第03讲 力与运动和力(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)

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名称 第03讲 力与运动和力(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2023-12-20 11:24:30

文档简介

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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第03讲 力与运动和力
课标要求
1. 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。2. 能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。3. 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 力、弹力、重力的认识 ☆☆☆ 这部分内容,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为6~8分。一般以考查概念和规律的识记与理解为主。题型有选择、填空、作图题以及实验和计算,难度系数为0.7。2024年作图题必考(体现二力平衡知识),可能会出现摩擦力实验的探究题。注重对运动观念素养和解决实际问题能力的考查。同一直线上的二力合成问题应该是中考考查的一个创新点。
考点2 牛顿第一定律 ☆☆
考点3 二力平衡及受力分析作图 ☆
考点4 摩擦力 ☆☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:力
1.力的概念:物体对物体的_____。
2.力的特点:物体间力的作用是______。
注意:(1)力的作用至少有_____个物体,一个是_____物,一个是____物,离开物体或只有一个物体不会有力的作用。
(2)相互接触或_____接触的物体间都可能发生力的作用。
(3)一个物体在施力的同时,也受到一个______,因此施力物体同时也是受力物体,在指明该物体是施力物体还是受力物体,必须指明对哪一个力而言。
3.力的作用效果
(1)首先要知道力的作用效果有两个方面:力可以改变物体的______。力可以改变物体的_____。
(2)物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动__________是否改变(速度大小的改变)和物体的______是否改变。或者力的______是否同时改变。
(3)当物体发生形变或运动状态改变时,可以判断受到了的作用。
4.力的三要素:力的____、_____、_____。
5.力的单位:牛顿,符号____。
6.力的示意图:用一带箭头的线段表示力的三要素的方法,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,线段的起点表示力的作用点。
注意:力的示意图做法
(1)找准力的作用点、大小、方向。
(2)一个物体受多个力,画所有力的示意图时,代表力的线段的长度不知道哪个应该长,哪个应该短,这是难点。力大,则线段长;力小,则线段短。
(3)要注意用箭头标明里的方向。
知识点二:弹力 弹簧测力计
1.弹力
(1)弹性:物体受外力后发生形变,撤去外力又恢复原来的形状。
(2)弹力:物体由于发生_____而产生的力。
(3)大小:跟物体的弹性强弱和形变量有关。
注意:有些形变非常微小,肉眼是看不见的。如:压桌子时,桌子发生的形变等。
2.弹簧测力计
(1)原理:在弹簧的______内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
(2)使用:测量前指针要____,看清弹簧测力计的____和_____,测量力时,被测力的大小应在测量范围之内;测量过程中,要使弹簧测力计的弹簧伸长的方向和所测的力的方向在同一直线上。
知识点三:重力
1.定义:地面附近的物体,由于地球的吸引而使物体受到的力。地球上及附近的所有物体,都受重力的作用,重力的施力物体是______。
2.重力的大小:物体所受到的重力与它的质量成正比。
3.重力的计算公式:G=mg, g=____N/kg(粗略计算时一般取g= N/kg)。g的意义是在地球附近,质量为1kg的物体,所受到的重力大小为9.8N。
4.重力的方向:____向下。
5.重心:重力的____。质量分布均匀、形状规则的物体的重心就在它的____中心上;不规则的薄板形的物体的重心,可以采用_____法来确定。
知识点四:牛顿第一定律
1.内容:一切物体在____受到力或者受力平衡的时候,总保持______或_______状态。
2.条件:没有受到力或受力平衡。
3.对牛顿第一定律的理解:
(1)“一切物体”指______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_____或者完全不受力;
(3)原来静止的物体,不受力就继续_____;原来运动的物体,不受力就继续做______运动;
(4)牛顿第一定律是通过______和_____得出的,它不可能用实验来直接验证;
(5)牛顿第一定律又称_____定律。
知识点五:惯性
1.定义:物体保持______的运动状态的性质。大小只与质量有关。
2.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
知识点六:二力平衡
1.定义:一个物体在_____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。
2.二力平衡的条件:
(1)两个力作用在_______上;
(2)两个力大小______;
(3)两个力方向______;
(4)两个力作用在______上。
知识点七:摩擦力
1.定义:两个相互_____并相互_____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______的力。
2.方向:与物体相对运动的方向______。
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)______的大小;(2)______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。
6. 影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
(1)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。
【实验装置】
【实验方法】控制变量法,转换法
【实验原理】二力平衡
【探究过程】1.用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
2.在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力;
3.换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力;
4.记录数据。
【记录表格】
【实验结论】
(1)压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)在接触面粗糙程度一定的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
【注意事项】1.实验中弹簧测力计示数不稳定的可能原因:①接触面的______不均匀;②没有保持水平______拉动物块;
2.测量摩擦力大小是依据_____的知识来进行的;
3.摩擦力大小测量具体操作:把木块放在水平长木板上,用_______水平拉木块,使木块____运动,读出这时的拉力就_____滑动摩擦力的大小;
4.为何水平匀速来动滑块? 为使滑动摩擦力_____拉力;
5.实验中出现误差的原因:用手拉动弹簧测力计,很难控制_______;
6.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验_____性,得出普遍规律。
考点1. 力、弹力、重力的认识
【例题1】(2023广东省) 火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而向上运动,说明力的作用是_______的,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过做功的方式改变外壳内能;宇航员座椅的质量______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 相互 不变
【解析】火箭向下喷出气体,火箭向上运动,是因为气体也给火箭一个向上的力,说明力的作用是相互的。
质量与所含物质的多少有关,与物体的温度高低无关,则宇航员座椅的质量不变。
【例题2】 (2023广东广州)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 2200 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
【答案】见解析
【解析】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是:
(1)弹簧测力计在取走重物后需恢复形变,即发生退行性变,而甲测力计不能,所以甲不能选取。
(2)丙弹簧原长4.00cm,把30N的重物挂在弹簧下端后,弹簧总长l=6.10cm,形变量太小,不能满足邻两刻度线之间的距离适当大一些的要求。
(3)丁弹簧最终长度为35cm,大于木板长度30cm,所以丁不可以。
【例题3】(2023广东二模) 请在图中画出苹果所受重力G的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】苹果所受的重力方向竖直向下,作用点在苹果的重心。从苹果重心竖直向下作一条线段,末端箭头表示方向,重力的符号是G。
【变式训练1】(2023广东二模)2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的,减速下降过程中说明力可以改变物体的___________,宇航员受到的重力_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 运动状态 不变
【变式训练2】(2021深圳一模) 如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
【答案】2.2
【变式训练3】(2022广东二模)以下说法中的物理量最接近实际的是(  )
A. 教室的门高度大约80cm
B. 一名中学生的重量大约是50N
C. 日光灯的电流约2A
D. 两个鸡蛋的重力大约为1N
【答案】D
【变式训练4】(2023湖南益阳)冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是(  )
