华师大版 八上 第一章 (第四节运动和力、第五节二力平衡的条件)A版(含解析)

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名称 华师大版 八上 第一章 (第四节运动和力、第五节二力平衡的条件)A版(含解析)
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文件大小 1.8MB
资源类型 试卷
版本资源 华师大版
科目 科学
更新时间 2023-10-07 14:06:03

文档简介

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绝密★启用前
华师大八年级上册第一章(第四节运动和力、第五节二力平衡的条件)A版
考试时间:100分钟;命题人:mapy3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上
一.选择题(共15小题,每空2分,共30分)
1.(2023春 寒亭区期中)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示,有一企鹅先加速从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,达到一定速度后,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏。则下列说法正确的是(  )
A.企鹅卧倒后贴着冰面能向前滑行是因为受到沿冰面向上的冲力
B.企鹅卧倒后贴着冰面能向前滑行是因为企鹅具有惯性
C.企鹅冲到最高点时惯性消失,所以企鹅开始向下退滑
D.企鹅向下退滑时速度越来越大,其惯性也越来越大
2.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中(  )
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
3.在《运动与力》一课中,教材设计了一实验:光滑的水平桌面上运动的小钢球,在不受其他外力作用时,沿直线从A点运动到B点。若在其原先运动轨迹的侧面放置一条形磁铁,小球会向磁铁方向偏转,小球沿曲线从A点运动到C点。由上述实验现象可以得出的结论是(  )
A.小钢球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力
B.磁铁对小钢球没有作用力
C.力可以改变小钢球的运动方向
D.力可以使小钢球发生形变
4.在中国科技馆“探索与发现A厅”,有一个有趣的磁悬浮灯泡,其示意图如图所示。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体,在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈,给励磁线圈通电,在控制电路的调节下,永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况,下列说法中正确的是(  )
A.灯泡受到的磁力方向竖直向下
B.灯泡受到的磁力方向竖直向上
C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力
D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力
5.如图所示,用钢尺快速击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出而上面的棋子又落在正下方,下列说法中正确的是(  )
A.被击飞的棋子有惯性,落在正下方的棋子没有惯性
B.棋子被击飞出去,说明力可以改变物体的运动状态
C.钢尺击打棋子时,钢尺对棋子的力大于棋子对钢尺的力
D.该摞棋子静止在桌面上时,最下面一个棋子受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力
6.(2023春 梁山县期末)“车辆转弯,请坐稳扶好!”公交车广告提醒乘客注意安全。如图所示,公交车扶手上装有拉环,避免乘客受到伤害。拉环在设计上注重人性化,拉环上有凹凸纹且拉环做得比较厚大。下列说法不正确的是(  )
A.坐稳扶好是为了防止惯性带来的伤害
B.公交车行驶过程,突然刹车,身体由于惯性会向前倾
C.拉环做得比较厚大是通过增大受力面积来增大压强
D.公交车向右急转弯时乘客将会向左倾倒
7.小明学习惯性的知识之后,在探究跳远成绩是否与地球自转有关的研究中,他查了相关资料,发现地球由西向东自转,赤道附近的速度约为460m/s,滨州市城区地面的自转速度约为370m/s。关于跳远成绩与地球自转关系的分析中正确的是(  )
A.因为人有惯性,地球没有惯性,所以向东跳成绩更好
B.因为人的惯性小,地球的惯性大,所以向西跳成绩更好
C.因为跳起后,地球会向东自转一段距离,所以向西跳更有利于提高成绩
D.因为人和地球都有惯性,且自转速度相同,无论向哪跳对成绩都没有影响
8.景区推出新型玻璃栈道漂流,如图所示。此漂流只需在玻璃栈道内加入少量水,就可以让橡皮艇在玻璃栈道内快速下滑。下列有关说法正确的是(  )
A.下滑时速度增大,人的惯性也增大
B.下滑时人和皮划艇速度相同,所以人和皮划艇惯性大小相同
C.拐弯处人的身子会往一侧倾斜是因为人具有惯性要保持原来的运动状态
D.滑到底部后不能马上停止,是因为橡皮艇受到惯性的作用
9.如图所示,将A、B两个弹簧测力计沿水平方向挂在一起,然后用沿水平向右的拉力F1拉弹簧测力计B,使其沿水平方向保持静止状态,当弹簧测力计A的示数为3N时,下列说法正确的是(  )
A.弹簧测力计B的示数为3N
B.拉力F的大小为6N
C.墙对绳的拉力小于F1
D.弹簧测力计对墙的拉力使弹簧测力计发生形变
10.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一个伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是(  )
A.在0~t3时刻内,伞兵的机械能保持不变
B.在t1~t2时刻内,伞兵的动能转化为重力势能
C.在t2~t3时刻内,伞兵重力势能转化为动能
D.在t2~t3时刻内,伞兵的动能保持不变,机械能在减小
11.在中国科技馆探索与发现A厅,有个可以在平直轨道上匀速行驶的小火车,如图所示。当小火车将要通过“∩”形框架时,突然从小火车顶部的小孔2中竖直向上弹出一个小球,该小球越过框架后,恰好落回原来的小孔2中。若不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )
A.相对于小火车,抛出的小球的运动轨迹是直线
B.小球在空中运动时,受到小火车给的向前的推力
C.抛出的小球能继续向前运动是因为小球受惯性作用
D.小球上升至最高处时,它的速度为零,处于静止状态
12.(2023 广州一模)如图,小球从A点静止释放,摆动至B点时,此刻速度为0。若小球运动到B点瞬间,细绳突然断裂且小球受到的所有力都消失,小球将(  )
A.沿轨迹1运动 B.沿轨迹2运动
C.沿轨迹3运动 D.在B点静止不动
13.(2023 沙坪坝区校级开学)如图所示,当小朋友踩在高跷上竖直站立不动时,下列说法正确的是(  )
A.小朋友踩高跷时,脚先对高跷施加了力,然后高跷对脚施加了力
B.小朋友踩在高跷上,脚对高跷的压力是由于脚发生弹性形变产生
C.高跷对地面的压力与地面对高跷的支持力是一对平衡力
D.小朋友所受的重力与小朋友对踏板的压力是一对平衡力
14.(2023春 邗江区期中)如图甲所示,重为6N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t的变化的图象如图乙所示。若铁块受到的滑动摩擦力为2N,下列说法正确的是(  )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于 6N
B.在 0~2s 内拉力 F 等于 8N
C.在 0~6s 内拉力 F 等于 6N
D.在 2~6s 内拉力 F 等于 8N
15.(2023春 佛冈县校级期中)如图所示,质量为m的物体放在竖直放置的钢板AB之间,钢板固定不动,物体刚好以速度v2向下匀速运动,现用力F沿向上方向拉动物体,使物体以速度v1沿钢板运动,则F的大小为 (  )
A.等于mg B.等于2mg C.大于mg D.小于mg
二.填空题(共7小题,每空2分,共38分)
