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第八章 运动和力 单元同步测评培优卷
一、单选题
1.下面是用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)小球在四种不同运动状态下的照片,其中受力平衡的是( )
A. B.
C. D.
2.下列关于力与运动的关系的说法正确的是( )
A.自行车从斜坡冲下来时不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.物体在受到平衡力的情况下也能运动
C.做曲线运动的物体,受到的力也可能是平衡力
D.平衡力作用在物体上,物体的运动状态不改变
3.如图所示的四种现象中,为了增大摩擦的是( )
A.在轴承中加滚珠
B.给自行车加润滑
C.在轮滑鞋上装滚轮
D.鞋底有凹凸不平的花纹
4.如图所示,磁性黑板帖吸在竖直悬挂的黑板上,黑板由铁质材料制成。不计黑板帖之间的相互作用力,则下列说法正确的是( )
A.黑板帖受到的重力与黑板帖受到的摩擦力大小相等
B.用垂直于黑板的力压黑板帖时,黑板帖受到的摩擦力增大
C.黑板帖对黑板的吸引力与黑板对黑板帖的吸引力是一对平衡力
D.黑板帖受到的重力与黑板对黑板帖的吸引力是一对平衡力
5.在汽车竞速比赛中,当汽车途经一段“S”形弯道时,容易发生侧滑或者翻车事故,如图.为了保护驾驶员的安全,请问工作人员应该着重加强哪些位置的护栏( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
6.如图所示,木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对相互作用力
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力大于木块受到的重力
D.小车受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
7.在摩托车越野赛中,当摩托车飞跃起来下落时,为了减小向前翻车的危险,下列说法正确的是( )
A.应该让前轮先着地
B.应该让后轮先着地
C.应该让前后轮同时着地
D.哪个车轮先着地都没关系,翻车只与速度有关
8.一辆汽车在高速公路上分别以v1、v2、v3的速度匀速直线行驶,且v1<v2<v3.其牵引力分别为F1、F2、F3,不考虑空气阻力,则( )
A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1<F2<F3 D.无法确定
9.明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示的“试弓定力”就出自其中,下列力是一对平衡力的是( )
A.弓的重力与秤砣的重力
B.秤砣的重力与所挂重物的重力
C.杆秤对弓的拉力与弓的重力
D.弓对重物的拉力与所挂重物的重力
10.如图所示,A,B为质量均为m 的两条形磁铁,置于台秤的托盘上,忽略台秤与磁铁间的磁力作用.当平衡时B 对A 的弹力为F1,台秤的示数为F2,它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.如图,用弹簧测力计沿水平桌面拉着一物块运动,当测力计的示数如图所示时,物块做匀速直线运动;若增大弹簧测力计的拉力到3N时,该物块还 (选填“能”或“不能”)做匀速直线运动,此时该物块受到的滑动摩擦力的大小为 N。
12. 斧子的斧头变松了,人们常用撞击斧柄下端使斧头紧套在斧柄上(如图所示),这是因为 (选填“斧头”或“斧柄”)具有惯性,这样斧头就会牢牢地套在斧柄上了。
13.一辆严重超载的大货车紧急刹车时,车头受到所载钢筋的冲击,严重挤压变形,这是由于 (选填“大货车”或“钢筋”)具有惯性;大货车超载会使货车的惯性 ,降低车的灵活性,增加发生交通事故的风险;“一盔一带”安全守护活动中的“一带”是指驾乘汽车要正确使用安全带,系安全带主要是为了防止汽车在 (选填“急停”或“急加速”)时,由于惯性带来的危害。
14.装满沙的箱子总重为200N,在50N的水平拉力F的作用下沿地面做匀速直线运动,箱子受到地面的摩擦力为 N,当拉力增大到70N时,箱子受到地面的摩擦力为 N。
15.小华用垂直于墙面50N的力把一个重10N的木块压在竖直墙壁上,当木块沿竖直墙壁匀速下滑时,木块与墙壁之间的摩擦为 摩擦,木块受到的摩擦力的方向为 .若小华用垂直于墙面30N的力把木块压在竖直墙壁上,木块受到的摩擦力 (填“增大”、“减小”或“不变”).