A. 向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B. 榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C. 年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D. 年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
【答案】C
考点2. 牛顿第一定律
【例题】(2023广东省)如题图所示,公交车上的乘客都拉好了扶手,当车的运动状态突然发生改变时,乘客都向东倾,产生此现象的原因可能是( )
A. 车由静止突然向东起动 B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速 D. 匀速倒车时突然减速题
【答案】C
【解析】A.公交车由静止突然向东启动,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动,而上半身由于惯性还保持原来的静止状态,此时乘客会都会向西倾斜,故A不符合题意;
B.车匀速前行时突然加速,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动,而上半身由于惯性还保持原来的匀速运动,此时乘客会都会向西倾斜,故B不符合题意;
C.车匀速前行时突然减速,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动,而上半身由于惯性还保持原来的速度运动,此时乘客会都会向东倾斜,故C符合题意;
D.匀速倒车时突然减速题,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动,而上半身由于惯性还保持原来的倒车速度运动,此时乘客会都会向西倾斜,故D不符合题意。故选C
【变式训练1】(2022广州)列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,忽略桌面对b的摩擦及空气的影响。列车启动后,下列选项中的情况可能出现的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【变式训练2】(2022广东二模)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法正确的是(  )
A. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B. 一切物体都具有惯性
C. 牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
D. 小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
【答案】B
考点3. 二力平衡及受力分析作图【例题1】(2023深圳)琴琴同学握笔如图所示。下列关于铅笔的描述正确的是( )
A. 铅笔的长度约50cm B. 铅笔的质量约为50g
C. 静止在桌面上的铅笔受平衡力 D. 写字时铅笔和纸间的摩擦力是滚动摩擦力
【答案】C
【解析】A.铅笔的长度约为20cm,故A错误;
B.铅笔的质量约为0.01kg,合10g,故B错误;
C.静止在桌面上的铅笔,是一种平衡状态,受平衡力,故C正确;
D.写字时铅笔和纸间的摩擦力是滑动摩擦力,故D错误。故选C。
【例题2】(2023广东省)如题图所示,书静止放在水平桌面上,请在O点画出书受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】静止在水平桌面上物体受到重力和支持力的共同作用,保持静止状态,重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意两个力大小相等,所画线段的长度要相等,如图所示。
【变式训练1】(2022广州一模) 小荣站在水平放置的体重计上测量体重。下列说法正确的是(  )
A. 小荣对体重计的压力就是小荣受到的重力
B. 小荣对体重计的压力与她受到的支持力是一对平衡力
C. 地面对体重计的支持力与体重计受到的重力是一对相互作用力
D. 小荣受到的重力与体重计对她的支持力是一对平衡力
【答案】D
【变式训练2】 (2022广东)如图所示,物体A保持静止,画出A所受重力G和拉力F的示意图。
【答案】如图所示
考点4. 摩擦力
【例题1】(2021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。
(1)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。
(2)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
(3)写出用图乙装置的一条优点:______ 。
【答案】二力平衡 匀速直线 2.0 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】(1)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;
(2)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2.0N ,则滑动摩擦力为2.0N;
(3)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。
【例题2】(2023广东省)小明买了一个方便移动的储物箱,如题图所示。储物箱安装轮子的目的
是(  )
A. 增大摩擦 B. 减小摩擦 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】B
【解析】储物箱安装滚轮是将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力以减小摩擦力。故选B。
【例题3】(2023深圳)小白同学用斜向右上的拉力拉动物体向右做匀速运动,请在图中:
①画出绳子对手的拉力F,
②物块受到的摩擦力f。
【答案】如图所示。
【解析】小白同学用斜向右上的拉力拉动物体,根据力的作用的相互性,绳子对手的拉力沿着绳子向下;物体沿水平面向右匀速运动,物块受到的摩擦力水平向左。
【变式训练1】(2022深圳二模)小勇利用如图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,在水平桌面边缘固定一个定滑轮,将弹簧测力计在竖直方向调零后如图固定。在桌面放置一块长木板,将一个长方体木块平放在长木板上,通过细线绕过定滑轮与测力计相连,并保持细线的AB段竖直、BC段水平。水平向左拉动长木板,木块相对于桌面保持静止,不计细线的重力和滑轮处的摩擦力。
(1)图中木块受到滑动摩擦力的方向为______,根据______可知弹簧测力计的示数即为木块受到滑动摩擦力的大小;
(2)拉动长木板向左运动时______(选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;
(3)在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验,发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大,滑动摩擦力越大的结论,请你对他的实验做法进行评估:______。
【答案】(1)水平向左 二力平衡 (2)不需要 (3)不正确,没有控制接触面的粗糙程度相同
【变式训练2】 (2023广东三模)生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列情况属于减小摩擦的是(  )
A. 甲图:自行车刹车时用力捏车闸
B. 乙图:体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉
C. 丙图:在冰壶运动中,运动员不断擦拭冰面
D. 丁图:矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
【答案】C
【变式训练3】(2022·广东深圳)画出小球受到的重力G及拉力F。
【答案】如图所示。
【变式训练4】(2023广州二模) 如图所示的避险车道内铺有厚厚的碎石,失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。正因如此,避险车道被称为高速公路上的“救命道”。请在简化图中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时的受力示意图。
【答案】如图所示。
1. 平衡力和相互作用力的区别:平衡力作用在一个物体上,相互作用力作用在两个物体上。
2. 物体受平衡力, 说明物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)。物体受非平衡力时,若合力和运动方向一致,物体做加速运动, 反之,做减速运动。
3. 压力增大摩擦力不一定增大。滑动摩擦力跟压力有关,但静摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
1. 1kg≠9.8N。两个不同的物理量只能用公式进行变换。
2. 惯性大小和速度无关。惯性大小只跟质量有关。速度越大只能说明物体动能大,能够做的功越多,并不是惯性越大。惯性是属性不是力。不能说受到,只能说具有,由于。
3. 两个物体接触不一定发生力的作用。还要看有没有挤压,相对运动等条件。
考点1. 力、弹力、重力的认识
1.(2020·广东)如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 ,指针是否 。
2.(2021广东省)如图所示,物体静止在斜面上,画出A所受重力G和支持力的示意图。
3.(2019·广东广州)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙上,物体M沿粗糙地面水平向左运动,压缩弹簧运动到A点时,速度为vA,在方框内以点代M,画出M经过A点时的受力示意图(图中已标示了弹簧对M的弹力F)
4. (2022广州二模)下列估算合理的是(  )
A. 两个鸡蛋的重力约为1N
B. 人的正常体温约为38℃
C. 光的传播速度约为340m/s
D. 人体的安全电压约为380V
5. (2022深圳一模)如图为路灯下悬挂的灯笼,请画出这只灯笼所受重力的示意图。
考点2. 牛顿第一定律
1.(2019·广东广州)静止在水平地面上的密闭装置内部如左图所示,装置内部固定着一根竖直的杆,杆顶有一小球,忽略杆和球间的摩擦.由于装置开始沿某一水平方向做直线运动,小球从杆上落下,刚离开杆时的俯视图如右所示,请由此判断装置是向那个方向运动
A.东 B.南 C.西 D.北
2.(2020·广东广州)金属球用细绳挂在车厢内,并相对于车静止,位置如图甲所示。下列选项中能导致球突然从如图甲位置变成如图乙位置的是(  )
A.车向西起动
B.车做匀速直线运动
C.车向东直线运动时加速
D.车向东直线运动时减速
3.(2023安徽) 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是(  )
A. 头枕、头枕 B. 安全带、安全带
C. 安全带、头枕 D. 头枕、安全带
4. (2022广东三模)如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时,若它所受外力突然全部消失,则皮球将(  )
