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专题三
力和运动分析方法辨析
考点解析☆目标分解
a级目标:理解参照物概念,运动和静止是相对的;知道力、重力、弹力的概念。
b级目标:说明摩擦力的概念以及摩擦力大小的变化;能区分相互作用力和二力平衡的区别;概述惯性的概念并能用惯性解释相关现象。
目标分解:
①运动的描述和参照物。
②牛顿第一定律。
③摩擦力
④二力平衡与相互作用力的区别
考点剖析☆聚焦高频
考点一:运动的描述与参照物
1.如图所示是卡车和轿车的某两个时刻的行驶位置,若以地面为参照物,则两车的运动情况是
(???
)
A.?轿车运动,卡车静止????????????B.?卡车运动,轿车静止????????????
C.?两车都静止????????????
D.?两车都在运动
【答案】
D
【解答】地面和地面上的柱子保持相对静止,以地面或以柱子为参照物判断物体的运动情况是相同的,在甲、乙图中,轿车与卡车相对于地面上的柱子位置都发生了改变,所以以柱子(或地面)为参照物,两车都在运动,D选项正确。
【解析】判断物体的运动需要一定的标准,这个标准就是参照物。参照物的选取可以是任意的,一切物体都可以做参照物。参照物选择不同物体的运动情况就不同。一但被选为参照物的物体是静止的,相对于参照物有位置改变的物体是运动的,相对于参照物没有位置改变的物体即是静止的。
2.战斗机水平飞行时,飞行员从右侧舷窗看到如图甲所示的“天地分界线”,当飞行员从右侧舷窗看到的“天地分界线”如图乙所示时,飞机可能在( )
A.?斜向上爬升????????????????????
B.?斜向下俯冲?????????????????????
C.?竖直向上爬升????????????????????D.?竖直向下俯冲
【答案】
B
【解答】A、当战斗机斜向上爬升时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左低由高的,故A错误
B、当战斗机斜向下俯冲时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左高右低,如图乙所示时,故B正确;
C、当战斗机竖直向上爬升,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”还是水平的,且与飞机的距离越来越远,故C错误;
D、当战斗机向下俯冲时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”还是水平的,且与飞机的距离越来越近,故C错误;
【关键点拨】在研究物体的运动情况时,需要选取一个参照物,物体与参照物之间的位置发生变化,则物体是运动的;物体与参照物之间的位置没有发生变化,则物体是静止的。
3.流速为5千米/时的河流中有一只自由漂浮的木桶,甲乙两船同时从木桶位置出发,以如图所示速度计上显示的速度分别逆流、顺流面行,1小时后两船离木桶的距离(??
)
A.?甲船25千米,乙船35千米??????????????????????????????????????
B.?甲船30千米,乙船30千米
C.?甲船35千米,乙船30千米??????????????????????????????????????
D.?无法确定
【答案】B
【解答】由图可知,V甲船=V乙船
=
30km/h,
甲船逆流而行,乙船顺流而行,木桶自由漂浮,则甲船的实际速度V甲实=
V甲船-V水
=
30km/h
-
5km/h=
25km/h,乙船的实际速度V乙实=V乙船-V水=
30km/h
+5km/
h=
35k:m/h,木桶的速度V木桶=V水
=
5km/h,
根据v=S/t可得,甲船、乙船和木桶1h通过的距离分别为:S甲船=
V甲实t
=
25km/hx1h=25km,S乙船=V乙实t=35km
S木桶=V木桶t=
5km/hx1h=
5km,所以,1小时后甲、乙船离木桶的距离分别为:
S甲船=S甲船+S木桶=25km
+5km
=
30km,S乙船=35k-5km=30km
故选:
B。
【关键点拨】甲船逆流而行,实际速度为船的速度减去水流的速度;乙船顺流而行,实际速度为船的速度加上水流的速度;木桶自由漂浮,其速度等于水流的速度。根据以上分析利用速度公式解答即可。
4.自主研发的“海斗一号”(如图),在马里亚纳海沟刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录,达到10907米。“海斗一号”在完成了岩石状物体样本的抓取和其他工作后,遥控抛载安全上浮。对于上浮过程,以“海斗一号”为参照物,海面是________的,海底是
________的,以样本为参照物,“海斗一号”是
________?的。(均填“运动”或“静止”)
【答案】
运动;运动;静止
【解答】(1)对于上浮过程,以“海斗一号”为参照物,海面相对它的位置不断变化,是运动的;海底相对它的位置不断改变,也是运动的。
(2)以样本为参照物,“海斗一号”相对与它的位置保持不变,因此是静止的。
【解析】如果物体相对参照物的位置发生改变,那么它是运动的;否则,它就是静止的。
考点二:牛顿第一定律
1.运输机参加抗震救灾,在空中沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。下图能正确表示物资着地位置的是(地面水平,空气阻力不计)(
????)
A.?????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????D.?
【答案】
C
【解答】由于惯性,在四个物体离开飞机后,还会在水平方向保持相同的速度运动;因为它们下落时间隔时间相同,根据公式△s=v×△t可知,当它们落地后,相邻的两个物体之间的间隔相等,故A、B错误;且哪个物体先落下,哪个物体就先着地,即在左边;哪个物体后落地,它就在右边,因此从左到右的排列应该为①②③④,故C正确,而D错误。
【解析】(1)一切物体都有保持物体运动状态不变的性质,这种性质叫惯性;
(2)已知速度和时间根据公式s=vt确定路程的大小。
2.如图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象,下列判断正确的是(????
)
A.?都是在小车突然停止时发生的
B.?都是在小车突然启动时发生的
C.?图甲所示的现象是小车在运动中突然
停止或突然加速时发生的
D.?图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生的
【答案】
D
【解答】A.当木块和小车一起向右运动的时候,如果小车突然停止,那么木块会由于惯性向右倾倒,而甲图的情形不符,故A错误;
B.当木块和小车一起向右运动的时候,如果小车突然启动,那么木块会由于惯性向左倾倒,而乙图的情形不符,故B错误;
C.图甲所示的现象应该是小车运动中突然加速时发生的,而小车突然停止应向右倾倒,故C错误;
D.图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生的,故D正确。
【解析】惯性是物体保持运动状态不变的性质,针对每个选项中的情形确定小车的倾倒方向,然后与图中的情形进行比较判断即可。
3.在一艘做匀速直线运动的游轮上,某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远,则下列说法中正确的是???
(
??)
?
A.?朝与游轮运动方向一致跳得最远?????????????????????????B.?朝与游轮运动方向相反跳得最远
C.?朝与游轮运动方向一致跳得最近?????????????????????????D.?朝各个方向跳都一样远
【答案】
D
【解答】由题意可知,人与游轮以相同的速度一起匀速运动,保持相对静止。当人原地竖直起跳后,由于人具有惯性,人仍具有与游轮相同的速度,始终能落到原来的起跳点。所以人在向各个方向用相同的力进行立定跳远时,不受到游轮运动的影响,朝各个方向跳都一样远,D选项正确。
【解析】(1)一切物体都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态和静止状态的性质。静止的物体有惯性,运动的物体也有惯性;
(2)由相对运动可知,在匀速直线运动的游轮上,人与游轮一起做匀速直线运动,人与游轮保持相对静止;
(3)从原地起跳用惯性来分析出与游轮的匀速运动无关始终落到原点,再分析朝各个方向运动的情况。
4.放在一辆足够长的表面光滑的平板车上的两个物体,随车一起在水平方向上做匀速直线运动,当车突然停止时,这两个物体在车上将会(不计空气阻力)( )
A.一定不相碰
B.一定相碰
C.若两物体质量相等,一定不相碰
D.若两物体质量不相等,一定不相碰
【答案】A
【解答】两物体随车一起做匀速直线运动,当车突然停止时,由于惯性,两个物体仍会保持原来的速度和方向不变,继续向前运动一段距离,因此,它们一定不会相碰。
故选A。
【解析】切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,因此,放在车上的两个物体在运动时会一起运动,停止时也会一起停止,而且速度、方向也应该一致,这样就不难想象出它们是否能够相碰了.
