12.4 《跨学科实践:自行车》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.4 做功的快慢 同步练习(综合题))骑自行车出行既环保又健身。若徐老师骑自行车在某路段匀速行驶6km,耗时10min,已知该路段阻力约为人和车总重力的0.02倍,则他骑车的功率最接近于( )
A.8W B.16W C.160W D.1600W
2.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.4 做功的快慢 同步练习(基础题))四个同学在进行骑自行车比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A.体重最大的 B.时间最短的 C.速度最大的 D.做功最快的
3.(2023八下·五莲期末) 骑自行车是一项很好的锻炼活动,如图所示。下列有关自行车及骑自行车的说法中,正确的是( )
A.骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了增大摩擦
C.骑自行车下坡时,重力势能越来越大
D.将坐垫做的较宽,是为了减小人对坐垫的压力,从而减小压强
4.(2023八下·南山期末)外卖给我们的生活带来了极大便利,外卖员骑电动自行车沿水平路面匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能变大 B.动能变大,重力势能变大
C.动能不变,重力势能不变 D.动能变小,重力势能不变
5.(2023八下·陵城期末) 自行车是一种低碳环保的交通工具,它的结构及使用与物理知识密切相关,下列对应关系不正确的是( )
A.停止蹬车,车不会立即停下来物体具有惯性
B.自行车车把省力杠杆
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹增大摩擦力
D.骑自行车上坡的过程动能全部转化成重力势能
6.(2021八下·和平期末)人骑自行车下坡,不踩脚踏板,速度也会越来越快,在这过程中( )
A.人和车的动能增大 B.人和车的机械能保持不变
C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大
7.(人教版物理八年级下册第十一章第3节动能和势能同步检测卷)人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中( )
A.人和车的动能保持不变 B.人和车的动能增大
C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大
二、多选题
8.(2020八下·昌图期末)如图所示,假日小宇骑自行车去看爷爷,关于自行车的使用下列说法正确的是( )
A.骑车时人对车的压力和车对人的支持力是平衡力
B.转弯时转动车把,此时车把属于省力杠杆
C.上坡前用力蹬车,是为了增大人和车的动能
D.刹车时车闸皮与车圈的摩擦是有害的摩擦
9.(2024八下·瑞昌月考) 图为一辆变速自行车,车身上涉及很多力与机械的知识。下列有关分析正确的是( )
A.它的车把可看作一个轮轴,是省力杠杆
B.它的后轮可看作一个轮轴,是省力杠杆
C.骑着它爬坡时,后轴应更换较大的齿轮
D.刹车时用力抓车闸,是通过增大压力来增大摩擦
10.(2018八下·大庆期末)骑自行车是一种既健身又低碳的出行方式,下列说法正确的是( )
A.自行车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B.用力蹬车是为了增大车的惯性来增大速度
C.在水平路面上骑行时人与自行车的总重力没有做功
D.停在路边的自行车,它对地面的压力和所受到的重力是一对平衡力
11.( 杠杆的应用)下列列举的自行车部件,其中哪些属于杠杆?( )
A.车把手两个刹 B.弹簧书包架
C.车梯 D.车铃
12.(2021八下·安丘期末)为了推行“低碳生活”,自行车重新成为人们的重要交通工具,下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.把手做得凹凸不平是为了减小摩擦
B.自行车的刹车是省力杠杆
C.上坡前加紧用力蹬车是为了增大动能
D.匀速下坡时动能不变,机械能不变
13.(2021八下·绥中期末)下列有关自行车的说法中不正确的是( )
A.轮胎上有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦
B.车把手是一个省力杠杆
C.车的座垫较宽大是为了减小对臀部的压力
D.人骑车匀速上坡时,动能转化为重力势能
14.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.6 合理利用机械能 同步练习(提升练习))如果人骑自行车的速度较快,不踩踏板也能冲上一个小坡。在冲上小坡的过程中,下列说法错误的是( )
A.人与车的重力势能转化成动能
B.人与车的动能转化成重力势能
C.人的动能转化成车的重力势能
D.人与车的动能和重力势能都不变
三、实验填空题
15.(2024八下·顺平期末)自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及了许多物理知识。自行车的车把和轮胎上都刻有凹凸不平的花纹是通过增加接触面的粗糙程度来 (选填“增大”或“减小”)摩擦的。自行车的坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积,从而 (选填“增大”或“减小”)对臀部的压强。控制前轮转向的车把属于 杠杆。
16.(2024八下·谷城期末)“交通安全事关你我”。当我们在公路上骑自行车时,不能过快。从能量转化的角度来看:自行车的速度越大,其动能就 ,用相同的刹车阻力,自行车运动的距离就 ,不能在希望的距离内停下来,容易发生交通事故。
17.(2024八下·曲阳期末)自行车是人们常见的“绿色”交通工具,“五一”假期小明随小华一同骑自行车去郊游(如图),中途休息时,小明问小华:
(1)自行车沿着斜面从坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,会紧捏车闸,这是通过 的方式增大钢圈摩擦的。
(2)当自行车从坡顶沿斜面自由下滑时速度会越来越大,请你从机械能的角度提出一个问题并回答:
问题:
回答:
18.(2021八下·合山月考)体积相等的实心铜球和木球(ρ铜>ρ水)在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动,铜球的动能
(选填“>”“=”或“<")木球的动能;匀速转弯的自行车,运动状态 (选填“不变”或“改变”)。
19.运用知识解决问题:
自行车上坡前,往往要加紧蹬几下,从能的转化角度来说明这样做的好处.
