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第八章 运动和力 单元同步复习卷
一、单选题
1.假如没有摩擦,将发生下列现象,错误的说法是( )
A.我们不能抓笔写字 B.微风可以沿铁轨将火车吹动
C.机械零件的磨损将减小 D.人们仍然可以走路
2.如图所示,细绳上端固定在0点,下端系一个小球,则球在水平面内做圆周运动.假如从某一时刻起,细绳断裂,且小球所受的一切外力同时消失那么小球将( )
A.做匀速直线运动 B.立即停止运动
C.运动越来越慢 D.仍做圆周运动
3.如图,手拉着木块在粗糙程度不变的水平面上做加速运动,则木块受到的摩擦力大小( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.总是等于拉力的大小
4.为了提高全民健身意识,增强国民体质,相关部门在居民区里安装了如图所示的健身器材。下列器材在使用过程中为了减小摩擦的是( )
A.漫步机上的脚踏滚动圆柱
B.背部按摩器上的凸起圆点
C.划船器座椅上的凸起圆点
D.腿部按摩器上的楞条形花纹
5.下列物体中,受平衡力作用的是( )
A.静止在水平桌面上的文具盒 B.向上抛出的皮球
C.沿滑梯加速下滑的小孩 D.减速行驶的火车
6.关于运动和力的关系,正确的是( )
A.物体受到力的作用,运动状态一定发生改变
B.物体不受力的作用,运动状态一定不会改变
C.物体运动状态不变,说明它不受力的作用
D.物体运动状态改变了,不一定受到力的作用
7.手提水桶静止不动,属于平衡力的是( )
A.手对桶的拉力和桶对地球的引力
B.桶对手的拉力和桶受的重力
C.手对桶的拉力和桶受的重力
D.桶受的重力和桶对地球的引力
8.如图所示,各物体受到两个力,其中彼此平衡的是( )
A. B.
C. D.
9.下列说法中,正确的是( )
A.静止的物体一定不受力的作用
B.运动的物体一定受到力的作用
C.物体运动方向发生改变,一定受到力的作用
D.物体受到力的作用,速度大小一定发生改变
10.如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮在水平面上做匀速圆周运动,忽略空气阻力,则橡皮在做匀速圆周运动过程中( )
A.橡皮受平衡力作用
B.橡皮运动状态没有发生改变
C.橡皮受到的合力不为零
D.橡皮能保持匀速圆周运动是因为它具有惯性
二、填空题
11.如图所示,小明将篮球向篮筐抛出,说明力可以改变物体的 ;球离手后,由于 继续向上运动;若篮球的质量约为600g,则所受重力为 N。(g取10N/kg)
12.如图所示,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,若将手的握力增大到8N,手与水杯之间摩擦力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).若将水杯总重增加到2N,水杯仍然静止不动,则手与水杯之间摩擦力的大小为 N.
13.如图(甲)所示,物体甲重10N,被40N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图(乙)所示,物体乙重30N,在10N的水平拉力F乙作用下沿水平桌面匀速向右运动,则物体甲受到的摩擦力f甲= N,物体乙受到的摩擦力f乙= N。
14. 如图,一个重 1 000 N的箱子放在水平地面上,小荣用200 N的水平向右方向的力去推箱子,箱子不动,这时地面对箱子的摩擦力 (选填“>”“=”或“<”)200 N;推力增加到300 N时,箱子恰好做匀速直线运动;如果推力增加到400 N,这时地面对箱子的摩擦力等于 N。
15.如图甲所示,完全相同的A、B两物体叠放在水平桌面上,用F1=20N的水平拉力作用在B物体上,A、B一起向右做匀速直线运动,此时桌面对A的摩擦力为 N;若将A、B按图乙所示紧靠放于该桌面,用水平力F2推A,也能使A、B一起向右做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 N。
16.吊车以2m/s的速度将重物1×105N匀速向上提起,这时钢索对重物的拉力是 N;若钢索改为以3m/s的速度使重物匀速下降,此时钢索对重物的拉力大小是 N,方向竖直向上。
17.如图所示,用手握住油瓶(油瓶始终处于竖直方向且静止不动),油瓶所受摩擦力的方向 ;当握力增大时,油瓶受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.在打篮球的过程中,抛出的篮球在空中做曲线运动,说明正在空中的篮球受到的 平衡力,当三分进球后,落地的篮球最终在地面上停下来,说明力 改变物体运动状态的原因。(两空均选填“是”或“不是”),若正在地面滚动的篮球所受力全部消失,篮球将做 。
三、计算题
19.跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前,下落会越来越快,g取 。试求:
(1)假设一跳伞运动员的质量为65kg,在加速向下运动时所受空气阻力为100N,则该运动员所受的合力是多大?合力的方向如何?
