【新课标·新思维】3.1力是改变物体运动状态的原因--2025年中考科学一轮复习学案(含解析)

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【新课标·新思维】3.1力是改变物体运动状态的原因--2025年中考科学一轮复习学案(含解析)

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3.1力是改变物体运动状态的原因
考点分布 考查频率 课标要求
考点1 参照物与运动方式 ☆☆ 1.知道对物体运动的描述与所选的参照物有关。
2.了解速度的定义和单位,能用速度描述物体的运动,能用速度公式进行简单计算。
3.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
4.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
5.描述牛顿第一定律, 能用惯性解释有关的常见现象。
6.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
7.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
8.通过实验认识大气压强,知道大气压强的变化及其对生活的影响。
9.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素 10.通过实验认识阿基米德原理和浮沉条件,并解释生产生活中的有关现象。
11.了解流体压强与流速的定性关系,并简单解释有关的现象。
考点2 速度及其运用 ☆☆
考点3 力的基础 ☆☆
考点4 牛顿第一定律与二力平衡 ☆☆☆
考点5压强 ☆☆☆
考点6 浮力 ☆☆☆☆
考点7摩擦力、重力、弹力 ☆☆☆☆
■考点① 参照物与运动方式
一、机械运动
1.物体的空间位置不断发生着改变,这种运动叫做机械运动。
2.我们平常所说的运动一般是指机械运动,但物体并非只做机械运动,还有许多运动要比机械运动复杂得多,如热运动、化学运动、生命运动等。
二、参照物
1.参照物
(1)定义:研究机械运动时,被选作标准的物体叫做参照物。
(2)选择参照物的原则
a.假定性:参照物一旦被选定,我们就假定该物体是静止的。
b.任意性:参照物的选取可以是任意的,但不能将研究的物体本身作为参照物,因为自己以自己为参照物,任何物体的位置是永远不变的,也就是说,这一物体永远处于静止状态。
c.方便性:为了便于研究机械运动,科学中一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,且可以不加以说明;若选取其他合适的物体作为参照物,研究机械运动时,则要作出说明。
2.运动和静止的相对性
同一物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。同一物体,相对于不同的参照物,它的运动情况可能不同。被研究的物体相对于这个物体是静止的,相对于另一个物体可能是运动的,这就是运动和静止的相对性。
因此,判断一个物体是运动还是静止时,首先要确定一个参照物。对现实中的所有物体来说,运动是绝对的,静止是相对的。
三、 机械运动的分类
(1)匀速直线运动
物体沿直线路线运动时,如果在相等的时间内通过的路程相等,运动快慢保持不变,这种运动叫做匀速直线运动。
(2)变速直线运动
物体沿直线路线运动时,如果在相等的时间内通过的路程不相等,运动快慢发生了变化,这种运动叫做变速直线运动。如在现实生活中,运动员的100米赛跑、50米游泳,飞机降落时在跑道上滑行,都可以看成直线运动,但它们的运动快慢是变化的,这些运动都是变速直线运动。
(3)物体运动的图像
常见的描述物体运动的图像有st图像(如图3-1-5所示)和v-t图像(如图所示)。
■考点② 速度及其运用
1.比较物体运动的快慢
通常我们比较物体运动快慢的方法:
①比较相同时间内通过的路程,在相同的时间内,运动路程大的物体运动得快;
②比较通过相同的路程所用的时间,运动相同的路程,用的时间短的物体运动得快。
2.速度
①速度的科学意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。物体运动得越快,则速度越大;物体运动得越慢,则速度越小。
②速度的定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
③速度的公式: 速度=
用v表示速度,s表示路程,t表示时间,计算速度的公式可表示为。
④单位:常用的速度单位是米/秒和千米/时。关系:1米/秒=3.6千米/时。
3.常见物体运动速度的大小
■考点③ 力的基础
一、力是什么
1. 力是物体对物体的作用。
注意:①力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时,总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是受力物体。
②发生力的作用时,物体间不一定要相互接触,也就是说,不接触的物体间也可能发生力的作用。如磁铁吸引铁钉,树上的苹果受到地球的引力,两者之间不接触也能相互吸引。
二、力的作用效果
力的作用效果:改变物体的形状和改变物体的运动状态(速度大小和运动方向)
三、 力的作用是相互的
1.一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体间力的作用是相互的。
2.一对相互作用力的特点
①物体之间相互作用力的大小相等、方向相反、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。
②物体间力的相互作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示。它是以英国科学家牛顿的名字命名的。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。
2. 弹力
物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来的形状,物体的这种性质称为弹性。发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的,常见的拉力、压力、支持力等都属于弹力。
注意:
①弹力产生的条件:物体发生弹性形变。
②弹力产生的原因:物体反抗形变。
③弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。