5.如图所示,悬挂于O点的轻绳下端系有小球,不计阻力,它在竖直平面内的A、B之间来回自由摆动,当小球从A点摆动到B点时,若绳子突然断裂且一切外力均消失,则小球将________?(选填“保持在B点静止”、“沿BD水平向右匀速”、“沿BE竖直向下加速”或“沿BC斜向上减速运动”)。
【答案】
保持在B点静止
【解答】当小球运动到B点时,此点为右边的最高点,此时小球重力势能最大,而动能为零,即小球的速度为零。如果绳子断裂且外力全部消失,那么由于惯性,它会保持原来的静止状态,即保持在B点静止。
【解析】根据牛顿第一运动定律可知,当物体受到的外力为零时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
考点三:摩擦力
1.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其匀速直线运动。两次拉动木块的s-t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是(???
)
A.?木块前后两次所受摩擦力????????????????????????????????????
B.?木块前后两次运动的速度
C.?前后两次在相同时间内拉力所做的功??????????????????
D.?前后两次拉力的功率
【答案】
A
【解答】A.同一物体重力不变,则对水平面的压力不变,且接触面的粗糙程度不变,那么木块前后两次受到的摩擦力保持不变,故A正确;B.根据图乙可知,两次运动的路程随时间变化的图像都是通过坐标原点的斜线,因此都做匀速直线运动。且在相同的时间内,①通过的路程大于②的路程,根据v=s/t可知,①的速度大于②的速度,故B错误;C.根据二力平衡的条件可知,前后两次拉力和摩擦力相互平衡,即拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等,所以木块受到的拉力相等。且通过的路程s1>s2
,根据W=Fs可知,做的功W1>W2
,故C错误;D.前后两次木块受到的拉力相等,但速度v1>v2
,根据P=Fv可知,拉力的功率P1>P2
,故D错误。
【关键点拨】根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小关系;
2.如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧测力计一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2v的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
【答案】
D
【解答】A、由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,故错误;
B、此时长木板也处于平衡状态,即此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,
故此时长木板所受的摩擦力也是F,故错误;
C、若长木板以2v的速度运动时,此时长木板仍处于平衡状态,故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,故错误;
D、若用2
F的力作用在长木板.上,此时木块A仍处于平衡状态,所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T,故正确.
故选D.
【解析】本题通过对于摩擦力的有关概念和规律的认识,来考查对于概念和规律的理解能力和推理能力.木块虽然处于静止,但木块和长木板间有相对运动,木块与长木板间的摩擦力是滑动摩擦力.确定滑动摩擦力的大小,可以由滑动摩擦定律来确定,也可以由木块处于静止,受力平衡来确定.木块处所受的滑动摩擦力跟弹簧秤的拉力相平衡,滑动摩擦力等于T.滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都等于T
.
3.如图甲所示,一物体放在水平地面上,受到水平向右的拉力作用。物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系,如图丙所示。则0~2s,物体所受的摩擦力大小是________N,2~4s物体受到的摩擦力大小是________N
【答案】
2;4
【解答】(1)根据丙图可知,0~2s内物体保持静止状态,此时它受到的静摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为2N,那么此时受到的摩擦力f=F=2N。
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时它受到的滑动摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为4N,那么此时受到的滑动摩擦力f'=F'=4N。在2~4s内物体做加速运动,由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是4N。
【解析】(1)首先根据丙图确定0~2s内物体的运动状态,再根据甲图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算摩擦力;
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,根据乙图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算出物体受到的摩擦力,最后根据影响滑动摩擦力的因素判断3~4s内摩擦力的大小是否发生改变。
4.体育课上体重50kg的小明练习爬杆和爬绳。
(1)小明沿杆匀速向上爬的过程中,他受到的摩擦力的方向________,摩擦力的大小是________。(g取10N/kg)
(2)小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑,其沿绳受到的摩擦力为f绳
,
沿杆匀速下滑受到的摩擦力为f杆
,则f绳________?f杆(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】
(1)竖直向上;500N
(2)=
【解答】(1)小明沿杆匀速向上爬的过程中,他处于平衡状态,受到的摩擦力和重力向后平衡,即二者大小相等,方向相反。因为重力的方向是竖直向下的,所以摩擦力是竖直向上的;因为重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,所以摩擦力大小是500N;
(2)小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑,他仍然处于平衡状态,即重力和摩擦力相互平衡,那么f绳=G。因为f杆=G,所以f绳=f杆。
【关键点拨】根据二力平衡的知识分析解答;平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上,据此解答。
5.木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动;若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动(绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计),如图所示。问:(g取10牛/千克)
(1)当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为________
(2)木块的质量为________千克
(3)若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为________焦
【答案】
(1)竖直向下
(2)2.5
(3)10
【解答】(1)当右侧物体刚落地时,木块竖直向上运动;因为滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反,所以木块受到摩擦力的方向是竖直向下的;
(2)当木块竖直向下做匀速直线运动时,它受到的摩擦力等于木块的重力,即f=G;
绳子上的拉力F=G物=m物g=5kg×10N/kg=50N;
当木块竖直向上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力f、重力G和拉力F之间的关系是:F=G+f=2G;
那么木块的重力是;
那么木块的质量为:;
(3)若右侧物体下落20cm时其重力做的功:W=G物h=50N×0.2m=10J。
【关键点拨】(1)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反;
(2)当木块在竖直筒中向下作匀速直线运动时,它受到的摩擦力等于木块的重力;当木块在竖直筒中竖直向上做匀速直线运动时,根据二力平衡原理分析木块的质量即可;
考点四:二力平衡与相互作用力的区别
1.如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是(??
)
A.?A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.?A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.?B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.?B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
【答案】
C
【解答】A.A物体受到的支持力作用在A上,B物体受到的压力作用在B上,二者大小都等于A的重力和F的和,作用在同一直线上且方向相反,为一对相互作用力,故A正确;
B.A受到的支持力等于A的重力和F的和,与A的重力大小不等,肯定不是平衡力,故B错误;
C.B物体受到的支持力等于A和B的总重力和压力F的和,故C错误;
D.B物体受到的压力等于A的重力和压力F之和,故D错误。
【解析】平衡力和相互作用力的相同点:大小相等、方向相反,作用在同一直线上;不同点:平衡力作用在一个物体上,相互作用力作用在两个物体上,据此分析判断。
2.如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是(??
)
A.?铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相互作用力?????
B.?左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.?左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强?????????
D.?增大受力面积可以增大压强
【答案】
C
【解答】A.两个手指对铅笔的压力都作用在同一物体上,肯定不是相互作用力,故A错误;
B.铅笔处于平衡状态,即左边手指对铅笔的压力等于右边手指对铅笔的压力。根据相互作用力原理可知,铅笔对左边手指的压力等于铅笔对右边手指的压力,故B错误;
左右两边手指受到的压力相等,而受力面积S左>S右
,根据公式p=F/S可知,左边手指的压强小于右边手指的压强,故C正确;根据公式p=F/S可知,当压力相等时,压强与受力面积成反比,即增大受力面积减小压强,故D错误。
【解析】相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上和同一直线上;以铅笔为对象进行受力分析,根据二力平衡的知识比较手指受到压力大小;
3.如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是(??