16.在探究阻力对物体运动的影响过程中,要控制小车从同一斜面、同一高度滑下来。目的是使小车在水平面的 相同;牛顿第一定律适用的对象是 。
17.我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有 ,它能与动车一起继续向前运动:“纹丝不动”的硬币受到的 力与窗台对它的支持力是一对平衡力。
18.起重机的钢丝绳吊着物体,比较重物受力,重物体匀速上升时,拉力 重力,重物匀速下降时,拉力 重力,物体减速上升时,拉力 重力,(填“大于”“小于”或“等于” )
三、计算题
19.一个质量为55kg的同学骑自行车上学,自行车质量是15kg,该同学骑车匀速行程中所受的摩擦力是总重的0.05倍,(g=10N/kg)求:
(1)这位同学受到的重力;
(2)该同学骑车过程中所受的摩擦力。
20.如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动.用水平向右的力F把书B抽出.现测得一组数据如下表所示.
实验次数 1 2 3 4 … n
将书分成的份数 2 4 8 16 … 逐页交叉
力 F 的大小 /N 4.5 10.5 22.5 46.5 ●( 190.5
根据以上数据,试求:
(1)将书分成32份时,力F的大小.
(2)该书的页数.
四、作图题
21.物体A放在水平传送带上,随传送带一起以速度v匀速向右运动时,画出A的受力示意图。
22.如图所示,螺髻山索道的封闭式轿厢随钢索向下方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内物体A的受力示意图。
23.如图所示,小明用细线系着橡皮擦在水平方向做圆周运动,请在图中画出橡皮擦受力的示意图(不计空气阻力)。
五、实验探究题
24.如图甲是小华同学做“探究二力平衡条件”实验时的情景。
(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ;
(3)当在两端挂上质量相等的钩码时,卡片保持静止,用剪刀从卡片中间剪开,发现分开后的卡片向相反方向运动,由此可得出结论:二力平衡时,两个力作用在 物体上;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 (填字母序号);
A.减少了重力对实验结果的影响
B.减少了摩擦力对实验结果的影响
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)假如在粗糙桌面上利用如图乙所示的装置探究相互平衡的力作用在同一个物体上,若剪断木块左边的细线,木块 (选填“能”、“不能”或“可能”)处于静止状态;若两端的细线同时被剪断,木块将处于 状态。
25.如图所示,在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平长木板上的木块,木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示,由下表分析可知
实验次数 木块运动状态 测力计示数(N)
1 静止 0.6
2 匀速直线 0.7
3 直线运动 0.8
(1)木块受到的滑动摩擦力的大小为 N。
(2)在第一次实验中,木块受到的摩擦力的大小为 。
(3)在第三次实验中,木块受到的摩擦力的大小为 。
26.某同学用如图1所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度静止滑下,目的是使小车进入水平面的 相同;
(2)分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)3月23日下午空间站“天宫课堂”,宇航员完成了太空抛物实验。实验中,只见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着她原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里,如图2,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做匀速直线运动;这个太空实验 (选填“直接”、“间接”)验证了牛顿第一定律,也说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
27.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N;
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②。进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大;
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”)。
六、综合题
28.如图所示,物体A重30N,已知物体A在水平台面上做匀速直线运动时所受到的摩擦力为物体所受重力的0.2倍,不计绳重和滑轮的摩擦.则:
(1)物体B重多少牛?
(2)当用力F拉A匀速向左运动时,力F应为多大?
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第八章 运动和力 单元同步测评培优卷
一、单选题
1.下面是用照相机拍摄(每0.1s拍摄一次)小球在四种不同运动状态下的照片,其中受力平衡的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】A.小球在相同的时间内通过的路程不相等,且其运动的轨迹是弯曲的,所以小球不是处于平衡状态,故不受平衡力。A不符合题意。
B.小球在相同的时间内通过的路程相等,所以小球做匀速直线运动,处于平衡状态,故小球受平衡力。B符合题意。
C.小球在相同的时间内通过的路程相等,但其运动的轨迹是弯曲的,所以小球不是处于平衡状态,故不受平衡力。C不符合题意。
D.小球在相同的时间内通过的路程增大,所以小球做加速运动,不处于平衡状态。故不受平衡力。D不符合题意。
故答案为:B
【分析】物体的速度大小或方向发生变化,这就意味着物体的运动状态就发生了改变。
2.下列关于力与运动的关系的说法正确的是( )
A.自行车从斜坡冲下来时不容易停下来,说明速度越大惯性越大
B.物体在受到平衡力的情况下也能运动
C.做曲线运动的物体,受到的力也可能是平衡力
D.平衡力作用在物体上,物体的运动状态不改变
【答案】D
【解析】【解答】A、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其他因素无关,A不符合题意;
BD、平衡力作用在物体上,物体的运动状态不改变,原来运动的物体仍然运动,原来静止的物体仍然静止,B不符合题意,D符合题意;
C、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,不可能是受到平衡力的作用,C不符合题意。
故答案为:D。
【分析】惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其他因素无关.
