12.4 《跨学科实践:自行车》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2025八下·南海期中)如题图所示,小华骑自行车绕着圆形花坛匀速运动。下列说法正确的是
A.小华的运动状态没有改变
B.停止蹬车后车会慢慢停下,说明运动需要力来维持
C.车垫对小华的支持力与小华对车垫的压力是一对相互作用力
D.车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】力作用的相互性;物体运动状态的变化;平衡力的辨别;力与运动的关系
【解析】【解答】 A.小华骑自行车绕着圆形花坛匀速运动,运动方向改变,小华的运动状态改变,故A错误;
B.停止蹬车后,自行车受到阻力作用会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.车垫对小华的支持力与小华对车垫的压力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D.车受到的重力和地面对车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】A。运动状态包括速度大小和运动方向;
B.力不是维持物体运动的原因;
C.相互作用力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上;
D.二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
2.(2024八下·罗定期末)小明从景点扫码骑公共自行车回到酒店,他发现自行车刹车时,需要用力握手闸使自行车停止下来,如图所示事实或现象中增大摩擦的方法与小明刹车时所应用的原理相同的是( )
A.皮带传动需将皮带张紧
B.轮胎表面有槽纹
C.轴承内部有滚珠
D.在齿轮间加入润滑油
【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】刹车时,用力握手闸,通过增大压力来增大摩擦力,使自行车能够更快地停止下来,
A.皮带传动需将皮带张紧,可增大皮带与皮带轮之间的压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B.轮胎表面有槽纹,接触面更粗糙,增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.轴承内部的滚珠,变滑动为滚动来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.在齿轮间加入润滑油,使接触面彼此分离来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
【分析】接触面的粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦力;接触面越粗糙,摩擦力越大;加润滑油,利用减小摩擦力。
3.(初中物理八年级下学期 第八章 运动和力 综合复习(广西专用))自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。以下分析中,错误的是( )
A.脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、脚踏凸凹不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A正确;
B、轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故B错;
C、刹车时用力捏刹车,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故C正确.
D、在转动的部分加润滑油是形成一层油膜,使接触面变光滑来减小摩擦,故D正确.
故选B.
【分析】自行车的结构和使用过程中涉及到不少有关摩擦的知识,有的需要增大摩擦力,增大摩擦力的方法通常是增大压力的大小和接触面的粗糙程度;有的需要减小摩擦力,减小摩擦力的方法有:减小压力大小、使接触面更光滑、使接触面彼此分离、变滑动为滚动等.在自行车的结构上,由不少地方涉及到摩擦知识,有的是为了增大摩擦,有的是为了减小摩擦,分析时掌握增大和减小摩擦的方法是关键.
4.(2024八下·乐山期末) 自行车是最常见的绿色交通工具,具有低碳环保的优点。停放自行车时,若要从如图的四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起。其中最省力的是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 根据图片可知,自行车可看作一个杠杆,根据杠杆平衡的条件当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小;如图所示,将后轮提起时,前轮的轴为支点,A点对应动力臂最长,所以最省力的是A点,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最省力,必须使动力臂最长。
5.(2016八下·青海期末)一中学生骑自行车下坡时,不蹬脚踏板恰好匀速向下运动.在此过程中,他的动能、势能和机械能的变化情况是( )
A.动能不变,势能减小,机械能减小
B.动能增大,势能减小,机械能不变
C.动能减小,势能减小,机械能减小
D.动能不变,势能减小,机械能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】解:一中学生骑自行车下坡时,恰好匀速向下运动,质量不变,速度不变,动能不变.高度减小,重力势能减小.机械能=动能+势能,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,动能不变,重力势能减小,机械能减小.
故选A.
【分析】一中学生骑自行车下坡时,恰好匀速向下运动,没有发生弹性形变,不考虑弹性势能,判断的动能、势能和机械能的变化情况主要从动能、重力势能大小的影响因素考虑.(1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.(3)机械能=动能+势能.
6.(2017八下·官渡期末)如图所示.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】解: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.
故选B.
【分析】(1)动能大小跟质量、速度有关.质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大.(2)重力势能大小跟质量、被举得高度有关.被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大.
二、多选题
7.(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.
8.(2017八下·灯塔期中)自行车是我们熟悉的交通工具.从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识.以下分析中正确的是( )
A.脚踏板凹凸不平花纹是通过使接触面粗糙来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.车轮使用圆形是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【答案】A,C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、脚踏凸凹不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,A符合题意;
B、轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,B不符合题意;
C、刹车时用力捏刹车,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,C符合题意;
D、车轮使用圆形是通过变滑动为滚动来减小摩擦,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】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;
减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,从而即可求解.