16.如图所示,车厢在水平路面上做匀速直线运动,车厢内一水平桌面上放着质量分别为M和m的两个物体,且M>m。设物体与桌面之间无摩擦,当车突然停止运动时,两个物体在离开桌面之前将    (选填“一定”“一定不”或“不一定”)相碰,这是因为    。
17.(2023春 建邺区期中)物理兴趣小组自主探究得知“接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比”和“定滑轮不改变力的大小,能改变力的方向”,他们应用这两个规律及相关知识分析了如图所示的物理过程。已知物体A重10N,B、C重均为4N,不计绳重及其与滑轮的摩擦。当在绳端挂上物体B时(如图甲),物体A沿水平面向右做匀速运动,A所受摩擦力f1=   N;接着把物体C放在A上,三者停止运动保持静止时(如图乙),A所受摩擦力f2=   N;再用力F竖直向下拉物体B,使物体A、C一起向右做匀速运动(水平面粗糙程度不变),则F=   N。
18.如图甲所示为消防队员小科进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小科沿杆竖直向上运动的v(速度)﹣t(时间)图象如图乙所示,在0s﹣6s时间内,小科受到的摩擦力方向为   ,小科第4s受到的摩擦力   (填“大于”、“小于”或“等于”)第16s时受到的摩擦力。
19.(2023 柴桑区模拟)如图是航天员王亚平在太空做的一个实验:她将小球拉到一定高度并拉直细线,放手后发现小球悬停在空中。然后轻轻拨动小球,小球便不停地绕O点转动,若转动中突然剪断细线,小球将会做    运动,这是由于小球具有    。
20.在探究“利用二力平衡分析摩擦力大小”的实验中,如图,A、B、C、D是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用100N的力压紧,砖处于静止状态。A砖与木板之间的摩擦力为   N;A砖与B砖之间的摩擦力为   N;B砖与C砖之间的摩擦力为   N。
21.静止在水平面上的物体,受水平拉力F作用如图甲所示;F随时间t的变化关系如图乙所示;从t=0开始,小兵每隔2s记录的物体位置和时刻如图丙所示。则物体在第3秒受到的摩擦力为   牛;第9秒受到的摩擦力为   牛;物体第16秒末撤去力F,物体的运动状态将如何改变?   。
22.如图甲所示,粗糙程度相同的水平地面上放一重为5N,底面积为20cm2的物体A,用水平拉力F作用于A物体,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,A物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图象可知,物体3s时受到的摩擦力是    N,8s时物体受到的摩擦力是   N,10s时做    运动,物体所受摩擦力是   N。
三.实验探究题(共3小题,每空1分,共21分)
23.(2023春 怀远县校级期中)在探究二力平衡的条件实验中,小明进行下列实验步骤:
(1)小明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力    。
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片    (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究    。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图中所示情况下,小明下一步的操作是    。
【答案】(1)相等;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开。
【解答】解:(1)由图知,两边所挂钩码质量相同,所以两边钩码对卡片的拉力相等;
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片会转动,不能平衡,设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可将卡片从中间剪开,使两个力作用在两个物体上;
故答案为:(1)相等;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开。
24.(2023春 惠城区期中)某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验中为了让小车运动到水平面时的速度相等,应使小车都从斜面顶端由    释放。
(2)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有    。
(3)由实验现象可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越    ;运动的小车最终会在木板上停下来,是因为小车在水平方向上    (选填“受平衡力”“受非平衡力”或“不受力”)的作用。
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则小车会在水平面上做    运动;实际生活中绝对光滑的情况是不存在的,这种在实验基础上加以逻辑推理的研究方法叫做    法。
【答案】(1)静止;(2)惯性;(3)长;受非平衡力;(4)匀速直线;实验推理法。
【解答】解:(1)根据控制变量法,实验中为了让小车运动到水平面时的速度相等,应使小车都从斜面顶端由静止释放;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有惯性;
(3)木板表面最光滑,小车在其上面运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,由实验现象可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;力是改变物体运动的状态原因,运动的小车最终会在木板上停下来,是因为小车在水平方向上受非平衡力的作用;
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则小车通过的距离无限长,即小车会在水平面上做匀速直线运动;实际生活中绝对光滑的情况是不存在的,这种在实验基础上加以逻辑推理的研究方法叫做实验推理法。
故答案为:(1)静止;(2)惯性;(3)长;受非平衡力;(4)匀速直线;实验推理法。
25.(2023 开福区校级开学)如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图(b)所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图(c)和(d)所示。由图(a)(b)或(c)(d)可知,小车运动状态变化的可能情况是    (任写一种情况即可得分)。若实验时小车上表面绝对光滑,则木块将会一直做    ,得到上述结论是利用了木块和水都具有  的性质。
【答案】向右减速运动或向左加速运动;匀速直线运动;惯性。
【解答】解:木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速运动时,下端受摩擦力随车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;当小车向左加速运动时,下端受摩擦力随车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;如b图所示。
烧杯与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速运动时,烧杯受摩擦力随车减速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速运动时,烧杯受摩擦力随车加速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾,如d图所示。
若实验时小车上表面绝对光滑,则木块将会一直做匀速直线运动;由上述实验可见,木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
故答案为:向右减速运动或向左加速运动;匀速直线运动;惯性。
四.简答题(共5小题,共19分)
26.某同学在五一期间随父母从义乌火车站站乘动车去上海参加世博会,从义乌到上海的路程是320km,动车行驶的平均速度为200km/h。
(1)画出动车所受力的示意图;
(2)动车行驶完全程需要多少小时?
