1.4 运动和力 同步练习（含解析）

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1.4 运动和力 同步练习
一．选择题（共10小题）
1．（2018 厦门模拟）在伽利略等人的研究成果基础上，概括和推理得出惯性定律的科学家是（　　）
A．霍金 B．牛顿 C．笛卡尔 D．亚里士多德
2．（2018 长沙一模）小明在体育课上练习垫排球，当排球竖直上升到最高处时，若所有外力都消失，则排球将（　　）
A．一直上升 B．掉落下来 C．先上升后下降 D．保持静止
3．（2017 徐州模拟）如图所示，物体运动状态发生改变的是（　　）
A．弯道上沿曲线滑行的运动员
B．吊在天花板下静止的电灯
C．路上匀速直线行驶的汽车
D．空中匀速直线下落的降落伞
4．（2018 濉溪县三模）下列关于生活中的力学现象解释，说法正确的是（　　）
A．拍打衣服，衣服上的灰尘会脱离，是因为灰尘受到了力的作用
B．转动雨伞，伞上的雨水会被甩出，是因为雨水受到惯性力的作用
C．高速行驶的火车不容易停下来，是因为速度越大惯性越大
D．短跑运动员在跑步时穿运动短裤和背心是减小惯性
5．（2018 覃塘区二模）一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球。若车厢内的旅客突然发现（俯视图）小球沿如图所示的虚线A点运动到B点，则由此可以判断列车的运行情况是（　　）
A．减速行驶，向北转弯 B．减速行驶，向南转弯
C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯
6．（2018 武汉模拟）某同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上的同一位置由静止滑下，在小车停下的位置分别做上标记。下列说法正确的是（　　）
A．标记③是小车在毛巾表面上停下的位置
B．水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越快
C．运动小车如果不受到力的作用，它只能做匀速直线运动
D．同一小车从不同高度处滑下，可以探究小车的动能与高度的关系
7．（2017春 北辰区期中）下列现象中，属于利用惯性的是（　　）
A．人踩到西瓜皮上易滑倒
B．汽车驾乘人员系安全带
C．斧头松动时，握住木柄迅速向下撞击地面，斧头会紧套在木柄上
D．高速路上汽车限速行驶
8．（2018 广安）关于力和运动，下列说法中正确的是（　　）
A．物体匀速转弯一定受到非平衡力的作用
B．竖直下落的小球越来越快，小球的惯性越来越大
C．物体受到力运动状态一定改变，不受力运动物体很快会停下来
D．静止在水平地面上的物体所受的重力和它对地面的压力是一对平衡力
9．（2018 遂宁）2018年5月14日早间，四川航空公司3U8633航班执行重庆一拉萨航班任务，飞机在9000多米高空自动巡航时，驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落，但最终安全备降在成都双流机场。下列说法中不正确的是（　　）
A．飞行员通过紧急呼叫与地面指挥中心取得联系是利用电磁波传递信息
B．飞机起飞过程中机翼上方空气流速快压强小，从而获得升力
C．乘客系好安全带是为了防止由于惯性造成的危害
D．飞机平安着陆，在跑道滑行过程中如果外力突然消失，飞机将保持静止状态
10．（2018 江苏一模）在汽车中悬线上挂一个小球，当汽车运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是（　　）
A．汽车一定向右做加速运动
B．汽车一定向左做加速运动
C．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用
D．M除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用
二．填空题（共5小题）
11．（2018 无锡模拟）科学家通过地震仪（如图）测量、分析地震。如果缓慢地改变底盘倾角，观察金属丝的方向，我们可以探究　 　。发生地震时，地震仪的底盘会随地表晃动，而重锤由于具有　 　几乎保持静止，因此记录笔便会在转筒上画出相关图象。