)
A.?甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.?甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.?甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.?甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
【答案】
B
【解答】甲图:物体A在水平方向上做匀速直线运动,那么它受到B施加的摩擦力与拉力F相互平衡,即fB→A=F。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力,二者相等,因此B物体受到的A物体的摩擦力fA→B=F。
乙图:A与B之间保持相对静止,没有相对运动的趋势,因此A与B之间的摩擦力为零,故A、C、D错误;
将A和B看做一个整体,它们都在水平方向做匀速直线运动,那么地面对B的摩擦力与拉力F相互平衡,即摩擦力f地面=F,故B正确。
【解析】将A和B看做一个整体,根据二力平衡的知识分析地面对B的摩擦力;对A进行受力分析,根据二力平衡的知识分析B对A的摩擦力,并根据相互作用力原理分析A对B摩擦力的大小。
4.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计放在水平面上并相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别拉开,F1=F2=5N,两弹簧测力计静止时,下列分析正确的是(??
)
A.?甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力
B.?甲受力平衡,乙对甲的拉力是5
N,甲的示数是5
N
C.?乙受力平衡,甲对乙的拉力是5
N,乙的示数是10
N
D.?甲和乙受到的合力均为零,示数均为零
【答案】
B
【解答】A.甲对乙的拉力作用在乙上,而乙对甲的拉力作用在甲上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.甲处于静止状态,那么甲受力平衡,即手对甲的拉力和乙对甲的拉力相等。因为手对甲的拉力F1=5N,所以乙对甲的拉力也是5N,甲的示数是5N,故B正确;
C.因为乙处于静止状态,所以乙受力平衡,即手对乙的拉力F2与甲对乙的拉力大小相等,因此甲对乙的拉力为5N,乙的示数也是5N,故C错误;
D.甲和乙都处于平衡状态,合力为零,但是示数都是5N,故D错误。
【解析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;根据二力平衡的知识判断;
5.小涛按图所示用手竖直握紧饮料罐不动,下列说法正确的是(??
)
A.?手对罐的压力与罐受到的重力是一对平衡力????
B.?若手对罐的压力增加,则罐受到的摩擦力将增大
C.?罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力大小相等????
D.?罐受到的重力与手对罐的摩擦力是一对相互作用力
【答案】
C
【解答】A.手对罐的压力沿水平方向,罐受到的重力沿竖直方向,二者没有作用在同一直线上,肯定不是一对平衡力,故A错误;?
B.当饮料罐保持静止状态时,它受到的重力和静摩擦力相互平衡。只有重力发生改变,它受到的静摩擦力才会改变,故B错误;
C.罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力,二者是一对相互作用力,因此二者大小相等,故C正确;
D.罐受到的重力与手对罐的摩擦力,二者都作用在饮料罐同一物体上,肯定不是相互作用力,故D错误。
【关键点拨】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上。
6.滑动摩擦力的大小可以用f=kN来计算(k表示滑动摩擦系数,N
表示压力)。如图所示,木板重400牛,人与木板、木板与地面的滑动摩擦系数k都为0.3,现在有一人用150N水平拉绳子,使他本人和木板一起向左作匀速运动,则木板与地面之间的摩擦力大小是________牛,人的质量________千克。(g=10牛/千克)
【答案】
300;60
【解答】(1)将木板和人看作一个整体,它们一起向左做匀速直线运动,
那么它们受到向左的两个拉力与向右的摩擦力相互平衡,
即f=2F=2×150N=300N;
(2)地面受到的压力等于人和木板的总重力,即N=G人+G板;
根据f=kN得到:300N=0.3×(m人g+400N);
解得:m人=60kg。
【解析】(1)将木板和人看作一个整体,根据二力平衡的知识计算木板受到摩擦力的大小;
(2)地面受到的压力等于人和木板的总重力,即N=G人+G板
,然后根据f=kN计算人的质量即可。
考点过关☆专项突破
考点一:运动的描述与参照物
1.下列语句中加横线部分描绘的运动情景,选取山为参照物的是(
??)
A.?两岸青山相对出
,孤帆一片日边来????????????????????B.?小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
C.?满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎??????????????????????D.?两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山
【答案】
D
【解答】A、“两岸青山相对出”中“山”是运动的,是以“船或船上的人”等为参照物的,故不符合题意。
B、“巍巍青山两岸走”中“山”是运动的,是以“竹排或竹排上的人”等为参照物的,故不符合题意。
C、“看山恰似走来迎”中“山”是运动的,是以“船或船上的人”等为参照物的,故不符合题意。
D、“轻舟已过万重山”中“舟”是运动的,是以“山或地面”等为参照物的,故符合题意。
故答案为:D
2.
一个木箱漂浮在河中,随平稳的河水向下漂去。在木箱上游和下游各有一条小船,两船到木箱的距离相等,且同时划向木箱,若两船在静水中划行的速度相等,那么( )
A.上游的小船先捞到木箱
B.下游的小船先捞到木箱
C.两船同时到达木箱处
D.条件不足,无法确定
【答案】
C
【解答】以河水为参照物,则木箱是静止的,两船相当于在静水中划行。又因两船在静水中划行速度相同,且两船到木箱的距离相同,故同时到达木箱。
3.甲、乙两物体运动时,路程与时间关系的s-t图像如图所示。其中甲为曲线,乙为直线,则由图像可知(???
)
A.?两物体在t=5秒时一定相遇??????????????????????????????????B.?两物体在5秒内通过的路程甲小于乙
C.?甲物体做曲线运动,乙物体做直线运动???????????????D.?甲物体做变速运动,乙物体做匀速运动
【答案】
D
【解答】s-t图象中两线在5s时相交表示两物体在5s内通过的路程相等,但题中没有说明运动方向,则t=5s时不一定能相遇,故A、B错误;s-t图象仅描述直线运动,甲物体的运动图象是曲线,表示物体做变速直线运动,故C错误;由图象看出甲物体的图象是一条曲线,表示甲物体做变速运动,乙物体的图象是一条过原点的斜线,表示乙物体做匀速直线运动,故D正确。
4.晋朝的葛洪在《抱朴子》中说:“游云西行,而谓月之东驰。”认为云朵向西运动,月亮向东运动,他选择的参照物分别是(
???)
A.?山、地面??????????????????????????B.?月亮、地面??????????????????????????C.?山、云朵??????????????????????????D.?江水、山
【答案】
C
【解答】如果以地面上静止不动的山为参照物,云朵在向西的方向上距离山越来越远,那么云朵是向西运动的。以云朵为参照物,月亮在向东的方向上距离不断增大,所以它是向东运动的,故C正确,而A、B、D错误。
5.《龟兔赛跑》新篇:兔子和乌龟自从上次赛跑后,成为了好朋友,于是在以后的旅行中,陆地上兔子背着乌龟跑,在水中乌龟驮着兔子游,兔子和乌龟因此都走得更快更远。当兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,下列说法正确的是(?
)
A.?以兔子为参照物,乌龟是运动的??????????????????????????????B.?以乌龟为参照物,兔子是静止的
C.?以路边的大树为参照物,乌龟和兔子都是静止的?????D.?以地面为参照物,乌龟和兔子都是静止的
【答案】
B
【解答】A.以兔子为参照物,乌龟相对兔子的位置保持不变,因此乌龟是静止的,故A错误;
B.以乌龟为参照物,兔子相对于乌龟的位置保持不变,因此兔子是静止的,故B正确;
C.
以路边的大树为参照物,乌龟和兔子相对于大树的位置不断改变,因此它们都是运动的,故C错误;
D.以地面为参照物,乌龟和兔子相对于地面的位置不断改变,因此它们都是运动的,故D错误。
6.2016年11月19日,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”目标飞行器成功实现自动交会对接,对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”是________的。“天宫二号”是我国自主研发的第二个空间实验室,并将最终建设成为空间站。空间站既能作为________的研究室和实验站,又能作为人类飞向月球和其他行星的________。
【答案】
静止;空间科学技术;中间站
【解答】天宫一号与神舟八号进行对接完成后,两者之间的相对位置不变,处于相对静止状态,“天宫二号”是我国自主研发的第二个空间实验室,并将最终建设成为空间站。空间站既能作为空间科学技术的研究室和实验站,又能作为人类飞向月球和其他行星的中间站
。
故答案为:静止;空间科学技术;中间站
考点二:牛顿第一定律
1.在甲、乙两艘遮蔽门窗的船上,分别观察到小球的运动情况如图所示(小球原来静止在光滑水平桌面中央)。下列说法正确的是(????