A. 保持静止 B. 沿水平方向做匀速直线运动
C. 竖直向上做匀速直线运动 D. 竖直向下做匀速直线运动
考点3. 二力平衡及受力分析作图1.(2023·广东阳江·统考二模)对于静止在桌面上的书来说,下列各组力属于平衡力的是(  )
A.书受到的重力和书对桌面的压力
B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
D.书受到的重力和桌面对书的支持力
2. (2022深圳)画出小球受到的重力G及拉力F。
考点4. 摩擦力
1. (2021深圳)滑草是一项时尚的运动,以下说法正确的是(  )
A. 人行走时比脚站在草地上时,对草地压强更小
B. 由于受到惯性的作用,滑行速度越来越大
C. 越向下滑,重力势能越大
D. 人受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反
2. (2022深圳)《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书,蕴含了大量的物理知识,下列是《天工开物》中的场景,错误的是(  )
A、拉弓 B、独轮推车 C、制糖 D、桔槔
拉弓拉满了,说明力可以改变物体的形状 独轮推车,匀速推动,此时推力大于摩擦力 往桶里加水,水对桶底压强逐渐变大 用桔槔装水,运用了杠杆原理
A. A B. B C. C D. D
3.(2023广东二模) 下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做________运动。
(2)由图甲可知:此时木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
(3)由图乙和图丙可知:在其他条件相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越________。
(4)本实验产生误差的原因是:________。(写一条即可)
4. (2023深圳二模)按要求作图:如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块,请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。
【重点训练】
1.(2023安徽)如图,一杯水在斜面上保持静止,O点为其重心,请在图中作出它所受重力的示意图。
2.(2023北京) 如图所示的实例,目的是为了减小摩擦的是(  )
A. 轮滑鞋装有滚轮 B. 运动鞋底有凹凸的花纹
C. 脚蹬面做得凹凸不平 D. 守门员戴着防滑手套
3. (2023广西)如图,在龙舟比赛的整个过程中,下列说法正确的是(  )
A. 各队的平均速度一定一样大 B. 打鼓声主要通过水传给选手
C. 向后划桨,桨会受到水向前力 D. 冠军队的龙舟所受阻力一定最小
4. (2023江苏扬州)若地球上的物体所受的重力突然消失:①物体将没有质量;②摩擦力将不存在;③火焰的形状是球形的;④瀑布将消失.其中正确的是(  )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
5.(2023·广东阳江·统考二模)一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B.物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
6. (2023黑龙江龙东)如图所示,小强用水中向右的力推静止在水平地面上的箱子,但箱子没动。下列说法正确的是(  )
A. 箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
B. 箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C. 箱子受到水平方向的推力小于地面对箱子的摩擦力
D. 若此时一切外力都突然消失,箱子会静止在原地
【难点训练】
1. (2023湖北随州)风油精因具有提神醒脑和蚊叮虫咬后止痒等功效成为生活常备品。有一种现象引起了物理兴趣小组的注意:打开风油精的瓶盖将瓶口向下提着(如图),不见风油精哗啦啦流出,甩一甩或抖一抖风油精就会从瓶口出来一些。下列说法中正确的是(  )
A. 甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性
B. 图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压一定大于瓶外环境的气压
C. 图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加则瓶内液体会自动流出
D. 图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温则瓶内液体会自动流出
2. (2023湖北随州)邓老师在《摩擦力》新课教学时,为了情境化引入新课激发同学们的兴趣设计了一个小游戏:轻松翻动两本物理书的书页,让书页彼此交错穿插后平放在桌上(如图)。邓老师让大家推荐两个“大力士”把这两本书拉开,体育委员和篮球队长信心百倍走上讲台,邓老师给他们加一点难度把一盒粉笔压在书上,两男生使出洪荒之力也没拉开两本书。以下说法正确的是(  )
A. 两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静电吸引力
B. 两本书的纸面越粗糙越容易被拉开
C. 要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小
D. 两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重越容易被拉开
3. (2023辽宁抚顺)小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙,为了比较A、B两个面的防滑性,小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究:
(1)如图甲、乙,分别将B、A面与同一水平地面接触,用弹簧测力计水平_______拉动小块地垫,根据________原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
(2)小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是又找来一个铁块,在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验,发现当接触面粗糙程度相同时,_______越大,滑动摩擦力越________;
(3)为了完成探究,保持其他条件不变,在丙图实验的基础上小智只将_______,测出滑动摩擦力的大小为2.2N,通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫_______(填“A”或“B”)面铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
4. (2023湖北天门)端午节来临,江汉平原各地纷纷举办龙舟大赛如图。下列说法正确的是( )
A. 鼓面对鼓槌的弹力是由鼓槌的形变产生的 ,
B. 船桨划水的力越大,水对船桨的力也越大
C. 龙舟所受重力的方向是垂直向下的
D. 龙舟到达终点不能立即停下来,是因为惯性的作用
【易错点训练】
1. (2023河南省)在劳动实践活动中,小刚用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,请在图中以O为作用点,画出该货物的受力示意图。
2. (2023福建省)投掷实心球是体育项目之一。请在图中画出静止在水平地面上实心球的受力示意图。
3. (2023安徽)小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地面对拖把头摩擦力的方向分别为(  )
A. 垂直地面向下、与v所示方向相反
B. 垂直地面向下、与v所示方向相同
C. 沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D. 沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
4. (2023湖南郴州)下列有关摩擦力的说法不正确的是(  )
A. 走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦
B. 自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力
C. 摩擦力不一定是阻力
D. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
5. (2023湖南岳阳)把卡片放在瓶口上面,再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片,卡片飞出去,但扣子却落入了瓶中。关于这个游戏说法正确的是(  )
A. 扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力是一对平衡力
B. 用光滑的扣子是为了增大扣子与卡片之间的摩擦力
C. 卡片被弹开说明力可以改变物体的运动状态
D. 扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
6.(2023·广东肇庆·统考二模)阅读短文,回答问题:
“好奇号”火星车
2012年8月6日,美国航天局发射的“好奇号”火星车成功登陆火星(如图甲所示),登陆后不久,就发回了火星表面的高清图片,标志着人类探索火星的征程取得了重大进展,“好奇号”火星车长3.0m,宽2.8m,高2.1m,装备6个直径为0.5m的轻便、强度大、易散热的铝制车轮,整车质量约为90kg。
由于“好奇”号火星车的重量太大,无法使用安全气囊进行着陆,在最后的下降阶段,由一个被称为“天空起重机”的反推火箭为火星车减速(如图乙)。在“天空起重机”与火星车之间有三条尼龙索连接着,一旦火星车接触火星表面,并被传感器检测到后将切断连接,悬停式反推火箭将往一个方向飞走,离开火星车的安全区域。
(1)“好奇号”的车轮表面刻有花纹的目的是为了增大 (选填:压力、接触面的粗糙程度)来增大 ;
(2)已知火星表面的引力约是地球的38%,则“好奇号”登陆火星后其质量 ,所受的重力 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”) ;
(3)火星车装备的是铝制车轮,没有应用到铝的哪一物理属性 ;
A.密度小 B.硬度大 C.导电性好 D.导热性好
(4)研究表明,太空中的某种带电粒子会对探测器的计算机系统产生影响,从而导致程序出错。下列粒子中可以排除的是 。
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
真题对点练练对点练
提分培优练
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2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第03讲 力与运动和力
课标要求