平衡力作用在物体上,物体的运动状态不改变.
曲线运动一定是变速运动(速度的方向必定是改变的).
3.如图所示的四种现象中,为了增大摩擦的是( )
A.在轴承中加滚珠
B.给自行车加润滑
C.在轮滑鞋上装滚轮
D.鞋底有凹凸不平的花纹
【答案】D
【解析】【解答】解:A、在轴承中加滚珠,是用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力.故A不符合题意;
B、给自行车加润滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力.故B不符合题意;
C、在轮滑鞋上装滚轮,是用滚动摩擦代替滑动摩擦来减小摩擦力.故C不符合题意;
D、鞋底有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.故D符合题意.
故选D.
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力、增大摩擦力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力.
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力、减小摩擦力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度、减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦.
4.如图所示,磁性黑板帖吸在竖直悬挂的黑板上,黑板由铁质材料制成。不计黑板帖之间的相互作用力,则下列说法正确的是( )
A.黑板帖受到的重力与黑板帖受到的摩擦力大小相等
B.用垂直于黑板的力压黑板帖时,黑板帖受到的摩擦力增大
C.黑板帖对黑板的吸引力与黑板对黑板帖的吸引力是一对平衡力
D.黑板帖受到的重力与黑板对黑板帖的吸引力是一对平衡力
【答案】A
【解析】【解答】A.黑板帖受到的重力方向竖直向下,作用点在黑板帖上,黑板帖由于在重力的作用具有向下运动的趋势,所以受到竖直向上的摩擦力,这两个力大小相等方向相反,作用在同一个物体上,A符合题意;
B.黑板帖受到的摩擦力为静摩擦力,不是滑动摩擦力,所以增大对黑板贴的压力,黑板帖受到的摩擦力不会增大,B不符合题意;
C.在水平方上,黑板帖对黑板的吸引力,作用点在黑板上,而黑板对黑板帖的吸引力作用点却在黑板贴上,这两个力大小相等方向相反,作用点不在同一个物体上,所以黑板帖对黑板的吸引力与黑板对黑板帖的吸引力是一对相互作用的力,C不符合题意;
D.黑板帖受到的重力方向竖直向下,黑板对黑板帖的吸引力方向水平向左,所以这两个力不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】静止的物体受到平衡力的作用,在竖直方向上,重力等于摩擦力;二力平衡时,力的大小相等,方向相反,在同一直线上,同一物体上。
5.在汽车竞速比赛中,当汽车途经一段“S”形弯道时,容易发生侧滑或者翻车事故,如图.为了保护驾驶员的安全,请问工作人员应该着重加强哪些位置的护栏( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
【答案】B
【解析】【解答】解:由图可知,当车在路上行驶时,如果车失去控制,由于惯性,车将会沿原来运动的方向冲出,即会冲到图中的甲区和丁区,故为保护驾驶员的安全,应加强甲、丁位置的护栏,同时,观众应在乙区或丙区是安全的.
故选B.
【分析】解决本题需掌握:车具有惯性,即物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性.
