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第七章 力 单元综合突破卷
一、单选题
1.如图所示,用手向上给弹簧5 N的拉力,下列说法中不正确的是( )
A.手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
B.弹簧对手的拉力也是5N
C.弹簧对手的拉力属于弹力
D.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大
2.在使用弹簧测力计的过程中没有必要的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得歪斜
B.使用前指针要“校零”
C.使用过程中,弹簧、指针不得与外壳有摩擦
D.拉力不得超过弹簧测力计的最大刻度值
3. 如图所示的情境中,不能用“力的作用是相互的”来解释的是( )
A.甲图中的小花穿着旱冰鞋推墙,身体离墙而去
B.乙图中跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
C.丙图中建筑工人在砌墙时拉铅垂线来确定墙是否竖直
D.丁图中用力握握力计,会感觉到手疼
4.撑杆跳高是应用了撑杆的( )
A.延展性好 B.密度大 C.弹性好 D.硬度大
5.在实验时,小明将弹簧测力计的挂钩提在手中,静止时如图1所示。接着,他把该弹簧测力计像图2中那样,上下各挂一个重力为0.5N的重物,并挂到甲弹簧测力计下,则甲、乙两弹簧测力计的示数分别是( )
A.2.0N和1.0N B.3.0N和2.0N C.2.0N和1.5N D.4.0N和3.0N
6.甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则下列说法中正确的是( )
A.甲的体重大,所用拉力大 B.乙的手臂粗,所用拉力大
C.丙的手臂长,所用拉力大 D.甲乙丙所用拉力一样大
7.将一薄钢条的下端固定,分别用同样大小的力向左拉钢条,钢条发生形变如图所示,说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关 B.力的作用点有关
C.力的方向有关 D.力的受力面积大小有关
8.李华同学在使用弹簧测力计前没有注意校零,指针的示数为0.2N处,他测量时指针的示数为3.6N,则实际拉力的大小为( )
A.3.8N B.3.6N C.3.4N D.无法确定
9.如图所示,一个长方体的物块A静止在水平桌面上,物块受到水平桌面的支持力本质上是弹力,下列关于该支持力的分析正确的是( )
A.该支持力的作用点在水平桌面上
B.支持力是由于物块A发生弹性形变产生的
C.支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的
D.该支持力的作用效果是使水平桌面发生形变
10.如图所示,乒乓球运动是大家喜爱的体育项目之一,同时其中也蕴藏大量的力学知识,下列说法合理的是( )
A.球拍击球时会产生力,说明物体只有接触才能产生力
B.球拍击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是相互作用力
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的大小有关
D.发球时人静止站在地面上,人对地面的压力就是人受到的重力
二、填空题
11.中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 。
12.打开房门时,在门把手或把手一侧的边缘用力,力的方向垂直于门面,这种情况下开门最为省力。此事例说明力的作用效果不仅与力的大小、方向有关,同时还和力的 有关。
13.科技小组同学自己动手制作弹簧测力计.他们选用两根弹簧甲和乙进行测试:当在弹簧的下端挂相同的钩码时,两根弹簧的伸长不同,并绘出如图所示的图象,分析其中一根弹簧的实验图象得到结论是 .若他们要制作量程较大的弹簧测力计应选弹簧 ;若要制作精确度较高的弹簧测力计应选弹簧 .(以上两空均选填“甲”或“乙”)
14.人们的研究表明:物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的 .一个物体在地球上的重力是588N,若把它放在月球上,它的重力是 N,质量是 kg.
15.端午节我国多地都有赛龙舟的习俗。选手用桨向后划水龙舟就能前进,说明力的作用是 的;最前面龙舟上的选手看到后面的龙舟离他越来越远是以 为参照物;某龙舟在2min内前进了540m,在这段时间内该龙舟的平均速度为 m/s。
16.如图所示,木块的长度是 cm;弹簧测力计的示数是 N。
17.我国科学家造出“世界上最轻材料——全碳气凝胶”,这种材料密度仅为0.16mg/cm3,如图为一块1000cm3的全碳气凝胶放在一朵花上,该“气凝胶”的质量为 g,重力为 N.(g=10N/kg)
18.物体重力的施力物体是 ;生活中常用重锤线来判断墙壁是否竖直,其物理道理是 .