1. 通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力,认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。2. 能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。3. 通过实验和科学推理,认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 力、弹力、重力的认识 ☆☆☆ 这部分内容,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为6~8分。一般以考查概念和规律的识记与理解为主。题型有选择、填空、作图题以及实验和计算,难度系数为0.7。2024年作图题必考(体现二力平衡知识),可能会出现摩擦力实验的探究题。注重对运动观念素养和解决实际问题能力的考查。同一直线上的二力合成问题应该是中考考查的一个创新点。
考点2 牛顿第一定律 ☆☆
考点3 二力平衡及受力分析作图 ☆
考点4 摩擦力 ☆☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:力
1.力的概念:物体对物体的作用。
2.力的特点:物体间力的作用是相互的。
注意:(1)力的作用至少有两个物体,一个是施力物,一个是受力物,离开物体或只有一个物体不会有力的作用。
(2)相互接触或不相互接触的物体间都可能发生力的作用。
(3)一个物体在施力的同时,也受到一个反作用力,因此施力物体同时也是受力物体,在指明该物体是施力物体还是受力物体,必须指明对哪一个力而言。
3.力的作用效果
(1)首先要知道力的作用效果有两个方面:力可以改变物体的运动状态。力可以改变物体的形状。
(2)物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。或者力的大小和方向是否同时改变。
(3)当物体发生形变或运动状态改变时,可以判断受到了力的作用。
4.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
5.力的单位:牛顿,符号N。
6.力的示意图:用一带箭头的线段表示力的三要素的方法,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,线段的起点表示力的作用点。
注意:力的示意图做法
(1)找准力的作用点、大小、方向。
(2)一个物体受多个力,画所有力的示意图时,代表力的线段的长度不知道哪个应该长,哪个应该短,这是难点。力大,则线段长;力小,则线段短。
(3)要注意用箭头标明里的方向。
知识点二:弹力 弹簧测力计
1.弹力
(1)弹性:物体受外力后发生形变,撤去外力又恢复原来的形状。
(2)弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
(3)大小:跟物体的弹性强弱和形变量有关。
注意:有些形变非常微小,肉眼是看不见的。如:压桌子时,桌子发生的形变等。
2.弹簧测力计
(1)原理:在弹簧的弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。
(2)使用:测量前指针要归零,看清弹簧测力计的量程和分度值,测量力时,被测力的大小应在测量范围之内;测量过程中,要使弹簧测力计的弹簧伸长的方向和所测的力的方向在同一直线上。
知识点三:重力
1.定义:地面附近的物体,由于地球的吸引而使物体受到的力。地球上及附近的所有物体,都受重力的作用,重力的施力物体是地球。
2.重力的大小:物体所受到的重力与它的质量成正比。
3.重力的计算公式:G=mg, g=9.8N/kg(粗略计算时一般取g=10 N/kg)。g的意义是在地球附近,质量为1kg的物体,所受到的重力大小为9.8N。
4.重力的方向:竖直向下。
5.重心:重力的作用点。质量分布均匀、形状规则的物体的重心就在它的几何中心上;不规则的薄板形的物体的重心,可以采用悬挂法来确定。
知识点四: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。
3.对牛顿第一定律的理解:
(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。
知识点五:惯性
1.定义:物体保持原有的运动状态的性质。大小只与质量有关。
2.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
知识点六:二力平衡
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。
2.二力平衡的条件:
(1)两个力作用在同一直线上;
(2)两个力大小相等;
(3)两个力方向相反;
(4)两个力作用在同一物体上。
知识点七: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。
6. 影响滑动摩擦力大小因素实验的解决办法
(1)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。
【实验装置】
【实验方法】控制变量法,转换法
【实验原理】二力平衡
【探究过程】1.用弹簧测力计水平匀速拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力;
2.在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力;
3.换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力;
4.记录数据。
【记录表格】
【实验结论】
(1)压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(2)在接触面粗糙程度一定的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大
【注意事项】1.实验中弹簧测力计示数不稳定的可能原因:①接触面的粗糙程度不均匀;②没有保持水平匀速直线拉动物块;
2.测量摩擦力大小是依据二力平衡的知识来进行的;
3.摩擦力大小测量具体操作:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小;
4.为何水平匀速来动滑块? 为使滑动摩擦力等于拉力;
5.实验中出现误差的原因:用手拉动弹簧测力计,很难控制匀速直线运动;
6.实验需要多次测量,得出多组数据的目的是:避免实验偶然性,得出普遍规律。
考点1. 力、弹力、重力的认识
【例题1】(2023广东省) 火箭搭载飞船升空过程中:火箭向下喷出气体而向上运动,说明力的作用是_______的,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过做功的方式改变外壳内能;宇航员座椅的质量______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 相互 不变
【解析】火箭向下喷出气体,火箭向上运动,是因为气体也给火箭一个向上的力,说明力的作用是相互的。
质量与所含物质的多少有关,与物体的温度高低无关,则宇航员座椅的质量不变。
【例题2】 (2023广东广州)小明计划制作一个简易弹簧测力计,要求:
①测量范围为0~30N;②分度值为1N;③用木板M做刻度板;④相邻两刻度线之间的距离相等且适当大一些。
为了满足上述要求,小明对已有四根弹簧做了如下测试:
如图1,把弹簧挂在竖直木板M上,测出弹簧原长l0,如图2,把30N的重物挂在弹簧下端,测出弹簧总长l。测试结果如下表。请你帮小明选择一根最合适的弹簧,并说明不选其他三根的理由。
弹簧代号 甲 乙 丙 丁
l0/cm 2.00 4.00 4.00 8.00
l/cm 20.00 2200 6.10 35.00
取走重物后弹簧能否恢复原状 不能 能 能 能
【答案】见解析
【解析】应选用乙弹簧制作一个简易弹簧测力计。不选用其他三根弹簧的理由是:
(1)弹簧测力计在取走重物后需恢复形变,即发生退行性变,而甲测力计不能,所以甲不能选取。
(2)丙弹簧原长4.00cm,把30N的重物挂在弹簧下端后,弹簧总长l=6.10cm,形变量太小,不能满足邻两刻度线之间的距离适当大一些的要求。
(3)丁弹簧最终长度为35cm,大于木板长度30cm,所以丁不可以。
【例题3】(2023广东二模) 请在图中画出苹果所受重力G的示意图。
【答案】
【解析】苹果所受的重力方向竖直向下,作用点在苹果的重心。从苹果重心竖直向下作一条线段,末端箭头表示方向,重力的符号是G,如图所示。
【变式训练1】(2023广东二模)2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的,减速下降过程中说明力可以改变物体的___________,宇航员受到的重力_______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 运动状态 不变
【解析】返回舱受到反推力作用,速度降低,运动状态发生改变,说明力可以改变物体的运动状态。
减速下降过程中,宇航员的质量不变,受到的重力也不变。
【变式训练2】(2021深圳一模) 如图所示的弹簧测力计的示数是______N。
【答案】2.2
【解析】由图可知,弹簧测力计的每个大格分5份,分度值为0.2N,所以弹簧测力计的示数为2.2N。
【变式训练3】(2022广东二模)以下说法中的物理量最接近实际的是(  )
A. 教室的门高度大约80cm
B. 一名中学生的重量大约是50N
C. 日光灯的电流约2A
D. 两个鸡蛋的重力大约为1N
【答案】D
【解析】A.教室的门高度大约2m=200cm
故A不符合题意;
B.一名中学生的重量大约是500N,故B不符合题意;
C.家用电风扇正常工作时的电流约0.2A,教室中日光灯正常工作时的电流与此差不多,在0.2A左右,故C不符合题意;
D.两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg
左右,受到的重力为
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
故D符合题意。故选D。
【变式训练4】(2023湖南益阳)冬至打年糕是中国传统习俗之一。打年糕时,需要用木制榔头反复捶打石槽中蒸熟的糯米。如图所示,用木制榔头捶打年糕的过程中,放在水平地面上的石槽始终未动。下列说法正确的是(  )
A. 向下砸榔头时,榔头只受到重力的作用
B. 榔头打击年糕时,人对年糕有力的作用
C. 年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状
D. 年糕凹陷,说明榔头对年糕有打击力,而年糕对榔头没有作用力
【答案】C
【解析】A.向下砸榔头时,榔头受到重力和糯米的支持力,故A错误;
B.榔头打击年糕时,榔头对年糕有力的作用,人与年糕不接触,人对年糕没有力的作用,故B错误;
C.榔头的打击力使年糕凹陷,说明力可以改变物体的形状,故C正确;
D.物体间力的作用是相互的,榔头对年糕有打击力,年糕对椰头也有作用力,故D错误。故选C。
考点2. 牛顿第一定律
【例题】(2023广东省)如题图所示,公交车上的乘客都拉好了扶手,当车的运动状态突然发生改变时,乘客都向东倾,产生此现象的原因可能是( )
A. 车由静止突然向东起动 B. 车匀速前行时突然加速