答:上坡前加紧蹬几下,加大了自行车和人的速度,从而增大了自行车的 .在自行车上坡过程中, 能转化为 能,在人和自行车质量一定的情况下,高度会越来越 ,因此自行车可以冲上更高的上坡.
20.(2023八下·松山期末)小强在水平路面上骑车时发现,运动中的自行车即使不再踩脚踏板,自行车也能滑行一段距离,他在不问的路面上多次尝试后,提出清想:自行车滑行的距离可能与路面的粗糖程度以及自行车开始滑行的初速度有关。为探究其中的规律,他设计了如图甲所示的探究实验:他在水平桌面上搭成一斜面,用小球代替自行车做实验,用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗精程度。
(1)为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系:小强三次将同一个小球从斜面上的 (选填“同一”或“不同”)高度静止滚下,发现水平面越光滑,小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出:水平面上运动的物体,如果不受阻力作用,物体的运动状态将是 。
(2)为了进一步探究物体动能与速度的关系,小强又设计了如图乙所示的探究实验:将A、B两个小球(mA>mB)先后从同一斜面的不同高度处(hA>hB)静止滚下,分别推动同一小木块在同一水平面运动一段距离(SA>SB)。请你指出小强设计的实验方案存在的问题,实验中应控制
四、解答与计算题
21.(2021八下·钦州期末)低碳出行越来越成为一种时尚.为响应国家环保的号召,人们更多的选择自行车出行.小明观察到自行车轮胎刻有花纹,还发现人们骑自行车上坡前,往往会加紧蹬几下,加大车的速度,请用所学的物理知识解释轮胎刻有花纹的原因,并从能量角度解释上坡前加大车速的原因.
22.(2020八下·北海期末)我市开展招标电动自行车禁售禁骑宣传教育活动,其中符合“净重不大于40kg”,设计时速不大于20km,电动机额定连续输出功率应不大于240W。脚踏骑行功能能正常使用的电动自行车才可以上路。请你解释,为什么要限定电动自行车的质量和时速?
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】徐老师的质量为50kg,整车质量为30kg,人与车的总重力G=m
总g=(50kg+30kg)×10N/kg=800N,匀速骑行驶受到的阻力:f=0.02G=0.02×800N=16N,骑自行车克服阻力所做的功:W=fs=16N×6×10
3m=9.6×10
4J,骑行时做功的功率:P=
=
=160W。
故答案为:C。
【分析】利用G=mg求得人与车的总重力,根据“ 阻力约为人和车总重力的0.02倍 ”求得阻力大小,利用W=fs求得克服阻力所做的功,再利用P=
求得骑行时做功的功率.
2.【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】功率是反映物体做功快慢的物理量,功率大的物体,做功快;功率小的物体,做功慢。所以,做功最快的那一个人,他的功率最大,按规定可知他是最后的胜出者。
故答案为:D。
【分析】功率是反映物体做功快慢的物理量.
3.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】
A:骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对相互作用力,故A错误;
B:自行车的轮胎上刻有较深的花纹增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故B正确;
C:骑自行车下坡时,质量不变,高度减小,重力势能越来越小,故C错误;
D:将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而减小压强,故D错误;
故答案为:B。
【分析】
①相互作用力与平衡力的区别——相互作用力:等大、反向、共线、两个物体;平衡力:等大、反向、同一物体、共线;
②滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力的大小,增大滑动摩擦力的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度,减小滑动摩擦力的方法有减小压力和减小接触面的粗糙程度;
③压强是指单位面积收到的压力,增大压强的方法有增大压力和减小受力面积,减小压强的方法有减小压力和增大受力面积;
④重力势能是物体被举高而具有的能量,其影响因素是物体的质量与高度,质量越大、高度越高,重力势能越大。
4.【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】电动自行车在水平路面匀速直线运动时,速度不变,高度不变,质量不变,所以动能和重力势能都不变,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】动能和物体的质量、速度有关;重力势能和物体的质量、高度有关。
5.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.停止蹬车,由于车具有惯性,不会立即停下来,正确,A不符合题意;
B.自行车车把可以绕支撑点转动,车把的力臂大于阻力臂,是省力杠杆,正确,B不符合题意;
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹,使接触面的粗糙程度变大,增大了摩擦力,正确,C不符合题意;
D.骑自行车上坡的过程,高度变大,重力势能变大,自行车克服阻力还有内能产生,D不符合题意。
故答案为:D.