三、计算题
19.人工智能逐渐融人我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人小荣,其自身质量约为 45kg,当该送餐机器人托着质量为 5kg 的物体送餐时,在 60s 内匀速直线运动 72m,机器人小荣受到的摩擦力约为其总重力的 0.2 倍。(g= 10N/kg)不考虑空气阻力
(1)求该送餐机器人小荣自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人小荣的速度为多少 m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人小荣所受摩擦力的大小。
20.2020年12月17日凌晨,跨越38万千米的地月距离,在闯过月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后,历经重重考验的嫦娥五号器携带2000g月球土壤样品返回地球,在内蒙古四子王旗成功着陆。人们将永远铭记,2020年底这次意义非凡的太空之旅。问:
(1)“嫦娥五号”携带的月球土壤样品返回地球后质量为多少kg?为什么?
(2)该土壤样品返回地球后重力多大?
四、作图题
21.均匀实心小球从斜面滚下过程中在某一时刻的位置如图所示,请用力的示意图画出此刻小球受到的重力G和小球对斜面的压力F.
22.小名把一个长方形小纸箱放在百货的手扶电梯上,小纸箱随着手扶电梯匀速上升,请你画出小纸箱所受力的示意图.
23.(1)如题图所示,一个木块随着水平传送带匀速向右运动,画出木块所受到的力的示意图。
(2)如题图所示,是一位小朋友沿滑梯下滑的场景,请你画出小朋友在滑梯该位置时受到的力示意图。(以重心为作用点)
(3)如题图所示,质量为的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间。在图中作出挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的示意图。
五、实验探究题
24.小雨为了探究“影响力的作用效果的因素”,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂上钩码(每个钩码规格相同)进行实验。
(1)本实验通过 来反映力的作用效果,这种实验方法叫作 。
(2)小雨利用弹簧测力计测量了单个钩码的重力,如图所示则单个钩码的重力为 N。
(3)只通过图乙和丙, (选填“能”或“不能”)得出正确的实验结论,原因是: 。
25.小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系,利用如图所示实验装置记录了相应实验数据如下:
(1)这项研究在实际中的应用是 ;
(2)分析实验数据你可得到的结论: ;
(3)小华作出了如图三个图象,其中正确的是 .
26.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时,实验数据如下表。
弹簧所受拉力F/N 0 0. 5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧的长度L/cm 22 23 24 25 26 27 28 28.5 28.6
(1)测量弹簧所受拉力时,应选用的弹簧测力计的规格最恰当的是____。
A.测量范围为0 10N,分度值为0.2N
B.测量范围为0 5N,分度值为0.1N
(2)在图1中画出弹簧的长度L与所受拉力F 的关系图像 。
(3)根据实验数据,你认为用这样的弹簧能制作一个测量范围是 N 的测力计,理由是 。
(4)如图2所示是两种材料的弹簧在受到一定拉力作用下的伸长量与所受拉力的关系图像。如果要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
27.某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量△x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm。
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力测量的精确程度高(均选填“A”或“B”)。
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。
六、综合题
28.如图是2014年索契冬奥会滑雪比赛情景之一.
(1)请你写出该比赛项目中涉及的一个物理现象和它所包含的物理知识.
(2)滑雪越过雪坡落地时,为什么不能让滑雪板的前端先落地?
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第七章 力 单元综合突破卷
一、单选题
1.如图所示,用手向上给弹簧5 N的拉力,下列说法中不正确的是( )
A.手对弹簧的拉力是由于弹簧发生形变而产生的
B.弹簧对手的拉力也是5N
C.弹簧对手的拉力属于弹力
D.在一定范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越大
【答案】A
【解析】【解答】A、手对弹簧的拉力使得弹簧发生形变,故A错误;
B、根据相互作用力可知,弹簧对手的拉力为5N,故B正确;
C、弹簧对手的力为弹簧恢复原长产生的力,属于弹力,故C正确;
D、 在一定范围内,弹簧的弹力和弹簧的伸长量成正比 ,故D正确
【分析】弹力:弹力的产生是由于物体产生形变,恢复原状的力;
弹簧:在一定限度内,弹簧的弹力和伸长量成正比;
手拉弹簧的拉力和弹簧对手的拉力属于相互作用力。
2.在使用弹簧测力计的过程中没有必要的是( )
A.弹簧测力计必须竖直放置,不得歪斜
B.使用前指针要“校零”
C.使用过程中,弹簧、指针不得与外壳有摩擦
D.拉力不得超过弹簧测力计的最大刻度值
【答案】A
【解析】【解答】A、弹簧测力计的中轴线和力在同一条直线上,力是竖直的,弹簧测力计也是竖直的;力是倾斜的,弹簧测力计也是倾斜的.A没有必要,符合题意.
