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第09讲 运动和力【测试】(解析版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括9小题,每小题2分,共18分。每小题只有一个正确答案)
1.(23-24八年级下·广西百色·期中)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )。
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的 B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态 D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
【答案】D。
【解析】A.牛顿第一定律是在大量的实验的基础上经过科学推理而得到的,不是凭空想象出来的,故A错误;
BC.任何物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,物体运动,不一定受到力的作用;不受力的物体,可能保持静止状态或匀速直线运动状态,故BC错误;
D.运动着的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动,故D正确。故选D。
2.(24-25九年级上·云南·开学考试)如图是樊振东打乒乓球时的情景,下列说法正确的是( )。
A.乒乓球在空中飞行的过程中,只受到空气阻力的作用
B.乒乓球被击打后在空中能继续飞行,是受到惯性的作用
C.乒乓球在空中飞行的过程中,运动状态一定发生改变
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
【答案】C。
【解析】A.乒乓球在空中飞行的过程中,受到重力和空气阻力的作用,故A错误;
B.乒乓球之所以能在空中继续飞行,是因为它具有惯性,即保持其原有运动状态的性质,不能描述为“受到惯性”,故B错误;
C.乒乓球在空中飞行的过程中,受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力,所以乒乓球的运动状态一定发生改变,故C正确;
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,故D错误。故选C。
3.(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)关于惯性现象和惯性,下列有关说法正确的是( )。
A.将衣服上的灰尘拍打掉,利用了灰尘的惯性
B.高速上车速越快,越难以刹车,是因为车速越大,惯性越大
C.第一个推翻力是维持物体运动状态原因的科学家是牛顿
D.外太空物体处于失重状态,物体没有惯性
【答案】A。
【解析】A.将衣服上的灰尘拍打掉,当拍衣服时衣服运动,灰尘因为具有惯性会保持原来的运动状态,会和衣服分离,即利用了灰尘的惯性,故A正确;
B.高速上车速越快,越难以刹车,是由于车具有惯性,会保持原来的运动状态,速度越大,相同时间内通过的路程长,惯性与速度无关,故B错误;
C.伽利略利用理想斜面法第一个推翻力是维持物体运动状态原因,故C错误;
D.惯性的大小与质量有关,外太空物体处于失重状态,仍然具有惯性,故D错误。
故选A。
4.(24-25九年级上·广东·开学考试)甲、乙两车在平直公路上的运动轨迹被相机拍下(每隔10s发生一次曝光,留下物体影像),从两车运动的轨迹(如图所示)来看,下列判断中正确的是( )。
A.甲车速度一定越来越小 B.甲车一定在做匀速直线运动
C.乙车可能处于平衡状态 D.前20s甲车的平均速度大于乙车
【答案】D。
【解析】ABC.由图可知,甲车在相等时间内路程相等,甲做匀速直线运动,受力平衡;匀速直线运动的特点是速度大小和方向都不变。但我们不能断定每个时刻甲的速度不变,只能得出相等时间内平速度相同。因此,我们不能断定甲车一定在做匀速直线运动。乙在相等时间内路程不相等,越来越大,乙做变速运动,受力不平衡;故ABC错误;
D.前20s甲车的平均速度为
前20s乙车的平均速度为
甲车的速度大于乙车,故D正确。故选D。
5.(23-24八年级下·河北保定·期末)头顶瓷坛是中国传统的杂技节目,如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景,下列说法正确的是( )。
A.演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力
B.演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力
C.演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力
【答案】A。
【解析】A.静止时的瓷坛处于平衡状态,在竖直方向上只受到演员对瓷坛的支持力和自身的重力,是一对平衡力,故A正确;
B.演员的重力和地面对演员的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.演员的重力和地面对演员的支持力作用在一个物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力,二力的方向不是相反,因此不是一对相互作用力,故D错误。故选A。
6.(23-24八年级下·湖南湘西·期末)无人机在人的遥控下,能在空中自由的飞行和悬停,下图是无人机竖直方向飞行时,高度与时间的关系图像,图像由三段直线组成。若无人机只受升力和重力的作用,那么在( )时间段,升力和重力是二力平衡。
A.只有 B.只有
C.只有 D.整个
【答案】D。
【解析】分析无人机高度与时间的关系图像可知,0~5秒无人机匀速直线运动,受平衡力;
5~9秒无人机悬停,处于平衡状态,受平衡力;9~15秒无人机继续匀速直线运动,故还受平衡力,故整个0~15秒均受平衡力。故选D。
7.(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)同学们在以“假如 ”为主题的讨论中,下列四种观点正确的是( )。
A.假如失去了摩擦力,人们将寸步难行
B.假如没有了空气,声音就一定不能传播
C.假如失去了重力,人们走路将轻松自如
D.假如没有了大气压强,地面上的物体都会飘向高空
【答案】A。
【解析】A.人走路时,脚向后蹬,地面阻碍脚向后运动,产生向前的力,这个力就是摩擦力,是摩擦力让人们前进,故假如失去了摩擦力,人们将寸步难行,故A正确;
B.假如没有了空气,声音还可以通过固体、液体等介质传声,故B错误;
C.假如失去了重力,人们将没有摩擦力,人们将寸步难行,故C错误;
D.假如没有了重力,地面上的物体都会飘向高空,故D错误。故选A。
8.(24-25九年级上·广东广州·开学考试)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置,AO的距离与OB距离相等。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置后放手释放滑块,滑块向右运动。已知滑块经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等。下列说法正确的是( )。
A.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
B.第一次向右运动过程中,经过O点时速度v最大
C.滑块最终可能停在B点
D.若第一次向右运动经过C点时,所有力都突然消失,滑块将保持静止
【答案】A。
【解析】A.向右运动过程,滑块相对台面一直向右运动,故滑动摩擦力的方向向左,故A正确;
B.金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;开始时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,即C点时,滑块的速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最大的位置在C点,故B错误;
