故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.如图是环卫工人驾驶洒水车洒水时的情景。下列说法不正确的是( )
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
【答案】C
【知识点】惯性;力与运动的关系;影响摩擦力大小的因素;压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】(1)根据惯性的知识判断;
(2)水平面上物体对地面的压力等于自身重力;
(3)影响摩擦力的因素:①压力;②接触面的粗糙程度;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】A.一切物体都有惯性,洒水时,洒水车的质量减小,则它的惯性减小,故A正确不合题意;
B.洒水时,洒水车的重力不断减小,那么它对地面的压力一直减小,故B正确不合题意;
C.洒水时,洒水车对地面的压力不断减小,那么它受到地面的摩擦力不断减小,故C错误符合题意;
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态,故D正确不合题意。
故选C。
7.科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的变化;功率
【解析】【分析】长方形的面积公式为S=ab,因此只有横轴和纵轴表示的物理量为相乘关系时才能用面积表示,据此分析即可。
【解答】长方形的面积公式为S=ab,
A.根据可知,压力F与受力面积的比值等于压强p,与阴影面积不符,故A错误;
B.根据F=pS可知,压力等于压强和受力面积的乘积,与阴影面积相符,故B正确;
C.根据可知,功与时间的比值等于功率,与阴影面积不符,故C错误;
D.根据可知,功与功率的比值等于时间,与阴影面积不符,故D错误。
故选B。
8.为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,“胜哥”用体积和形状均相同的铁块()和木块()等器材设计了如下四种对照实验方案,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要运用控制变量法,控制压力大小、接触面积、物体运动速度等因素相同 ,只改变接触面粗糙程度。
【解答】A、图中没有改变接触面粗糙程度,都是粗糙表面,不能探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,故 A错误。
B、图中不仅接触面粗糙程度不同,物体对接触面压力也不同(一个铁块和铁块与木块叠加),没有控制压力相同,无法探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,故 B 错误。
C、图中没有改变接触面粗糙程度,都是光滑表面,不能探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,故 C 错误。
D、两图中,压力相同(都是一个铁块),接触面粗糙程度不同,符合控制变量法要求,能探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,故 D 正确。
故答案为:D。
9.“胜哥”在没有其它辅助的情况下,下列姿势不可能在水平地面上保持的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】重力及其方向
【解析】【分析】只有物体的重力作用线在支撑面内时,物体才可能在水平地面上站立,据此分析即可。
【解答】如下图所示:
在上面四幅图中,只有A选项中人的重力作用下没有通过双脚的支撑面,所以不可能在水平地面上保持平衡,故A符合题意,而B、C、D错误。
故选A。
10.如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,关于比较甲、乙两图中桌面受到的大小,下列说法( )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大
B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等
D.无法确定
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】水平面上的物体,对地面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总,据此判断即可。
【解答】条形磁铁都是完全相同的,因此它们的重力相等;将叠放的磁铁看作一个整体,那么它们对地面的压力都等于重力之和,即F=G总,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.利用频闪照相技术,拍摄击出的羽毛球在相同时间间隔的位置如图所示。则从①→②过程中,羽毛球( )
A.重力变小,速度变大 B.重力变小,速度变小
C.重力不变,速度变大 D.重力不变,速度变小
【答案】C
【知识点】速度公式及其应用;重力的大小
【解析】【分析】根据G=mg分析重力的变化,根据比较速度的变化。
【解答】从①→②的过程中,羽毛球的质量不变,根据G=mg可知,羽毛球的重力不变。
相连两个羽毛球的间距增大,而时间间隔相同,根据可知,羽毛球的速度变大。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
12.如图甲所示,水平拉力 F1作用在物体A上,使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运 动;如图乙所示,在A 上放置物体B,水平拉力 作用在 A 上,使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t,忽略空气阻力,下列判断正确的是
A.v1一定小于v2 B.F1一定小于F2
C.F1做的功一定小于F2做的功 D.F1的功率一定小于F2的功率
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】物体不受力或受平衡力时,运动状态不会发生改变,将保持静止或做匀速直线运动。
【解答】A、物体做匀速直线运动,说明受力平衡,不能判断速度大小关系,故A错误;
B、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,接触面的粗糙程度不变,压力越大,滑动摩擦力越大可知图乙中A受到的摩擦力更大,物体做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于拉力,可知图乙中的拉力更大,即,故B正确;
C、,由于无法确定速度大小关系,所以不能确定功的大小关系,故C错误;
D、功率,由于不能确定力的大小关系,所以不能确定功率的大小关系,故D错误。
故答案为:B。
13.为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,“胜哥”先用弹簧测力计拉动磁铁在玻璃上做匀速直线运动,再在玻璃下方放置铁片重复上述实验,比较两者拉力大小。这个方案探究影响滑动摩擦力大小的因素是()
A.质量大小 B.压力大小
C.接触面粗糙程度 D.接触面积大小
【答案】B
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【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,在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,应采用控制变量法。
【解答】 用弹簧测力计拉动磁铁在玻璃上做匀速直线运动,此时弹簧测力计的拉力等于磁铁受到的滑动摩擦力;在玻璃下方放置铁片后,玻璃和铁片对磁铁的压力增大,磁铁受到的滑动摩擦力增大,弹簧测力计的拉力增大,这个方案探究影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小,
故B正确,ACD错误。
故选B。