(3)若动车在某段时间内恰做匀速直线运动,此时其所受阻力为车重的0.05倍,则此时动车产生向前的牵引力为多少牛?(已知载人动车总质量为20吨,g=10N/kg)
【解答】解:(1)分析可知,动车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用,在竖直方向上受到重力和支持力的作用;过动车的重心分别沿水平向右和水平向左画出牵引力和摩擦力,沿竖直向下和竖直向上画出重力和支持力,如图所示:
(2)因为v=,
所以动车行驶完全程需要的时间t===1.6h;
(3)由题意可得,阻力f=0.05G=0.05mg=0.05×20×103kg×10N/kg=1×104N,
动车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以牵引力F=f=1×104N。
答:(1)动车受力示意图见解答;
(2)动车行驶完全程需要1.6h;
(3)此时动车产生向前的牵引力为1×104N。
27.高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。不计车长。
(1)开始减速,坐在车里的人感觉向前倾,原因是  。
(2)求汽车的重力大小。
(3)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小。
【解答】解:
(1)当汽车突然减速时,坐在车里的人的下半身随汽车一起速度减小,由于惯性,其上身仍要保持原来的运动状态继续向前运动,所以身体会突然向前倾倒;
(2)汽车的重力为:
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
(3)由题意可知,汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为:
v===8.6m/s。
答:(1)人具有惯性;
(2)汽车的重力为15000N;
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s。
28.(2023春 银海区期中)随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其满载质量1.4t,该车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍,求:
(1)汽车所受的重力;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力。
【答案】(1)汽车所受的重力为14000N;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力为1400N;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力为1400N。
【解答】解:(1)汽车所受的重力:
G=mg=1400kg×10N/kg=14000N;
(2)由题意可得,汽车受到的阻力:
f=0.1G总=0.1×14000N=1400N;
(3)因该车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,车匀速行驶时受到的牵引力:
F牵=f=1400N。
答:(1)汽车所受的重力为14000N;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力为1400N;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力为1400N。
29.摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中,小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受到摩擦力情况进行研究,并绘制了图象,如图1所示,请比较图象中A,B两点处力的大小(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”):①FA   fA;②FB   fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行着改进,火柴的擦燃就是一例,如图所示,火柴盒侧面已由以前的图2(a)替换成图2(b)的式样,这样设计的现实意义是    。
【解答】解:
(1)图象中A点,此时物体处于静止状态,故此时的推力与此时的静摩擦力平衡,则FA=fA;由图可知,静摩擦力逐渐增大,物体在该过程中始终静止,故推力也逐渐增大,推力最终增大到fmax相等,即F0=fmax。
当静摩擦力增大为最大静摩擦力时,最大静摩擦力会突变为滑动摩擦力,此时有fB<fmax;
图象中横轴表示推力的变化情况,当推力增大为F0以后,推力还在增大,结合前面分析可知,在B点时的推力FB>fmax>fB。
(2)火柴盒侧面已由以前的图2(a)替换成图2(b)的式样,不难看出接触面的粗糙程度加大,所以在压力相同时,滑动摩擦力变大。
故答案为:(1)=;>;(2)增大摩擦。
30.(2023春 芜湖期中)小明水平推动一个质量为15kg的行李箱在水平地面上匀速前进(如图甲),若小明1min内向前移动了12m的距离,g取10N/kg,求:
(1)若把行李箱转化成一个模型A如图乙所示,请在图乙的模型画出行李箱受力示意图。
(2)若行李箱的重力为G,桌面受到的压力为F压,当行李箱静止在水平地面时,请运用所学的力学知识证明:F压=G。
(3)若行李箱与水平地面的摩擦力是行李箱总重力的0.1倍,则小明的水平推力F的大小是多少?
【答案】(1)如图见解答;(2)见解答;(3)小明的水平推力F的大小是15N。
【解答】解:(1)行李箱在水平地面上匀速前进,受力平衡,竖直方向的重力与支持力平衡,水平方向的推力和摩擦力平衡,都画在重心上,如图:
(2)若行李箱的重力为G,由于行李箱静止受力平衡,则支持力F支=G;桌面受到的压力为F压,与桌面对行李箱的支持力是相互作用力,两者大小相等,故F压=F支,
综上所述得:F压=G。(3)行李箱的重力:G=mg=15kg×10N/kg=150N;行李箱受到阻力:F阻=0.1G=150N×0.1=15N,
根据二力平衡,小明的水平推力F为:
F=F阻=15N。答:(1)如图见解答;(2)见解答;(3)小明的水平推力F的大小是15N。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)华师大八年级上册第一章(第四节运动和力、第五节二力平衡的条件)
A版答题卡
试卷类型:A
姓名:______________班级:______________
准考证号
一.选择题(共15小题,每空2分,共30分)(请用2B铅笔填涂)
1.[A][B][C][D] 2.[A][B][C][D] 3.[A][B][C][D] 4.[A][B][C][D] 5.[A][B][C][D] 6.[A][B][C][D] 7.[A][B][C][D] 8.[A][B][C][D] 9.[A][B][C][D] 10.[A][B][C][D] 11.[A][B][C][D] 12.[A][B][C][D] 13.[A][B][C][D] 14.[A][B][C][D] 15.[A][B][C][D]
