易错专练7:力和运动
易错点一:不能正确分析在空中飞行的足球的受力情况。
典例1:(2018春?顺德区月考)如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是( )
A.球被脚踢出去,飞行过程中仍受到脚的力的作用
B.脚踢球使球飞出去,说明力是物体运动的原因
C.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
D.空中飞行的足球,由于受到惯性力的作用,它将做匀速直线运动
D.空中飞行的足球,由于受到惯性力的作用,它将做匀速直线运动
【错解】选A,理由:空中飞行的足球,运动状态改变,受到脚对它的作用力和它受到的重力是非平衡力.
【析错】①力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用的同时,受到另一个物体的反作用力;②力的作用是改变物体的运动状态,物体运动不需要力维持;③物体不受力或受平衡力运动状态不变;物体受力不平衡时,运动状态一定改变;④物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
【正解】选C,理由:A、由于力的作用是相互的,球被脚踢出去的同时,脚受到球的反作用力。故A错误;B、脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态。故B错误;C、足球在空中运动过程中,受到竖直向下的重力与空气的阻力,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变。故C正确;D、物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故D错误。故选C。
针对训练1:(2018秋?丰台区期末)抛出手后的小球在空中运动轨迹如图所示,若忽略空气阻力,关于小球在空中运动时的受力情况,下列说法正确的是( )
A.不受力 B.只受重力 C.只受手向前的推力 D.受手向前的推力和重力
易错点2 拉着小球匀速上升,若撤去拉力,误认为小球会立即向下运动。
典例2:(2017春?槐荫区期中)氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升,若细线突然断裂,则小球( )
A.不再受力 B.继续上升一段距离后下落
C.立即下落 D.依靠惯性仍保持匀速直线不停地上升
【错解】选C,理由:因为若细线突然断裂,则小球只受重力,会改变运动状态,立即下落.
【析错】首先要分析物体的受力情况,然后注意一切物体具有惯性,氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升,若细线突然断裂,小球由于有惯性,要保持原来的运动状态先向上运动,再由于受重力向下落.
【正解】选B,理由:小球原来随气球匀速上升,受到拉力和重力作用,当细绳断裂后,由于惯性物体速度向上,但物体此时只受重力作用,因为重力方向竖直向下,因此重物在重力作用下先向上运动,到达最高点后再下落.故选B.
针对训练2:(2018春?宜宾期中)氢气球下系着一重物匀速直线向上运动,当达到某一高度时,系着重物的绳子突然断开,这个重物将( )
A.立即下落 B.继续上升一段距离再下落 C.以原来的速度一直上升 D.无法确定
易错点3 运动的物体若所受外力全部消失,误认为物体会静止。
典例3:(2018?安顺)如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则小车( )
A.将运动得越来越慢 B.将立即停止运动
C.将继续向前匀速运动 D.受到的摩擦力将越来越大
【错解】选B,理由:运动的物体若所受外力全部消失,物体会静止。
【析错】一切物体在不受力时将保持静止或匀速直线运动状态.
【正解】选A,理由:在轻绳的拉力作用下小车沿桌面做匀速运动,若突然剪断轻绳,在水平方向上小车只受向左的摩擦力;因为摩擦力方向与小车的运动方向相反,所以小车做减速运动(不会立即停止运动),其运动速度越来越慢,故A正确,BC错误。若突然剪断轻绳时,小车对接触面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力大小不变,故D错误。故选A。
针对训练3: (2018春?翁牛特旗校级期中)如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处。当铅球在飞行过程中,运动到最高点时,一切外力消失,则小球将会( )
A.沿着水平方向运动 B.静止在该点 C.仍会掉在b点 D.竖直掉下来
易错点4 混淆平衡力与相互作用力。
典例4:(2018?江西)如图所示,王爷爷推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进,下列说法中正确的是( )
A.汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
C.汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
D.汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力是一对相互作用力
【错解】选A,理由:汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力.
【析错】二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上,缺一不可.相互作用力是发生在两个相互作用的两个物体之间,两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,分别作用在相互作用的两个物体上.
【正解】选B,理由:A、汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误。B、汽车在平直的道路上做匀速直线运动,在水平方向上受到推力和摩擦力的作用,这两个力作用在同一物体上、作用在一条直线上、大小相等、方向相反,是一对平衡力;故B正确;C、汽车所受的重力与汽车对地面的压力这两个力方向相同,作用在两个物体上,不是一对相互作用力,故C错误;D、汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D错误。故选B。
针对训练4:(2018秋?重庆期末)春节将至,春晚上我们能欣赏到很多传统杂技表演,“顶碗”就是其中之一。如图是一名男演员正举着一名头上顶着碗的女演员,并保持静止,则下列说法正确的是( )
A.碗受到的重力与女演员对碗的支持力,是一对相互作用力
B.女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力,是一对相互作用力
C.男演员受到的重力与支持力是一对平衡力
D.若此时碗受到的外力全部消失,碗会落到地面
阻力对物体运动的影响
1.教材实验原理图
2.实验结论
水平面越光滑,所受阻力越小,小车滑行距离越大;如果小车不受阻力,小车将做匀速直线运动。
3.实验拓展
(1)拓展:实验时应控制小车到达水平面时的速度相等,本实验应用了控制变量法。
(2拓展:小车从斜面的同一位置由静止下滑,到达水平面时,小车速度相等;
典例5:(2018秋?朝阳区校级期末)小致先后在水平桌面铺上粗糙积度不同的物体(毛巾、棉布、木板)做实验,然后将实验数据填入下面表格,请回答以下问题:
表面状况
阻力大小
小车运动的距离s/m
毛巾
大
0.1
棉布
较大
0.18
木板
小
0.35
(1)让小车从同一高度滑下,目的是为了控制小车每次滑到平面时的________相同。(2)分析表格中的实验数据。可以得出结论是:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越________,速度减小得越________,由此联想到雨雪天驾驶汽车应该________(选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。(3)如果分别让小车从不同的高度滑下,请你推理:当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动,最终的速度________(选填“相同”或“不同”)。
【解析】(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的速度;(2)实验现象表明:在粗糙的表面上,小车因受到的阻力不同,所以运动的距离不同;平面越光滑,阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越快,越不容易停下来,所以雨雪天气驾驶汽车应该增大汽车之间的距离;(3)由此推理得出:若小车不受阻力的作用,小车将保持原来的速度做匀速直线运动,所以当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动,最终的速度不同。
【答案】(1)速度;(2)小;慢;增大;(3)不同。
探究二力平衡的条件
1.教材实验原理图
2.实验结论
二力的平衡条件:二力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
3.实验拓展
拓展(1):解决此类实验的关键是探究力的大小关系、方向是否在同一直线上,并且保证它们作用在同一物体上,探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态。
拓展(2):尽量减少阻力的影响,如使用光滑水平面、使用小车、小卡片等。
典例6:(2018秋?平谷区期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,小华的探究装置如图1甲所示,他将系于轻质硬纸片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两线末端挂上钩码。通过观察硬纸片在什么条件下会保持运动状态不变来研究二力平衡的条件。(1)将细线两端各挂一个50g的钩码,松手后纸片保持静止状态,在其中左端钩码下再加挂一个50g的钩码后,纸片向左加速运动,说明力的________对物体平衡有影响。(2)在细线两端各挂50g的钩码,将硬纸片扭转一下,使纸片的一边与桌面平行,放手后纸片________(选填“能”或“不能”)保持平衡,这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响;(3)在做这个探究实验时,小阳将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验装置,你认为________的设计更好一些(选填“小华”或“小阳”),其主要原因是________。
【解析】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;在其中左端钩码下再加挂一个50g的钩码后,纸片向左加速运动,说明力的大小对物体平衡有影响;(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;(3)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;小阳实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以还是小华的实验方案好。
【答案】(1)大小;(2)不能;(3)小华;用小卡片做实验,减少了摩擦力对实验的影响。
探究影响摩擦力大小的因素
1.教材实验原理图
2.实验结论
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,压力一定,接触面越粗糙摩擦力越大;接触面越粗糙程度一定,压力越大摩擦力越大。
3.实验拓展
(1)拓展1:因重力的作用,测力计水平放置时,指针要回缩,要水平调零。
(2)拓展2:本实验用了控制变量法。
(3)拓展2:摩擦力的大小与受力面积大小无关,与运动的速度无关。
典例7:(2018秋?西山区期末)如图所示是小明“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,钢块和木块的大小和形状完全相同,木块表面较铜块的更为粗糙。