【分析】运动的物体由于惯性继续保持运动状态;杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;接触面变粗糙,滑动摩擦力变大;物体间相互摩擦,产生了内能。
6.【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】ACD.人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中人和车的质量不变,速度增大,动能变大;高度减小,重力势能减小,A符合题意,CD不符合题意;
B.人和车下坡过程中要克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小,B不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
7.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】动能的大小既与速度有关,也与质量有关。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能除与物体所在的高度有关,还与物体质量有关。质量越大被举的高度越高,重力势能越大。人骑自行车下坡时,质量不变,速度越来越快,动能增大。下坡时,高度减小,重力势能减小。
故选B
【分析】动能的影响因素是物体质量和速度,可根据物体的质量和速度变化判断动能的大小变化,质量越大,速度越大,动能越大,反之越小;重力势能的影响因素是物体质量和高度,可根据物体质量和高度变化来判断物体重力势能的大小变化,质量越大,高度越大,重力势能越大。
8.【答案】B,C
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的种类;杠杆的分类
【解析】【解答】A.骑车时人对车的压力和车对人的支持力,作用在不同物体上,不是平衡力,A不符合题意;
B.自行车的车把实质是轮轴,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B符合题意;
C.上坡前用力蹬车,车的速度增大,动能增大,为了增大人和车的动能,C符合题意;
D.刹车时车闸皮与车圈的摩擦是为了制动,所以它们之间的摩擦是有益的摩擦,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力;运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
9.【答案】A,C,D
【知识点】摩擦力的大小;杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】A.车把在使用时是轮轴,在轮上用力是一个省力轮轴,A正确
B.变速自行车的后轮可看作是一个轮轴,由于动力作用在轴上,所以是费力杠杆,B错误
C.骑着爬坡时,后轴的齿轮应更换较大的,因为齿轮半径相当于动力臂,齿轮越大,动力臂越大,爬坡更容易一些,C正确
D.滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,刹车时用力抓车闸,是通过增大压力来增大摩擦,D正确
选项B错误,答案选择ACD
【分析】杠杆原理,杠杆的动力臂比阻力臂长(L1>L2),动力比阻力小(F1F2),把它叫做费力杠杆。
10.【答案】A,C
【知识点】平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;是否做功的判断
【解析】【解答】A.自行车轮胎上的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A选项正确;B.惯性大小只与物体的质量有关,用力蹬车不能增大惯性,是为了增大车的动能来增大速度,故B选项错误;C.在水平路面上骑行时,人与自行车的总重力的方向与车移动距离的方向垂直,所以人与自行车的总重力没有做功,故C选项正确;D.停在路边的自行车,它对地面的压力和所受到的重力,它们作用在不同物体上,并且力的方向相同,不是一对平衡力,故D选项错误。故答案为AC。
【分析】增大摩擦力的方法:增大压力或增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力;惯性大小只与物体的质量有关;物体做功的必要因素:一是有力作用在物体上、二是物体在力的方向上通过一段距离,二者缺一不可;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
11.【答案】A,B,C,D
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】解:A、车把手两个刹,是利用杠杆的知识,故符合题意;
B、弹簧书包架,即在弹簧的作用下,能绕着点转动,所以也是杠杆,故符合题意;
C、车梯在撑车时,也起到一个杠杆的作用,故符合题意;
D、车铃在拨动时,也是一个杠杆,故符合题意.
故选ABCD.
【分析】一硬棒,若在外力的作用下绕着固定点转动,该硬棒就称为杠杆,所以据此分析判断即可.
12.【答案】B,C
【知识点】动能和势能的大小变化;杠杆的分类
【解析】【解答】A.把手做得凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,A不符合题意;
B.自行车的刹车装置,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B符合题意;
C.上坡前加紧用力蹬车是为了提高车的速度,增大自行车的动能,C符合题意;
D.匀速下坡时动能不变,质量不变,高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,D符合题意。
故答案为:BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力;运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
13.【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】A.轮胎上有花纹,压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,A正确,不符合题意;
B.车把是个轮轴,力作用在轮上,阻力作用在轴上,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B正确,不符合题意;
C.自行车的座垫做得较宽大是为了减小对臀部的压强,而压力来自人的重力,是不能减小的,C错误,符合题意;
D.自行车匀速上坡时,速度不变,所以动能不变,但高度变大,重力势能变大,不是动能转化为重力势能,D错误,符合题意。
故答案为:CD。
【分析】通过压强公式p=F/S可以看出,减小压强可以通过减小压力和增加受力面积实现;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
14.【答案】A,C,D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解:人骑自行车上的过程中,若不踩脚踏板,质量不变,高度增加,重力势能增大;速度减小,动能减小;不计摩擦,机械能守恒,是人和车的动能转化为人和车的重力势能,ACD错误,符合题意,B不符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】结合动能、重力势能大小的影响因素判断动能、重力势能的大小变化情况.
