【精品解析】人教版八下物理第八章 运动和力(培优卷)

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名称 【精品解析】人教版八下物理第八章 运动和力(培优卷)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-02-14 16:37:26

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人教版八下物理第八章 运动和力(培优卷)
一、选择题(每题3分,共45分)
1.(2024八下·乐山期末) 如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一小球,把小球拉至a点,由静止开始释放小球,轨迹如图中虚线所示,每一时刻小球的运动方向与细绳垂直,b点为小球圆弧轨迹的最高点,不计阻力,若小球到达最高点b点位置时,受到的所有力消失,则小球的运动是(  )
A.沿轨迹①做匀速直线运动 B.沿轨迹②做曲线运动
C.沿轨迹③向下做直线运动 D.静止
【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】 由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在a、b两点间来回摆动。当小球摆到b点时,动能全部转化为重力势能,小球速度恰好为零。此时若所有力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将在B点静止。
故选D。
【分析】分析小球到达b点的运动状态及受力情况,然后根据牛顿第一定律得出结论。
2.(2024八下·射洪月考)一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水平面突然发生了如图所示的变化,则这列车的运动状态可能发生的变化是(  )
①列车突然向左启动; ②列车突然向右启动;
③列车向右运动时突然刹车; ④列车向左运动时突然刹车
A.①或② B.①或③ C.②或③ D.②或④
【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】①列车突然向右启动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;
②列车突然向左运动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
③列车突然向右刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
④列车突然向左刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;故答案为:②③。
【分析】根据本题中水面发生了变化,这属于惯性现象,所以解答本题需要根据惯性知识去分析。只要把本题中的水和平时坐在行驶的客车中的自己进行类比,解决此类问题比较容易。
3.(2024八下·印江月考)2021年4月19日,“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功,如图所示.在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段,“机智号”旋翼受到的升力分别为,不计机身受到的火星气体阻力,则(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】由题意可知,“机智号”每次都是处于静止或匀速直线运动状态(即平衡状态),因此,“机智号”受到的是平衡力,不考虑阻力,则升力与重力平衡,二力的大小相等,物体的重力不变,所以升力都相等且都等于重力,即F1=F2=F3,故D正确、 ABC错误。故选:D。
【分析】根据物体处于平衡状态时,受平衡力,据此分析“机智号”旋翼受到的升力的大小。
4.(2023八下·永州月考)如图所示,A、B 两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知 F1=4N, F2=6N.那么物体 B 受物体 A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为(  )
A.4N6N B.6N4N C.2N4N D.4N2N
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】(1)A保持静止状态,则它受到的摩擦力fA与拉力F1相互平衡,即二者大小相等,方向相反,即fA=F1=4N。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力,即二者大小相等,即fB=fA=4N;
(2)将A和B看作一个整体,它们受到水平向左的拉力F2,水平向右的拉力F1,那么受到的合力为:F合力=F2-F1=6N-4N=2N。二者处于平衡状态,即地面对B的摩擦力肯定和这个合力相互平衡,即二者大小相等,那么f地=F合=2N。
故选D。
【分析】(1)对A进行受力分析,根据平衡力的知识计算A受到的摩擦力,再根据相互作用力原理计算A对B的摩擦力大小和方向;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算地面对B的摩擦力大小和方向。
5.(2024八下·吐鲁番期中)用水平力F推放在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的(  )
A.时,木箱静止,不受摩擦力
B.时,木箱所受的摩擦力为3N
C.时,木箱所受的摩擦力为2N凝显下
D.在第6s时,若撤去水平推力F的作用,则木箱将做匀速直线运动
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A. t=1s时,根据v-t图像可知木箱静止,此时处于平衡状态,受到的摩擦力等于外力,等于1N,故A错误;
BC. t=3s或t=5s时, 木箱运动产生的摩擦力为滑动摩擦力,因压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,根据二力平衡原理可知,滑动摩擦力等于木箱做匀速直线运动的外力,所以摩擦力为2N,故B错误, C正确;
D.在第6s时, 若撤去水平推力F的作用,因为水平面不光滑,受摩擦力的作用,木箱会做减速运动,故D错误。
故选C。
【分析】本题考查学生对图象的认识及力的合成的应用,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。v-t图象、F-t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
6.关于力的分解,下面说法中正确的是(  )。
A.一个力不可能分解成两个大小都比它大的力
B.一个力不可能分解成两个大小都与它相等的力
C.一个力分解时只要按平行四边形法则去分解一定 能得到确定的解
D.已知一个力的两个分力的方向,或已知其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解
【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】A、 一个力可能分解成两个大小都比它大的力 ,比如当力的夹角和与第三个力的方向夹角越大时,分力越大,A错误
B、 一个力可能分解成两个大小和它相等的力,如当一个合力分解成夹角为60°的分力,分力和合力大小相等,B错误
C、 一个力分解时只要按平行四边形法则去分解不一定能得到确定的解,若不确定力的方向,则分解的四边形不确定,解也不唯一,C错误
D、 已知一个力的两个分力的方向,或已知其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解 ,D正确
综上选D
【分析】根据力的合成与分解判识选项
力的分解:已确定分力的方向,或者其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解 ,分力可以比合力大、也可以比合力小。
7.(2024八下·泰山期末)如图所示是研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述正确的是(  )
A.实验时把小车放在更粗糙的水平桌面上实验效果更好
B.为了能多收集几组数据,实验中应尽量选取质量小的砝码
C.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力是否方向相反
D.改变左右两边砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等
【答案】D
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.可以减小摩擦对实验的影响,为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面,故A错误;
B.应选取质量大的砝码,从而改变拉力大小,为了能多收集几组数据,实验中应多次改变两边细线对小车的拉力,故B错误;
C.让拉力不在同一直线上,是为了探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上,将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置,故C错误;
D.改变左右两边砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等,改变左右两边砝码的质量,可以改变力的大小,若两侧钩码质量不同,则小车不会处于平衡状态,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响;
(2)为了减小误差,应使砝码的质量远远大于木块受到的摩擦力;
(3)二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上;
(4)改变两盘中的砝码的质量,据此判断。
8.(2024八下·无为期中)如图,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向上F的作用下,一起向左做匀速直线运动,A、B始终相对静止,,不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )
A.物体A受到向左8N的摩擦力
B.物体A受到向右8N的摩擦力
C.物体B下表面受到向右8N的摩擦力
D.物体B下表面受到向左16N的摩擦力
【答案】C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】对于物体A,假设受到B对它的摩擦力,则A不可能做匀速直线运动,故A不受摩擦力,将A、B看作整体,向左的力F与向右的地面对B的摩擦力相平衡,则物体B下表面受到向右8N的摩擦力,故C正确, ABD错误。
【分析】根据静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;A相对于B保持静止状态,求出B的上表面受到的摩擦力;B相对于地面进行匀速直线运动,分析B的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力。
9.如图4.131所示,质量均为m的Ⅰ,Ⅱ两木块叠放在水平面上,Ⅰ受到斜向上与水平面成θ角的力F的作用,Ⅱ受到斜向下与水平面成θ角的力F的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则(  )。
A.Ⅰ,Ⅱ之间一定存在静摩擦力
B.Ⅱ与水平面之间可能存在静摩擦力
C.Ⅱ对Ⅰ的支持力一定等于mg
D.水平面对Ⅱ的支持力可能大于2mg
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.I和II之间有相对运动的趋势,因此I和II之间存在静摩擦力,故A正确;
B.对整体分析,在水平方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面对II无摩擦力,故B错误;
C.木块I受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力平衡,在水平方向上有:fI=Fcosθ,竖直方向上有:Fsinθ+NI=mg,则NI=mg-FsinθD.对整体分析,在竖直方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面的支持力为2mg,故D错误。
故选A。
【分析】 对a进行受力分析,根据a的受力情况,抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小.对整体分析,根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小。
10.(2017八下·泰州期中)学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是(  )
A.等于600N,竖直向下 B.等于600N,竖直向上
C.大于600N,竖直向下 D.大于600N,竖直向上
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】由题意知:张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;
由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;
因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上.