B、使用之前指针要校零,否则测量值和真实值之间会有较大的误差.不符合题意.
C、使用过程中,弹簧、指针与外壳有摩擦,会使测量值与真实值之间有误差.不符合题意.
D、拉力超过弹簧测力计的最大刻度值,会超过弹簧的弹性限度,弹簧的伸长和受到的拉力不成正比.会损坏弹簧测力计.不符合题意.
故答案为:A.
【分析】结合弹簧测力计的使用方法分析解答即可.
3. 如图所示的情境中,不能用“力的作用是相互的”来解释的是( )
A.甲图中的小花穿着旱冰鞋推墙,身体离墙而去
B.乙图中跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起
C.丙图中建筑工人在砌墙时拉铅垂线来确定墙是否竖直
D.丁图中用力握握力计,会感觉到手疼
【答案】C
【解析】【解答】 A.甲图中的小花穿着旱冰鞋推墙,身体离墙而去,说明物体间力的作用是相互的,故A不合题意;
B.乙图中跳水运动员踩踏跳板,身体向上跳起,说明物体间力的作用是相互的,故B不合题意;
C.丙图中建筑工人在砌墙时拉铅垂线来确定墙是否竖直,说明重力的方向总是竖直向下的,故C符合题意;
D.丁图中用力握握力计,会感觉到手疼,说明物体间力的作用是相互的,故D不合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理,判断是否与力的作用的相互性分析判断。
4.撑杆跳高是应用了撑杆的( )
A.延展性好 B.密度大 C.弹性好 D.硬度大
【答案】C
【解析】【解答】撑杆在撤去外力作用时,能很好的恢复原状,所以要求物体具有的这种性质是弹性,
故答案为:C.
【分析】弹力产生的条件:相互接触,发生弹性形变.
5.在实验时,小明将弹簧测力计的挂钩提在手中,静止时如图1所示。接着,他把该弹簧测力计像图2中那样,上下各挂一个重力为0.5N的重物,并挂到甲弹簧测力计下,则甲、乙两弹簧测力计的示数分别是( )
A.2.0N和1.0N B.3.0N和2.0N C.2.0N和1.5N D.4.0N和3.0N
【答案】C
【解析】【解答】解:由图1可知,弹簧测力计的自重为1.0N,图2中乙弹簧测力计的示数等于物体B与弹簧测力计的重力之和,即:0.5N+1.0N=1.5N;
图2中甲弹簧测力计示数等于乙弹簧测力计的重力与A、B两个物体重力之和,
即:0.5N+0.5N+1.0N=2.0N;故C正确,ABD错误。
故选:C。
【分析】明确弹簧测力计的自重和重物的重力,由图可分析弹簧测力计甲、乙分别受到的拉力。
6.甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,则下列说法中正确的是( )
A.甲的体重大,所用拉力大 B.乙的手臂粗,所用拉力大
C.丙的手臂长,所用拉力大 D.甲乙丙所用拉力一样大
【答案】C
【解析】【解答】解:
甲、乙、丙三位同学用同一个拉力器比试臂力,结果每个人都能把手臂撑直,但手臂长度不同时,拉力器的变形程度不同,手臂越长,拉力器形变越大,受到的拉力越大.
故选C.
【分析】力的作用效果有二:改变物体的形状,改变物体的运动状态.
在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比.