二.填空题(共7小题,每空2分,共24分)(请在各试题的答题区内作答)
16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
三.实验探究题(共3小题,每空1分,共21分)(请在各试题的答题区内作答)
23.答:
24.答:
25.答:
四.简答题(共5小题,共19分)(请在各试题的答题区内作答)
26.答:
27.答:
28.答:
29.答:
30.答:中小学教育资源及组卷应用平台
绝密★启用前
华师大八年级上册第一章(第四节运动和力、第五节二力平衡的条件)A版
考试时间:100分钟;命题人:mapy3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上
一.选择题(共15小题,每空2分,共30分)
1.(2023春 寒亭区期中)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示,有一企鹅先加速从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,达到一定速度后,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏。则下列说法正确的是(  )
A.企鹅卧倒后贴着冰面能向前滑行是因为受到沿冰面向上的冲力
B.企鹅卧倒后贴着冰面能向前滑行是因为企鹅具有惯性
C.企鹅冲到最高点时惯性消失,所以企鹅开始向下退滑
D.企鹅向下退滑时速度越来越大,其惯性也越来越大
【答案】B
【解答】解:AB、企鹅加速从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,达到一定速度后,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,是因为企鹅具有惯性,要保持原来的运动状态不变,故A错误,B正确;
C、惯性是物体的一种属性,一切物体任何状态下都有惯性,所以企鹅冲到最高点时仍然具有惯性,故C错误;
D、惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度的大小等都没有关系,故D错误。
故选:B。
2.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中(  )
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
【答案】B
【解答】解:
A、悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力,二力作用在不同的物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、加速上升时,重物也加速上升,则细线对重物的拉力大于重物所受的重力,故B正确;
C、匀速下降时,处于平衡状态,重物所受的重力等于细线对重物的拉力,故C错误;
D、水平匀速飞行时,不计空气阻力,重物与飞机保持相对静止,所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向,故D错误。
故选:B。
3.在《运动与力》一课中,教材设计了一实验:光滑的水平桌面上运动的小钢球,在不受其他外力作用时,沿直线从A点运动到B点。若在其原先运动轨迹的侧面放置一条形磁铁,小球会向磁铁方向偏转,小球沿曲线从A点运动到C点。由上述实验现象可以得出的结论是(  )
A.小钢球在桌面上继续运动是由于受到向前的作用力
B.磁铁对小钢球没有作用力
C.力可以改变小钢球的运动方向
D.力可以使小钢球发生形变
【答案】C
【解答】解:在其原先运动轨迹的侧面放置一条形磁铁,小球会向磁铁方向偏转,小球沿曲线从A点运动到C点。由上述实验现象可以得出的结论是:力可以改变小钢球的运动方向。
故ABD错误。C正确。
故选:C。
4.在中国科技馆“探索与发现A厅”,有一个有趣的磁悬浮灯泡,其示意图如图所示。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体,在灯泡上方的展柜中安装有永磁体和一个励磁线圈,给励磁线圈通电,在控制电路的调节下,永磁体和励磁线圈所产生的磁场能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受力情况,下列说法中正确的是(  )
A.灯泡受到的磁力方向竖直向下
B.灯泡受到的磁力方向竖直向上
C.灯泡受到的磁力小于灯泡受到的重力
D.灯泡受到的磁力大于灯泡受到的重力
【答案】B
【解答】解:灯泡在竖直方向受到两个力的作用:重力和磁力,并且保持静止状态,说明这两个力是一对平衡力。
A、B、已知重力的方向竖直向下,所以磁力的方向是竖直向上的。A选项错误,B选项正确;
C、D、磁力和重力大小应该相等。此两选项均错误。
故选:B。
5.如图所示,用钢尺快速击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出而上面的棋子又落在正下方,下列说法中正确的是(  )
A.被击飞的棋子有惯性,落在正下方的棋子没有惯性
B.棋子被击飞出去,说明力可以改变物体的运动状态
C.钢尺击打棋子时,钢尺对棋子的力大于棋子对钢尺的力
D.该摞棋子静止在桌面上时,最下面一个棋子受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解:A、一切物体都有惯性,被击飞的棋子和落在正下方的棋子都具有惯性,故A错误;
B、受到打击的棋子飞出去,棋子的运动速度和方向都发生了变化,表明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、击打时尺子对棋子的作用力与棋子对尺子的作用力是一对相互作用力,其大小相等,故C错误;
D、最下面的棋子所受的重力要小于桌面对棋子的支持力,支持力与所有棋子的重力的和相同,所以棋子所受的重力和支持力的大小不相同,不是平衡力,故D错误。
故选:B。
6.(2023春 梁山县期末)“车辆转弯,请坐稳扶好!”公交车广告提醒乘客注意安全。如图所示,公交车扶手上装有拉环,避免乘客受到伤害。拉环在设计上注重人性化,拉环上有凹凸纹且拉环做得比较厚大。下列说法不正确的是(  )
A.坐稳扶好是为了防止惯性带来的伤害
B.公交车行驶过程,突然刹车,身体由于惯性会向前倾
C.拉环做得比较厚大是通过增大受力面积来增大压强
D.公交车向右急转弯时乘客将会向左倾倒
【答案】C
【解答】解:A、汽车行驶时汽车和人一起运动,汽车在急刹车或拐弯时,人由于惯性还要保持原来的运动状态,所以“坐稳扶好”是为了防止惯性对人体造成伤害,故A正确;
B、公交车行驶过程,突然刹车,身体由于惯性会向前倾,故B正确;
C、拉环做的比较厚大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、行驶中的公交车向右急拐弯时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态会左倾,故D正确;
故选:C。