14.如图甲所示,“胜哥”在水平地面上用力推一密度为、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力和物体前进速度的大小随时间的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;压强的大小及其计算;功的计算公式的应用
【解析】【分析】物体受到的滑动摩擦力大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关,与运动速度无关,所以改变运动速度,但滑动摩擦力不变。【解答】A、由于物体是正方体,且放在水平地面上,则此过程中物体对地面的压强
故A错误;
B、由图丙可知,在0 1s内物体处于静止状态,摩擦力与推力平衡;由图乙可知,此时推力为100N,则在0 1s内的摩擦力也为100N,故B错误;
CD、由图丙可知,在3 5s内物体做匀速直线运动,滑动摩擦力与推力平衡;由图乙可知,此时推力为200N,则在3 5s内的滑动摩擦力为200N;物体在1 3s内做加速运动,在5 6s内减速运动,受到的摩擦力都为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,由于接触面的粗糙程度与压力均不变,则物体受到的滑动摩擦力大小不变,即在1 6s内物体受到的摩擦力大小都为200N;由图丙可知,物体在1 3s内的平均速度为0.5m/s,则物体运动的距离为
此过程克服摩擦力做功为
故C错误、D正确。
故答案为:D。
15.一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t 的变化情况如图2 所示,物体相应的速度v 随时间 t 的变化关系如图3 所示。则( )
A.0~2s 物体所受摩擦力大小大于拉力
B.2~4s 物体所受摩擦力为3N
C.8~10s 物体所受摩擦力为2N
D.物体4s时所受摩擦力大于9s 所受摩擦力
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】A.对0~2s内物体进行受力分析,根据平衡力的知识比较摩擦力和拉力大小;
B.根据图3中物体做匀速直线运动的状态,根据平衡力的知识计算出物体受到的滑动摩擦力,然后根据影响滑动摩擦力大小因素的知识判断2-4s内物体受到的摩擦力即可;
C.根据影响滑动摩擦力大小的因素的知识判断8-10s内物体受到摩擦力大小即可;
D.根据B、C中的结果分析判断。
【解答】 A.根据图3可知,0~2s物体的速度为0,即处于静止状态,此时受到平衡力,即摩擦力等于推力,故A错误;
B.根据图3可知,6~8s内物体做匀速直线运动,此时它受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力。根据图2可知,6~8s内物体受到的拉力F'=2N,故滑动摩擦力的大小f=F'为2N;
2~6s物体做加速运动,但压力大小和接触面粗糙程度保持不变,所以滑动摩擦力不变,仍为2N,故B错误;
C.根据图3可知,8-10s物体做减速运动,因压力大小和接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力仍为2N,故C正确;
D.综上所述,物体4s时所受摩擦力等于9s所受的摩擦力,故D错误。
故选C。
二、填空题
16.如图所示为一款磁吸式感应智能小夜灯,表格是该小夜灯的部分铭牌参数。请回答:
××牌磁吸式智能小夜灯
额定电压 5V
额定功率 3W
充电类型 插电/直充
(1)将小夜灯侧吸在金属床沿并保持静止状态,此时小夜灯所受 力与重力平衡。
(2)小夜灯正常发光时的电流为 A。
(3)夜晚,当有人起床时,小夜灯亮起,延迟1分钟后自动熄灭,小夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为 焦。
【答案】(1)摩擦
(2)0.6
(3)180
【知识点】摩擦力的存在;电功计算公式的应用;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)平衡力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
(2)根据计算电流。
(3)根据计算消耗的电能,注意时间的单位是秒。
【解答】(1)小夜灯静止,受力平衡,重力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力的方向竖直向上。
(2)小夜灯正常发光时的电流。
(3)夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为。
17.在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小金用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)“胜哥”提出质疑,认为图 的方式不合理,因为该方式没有控制 。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为 帕。
【答案】(1)乙;压力相同
(2)10000
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求分析解答;
(2)根据公式计算食指受到的压强。
【解答】(1)探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力相等,只改变受力面积。在乙图中,下面拇指受到的压力等于上面食指的压力和铅笔的重力之和,大于上面手指受到的压力,因此:我认为乙的方式不合理,因为没有控制压力相同。
(2)食指受到的压强约为:。
18.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2。则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
【答案】(1)受力面积
(2)等于
(3)480
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定哪个因素不同即可;
(2)根据液体压强公式p=ρ水gh比较水对瓶底和瓶盖的压强;
(3)根据压强相等,结合压强公式列出方程计算即可。
【解答】(1)根据图片可知,瓶子的重力相等,即对海绵的压力相等,瓶盖和瓶底的面积不同,即受力面积不同,因此本实验可得出:压力的作用效果与受力面积有关。
(2)根据图片可知,瓶子正放和倒放时水的深度h相等,根据液体压强公式p=ρ水gh可知,水对瓶底的压强和瓶盖的压强相等,即p1=p2。
(3)因为瓶子正放和倒放时的压强相等,
因此p1=p2;
;
;
;
;
;
;
解得:V倒=480mL。
19.“胜哥”将杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于");
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)等于
(2)不变
【知识点】压力的作用效果;浮力的变化
【解析】【分析】二力平衡,指物体只受两个力而处于平衡状态。作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
【解答】(1)漂浮时,茶叶处于二力平衡状态,重力等于浮力;故答案为:等于;
⑵茶叶匀速下降时,处于二力平衡状态,所以对茶杯总体的重力不影响;故答案为:不变;
故答案为:(1)等于;(2)不变。
20.如图甲所示,力传感器A与计算机系统相连,可获得力随时间变化的规律。“胜哥”将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质细绳与滑块相连,调节传感器高度使细绳水平,滑块放在较长的小车上,一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮,其一端连接小车,另一端系一只空沙桶,调节滑轮可使桌面上部细绳水平,整个装置先处于静止状态。现打开传感器,同时缓慢向沙桶里倒入沙子,当小车刚好开始运动时,立即停止倒沙子。若力传感器采集的 F-t图像如图乙所示,则:
(1)2S~2.5s内,滑块与小车间的摩擦力为 (填“动”或“静”)摩擦力。
(2)整个过程中加入沙子的质量等于 Kg。
【答案】(1)静
(2)0.15