C.滑块从A点向右运动,经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等,说明在A点时的弹力大于摩擦力。滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故C错误;
D.若第一次向右运动经过C点时,滑块具有最大的速度,根据牛顿第一定律,所有力都突然消失,滑块将做匀速直线运动,故D错误。故选A。
9.(2024·四川巴中·中考真题)自行车是人类的一项伟大发明。与自行车有关的物理知识,下列说法错误的是( )。
A.手柄上有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
B.刹车时,是通过增大刹车皮与钢圈之间的压力来增大摩擦
C.轴承上加润滑油是为了消除摩擦
D.用滚动轴承是为了减小摩擦
【答案】C。
【解析】A.手柄上有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,A正确,故A不符合题意;
B.刹车时,是通过增加压力的方式,增大摩擦力,B正确,故B不符合题意;
C.轴承上加润滑油,是使接触面分离,减小摩擦力,C错误,故C符合题意;
D.用滚动轴承是变滚动为滑动,减小摩擦力,D正确,故D不符合题意。故选C。
二、多选题(共6小题,每题3分,共18分,答对但不全的得两分,答错不得分)
10.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期中)2024年1月20日,第二届辽宁省大众滑雪挑战赛在沈阳东北亚国际滑雪场启幕。如图是比赛选手从山上滑下时的情景,下列说法中正确的是( )。
A.选手下滑过程中所受重力的方向不变
B.选手弓着腰,是通过降低重心来增大稳度的
C.选手越滑越快,使他具有的惯性越来越大
D.若选手下滑做曲线运动时一切外力都消失,他将做匀速直线运动
【答案】ABD。
【解析】A.重力的方向总是竖直向下的,故选手下滑过程中所受重力的方向不变,故A正确;
B.降低重心可以增大稳定程度,故选手弓着腰,是通过降低重心来增大稳度的,故B正确;
C.选手越滑越快,是因为力可以改变物体的运动状态,惯性与速度大小没有关系,所以他具有的惯性不变,故C错误;
D.若选手下滑做曲线运动时,一切外力都消失,他将以外力消失时的速度做匀速直线运动,故D正确。故选ABD。
11.(24-25八年级上·全国·课后作业)车站广场上,常常看到人们将旅行包放在拉杆箱上,如图所示,若地面和拉杆箱A的上表面均水平,拉杆箱A和旅行包B在水平推力F的作用下,一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列分析正确的是( )。
A.A对B的支持力和B对A的压力是一对相互作用力
B.B的重力和A对B的支持力是一对平衡力
C.A的重力和地面对A的支持力是一对平衡力
D.B对A的压力和B的重力是一对相互作用力
【答案】AB。
【解析】A.A对B的支持力和B对A的压力分别作用B和A上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,故是一对相互作用力,故A正确;
B.B受到竖直向下的重力和竖直向上的A对B的支持力,B在这两个力的作用下做匀速直线运动,处于平衡状,故B的重力和A对B的支挂力是一对平衡力,故B正确;
C.以AB整体为研究对象,这个整体重力与地面对它们向上支持力为一对平衡力,即A、B二者总重与地面对A支持力为一对平衡力,A、B总重等于地面对A支持力,故C错误;
D.B对A压力方向向下,B重力方向向下,方向不相反,故此二力不是一对相互作用力,故D错误。故选AB。
12.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动。水平拉力、。图乙中,下列说法正确的是( )。
A.桌面受A的摩擦力方向水平向右 B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N D.绳子的拉力为12N
【答案】ACD。
【解析】A.图乙中,A相对于桌面向右运动,则受到向左的滑动摩擦力,则桌面受A的摩擦力方向水平向右,故A正确;
B.由甲图可知,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,受平衡力,此时A受到摩擦力大小为fA=F1=6N
图乙中,A对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以A与桌面的摩擦力仍为6N,故B错误;
D.图乙中,A向右做匀速直线运动,受到绳子向右的拉力,地面对A向左的摩擦力和向左的力,受力平衡,根据力的平衡条件,绳子的拉力为F拉=fA+F1=12N,故D正确;
C.图乙中,B向右做匀速直线运动,受到绳子向左的拉力,地面对B向左的摩擦力和向右的力F2,受力平衡,根据力的平衡条件,B与桌面的摩擦力为fB=F2-F拉=20N-12N=8N
故C正确。故选ACD。
13.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)如图甲所示,小明在水平地面上用力推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,以下对于这一过程的分析中错误的是( )。
A.0~1s内木箱没有动,因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力
B.1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C.如果3s后人停止用力,木箱马上静止
D.在0s~1s、1s~2s、2s~3s、3s~3.5s四个时间段内,木箱所受摩擦力相同的有3段
【答案】AC。
【解析】A.由图丙分析可知,木箱在0~1s内木箱在水平方向受到推力与摩擦力而静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,受到的推力大小等于摩擦力大小,故A错误,符合题意;
B.由图丙可知,在2s~3s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f= F,由图乙可知,在2~3s内推力F=4N,则木箱受到的滑动摩擦力为f=F=4N
由图丙可知,木箱在1~ 2s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,物体间接触面与物体间压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N,故B正确,不符合题意;
C.如果3s后人停止用力,箱子具有一定的速度,由于箱子具有惯性而不能立即停止,故C错误,符合题意;
D.根据乙图可知,木箱在0~1s内受到的摩擦力为3N,其它三个过程受到的摩擦力均为滑动摩擦力4N,即木箱所受摩擦力相同的有3段,故D正确,不符合题意。故选AC。
14.(24-25九年级上·云南·开学考试)在探究二力平衡条件的实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种方案,方案甲:将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的定滑轮,在细线的两端挂上钩码;方案乙:将木块放在水平桌面上,两边分别系着跨过定滑轮的细线,在细线的两端挂上钩码。卡片和细线重力不计,下列说法正确的是( )。
A.方案乙优于方案甲
B.甲图两侧必须挂等质量的钩码,卡片才能保持静止,说明使物体平衡的两个力大小相等
C.将甲图中的卡片转动一定的角度,释放后卡片马上转回来。说明平衡的两个力作用线在一条直线上
D.将甲图中的卡片剪开,两卡片都不能保持静止,说明平衡的两个力必须作用在同一物体上
【答案】BCD。
【解析】A.乙方案中将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,就会影响实验效果(当木 块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块仍保持平衡),而甲实验方案则减少了摩擦力对实验结果的影响,则方案甲优与方案乙,故 A错误;