15.【答案】增大;减小;省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】自行车的车把和轮胎上有凹凸不平的花纹,增加接触面的粗糙程度,增大摩擦力;自行车的坐垫呈马鞍型,能增大接触面积,从而减小对臀部的压强;控制前轮转向的车把,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
【分析】增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;增大受力面积可以减小压强;动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
16.【答案】越大;越长
【知识点】动能的影响因素;力与运动的关系
【解析】【解答】动能和速度有关,自行车的速度越大,动能越大,刹车阻力相同时,速度越大,自行车运动的距离就越长,不能在较短的距离内停下,易发生交通事故。
【分析】质量一定时,速度越大,动能越大;阻力相同时,速度越大,运行距离越远。
17.【答案】增大压力;自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?;重力势能转化为动能
【知识点】机械能及其转化;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】(1)为了减小车速,会紧捏车闸,是通过增大压力的方法,增大钢圈摩擦力;
(2)从机械能的角度提出一个问题,可以提在这个过程中,能量是如何转换的,如自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?
高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故是重力势能转化为动能。
故答案为:(1)增大压力;(2)自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?重力势能转化为动能。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度有关,在质量不变的情况下,分析高度和速度的变化就会得出重力势能和动能的变化。
18.【答案】>;改变
【知识点】动能大小的比较;力的作用效果
【解析】【解答】体积相等的实心铜球和木球,根据m=ρV分析可知,ρ铜>ρ水>ρ木,所以铜球的质量大于木球的质量,所以两球在水平地面以相同速度做匀速直线运动时,速度相同时,质量越大,动能越大;自行车匀速转弯时,速度大小不变,运动方向时刻在变化,所以运动状态改变。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量与速度;
(2)运动状态是指物体的运动速度以及运动方向。
19.【答案】速度;动;重力势;高
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】解:上坡前加紧蹬几下,加大了自行车和人的速度,从而增大了自行车的速度.在自行车上坡过程中,动能转化为重力势能,在人和自行车质量一定的情况下,高度会越来越高,因此自行车可以冲上更高的上坡.
故答案为:速度;动;重力势;高.
【分析】物体的动能和势能可以相互转化,如果受到外力作用,机械能就会变化.结合动能和重力势能的影响因素及转化可做出解释.
20.【答案】(1)同一;保持做匀速直线运动
(2)小球的质量相同
【知识点】动能的影响因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系:小强三次将同一个小球从斜面上的同一高度静止滚下,发现水平面越光滑,小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出:水平面上运动的物体,如果不受阻力作用,物体的运动状态将是保持做匀速直线运动。
(2)根据题意可知,小强设计的实验方案存在的问题是:实验中应该控制小球的质量相同。
【分析】(1)探究小球运动距离与水平面粗糙程度的关系时,需要控制小球开始运动时的速度相同,即它在斜面上的高度相同。如果物体不受阻力,那么它的速度将不会改变,据此推测物体的运动状态。
(2)探究物体动能与速度的关系时,需要控制物体的质量相同,只改变物体的速度,即改变小球在斜面上的高度,据此分析解答。
21.【答案】答:自行车轮胎刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力;上坡前加紧蹬几下,增大车速,速度越大,动能越大;车在上坡时,动能会转化为重力势能,越大的动能就能使车上到更高处.
【知识点】机械能及其转化;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】轮胎刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,上坡前加大车速时,速度越大,动能越大,上坡时将动能转化为重力势能,动能越大能转化的重力势能越大,上坡的高度越高。
22.【答案】解:质量越大的物体,具有的惯性越大,惯性越大,在发生紧急情况时,电动车的行动状态难以改变,电动车就越难控制,越容易造成交通事故。在质量一定时,速度越大,物体具有的动能就越大,发生事故是造成的损伤就越严重,所以要限定电动自行车的质量和时速。
【知识点】动能的影响因素;惯性及其现象
【解析】【分析】物体的惯性使物体保持原有状态,惯性只和物体的质量有关;物体的动能和质量、速度有关。
1 / 112.4 《跨学科实践:自行车》 筑基提能同步分层练习设计(基础版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.4 做功的快慢 同步练习(综合题))骑自行车出行既环保又健身。若徐老师骑自行车在某路段匀速行驶6km,耗时10min,已知该路段阻力约为人和车总重力的0.02倍,则他骑车的功率最接近于( )
A.8W B.16W C.160W D.1600W
【答案】C
【知识点】功率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】徐老师的质量为50kg,整车质量为30kg,人与车的总重力G=m
总g=(50kg+30kg)×10N/kg=800N,匀速骑行驶受到的阻力:f=0.02G=0.02×800N=16N,骑自行车克服阻力所做的功:W=fs=16N×6×10
3m=9.6×10
4J,骑行时做功的功率:P=
=
=160W。
故答案为:C。
【分析】利用G=mg求得人与车的总重力,根据“ 阻力约为人和车总重力的0.02倍 ”求得阻力大小,利用W=fs求得克服阻力所做的功,再利用P=
求得骑行时做功的功率.
