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第一章——第三章复习
一.选择题(共12小题)
1.如图所示,小澜同学将一把铁锁用绳子悬挂起来,把它拉到自己的鼻子附近,松手后铁锁来回摆动。下列说法正确的是( )
A.摆动过程中,绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力
B.摆动过程中,铁锁到达最低点时受到平衡力的作用
C.摆动过程中,铁锁的运动状态一直在改变
D.摆动过程中,铁锁到达最高点时速度为0,处于平衡状态
2.弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0 N
B.弹簧测力计的示数为3 N
C.弹簧测力计的示数为6 N
D.F1、F2是一对相互作用力
3.如图所示,用电线将电灯吊在天花板上,下述几对力中属于相互作用的是( )
A.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
B.电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力
C.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力
D.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力
4.小枫同学提一桶水时,他对水桶施加一个提力,同时水桶对小枫的手也施加一个拉力,则这两个力的三要素( )
A.大小、方向和作用点都相同
B.大小相同,方向和作用点都不同
C.大小、方向都相同,作用点不同
D.作用点相同,大小、方向都不同
5.下列关于重力概念的说法中正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于物体的支持面
B.重力不随物体位置的变化而变化
C.空中上升的气球没有受到重力的作用
D.粉笔在使用时,质量变小,重力变小
6.下面关于力学现象的解释中,正确的是( )
A.空中飞行的子弹是受到了空气推力的作用
B.人划船时,使船向前运动的力的施力物体是人
C.物体在空中自由下落,速度越来越快,说明力改变了物体的运动状态
D.汽车上坡时,如果没有受到向上的牵引力,车会向下运动,说明此时车没有惯性
7.如图所示为2022年杭州亚运会的四个体育项目图标,有关这四项运动的分析正确的是( )
A.射箭运动员用力拉弓,弓弦弯了,主要体现了力能改变物体的运动状态
B.山地自行车运动员用力蹬脚踏板,自行车加速前进,摩擦力逐渐减小
C.足球运动员踢球时,球滚动,说明力能维持物体运动
D.滑板运动员后在空中时仍能继续前行,是由于惯性
8.小球A静止放在光滑车厢底板上(设车厢底板足够长),如图所示。当车厢受到水平向右的力F作用时,车厢从静止开始在水平地面上做速度越来越大的直线运动,则小球A相对于地面的运动情况是( )
A.做匀速直线运动
B.作与车厢同方向速度越来越大的直线运动
C.处于静止状态
D.作与车厢反方向速度越来越大的直线运动
9.如图将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列分析正确的是( )
A.当手压课本的力增大时,抽出直尺的力也将变大
B.手对书的压力和书对手的支持力是一对平衡力
C.书受到的重力和直尺对书的支持力是相互作用力
D.将直尺水平向左抽出,书受到直尺的摩擦力水平向右
10.如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( )
A.瓶子处于静止状态,不具有惯性
B.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C.瓶子受到竖直向上的摩擦力
D.瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
11.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
12.如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是( )
左边刻度线 左边刻度线对应的数值为 右边刻度线 右边刻度线对应的数值为
A 不变 原值不变 不变 原值的六倍
B 不变 原值的六倍 不变 原值不变
C 不变 原值不变 不变 原值的六分之一
D 不变 原值的六分之一 不变 原值不变
A.A B.B C.C D.D
二.填空题(共9小题)
13.如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 ;
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.月球对它表面的物体也有引力,这个引力大小约是地球对地面附近同一物体引力的,若宇航员(包括随身装备)对月球的压力是150N,则该宇航员连同随身装备的总质量 kg。该宇航员在地球上最多可以提起700N的重物,则该宇航员在月球上能够提起的重物的质量是 kg。
15.如图,小球从A点摆动到C点(不计空气阻力),小球在B点的时候,受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。若在C点的时候外力突然消失,接下去小球将 (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