(2)该跳伞运动员打开伞下降一会后,会匀速降落,当他匀速降落时受到的空气阻力多大?
20.在水平路面上,有一辆小车,重为4000N,运动时受到的阻力是车重的0.05倍,问:
(1)当150N的水平力拉小车时,小车静止不动,此时小车受到的阻力和合力分别是多大?
(2)小车做匀速直线运动时受到的拉力是多大?
(3)当用250N的水平向左的力拉小车时,小车将做什么运动?此时小车受到的合力是多大?方向如何?
四、作图题
21.如下图所示,质量为3kg的木块与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,画出木块的受力示意图。
22.
(1)如图所示为一木块静止在斜面上,请在图中画出该木块所受重力的示意图。
(2)如图所示,用垂直于竖直墙壁的力F将物体紧压在墙面上,物体处于静止状态,请画出物体在竖直方向上受到的力的示意图。
(3)在如图中作出静止在水平桌面上的物体受力示意图。
23.如图所示,单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,若小俊握杯的力F的变化如图乙所示,请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况。
五、实验探究题
24.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上铺上不同材料,让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下,在小车停下的位置分别做上标记、、。
(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的 相同;
(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布,则标记是小车在 表面下停下的位置;
(3)对上述实验进行分析并进一步推理:水平面光滑,小车不受阻力作用,小车将一直 ;
(4)小车在斜面释放前与最终静止在水平面上,下列物理量发生变化的是____。
A.质量 B.动能 C.重力势能 D.机械能
25.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置图,长木板固定不动。
(1)甲、乙两图中,当测力计拉着木块沿水平方向做 运动时,根据 条件,测力计的读数才等于滑动摩擦力。
(2)比较甲、乙两图,能否得出结论:“压力越大,滑动摩擦力越大”, 答: (填“能”或“不能”),这是因为 。
(3)丙图中木块匀速运动时测力计的读数是 N,滑动摩擦力的大小为 N。(不计滑轮、绳子的重量及二者间的摩擦)
26.在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,将同一木块的同一接触面分别放在粗糙程度不同的水平长木板上进行实验,用弹簧测力计测量木块在水平长木板上运动时所受的滑动摩擦力的大小,具体实验方案如图所示。
(1)实验时,应拉着弹簧测力计沿水平方向做 运动;
(2)设计甲、乙两组实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关;
(3)在甲图所示的实验中测得的滑动摩擦力为 ,在丙图所示的实验中测得的滑动摩擦力为 ,已知 ,则说明木块与木板之间的滑动摩擦力的大小与它们接触面之间的粗糙程度 。(选填“有关”或“无关”)
27.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验.小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)拉着木块在木板上做 运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出,滑动摩擦力大小与 有关。
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块.为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法: ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填“甲”或“乙”)进行比较。
六、综合题
28.物理兴趣小组的同学们利用如图甲所示的装置进行“二力平衡条件”的探究:
甲 乙
(1)实验中需要通过调整砝码的 来改变小车受到的拉力大小;
(2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡;
(3)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”),但小车仍处于静止状态.此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响;
(4)为尽量减少以上影响,小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示.为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小敏下一步操作是____;
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
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第八章 运动和力 单元同步复习卷
一、单选题
1.假如没有摩擦,将发生下列现象,错误的说法是( )
A.我们不能抓笔写字 B.微风可以沿铁轨将火车吹动
C.机械零件的磨损将减小 D.人们仍然可以走路
【答案】D
【解析】【解答】解:A、我们能抓住笔是依靠手与笔之间的摩擦,摩擦消失时,我们是无法完成抓笔写字的,A说法正确;
B、平时一阵微风是无法吹动火车的,因为火车受到风的作用力时,火车会受到和风力平衡的静摩擦力的作用,在平衡力作用下火车处于静止状态,而如果没有摩擦力,则火车只在风力作用下,就会由静止变为运动,B说法正确;
C、没有摩擦,机械零件的磨损将减小,C说法正确;
D、人走路时,鞋底相对于地面有向后的运动趋势,故鞋底受到摩擦力的方向向前,人走路是依靠鞋底与地面之间的摩擦力,当摩擦力消失时,人将无法走路,D说法错误。
故答案为:D。
【分析】根据摩擦力的作用分析摩擦力的重要性.