2.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.4 做功的快慢 同步练习(基础题))四个同学在进行骑自行车比赛。如果规定功率最大者获胜,那么最后胜出者一定是( )
A.体重最大的 B.时间最短的 C.速度最大的 D.做功最快的
【答案】D
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】功率是反映物体做功快慢的物理量,功率大的物体,做功快;功率小的物体,做功慢。所以,做功最快的那一个人,他的功率最大,按规定可知他是最后的胜出者。
故答案为:D。
【分析】功率是反映物体做功快慢的物理量.
3.(2023八下·五莲期末) 骑自行车是一项很好的锻炼活动,如图所示。下列有关自行车及骑自行车的说法中,正确的是( )
A.骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了增大摩擦
C.骑自行车下坡时,重力势能越来越大
D.将坐垫做的较宽,是为了减小人对坐垫的压力,从而减小压强
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】
A:骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对相互作用力,故A错误;
B:自行车的轮胎上刻有较深的花纹增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦,故B正确;
C:骑自行车下坡时,质量不变,高度减小,重力势能越来越小,故C错误;
D:将坐垫做的较宽,是为了增大受力面积,从而减小压强,故D错误;
故答案为:B。
【分析】
①相互作用力与平衡力的区别——相互作用力:等大、反向、共线、两个物体;平衡力:等大、反向、同一物体、共线;
②滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力的大小,增大滑动摩擦力的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度,减小滑动摩擦力的方法有减小压力和减小接触面的粗糙程度;
③压强是指单位面积收到的压力,增大压强的方法有增大压力和减小受力面积,减小压强的方法有减小压力和增大受力面积;
④重力势能是物体被举高而具有的能量,其影响因素是物体的质量与高度,质量越大、高度越高,重力势能越大。
4.(2023八下·南山期末)外卖给我们的生活带来了极大便利,外卖员骑电动自行车沿水平路面匀速行驶时,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能变大 B.动能变大,重力势能变大
C.动能不变,重力势能不变 D.动能变小,重力势能不变
【答案】C
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素
【解析】【解答】电动自行车在水平路面匀速直线运动时,速度不变,高度不变,质量不变,所以动能和重力势能都不变,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】动能和物体的质量、速度有关;重力势能和物体的质量、高度有关。
5.(2023八下·陵城期末) 自行车是一种低碳环保的交通工具,它的结构及使用与物理知识密切相关,下列对应关系不正确的是( )
A.停止蹬车,车不会立即停下来物体具有惯性
B.自行车车把省力杠杆
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹增大摩擦力
D.骑自行车上坡的过程动能全部转化成重力势能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;惯性及其现象;增大或减小摩擦的方法;杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.停止蹬车,由于车具有惯性,不会立即停下来,正确,A不符合题意;
B.自行车车把可以绕支撑点转动,车把的力臂大于阻力臂,是省力杠杆,正确,B不符合题意;
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹,使接触面的粗糙程度变大,增大了摩擦力,正确,C不符合题意;
D.骑自行车上坡的过程,高度变大,重力势能变大,自行车克服阻力还有内能产生,D不符合题意。
故答案为:D.