6.如图所示,木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,下列分析正确的是( )
A.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是一对相互作用力
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力大于木块受到的重力
D.小车受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
【答案】A
【解析】【解答】A.木块竖立在小车上,与小车一起静止于水平桌面,可知木块处于平衡状态,则木块受到的重力和小车对它的支持力是一对平衡力,A符合题意;
B.木块受到的重力和小车对它的支持力是作用在同一物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,B不符合题意;
C.木块能够静止,是因为小车对它的支持力等于木块受到的重力,C不符合题意;
D.桌面对小车的支持力等于小车与木块重力之和,与小车的重力不相等,所以不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;平衡力的条件: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。
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
7.在摩托车越野赛中,当摩托车飞跃起来下落时,为了减小向前翻车的危险,下列说法正确的是( )
A.应该让前轮先着地
B.应该让后轮先着地
C.应该让前后轮同时着地
D.哪个车轮先着地都没关系,翻车只与速度有关
【答案】B
【解析】【解答】摩托车飞跃起来下落时,若前轮先着地,前轮受地面的摩擦力使前轮的速度减小或静止,而摩托车的后轮及其他部分由于惯性还要继续向前运动,导致翻车;因此后轮先着地就可以避免翻车现象的发生。B符合题意。
故答案为:B
【分析】物体总有一种保持原来运动状态的趋势,这就是物体的惯性,后轮先着地,前轮由于惯性会重重的压在地上,使得摩托车平稳着地,而不至于发生翻车现象。
8.一辆汽车在高速公路上分别以v1、v2、v3的速度匀速直线行驶,且v1<v2<v3.其牵引力分别为F1、F2、F3,不考虑空气阻力,则( )
A.F1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1<F2<F3 D.无法确定
【答案】A
【解析】【解答】A、汽车做匀速直线行驶,是平衡态,受平衡力的作用,牵引力等于阻力,而摩擦力的大小与压力,接触面的粗糙程度有关,压力不变,粗糙程度不变,摩擦力不变,估F1=F2=F3,故A正确。
B、汽车做匀速直线行驶,是平衡态,受平衡力的作用,牵引力等于阻力,而摩擦力的大小与压力,接触面的粗糙程度有关,压力不变,粗糙程度不变,摩擦力不变,估F1=F2=F3,故B错误。
C、汽车做匀速直线行驶,是平衡态,受平衡力的作用,牵引力等于阻力,而摩擦力的大小与压力,接触面的粗糙程度有关,压力不变,粗糙程度不变,摩擦力不变,估F1=F2=F3,故C错误。
D、汽车做匀速直线行驶,是平衡态,受平衡力的作用,牵引力等于阻力,而摩擦力的大小与压力,接触面的粗糙程度有关,压力不变,粗糙程度不变,摩擦力不变,估F1=F2=F3,故D错误。
【分析】要判断牵引力的大小,要看汽车的运动状态,是否是平衡态,而摩擦力只与压力,粗糙程度有关,估牵引力等于摩擦力,不变。
9.明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示的“试弓定力”就出自其中,下列力是一对平衡力的是( )
A.弓的重力与秤砣的重力
B.秤砣的重力与所挂重物的重力
C.杆秤对弓的拉力与弓的重力
D.弓对重物的拉力与所挂重物的重力
【答案】D
【解析】【解答】A.弓的重力与秤砣的重力没有作用在同一物体上,故不是一对平衡力,A不符合题意;
B.秤砣的重力与所挂重物的重力没有作用在同一的物体上,故不是一对平衡力,B不符合题意;
C.由图知,杆秤对弓的拉力与弓的重力,力的大小不同,故不是一对平衡力,C不符合题意;
D.弓对重物的拉力与所挂重物的重力满足大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,则弓对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上,是一对平衡力。
10.如图所示,A,B为质量均为m 的两条形磁铁,置于台秤的托盘上,忽略台秤与磁铁间的磁力作用.当平衡时B 对A 的弹力为F1,台秤的示数为F2,它们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】 如图,物体A处于静止状态,物体A受到重力mg、弹力F1、物体B对物体A的引力F引,物体A受到的弹力和引力、重力是平衡力,所以F1=F引+mg,所以F1>mg。
物体AB放在水平的台秤盘上,台秤的示数是物体AB对水平盘的压力,水平盘受到的压力等于物体AB的重力2mg。
故选B。