(1)实验时应用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做________运动,由图中甲可知,铜块受到的滑动摩擦力大小为________N;(2)比较图中________两图,可得到的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力________;(3)图中乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使________相同;比较图中乙、丙两图,可得到的结论是;________________________;(4)实验时,小明先在竖直方向上对弹黄测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力实际________摩擦力(选填“大于“等于”或“小于”);(5)刚过去的冬季运动会上,小城所在的班级在参加拔河比赛时,老师要求运动员们要穿鞋底有凹凸花纹的运动鞋,这是为了________(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
【解析】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,测力计示数大小才等于摩擦力的大小,图中测力计分度值为0.2N,大小为2N,故铜块受到的滑动摩擦力大小为2N;(2)研究摩擦力与压力大小关系,要控制接触面粗糙程度相同,故比较图中甲乙两图知,乙中压力大,滑动摩擦力也大,故可得到的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大;(3)图中乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使压力相问;比较图中乙、丙两图,压力大小相同,丙中接触面更粗糙,摩擦力也更大,故可得到的结论是:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,因重力的作用,测力计水平放置时,指针回缩,故然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力小于实际的摩擦力;(5)刚过去的冬季运动会上,小城所在的班级在参加拔河比赛时,老师要求运动员们要穿鞋底有凹凸花纹的运动鞋,这是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。【答案】(1)匀速直线;2;(2)甲乙;越大;(3)压力;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)小于;(5)增大。
强化训练:
1.(2018秋?兴庆区期末)运动会的铅球赛场上,一位同学将一铅球奋力掷出,如果铅球飞行过程中一切外力消失。那么铅球将会( )
A.继续做曲线运动 B.立即悬停在太空中 C.慢慢停下来 D.立即做匀速直线运动
2.(2018?漳州二模)“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事。后羿射出去的箭离地而起后,假设突然不受任何力的作用,射出去的箭会( )
A.落回地面 B.绕地球转动 C.停在空中 D.飞向太阳
3.(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
4.(2018?福建模拟)关于惯性,下列四个现象中对应的说明错误的是( )
A.载重汽车刹车后不容易停下,说明质量越大,惯性就越大
B.汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明车有惯性
C.箭离开弓弦后,仍能向前飞行,说明箭有惯性
D.手握锤柄在地面上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,说明锤头有惯性
5.(2018?上城区二模)在一列门窗遮蔽的列车上,乘客观察到小球静止在水平桌面的中央,如图甲,一段时间后乘客发现小球突然向东运动,如图乙,那么列车( )
A.在图甲情景中一定静止 B.在图乙情景中向西做匀速直线运动
C.在图甲情境中可能静止也可能做匀速直线运动 D.在图乙情境中向东做匀速直线运动
6.(2018?江岸区校级模拟)如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中正确的是( )
A.两个实验都要求物体从不同高度自由滑下,是为了保证物体到水平面时的速度不相同
B.甲实验可以推理出,如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去或静止
C.乙实验中结论是物体质量越大,动能越大
D.甲、乙实验中都能说明力可以改变物体运动状态,都用到控制变量法
7.(2018?邹城市校级模拟)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验中要改变水平面的粗糙程度,乙实验中水平面的粗糙程度要相同
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球滑行的距离越远,说明小球刚开始下滑时具有的机械能越大,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
8.(2017春?宣武区校级期中)如图所示,一个小钢球用细线悬挂在列车的顶棚上,如果小钢球突然向右摆动,则列车的运动状态可能是( )
(1)列车突然向左启动; (2)列车突然向右启动;
(3)列车向左运动时,突然刹车;(4)列车向右运动时,突然刹车。
A.(1)和(4) B.(1)和(3) C.(2)和(3) D.(2)和(4)
9.(2018秋?桂阳县校级月考)起重机以0.5m/s的速度匀速吊起集装箱时,钢丝绳施加的拉力为8000N,如果起重机以1m/s的速度匀速吊起该集装箱时,钢丝绳所施加的拉力为( )
A.等于16000N B.等于8000N C.小于8000N D.大于8000N
10.(2019?岳阳模拟)有甲、乙两个物体,在力的作用下做水平直线运动,其速度时间图象如图所示。由图可知,两个物体运动过程中水平方向上的受力情况是( )
A.两物体都受平衡力作用 B.两物体都受不平衡力作用
C.甲受不平衡力作用,乙受平衡力作用 D.甲受平衡力作用,乙受不平衡力作用
11.(2018?师宗县校级模拟)有关力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体就能运动
B.力能改变物体的运动状态,它的三要素影响力的作用效果
C.物体所受的力为平衡力时,该物体一定处于静止状态
D.没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
12.(2019?广东模拟)如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力 B.桌子的重力与桌面对茶杯的支持力
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力
13.(2018?河北模拟)如图所示,小明遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,如果绳子的质量不计。下列说法中正确的是( )
A.绳拉狗的力与地面对狗的摩擦力是一对平衡力
B.狗由于静止不动,所以不受力
C.僵持不动是因为小明拉绳的力小于狗拉绳的力
D.小明拉绳的力与狗拉绳的力是一对相互作用力
14.(2018?清流县模拟)一个桃子静止在水平桌面上如图所示,则下列受力分析正确的是( )
A.桃子只受重力的作用
B.桃子只受支持力的作用
C.桃子在竖直方向上受到平衡力的作用
D.桃子受到的支持力和桃子对桌面的压力是一对平衡力
15.(2018?龙岩模拟)把重为G的物块悬挂在弹簧测力计下,示数分别为F1、F2,物块运动情况和
F1、F2对应关系如图所示,则关于力F1、F2的大小关系正确的是( )
A.F1可能大于F2 B.F1一定大于F2 C.F1可能等于F2 D.F1一定等于F2
16.(2018?成都三模)下列说法中正确的是( )
A.手提水桶时手上出现压痕,是由于水桶所受的重力作用在手上
B.用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于3N
C.用大小不变的力F竖直拉起在水平桌面上静止的质量为m的钩码,则F一定大于mg
D.跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力与跳板对人的作用力平衡
17.(2016春?高密市期末)如图的实验器材,长木板B放在水平桌面上,木块A放在B上。三位同学用该组器材分别进行了下面操作:甲同学用水平力拉木块A在B上匀速运动,B静止不动;乙同学用水平力拉木块A在B上加速运动,B静止不动;丙同学用水平力拉木板B,使A、B一起匀速运动。三位同学的操作中A与B之间的摩擦力大小分别为f甲、f乙、f丙,则下列说法正确的是( )
A.f甲=f乙=f丙 B.f甲=f乙,f丙=0 C.f甲=f丙<f乙 D.f甲<f乙,f丙=0
18.(2018?安徽模拟)一个物体跟另一个物体有相对滑动时,就会在接触面上产生摩擦力,摩擦力的大小等于物体受到的压力与接触面的动摩擦因数的乘积,方向跟物体运动方向相反,如图所示,质量为m的物体,在桌面上受力F的作用,水平向右做匀速运动(其接触面的摩擦因数为μ),直至物体离开桌面下落,下列说法正确的是( )
A.摩擦力随物体悬空部分的增大而减小 B.摩擦力与推力F是一对相互作用力
C.物体所受的摩擦力始终是μmg D.物体落地前所受摩擦力大小会变为原来的0.5倍
19.(2018?龙岩一模)浴室中,为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒,下列采取的措施中错误的是( )
A.人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋 B.浴室地面上铺上带有凹凸花纹的地砖
C.脚底下放一条毛巾 D.穿上平底光滑的塑料拖鞋
20.(2018?龙华区校级二模)如图所示,在同一水平路面上推动小车匀速运动。下列说法正确的是( )
A.滚动代替滑动可以增大摩擦 B.滚动代替滑动可以减小压强
C.小车的支持力和重力是平衡力 D.小车的摩擦力和推力是相互作用力
21.(2016春?台安县期中)如图所示,用手指快速地把小卡片向前弹出,小卡片的运动状态发生了改变,但夹子由于________还要保持原来的静止状态而落入杯中。请你写出这一物理知识在生活或生产中的应用________。
22.(2018?合肥三模)质量为60kg的小刚以4m/s的速度运动,质量为0.2kg的子弹以300m/s的速度飞行,则________的惯性更大(选填“小刚”或“子弹”)
23.(2018?霍邱县二模)如图所示,将一小球向斜向上方抛出,小球做复杂的曲线运动。实际分析处理时,可以把小球的运动看作沿竖直方向向上减速运动,同时在水平方向向前匀速运动。当小球到达最高点时,小球的速度________(选填“等于零”或“不等于零”),在最高点小球受到的重力突然消失,空气阻力不计,则小球将做________(选填“静止”、“竖直下落”或“匀速直线运动”)。
24.(2018?平顶山三模)如图所示,小明在儿童乐园滑滑梯的情景,下滑时受到滑道对他的支持力,这个力是由于________发生弹性形变而产生的。小明相对于滑道是________的。某次小明匀速下滑时,小明处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
25.(2018?岳阳二模)2018年平昌冬奥会上,我国选手武大靖获得男子500m短道速滑的金牌。如图所示,当匀速转弯时,运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力________(填“是”或“不是”)一对平衡力:运动员冲过终点后继续滑行是因他具有________。
26.(2018?安徽模拟)如图所示,用细绳提着小球G在空中运动。当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,拉力的大小为5N;若使小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动,则拉力的大小为________N.(不计空气阻力)
27.(2018?鞍山二模)如图所示,小明用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以0.1m/s的速度在水平地面上匀速前进,则物块受到的滑动摩擦力的大小为________N;当A以0.2m/s的速度在该地面上匀速前进时,A受到的滑动摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”);若在物块A上方叠加同样大小的物块,并以0.2m/s速度在该地面上匀速前进时,A受到的滑动摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
28.(2018?长沙二模)北京和张家口将在2022年联合举办冬奥会。短道速滑是我国冬奥会夺金的优势项目之一,比赛开始之前,工作人员会修整冰面,使冰面平整光滑,这是为了________;某运动员在一次比赛中匀速滑过弯道,他的运动状态________(选填“有”或“没有”)发生改变。