BCD.物体在两个力作用下保持静止或者匀速直线 运动状态,这两个力就满足二力平衡,这两个力必须大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用线在同一条直线上,故BCD正确。 故选BCD。
15.(23-24八年级下·河北唐山·期中)运动员跳远的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )。
A.运动员助跑是为了增大惯性
B.起跳后上升至最高点过程中,运动员受到重力的大小和方向均不变
C.运动员到达最高点时,若所有力均消失,他将在水平方向做匀速直线运动
D.运动员落在沙坑静止后,地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对平衡力
【答案】BC。
【解析】A.跳远时助跑是利用运动员的惯性,从而提高成绩,但不能增大惯性,因为惯性的大小只与质量有关,故A错误;
B.起跳后上升至最高点过程中,运动员质量不变,重力大小不变,重力的方向总是竖直向下的,也不变,故B正确;
C.运动员到最高点时在竖直方向速度为零,但在水平方向有一定的速度,如果所有力都消失,根据牛顿第一定律,将沿水平方向做匀速直线运动,故C正确;
D.运动员落在沙坑静止后,地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力,故D错误。故选BC。
三、填空题(共5小题,每空1分,共18分)
16.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)如图所示,一个密闭的玻璃管放在平板车上,玻璃管中装有水,管中留有一个小气泡。如图所示,当向右做匀速直线运动的车碰到障碍物时,气泡向 运动;就水和气泡运动状态的变化情况进行分析,产生这种现象的根本原因是 。
【答案】左;水的质量比气泡的质量大,水的惯性比气泡的惯性大。
【解析】[1]如图,平板车向右做匀速直线运动时玻璃管中的水同步向右做匀速直线运动,当平板车碰到障碍物时,玻璃管中的水因具有惯性继续保持向右运动,会将气泡挤向左方,则气泡向左运动。
[2]产生这种现象的根本原因是因为水的质量比气泡的质量大,所以水的惯性比气泡的惯性大。
17.(2024·江苏连云港·二模)梳理知识有多种形式,除了以往采取的提纲形式外,还可以用树形结构图、表格等方式,请完善下列树形结构图。(1) ;(2) ;(3) ;(4) 。
【答案】改变;静止;匀速直线运动;物体不受力。
【解析】[1]物体的运动状态可能改变,可能不改变。
[2][3]物体运动状态不变包括静止和匀速直线运动,此时物体受力平衡,运动状态不变。
[4]物体不受力,运动状态不变。
18.(23-24八年级下·陕西榆林·期中)小丽和妈妈一起到超市购物,如图所示,小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动,此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力是一对 (选填“相互作用”或“平衡”)力,购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向 (选填“左”或“右”);小丽撤去对购物车的水平推力后,购物车不会立马停下来是因为 。
【答案】平衡力;右;购物车具有惯性。
【解析】[1][2]小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动,此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,购物车受到的推力方向水平向左,所以,购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向右。
[3]小丽撤去对购物车的水平推力后,购物车不会立马停下来是因为购物车具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动。
19.(2024·广东东莞·二模)物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,小萍从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“ ”表示物块A),5s时物体处于 状态,6s~12s内物块所受的摩擦力 N,10s~18s内物块的平均速度为 cm/s。
【答案】静止;6;5.75。
【解析】[1]由图丙可知,在0~6s的时间内,物体运动的距离为0,即处于静止状态。
[2]由图丙知,12s~18s内物块在相同时间内通过的路程相等,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由二力平衡条件可得摩擦力为f=F=6N
由图丙可知,6~12s内,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力、物体间的压力大小有关,压力不变,所以滑动摩擦力大小不变;即摩擦力为6N。
[3]由图丙知,10s~18s内物块的平均速度为
20.(23-24八年级下·江苏常州·期中)(1)体育课小明跑步时脚要向后用力蹬地,如图甲所示,若鞋底与地面没有打滑,地面对鞋底的摩擦力方向是向 (前/后),此摩擦力是 (静/滑动)摩擦;
(2)同学使用乙图所示的免打孔单杠进行锻炼,通过调节单杠内部伸缩杆的螺母来增加长度使其不会掉落,这是通过 的方法增大摩擦力,从而达到“免钉”的目的;
(3)小明在立定跳远时,用力向后蹬地,就能获得向前的力,这是因为物体间力的作用是 的;如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为跳板上的沙粒把滑动变为 ,使得摩擦力 。
【答案】(1) 前;静;(2)增大压力;(3)相互;滚动;变小。
【解析】(1)[1][2]人走路时,若鞋底与地面间没有打滑,即鞋底与地面相对静止,此摩擦力是静摩擦,但鞋底相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力方向向前,鞋底与地面脱离的瞬间相对静止,故它们之间的摩擦是静摩擦力。
(2)调节单杠内部伸缩杆的螺母来增加长度的目的是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦。
(3)[1]小明在立定跳远时,用力向后蹬地,就能获得向前的力,这是因为物体间力的作用是相互的。
[2][3]如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为跳板上的沙粒把滑动变为滚动,使得摩擦力变小。
四、作图题(共1小题,共4分)
21.(24-25九年级上·广东广州·阶段练习)
(1)如图所示,一木块静止在斜面上,请画出木块所受重力以及木块对斜面压力的示意图;
(2)如图所示,在车厢顶用细绳竖直悬挂一个小球,小球和小车一起水平向右做匀速直线运动,请画出小球的受力示意图。
【解析】(1)重力的作用点在物体的重心上,重力方向竖直向下。从物体的重心竖直向下作出其重力的示意图;物体对斜面的压力垂直于斜面向下,压力的作用点在斜面上,从压力的作用点沿斜面垂直向下作出物体对斜面压力的示意图,如下图所示:
(2)小车水平向右匀速运动,小球随车一起向右做匀速直线运动,受平衡力作用;对小球受力分析,小球受竖直向下的重力和竖直向上的细线对它的拉力处于平衡状态,拉力和重力是一对平衡力,大小相等,如下图所示:
五、实验题(共2小题,共28分)
22.(16分)在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到的实验数据如表:
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
(1)本实验中用到的测量器材有: 和 。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为70g时,它受到的重力是 N。