故答案为:B.
【分析】解答本题,要理解平衡状态的概念,注意重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,认真分析.
11.(2024八下·游仙期中)如图所示,放在水平地面上的物体a上放一物体b,a和b之间用轻质弹簧相连,已知弹簧处于伸长状态,整个装置处于静止状态,则关于a、b的受力分析正确的是(  )
A.a受到b对它向右的摩擦力 B.b受到a对它向右的摩擦力
C.a受到地面对它向右的摩擦力a D.a受到地面对它向左的摩擦力
【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;摩擦力的种类
【解析】【解答】AB、已知弹簧处于拉伸状态,对b受力分析,b受到重力、支持力、水平向左的弹力,根据力的平衡可知,a对b的摩擦力向右;根据作用力与反作用力的关系,则b对a的摩擦力向左,B正确,A错误;
CD、对整体进行受力分析(此时不考虑内部的作用力),整体在竖直方向上受到重力和支持力平衡,若地面对a有摩擦力,但整体在水平方向上不受其他力,则整体不能平衡,所以地面对a无摩擦力作用,CD错误。
故答案为:B。
【分析】对b受力分析,根据平衡判断出a对b的摩擦力方向。对整体分析,根据平衡判断地面对a的摩擦力方向。
12.(2024八下·深圳期末)小齐同学在上冰壶选修课时,学习到在冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行。在其他条件相同的情况下(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,应为橡胶鞋,鞋底花纹较多,能增大摩擦力;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行,为塑料鞋,鞋底光滑,能减小摩擦力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
13.(2021八下·越秀期末)物块被压缩的弹簧弹出后,在水平面上作匀速直线运动(不计空气阻力),并先后经过A、B两位置,如图所示。物块在A、B间运动的过程中,受力示意图为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】由图知道,离开弹簧后,物体在水平面上作匀速直线运动,处于平衡态,即在竖直方向受到重力和支持力;水平方向由于离开弹簧,所以,不会受到弹力,若水平方向只受摩擦力,木块不能做匀速直线运动,所以,根据平衡条件知道,水平方向没有受力,故只有A符合题意。
故答案为:A。
【分析】作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作摩擦力的示意图,力的作用点在两物体的接触面上,方向与物体的运动方向相反,用字母f表示。
14.(2023八下·万山月考)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小王小组利用同一长方体木块进行了如图所示的实验,下面有关实验讨论交流的说法正确的是(  )
A.摩擦力的测量用到了转换法
B.为了测量方便可以斜向上匀速拉动木块
C.乙、丙两图实验现象比较,说明滑动摩擦力大小与压力大小无关
D.本次实验器材只能研究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系
【答案】A
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A、弹簧滑动摩擦力时,滑动摩擦力不能直接测量,是通过测量拉力,间接测量滑动摩擦力,这种方法是转换法,故A正确。
B、当弹簧测力计水平拉动木块在水平面上进行匀速直线运动时,木块受到的水平向右拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,如果弹簧测力计斜向上拉,木块受到的拉力和滑动摩擦力不是平衡力,滑动摩擦力大小不等于弹簧测力计示数,故B错误。
C、乙、丙两图,没有控制压力大小不变,也没有控制接触面粗糙程度不变,所以两个实验不能探究滑动摩擦力大小的影响因素,故C错误。
D、实验不但能探究滑动摩擦力跟压力大小关系、接触面粗糙程度关系,还能探究滑动摩擦力跟接触面积的关系,故D错误。故选:A。
【分析】(1)(2)弹簧测力计拉动物体时,弹簧测力计显示拉力大小,当弹簧测力计水平拉动物体在水平面上进行匀速直线运动时,物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据平衡力条件判断滑动摩擦力大小。
(3) (4)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。探究滑动摩擦力跟压力大小的关系时,控制接触面粗糙程度不变。探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度的关系时,控制压力大小不变。
15.(2024八下·安州期末)如图所示,底面粗糙程度不同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动。它们的质量为m甲、m乙,所受的拉力为F甲、F乙,则下列关系正确的是(  )
A.若甲的粗糙程度大,m甲F乙
B.若甲的粗糙程度大,m甲=m乙,则F甲C.若乙的粗糙程度大,m甲D.若乙的粗糙程度大,m甲>m乙,则F甲=F乙
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.由题意知,甲的粗糙程度大,甲对接触面的压力小,所以无法判断两物体受到的摩擦力大小,匀速运动时摩擦力等于拉力,所以无法判断两物体所受拉力大小,故A不对;
B.由题意甲的粗糙程度大,而压力一样,所以甲的摩擦力大,拉力就大,即F甲>F乙,故B不对;
C.由题意可知乙的粗糙程度大,乙对接触面的压力大,所以乙物体受到的摩擦力大,所以F甲D.由题意可知乙的粗糙程度大,乙对接触面的压力小,无法判断两物体受到的摩擦力大小,也就无法判断两物体所受拉力大小,故D不对。
故选C。
【分析】本题主要考查了平衡力和摩擦力的知识。当物体在水平面上做匀速直线运动时,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
二、填空题(每空2分,共18分)
16.(2024八下·南康期中)如图是立定跳远完整动作图解。准备姿势中运动员用力向后蹬地,就能向前跳跃,说明力的作用是   的;起跳离开地面后,由于   身体在空中还能继续向前运动。
【答案】相互;惯性
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】运动员用力向后蹬地,就能向前跳跃,说明力的作用是 说明力的作用是相互的。
起跳离开地面后,由于 惯性要保持原来的运动状态,身体在空中还能继续向前运动。
综上 第1空、 相互; 第2空、 惯性
【分析】惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上
17.(2024八下·大冶期末)如图所示,物块A重10N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是   N.推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则的大小为   N(不计空气阻力)。
【答案】15;25
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 当A和B匀速下滑时,为平衡状态,那么它受力平衡,
则A所受到的摩擦力等于A与B的重力,
所以摩擦力为f=10N+5N=15N;
根据影响摩擦力的因素可知,当推力F保持不变时,A与墙面的摩擦力不变,仍为15N,
在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,仍然为平衡状态,
即F1与A的重力和摩擦力平衡,
故F1=GA+f=10N+15N=25N。
【分析】 A和B一起匀速下滑时,A和B一起处于平衡状态,根据f=GA+GB得出A所受到的摩擦力。
由题意知,将B取走,F保持不变时,物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据F1=GA+f得出F1的大小。
18.(2024八下·无为期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其和图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,物体在第4s时受到的摩擦力为   N,物体在第7s时受到的合力为   N。
【答案】3;1
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用;由丙图知在2s-6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F=3N,由平衡条件得摩擦力f=F=3N;
在t=7s时拉力为2N,物体做减速运动,物体受到滑动摩擦力作用,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,因此在t=7 s时,物体受到的摩擦力为3N;此时的合力为:F=3N-2N=1N。故答案为:3;1。
【分析】物体进行受力分析;由乙图像求出各时刻物体所受到的拉力F;
由丙图像判断物体的运动状态,根据物体的运动状态,由平衡条件求出物体所受的摩擦力;滑动摩擦力大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关。
19.(2024八下·清河期末)如图所示,小明用一根细线栓一块橡皮,甩起来,处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态,橡皮所受重力方向为   。如果此时细线突然断开,而橡皮所受外力全部消失,它将做   运动。
【答案】非平衡;竖直向下;匀速直线
【知识点】重力示意图;物体运动状态的变化;平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)运动方向不断改变,处于非平衡状态。
(2)重力方向竖直向下。
(3)细线断开,外力全部消失,将做匀速直线运动。
【分析】平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;重力的方向始终竖直向下;根据牛顿第一定律判断橡皮的运动状态。
三、实验探究题(共18分)