7.小明学习惯性的知识之后,在探究跳远成绩是否与地球自转有关的研究中,他查了相关资料,发现地球由西向东自转,赤道附近的速度约为460m/s,滨州市城区地面的自转速度约为370m/s。关于跳远成绩与地球自转关系的分析中正确的是(  )
A.因为人有惯性,地球没有惯性,所以向东跳成绩更好
B.因为人的惯性小,地球的惯性大,所以向西跳成绩更好
C.因为跳起后,地球会向东自转一段距离,所以向西跳更有利于提高成绩
D.因为人和地球都有惯性,且自转速度相同,无论向哪跳对成绩都没有影响
【答案】D
【解答】解:因为惯性是物体的一种属性,一切物体在任何时候都有惯性,所以人和地球都有惯性,又因为处在滨州市城区地面的人随地球一起运转,二者运转速度相同,所以无论向哪跳对成绩都没有影响。与人和地球的惯性大小无关。故ABC错误,D正确。
故选:D。
8.景区推出新型玻璃栈道漂流,如图所示。此漂流只需在玻璃栈道内加入少量水,就可以让橡皮艇在玻璃栈道内快速下滑。下列有关说法正确的是(  )
A.下滑时速度增大,人的惯性也增大
B.下滑时人和皮划艇速度相同,所以人和皮划艇惯性大小相同
C.拐弯处人的身子会往一侧倾斜是因为人具有惯性要保持原来的运动状态
D.滑到底部后不能马上停止,是因为橡皮艇受到惯性的作用
【答案】C
【解答】解:A、下滑时速度增大,人的质量不变,惯性不变,故A错误;
B、人和皮划艇的质量不一定相同,所以人和皮划艇惯性大小不一定相同,故B错误;
C、拐弯处人的身子会往一侧倾斜是因为人具有惯性要保持原来的运动状态,故C正确;
D、滑到底部后不能马上停止,是因为橡皮艇具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选:C。
9.如图所示,将A、B两个弹簧测力计沿水平方向挂在一起,然后用沿水平向右的拉力F1拉弹簧测力计B,使其沿水平方向保持静止状态,当弹簧测力计A的示数为3N时,下列说法正确的是(  )
A.弹簧测力计B的示数为3N
B.拉力F的大小为6N
C.墙对绳的拉力小于F1
D.弹簧测力计对墙的拉力使弹簧测力计发生形变
【答案】A
【解答】解:
ABC、弹簧测力计A的读数为3N时,说明弹簧测力计A的弹簧受力为3N,由于弹簧测力计A处于静止,受平衡力作用,则左侧对弹簧测力计的拉力为3N;弹簧测力计A的弹簧受力大小为3N,由于力的作用是相互的,A弹簧对B弹簧的拉力等于弹簧测力计A的弹簧受力大小,也是3N,即弹簧测力计B的示数为3N;而两个弹簧测力计整体要处于平衡状态,右侧对弹簧测力计B的拉力等于左侧对弹簧测力计的拉力,也是3N;A受到的拉力为3N,则A拉墙的力为3N,由于物体间力的作用是相互的,墙对绳子的拉力也为3N;故A正确,BC错误;
D、弹簧测力计发生形变是因为弹簧测力计受到墙的拉力的作用,故D错误。
故选:A。
10.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一个伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是(  )
A.在0~t3时刻内,伞兵的机械能保持不变
B.在t1~t2时刻内,伞兵的动能转化为重力势能
C.在t2~t3时刻内,伞兵重力势能转化为动能
D.在t2~t3时刻内,伞兵的动能保持不变,机械能在减小
【答案】D
【解答】解:A、从图象中可以看出在0~t3时刻内,质量不变,速度先增大,后减小,最后不变,所以,动能变化是先增大,后减小,最后不变,整个过程中,高度都减小,重力势能一直减小,所以机械能不是保持不变,故A错误;
B、在t1~t2时刻内,质量不变,速度在减小,高度减小,动能和重力势能都减小,故B错误;
CD、在t2~t3时刻内,质量不变,速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减小,因此机械能减小,故C错误,D正确。
故选:D。
11.在中国科技馆探索与发现A厅,有个可以在平直轨道上匀速行驶的小火车,如图所示。当小火车将要通过“∩”形框架时,突然从小火车顶部的小孔2中竖直向上弹出一个小球,该小球越过框架后,恰好落回原来的小孔2中。若不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )
A.相对于小火车,抛出的小球的运动轨迹是直线
B.小球在空中运动时,受到小火车给的向前的推力
C.抛出的小球能继续向前运动是因为小球受惯性作用
D.小球上升至最高处时,它的速度为零,处于静止状态
【答案】A
【解答】解:A、相对于小火车,小球始终在小火车的正上方,做直线运动,所以抛出的小球的运动轨迹是直线,故A正确;
BC、抛出的小球能继续向前运动是因为小球具有惯性,在水平方向保持与火车相同的速度,故BC错误;
D、竖直上抛的小球达到最高点时竖直方向的速度为零,在水平方向速度不为零,小球处于运动状态,故D错误。
故选:A。
12.(2023 广州一模)如图,小球从A点静止释放,摆动至B点时,此刻速度为0。若小球运动到B点瞬间,细绳突然断裂且小球受到的所有力都消失,小球将(  )
A.沿轨迹1运动 B.沿轨迹2运动
C.沿轨迹3运动 D.在B点静止不动
【答案】D
【解答】解:小球沿弧线摆动至B点瞬间,小球的速度为0,此时若小球不再受任何力,根据牛顿第一定律可知,小球的运动状态不再改变,因此小球将在B点静止不动。
故选:D。
13.(2023 沙坪坝区校级开学)如图所示,当小朋友踩在高跷上竖直站立不动时,下列说法正确的是(  )
A.小朋友踩高跷时,脚先对高跷施加了力,然后高跷对脚施加了力
B.小朋友踩在高跷上,脚对高跷的压力是由于脚发生弹性形变产生
C.高跷对地面的压力与地面对高跷的支持力是一对平衡力
D.小朋友所受的重力与小朋友对踏板的压力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解:A、小朋友踩高跷时,脚对高跷的力和高跷对脚的力是一对相互作用力,相互作用力同时产生,同时变化,同时消失,故A错误;
B、弹力是由施力物体发生弹性形变产生的,脚对高跷的压力的施力物体是脚,故这个力是由脚发生弹性形变产生,故B正确;
C、高跷对地面的压力的受力物体是地面,地面对高跷的支持力的受力物体是高跷,这两个力作用在两个物体上,方向相反,是一对相互作用力,故C错误;
D、小朋友所受的重力与小朋友对踏板的压力作用在两个物体上,且方向相同,所以既不是平衡力,也不是相互作用力,故D错误。
故选:B。
14.(2023春 邗江区期中)如图甲所示,重为6N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t的变化的图象如图乙所示。若铁块受到的滑动摩擦力为2N,下列说法正确的是(  )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于 6N
B.在 0~2s 内拉力 F 等于 8N
C.在 0~6s 内拉力 F 等于 6N
D.在 2~6s 内拉力 F 等于 8N
【答案】D
【解答】解:
在向上拉力F的作用下铁块竖直向上运动,铁块在竖直方向上受竖直向上的拉力与竖直向下的重力和摩擦力的作用;
A、磁性平板对铁块有沿水平方向的吸引力的作用,根据题意和图示没法判断磁性平板对铁块的吸引力大小,故A错误;