④在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。
3.测力计
测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧
4.弹簧测力计的原理和使用
原理:在弹性限度内弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长越长。
使用弹簧测力计时应注意以下问题:
①使用前应检查指针有没有对准零刻度线,若没有对准,则需要调零。
②被测力不能超出弹簧测力计的测量范围,即量程。
③测量时拉杆、弹簧不能与面板摩擦。
④测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。
⑤读数时,应让视线与面板表面刻度相垂直。
五、力的三要素
力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关,通常把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
■考点④ 牛顿第一定律与二力平衡
一、牛顿第一定律
牛顿总结了伽利略等人的研究成果,进一步得出:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是著名的牛顿第一定律。
(3)理解牛顿第一定律,应注意从以下四个方面入手
①“一切”说明该定律对于所有物体都是普遍适用的,不是特殊现象。
②“没有受到外力作用”是指定律成立的条件。
③“总”指的是总是这样,没有例外。
④“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说,物体如果不受外力作用,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来处于运动状态的物体会保持原来速度的大小和方向,做匀速直线运动。
二、力和运动的关系
力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
三、惯性
1.惯性的概念
牛顿第一定律告诉我们,一切物体都具有保持原来的运动状态不变的性质,即原来静止的物体,保持静止状态,原来匀速直线运动的物体,保持匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。因此,牛顿第一定律也叫做惯性定律。
2.惯性现象
在生活中我们经常遇到惯性现象,例如:当汽车突然起动时,车上乘客的脚已随车向前运动,而身体的上部由于惯性还要保持静止状态,这时乘客就要向后倒;反之,当汽车突然刹车时,车上的乘客会向前倾。
注意:
①一切物体都具有惯性,是指无论是固体、液体还是气体,无论物体质量大还是小,无论是静止还是运动,无论受力还是不受力,都具有惯性。惯性是自然界中一切物体的固有属性。
②惯性大小是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,而与物体的运动状态、形状、所处位置等因素无关。
③惯性是物体的一种属性,它不是力。力是物体对物体的作用,发生力的作用时,必然要涉及两个相互作用的物体,单独一个物体不会出现力的作用。惯性是每个物体都具有的,不需要两个物体的相互作用,惯性只有大小,没有方向。所以描述惯性现象时,只能说“物体具有惯性”或者说“由于惯性”,而不能说“惯性力”“惯性作用”或“受到惯性作用”等。
四、二力平衡
(1)物体在受到两个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡。
(2)物体运动状态不变时的受力情况分析①可能不受到任何作用力。
根据牛顿第一定律可知:当物体不受任何外力作用时,物体将保持静
止或匀速直线运动状态,②可能受一对平衡力的作用。如果物体只受两个力的作用,且保持静止或勾速直线运动状态,则这两个力一定是一对平衡力。
③可能受多个力的作用,但合力为零。
五、二力平衡的条件
1.两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上。
2.平衡力和相互作用力的区别
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。其特点可概括为“同物、等大、反向、共线”物体间相互作用的两个力称为相互作用力,其特点可概括为“等大、反向、共线、异物”。
相互作用力是同时产生、同时消失的。而相互平衡的两个力则不同平衡力中的一个力不会因另一个力的存在而存在,也不随另一个力的消失而消失。
六、二力平衡条件的应用
物体的运动与受力情况密不可分,我们可以根据物体的受力情况来判断运动状态的改变,也可以根据物体运动状态的变化来分析物体的受力情况。二者的关系如下表所示:
物体受力条件 物体运动状态 说明
不受力、受平衡力 静止或做匀速直线运动 力不是产生(维持)运动的原因
受非平衡力 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因
注意:
①力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因。
②物体不受力或受平衡力时,物体的运动状态保持不变(即保持静止或匀速直线运动状态);物体受单个力或非平衡力时,物体的运动状态一定改变。
③当物体运动状态不改变时,物体可能不受力、可能受平衡力;当物体运动状态改变时,物体一定受力,可能受单个力或非平衡力。
■考点⑤ 压强
一、压力
1.压力
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向受力物体。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3. 利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力(受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
四、液体(3)液体内部压强的特点
大量实验表明:一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
P液=ρ液gh
五、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据:覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
