机械运动和力

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竞赛培优 第一讲 力和机械运动
一、知识提要
1. 机械运动：物体空间位置的变化。
2. 机械能：动能（运动着的物体所具有的能）和势能（物体被举高或发生形变多具有的能）。
3. 参照物：判断物体运动和静止被选作标准的物体。选择不同参照物，同一物体运动的描述也不同（物体的运动和静止是相对的）
4. 运动（按运动路线）：曲线运动和直线运动（按速度是否改变）：匀速直线运动和变速直线运动
5. 速度：单位时间内通过的路程（意义：表示物体的运动快慢）
6. V=S/ t S=V t t =S/V
7. 1m/s=3.6km/h 1m/s意义：物体在1秒内通过的距离为1米。
8. 力的作用效果：力能使物体发生形变；力能改变物体的运动状态（速度大小和运动方向）
9. 力的作用是相互的（同时产生，同时消失），测量工具：测力计（实验室常用弹簧秤），弹簧秤的工作原理：力能使物体发生形变（力越大，弹簧秤伸长越长）
10. 力的单位：牛顿（牛），符号：N
11. 力的三要素：力的大小；力的方向；力的作用点（改变一个要素，效果就改变）可以用力的图示（带箭头的线段）表示出来。（注意：不要忘记标出单位线段表示力的大小）
12. 重力：物体由于地球的吸引而受到的力（施力物体：地球；作用点：重心），方向：竖直向下（应用：重垂线、水平仪），大小与质量成正比（G= m g m= G / g g = G / m ）
g=9.8牛/千克：质量为1千克的物体受到的重力为9.8牛
13. 相对运动和相对静止的物体会产生摩擦力，方向与物体相对运动和相对运动趋势方向相反。（固体、液体、气体都会产生摩擦力）
14. 增大有利摩擦方法：增大压力；增大接触面粗糙程度，变滚动为滑动
减小有害摩擦方法：减小压力；减小接触面粗糙程度，变滑动为滚动，接触面分离
15. 牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，原来静止的，将保持静止状态；原来运动的，将保持匀速直线运动状态。
16. 惯性：一切物体都具有保持原有运动状态（速度大小，运动方向）的性质。惯性是物体的固有属性（固体、液体、气体，运动或静止的物体都具有惯性）
17. 二力平衡：一物体在两力作用下，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，就二力平衡。二力平衡的条件：同物、同线、等大、反向（知一个力求另一个力，判断二力是否平衡）
结论：如果物体不受外力或二力平衡时，将保持静止状态或匀速直线运动状态
如果物体保持静止状态或匀速直线运动状态时，则不受外力或二力平衡
一、选择题
1．关于力的概念，下列说法错误的是（ ）
A．力是物体对物体的作用，离开物体力就不存在
B．一个物体受力，同时一定有另一个物体对它施加力的作用
C.马拉车向前，同时车也用同样大小的力向后拉马
D．从空中下降的雨滴不受力的作用
2．下列说法，物体运动状态没有发生改变的是 （ ）
A.火车启动时，从静止变为运动 B. 在地面上滚动的小球，速度逐渐变慢
C.重物被吊车沿直线向上匀速吊起 D.汽车在盘山公路上匀速行驶
3.下列说法中正确的是（ ）
A．手提水桶感觉很累，原因是水桶的重力作用在手上了
B．鸡蛋砸石头，鸡蛋碎了，原因是鸡蛋受到的力大
C．推出去的铅球，可以在空中飞行，原因是铅球始终受到推力的作用
D．在草地上滚动的足球，最终会停下来，原因是足球受到了摩擦力
4．科技馆有一个磁悬浮地球仪，当它静止在如图所示位置时，地球仪
竖直方向的受力分析(不计空气浮力)正确的是
A．不受外力 B．重力与磁力平衡
C．磁力大于重力 D．只受磁力
5．2009年5月7日晚上，在杭州发生一起恶性交通事故，引起社会的反响。三位青年在杭州文二西路上飙车，撞死过斑马线的行人，经公安交警部门认定，是一起由于汽车严重超速行驶造成的交通事故。行驶的汽车刹车后，不能立即停止运动，这是因为
A．力是维持物体运动的原因 B．汽车受到重力
C．汽车具有内能 D．汽车具有惯性、
6．下列事例中，属于运用了重力方向的是
7、科学知识渗透于我们生活的方方面面。以下警示语
中涉及到惯性知识的是
A、商店玻璃门上贴有“当心玻璃 注意安全”
B、住宅小区配电房上写着“高压危险 请勿靠近”
C、出租车上的语音提示“前排乘客请系好安全带”
D、香烟包装盒上印有“吸烟有害健康”
8、质量为m的物体受到拉力F的作用，在水平地面上向左做匀速直线运动。如图所示
为其受到拉力F的示意图，其中可能的是
A、只有甲 B、只有乙、丙
C、只有甲、丙 D、甲乙丙均有可能
9．A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图3所示的三种情况下：①甲图中两物体均处于静止状态；②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以20m/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是（ ）
图3
A、三种情况下，A在水平方向都不受力
B、三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同
C、①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力不同
