人教版(新课标)8.4 同一直线上二力的合成
一、选择题:本大题共3小题,共6分。
1.同学们在体育课垫排球时,对排球受力分析说法正确的是( )
A. 竖直上升过程中合力方向向上 B. 竖直上升过程中合力方向向下
C. 下落过程中合力越来越大 D. 最高点时处于静止状态,合力为零
2.下列情境中,物体所受合力为的是( )
A. 减速着陆的战斗机 B. 正在拐弯的汽车 C. 加速冲刺的运动员 D. 静止不动的路人
3.有两位同学抬着一桶水,在水平路面上匀速走向教室的过程中,其中女同学施力,男同学施力,以下说法中错误的是:( )
A. 与的合力是
B. 水桶受到的重力和拉力、的合力是平衡力
C. 男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互用作力
D. 男同学和女同学能走向教室是因为人的鞋底和地面间有摩擦力
二、填空题:本大题共7小题,共14分。
4.如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景,如图、,该同学在实验中使弹簧都从点拉伸到同一点,是为了使两次实验中力的作用效果 选填“相同”或“不同”,这里用到了物理上 的研究方法;图中的测力计拉力 。
5.如图甲所示,小强在水平地面上用力向右插木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,内木箱受摩擦力大小为 ,受到的合力为 。
6.如图甲所示,水平桌面上有物体、,在的作用下向左做匀速直线运动。如图乙所示,、用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力,。则图乙中物体所受合力为 ,物体与桌面的摩擦力为 。
7.小丽同学在超市购物时,用水平向右的推力推着一辆小车。的大小与时间的关系和车的速度与时间的关系如图所示,秒时小车受到的摩擦力为___。
第秒末时,突然,小丽发现前面有一老人,她马上用的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车在水平方向上所受的合力为_____,合力的方向是____。
8.竖直向上抛出一重力为的篮球,篮球在上升和下降过程中受到空气的阻力都是,小球在下降时合力的方向为 ,上升时受到的合力的大小为 。
9.连接在水平桌面上的物体两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与、相连,细绳恰好水平,如图所示。当重,重时,恰好水平向右做匀速直线运动,若滑轮摩擦忽略不计,则此时受到的合力大小为 ;当刚触地时,且、都不会与滑轮相碰,则在水平方向受到的合力大小为 。
10.如图甲所示,小强用水平向右的拉力拉木块,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在时间段内,物体处于 状态填“平衡”或“非平衡”;时间段内,受到的合力大小为 ;木块在第时受到的摩擦力大小为 ,受到的合力大小为 。
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
11.如图甲所示,小球从离地面足够高的点以速度竖直向上抛出,上升后到达最高位置点,随即竖直下落到地面点,它运动的总路程为,已知小球受到的空气阻力随速度的增大而增大,且抛出时受到空气阻力和重力的大小相等。请在图乙中画出小球,从点抛出到刚接触地面点的过程中,其速度的大小随路程变化的大致关系。
12.如图所示,竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上,在轻弹簧正上方处有一个点,重为的小球从点由静止下落,同时受到一个竖直向上大小恒定为的风力。请在答题卡的坐标中画出小球从开始运动到速度最大时,所受合力的大小随下落高度变化的关系图像。
13.如图甲所示物体竖直方向受、两个力的作用,,。将物体看成一个有质量的点,如图乙所示。请在图乙中画出物体所受的合力的示意图并标出合力的大小。
四、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
14.小明用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,把橡皮筋的下端用细线固定在铁架台的横杆上,上端通过细绳挂在弹簧测力计的挂钩上;将一个重为的钩码通过细绳挂在橡皮筋的端,用弹簧测力计竖直向上将橡皮筋的端拉到点,并在竖直放置的白板上标记点的位置,记录此时弹簧测力计的示数和挂钩码的细绳对端的拉力;摘掉钩码,用弹簧测力计将橡皮筋的端仍拉到点,记录此时弹簧测力计的示数。
实验先后两次将橡皮筋端拉伸到点,是为了让与和的_____相同。
如果以上实验中弹簧测力计的示数,则_____。
15.利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律,首先将弹簧的端固定,再用两个弹簧测力计沿相反方向拉端,使端到达某一点并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个弹簧测力计拉弹簧端,仍将端拉伸到点,记录下此时拉力的大小与方向。