2.如图所示,细绳上端固定在0点,下端系一个小球,则球在水平面内做圆周运动.假如从某一时刻起,细绳断裂,且小球所受的一切外力同时消失那么小球将( )
A.做匀速直线运动 B.立即停止运动
C.运动越来越慢 D.仍做圆周运动
【答案】A
【解析】【解答】当细绳断裂,且小球所受的一切外力同时消失时,根据牛顿第一定律,小球将做匀速直线运动.之所以不会静止,是因为小球原来具有一定的运动速度,没有任何外力可以改变它的运动状态.
故答案为:A.
【分析】本题需要从牛顿第一定律来分析.牛顿第一定律指物体在不受任何外力的情况下,总保持静止或匀速直线运动状态.小球在做圆周运动时,受到细绳的拉力,并不符合牛顿第一定律的条件.所以只有当细绳断裂,且小球所受的一切外力同时消失时才可以使用牛顿第一定律.
3.如图,手拉着木块在粗糙程度不变的水平面上做加速运动,则木块受到的摩擦力大小( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.总是等于拉力的大小
【答案】C
【解析】【解答】解:由题意知,木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以木块所受的摩擦力不变,ABD错误,C正确.
故选C.
【分析】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关.
4.为了提高全民健身意识,增强国民体质,相关部门在居民区里安装了如图所示的健身器材。下列器材在使用过程中为了减小摩擦的是( )
A.漫步机上的脚踏滚动圆柱
B.背部按摩器上的凸起圆点
C.划船器座椅上的凸起圆点
D.腿部按摩器上的楞条形花纹
【答案】A
【解析】【解答】A.漫步机上的脚踏滚动圆柱,是滑动摩擦变为滚动摩擦,减小摩擦,A项符合题意;
B.背部按摩器上的凸起圆点,是通过减小受力面积,增大压强,B项不符合题意;
C.划船器座椅上的凸起圆点,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,C项不符合题意;
D.腿部按摩器上的楞条形花纹,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故D项不符合题意。
故答案为:A。
【分析】滑动摩擦变为滚动摩擦,可以减小摩擦。
5.下列物体中,受平衡力作用的是( )
A.静止在水平桌面上的文具盒 B.向上抛出的皮球
C.沿滑梯加速下滑的小孩 D.减速行驶的火车
【答案】A
【解析】【解答】解:A、静止在水平桌面上的文具盒,处于平衡状态,受平衡力作用,故A正确;
B、向上抛出的皮球,速度不断减小,运动状态不断改变,不受平衡力作用,故B错误;
C、沿滑梯加速下滑的小孩,速度不断增大,运动状态不断改变,不受平衡力作用,故C错误;
D、减速行驶的火车,速度不断减小,运动状态不断改变,不受平衡力作用,故D错误.
故选A.
【分析】物体静止或做匀速直线运动,处于平衡状态,受平衡力作用;物体不处于平衡状态时,不受平衡力作用.
6.关于运动和力的关系,正确的是( )
A.物体受到力的作用,运动状态一定发生改变
B.物体不受力的作用,运动状态一定不会改变
C.物体运动状态不变,说明它不受力的作用
D.物体运动状态改变了,不一定受到力的作用
【答案】B
【解析】【解答】解:A、物体受到非平衡力的作用时,运动状态一定会发生改变,但是受到平衡力的作用时,运动状态就不会发生变化,故A错误;
B、物体不受力的作用时,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,运动状态一定不会改变,故B正确;
C、物体的运动状态不变,可能不受力也可能受平衡力,故C错误;
D、物体运动状态发生改变了,一定受到力的作用,故D错误.
故选B.
【分析】力是改变物体运动状态的原因;
平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,处于平衡状态的物体受平衡力作用;
原来运动的物体,当不受外力时,物体将做匀速直线运动状态;原来静止的物体,当不受外力时,物体将保持原来静止的状态.