12．（2018春 武都区校级月考）在一个光滑的水平面上，用绳子拉小车做直线运动，当小车的速度达到4m/s时，绳子脱落，这时小车在水平面上做　 　运动，小车的运动速度是　 　。
13．（2018春 如皋市校级月考）如图甲所示，在水平放置的玻璃瓶内注入水其中有一气泡。瓶子由静止向右运动时，小气泡将向　 　（左/右）运动；如图乙所示，在水平桌面上一本静止的书上竖直放置一块橡皮，当书突然向右运动时，橡皮将会　 　；如果书表面绝对光滑，上述现象中橡皮将会　 　。（后两空选填“向右倾倒”、“向左倾倒”或“保持静止”）
14．（2018 江津区模拟）长方体木块M放在水平桌面上，木块m放在木块M上面，在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动，空气阻力不计，水平拉力F　 　木块M受到的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；若突然撤去水平拉力F，木块m将向　 　倾倒（选填“左”或“右”）。
15．（2017 慈溪市校级模拟）如图甲所示，均匀长方体木块长18cm，高b=16cm，宽L=10cm，被两个力传感器支撑起来，两传感器间距a=10cm且到木块两边的距离相等，传感器能够将支撑点的受力情况通过数据采集器在计算机屏幕上反映出来。现用一弹簧测力计水平拉木块，拉力作用在木块的中点且缓慢均匀增大，木块则始终保持静止状态，计算机屏上出现如图乙所示的图象。
（1）图乙上的直线A反映的是　 　传感器上的受力情况（“左边”或“右边”）。
（2）弹簧测力计的最大拉力是　 　N。
三．实验探究题（共1小题）
16．（2018 荆州模拟）小明在探究力对物体运动的影响时，让同一小车从同一斜面的同一高度静止滑下，在表面材料不同的水平面上运动，分别停在如图1所示的不同地方。
（1）由实验现象我们可以得出结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的阻力越　 　，速度减小得越　 　。
（2）由实验现象我们可以推断：假如表面绝对光滑，水平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将　 　。
（3）运用力和运动的知识进行判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
A．物体受到平衡力的作用时，运动状态一定会改变。（ ）　 　
B．力是维持物体运动状态的原因。（ ）　 　
（4）本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小　 　。（选填“相等”或“不相等”）
（5）通过上面的探究后，小明再思考如下问题，如图2所示，摆球从A点由静止释放摆到最右端最高点C时，如果小球所受的力全部消失，则摆球将　 　。（选填“往回摆”、“静止”或“匀速直线运动”）
四．简答题（共1小题）
17．（2018 苏州一模）“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图甲所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时小球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高，圆的半径为R．已知小球的重力为1N，不计平板的重力，且在A处板对小球的作用力为F。
（1）设小球在A处的速度大小为v，写出在A处板对小球的作用力与小球速度大小的关系式；
（2）求在C处板对小球的作用力比在A处大多少？
（3）当球运动到B、D位置时，板与水平方向需有一定的夹角θ，才能使小球在竖直面内做匀速圆周运动，请作出tanθ﹣F的关系图象。
　
1.4 运动和力 参考答案
一．选择题（共10小题）
1．【答案】：B。
【解答】解：
牛顿是著名的物理学家，他对力学的贡献是非常大的；牛顿在伽利略等人的研究成果基础上，概括和推理得出了牛顿第一定律也叫惯性定律。
2．【答案】：D。
【解答】解：当排球运动到最高点时，排球在这一瞬间是静止的（速度为0），若此时所有外力都消失，根据牛顿第一定律可知，排球会保持静止状态不再改变，故D正确。
3．【答案】：A。
【解答】解：A、弯道上沿曲线滑行的运动员，运动方向改变；即运动状态改变；故A正确；
B、吊在天花板下静止的电灯，物体的运动状态不变，故B错误；