施力情况 大小 方向
用两个弹簧测力计 向右
向左
用一个弹簧测力计 向右
从上表的记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是:_________。用字母表示
实验中用一个弹簧测力计拉弹簧时,为什么仍要将弹簧端拉伸到点再读数?______________。
若要得到完整的同一直线上二力合成的规律,你的建议是:_________。
16.某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个力的合力与这两个力之间的关系,利用橡皮筋原长为、弹簧测力计等器材进行实验,实验时先将橡皮筋点固定,再用两个弹簧测力计同时作用在点,按图所示的方式将橡皮筋从点拉伸到点,记下此时两个弹簧测力计的示数和,接着用一个弹簧测力计作用在点,依然将橡皮筋拉伸到点,如图所示,记下此时弹簧测力计示数,按上述的操作重复三次实验,实验数据如表所示。
实验序号 拉力 拉力 拉力
实验前,应将弹簧测力计沿水平方向________;
实验中,该同学“重复三次实验”的目的是:________;
根据表中的实验数据及相关条件,可归纳得出的初步结论是:作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于________,合力方向为________;
实验过程中运用的科学方法为________;
若要研究作用在同一物体、同一直线、方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系,该如何进行实验操作,请写出主要步骤:____________。
五、计算题:本大题共1小题,共8分。
17.有一物体在大小为牛的水平拉力作用下,以米秒的速度在水平地面上做匀速直线运动,其图像如图所示。求:
该物体在、间通过的路程;
当物体受到的拉力方向不变、大小减小为牛时,物体所受合力的大小。
六、综合题:本大题共5小题,共50分。
18.阅读短文,回答问题。
失重
在一次太空知识讲座中,老师让同学们做一个实验:用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,分别使重物静止和匀速下降,再让其加速下降,同学们发现,重物在静止和匀速下降时,弹簧测力计的示数相同,都等于物体所受的重力;而加速下降时,却看到弹簧测力计的示数明显减小,好像物体的重力突然间减小了。老师解释说:“这在物理学上称为失重现象,失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时,人对电梯地面的压力就小于人受到的重力。”小勇在老师的指导下到电梯内做失重实验,他将一个体重秤放在电梯的水平地面上,然后站上秤台,如图甲所示,在电梯向下运动的过程中,他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间,描绘出了体重秤的示数随时间的变化图象,如图乙所示。已知小勇的实际质量为。取
电梯静止时,小勇对秤台的压力为_____。此时小勇受到的重力与_____力是一对平衡力,小勇所受合力为零;说明:若二力方向相同时,合力等于二力之和:若二力方向相反时,合力等于二力之差
根据图乙分析,小勇在_____选填“”“”或“”时间内处于失重状态,此时小勇所受支持力为_____,合力为_____;
分析图乙可知,在时间段内小勇对秤台的压力_____选填“大于”“小于”或“等于”他的重力;
若下降过程中,体重秤的示数为零,即说明他对体重秤的压力为零,我们称这种现象为完全失重。如果物体所受合力的大小与物体的质量关系为合,其中为加速度,单位为,合,小勇完全失重时加速度_____。
19.牛顿第一定律告诉我们:一切物体没有受到力的作用时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态。
小明同学想:现实生活中物体不受力是不可能的,而且物体受到的力不止一个。学习了二力平衡之后,她明白了一对平衡力的合力为;一对平衡力的大小是相等的、方向是相反的。但是一个物体受力时有可能两个力的方向是相同,假如这两个方向相同的力的大小均为,则这两个力的合力大小为_____;
小明同学接着想:现实生活中,一个物体受到的两个力的方向并不一定相反的,也不一定是相同的,两个力有时是互成角度的,那么互成角度的两个力的合力的大小是多少呢?物理老师告诉他,互成角度的两个力的合力遵循力的平行四边形定则,即:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。物理老师并画图进行了说明。
小明同学在某次实验中测量出两个力的大小分别为和,两个力互成,请你和他一起算算这两个力的合力大小为_____。
20.阅读以下信息,回答问题