7.手提水桶静止不动,属于平衡力的是( )
A.手对桶的拉力和桶对地球的引力
B.桶对手的拉力和桶受的重力
C.手对桶的拉力和桶受的重力
D.桶受的重力和桶对地球的引力
【答案】C
【解析】【解答】A:手对桶的拉力和桶对地球的引力,受力物体不相同,肯定不是平衡力,A错误;B:桶对手的拉力和桶受的重力,受力物体不相同,肯定不是平衡力,B错误;C:手对桶的拉力和桶受的重力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,都是作用在桶上,是一对平衡力,C正确;D:桶受的重力是由于地球对桶的吸引产生的,桶对地球的引力和地球对桶的引力是相互作用力,桶受的重力和桶对地球的引力不是平衡力,D错误。故选C。
【分析】平衡力必须同时满足以下条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上。
8.如图所示,各物体受到两个力,其中彼此平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答A.图中的两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故A符合题意;
B.图中的两个力大小不相等,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.图中的两个力没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.图中的两个力没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故D不符合题意;
故选A。
【分析】二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
9.下列说法中,正确的是( )
A.静止的物体一定不受力的作用
B.运动的物体一定受到力的作用
C.物体运动方向发生改变,一定受到力的作用
D.物体受到力的作用,速度大小一定发生改变
【答案】C
【解析】【解答】解:A、静止的物体可能受到平衡力作用,如静止在桌面上的茶杯,受到重力与支持力这一对平衡力作用,故A错误;
B、物体的运动不需要力来维持,运动的物体可能不受力也可能受平衡力,故B错误;
C、力是改变物体运动状态的原因,物体运动方向发生改变,说明运动状态发生改变,一定受到力的作用,故C正确;
D、物体受到力的作用,但受到的是平衡力,运动状态不发生变化,速度大小不变,或受到非平衡力的作用,只改变运动方向,速度大小不变,故D错误.
故选C.
【分析】(1)物体受平衡力作用、所受合力为零时,处于平衡状态,可以静止,也可能做匀速直线运动.(2)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持;(3)运动状态的改变包括运动方向的改变和运动速度的改变.
10.如图所示,用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮在水平面上做匀速圆周运动,忽略空气阻力,则橡皮在做匀速圆周运动过程中( )
A.橡皮受平衡力作用
B.橡皮运动状态没有发生改变
C.橡皮受到的合力不为零
D.橡皮能保持匀速圆周运动是因为它具有惯性
【答案】C
【解析】【解答】A.橡皮的运动状态发生了改变,所以受的不是平衡力,A不符合题意;
B.橡皮的运动方向不停改变,所以运动状态发生了改变,B不符合题意;
C.橡皮的运动状态不断变化,受非平衡力的作用,即橡皮受到的合力不为零,C符合题意;
D.惯性指的是物体会保持原来的运动状态不变的性质,而橡皮的运动状态改变了,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受平衡力的作用下或不受力,保持静止状态或匀速直线运动状态;物体受非平衡力的作用下,物体的运动状态会发生改变。
忽略空气阻力,对橡皮进行受力分析。
物体受非平衡力的作用下,物体的运动状态会发生改变;惯性是保持运动状态不变的性质。
二、填空题
11.如图所示,小明将篮球向篮筐抛出,说明力可以改变物体的 ;球离手后,由于 继续向上运动;若篮球的质量约为600g,则所受重力为 N。(g取10N/kg)
【答案】运动状态;惯性;6
【解析】【解答】 小明将篮球向篮筐抛出,篮球的速度方向和速度大小均改变,说明力可以改变物体的运动状态;篮球球离开手后由于具有惯性还能继续向前进,篮球的质量为0.6kg,根据G=mg计算篮球的重力为。
综上 第1空、运动状态; 第2空、惯性; 第3空、6.
【分析】1、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;
2、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
12.如图所示,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,若将手的握力增大到8N,手与水杯之间摩擦力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).若将水杯总重增加到2N,水杯仍然静止不动,则手与水杯之间摩擦力的大小为 N.
【答案】不变;2N
【解析】【解答】瓶子静止、处于平衡状态,所以瓶子受到的摩擦力等于瓶子的重力,
手的握力增大,瓶子重不变,所以手与水杯之间摩擦力的大小不变;将水杯总重增加到2N,水杯仍然静止不动,瓶子受到的摩擦力等于瓶子和水的总重,大小为2N.