9.(2020八下·石家庄期末)自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。以下分析中,正确的是( )
A.脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
【答案】B,C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.脚踏板上的摩擦是有益的,因此要增大,它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,A不符合题意;
B.轮胎与地面的摩擦是有益的,因此要增大,它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,B符合题意;
C.车闸与车脚的摩擦是有益的,因此增大压力可以增大摩擦,故用力捏刹车把,C符合题意;
D.在转动的部分摩擦是有害的,加润滑油是为了减小摩擦但不是通过变滑动为滚动来减小摩擦的,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦;增大压力可以增大摩擦。
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
【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。
三、实验填空题
11.阅读下面材料,回答所提问题:山地自行车
山地自行车的特点是:有变速器,较宽的轮胎.
山地自行车的变速器,一般有18速,21速,24速,27速以及30速.变速器是通过改变链盘和飞轮的大小,从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力的大小.正确运用变速器,能应付平路,上下坡,土路,顶风等复杂路况.如在平路骑行时,可以使用较大的链盘和较小的飞轮组合,使骑行速度更快.
山地自行车的轮胎,不仅直接关系骑手骑行时车所受的阻力大小,还与抗震性能好有关.适当提高轮胎内空气压,可减少骑行时车所受的阻力,但轮胎内空气压太高或太低,车的抗震性能都变差.
山地自行车的轮胎还直接关系车的受力,正常骑行时,使后轮转动,后轮受到来自地面的摩擦力使自行车获得前进的动力;刹车时,用力捏紧刹车把,使后轮停止转动,刹车片与轮胎及地面与轮胎的摩擦力又能使自行车迅速停下来.
请回答下列问题:
(1)用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,山地自行车的 能将增大.
(2)有时自行车的车胎气压不够,骑行起来明显感觉阻力变 ;(填“大”或“小”)
(3)在上坡时,为了更容易上坡,应适当变换调速器,即采用较 的链盘和较 的飞轮组合.(两空均选填“大”或“小”).
(4)当要刹车时,用力捏紧刹车把,这是通过增大 的方法来增大刹车片与后轮的摩擦力.
(5)请你举出自行车上用到的另一个物理知识: .
【答案】(1)动
(2)大
(3)小;大
(4)压力
(5)车把是轮轴能省力
【知识点】动能大小的比较
【解析】【解答】解:(1)用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,在质量不变的情况下,速度变大,动能变大;
(2)自行车的车胎气压不够时,轮胎与地面的接触面的粗糙程度加大,所以与地面的摩擦力增大,骑行起来明显感觉阻力变大;
(3)在上坡时,为了更容易上坡,应适当变换调速器减速,即采用较小的链盘和较大的飞轮组合;
(4)当要刹车时,用力捏紧刹车把,这是通过增大压力增大刹车片与车轮的摩擦力;
(5)自行车上很多与物理知识有关,例如:车把是轮轴省力;车座做的宽大,减小压强;轮胎外胎有花纹,增大摩擦力等.
故答案为:(1)动;(2)大;(3)小;大;(4)压力;(5)车把是轮轴能省力.
【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度;
(2)接触面的粗糙程度越大摩擦力越大;
(3)速度减小,可以增大动力;
(4)增大压力可以增大摩擦力;
(5)根据实际列举有关物理应用.
12.(2016八下·顺德期末)阅读下面的短文,回答文后的问题:
水火箭
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,将废弃的饮料瓶灌入适量的水,利用打气筒充入空气到达一定的压力,“压力空气”把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,水火箭就能以一定的加速度快速上升,通过尾翼稳定的在空中飞行,最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型,如图所示.
在学校科技节活动中,科技兴趣小组在老师的指导下制作了一支“水火箭”,实验器材包括:饮料瓶、气筒、自行车气门、橡皮塞、水等,为达到更好效果,兴趣小组的同学先研究了水火箭竖直向上的运动过程,从开始运动到水完全喷出时,瓶子和瓶中的水始终受到竖直向上的推动力,之后,向上的推动力消失,水火箭由于惯性继续上升一段距离后开始下落.
(1)水火箭升空时的施力物体是 ,从机械能的角度看,水火箭在加速上升过程中动能 ,势能 .(选填“增大”“减小”或“不变”).
(2)试验后,老师提出问题:水火箭上升高度与什么因素有关?
小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关;小华猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有 (写出一条).
(3)兴趣小组通过实验发现,橡皮塞插入瓶口的深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设每一次充入的气量相同),水火箭升空的高度就不同,他们选用同一个饮料瓶,瓶中水量为200mL,通过楼层上的观察员目测实验数据,结果如下:
瓶塞塞入深度 浅 深 更深
高度/m 2 5 12
同学们经过讨论发现,橡皮塞插入瓶口的深度加深,其实是增大了橡皮塞与瓶口的压力,从而增大了橡皮塞与瓶口的 ,使橡皮塞不容易压出.