D、①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力相同
10．铅笔盒放在水平桌面上，静止时，在下列各对力中属于平衡力的是 ( )
A．桌面对铅笔盒的支持力与铅笔盒对桌面的压力
B．桌子受到的重力与铅笔盒受到的重力
C．铅笔盒受到的重力与桌面对铅笔盒的支持力
D．铅笔盒对桌面的压力与地面对桌子的支持力
11.如右图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G= 1N，则弹簧秤A和B的示数分别为
A. 1 N，0 B. 0，1N
C. 2N，1N D. 1N，1N
12、针对如图所示的情景，下列说法正确的是
A、甲：从光滑的滑梯上滑下时，小孩的动能转化为势能
B、乙：对拉力器的作用力能使弹簧伸长，说明力能使物体发生形变
C、丙:往纸条上吹气，发现纸条会上升，是因为纸条受到的重力减小了
D、丁：在水平面上匀速推动箱子时，箱子受到的水平推力大于摩擦力
13．在今年央视春晚中，魔术师刘谦的精彩表演叫人叫绝，使人们对魔术产生了浓厚的兴趣。《银币穿越玻璃杯》的魔术是在不动大杯的情况下，让在桌面上的银币进入到小杯中（如图甲）。图乙是对该魔术的一种破解过程，则有关破解过程的说法，不正确的是
A.从A到B的过程中 ，硬币受到了重力、摩擦力、手对硬币的推力
B.硬币从B到C的过程中，由弹簧的势能转化为硬币的机械能
C.硬币离开B后，由于惯性一直运动到D
D.硬币从D到E再到杯中，可以说明力能改变物体的运动
二、填空题
1、某同学幸运地亲身体验了一次极限运动，当他乘坐专业人员驾驶的
汽车在环形跑道上高速行驶时，感觉“天旋地转”，好像地面上的人和
建筑物都在旋转。这时他选取的参照物是▲ ；当他乘坐的汽车位于
如图所示位置时，他自身受到的重力方向是▲ 。
2．温福、甬台温铁路即将贯通，届时能有效串联温州部分县市，标志着温州进入“高速铁路”时代。
(1)右图标出了温福、甬台温铁路在温州境内的八个站点，据图可知苍南站位于新温州站的 ▲ 方向。
(2)新温州站到瑞安站高速铁路线长22．87千米，开通高速铁路客运后，如果火车以200千米／时的速度从新温州站开往瑞安站，则行驶时间为 ▲ 小时。 (计算结果保留两位小数)
3.用弹簧测力计沿水平方向拉着一木块在水平木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为12N,此时木块受到的滑动摩擦力的大小为_______N..若将拉力增大,当弹簧测力计的示数为20N时,木块受到的滑动摩擦力的大小为_______N.
4.如图10-甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A．B一起作匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为______N；若将A．B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动（如图乙所示），则推力F2＝_________N.
5.竖直向空中抛出一个小石子,石子离开手后仍继续向上运动的原因是___________；石子在上升过程中,速度越来越小,其原因是___________________.
6．有一个木球在水中上浮，在图11中画出木球受到的重力的示意图。
7．在自动化生产线上，常用传送带传送工件，如图12所示，一个工件与传送带一起以O.3m／s的速度水平向右匀速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受力的示意图。 ．
图11 图12
8.小明为了测出一支钢笔的重力G，他向老师借了一根轻质弹簧（弹簧的伸长与其外力成正比），一个质量为m0的钩码，再利用自己的直尺进行了如下的实验：
（1） 把钩码挂在弹簧的下端，用直尺量出弹簧的长度为L1；
（2） 再把钢笔挂在弹簧的下端，用直尺量出弹簧的长度为L2；
（3）接着他应做第三步是： 。
钢笔重力的表达式G= 。
9、为了测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图13所示。实验中不计弹簧测力计的重力。
甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动。
乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动。
从实验误差方面考虑，应选择_________方案。简述你选择的理由？
10．轨道交通具有便捷、运量大、污染低、安全性高等优点，有利于减缓城市交通拥挤、减少汽车尾
气排放等。宁波市轨道交通工程l号线已开始建设，其部分信息如下表所示：
(1)建造单位长度的1号线地铁，地下比地上的成本要 (填“高”或“低”)；
(2)目前我市城区公交车的平均行驶速度约25km／h，随着私家车数量的增加，这一数值可能将
更低。1号线一期(线路接近直线)建成前后，市民乘坐公共交通工具，从高桥西到东外环
至少可节省 h；
(3)若1号线全线建成，预计全程的平均速度可达 km/h。
11．小科在观看2009世界冰壶锦标赛时猜想：冰壶在冰面上的
滑行距离，除了与离手时的速度大小、接触面的粗糙程度有
关外，还可能与质量有关。