7.将一薄钢条的下端固定,分别用同样大小的力向左拉钢条,钢条发生形变如图所示,说明力的作用效果与( )
A.力的大小有关 B.力的作用点有关
C.力的方向有关 D.力的受力面积大小有关
【答案】B
【解析】【解答】两图力的大小和方向相同,作用点不同,钢条发生形变程度不同,说明其他条件一定时力的作用效果与力的作用点有关,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】力的作用效果和力的三要素大小、方向、作用点都有关系。
8.李华同学在使用弹簧测力计前没有注意校零,指针的示数为0.2N处,他测量时指针的示数为3.6N,则实际拉力的大小为( )
A.3.8N B.3.6N C.3.4N D.无法确定
【答案】C
【解析】【解答】解:
使用弹簧测力计前弹簧测力计的指针指在0.2N处,没有调零去测力,就相当于从0.2N处开始测起,弹簧测力计最后的示数为3.6N,所测力的大小就等于3.6N﹣0.2N=3.4N.
故选C.
【分析】弹簧测力计的原理是:在弹性限度内,弹簧的伸长和所受拉力成正比.
没有调零就去测力,也就是说没有测力时弹簧就有了一定的伸长,测力时弹簧的伸长就过大,示数就比所测力大,实际测量的力应等于弹簧测力计测力时的示数减去测力前的示数.
9.如图所示,一个长方体的物块A静止在水平桌面上,物块受到水平桌面的支持力本质上是弹力,下列关于该支持力的分析正确的是( )
A.该支持力的作用点在水平桌面上
B.支持力是由于物块A发生弹性形变产生的
C.支持力是由于水平桌面发生弹性形变产生的
D.该支持力的作用效果是使水平桌面发生形变
【答案】C
【解析】【解答】 A.物块受到水平桌面的支持力的受力物体是物块,施力物体是桌面,作用点在物块上,故A错误;
B.水平桌面发生向下凹的弹性形变,为了恢复原状,对物块产生向上的支持力作用,故B错误;
C.由B的分析可知,桌面发生形变对物块产生支持力,故C正确;
D.该支持力作用在物块上,使物块发生形变,故D错误。
故选C。
【分析】 发生弹性形变的物体,为了恢复原状,对与它接触的物体产生的力叫弹力,据此判断。
10.如图所示,乒乓球运动是大家喜爱的体育项目之一,同时其中也蕴藏大量的力学知识,下列说法合理的是( )
A.球拍击球时会产生力,说明物体只有接触才能产生力
B.球拍击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是相互作用力
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的大小有关
D.发球时人静止站在地面上,人对地面的压力就是人受到的重力
【答案】B
【解析】【解答】A.球拍击球时会产生力,不能说明只有接触才能产生力,例如树上的苹果与地球没有接触,仍然受到重力的作用,A不符合题意;
B.物体间力的作用是相互的,球拍击球时,球拍对球的力与球对球拍的力是相互作用力,B符合题意;
C.击打球的不同部位,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与力的作用点有关,C不符合题意;
D.站在水平地面上的人对地面的压力大小等于人受到的重力大小,但是不是同一个力,压力的施力物体是人,重力的施力物体是地球,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】物体间不接触也可以产生力的作用;物体间力的作用是相互的;力的作用效果和力的大小、方向、作用点有关;压力和重力不是相同的力。
二、填空题
11.中国跳水队被称为“梦之队”,跳水运动员在向下压跳板的过程中,跳板由于发生 (填“弹性”或“塑性”)形变,产生竖直向上的 力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的 。
【答案】弹性;弹;运动状态
【解析】【解答】跳水运动员在向下压跳板的过程中,压跳板的力使板发生弹性形变。
因为物体间力的作用是相互的,运动员在向下压跳板的过程中对跳板有向下的力,同时跳板对运动员有一个向上的弹力;
弹力使运动员向上运动,说明力可以改变物体的运动状态。
【分析】根据弹力的概念作答;物体间力的作用是相互的;力可以改变物体的运动状态和形状。
12.打开房门时,在门把手或把手一侧的边缘用力,力的方向垂直于门面,这种情况下开门最为省力。此事例说明力的作用效果不仅与力的大小、方向有关,同时还和力的 有关。
【答案】作用点
【解析】【解答】打开房门时,在门把手或把手一侧的边缘用力,门容易打开,说明力的作用点影响力的作用效果;力的方向垂直于门面,这种情况下开门最为省力,说明力的方向和大小影响力的作用效果。
【分析】力的作用效果和力的大小、方向、作用点有关。
13.科技小组同学自己动手制作弹簧测力计.他们选用两根弹簧甲和乙进行测试:当在弹簧的下端挂相同的钩码时,两根弹簧的伸长不同,并绘出如图所示的图象,分析其中一根弹簧的实验图象得到结论是 .若他们要制作量程较大的弹簧测力计应选弹簧 ;若要制作精确度较高的弹簧测力计应选弹簧 .(以上两空均选填“甲”或“乙”)
【答案】弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;乙;甲
【解析】【解答】解:
(1)从图象甲可以看出,钩码的重力每增加2N,弹簧伸长1cm,而当拉力超过8N后,弹簧的伸长与拉力不再成正比,说明此时超过了弹簧的弹性限度,因此可以得出:在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;
(2)读图象可知,在拉力相同时,弹簧甲的伸长更明显,因此它适合制作精确度较高的测力计,弹簧乙的伸长更不明显,而且能承受较大的拉力,因此它适合制作量程较大的测力计.