【答案】(1)水;增大;增大
(2)瓶塞气嘴口径的大小
(3)摩擦力
【知识点】动能和势能的大小变化;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】解:(1)高压气体给水和橡皮塞一向下的力,力的作用是相互的,橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空;水火箭在匀速上升的过程中,质量不变,速度不变,动能不变.质量不变,高度增大,重力势能增大;(2)根据水火箭升空的原理,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空.可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关;(3)加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦的.故答案为:(1)水;增大;增大;(2)瓶塞气嘴口径的大小;(3)摩擦力.
【分析】(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大.重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.(2)根据水火箭升空的原理,水火箭上升高度可能与受到阻力有关,可能与瓶中气体的压强有关,此题答案不唯一,合理即可;(3)根据增大摩擦力的方法进行解答即可.
13.(2023八下·伊州期末)自行车是我们熟悉的交通工具。
(1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人与自行车的 能转化为 能。
(2)某人骑自行车在平直水平路面上以5m/s的速度匀速行驶,自行车所受阻力为14N,在10s内自行车克服阻力做的功为 J,功率为 W。
(3)自行车的车把相当于轮轴,是一个 (选填“省力”或“费力”)机械。如图是自行车手闸示意图,当图中手对车闸的作用力F=12N时,刹车拉线受到力的大小为 N。
【答案】(1)重力势;动
(2)700;70
(3)省力;48
【知识点】功率的计算;动能和势能的大小变化;杠杆的平衡分析法及其应用;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)当人骑自行车下坡时,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,将重力势能转化为动能;
(2)自行车克服阻力做的功W=Fs=Fvt=14N×5m/s×10s=700J,功率;
(3)自行车的车把可以绕中心转动,相当于轮轴,由于动力半径大于阻力半径,是一个 省力机械;根据手对车闸的作用力F=12N,F1R=F2r,12N×12cm=F2×3cm,F2=48N。
【分析】(1)加速下落时,重力势能变小,动能变大;
(2)根据W=Fs,可以计算做功多少;利用,计算功率的大小;
(3)半径不同的圆绕轴心转动,是轮轴,动力半径更大时,是省力的机械;根据F1R=F2r,可以计算轮轴上的力的大小。
14.(2021八下·大名期末)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】(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
【知识点】动能和势能的大小变化;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,通过增大压力的方法,增大钢圈摩擦的。
(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。
【分析】(1)接触面的粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦力;
(2)从高处自由下落的物体,重力势能转化为动能。
15.(2023八下·湛江期末)阅读材料,回答问题
小轮车
如图所示,小轮车是指车轮半径为20英寸的自行车。车身一般采用合金材料制成,可以承受从几米高的地方快速落下的冲力。车把可以转动360度,前后轮都装有供脚踩的“火箭筒”等。
小轮车运动是近年来兴起的一项极富挑战性的新型体育运动。常见的比赛平地花式赛最基本的动作有后轮点地跳、前轮点地跳、擦轮、定车、过桥等,赛场上,运动员首先用力蹬车加速上升,越过最高坡道,而后又疾驰而下,跨过不同坡道,不断上升、下降,最终冲向终点。比赛过程中,优秀运动员一次可跨越几个坡道。车手们的精彩表现给观介带来了速度、力量与美的享受。
(1)小轮车的车身一般采用切性好、硬度大的合金材料制成,这样做的目的是 ;
(2)运动员用力蹬车可加速上升,表明力可以改变物体的 ,到达坡道最高点时自行车仍继续向前运动,这是因为自行车具有 。
(3)运动员骑车离地飞跃到最高空时,如果不考虑空气阻力,小轮车下落过程中,重力势能逐渐变 .动能变 ,机械能 。
【答案】(1)承受从几米高的地方快速落下的冲力
(2)运动状态;惯性
(3)减小;增大;不变
【知识点】动能和势能的大小变化;力的作用效果;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)根据材料第一段可知,小轮车的车身一般采用弹性好、硬度大的合金材料制成,这样做的目的是:承受从几米高的地方快速落下的冲力。
(2)①运动员用力蹬车可加速上升,表明力可以改变物体的运动状态;
②到达坡道最高点时自行车仍继续向前运动,这是因为自行车具有惯性。
(3)如果不考虑空气阻力,小轮车下落过程中,质量不变,高度减小,则重力势能减小;质量不变,速度增大,则动能增大。由于没有能量损失,因此机械能不变。
【分析】(1)根据材料的第一段分析解答;
(2)①运动状态的改变包括:由静止变运动,由运动变静止,速度大小改变或运动方向改变;
②物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,根据机械能守恒的知识分析解答。
四、解答与计算题
16.“怪坡”是大自然中一种奇妙现象,在“怪坡”上,水可以自行往高处流,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,可是要想从坡顶下来就必须得用力蹬车才行,你说这种坡怪不怪!近些年,许多旅游城市的著名景点中也相继出现了“怪坡”,“怪坡”如此的神奇,无数游客慕名而来,参观、体验后连连称绝,大呼不可思议!没法用常理来解释啊!甚至有的报刊大肆宣扬“怪坡”是鬼神作祟.