【知识点】二力平衡的条件及其应用;重力的大小;摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,压力和粗糙程度不变,则摩擦力不变。
(2)物体静止,受力平衡,拉力等于静摩擦。
【解答】(1)由图可知,2-2.5s,2.5s后摩擦力不变,由滑动摩擦力大小的影响因素可知 ,滑动摩擦力大小不变,可知在2-2.5s时物体还未开始运动,则受到的摩擦力为静摩擦。
(2)最大静摩擦为3.5N,可知最大拉力为3.5N,未放置沙子时,拉力为2N,可知沙子的重力为3.5N-2N=1.5N,沙子的质量为。
21.如图所示,狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)以地面为参照物,雪橇处于 (填“静止状态”或“运动状态”)。
(2)雪橇运动5米,狗的拉力对雪橇做功为 焦。
(3)货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平,不计空气阻力,则雪橇对货物的摩擦力为 牛。
【答案】(1)运动状态
(2)500
(3)0
【知识点】参照物及其选择;摩擦力的存在;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)被研究的物体和参照物之间发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则被研究的物体是静止的;
(2)根据W=Fs求功;
(3)相对静止时,没有相对运动趋势,摩擦力为零。
【解答】(1)狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,雪橇和地面之间发生了位置的变化,所以以地面为参照物,雪橇是运动的;
(2)狗对雪橇的水平拉力为100牛,雪橇运动5米,W=Fs=100牛×5米=500焦;
(3)相对静止时,雪橇和货物没有相对运动趋势,雪橇对货物的摩擦力为0牛。
22.小金和“胜哥”在绿道上快走,若小金和“胜哥”的速度分别为1.5米/秒和2米/秒,以小金为参照物,“胜哥”是 (选填“运动”或“静止”)的。小金的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是 (选填“向前”或“向后")。
【答案】运动;向后
【知识点】参照物及其选择;阻力对物体运动影响的探究实验;摩擦力的存在
【解析】【分析】参照物指在描述物体的运动时,选取的标准物体,假设为相对静止的物体;
摩擦力方向与相对运动方向相反。
【解答】小金的速度小于“胜哥”,故以小金为参照物,“胜哥”是运动的;
前脚跟刚着地时 ,前脚相对于地面的运动方向为向前,故摩擦力方向向后。
故答案为:运动,向后
23.“胜哥”用20N的水平推力把图甲中纸箱匀速推往桌面中央,桌子始终保持静止;“胜哥”再用120N的水平推力将桌子沿水平方向匀速推动,纸箱在桌面上没有发生滑动,如图乙所示。完成下列问题:
(1)图甲中地面对桌子的摩擦力方向是 ;
(2)图乙中纸箱受到的摩擦力大小是 牛。
【答案】(1)水平向左
(2)0
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反;
(2)摩擦力产生的条件:①相互接触;②存在压力;②做相对运动或有相对运动的趋势。
【解答】(1)根据图甲可知,当纸箱受到水平向右的推力时,它在桌面上水平向右运动,那么它受到桌子的摩擦力水平向左。而纸箱对桌子的摩擦力与桌子对纸箱的摩擦力为一对相互作用力,二者大小相等,方向相反,即纸箱对桌面的摩擦力水平向右。
纸箱对地面的摩擦力水平向右,则桌子有向右运动的趋势,而地面对它摩擦力的方向与相对运动的方向相反,即地面对桌子的摩擦力水平向左。
(2)在图乙中,桌子沿水平方向匀速移动,而纸箱没有发生相对滑动,即二者之间保持相对静止,因此二者之间摩擦力为0N。
24.通过微信公众号“胜哥课程”学习了弹簧秤的使用后,小科完成了下列实验(弹簧秤重力不计):
(1)小科将弹簧秤挂钩连在墙上,在拉环处施加水平向左10牛的力使弹簧秤水平静止(图甲),此时弹簧秤的读数为 牛。
(2)小科取下弹簧秤,连接在两个相同木块之间(图乙),用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数 (选填”>“、”=“或”<“) 图甲中的读数,木块A所受到的摩擦力为 牛。
【答案】(1)10
(2)<;5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)对测力计进行受力分析,根据二力平衡的知识计算测力计的示数;
(2)首先根据二力平衡的知识计算出两个物体受到的滑动摩擦力大小,再根据滑动摩擦力与压力大小的关系计算B受到滑动摩擦力的大小。接下来与B进行受力分析,再次利用二力平衡的知识计算出测力计的示数即可。
【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计处于静止状态,则它受到的向左的拉力与墙壁对它向右的拉力相互平衡,即墙壁对它向右的拉力F=10N。而测力计的示数等于挂钩上受到的拉力,即等于墙壁对它的拉力10N。
(2)根据乙图可知,AB两个物体在水平面上做匀速直线运动,那么它们受到的滑动摩擦力与拉力相互平衡,即f总=F=10N。
A、B两个木块完全相同,则滑动摩擦力与压力成正比;
那么A、B两个物体受到的滑动摩擦力都等于总摩擦力的一半,
即fA=fB=5N;
木块B受到测力计的拉力和摩擦力相互平衡,即测力计的示数等于它受到的摩擦力5N;
因此此时测力计的示数小于图甲中的示数。
25.如图所示,“胜哥”设计了两种测量摩擦力的方法。
(1)图甲中,根据 原理,测量时必须沿水平方向匀速拉动木块才能测出木块受到的摩擦力;
(2)图乙中,“胜哥”将木块A、B叠放在水平桌面上,分别用弹簧测力计拉(B不会从A上落下),当A被匀速拉动5cm时,弹簧测力计a的示数为30N,弹簧测力计b的示数为90N,则B受到的摩擦力方向是 ,物体A 克服地面摩擦力所做的功是 J。
【答案】(1)二力平衡
(2)水平向右;3
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动,木块处于平衡状态,在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,根据二力平衡知识,拉力的大小等于滑动摩擦力的大小;
(2)由于B相对于A是向左运动的,则B受到的摩擦力方向是:水平向右;A受到90N水平向右的拉力,上表面受到B对A的摩擦力大小为30N,根据二力平衡知识,则A与地面之间的摩擦力大小为:60N;则克服地面摩擦力所做的功:
故答案为:(1)二力平衡;(2)水平向右;3。
26.彩虹滑道是近年来新兴的游玩项目 (如图甲),“胜哥”坐在橡皮圈上,随橡皮圈一起快速滑下。图乙是该游乐项目的简化模型,AB段表示彩虹滑道,BC段表示水平的人工草皮减速带。
(1)以橡皮圈为参照物,“胜哥”处于 状态 (填“静止”或“运动”);
(2)“胜哥”在BC段滑行的过程中,速度越来越慢,则橡皮圈与减速带之间的摩擦力将 (选填“变大” 、 “变小”或“不变”);
(3)若“胜哥”和橡皮圈的总质量为60千克,则从15米高的A点静止下滑到C点停止运动,克服摩擦做功为 焦。
【答案】(1)静止
(2)不变
(3)9000
【知识点】速度与物体运动;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力大小有关,与相对运动的速度无关。
【解答】(1)以橡皮圈为参照物,“胜哥”与橡皮圈之间位置未变,所以“胜哥”处于静止状态。
(2)“胜哥”在BC段滑行,橡皮圈与减速带间的压力(等于总重力 )和接触面粗糙程度不变,根据摩擦力影响因素,摩擦力不变。
(3)“胜哥”和橡皮圈总重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,从A到C,重力势能转化为克服摩擦的功(机械能全部用于克服摩擦 ),W=Gh=600N×15m=9000J 。
27. 如图为某品牌可骑行电动行李箱。
(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大 ,增大摩擦。