C、路上匀速直线行驶的汽车，方向和速度大小均不变；即运动状态不变；故C错误
D、空中匀速直线下落的降落伞，方向和速度大小均不变；即运动状态不变；故D错误；
4．【答案】：D。
【解答】解：A、拍打衣服，衣服上的灰尘会脱离，是因为灰尘具有惯性，而不是因为灰尘受到了力的作用，故A错误；
B、转动雨伞时，伞上的雨水会被甩出，是因为雨水具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故B错误；
C、高速行驶的火车不容易停下来，是因为火车质量大，惯性大，惯性与速度没有关系，故C错误；
D、因跑运动员在跑步时穿运动短裤和背心减小了质量，减小了运动员的惯性，故D正确。
5．【答案】：B。
【解答】解：
由题知，原来火车以速度v匀速行驶（图中原来火车的运动方向向左），小球和车保持相对静止；若小球突然沿如图所示的虚线A点运动到B点，即小球突然向前运动，说明火车正在减速，球由于惯性要保持原来较快的速度，故球相对于火车向前滚动了。
因小球由A点运动到B点（向北），做了曲线运动，受到了非平衡力的作用，小球应该是受到了向北的力的作用，而球在桌面上，没受外力的作用，由此可知应该是桌面受到了向南的力的作用，桌子向南运动了，所以才会发现小球相对于桌面向北运动的情况，也就是列车受到了向南的力的作用，所以列车应该是向南转弯。所以B正确。
6．【答案】：C。
【解答】解：A、图中标记③的距离最远，说明其表面是最光滑的，故应该是木板表面停下的位置，故A错误；
B、分析可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，故B错误；
C、推理可知：如果水平面绝对光滑，没有阻力的话小车将会滑行将会一直进行下去，做匀速直线运动，这种研究方法是推理法，故C正确。
D、动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，若让同一小车从不同高度处滑下，可以探究小车的动能与速度的关系，不是高度的关系，故D错误。
7．【答案】：C。
【解答】解：
A、人踩到西瓜皮上会滑倒，是因为人的脚迅速向前运动，而身体由于惯性仍保持原来的状态，所以会滑倒，这是惯性带来的危险，不符合题意；
B、汽车紧急刹车时，由于惯性乘客身体会向前倾，司机和前排乘客的头部会撞上操作台或者玻璃酿成事故，因此交通法要求司机和前排乘客必须系带安全带，这个惯性也是有害的，不符合题意；
C、撞击前，斧头和木柄一起向下运动，撞击时，木柄在阻力作用下停止运动，斧头由于惯性还要保持原来向下的运动状态，所以斧头紧套在木柄上，这是利用了惯性，符合题意；
D、汽车行驶刹车时，由于惯性还会继续向前滑行一段距离才能停下，这种惯性是有害的，会导致追尾事故的发生，因此汽车要限速行驶，不符合题意。
8．【答案】：A。
【解答】解：A、物体匀速转弯，其方向改变，所以一定受到非平衡力的作用，故A正确；
B、惯性只与物体的质量有关，与速度无关，竖直下落的小球，越来越快，但质量不变，惯性不变，故B错误；
C、物体受到力运动状态不一定改变，如受平衡力时，运动状态不变；不受力时，运动物体将会保持原来的运动状态不变，故C错误。
D、静止在水平地面上的物体所受的重力和它对地面的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。
9．【答案】：D。
【解答】解：A、太空中的航天员与地面指挥中心是利用电磁波传递信息的，故A正确；
B、飞机的机翼上凸下平，飞机飞行时，空气经过机翼上方的路程长，速度大，压强小；空气经过下方的路程短，速度小，压强大，从而使飞机获得向上的升力，故B正确；
C、系上安全带是为了防止飞机咋在飞行时惯性带来的危害，故C正确；
D、飞机原来的运动状态是正在运动着，因此，在外力突然全部消失后，飞机将沿外力消失的一瞬间的方向和速度做匀速直线运动，故D错误。
10．【答案】：C。
【解答】解：
AB、以小球为研究对象，小球向左运动，所以有两种可能，即可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动，故AB错误；
CD、据上面的分析可知，木块M相对于汽车有一个向左的运动趋势，此时木块M会受到一个向右的摩擦力（其动力的作用），故M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用，故C正确，D错误；