(3)通过实验可以得出结论: 。
(4)如图所示四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 ___________。
A. B. C. D.
(5)帅气的小枫杨又进行了“阻力对物体运动的影响”实验。
a、每次实验时都让小车从斜面顶端由静止下滑,目的是让小车 。
b、分析图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快。由此进一步推理得到:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将 。
c、若实验中小车在木板上滑行时滑出了右端, (填“需要”或“不需要”)重做本实验。
【答案】(1)天平;弹簧测力计;(2)0.686;(3)物体所受的重力跟它的质量成正比;(4)A;(5)到达水平面的初速度相同;做匀速直线运动;不需要。
【解析】(1)[1][2]分析表格中数据可知,实验中需要测量物体的质量和重力,故需要的测量工具有天平和弹簧测力计。
(2)分析数据可知,重力与质量的比值为,物体的质量为70g时,它受到的重力为
(3)由表中数据可知,物体的重力与质量的比值是个定值,且当物体的质量越大时,受到的重力越大,故得出的结论为:物体所受的重力跟它的质量成正比。
(4)由可知,物体所受的重力跟它的质量成正比,图像过坐标原点,故A正确,BCD错误。
故选A。
(5)[1]探究阻力对物体运动的影响时,要控制小车每次到达水平面的初速度相同,每次实验时都让小车从斜面顶端由静止下滑,目的是让小车到达水平面的初速度相同。
[2]小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,由此进一步推理得到:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,小车的速度将不会减小,它将做匀速直线运动。
[3]小车在木板上滑行时受到的阻力最小,若实验中小车在木板上滑行时滑出了右端,同样能说明小车受到的阻力越小,运动的越远,速度减小的越慢,故不需要重做本实验。
23.(12分)在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小夏设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做 运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是 ;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。此探究过程中存在的问题是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是小夏又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“滑动摩擦因数”,用符号表示,在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数为0.3,长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木板B匀速抽出,则拉力 N。
【答案】(1)二力平衡;匀速直线;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)未控制压力大小相同;(4)不需要;9.8。
【解析】(1)[1][2]实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡的知识可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同,乙中木块对木板的压力更大,乙中弹簧测力计的示数更大,即乙中木块受到的摩擦力更大,故可以得到的实验结论为:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于未控制压力大小相同,因此他的实验结论是错的。
(4)[1]由图戊所示实验可知,在用力将木板向左拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和木板对木块向左的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。
[2]物体A的重力为6N,由甲图知,木块A与长木板B间的动摩擦因数大小为0.3,长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,在如图戊所示实验中,若用拉力F将木块B匀速抽出,由图可知,B受到A施加的水平向右的摩擦力为1.8N,地面施加的水平向右的摩擦力,根据动摩擦因数定义可知,地面对B木板的摩擦力为
根据力的合成可知,拉力的大小为。
六、综合题(共14分)
24.(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)生活中处处有物理,利用一瓶矿泉水,我们可以探究很多物理问题:
(1)如图(a)所示,没有启封的矿泉水所装水的重为 N;
(2)如图(b)所示,用食指捏一下瓶盖上方把手,出现一个缺口,可以将矿泉水挂起来,松手后会自动闭合,则被压弯的塑料把手具有 势能。小明将矿泉水如图(c)A、B两种方式放置,用手推A的上部,瓶会倾倒,而推A的下部,瓶会滑动,这表明力的作用效果跟力的 有关;分别沿箭头方向吹A和B,发现B很容易被吹动,这说明在相同条件下, ;
(3)如图(d)所示,小明用力捏矿泉水瓶,瓶身变瘪了,这说明力能使物体发生 ;
(4)小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水静止不动,如图(e)所示,则矿泉水瓶受到的摩擦力为 N,他喝掉一半后竖直握着不动,瓶子受到的摩擦力 (变大/变小/不变)。
【答案】5.5;弹性;作用点;滚动摩擦远小于滑动摩擦;形变;6;变小。
【解析】(1)[1]如图(a)所示,没有启封的矿泉水所装水的净含量为550mL,则这瓶水的质量为
则这瓶水的重力为
(2)[2]如图(b)所示,瓶盖上方的把手受到手对它的压力会翘起来,松手后又会自动闭合还原,说明被压弯的塑料把手具有弹性势能。
[3]如图(c)所示,用手推A的上部,瓶会倾倒,而推A的下部,瓶会滑动,这两次施力的大小和方向一样,但受力的作用点不同,表明力的作用效果跟力的作用点有关。
[4]如图(c)所示,A瓶直立放置,B瓶侧倒放置,分别沿箭头方向吹A和B,发现B很容易被吹动,这说明在相同条件下,滚动摩擦远小于滑动摩擦。
(3)[5]如图(d)所示,小明用力捏矿泉水瓶,瓶身变瘪了,这是因为瓶身受到力的作用后其形状发生了变化;这说明力能使物体发生形变。
(4)[6][7]如图(e)所示,用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水静止不动,矿泉水瓶处于平衡状态,根据二力平衡知识可知,矿泉水瓶受到的摩擦力大小等于自身重力大小,所以矿泉水瓶受到的摩擦力为6N;他喝掉一半后瓶子重力减小,再竖直握着不动,此时瓶子受到的摩擦力大小仍然等于自身重力大小,所以矿泉水瓶此时受到的摩擦力会变小。
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第09讲 运动和力【测试】(解析版)
(试题分值:100分 测试时间:90分钟)
一、单选题(本题包括9小题,每小题2分,共18分。每小题只有一个正确答案)