)
A.?甲船向左做匀速运动,乙船静止?????????????????????????B.?甲船向右做匀速运动,乙船静止
C.?乙船可能静止也可能做匀速直线运动??????????????????D.?甲船可能静止也可能做匀速直线运动
【答案】
C
【解答】甲船和乙船中的小球由于惯性都会保持原来的运动状态不变;甲船中的小球向右运动,其实说明船的运动状态发生变化,可能是甲船向左运动时突然加速,也可能是向右运动时突然减速,但不可能是匀速,故A、B、D错误;
乙船中的小球保持静止状态,说明船的运动状态没有变化,即可能它是静止的,也可能做匀速直线运动,故C正确。
2.如图,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右作匀速直线运动,下列分析正确的是(
)
A.?木块没有受到小车的摩擦力
B.?木块运动速度越大,惯性也越大
C.?木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
D.?当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面光滑,木块将向右倾倒
【答案】
A
【解答】A.木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右作匀速直线运动,木块和小车之间保持相对静止,没有相对运动的趋势,因此木块不会受到小车的摩擦力,故A正确;
B.惯性大小只与物体的质量有关,与运动速度无关,故B错误;
C.木块对小车的压力作用在小车上,小车对木块的支持力作用在木块上,两个力没有作用在同一物体上,因此不是平衡力,故C错误;
D.当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面光滑,木块的运动状态会保持不变,因此不会倾倒,故D错误。
3.车厢在水平路面上做匀速直线运动,车厢内一水平桌面上放着质量分别为M和m的两个物体,且M>m。设物体与桌面之间无摩擦,当车突然停止运动时,两个物体在离开桌面之前将(
?)
A.?一定相碰????????????????????B.?一定不相碰????????????????????C.?不一定相碰????????????????????D.?无法判断是否相碰
【答案】
B
【解答】解:车停止前,物体M、m和车一起作匀速直线运动,并且两物体和车具有共同的速度,当车突然停止时,由于物体在光滑的桌面上,因此两物体由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,因此两个物体间的距离不变,一定不会相碰。
4.图中AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,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________。
【答案】
c
【解答】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。
考点三:摩擦力
1.如图所示,质量为
10
千克的物体在水平力
F
作用下,静止在竖直的墙上,当力F逐渐减小的过程中,物体静止一段时间后向下运动,则在这过程中摩擦力
f
与时间
t
的关系,可能符合下列哪一个图线(
??)
A.?????????????????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????????????D.?
【答案】
A
【解答】当物体在竖直墙壁上保持静止状态时,它受到的静摩擦力与重力相互平衡,即摩擦力保持不变。当物体开始下滑时,接触面的粗糙程度不变,但是压力不断减小,那么滑动摩擦力逐渐减小,因此摩擦力先不变,再减小,故A正确,额B、C、D错误。
2.如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的v-t图像如图乙所示,下列判断正确的是(???
)
A.?0~6s内,小王沿杆匀速向上运动????????????????????
B.?6~15s内,小王沿杆上爬的距离是5.4m
C.?0~18s内,小王受到的摩擦力方向向下???????????
D.?15~18s内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
【答案】
B
【解答】A.根据乙图可知,0~6s内,小王的速度不断增大,做加速运动,故A错误;
B.6~15s内,小王做匀速直线运动,速度为0.6m/s,那么上爬的距离s=vt=0.6m/s×9s=5.4m,故B正确;
C.0~18s内,小王始终在向上爬,它对杆子向下用力,根据相互作用力的原理可知,小王受到的摩擦力方向向上,故C错误;
D.15~18s内,小王做减速运动,说明合力向下,即向上的摩擦力小于重力,故D错误。
3.体育课上有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳或杆匀速向上爬(??
)
A.?爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙
B.?爬杆时受到的摩擦力较大,因为爬杆时手握杆的力要大些
C.?爬绳和爬杆时,受到的摩擦力一样大
D.?爬绳和爬杆时速度不一样,则速度大的摩擦力大
【答案】
C
【解答】某同学先后以相同的姿势顺着绳或杆匀速向上爬,那么它在竖直方向上保持平衡状态,即它受到的摩擦力和自身重力是一对平衡力,那么摩擦力f=G;因为他的重力不变,所以它受到的摩擦力相同。
4.体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法(??
)
A.?前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦????????B.?两者都是为了增大摩擦
C.?前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦????????D.?两者都是为了减小摩擦
【答案】
A
【解答】体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度而增大摩擦力,防止从杠上滑下来;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧,这是通过减小压力的方式减小摩擦力,保证动作的顺利完成,故A正确,而B、C、D错误。
5.如图甲所示,水平桌面上,两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下做匀速直线运动。
(1)取走其中一块后,磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动。如图乙所示,则F2________F1(选填“>”“=”或“<”)。
(2)如图丙所示,磁铁在F2的作用下,匀速直线运动过程中,若闭合开关S,则磁铁运动速度将________(选填“变大”或“变小”)。当推力F2变为F3时,磁体又开始做匀速直线运动。此时,将滑动变阻器的滑片向左移动,欲保持磁铁匀速直线运动,F3应________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】
(1)<
(2)变小;变大
【解答】(1)甲图和乙图中,条形磁铁都做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知,它们受到的推力都等于受到的摩擦力。取走其中一块磁铁后,磁铁对水平桌面的压力减小,因此磁铁受到的滑动摩擦力减小,那么磁铁受到的推力减小,即F2(2)根据丙图可知,螺线管上电流从上倒下;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖朝下,此时大拇指指向右端,那么右端为N极,左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到排斥力。由于排斥力的方向向左,与运动方向相反,所以磁铁做减速运动
,即运动速度将变小。当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,那么条形磁铁受到的排斥力增大。根据二力平衡的知识可知,只有F3变大,才能保持磁铁匀速直线运动。
6.网上购物带动了快递业的发展,包裹的分捡常需借助传送带。
(1)传送带的表面往往比较粗糙,其目的是________。
(2)包裹刚放上传送带时受到________个力的作用。
(3)包裏与传送带一起作水平匀速直线运动时,受到________个力的作用。
【答案】
(1)增大摩擦
(2)3
(3)2
【解答】(1)传送带的表面往往比较粗糙,其目的是增大摩擦。
(2)包裹在竖直方向上保持静止状态,它受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力相互平衡。包裹刚放到传送带上时,由于传送带的速度大于它的速度,所以它相对传送带向左运动,因此受到传送带向右的摩擦力作用,即受到3个力的作用。
(3)包裏与传送带一起作水平匀速直线运动时,二者之间保持相对静止状态,没有摩擦力,此时它只受重力和支持力,即受到2个力的作用。
7.如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连。当小盘内放有重力为0.5N的砝码使木块未被拉动,这是木块受到的摩擦力大小为________N;当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好作匀速运动,这是木块受到的摩擦力大小为________N;当小盘内放上重为0.7N的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的摩擦力大小为________N。
【答案】
0.5;0.6;0.6
【解答】对静止在水平桌面上的木块进行受力分析可知,木块在竖直方向上受到重力和支持力的作用,两者是平衡力。木块在水平方向上受到绳子对木块水平向右的拉力F1=0.5N,由于木块保持静止可推出木块受到一个水平向左的静摩擦力f的作用,且拉力和静摩擦力是一对平衡力,f1=F1=0.5N;
当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好作匀速运动?,此时木块水平方向上受到向右拉力F2=0.6N,由于木块匀速运动受到平衡力的作用,水平方向上应该还受到一个向左的滑动摩擦力的作用且与拉力是平衡力,f2=F2=0.6N;当小盘落在地面上后,木块继续运动
,此时木块受到的仍是滑动摩擦力,与上题相比,接触面粗糙程度不变,对水平桌面的压力不变,所以摩擦力仍是0.6N。
故答案为:0.5;0.6;0.6
考点四:二力平衡与相互作用力的区别
1.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压力的大小,下列说法正确的是(??