(2)行箱体能承受的最大的压强为50000帕,“胜哥”坐上行李箱上的接触面积为0.02米2,则坐在该李箱上的人的重力 牛。
(3)“胜哥”在骑行电动行李箱的过程中,电动机将电能主要转化为 。
【答案】(1)接触面的粗糙程度
(2)1000
(3)机械能或动能
【知识点】影响摩擦力大小的因素;压强的大小及其计算;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)增大摩擦力的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
(2)根据G=F=pS计算坐在行李箱上人的重力;
(3)根据能量转化的知识解答。
【解答】(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦。
(2) 坐在该李箱上的人的重力G=F=pS=50000Pa×0.02m2=1000N;
(3) 人在骑行电动行李箱的过程中,电动机将电能主要转化为机械能或动能。
28.“胜哥”为了更精确的测量木块的滑动摩擦力,设计了如图甲所示的实验装置。拉动木板过程中获得了如图乙所示的数据(不考虑滑轮重力以及绳子的摩擦力)。
(1)在2-4秒的时候,木块受到的摩擦力是 N。
(2)以下关于该实验说法正确的是____(填字母)。
A.2-4秒,木块相对地面是静止的
B.该实验需要F匀速拉动木板
C.因为水平桌面粗糙,拉力F大于木块与木板间的摩擦力
【答案】(1)3
(2)A;C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素;动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)滑轮左侧有两股绳子,右侧有一股绳子,右侧绳子的拉力等于左侧的总拉力。
(2)根据滑动摩擦力的影响因素可知,不需要均匀拉动长木板。
【解答】(1)由图乙可知,2-4秒时,拉力传感器的示数为1.5N,由图甲可知,木块受到的拉力为传感器示数的两倍,即3N,传感器示数不变,说明木块处于静止状态,受力平衡,拉力等于摩擦力,故摩擦力为3N。
(2)A、由(1)可知,2-4秒,木块属于静止状态,故A正确;
B、滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,所以不需要匀速拉动长木板,故B错误;
C、水平面粗糙,给长木板一个水平向左的摩擦力,木板受到的拉力F应大于等于木块和木板间的摩擦力与木板与地面间的摩擦力之和,故C正确。
故答案为:AC。
29.用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的ab段保持竖直,cd段保持水平。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1)“胜哥”用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为3N,此时木块B受到的摩擦力大小为 N。接着将拉力F增大一倍,木块B受到的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为3N,此时木板A受到地面施加的摩擦力方向为水平 (选填“向右”或“向左”)。
【答案】(1)3;不变
(2)向右
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)对B进行受力分析,根据二力平衡的知识计算B受到的摩擦力。根据影响滑动摩擦力的因素分析即可。
(2)对A进行受力分析,根据二力平衡的知识分析地面对A摩擦力的方向。
【解答】(1)木块B保持静止状态,它受到测力计的拉力与摩擦力相互平衡,即二者大小相等,那么f=F=3N。
当拉力F增大一倍时,木块B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,因此它受到的明摩擦力不变。
(2)当A保持静止时,那么地面对A的摩擦力肯定与B的摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。它受到B的摩擦力向左,因此它受到地面的摩擦力向右。
三、实验与探究题
30. “胜哥”为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿 方向拉着木块作匀速直线运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为 牛。
(3)接着“胜哥”完成了图2和图3所示的实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整: 。
(4)“胜哥”查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为 和 推测 和 的大小关系为 。
【答案】(1)水平(或水平向右)
(2)2.2
(3)
(4)
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)要测量滑动摩擦力大小,需依据二力平衡原理,让木块在水平方向做匀速直线运动,此时弹簧测力计拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以弹簧测力计要沿水平方向拉木块。
(2)根据弹簧测力计的分度值和指针位置读数,读出图 1 中弹簧测力计示数,该示数即为木块受到的摩擦力大小。
(3)要验证压力大小对摩擦力大小的影响,需控制接触面粗糙程度相同,改变压力大小。图 2 有一个铁块,图 3 应增加铁块数量进一步改变压力,同时要画出弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动的情景。
(4)滑动摩擦力大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关。比较图 4 中 a、b、c 的压力和接触面粗糙程度情况,判断拉力大小关系。
【解答】(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平(或水平向右 )方向拉着木块作匀速直线运动,这样根据二力平衡,弹簧测力计示数才等于摩擦力大小。
(2)图 1 中弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在2N后第1小格处,所以木块受到的摩擦力为
2N+0.2N=2.2N。
(3)在木块上放置两个铁块(图略,在木块上画两个相同铁块,弹簧测力计水平向右拉木块 ),保证接触面粗糙程度不变,进一步增大压力,与图 1、图 2 形成对比,探究压力对摩擦力的影响。
(4)a、b 中,接触面粗糙程度相同,压力相同,运动速度不同,因滑动摩擦力与速度无关,
所以F1=F2;
a、c 中,接触面粗糙程度相同,c 中压力更大,滑动摩擦力更大,所以F1=F2,综上F1=F2
实验器材:1cm厚的石膏板若干,质量为50g的鸡蛋数枚。
实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象。
实验序号 楼层 实验现象
1 15 鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2 25 鸡蛋破碎,石膏板被硬中的地方出现小坑且破裂
3 25 鸡蛋破碎发出巨响,石膏板被击穿
(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过 反映出来。
(2)根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与 有关。
(3)实验后,“胜哥”对高空落下的雨滴不会对人造成伤害感到好奇。他通过在阅资料知道:雨滴从高空落下的过程中,受到的空气阻力与用滴速度的平方成正比,达到最大速度后,雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能 (填“增大”,“不变”或“减小”)。
【答案】(1)石膏板的形变程度(或被破坏程度)
(2)下落高度
(3)减小
【知识点】压力的作用效果
【解析】【分析】(1)根据表格中的实验现象可知破坏力是通过什么反映出来的;(2)表格数据中控制了楼层的不同,从中可以得出实验研究的因素;(3)机械能包括动能和势能,动能大小与物体的质量和运动速度有关,势能的大小与物体的质量和高度有关。