20.(2024八下·乐亭期中)(1)小秋在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察小车沿不同材料的水平表面上滑行的距离,如图所示。
①根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越   (选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越   (选填“远”或“近”);
②推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将保持   运动状态,可见,物体的运动   (填“需要”或“不需要”)力来维持。
(2)如图所示,探究“二力平衡条件”的实验中:
①如图甲,实验时小车处于静止状态将便于实验探究。当时,小车仍保持静止,因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小不一定相等,你认为这样的结论   (选填“可靠”或“不可靠”);
②如图乙所示装置进行实验,将乙图中静止的硬纸片扭转一个角度如图丙所示,松手后观察到硬纸片   保持静止(选填“仍能”或“不能”),该现象说明两个力必须作用在   才能平衡。
【答案】(1)小;远;匀速直线;不需要
(2)不可靠;不能;同一直线上
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1):① 第1空,该实验中阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上滑行距离的远近来体现的,阻力越小,滑行距离越远,这用到了转换法。故该空填“小”;
第2空、 由实验知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,小车在水平面上运动的距离越远。故该空填“远”;
② 第3空、 第4空 由实验推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的运动速度不变,它将保持原来的速度做匀速直线运动。故 第3空填“ 匀速直线 ”, 第4空 填“不需要”;
(2): ① 第1空 ,实验中 当F1大于F2时, 小车仍保持静止,是由于摩擦力较大造成的;因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小一定相等,这样的结论不可靠的,水平方向上还受到摩擦力,两个力大小并不相等;故该空填“不可靠”;
② 第2空、 第3空 , 将小车扭转一个角度,两个力就不在一条直线上,松手后观察到硬纸片不能保持静止,该现象说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡。故 第2空填“不能 ”, 第3空 填“ 同一直线上 ”。
【分析】(1)首先通过观察小车在不同条件下的滑行距离,运用转换法,将阻力的大小转化为滑行距离的远近进行研究。然后根据实验现象总结出阻力与运动距离的具体关系。最后基于实验进行合理推理,得出关于物体运动与力的关系的结论。
(2)对于第一个问题,考虑到实验中存在摩擦力等其他因素干扰,仅根据特定情况得出的二力平衡时力的大小关系不可靠。对于第二个问题,通过改变力的作用线并观察现象,从而得出二力平衡时力必须作用在同一直线上的结论。
21.(2024八下·武冈期中)如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中小明是通过调整   来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将卡片旋转了一个角度,松手后发现小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是探究   的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是   ;
(4)在探究同一问题时,小华同学将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。经讨论,同学们一致认为小明的实验优于小华的实验。其主要原因是____(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
【答案】(1)钩码的个数
(2)不在同一直线上
(3)将卡片从中间剪开
(4)D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1): 第1空、 在实验中,钩码挂在绳子上,通过增减钩码的个数就可以直接改变绳子对小卡片的拉力大小,从而达到调整拉力的目的。故该空填“ 钩码的个数 ”;
(2): 第1空、 当卡片平衡时旋转一个角度,此时两个拉力就不在同一直线上了,这样做就是为了探究不在同一直线上的两个力是不是能让物体平衡。故该空填“ 不在同一直线上 ”;
(3): 第1空、 将卡片从中间剪开后,原本的一个物体就变成了两个,这样就能探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡这一点。故该空填“ 将卡片从中间剪开 ”;
(4):A:小卡片容易扭转并不是其主要优点,重点在于探究二力平衡的条件而不是扭转的难易程度。故A错误;
B :材料容易获取不是最关键的,其他材料也可能容易获取。故B错误;
C :让小卡片在水平方向保持平衡虽然也是实验需要的,但不是其优于小华实验的主要原因。故C错误;
D :小华实验中木块与桌面的摩擦力较大,会对实验结果产生较大干扰,小明的实验用小卡片能大大减少摩擦力对实验结果的影响,这才是其主要优势所在。故D正确。
综上,该题选“D”。
【分析】首先通过改变钩码个数来改变对小卡片的拉力,这是实现调整拉力大小的具体操作方法。
其次将平衡的卡片旋转角度,目的是专门探究不在同一直线上的力对平衡的影响。
然后中剪开卡片是为了从实验角度将一个物体变成两个,进而考察作用在同一物体上的力的平衡条件。
最后中分析比较小明和小华实验,强调小明实验用小卡片的主要优势是能显著减少摩擦力对结果的干扰
22.(2024八下·海州期中)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据   的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与   有关;比较   实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、丁实验,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,含含得出结论: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。于是含含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。
(5)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“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ=   ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F=   N。
【答案】二力平衡;压力大小;乙、丙;没有控制压力相同;不需要;0.3;9.8
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 由二力平衡的知识可知,实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。故该空填” 二力平衡 “;
(2) 由图甲、乙所示实验可知,只有物体间的压力不同,那么可以探究甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。故该空填” 压力大小 “;
探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同只改变接触面粗糙程度,故选乙、丙,故该空填” 乙、丙 “;
(3) 探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,需要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面积大小。由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的。故该空填” 没有控制压力相同 “;
(4) 由图戊所示实验可知,在用力将木板向左拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和木板对木块向左的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。故该空填”不需要“;
(5) ①由甲图知,物体A的重力:G= 6N,则木块A与长木板间的动摩擦因数大小为:
。故该空填”0.3“;
②已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为μ2=0.4,在如图戊所示实验中,若用拉力F将木块B匀速抽出,B受到A施加的水平向右的摩擦力fBA=1.8N,及地面施加的水平向右的摩擦力fB地,根据动摩擦因数定义:
fB地=μ2(GA+GB)= 0.4×(6N+14N)=8N
由力的合成,故拉力:
F=fBA+fB地=1.8N+8N=9.8N。
故该空填”9.8“。
【分析】(1)通过弹簧测力计沿水平方向拉物块做匀速直线运动,利用二力平衡得出滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)根据图片分析甲乙实验中哪个因素不同即可。根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)指出甲、丁实验因未控制压力相同;
(4)根据影响滑动摩擦力大小的因素的知识分析木块A受到滑动摩擦力的大小变化即可;
(5)①根据动摩擦因数的定义解答;
②首先根据上面的公式计算B受到地面的摩擦力,再对B进行受力分析,根据平衡力的知识计算拉力F大小。
四、计算题(共7分)
23.(2020八下·闽侯期中)一个重为3.6×10-3 N的物体从空中由静止开始竖直落下。研究发现:运动物体受到的空气阻力与物体的速度关系如下表。求:
速度v/m·s-1 1 2 3 4 5 6 7
阻力f(×10-4)/N 1 4 9 16 25 36 49
(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少?
