9.3 力与运动的关系-2020-2021学年苏科版八年级物理下册 高频易错题汇编(附解析)

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名称 9.3 力与运动的关系-2020-2021学年苏科版八年级物理下册 高频易错题汇编(附解析)
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资源类型 试卷
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2021-03-08 07:33:03

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9.3 力与运动的关系 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,甲、乙两运动员正在进行的比赛叫押加,押加是我国少数民族体育项目之一,又称大象拔河。比赛中,甲、乙两人通过腿、肩等部位用力拖动布带互拉,以决胜负。下列说法正确的是(  )
A.甲运动员所受拉力的施力物体是乙运动员
B.当甲、乙两运动员处于静止状态时,他们对布带的两个拉力的三要素完全相同
C.互拉过程中,甲对布带的拉力与乙对布带的拉力始终相等
D.若甲最终取胜,说明地对甲的摩擦力大于地对乙的摩擦力
2.起重机匀速吊起一重物,开始以4m/s的速度匀速上升到某一高度,静止2s后,又以2m/s的速度匀速下降,在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,钢丝绳的拉力(  )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
3.如图所示,在斜面高处释放的钢球运动到水平面上撞击一木块,经历一段路程后,钢球和木块都停了下来。下列说法正确的是(  )
A.从斜面运动到水平面时,惯性力的作用使钢球仍然向前运动
B.钢球对木块的撞击力能改变木块的运动状态
C.地面对木块的摩擦力不能改变木块的运动状态
D.木块最终停止运动是由于钢球不再对木块有撞击力的作用
4.如果物体在光滑的水平面上做匀速直线运动,并且在水平方向只受两个力的作用,则下列说法中不正确是(  )
A.这两个力一定是平衡力
B.如果同时去掉这两个力,物体仍能做匀速直线运动
C.如果去掉其中一个力,物体将立刻静止下来
D.如果在水平方向上再加一个力,物体的运动状态将会发生改变
5.如图,一个物块在水平桌面上匀速向右运动,左右分别通过定滑轮用细绳连接了A、B两个钩码,A质量为1kg,B质量为2kg。若想让物体匀速向左运动,应该在哪边加上质量为多少的钩码?(  )
A.右边1kg
B.左边1kg
C.左边2kg
D.不需要加,使其改变方向即可
6.如图1,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示。从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是(  )
A.2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N
B.6﹣l2s内,物块受到的摩擦力为4N
C.t=l0s时,物块的速度一定等于5m/s
D.第4s时,拉力F小于摩擦力
7.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系如图所示,由图象可知t=1s时,和t=3s时所受摩擦力大小分别为(  )
A.2N 6N B.2N 4N C.0N 4N D.0N 0N
8.如图甲所示,小亮用水平力推地面上的木箱,木箱运动的v﹣t图象如图乙所示,则下列分析正确的是(  )
A.在0~20s内,木箱没有受到摩擦力
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力小于推力
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力等于推力
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大于推力
9.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是(  )
A.0~2s内物体不受摩擦力
B.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒物体做匀速直线运动
10.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是(  )
A.0~2s内物体保持静止,不受摩擦力的作用
B.2~4s内物体做匀速直线运动
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~6s内物体受到的摩擦力大小保持不变
二.填空题(共5小题)
11.研究表明,空气对运动物体的阻力随运动速度的增加而增大。现有一直升飞机悬停在高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,则在伞兵向地面降落的过程中,其运动情况是   ,原因是   。
12.阅读材料,回答下列问题。
