第八章 运动和力 专题训练一 运动和力综合分析运用 同步练 （含答案）2024-2025学年物理人教版八年级下册
文档属性
| 名称 | 第八章 运动和力 专题训练一 运动和力综合分析运用 同步练 （含答案）2024-2025学年物理人教版八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 179.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-01-15 22:10:47 | ||
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文档简介
专题训练一 运动和力综合分析运用
受力示意图
1.遛狗时要拴着狗绳。如图所示,请画出狗绳对项圈拉力F的示意图。
2.如图所示,用一根细绳拴着一个沙袋甩起来,使沙袋绕手做圆周运动,请画出此时沙袋的受力示意图。(不考虑空气对沙袋的作用)
3.如图所示,玩具小车沿斜面向上运动,请画出小车所受重力的示意图。
4.如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出它受力的示意图。
根据受力情况判断运动状态
5.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m)先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( )
A.逐渐变长 B.逐渐变短
C.保持不变 D.以上情况都有可能
6.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性轻绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。(忽略空气阻力)对此过程,下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向不变
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者从A点到C点速度先增大后减小
7.如图甲所示,在水平地面上滑动的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t图像如图乙所示,已知物体受到的滑动摩擦力大小是5 N,则当t=3 s时,物体处于 (选填“静止”“加速运动”或“匀速运动”)状态,当t=5 s时,物体处于 (选填“静止”“加速运动”或“匀速运动”)状态。
甲 乙
8.利用弹簧做了如下实验(忽略空气阻力)。如图甲所示,小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中,它的运动速度v随时间t变化的图像如图乙所示(速度为负值时,表明方向与原来的方向相反),图中Oa段和cd段为直线。则据此图可知,弹力大于重力的时间段为 。
甲 乙
根据运动状态判断受力情况
9.一架直升机的质量为2 t,它悬停在空中时只受到重力和升力的作用,则它所受升力的大小为
N,当它匀速直线上升时,升力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
10.小明同学在超市购物时,用10 N的力推着一辆购物小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的阻力是 N。突然,小明发现前面有一小孩,他马上用30 N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车所受的合力为 N。
11.如图所示,小车同时受到水平推力F1和拉力F2的作用,大小分别为100 N和200 N,小车做匀速直线运动,则小车受到的合力是 N;小车受到的水平地面对它的支持力和小车的重力是一对 。
12.如图,一个物体被水平力F压在竖直墙面上静止,此状态下物体受到 个力的作用;当水平压力F减小为原来的一半时,物体刚好匀速下滑,则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小
(选填“相等”或“不相等”)。
“探究影响滑动摩擦力的因素”的实验
13.(2024北京中考)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,某同学在水平桌面上完成了如图所示的实验。
甲 乙
(1)该同学用弹簧测力计水平拉动木块,应使木块沿水平桌面做 直线运动,才能用弹簧测力计的示数表示木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)图甲、乙所示的两次实验探究的问题是滑动摩擦力大小与 是否有关。
14.为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6 N,长木板B的重力为14 N。
甲(木板表面) 乙(木板表面)
丙(棉布表面) 丁(木板表面)
戊
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着木块沿水平方向做 运动,才能用弹簧测力计的示数表示滑动摩擦力的大小。
(2)比较甲、乙两图的实验,得到的实验结论是 。
(3)比较甲、丁两图的实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。此探究过程中存在的问题是 。
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是小夏又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“滑动摩擦因数”,用符号μ表示,在如图戊所示的实验中,木块A与长木板B间的“滑动摩擦因数”为0.3,长木板B与地面之间的“滑动摩擦因数”为0.4,若用拉力F将长木板B匀速抽出,则拉力F的大小为 N。
【详解答案】
1.如图所示:
解析:狗绳对项圈的拉力作用在项圈上,方向沿着狗绳方向斜向上。
2.如图所示:
解析:沙袋做圆周运动的过程中,受竖直向下的重力G及细绳的拉力F的作用,且拉力F的方向沿着绳指向手,两个力都画在沙袋的重心上。
3.如图所示:
解析:作重力的示意图时,作用点(即重心)要画在玩具小车的中心上,方向竖直向下,并标上符号G。
4.如图所示:
解析:静止在水平地面上的足球受到重力和地面的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上;重力的方向是竖直向下的,支持力的方向是竖直向上的,作用点在球心的位置。
5.C 解析:滑块甲、乙先后从同一光滑斜面的同一高度下滑,则滑块甲、乙到达水平面上时的速度相等,然后沿同一光滑水平面继续运动,滑块在光滑水平面上不受阻力作用,则两滑块均做匀速直线运动,由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变。故选C。
6.D 解析:打开扣环后,体验者在A点受弹力和重力作用,此时弹性轻绳的弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力竖直向上,人向上做加速运动;在A点到B点过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,弹力逐渐减小,在B点时弹性轻绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,合力为零,人的速度达到最大;在B点到C点过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,重力不变,重力大于弹力,合力又逐渐变大,合力方向竖直向下,人向上做减速运动。故体验者从A点到C点的过程中,速度先增大后减小,合力先减小后增大,且方向发生变化,故A、B、C错误,D正确。故选D。
7.加速运动 匀速运动 解析:当t=3 s时,由图乙可知,此时的拉力为7 N,滑动摩擦力为5 N,所受合力F合=F-f=
7 N-5 N=2 N,方向与拉力的方向相同,运动方向与合力方向一致,所以物体做加速运动;当t=5 s时,由图乙可知,此时的拉力为5 N,滑动摩擦力为5 N,拉力与摩擦力大小相等、方向相反,为一对平衡力,所以物体的速度保持不变,处于匀速直线运动状态。
8.t2~t4 解析:当小球在空中运动时,忽略空气阻力,小球只受重力作用,运动方向与受力方向相同,做加速运动。当小球刚接触弹簧时,弹簧产生形变即产生弹力,开始时弹力不断增大但仍小于重力(t1~t2时间段),小球所受合力向下,运动方向与合力方向一致也向下,所以小球仍做加速运动,但速度增加的程度减小;t2时刻弹力等于重力时,速度最大;接着弹簧的弹性形变越来越大,弹力越来越大,t2时刻后弹力大于重力,小球所受合力方向向上,运动方向与合力方向相反,小球的速度开始减小,当时间为t3时,速度为0;接着小球在弹力的作用下向上加速,当弹力等于重力时(t4)速度最大,接着弹力小于重力,合力方向向下,小球的运动方向与合力方向相反,速度开始减小,当时间为t5时,小球离开弹簧。所以弹力大于重力的时间段为t2~t4。
9.2×104 不变 解析:悬停在空中的直升机,根据重力的计算公式可得,受到竖直向下的重力为G=mg=2×
103 kg×10 N/kg=2×104 N,受竖直向上的升力F作用,直升机处于平衡状态,由二力平衡的条件可知,升力为F=G=2×104 N。当它匀速直线上升时,直升机受到升力和重力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,直升机的重力不变,则升力不变。
10.10 40 解析:小车做匀速直线运动时,推力与阻力是一对平衡力,所以f=F=10 N;当小车减速时,F'=30 N的拉力与10 N的阻力是在同一直线上,方向相同的两个力,因此,在减速过程中,小车所受的合力F合=F'+f=30 N+
10 N=40 N。
11.0 平衡力 解析:小车做匀速直线运动,所以小车受力平衡,则小车受到的合力是0 N。小车受到的水平地面对它的支持力和小车的重力大小相等、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。
12.4 相等 解析:当物体被水平力F压在竖直墙面上静止时,受到平衡力的作用;在竖直方向上,物体受到重力G和摩擦力f,二力大小相等,水平方向上受到压力F和支持力,所以此时物体受到4个力的作用。当水平压力F减小为原来的一半时,物体刚好匀速下滑,此时物体仍然处于平衡状态,在竖直方向上,物体受到的重力G和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,物体的重力不变,故受到的摩擦力不变,因此静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等。
13.(1)匀速 (2)压力大小
解析:(1)应使木块沿水平桌面做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,拉力的大小等于摩擦力的大小。(2)由图甲、乙可知,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,故探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
14.(1)二力平衡 匀速直线
(2)接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)未控制压力大小相同
(4)不需要 9.8
解析:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,由二力平衡的知识可知,拉力与摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)由图甲、乙所示的实验可知,接触面的粗糙程度相同,图乙中木块A对长木板B的压力更大,图乙中弹簧测力计的示数更大,即图乙中木块A受到的摩擦力更大,故可以得到的实验结论为接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)由图甲、丁所示的实验可知,接触面的粗糙程度相同,物体间的压力不同、接触面积不同,未控制压力大小相同,因此他的实验结论是错的。(4)由图戊所示的实验可知,在用力将长木板B向左拉出的过程中,无论长木板B是否匀速运动,木块A在水平方向上都处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和长木板B对木块A向左的摩擦力,这两个力相互平衡,所以弹簧测力计的示数反映了木块A与长木板B间的滑动摩擦力大小,故实验时不需要匀速拉动长木板B。木块A的重力为6 N,长木板B的重力为14 N,木块A与长木板B间的“滑动摩擦因数”大小为0.3,长木板B与地面之间的“滑动摩擦因数”为0.4,在如图戊所示的实验中,若用拉力F将长木块B匀速抽出,B受到A施加的水平向右的摩擦力fBA=μ1GA=0.3×6 N=1.8 N,地面施加的水平向右的摩擦力fB地=μ2(GA+GB)=0.4×(6 N+14 N)=8 N,根据力的合成可知,拉力的大小为F=fBA+fB地=1.8 N+8 N=9.8 N。