2、大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位:帕斯卡Pa。
3、大气压强存在证明实验:马德堡半球实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
六、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计测量。空盒气压计的优点是携带和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较精确。
2、大气压与高度的关系:高度越高,大气压越小。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于1.01×105帕(即760毫米汞柱)。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg=133Pa。
4、托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会变小。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会变小。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是排尽筒内的空气,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,容积V,得活塞的横截面积S=;
(4)由公式P=计算此时大气压的值P=。
七、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
八、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
九、大气压对人体的影响
1、在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较舒畅;在阴雨天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如:高原反应。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
①如中医的拔罐疗法,当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血,达到促进循环的目的。
②由于大气压的变化会对人体造成影响,因此,飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压。同样,因为太空的真空环境中压强几乎为零,对人来说是致命的,所以航天员在太空行走时,必须穿上内部加压的航天服。
十、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 增大 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 减小 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用:压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P内=P0+,即:P +mg/S=P内。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (P内-P0)×S/g (知压强算阀门质量)
②P内=(P ×S+mg)/S (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P =mg/S
十一、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 越小 ;流速越小的位置,压强 越大 。
2、应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器(喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机机翼的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个向上的升力。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
■考点⑥ 浮力
一、浮力定义
1、浮力概念:液体(气体)对浸入其中的物体都会产生向上的浮力。
2、浮力的方向是竖直向上的。
3、浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体:浸入液体中的物体。
4、浮力产生的原因:物体的上、下表面受到压力差。
5、弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
二、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】
(1)游泳池里越往深水区走,所受的浮力越大,由此猜想:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关;
(2)鸡蛋在纯水中会下沉,但在浓盐水中却能漂浮,由此猜想:浮力大小可能与液体的密度有关;
(3)木头在水中漂浮,但铁块在水中下沉,由此猜想:浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1 物体受到的浮力与液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
三、阿基米德原理
1、阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)公式:F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;
(3)单位:ρ液:kg/m3,V排液:m3。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
(4)使用阿基米德原理时,应注意以下几点:
①公式中的ρ是液体的密度,而不是物体的密度;
②G排液是指物体排开的液体所受的重力;
③V排液是指物体排开的液体的体积,不是液体的总体积,也不一定是物体的体积。当物体浸没时,V排液=V物;当物体部分浸入时,V排液④由公式ρ水gV排水可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状浸没时在液体中的深度等无关,也与物体是否在液体中运动液体多少等因素无关;