C. 车匀速前行时突然减速 D. 匀速倒车时突然减速题
【答案】C
【解析】A.公交车由静止突然向东启动,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动,而上半身由于惯性还保持原来的静止状态,此时乘客会都会向西倾斜,故A不符合题意;
B.车匀速前行时突然加速,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东运动,而上半身由于惯性还保持原来的匀速运动,此时乘客会都会向西倾斜,故B不符合题意;
C.车匀速前行时突然减速,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向西减速运动,而上半身由于惯性还保持原来的速度运动,此时乘客会都会向东倾斜,故C符合题意;
D.匀速倒车时突然减速题,乘客的脚由于摩擦力会随公交车一起向东减速运动,而上半身由于惯性还保持原来的倒车速度运动,此时乘客会都会向西倾斜,故D不符合题意。故选C
【变式训练1】(2022广州)列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,忽略桌面对b的摩擦及空气的影响。列车启动后,下列选项中的情况可能出现的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由图可知,列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止且与路灯杆在同一竖直线上。当列车启动后,小球b由于惯性,仍保持原来的静止状态,忽略桌面对b的摩擦及空气的影响,则小球b与路灯杆之间的位置不发生改变,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
【变式训练2】(2022广东二模)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法正确的是(  )
A. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
B. 一切物体都具有惯性
C. 牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持
D. 小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性
【答案】B
【解析】A.牛顿第一定律是在实验的基础上进一步的推理概括出来的科学理论,不能直接通过实验得出,故A错误;
B.惯性是物体固有的属性,一切物体都具有惯性,故B正确;
C.由牛顿第一定律知,运动的物体如果不受力,将保持匀速直线运动,故物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D.小轿车行车时司乘人员系安全带是为了减小惯性带来的危害,并不能减小惯性,因为惯性只与质量有关,而人的质量不变,故惯性不变,故D错误。故选B。
考点3. 二力平衡及受力分析作图
【例题1】(2023深圳)琴琴同学握笔如图所示。下列关于铅笔的描述正确的是( )
A. 铅笔的长度约50cm B. 铅笔的质量约为50g
C. 静止在桌面上的铅笔受平衡力 D. 写字时铅笔和纸间的摩擦力是滚动摩擦力
【答案】C
【解析】A.铅笔的长度约为20cm,故A错误;
B.铅笔的质量约为0.01kg,合10g,故B错误;
C.静止在桌面上的铅笔,是一种平衡状态,受平衡力,故C正确;
D.写字时铅笔和纸间的摩擦力是滑动摩擦力,故D错误。故选C。
【例题2】(2023广东省)如题图所示,书静止放在水平桌面上,请在O点画出书受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】
【解析】静止在水平桌面上物体受到重力和支持力的共同作用,保持静止状态,重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意两个力大小相等,所画线段的长度要相等,如图所示。
【变式训练1】(2022广州一模) 小荣站在水平放置的体重计上测量体重。下列说法正确的是(  )
A. 小荣对体重计的压力就是小荣受到的重力
B. 小荣对体重计的压力与她受到的支持力是一对平衡力
C. 地面对体重计的支持力与体重计受到的重力是一对相互作用力
D. 小荣受到的重力与体重计对她的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A.压力和重力是两个不同性质的力,因此压力不是重力,故A错误;
B.小荣对体重计的压力与她受到的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.地面对体重计的支持力大小等于小荣和体重计的总重力,地面对体重计的支持力与体重计受到的重力大小不相等,不是一对相互作用力,故C错误;
D.小荣受到的重力与体重计对她的支持力大小相等、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D正确。故选D。
【变式训练2】 (2022广东)如图所示,物体A保持静止,画出A所受重力G和拉力F的示意图。
【答案】如图所示
【解析】物体A保持静止,受到的重力和拉力是一对平衡力,这两个力大小相等,方向相反。
考点4. 摩擦力
【例题1】(2021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。
(1)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。
(2)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
(3)写出用图乙装置的一条优点:______ 。
【答案】二力平衡 匀速直线 2.0 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】(1)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;
(2)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2.0N ,则滑动摩擦力为2.0N;
(3)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。
【例题2】(2023广东省)小明买了一个方便移动的储物箱,如题图所示。储物箱安装轮子的目的
是(  )
A. 增大摩擦 B. 减小摩擦 C. 增大压强 D. 减小压强
【答案】B
【解析】储物箱安装滚轮是将滑动摩擦力转换为滚动摩擦力以减小摩擦力。故选B。
【例题3】(2023深圳)小白同学用斜向右上的拉力拉动物体向右做匀速运动,请在图中:
①画出绳子对手的拉力F,
②物块受到的摩擦力f。
【答案】
【解析】小白同学用斜向右上的拉力拉动物体,根据力的作用的相互性,绳子对手的拉力沿着绳子向下;物体沿水平面向右匀速运动,物块受到的摩擦力水平向左。如图所示。
【变式训练1】(2022深圳二模)小勇利用如图所示的实验装置探究影响滑动摩擦力大小的因素,在水平桌面边缘固定一个定滑轮,将弹簧测力计在竖直方向调零后如图固定。在桌面放置一块长木板,将一个长方体木块平放在长木板上,通过细线绕过定滑轮与测力计相连,并保持细线的AB段竖直、BC段水平。水平向左拉动长木板,木块相对于桌面保持静止,不计细线的重力和滑轮处的摩擦力。
(1)图中木块受到滑动摩擦力的方向为______,根据______可知弹簧测力计的示数即为木块受到滑动摩擦力的大小;
(2)拉动长木板向左运动时______(选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动;
(3)在探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系时,小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验,发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大,滑动摩擦力越大的结论,请你对他的实验做法进行评估:______。
【答案】(1)水平向左 二力平衡 (2)不需要 (3)不正确,没有控制接触面的粗糙程度相同
【解析】(1)如图所示,当水平向左拉动长木板时,木块受到绳子对它水平向右的拉力,木块有水平向右的运动趋势,所以木块受到的摩擦力的方向是水平向左。
木块此时相对于地面静止,说明木块受到平衡力的作用,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理可知,木块受到的摩擦力大小刚好等于弹簧测力计的示数。
(2)拉动长木板向左运动时不需要匀速直线运动,因为不管木板以什么速度被拉动,木块始终相对于地面是静止的,木块始终受平衡力作用。
(3)小勇换用一块质量更大的木块重复上述实验,发现测力计的示数变大了。由此得出压力越大,滑动摩擦力越大的结论。题目中没有说明这个换用的木块和木板之间接触面的粗糙程度是否发生改变就直接得出了结论,所以这个结论是不正确的,因为实验中没有控制接触面粗糙程度相同。
【变式训练2】 (2023广东三模)生活中有的摩擦是有用的,有的摩擦是有害的,下列情况属于减小摩擦的是(  )
A. 甲图:自行车刹车时用力捏车闸
B. 乙图:体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉
C. 丙图:在冰壶运动中,运动员不断擦拭冰面
D. 丁图:矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹
【答案】C
【解析】A.如图,自行车刹车时用力捏车闸,是利用增大压力的方式使刹车片紧紧压在轮毂上,从而增大刹车片与轮毂之间的摩擦力使车的速度减小,故A不符合题意;
B.如图,体操运动员上器械前,手上要涂防滑粉,这是利用防滑粉增大手和器械之间接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故B不符合题意;
C.如图,在冰壶运动中,运动员不断反复擦拭冰面,冰面因摩擦生热使部分冰熔化成水,从而使冰面更加光滑,减小了摩擦力,故C符合题意;
D.如图,矿泉水瓶瓶盖上刻有竖条纹是为了在拧开瓶盖时不打滑,这是利用增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故D不符合题意。
故选C。
【变式训练3】(2022·广东深圳)画出小球受到的重力G及拉力F。
【答案】如图所示。
【解析】过球心作竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,二力大小相等,方向相反。
【变式训练4】(2023广州二模) 如图所示的避险车道内铺有厚厚的碎石,失控车辆一旦冲入就会因陡坡、碎石摩擦而快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。正因如此,避险车道被称为高速公路上的“救命道”。请在简化图中画出失控车辆冲入避险车道减速滑行时的受力示意图。
【答案】如图所示。
【解析】失控车辆冲入避险车道减速滑行时受到竖直向下重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的牵引力和沿斜面向下的阻力;四个力的作用点可画在车的重心上,沿四个力的方向分别画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母,如图所示。