29.(2018?南充二模)质量是2kg的木块在F=12N的拉力作用下沿水平桌面做匀速直线运动,木块所受的摩擦力是________;在此木块的上面放一个砝码,然后仍然使它做匀速直线运动,则所用的拉力________(选填“大于”“小于”或“等于”)12N。
30.(2018春?高邮市校级月考)在探究阻力对物体运动的影响时,利用的器材有斜面、木板、毛巾和小车,如图所示。
实验序号
水平部分材料
(a)________
(b)________
①
②
③
(1)每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑,目的是使小车每次进入水平部分时________大小相等。
(2)上表是记录实验情况的表格,请将其中(a)、(b)两项内容补充完整。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________。
(5)通过上面的探究后,小明在思考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,若摆球摆至C点的一瞬间绳子突然断裂,则摆球将________(选填“竖直向下运动”“静止”或“做匀速直线运动”);若摆球摆至C点时摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将________(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
31.(2018春?海淀区校级期中)如图所示的是探究阻力对物体运动影响的实验,三次实验要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑,目的是使小车滑到水平面具有相同的________。通过分析实验现象可知:水平表面对小车的阻力越________,小车在平面上运动时速度减小得越慢。实验结果表明,力是________(选填“改变物体运动状态的原因”或“维持物体运动的原因”)
32.(2018春?杨浦区期中)小宇骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。
为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系。①三次实验中,小宇应将小球从斜面上的________(同一/不同)高度处释放;②实验结果如图,则小球在________表面上运动时受到的摩擦力最小,速度改变越________(选填“快”或“慢”)。由此得到结论:________。小宇认为,通过进一步推理可以得出结论:运动的物体如果不受阻力作用,将________。
1.(2018?周村区二模)木块所受重力是50N,如图对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止,画出此时木块受到的摩擦力的示意图(作用点找在重心上)。
2.(2018?中原区校级三模)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小宇同学采用的实验装置如图所示:(1)当物体处于静止状态或________状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入50g的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力,这两个力是平衡的,小宇再把右盘中的砝码换成40g砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是________,这时木块在水平方向受到的力是________(选填“平衡”或“不平衡”)的。要避免这种现象产生,该实验装置该如何改进:________。
(3)小宇同学根据该实验现象,给大家出了个判断题:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大。答案是________(选填“正确”或“错误”)。
3.(2018?莲池区二模)在探究“二力平衡的条件实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示,小红同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)当物体处于静止状态或________状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向图甲左、右两盘同时加入一个100g的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个120g的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块受到了________力的作用,这个力的大小是________N.(g=10N/kg)
(3)在装置乙中,将小车转一定角度,松手后发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一________(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
(4)甲、乙这两个实验装置中,你认为哪个装置更科学?并说明理由:________。
(5)某同学认为:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大,你认为他的观点是________(填“正确”或“错误”)的。
4.(2018?姑苏区校级二模)在“探究二力平衡条件”的活动中,主要是通过探究力对物体的作用效果来实验探究目的。如图所示是探究的方法。
(1)如图探究方案中研究对象是________(填“小卡片”或“钩码的数目”)
(2)小明在实验时将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和________对物体平衡的影响;
(3)探究活动中还要求要把小卡片________(填“翻转”“旋转”)一个角度,然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。
5.(2019?江西模拟)小君同学在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,做了如图所示的实验:
(1)用弹簧测力计拉着木块在水平方向做________运动,根据________的原理,可知摩擦力与拉力大小相等。
(2)小君分析甲和乙,发现F甲________F乙,说明滑动摩擦力的大小与接触面的________有关。
(3)为了探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,应比较________两图。
(4)小君在本次实验中运用的研究方法是________和________。
6.(2019?江西模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,水平桌面上的器材有:弹簧测力计、木块、钩码、水平木板和毛巾,实验装置如图所示。
(1)甲、乙、丙三次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做________直线运动,这样操作是为了测量________,主要是根据原理________得到的;
(2)比较________两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
(3)鞋底做的凹凸不平,是通过增大摩擦力的,应用了比较________两次实验所得的结论;
(4)从本实验的器材中选择________,并添加斜面和小车还可以做“探究速度对动能大小的影响”实验。
7.(2018?盐田区校级模拟)探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小明用测力计拉同一木块进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲乙丙所示。
①在甲图中,木块受到的滑动摩擦力大小等于________,方向________。
②比较________两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
③比较甲,丙两图实验可知,滑动摩擦力的大小与________有关。
(2)在实验操作过程中小明发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向上做匀速直线运动,如图丁所示
①如果设甲图的摩擦力大小为f1,丁图的摩擦力大小为f2,则它们的大小关系为:________。
A.f1=f2 B.f1>f2 C.f1<f2 D.无法确定
②关于丁图中受力分析说法正确的是________。
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
D.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对相互作用力
8.(2018?红花岗区校级二模)在“研究影响滑动摩擦力的大小的因素”的实验中,某同学将图1实验装置改进为如图2所示的装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动。
(1)写出装置改进以后的好处________。(写出一条即可)
(2)水平向右拉动长木板,弹簧测力计示数如图2所示。木块所受的滑动摩擦力为________N。
易错专练7:力和运动
易错点一:不能正确分析在空中飞行的足球的受力情况。
典例1:(2018春?顺德区月考)如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是( )
A.球被脚踢出去,飞行过程中仍受到脚的力的作用
B.脚踢球使球飞出去,说明力是物体运动的原因
C.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
D.空中飞行的足球,由于受到惯性力的作用,它将做匀速直线运动
【错解】选A,理由:空中飞行的足球,运动状态改变,受到脚对它的作用力和它受到的重力是非平衡力.
【析错】①力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施加力的作用的同时,受到另一个物体的反作用力;②力的作用是改变物体的运动状态,物体运动不需要力维持;③物体不受力或受平衡力运动状态不变;物体受力不平衡时,运动状态一定改变;④物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
【正解】选C,理由:A、由于力的作用是相互的,球被脚踢出去的同时,脚受到球的反作用力。故A错误;B、脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态。故B错误;C、足球在空中运动过程中,受到竖直向下的重力与空气的阻力,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变。故C正确;D、物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故D错误。故选C。
针对训练1:(2018秋?丰台区期末)抛出手后的小球在空中运动轨迹如图所示,若忽略空气阻力,关于小球在空中运动时的受力情况,下列说法正确的是( )
A.不受力 B.只受重力 C.只受手向前的推力 D.受手向前的推力和重力
【解析】分析可知,由于忽略空气阻力,球在空中运动时和手脱离,不受手向前的推力作用,只受重力作用,是重力改变了它的运动状态。故选B。
【答案】B
易错点2 拉着小球匀速上升,若撤去拉力,误认为小球会立即向下运动。
典例2:(2017春?槐荫区期中)氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升,若细线突然断裂,则小球( )
A.不再受力 B.继续上升一段距离后下落
C.立即下落 D.依靠惯性仍保持匀速直线不停地上升
【错解】选C,理由:因为若细线突然断裂,则小球只受重力,会改变运动状态,立即下落.
【析错】首先要分析物体的受力情况,然后注意一切物体具有惯性,氢气球下用细线悬挂一个小球匀速上升,若细线突然断裂,小球由于有惯性,要保持原来的运动状态先向上运动,再由于受重力向下落.
【正解】选B,理由:小球原来随气球匀速上升,受到拉力和重力作用,当细绳断裂后,由于惯性物体速度向上,但物体此时只受重力作用,因为重力方向竖直向下,因此重物在重力作用下先向上运动,到达最高点后再下落.故选B.