故答案为:弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比;乙;甲.
【分析】弹簧测力计的基本制作原理是,在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比.在分析图象时,一定要注意弹簧的伸长量与拉力的比值是否始终相等,如果一旦不相等,说明它有可能超过了弹性限度;
在施加相同拉力的情况下,伸长越明显的弹簧,测量会越精确,伸长越不明显的弹簧,一般量程会更大,我们可以根据需要来进行选择.
14.人们的研究表明:物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的 .一个物体在地球上的重力是588N,若把它放在月球上,它的重力是 N,质量是 kg.
【答案】98;60
【解析】【解答】解:物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的 ,一个物体在地球上的重力是588N,则它在月球上的重力 。
质量是物质的一种属性,不随物体位置的改变而改变,它在月球上的质量等于地球上的质量 .
故答案为:98;60.
【分析】知道物体在地球上的重力和物体在月球上的重力大约是它在地球上重力的,可以求把它放在月球上,它的重力,再利用重力公式求物体的质量.
15.端午节我国多地都有赛龙舟的习俗。选手用桨向后划水龙舟就能前进,说明力的作用是 的;最前面龙舟上的选手看到后面的龙舟离他越来越远是以 为参照物;某龙舟在2min内前进了540m,在这段时间内该龙舟的平均速度为 m/s。
【答案】相互;自己的龙舟;4.5
【解析】【解答】选手用桨向后划水,桨对水向后的力,水对桨向前的力,使龙舟前进,说明力的作用是相互的。最前面龙舟上的选手以自己的龙舟为参照物,后面的龙舟离他越来越远。龙舟的平均速度为
【分析】物体间力的作用是相互的,相对于参照物,有位置变化,物体是运动的,利用路程和时间的比值计算速度。
16.如图所示,木块的长度是 cm;弹簧测力计的示数是 N。
【答案】2.65;3.4
【解析】【解答】图中刻度尺的分度值为1mm,测量的起始端从1.00cm处开始,读出末端刻度值减去1.00cm即为物体长度,则物体长度为2.65cm。
图中弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针所指示的刻度比3N多2个小格,则弹簧测力计的读数为3.4N。
【分析】结合分度值读数即可,注意刻度尺读数时估读到分度值的下一位。
17.我国科学家造出“世界上最轻材料——全碳气凝胶”,这种材料密度仅为0.16mg/cm3,如图为一块1000cm3的全碳气凝胶放在一朵花上,该“气凝胶”的质量为 g,重力为 N.(g=10N/kg)
【答案】0.16;1.6×10-3
【解析】【解答】气凝胶的质量为m=ρV=0.16mg/cm3×1000cm3=160mg=0.16g=0.16×10-3kg;
一块1000cm3的全碳气凝胶重力为G=mg=0.16×10-3kg×10N/kg=1.6×10-3N;
故答案为:(1). 0.16 (2). 1.6×10-3
【分析】已知“全碳气凝胶”的密度和体积,利用公式m=ρV得到其质量,再利用G=mg求其重力.
18.物体重力的施力物体是 ;生活中常用重锤线来判断墙壁是否竖直,其物理道理是 .