流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体。物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。雨滴在空气中下落,速度越来越大,所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落。大雨滴比较重,与重力相平衡的空气阻力要比较大,雨滴速度较大时才能达到平衡。所以大雨滴落地时速度较大,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。
流体的阻力还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大。跳伞运动员在空中张开降落伞,凭借降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,安全落地。
流体的阻力还跟物体的形状有关系。头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,这种形状通常叫做流线型。鱼的形状就是流线型的。为了减小阻力,小汽车、飞机、轮船的水下部分,外形都采用流线型。
一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小。气垫船靠船下喷出的气体,浮在水面航行,阻力小,速度大。磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上,速度可达500km/h。
(1)如图所示,甲、乙分别为老式火车与和谐号高速列车的车头,它们在相同速度下所受空气阻力不同,和谐号主要是通过改变   来减小空气阻力的。
(2)当雨滴在空中下落,其速度不再增大时,它所受空气阻力f与重力G的大小关系是:F   G(选填“>”、“=”或“<”)。
13.竖直向上抛出的篮球,运动过程中受到的空气阻力不变,篮球在上升过程中受的合力   (选填“大于”、“小于”或“等于”)下落过程中受的合力;如图,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方匀速滑翔,此过程中,空气对它的作用力的方向是   (选填“竖直向上”、“竖直向下”或“与运动方向相反”)。
14.如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。
①0~2秒,物体没有被推动,此时物体受到的阻力   推力(填“>”、“=”或“<”);
②2~4秒物体受到的摩擦力是   N;
③若6秒时,撤去推力,并马上对物体施加一个水平向左、大小为3N的拉力,画出物体向右减速运动的过程中的受力情况。
15.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的重物,乙图为拉力随时间变化的关系图象,丙图为重物运动速度随时间变化的关系图象。根据图中所给信息可知:第4s时,重物所受摩擦力大小为   N,第6s时,重物所受摩擦力大小为   N,第8s时,重物所受摩擦力大小为   N。
三.解答题(共5小题)
16.如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是哪条?为什么?
17.一个质量为50Kg的人站在电梯中,求下列情况中电梯底面对人的支持力的大小和方向。(g=10N/Kg)
(1)人和电梯一起静止不动。
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升。
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降。
18.如图农场工人在分离谷粒与空壳时,有两种不同的方式:
(1)在无风的情况下,农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去,饱满的谷粒将落在离工人更远处,从而将谷粒与空壳分离,请从力与运动的角度解释这种方式将谷粒与空壳分离的原因。
(2)在有风的情况下,农场工人只需用铁锹将混合谷物举高让其静止下落,在风的作用下,也可以将谷粒与空壳分离,请问饱满谷粒将落在离工人更远处还是更近处?并说出你判断的理由。
19.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为   N,当t=3s时,物体受到的合力为   N,当t=5s时,物体受到的合力为   N.
20.如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙。分析图象可知
(1)当t=1s时,物体处于   状态; 受到的摩擦力大小为   N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为   N,此时物体受到的摩擦力大小为   N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为   N;
(4)其中,有一个阶段可以当做是匀速直线运动,这个阶段在   s~   s。
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,甲、乙两运动员正在进行的比赛叫押加,押加是我国少数民族体育项目之一,又称大象拔河。比赛中,甲、乙两人通过腿、肩等部位用力拖动布带互拉,以决胜负。下列说法正确的是(  )