故答案为:不变;2N.
【分析】根据二力平衡的条件,当物体静止或匀速直线运动时,受平衡力的作用,平衡力的大小相等,方向相反.
13.如图(甲)所示,物体甲重10N,被40N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图(乙)所示,物体乙重30N,在10N的水平拉力F乙作用下沿水平桌面匀速向右运动,则物体甲受到的摩擦力f甲= N,物体乙受到的摩擦力f乙= N。
【答案】10;10
【解析】【解答】以甲为研究对象,甲物体在水平方向受到压力F甲和墙壁的支持力,竖直方向受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力f甲,由于甲物体静止,这两对力都是平衡力,所以
以乙为研究对象,乙物体在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,水平方向受到水平向右的拉力F乙和水平向左的摩擦力f乙,由于乙匀速向右运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,所以,物体乙受到的摩擦力
【分析】静止的物体受到平衡力的作用,二力平衡时,力的大小相等。
14. 如图,一个重 1 000 N的箱子放在水平地面上,小荣用200 N的水平向右方向的力去推箱子,箱子不动,这时地面对箱子的摩擦力 (选填“>”“=”或“<”)200 N;推力增加到300 N时,箱子恰好做匀速直线运动;如果推力增加到400 N,这时地面对箱子的摩擦力等于 N。
【答案】=;300
【解析】【解答】(1)箱子受200N的水平推力时,箱子未动,即箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于200N;
(2)当水平推力增大到300N时,箱子恰好做匀速运动,所以此时滑动摩擦力与推力是一对平衡力,则f滑=F推'=300N;当水平推力增大到400N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以箱子受到的滑动摩擦力大小不变,仍为300N。
【分析】(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
15.如图甲所示,完全相同的A、B两物体叠放在水平桌面上,用F1=20N的水平拉力作用在B物体上,A、B一起向右做匀速直线运动,此时桌面对A的摩擦力为 N;若将A、B按图乙所示紧靠放于该桌面,用水平力F2推A,也能使A、B一起向右做匀速直线运动,则此时A对B的推力为 N。
【答案】20;10
【解析】【解答】将图甲中A、B看成一个整体,则这个整体在水平方向上受到拉力F1和桌面对这个整体的摩擦力作用,做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,而桌面对这个整体的摩擦力就是桌面对A的摩擦力,所以桌面对A的摩擦力f=20N,图乙中,A、B紧靠放于该桌面,且A、B两物体完全相同,则桌面所受的压力,接触面的粗糙程度不变,所以A、B这个整体此时所受的摩擦力不变,仍为20N。则A、B整体此时在水平方向上所受的推力F2和桌面对整体的摩擦力是一对平衡力,那么F2=f=20N,A对桌面的压力是A、B整体对桌面的压力的一半,所以A受到的桌面的摩擦力也为整体所受的摩擦力的一半,即 ,A在水平方向受到水平向左的B对A的推力、桌面的摩擦力和水平向右的推力F2的作用,则B对A的推力FBA=F2-fA=20N-10N=10N,而A对B的推力与B对A的推力是一对相互作用力,所以A对B的推力为10N。
【分析】匀速直线运动的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度无关。
16.吊车以2m/s的速度将重物1×105N匀速向上提起,这时钢索对重物的拉力是 N;若钢索改为以3m/s的速度使重物匀速下降,此时钢索对重物的拉力大小是 N,方向竖直向上。
【答案】1×105;1×105
【解析】【解答】吊车以2m/s的速度将重物1×105N匀速向上提起,重物做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力是平衡力,大小相等,所以拉力大小F=G=1×105N。若钢索改为以3m/s的速度使重物匀速下降,重物做匀速直线运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力作用,拉力和重力仍然是平衡力,大小相等,所以拉力大小还是1×105N。
故答案为:1×105;1×105.
【分析】物体处于平衡状态,受平衡力作用,据此分析解答.