1. 平衡力和相互作用力的区别:平衡力作用在一个物体上,相互作用力作用在两个物体上。
2. 物体受平衡力, 说明物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)。物体受非平衡力时,若合力和运动方向一致,物体做加速运动, 反之,做减速运动。
3. 压力增大摩擦力不一定增大。滑动摩擦力跟压力有关,但静摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
1. 1kg≠9.8N。两个不同的物理量只能用公式进行变换。
2. 惯性大小和速度无关。惯性大小只跟质量有关。速度越大只能说明物体动能大,能够做的功越多,并不是惯性越大。惯性是属性不是力。不能说受到,只能说具有,由于。
3. 两个物体接触不一定发生力的作用。还要看有没有挤压,相对运动等条件。
考点1. 力、弹力、重力的认识
1.(2020·广东)如图所示为实验室常用的弹簧测力计,使用前要检查指针、弹簧与外壳之间是否 ,指针是否 。
【答案】 卡住 指零
【解析】弹簧测力计在使用前首先应轻轻拉动几次,目的是检查指针、弹簧与外壳之间是否卡住,避免造成测量不准。
其次使用前必须检查指针是否在零刻度线上,如果指针没有对准零刻度线,需要调零。
2.(2021广东省)如图所示,物体静止在斜面上,画出A所受重力G和支持力的示意图。
【答案】如下图所示:
【解析】(1)画重力的示意图关键是要明确它的三要素,这里注意重力的方向始终是竖直向下的。
(2)因为支持力是物体受到的力,所以力的作用点一定要画在物体上,并注意支持力的方向与斜面垂直。
重力的作用点在物体的重心,方向竖直向下,过重心作一条竖直向下的线段,在末端画上箭头,即为重力G的示意图;
斜面对物体支持力的方向垂直于斜面向上,过物体的重心作一条垂直于斜面向上的线段,末端画上箭头,标出支持力符号。
3.(2019·广东广州)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙上,物体M沿粗糙地面水平向左运动,压缩弹簧运动到A点时,速度为vA,在方框内以点代M,画出M经过A点时的受力示意图(图中已标示了弹簧对M的弹力F)
【答案】如图所示。
【解析】物体M在A点受到四个力的作用,分别是重力G、弹力F、支持力FN和摩擦力f.重力G的方向竖直向下;支持力FN的方向竖直向上,大小与重力大小相等;摩擦力的方向水平向右(因为物体M相对地面向左运动).据上述各个力的情况可作出M经过A点时的受力示意图。
4. (2022广州二模)下列估算合理的是(  )
A. 两个鸡蛋的重力约为1N
B. 人的正常体温约为38℃
C. 光的传播速度约为340m/s
D. 人体的安全电压约为380V
【答案】A
【解析】A.两个鸡蛋的重力约为1N,故A合理,A符合题意;
B.人的正常体温约为37℃,故B不合理,B不符合题意;
C.光的传播速度约为,故C不合理,C不符合题意;
D.人体的安全电压不超过36V,故D不合理,D不符合题意。故选A。
5. (2022深圳一模)如图为路灯下悬挂的灯笼,请画出这只灯笼所受重力的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示。
考点2. 牛顿第一定律
1.(2019·广东广州)静止在水平地面上的密闭装置内部如左图所示,装置内部固定着一根竖直的杆,杆顶有一小球,忽略杆和球间的摩擦.由于装置开始沿某一水平方向做直线运动,小球从杆上落下,刚离开杆时的俯视图如右所示,请由此判断装置是向那个方向运动
A.东 B.南 C.西 D.北
【答案】B
【解析】杆与球原来是静止的,当杆开始运动后,由于惯性,小球会保留在原来的位置,之后由于缺少杆的支撑,小球会由原来位置竖直下落,由图知,小球相对于杆的位置是向北的,说明杆在向南运动,据此确定装置是向南运动的,故B正确.
2.(2020·广东广州)金属球用细绳挂在车厢内,并相对于车静止,位置如图甲所示。下列选项中能导致球突然从如图甲位置变成如图乙位置的是(  )
A.车向西起动
B.车做匀速直线运动
C.车向东直线运动时加速
D.车向东直线运动时减速
【答案】C
【解析】A.车向西起动,根据牛顿第一定律知识可知,小球会东偏转,故A不符合题意;
B.车做匀速直线运动,根据牛顿第一定律知识可知,小球不会偏转,故B不符合题意;
C.车向东直线运动时加速,根据牛顿第一定律知识可知,由于惯性,小球会保持原来的运动状态,故小球会西偏转,故C符合题意;
D.车向东直线运动时减速,根据牛顿第一定律知识可知,小球会东偏转,故D不符合题意。故选C。
3.(2023安徽) 如图所示,汽车上配有安全带和头枕,司机和乘客都必须系好安全带。当向前行驶的汽车分别出现突然加速、紧急刹车两种状况时,对乘车人员起主要保护作用的分别是(  )
A. 头枕、头枕 B. 安全带、安全带
C. 安全带、头枕 D. 头枕、安全带
【答案】D
【解析】小车突然加速时,车速变大,人由于惯性要保持原来的运动状态,人的头部会向后仰,“头枕”对人有保护作用;当汽车紧急刹车时,人的下半身随车静止,而上半身由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,所以人会向前倾,所以需要系安全带以保证安全。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
4. (2022广东三模)如图所示,虚线是小华抛出的皮球落地后又弹起的运动轨迹,当皮球运动到最高点A时,若它所受外力突然全部消失,则皮球将(  )
A. 保持静止 B. 沿水平方向做匀速直线运动
C. 竖直向上做匀速直线运动 D. 竖直向下做匀速直线运动
【答案】B
【解析】如图所示,当皮球运动到最高点A时,还会向前运动,说明此时具有水平的速度,当此时它所受外力突然全部消失,小球将由于惯性,继续向前做匀速直线运动,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
考点3. 二力平衡及受力分析作图
1.(2023·广东阳江·统考二模)对于静止在桌面上的书来说,下列各组力属于平衡力的是(  )
A.书受到的重力和书对桌面的压力
B.桌子受到的重力与地面对桌子的支持力
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
D.书受到的重力和桌面对书的支持力
【答案】D
【解析】A.书受到的重力和书对桌面的压力方向相同,不是平衡力,故A不符合题意;
B.地面对桌子的支持力大小等于桌子和书的总重力,与桌子受到的重力大小不相等,不是平衡力,故B不符合题意;
C.书对桌面的压力和桌面对书的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上且作用在不同的物体上,是一对相互作用力,故C不符合题意;
D.书受到的重力和桌面对书的支持力大小相等、方向相反、在同一条直线上且作用在同一物体上,是一对平衡力,故D符合题意。故选D。
2. (2022深圳)画出小球受到的重力G及拉力F。
【答案】如图所示。
【解析】过球心作竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,二力大小相等,方向相反。
考点4. 摩擦力
1. (2021深圳)滑草是一项时尚的运动,以下说法正确的是(  )
A. 人行走时比脚站在草地上时,对草地压强更小
B. 由于受到惯性的作用,滑行速度越来越大
C. 越向下滑,重力势能越大
D. 人受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反
【答案】D
【解析】A.人行走时比脚站在草地上时,压力不变,受力面积减小,对草地压强更大,故A错误;
B.惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟速度大小无关,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.越向下滑,质量不变,高度减小,重力势能越小,故C错误;
D.滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动方向相反,人受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反,故D正确。
2. (2022深圳)《天工开物》是我国第一部关于农业和手工业全书,蕴含了大量的物理知识,下列是《天工开物》中的场景,错误的是(  )
A、拉弓 B、独轮推车 C、制糖 D、桔槔
拉弓拉满了,说明力可以改变物体的形状 独轮推车,匀速推动,此时推力大于摩擦力 往桶里加水,水对桶底压强逐渐变大 用桔槔装水,运用了杠杆原理
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】A.用力拉弓,弓被拉弯,说明力可以改变物体的形状,故A正确,不符合题意;
B.因为独轮推车做匀速直线运动,车受到平衡力的作用,故推力等于车所受的摩擦力,故B错误,符合题意;
C.往桶里加水,水的深度增加,由p=ρgh可知,水对桶底压强逐渐变大,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,桔槔有一个固定不动的点和一个可绕其固定点转动的硬棒组成,是杠杆的应用,利用了杠杆原理,故D正确,不符合题意。故选B。
3.(2023广东二模) 下图是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验情景。
(1)将木块平放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做________运动。
(2)由图甲可知:此时木块受到的滑动摩擦力大小为________N。
(3)由图乙和图丙可知:在其他条件相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越________。
(4)本实验产生误差的原因是:________。(写一条即可)
【答案】(1)匀速直线 (2)1.2 (3) 大 (4)很难控制木块做匀速直线运动
【解析】(1)“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验的原理是根据二力平衡,因此应该沿水平方向拉木块做匀速直线运动。
(2)由二力平衡力可知摩擦力大小与拉力大小相等,图甲弹簧测力计的示数为1.2N,则摩擦力为1.2N。
(3)由图乙、丙可知,接触面的粗糙程度相同,图丙的压力比图乙大,弹簧测力计的示数图丙较大,即图丙的摩擦力较大,说明在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)本实验产生误差的原因是很难控制木块做匀速直线运动。
4. (2023深圳二模)按要求作图:如图所示,在水平桌面上匀速拉动木块,请画出木块所受拉力F和摩擦力f的示意图。
【答案】如图所示。
【解析】在水平桌面上匀速拉动木块,则木块做匀速直线运动运动,处于平衡状态,所以木块所受拉力F和摩擦力f是一对平衡力,两个力大小相等、方向相反,作用点在木块的几何中心上。
【重点训练】
1.(2023安徽)如图,一杯水在斜面上保持静止,O点为其重心,请在图中作出它所受重力的示意图。
【答案】如图所示.