16.用如图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力F水平向右,不计弹簧测力计的重力,所用弹簧测力计已调零。回答下列问题:
(1)当F=5N时,物体A保持静止,弹簧测力计示数为0,则此时物体B受到的摩擦力为 N。
(2)当F=20N时,物体A向右运动,弹簧测力计示数为4N不变,此时物体B受到的摩擦力 N。
17.如图甲所示,小科用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。如图乙和丙所示,分别表示在此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况。试回答
(1)在3s~5s时间段,木块移动的距离为 m。
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于 ,木块仍将移动一段距离;此时受到的摩擦力大小为 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有 。
A.0~1s
B.1s~3s
C.3s~5s
D.5s~6s
18.小嘉坐在列车上用餐时,发现放在水平桌面上的鸡蛋突然向前滚动,而桌上的茶杯却纹丝不动,该列车正在 (选填“启动”或“刹车”),此时茶杯受到的摩擦力方向 (选填“向前”或“向后”)。
19.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5N时,木块所受摩擦力大小为 N。
(2)若t2后的某一瞬间撤去外力F,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为 N。
(3)若在t2后的某一瞬间水平拉力F减小到3N,木块所受摩擦力大小为 N,木块开始做 (选填“加速”、“减速”、“匀速”)运动。
20.如图甲所示,重量为5N的正方形铁块,被水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上处于静止状态,这时铁块受到的摩擦力大小为 N;若对铁块施加一个竖直向下的拉力F=2N的作用,铁块将沿着该平板匀速向下运动,如图乙,此时铁块受到的摩擦力大小为 N.若对铁块施加一个竖直向上的力,使铁块匀速向上运动,则施加的力为 N。
21.如图所示装置,将物体M放在水平桌面上,两边用细线通过固定的滑轮与吊盘相连。在左盘中放重1.5N的砝码,右盘中放重2N的砝码时,物体M能以0.1m/s的速度向右做匀速直线运动,此时M受到摩擦力的大小为 N.若要让物体M能在水平桌面上以0.2m/s的速度向左做匀速直线运动,应在左盘中增加砝码的重量为 N(吊盘重、细线重和滑轮转轴间的摩擦均不计)。
三.作图题(共3小题)
22.如图所示,木块静止在粗糙斜面上,画出此时木块所受力的示意图。
23.按要求作图(请画在答题卷上),如图所示,用细线将质量为1千克的小球悬挂在竖直墙壁上,请画出小球所受重力的示意图。
24.如图中,画出物体A对斜面的压力的示意图。
四.解答题(共1小题)
25.一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部(不粘连),如图甲所示。再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,则在图象的AB段木块上表面受到水的压力为 N,在图象的CD段,细线受到的拉力为 N,木块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
五.计算题(共3小题)
26.如图所示,有一木块的体积为200cm3,浸没在水中且处于静止状态,木块受到绳子向下的拉力F为0.8N.(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力忽略不计)求:
(1)木块此时受到浮力;
(2)木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
27.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
28.将一底面积为0.02m2的长方体木块用细线栓在一个底面积为0.1m2的空容器的底部,向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平,如图甲所示。在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)木块所受到的最大浮力。
(2)木块的密度。
(3)加入的水的质量。
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.如图所示,小澜同学将一把铁锁用绳子悬挂起来,把它拉到自己的鼻子附近,松手后铁锁来回摆动。下列说法正确的是( )
A.摆动过程中,绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力是一对平衡力
B.摆动过程中,铁锁到达最低点时受到平衡力的作用
C.摆动过程中,铁锁的运动状态一直在改变