年月日,“天问一号”探测器成功着陆火星表面。该探测器是由一架轨道飞行器和一辆火星车如图组成,探测器的成功发射、持续飞行、环绕、着陆和巡视,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。在探测器着陆火星的过程中,着陆平台打开发动机,通过向下喷燃气实现减速,在距离火星地面高度处速度减为零,进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测,寻找着陆点,在找准着陆点后继续下降,其速度先增大后减小,在距离火星地面高度时开始以恒定速度下降,平稳着陆。火星是太阳系八大行星之一,火星表面约为,火星表面的大气密度大约只有地球的,火星表面的平均大气压强约为,比地球上的还小。
“天问一号”探测器在匀速绕火星飞行时,此时它__________选填“是”或“不是”处于平衡状态;在探测器通过发动机向下喷燃气实现减速过程中,减速时探测器受到向上推力,该施力物体是__________。
从悬停到成功降落至火星地面前,火星车的速度变化情况是( )
A.增大不变减小 增大减小不变
C.不变增大减小 减小增大不变
在火星表面水的沸点__________选填“”“”或“”地球表面水的沸点,这是火星上没有液态水的原因之一。
假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上__________选填“长”或“短”,原因是__________。
21.阅读短文,回答问题:
小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究不考虑空气阻力。让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上如图甲,在刚接触轻弹簧的瞬间如图乙,小球速度为。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短如图丙的整个过程中,得到小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示,其中为曲线的最高点,已知该轻弹簧每受到的压力就缩短,并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球下落速度的变化情况是( )
A.一直变大 一直变小 不变 先变大后变小
实验过程中,当小球的速度达到,时,弹簧产生的弹力与小球的重力的关系为:____小于等于大于,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为______,此时,小球处于______平衡非平衡状态;
实验中所用小球的重力为_______。全过程中,弹簧弹力的最大值为________;
小明要探究小球下落压缩弹簧时,弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系时,需用质量_____的小球,分别让小球从_______的高度自由下落,压缩_______相同不同的弹簧,测出弹簧的最大压缩量。
22.阅读短文,回答问题:
月日,长征二号运载火箭发射成功,将神舟十二号载人飞船送入预定轨道。随后,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接,名航天员顺利进驻天和核心舱。据悉,按照原计划,航天员将驻留约个月后,搭乘飞船返回舱返回地面。
运载火箭发射时,会向下喷出高温高压燃气如图,这样火箭才能升空,说明物体间力的作用是________,生活中与此原理类似的现象有________举一例。火箭加速升空的过程中,受到的牵引力________选填“大于”“小于”或“等于”重力和空气阻力。
在使用火箭把飞船送上太空时,为了使火箭获得更快的速度,又要节省燃料,火箭升空后应向________选填“偏东”“偏西”或“任意”方向飞行。
航天员从地球进入太空后,其质量将________选填“变大”“变小或“不变”;航天员在空间站中________选填“受到”或“不受”重力作用。
三位航天员在太空中需要进行体能锻炼,下述活动可采用的是________。
A.举哑铃 引体向上 在跑步机上跑步 用弹簧拉力器健身
航天员在空间站中饮食起居与地球上是不同的,航天员在太空中是如何喝水的,请你设计一个合理的方案:__________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】排球上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力方向向下,故A错误,B正确;
C.下落过程中受到竖直向上的空气阻力和竖直向下的重力,合力等于重力与空气阻力之差。下落时排球的速度越来越大,空气阻力变大,重力不变,则合力变小,故C错误;
D.上升到最高点时,排球的速度瞬间变为,此时只受到重力作用,合力不为,故D错误。
故选 B。
2.【答案】