在图甲中,左侧公路是厦门的文凭路,右侧的上坡路就是著名的厦门“怪坡”.许多科学工作者来到这里进行实地考察,他们先排除了由于“重力异常”、“磁场干扰”的可能性,然后利用专业测量高度的仪器﹣水准仪,选取“怪坡”上不同位置作为研究点,反复多次测量其实际高度,对测量数据进行处理分析后,“怪坡”的神秘面纱终于被揭开了,数据显示人们亲眼看到的“怪坡”中沿“上坡”方向选取的研究点不是越来越高,而是依次降低,这个95m长的“怪坡”的坡顶比坡底还要低出1.6m,它的“上坡”其实就是个真正意义的下坡,难怪水会往高处流!
原来,怪坡与文凭路之间的小山坡(如图乙的3D俯视效果图所示)作为参照物,给人的眼睛造成了强烈的视觉误差,这实际上是左氏错觉现象.左氏错觉是指人眼受周围参照物的影响而产生不真实的视觉感受,就像图丙中的长线原本是平行的,但是在周围短线出现后,视觉受到干扰就认为那些线不平行了.怪坡原本是向下的下坡,但是,两条路之间的小山坡的面积快速增大,就好像是由怪坡向上和旁边的文凭路向下延伸导致的,从而形成了错觉,我们被自己眼睛看到的景象欺骗了.由此可见,“眼见为实”有纰漏,科学测量正乾坤.
(1)图1中,弧线A和弧线B的实际长度的大小关系为 ( 选填“一样长”、“A比B长”或“B比A长”)
(2)在“怪坡”上,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,人和自行车的动能 (选填“增大”或“减小”),如果人和自行车重力势能也增大,则违反了 定律;
(3)工人师傅在铺设地面瓷砖时,要用到气泡水平仪.当铺设的瓷砖水平时,放在瓷砖上的水平仪气泡停在如图甲所示的位置;当气泡停在如图乙所示的位置时,说明瓷砖的 (选填“左”或“右”)侧偏高.
【答案】(1)A比B长
(2)增大;能量守恒
(3)右
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解:(1)由题意可知,A在B的上方,其实际长要比B更长一些,如果看到B更长,这际是眼睛的一种错觉;
(2)在“怪坡”上,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,人和自行车的速度增大,动能增大,如果人和自行车重力势能也增大,则违反了能量守恒定律;
(3)由图2可知,当瓷砖水平时,气泡会在水平仪的中间位置,当右侧偏高时,水会向较低的左侧流动,从而将气泡挤向右侧,故图中的情形说明瓷砖的右侧偏高.
故答案为:(1)A比B长;(2)增大;能量守恒;(3)右.
【分析】(1)根据题意,结合题干中的描述可判断弧线A和B的长度关系;
(2)动能的大小与速度和质量有关,质量一定时,速度越大,动能越大;机械能等于动能与势能之和,在只有动能和势能转化时,机械能守恒;
(3)根据水的流动性,可判断水的流动情况,进而判断气泡的位置,从而推理得出平面是否水平.