【分析】运动的物体由于惯性继续保持运动状态;杠杆的动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;接触面变粗糙,滑动摩擦力变大;物体间相互摩擦,产生了内能。
6.(2021八下·和平期末)人骑自行车下坡,不踩脚踏板,速度也会越来越快,在这过程中( )
A.人和车的动能增大 B.人和车的机械能保持不变
C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】ACD.人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中人和车的质量不变,速度增大,动能变大;高度减小,重力势能减小,A符合题意,CD不符合题意;
B.人和车下坡过程中要克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小,B不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
7.(人教版物理八年级下册第十一章第3节动能和势能同步检测卷)人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中( )
A.人和车的动能保持不变 B.人和车的动能增大
C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】动能的大小既与速度有关,也与质量有关。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能除与物体所在的高度有关,还与物体质量有关。质量越大被举的高度越高,重力势能越大。人骑自行车下坡时,质量不变,速度越来越快,动能增大。下坡时,高度减小,重力势能减小。
故选B
【分析】动能的影响因素是物体质量和速度,可根据物体的质量和速度变化判断动能的大小变化,质量越大,速度越大,动能越大,反之越小;重力势能的影响因素是物体质量和高度,可根据物体质量和高度变化来判断物体重力势能的大小变化,质量越大,高度越大,重力势能越大。
二、多选题
8.(2020八下·昌图期末)如图所示,假日小宇骑自行车去看爷爷,关于自行车的使用下列说法正确的是( )
A.骑车时人对车的压力和车对人的支持力是平衡力
B.转弯时转动车把,此时车把属于省力杠杆
C.上坡前用力蹬车,是为了增大人和车的动能
D.刹车时车闸皮与车圈的摩擦是有害的摩擦
【答案】B,C
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的种类;杠杆的分类
【解析】【解答】A.骑车时人对车的压力和车对人的支持力,作用在不同物体上,不是平衡力,A不符合题意;
B.自行车的车把实质是轮轴,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,B符合题意;
C.上坡前用力蹬车,车的速度增大,动能增大,为了增大人和车的动能,C符合题意;
D.刹车时车闸皮与车圈的摩擦是为了制动,所以它们之间的摩擦是有益的摩擦,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力;运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
9.(2024八下·瑞昌月考) 图为一辆变速自行车,车身上涉及很多力与机械的知识。下列有关分析正确的是( )
A.它的车把可看作一个轮轴,是省力杠杆
B.它的后轮可看作一个轮轴,是省力杠杆
C.骑着它爬坡时,后轴应更换较大的齿轮
D.刹车时用力抓车闸,是通过增大压力来增大摩擦
【答案】A,C,D
【知识点】摩擦力的大小;杠杆及其五要素;杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【解答】A.车把在使用时是轮轴,在轮上用力是一个省力轮轴,A正确
B.变速自行车的后轮可看作是一个轮轴,由于动力作用在轴上,所以是费力杠杆,B错误
C.骑着爬坡时,后轴的齿轮应更换较大的,因为齿轮半径相当于动力臂,齿轮越大,动力臂越大,爬坡更容易一些,C正确
D.滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,刹车时用力抓车闸,是通过增大压力来增大摩擦,D正确
选项B错误,答案选择ACD
【分析】杠杆原理,杠杆的动力臂比阻力臂长(L1>L2),动力比阻力小(F1F2),把它叫做费力杠杆。
10.(2018八下·大庆期末)骑自行车是一种既健身又低碳的出行方式,下列说法正确的是( )
A.自行车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B.用力蹬车是为了增大车的惯性来增大速度
C.在水平路面上骑行时人与自行车的总重力没有做功
D.停在路边的自行车,它对地面的压力和所受到的重力是一对平衡力
【答案】A,C
【知识点】平衡力的辨别;增大或减小摩擦的方法;是否做功的判断
【解析】【解答】A.自行车轮胎上的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A选项正确;B.惯性大小只与物体的质量有关,用力蹬车不能增大惯性,是为了增大车的动能来增大速度,故B选项错误;C.在水平路面上骑行时,人与自行车的总重力的方向与车移动距离的方向垂直,所以人与自行车的总重力没有做功,故C选项正确;D.停在路边的自行车,它对地面的压力和所受到的重力,它们作用在不同物体上,并且力的方向相同,不是一对平衡力,故D选项错误。故答案为AC。
【分析】增大摩擦力的方法:增大压力或增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力;惯性大小只与物体的质量有关;物体做功的必要因素:一是有力作用在物体上、二是物体在力的方向上通过一段距离,二者缺一不可;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
11.( 杠杆的应用)下列列举的自行车部件,其中哪些属于杠杆?( )
A.车把手两个刹 B.弹簧书包架
C.车梯 D.车铃
【答案】A,B,C,D
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【解答】解:A、车把手两个刹,是利用杠杆的知识,故符合题意;
B、弹簧书包架,即在弹簧的作用下,能绕着点转动,所以也是杠杆,故符合题意;
C、车梯在撑车时,也起到一个杠杆的作用,故符合题意;
D、车铃在拨动时,也是一个杠杆,故符合题意.
故选ABCD.
【分析】一硬棒,若在外力的作用下绕着固定点转动,该硬棒就称为杠杆,所以据此分析判断即可.