1.(23-24八年级下·广西百色·期中)关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )。
A.牛顿第一定律是凭空想象出来的 B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态 D.运动着的物体不受力时将做匀速直线运动
【答案】D。
【解析】A.牛顿第一定律是在大量的实验的基础上经过科学推理而得到的,不是凭空想象出来的,故A错误;
BC.任何物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,物体运动,不一定受到力的作用;不受力的物体,可能保持静止状态或匀速直线运动状态,故BC错误;
D.运动着的物体如果不受力的作用,将做匀速直线运动,故D正确。故选D。
2.(24-25九年级上·云南·开学考试)如图是樊振东打乒乓球时的情景,下列说法正确的是( )。
A.乒乓球在空中飞行的过程中,只受到空气阻力的作用
B.乒乓球被击打后在空中能继续飞行,是受到惯性的作用
C.乒乓球在空中飞行的过程中,运动状态一定发生改变
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动
【答案】C。
【解析】A.乒乓球在空中飞行的过程中,受到重力和空气阻力的作用,故A错误;
B.乒乓球之所以能在空中继续飞行,是因为它具有惯性,即保持其原有运动状态的性质,不能描述为“受到惯性”,故B错误;
C.乒乓球在空中飞行的过程中,受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力,所以乒乓球的运动状态一定发生改变,故C正确;
D.乒乓球在空中飞行的过程中,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,故D错误。故选C。
3.(23-24八年级下·河南郑州·阶段练习)关于惯性现象和惯性,下列有关说法正确的是( )。
A.将衣服上的灰尘拍打掉,利用了灰尘的惯性
B.高速上车速越快,越难以刹车,是因为车速越大,惯性越大
C.第一个推翻力是维持物体运动状态原因的科学家是牛顿
D.外太空物体处于失重状态,物体没有惯性
【答案】A。
【解析】A.将衣服上的灰尘拍打掉,当拍衣服时衣服运动,灰尘因为具有惯性会保持原来的运动状态,会和衣服分离,即利用了灰尘的惯性,故A正确;
B.高速上车速越快,越难以刹车,是由于车具有惯性,会保持原来的运动状态,速度越大,相同时间内通过的路程长,惯性与速度无关,故B错误;
C.伽利略利用理想斜面法第一个推翻力是维持物体运动状态原因,故C错误;
D.惯性的大小与质量有关,外太空物体处于失重状态,仍然具有惯性,故D错误。
故选A。
4.(24-25九年级上·广东·开学考试)甲、乙两车在平直公路上的运动轨迹被相机拍下(每隔10s发生一次曝光,留下物体影像),从两车运动的轨迹(如图所示)来看,下列判断中正确的是( )。
A.甲车速度一定越来越小 B.甲车一定在做匀速直线运动
C.乙车可能处于平衡状态 D.前20s甲车的平均速度大于乙车
【答案】D。
【解析】ABC.由图可知,甲车在相等时间内路程相等,甲做匀速直线运动,受力平衡;匀速直线运动的特点是速度大小和方向都不变。但我们不能断定每个时刻甲的速度不变,只能得出相等时间内平速度相同。因此,我们不能断定甲车一定在做匀速直线运动。乙在相等时间内路程不相等,越来越大,乙做变速运动,受力不平衡;故ABC错误;
D.前20s甲车的平均速度为
前20s乙车的平均速度为
甲车的速度大于乙车,故D正确。故选D。
5.(23-24八年级下·河北保定·期末)头顶瓷坛是中国传统的杂技节目,如图所示是杂技演员头顶瓷坛保持静止时的情景,下列说法正确的是( )。
A.演员对瓷坛的支持力和瓷坛的重力是一对平衡力
B.演员的重力和地面对演员的支持力是一对平衡力
C.演员的重力和地面对演员的支持力是一对相互作用力
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力是一对相互作用力
【答案】A。
【解析】A.静止时的瓷坛处于平衡状态,在竖直方向上只受到演员对瓷坛的支持力和自身的重力,是一对平衡力,故A正确;
B.演员的重力和地面对演员的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误;
C.演员的重力和地面对演员的支持力作用在一个物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D.瓷坛的重力和瓷坛对演员的压力,二力的方向不是相反,因此不是一对相互作用力,故D错误。故选A。
6.(23-24八年级下·湖南湘西·期末)无人机在人的遥控下,能在空中自由的飞行和悬停,下图是无人机竖直方向飞行时,高度与时间的关系图像,图像由三段直线组成。若无人机只受升力和重力的作用,那么在( )时间段,升力和重力是二力平衡。
A.只有 B.只有
C.只有 D.整个
【答案】D。
【解析】分析无人机高度与时间的关系图像可知,0~5秒无人机匀速直线运动,受平衡力;
5~9秒无人机悬停,处于平衡状态,受平衡力;9~15秒无人机继续匀速直线运动,故还受平衡力,故整个0~15秒均受平衡力。故选D。
7.(24-25八年级上·湖南岳阳·阶段练习)同学们在以“假如 ”为主题的讨论中,下列四种观点正确的是( )。
A.假如失去了摩擦力,人们将寸步难行
B.假如没有了空气,声音就一定不能传播
C.假如失去了重力,人们走路将轻松自如
D.假如没有了大气压强,地面上的物体都会飘向高空
【答案】A。
【解析】A.人走路时,脚向后蹬,地面阻碍脚向后运动,产生向前的力,这个力就是摩擦力,是摩擦力让人们前进,故假如失去了摩擦力,人们将寸步难行,故A正确;
B.假如没有了空气,声音还可以通过固体、液体等介质传声,故B错误;
C.假如失去了重力,人们将没有摩擦力,人们将寸步难行,故C错误;
D.假如没有了重力,地面上的物体都会飘向高空,故D错误。故选A。
8.(24-25九年级上·广东广州·开学考试)如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一滑块,O点是弹簧保持原长时滑块的位置,AO的距离与OB距离相等。开始时用力推滑块压缩弹簧至A位置后放手释放滑块,滑块向右运动。已知滑块经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等。下列说法正确的是( )。
A.向右运动过程,滑块受摩擦力f方向一定向左
B.第一次向右运动过程中,经过O点时速度v最大
C.滑块最终可能停在B点
D.若第一次向右运动经过C点时,所有力都突然消失,滑块将保持静止
【答案】A。
【解析】A.向右运动过程,滑块相对台面一直向右运动,故滑动摩擦力的方向向左,故A正确;
B.金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力;开始时,弹力大于摩擦力,滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,即C点时,滑块的速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小,所以速度最大的位置在C点,故B错误;
C.滑块从A点向右运动,经过C点时,滑块所受地面的摩擦力与弹簧的弹力大小相等,说明在A点时的弹力大于摩擦力。滑块运动到B点,由于OA等于OB,弹簧形变量相同,滑动摩擦力大小不变,故在B点受力不平衡,不能停在B点,故C错误;
D.若第一次向右运动经过C点时,滑块具有最大的速度,根据牛顿第一定律,所有力都突然消失,滑块将做匀速直线运动,故D错误。故选A。