针对训练2:(2018春?宜宾期中)氢气球下系着一重物匀速直线向上运动,当达到某一高度时,系着重物的绳子突然断开,这个重物将( )
A.立即下落 B.继续上升一段距离再下落 C.以原来的速度一直上升 D.无法确定
【解析】一切物体都具有惯性。气球及重物都相同的速度匀速竖直上升,当绳子断开,重物与气球脱离,但由于惯性,重物会继续向上运动一段距离,但是由于物体受到重力的作用,向上的速度越来越小,最后物体向下运动。故选B。
【答案】B
易错点3 运动的物体若所受外力全部消失,误认为物体会静止。
典例3:(2018?安顺)如图所示,将小车放在水平桌面上,用轻绳跨过定滑轮与钩码相连,在轻绳的拉力作用下沿桌面做匀速运动。若突然剪断轻绳,则小车( )
A.将运动得越来越慢 B.将立即停止运动
C.将继续向前匀速运动 D.受到的摩擦力将越来越大
【错解】选B,理由:运动的物体若所受外力全部消失,物体会静止。
【析错】一切物体在不受力时将保持静止或匀速直线运动状态.
【正解】选A,理由:在轻绳的拉力作用下小车沿桌面做匀速运动,若突然剪断轻绳,在水平方向上小车只受向左的摩擦力;因为摩擦力方向与小车的运动方向相反,所以小车做减速运动(不会立即停止运动),其运动速度越来越慢,故A正确,BC错误。若突然剪断轻绳时,小车对接触面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力大小不变,故D错误。故选A。
针对训练3: (2018春?翁牛特旗校级期中)如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处。当铅球在飞行过程中,运动到最高点时,一切外力消失,则小球将会( )
A.沿着水平方向运动 B.静止在该点 C.仍会掉在b点 D.竖直掉下来
【解析】当铅球在飞行过程中,运动到最高点时,铅球在水平方向上有一定的速度,一切外力消失时,由牛顿第一定律可知,小球将会沿水平方向做匀速直线运动。故A正确,BCD错误。故选A。
【答案】A
易错点4 混淆平衡力与相互作用力。
典例4:(2018?江西)如图所示,王爷爷推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进,下列说法中正确的是( )
A.汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力
C.汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
D.汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力是一对相互作用力
【错解】选A,理由:汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力.
【析错】二力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一物体上,缺一不可.相互作用力是发生在两个相互作用的两个物体之间,两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,分别作用在相互作用的两个物体上.
【正解】选B,理由:A、汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误。B、汽车在平直的道路上做匀速直线运动,在水平方向上受到推力和摩擦力的作用,这两个力作用在同一物体上、作用在一条直线上、大小相等、方向相反,是一对平衡力;故B正确;C、汽车所受的重力与汽车对地面的压力这两个力方向相同,作用在两个物体上,不是一对相互作用力,故C错误;D、汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D错误。故选B。
针对训练4:(2018秋?重庆期末)春节将至,春晚上我们能欣赏到很多传统杂技表演,“顶碗”就是其中之一。如图是一名男演员正举着一名头上顶着碗的女演员,并保持静止,则下列说法正确的是( )
A.碗受到的重力与女演员对碗的支持力,是一对相互作用力
B.女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力,是一对相互作用力
C.男演员受到的重力与支持力是一对平衡力
D.若此时碗受到的外力全部消失,碗会落到地面
【解析】A、碗受到的重力与女演员对碗的支持力,是作用在同一个物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故A错误;B、女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上,是一对相互作用力,故B正确;C、男演员受到的支持力等于男演员、女演员和碗的重力之和,所以男演员受到的重力与支持力大小不相等,则这两个力不是一对平衡力,故C错误;D、原来碗保持静止状态,若此时碗受到的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,碗仍然处于静止状态,不会落到地面,故D错误。故选B。
【答案】B
阻力对物体运动的影响
1.教材实验原理图
2.实验结论
水平面越光滑,所受阻力越小,小车滑行距离越大;如果小车不受阻力,小车将做匀速直线运动。
3.实验拓展
(1)拓展:实验时应控制小车到达水平面时的速度相等,本实验应用了控制变量法。
(2拓展:小车从斜面的同一位置由静止下滑,到达水平面时,小车速度相等;
典例5:(2018秋?朝阳区校级期末)小致先后在水平桌面铺上粗糙积度不同的物体(毛巾、棉布、木板)做实验,然后将实验数据填入下面表格,请回答以下问题:
表面状况
阻力大小
小车运动的距离s/m
毛巾
大
0.1
棉布
较大
0.18
木板
小
0.35
(1)让小车从同一高度滑下,目的是为了控制小车每次滑到平面时的________相同。(2)分析表格中的实验数据。可以得出结论是:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的阻力越________,速度减小得越________,由此联想到雨雪天驾驶汽车应该________(选填“增大”或“减小”)汽车之间的距离。(3)如果分别让小车从不同的高度滑下,请你推理:当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动,最终的速度________(选填“相同”或“不同”)。
【解析】(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,目的是使小车到达水平面时具有相同的速度;(2)实验现象表明:在粗糙的表面上,小车因受到的阻力不同,所以运动的距离不同;平面越光滑,阻力越小,小车运动的距离越远,速度减小的越快,越不容易停下来,所以雨雪天气驾驶汽车应该增大汽车之间的距离;(3)由此推理得出:若小车不受阻力的作用,小车将保持原来的速度做匀速直线运动,所以当小车以不同的速度在阻力为零的平面上运动,最终的速度不同。
【答案】(1)速度;(2)小;慢;增大;(3)不同。
探究二力平衡的条件
1.教材实验原理图
2.实验结论
二力的平衡条件:二力作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
3.实验拓展
拓展(1):解决此类实验的关键是探究力的大小关系、方向是否在同一直线上,并且保证它们作用在同一物体上,探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态。
拓展(2):尽量减少阻力的影响,如使用光滑水平面、使用小车、小卡片等。
典例6:(2018秋?平谷区期末)在“探究二力平衡条件”的实验中,小华的探究装置如图1甲所示,他将系于轻质硬纸片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两线末端挂上钩码。通过观察硬纸片在什么条件下会保持运动状态不变来研究二力平衡的条件。(1)将细线两端各挂一个50g的钩码,松手后纸片保持静止状态,在其中左端钩码下再加挂一个50g的钩码后,纸片向左加速运动,说明力的________对物体平衡有影响。(2)在细线两端各挂50g的钩码,将硬纸片扭转一下,使纸片的一边与桌面平行,放手后纸片________(选填“能”或“不能”)保持平衡,这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响;(3)在做这个探究实验时,小阳将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验装置,你认为________的设计更好一些(选填“小华”或“小阳”),其主要原因是________。
【解析】(1)小卡片两端通过滑轮各挂一个钩码,两个钩码由于重力通过绳子对小卡片施加了两个向相反方向的拉力,拉力的大小等于钩码的重力,钩码的数量越多,拉力就越大;在其中左端钩码下再加挂一个50g的钩码后,纸片向左加速运动,说明力的大小对物体平衡有影响;(2)小卡片转过一个角度,小卡片两端的拉力就不在一条直线上,纸片就会转动,说明了不在同一直线上的两个力不能平衡;(3)小华实验用的小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;小阳实验用的木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,摩擦力是不能消除的,实验要受到摩擦力影响,所以还是小华的实验方案好。
【答案】(1)大小;(2)不能;(3)小华;用小卡片做实验,减少了摩擦力对实验的影响。
探究影响摩擦力大小的因素
1.教材实验原理图
2.实验结论
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,压力一定,接触面越粗糙摩擦力越大;接触面越粗糙程度一定,压力越大摩擦力越大。
3.实验拓展
(1)拓展1:因重力的作用,测力计水平放置时,指针要回缩,要水平调零。
(2)拓展2:本实验用了控制变量法。
(3)拓展2:摩擦力的大小与受力面积大小无关,与运动的速度无关。
典例7:(2018秋?西山区期末)如图所示是小明“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,钢块和木块的大小和形状完全相同,木块表面较铜块的更为粗糙。
(1)实验时应用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做________运动,由图中甲可知,铜块受到的滑动摩擦力大小为________N;(2)比较图中________两图,可得到的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力________;(3)图中乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使________相同;比较图中乙、丙两图,可得到的结论是;________________________;(4)实验时,小明先在竖直方向上对弹黄测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力实际________摩擦力(选填“大于“等于”或“小于”);(5)刚过去的冬季运动会上,小城所在的班级在参加拔河比赛时,老师要求运动员们要穿鞋底有凹凸花纹的运动鞋,这是为了________(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