A.甲运动员所受拉力的施力物体是乙运动员
B.当甲、乙两运动员处于静止状态时,他们对布带的两个拉力的三要素完全相同
C.互拉过程中,甲对布带的拉力与乙对布带的拉力始终相等
D.若甲最终取胜,说明地对甲的摩擦力大于地对乙的摩擦力
解:A、布带与运动员直接接触,因此,甲运动员所受拉力的施力物体是布带,故A错误;
B、当甲、乙两运动员处于静止状态时,处于平衡状态,他们对布带的两个拉力大小相同,但作用点不同,方向也不同,因此力的三要素不同,故B错误;
C、互拉过程中,它们的运动状态可能改变,因此受力可能不平衡,则甲对布带的拉力与乙对布带的拉力不一定始终相等,故C错误;
D、能否获胜,取决于人与地面摩擦力的大小,若甲最终取胜,说明地对甲的摩擦力大于地对乙的摩擦力,故D正确。
故选:D。
2.起重机匀速吊起一重物,开始以4m/s的速度匀速上升到某一高度,静止2s后,又以2m/s的速度匀速下降,在匀速上升、静止、匀速下降三个阶段中,钢丝绳的拉力(  )
A.上升时最大 B.静止时为零 C.下降时最小 D.始终不变
解:当物体匀速上升、静止或匀速下降时,受到的拉力与重力是平衡力,大小都等于重力,因此钢丝绳的拉力始终不变。
故选:D。
3.如图所示,在斜面高处释放的钢球运动到水平面上撞击一木块,经历一段路程后,钢球和木块都停了下来。下列说法正确的是(  )
A.从斜面运动到水平面时,惯性力的作用使钢球仍然向前运动
B.钢球对木块的撞击力能改变木块的运动状态
C.地面对木块的摩擦力不能改变木块的运动状态
D.木块最终停止运动是由于钢球不再对木块有撞击力的作用
解:A、小车到达水平面后能继续向前运动是因为小车具有惯性,惯性不是力而是一种性质,故A的说法错误。
B、力能改变物体的运动状态,小车对木块的撞击力和摩擦力都能改变木块的运动状态,故B说法正确;
C、水平面对木块的摩擦力能改变木块的运动状态,故C说法错误。
D、木块最终停止运动是由于木块受到摩擦阻力的作用,改变了木块的运动状态,故D说法错误。
故选:B。
4.如果物体在光滑的水平面上做匀速直线运动,并且在水平方向只受两个力的作用,则下列说法中不正确是(  )
A.这两个力一定是平衡力
B.如果同时去掉这两个力,物体仍能做匀速直线运动
C.如果去掉其中一个力,物体将立刻静止下来
D.如果在水平方向上再加一个力,物体的运动状态将会发生改变
解:A、物体处于平衡状态,则说明二力一定是平衡力,故正确但不符合题意;
B、同时撤去两个力,则物体不受外力,则物体将保持匀速直线运动状态,故正确但不符合题意;
C、若撤去一个力,则物体受力不再平衡,物体的运动状态将会发生改变,由于惯性的缘故,其不会立刻停止,故该选项符合题意;
D、若在水平向上再加一个力,则物体受力不再平衡,故运动状态一定会改变,故正确但不符合题意;
故选:C。
5.如图,一个物块在水平桌面上匀速向右运动,左右分别通过定滑轮用细绳连接了A、B两个钩码,A质量为1kg,B质量为2kg。若想让物体匀速向左运动,应该在哪边加上质量为多少的钩码?(  )
A.右边1kg
B.左边1kg
C.左边2kg
D.不需要加,使其改变方向即可
解:
刚开始木块匀速向右运动,处于平衡状态,水平方向上受平衡力
此时,木块受A向左的拉力,F左=10N,
同时受B向右的拉力,F右=20N,
同时木块相对于桌子向右运动,所以桌子给木块一个向左的摩擦力f,
由于木块受平衡力,向左的力之和=向右的力,即f+F左=F右
所以f=F右﹣F左=20N﹣10N=10N;
当要求木块匀速向左运动时,由于压力的大小不变且接触面的粗糙程度也不改变,
所以此时f=10N,但方向改变为水平向右;
此时木块仍匀速向左,即仍处于平衡状态,受平衡力
故:F左'=f+F右'
即:若右边不变,需要往左边加20N,即增加2kg 的砝码;
若左边不变,需要右边减20N,即减去2kg的砝码。
故选:C。
6.如图1,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示。从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是(  )
A.2﹣6s内,物块受到的摩擦力为4N
B.6﹣l2s内,物块受到的摩擦力为4N
C.t=l0s时,物块的速度一定等于5m/s
D.第4s时,拉力F小于摩擦力
解:
由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时受到的滑动摩擦力f=F=4N;
A、由图2知,2﹣6s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,故AD错误;
B、由图3知,6﹣12s内,物体受拉力为6N,大于匀速运动时受到的滑动摩擦力,所以物体由静止变成运动,压力和接触面的粗糙程度都不变,所以6﹣10s所受摩擦力等于滑动摩擦力等于4N,故B正确;
C、由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度v===5m/s,而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,即t=10s时,物块的速度一定小于5m/s,C错误。
故选:B。