【答案】地球;重力的方向总是竖直向下
【解析】【解答】解:
物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,重力的施力物体是地球;
重锤线的工作原理是重力的方向总是竖直向下的.
故答案为:地球;重力的方向总是竖直向下.
【分析】(1)地球附近的物体都受到地球的吸引﹣﹣由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球.重力的方向是竖直向下的;(2)重垂线和水平仪是根据重力的方向总是竖直向下制成的,可用重垂线来检查墙壁是否竖直,水平仪检测工作台是否水平,重垂线椎体总是偏向桌面较低的方向.
三、计算题
19.人工智能逐渐融人我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人小荣,其自身质量约为 45kg,当该送餐机器人托着质量为 5kg 的物体送餐时,在 60s 内匀速直线运动 72m,机器人小荣受到的摩擦力约为其总重力的 0.2 倍。(g= 10N/kg)不考虑空气阻力
(1)求该送餐机器人小荣自身的重力。
(2)此次送餐过程中,机器人小荣的速度为多少 m/s?
(3)此次送餐过程中,送餐机器人小荣所受摩擦力的大小。
【答案】解:(1)送餐机器人小荣的重力:
;
(2)送餐过程中,机器人小荣的速度为:
;
(3)送餐过程中,总质量为
,总重力为G总=m总g=50kg×10N/kg=500N;
由题意得,送餐机器人小荣所受摩擦力的大小:f=0.2G总=0.2×500N=100N;
答:(1)该送餐机器人小荣的重力是450N;
(2)此次送餐过程中,机器人小荣的速度为1.2 m/s;
(3)此次送餐过程中,送餐机器人小荣所受摩擦力的大小为100N。
【解析】【分析】(1)根据G=mg,计算物体的重力;
(2)根据,计算机器人的速度;
(3)根据摩擦力和重力的关系,计算摩擦力的大小。
20.2020年12月17日凌晨,跨越38万千米的地月距离,在闯过月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后,历经重重考验的嫦娥五号器携带2000g月球土壤样品返回地球,在内蒙古四子王旗成功着陆。人们将永远铭记,2020年底这次意义非凡的太空之旅。问:
(1)“嫦娥五号”携带的月球土壤样品返回地球后质量为多少kg?为什么?
(2)该土壤样品返回地球后重力多大?
【答案】(1)解:月壤位置发生变化,但物质多少没有变化,所以无论在月球上还是地球上,其质量都不变,始终是
答:携带的月球土壤样品质量2kg;月壤位置发生变化,但物质多少没有变化,所以无论在月球上还是地球上,其质量都不变;
(2)解:月壤在地球上受到的重力为
答:该土壤样品返回地球后重为19.6N。
【解析】【分析】(1)物体的质量和所处空间位置无关;
(2)根据物体的质量可以计算重力大小。
四、作图题
21.均匀实心小球从斜面滚下过程中在某一时刻的位置如图所示,请用力的示意图画出此刻小球受到的重力G和小球对斜面的压力F.
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】找出重心,画一个竖直向下的线段,标上箭头就是重力的示意图;
压力的作用点在斜面的表面上,方向是和斜面垂直的.如图所示:
【分析】重力是作用在实心小球上的力,压力是作用在两物体接触面上的力,重力的方向是竖直向下的,压力的方向是垂直于斜面向下的.
22.小名把一个长方形小纸箱放在百货的手扶电梯上,小纸箱随着手扶电梯匀速上升,请你画出小纸箱所受力的示意图.
【答案】解:过小纸箱的重心分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G和F表示;如图所示:
【解析】【分析】小纸箱随电梯匀速运动,处于平衡状态.它受重力与支持力,重力竖直向下;支持力竖直向上;作用点都在物体的重心.