二．填空题（共5小题）
11．【答案】：重力的方向；惯性。
【解答】解：如果缓慢地改变底盘倾角，观察金属丝的方向，我们可以探究重力的方向；
发生地震时，地震仪的底盘会随地表晃动，说明力可以改变物体的运动状态，地震仪上的重锤在地震前是静止的，在地震发生时，重锤由于具有惯性几乎保持静止，因此记录笔便会在转筒上画出相关图象。
12．【答案】：匀速直线运动；4m/s。
【解答】解：分析题意可知，当拉小车的绳子突然断开时，小车由于惯性仍要保持原来的运动状态不变，即小车在水平面上做匀速直线运动，其速度仍为4m/s。
13．【答案】：右；向左倾倒；保持静止。
【解答】解：
当密闭玻璃瓶突然向右运动时，密闭玻璃瓶内的液体由于惯性，要保持原来的静止状态不动，从而把气泡挤向前方，即气泡向右运动；
原来橡皮和书是静止的，当书突然向右运动时，由于摩擦力的作用，橡皮的底部会随书一起向右运动，而橡皮的上部由于惯性，还要保持原来的静止状态，所以橡皮向左倾倒；
如果书表面绝对光滑，橡皮与书之间没有摩擦力，橡皮由于惯性仍保持静止状态。
14．【答案】：等于；右。
【解答】解：
长方体木块M在水平拉力F的作用下，物体M和m一起沿水平方向向右做匀速直线运动，说明两个物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以F和木块M受到的摩擦力大小相等，若突然撤去水平拉力F，M将做减速运动，木块m由于惯性将保持原来的速度继续运动向右倾倒。
15．【答案】：（1）右边；（2）3.5。
【解答】解：
（1）以右边传感器为支点，木块保持静止，木块受到拉力F顺时针力矩、左边传感器支持力顺时针力矩，及重力逆时针力矩，根据力矩平衡条件得知，顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和，拉力增大，拉力的力矩增大，而重力的力矩不变，则知左边传感器支持力力矩减小，其力臂不变，则左边传感器支持力，根据竖直方向的力平衡得知，右边传感器的支持力增大，所以直线A反映的是右边传感器上的受力情况；
（2）由图读出，0～5s内，两个传感器读数相等，则知木块的重力G=2×2.8N=5.6N，
t=15s，A传感器读数为5.6N．B传感器的读数为0，以右边传感器为支点，根据力矩平衡条件列式F=G，解得，F=3.5N。
三．实验探究题（共1小题）
16．【答案】：（1）小；慢；（2）匀速直线运动；（3）×；×；（4）相等；（5）静止。
【解答】解：（1）实验现象表明：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到阻力越小，速度减小得越慢。
（2）由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
（3）A．物体受到平衡力，合力为0，物体的运动状态不变，故A错误；
B．物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
（4）小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑，到达水平面时的速度相等，小车的质量相等，由此可知小车动能相等，机械能是指物体的动能和重力势能总和，所以小车达到水平面时的机械能相等，小车最终静止，小车通过克服摩擦力做功将其机械能完全转化为其它形式的能，即小车消耗的机械能相等；
（5）当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时，此时小球的动能全部转化为重力势能，速度为零，若不受任何外力，将保持静止状态不变。
四．简答题（共1小题）
【解答】解：
（1）由于小球在A处的速度大小为v，半径为R，则在A处时有 F+mg=m，﹣﹣﹣①
可得 F=m﹣mg
（2）在C处时，有 F′﹣mg=m，﹣﹣﹣②由①②式得△F=F′﹣F=2mg=2 N
（3）在A处时板对小球的作用力为F，球做匀速圆周运动的向心力：F向=F+mg
由于无相对运动趋势，在B处不受摩擦力作用，受力分析如图所示：
则tan θ===F+1，作出的tan θ﹣F的关系图象如图所示：
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