17.如图所示,用手握住油瓶(油瓶始终处于竖直方向且静止不动),油瓶所受摩擦力的方向 ;当握力增大时,油瓶受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】竖直向上;不变
【解析】【解答】
第1空 因为油瓶始终处于竖直方向且静止不动,瓶子处于平衡状态,瓶子所受的重力与所受摩擦力是一对平衡力,所以油瓶所受摩擦力的方向是竖直向上,
第2空 因为f=G,所以当握力增大时,油瓶受到的摩擦力不变
【分析】
第1空 由二力平衡的知识点可以判断
第2空 因为重力不变,所以摩擦力液不变
18.在打篮球的过程中,抛出的篮球在空中做曲线运动,说明正在空中的篮球受到的 平衡力,当三分进球后,落地的篮球最终在地面上停下来,说明力 改变物体运动状态的原因。(两空均选填“是”或“不是”),若正在地面滚动的篮球所受力全部消失,篮球将做 。
【答案】不是;是;匀速直线运动
【解析】【解答】抛出的篮球在空中做曲线运动处于非平衡状态,说明正在空中的篮球受到的不是平衡力。
落地前篮球处于运动状态,落地后篮球最终在地面上停下来,说明力是改变物体运动状态的原因。
正在地面滚动的篮球所受力全部消失,根据牛顿第一定律,篮球将做匀速直线运动。
【分析】物体平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时,就叫做二力平衡。
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的,因而不能用实验来证明这一定律)。
三、计算题
19.跳伞运动员在从飞机上跳下、降落伞没有打开之前,下落会越来越快,g取 。试求:
(1)假设一跳伞运动员的质量为65kg,在加速向下运动时所受空气阻力为100N,则该运动员所受的合力是多大?合力的方向如何?
(2)该跳伞运动员打开伞下降一会后,会匀速降落,当他匀速降落时受到的空气阻力多大?
【答案】(1)解:跳伞运动员受竖直向下的重力 ,受竖直向上的力 ,
则此时他受到的合力 ,方向与重力的方向相同:竖直向下。
(2)解:跳伞员动员匀速向下运动,处于平衡状态,由平衡条件知:当他匀速降落时受到的空气阻力F’=G=650N。
【解析】【分析】(1)先对跳伞运动员受力分析,然后由力的合成方法求合力.
(2)跳伞运动员匀速向下运动,处于平衡状态,由平衡条件求他匀速降落时受到的空气阻力.
20.在水平路面上,有一辆小车,重为4000N,运动时受到的阻力是车重的0.05倍,问:
(1)当150N的水平力拉小车时,小车静止不动,此时小车受到的阻力和合力分别是多大?
(2)小车做匀速直线运动时受到的拉力是多大?
(3)当用250N的水平向左的力拉小车时,小车将做什么运动?此时小车受到的合力是多大?方向如何?
【答案】(1)解:小车静止不动,所以小车处于平衡状态,此时小车受平衡力,
由二力平衡的条件得, = =150N,
由于二力大小相等方向相反,所以合力等于0N;
(2)解:由 =0.05G=0.05×4000N=200N,
当小车作匀速直线运动时,小车处于平衡状态,此时小车受平衡力,
由二力平衡的条件得, = =200N;
(3)解:当用250N的水平向左的力拉小车时,因小车压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力大小不变,仍为200N,
拉力方向向左,则摩擦力方向向右,
此时 =250N-200N=50N,合力方向向左;
因为力是改变物体运动状态的原因,则小车将向左做加速运动,.
【解析】【分析】(1)静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等,合力为零;
(2)根据物体匀速直线运动受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;
(3)摩擦力大小和压力、接触面的粗糙程度有关;根据物体受到的力计算合力。
四、作图题
21.如下图所示,质量为3kg的木块与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,画出木块的受力示意图。
【答案】
【解析】【解答】解:木块随小车一起做匀速直线运动,相对于小车没有相对运动或相对运动的趋势,不受摩擦力,木块受到的重力大小为G=mg=3kg×10N/kg=30N,木块受到的重力方向竖直向下,作用点在它的重心;木块还受到小车对它竖直向上的支持力,和重力大小相等,作用点也画在木块的重心;故作图如下:
【分析】物体向右匀速运动,所以物体受到重力G和小车对它的支持力F,这两个力是一对平衡力,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
22.