受力示意图
1.遛狗时要拴着狗绳。如图所示,请画出狗绳对项圈拉力F的示意图。
2.如图所示,用一根细绳拴着一个沙袋甩起来,使沙袋绕手做圆周运动,请画出此时沙袋的受力示意图。(不考虑空气对沙袋的作用)
3.如图所示,玩具小车沿斜面向上运动,请画出小车所受重力的示意图。
4.如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出它受力的示意图。
根据受力情况判断运动状态
5.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m)先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( )
A.逐渐变长 B.逐渐变短
C.保持不变 D.以上情况都有可能
6.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性轻绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。(忽略空气阻力)对此过程,下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向不变
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者从A点到C点速度先增大后减小
7.如图甲所示,在水平地面上滑动的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t图像如图乙所示,已知物体受到的滑动摩擦力大小是5 N,则当t=3 s时,物体处于 (选填“静止”“加速运动”或“匀速运动”)状态,当t=5 s时,物体处于 (选填“静止”“加速运动”或“匀速运动”)状态。
甲 乙
8.利用弹簧做了如下实验(忽略空气阻力)。如图甲所示,小球从高处落到竖直固定的弹簧上后又被弹起到原高度。小球从高处开始下落到弹回的整个过程中,它的运动速度v随时间t变化的图像如图乙所示(速度为负值时,表明方向与原来的方向相反),图中Oa段和cd段为直线。则据此图可知,弹力大于重力的时间段为 。
甲 乙
根据运动状态判断受力情况
9.一架直升机的质量为2 t,它悬停在空中时只受到重力和升力的作用,则它所受升力的大小为
N,当它匀速直线上升时,升力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
10.小明同学在超市购物时,用10 N的力推着一辆购物小车在水平地面上做匀速直线运动,这时小车受到的阻力是 N。突然,小明发现前面有一小孩,他马上用30 N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车所受的合力为 N。
11.如图所示,小车同时受到水平推力F1和拉力F2的作用,大小分别为100 N和200 N,小车做匀速直线运动,则小车受到的合力是 N;小车受到的水平地面对它的支持力和小车的重力是一对 。
12.如图,一个物体被水平力F压在竖直墙面上静止,此状态下物体受到 个力的作用;当水平压力F减小为原来的一半时,物体刚好匀速下滑,则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小
(选填“相等”或“不相等”)。
“探究影响滑动摩擦力的因素”的实验
13.(2024北京中考)在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,某同学在水平桌面上完成了如图所示的实验。
甲 乙
(1)该同学用弹簧测力计水平拉动木块,应使木块沿水平桌面做 直线运动,才能用弹簧测力计的示数表示木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)图甲、乙所示的两次实验探究的问题是滑动摩擦力大小与 是否有关。
14.为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6 N,长木板B的重力为14 N。
甲(木板表面) 乙(木板表面)
丙(棉布表面) 丁(木板表面)
戊
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着木块沿水平方向做 运动,才能用弹簧测力计的示数表示滑动摩擦力的大小。
(2)比较甲、乙两图的实验,得到的实验结论是 。
(3)比较甲、丁两图的实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。此探究过程中存在的问题是 。
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是小夏又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“滑动摩擦因数”,用符号μ表示,在如图戊所示的实验中,木块A与长木板B间的“滑动摩擦因数”为0.3,长木板B与地面之间的“滑动摩擦因数”为0.4,若用拉力F将长木板B匀速抽出,则拉力F的大小为 N。
【详解答案】
1.如图所示:
解析:狗绳对项圈的拉力作用在项圈上,方向沿着狗绳方向斜向上。
2.如图所示:
解析:沙袋做圆周运动的过程中,受竖直向下的重力G及细绳的拉力F的作用,且拉力F的方向沿着绳指向手,两个力都画在沙袋的重心上。
3.如图所示:
解析:作重力的示意图时,作用点(即重心)要画在玩具小车的中心上,方向竖直向下,并标上符号G。
4.如图所示:
解析:静止在水平地面上的足球受到重力和地面的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上;重力的方向是竖直向下的,支持力的方向是竖直向上的,作用点在球心的位置。
5.C 解析:滑块甲、乙先后从同一光滑斜面的同一高度下滑,则滑块甲、乙到达水平面上时的速度相等,然后沿同一光滑水平面继续运动,滑块在光滑水平面上不受阻力作用,则两滑块均做匀速直线运动,由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变。故选C。