【解析】物体受合力为,即受到平衡力时,处于静止或匀速直线运动状态。
减速着陆的战斗机、加速冲刺的运动员运动速度大小发生了变化,正在拐弯的汽车运动的方向发生了变化,所以合力不为,故ABC不符合题意;
D.静止不动的路人处于静止状态,合力为,故D符合题意。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.当两个拉力在同一直线上时,它们的合力
合
由图示可知,两个拉力不在同一直线上,它们的合力小于,故A错误,符合题意;
B.水桶在重力、两个同学的拉力、的作用下,处于平衡状态,合力为零,水桶受到的重力和拉力、的合力是平衡力,故B正确,不符合题意;
C.物体间力的作用是相互的,男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互作用力,故C正确,不符合题意;
D.男同学和女同学能走向教室,因为人的脚相对于地面向后运动,地面给人向前的摩擦力,摩擦力给人提供动力,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.【答案】相同 等效替代法
【解析】该实验中,力的作用效果是使弹簧伸长,即根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果,因此探究同一直线上同方向两个力的合力时,需要使弹簧都从点拉伸到同一点,是为了使三次实验中力的作用效果相同,而研究力的作用效果与力、共同作用效果或力、共同作用效果的关系时,这是等效替代法的应用。
图、、中弹簧被拉伸到同一点,说明力的作用效果与力、共同作用的效果相同,即力是、的合力,且、在同一直线上、方向相同,故可以得出
5.【答案】
【解析】由图丙可知,内木箱没有动,处于静止状态;内,木箱做加速运动,处于非平衡状态;内木箱做匀速直线运动,木箱做匀速直线运动时,木箱受平衡力的作用。根据图乙可知内木箱受到的推力为,此时木箱受到的摩擦力等于推力,由于滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,而加速运动过程中,接触面的粗糙程度和压力都不变,所以摩擦力不变,因此内,木箱受到的摩擦力为。此时木箱受到的合力为
6.【答案】
【解析】图甲中,在的作用下向左做匀速直线运动;受力平衡,此时受到的摩擦力大小
如图乙所示,、用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动,受力平衡,合力为;整体受力平衡;由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反,向右运动,摩擦力都是向左的,整体受到和、向左的摩擦力和向左的摩擦力,整体受力平衡,则有
解得
7.【答案】 ; 水平向左
【解析】由图像可知,秒时,小车受到的推力为,小车处于静止状态,小车受到的摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,所以,小车受到的摩擦力为。
由图像可知,时,小车做匀速直线运动,此时,小车受到的摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等,方向相反;此时,小车受到的推力为,所以,小车受到的摩擦力大小为,方向水平向左。小丽用的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动的过程中,小车对地面的压力及接触面粗糙程度不变,小车受到的摩擦力不变,大小为,方向水平向左;所以,小车在水平方向上所受的合力为
合力方向与两力方向相同,水平向左。
8.【答案】竖直向下
【解析】下降时,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,重力大于阻力,合力方向为竖直向下。
上升时,小球受到竖直向下的重力和阻力,合力大小为
9.【答案】
【解析】当重,重时,恰好做匀速直线运动,则在水平方向上受到三个力的作用:绳子对水平向左的拉力、绳子对水平向右的拉力、桌面对的摩擦力的作用,这三个力平衡,所以此时受到的合力为;受到的滑动摩擦力的大小为
当刚触地时,由于惯性,仍然会向右运动,则此时受到的摩擦力方向是水平向左的,由于与桌面之间的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以受到的滑动摩擦力大小不变;此时在水平方向受到水平向左的对的拉力、受到的摩擦力,所以合力大小为
10.【答案】非平衡
【解析】如图丙所示,木块在时间段内,物体运动的速度不断增大,物体加速运动时处于非平衡状态。
如图丙所示,木块在时间段内,物体运动的速度不变,物体匀速直线运动时处于平衡状态,受到的合力大小为。
根据二力平衡可知,当物体匀速直线运动时,物体受到的摩擦力大小等于受到的拉力大小;如图乙所示,木块在时间段内匀速直线运动时,物体受到的摩擦力大小等于受到的拉力大小为;因为物体受到滑动摩擦力的大小只跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以木块在第时受到的摩擦力大小为。如图乙所示,木块在第时受到的拉力大小为,则木块受到的合力大小为
