8.3力改变物体的运动状态
一、单选题
1.滑雪运动包含了很多科学知识,如图是小雪正在滑雪的场景,下列说法正确的是( )
A.小雪对滑雪板的压力与小雪受到的重力是一对平衡力
B.小雪受到的重力与滑雪板对小雪的支持力是一对相互作用力
C.小雪对滑雪板的压力与滑雪板对小雪的支持力是一对相互作用力
D.小雪用滑雪杆撑地加速滑行,说明力是维持物体运动状态的原因
2.下列物体运动状态没有发生改变的是
A.钟摆来回摆动
B.汽车在盘山公路上匀速行驶
C.地球绕着太阳运动
D.物体在粗糙的水平面上做匀速直线运动
3.2020年7月, 由中国航空工业集团报道, 大型水陆两栖飞机AG600成功实现海上首飞。如图所示,“鲲龙”AG600轻盈入水。下列说法正确的是( )
A.飞机受到的浮力和飞机对水的压力是一对平衡力
B.飞机在入水后回转、调整方向的过程中运动状态不变
C.飞机受到的浮力和它受到的重力是一对平衡力
D.若飞机从长江驶入东海后,船体会下沉一些
4.下列说法正确的是( )
A.甲物体对乙物体施加力的同时,甲物体也一定受到了力的作用
B.相互平衡的两个力,这两个力的三要素可能相同
C.在高速公路上做匀速直线运动的汽车受到的合力可能不为零
D.一个物体受到力的作用,它的运动状态一定改变
5.在体育课中,下列场景涉及到学过的物理知识,其中说法正确的是( )
A.引体向上时手搓镁粉是为了减小摩擦
B.投掷实心球时是力使物体的运动状态发生改变
C.拔河比赛胜利的一方对绳子的拉力更大
D.百米赛跑时速度越快越不容易停下来,是因为惯性越大
6.现在大部分学校都在开展“足球进校园”活动。关于同学们在足球比赛中涉及到的物理知识,下列分析正确的是( )
A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
C.足球能在空中飞行,是因为受到了运动员的脚对它有力的作用
D.守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态
7.关于力和运动的理解正确的是( )
A.在水平路面上,用力推车,车没动,此时推力等于阻力
B.推车车动了,表明力是使物体运动的原因
C.不推车,车就会慢慢的停下来,说明运动需要力来维持
D.停止推车,车还会向前运动一段距离,是因为车没有受到力的作用
8.关于力和运动,下列说法不正确的是( )
A.力是使物体运动状态发生变化的原因
B.物体运动状态改变,一定受到力的作用
C.物体在受到力的作用时,可以处于静止状态
D.只受一对平衡力匀速运动的物体,若去掉其中一个力,物体的运动速度一定增大
9.2019年央视春晚创意表演《青春跃起来》把更多青春、时尚的流行文化融入舞台,如图所示,展现了无奋斗、不青春的精神. 下面说法正确的是(不计空气阻力)
A.篮球下落过程中动能增大、机械能增大
B.运动员抱着篮球在空中运动,以人为参照物,球是静止的
C.运动员被蹦床弹起后在空中向上运动,受弹力和重力的作用
D.运动员灌篮后,球向下加速运动,主要是因为球具有惯性
10.大游轮向东匀速直线行驶,小金面朝游轮前进方向,在游轮上的A位置竖直向上起跳,落下时的位置在(不计空气阻力)( )
A.A 位置的东侧 B.A 位置的西侧
C.A 位置 D.以上三种情况都有可能
二、填空题
11.2012年8月,“好奇”号火星车成功着陆火星表面,人类探索火星又迈进了一步.
(1)火星是太阳系中的一颗 (选填“恒星”、“行星”或“彗星”);
(2)火星车的重要任务就是探索火星上支持生命存在的证据之一――有机物,有机物在组成上的共同特点是都含有 元素.
(3)火星车着陆器在进入火星大气后减速下降,在减速直线下降过程中,只受到阻力F1和火星引力F2的作用,此时F1 F2(填大小关系).
12.如图所示,质量为m的物体放在竖直放置的钢板轨道AB之间,钢板固定不动(即:物体与钢板间的摩擦力大小不变),物体刚好以速度v向下匀速运动,若要使物体以速度2v沿钢板向上匀速运动,则需要施加的拉力F的大小应该等于 (用已知量字母表示)
13.小明沿水平方向用10N的力拉着重50N的物体在水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为 N,如果拉力增大到15N,物体受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),物体将作 (选填“匀速”或“变速”)直线运动。
14.水平抛出的铅球,离开手后,由于 仍然前进;由于受到 的作用,它不断改变运动方向最终落到地面;落到地面后把地面砸了个小坑,这说明力可以 ;如果离开手后,铅球受到的所有力都消失,铅球将作 运动.
15.如图甲所示,水平地面上的一木块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和木块的速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示,则0~2s木块处于 状态;2~4s木块受到的摩擦力为 N。
16.2022年3月28日在亚洲杯女足决赛中,中国姑娘在落后两球的情况下,顽强拼搏,最终实现了史诗般的逆转,赢得冠军。如图所示是中国队员“头球攻门”的情景,当运动员用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”),足球能在草坪上继续滚动,是因为足球具有 ,滚动的足球会在草坪上慢慢停下来,是因为足球 (选填“受到”或“不受”)力的作用。
17.如图所示,两个相同的物体A、B,在水平推力F=10N时,能一起向右做速度为v的匀速直线运动.若使A, B两物块一起向右做速度为2v的匀速直线运动,此时所需水平推力F'的大小应 (大于/等于/小于)10N.若将B取走并叠放于物体A上,仍用大小为10N的水平推力作用在A物体上,物体AB将一起向右做 (匀速/减速/加速)直线运动.