为了验证这一猜想，小科、小敏和小思做了如下实验(如
图所示)：在木块上加放数量不等的钩码后，让木块从O点
静止滑下，记录木块和钩码的总质量m和它在水平面的滑
行距离S，记录数据如下(各组在A点时初速度均相同)：
(1)从上述数据分析，可以得到的结论是：在初速度和接触面粗糙程度相同的条件下，物体在水
平面上滑行的距离与物体的质量大小 ；
(2)小敏认为：木块及钩码的质量越大，对水平面的压力越大，则滑行中受到的摩擦阻力也越
大，滑行距离就会越短。因此，他认为数据有问题，于是对上表数据做了如下改动：
请你评判小敏的做法并阐述理由： ；
（3）小思同学反思上述实验后认为：在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，物体的质量越大在不平面上滑行的距离将越远，因为： 。
12．在《科学》课中，常用矿泉水瓶做实验。(1)用力捏矿泉水瓶，瓶子变扁。说明 ▲ ；(2)将密封的空矿泉水瓶逐渐压入水中，感受到矿泉水瓶对手的作用力逐渐增大。说明 ▲ 。
13．某汽车公司组织了一次新车型节油大赛，比赛分两组：第一组使用A型车(排量1．6升)。第二组使用B型车(排量2．0升)。A、B型车外观和体积相同，属于同一产品系列。
(1)你认为下列哪些评价方式可以作为比赛评价标准 ▲ (填序号)
①消耗相同体积的汽油，比谁行驶的路程长；
②行驶相同的路程，比谁消耗的汽油体积少；
③行驶相同的路程，比谁用的时间短；
④用“”的比值大小作比较。
(2)下表是三位车手的比赛成绩，第一组比赛中最节油的选手是 ▲ 。
(3)从本次比赛数据看， ▲ 型车比较节油。
(4)近年来，政府鼓励小排量、限制大排量汽车有什么意义 ▲
链接竞赛
1．车站上，坐在火车里的乘客从窗口发现有两列火车沿相反的方向运动，由此得出的下列判断中错误的是：
A．乘客坐的火车和看到的两列火车中一定有两列在沿相反方向运动
B．乘客坐的火车可能在运动
C．三列火车可能沿同一方向运动
D．三列火车中可能有一列是静止的
2．有两个鸡蛋，一生一熟，让它们在光滑的水平桌面上以同样的速度同时开始转动：
A．生鸡蛋很快停止转动，熟鸡蛋转了一会儿才停止
B．熟鸡蛋很快停止转动，生鸡蛋转了一会儿才停止
C．两个鸡蛋都很快停止转动
D．两个鸡蛋都转了一会儿，然后同时停止
3．有一架飞机沿水平向左做匀速直线运动，每隔1秒钟从
飞机上轻轻释放一小球，当三只小球落下且均未落至地
面时，若不计空气阻力，则这三只小球在空中的排列情况应是下图中的哪一个：
4． 小明同学放学回家，正碰上刮风下雨，他以18千米/时的速度由西向东快跑，此时他发现了奇怪的现象，雨滴成竖直下落状态，请你确定，这时刮的是______风，风速是_____米/秒。
5．后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时，地面对后轮的摩擦力方向是_______，对前轮的摩擦力方向是________。
　
6．某人从甲站到乙站时以两种速度V1和V2运动。（1）若前一半路程运动的速度为V1，后一半路程运动的速度为V2，则整段路程的平均速度为__________。（2）若前一半时间运动的速度为V1，后一半时间运动的速度为V2，则整段路程的平均速度为__________。
7. 某人从甲站到乙站时以两种速度V1和V2运动。（1）若前一半路程运动的速度为V1，后一半路程运动的速度为V2，则到达乙的时间为t1。（2）若前一半时间运动的速度为V1，后一半时间运动的速度为V2，则则到达乙的时间为t2，那么t1______t2。
8．某船沿一条河逆流向上匀速行驶，经过桥下时从船上掉下了一只箱子，箱子随水向下游漂去。船上的人经过5min后才发现箱子掉了，于是立即掉转船头追赶，在距桥下游300m处追上箱子。船行速度和水流速度均保持不变，则船从掉头到追上箱子，需用_______min时间，水流的速度为_______m／s。
9.小船往返于沿河的甲、乙两地。若河水不流动，往返一次需要时间t1，若河水流动，则往返一次需要时间t2，则 　　　　　　　　　　 （　　）
　　A．t1＝t2　　　　 B．t1＞t2　　　　C．t119．如图所示，物体甲静止在水平桌面上，当物体乙轻放到甲上后，下列现
象不可能发生的是（ D ）
A.甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲也静止
B．甲相对于桌面保持静止状态，而乙相对于甲沿斜面滑下
C．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲沿斜面滑下
D．甲相对于桌面向右运动，而乙相对于甲静止
一、选择题
1-5DCDBD 6-10DCCAC 11-13DBA
二、填空题
1.汽车（或自己、驾驶员等） 竖直向下 2、西南 0.11
4、12N 12N 22、0 12
5、石子具有惯性 ，石子受到竖直向下的重力
11高 0.21 37.2
13．(1)①②④（答其中两个的给一分，仅答一个或有错答不给分）
(2)陈超 (3)A (4)节约能源，降低污染(合理均可)
链接竞赛
1-3AAC 4、西，5　5、水平向前，水平向后
第1题图
A．检查相框是否挂正
C．往墙上敲钉子
D．往前推桌子
B．用力拉弹簧
图10
图13
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