B、由乙图可知,在0~2s内铁块处于加速运动状态,此时的拉力F大于重力与摩擦力之和,即F>6N+2N=8N,故B错误;
D、由乙图可知,在2~6s铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,故拉力等于重力和摩擦力之和,即F=6N+2N=8N,故D正确;
C、由乙图可知,在0~6s内铁块先加速后匀速,所以根据前面分析可知,拉力先大于8N,后等于8N,故C错误。
故选:D。
15.(2023春 佛冈县校级期中)如图所示,质量为m的物体放在竖直放置的钢板AB之间,钢板固定不动,物体刚好以速度v2向下匀速运动,现用力F沿向上方向拉动物体,使物体以速度v1沿钢板运动,则F的大小为 (  )
A.等于mg B.等于2mg C.大于mg D.小于mg
【答案】B
【解答】解:(1)物体向下匀速运动时,受到竖直向下的重力mg、竖直向上的摩擦力f,
物体处于平衡状态,由平衡条件得:f=mg;
(2)物体匀速向上运动时,物体受到竖直向下的重力mg,竖直向下的摩擦力f,竖直向上的拉力F,
由于物体与钢板间的接触面、物体间的压力不变,物体与钢板间的摩擦力不变,即f=mg,由平衡条件得:F=mg+f=2mg;
故选:B。
二.填空题(共7小题,每空2分,共38分)
16.如图所示,车厢在水平路面上做匀速直线运动,车厢内一水平桌面上放着质量分别为M和m的两个物体,且M>m。设物体与桌面之间无摩擦,当车突然停止运动时,两个物体在离开桌面之前将    (选填“一定”“一定不”或“不一定”)相碰,这是因为    。
【答案】一定不;两物体不受摩擦力的作用,由于惯性将保持原来的速度做匀速直线运动,两个物体之间的距离不变。
【解答】解:车停止前,物体M、m和车一起做匀速直线运动,并且两物体具有相同的速度;当车突然停止时,由于物体放置在光滑桌面上,不受摩擦力的作用,两物体由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,两个物体之间的距离不变,所以两个物体在离开桌面之前将一定不相碰。
故答案为:一定不;两物体不受摩擦力的作用,由于惯性将保持原来的速度做匀速直线运动,两个物体之间的距离不变。
17.(2023春 建邺区期中)物理兴趣小组自主探究得知“接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比”和“定滑轮不改变力的大小,能改变力的方向”,他们应用这两个规律及相关知识分析了如图所示的物理过程。已知物体A重10N,B、C重均为4N,不计绳重及其与滑轮的摩擦。当在绳端挂上物体B时(如图甲),物体A沿水平面向右做匀速运动,A所受摩擦力f1=   N;接着把物体C放在A上,三者停止运动保持静止时(如图乙),A所受摩擦力f2=   N;再用力F竖直向下拉物体B,使物体A、C一起向右做匀速运动(水平面粗糙程度不变),则F=   N。
【答案】4;4;1.6。
【解答】解:在图甲中,物体A沿水平面向右做匀速直线运动,A受到水平向右的B的拉力、水平向左的桌面对A的滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,则物体A所受滑动摩擦力f1等于物体B的重力,即:f1=4N;
A的重力是10N,受到的滑动摩擦力的大小为4N,则滑动摩擦力的大小与压力大小的比值为:=0.4;
接着把物体C放在A上,三者停止运动时(如图乙),整体处于静止状态,受到的合力为0,A受到水平向右的B的拉力、水平向左的桌面对A的静摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,则f2=4N;
再用力F竖直向下拉物体B,使物体A、C一起向右做速运动(水平面粗糙程度不变),此时的压力为10N+4N=14N;由于滑动摩擦力的大小与压力大小成正比,则此时的滑动摩擦力的大小为:14N×0.4=5.6N;
A水平方向上受到水平向右的B的拉力、水平向右的拉力F、水平向左的滑动摩擦力,A处于平衡状态,则F=5.6N﹣4N=1.6N。
故答案为:4;4;1.6。
18.如图甲所示为消防队员小科进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小科沿杆竖直向上运动的v(速度)﹣t(时间)图象如图乙所示,在0s﹣6s时间内,小科受到的摩擦力方向为   ,小科第4s受到的摩擦力   (填“大于”、“小于”或“等于”)第16s时受到的摩擦力。
【解答】解:由图象知0﹣6s时间内,小王沿杆加速向上运动,受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,摩擦力大于重力,即小科第4s受到的摩擦力大于重力;
15s至18s时间内,小科做减速运动,受到的摩擦力小于重力,小科第4s受到的摩擦力大于第16s时受到的摩擦力。
故答案为:竖直向上;大于。
19.(2023 柴桑区模拟)如图是航天员王亚平在太空做的一个实验:她将小球拉到一定高度并拉直细线,放手后发现小球悬停在空中。然后轻轻拨动小球,小球便不停地绕O点转动,若转动中突然剪断细线,小球将会做    运动,这是由于小球具有    。
【答案】匀速直线;惯性。
【解答】解:由题可知,王亚平轻轻拨动小球后,小球便不停地绕O点转动;若转动中突然剪断细线,此时小球不受任何外力作用(小球在太空中不受重力影响),小球会由于惯性继续做匀速直线运动。
故答案为:匀速直线;惯性。
20.在探究“利用二力平衡分析摩擦力大小”的实验中,如图,A、B、C、D是4块质量相同的砖,每块重50N,A、D两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用100N的力压紧,砖处于静止状态。A砖与木板之间的摩擦力为   N;A砖与B砖之间的摩擦力为   N;B砖与C砖之间的摩擦力为   N。
【解答】解:先把4块砖看作一个整体:4块砖的总重力为4×50N=200N;两边的压力F相同,两边受到的摩擦力也相同,根据平衡力知识,向下的重力200N与两边的摩擦力之和相等;故两边的砖块1和4各受到100N的摩擦力作用,且方向竖直向上;
对于A砖和上述分析可知,A砖与木板之间的摩擦力为100N,方向竖直向上,A砖还受到自身竖直向下的重力,大小为50N;由于A砖受平衡力作用,因此A砖还受到B砖竖直向下的摩擦力作用,因此A砖与B砖之间的摩擦力大小为50N;
对B砖和上述分析可知,B砖受到A砖竖直向上的摩擦力作用,大小为50N,B砖还受到自身竖直向下的重力,大小也为50N,根据受力平衡可知,B砖与C砖间不存在摩擦力的作用,即B砖与C砖之间的摩擦力为0N。
故答案为:100;50;0。
21.静止在水平面上的物体,受水平拉力F作用如图甲所示;F随时间t的变化关系如图乙所示;从t=0开始,小兵每隔2s记录的物体位置和时刻如图丙所示。则物体在第3秒受到的摩擦力为   牛;第9秒受到的摩擦力为   牛;物体第16秒末撤去力F,物体的运动状态将如何改变?   。
【解答】解:
由图丙知,12~18s物体做匀速直线运动,受平衡力,摩擦力等于拉力,由图乙知,此时拉力为4N,所以滑动摩擦力也为4N;
由图乙知,0~6s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静摩擦力等于拉力,等于2N,故物体在第3秒受到的摩擦力为2N;