⑤阿基米德原理也适用于气体,但公式中的ρ液应改为ρ气,V排液应改为V排气。
【拓展】若浸在液体中的物体下表面与容器紧密接触,则液体对物体向上的压力F=0,物体将不受浮力的作用,只受向下的压力,如在水中的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。
四、物体浮沉条件
1、物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和G的大小。(实心物体浸没在液体中)
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排液=V物 ρ液>ρ物 V排液处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
注意:
①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态;
②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮= G ;
③沉到水底时:F浮+F支=G。
五、物体浮沉条件的应用
1、轮船:将钢铁做成空心,增大排开液体的体积,增大浮力使F浮=G;
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力不变;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液变大,即船身稍下沉;
2、潜水艇:它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变自身重力来实现的;
当水舱充满水时,潜艇受到的重力大于浮力,潜艇下沉;当用压缩空气将水舱里的水排出一部分,潜艇受到的重力小于浮力时,潜艇上浮;当水舱里留有适量的水,潜艇受到的重力等于浮力时,潜艇就会停留在水面下任何深度的地方。
3、密度计:密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞,用它测液体密度时,它始终处于漂浮状态,所受的浮力总是等于它受到的重力。液体密度不同,密度计排开液体的体积就不同,上小下大,上密下疏。
4、热气球和飞艇:采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
5、浮力秤:当浮力秤中放入质量为m的物体时。
浮力秤增加的浮力等于物体的重力,即:△F浮=G;
ρ水g△V排=mg; ρ水S△h=m; 即:;
因此水面升高的高度即刻度,与物体的质量成正比,那么浮力秤的刻度是均匀的。
■考点⑦ 摩擦力、重力、弹力
一、重力及其方向
1. 重力的产生
地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
注意:①地球上的所有物体都受到重力的作用,不管质量大还是小,也不论有无生命,皆受重力作用。
②重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。
③重力是非接触力,同一物体在空中与在地面上同样受到重力作用。
④重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
2.重力的方向
重力的方向总是竖直向下,但不可说成垂直向下。因为平面不同,其垂直向下的方向也不同。
(1)“竖直向下"是指与水平面垂直向下的方向,如图所示中重力G的方向。
(2)“垂直向下”是指垂直于支持面向下,如图中力F的方向。只有当物体在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下才是相同的。
3.重力的作用点-重心
一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到重力的作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心。
二、重力的大小
1. 重力与质量的关系
G=mg,通常g取9.8牛/千克,g表示质量为1千克的物体在地面附近所受重力的大小是9.8牛。在粗略计算中,g的值可取10牛/千克。
2.重力的大小跟物体所在的纬度、高度有关,物体在极地受到的重力比在赤道要略大些,在山脚受到的重力比在山顶要略大些。同一物体在不同的地方,重力的大小略有不同,所以许多商品的包装上所写的“毛重”“净重”等所指的其实是质量,而不是重力。
3.同一物体在不同的星球上,其重力是不同的,质量为1千克的物体,在不同星球上受到的重力如下表所示。
三、弹力
物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来的形状,物体的这种性质称为弹性。发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的,常见的拉力、压力、支持力等都属于弹力。
注意:
①弹力产生的条件:物体发生弹性形变。
②弹力产生的原因:物体反抗形变。
③弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。
④在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。
四、摩擦力
1.摩擦力的定义:像这样两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生的三个条件
①两物体接触面粗糙;②两物体之间正在发生相对运动或有相对运动趋势;③两物体相互挤压,发生形变,有弹力。这三个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
①滑动摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦
②滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦
③静摩擦:两个有相对运动趋势的物体之间存在的摩擦
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势,所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋垫的方向相反。
五、影响摩擦力大小的因素