6.D 解析:打开扣环后,体验者在A点受弹力和重力作用,此时弹性轻绳的弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力竖直向上,人向上做加速运动;在A点到B点过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,弹力逐渐减小,在B点时弹性轻绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,合力为零,人的速度达到最大;在B点到C点过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,重力不变,重力大于弹力,合力又逐渐变大,合力方向竖直向下,人向上做减速运动。故体验者从A点到C点的过程中,速度先增大后减小,合力先减小后增大,且方向发生变化,故A、B、C错误,D正确。故选D。
7.加速运动 匀速运动 解析:当t=3 s时,由图乙可知,此时的拉力为7 N,滑动摩擦力为5 N,所受合力F合=F-f=
7 N-5 N=2 N,方向与拉力的方向相同,运动方向与合力方向一致,所以物体做加速运动;当t=5 s时,由图乙可知,此时的拉力为5 N,滑动摩擦力为5 N,拉力与摩擦力大小相等、方向相反,为一对平衡力,所以物体的速度保持不变,处于匀速直线运动状态。
8.t2~t4 解析:当小球在空中运动时,忽略空气阻力,小球只受重力作用,运动方向与受力方向相同,做加速运动。当小球刚接触弹簧时,弹簧产生形变即产生弹力,开始时弹力不断增大但仍小于重力(t1~t2时间段),小球所受合力向下,运动方向与合力方向一致也向下,所以小球仍做加速运动,但速度增加的程度减小;t2时刻弹力等于重力时,速度最大;接着弹簧的弹性形变越来越大,弹力越来越大,t2时刻后弹力大于重力,小球所受合力方向向上,运动方向与合力方向相反,小球的速度开始减小,当时间为t3时,速度为0;接着小球在弹力的作用下向上加速,当弹力等于重力时(t4)速度最大,接着弹力小于重力,合力方向向下,小球的运动方向与合力方向相反,速度开始减小,当时间为t5时,小球离开弹簧。所以弹力大于重力的时间段为t2~t4。
9.2×104 不变 解析:悬停在空中的直升机,根据重力的计算公式可得,受到竖直向下的重力为G=mg=2×
103 kg×10 N/kg=2×104 N,受竖直向上的升力F作用,直升机处于平衡状态,由二力平衡的条件可知,升力为F=G=2×104 N。当它匀速直线上升时,直升机受到升力和重力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,直升机的重力不变,则升力不变。
10.10 40 解析:小车做匀速直线运动时,推力与阻力是一对平衡力,所以f=F=10 N;当小车减速时,F'=30 N的拉力与10 N的阻力是在同一直线上,方向相同的两个力,因此,在减速过程中,小车所受的合力F合=F'+f=30 N+
10 N=40 N。
11.0 平衡力 解析:小车做匀速直线运动,所以小车受力平衡,则小车受到的合力是0 N。小车受到的水平地面对它的支持力和小车的重力大小相等、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。
12.4 相等 解析:当物体被水平力F压在竖直墙面上静止时,受到平衡力的作用;在竖直方向上,物体受到重力G和摩擦力f,二力大小相等,水平方向上受到压力F和支持力,所以此时物体受到4个力的作用。当水平压力F减小为原来的一半时,物体刚好匀速下滑,此时物体仍然处于平衡状态,在竖直方向上,物体受到的重力G和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,物体的重力不变,故受到的摩擦力不变,因此静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等。
13.(1)匀速 (2)压力大小
解析:(1)应使木块沿水平桌面做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,拉力的大小等于摩擦力的大小。(2)由图甲、乙可知,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,故探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
14.(1)二力平衡 匀速直线
(2)接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3)未控制压力大小相同
(4)不需要 9.8
解析:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,由二力平衡的知识可知,拉力与摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)由图甲、乙所示的实验可知,接触面的粗糙程度相同,图乙中木块A对长木板B的压力更大,图乙中弹簧测力计的示数更大,即图乙中木块A受到的摩擦力更大,故可以得到的实验结论为接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。(3)由图甲、丁所示的实验可知,接触面的粗糙程度相同,物体间的压力不同、接触面积不同,未控制压力大小相同,因此他的实验结论是错的。(4)由图戊所示的实验可知,在用力将长木板B向左拉出的过程中,无论长木板B是否匀速运动,木块A在水平方向上都处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和长木板B对木块A向左的摩擦力,这两个力相互平衡,所以弹簧测力计的示数反映了木块A与长木板B间的滑动摩擦力大小,故实验时不需要匀速拉动长木板B。木块A的重力为6 N,长木板B的重力为14 N,木块A与长木板B间的“滑动摩擦因数”大小为0.3,长木板B与地面之间的“滑动摩擦因数”为0.4,在如图戊所示的实验中,若用拉力F将长木块B匀速抽出,B受到A施加的水平向右的摩擦力fBA=μ1GA=0.3×6 N=1.8 N,地面施加的水平向右的摩擦力fB地=μ2(GA+GB)=0.4×(6 N+14 N)=8 N,根据力的合成可知,拉力的大小为F=fBA+fB地=1.8 N+8 N=9.8 N。