8~10s内,物体处于运动状态,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,由于物体间接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变,滑动摩擦力大小不变,摩擦力仍等于4N,故物体在第9秒受到的摩擦力为4N;
若16s时撤去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动,最后静止。
故答案为:2;4;先减速,然后静止。
22.(2021春 海安市校级月考)如图甲所示,粗糙程度相同的水平地面上放一重为5N,底面积为20cm2的物体A,用水平拉力F作用于A物体,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,A物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图象可知,物体3s时受到的摩擦力是    N,8s时物体受到的摩擦力是   N,10s时做    运动,物体所受摩擦力是   N。
【答案】6;6;减速;6。
【解答】解:
由v﹣t图知:6~9s时,物体匀速运动,由F﹣t图知:6~9s时,F=6N;由于摩擦力与拉力F是一对平衡力,因此滑动摩擦力的大小为6N;
由v﹣t图知:3s时物体做加速运动,由于滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度都没发生变化,所以摩擦力不变,仍为6N,
9~12s的过程中,物体的速度减小,所以10s时做减速运动,由于压力和接触面的粗糙程度都没发生变化,所以摩擦力不变,仍为6N。
故答案为:6;6;减速;6。
三.实验探究题(共3小题,每空1分,共21分)
23.(2023春 怀远县校级期中)在探究二力平衡的条件实验中,小明进行下列实验步骤:
(1)小明将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,且在一条直线上。当卡片平衡时,从钩码质量看,卡片两边所受的拉力    。
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片    (选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是探究    。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图中所示情况下,小明下一步的操作是    。
【答案】(1)相等;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开。
【解答】解:(1)由图知,两边所挂钩码质量相同,所以两边钩码对卡片的拉力相等;
(2)当小卡片平衡时,小明将小卡片转过一个角度,松手后小卡片会转动,不能平衡,设计此实验步骤的目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,可将卡片从中间剪开,使两个力作用在两个物体上;
故答案为:(1)相等;(2)不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开。
24.(2023春 惠城区期中)某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)实验中为了让小车运动到水平面时的速度相等,应使小车都从斜面顶端由    释放。
(2)小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有    。
(3)由实验现象可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越    ;运动的小车最终会在木板上停下来,是因为小车在水平方向上    (选填“受平衡力”“受非平衡力”或“不受力”)的作用。
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则小车会在水平面上做    运动;实际生活中绝对光滑的情况是不存在的,这种在实验基础上加以逻辑推理的研究方法叫做    法。
【答案】(1)静止;(2)惯性;(3)长;受非平衡力;(4)匀速直线;实验推理法。
【解答】解:(1)根据控制变量法,实验中为了让小车运动到水平面时的速度相等,应使小车都从斜面顶端由静止释放;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。小车到达水平面后会继续向前运动是因为小车具有惯性;
(3)木板表面最光滑,小车在其上面运动时受到的阻力最小,通过的距离最长,由实验现象可知,小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;力是改变物体运动的状态原因,运动的小车最终会在木板上停下来,是因为小车在水平方向上受非平衡力的作用;
(4)进一步推理可知,若水平面绝对光滑(即小车不受摩擦力),则小车通过的距离无限长,即小车会在水平面上做匀速直线运动;实际生活中绝对光滑的情况是不存在的,这种在实验基础上加以逻辑推理的研究方法叫做实验推理法。
故答案为:(1)静止;(2)惯性;(3)长;受非平衡力;(4)匀速直线;实验推理法。
25.(2023 开福区校级开学)如图(a)所示,木块与小车一起做匀速直线运动,当小车的运动状态发生变化时,木块的状态如图(b)所示。把木块换成盛有水的烧杯,重复上述过程,烧杯中水面的状态分别如图(c)和(d)所示。由图(a)(b)或(c)(d)可知,小车运动状态变化的可能情况是    (任写一种情况即可得分)。若实验时小车上表面绝对光滑,则木块将会一直做    ,得到上述结论是利用了木块和水都具有  的性质。
【答案】向右减速运动或向左加速运动;匀速直线运动;惯性。
【解答】解:木块与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速运动时,下端受摩擦力随车减速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;当小车向左加速运动时,下端受摩擦力随车加速,木块上端仍保持原来的运动状态,使得木块向右倾倒;如b图所示。
烧杯与小车一起做匀速直线运动,当小车向右减速运动时,烧杯受摩擦力随车减速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾;当小车向左加速运动时,烧杯受摩擦力随车加速,烧杯内的水仍保持原来的运动状态,使得水向右倾,如d图所示。
若实验时小车上表面绝对光滑,则木块将会一直做匀速直线运动;由上述实验可见,木块和水都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
故答案为:向右减速运动或向左加速运动;匀速直线运动;惯性。
四.简答题(共5小题,共19分)
26.某同学在五一期间随父母从义乌火车站站乘动车去上海参加世博会,从义乌到上海的路程是320km,动车行驶的平均速度为200km/h。
(1)画出动车所受力的示意图;
(2)动车行驶完全程需要多少小时?