【分析】 静止是物体受到平衡力的作用,对A物体进行受力分析,然后根据平衡力的条件判断B对A的弹力为F1与物体A的重力关系。
物体AB放在台秤上,台秤的示数即台秤受到的压力,台秤盘是水平的,台秤盘受到的压力等于物体AB的重力。
二、填空题
11.如图,用弹簧测力计沿水平桌面拉着一物块运动,当测力计的示数如图所示时,物块做匀速直线运动;若增大弹簧测力计的拉力到3N时,该物块还 (选填“能”或“不能”)做匀速直线运动,此时该物块受到的滑动摩擦力的大小为 N。
【答案】不能;2.8
【解析】【解答】用弹簧测力计沿水平桌面拉着一物块运动,当测力计的示数如图所示时,弹簧测力计分度值是0.1N,示数是2.8N,因为物块做匀速直线运动,物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,所以滑动摩擦力也是2.8N,若增大弹簧测力计的拉力到3N,影响滑动摩擦力大小的压力以及接触面的粗糙程度都没有发生改变,所以滑动摩擦力的大小不变,仍然是2.8N,故该物块不能做匀速直线运动。
【分析】根据物体受到的力的大小,判断是否是平衡力,物体受到平衡力,运动状态不变;根据测力计指针位置,测量力的大小。
12. 斧子的斧头变松了,人们常用撞击斧柄下端使斧头紧套在斧柄上(如图所示),这是因为 (选填“斧头”或“斧柄”)具有惯性,这样斧头就会牢牢地套在斧柄上了。
【答案】斧头
【解析】【解答】 斧子的斧头变松了,人们常用撞击斧柄下端使斧头紧套在斧柄上(如图所示),这是因为 斧头具有惯性
综上 第1空为斧头
【分析】根据物体的惯性填空
惯性是物体的基本属性,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,防止惯性的伤害为汽车的安全带,本题中斧头速度突然发生变化,斧头由于惯性,使得斧头的速度把持不变,将斧头 会牢牢地套在斧柄上。
13.一辆严重超载的大货车紧急刹车时,车头受到所载钢筋的冲击,严重挤压变形,这是由于 (选填“大货车”或“钢筋”)具有惯性;大货车超载会使货车的惯性 ,降低车的灵活性,增加发生交通事故的风险;“一盔一带”安全守护活动中的“一带”是指驾乘汽车要正确使用安全带,系安全带主要是为了防止汽车在 (选填“急停”或“急加速”)时,由于惯性带来的危害。
【答案】钢筋;变大;急停
【解析】【解答】大货车紧急刹车时,速度减小,钢筋由于惯性,仍保持原来的运动状态,继续向前运动,冲击车头,挤压变形,是钢筋具有惯性造成的。
惯性与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,当大货车超载,货车的惯性变大,灵活性降低,不易改变状态,增加发生交通事故的风险。
在紧急刹车时,人由于惯性,保持原来的运动状态会向前冲,系安全带可以防止汽车在急停时,由于惯性,人向前运动带来的危害。
【分析】运动的物体由于具有惯性,继续保持原来的状态;惯性只和物体的质量有关,质量越大, 惯性越大;系安全带可以防止刹车带来的危害。
14.装满沙的箱子总重为200N,在50N的水平拉力F的作用下沿地面做匀速直线运动,箱子受到地面的摩擦力为 N,当拉力增大到70N时,箱子受到地面的摩擦力为 N。
【答案】50;50
【解析】【解答】箱子在50N的水平拉力F的作用下沿地面做匀速直线运动,处于平衡状态,摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,所以箱子受到地面的摩擦力为50N。
滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与拉力的大小无关,当拉力增大到70N时,箱子的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变,仍为50N。箱子做加速直线运动。
故答案为:50;50.
【分析】(1)物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力,二力平衡时大小相等;
(2)滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动的速度无关.
15.小华用垂直于墙面50N的力把一个重10N的木块压在竖直墙壁上,当木块沿竖直墙壁匀速下滑时,木块与墙壁之间的摩擦为 摩擦,木块受到的摩擦力的方向为 .若小华用垂直于墙面30N的力把木块压在竖直墙壁上,木块受到的摩擦力 (填“增大”、“减小”或“不变”).
【答案】滑动;竖直向上;减小
【解析】【解答】解:当木块沿竖直墙壁匀速下滑时,木块与墙壁之间的摩擦为滑动摩擦,木块受到的摩擦力的方向与其滑动的方向相反,即竖直向上;
由于滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当接触面的粗糙程度一定时,压力越小,滑动摩擦力越小;所以,垂直于墙面的压力改为30N后,压力减小了,木块受到的滑动摩擦力减小,小于10N;此时重力大于摩擦力,木块将加速下滑.
故答案为:滑动;竖直向上;减小.
【分析】一个物体在另一个物体表面滑动时,产生的是滑动摩擦力;摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力变化时,摩擦力的大小也变化.