11.【答案】
【解析】分析可知,段:小球离开手后受到竖直向下的重力和空气阻力作用,小球重力不变,空气阻力不断减小,合力减小,合力向下,小球进行减速运动,小球运动距离为。
点:小球在点的瞬间速度为零。
:小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力作用,小球重力不变,空气阻力不断增大,合力减小,合力向下,小球进行加速运动,小球运动的距离为大于。
点:小球在点时竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力是平衡力,点低于点。
:小球进行匀速直线运动,运动到最低点。
建立坐标系,横坐标为小球运动距离,纵坐标为速度,小球运动后速度为零,这段时间内小球进行减速运动,运动到大于时即点速度最大,这段时间小球进行加速运动,在点之后做匀速直线运动。如图所示:
12.【答案】
【解析】小球接触弹簧前,它受竖直向下的重力和竖直向上的风力,合力为
合风
当小球接触弹簧后,受到弹簧向上的弹力,合力开始减小,当弹力加风力与重力相等时,合力为,此时小球的速度最大。如图所示:
13.【答案】
【解析】物体竖直方向受、两个力的作用,,,其合力大小为
方向与较大的方向相同,竖直向下,合力 如图乙所示:
14.【答案】作用效果;
【解析】橡皮筋的伸长反应了拉力的作用效果,实验中两次将橡皮筋从点拉伸到点是为了让与和的作用效果相同。
同一直线反方向二力的合力等于二力之差,则
方向竖直向上。
15.【答案】
保证一个弹簧测力计施加的力的作用效果和两个弹簧测力计施加的力的作用效果相同
探究同一直线上同方向上的两个力的合成规律
【解析】由表中数据可知,当力的作用效果相同时,一个弹簧测力计施加的力等于同一直线上相反方向上的两个力之差,即。
实验中用一个弹簧测力计拉弹簧时,为了保证一个弹簧测力计施加的力的作用效果和两个弹簧测力计施加的力的作用效果相同,所以仍要将弹簧端拉伸到点再读数。
同一直线上二力的合成既有反方向上两个力的合成,也有同方向两个力的合成,所以要得到完整的同一直线上二力合成的规律,还需探究同一直线上同方向上的两个力的合成规律。
16.【答案】调零;使实验结论具有普遍性,避免偶然性;两分力大小之和;与两个分力方向相同;等效替代法;用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的点,沿直线相反方向拉伸到点,记下此时两个弹簧测力计的示数和;接着用一个弹簧测力计作用在点,依然将橡皮筯拉伸到点,记下此时弹簧测力计示数;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据。
【解析】弹簧测力计沿水平方向使用前,将弹簧测力计沿水平方向调零校零。
为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,实验中,该同学“重复三次实验”。
根据表中的实验数据,比较和、的大小方向之间的关系,归纳得出:同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同。
实验过程中,合力的作用效果与两个分力的作用效果相同,这里应用的科学方法为等效替代法。
用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的点,沿直线相反方向拉伸到点,记下此时两个弹簧测力计的示数和;接着用一个弹簧测力计作用在点,依然将橡皮筯拉伸到点,记下此时弹簧测力计示数;按上述的操作重复三次实验,记录实验数据。
17.【答案】解:根据图像知道,物体在、间运动的时间为
由知道,物体在、间通过的路程
物体匀速直线运动,受到的摩擦力
因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以拉力减小为时,物体受到的摩擦力仍为不变,因为此时摩擦力和拉力的方向相反,且在同一条直线上,所以合力的大小为
答:该物体在、间通过的路程为;
当物体受到的拉力方向不变、大小减小为牛时,物体所受合力的大小为。
【解析】根据图像知道,可知物体在、间运动的时间,由可求出物体在、间通过的路程;
物体匀速直线运动,受到的摩擦力大小等于拉力;因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以拉力减小为时,物体受到的摩擦力仍为不变,此时摩擦力和拉力的方向相反,且在同一条直线上,所以合力的大小,得出答案。
18.【答案】;支持; ; ; ; 大于; 。
【解析】小勇的实际质量为,电梯静止时,小勇对秤台的压力等于自身的重力,为
此时小勇处于平衡状态,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,且这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,此时小勇所受合力为。