(1)如图所示为一木块静止在斜面上,请在图中画出该木块所受重力的示意图。
(2)如图所示,用垂直于竖直墙壁的力F将物体紧压在墙面上,物体处于静止状态,请画出物体在竖直方向上受到的力的示意图。
(3)在如图中作出静止在水平桌面上的物体受力示意图。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)解:如图所示:
(3)解:如图所示:
【解析】【分析】重力的方向竖直向下,摩擦力的方向和物体相对运动方向相反,当物体静止时,受到的支持力和重力是平衡力.
23.如图所示,单手握住一个重为G的茶杯,茶杯保持静止状态,若小俊握杯的力F的变化如图乙所示,请在图丙中画出茶杯与手之间的摩擦力f的大小变化情况。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】如图甲所示,茶杯保持静止状态(平衡状态),则茶杯受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力;由图乙可知,小金握杯的力F逐渐增大,但杯子仍然是静止的,且杯子的重力G不变,所以茶杯与手之间的摩擦力为 不变,如下图所示:
【分析】静止的物体受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等。
五、实验探究题
24.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上铺上不同材料,让同一小车从斜面上的同一高度由静止滑下,在小车停下的位置分别做上标记、、。
(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的 相同;
(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布,则标记是小车在 表面下停下的位置;
(3)对上述实验进行分析并进一步推理:水平面光滑,小车不受阻力作用,小车将一直 ;
(4)小车在斜面释放前与最终静止在水平面上,下列物理量发生变化的是____。
A.质量 B.动能 C.重力势能 D.机械能
【答案】(1)速度
(2)木板
(3)匀速直线运动
(4)C;D
【解析】【解答】(1)用同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时小车的速度相等。
(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布,木板接触面的粗糙程度最小,在木板上运动受到的阻力最小,滑行得最远,则标记C是小车在木板表面下停下的位置。
(3)对上述实验进行分析并进一步推理:水平面光滑,小车不受阻力作用,小车将一直匀速直线运动。
(4)小车在斜面释放前与最终静止在水平面上,小车都保持静止,动能都为零,但小车的高度减小,重力势能减小,机械能等于动能和势能之和,故机械能减小,故AB不符合题意,CD符合题意。
故选:CD。
故答案为:(1)速度;(2)木板; (3)匀速直线运动;(4)CD。
【分析】(1)要探究阻力对物体运动的影响,实验中应控制小车的初速度相同,为了使小车到达水平面具有相同的初速度,应使同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下。
(2)接触面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢,小车运动的距离越远。
(3)水平面光滑,小车不受阻力作用,小车将一直匀速直线运动。
(4)根据质量是物体的一种属性、分析机械能的变化回答。
25.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置图,长木板固定不动。
(1)甲、乙两图中,当测力计拉着木块沿水平方向做 运动时,根据 条件,测力计的读数才等于滑动摩擦力。
(2)比较甲、乙两图,能否得出结论:“压力越大,滑动摩擦力越大”, 答: (填“能”或“不能”),这是因为 。
(3)丙图中木块匀速运动时测力计的读数是 N,滑动摩擦力的大小为 N。(不计滑轮、绳子的重量及二者间的摩擦)
【答案】(1)匀速直线;二力平衡
(2)不能;没有控制接触面的粗糙程度相同
(3)2.4;4.8
【解析】【解答】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡条件,测力计的读数(拉力大小)才等于滑动摩擦力.
(2)研究滑动摩擦力与压力的关系时,要控制接触面的粗糙程度相同,比较甲、乙两图,接触面的粗糙程度不同,压力不同,故不能得出“压力越大,滑动摩擦力越大”的结论.
(3)丙图中测力计分度值为0.2N,木块匀速运动时测力计的读数是2.4N,即绳端拉力为2.4N;因动滑轮能省一半的力,且不计滑轮、绳子的重量及二者间的摩擦,由 可得,滑动摩擦力的大小f=2F=2×2.4N=4.8N.
故答案为:(1)匀速直线;二力平衡;(2)不能;没有控制接触面的粗糙程度相同;(3)2.4;4.8.
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论.
(3)根据测力计分度值读数,根据动滑轮省一半的力和二力平衡分析.