16.在探究阻力对物体运动的影响过程中,要控制小车从同一斜面、同一高度滑下来。目的是使小车在水平面的 相同;牛顿第一定律适用的对象是 。
【答案】速度;一切物体
【解析】【解答】在探究阻力对物体运动的影响过程中,每次要让同一辆小车从斜面的同一高度滑下,目的是为了使小车到达水平面上的速度相同;
牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,
可知,牛顿第一定律适用的对象是一切物体。
故答案为:速度;一切物体。
【分析】实验中小车的初速度是由下滑高度决定的。为了比较小车在不同表面运动的距离,需使小车具有相同的初速度。
17.我国的“复兴号”动车组具有高速、平稳等运行特点。如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有 ,它能与动车一起继续向前运动:“纹丝不动”的硬币受到的 力与窗台对它的支持力是一对平衡力。
【答案】惯性;重
【解析】【解答】(1)如图所示,某乘客将一枚硬币立在匀速直线行驶的动车窗台上,由于硬币具有惯性,它能与动车一起继续向前运动:
(2)“纹丝不动”的硬币受到的重力与窗台对它的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上,二者是一对平衡力。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上。
18.起重机的钢丝绳吊着物体,比较重物受力,重物体匀速上升时,拉力 重力,重物匀速下降时,拉力 重力,物体减速上升时,拉力 重力,(填“大于”“小于”或“等于” )
【答案】等于;等于;小于
【解析】【解答】当物体匀速运动上升时,钢丝绳对重物的拉力和自身的重力也是一对平衡力,所以钢丝绳对重物的拉力等于重力;
当物体匀速下降时,因为是匀速运动,钢丝绳对重物的拉力和自身的重力也是一对平衡力,所以钢丝绳对重物的拉力也等于重力;
当物体减速上升时,说明物体受到的合外力竖直向下,可知此时拉力小于重力.
故答案为:等于;等于;小于.
【分析】平衡状态指的是静止状态和匀速直线运动状态,平衡状态时受到的力就是平衡力;平衡力的大小相等,方向相反,据此分析即可.
三、计算题
19.一个质量为55kg的同学骑自行车上学,自行车质量是15kg,该同学骑车匀速行程中所受的摩擦力是总重的0.05倍,(g=10N/kg)求:
(1)这位同学受到的重力;
(2)该同学骑车过程中所受的摩擦力。
【答案】(1)这位同学受到的重力为
答:这位同学受到的重力为550N;
(2)人和车的总重力为 ,该同学骑车过程中所受的摩擦力为
答:该同学骑车过程中所受的摩擦力为35N。
【解析】【分析】(1)根据质量计算物体受到的重力;(2)利用总质量计算总重力,根据摩擦力和重力关系计算摩擦力。
20.如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动.用水平向右的力F把书B抽出.现测得一组数据如下表所示.
实验次数 1 2 3 4 … n
将书分成的份数 2 4 8 16 … 逐页交叉
力 F 的大小 /N 4.5 10.5 22.5 46.5 ●( 190.5
根据以上数据,试求:
(1)将书分成32份时,力F的大小.
(2)该书的页数.
【答案】(1)解:对表中的数据进行分析可知:当将书分成4份时,力F比前一次增加6N;当将书分成8份时,力F比前一次增加12N;当将书分成16份时,力F比前一次增加24N……以此类推,可以推测出当将书分成32份时,力F比前一次增加48N,所以,F=(46.5+48)N=94.5N
(2)解:同理可知,当将书分成64份时,力F比前一次增加96N,达到:
F'=94.5N+96N=190.5N,此时已为逐页交叉,即该书的页数为128页
【解析】【分析】(1)根据影响摩擦力大小的因素,分析得出书分成的份数与拉力的大小关系,进一步得出将书分成32份时,力F应的大小;
(2)根据得出的规律,求出该书的页数。
四、作图题
21.物体A放在水平传送带上,随传送带一起以速度v匀速向右运动时,画出A的受力示意图。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:物体和传送带一起匀速运动,相对静止,所以不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用;然后过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力。如图所示:
【分析】结合物体的运动状态进行受力分析,利用力的示意图的画法画出即可.