7.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、物体的运动速度v与时间t的关系如图所示,由图象可知t=1s时,和t=3s时所受摩擦力大小分别为(  )
A.2N 6N B.2N 4N C.0N 4N D.0N 0N
解:
(1)由丙图知:0﹣2s时物体的速度大小为零;则当t=1s时物体处于静止状态,由乙图知:t=1s时,F=2N;
(2)由丙图知:4﹣6s时,物体匀速运动,
由乙图知:t=5s时,F=4N;
由于摩擦力与推力F是一对平衡力,因此摩擦力的大小为4N;
2﹣4s之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体和地面没有改变,所以摩擦力大小不变;即仍为4N。
故选:B。
8.如图甲所示,小亮用水平力推地面上的木箱,木箱运动的v﹣t图象如图乙所示,则下列分析正确的是(  )
A.在0~20s内,木箱没有受到摩擦力
B.在0~20s内,木箱受到的摩擦力小于推力
C.在20~40s内,木箱受到的摩擦力等于推力
D.在20~40s内,木箱受到的摩擦力大于推力
解:
如图乙,木箱在0~20s内保持静止状态,木箱在水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等;在20~40s内保持匀速直线运动状态,木箱在水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,故C正确。
故选:C。
9.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是(  )
A.0~2s内物体不受摩擦力
B.4~6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~4秒物体做匀速直线运动
解:A、由速度﹣时间图象可知,0~2s内,物体处于静止状态,受平衡力作用,又由F﹣t图象可知物体受到的拉力为1N,因此物体所受摩擦力是lN;故A错误;
B、由速度﹣时间图象可知,4~6s内,物体做匀速直线运动,受平衡力作用,即摩擦力f=F=2N;故B正确;
C、由速度﹣时间图象可知,2s~4s内,物体做匀加速运动,由于接触面的粗糙程度和压力都不变,故摩擦力不变,为2N;故C错误。
D、由速度﹣时间图象可知,2s~4s内,物体做匀加速运动。故D错误。
故选:B。
10.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示;物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是(  )
A.0~2s内物体保持静止,不受摩擦力的作用
B.2~4s内物体做匀速直线运动
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N
D.2~6s内物体受到的摩擦力大小保持不变
解:(1)由v﹣t图象可知,0~2s内物体运动的速度为0,处于静止状态,
由F﹣t图象可知,0~2s内物体受到的拉力为1N,
由二力平衡条件可知,物体受到的摩擦力为1N,故A错误;
(2)由v﹣t图象可知,2~4s内物体做匀加速直线运动,故B错误;
由v﹣t图象可知,4~6s内物体运动的速度4m/s不变,做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,
由F﹣t图象可知,4~6s内物体受到的拉力为2N,则物体受到的滑动摩擦力为2N,
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,与物体运动的速度无关,
所以,2~4s内物体受到的摩擦力也为2N,故C错误;
所以,2~6s内物体受到的摩擦力大小2N保持不变,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共5小题)
11.研究表明,空气对运动物体的阻力随运动速度的增加而增大。现有一直升飞机悬停在高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,则在伞兵向地面降落的过程中,其运动情况是 先加速再减速,最后匀速 ,原因是 伞未打开时,伞兵所受重力大于阻力,加速下落;伞打开后,阻力瞬间增大,大于重力,故减速下落;当速度减小到阻力刚好与重力相等时,受力平衡,匀速下落 。
解:伞未打开时,伞兵所受重力大于阻力,加速下落;伞打开后,阻力瞬间增大,大于重力,故减速下落;当速度减小到阻力刚好与重力相等时,受力平衡,匀速下落。故在伞兵向地面降落的过程中,其运动情况是先加速再减速,最后匀速。
故答案为:先加速再减速,最后匀速;伞未打开时,伞兵所受重力大于阻力,加速下落;伞打开后,阻力瞬间增大,大于重力,故减速下落;当速度减小到阻力刚好与重力相等时,受力平衡,匀速下落。
12.阅读材料,回答下列问题。
流体的阻力
气体和液体都具有流动性,统称为流体。物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,速度越大,阻力越大。雨滴在空气中下落,速度越来越大,所受空气阻力也越来越大。当阻力增加到跟雨滴所受的重力相等时,二力平衡,雨滴匀速下落。大雨滴比较重,与重力相平衡的空气阻力要比较大,雨滴速度较大时才能达到平衡。所以大雨滴落地时速度较大,“毛毛细雨”则缓慢地飘落到地面。