(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式(提示:关系为F阻=kv2,其中k为常数,需求出);
(3)该物体匀速下落时的速度是多少?
【答案】(1)解:该物体匀速下落时,处于平衡状态,受到的重力和阻力是平衡力,受到的空气阻力 f=G=3.6×10-3N
答:该物体匀速下落时受到的空气阻力是3.6×10-3N
(2)解:因为F阻=kv2
由表格数据可知,当v=2m/s时,f=4×10-4N k = = 1×10-4 Ns2/m2
F阻=1×10-4 Ns2/m2v2
答:F阻=1×10-4 Ns2/m2v2;
(3)解:物体匀速下落时,阻力f=3.6×10-3N,由F阻= kv2 得v= =6m/s
答:该物体匀速下落时的速度是6m/s
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【分析】(1)当物体匀速直线下落运动时,根据二力平衡,结合重力计算阻力;(2)根据物体的运动速度和受到的阻力,计算阻力系数,再计算阻力的大小;(3)根据阻力可以计算物体运动速度。
五、综合题(共12分)
24.(2015八下·潮州期中)如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙.分析图像可知
(1)当t=1s时,物体处于   状态; 受到的摩擦力大小为    N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为    N,此时物体受到的摩擦力大小为    N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为    N;
(4)其中,有一个阶段可以当作是匀速直线运动,这个阶段在    s~    s.
【答案】(1)静止;1
(2)2;2
(3)2
(4)4;6
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】解:(1)由v﹣t图像可知,当t=1s时,物体速度为0,物体处于静止状态;由于物体静止,所以物体在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由F﹣t图像可知,t=1s时物体受到的推力为1N,所以物体受到的摩擦力大小也为1N.(2)由F﹣t图像可知,当t=5s时,物体受到的推力为2N;由v﹣t图像可知,4~6s物体速度保持不变,做匀速直线运动,物体在水平方向上受到推力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时物体受到的摩擦力f=F=2N.(3)由v﹣t图像可知,物体在2~4s内做加速直线运动,此时压力不变、接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以,当t=3s时,物体受到的摩擦力仍为2N.(4)由v﹣t图像可知,在4~6s物体的速度保持4m/s不变,故该过程中物体的运动可以当作是匀速直线运动.
故答案为:(1)静止;1;(2)2;2;(3)2;(4)4;6.
【分析】(1)由v﹣t图像读出t=1s时物体的速度,从而知物体所处的状态;由F﹣t图像读出此时的推力,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出物体所受摩擦力大小;(2)由F﹣t图像读出t=5s时物体受到的推力;由v﹣t图像可知,4~6s物体做匀速直线运动,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出此时物体所受摩擦力大小;(3)由v﹣t图像判断物体在2~4s内运动状态,然后根据滑动摩擦力的影响因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小;(4)物体做匀速直线运动时其速度大小不变,从v﹣t图像找出这一时间段.
25.(2024八下·鹤山月考)阅读下列两则材料,按要求回答问题。
年月日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以    ;
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力    拦阻索对舰钩的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)航母在无风的海面向东匀速直线航行时,停在水平甲板上的舰载机受摩擦力吗?    (选填“受力”或“不受力”);
(4)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为    N,焰火能够达到的最大速度为    。(火药的质量不计,g取10N/kg)
【答案】(1)改变物体的运动状态
(2)等于
(3)不受力
(4);
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
故答案为:改变物体的运动状态。
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
故答案为:等于。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
故答案为:不受力。
(4)焰火的重力:;
恒定的推力:;
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;
由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:;
故答案为:;。
【分析】(1)舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
(4)由计算出焰火的重力,恒定的推力;当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:。
1 / 1人教版八下物理第八章 运动和力(培优卷)
一、选择题(每题3分,共45分)
1.(2024八下·乐山期末) 如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一小球,把小球拉至a点,由静止开始释放小球,轨迹如图中虚线所示,每一时刻小球的运动方向与细绳垂直,b点为小球圆弧轨迹的最高点,不计阻力,若小球到达最高点b点位置时,受到的所有力消失,则小球的运动是(  )
A.沿轨迹①做匀速直线运动 B.沿轨迹②做曲线运动
C.沿轨迹③向下做直线运动 D.静止
2.(2024八下·射洪月考)一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水平面突然发生了如图所示的变化,则这列车的运动状态可能发生的变化是(  )
①列车突然向左启动; ②列车突然向右启动;
③列车向右运动时突然刹车; ④列车向左运动时突然刹车
A.①或② B.①或③ C.②或③ D.②或④
3.(2024八下·印江月考)2021年4月19日,“机智号”电动直升机在火星地表首飞成功,如图所示.在匀速上升、空中悬停、匀速下降阶段,“机智号”旋翼受到的升力分别为,不计机身受到的火星气体阻力,则(  )