17.(2022八下·勃利期末)图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行(脚离地)的情景。
(1)彬彬的动能和重力势能是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
【答案】(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增大;将重力势能转化为动能。
(2)车座表面做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较;减小压强的方法及其应用
【解析】【分析】(1)质量一定时,加速下落的物体动能变大,重力势能减小,重力势能转化为动能;
(2)压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
18.(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。
19.(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。
1 / 112.4 《跨学科实践:自行车》 筑基提能同步分层练习设计(提升版) 初中物理八年级下册(教科版2024)
一、单选题
1.(2025八下·南海期中)如题图所示,小华骑自行车绕着圆形花坛匀速运动。下列说法正确的是
A.小华的运动状态没有改变
B.停止蹬车后车会慢慢停下,说明运动需要力来维持
C.车垫对小华的支持力与小华对车垫的压力是一对相互作用力
D.车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
2.(2024八下·罗定期末)小明从景点扫码骑公共自行车回到酒店,他发现自行车刹车时,需要用力握手闸使自行车停止下来,如图所示事实或现象中增大摩擦的方法与小明刹车时所应用的原理相同的是( )
A.皮带传动需将皮带张紧
B.轮胎表面有槽纹
C.轴承内部有滚珠
D.在齿轮间加入润滑油
3.(初中物理八年级下学期 第八章 运动和力 综合复习(广西专用))自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。以下分析中,错误的是( )
A.脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
4.(2024八下·乐山期末) 自行车是最常见的绿色交通工具,具有低碳环保的优点。停放自行车时,若要从如图的四点中选择一点施加竖直向上的力,将后轮略微提起。其中最省力的是( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
5.(2016八下·青海期末)一中学生骑自行车下坡时,不蹬脚踏板恰好匀速向下运动.在此过程中,他的动能、势能和机械能的变化情况是( )
A.动能不变,势能减小,机械能减小
B.动能增大,势能减小,机械能不变
C.动能减小,势能减小,机械能减小
D.动能不变,势能减小,机械能不变
6.(2017八下·官渡期末)如图所示.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
7.(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
8.(2017八下·灯塔期中)自行车是我们熟悉的交通工具.从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识.以下分析中正确的是( )
A.脚踏板凹凸不平花纹是通过使接触面粗糙来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.车轮使用圆形是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
9.(2020八下·石家庄期末)自行车是我们熟悉的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。以下分析中,正确的是( )
A.脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的
B.轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来增大摩擦的
C.刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的
D.在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的
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
三、实验填空题
11.阅读下面材料,回答所提问题:山地自行车
山地自行车的特点是:有变速器,较宽的轮胎.
山地自行车的变速器,一般有18速,21速,24速,27速以及30速.变速器是通过改变链盘和飞轮的大小,从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力的大小.正确运用变速器,能应付平路,上下坡,土路,顶风等复杂路况.如在平路骑行时,可以使用较大的链盘和较小的飞轮组合,使骑行速度更快.
山地自行车的轮胎,不仅直接关系骑手骑行时车所受的阻力大小,还与抗震性能好有关.适当提高轮胎内空气压,可减少骑行时车所受的阻力,但轮胎内空气压太高或太低,车的抗震性能都变差.
山地自行车的轮胎还直接关系车的受力,正常骑行时,使后轮转动,后轮受到来自地面的摩擦力使自行车获得前进的动力;刹车时,用力捏紧刹车把,使后轮停止转动,刹车片与轮胎及地面与轮胎的摩擦力又能使自行车迅速停下来.
请回答下列问题:
(1)用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,山地自行车的 能将增大.
(2)有时自行车的车胎气压不够,骑行起来明显感觉阻力变 ;(填“大”或“小”)
(3)在上坡时,为了更容易上坡,应适当变换调速器,即采用较 的链盘和较 的飞轮组合.(两空均选填“大”或“小”).
(4)当要刹车时,用力捏紧刹车把,这是通过增大 的方法来增大刹车片与后轮的摩擦力.
(5)请你举出自行车上用到的另一个物理知识: .
12.(2016八下·顺德期末)阅读下面的短文,回答文后的问题:
水火箭
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,将废弃的饮料瓶灌入适量的水,利用打气筒充入空气到达一定的压力,“压力空气”把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,水火箭就能以一定的加速度快速上升,通过尾翼稳定的在空中飞行,最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型,如图所示.
在学校科技节活动中,科技兴趣小组在老师的指导下制作了一支“水火箭”,实验器材包括:饮料瓶、气筒、自行车气门、橡皮塞、水等,为达到更好效果,兴趣小组的同学先研究了水火箭竖直向上的运动过程,从开始运动到水完全喷出时,瓶子和瓶中的水始终受到竖直向上的推动力,之后,向上的推动力消失,水火箭由于惯性继续上升一段距离后开始下落.
(1)水火箭升空时的施力物体是 ,从机械能的角度看,水火箭在加速上升过程中动能 ,势能 .(选填“增大”“减小”或“不变”).
(2)试验后,老师提出问题:水火箭上升高度与什么因素有关?
小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关;小华猜想:可能与瓶子的形状有关;
你认为影响因素还有 (写出一条).
(3)兴趣小组通过实验发现,橡皮塞插入瓶口的深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设每一次充入的气量相同),水火箭升空的高度就不同,他们选用同一个饮料瓶,瓶中水量为200mL,通过楼层上的观察员目测实验数据,结果如下:
瓶塞塞入深度 浅 深 更深
高度/m 2 5 12
同学们经过讨论发现,橡皮塞插入瓶口的深度加深,其实是增大了橡皮塞与瓶口的压力,从而增大了橡皮塞与瓶口的 ,使橡皮塞不容易压出.