1.滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
注意:
(1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案:控制对水平面的压力、接触面粗糙程度不变,分别将物体平放、侧放、立放,匀速拉动物体,测出摩擦力的大小并进行比较。
结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
六、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦的方法:增大压力;增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
2.减小有害摩擦的方法:减小压力;减小接触面的粗糙程度;用滚动代替滑动;使两个互相接触的摩擦面彼此分离(如形成气垫)。
■考点⑧
■考点1 参照物与运动方式
[典例1](2024七上·杭州月考)中国的高铁技术处于世界领先水平,如图所示为几枚硬币“静静”立于高速行驶列车的窗台上的照片,若认为硬币处于静止状态,则选择的参照物可能是(  )
A.路边树木 B.窗外楼房
C.车内座椅 D.远处高山
【答案】C
【知识点】参照物及其选择
【解析】【分析】如果物体是静止的,那么它相对参照物的位置不变;如果物体是运动的,那么它相对参照物的位置不断改变,据此分析判断。
【解答】硬币处于静止状态,那么它相对参照物的位置保持不变。
硬币相对路边树木、窗外楼房和远处高山的位置不断改变,而相对车内座椅的位置保持不变,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
◆变式训练
1.(2024七上·兰溪期中)有甲、乙两列火车,甲车上的乘客从一侧窗口看到田野上的树木向北运动。从另一侧窗口看到乙车也向北运动,但比树木运动得慢,则(  )
A.甲车向南运动,乙车停在站台
B.甲车向南运动,乙车向北运动
C.甲、乙两车同时向北运动,且乙车比甲车快
D.甲、乙两车同时向南运动,且乙车比甲车慢
【答案】D
【知识点】参照物及其选择
【解析】【分析】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,它是静止的。
【解答】甲车上的乘客看到树木向北运动,说明甲车向南运动,同时看到乙车向北运动,但比树木运动得慢,说明乙车也向南运动,但乙车比甲车慢,故D符合题意。
故选D。
■考点2 速度运用
[典例2](2024七上·义乌月考)甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.0~4s内乙的平均速度为4m/s B.2~4s内乙做匀速直线运动
C.4s时甲、乙两物体的速度相等 D.3s时乙在甲的前方
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【分析】 AB.物体的s-t图象为一条倾斜直线说明物体在这段时间内做匀速直线运动,物体的s-t图象为水平直线说明此时物体静止,由图可知物体运动的路程和时间,根据速度公式计算0-4s内乙物体的平均速度;
C.甲的s-t图象是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动,而2s以后乙一直静止,据此可知4s时甲、乙两物体的速度是否相等;
D.甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,且从图中可知,3s时甲的路程小于乙的路程。
【解答】 AB.乙的s-t图象前2s为一条倾斜直线说明乙在这段时间内做匀速直线运动,2s以后乙的s-t图象为水平直线说明此时乙静止,则第3s时乙的路程为8m,第4s时乙的速度为0,由图可知0-4s乙的平均速度为:,故A、B错误;
C.甲的s-t图象是一条倾斜直线说明甲始终做匀速直线运动,而2s以后乙一直静止,故4s时甲、乙两物体的速度不相等,故C错误;
D.甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,且从图中可知,3s时甲的路程小于乙的路程,故乙在甲的前方,故D正确。
故选D。
◆变式训练
1.(2024·临平月考)某趟高铁7点43分从杭州西站出发,途经富阳西站,8点13分到达桐庐站。已知高铁的设计时速为350 km/h。
(1)若整个过程高铁以设计时速匀速行驶,求行驶的距离。
(2)请比较高铁实际行驶距离与理论计算值的大小,并说明理由。
【答案】(1)t=30分钟= h,s= vt= 350 km/h×h=175 km。
(2)高铁实际行驶距离小于理论计算值,因为高铁全程并非匀速行驶,出发时需要加速,到站时需要减速,这些都导致实际平均速度小于设计时速。
【知识点】速度公式及其应用;平均速度的计算及测量
【解析】【分析】 (1)用到达时间减去出发时间得到高铁运行时间,利用速度公式得到行驶的距离。
(2)高铁全程并非匀速行驶,出发时需要加速,到站时需要减速,这些都导致实际平均速度小于设计时速,据此分析。
【解答】 (1)根据题意可知,高铁运行时间t=8:13-7:43=30min=0.5h;
高铁行驶距离s=vt=350km/h×0.5h=175km。
(2)高铁全程并非匀速行驶,出发时需要加速,到站时需要减速,这些都导致实际平均速度小于设计时速,所以其实际行驶距离小于理论计算值的大小。
■考点3 力的基础
[典例3](2024八上·余姚期中)如图所示为2022年杭州亚运会的部分体育图标,其中与其他三个力所产生的作用效果不同的是(  )
A.①用力拉弓,弓弦弯了
B.②用力蹬脚踏板,自行车加速前进
C.③用力垫球,球飞出去
D.④用力划水,人加速前进
【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【分析】力的作用效果:①力可以改变物体的形状;②力可改变物体的运动状态,据此分析判断。
【解答】①用力拉弓,弓弦弯了,即力改变物体的形状;
②用力蹬脚踏板,自行车加速前进,即力改变物体的运动状态;
③用力垫球,球飞出去,即力改变物体的运动状态;
④用力划水,人加速前进,即力改变物体的运动状态。
其中与其它三个力的作用效果不同的是①。
故选A。
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图所示,足球运动员把足球踢向空中。若不计空气阻力,下列选项中,能表示足球在空中“飞行时的受力情况的是(G表示重力。F表示脚对球的作用力)(  )