9.(2024·四川巴中·中考真题)自行车是人类的一项伟大发明。与自行车有关的物理知识,下列说法错误的是( )。
A.手柄上有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
B.刹车时,是通过增大刹车皮与钢圈之间的压力来增大摩擦
C.轴承上加润滑油是为了消除摩擦
D.用滚动轴承是为了减小摩擦
【答案】C。
【解析】A.手柄上有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,A正确,故A不符合题意;
B.刹车时,是通过增加压力的方式,增大摩擦力,B正确,故B不符合题意;
C.轴承上加润滑油,是使接触面分离,减小摩擦力,C错误,故C符合题意;
D.用滚动轴承是变滚动为滑动,减小摩擦力,D正确,故D不符合题意。故选C。
二、多选题(共6小题,每题3分,共18分,答对但不全的得两分,答错不得分)
10.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期中)2024年1月20日,第二届辽宁省大众滑雪挑战赛在沈阳东北亚国际滑雪场启幕。如图是比赛选手从山上滑下时的情景,下列说法中正确的是( )。
A.选手下滑过程中所受重力的方向不变
B.选手弓着腰,是通过降低重心来增大稳度的
C.选手越滑越快,使他具有的惯性越来越大
D.若选手下滑做曲线运动时一切外力都消失,他将做匀速直线运动
【答案】ABD。
【解析】A.重力的方向总是竖直向下的,故选手下滑过程中所受重力的方向不变,故A正确;
B.降低重心可以增大稳定程度,故选手弓着腰,是通过降低重心来增大稳度的,故B正确;
C.选手越滑越快,是因为力可以改变物体的运动状态,惯性与速度大小没有关系,所以他具有的惯性不变,故C错误;
D.若选手下滑做曲线运动时,一切外力都消失,他将以外力消失时的速度做匀速直线运动,故D正确。故选ABD。
11.(24-25八年级上·全国·课后作业)车站广场上,常常看到人们将旅行包放在拉杆箱上,如图所示,若地面和拉杆箱A的上表面均水平,拉杆箱A和旅行包B在水平推力F的作用下,一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列分析正确的是( )。
A.A对B的支持力和B对A的压力是一对相互作用力
B.B的重力和A对B的支持力是一对平衡力
C.A的重力和地面对A的支持力是一对平衡力
D.B对A的压力和B的重力是一对相互作用力
【答案】AB。
【解析】A.A对B的支持力和B对A的压力分别作用B和A上,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,故是一对相互作用力,故A正确;
B.B受到竖直向下的重力和竖直向上的A对B的支持力,B在这两个力的作用下做匀速直线运动,处于平衡状,故B的重力和A对B的支挂力是一对平衡力,故B正确;
C.以AB整体为研究对象,这个整体重力与地面对它们向上支持力为一对平衡力,即A、B二者总重与地面对A支持力为一对平衡力,A、B总重等于地面对A支持力,故C错误;
D.B对A压力方向向下,B重力方向向下,方向不相反,故此二力不是一对相互作用力,故D错误。故选AB。
12.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)水平桌面上有物体A、B,如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在和共同作用下一起向右做匀速直线运动。水平拉力、。图乙中,下列说法正确的是( )。
A.桌面受A的摩擦力方向水平向右 B.A与桌面的摩擦力为14N
C.B与桌面的摩擦力为8N D.绳子的拉力为12N
【答案】ACD。
【解析】A.图乙中,A相对于桌面向右运动,则受到向左的滑动摩擦力,则桌面受A的摩擦力方向水平向右,故A正确;
B.由甲图可知,A在F1的作用下向左做匀速直线运动,受平衡力,此时A受到摩擦力大小为fA=F1=6N
图乙中,A对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以A与桌面的摩擦力仍为6N,故B错误;
D.图乙中,A向右做匀速直线运动,受到绳子向右的拉力,地面对A向左的摩擦力和向左的力,受力平衡,根据力的平衡条件,绳子的拉力为F拉=fA+F1=12N,故D正确;
C.图乙中,B向右做匀速直线运动,受到绳子向左的拉力,地面对B向左的摩擦力和向右的力F2,受力平衡,根据力的平衡条件,B与桌面的摩擦力为fB=F2-F拉=20N-12N=8N
故C正确。故选ACD。
13.(23-24八年级下·辽宁大连·阶段练习)如图甲所示,小明在水平地面上用力推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,以下对于这一过程的分析中错误的是( )。
A.0~1s内木箱没有动,因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力
B.1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C.如果3s后人停止用力,木箱马上静止
D.在0s~1s、1s~2s、2s~3s、3s~3.5s四个时间段内,木箱所受摩擦力相同的有3段
【答案】AC。
【解析】A.由图丙分析可知,木箱在0~1s内木箱在水平方向受到推力与摩擦力而静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,受到的推力大小等于摩擦力大小,故A错误,符合题意;
B.由图丙可知,在2s~3s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f= F,由图乙可知,在2~3s内推力F=4N,则木箱受到的滑动摩擦力为f=F=4N
由图丙可知,木箱在1~ 2s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,物体间接触面与物体间压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N,故B正确,不符合题意;
C.如果3s后人停止用力,箱子具有一定的速度,由于箱子具有惯性而不能立即停止,故C错误,符合题意;
D.根据乙图可知,木箱在0~1s内受到的摩擦力为3N,其它三个过程受到的摩擦力均为滑动摩擦力4N,即木箱所受摩擦力相同的有3段,故D正确,不符合题意。故选AC。
14.(24-25九年级上·云南·开学考试)在探究二力平衡条件的实验中,同学们设计了如图所示的甲、乙两种方案,方案甲:将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架上的定滑轮,在细线的两端挂上钩码;方案乙:将木块放在水平桌面上,两边分别系着跨过定滑轮的细线,在细线的两端挂上钩码。卡片和细线重力不计,下列说法正确的是( )。
A.方案乙优于方案甲
B.甲图两侧必须挂等质量的钩码,卡片才能保持静止,说明使物体平衡的两个力大小相等
C.将甲图中的卡片转动一定的角度,释放后卡片马上转回来。说明平衡的两个力作用线在一条直线上
D.将甲图中的卡片剪开,两卡片都不能保持静止,说明平衡的两个力必须作用在同一物体上
【答案】BCD。
【解析】A.乙方案中将木块放在水平桌面上,木块和水平桌面上就会产生摩擦力,就会影响实验效果(当木 块两端的拉力相差很小时,因为受到摩擦力的作用,木块仍保持平衡),而甲实验方案则减少了摩擦力对实验结果的影响,则方案甲优与方案乙,故 A错误;