D.摆动过程中,铁锁到达最高点时速度为0,处于平衡状态
【解答】解:A、摆动过程中,绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、摆动过程中,铁锁到达最低点时既不是静止状态,也不是匀速直线运动状态,不是受到平衡力的作用,故B错误;
C、摆动过程中,铁锁的速度大小和方向不断改变,因此,运动状态一直在改变,故C正确;
D、摆动过程中,铁锁到达最高点时速度为0,此时拉力与重力不在一条直线上,不是平衡力,因此,铁锁处于非平衡状态,故D错误。
故选:C。
2.弹簧测力计分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用,F1、F2均为3N,弹簧测力计静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0 N
B.弹簧测力计的示数为3 N
C.弹簧测力计的示数为6 N
D.F1、F2是一对相互作用力
【解答】解:
用两个方向相反的力向两端拉弹簧测力计,与只拉一端效果是相同的;因为物体间力的作用是相互的,拉一端时,另一端也必须有力的作用,因此,弹簧测力计不可能显示两边的拉力之和,而只会显示一个力的大小,即3N,故AC错误,B正确;
因为F1、F2方向相反,都作用在弹簧测力计上且均为3N,弹簧测力计静止不动,所以F1、F2是一对平衡力,不是相互作用力,故D错误。
故选:B。
3.如图所示,用电线将电灯吊在天花板上,下述几对力中属于相互作用的是( )
A.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力
B.电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力
C.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力
D.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力
【解答】解:分析图,灯对电线有拉力,同时电线对灯也有拉力的作用。所以电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力是作用力和反作用力的关系。所以A正确。
相互作用力必须是作用在相互作用的两个物体上。电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力虽然作用在不同物体上,但不是相互作用的两个物体上的力。所以B错误。
电灯受到的重力和电灯对电线的拉力是不同性质的两个力,并且方向相同,很明显不是相互作用力。所以C错误。
电灯受到的重力和电线对电灯的拉力是一对平衡力,所以D错误。
故选:A。
4.小枫同学提一桶水时,他对水桶施加一个提力,同时水桶对小枫的手也施加一个拉力,则这两个力的三要素( )
A.大小、方向和作用点都相同
B.大小相同,方向和作用点都不同
C.大小、方向都相同,作用点不同
D.作用点相同,大小、方向都不同
【解答】解:手对桶的提力和桶对手的拉力是一对相互作用力,它们作用在不同的物体上,所以作用点不同,方向相反,但大小相等,并且作用在同一直线上。
故选:B。
5.下列关于重力概念的说法中正确的是( )
A.重力的方向总是垂直于物体的支持面
B.重力不随物体位置的变化而变化
C.空中上升的气球没有受到重力的作用
D.粉笔在使用时,质量变小,重力变小
【解答】解:
A、重力方向总是竖直向下的,不一定总垂直于物体的支持面;故A错误;
B、重力的大小与物体所处的位置(纬度)有关,即随物体位置变化而变化;故B错误;
C、地球附近的物体都受到重力作用,故空中向上升的气球也受到重力作用;故C错误;
D、粉笔在使用时,其质量变小,根据G=mg,其重力也变小;故D正确。
故选:D。
6.下面关于力学现象的解释中,正确的是( )
A.空中飞行的子弹是受到了空气推力的作用
B.人划船时,使船向前运动的力的施力物体是人
C.物体在空中自由下落,速度越来越快,说明力改变了物体的运动状态
D.汽车上坡时,如果没有受到向上的牵引力,车会向下运动,说明此时车没有惯性
【解答】解:A、空中飞行的子弹是由于惯性继续向前运动,故A错误;
B、人划船时,桨给水一个向后的推力,船受到水给船向前的反作用力,因此使船向前运动的力的施力物体是水,故B错误;
C、物体在空中自由下落,速度越来越快,说明力改变了物体的运动状态,说法正确;
D、一切物体在任何时候都有惯性,故D错误。
故选:C。
7.如图所示为2022年杭州亚运会的四个体育项目图标,有关这四项运动的分析正确的是( )
A.射箭运动员用力拉弓,弓弦弯了,主要体现了力能改变物体的运动状态
B.山地自行车运动员用力蹬脚踏板,自行车加速前进,摩擦力逐渐减小
C.足球运动员踢球时,球滚动,说明力能维持物体运动
D.滑板运动员后在空中时仍能继续前行,是由于惯性
【解答】解:A、射箭运动员用力拉弓,弓弦弯了,在力的作用下,弓弦弯曲发生形变,主要体现了力能改变物体的形状,故A错误;
B、山地自行车运动员用力蹬脚踏板,自行车加速前进,自行车对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,摩擦力大小不变,故B错误;
C、足球运动员踢球时,球滚动,是因为受到力的作用,物体运动不需要力来维持,故C错误;