已知小勇的实际质量为,由图像可知,在阶段,体重秤上显示小勇的质量为,此时处于失重状态;失重并不是失去重量了,而是物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象。故此时体重秤对小勇的支持力为
小勇所受的合力为
分析图丙可知,在时间段内,体重秤的示数大于他的实际质量,小勇处于超重状态,他对秤台的压力大于他的重力。
小勇完全失重时,他对体重秤的压力为,他受到的合力为
小勇完全失重时加速度
19.【答案】;
【解析】根据题意可知,这两个方向相同的力的大小均为,则这两个力的合力大小就是这两个力的叠加,为
根据题意可知,两个力的大小分别为和,两个力互成,根据上文的描述可知,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来,这是一个矩形,根据几何关系和勾股定律可知,其对角线的长度是。
20.【答案】不是;燃气;;;长;在火星表面,物体对水平面的压力较小,导致摩擦力较小,速度减小得慢,所以滑行的距离更长。
【解析】由题意可知,“天问一号”探测器在匀速绕火星飞行时,说明“天问一号”的运动方向不断发生改变,所以它不是处于平衡状态。
由题意可知,探测器通过发动机向下喷燃气,给燃气一个向下的力,根据力的作用是相互的可知,燃气给探测器一个向上的推力,即该推力的施力物体是燃气。
由题意可知,探测器在找准着陆点后继续下降,其速度先增大后减小,在距离火星地面高度时开始以恒定速度下降,即火星车的速度先增大后减小,最后保持不变。 故选B。
由题意可知,火星表面的平均大气压强约为,比地球上的还小,根据沸点与气压的关系可知,气压小的地方,液体的沸点低,所以在火星表面水的沸点小于地球表面水的沸点,这是火星上没有液态水的原因之一。
由题意可知,火星表面约为,说明相同质量的物体,与地球上相比,其在火星上的重力更小,从而对水平面的压力更小,根据影响滑动摩擦力的因素特点可知,物体与接触面间的摩擦阻力更小,因此同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上长。
21.【答案】;等于;;非平衡;;;不同;相同;相同。
【解析】由丁图可知,小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度是先变大后变小,故ABC不符合题意,符合题意。
故选D。
由丁图可知,开始小球的速度增大,说明小球的重力大于弹簧对它的弹力,当时,小球的速度最大,然后减小,说明当时,小球的重力等于弹簧对它的弹力。
由丁图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度减小为,此时弹簧的形变量最大,小球受到竖直向上的弹力最大,还受到重力的作用,弹力大于重力,小球处于非平衡状态,将加速上升。
当时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,根据题意有
由丁图可知,弹簧的最大缩短量为,所以最大弹力
想要探究小球下落压缩弹簧时,弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系时,需要根据控制变量法的思想使质量不同的小球从相同高度自由下落,压缩相同的弹簧,测出弹簧的最大压缩量。
22.【答案】相互的;走路时向后蹬地,人向前进;大于;偏东;不变;受到;;用特制的密封水袋,将水挤进嘴里。
【解析】火箭升空时向下喷出高温、高压燃气的同时,燃气给火箭一个反作用力,火箭会获得推力,故火箭获得了推力原因是物体间力的作用是相互的。
生活中与此原理类似的现象有很多,如走路时向后蹬地,同时脚也受地面的反作用力,人向前进。
火箭加速升空时,火箭的运动状态时刻在改变,火箭一定受到非平衡力的作用,向上加速,合力向上,故牵引力一定大于重力和空气阻力。
由于地球自西向东不停地自转,为了利用惯性,火箭升空后应向偏东方向飞行,能节省燃料。
质量是物质的属性,不随位置的改变而改变,故航天员从地球进入太空后,其质量将不变。
航天员在空间站中处于失重状态,但仍然受重力作用。
、举哑铃是克服哑铃的重力达到锻炼的目的,在太空舱中哑铃处于失重状态,举哑铃达不到锻炼目的,故A不符合题意;
B、引体向上活动需要克服自身的重力,在太空舱中航天员处于失重状态,引体向上无法达到锻炼的目的,故B不符合题意;
C、在跑步机上跑步靠重力站在跑步机上,在太空舱中航天员处于失重状态,无法站在跑步机上,无法达到锻炼目的,故C不符合题意;
D、在弹性限度内,弹簧的伸长随受到的拉力的增大而增大,用弹簧拉力器可以得到锻炼的目的,故D符合题意。
故选D。
空间站中物体处于失重状态,没办法用普通的杯子喝水,即使把杯子倒过来,水也不会往下流,因此喝水时要用特制的密封水袋,将水挤进嘴里。
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