22.如图所示,螺髻山索道的封闭式轿厢随钢索向下方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内物体A的受力示意图。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】 静止在轿厢内的物体A,受到了平衡力的作用,即受到了竖直向下的重力和竖直向上的支持力是一对平衡力,重心在几何中心,过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头、等长的线段,分别表示重力和支持力,分别用符号G和F表示。如图所示:
【分析】 受到了竖直向下的重力和竖直向上的支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
23.如图所示,小明用细线系着橡皮擦在水平方向做圆周运动,请在图中画出橡皮擦受力的示意图(不计空气阻力)。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】不计空气阻力,橡皮擦在细线的拉力作用下做圆周运动,此时橡皮擦受到竖直向下的重力G、沿绳子向右的拉力F,二力的作用点均画在橡皮擦的重心O处,如下图所示:
【分析】首先分析出橡皮擦在运动过程中所受到的力,若不计空气阻力,则橡皮擦受重力和拉力的作用。
五、实验探究题
24.如图甲是小华同学做“探究二力平衡条件”实验时的情景。
(1)将系于小卡片(重力可忽略不计)两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,并通过调整 来改变拉力的大小;
(2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ;
(3)当在两端挂上质量相等的钩码时,卡片保持静止,用剪刀从卡片中间剪开,发现分开后的卡片向相反方向运动,由此可得出结论:二力平衡时,两个力作用在 物体上;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 (填字母序号);
A.减少了重力对实验结果的影响
B.减少了摩擦力对实验结果的影响
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)假如在粗糙桌面上利用如图乙所示的装置探究相互平衡的力作用在同一个物体上,若剪断木块左边的细线,木块 (选填“能”、“不能”或“可能”)处于静止状态;若两端的细线同时被剪断,木块将处于 状态。
【答案】(1)钩码数量
(2)不能;两个物体的力是否作用在同一物体上
(3)同一
(4)B
(5)可能;静止
【解析】【解答】探究二力平衡条件时,
(1)实验时,在小卡片两侧的线上挂钩码,使卡片受到方向相反的拉力,拉力由砝码间接施加,通过调整钩码个数来改变拉力的大小。
(2)将小卡片转过一个角度,两个力不在一条直线上,松手后小卡片不能平衡,可以探究不在一条直线上的两个力是否平衡。
(3)探究作用在同一物体上的两个力才能平衡,应将卡片剪为两半,变为两个小卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态。
(4)小华的实验利用卡片,在小明的实验利用木块,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而纸片被悬空,就消除了摩擦力对实验结果的影响;故ACD错误,B正确。
(5)在粗糙桌面上进行实验时,木块和桌面之间有相对运动趋势,受到摩擦力,若剪断木块左边的细线,木块水平方向受到右侧拉力和摩擦力的作用,可能处于静止状态。两端的细线同时被剪断,处于平衡状态,木块将保持原来的静止状态。
【分析】(1)探究二力平衡条件时,通过钩码个数,可以改变拉力的大小;
(2)扭转小车,观察是否平衡,探究不在同一直线上的力是否平衡;
(3)通过剪断物体,探究不在同一物体上的力,是否平衡;
(4)物体受到的摩擦力越小,对实验的影响越小;
(5)物体原来静止,不受拉力时,仍处于静止状态。
(1)在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向相反,小卡片受到的拉力由砝码间接施加,可通过调整钩码个数来改变力的大小。
(2)[1]小华将小卡片转过一个角度,两个力不在一条直线上,违背了平衡力的特点,松手后小卡片不能平衡。
[2]设计此实验步骤的目的是为了探究不在一条直线上的两个力是否平衡。
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,应将卡片剪为两半,变为两个小卡片,观察两个小卡片是否处于静止状态。
(4)小华的实验优于小明的实验的原因是:在小明的实验中,木块与桌面间的摩擦力会对实验结果产生较大的影响;而小华的实验中,纸片被悬空,就消除了摩擦力对实验结果的影响;故ACD错误,B正确。
故选B。
(5)[1]在粗糙桌面上进行实验时,木块和桌面之间有相对运动趋势,所以受到摩擦力的作用,若剪断木块左边的细线,木块水平方向受到两个力的作用可能处于静止状态。
[2]两端的细线同时被剪断前后都处于平衡状态,木块将保持原来的静止状态。
25.如图所示,在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平长木板上的木块,木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示,由下表分析可知
实验次数 木块运动状态 测力计示数(N)
1 静止 0.6
2 匀速直线 0.7
3 直线运动 0.8
(1)木块受到的滑动摩擦力的大小为 N。
(2)在第一次实验中,木块受到的摩擦力的大小为 。
(3)在第三次实验中,木块受到的摩擦力的大小为 。
【答案】(1)0.7
(2)0.6N
(3)0.7N