12.(2021八下·安丘期末)为了推行“低碳生活”,自行车重新成为人们的重要交通工具,下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是( )
A.把手做得凹凸不平是为了减小摩擦
B.自行车的刹车是省力杠杆
C.上坡前加紧用力蹬车是为了增大动能
D.匀速下坡时动能不变,机械能不变
【答案】B,C
【知识点】动能和势能的大小变化;杠杆的分类
【解析】【解答】A.把手做得凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,A不符合题意;
B.自行车的刹车装置,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B符合题意;
C.上坡前加紧用力蹬车是为了提高车的速度,增大自行车的动能,C符合题意;
D.匀速下坡时动能不变,质量不变,高度减小,重力势能减小,所以机械能减小,D符合题意。
故答案为:BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,省力杠杆可以省力,但是费距离,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,费力杠杆可以省距离,但是费力;运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
13.(2021八下·绥中期末)下列有关自行车的说法中不正确的是( )
A.轮胎上有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦
B.车把手是一个省力杠杆
C.车的座垫较宽大是为了减小对臀部的压力
D.人骑车匀速上坡时,动能转化为重力势能
【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化;增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】A.轮胎上有花纹,压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,A正确,不符合题意;
B.车把是个轮轴,力作用在轮上,阻力作用在轴上,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B正确,不符合题意;
C.自行车的座垫做得较宽大是为了减小对臀部的压强,而压力来自人的重力,是不能减小的,C错误,符合题意;
D.自行车匀速上坡时,速度不变,所以动能不变,但高度变大,重力势能变大,不是动能转化为重力势能,D错误,符合题意。
故答案为:CD。
【分析】通过压强公式p=F/S可以看出,减小压强可以通过减小压力和增加受力面积实现;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
14.(2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.6 合理利用机械能 同步练习(提升练习))如果人骑自行车的速度较快,不踩踏板也能冲上一个小坡。在冲上小坡的过程中,下列说法错误的是( )
A.人与车的重力势能转化成动能
B.人与车的动能转化成重力势能
C.人的动能转化成车的重力势能
D.人与车的动能和重力势能都不变
【答案】A,C,D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解:人骑自行车上的过程中,若不踩脚踏板,质量不变,高度增加,重力势能增大;速度减小,动能减小;不计摩擦,机械能守恒,是人和车的动能转化为人和车的重力势能,ACD错误,符合题意,B不符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】结合动能、重力势能大小的影响因素判断动能、重力势能的大小变化情况.
三、实验填空题
15.(2024八下·顺平期末)自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及了许多物理知识。自行车的车把和轮胎上都刻有凹凸不平的花纹是通过增加接触面的粗糙程度来 (选填“增大”或“减小”)摩擦的。自行车的坐垫呈马鞍型,它能够增大坐垫与人体的接触面积,从而 (选填“增大”或“减小”)对臀部的压强。控制前轮转向的车把属于 杠杆。
【答案】增大;减小;省力
【知识点】增大或减小摩擦的方法;减小压强的方法及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】自行车的车把和轮胎上有凹凸不平的花纹,增加接触面的粗糙程度,增大摩擦力;自行车的坐垫呈马鞍型,能增大接触面积,从而减小对臀部的压强;控制前轮转向的车把,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
【分析】增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力;增大受力面积可以减小压强;动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆。
16.(2024八下·谷城期末)“交通安全事关你我”。当我们在公路上骑自行车时,不能过快。从能量转化的角度来看:自行车的速度越大,其动能就 ,用相同的刹车阻力,自行车运动的距离就 ,不能在希望的距离内停下来,容易发生交通事故。
【答案】越大;越长
【知识点】动能的影响因素;力与运动的关系
【解析】【解答】动能和速度有关,自行车的速度越大,动能越大,刹车阻力相同时,速度越大,自行车运动的距离就越长,不能在较短的距离内停下,易发生交通事故。
【分析】质量一定时,速度越大,动能越大;阻力相同时,速度越大,运行距离越远。
17.(2024八下·曲阳期末)自行车是人们常见的“绿色”交通工具,“五一”假期小明随小华一同骑自行车去郊游(如图),中途休息时,小明问小华:
(1)自行车沿着斜面从坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,会紧捏车闸,这是通过 的方式增大钢圈摩擦的。
(2)当自行车从坡顶沿斜面自由下滑时速度会越来越大,请你从机械能的角度提出一个问题并回答:
问题:
回答:
【答案】增大压力;自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?;重力势能转化为动能
【知识点】机械能及其转化;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】(1)为了减小车速,会紧捏车闸,是通过增大压力的方法,增大钢圈摩擦力;
(2)从机械能的角度提出一个问题,可以提在这个过程中,能量是如何转换的,如自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?
高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,故是重力势能转化为动能。
故答案为:(1)增大压力;(2)自行车从坡顶沿斜面自由下滑时动能和势能如何转化?重力势能转化为动能。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度有关,在质量不变的情况下,分析高度和速度的变化就会得出重力势能和动能的变化。
18.(2021八下·合山月考)体积相等的实心铜球和木球(ρ铜>ρ水)在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动,铜球的动能
(选填“>”“=”或“<")木球的动能;匀速转弯的自行车,运动状态 (选填“不变”或“改变”)。
【答案】>;改变
【知识点】动能大小的比较;力的作用效果
【解析】【解答】体积相等的实心铜球和木球,根据m=ρV分析可知,ρ铜>ρ水>ρ木,所以铜球的质量大于木球的质量,所以两球在水平地面以相同速度做匀速直线运动时,速度相同时,质量越大,动能越大;自行车匀速转弯时,速度大小不变,运动方向时刻在变化,所以运动状态改变。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量与速度;
(2)运动状态是指物体的运动速度以及运动方向。
19.运用知识解决问题:
自行车上坡前,往往要加紧蹬几下,从能的转化角度来说明这样做的好处.