D、滑板运动员后在空中时仍能继续前行,是因为运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D正确。
故选:D。
8.小球A静止放在光滑车厢底板上(设车厢底板足够长),如图所示。当车厢受到水平向右的力F作用时,车厢从静止开始在水平地面上做速度越来越大的直线运动,则小球A相对于地面的运动情况是( )
A.做匀速直线运动
B.作与车厢同方向速度越来越大的直线运动
C.处于静止状态
D.作与车厢反方向速度越来越大的直线运动
【解答】解:对小球受力分析可知,车内的小球只受竖直方向的重力和支持力,这两个力是一对平衡力,小球所受合外力为零,所以无论车厢如何运动,小球相对于地面仍然处于静止状态。
故选:C。
9.如图将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列分析正确的是( )
A.当手压课本的力增大时,抽出直尺的力也将变大
B.手对书的压力和书对手的支持力是一对平衡力
C.书受到的重力和直尺对书的支持力是相互作用力
D.将直尺水平向左抽出,书受到直尺的摩擦力水平向右
【解答】解:A、用手压课本并抽出直尺,直尺跟书本纸之间有相对滑动,当手压课本的力增大时,滑动摩擦力增大,所以会感受到抽出直尺所用的力也增大,原因是接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大,故A正确;
B、手对书的压力和书对手的支持力,两大小相等、方向相反、作用在同一直线上、没有作用在同一物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C、因为一只手压在书上,书受到的重力小于直尺对书的支持力,不是一对相互作用力,故C错误;
D、当直尺水平向左抽出时,书受到直尺对它的摩擦力水平向左,故D错误。
故选:A。
10.如图所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是( )
A.瓶子处于静止状态,不具有惯性
B.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C.瓶子受到竖直向上的摩擦力
D.瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
【解答】解:A、一切物体都具有惯性,瓶子越重,瓶子处于静止状态,具有惯性,A错误;
BD、瓶子保持静止,处于平衡状态,受平衡力的作用。对瓶子受力分析,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡。根据平衡力的特点,可知静摩擦力大小等于重力大小,方向与重力方向相反竖直向上。手的握力越大,瓶子受到的压力越大,形变程度越大,但是静摩擦力是不变的。故B错误,C正确;
D、手对瓶子的握力和瓶子所受的重力不是平衡力,握力在水平方向上,而重力在竖直方向上,重力和静摩擦力是一对平衡力,故D错误;
故选:C。
11.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙。下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲<F乙=F丙
【解答】解:
滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关;
由题意和图示可知,甲、乙、丙三图中接触面的粗糙程度相同,甲、乙对水平面的压力相同,丙对水平面的压力较大(木块上叠放一重物),故摩擦力的大小关系为f甲=f乙<f丙;
因为三图中木块都在做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力F=f,即 F甲=F乙<F丙,故C正确。
故选:C。
12.如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,如果把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是( )
左边刻度线 左边刻度线对应的数值为 右边刻度线 右边刻度线对应的数值为
A 不变 原值不变 不变 原值的六倍
B 不变 原值的六倍 不变 原值不变
C 不变 原值不变 不变 原值的六分之一
D 不变 原值的六分之一 不变 原值不变
A.A B.B C.C D.D
【解答】解:(1)物体放到月球上,质量不变,重力会变为地球上重力的六分之一;但弹簧的材料不变(劲度系数不变),将弹簧拉长到同样长度,需要的重力不变,因此左边刻度线(代表重力)不变时,对应的原值不变;
(2)在地球上,取g=10N/kg,左边刻度线标有10N数值时,需要在弹簧秤上挂质量为1kg的物体(重力为10N),弹簧秤的指针会被拉到10N的位置;
在月球上,左边刻度线标有10N数值不变时,因同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一,则需要在弹簧秤上挂上质量为6kg的物体,弹簧秤的指针才会被拉到10N的位置(G月=G地=×6kg×10N/kg=10N);
(3)因此右边刻度线(代表质量)不变时,对应的数值应为原值的6倍;
只有这样,才能正确测量力和显示质量。
故选项A符合题意,选项BCD不符合题意。
故选:A。