23.(1)如题图所示,一个木块随着水平传送带匀速向右运动,画出木块所受到的力的示意图。
(2)如题图所示,是一位小朋友沿滑梯下滑的场景,请你画出小朋友在滑梯该位置时受到的力示意图。(以重心为作用点)
(3)如题图所示,质量为的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间。在图中作出挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】【解答】(1)由于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,过物体重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,作图时注意两条线段长度要相等,如图所示:
(2) 小朋友沿滑梯下滑,受到竖直向下的重力、沿斜面向上的滑动摩擦力的作用;
从O点竖直向下画一条带箭头的线段表示重力G;
从O点沿斜面向上的方向画一条带箭头的线段表示滑动摩擦力f;如图所示:
(3) 挡板对圆球的支持力作用点在圆球的圆心上,方向垂直于挡板向右;圆球对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。从二力的作用点开始,分别沿二力的方向画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母,如图所示:
【分析】 (1)物体做水平方向向右匀速运动,由于不计空气阻力,所以物体受到两个力:它的重力G,传送带对它的支持力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。
(2) 一位小朋友沿滑梯匀速下滑,受到竖直向下的重力,由于摩擦了与相对运动方向相反,受到沿斜面向上的滑动摩擦力的作用,根据力的示意图的画法作图。
(3)确定挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的方向和作用点,然后按照力的示意图的画法作图画力的示意图的一般步骤为:一画简图,二定点,三画线,四画箭头,五把力的符号标箭头边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
五、实验探究题
24.小雨为了探究“影响力的作用效果的因素”,将一个弹性较好的钢片固定在桌边,在钢片上用细线挂上钩码(每个钩码规格相同)进行实验。
(1)本实验通过 来反映力的作用效果,这种实验方法叫作 。
(2)小雨利用弹簧测力计测量了单个钩码的重力,如图所示则单个钩码的重力为 N。
(3)只通过图乙和丙, (选填“能”或“不能”)得出正确的实验结论,原因是: 。
【答案】(1)钢片形变程度;转换法
(2)1.0
(3)不能;乙和丙图中力的大小和作用点都不同
【解析】【解答】 (1)实验是通过钢片的形变程度来反映力的作用效果,采用了转换法;
(2)由图1可知:弹簧测力计1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即分度值是0.2N;示数为1.0N;
(3)只通过图乙和丙,不能得出正确的实验结论,原因是乙和丙图中力的大小和作用点都不同。
【分析】 (1)力的作用效果有,可以改变物体的形状和改变物体的运动状态,根据转换法分析作答;
(2)读取弹簧测力计的示数首先要认清分度值;
(3)根据控制变量法和影响力的作用效果的因素作答。
25.小华在课外探究弹簧的长度跟外力的变化关系,利用如图所示实验装置记录了相应实验数据如下:
(1)这项研究在实际中的应用是 ;
(2)分析实验数据你可得到的结论: ;
(3)小华作出了如图三个图象,其中正确的是 .
【答案】(1)弹簧测力计
(2)在弹性限度内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比
(3)B
【解析】【解答】弹簧的长度跟外力的变化关系是在一定的弹性范围内,弹簧的伸长量与拉力成正比,根据这个原理设计出一种测量力的仪器叫做弹簧测力计;图中的数据可得在弹性限度内,弹簧的伸长量跟受到的拉力成正比,从数据可得当钩码质量等于300g后,弹簧不在伸长,而不挂钩码时弹簧有一定的长度,所以答案选B。
【分析】探究弹簧测力计的原理(在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比),涉及到测力范围(根据弹簧则力计的测力原理确定)、测量准确程度(受同样的力(在测量范围内)伸长量大的,测量精确高)的知识.