流体的阻力还跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大。跳伞运动员在空中张开降落伞,凭借降落伞较大的横截面积取得较大的空气阻力,安全落地。
流体的阻力还跟物体的形状有关系。头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小,这种形状通常叫做流线型。鱼的形状就是流线型的。为了减小阻力,小汽车、飞机、轮船的水下部分,外形都采用流线型。
一般来说,空气阻力比液体阻力、固体间的摩擦力都要小。气垫船靠船下喷出的气体,浮在水面航行,阻力小,速度大。磁悬浮列车靠电磁力使列车悬浮在轨道上,速度可达500km/h。
(1)如图所示,甲、乙分别为老式火车与和谐号高速列车的车头,它们在相同速度下所受空气阻力不同,和谐号主要是通过改变 形状 来减小空气阻力的。
(2)当雨滴在空中下落,其速度不再增大时,它所受空气阻力f与重力G的大小关系是:F = G(选填“>”、“=”或“<”)。
解:
(1)和谐号车头是流线型,与老式火车头相比,主要是形状不同,所以和谐号主要是通过改变形状来减小空气阻力的。
(2)当雨滴在空中下落的速度不再增大时,其所受的空气阻力与重力平衡,空气阻力f与重力G的大小关系是f=G。
故答案为:(1)形状;(2)=。
13.竖直向上抛出的篮球,运动过程中受到的空气阻力不变,篮球在上升过程中受的合力 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下落过程中受的合力;如图,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方匀速滑翔,此过程中,空气对它的作用力的方向是 竖直向上 (选填“竖直向上”、“竖直向下”或“与运动方向相反”)。
解:
(1)篮球运动过程中受到的空气阻力与运动方向相反,篮球在上升过程中受到的合力大小等于重力与空气阻力的和,下落过程中受到的合力大小等于重力与空气阻力的差,所以,篮球在上升过程中受到的合力大于下落过程中受到的合力。
(2)丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,处于平衡状态,则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡力;因为重力的方向始终竖直向下,故空气对它的作用力的方向是竖直向上。
故答案为:大于;竖直向上。
14.如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。
①0~2秒,物体没有被推动,此时物体受到的阻力 = 推力(填“>”、“=”或“<”);
②2~4秒物体受到的摩擦力是 2 N;
③若6秒时,撤去推力,并马上对物体施加一个水平向左、大小为3N的拉力,画出物体向右减速运动的过程中的受力情况。
解:
①由F﹣t图象可知,0~2s内的推力F=1N,由v﹣t图象可知,物体速度为0,处于静止状态,
则物体受到的阻力和推力是一对平衡力,二力大小相等;
②由F﹣t图象可知,4s~6s内的推力F′=2N,
由v﹣t图象可知,物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,
则此时物体受到的摩擦力:f=F′=2N;
由v﹣t图象可知,2s~4s内物体做变速直线运动,
因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与运动的速度无关,
所以,物体受到的滑动摩擦力不变,则第2s~4s时受到的摩擦力仍然为2N;
③若6s时,撤去推力,物体运动的方向不变,受到的摩擦力的方向也不变,
并马上对物体施加一个水平向左、大小为3N的拉力,此时拉力和摩擦力的方向相同,
竖直方向受到向上地面的支持力和向下自身的重力,
则物体的受力情况如下图所示:
故答案为:①=;②2;③如上图所示。
15.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的重物,乙图为拉力随时间变化的关系图象,丙图为重物运动速度随时间变化的关系图象。根据图中所给信息可知:第4s时,重物所受摩擦力大小为 5.5 N,第6s时,重物所受摩擦力大小为 5.1 N,第8s时,重物所受摩擦力大小为 5.1 N。
解:(1)由v﹣t图象可知,第4s时物体处于静止状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
由F﹣t图象,拉力的大小为5.5N,即摩擦力的大小为5.5N;
(2)由v﹣t图象可知,第6s时物体做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
由F﹣t图象可知,拉力的大小为5.1N,则滑动摩擦力的大小为5.1N;
(3)由v﹣t图象可知,第8s时物体做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,
因滑动摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与速度的大小无关,
所以,受到摩擦力的大小为5.1N。
故答案为:5.5;5.1;5.1。
三.解答题(共5小题)
16.如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是哪条?为什么?