【解答】(1)由实验现象中描述的石膏板凹陷,出现小坑且破裂,被击穿等可知,破坏力可以通过石膏板的形变程度(或被破坏程度)反映出来;(2)实验中控制了楼层不同,由表格数据可知:同一物体从高空落到地面的破坏力与下落高度有关;(3)雨滴下落到一定高度匀速下落,动能不变,高度减小势能减小,所以机械能减小。
故答案为:(1)石膏板的形变程度(或被破坏程度);(2)下落高度;(3)减小
32.欲探究影响滑动摩擦力的因素,“胜哥”设计了如图所示的实验。
(1)定滑轮的作用是 。
(2)木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。
(3)为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,可放置毛巾改变接触面的粗糙程度,则“胜哥”应将毛巾放在何处
(4)分别改变木块的质量和拉动木板的速度,比较滑动摩擦力的大小,可得出结论: 。
【答案】(1)改变力的方向
(2)木块与木板发生相对滑动时
(3)放在木块下面、木板上面
(4)滑动摩擦力与压力大小有关,与速度无关
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素;定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】(1)定滑轮两侧拉力相同,所以不能省力,拉力方向相反,所以可以改变力的方向。
(2)滑动摩擦力存在于发生相对滑动的两个物体之间。
(3)根据探究目的可知,探究的是木块与木板间的滑动摩擦力,可知应将毛巾放在木块和木板之间。
(4)滑动变阻器与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力越大,粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,与物体运动的速度大小无关。
【解答】(1)定滑轮不能省力,但能改变力的方向。
(2)木块与木板发生相对滑动时,木块与木板间存在滑动摩擦力。
(3)探究的是木块与木板间的滑动摩擦力,可知应将毛巾放在木块和木板之间。
(4)改变木块的质量,则木块对木板的压力发生改变,发现滑动摩擦力大小发生改变,可知滑动摩擦力与压力大小有关。改变木块运动的速度,滑动摩擦力不变,可知滑动摩擦力与物体运动的速度无关。
33.为探究相互接触的两物体相对运动时摩擦力大小的影响因素,“胜哥”设计的装置示意图如图。木板左端用细线与电动机(可调速)相连,物块右端用细线绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。启动电动机拉动木板,测量物块受到的摩擦力大小。
请回答:
(1)装置中定滑轮的作用: 。
(2)实验中观察到物块的两种状态见下表,要测量物块受到的摩擦力,应在状态 (填“1”或“2”)时读取并记录弹簧测力计示数。
物块状态 物块相对木板 物块相对桌面
状态1 静止 运动
状态2 运动 静止
(3)保持接触面粗糙程度等条件不变,分别改变物块对木板的压力大小和木板的速度大小,进行实验测量,物块受到的摩擦力大小列于下表。分析下表,可得结论: 。
实验序号 物块上钩码个数(钩码质量均相同) 摩擦力/N
木板运动较慢 木板运动较快
1 0 0.5 0.5
2 2 0.8 0.8
3 4 1.1 1.1
(4)继续探究物块受到的摩擦力与接触面粗糙程度的关系,可在 (填“木板上表面”或“水平桌面上”)铺上棉布等不同材料来改变接触面粗糙程度。
【答案】(1)改变力的作用方向
(2)2
(3)在接触面粗糙程度等条件不变时,在测定范围内,压力越大,摩擦力也越大;摩擦力大小与相对运动速度大小无关
(4)木板上表面
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据定滑轮的特点进行分析,可知定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)木板相对木块静止时,两者之间的摩擦力为静摩擦。
(3)根据表中数据进行分析,可知滑动摩擦力大小与速度无关。
(4)根据实验目的进行分析,可知改变的是物块与木板之间的粗糙程度,不是木板与水平桌面之间的粗糙程度。
【解答】(1)定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
(2)实验测量的是物块与木板之间的滑动摩擦力,可知应选择物块相对木板运动时读取测力计的示数。
(3)由表中数据可知,当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,且滑动摩擦力的大小与木板运动的速度无关。
(4)实验测量的是物块与木板之间的滑动摩擦力,所以改变的是物块与木板之间的粗糙程度,所以应在木板上表面铺上不同材料来改变接触面的粗糙程度。
34.汽车在坡路险的山区公路上坡时,因车轮打滑(车轮原地转动,不能为车辆前进提供足够的驱动力)引起的事故偶有发生。小宁通过微信公众号“胜哥课程”学习了“摩擦力”后,对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣,于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。
【实验方案】
拆下小车的4个车轮,按要求装上实验用车轮(除了有无花纹外,其它均相同),置于斜坡,如图所示。启动小车,记录爬坡情况。
【实验现象】
【实验分析】
(1)第1、2次实验现象说明:该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的(这样的车轮称为驱动轮)。由第1、3次实验现象可知:驱动轮的轮胎表面粗糙些更 (填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识,本实验能初步说明车轮打滑的原因。
(2)由第3-6次实验可知:前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大,易造成小车偏转。如果继续实验,当该小车仅右前轮、左后轮有花纹,可推测小车爬坡情况为 。
【答案】(1)有利于
(2)向左偏转
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据实验1和3中的实验现象分析轮胎表面的粗糙程度对驱动力的影响即可;
(2)根据实验4、5、6分析轮胎花纹和汽车转向之间的对应关系,然后再确定这道题目中汽车的爬坡情况。
【解答】(1)根据表格数据1、3可知,3中驱动轮表面有花纹,即接触面更加粗糙,此时小车能正常上坡,那么得到:驱动轮的轮胎表面粗糙些更有利于提升该小车的爬坡能力。
(2)在实验4中,左前轮有花纹,向右偏转;实验5中,左前轮有花纹,向右偏转;实验6中,右前轮有花纹,向左偏转;
因此汽车的偏转方向与驱动轮有花纹的车胎位置相反。
那么当小车右前轮,左后轮有花纹时,汽车的偏转方向与“右”相反,即向左偏转。
35.“胜哥”为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验。请回答:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做 运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为 牛。
(3)“胜哥”完成了图1和图2所示的实验,又进行了图3实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整: 。
(4)“胜哥”查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。于是他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为. 和 F3, 推测F1、F2和F3的大小关系为 。
【答案】(1)匀速直线
(2)2.2
(3)
(4)
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)(2)根据二力平衡的条件分析;