)
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
【解答】甲、乙两图中均有两块磁体叠放在水平桌面上,桌面不是磁体,因此不会受到磁力。将叠在一起的磁体看成一个整体,根据二力平衡的知识可知,它们对桌面的压力等于它们自身的重力,所以两图中桌面受到的压力相等,故C正确,而A、B、D错误。
2.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是(??
)
A.?在0~t1内,伞兵受到的重力小于阻力?????????????????B.?在t1~t2内,伞兵受到的重力等于阻力
C.?在t2~t3内,伞兵受到的重力大于阻力????????????????D.?在t2~t3内,伞兵受到的阻力保持不变
【答案】
B
【解答】A.在0~t1内,伞兵在做加速运动,此时合力的方向向下,即G-f>0,受到的重力大于阻力,故A错误;?
B.在t1~t2内,伞兵做匀速直线运动,那么合力为零,即G-f=0,受到的重力等于阻力,故B正确;?
C.在t2~t3内,伞兵做减速运动,即G-f<0,受到的重力小于阻力,故C错误;?
D.在t2~t3内,伞兵的速度减小量逐渐变小,因此阻力在不断减小,故D错误,
3.如图所示,用测力计拉着物体在水平面上做匀速直线运动。测力计的示数等于(????
)
A.?物体受到的重力大小???????????????????????????????????????????B.?物体受到的支持力大小
C.?物体受到的摩擦力大小???????????????????????????????????????D.?物体对桌面的压力大小
【答案】
C
【解答】用测力计拉着物体在水平面上做匀速直线运动,那么此时物体处于平衡状态,即水平向左的摩擦力和水平向右的拉力相互平衡,即测力计的示数等于物体受到摩擦力的大小,故C正确,而A、B、D错误。
4.水平桌面上有一静止的铁块,当一条形磁铁沿竖直方向逐渐靠近铁块时,铁块对桌面的压力将________,铁块受到的重力将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】
变小;不变
【解答】(1)铁块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和电磁力,即G=F支持+F磁。当条形磁铁靠近铁块时,磁力增大,那么桌面对铁块的支持力减小。铁块对桌面的压力与桌面对铁块的支持力为相互作用力,因此铁块对桌面的压力减小。
(2)根据G=mg可知,铁块的质量不变,那么它的重力不变。
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精品试卷·第
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专题三
力和运动分析方法辨析
考点解析☆目标分解
a级目标:理解参照物概念,运动和静止是相对的;知道力、重力、弹力的概念。
b级目标:说明摩擦力的概念以及摩擦力大小的变化;能区分相互作用力和二力平衡的区别;概述惯性的概念并能用惯性解释相关现象。
目标分解:
①运动的描述和参照物。
②牛顿第一定律。
③摩擦力
④二力平衡与相互作用力的区别
考点剖析☆聚焦高频
考点一:运动的描述与参照物
1.如图所示是卡车和轿车的某两个时刻的行驶位置,若以地面为参照物,则两车的运动情况是
(???
)
A.?轿车运动,卡车静止????????????B.?卡车运动,轿车静止????????????
C.?两车都静止????????????
D.?两车都在运动
【答案】
D
【解答】地面和地面上的柱子保持相对静止,以地面或以柱子为参照物判断物体的运动情况是相同的,在甲、乙图中,轿车与卡车相对于地面上的柱子位置都发生了改变,所以以柱子(或地面)为参照物,两车都在运动,D选项正确。
【解析】判断物体的运动需要一定的标准,这个标准就是参照物。参照物的选取可以是任意的,一切物体都可以做参照物。参照物选择不同物体的运动情况就不同。一但被选为参照物的物体是静止的,相对于参照物有位置改变的物体是运动的,相对于参照物没有位置改变的物体即是静止的。
2.战斗机水平飞行时,飞行员从右侧舷窗看到如图甲所示的“天地分界线”,当飞行员从右侧舷窗看到的“天地分界线”如图乙所示时,飞机可能在( )
A.?斜向上爬升????????????????????
B.?斜向下俯冲?????????????????????
C.?竖直向上爬升????????????????????D.?竖直向下俯冲
【答案】
B
【解答】A、当战斗机斜向上爬升时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左低由高的,故A错误
B、当战斗机斜向下俯冲时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”左高右低,如图乙所示时,故B正确;
C、当战斗机竖直向上爬升,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”还是水平的,且与飞机的距离越来越远,故C错误;
D、当战斗机向下俯冲时,飞行员以飞机为参照物时,将看到右侧舷窗看到的“天地分界线”还是水平的,且与飞机的距离越来越近,故C错误;
【关键点拨】在研究物体的运动情况时,需要选取一个参照物,物体与参照物之间的位置发生变化,则物体是运动的;物体与参照物之间的位置没有发生变化,则物体是静止的。
3.流速为5千米/时的河流中有一只自由漂浮的木桶,甲乙两船同时从木桶位置出发,以如图所示速度计上显示的速度分别逆流、顺流面行,1小时后两船离木桶的距离(??
)
A.?甲船25千米,乙船35千米??????????????????????????????????????
B.?甲船30千米,乙船30千米
C.?甲船35千米,乙船30千米??????????????????????????????????????
D.?无法确定
【答案】B
【解答】由图可知,V甲船=V乙船
=
30km/h,
甲船逆流而行,乙船顺流而行,木桶自由漂浮,则甲船的实际速度V甲实=
V甲船-V水
=
30km/h
-
5km/h=
25km/h,乙船的实际速度V乙实=V乙船-V水=
30km/h
+5km/
h=
35k:m/h,木桶的速度V木桶=V水
=
5km/h,
根据v=S/t可得,甲船、乙船和木桶1h通过的距离分别为:S甲船=
V甲实t
=
25km/hx1h=25km,S乙船=V乙实t=35km
S木桶=V木桶t=
5km/hx1h=
5km,所以,1小时后甲、乙船离木桶的距离分别为:
S甲船=S甲船+S木桶=25km
+5km
=
30km,S乙船=35k-5km=30km
故选:
B。
【关键点拨】甲船逆流而行,实际速度为船的速度减去水流的速度;乙船顺流而行,实际速度为船的速度加上水流的速度;木桶自由漂浮,其速度等于水流的速度。根据以上分析利用速度公式解答即可。
4.自主研发的“海斗一号”(如图),在马里亚纳海沟刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录,达到10907米。“海斗一号”在完成了岩石状物体样本的抓取和其他工作后,遥控抛载安全上浮。对于上浮过程,以“海斗一号”为参照物,海面是________的,海底是
________的,以样本为参照物,“海斗一号”是
________?的。(均填“运动”或“静止”)
【答案】
运动;运动;静止
【解答】(1)对于上浮过程,以“海斗一号”为参照物,海面相对它的位置不断变化,是运动的;海底相对它的位置不断改变,也是运动的。
(2)以样本为参照物,“海斗一号”相对与它的位置保持不变,因此是静止的。
【解析】如果物体相对参照物的位置发生改变,那么它是运动的;否则,它就是静止的。
考点二:牛顿第一定律
1.运输机参加抗震救灾,在空中沿水平向右作匀速直线运动过程中,间隔相同时间从飞机上静止释放四个相同的物资。下图能正确表示物资着地位置的是(地面水平,空气阻力不计)(
????)