A. B. C. D.
4.(2023八下·永州月考)如图所示,A、B 两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知 F1=4N, F2=6N.那么物体 B 受物体 A 和水平桌面的摩擦力大小应分别为(  )
A.4N6N B.6N4N C.2N4N D.4N2N
5.(2024八下·吐鲁番期中)用水平力F推放在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系如图甲所示,木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的(  )
A.时,木箱静止,不受摩擦力
B.时,木箱所受的摩擦力为3N
C.时,木箱所受的摩擦力为2N凝显下
D.在第6s时,若撤去水平推力F的作用,则木箱将做匀速直线运动
6.关于力的分解,下面说法中正确的是(  )。
A.一个力不可能分解成两个大小都比它大的力
B.一个力不可能分解成两个大小都与它相等的力
C.一个力分解时只要按平行四边形法则去分解一定 能得到确定的解
D.已知一个力的两个分力的方向,或已知其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解
7.(2024八下·泰山期末)如图所示是研究二力平衡条件的实验装置,下列关于这个实验的叙述正确的是(  )
A.实验时把小车放在更粗糙的水平桌面上实验效果更好
B.为了能多收集几组数据,实验中应尽量选取质量小的砝码
C.将小车扭转一个角度后释放,是为了探究相互平衡的两个力是否方向相反
D.改变左右两边砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等
8.(2024八下·无为期中)如图,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向上F的作用下,一起向左做匀速直线运动,A、B始终相对静止,,不计空气阻力,下列说法中正确的是(  )
A.物体A受到向左8N的摩擦力
B.物体A受到向右8N的摩擦力
C.物体B下表面受到向右8N的摩擦力
D.物体B下表面受到向左16N的摩擦力
9.如图4.131所示,质量均为m的Ⅰ,Ⅱ两木块叠放在水平面上,Ⅰ受到斜向上与水平面成θ角的力F的作用,Ⅱ受到斜向下与水平面成θ角的力F的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则(  )。
A.Ⅰ,Ⅱ之间一定存在静摩擦力
B.Ⅱ与水平面之间可能存在静摩擦力
C.Ⅱ对Ⅰ的支持力一定等于mg
D.水平面对Ⅱ的支持力可能大于2mg
10.(2017八下·泰州期中)学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是(  )
A.等于600N,竖直向下 B.等于600N,竖直向上
C.大于600N,竖直向下 D.大于600N,竖直向上
11.(2024八下·游仙期中)如图所示,放在水平地面上的物体a上放一物体b,a和b之间用轻质弹簧相连,已知弹簧处于伸长状态,整个装置处于静止状态,则关于a、b的受力分析正确的是(  )
A.a受到b对它向右的摩擦力 B.b受到a对它向右的摩擦力
C.a受到地面对它向右的摩擦力a D.a受到地面对它向左的摩擦力
12.(2024八下·深圳期末)小齐同学在上冰壶选修课时,学习到在冰壶比赛中,掷球运动员右脚穿的“蹬冰鞋”摩擦力大;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行。在其他条件相同的情况下(  )
A. B.
C. D.
13.(2021八下·越秀期末)物块被压缩的弹簧弹出后,在水平面上作匀速直线运动(不计空气阻力),并先后经过A、B两位置,如图所示。物块在A、B间运动的过程中,受力示意图为(  )
A. B.
C. D.
14.(2023八下·万山月考)在“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小王小组利用同一长方体木块进行了如图所示的实验,下面有关实验讨论交流的说法正确的是(  )
A.摩擦力的测量用到了转换法
B.为了测量方便可以斜向上匀速拉动木块
C.乙、丙两图实验现象比较,说明滑动摩擦力大小与压力大小无关
D.本次实验器材只能研究滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度的关系
15.(2024八下·安州期末)如图所示,底面粗糙程度不同的甲、乙两物体放在同一水平面上,在水平拉力作用下均做匀速直线运动。它们的质量为m甲、m乙,所受的拉力为F甲、F乙,则下列关系正确的是(  )
A.若甲的粗糙程度大,m甲F乙
B.若甲的粗糙程度大,m甲=m乙,则F甲C.若乙的粗糙程度大,m甲D.若乙的粗糙程度大,m甲>m乙,则F甲=F乙
二、填空题(每空2分,共18分)
16.(2024八下·南康期中)如图是立定跳远完整动作图解。准备姿势中运动员用力向后蹬地,就能向前跳跃,说明力的作用是   的;起跳离开地面后,由于   身体在空中还能继续向前运动。
17.(2024八下·大冶期末)如图所示,物块A重10N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是   N.推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则的大小为   N(不计空气阻力)。
18.(2024八下·无为期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其和图像分别如图乙、丙所示,由图像可知,物体在第4s时受到的摩擦力为   N,物体在第7s时受到的合力为   N。
19.(2024八下·清河期末)如图所示,小明用一根细线栓一块橡皮,甩起来,处于   (选填“平衡”或“非平衡”)状态,橡皮所受重力方向为   。如果此时细线突然断开,而橡皮所受外力全部消失,它将做   运动。
三、实验探究题(共18分)
20.(2024八下·乐亭期中)(1)小秋在探究“阻力对物体运动的影响”实验时,让小车从斜面的同一高度由静止滑下,观察小车沿不同材料的水平表面上滑行的距离,如图所示。
①根据实验现象,可以得出结论:水平面越光滑,小车受到的阻力越   (选填“大”或“小”),在水平面上运动的距离越   (选填“远”或“近”);
②推理:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,它将保持   运动状态,可见,物体的运动   (填“需要”或“不需要”)力来维持。
(2)如图所示,探究“二力平衡条件”的实验中:
①如图甲,实验时小车处于静止状态将便于实验探究。当时,小车仍保持静止,因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小不一定相等,你认为这样的结论   (选填“可靠”或“不可靠”);
②如图乙所示装置进行实验,将乙图中静止的硬纸片扭转一个角度如图丙所示,松手后观察到硬纸片   保持静止(选填“仍能”或“不能”),该现象说明两个力必须作用在   才能平衡。
21.(2024八下·武冈期中)如图甲是小明同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中小明是通过调整   来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小明将卡片旋转了一个角度,松手后发现小卡不能平衡。设计此实验步骤的目的是探究   的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小明下一步的操作是   ;
(4)在探究同一问题时,小华同学将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验。经讨论,同学们一致认为小明的实验优于小华的实验。其主要原因是____(选填字母符号);
A.小卡片容易扭转
B.小卡片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.减少摩擦力对实验结果的影响
22.(2024八下·海州期中)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,含含设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据   的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做匀速直线运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与   有关;比较   实验,是为了研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关;
(3)比较甲、丁实验,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,含含得出结论: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。于是含含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。
(5)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“动摩擦因数”,用符号μ表示。在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数μ=   ,已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木块B匀速抽出,则拉力F=   N。
四、计算题(共7分)
23.(2020八下·闽侯期中)一个重为3.6×10-3 N的物体从空中由静止开始竖直落下。研究发现:运动物体受到的空气阻力与物体的速度关系如下表。求:
速度v/m·s-1 1 2 3 4 5 6 7
阻力f(×10-4)/N 1 4 9 16 25 36 49
(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少?
(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式(提示:关系为F阻=kv2,其中k为常数,需求出);
(3)该物体匀速下落时的速度是多少?
五、综合题(共12分)
24.(2015八下·潮州期中)如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙.分析图像可知
(1)当t=1s时,物体处于   状态; 受到的摩擦力大小为    N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为    N,此时物体受到的摩擦力大小为    N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为    N;
(4)其中,有一个阶段可以当作是匀速直线运动,这个阶段在    s~    s.