【解析】重力的方向总是竖直向下的,过杯中水的重心O画一条竖直向下的带箭头的线段,符号为G,即为重力的示意图,如图所示(见答案).
2.(2023北京) 如图所示的实例,目的是为了减小摩擦的是(  )
A. 轮滑鞋装有滚轮 B. 运动鞋底有凹凸的花纹
C. 脚蹬面做得凹凸不平 D. 守门员戴着防滑手套
【答案】A
【解析】A.轮滑鞋装有滚轮,用滚动代替滑动,减小了摩擦,故A符合题意;
B.运动鞋底有凹凸的花纹,使鞋底与地面间变得更粗糙,增大了摩擦力,故B不符合题意;
C.脚蹬面做得凹凸不平,使鞋底与踏板间变得更粗糙,增大了摩擦力,故C不符合题意;
D.守门员戴着防滑手套,使手与足球之间变得更粗糙,增大了摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
3. (2023广西)如图,在龙舟比赛的整个过程中,下列说法正确的是(  )
A. 各队的平均速度一定一样大 B. 打鼓声主要通过水传给选手
C. 向后划桨,桨会受到水向前力 D. 冠军队的龙舟所受阻力一定最小
【答案】C
【解析】A.平均速度,各队的总路程相同,但所用时间不同,所以平均速度不一定一样大,故A错误;
B.声音的传播需要介质,打鼓声主要通过空气将声音传递给选手,故B错误;
C.向后划桨,桨作用于水一个向后的力,根据力的作用是相互的,桨会受到水向前的力,故C正确;
D.冠军队的龙舟在水平方向所受的拉力和阻力的合力更大,所以运动的更快,但龙舟所受阻力不一定小,故D错误。
故选C。
4. (2023江苏扬州)若地球上的物体所受的重力突然消失:①物体将没有质量;②摩擦力将不存在;③火焰的形状是球形的;④瀑布将消失.其中正确的是(  )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】C
【解析】①质量是物体自身的一种属性,与物体是否受重力无关,不受重力,物体仍有质量;②只要物体间有压力、接触面粗糙、要发生或发生了相对运动,物体间就存在摩擦力,所以,没有重力,摩擦力可能存在;③在重力作用下,火焰周围冷暖气流发生对流,热空气上升,带动火焰向上运动,没有重力的影响,火焰周围不会发生空气对流,也就没有使火焰上升的气流,火焰的形状就变成了球形;④瀑布是水由于受重力向下流动形成的,没有重力,瀑布将消失。故C正确,ABD错误。故选C。
5.(2023·广东阳江·统考二模)一物体在水平推力作用下沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,下列说法正确的是(  )
A.物体受到的重力和物体受到的摩擦力是一对平衡力
B.物体受到的重力和物体受到的推力是一对平衡力
C.物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力
D.物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】A、物体受到的重力和物体受到的摩擦力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、物体受到的重力和物体受到的推力不在同一直线上,且大小也不一定相等,所以不是一对平衡力,故B错误;
C、物体对地面的压力和地面对物体的支持力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的重力和地面对物体的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确.
6. (2023黑龙江龙东)如图所示,小强用水中向右的力推静止在水平地面上的箱子,但箱子没动。下列说法正确的是(  )
A. 箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是一对相互作用力
B. 箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C. 箱子受到水平方向的推力小于地面对箱子的摩擦力
D. 若此时一切外力都突然消失,箱子会静止在原地
【答案】D
【解析】A.箱子受到的重力和地面对箱子的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故A错误;
B.箱子对地面的压力和地而对箱子的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.箱子没有运动,说明箱子处于静止状态,受到平衡力的作用,即在水平方向上,推力与摩擦力是一对平衡力,箱子受到水平方向的推力等于地面对箱子的摩擦力,故C错误;
D.若此时一切外力都突然消失,箱子将保持原来的状态,即静止状态,故D正确。故选D。
【难点训练】
1. (2023湖北随州)风油精因具有提神醒脑和蚊叮虫咬后止痒等功效成为生活常备品。有一种现象引起了物理兴趣小组的注意:打开风油精的瓶盖将瓶口向下提着(如图),不见风油精哗啦啦流出,甩一甩或抖一抖风油精就会从瓶口出来一些。下列说法中正确的是(  )
A. 甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性
B. 图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压一定大于瓶外环境的气压
C. 图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加则瓶内液体会自动流出
D. 图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温则瓶内液体会自动流出
【答案】A
【解析】A.任何物质都具有惯性,惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大,甩一甩风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性,故A正确;
B.图中瓶口向下,不见风油精哗啦啦流出,说明液体没有流出,此时瓶内液体上方气体的气压小于或等于瓶外环境的气压,故B错误;
C.图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加,由于内部的气压小于外界气压,在外界气压的作用下,瓶内液体不会自动流出,故C错误;
D.图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温,根据气体热胀冷缩的性质,内部的气压会变低,由于内部的气压小于外界气压,在外界气压的作用下,瓶内液体不会自动流出,故D错误。故选A。
2. (2023湖北随州)邓老师在《摩擦力》新课教学时,为了情境化引入新课激发同学们的兴趣设计了一个小游戏:轻松翻动两本物理书的书页,让书页彼此交错穿插后平放在桌上(如图)。邓老师让大家推荐两个“大力士”把这两本书拉开,体育委员和篮球队长信心百倍走上讲台,邓老师给他们加一点难度把一盒粉笔压在书上,两男生使出洪荒之力也没拉开两本书。以下说法正确的是(  )
A. 两本书很难被拉开是因为书页之间产生了巨大的静电吸引力
B. 两本书的纸面越粗糙越容易被拉开
C. 要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力大小
D. 两本书交错穿插的页面越多、书上所压的粉笔盒等物越重越容易被拉开
【答案】C
【解析】A.两本书很难被拉开,是因为书页之间有摩擦,故A错误;
B.两本书的纸面越粗糙越难拉开,因为压力一定时,纸面越粗糙,摩擦力越大,故B错误;
C.要想拉开两本书,拉力的大小需要大于书页间的摩擦力的大小,其书所受的合力不为0,书才会被拉开,故C正确;
D.两本书交错穿插的页面越多,书页之间的压力越大,书上所压的粉笔盒等物体越重,摩擦力便越大,书越不易被拉开,故D错误。故选C。
3. (2023辽宁抚顺)小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙,为了比较A、B两个面的防滑性,小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究:
(1)如图甲、乙,分别将B、A面与同一水平地面接触,用弹簧测力计水平_______拉动小块地垫,根据________原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
(2)小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是又找来一个铁块,在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验,发现当接触面粗糙程度相同时,_______越大,滑动摩擦力越________;