二.填空题(共9小题)
13.如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 竖直向上 ;
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时处于平衡状态,在竖直方向上摩擦力和重力平衡,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上;
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,
真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变。
故答案为:竖直向上;不变。
14.月球对它表面的物体也有引力,这个引力大小约是地球对地面附近同一物体引力的,若宇航员(包括随身装备)对月球的压力是150N,则该宇航员连同随身装备的总质量 90 kg。该宇航员在地球上最多可以提起700N的重物,则该宇航员在月球上能够提起的重物的质量是 420 kg。
【解答】解:宇航员在地球上的重力为:
G地=6G月=6F月=6×150N=900N;
物体的质量不随形状、状态、位置、温度的改变而改变,所以该宇航员连同随身装备的总质量为:
m===90N;
宇航员在月球上最多可以提起重物的重力为:
G月′=6G地′=6×700N=4200N;
该宇航员在月球上能够提起的重物的质量是;
m′===420kg。
故答案为:90;420。
15.如图,小球从A点摆动到C点(不计空气阻力),小球在B点的时候,受力 不平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。若在C点的时候外力突然消失,接下去小球将 静止 (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
【解答】解:当小球沿ABC的轨迹下落到最低点B时,小球运动速度和方向不断发生变化即小球不是做匀速直线运动,所以小球处于非平衡状态;
当小球到达C点时,速度为0,此时小球所受各力突然全部消失,根据牛顿第一定律,物体将保持这一状态,所以小球将处于静止状态;
故答案为:不平衡;静止。
16.用如图所示装置测物体B受到的摩擦力,拉力F水平向右,不计弹簧测力计的重力,所用弹簧测力计已调零。回答下列问题:
(1)当F=5N时,物体A保持静止,弹簧测力计示数为0,则此时物体B受到的摩擦力为 0 N。
(2)当F=20N时,物体A向右运动,弹簧测力计示数为4N不变,此时物体B受到的摩擦力 4 N。
【解答】解:(1)由于物体A保持静止,则叠放在A上的物体B也保持静止,又弹簧测力计的示数为零,即弹簧测力计对物体B没有产生拉力,因此物体B相对于A没有相对运动也没有相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力为零。
(2)由于物体B处于静止状态,所以B受力平衡;B水平方向上受到的摩擦力与弹簧测力计对它的拉力是一对平衡力,两个力大小相等,所以摩擦力等于测力计示数,为4N。
故答案为:(1)0;(2)4。
17.如图甲所示,小科用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。如图乙和丙所示,分别表示在此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况。试回答
(1)在3s~5s时间段,木块移动的距离为 2 m。
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于 惯性 ,木块仍将移动一段距离;此时受到的摩擦力大小为 200 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有 AC 。
A.0~1s
B.1s~3s
C.3s~5s
D.5s~6s
【解答】解:(1)根据丙图知,3﹣5s物体的速度大小不变,做匀速直线运动,v=1.0m/s,
木块移动的距离为s=vt=1m/s×(5﹣3)s=2m;
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于惯性,木块仍将移动一段距离;根据3﹣5s物体做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于推力,f=F=200N;
撤去外力做减速运动,仍然是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,此时受到的摩擦力大小为200N;
(3)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到平衡力的作用,从丙图看出0﹣1s,处于静止状态,3﹣5s物体做匀速直线运动,受力平衡,故AC正确,BD错误。
故选:AC。
故答案为:(1)2;(2)惯性;200;(3)AC。
18.小嘉坐在列车上用餐时,发现放在水平桌面上的鸡蛋突然向前滚动,而桌上的茶杯却纹丝不动,该列车正在 刹车 (选填“启动”或“刹车”),此时茶杯受到的摩擦力方向 向后 (选填“向前”或“向后”)。
