的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，容器底部与桌面的接触面积即为受力面积，根据p=求出容器对桌面的压强；
（2）知道容器内水的深度，根据p=ρgh求出水对容器底部的压强．
（1）增大摩擦
（2）运动员到达终点，虽然停止用力，为什么不能立即停下来；运动员到达终点时，处于运动状态，虽然停止用力，由于惯性，运动员要保持原来的运动状态，所以不能立即停下来
【解析】解：
（1）运动员的鞋底花纹很深，是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦，防止打滑；
（2）问题：运动员到达终点，虽然停止用力，为什么不能立即停下来？
回答：运动员到达终点时，处于运动状态，虽然停止用力，由于惯性，运动员要保持原来的运动状态，所以不能立即停下来．
故答案为：（1）增大摩擦；
（2）运动员到达终点，虽然停止用力，为什么不能立即停下来；
运动员到达终点时，处于运动状态，虽然停止用力，由于惯性，运动员要保持原来的运动状态，所以不能立即停下来．
（1）增大摩擦的方法：增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动；
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都具有惯性．
（1）各个
（2）增大
（3）相等
（4）越大
【解析】根据液体压强的特点解答。
（1）液体内部向各个方向都有压强。
（2）液体的压强随着深度的增加而增大。
（3）在同一深度，液体向各个方向的压强相等。
（4）不同液体的压强还跟密度有关，在深度相同时，深度越大，压强也越大。
、实验题
（1）平衡
（2）1.6
（3）解：如答图所示：
（4）正比
（5）不正确；没有控制压力大小不变
【解析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它受到的拉力与摩擦力相互平衡，为一对平衡力。
（2）根据图片确定测力计的分度值，根据指针位置读出示数。
（3）确定方格纸上横轴和纵轴表示的物理量，然后根据每组数据描点，最后将相邻的点用线连接即可。
（4）根据图像的形状确定摩擦力与压力的关系；
（5）根据控制变量法的要求可知，探究摩擦力与接触面大小的关系时，必须控制压力和接触面的粗糙程度不同。而操作中，将木块切开后，压力减半，接触面的面积减半，两个因素都变化，无法得出正确结论，据此分析解答。
（1）实验时，拉动木块在水平木板上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数就等于摩擦力的大小，因为这时的拉力和摩擦力是一对平衡力。
（2）根据甲图可知，测力计的分度值为0.2N，则示数为1.6N。
（3）方格纸上横轴表示拉力，纵轴表示摩擦力，将每组数据在对应位置描点，最后将相邻的点连接即可，如下图所示：
（4）根据图像可知，摩擦力随拉力的变化图像为一条通过坐标原点的斜线，则二者成正比关系。
（5）我认为她的结论不正确，理由是：没有控制压力大小不变。
、解答题
（1）轿车需要行驶的时间：；
（2）地基受到的压力F=G=mg=18×107kg×10N/kg=1.8×109N；
地基受到的压强。
【解析】（1）根据公式计算行驶的时间；
（2）首先根据F=G=mg计算出地基受到的压力，然后根据公式计算地基受到的压强。
（1）增大接触面的粗糙程度
（2）解：∵G=mg=(80kg+5kg)×10N/Kg=850N
∴f=0.2G=0.2×850N=170N
答：行驶时“椅车”受到的摩擦力最大为170牛。
（3）解：∵F=G=850N
S=25cm =0.0025m2
∴p= =340000Pa
答：当“椅车”处于最大载重时，对地面的压强为340000Pa。
【解析】（1）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
（2）首先根据G=mg计算出人和车的总重力，然后根据f=0.2G计算受到的摩擦力；
（3）车子对地面的压力等于人和车的总重力，然后根据公式计算车子对地面的压强。
（1）椅车”的车轮刻有花纹的作用是增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力。
（2）车子的总重力为：G=mg=(80kg+5kg)×10N/Kg=850N；
车子受到的摩擦力最大为：f=0.2G=0.2×850N=170N。
（3）车子对地面的压力F=G=850N；
车子与地面的接触面积为：S=25cm =0.0025m2；
那么车子对地面的压强： 。
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