(3)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,由控制变量法可知,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)结合图4中的a、b、c所示的实验物体移动速度及影响滑动摩擦力大小因素分析。
【解答】(1)实验中,为了便于测量摩擦力的大小,根据二力平衡,用弹簧测力计水平拉动木块,应该使木块沿长木板做匀速直线运动;
(2)当木块沿长木板做匀速直线运动时,木块受力平衡,根据二力平衡可知,此时弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的摩擦力,读图此时示数为2.2N,故 木块受到的摩擦力为2.2N ;
(3)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,分析图1和图2可知,变量为压力大小,故图3中压力要大于图2,可在木块上放置两块铁块,故画图如下:
(4)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,滑动摩擦力的大小与速度无关,因图4中a、b压力相同,故摩擦力相同,c中压力最大,故摩擦力最大,故 F1、F2和F3的大小关系为:
故答案为:(1)匀速直线;(2)2.2;(3)(4)
四、综合题
36.“胜哥”对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式,人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台,通过自身重力对圆木施力,将巨石拉动一小段距离后固定,调整装置,再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出),如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连,杠杆与石柱的接触点为B点,AC=4.8m,AB=0.8m,巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2,请回答:
(1)“胜哥”使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。
(2)“胜哥”拉动巨石沿斜面MN移动0.1m,高度上升0.05m,求此过程中克服巨石重力做的功。
(3)“胜哥”拉动巨石前,绳子与杠杆AC垂直,AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石,绳子对巨石的拉力至少需32100N,假设人的质量均为60kg,此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力,C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)
【答案】(1)省力
(2)克服巨石重力做的功:W= Gh= mgh=5000kg×10N/kg×0.05m=2500J
答:克服巨石重力做的功为2500J。
(3)动力臂
阻力臂l2=AB=0.8m
根据杠杆平衡条件
G总=F=12840N,
4
需站22人。
答:C端下方平台上至少需站22人。
【知识点】重力的大小;功的计算公式的应用;杠杆的平衡条件;杠杆的分类
【解析】【分析】(1)动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆。
(2)做功的条件:物体在力的方向上有移动距离,克服重力做功可用W=Gh进行计算。
(3)根据杠杆平衡条件进行计算,力臂指的是支点到力的作用线的距离。
【解答】(1)杠杆的主要目的是通过调整力臂的长度来改变力的大小或方向。在图2中,杠杆AC的支点为B点,动力臂(AB)为0.8m,阻力臂(BC)为4.8m - 0.8m = 4.0m。阻力臂大于动力臂,可知该杠杆为省力杠杆。
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中考二轮复习:压力、摩擦力
一、选择题
1.科学上常用某领域做出突出贡献的科学家的名字为单位。下列表示压强单位的是( )
A.牛顿 B.安培 C.焦耳 D.帕斯卡
2.如图为“胜哥”掷出的实心球的运动轨迹,实心球离开手后在空中飞行过程中最高点所受到的力( )
A.只有重力 B.重力和空气阻力
C.重力和手的推力 D.重力、空气阻力和手的推力
3.如图,“胜哥”手握杯子并保持静止,与杯子受到的摩擦力是一对平衡力的是()
A.杯子受到的压力 B.杯子对手的摩擦力
C.杯子受到的重力 D.杯子对手的支持力
4.“胜哥”把两支同样的粉笔竖直放置在坚硬的水平桌面上。粉笔两头横截面积不同,其中一支正放,一支倒放(如图所示),以下分析正确的是( )
A.粉笔受到的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
B.两支粉笔都受到了桌面给予的摩擦力,且大小相等
C.由于受力面积不同,桌面对粉笔的支持力不同
D.本实验无法得出压力作用效果与受力面积的关系
5.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则 ( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲
A.洒水时,洒水车一直具有惯性
B.洒水时,洒水车对地面的压力一直在变小
C.洒水时,洒水车受到地面的摩擦力始终保持不变
D.洒水车刹车减速,说明力能改变物体的运动状态
7.科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
8.为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面粗糙程度有关,“胜哥”用体积和形状均相同的铁块()和木块()等器材设计了如下四种对照实验方案,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
9.“胜哥”在没有其它辅助的情况下,下列姿势不可能在水平地面上保持的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,关于比较甲、乙两图中桌面受到的大小,下列说法( )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大
B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等
D.无法确定
11.利用频闪照相技术,拍摄击出的羽毛球在相同时间间隔的位置如图所示。则从①→②过程中,羽毛球( )
A.重力变小,速度变大 B.重力变小,速度变小
C.重力不变,速度变大 D.重力不变,速度变小
12.如图甲所示,水平拉力 F1作用在物体A上,使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运 动;如图乙所示,在A 上放置物体B,水平拉力 作用在 A 上,使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t,忽略空气阻力,下列判断正确的是
A.v1一定小于v2 B.F1一定小于F2
C.F1做的功一定小于F2做的功 D.F1的功率一定小于F2的功率
13.为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,“胜哥”先用弹簧测力计拉动磁铁在玻璃上做匀速直线运动,再在玻璃下方放置铁片重复上述实验,比较两者拉力大小。这个方案探究影响滑动摩擦力大小的因素是( )
A.质量大小 B.压力大小
C.接触面粗糙程度 D.接触面积大小
14.如图甲所示,“胜哥”在水平地面上用力推一密度为、边长为1m的正方体物体。在此过程中,推力和物体前进速度的大小随时间的变化情况分别如图乙、图丙所示。以下对于这一过程分析正确的是( )
A.在此过程中物体对地面的压强为200Pa
B.0~1s内物体没有动是因为推力小于摩擦力
C.1~3s内物体克服摩擦力做功为300J
D.3~6s内物体受到的摩擦力大小均为200N