A.?????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????D.?
【答案】
C
【解答】由于惯性,在四个物体离开飞机后,还会在水平方向保持相同的速度运动;因为它们下落时间隔时间相同,根据公式△s=v×△t可知,当它们落地后,相邻的两个物体之间的间隔相等,故A、B错误;且哪个物体先落下,哪个物体就先着地,即在左边;哪个物体后落地,它就在右边,因此从左到右的排列应该为①②③④,故C正确,而D错误。
【解析】(1)一切物体都有保持物体运动状态不变的性质,这种性质叫惯性;
(2)已知速度和时间根据公式s=vt确定路程的大小。
2.如图为小车载着木块向右运动过程中发生的现象,下列判断正确的是(????
)
A.?都是在小车突然停止时发生的
B.?都是在小车突然启动时发生的
C.?图甲所示的现象是小车在运动中突然
停止或突然加速时发生的
D.?图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生的
【答案】
D
【解答】A.当木块和小车一起向右运动的时候,如果小车突然停止,那么木块会由于惯性向右倾倒,而甲图的情形不符,故A错误;
B.当木块和小车一起向右运动的时候,如果小车突然启动,那么木块会由于惯性向左倾倒,而乙图的情形不符,故B错误;
C.图甲所示的现象应该是小车运动中突然加速时发生的,而小车突然停止应向右倾倒,故C错误;
D.图乙所示的现象是小车在运动中突然停止或突然减速时发生的,故D正确。
【解析】惯性是物体保持运动状态不变的性质,针对每个选项中的情形确定小车的倾倒方向,然后与图中的情形进行比较判断即可。
3.在一艘做匀速直线运动的游轮上,某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远,则下列说法中正确的是???
(
??)
?
A.?朝与游轮运动方向一致跳得最远?????????????????????????B.?朝与游轮运动方向相反跳得最远
C.?朝与游轮运动方向一致跳得最近?????????????????????????D.?朝各个方向跳都一样远
【答案】
D
【解答】由题意可知,人与游轮以相同的速度一起匀速运动,保持相对静止。当人原地竖直起跳后,由于人具有惯性,人仍具有与游轮相同的速度,始终能落到原来的起跳点。所以人在向各个方向用相同的力进行立定跳远时,不受到游轮运动的影响,朝各个方向跳都一样远,D选项正确。
【解析】(1)一切物体都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态和静止状态的性质。静止的物体有惯性,运动的物体也有惯性;
(2)由相对运动可知,在匀速直线运动的游轮上,人与游轮一起做匀速直线运动,人与游轮保持相对静止;
(3)从原地起跳用惯性来分析出与游轮的匀速运动无关始终落到原点,再分析朝各个方向运动的情况。
4.放在一辆足够长的表面光滑的平板车上的两个物体,随车一起在水平方向上做匀速直线运动,当车突然停止时,这两个物体在车上将会(不计空气阻力)( )
A.一定不相碰
B.一定相碰
C.若两物体质量相等,一定不相碰
D.若两物体质量不相等,一定不相碰
【答案】A
【解答】两物体随车一起做匀速直线运动,当车突然停止时,由于惯性,两个物体仍会保持原来的速度和方向不变,继续向前运动一段距离,因此,它们一定不会相碰。
故选A。
【解析】切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,因此,放在车上的两个物体在运动时会一起运动,停止时也会一起停止,而且速度、方向也应该一致,这样就不难想象出它们是否能够相碰了.
5.如图所示,悬挂于O点的轻绳下端系有小球,不计阻力,它在竖直平面内的A、B之间来回自由摆动,当小球从A点摆动到B点时,若绳子突然断裂且一切外力均消失,则小球将________?(选填“保持在B点静止”、“沿BD水平向右匀速”、“沿BE竖直向下加速”或“沿BC斜向上减速运动”)。
【答案】
保持在B点静止
【解答】当小球运动到B点时,此点为右边的最高点,此时小球重力势能最大,而动能为零,即小球的速度为零。如果绳子断裂且外力全部消失,那么由于惯性,它会保持原来的静止状态,即保持在B点静止。
【解析】根据牛顿第一运动定律可知,当物体受到的外力为零时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
考点三:摩擦力
1.如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其匀速直线运动。两次拉动木块的s-t图像分别是图乙中的图线①②。则下列物理量相等的是(???
)
A.?木块前后两次所受摩擦力????????????????????????????????????
B.?木块前后两次运动的速度
C.?前后两次在相同时间内拉力所做的功??????????????????
D.?前后两次拉力的功率
【答案】
A
【解答】A.同一物体重力不变,则对水平面的压力不变,且接触面的粗糙程度不变,那么木块前后两次受到的摩擦力保持不变,故A正确;B.根据图乙可知,两次运动的路程随时间变化的图像都是通过坐标原点的斜线,因此都做匀速直线运动。且在相同的时间内,①通过的路程大于②的路程,根据v=s/t可知,①的速度大于②的速度,故B错误;C.根据二力平衡的条件可知,前后两次拉力和摩擦力相互平衡,即拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等,所以木块受到的拉力相等。且通过的路程s1>s2
,根据W=Fs可知,做的功W1>W2
,故C错误;D.前后两次木块受到的拉力相等,但速度v1>v2
,根据P=Fv可知,拉力的功率P1>P2
,故D错误。
【关键点拨】根据影响滑动摩擦力的因素判断摩擦力的大小关系;
2.如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧测力计一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2v的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
【答案】
D
【解答】A、由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,故错误;
B、此时长木板也处于平衡状态,即此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,
故此时长木板所受的摩擦力也是F,故错误;
C、若长木板以2v的速度运动时,此时长木板仍处于平衡状态,故此时长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,故错误;
D、若用2
F的力作用在长木板.上,此时木块A仍处于平衡状态,所以此时A所受的摩擦力的大小仍等于T,故正确.
故选D.
【解析】本题通过对于摩擦力的有关概念和规律的认识,来考查对于概念和规律的理解能力和推理能力.木块虽然处于静止,但木块和长木板间有相对运动,木块与长木板间的摩擦力是滑动摩擦力.确定滑动摩擦力的大小,可以由滑动摩擦定律来确定,也可以由木块处于静止,受力平衡来确定.木块处所受的滑动摩擦力跟弹簧秤的拉力相平衡,滑动摩擦力等于T.滑动摩擦力的大小跟木板运动的速度大小和所受的其它力的大小无关,不管长木板的速度多大,也不管它是匀速运动还是变速运动,木块受到的滑动摩擦力都等于T
.