【解答】解:原来鸡蛋和桌子都处于运动的,发现放在水平桌面上的鸡蛋突然向前滚动,说明桌子与车一起减速,鸡蛋由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动,故车是刹车;由于惯性,杯子也有向前运动的趋势,但由于有向后的静摩擦力,使得杯子运动状态改变,故摩擦力方向向后。
故答案为:刹车;向后。
19.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5N时,木块所受摩擦力大小为 5 N。
(2)若t2后的某一瞬间撤去外力F,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为 5.1 N。
(3)若在t2后的某一瞬间水平拉力F减小到3N,木块所受摩擦力大小为 5.1 N,木块开始做 减速 (选填“加速”、“减速”、“匀速”)运动。
【解答】解:(1)在0~t1时间内,当F逐渐增大到5N时,木块处于静止状态,受到静摩擦力的作用,此时的静摩擦力和F是一对平衡力,大小相等,所以当F逐渐增大到5N时,木块所受摩擦力大小为5N;
(2)若t2后木块做匀速直线运动,水平方向上受力平衡,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,此时的拉力为5.1N,所以滑动摩擦力大小为5.1N;
若t2后的某一瞬间撤去外力F,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,则这一瞬间木块所受摩擦力大小为5.1N;
(3)若在t2后的某一瞬间水平拉力F减小到3N;由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变,滑动摩擦力大小为5.1N,拉力小于滑动摩擦力,所以木块开始做减速运动。
故答案为:(1)5;(2)5.1;(3)5.1;减速。
20.如图甲所示,重量为5N的正方形铁块,被水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上处于静止状态,这时铁块受到的摩擦力大小为 5 N;若对铁块施加一个竖直向下的拉力F=2N的作用,铁块将沿着该平板匀速向下运动,如图乙,此时铁块受到的摩擦力大小为 7 N.若对铁块施加一个竖直向上的力,使铁块匀速向上运动,则施加的力为 12 N。
【解答】解:甲图中,铁块处于静止状态,受到平衡力作用,即重力等于静摩擦力。
则有f静=G=5N。
如图乙,铁块将沿着该平板匀速向下运动,铁块受到平衡力作用,具体受力:竖直向上的滑动摩擦力f滑、重力G、拉力F下。
则有:f滑=G+F下=5N+2N=7N。
若拉动铁块竖直向上匀速直线运动时,受到平衡力作用,F上=G+f滑,由于压力和粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力不变。
所以向上的拉力为:F上=G+f滑=5N+7N=12N。
故答案为:5;7;12。
21.如图所示装置,将物体M放在水平桌面上,两边用细线通过固定的滑轮与吊盘相连。在左盘中放重1.5N的砝码,右盘中放重2N的砝码时,物体M能以0.1m/s的速度向右做匀速直线运动,此时M受到摩擦力的大小为 0.5 N.若要让物体M能在水平桌面上以0.2m/s的速度向左做匀速直线运动,应在左盘中增加砝码的重量为 1 N(吊盘重、细线重和滑轮转轴间的摩擦均不计)。
【解答】解:物体 M两侧受到的拉力与对应盘中砝码的重力相等,
在左盘中放重 1.5N 的砝码,右盘中放重 2N的砝码时,物体 M 能以0.1m/s 的速度向右做匀速直线运动,
此时物体M受向左的摩擦力,则由力的平衡条件可得:f+1.5N=2N,即f=0.5N,方向向左。
当物体向左运动时,摩擦力方向向右,
由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,故物体受到的摩擦力仍为0.5N不变,
设在左盘中增加砝码的重量为G左,
要让物体匀速向左运动,根据力的平衡条件可得:2N+0.5N=1.5N+G左,
则G左=2.5N﹣1.5N=1N。
故答案为:0.5;1。
三.作图题(共3小题)
22.如图所示,木块静止在粗糙斜面上,画出此时木块所受力的示意图。
【解答】解:过重心作竖直向下的重力,过重心作沿斜面向上的摩擦力,过支点作垂直于斜面向上的支持力,如图所示:
23.按要求作图(请画在答题卷上),如图所示,用细线将质量为1千克的小球悬挂在竖直墙壁上,请画出小球所受重力的示意图。
【解答】解:G=mg=1kg×10N/kg=10N,
首先找到物体的重心,即球心。然后过球心沿重力的方向即竖直向下的方向画一条线段并标出箭头。如图所示:
24.如图中,画出物体A对斜面的压力的示意图。
【解答】解:在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面向内、带箭头的线段即为压力示意图,如图所示:
四.解答题(共1小题)
25.一个长方体木块通过细线与空杯底部相连,先置于空杯的底部(不粘连),如图甲所示。再缓慢注入水,使得木块上浮,最终停留在水中,如图乙所示。已知木块所受浮力的大小随杯中水的深度变化如图丙所示,则在图象的AB段木块上表面受到水的压力为 0 N,在图象的CD段,细线受到的拉力为 0.8 N,木块的密度为 0.6×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【解答】解:经分析,由图象知,AB段木块漂浮,上表面受到水的压力为0N;