答:上坡前加紧蹬几下,加大了自行车和人的速度,从而增大了自行车的 .在自行车上坡过程中, 能转化为 能,在人和自行车质量一定的情况下,高度会越来越 ,因此自行车可以冲上更高的上坡.
【答案】速度;动;重力势;高
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】解:上坡前加紧蹬几下,加大了自行车和人的速度,从而增大了自行车的速度.在自行车上坡过程中,动能转化为重力势能,在人和自行车质量一定的情况下,高度会越来越高,因此自行车可以冲上更高的上坡.
故答案为:速度;动;重力势;高.
【分析】物体的动能和势能可以相互转化,如果受到外力作用,机械能就会变化.结合动能和重力势能的影响因素及转化可做出解释.
20.(2023八下·松山期末)小强在水平路面上骑车时发现,运动中的自行车即使不再踩脚踏板,自行车也能滑行一段距离,他在不问的路面上多次尝试后,提出清想:自行车滑行的距离可能与路面的粗糖程度以及自行车开始滑行的初速度有关。为探究其中的规律,他设计了如图甲所示的探究实验:他在水平桌面上搭成一斜面,用小球代替自行车做实验,用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗精程度。
(1)为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系:小强三次将同一个小球从斜面上的 (选填“同一”或“不同”)高度静止滚下,发现水平面越光滑,小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出:水平面上运动的物体,如果不受阻力作用,物体的运动状态将是 。
(2)为了进一步探究物体动能与速度的关系,小强又设计了如图乙所示的探究实验:将A、B两个小球(mA>mB)先后从同一斜面的不同高度处(hA>hB)静止滚下,分别推动同一小木块在同一水平面运动一段距离(SA>SB)。请你指出小强设计的实验方案存在的问题,实验中应控制
【答案】(1)同一;保持做匀速直线运动
(2)小球的质量相同
【知识点】动能的影响因素;阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】(1)为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系:小强三次将同一个小球从斜面上的同一高度静止滚下,发现水平面越光滑,小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出:水平面上运动的物体,如果不受阻力作用,物体的运动状态将是保持做匀速直线运动。
(2)根据题意可知,小强设计的实验方案存在的问题是:实验中应该控制小球的质量相同。
【分析】(1)探究小球运动距离与水平面粗糙程度的关系时,需要控制小球开始运动时的速度相同,即它在斜面上的高度相同。如果物体不受阻力,那么它的速度将不会改变,据此推测物体的运动状态。
(2)探究物体动能与速度的关系时,需要控制物体的质量相同,只改变物体的速度,即改变小球在斜面上的高度,据此分析解答。
四、解答与计算题
21.(2021八下·钦州期末)低碳出行越来越成为一种时尚.为响应国家环保的号召,人们更多的选择自行车出行.小明观察到自行车轮胎刻有花纹,还发现人们骑自行车上坡前,往往会加紧蹬几下,加大车的速度,请用所学的物理知识解释轮胎刻有花纹的原因,并从能量角度解释上坡前加大车速的原因.
【答案】答:自行车轮胎刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力;上坡前加紧蹬几下,增大车速,速度越大,动能越大;车在上坡时,动能会转化为重力势能,越大的动能就能使车上到更高处.
【知识点】机械能及其转化;增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】轮胎刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,上坡前加大车速时,速度越大,动能越大,上坡时将动能转化为重力势能,动能越大能转化的重力势能越大,上坡的高度越高。
22.(2020八下·北海期末)我市开展招标电动自行车禁售禁骑宣传教育活动,其中符合“净重不大于40kg”,设计时速不大于20km,电动机额定连续输出功率应不大于240W。脚踏骑行功能能正常使用的电动自行车才可以上路。请你解释,为什么要限定电动自行车的质量和时速?
【答案】解:质量越大的物体,具有的惯性越大,惯性越大,在发生紧急情况时,电动车的行动状态难以改变,电动车就越难控制,越容易造成交通事故。在质量一定时,速度越大,物体具有的动能就越大,发生事故是造成的损伤就越严重,所以要限定电动自行车的质量和时速。
【知识点】动能的影响因素;惯性及其现象
【解析】【分析】物体的惯性使物体保持原有状态,惯性只和物体的质量有关;物体的动能和质量、速度有关。
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