【解析】【解答】(1)木块做匀速直线运动时,受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,根据二力平衡条件条件可知滑动摩擦力f=F2=0.7N;(2)在第一次实验中,木块保持静止状态,水平方向上受到拉力F1和静摩擦力是一对平衡力,大小相等,第一次的静摩擦力是0.6N;(3)在第三次实验中,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以滑动摩擦力的大小不变,仍为0.7N。故答案为:(1)0.7;(2)0.6N;(3)0.7N。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件可知摩擦力的大小。影响摩擦力大小的因素不变时,滑动摩擦力的大小不变。
26.某同学用如图1所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。
(1)两次实验中让同一辆小车从同一斜面同一高度静止滑下,目的是使小车进入水平面的 相同;
(2)分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);
(3)3月23日下午空间站“天宫课堂”,宇航员完成了太空抛物实验。实验中,只见王亚平把冰墩墩正对着叶光富手的方向顺手一推,只见冰墩墩稳稳地沿着她原来抛出去的方向,一路飘到了同伴叶光富的手里,如图2,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做匀速直线运动;这个太空实验 (选填“直接”、“间接”)验证了牛顿第一定律,也说明物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【答案】(1)速度
(2)慢
(3)直接;不需要
【解析】【解答】(1)探究阻力对物体运动的影响时,让同一辆小车从同一斜面同一高度静止滑下,目的是使小车进入水平面的速度相同;
(2)分析小车运动情况可知:小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(3)根据阅读材料可知,冰墩墩在太空中处于失重状态,在空中不受力的作用,它在空中飞行做匀速直线运动;这个太空实验直接验证了牛顿第一定律,也说明物体的运动不需要力来维持。
【分析】(1)物体下落的高度相同,到达水平面的速度相同;
(2)运动物体受到的阻力越小, 速度减小的越慢;
(3)运动的物体不受力的作用下,作匀速直线运动。
27.在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,同学们猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:①接触面所受的压力;②接触面的粗糙程度。根据猜想,同学们设计了如图甲、乙、丙所示的实验:
(1)用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,根据 的知识可知,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。如图甲所示,木块受到的摩擦力大小为 N;
(2)通过比较 两图,可验证猜想①;通过比较 两图,可验证猜想②。进一步归纳得出结论:接触面所受的压力越 (选填“大”或“小”),接触面越 (选填“光滑”或“粗糙”),滑动摩擦力越大;
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计了以下两种实验方案:
A.将木块竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将木块侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为合理的实验方案是 (选填“A”或“B”)。
【答案】二力平衡;;甲、乙;甲、丙;大;粗糙;B
【解析】【解答】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即1.8N。
(2)研究滑动摩擦力的大小与压力的关系,变量为压力,故应比较甲、乙两图;研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,变量为接触面的粗糙程度,应比较甲、丙,比较图中弹簧测力计示数的大小,可知接触面所受的压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)探究摩擦力跟接触面积的关系时,变量为接触面积,在实际操作中将木块切去一半,木块对桌面的压力也变为一半,变量不唯一,实验结论是不可靠的,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
【分析】1、滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如影响摩擦力的因素有压力和接触面粗糙程度,在研究单一变量对试验结果的影响时,要保持非研究因素的相同。
六、综合题
28.如图所示,物体A重30N,已知物体A在水平台面上做匀速直线运动时所受到的摩擦力为物体所受重力的0.2倍,不计绳重和滑轮的摩擦.则:
(1)物体B重多少牛?
(2)当用力F拉A匀速向左运动时,力F应为多大?
【答案】(1)解:因为物体做匀速运动,故拉力与摩擦力是平衡力,
即F=f=0.2G=0.2×30N=6N;
由图可知,拉力与物体B的重力是一对平衡力,
故GB=F=6N;
(2)解:当物体匀速向左运动时摩擦力向右;
因为压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变;
此时物体在水平方向上受向左的拉力、向右的摩擦力、物体B向右的拉力,
故向左的拉力F=GB+f=6N+6N=12N.
【解析】【分析】(1)物体做匀速运动拉力与摩擦力是平衡力,根据平衡力的特点分析;(2)影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度.
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