13.(2023八下·伊州期末)自行车是我们熟悉的交通工具。
(1)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人与自行车的 能转化为 能。
(2)某人骑自行车在平直水平路面上以5m/s的速度匀速行驶,自行车所受阻力为14N,在10s内自行车克服阻力做的功为 J,功率为 W。
(3)自行车的车把相当于轮轴,是一个 (选填“省力”或“费力”)机械。如图是自行车手闸示意图,当图中手对车闸的作用力F=12N时,刹车拉线受到力的大小为 N。
14.(2021八下·大名期末)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:
15.(2023八下·湛江期末)阅读材料,回答问题
小轮车
如图所示,小轮车是指车轮半径为20英寸的自行车。车身一般采用合金材料制成,可以承受从几米高的地方快速落下的冲力。车把可以转动360度,前后轮都装有供脚踩的“火箭筒”等。
小轮车运动是近年来兴起的一项极富挑战性的新型体育运动。常见的比赛平地花式赛最基本的动作有后轮点地跳、前轮点地跳、擦轮、定车、过桥等,赛场上,运动员首先用力蹬车加速上升,越过最高坡道,而后又疾驰而下,跨过不同坡道,不断上升、下降,最终冲向终点。比赛过程中,优秀运动员一次可跨越几个坡道。车手们的精彩表现给观介带来了速度、力量与美的享受。
(1)小轮车的车身一般采用切性好、硬度大的合金材料制成,这样做的目的是 ;
(2)运动员用力蹬车可加速上升,表明力可以改变物体的 ,到达坡道最高点时自行车仍继续向前运动,这是因为自行车具有 。
(3)运动员骑车离地飞跃到最高空时,如果不考虑空气阻力,小轮车下落过程中,重力势能逐渐变 .动能变 ,机械能 。
四、解答与计算题
16.“怪坡”是大自然中一种奇妙现象,在“怪坡”上,水可以自行往高处流,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,可是要想从坡顶下来就必须得用力蹬车才行,你说这种坡怪不怪!近些年,许多旅游城市的著名景点中也相继出现了“怪坡”,“怪坡”如此的神奇,无数游客慕名而来,参观、体验后连连称绝,大呼不可思议!没法用常理来解释啊!甚至有的报刊大肆宣扬“怪坡”是鬼神作祟.
在图甲中,左侧公路是厦门的文凭路,右侧的上坡路就是著名的厦门“怪坡”.许多科学工作者来到这里进行实地考察,他们先排除了由于“重力异常”、“磁场干扰”的可能性,然后利用专业测量高度的仪器﹣水准仪,选取“怪坡”上不同位置作为研究点,反复多次测量其实际高度,对测量数据进行处理分析后,“怪坡”的神秘面纱终于被揭开了,数据显示人们亲眼看到的“怪坡”中沿“上坡”方向选取的研究点不是越来越高,而是依次降低,这个95m长的“怪坡”的坡顶比坡底还要低出1.6m,它的“上坡”其实就是个真正意义的下坡,难怪水会往高处流!
原来,怪坡与文凭路之间的小山坡(如图乙的3D俯视效果图所示)作为参照物,给人的眼睛造成了强烈的视觉误差,这实际上是左氏错觉现象.左氏错觉是指人眼受周围参照物的影响而产生不真实的视觉感受,就像图丙中的长线原本是平行的,但是在周围短线出现后,视觉受到干扰就认为那些线不平行了.怪坡原本是向下的下坡,但是,两条路之间的小山坡的面积快速增大,就好像是由怪坡向上和旁边的文凭路向下延伸导致的,从而形成了错觉,我们被自己眼睛看到的景象欺骗了.由此可见,“眼见为实”有纰漏,科学测量正乾坤.
(1)图1中,弧线A和弧线B的实际长度的大小关系为 ( 选填“一样长”、“A比B长”或“B比A长”)
(2)在“怪坡”上,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,人和自行车的动能 (选填“增大”或“减小”),如果人和自行车重力势能也增大,则违反了 定律;
(3)工人师傅在铺设地面瓷砖时,要用到气泡水平仪.当铺设的瓷砖水平时,放在瓷砖上的水平仪气泡停在如图甲所示的位置;当气泡停在如图乙所示的位置时,说明瓷砖的 (选填“左”或“右”)侧偏高.
17.(2022八下·勃利期末)图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行(脚离地)的情景。
(1)彬彬的动能和重力势能是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
18.(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.