26.课外学习小组在探究“弹簧的伸长量与所受的拉力的关系”实验时,实验数据如下表。
弹簧所受拉力F/N 0 0. 5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
弹簧的长度L/cm 22 23 24 25 26 27 28 28.5 28.6
(1)测量弹簧所受拉力时,应选用的弹簧测力计的规格最恰当的是____。
A.测量范围为0 10N,分度值为0.2N
B.测量范围为0 5N,分度值为0.1N
(2)在图1中画出弹簧的长度L与所受拉力F 的关系图像 。
(3)根据实验数据,你认为用这样的弹簧能制作一个测量范围是 N 的测力计,理由是 。
(4)如图2所示是两种材料的弹簧在受到一定拉力作用下的伸长量与所受拉力的关系图像。如果要制作精确度较高的弹簧测力计,应选用弹簧 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)B
(2)
(3)0~3;在0 3N的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比
(4)甲
【解析】【解答】(1)实验中拉力的最大值为4.0N,选择量程为0~5N的弹簧测力计即可,分度值0.1N比0.2N更精确,因此选项B最恰当。
(2)根据表格中的数据,在图1的坐标系中依次标出点 (0,22)、(0.5,23)、(1.0,24)、(1.5,25)、(2.0,26)、(2.5,27)、(3.0,28)、(3.5,28.5)、(4.0,28.6),然后用平滑的线连接。其中0~3N区间是一条直线,3N以后曲线变缓,说明超出了弹性限度。
(3)从数据可以看出,0~3N时,拉力每增加0.5N,弹簧长度增加1cm,伸长量与拉力成正比;3N以后,伸长量的变化不再均匀,说明弹簧已超出弹性限度,因此测力计的测量范围为0~3N。
(4)精确程度高的弹簧测力计,需要在相同拉力下伸长量更大,这样刻度可以分得更细。从图2可以看出,弹簧甲在相同拉力下的伸长量比乙更大,因此更适合制作精确度较高的测力计。
故答案为:(1)B;(2);(3)0~3;在0 3N的弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比;(4)甲。
【分析】1、弹簧测力计的选择
量程应略大于实验中的最大拉力,分度值越小,测量越精确。
2、胡克定律
在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比;超出弹性限度后,这一关系不再成立。
3、实验图像分析
通过分析弹簧长度与拉力的关系图像,可以确定弹性限度和测量范围。
4、弹簧测力计的精度
相同拉力下,伸长量越大的弹簧,测力计的分度值可以更小,精度更高。
27.某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量△x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm。
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋 制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力测量的精确程度高(均选填“A”或“B”)。
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤,能够测量力的最大值为 N。
【答案】(1)16;8
(2)B;A
(3)22.5
【解析】【解答】解:(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的接力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长△x与受到接力F成正比例函数的关系,FA=kA△xA,FB=kB△xB,由图知,当FA=5N,△XA=10cm,;FB=10N,△XB=10cm,将上面的数据分别代入FA=kA△xA、FB=kB△xB,得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,因此FA=0.5△xA,FB=△xB,所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为△xA= cm=16cm,橡皮筋B的伸长量为△xB= cm=8cm;(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大;由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高;(3)因A最大受到10N的拉力,在弹性范围内最多伸长20cm,B在弹性范围内,受到的最大拉力为15N,最多伸长15cm,将本实验中两根相同的橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,A只能伸长15cm,根据在测量范围内受到拉力与伸长成正比,A最多受到的拉力 FA大= ×10N=7.5N,根据合力的知识,故将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤能够测量力的最大值应为7.5N+15N=22.5N。
故答案为:(1)①16;②8;(2)①B;②A;(3)22.5。
【分析】(1)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长与受到的拉力的函数关系式,根据函数关系式作答.
(2)根据弹簧则力计的测力原理确定测力范围;根据受同样的力(在测量范围内)伸长量大的,测量精确高.
(3)根据两橡皮筋在弹性范围内受到的最大拉力与伸长量的关系确定并联后伸长的最大量,根据橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理求出作用在A橡皮筋上的最大拉力,根据合力的知识求出能够测量力的最大值.
六、综合题
28.如图是2014年索契冬奥会滑雪比赛情景之一.
(1)请你写出该比赛项目中涉及的一个物理现象和它所包含的物理知识.
(2)滑雪越过雪坡落地时,为什么不能让滑雪板的前端先落地?
【答案】(1)解:滑雪时脚要穿长长的滑雪板,这是因为雪很松软,人不穿滑雪板在地上行走时,由于雪承受不了这样的压强,人的双脚会陷入雪中.穿上较宽较长滑雪板,可以增大受力面积,人对雪的压强大大减小,从而可以顺利滑行.
(2)解:滑雪越过雪坡落地时,摩擦力是向后的,如果用前端落地,由于惯性,容易发生摔倒的现象.
【解析】【分析】(1)根据压强的定义式P=,要减小压强有三种方法:一是当压力一定时,需增加受力面积;二是当受力面积一定时,需减小压力;三是在条件允许的情况下,可以同时减小压力,增大受力面积.
(2)物体都有保持原来的运动状态的性质,叫惯性.
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