3.如图甲所示,一物体放在水平地面上,受到水平向右的拉力作用。物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系,如图丙所示。则0~2s,物体所受的摩擦力大小是________N,2~4s物体受到的摩擦力大小是________N
【答案】
2;4
【解答】(1)根据丙图可知,0~2s内物体保持静止状态,此时它受到的静摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为2N,那么此时受到的摩擦力f=F=2N。
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,此时它受到的滑动摩擦力和拉力相互平衡。根据乙图可知,此时物体受到的拉力为4N,那么此时受到的滑动摩擦力f'=F'=4N。在2~4s内物体做加速运动,由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,还是4N。
【解析】(1)首先根据丙图确定0~2s内物体的运动状态,再根据甲图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算摩擦力;
(2)根据丙图可知,4~6s内物体做匀速直线运动,根据乙图确定此时受到的拉力,再根据二力平衡的知识计算出物体受到的摩擦力,最后根据影响滑动摩擦力的因素判断3~4s内摩擦力的大小是否发生改变。
4.体育课上体重50kg的小明练习爬杆和爬绳。
(1)小明沿杆匀速向上爬的过程中,他受到的摩擦力的方向________,摩擦力的大小是________。(g取10N/kg)
(2)小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑,其沿绳受到的摩擦力为f绳
,
沿杆匀速下滑受到的摩擦力为f杆
,则f绳________?f杆(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】
(1)竖直向上;500N
(2)=
【解答】(1)小明沿杆匀速向上爬的过程中,他处于平衡状态,受到的摩擦力和重力向后平衡,即二者大小相等,方向相反。因为重力的方向是竖直向下的,所以摩擦力是竖直向上的;因为重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,所以摩擦力大小是500N;
(2)小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑,他仍然处于平衡状态,即重力和摩擦力相互平衡,那么f绳=G。因为f杆=G,所以f绳=f杆。
【关键点拨】根据二力平衡的知识分析解答;平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和同一物体上,据此解答。
5.木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动;若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动(绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计),如图所示。问:(g取10牛/千克)
(1)当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为________
(2)木块的质量为________千克
(3)若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为________焦
【答案】
(1)竖直向下
(2)2.5
(3)10
【解答】(1)当右侧物体刚落地时,木块竖直向上运动;因为滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反,所以木块受到摩擦力的方向是竖直向下的;
(2)当木块竖直向下做匀速直线运动时,它受到的摩擦力等于木块的重力,即f=G;
绳子上的拉力F=G物=m物g=5kg×10N/kg=50N;
当木块竖直向上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力f、重力G和拉力F之间的关系是:F=G+f=2G;
那么木块的重力是;
那么木块的质量为:;
(3)若右侧物体下落20cm时其重力做的功:W=G物h=50N×0.2m=10J。
【关键点拨】(1)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反;
(2)当木块在竖直筒中向下作匀速直线运动时,它受到的摩擦力等于木块的重力;当木块在竖直筒中竖直向上做匀速直线运动时,根据二力平衡原理分析木块的质量即可;
考点四:二力平衡与相互作用力的区别
1.如图所示,水平地面上静止叠放着A、B两物体,物体A上表面受到一竖直向下的压力F,下列说法正确的是(??
)
A.?A物体受到的支持力与B物体受到的压力是一对相互作用力
B.?A物体受到的重力与A物体受到的支持力是一对平衡力
C.?B物体受到的支持力大小等于物体A和物体B的总重力
D.?B物体受到A对它的压力大小与F的大小相同
【答案】
C
【解答】A.A物体受到的支持力作用在A上,B物体受到的压力作用在B上,二者大小都等于A的重力和F的和,作用在同一直线上且方向相反,为一对相互作用力,故A正确;
B.A受到的支持力等于A的重力和F的和,与A的重力大小不等,肯定不是平衡力,故B错误;
C.B物体受到的支持力等于A和B的总重力和压力F的和,故C错误;
D.B物体受到的压力等于A的重力和压力F之和,故D错误。
【解析】平衡力和相互作用力的相同点:大小相等、方向相反,作用在同一直线上;不同点:平衡力作用在一个物体上,相互作用力作用在两个物体上,据此分析判断。
2.如图所示,两手指用力挤压铅笔的两端使它保持静止,下列说法中正确的是(??
)
A.?铅笔静止时,两手指对铅笔的压力是相互作用力?????
B.?左边手指受到的压力大于右边手指受到的压力
C.?左边手指受到的压强小于右边手指受到的压强?????????
D.?增大受力面积可以增大压强
【答案】
C
【解答】A.两个手指对铅笔的压力都作用在同一物体上,肯定不是相互作用力,故A错误;
B.铅笔处于平衡状态,即左边手指对铅笔的压力等于右边手指对铅笔的压力。根据相互作用力原理可知,铅笔对左边手指的压力等于铅笔对右边手指的压力,故B错误;
左右两边手指受到的压力相等,而受力面积S左>S右
,根据公式p=F/S可知,左边手指的压强小于右边手指的压强,故C正确;根据公式p=F/S可知,当压力相等时,压强与受力面积成反比,即增大受力面积减小压强,故D错误。
【解析】相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上和同一直线上;以铅笔为对象进行受力分析,根据二力平衡的知识比较手指受到压力大小;
3.如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是(??
)
A.?甲、乙两图中B物体受到A物体对它的摩擦力均为F
B.?甲、乙两图中B物体受到水平面对它的摩擦力均为F
C.?甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为F
D.?甲、乙两图中A物体受到B物体对它的摩擦力均为零
【答案】
B
【解答】甲图:物体A在水平方向上做匀速直线运动,那么它受到B施加的摩擦力与拉力F相互平衡,即fB→A=F。A对B的摩擦力与B对A的摩擦力为相互作用力,二者相等,因此B物体受到的A物体的摩擦力fA→B=F。
乙图:A与B之间保持相对静止,没有相对运动的趋势,因此A与B之间的摩擦力为零,故A、C、D错误;
将A和B看做一个整体,它们都在水平方向做匀速直线运动,那么地面对B的摩擦力与拉力F相互平衡,即摩擦力f地面=F,故B正确。
【解析】将A和B看做一个整体,根据二力平衡的知识分析地面对B的摩擦力;对A进行受力分析,根据二力平衡的知识分析B对A的摩擦力,并根据相互作用力原理分析A对B摩擦力的大小。
4.如图所示,甲、乙两个弹簧测力计放在水平面上并相互钩在一起,用水平拉力F1和F2分别拉开,F1=F2=5N,两弹簧测力计静止时,下列分析正确的是(??
)
A.?甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力
B.?甲受力平衡,乙对甲的拉力是5
N,甲的示数是5
N
C.?乙受力平衡,甲对乙的拉力是5
N,乙的示数是10
N
D.?甲和乙受到的合力均为零,示数均为零
【答案】
B
【解答】A.甲对乙的拉力作用在乙上,而乙对甲的拉力作用在甲上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故A错误;
B.甲处于静止状态,那么甲受力平衡,即手对甲的拉力和乙对甲的拉力相等。因为手对甲的拉力F1=5N,所以乙对甲的拉力也是5N,甲的示数是5N,故B正确;
C.因为乙处于静止状态,所以乙受力平衡,即手对乙的拉力F2与甲对乙的拉力大小相等,因此甲对乙的拉力为5N,乙的示数也是5N,故C错误;
D.甲和乙都处于平衡状态,合力为零,但是示数都是5N,故D错误。
【解析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;根据二力平衡的知识判断;
5.小涛按图所示用手竖直握紧饮料罐不动,下列说法正确的是(??
)
A.?手对罐的压力与罐受到的重力是一对平衡力????
B.?若手对罐的压力增加,则罐受到的摩擦力将增大
C.?罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力大小相等????
D.?罐受到的重力与手对罐的摩擦力是一对相互作用力
【答案】
C
【解答】A.手对罐的压力沿水平方向,罐受到的重力沿竖直方向,二者没有作用在同一直线上,肯定不是一对平衡力,故A错误;?
B.当饮料罐保持静止状态时,它受到的重力和静摩擦力相互平衡。只有重力发生改变,它受到的静摩擦力才会改变,故B错误;
C.罐对手的摩擦力与手对罐的摩擦力,二者是一对相互作用力,因此二者大小相等,故C正确;
D.罐受到的重力与手对罐的摩擦力,二者都作用在饮料罐同一物体上,肯定不是相互作用力,故D错误。
【关键点拨】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线和两个物体上。
6.滑动摩擦力的大小可以用f=kN来计算(k表示滑动摩擦系数,N
表示压力)。如图所示,木板重400牛,人与木板、木板与地面的滑动摩擦系数k都为0.3,现在有一人用150N水平拉绳子,使他本人和木板一起向左作匀速运动,则木板与地面之间的摩擦力大小是________牛,人的质量________千克。(g=10牛/千克)
【答案】
300;60
【解答】(1)将木板和人看作一个整体,它们一起向左做匀速直线运动,
那么它们受到向左的两个拉力与向右的摩擦力相互平衡,
即f=2F=2×150N=300N;
(2)地面受到的压力等于人和木板的总重力,即N=G人+G板;
根据f=kN得到:300N=0.3×(m人g+400N);
解得:m人=60kg。
【解析】(1)将木板和人看作一个整体,根据二力平衡的知识计算木板受到摩擦力的大小;
(2)地面受到的压力等于人和木板的总重力,即N=G人+G板
,然后根据f=kN计算人的质量即可。
考点过关☆专项突破
考点一:运动的描述与参照物
1.下列语句中加横线部分描绘的运动情景,选取山为参照物的是(
??)