19.(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】力作用的相互性;物体运动状态的变化;平衡力的辨别;力与运动的关系
【解析】【解答】 A.小华骑自行车绕着圆形花坛匀速运动,运动方向改变,小华的运动状态改变,故A错误;
B.停止蹬车后,自行车受到阻力作用会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.车垫对小华的支持力与小华对车垫的压力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D.车受到的重力和地面对车的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【分析】A。运动状态包括速度大小和运动方向;
B.力不是维持物体运动的原因;
C.相互作用力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上;
D.二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
2.【答案】A
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】刹车时,用力握手闸,通过增大压力来增大摩擦力,使自行车能够更快地停止下来,
A.皮带传动需将皮带张紧,可增大皮带与皮带轮之间的压力来增大摩擦力,故A符合题意;
B.轮胎表面有槽纹,接触面更粗糙,增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B不符合题意;
C.轴承内部的滚珠,变滑动为滚动来减小摩擦力,故C不符合题意;
D.在齿轮间加入润滑油,使接触面彼此分离来减小摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
【分析】接触面的粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦力;接触面越粗糙,摩擦力越大;加润滑油,利用减小摩擦力。
3.【答案】B
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、脚踏凸凹不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A正确;
B、轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故B错;
C、刹车时用力捏刹车,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故C正确.
D、在转动的部分加润滑油是形成一层油膜,使接触面变光滑来减小摩擦,故D正确.
故选B.
【分析】自行车的结构和使用过程中涉及到不少有关摩擦的知识,有的需要增大摩擦力,增大摩擦力的方法通常是增大压力的大小和接触面的粗糙程度;有的需要减小摩擦力,减小摩擦力的方法有:减小压力大小、使接触面更光滑、使接触面彼此分离、变滑动为滚动等.在自行车的结构上,由不少地方涉及到摩擦知识,有的是为了增大摩擦,有的是为了减小摩擦,分析时掌握增大和减小摩擦的方法是关键.
4.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 根据图片可知,自行车可看作一个杠杆,根据杠杆平衡的条件当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小;如图所示,将后轮提起时,前轮的轴为支点,A点对应动力臂最长,所以最省力的是A点,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最省力,必须使动力臂最长。
5.【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化;机械能及其转化
【解析】【解答】解:一中学生骑自行车下坡时,恰好匀速向下运动,质量不变,速度不变,动能不变.高度减小,重力势能减小.机械能=动能+势能,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,动能不变,重力势能减小,机械能减小.
故选A.
【分析】一中学生骑自行车下坡时,恰好匀速向下运动,没有发生弹性形变,不考虑弹性势能,判断的动能、势能和机械能的变化情况主要从动能、重力势能大小的影响因素考虑.(1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.(3)机械能=动能+势能.
6.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解: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.
故选B.
【分析】(1)动能大小跟质量、速度有关.质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大.(2)重力势能大小跟质量、被举得高度有关.被举得高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大.
7.【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.
8.【答案】A,C,D
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、脚踏凸凹不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,A符合题意;
B、轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,B不符合题意;
C、刹车时用力捏刹车,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,C符合题意;
D、车轮使用圆形是通过变滑动为滚动来减小摩擦,D符合题意.
故答案为:ACD.
【分析】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;
减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,从而即可求解.
9.【答案】B,C
【知识点】增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.脚踏板上的摩擦是有益的,因此要增大,它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,A不符合题意;
B.轮胎与地面的摩擦是有益的,因此要增大,它是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的,B符合题意;
C.车闸与车脚的摩擦是有益的,因此增大压力可以增大摩擦,故用力捏刹车把,C符合题意;
D.在转动的部分摩擦是有害的,加润滑油是为了减小摩擦但不是通过变滑动为滚动来减小摩擦的,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】压力一定时,通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦;增大压力可以增大摩擦。
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】(1)动
(2)大
(3)小;大
(4)压力
(5)车把是轮轴能省力
【知识点】动能大小的比较
【解析】【解答】解:(1)用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,在质量不变的情况下,速度变大,动能变大;
(2)自行车的车胎气压不够时,轮胎与地面的接触面的粗糙程度加大,所以与地面的摩擦力增大,骑行起来明显感觉阻力变大;
(3)在上坡时,为了更容易上坡,应适当变换调速器减速,即采用较小的链盘和较大的飞轮组合;
(4)当要刹车时,用力捏紧刹车把,这是通过增大压力增大刹车片与车轮的摩擦力;
(5)自行车上很多与物理知识有关,例如:车把是轮轴省力;车座做的宽大,减小压强;轮胎外胎有花纹,增大摩擦力等.