【解析】(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,测力计示数大小才等于摩擦力的大小,图中测力计分度值为0.2N,大小为2N,故铜块受到的滑动摩擦力大小为2N;(2)研究摩擦力与压力大小关系,要控制接触面粗糙程度相同,故比较图中甲乙两图知,乙中压力大,滑动摩擦力也大,故可得到的结论是:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大;(3)图中乙、丙中铜块和木块叠在一起的目的是使压力相问;比较图中乙、丙两图,压力大小相同,丙中接触面更粗糙,摩擦力也更大,故可得到的结论是:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,因重力的作用,测力计水平放置时,指针回缩,故然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力小于实际的摩擦力;(5)刚过去的冬季运动会上,小城所在的班级在参加拔河比赛时,老师要求运动员们要穿鞋底有凹凸花纹的运动鞋,这是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。【答案】(1)匀速直线;2;(2)甲乙;越大;(3)压力;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(4)小于;(5)增大。
强化训练:
1.(2018秋?兴庆区期末)运动会的铅球赛场上,一位同学将一铅球奋力掷出,如果铅球飞行过程中一切外力消失。那么铅球将会( )
A.继续做曲线运动 B.立即悬停在太空中 C.慢慢停下来 D.立即做匀速直线运动
【解析】掷出的铅球是运动的,如果此时一切外力消失,铅球将保持外力消失一瞬间的速度和方向永远做匀速直线运动。A、曲线运动是一种方向改变的运动,故不合题意;B、立即悬停在太空中说明物体由运动变为静止,那必须要受到力的作用才行,故不合题意;C、慢慢停下来也表示它的运动状态在改变,故不合题意;D、外力消失时,铅球会做匀速直线运动,符合题意。故选D。
【答案】D
2.(2018?漳州二模)“后羿射日”是大家熟悉的我国上古时期的神话故事。后羿射出去的箭离地而起后,假设突然不受任何力的作用,射出去的箭会( )
A.落回地面 B.绕地球转动 C.停在空中 D.飞向太阳
【解析】根据牛顿第一定律可知,当物体不受任何外力的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态。射出的箭是运动的,所以当突然不受任何力的作用时,箭将保持原来的速度和方向不变,做匀速直线运动,一直飞向太阳。故只有选项D符合题意。故选D。
【答案】D
3.(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
【解析】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。故选D。
【答案】D
4.(2018?福建模拟)关于惯性,下列四个现象中对应的说明错误的是( )
A.载重汽车刹车后不容易停下,说明质量越大,惯性就越大
B.汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明车有惯性
C.箭离开弓弦后,仍能向前飞行,说明箭有惯性
D.手握锤柄在地面上撞击几下,锤头就能紧套在锤柄上,说明锤头有惯性
【解析】A、质量大的物体运动状态不容易改变,说明物体的质量越大,惯性越大,故A正确;B、汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明人有惯性,故B错误;C、箭离开弓弦后,由于惯性仍能向前飞行,说明箭有惯性,故B正确;D、锤头松了,将锤柄在地上撞击几下,利用惯性将锤头紧紧套在锤柄上,故D正确。故选B。
【答案】B
5.(2018?上城区二模)在一列门窗遮蔽的列车上,乘客观察到小球静止在水平桌面的中央,如图甲,一段时间后乘客发现小球突然向东运动,如图乙,那么列车( )
A.在图甲情景中一定静止 B.在图乙情景中向西做匀速直线运动
C.在图甲情境中可能静止也可能做匀速直线运动 D.在图乙情境中向东做匀速直线运动
【解析】AC、甲图中小球静止在水平桌面的中央,则列车有可能静止也有可能作匀速直线运动,故A错误,C正确;BD、当列车加速时或减速时,小球由于惯性要保持原来的运动状态,相对于小车发生运动,当乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则可能是列车由向西做匀速运动改做匀加速直线运动,或由向东做匀速运动改做匀减速直线运动。故BD错误。故选C。
【答案】C
6.(2018?江岸区校级模拟)如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中正确的是( )
A.两个实验都要求物体从不同高度自由滑下,是为了保证物体到水平面时的速度不相同
B.甲实验可以推理出,如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去或静止
C.乙实验中结论是物体质量越大,动能越大
D.甲、乙实验中都能说明力可以改变物体运动状态,都用到控制变量法
【解析】A、两实验中,都控制物体从同一高度自由下滑,是为了保证物体到水平面时的初速度相同,这样才符合控制变量法的研究要求,故A错误;B、甲实验中,如果水平面越来越光滑,则小车运动的距离就会越来越远,可以推理出:如果运动的物体不受力,它将以恒定不变的速度一直运动下去,不能保持静止;故B错误;C、图乙让不同钢球从同一高度滚下(速度相同),发现钢球的质量越大、木块被撞击的越远,说明物体的速度一定时,质量越大,动能越大,故C错误;D、甲、乙实验中物体运动时,都受到摩擦阻力的作用,摩擦力改变了物体的运动状态,由A知两个实验都用到了控制变量法,故D正确。故选D。
【答案】D
7.(2018?邹城市校级模拟)小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)和“探究影响动能大小的因素”(如图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A.甲实验中要改变水平面的粗糙程度,乙实验中水平面的粗糙程度要相同
B.甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
C.甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
D.甲实验中小球滑行的距离越远,说明小球刚开始下滑时具有的机械能越大,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
【解析】A、“探究阻力对物体运动的影响”时要改变水平面的粗糙程度,探究出阻力逐渐减小时,物体的运动情况;“探究影响动能大小的因素”实验中水平面的粗糙程度要相同,观察木块被推动距离的远近来体现动能的大小,故A正确;B、甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的获得速度,但速度不一定相同,如探究动能与速度的关系时,需要小车从不同的高度往下滑,使小车到斜面底端的速度不同,故B错误;C、甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为小球具有惯性,而不能说“受惯性作用”,故C错误;D、“探究阻力对物体运动的影响”小球滑行的距离越远,说明受到的阻力越小;“探究影响动能大小的因素”实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多,故D错误。故选A。
【答案】A
8.(2017春?宣武区校级期中)如图所示,一个小钢球用细线悬挂在列车的顶棚上,如果小钢球突然向右摆动,则列车的运动状态可能是( )
(1)列车突然向左启动; (2)列车突然向右启动;
(3)列车向左运动时,突然刹车;(4)列车向右运动时,突然刹车。
A.(1)和(4) B.(1)和(3) C.(2)和(3) D.(2)和(4)
【解析】一个小钢球用细线悬挂在列车的顶棚上,如果列车原来是静止的,那小钢球也是静止的,由于惯性要保持原来的静止状态,这时小钢球如果突然向右摆动,说明列车相对小钢球向左运动,那就是此时列车突然向左启动;如果列车原来是运动的,那小钢球就具有和列车一样的速度,由于惯性要以原来的速度保持匀速直线运动状态,这时小钢球如果突然向右摆动,说明列车的向右的速度小于小钢球向右的速度,所以也可能是列车向右运动时,突然刹车。故A选项正确,B、C、D选项均错误。故选A。
【答案】A
9.(2018秋?桂阳县校级月考)起重机以0.5m/s的速度匀速吊起集装箱时,钢丝绳施加的拉力为8000N,如果起重机以1m/s的速度匀速吊起该集装箱时,钢丝绳所施加的拉力为( )
A.等于16000N B.等于8000N C.小于8000N D.大于8000N
【解析】当物体以0.5m/s的速度匀速上升时,受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力,F=G=8000N;当物体以1m/s的速度匀速上升时,受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力;F′=G=8000N。故选B。
【答案】B
10.(2019?岳阳模拟)有甲、乙两个物体,在力的作用下做水平直线运动,其速度时间图象如图所示。由图可知,两个物体运动过程中水平方向上的受力情况是( )
A.两物体都受平衡力作用 B.两物体都受不平衡力作用
C.甲受不平衡力作用,乙受平衡力作用 D.甲受平衡力作用,乙受不平衡力作用
【解析】(1)根据速度和时间图象知,甲速度不变,乙速度增大,又因为甲乙都进行水平直线运动,所以甲进行匀速直线运动,乙进行加速直线运动。(2)根据静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,所以甲受到平衡力作用,乙受到非平衡力作用。故选D。
【答案】D
11.(2018?师宗县校级模拟)有关力与运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.有力作用在物体上,物体就能运动
B.力能改变物体的运动状态,它的三要素影响力的作用效果
C.物体所受的力为平衡力时,该物体一定处于静止状态
D.没有力的作用,运动的物体会慢慢停下来
【解析】A、物体受非平衡力作用时,物体将运动;当静止的物体受平衡力时,会保持静止,不会变为运动,故A错误;B、力能改变物体的运动状态,它的三要素都影响力的作用效果,故B正确;C、物体所受的力为平衡力时,处于平衡状态,可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;D、由牛顿第一定律可知,运动的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动,故D错误。故选B。
【答案】B
12.(2019?广东模拟)如图所示茶杯静止在水平桌面上,下列哪对力属于平衡力( )
A.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力 B.桌子的重力与桌面对茶杯的支持力