漂浮时木块受到的浮力等于重力,
木块的重力:G=F浮=1.2N;
CD段木块浸没,此时木块受到的浮力:F浮′=2N,
此时细线对木块的拉力为:
F拉=F浮′﹣G=2N﹣1.2N=0.8N,
由于物体间力的作用是相互的,
所以木块对细线受到的拉力为:F拉′=F拉=0.8N;
根据F浮=ρ液gV排可得木块的体积为:
V=V排===2×10﹣4m3,
根据G=mg和ρ=可得木块密度:
ρ木====0.6×103kg/m3。
故答案为:0;0.8;0.6×103。
五.计算题(共3小题)
26.如图所示,有一木块的体积为200cm3,浸没在水中且处于静止状态,木块受到绳子向下的拉力F为0.8N.(g=10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力忽略不计)求:
(1)木块此时受到浮力;
(2)木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
【解答】解:
(1)木块浸没在水中,则木块排开水的体积:
V排=V=200cm3=2×10﹣4m3,
木块此时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N;
(2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用,
由三力平衡可得:G木+F=F浮,
则G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N;
(3)因G木<F浮,
所以,剪断绳子后木块静止时处于漂浮状态,
此时木块受到的浮力F浮′=G木=1.2N,
根据阿基米德原理可得,此时木块排开水的体积:
V排′===1.2×10﹣4m3。
答:(1)木块此时受到浮力为2N;
(2)木块的重力为1.2N;
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积为1.2×10﹣4m3。
27.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。(g取10N/kg)求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N;
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV排得:
V物=V排===8×10﹣4m3,
圆柱体质量,m===1.2kg;
圆柱体密度:
ρ物===1.5×103kg/m3。
答:(1)圆柱体的重力为12N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力为8N。
(3)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3。
28.将一底面积为0.02m2的长方体木块用细线栓在一个底面积为0.1m2的空容器的底部,向容器中缓慢加水直到木块上表面与水面相平,如图甲所示。在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化情况如图乙所示。求:
(1)木块所受到的最大浮力。
(2)木块的密度。
(3)加入的水的质量。
【解答】解:(1)容器中的水和木块上表面恰好相平时,木块受到的浮力最大,
由图乙可知,此时木块底部受到水的压强p=1500Pa,
由p=可得,木块底部受到水的压力:F下=pS木=1500Pa×0.02m2=30N,
木块上表面受到水的压力:F上=0N,
则木块所受到的最大浮力:F浮=F下﹣F上=30N﹣0N=30N;
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,木块的体积:V=V排===3×10﹣3m3,
由图乙可知,9cm~16cm时木块漂浮,此时木块底部受到水的压强p′=900Pa,
木块底部受到水的压力:F下′=p′S木=900Pa×0.02m2=18N,
木块上表面受到水的压力:F上′=0N,
则木块所受到的浮力:F浮′=F下′﹣F上′=18N﹣0N=18N;
由木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等可知,木块的重力:G=F浮′=18N,
由G=mg可得,木块的质量:m===1.8kg,
木块的密度:ρ===0.6×103kg/m3;
(3)由图乙可知,容器中的水和木块上表面恰好相平时,水的深度h=22cm=0.22m,
则木块和水的总体积:V总=S容h=0.1m2×0.22m=2.2×10﹣2m3,
容器内水的体积:V水=V总﹣V=2.2×10﹣2m3﹣0.3×10﹣2m3=1.9×10﹣2m3,
加入的水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.9×10﹣2m3=19kg。
答:(1)木块所受到的最大浮力为30N。
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3。
(3)加入的水的质量为19kg。
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