故答案为:(1)动;(2)大;(3)小;大;(4)压力;(5)车把是轮轴能省力.
【分析】(1)影响动能大小的因素:质量、速度;
(2)接触面的粗糙程度越大摩擦力越大;
(3)速度减小,可以增大动力;
(4)增大压力可以增大摩擦力;
(5)根据实际列举有关物理应用.
12.【答案】(1)水;增大;增大
(2)瓶塞气嘴口径的大小
(3)摩擦力
【知识点】动能和势能的大小变化;控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】解:(1)高压气体给水和橡皮塞一向下的力,力的作用是相互的,橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空;水火箭在匀速上升的过程中,质量不变,速度不变,动能不变.质量不变,高度增大,重力势能增大;(2)根据水火箭升空的原理,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空.可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关;(3)加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦的.故答案为:(1)水;增大;增大;(2)瓶塞气嘴口径的大小;(3)摩擦力.
【分析】(1)当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大.重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.(2)根据水火箭升空的原理,水火箭上升高度可能与受到阻力有关,可能与瓶中气体的压强有关,此题答案不唯一,合理即可;(3)根据增大摩擦力的方法进行解答即可.
13.【答案】(1)重力势;动
(2)700;70
(3)省力;48
【知识点】功率的计算;动能和势能的大小变化;杠杆的平衡分析法及其应用;轮轴及其他常见简单机械;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)当人骑自行车下坡时,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,将重力势能转化为动能;
(2)自行车克服阻力做的功W=Fs=Fvt=14N×5m/s×10s=700J,功率;
(3)自行车的车把可以绕中心转动,相当于轮轴,由于动力半径大于阻力半径,是一个 省力机械;根据手对车闸的作用力F=12N,F1R=F2r,12N×12cm=F2×3cm,F2=48N。
【分析】(1)加速下落时,重力势能变小,动能变大;
(2)根据W=Fs,可以计算做功多少;利用,计算功率的大小;
(3)半径不同的圆绕轴心转动,是轮轴,动力半径更大时,是省力的机械;根据F1R=F2r,可以计算轮轴上的力的大小。
14.【答案】(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
【知识点】动能和势能的大小变化;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,通过增大压力的方法,增大钢圈摩擦的。
(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。
【分析】(1)接触面的粗糙程度一定时,增大压力可以增大摩擦力;
(2)从高处自由下落的物体,重力势能转化为动能。
15.【答案】(1)承受从几米高的地方快速落下的冲力
(2)运动状态;惯性
(3)减小;增大;不变
【知识点】动能和势能的大小变化;力的作用效果;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)根据材料第一段可知,小轮车的车身一般采用弹性好、硬度大的合金材料制成,这样做的目的是:承受从几米高的地方快速落下的冲力。
(2)①运动员用力蹬车可加速上升,表明力可以改变物体的运动状态;
②到达坡道最高点时自行车仍继续向前运动,这是因为自行车具有惯性。
(3)如果不考虑空气阻力,小轮车下落过程中,质量不变,高度减小,则重力势能减小;质量不变,速度增大,则动能增大。由于没有能量损失,因此机械能不变。
【分析】(1)根据材料的第一段分析解答;
(2)①运动状态的改变包括:由静止变运动,由运动变静止,速度大小改变或运动方向改变;
②物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,根据机械能守恒的知识分析解答。
16.【答案】(1)A比B长
(2)增大;能量守恒
(3)右
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解:(1)由题意可知,A在B的上方,其实际长要比B更长一些,如果看到B更长,这际是眼睛的一种错觉;
(2)在“怪坡”上,人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶,人和自行车的速度增大,动能增大,如果人和自行车重力势能也增大,则违反了能量守恒定律;
(3)由图2可知,当瓷砖水平时,气泡会在水平仪的中间位置,当右侧偏高时,水会向较低的左侧流动,从而将气泡挤向右侧,故图中的情形说明瓷砖的右侧偏高.
故答案为:(1)A比B长;(2)增大;能量守恒;(3)右.
【分析】(1)根据题意,结合题干中的描述可判断弧线A和B的长度关系;
(2)动能的大小与速度和质量有关,质量一定时,速度越大,动能越大;机械能等于动能与势能之和,在只有动能和势能转化时,机械能守恒;
(3)根据水的流动性,可判断水的流动情况,进而判断气泡的位置,从而推理得出平面是否水平.
17.【答案】(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增大;将重力势能转化为动能。
(2)车座表面做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。
【知识点】动能大小的比较;势能大小的比较;减小压强的方法及其应用
【解析】【分析】(1)质量一定时,加速下落的物体动能变大,重力势能减小,重力势能转化为动能;
(2)压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
18.【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。
19.【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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