15.一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t 的变化情况如图2 所示,物体相应的速度v 随时间 t 的变化关系如图3 所示。则( )
A.0~2s 物体所受摩擦力大小大于拉力
B.2~4s 物体所受摩擦力为3N
C.8~10s 物体所受摩擦力为2N
D.物体4s时所受摩擦力大于9s 所受摩擦力
二、填空题
16.如图所示为一款磁吸式感应智能小夜灯,表格是该小夜灯的部分铭牌参数。请回答:
××牌磁吸式智能小夜灯
额定电压 5V
额定功率 3W
充电类型 插电/直充
(1)将小夜灯侧吸在金属床沿并保持静止状态,此时小夜灯所受 力与重力平衡。
(2)小夜灯正常发光时的电流为 A。
(3)夜晚,当有人起床时,小夜灯亮起,延迟1分钟后自动熄灭,小夜灯正常发光1分钟所消耗的电能为 焦。
17.在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小金用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)“胜哥”提出质疑,认为图 的方式不合理,因为该方式没有控制 。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为 帕。
18.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2。则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
19.“胜哥”将杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒入开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底。
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于");
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.如图甲所示,力传感器A与计算机系统相连,可获得力随时间变化的规律。“胜哥”将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质细绳与滑块相连,调节传感器高度使细绳水平,滑块放在较长的小车上,一根轻质细绳跨过光滑的轻质滑轮,其一端连接小车,另一端系一只空沙桶,调节滑轮可使桌面上部细绳水平,整个装置先处于静止状态。现打开传感器,同时缓慢向沙桶里倒入沙子,当小车刚好开始运动时,立即停止倒沙子。若力传感器采集的 F-t图像如图乙所示,则:
(1)2S~2.5s内,滑块与小车间的摩擦力为 (填“动”或“静”)摩擦力。
(2)整个过程中加入沙子的质量等于 Kg。
21.如图所示,狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)以地面为参照物,雪橇处于 (填“静止状态”或“运动状态”)。
(2)雪橇运动5米,狗的拉力对雪橇做功为 焦。
(3)货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平,不计空气阻力,则雪橇对货物的摩擦力为 牛。
22.小金和“胜哥”在绿道上快走,若小金和“胜哥”的速度分别为1.5米/秒和2米/秒,以小金为参照物,“胜哥”是 (选填“运动”或“静止”)的。小金的前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是 (选填“向前”或“向后")。
23.“胜哥”用20N的水平推力把图甲中纸箱匀速推往桌面中央,桌子始终保持静止;“胜哥”再用120N的水平推力将桌子沿水平方向匀速推动,纸箱在桌面上没有发生滑动,如图乙所示。完成下列问题:
(1)图甲中地面对桌子的摩擦力方向是 ;
(2)图乙中纸箱受到的摩擦力大小是 牛。
24.通过微信公众号“胜哥课程”学习了弹簧秤的使用后,小科完成了下列实验(弹簧秤重力不计):
(1)小科将弹簧秤挂钩连在墙上,在拉环处施加水平向左10牛的力使弹簧秤水平静止(图甲),此时弹簧秤的读数为 牛。
(2)小科取下弹簧秤,连接在两个相同木块之间(图乙),用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动。此时弹簧秤的读数 (选填”>“、”=“或”<“) 图甲中的读数,木块A所受到的摩擦力为 牛。
25.如图所示,“胜哥”设计了两种测量摩擦力的方法。
(1)图甲中,根据 原理,测量时必须沿水平方向匀速拉动木块才能测出木块受到的摩擦力;
(2)图乙中,“胜哥”将木块A、B叠放在水平桌面上,分别用弹簧测力计拉(B不会从A上落下),当A被匀速拉动5cm时,弹簧测力计a的示数为30N,弹簧测力计b的示数为90N,则B受到的摩擦力方向是 ,物体A 克服地面摩擦力所做的功是 J。
26.彩虹滑道是近年来新兴的游玩项目 (如图甲),“胜哥”坐在橡皮圈上,随橡皮圈一起快速滑下。图乙是该游乐项目的简化模型,AB段表示彩虹滑道,BC段表示水平的人工草皮减速带。
(1)以橡皮圈为参照物,“胜哥”处于 状态 (填“静止”或“运动”);
(2)“胜哥”在BC段滑行的过程中,速度越来越慢,则橡皮圈与减速带之间的摩擦力将 (选填“变大” 、 “变小”或“不变”);
(3)若“胜哥”和橡皮圈的总质量为60千克,则从15米高的A点静止下滑到C点停止运动,克服摩擦做功为 焦。
27. 如图为某品牌可骑行电动行李箱。
(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大 ,增大摩擦。
(2)行箱体能承受的最大的压强为50000帕,“胜哥”坐上行李箱上的接触面积为0.02米2,则坐在该李箱上的人的重力 牛。
(3)“胜哥”在骑行电动行李箱的过程中,电动机将电能主要转化为 。
28.“胜哥”为了更精确的测量木块的滑动摩擦力,设计了如图甲所示的实验装置。拉动木板过程中获得了如图乙所示的数据(不考虑滑轮重力以及绳子的摩擦力)。
(1)在2-4秒的时候,木块受到的摩擦力是 N。
(2)以下关于该实验说法正确的是____(填字母)。
A.2-4秒,木块相对地面是静止的
B.该实验需要F匀速拉动木板
C.因为水平桌面粗糙,拉力F大于木块与木板间的摩擦力
29.用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的ab段保持竖直,cd段保持水平。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1)“胜哥”用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为3N,此时木块B受到的摩擦力大小为 N。接着将拉力F增大一倍,木块B受到的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为3N,此时木板A受到地面施加的摩擦力方向为水平 (选填“向右”或“向左”)。
三、实验与探究题
30.“胜哥”为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿 方向拉着木块作匀速直线运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为 牛。
(3)接着“胜哥”完成了图2和图3所示的实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整: 。
(4)“胜哥”查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为 和 推测 和 的大小关系为 。
31.据报道,高空坠物伤人事件时有发生。“胜哥”对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究:
实验器材:1cm厚的石膏板若干,质量为50g的鸡蛋数枚。
实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象。
实验序号 楼层 实验现象
1 15 鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2 25 鸡蛋破碎,石膏板被硬中的地方出现小坑且破裂