25.(2024八下·鹤山月考)阅读下列两则材料,按要求回答问题。
年月日,中国首艘国产航母山东舰正式列装服役,标志着我国海军正式迈入了双航母时代。山东舰一直被称为首艘国产航母,不仅因为它是我国独立自主建造的第一艘航母,更因为山东舰的设计理念、重要系统、建造材料,如电磁兼容系统、动力系统、阻拦系统、航母特种钢等,都是我国独立自主研发的,完全没有依赖进口,并且拥有完全自主产权,百分百实现了中国航母中国造。航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,舰载机可以在航母上起飞、着落,执行各种军事任务。
(1)舰载机在航母上降落时必须适时放下舰钩,钩住甲板上的拦阻索,达到强行减速的目的,这个过程中说明力可以    ;
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力    拦阻索对舰钩的拉力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)航母在无风的海面向东匀速直线航行时,停在水平甲板上的舰载机受摩擦力吗?    (选填“受力”或“不受力”);
(4)为庆祝“山东舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为    N,焰火能够达到的最大速度为    。(火药的质量不计,g取10N/kg)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】 由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在a、b两点间来回摆动。当小球摆到b点时,动能全部转化为重力势能,小球速度恰好为零。此时若所有力消失,根据牛顿第一定律可知,小球将在B点静止。
故选D。
【分析】分析小球到达b点的运动状态及受力情况,然后根据牛顿第一定律得出结论。
2.【答案】B
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象
【解析】【解答】①列车突然向右启动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;
②列车突然向左运动,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的静止状态,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
③列车突然向右刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向右减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向右倾斜,故该选项符合题意;
④列车突然向左刹车,水杯由于受到摩擦力会随列车一起向左减速运动,而水杯中的水由于惯性还将保持原来的速度运动,此时水面会向左倾斜,故该选项不符合题意;故答案为:②③。
【分析】根据本题中水面发生了变化,这属于惯性现象,所以解答本题需要根据惯性知识去分析。只要把本题中的水和平时坐在行驶的客车中的自己进行类比,解决此类问题比较容易。
3.【答案】D
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】由题意可知,“机智号”每次都是处于静止或匀速直线运动状态(即平衡状态),因此,“机智号”受到的是平衡力,不考虑阻力,则升力与重力平衡,二力的大小相等,物体的重力不变,所以升力都相等且都等于重力,即F1=F2=F3,故D正确、 ABC错误。故选:D。
【分析】根据物体处于平衡状态时,受平衡力,据此分析“机智号”旋翼受到的升力的大小。
4.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;二力平衡的条件及其应用;平衡力的辨别
【解析】【解答】(1)A保持静止状态,则它受到的摩擦力fA与拉力F1相互平衡,即二者大小相等,方向相反,即fA=F1=4N。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力,即二者大小相等,即fB=fA=4N;
(2)将A和B看作一个整体,它们受到水平向左的拉力F2,水平向右的拉力F1,那么受到的合力为:F合力=F2-F1=6N-4N=2N。二者处于平衡状态,即地面对B的摩擦力肯定和这个合力相互平衡,即二者大小相等,那么f地=F合=2N。
故选D。
【分析】(1)对A进行受力分析,根据平衡力的知识计算A受到的摩擦力,再根据相互作用力原理计算A对B的摩擦力大小和方向;
(2)将A和B看作一个整体,根据平衡力的知识计算地面对B的摩擦力大小和方向。
5.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力与图象的结合;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A. t=1s时,根据v-t图像可知木箱静止,此时处于平衡状态,受到的摩擦力等于外力,等于1N,故A错误;
BC. t=3s或t=5s时, 木箱运动产生的摩擦力为滑动摩擦力,因压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,根据二力平衡原理可知,滑动摩擦力等于木箱做匀速直线运动的外力,所以摩擦力为2N,故B错误, C正确;
D.在第6s时, 若撤去水平推力F的作用,因为水平面不光滑,受摩擦力的作用,木箱会做减速运动,故D错误。
故选C。
【分析】本题考查学生对图象的认识及力的合成的应用,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。v-t图象、F-t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
6.【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】A、 一个力可能分解成两个大小都比它大的力 ,比如当力的夹角和与第三个力的方向夹角越大时,分力越大,A错误
B、 一个力可能分解成两个大小和它相等的力,如当一个合力分解成夹角为60°的分力,分力和合力大小相等,B错误
C、 一个力分解时只要按平行四边形法则去分解不一定能得到确定的解,若不确定力的方向,则分解的四边形不确定,解也不唯一,C错误
D、 已知一个力的两个分力的方向,或已知其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解 ,D正确
综上选D
【分析】根据力的合成与分解判识选项
力的分解:已确定分力的方向,或者其中一个分力的大小和方向,分解这个力一定有确定的解 ,分力可以比合力大、也可以比合力小。
7.【答案】D
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【解答】A.可以减小摩擦对实验的影响,为了减小摩擦,应选用尽量光滑的水平桌面,故A错误;
B.应选取质量大的砝码,从而改变拉力大小,为了能多收集几组数据,实验中应多次改变两边细线对小车的拉力,故B错误;
C.让拉力不在同一直线上,是为了探究二力平衡时两个力的是否在同一直线上,将小车扭转一个角度,是为了改变力的作用线的位置,故C错误;
D.改变左右两边砝码的质量,是为了探究相互平衡的两个力是否大小相等,改变左右两边砝码的质量,可以改变力的大小,若两侧钩码质量不同,则小车不会处于平衡状态,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据“探究二力平衡条件”这个实验很重要的一点就是尽量减少物体受到的摩擦力对实验的影响;
(2)为了减小误差,应使砝码的质量远远大于木块受到的摩擦力;
(3)二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上;
(4)改变两盘中的砝码的质量,据此判断。
8.【答案】C
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】对于物体A,假设受到B对它的摩擦力,则A不可能做匀速直线运动,故A不受摩擦力,将A、B看作整体,向左的力F与向右的地面对B的摩擦力相平衡,则物体B下表面受到向右8N的摩擦力,故C正确, ABD错误。
【分析】根据静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用;A相对于B保持静止状态,求出B的上表面受到的摩擦力;B相对于地面进行匀速直线运动,分析B的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力。
9.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.I和II之间有相对运动的趋势,因此I和II之间存在静摩擦力,故A正确;
B.对整体分析,在水平方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面对II无摩擦力,故B错误;
C.木块I受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力平衡,在水平方向上有:fI=Fcosθ,竖直方向上有:Fsinθ+NI=mg,则NI=mg-FsinθD.对整体分析,在竖直方向上,F的分力大小相等,方向相反,则地面的支持力为2mg,故D错误。
故选A。
【分析】 对a进行受力分析,根据a的受力情况,抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小.对整体分析,根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小。
10.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】由题意知:张老师沿竖直的木杆匀速上攀,那么他在竖直方向上受到一对平衡力的作用:重力和摩擦力;
由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;
因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上.
故答案为:B.
【分析】解答本题,要理解平衡状态的概念,注意重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上,认真分析.