(3)为了完成探究,保持其他条件不变,在丙图实验的基础上小智只将_______,测出滑动摩擦力的大小为2.2N,通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫_______(填“A”或“B”)面铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【答案】 (1)匀速直线 二力平衡 (2)压力 大 (3)A、B两个面对调 A
【解析】(1)实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动小块地垫,使其在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡原理,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)比较甲、丙两次实验,接触面粗糙程度相同时,丙中压力越大,测力计示数也越大,摩擦力越大,可以得到当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,故将A、B两个面对调,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,地垫A面铺在地上时,弹簧测力计的示数大,摩擦力较大,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
4. (2023湖北天门)端午节来临,江汉平原各地纷纷举办龙舟大赛如图。下列说法正确的是( )
A. 鼓面对鼓槌的弹力是由鼓槌的形变产生的 ,
B. 船桨划水的力越大,水对船桨的力也越大
C. 龙舟所受重力的方向是垂直向下的
D. 龙舟到达终点不能立即停下来,是因为惯性的作用
【答案】B
【解析】A.鼓面对鼓槌的弹力是由于鼓面受到鼓槌击打,发生弹性形变,由于要恢复原状而对鼓槌产生的力,故A错误;
B.船桨往后划水,龙舟前进,船桨对水的力等于水对船桨的力,这两个力是一对相互作用力,大小相同,故B正确;
C.重力的方向竖直向下,而不是垂直向下,故C错误;
D.停止划桨后,龙舟还会继续前进一段距离,是因为龙舟具有惯性,由于惯性不是力,所以不能说是惯性的作用,故D错误。故选B。
【易错点训练】
1. (2023河南省)在劳动实践活动中,小刚用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,请在图中以O为作用点,画出该货物的受力示意图。
【答案】如图所示。
【解析】货物随车一起水平向右做匀速直线运动,货物与车间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物不受摩擦力,只受两个力作用:重力和支持力,并且这两个力是一对平衡力;重力方向竖直向下,作用点在重心,支持力方向竖直向上,作用点也画在重心上,其受力示意图如图所示。
2. (2023福建省)投掷实心球是体育项目之一。请在图中画出静止在水平地面上实心球的受力示意图。
【答案】如图所示。
【解析】静止在水平地面上实心球受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,它们是一对平衡力,过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F,因为这两个力是一对平衡力,所以作图时两条线段长度要相等,如图所示。
3. (2023安徽)小宇在拖地时,拖把头沿图中v所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地面对拖把头摩擦力的方向分别为(  )
A. 垂直地面向下、与v所示方向相反
B. 垂直地面向下、与v所示方向相同
C. 沿拖杆斜向下、与v所示方向相同
D. 沿拖杆斜向下、与v所示方向相反
【答案】A
【解析】压力是垂直压在物体表面上的力,压力的方向总是垂直指向受压物体,即压力的方向总与支持面垂直,拖把头对地面压力的方向垂直地面向下;摩擦力总是阻碍物体的相对运动,与物体做相对运动的方向相反,所以地面对拖把头摩擦力的方向与v所示方向相反。故选A。
4. (2023湖南郴州)下列有关摩擦力的说法不正确的是(  )
A. 走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦
B. 自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力
C. 摩擦力不一定是阻力
D. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
【答案】D
【解析】A.走路时,脚向后蹬地,地面对鞋底产生向前的摩擦力使人获得前进的动力,是有益摩擦,故A正确,不符合题意;
B.自行车刹车时,用力拉手闸,使得刹车胶皮与钢圈之间的压力增大从而增大摩擦来刹车,故B正确,不符合题意;
C.摩擦力不一定是阻力,比如人行走时地面对鞋底的摩擦力,或者汽车驱动轮与地面之间的摩擦,都是使物体前进的动力,故C正确,不符合题意;
D.人前进时,受到摩擦力的方向与人运动的方向相同,所以摩擦力的方向总是和物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,而不一定和物体的运动方向相反,故D错误,符合题意。故选D。
5. (2023湖南岳阳)把卡片放在瓶口上面,再将光滑的扣子放在卡片上静止。用手指使劲弹一下卡片,卡片飞出去,但扣子却落入了瓶中。关于这个游戏说法正确的是(  )
A. 扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力是一对平衡力
B. 用光滑的扣子是为了增大扣子与卡片之间的摩擦力
C. 卡片被弹开说明力可以改变物体的运动状态
D. 扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到惯性
【答案】C
【解析】A.扣子静止时对卡片的压力与扣子受的支持力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B.用光滑的扣子是为了减小扣子与卡片之间的摩擦力,故B错误;
C.卡片受到了 力的作用,由静止变为运动被弹开,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.扣子不随卡片飞出是因为扣子没有受到弹力,由于惯性要保持原来的静止状态,所以掉入瓶中,故D错误。故选C。
6.(2023·广东肇庆·统考二模)阅读短文,回答问题:
“好奇号”火星车
2012年8月6日,美国航天局发射的“好奇号”火星车成功登陆火星(如图甲所示),登陆后不久,就发回了火星表面的高清图片,标志着人类探索火星的征程取得了重大进展,“好奇号”火星车长3.0m,宽2.8m,高2.1m,装备6个直径为0.5m的轻便、强度大、易散热的铝制车轮,整车质量约为90kg。
由于“好奇”号火星车的重量太大,无法使用安全气囊进行着陆,在最后的下降阶段,由一个被称为“天空起重机”的反推火箭为火星车减速(如图乙)。在“天空起重机”与火星车之间有三条尼龙索连接着,一旦火星车接触火星表面,并被传感器检测到后将切断连接,悬停式反推火箭将往一个方向飞走,离开火星车的安全区域。
(1)“好奇号”的车轮表面刻有花纹的目的是为了增大 (选填:压力、接触面的粗糙程度)来增大 ;
(2)已知火星表面的引力约是地球的38%,则“好奇号”登陆火星后其质量 ,所受的重力 (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”) ;
(3)火星车装备的是铝制车轮,没有应用到铝的哪一物理属性 ;
A.密度小 B.硬度大 C.导电性好 D.导热性好
(4)研究表明,太空中的某种带电粒子会对探测器的计算机系统产生影响,从而导致程序出错。下列粒子中可以排除的是 。
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
【答案】(1)接触面的粗糙程度 摩擦 (2)不变 变小 (3)C (4)D
【解析】(1)“好奇号”的车轮表面刻有花纹,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。
(2)质量是物体本身的一种属性,和物体的形状、状态、位置无关,只和物体所含物质的多少有关。火星车从地球到达火星,位置发生变化,但物质多少没有变化,所以其质量不变。
已知火星表面的引力约是地球的38%,所以火星车所受的重力变小。
(3)火星车装备的是铝制车轮,是因为铝的密度小、硬度大、导热性能好;火星上没有电,没有应用到铝的物理属性是导电性好,故C选项没有应用到,C符合题意,ABD不符合题意。
故应选C。
(4)原子核、电子和质子都带电,而中子不带电,所以中子不会对探测器的计算机系统产生影响,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
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