(3)若动车在某段时间内恰做匀速直线运动,此时其所受阻力为车重的0.05倍,则此时动车产生向前的牵引力为多少牛?(已知载人动车总质量为20吨,g=10N/kg)
【解答】解:(1)分析可知,动车在水平方向上受到牵引力和摩擦力的作用,在竖直方向上受到重力和支持力的作用;过动车的重心分别沿水平向右和水平向左画出牵引力和摩擦力,沿竖直向下和竖直向上画出重力和支持力,如图所示:
(2)因为v=,
所以动车行驶完全程需要的时间t===1.6h;
(3)由题意可得,阻力f=0.05G=0.05mg=0.05×20×103kg×10N/kg=1×104N,
动车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以牵引力F=f=1×104N。
答:(1)动车受力示意图见解答;
(2)动车行驶完全程需要1.6h;
(3)此时动车产生向前的牵引力为1×104N。
27.高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。不计车长。
(1)开始减速,坐在车里的人感觉向前倾,原因是  。
(2)求汽车的重力大小。
(3)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小。
【解答】解:
(1)当汽车突然减速时,坐在车里的人的下半身随汽车一起速度减小,由于惯性,其上身仍要保持原来的运动状态继续向前运动,所以身体会突然向前倾倒;
(2)汽车的重力为:
G=mg=1500kg×10N/kg=15000N;
(3)由题意可知,汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小为:
v===8.6m/s。
答:(1)人具有惯性;
(2)汽车的重力为15000N;
(3)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s。
28.(2023春 银海区期中)随着共享单车在全国各大城市迅速铺开,“共享经济”的概念迅速普及,“共享汽车”也随之悄然进入了人们的视野。如图所示是某品牌“共享汽车”,其满载质量1.4t,该车在行驶过程中受到的阻力为总重的0.1倍,求:
(1)汽车所受的重力;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力。
【答案】(1)汽车所受的重力为14000N;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力为1400N;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力为1400N。
【解答】解:(1)汽车所受的重力:
G=mg=1400kg×10N/kg=14000N;
(2)由题意可得,汽车受到的阻力:
f=0.1G总=0.1×14000N=1400N;
(3)因该车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,车匀速行驶时受到的牵引力:
F牵=f=1400N。
答:(1)汽车所受的重力为14000N;
(2)汽车行驶过程中受到的阻力为1400N;
(3)汽车匀速直线行驶过程中受到的牵引力为1400N。
29.摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中,小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。
(1)小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受到摩擦力情况进行研究,并绘制了图象,如图1所示,请比较图象中A,B两点处力的大小(填“>”、“<”、“=”或“不能确定”):①FA   fA;②FB   fB。
(2)摩擦知识在生活中的应用非常广泛,并不断地进行着改进,火柴的擦燃就是一例,如图所示,火柴盒侧面已由以前的图2(a)替换成图2(b)的式样,这样设计的现实意义是    。
【解答】解:
(1)图象中A点,此时物体处于静止状态,故此时的推力与此时的静摩擦力平衡,则FA=fA;由图可知,静摩擦力逐渐增大,物体在该过程中始终静止,故推力也逐渐增大,推力最终增大到fmax相等,即F0=fmax。
当静摩擦力增大为最大静摩擦力时,最大静摩擦力会突变为滑动摩擦力,此时有fB<fmax;
图象中横轴表示推力的变化情况,当推力增大为F0以后,推力还在增大,结合前面分析可知,在B点时的推力FB>fmax>fB。
(2)火柴盒侧面已由以前的图2(a)替换成图2(b)的式样,不难看出接触面的粗糙程度加大,所以在压力相同时,滑动摩擦力变大。
故答案为:(1)=;>;(2)增大摩擦。
30.(2023春 芜湖期中)小明水平推动一个质量为15kg的行李箱在水平地面上匀速前进(如图甲),若小明1min内向前移动了12m的距离,g取10N/kg,求:
(1)若把行李箱转化成一个模型A如图乙所示,请在图乙的模型画出行李箱受力示意图。
(2)若行李箱的重力为G,桌面受到的压力为F压,当行李箱静止在水平地面时,请运用所学的力学知识证明:F压=G。
(3)若行李箱与水平地面的摩擦力是行李箱总重力的0.1倍,则小明的水平推力F的大小是多少?
【答案】(1)如图见解答;(2)见解答;(3)小明的水平推力F的大小是15N。
【解答】解:(1)行李箱在水平地面上匀速前进,受力平衡,竖直方向的重力与支持力平衡,水平方向的推力和摩擦力平衡,都画在重心上,如图:
(2)若行李箱的重力为G,由于行李箱静止受力平衡,则支持力F支=G;桌面受到的压力为F压,与桌面对行李箱的支持力是相互作用力,两者大小相等,故F压=F支,
综上所述得:F压=G。(3)行李箱的重力:G=mg=15kg×10N/kg=150N;行李箱受到阻力:F阻=0.1G=150N×0.1=15N,
根据二力平衡,小明的水平推力F为:
F=F阻=15N。答:(1)如图见解答;(2)见解答;(3)小明的水平推力F的大小是15N。
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