3 25 鸡蛋破碎发出巨响,石膏板被击穿
(1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过 反映出来。
(2)根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与 有关。
(3)实验后,“胜哥”对高空落下的雨滴不会对人造成伤害感到好奇。他通过在阅资料知道:雨滴从高空落下的过程中,受到的空气阻力与用滴速度的平方成正比,达到最大速度后,雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能 (填“增大”,“不变”或“减小”)。
32.欲探究影响滑动摩擦力的因素,“胜哥”设计了如图所示的实验。
(1)定滑轮的作用是 。
(2)木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。
(3)为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响,可放置毛巾改变接触面的粗糙程度,则“胜哥”应将毛巾放在何处
(4)分别改变木块的质量和拉动木板的速度,比较滑动摩擦力的大小,可得出结论: 。
33.为探究相互接触的两物体相对运动时摩擦力大小的影响因素,“胜哥”设计的装置示意图如图。木板左端用细线与电动机(可调速)相连,物块右端用细线绕过定滑轮与竖直悬挂的弹簧测力计相连。启动电动机拉动木板,测量物块受到的摩擦力大小。
请回答:
(1)装置中定滑轮的作用: 。
(2)实验中观察到物块的两种状态见下表,要测量物块受到的摩擦力,应在状态 (填“1”或“2”)时读取并记录弹簧测力计示数。
物块状态 物块相对木板 物块相对桌面
状态1 静止 运动
状态2 运动 静止
(3)保持接触面粗糙程度等条件不变,分别改变物块对木板的压力大小和木板的速度大小,进行实验测量,物块受到的摩擦力大小列于下表。分析下表,可得结论:
。
实验序号 物块上钩码个数(钩码质量均相同) 摩擦力/N
木板运动较慢 木板运动较快
1 0 0.5 0.5
2 2 0.8 0.8
3 4 1.1 1.1
(4)继续探究物块受到的摩擦力与接触面粗糙程度的关系,可在 (填“木板上表面”或“水平桌面上”)铺上棉布等不同材料来改变接触面粗糙程度。
34.汽车在坡路险的山区公路上坡时,因车轮打滑(车轮原地转动,不能为车辆前进提供足够的驱动力)引起的事故偶有发生。小宁通过微信公众号“胜哥课程”学习了“摩擦力”后,对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣,于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。
【实验方案】
拆下小车的4个车轮,按要求装上实验用车轮(除了有无花纹外,其它均相同),置于斜坡,如图所示。启动小车,记录爬坡情况。
【实验现象】
【实验分析】
(1)第1、2次实验现象说明:该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的(这样的车轮称为驱动轮)。由第1、3次实验现象可知:驱动轮的轮胎表面粗糙些更 (填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识,本实验能初步说明车轮打滑的原因。
(2)由第3-6次实验可知:前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大,易造成小车偏转。如果继续实验,当该小车仅右前轮、左后轮有花纹,可推测小车爬坡情况为 。
35.“胜哥”为验证压力大小对摩擦力大小的影响,选用了长木板、木块、弹簧测力计、细线和若干个相同的铁块,设计并开展了如图实验。请回答:
(1)实验中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着木块做 运动。
(2)在图1所示实验中,木块受到的摩擦力为 牛。
(3)“胜哥”完成了图1和图2所示的实验,又进行了图3实验,请用作图的方式把图3对应的实验补充完整: 。
(4)“胜哥”查阅资料获知滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。于是他将同一木块放置在同一木板上,进行了如图4中的a、b、c所示的实验。拉动木块匀速运动所用的力为. 和 F3, 推测F1、F2和F3的大小关系为 。
四、综合题
36.“胜哥”对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式,人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台,通过自身重力对圆木施力,将巨石拉动一小段距离后固定,调整装置,再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出),如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连,杠杆与石柱的接触点为B点,AC=4.8m,AB=0.8m,巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2,请回答:
(1)“胜哥”使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。
(2)“胜哥”拉动巨石沿斜面MN移动0.1m,高度上升0.05m,求此过程中克服巨石重力做的功。
(3)“胜哥”拉动巨石前,绳子与杠杆AC垂直,AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石,绳子对巨石的拉力至少需32100N,假设人的质量均为60kg,此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力,C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)
答案解析部分
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】A
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】B
13.【答案】B
14.【答案】D
15.【答案】C
16.【答案】(1)摩擦
(2)0.6
(3)180
17.【答案】(1)乙;压力相同
(2)10000
18.【答案】(1)受力面积
(2)等于
(3)480
19.【答案】(1)等于
(2)不变
20.【答案】(1)静
(2)0.15
21.【答案】(1)运动状态
(2)500
(3)0
22.【答案】运动;向后
23.【答案】(1)水平向左
(2)0
24.【答案】(1)10
(2)<;5
25.【答案】(1)二力平衡
(2)水平向右;3
26.【答案】(1)静止
(2)不变
(3)9000
27.【答案】(1)接触面的粗糙程度
(2)1000
(3)机械能或动能
28.【答案】(1)3
(2)A;C
29.【答案】(1)3;不变
(2)向右
30.【答案】(1)水平(或水平向右)
(2)2.2
(3)
(4)
31.【答案】(1)石膏板的形变程度(或被破坏程度)
(2)下落高度
(3)减小
32.【答案】(1)改变力的方向
(2)木块与木板发生相对滑动时
(3)放在木块下面、木板上面
(4)滑动摩擦力与压力大小有关,与速度无关
33.【答案】(1)改变力的作用方向
(2)2
(3)在接触面粗糙程度等条件不变时,在测定范围内,压力越大,摩擦力也越大;摩擦力大小与相对运动速度大小无关
(4)木板上表面
34.【答案】(1)有利于
(2)向左偏转
35.【答案】(1)匀速直线
(2)2.2
(3)
(4)
36.【答案】(1)省力
(2)克服巨石重力做的功:W= Gh= mgh=5000kg×10N/kg×0.05m=2500J
答:克服巨石重力做的功为2500J。
(3)动力臂
阻力臂l2=AB=0.8m
根据杠杆平衡条件
G总=F=12840N,
4
需站22人。
答:C端下方平台上至少需站22人。
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