A.?两岸青山相对出
,孤帆一片日边来????????????????????B.?小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
C.?满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎??????????????????????D.?两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山
2.
一个木箱漂浮在河中,随平稳的河水向下漂去。在木箱上游和下游各有一条小船,两船到木箱的距离相等,且同时划向木箱,若两船在静水中划行的速度相等,那么( )
A.上游的小船先捞到木箱
B.下游的小船先捞到木箱
C.两船同时到达木箱处
D.条件不足,无法确定
3.甲、乙两物体运动时,路程与时间关系的s-t图像如图所示。其中甲为曲线,乙为直线,则由图像可知(???
)
A.?两物体在t=5秒时一定相遇??????????????????????????????????B.?两物体在5秒内通过的路程甲小于乙
C.?甲物体做曲线运动,乙物体做直线运动???????????????D.?甲物体做变速运动,乙物体做匀速运动
4.晋朝的葛洪在《抱朴子》中说:“游云西行,而谓月之东驰。”认为云朵向西运动,月亮向东运动,他选择的参照物分别是(
???)
A.?山、地面??????????????????????????B.?月亮、地面??????????????????????????C.?山、云朵??????????????????????????D.?江水、山
5.《龟兔赛跑》新篇:兔子和乌龟自从上次赛跑后,成为了好朋友,于是在以后的旅行中,陆地上兔子背着乌龟跑,在水中乌龟驮着兔子游,兔子和乌龟因此都走得更快更远。当兔子背着乌龟在陆地上奔跑时,下列说法正确的是(?
)
A.?以兔子为参照物,乌龟是运动的??????????????????????????????B.?以乌龟为参照物,兔子是静止的
C.?以路边的大树为参照物,乌龟和兔子都是静止的?????D.?以地面为参照物,乌龟和兔子都是静止的
6.2016年11月19日,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”目标飞行器成功实现自动交会对接,对接后,“神舟十一号”相对于“天宫二号”是________的。“天宫二号”是我国自主研发的第二个空间实验室,并将最终建设成为空间站。空间站既能作为________的研究室和实验站,又能作为人类飞向月球和其他行星的________。
考点二:牛顿第一定律
1.在甲、乙两艘遮蔽门窗的船上,分别观察到小球的运动情况如图所示(小球原来静止在光滑水平桌面中央)。下列说法正确的是(????
)
A.?甲船向左做匀速运动,乙船静止?????????????????????????B.?甲船向右做匀速运动,乙船静止
C.?乙船可能静止也可能做匀速直线运动??????????????????D.?甲船可能静止也可能做匀速直线运动
2.如图,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度向右作匀速直线运动,下列分析正确的是(
)
A.?木块没有受到小车的摩擦力
B.?木块运动速度越大,惯性也越大
C.?木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
D.?当小车受到阻力突然停止运动时,如果木块与小车接触面光滑,木块将向右倾倒
3.车厢在水平路面上做匀速直线运动,车厢内一水平桌面上放着质量分别为M和m的两个物体,且M>m。设物体与桌面之间无摩擦,当车突然停止运动时,两个物体在离开桌面之前将(
?)
A.?一定相碰????????????????????B.?一定不相碰????????????????????C.?不一定相碰????????????????????D.?无法判断是否相碰
4.图中AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,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________。
考点三:摩擦力
1.如图所示,质量为
10
千克的物体在水平力
F
作用下,静止在竖直的墙上,当力F逐渐减小的过程中,物体静止一段时间后向下运动,则在这过程中摩擦力
f
与时间
t
的关系,可能符合下列哪一个图线(
??)
A.?????????????????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????????????D.?
2.如图甲是消防队员小王进行爬杆训练的示意图,在某次爬杆训练中,小王沿杆竖直向上运动的v-t图像如图乙所示,下列判断正确的是(???
)
A.?0~6s内,小王沿杆匀速向上运动????????????????????
B.?6~15s内,小王沿杆上爬的距离是5.4m
C.?0~18s内,小王受到的摩擦力方向向下???????????
D.?15~18s内,小王受到的摩擦力大小等于重力大小
3.体育课上有爬绳和爬杆两种运动,某同学先后以相同的姿势顺着绳或杆匀速向上爬(??
)
A.?爬绳时受到的摩擦力较大,因为绳子粗糙
B.?爬杆时受到的摩擦力较大,因为爬杆时手握杆的力要大些
C.?爬绳和爬杆时,受到的摩擦力一样大
D.?爬绳和爬杆时速度不一样,则速度大的摩擦力大
4.体操运动员在上单杠之前总要在手上涂些镁粉;而在杠上做回环动作时,手握杠又不能太紧。这两种做法(??
)
A.?前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦????????B.?两者都是为了增大摩擦
C.?前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦????????D.?两者都是为了减小摩擦
5.如图甲所示,水平桌面上,两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下做匀速直线运动。
(1)取走其中一块后,磁铁在水平推力F2的作用下仍做匀速直线运动。如图乙所示,则F2________F1(选填“>”“=”或“<”)。
(2)如图丙所示,磁铁在F2的作用下,匀速直线运动过程中,若闭合开关S,则磁铁运动速度将________(选填“变大”或“变小”)。当推力F2变为F3时,磁体又开始做匀速直线运动。此时,将滑动变阻器的滑片向左移动,欲保持磁铁匀速直线运动,F3应________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.网上购物带动了快递业的发展,包裹的分捡常需借助传送带。
(1)传送带的表面往往比较粗糙,其目的是________。
(2)包裹刚放上传送带时受到________个力的作用。
(3)包裏与传送带一起作水平匀速直线运动时,受到________个力的作用。
7.如图所示,水平桌面的右端固定一定滑轮,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上质量为0.4kg的木块相连。当小盘内放有重力为0.5N的砝码使木块未被拉动,这是木块受到的摩擦力大小为________N;当小盘内放有重为0.6N的砝码时,木块正好作匀速运动,这是木块受到的摩擦力大小为________N;当小盘内放上重为0.7N的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动,此时木块所受到的摩擦力大小为________N。
考点四:二力平衡与相互作用力的区别
1.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压力的大小,下列说法正确的是(??
)
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
2.某次演练中,直升飞机悬停于高空,一伞兵(含伞)跳伞后竖直降落,其速度v与时间t的关系如图所示。下列判断正确的是(??
)
A.?在0~t1内,伞兵受到的重力小于阻力?????????????????B.?在t1~t2内,伞兵受到的重力等于阻力
C.?在t2~t3内,伞兵受到的重力大于阻力????????????????D.?在t2~t3内,伞兵受到的阻力保持不变
3.如图所示,用测力计拉着物体在水平面上做匀速直线运动。测力计的示数等于(????
)
A.?物体受到的重力大小???????????????????????????????????????????B.?物体受到的支持力大小
C.?物体受到的摩擦力大小???????????????????????????????????????D.?物体对桌面的压力大小
4.水平桌面上有一静止的铁块,当一条形磁铁沿竖直方向逐渐靠近铁块时,铁块对桌面的压力将________,铁块受到的重力将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
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精品试卷·第
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