26.在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,将同一木块的同一接触面分别放在粗糙程度不同的水平长木板上进行实验,用弹簧测力计测量木块在水平长木板上运动时所受的滑动摩擦力的大小,具体实验方案如图所示。
(1)实验时,应拉着弹簧测力计沿水平方向做 运动;
(2)设计甲、乙两组实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 是否有关;
(3)在甲图所示的实验中测得的滑动摩擦力为 ,在丙图所示的实验中测得的滑动摩擦力为 ,已知 ,则说明木块与木板之间的滑动摩擦力的大小与它们接触面之间的粗糙程度 。(选填“有关”或“无关”)
【答案】(1)匀速直线
(2)压力
(3)有关
【解析】【解答】(1)实验时,为了测出摩擦力的大小,应用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,使木块受到平衡力,此时拉力等于摩擦力。
(2)甲、乙两组实验中,接触面的粗糙程度相同,压力不同,所以是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面所受压力的关系。
(3)图甲和图丙两组实验中,接触面所受的压力相同,图丙中接触面更粗糙,丙中物块受到的摩擦力更大,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
【分析】(1)弹簧滑动摩擦力大小时,要保持物体在水平面做匀速直线运动;
(2)当接触面的粗糙程度相同,压力不同时,可以探究滑动摩擦力和压力的关系;
(3)当压力相同,接触面的粗糙程度不同时,可以探究滑动摩擦力和接触面的粗糙程度的关系。
27.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验.小明用到了一个弹簧测力计、一块木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)拉着木块在木板上做 运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示,则木块受到的滑动摩擦力大小为 N。
(2)分析图甲、乙两次实验数据可以得出,滑动摩擦力大小与 有关。
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,进行了图丙的实验,当测力计示数达到最大值时仍没拉动木块.为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究,你建议小明可采取的办法: ,测出滑动摩擦力的大小,再和实验 (选填“甲”或“乙”)进行比较。
【答案】(1)匀速直线;4.2
(2)压力大小
(3)先将丙实验中木块上的砝码取下;甲
【解析】【解答】拉着木块在木板上做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,则木块受到的滑动摩擦力大小为4.2N。
分析图甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,摩擦力大小不同。可以得出:滑动摩擦力大小与压力大小有关。
丙是为了探究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,由于摩擦力较大,超过了测力计的量程,因此可使丙的压力与甲相同进行探究,所以先将丙实验中木块上的砝码取下,测出滑动摩擦力,再和甲实验进行比较。
【分析】滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系,涉及到实验原理(只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小)及控制变量法(研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变:在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,摩擦力越大;在接触面压力相同的条件下,接触面越粗糙,摩擦力越大)的运用和数据分析能力.
六、综合题
28.物理兴趣小组的同学们利用如图甲所示的装置进行“二力平衡条件”的探究:
甲 乙
(1)实验中需要通过调整砝码的 来改变小车受到的拉力大小;
(2)小组将相同质量的砝码放在左右两盘后,把小车转过一个角度,然后松手,观察到小车转动一定角度后恢复到静止状态,说明两个力必须作用在 才能平衡;
(3)某次实验中,当左盘砝码质量大于右盘时,小车两边的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”),但小车仍处于静止状态.此时小车受到的 (选填“是”或“不是”)平衡力,产生这一现象的原因可能是小车受到 的影响;
(4)为尽量减少以上影响,小敏提出将甲装置中的小车换成小卡片,如图乙所示.为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小敏下一步操作是____;
A.左右各加一个钩码
B.把卡片剪成两半
C.把卡片扭转一个角度
【答案】(1)个数
(2)同一直线
(3)不相等;是;摩擦力
(4)B
【解析】【解答】探究二力平衡条件时,
(1)实验中,钩码数目不同,拉力不同,需要通过调整砝码的个数,改变小车受到的拉力大小;
(2)两侧的拉力相同时,把小车转过一个角度,两侧的拉力不在同一直线上,小车先转动,后恢复到静止状态,可知两个力必须作用在同一直线才能平衡;
(3)当左盘砝码质量大于右盘时,小车两侧拉力不同,但小车处于静止状态,受平衡力,则小车受到了摩擦力的影响;
(4)根据图乙,将小车换成小卡片,若探究只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,则使力作用在不同物体上,可以将卡片剪成两半,观察现象,B符合题意。
【分析】(1)探究二力平衡条件时,改变钩码个数,可以改变拉力的大小;
(2)将小车扭转角度,使拉力不在同一直线上,探究二力平衡是否在同一直线;
(3)当小车受到摩擦力时,对实验产生影响;
(4)将物体断开,可以探究二力平衡是否在同一物体上。
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