C.茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力 D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力
【解析】A、茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力,这两个力满足了二力平衡的四个条件:等大、反向、共线、作用在同一物体上。所以是一对平衡力。故A正确;B、桌子的重力与桌面对茶杯的支持力,这两个力作用在不同的物体上,大小也不同,不是一对平衡力,故B错误;C、茶杯受到的重力与茶杯对桌面的压力,这两个力作用在不同的物体上,方向也相同,不是一对平衡力,故C错误;D、茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故D错误。故选A。
【答案】A
13.(2018?河北模拟)如图所示,小明遛狗时,用力拉住拴狗的绳子,正僵持不动,如果绳子的质量不计。下列说法中正确的是( )
A.绳拉狗的力与地面对狗的摩擦力是一对平衡力
B.狗由于静止不动,所以不受力
C.僵持不动是因为小明拉绳的力小于狗拉绳的力
D.小明拉绳的力与狗拉绳的力是一对相互作用力
【解析】“僵持不动”,即小明、绳子、狗这个整体处于静止状态:AB、狗处于静止状态,受到绳子的拉力和地面对狗的摩擦力是一对平衡力,故A正确,B错误;C、僵持不动是因为小明拉绳的力与狗拉绳的力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故C错误;D、对绳子来说,受到的小明向右的拉力和狗向左的拉力符合二力平衡的条件﹣﹣受力物体有一个、大小相等、方向相反,故D错误。故选A。
【答案】A
14.(2018?清流县模拟)一个桃子静止在水平桌面上如图所示,则下列受力分析正确的是( )
A.桃子只受重力的作用
B.桃子只受支持力的作用
C.桃子在竖直方向上受到平衡力的作用
D.桃子受到的支持力和桃子对桌面的压力是一对平衡力
【解析】(1)桃子静止在水平桌面上,处于平衡状态,故桃子受到平衡力的作用;桃子受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用,并且这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上,是一对平衡力;故AB错误,C正确;(2)桃子受到的支持力和桃子对桌面的压力分别作用在两个不同物体上,不符合平衡力的条件,所以不是一对平衡力,故D错误。故选C。
【答案】C
15.(2018?龙岩模拟)把重为G的物块悬挂在弹簧测力计下,示数分别为F1、F2,物块运动情况和
F1、F2对应关系如图所示,则关于力F1、F2的大小关系正确的是( )
A.F1可能大于F2 B.F1一定大于F2 C.F1可能等于F2 D.F1一定等于F2
【解析】由s﹣t图象可知:物块在力F1的作用下做匀速直线运动,处于平衡状态,此时物体受重力G与拉力F1,由二力平衡条件可得F1=G;物块在力F2的作用下静止,处于平衡状态,此时物体受重力G与拉力F2,由二力平衡条件可得F2=G;由以上分析可知:F1=F2,故D正确。故选D。
【答案】D
16.(2018?成都三模)下列说法中正确的是( )
A.手提水桶时手上出现压痕,是由于水桶所受的重力作用在手上
B.用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到的摩擦力等于3N
C.用大小不变的力F竖直拉起在水平桌面上静止的质量为m的钩码,则F一定大于mg
D.跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力与跳板对人的作用力平衡
【解析】A、手提水桶时手上出现压痕,是由于手提水桶时,手也受到水桶对手的力的作用的缘故,故A错误;B、用3N的拉力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,因为拉力的方向不一定水平,故与木块受到的摩擦力不一定是一对平衡力,即不一定是3N,B错误;C、用大小不变的力F竖直拉起静止在水平桌面上质量为m的钩码时,钩码由静止变为运动,受到非平衡力的作用,故F一定大于mg,故C正确;D、跳水运动员起跳时,跳板向下弯,人对跳板的作用力与跳板对人的作用力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。故选C。
【答案】C
17.(2016春?高密市期末)如图的实验器材,长木板B放在水平桌面上,木块A放在B上。三位同学用该组器材分别进行了下面操作:甲同学用水平力拉木块A在B上匀速运动,B静止不动;乙同学用水平力拉木块A在B上加速运动,B静止不动;丙同学用水平力拉木板B,使A、B一起匀速运动。三位同学的操作中A与B之间的摩擦力大小分别为f甲、f乙、f丙,则下列说法正确的是( )
A.f甲=f乙=f丙 B.f甲=f乙,f丙=0 C.f甲=f丙<f乙 D.f甲<f乙,f丙=0
【解析】滑动摩擦力的大小与两个因素有关,即:压力大小、接触面的粗糙程度。而与物体的运动速度、接触面积无关。根据题干信息:甲同学拉木块A在长木板B上匀速运动;乙同学拉A在B上加速运动;都是物体A与物体B发生了相对运动,产生了滑动摩擦;而在两种情况下,压力大小及接触面的粗糙程度未变,故摩擦力不变即摩擦力相等;即f甲=f乙;当丙同学拉B,使AB一起匀速运动时,物体A与物体B相对静止,即A与B未发生相对运动,也没有相对运动的趋势,故它们之间没有摩擦力的存在,即摩擦力等于零;f丙=0;故A、C、D错误,B正确;故选B。
【答案】B
18.(2018?安徽模拟)一个物体跟另一个物体有相对滑动时,就会在接触面上产生摩擦力,摩擦力的大小等于物体受到的压力与接触面的动摩擦因数的乘积,方向跟物体运动方向相反,如图所示,质量为m的物体,在桌面上受力F的作用,水平向右做匀速运动(其接触面的摩擦因数为μ),直至物体离开桌面下落,下列说法正确的是( )
A.摩擦力随物体悬空部分的增大而减小 B.摩擦力与推力F是一对相互作用力
C.物体所受的摩擦力始终是μmg D.物体落地前所受摩擦力大小会变为原来的0.5倍
【解析】AD、物体向右运动,在下落前,其对桌面的压力和接触面的粗糙程度均不变,因此,物体所受摩擦力大小不变,与悬空部分的大小(或接触面积)无关,故AD错误;B、物体向右做匀速直线运动时,摩擦力与推力F是一对平衡力,而不是相互作用力,故B错误;C、由前面解答可知物体所受摩擦力的大小不变,且摩擦力的大小等于物体受到的压力与接触面的动摩擦因数的乘积,所以物体所受的摩擦力始终是μmg,故C正确;故选C。
【答案】C
19.(2018?龙岩一模)浴室中,为了防止浴室地面沾水使人打滑跌倒,下列采取的措施中错误的是( )
A.人沐浴时穿鞋底有凹凸花纹的拖鞋 B.浴室地面上铺上带有凹凸花纹的地砖
C.脚底下放一条毛巾 D.穿上平底光滑的塑料拖鞋
【解析】A、穿着带有凹凸不平花纹的拖鞋,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。故A正确。B、地面铺凹凸不平的地砖是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。故B正确。C、脚底下垫一条毛巾,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。故C正确。D、穿着平底光滑塑料拖鞋,接触面比较光滑,在压力一定时,摩擦力较小,容易滑倒。故D错误。故选D。
【答案】D
20.(2018?龙华区校级二模)如图所示,在同一水平路面上推动小车匀速运动。下列说法正确的是( )
A.滚动代替滑动可以增大摩擦 B.滚动代替滑动可以减小压强
C.小车的支持力和重力是平衡力 D.小车的摩擦力和推力是相互作用力
【解析】A、小车下面的轮子,是利用滚动代替滑动来减小摩擦,故A错误;B、用滚动代替滑动,小车对地面的压力不变,受力面积变小,根据p=知,压强增大。故B错误;
C、在水平路面上推动小车匀速运动,小车的支持力和重力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、作用在同一条直线上,是平衡力。故C正确;D、在水平路面上推动小车匀速运动,小车的摩擦力和推力是作用在同一个物体上的两个力,不是相互作用力。故D错误。故选C。
【答案】C
21.(2016春?台安县期中)如图所示,用手指快速地把小卡片向前弹出,小卡片的运动状态发生了改变,但夹子由于________还要保持原来的静止状态而落入杯中。请你写出这一物理知识在生活或生产中的应用________。
【解析】小卡片和夹子原来都处于静止状态,当用手指突然弹击小卡片时,小卡片由于受到弹力的作用而向前飞出,而夹子由于具有惯性保持原来的静止状态,于是夹子在重力的作用下落入杯中。生活中应用惯性的实例有:跳远时助跑、抛出的球继续向前飞行等。
【答案】惯性;跳远时助跑、抛出的球继续向前飞行等。
22.(2018?合肥三模)质量为60kg的小刚以4m/s的速度运动,质量为0.2kg的子弹以300m/s的速度飞行,则________的惯性更大(选填“小刚”或“子弹”)
【解析】物体的惯性与物体的速度无关,只和物体的质量有关,人的质量大于子弹的质量,所以人的惯性大。
【答案】小刚。
23.(2018?霍邱县二模)如图所示,将一小球向斜向上方抛出,小球做复杂的曲线运动。实际分析处理时,可以把小球的运动看作沿竖直方向向上减速运动,同时在水平方向向前匀速运动。当小球到达最高点时,小球的速度________(选填“等于零”或“不等于零”),在最高点小球受到的重力突然消失,空气阻力不计,则小球将做________(选填“静止”、“竖直下落”或“匀速直线运动”)。
【解析】由题知,将一小球向斜向上方抛出,可以把小球的运动看作沿竖直方向向上减速运动,同时在水平方向向前匀速运动;所以,当小球到达最高点时,小球在水平方向有一定的速度,即小球的速度不为0;根据牛顿第一定律可知,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动;小球在最高点时,重力突然消失且空气阻力不计,则小球不受任何外力作用,所以小球将以此时的速度做匀速直线运动。
【答案】不等于零;匀速直线运动。
24.(2018?平顶山三模)如图所示,小明在儿童乐园滑滑梯的情景,下滑时受到滑道对他的支持力,这个力是由于________发生弹性形变而产生的。小明相对于滑道是________的。某次小明匀速下滑时,小明处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
【解析】弹力是物体发生形变后,在恢复原状的过程中对与其接触的物体所产生的力,图中受力物体是小明,施力物体是滑道,所以这个弹力是由于滑道发生弹性形变而对小明产生的。下滑时小明相对于滑道的某一点的位置是不断变化的,所以小明相对于滑道是运动的;小明还受到重力的作用,在向下滑动过程中还受到摩擦力的作用,小明匀速下滑,则合力为0,处于平衡状态。
【答案】滑道;运动;平衡。
25.(2018?岳阳二模)2018年平昌冬奥会上,我国选手武大靖获得男子500m短道速滑的金牌。如图所示,当匀速转弯时,运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力________(填“是”或“不是”)一对平衡力:运动员冲过终点后继续滑行是因他具有________。