18.熊猫是我国的国宝,憨态可掬,非常受人喜欢。熊猫善于爬树,在爬树的过程中会受到摩擦力的作用,如图,当熊猫沿竖直树干匀速向上爬树时,摩擦力的方向是 。
19.如图甲,重6N的物体在水平压力F的作用下,压在竖直的墙壁上运动(墙壁各区域的粗糙程度可能不同)。F大小随时间t的变化关系及物体运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示,由图像可知,在0~2s内物体做 (加速/减速/匀速)运动;方向 (一定向下/一定向上/不确定);当t=3s时,所受摩擦力为 N。
20.断开电风扇的开关后,电风扇的叶片不能立即停止转动,是因为叶片具有 ;地面上滚动的足球最终会停下来是因为受到 作用,在足球滚动的过程中它的惯性 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
三、综合题
21.物体在流体(气体或液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力. 流体阻力大小与物体运动速度大小有关,速度越大,阻力越大,流体阻力大小还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;此外,流体阻力跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小.物体(例如雨滴)从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度.根据以上资料分析回答:
(1)雨滴在高空形成后开始下落的一段时间内做 运动,此时重力 阻力.(填“大于”“等于”或“小于”)
(2)雨滴下落一段距离后,受到空气阻力增大到等于 时,就不再增大,此时雨滴受力满足 ,雨滴将做 运动.
(3)假设雨滴下落时的阻力与雨滴速度的平方成正比,即F阻=kv2,其中k=1×10-4N/(m/s)2,则一个质量为0.25g的雨滴下落时的收尾(匀速)速度约为 m/s.(g=10N/kg)
22.请根据材料,回答问题:
高空坠物危害有多大
现在从高楼上坠落物体伤人事件时有发生,许多人甚至认为从摩天大楼上掉下来的硬币如果砸到人身上也会要了人的命。理由是由于重力的作用,下落的物体一直在加速,只要下落距离足够长,硬币总会达到使人致死的速度。实际上这个结论是在不考虑空气阻力的情况下分析得出的,在通常的低速情况下,空气阻力是可以忽略不计;然而在高速运动的情况下,例如研究摩天大楼上掉下来的高速下落的硬币,空气阻力则不可忽略,它们甚至会大到成为决定最终运动状态的关键因素。在高速情况下的空气阻力大小与速度的平方成正比,速度越大,空气阻力也就越大。然而空气阻力也不会无限制地增大,当空气阻力大到与重力(G=mg)相等时,物体的受力就平衡了。此时物体将稳定地以一个速度匀速下落,这时的速度被称为收尾速度v0,它的大小可以通过其与阻力的关系式求得。通过具体数据计算,得到结果是不论硬币从多高的地方掉下来,最终的速度也不会超过45.4m/s。速度越大,砸在人身上产生的压强越大。进一步计算,这枚硬币砸在人身上,人体受到的压强为p≈7.2MPa,而人体皮肤所能承受的压强为p=20.89±4.11MPa,所以高空坠落的硬币产生的压强比这一极限压强还是小很多的。由此看来,高处落下的硬币基本是不会致命的啦!但是如果是一个鸡蛋,那就是另外的结论,如果从25楼抛下,就可直接致人死亡;从18楼抛下,可致人头骨碎裂。
某科学活动小组做了“球形物体在空气中下落时,受到的阻力大小与球的半径和速度关系”的实验,测量数据见下表。(g取10N/kg)
球体编号 1 2 3
球体质量(kg) 2 5 18
球体半径(×10-2m) 5 5 15
球体收尾速度(m/s) 16 40 40
(1)硬币下落时在达到收尾速度之前,重力 阻力(选填“大于”“小于”或“等于”);
(2)根据表格分析半径相同的球,收尾速度的大小与 有关;
(3)请从安全角度出发写出一条建议 。
23.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同。OQ比MO要更光滑。质量为3kg的物体一直受到沿水平方向3N的力F,物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在MO段做匀速直线运动。(g=10N/kg)
(1)请求出物体所受重力G;( )
(2)MO段所受摩擦力为多少N( ),请证明你的判断;( )
(3)物体在OP段所受摩擦力 (选填“大于”“等于”“小于”)MN段所受摩擦力。请利用滑动摩擦力的决定因素证明你的判断。( )
参考答案:
1.C
2.D
3.C
4.A
5.B
6.D
7.A
8.D
9.B
10.C
11. 行星 碳;(或C ) 大于(或>)
12.2mg
13. 10 不变 变速
14. 惯性 重力 改变物体的形状 匀速直线运动
15. 静止 2
16. 运动状态 惯性 受到
17. 等于 匀速
18.竖直向上
19. 加速 一定向下 6
20. 惯性 摩擦力 不变
21. 加速 大于 重力 二力平衡条件 匀速直线运动 5
22. 大于 质量 不要从高层向窗外扔东西
23. 30N 3N 见解析 小于 见解析