答:
根据题意,小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,机械能守恒,a的最高点超过了A点的高度,故a不可能;
b点的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b图线的机械能大于A点的机械能,故b不可能;
c图线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,故c符合实际;
小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,故d不可能。
17.一个质量为50Kg的人站在电梯中,求下列情况中电梯底面对人的支持力的大小和方向。(g=10N/Kg)
(1)人和电梯一起静止不动。
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升。
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降。
解:此时人的重力是:G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(1)人和电梯一起静止不动,即此时人处于静止状态,此时人所受的重力和支持力是一对平衡力,即此时的F=G=500N,其方向与重力的方向相反,即竖直向上;
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升时,即此时人处于静止状态,此时人所受的重力和支持力是一对平衡力,即此时的F=G=500N,其方向与重力的方向相反,即竖直向上;
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降,即此时人处于静止状态,此时人所受的重力和支持力是一对平衡力,即此时的F=G=500N,其方向与重力的方向相反,即竖直向上;
答:(1)当人和电梯一起静止不动时,电梯底面对人的支持力的大小是500N,其方向是竖直向上;
(2)人和电梯一起以1.5m/s的速度匀速上升,电梯底面对人的支持力的大小是500N,其方向是竖直向上;
(3)人和电梯一起以2m/s的速度匀速下降,电梯底面对人的支持力的大小是500N,其方向是竖直向上。
18.如图农场工人在分离谷粒与空壳时,有两种不同的方式:
(1)在无风的情况下,农场工人用铁锹将混合谷物斜向上抛洒出去,饱满的谷粒将落在离工人更远处,从而将谷粒与空壳分离,请从力与运动的角度解释这种方式将谷粒与空壳分离的原因。
(2)在有风的情况下,农场工人只需用铁锹将混合谷物举高让其静止下落,在风的作用下,也可以将谷粒与空壳分离,请问饱满谷粒将落在离工人更远处还是更近处?并说出你判断的理由。
答:(1)在无风的情况下,因为质量越大,惯性越大,运动状态越不容易改变,谷粒的质量大于谷壳质量,谷粒的运动状态不容易改变,当两者同时斜向上抛出后,空壳运动距离近,谷粒运动距离远,谷粒落在离工人更远处,从而两者分离;
(2)在有风的情况下,饱满的谷粒质量大,惯性大,运动状态不容易改变,落到离工人近处。
19.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 2 N,当t=3s时,物体受到的合力为 2 N,当t=5s时,物体受到的合力为 0 N.
解:由丙图可知,前2s物体速度为零,仍处于静止状态,水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,由乙图可知,物体所受拉力为2N,则可知摩擦力也为2N;
4s~6s内,物体做匀速直线运动,此时物体受力也平衡,故所受合力为零即t=5s时物体所受合力为0,由乙图可知,物体所受拉力为4N,则可知此时滑动摩擦力也为4N;
2s~4s内,物体做加速直线运动,物体的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的滑动摩擦力不变,由图乙可知受到的拉力为6N,则合力的大小为2N。
故答案为:2;2; 0。
20.如图甲,水平地面上的一物体受到方向不变的水平力F的作用,力F的大小与时间t的关系、物体的速度v与时间t的关系如图乙。分析图象可知
(1)当t=1s时,物体处于 静止 状态; 受到的摩擦力大小为 1 N;
(2)当t=5s时,物体受到的推力为 2 N,此时物体受到的摩擦力大小为 2 N;
(3)当t=3s时,物体受到的摩擦力为 2 N;
(4)其中,有一个阶段可以当做是匀速直线运动,这个阶段在 4 s~ 6 s。
解:
(1)由v﹣t图象可知,当t=1s时,物体速度为0,物体处于静止状态;由于物体静止,所以物体在水平方向上受到的推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由F﹣t图象可知,t=1s时物体受到的推力为1N,所以物体受到的摩擦力大小也为1N。
(2)由F﹣t图象可知,当t=5s时,物体受到的推力为2N;由v﹣t图象可知,4~6s物体速度保持不变,做匀速直线运动,物体在水平方向上受到推力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以此时物体受到的摩擦力f=F=2N。
(3)由v﹣t图象可知,物体在2~4s内做加速直线运动,此时压力不变、接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,所以,当t=3s时,物体受到的摩擦力仍为2N。
(4)由v﹣t图象可知,在4~6s物体的速度保持4m/s不变,故该过程中物体的运动可以当做是匀速直线运动。
故答案为:(1)静止;1;(2)2;2;(3)2;(4)4;6。
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