【解析】当匀速转弯时,运动员对冰面的压力与冰面对她的支持力不作用在同一物体上,不是一对平衡力:运动员冲过终点后继续滑行是因为她具有惯性,仍要保持原来的运动状态。
【答案】不是;惯性。
26.(2018?安徽模拟)如图所示,用细绳提着小球G在空中运动。当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,拉力的大小为5N;若使小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动,则拉力的大小为________N.(不计空气阻力)
【解析】当使小球以1m/s的速度竖直向上匀速运动时,小球受竖直向下的重力和竖直向上的拉力,小球受力平衡,小球重力为G=F=5N;当小球以2m/s的速度竖直向下匀速运动时,拉力方向不变,小球处于平衡状态,拉力等于重力,则拉力F′=G=5N。
【答案】5。
27.(2018?鞍山二模)如图所示,小明用不计重力的弹簧测力计拉着一物块A以0.1m/s的速度在水平地面上匀速前进,则物块受到的滑动摩擦力的大小为________N;当A以0.2m/s的速度在该地面上匀速前进时,A受到的滑动摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”);若在物块A上方叠加同样大小的物块,并以0.2m/s速度在该地面上匀速前进时,A受到的滑动摩擦力________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解析】读图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为2.8N,当拉着一物块以0.1m/s的速度在水平地面上匀速前进时,此时弹簧秤的读数为2.8N;物块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,所以摩擦力为2.8N;当速度为0.2m/s时,压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以物块受到的滑动摩擦力的大小不变,仍为2.8N。若在物块A上方叠加同样大小的物块,并以0.2m/s速度在水平地面上匀速前进时,由于压力增大,所以物块受到的滑动摩擦力变大。
【答案】2.8;不变; 变大。
28.(2018?长沙二模)北京和张家口将在2022年联合举办冬奥会。短道速滑是我国冬奥会夺金的优势项目之一,比赛开始之前,工作人员会修整冰面,使冰面平整光滑,这是为了________;某运动员在一次比赛中匀速滑过弯道,他的运动状态________(选填“有”或“没有”)发生改变。
【解析】工作人员会修整冰面,使冰面平整光滑,这是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦;某运动员在一次比赛中匀速滑过弯道,此过程中运动方向改变,所以他的运动状态会发生改变;
【答案】减小摩擦;有。
29.(2018?南充二模)质量是2kg的木块在F=12N的拉力作用下沿水平桌面做匀速直线运动,木块所受的摩擦力是________;在此木块的上面放一个砝码,然后仍然使它做匀速直线运动,则所用的拉力________(选填“大于”“小于”或“等于”)12N。
【解析】(1)木块在F=12N的拉力作用下沿水平桌面做匀速直线运动时,因物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,
所以,木块所受的摩擦力f=F=12N;(2)因滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,且压力越大、接触面越粗糙受到的摩擦力越大,所以,在此木块的上面放一个砝码后,接触面的粗糙程度不变,压力变大,受到的摩擦力变大,此时它们仍做匀速直线运动,受到的拉力等于受到的摩擦力,则所用的拉力大于12N。
【答案】12N;大于。
30.(2018春?高邮市校级月考)在探究阻力对物体运动的影响时,利用的器材有斜面、木板、毛巾和小车,如图所示。
实验序号
水平部分材料
(a)________
(b)________
①
②
③
(1)每次都要让小车从斜面上的同一位置开始下滑,目的是使小车每次进入水平部分时________大小相等。
(2)上表是记录实验情况的表格,请将其中(a)、(b)两项内容补充完整。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________。
(5)通过上面的探究后,小明在思考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C,若摆球摆至C点的一瞬间绳子突然断裂,则摆球将________(选填“竖直向下运动”“静止”或“做匀速直线运动”);若摆球摆至C点时摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将________(选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”)。
【解析】(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;(2)a应该记录不同表面阻力的大小,b列应记录小车在不同表面滑行距离的大小;
(3)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;(4)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;(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,如果在C点只有绳子断了,则小球由于受到重力作用竖直下落;若不受任何外力,将保持静止状态不变。
【答案】(1)速度;(2)(a)阻力大小;(b)滑行距离;(3)慢;(4)匀速直线运动;(5)竖直向下运动;静止。
31.(2018春?海淀区校级期中)如图所示的是探究阻力对物体运动影响的实验,三次实验要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由下滑,目的是使小车滑到水平面具有相同的________。通过分析实验现象可知:水平表面对小车的阻力越________,小车在平面上运动时速度减小得越慢。实验结果表明,力是________(选填“改变物体运动状态的原因”或“维持物体运动的原因”)
【解析】(1)每次实验让小车从同一高度开始运动,这是为了让小车在斜面底端具有相同的速度。(2)根据实验现象可知,水平表面对小车的阻力越小,小车在平面上运动的距离越远,小车运动时速度减小得越慢。由实验结果可以推理得出:力是改变物体的运动状态的原因。
【答案】初速度;小;改变物体的运动状态的原因。
32.(2018春?杨浦区期中)小宇骑车时发现,不踩踏脚板,车也能滑行一段距离,他在不同的路面上多次尝试后猜想:车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘,他在水平桌面上搭成一斜面,用小球做实验,并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程度。
为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系。①三次实验中,小宇应将小球从斜面上的________(同一/不同)高度处释放;②实验结果如图,则小球在________表面上运动时受到的摩擦力最小,速度改变越________(选填“快”或“慢”)。由此得到结论:________。小宇认为,通过进一步推理可以得出结论:运动的物体如果不受阻力作用,将________。
【解析】①为了探究小球在水平面上的滑行距离与水平面粗糙程度的关系,应让小球从同一高度处释放,比较小球在不同粗糙面上滑行的路程;②在探究过程中,采用控制变量法,保证小球到达水平面时的速度相同,通过实验结果可以看出,初速度相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大,小球速度减小的越快,相反,水平面越光滑,小球滑行距离越远,小球速度减小的越慢。 进一步推理,若水平面光滑无摩擦,则小球不受摩擦力,小球的速度和方向不变,即做匀速直线运动。
【答案】①)同一;木板;慢;②初速度相等时,水平面越光滑,小球滑行距离越远;做匀速直线运动。
1.(2018?周村区二模)木块所受重力是50N,如图对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在竖直墙面上处于静止,画出此时木块受到的摩擦力的示意图(作用点找在重心上)。
【解析】木块在竖直方向上,受到重力和摩擦力的作用,由于木块处于静止状态,所以摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即木块受到墙面的摩擦力f=G=50N,方向竖直向上。
过木块的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,大小为50N.如图所示:
【答案】见解析
2.(2018?中原区校级三模)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小宇同学采用的实验装置如图所示:(1)当物体处于静止状态或________状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小宇发现当向左盘和右盘同时加入50g的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力,这两个力是平衡的,小宇再把右盘中的砝码换成40g砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是________,这时木块在水平方向受到的力是________(选填“平衡”或“不平衡”)的。要避免这种现象产生,该实验装置该如何改进:________。
(3)小宇同学根据该实验现象,给大家出了个判断题:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大。答案是________(选填“正确”或“错误”)。
【解析】(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。(2)小宇再把右盘中的砝码换成40g砝码时,木块有向左运动的趋势,木块和桌面之间产生了向右的静摩擦力,但是木块受到向左的拉力等于向右静摩擦力和右侧拉力的合力。则木块仍然受平衡力的作用;要避免这种现象要减小木块与桌面之间的摩擦力的作用,用轻质小车代替木块,用光滑的水平面代替桌面等。(3)物体在平衡力作用下,物体质量不变,速度不变,动能不变,物体可以匀速直线上升,高度增大,重力势能增大,机械能增大。说法是正确的。
【答案】(1)匀速直线运动。(2)木块受到向右的静摩擦力;平衡;将木块换成轻质小车(或减小与桌面之间的摩擦力)。(3)正确。
3.(2018?莲池区二模)在探究“二力平衡的条件实验中,小明同学采用的实验装置如图甲所示,小红同学采用的实验装置如图乙所示。