11.【答案】B
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;摩擦力的种类
【解析】【解答】AB、已知弹簧处于拉伸状态,对b受力分析,b受到重力、支持力、水平向左的弹力,根据力的平衡可知,a对b的摩擦力向右;根据作用力与反作用力的关系,则b对a的摩擦力向左,B正确,A错误;
CD、对整体进行受力分析(此时不考虑内部的作用力),整体在竖直方向上受到重力和支持力平衡,若地面对a有摩擦力,但整体在水平方向上不受其他力,则整体不能平衡,所以地面对a无摩擦力作用,CD错误。
故答案为:B。
【分析】对b受力分析,根据平衡判断出a对b的摩擦力方向。对整体分析,根据平衡判断地面对a的摩擦力方向。
12.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】掷球运动员右脚穿着“蹬冰鞋”摩擦力大,应为橡胶鞋,鞋底花纹较多,能增大摩擦力;左脚穿的“滑行鞋”摩擦力小,有利于滑行,为塑料鞋,鞋底光滑,能减小摩擦力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
13.【答案】A
【知识点】重力示意图;摩擦力的示意图
【解析】【解答】由图知道,离开弹簧后,物体在水平面上作匀速直线运动,处于平衡态,即在竖直方向受到重力和支持力;水平方向由于离开弹簧,所以,不会受到弹力,若水平方向只受摩擦力,木块不能做匀速直线运动,所以,根据平衡条件知道,水平方向没有受力,故只有A符合题意。
故答案为:A。
【分析】作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作摩擦力的示意图,力的作用点在两物体的接触面上,方向与物体的运动方向相反,用字母f表示。
14.【答案】A
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A、弹簧滑动摩擦力时,滑动摩擦力不能直接测量,是通过测量拉力,间接测量滑动摩擦力,这种方法是转换法,故A正确。
B、当弹簧测力计水平拉动木块在水平面上进行匀速直线运动时,木块受到的水平向右拉力和水平向左的滑动摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数,如果弹簧测力计斜向上拉,木块受到的拉力和滑动摩擦力不是平衡力,滑动摩擦力大小不等于弹簧测力计示数,故B错误。
C、乙、丙两图,没有控制压力大小不变,也没有控制接触面粗糙程度不变,所以两个实验不能探究滑动摩擦力大小的影响因素,故C错误。
D、实验不但能探究滑动摩擦力跟压力大小关系、接触面粗糙程度关系,还能探究滑动摩擦力跟接触面积的关系,故D错误。故选:A。
【分析】(1)(2)弹簧测力计拉动物体时,弹簧测力计显示拉力大小,当弹簧测力计水平拉动物体在水平面上进行匀速直线运动时,物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据平衡力条件判断滑动摩擦力大小。
(3) (4)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。探究滑动摩擦力跟压力大小的关系时,控制接触面粗糙程度不变。探究滑动摩擦力跟接触面粗糙程度的关系时,控制压力大小不变。
15.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】A.由题意知,甲的粗糙程度大,甲对接触面的压力小,所以无法判断两物体受到的摩擦力大小,匀速运动时摩擦力等于拉力,所以无法判断两物体所受拉力大小,故A不对;
B.由题意甲的粗糙程度大,而压力一样,所以甲的摩擦力大,拉力就大,即F甲>F乙,故B不对;
C.由题意可知乙的粗糙程度大,乙对接触面的压力大,所以乙物体受到的摩擦力大,所以F甲D.由题意可知乙的粗糙程度大,乙对接触面的压力小,无法判断两物体受到的摩擦力大小,也就无法判断两物体所受拉力大小,故D不对。
故选C。
【分析】本题主要考查了平衡力和摩擦力的知识。当物体在水平面上做匀速直线运动时,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
16.【答案】相互;惯性
【知识点】力作用的相互性;惯性及其现象
【解析】【解答】运动员用力向后蹬地,就能向前跳跃,说明力的作用是 说明力的作用是相互的。
起跳离开地面后,由于 惯性要保持原来的运动状态,身体在空中还能继续向前运动。
综上 第1空、 相互; 第2空、 惯性
【分析】惯性是物体的基本属性,只有物体重力有关,当物体速度发生变化时,由于惯性物体保持原来运动状态的属性,利用惯性的实例:运动员助跑起跳,乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害,惯性不是力,不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述
相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上
17.【答案】15;25
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 当A和B匀速下滑时,为平衡状态,那么它受力平衡,
则A所受到的摩擦力等于A与B的重力,
所以摩擦力为f=10N+5N=15N;
根据影响摩擦力的因素可知,当推力F保持不变时,A与墙面的摩擦力不变,仍为15N,
在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,仍然为平衡状态,
即F1与A的重力和摩擦力平衡,
故F1=GA+f=10N+15N=25N。
【分析】 A和B一起匀速下滑时,A和B一起处于平衡状态,根据f=GA+GB得出A所受到的摩擦力。
由题意知,将B取走,F保持不变时,物体A与墙面的压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,处于平衡状态,根据F1=GA+f得出F1的大小。
18.【答案】3;1
【知识点】摩擦力的大小
【解析】【解答】物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用;由丙图知在2s-6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F=3N,由平衡条件得摩擦力f=F=3N;
在t=7s时拉力为2N,物体做减速运动,物体受到滑动摩擦力作用,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,因此在t=7 s时,物体受到的摩擦力为3N;此时的合力为:F=3N-2N=1N。故答案为:3;1。
【分析】物体进行受力分析;由乙图像求出各时刻物体所受到的拉力F;
由丙图像判断物体的运动状态,根据物体的运动状态,由平衡条件求出物体所受的摩擦力;滑动摩擦力大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,与速度无关。
19.【答案】非平衡;竖直向下;匀速直线
【知识点】重力示意图;物体运动状态的变化;平衡状态的判断
【解析】【解答】(1)运动方向不断改变,处于非平衡状态。
(2)重力方向竖直向下。
(3)细线断开,外力全部消失,将做匀速直线运动。
【分析】平衡状态是指静止或匀速直线运动状态;重力的方向始终竖直向下;根据牛顿第一定律判断橡皮的运动状态。
20.【答案】(1)小;远;匀速直线;不需要
(2)不可靠;不能;同一直线上
【知识点】阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1):① 第1空,该实验中阻力对物体运动的影响是通过小车在水平面上滑行距离的远近来体现的,阻力越小,滑行距离越远,这用到了转换法。故该空填“小”;
第2空、 由实验知:水平面越光滑,小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,小车在水平面上运动的距离越远。故该空填“远”;
② 第3空、 第4空 由实验推理得出:如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车的运动速度不变,它将保持原来的速度做匀速直线运动。故 第3空填“ 匀速直线 ”, 第4空 填“不需要”;
(2): ① 第1空 ,实验中 当F1大于F2时, 小车仍保持静止,是由于摩擦力较大造成的;因此得出结论:二力平衡时,两个力的大小一定相等,这样的结论不可靠的,水平方向上还受到摩擦力,两个力大小并不相等;故该空填“不可靠”;
② 第2空、 第3空 , 将小车扭转一个角度,两个力就不在一条直线上,松手后观察到硬纸片不能保持静止,该现象说明两个力必须作用在同一直线上才能平衡。故 第2空填“不能 ”, 第3空 填“ 同一直线上 ”。
【分析】(1)首先通过观察小车在不同条件下的滑行距离,运用转换法,将阻力的大小转化为滑行距离的远近进行研究。然后根据实验现象总结出阻力与运动距离的具体关系。最后基于实验进行合理推理,得出关于物体运动与力的关系的结论。
(2)对于第一个问题,考虑到实验中存在摩擦力等其他因素干扰,仅根据特定情况得出的二力平衡时力的大小关系不可靠。对于第二个问题,通过改变力的作用线并观察现象,从而得出二力平衡时力必须作用在同一直线上的结论。
21.【答案】(1)钩码的个数
(2)不在同一直线上
(3)将卡片从中间剪开