BCD.物体在两个力作用下保持静止或者匀速直线 运动状态,这两个力就满足二力平衡,这两个力必须大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用线在同一条直线上,故BCD正确。 故选BCD。
15.(23-24八年级下·河北唐山·期中)运动员跳远的几个阶段如图所示,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( )。
A.运动员助跑是为了增大惯性
B.起跳后上升至最高点过程中,运动员受到重力的大小和方向均不变
C.运动员到达最高点时,若所有力均消失,他将在水平方向做匀速直线运动
D.运动员落在沙坑静止后,地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对平衡力
【答案】BC。
【解析】A.跳远时助跑是利用运动员的惯性,从而提高成绩,但不能增大惯性,因为惯性的大小只与质量有关,故A错误;
B.起跳后上升至最高点过程中,运动员质量不变,重力大小不变,重力的方向总是竖直向下的,也不变,故B正确;
C.运动员到最高点时在竖直方向速度为零,但在水平方向有一定的速度,如果所有力都消失,根据牛顿第一定律,将沿水平方向做匀速直线运动,故C正确;
D.运动员落在沙坑静止后,地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力,故D错误。故选BC。
三、填空题(共5小题,每空1分,共18分)
16.(2024·辽宁鞍山·模拟预测)如图所示,一个密闭的玻璃管放在平板车上,玻璃管中装有水,管中留有一个小气泡。如图所示,当向右做匀速直线运动的车碰到障碍物时,气泡向 运动;就水和气泡运动状态的变化情况进行分析,产生这种现象的根本原因是 。
【答案】左;水的质量比气泡的质量大,水的惯性比气泡的惯性大。
【解析】[1]如图,平板车向右做匀速直线运动时玻璃管中的水同步向右做匀速直线运动,当平板车碰到障碍物时,玻璃管中的水因具有惯性继续保持向右运动,会将气泡挤向左方,则气泡向左运动。
[2]产生这种现象的根本原因是因为水的质量比气泡的质量大,所以水的惯性比气泡的惯性大。
17.(2024·江苏连云港·二模)梳理知识有多种形式,除了以往采取的提纲形式外,还可以用树形结构图、表格等方式,请完善下列树形结构图。(1) ;(2) ;(3) ;(4) 。
【答案】改变;静止;匀速直线运动;物体不受力。
【解析】[1]物体的运动状态可能改变,可能不改变。
[2][3]物体运动状态不变包括静止和匀速直线运动,此时物体受力平衡,运动状态不变。
[4]物体不受力,运动状态不变。
18.(23-24八年级下·陕西榆林·期中)小丽和妈妈一起到超市购物,如图所示,小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动,此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力是一对 (选填“相互作用”或“平衡”)力,购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向 (选填“左”或“右”);小丽撤去对购物车的水平推力后,购物车不会立马停下来是因为 。
【答案】平衡力;右;购物车具有惯性。
【解析】[1][2]小丽用水平推力推着购物车在水平地面上向左做匀速直线运动,此时小丽对购物车的水平推力和购物车受到的地面对它的摩擦力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,购物车受到的推力方向水平向左,所以,购物车受到的地面对它的摩擦力方向水平向右。
[3]小丽撤去对购物车的水平推力后,购物车不会立马停下来是因为购物车具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动。
19.(2024·广东东莞·二模)物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,如图甲所示,物块A受到水平拉力F的作用,小萍从t=0开始,每隔2s记录一次物块A的位置(用“ ”表示物块A),5s时物体处于 状态,6s~12s内物块所受的摩擦力 N,10s~18s内物块的平均速度为 cm/s。
【答案】静止;6;5.75。
【解析】[1]由图丙可知,在0~6s的时间内,物体运动的距离为0,即处于静止状态。
[2]由图丙知,12s~18s内物块在相同时间内通过的路程相等,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由二力平衡条件可得摩擦力为f=F=6N
由图丙可知,6~12s内,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力、物体间的压力大小有关,压力不变,所以滑动摩擦力大小不变;即摩擦力为6N。
[3]由图丙知,10s~18s内物块的平均速度为
20.(23-24八年级下·江苏常州·期中)(1)体育课小明跑步时脚要向后用力蹬地,如图甲所示,若鞋底与地面没有打滑,地面对鞋底的摩擦力方向是向 (前/后),此摩擦力是 (静/滑动)摩擦;
(2)同学使用乙图所示的免打孔单杠进行锻炼,通过调节单杠内部伸缩杆的螺母来增加长度使其不会掉落,这是通过 的方法增大摩擦力,从而达到“免钉”的目的;
(3)小明在立定跳远时,用力向后蹬地,就能获得向前的力,这是因为物体间力的作用是 的;如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为跳板上的沙粒把滑动变为 ,使得摩擦力 。
【答案】(1) 前;静;(2)增大压力;(3)相互;滚动;变小。
【解析】(1)[1][2]人走路时,若鞋底与地面间没有打滑,即鞋底与地面相对静止,此摩擦力是静摩擦,但鞋底相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力方向向前,鞋底与地面脱离的瞬间相对静止,故它们之间的摩擦是静摩擦力。
(2)调节单杠内部伸缩杆的螺母来增加长度的目的是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦。
(3)[1]小明在立定跳远时,用力向后蹬地,就能获得向前的力,这是因为物体间力的作用是相互的。
[2][3]如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为跳板上的沙粒把滑动变为滚动,使得摩擦力变小。
四、作图题(共1小题,共4分)
21.(24-25九年级上·广东广州·阶段练习)
(1)如图所示,一木块静止在斜面上,请画出木块所受重力以及木块对斜面压力的示意图;
(2)如图所示,在车厢顶用细绳竖直悬挂一个小球,小球和小车一起水平向右做匀速直线运动,请画出小球的受力示意图。
【解析】(1)重力的作用点在物体的重心上,重力方向竖直向下。从物体的重心竖直向下作出其重力的示意图;物体对斜面的压力垂直于斜面向下,压力的作用点在斜面上,从压力的作用点沿斜面垂直向下作出物体对斜面压力的示意图,如下图所示:
(2)小车水平向右匀速运动,小球随车一起向右做匀速直线运动,受平衡力作用;对小球受力分析,小球受竖直向下的重力和竖直向上的细线对它的拉力处于平衡状态,拉力和重力是一对平衡力,大小相等,如下图所示:
五、实验题(共2小题,共28分)
22.(16分)在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中,得到的实验数据如表:
m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
G/N 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 5.88
(1)本实验中用到的测量器材有: 和 。
(2)分析表中数据可知:物体的质量为70g时,它受到的重力是 N。
(3)通过实验可以得出结论: 。
(4)如图所示四个图象中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是 ___________。
A. B. C. D.
(5)帅气的小枫杨又进行了“阻力对物体运动的影响”实验。
a、每次实验时都让小车从斜面顶端由静止下滑,目的是让小车 。
b、分析图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快。由此进一步推理得到:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将 。
c、若实验中小车在木板上滑行时滑出了右端, (填“需要”或“不需要”)重做本实验。
【答案】(1)天平;弹簧测力计;(2)0.686;(3)物体所受的重力跟它的质量成正比;(4)A;(5)到达水平面的初速度相同;做匀速直线运动;不需要。
【解析】(1)[1][2]分析表格中数据可知,实验中需要测量物体的质量和重力,故需要的测量工具有天平和弹簧测力计。
(2)分析数据可知,重力与质量的比值为,物体的质量为70g时,它受到的重力为
(3)由表中数据可知,物体的重力与质量的比值是个定值,且当物体的质量越大时,受到的重力越大,故得出的结论为:物体所受的重力跟它的质量成正比。
(4)由可知,物体所受的重力跟它的质量成正比,图像过坐标原点,故A正确,BCD错误。
故选A。
(5)[1]探究阻力对物体运动的影响时,要控制小车每次到达水平面的初速度相同,每次实验时都让小车从斜面顶端由静止下滑,目的是让小车到达水平面的初速度相同。
[2]小车在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快,小车受到的阻力越小,速度减小得越慢,由此进一步推理得到:如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,小车的速度将不会减小,它将做匀速直线运动。
[3]小车在木板上滑行时受到的阻力最小,若实验中小车在木板上滑行时滑出了右端,同样能说明小车受到的阻力越小,运动的越远,速度减小的越慢,故不需要重做本实验。
23.(12分)在探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小夏设计了如图所示的实验,其中木块A的重力为6N,长木板B重力为14N。
(1)实验过程中,根据 的知识可知,弹簧测力计必须拉着物块沿水平方向做 运动,才能用弹簧测力计示数表示滑动摩擦力大小;
(2)比较甲、乙图的实验,得到的实验结论是 ;
(3)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小夏得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。此探究过程中存在的问题是 ;
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中弹簧测力计是在运动过程中读数,误差较大。于是小夏又设计了如图戊所示的实验方案,该方案 (选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板B。在物理学中,我们把两个物体间的滑动摩擦力与压力的比值称为这两个接触面间的“滑动摩擦因数”,用符号表示,在如图戊所示实验中,木块A与长木板B间的动摩擦因数为0.3,长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,若用拉力F将长木板B匀速抽出,则拉力 N。
【答案】(1)二力平衡;匀速直线;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)未控制压力大小相同;(4)不需要;9.8。
【解析】(1)[1][2]实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由二力平衡的知识可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同,乙中木块对木板的压力更大,乙中弹簧测力计的示数更大,即乙中木块受到的摩擦力更大,故可以得到的实验结论为:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由图甲、丁所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,由于未控制压力大小相同,因此他的实验结论是错的。
(4)[1]由图戊所示实验可知,在用力将木板向左拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计向右的拉力和木板对木块向左的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板。
[2]物体A的重力为6N,由甲图知,木块A与长木板B间的动摩擦因数大小为0.3,长木板B与地面之间的动摩擦因数大小为0.4,在如图戊所示实验中,若用拉力F将木块B匀速抽出,由图可知,B受到A施加的水平向右的摩擦力为1.8N,地面施加的水平向右的摩擦力,根据动摩擦因数定义可知,地面对B木板的摩擦力为
根据力的合成可知,拉力的大小为。
六、综合题(共14分)
24.(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)生活中处处有物理,利用一瓶矿泉水,我们可以探究很多物理问题:
(1)如图(a)所示,没有启封的矿泉水所装水的重为 N;
(2)如图(b)所示,用食指捏一下瓶盖上方把手,出现一个缺口,可以将矿泉水挂起来,松手后会自动闭合,则被压弯的塑料把手具有 势能。小明将矿泉水如图(c)A、B两种方式放置,用手推A的上部,瓶会倾倒,而推A的下部,瓶会滑动,这表明力的作用效果跟力的 有关;分别沿箭头方向吹A和B,发现B很容易被吹动,这说明在相同条件下, ;
(3)如图(d)所示,小明用力捏矿泉水瓶,瓶身变瘪了,这说明力能使物体发生 ;
(4)小明用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水静止不动,如图(e)所示,则矿泉水瓶受到的摩擦力为 N,他喝掉一半后竖直握着不动,瓶子受到的摩擦力 (变大/变小/不变)。
【答案】5.5;弹性;作用点;滚动摩擦远小于滑动摩擦;形变;6;变小。
【解析】(1)[1]如图(a)所示,没有启封的矿泉水所装水的净含量为550mL,则这瓶水的质量为
则这瓶水的重力为
(2)[2]如图(b)所示,瓶盖上方的把手受到手对它的压力会翘起来,松手后又会自动闭合还原,说明被压弯的塑料把手具有弹性势能。
[3]如图(c)所示,用手推A的上部,瓶会倾倒,而推A的下部,瓶会滑动,这两次施力的大小和方向一样,但受力的作用点不同,表明力的作用效果跟力的作用点有关。
[4]如图(c)所示,A瓶直立放置,B瓶侧倒放置,分别沿箭头方向吹A和B,发现B很容易被吹动,这说明在相同条件下,滚动摩擦远小于滑动摩擦。
(3)[5]如图(d)所示,小明用力捏矿泉水瓶,瓶身变瘪了,这是因为瓶身受到力的作用后其形状发生了变化;这说明力能使物体发生形变。
(4)[6][7]如图(e)所示,用20N的力竖直握住一瓶重为6N的矿泉水静止不动,矿泉水瓶处于平衡状态,根据二力平衡知识可知,矿泉水瓶受到的摩擦力大小等于自身重力大小,所以矿泉水瓶受到的摩擦力为6N;他喝掉一半后瓶子重力减小,再竖直握着不动,此时瓶子受到的摩擦力大小仍然等于自身重力大小,所以矿泉水瓶此时受到的摩擦力会变小。
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