(1)当物体处于静止状态或________状态时,它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向图甲左、右两盘同时加入一个100g的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这两个力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个120g的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块受到了________力的作用,这个力的大小是________N.(g=10N/kg)
(3)在装置乙中,将小车转一定角度,松手后发现小车旋转后又恢复原状,这说明两个力必须作用在同一________(选填“物体”或“直线”)上,物体才能平衡。
(4)甲、乙这两个实验装置中,你认为哪个装置更科学?并说明理由:________。
(5)某同学认为:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大,你认为他的观点是________(填“正确”或“错误”)的。
【解析】(1)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它受到的力是相互平衡的;(2)左、右两盘同时加入一个100g的砝码时,木块处于静止状态,把右盘中的砝码换成一个120g的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是木块受到了摩擦力力的作用,且此时木块在左右两边拉力以及桌面对木块的摩擦力作用下平衡,所以F左+f=F右,所以f=F右﹣F左=G右﹣G左=(m右﹣m左)g=(0.12kg﹣0.1kg)×10N/kg=0.2N。(3)用手将木块扭转一个角度,这样两个力不在同一直线上,木块将无法在这个位置平衡,说明两个力必须满足两个力在同一条直线上。(4)乙装置更合理,小车与桌面间的摩擦属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多,这样能减小摩擦力对实验的影响;(5)物体在平衡力作用下,质量不变,速度不变,动能不变,物体可以匀速直线上升,高度增大,重力势能增大,机械能增大,所以他观点是正确的。
【答案】(1)匀速直线运动;(2)摩擦;0.2;(3)直线;(4)乙装置更科学,用小车代替木块,变滑动摩擦为滚动摩擦,这样能减小摩擦力对实验的影响;(5)正确。
4.(2018?姑苏区校级二模)在“探究二力平衡条件”的活动中,主要是通过探究力对物体的作用效果来实验探究目的。如图所示是探究的方法。
(1)如图探究方案中研究对象是________(填“小卡片”或“钩码的数目”)
(2)小明在实验时将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,就在两线端挂上钩码。这是用于探究两个力的大小和________对物体平衡的影响;
(3)探究活动中还要求要把小卡片________(填“翻转”“旋转”)一个角度,然后再松手。这样做的目的是用于探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响。
【解析】(1)该实验中是通过观察小卡片处于平衡状态时受到的两个力满足什么条件,由此得出二力平衡的条件,此实验的研究对象是小卡片。(2)将小卡片两端的细线分别跨过左右支架上的滑轮后,在两线端挂上钩码,此时小卡片受到的两个力一定在同一直线上,不同的是小卡片受力的方向,改变两侧钩码的数量可以改变小卡片受力的大小,因此该实验探究的是两个力的大小和方向对物体平衡的影响。(3)为了探究不在同一直线上的两个力对物体平衡的影响,探究活动中还要求要把小卡片旋转一个角度,然后再松手,在两个力的大小相等、方向相反的前提条件下,观察小卡片是否能处于平衡状态。
【答案】(1)小卡片;(2)方向;(3)旋转。
5.(2019?江西模拟)小君同学在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,做了如图所示的实验:
(1)用弹簧测力计拉着木块在水平方向做________运动,根据________的原理,可知摩擦力与拉力大小相等。
(2)小君分析甲和乙,发现F甲________F乙,说明滑动摩擦力的大小与接触面的________有关。
(3)为了探究滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,应比较________两图。
(4)小君在本次实验中运用的研究方法是________和________。
【解析】(1)要使物体所受的摩擦力与拉力平衡,应用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,此时滑动摩擦力等于测力计的拉力,因此,这里是利用了二力平衡的知识;
(2)比较甲、乙两图,压力相同,乙图中接触面粗糙,乙弹簧测力计的示数大,即乙摩擦力大,说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关;
(3)要探究滑动摩擦力的大小与压力大小之间的关系,应该控制接触面的粗糙程度相同,让压力的大小不同,然后比较滑动摩擦力的大小,符合要求的操作是乙、丙两图;
(4)滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关,在探究滑动摩擦力与它们每个因素之间的关系时,应该用控制变量法分析实验现象;通过比较弹簧测力计的拉力来比较滑动摩擦力的大小,这种研究方法称为转换法。
【答案】(1)匀速直线;二力平衡;(2)小于;粗糙程度;(3)乙丙;(4)控制变量法;转换法。
6.(2019?江西模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,水平桌面上的器材有:弹簧测力计、木块、钩码、水平木板和毛巾,实验装置如图所示。
(1)甲、乙、丙三次实验中,每次用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做________直线运动,这样操作是为了测量________,主要是根据原理________得到的;
(2)比较________两次实验可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;
(3)鞋底做的凹凸不平,是通过增大摩擦力的,应用了比较________两次实验所得的结论;
(4)从本实验的器材中选择________,并添加斜面和小车还可以做“探究速度对动能大小的影响”实验。
【解析】(1)用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,此时木块受平衡力的作用,由二力平衡知识可知,此时木块所受的滑动摩擦力大小 等于弹簧测力计的示数;(2)探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系时应控制接触面的粗糙程度相同,压力不同,故选择甲乙两图进行实验;(3)鞋底做的凹凸不平,表明接触面粗糙程度不同,探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,控制压力相同,接触面粗糙程度不同,故选择甲丙两图进行实验;(4)探究速度对动能大小的影响时,应让小车从斜面的不同高度滑下,这样小车在到达水平木板时的速度是不同的,通过比较小车撞击木块移动的距离来比较动能的大小;故实验中还需要用到木块和水平木板。
【答案】(1)匀速;滑动摩擦力大小;大小二力平衡;(2)甲乙;(3)甲丙;(4)木块、水平木板。
7.(2018?盐田区校级模拟)探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)小明用测力计拉同一木块进行了三次正确的实验操作,实验情景如图甲乙丙所示。
①在甲图中,木块受到的滑动摩擦力大小等于________,方向________。
②比较________两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
③比较甲,丙两图实验可知,滑动摩擦力的大小与________有关。
(2)在实验操作过程中小明发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在木板上沿水平方向上做匀速直线运动,如图丁所示
①如果设甲图的摩擦力大小为f1,丁图的摩擦力大小为f2,则它们的大小关系为:________。
A.f1=f2 B.f1>f2 C.f1<f2 D.无法确定
②关于丁图中受力分析说法正确的是________。
A.木块受到的摩擦力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对平衡力
C.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力
D.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对相互作用力
【解析】①在甲图中,测力计分度值为0.2N,测力计示数为2.8N,因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力的大小等于摩擦力的大小,木块受到的滑动摩擦力大小等于2.8N,物体向右运动,故摩擦力方向水平向左;②在乙图中,测力计分度值为0.2N,测力计示数为3.4N,研究滑动摩擦力的大小与压力大小有关,要控制接触面的粗糙程度相同,只改变压力大小,乙中测力计示数大于甲中的示数,故比较甲乙两图的实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。③比较甲、丙两图的实验可知,压力大小相同,故得出:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。(2)①图丁与甲图相比,图丁过程中,物体受到斜向上的拉力,使得木块对地面的压力变小;因接触面粗糙程度不变,压力变小了,故木块受到的滑动摩擦力变小了,故选B;②图丁过程中,A.木块受到的摩擦力方向是水平向左;弹簧测力计对木块的拉力方向是斜向右上,故不是一对平衡力;B.木块对弹簧测力计的拉力和弹簧测力计对木块的拉力是一对相互作用力;C.木块对弹簧测力计的拉力和手对弹簧测力计的拉力是一对平衡力,故C错误;D.木块对水平面的压力和水平面对木块的支持力是一对相互作用力,故D正确;
【答案】(1)①2.8;向左;②甲乙;③接触面的粗糙程度;(2)①B;②D。
8.(2018?红花岗区校级二模)在“研究影响滑动摩擦力的大小的因素”的实验中,某同学将图1实验装置改进为如图2所示的装置:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动。
(1)写出装置改进以后的好处________。(写出一条即可)
(2)水平向右拉动长木板,弹簧测力计示数如图2所示。木块所受的滑动摩擦力为________N。
【解析】(1)实验中很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制木块做匀速直线运动;为了解决上述问题,小明同学对实验装置进行了改进,如图乙所示。利用该装置的优点是不需要控制木板做匀速直线运动,对静止的弹簧测力计读数比较容易;(2)测力计匀速拉着木块沿长木板匀速滑动,木块所受的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,弹簧测力计分度值为0.1N,此时示数为2.8N,故滑动摩擦力为2.8N。
【答案】(1)不需要木板做匀速直线运动,便于操作(或弹簧测力计示数稳定,方便读数);(2)2.8。