(4)D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【解答】(1): 第1空、 在实验中,钩码挂在绳子上,通过增减钩码的个数就可以直接改变绳子对小卡片的拉力大小,从而达到调整拉力的目的。故该空填“ 钩码的个数 ”;
(2): 第1空、 当卡片平衡时旋转一个角度,此时两个拉力就不在同一直线上了,这样做就是为了探究不在同一直线上的两个力是不是能让物体平衡。故该空填“ 不在同一直线上 ”;
(3): 第1空、 将卡片从中间剪开后,原本的一个物体就变成了两个,这样就能探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡这一点。故该空填“ 将卡片从中间剪开 ”;
(4):A:小卡片容易扭转并不是其主要优点,重点在于探究二力平衡的条件而不是扭转的难易程度。故A错误;
B :材料容易获取不是最关键的,其他材料也可能容易获取。故B错误;
C :让小卡片在水平方向保持平衡虽然也是实验需要的,但不是其优于小华实验的主要原因。故C错误;
D :小华实验中木块与桌面的摩擦力较大,会对实验结果产生较大干扰,小明的实验用小卡片能大大减少摩擦力对实验结果的影响,这才是其主要优势所在。故D正确。
综上,该题选“D”。
【分析】首先通过改变钩码个数来改变对小卡片的拉力,这是实现调整拉力大小的具体操作方法。
其次将平衡的卡片旋转角度,目的是专门探究不在同一直线上的力对平衡的影响。
然后中剪开卡片是为了从实验角度将一个物体变成两个,进而考察作用在同一物体上的力的平衡条件。
最后中分析比较小明和小华实验,强调小明实验用小卡片的主要优势是能显著减少摩擦力对结果的干扰
22.【答案】二力平衡;压力大小;乙、丙;没有控制压力相同;不需要;0.3;9.8
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 由二力平衡的知识可知,实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。故该空填” 二力平衡 “;
(2) 由图甲、乙所示实验可知,只有物体间的压力不同,那么可以探究甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。故该空填” 压力大小 “;
探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力相同只改变接触面粗糙程度,故选乙、丙,故该空填” 乙、丙 “;
(3) 探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,需要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变接触面积大小。由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于没有控制物体间的压力相同,他的结论是错误的。故该空填” 没有控制压力相同 “;
(4) 由图戊所示实验可知,在用力将木板向左拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和木板对木块向左的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。故该空填”不需要“;
(5) ①由甲图知,物体A的重力:G= 6N,则木块A与长木板间的动摩擦因数大小为:
。故该空填”0.3“;
②已知长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为μ2=0.4,在如图戊所示实验中,若用拉力F将木块B匀速抽出,B受到A施加的水平向右的摩擦力fBA=1.8N,及地面施加的水平向右的摩擦力fB地,根据动摩擦因数定义:
fB地=μ2(GA+GB)= 0.4×(6N+14N)=8N
由力的合成,故拉力:
F=fBA+fB地=1.8N+8N=9.8N。
故该空填”9.8“。
【分析】(1)通过弹簧测力计沿水平方向拉物块做匀速直线运动,利用二力平衡得出滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数。
(2)根据图片分析甲乙实验中哪个因素不同即可。根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)指出甲、丁实验因未控制压力相同;
(4)根据影响滑动摩擦力大小的因素的知识分析木块A受到滑动摩擦力的大小变化即可;
(5)①根据动摩擦因数的定义解答;
②首先根据上面的公式计算B受到地面的摩擦力,再对B进行受力分析,根据平衡力的知识计算拉力F大小。
23.【答案】(1)解:该物体匀速下落时,处于平衡状态,受到的重力和阻力是平衡力,受到的空气阻力 f=G=3.6×10-3N
答:该物体匀速下落时受到的空气阻力是3.6×10-3N
(2)解:因为F阻=kv2
由表格数据可知,当v=2m/s时,f=4×10-4N k = = 1×10-4 Ns2/m2
F阻=1×10-4 Ns2/m2v2
答:F阻=1×10-4 Ns2/m2v2;
(3)解:物体匀速下落时,阻力f=3.6×10-3N,由F阻= kv2 得v= =6m/s
答:该物体匀速下落时的速度是6m/s
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与运动的关系
【解析】【分析】(1)当物体匀速直线下落运动时,根据二力平衡,结合重力计算阻力;(2)根据物体的运动速度和受到的阻力,计算阻力系数,再计算阻力的大小;(3)根据阻力可以计算物体运动速度。
24.【答案】(1)静止;1
(2)2;2
(3)2
(4)4;6
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】解:(1)由v﹣t图像可知,当t=1s时,物体速度为0,物体处于静止状态;由于物体静止,所以物体在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由F﹣t图像可知,t=1s时物体受到的推力为1N,所以物体受到的摩擦力大小也为1N.(2)由F﹣t图像可知,当t=5s时,物体受到的推力为2N;由v﹣t图像可知,4~6s物体速度保持不变,做匀速直线运动,物体在水平方向上受到推力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时物体受到的摩擦力f=F=2N.(3)由v﹣t图像可知,物体在2~4s内做加速直线运动,此时压力不变、接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以,当t=3s时,物体受到的摩擦力仍为2N.(4)由v﹣t图像可知,在4~6s物体的速度保持4m/s不变,故该过程中物体的运动可以当作是匀速直线运动.
故答案为:(1)静止;1;(2)2;2;(3)2;(4)4;6.
【分析】(1)由v﹣t图像读出t=1s时物体的速度,从而知物体所处的状态;由F﹣t图像读出此时的推力,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出物体所受摩擦力大小;(2)由F﹣t图像读出t=5s时物体受到的推力;由v﹣t图像可知,4~6s物体做匀速直线运动,由于物体处于平衡状态,由二力平衡条件求出此时物体所受摩擦力大小;(3)由v﹣t图像判断物体在2~4s内运动状态,然后根据滑动摩擦力的影响因素判断出t=3s时物体受到的摩擦力大小;(4)物体做匀速直线运动时其速度大小不变,从v﹣t图像找出这一时间段.
25.【答案】(1)改变物体的运动状态
(2)等于
(3)不受力
(4);
【知识点】力的作用效果;二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】(1)飞机降落时,舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
故答案为:改变物体的运动状态。
(2)舰载机在航母上着落时,舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
故答案为:等于。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
故答案为:不受力。
(4)焰火的重力:;
恒定的推力:;
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;
由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:;
故答案为:;。
【分析】(1)舰钩钩住甲板上的阻拦索,使飞机强行减速,说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)舰钩对拦阻索的拉力和拦阻索对舰钩的拉力是一对相互作用力,大小相同。
(3)由于航母匀速行驶,所以水平甲板上的舰载机处于平衡状态,没有相对运动或相对运动趋势,所以不受摩擦力。
(4)由计算出焰火的重力,恒定的推力;当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力:;由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度:。
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