B. C. D.
【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【分析】对空中的足球进行受力分析,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
【解答】当足球在空中飞行时,不计空气阻力,由于足球与脚分开,那么足球不受人的踢力,只受竖直向下的重力作用,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
■考点4 牛顿第一定律与二力平衡
[典例4-1]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
【知识点】惯性
【解析】【分析】此题主要考查了有关运动和静止的相对性.属于基础知识,难度不大。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。
【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”左低右高,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,倾斜,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、当战斗机竖直向下俯冲时,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D错误;
故选B
[典例4-2](2024七下·上城会考)小金和小科用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50g。
(1)小金在用图甲装置实验中,保持F1和F2大小相等,将小车扭转一定角度,松手后发现小车无法在原位置静止。小金进行此实验的目的是探究二力平衡时,必须满足的条件之一是   。
(2)为了验证小金(1)的实验目的,小科设计了如图乙所示的装置。小科进行的实验操作和现象是   。
(3)两位同学为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,使用小科设计的装置(图乙),下一步的操作是   。
【答案】(1)作用在一条直线上
(2)调整一边滑轮的高度,观察卡片是否平衡
(3)剪断卡片
【知识点】探究二力平衡的条件
【解析】【分析】 二力平衡条件:同体、等大、方向、共线。
【解答】 (1)小金在用图甲装置实验中,保持F1和F2大小相等,将小车扭转一定角度,松手后发现小车无法在原位置静止。可见,两个力不在一条直线上,这两个力就不能平衡,小金进行此实验的目的是探究二力平衡时,必须满足的条件之一是作用在一条直线上;
(2)为了验证小金(1)的实验目的,小科设计了如图乙所示的装置。小科进行的实验操作调整一边滑轮的高度,发现,只要两个力作用在一条直线,这两个力就能平衡;
(3)两位同学为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,使用小科设计的装置(图乙),下一步的操作是剪断卡片,会发现,剪断后,变成两个物体,分别朝相反的方向加速运动,不能平衡。可见,“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”。
◆变式训练
1.(2024八上·慈溪期中)如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的另一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,不计空气阻力,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球从C运动到A的过程中所受的重力从C指向A
B.小球在整个运动过程中不可能受平衡力的作用
C.小球运动到最高处C时速度为零,此时小球受到平衡力的作用
D.小球运动到最低处A时,小球受到的重力和绳子对小球的拉力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【分析】(1)根据重力的方向判断;
(2)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态;
(3)(4)对小球进行受力分析即可。
【解答】A.重力的方向始终是竖直向下的,故A错误;
B.小球在整个运动过程中,运动方向不断改变,即不可能做匀速直线运动,因此不能处于平衡状态,肯定不受平衡力,故B正确;
C.小球运动到最高处C时速度为零,此时它受到斜向上的拉力和竖直向下的重力,二者不在同一直线上,肯定不是平衡力,故C错误;
D.小球运动到最低处A时,绳子对小球的拉力大于小球的重力,二者不是平衡力,故D错误。
故选B。
2.(2024八上·浙江期中)在探究“阻力对物体运动影响”的实验中,小科同学选用斜面、带有传感器的小车、毛巾、棉布、木板进行实验(如图甲所示),实验步骤如下:
①在水平面铺上毛巾;
②让小车从斜面某一高度静止下滑;
③小车下滑至斜面底端、并在水平面继续滑行至静止,用传感器采集数据;
④把毛巾换成棉布、木板,重复上述实验,小车速度与时间的变化关系如图乙所示。
(1)为了探究不同阻力对运动的影响,保持小车受到不同阻力之前的速度是相同的,你认为这个实验是如何做到这一点的?   ;
(2)通过实验可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论,获得此结论的相应证据是   ;
(3)在上述实验观察分析的基础上,可以推测:如果阻力为零,水平面足够长,小车将做   ,此处用到了   (填“控制变量”“科学推理”或“转换”)法。
【答案】(1)小车从同一斜面同一高度静止下滑至斜面底端
(2)小车在毛巾表面运动的时间最短,毛巾表面比较粗糙,阻力较大,速度减小较快,在木板表面运动的时间最长,木板表面比较光滑,阻力较小,速度减小较慢
(3)匀速直线运动;科学推理
【知识点】牛顿第一定律;力与运动的关系
【解析】【分析】 牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律。又称惯性定律。常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
【解答】(1)小车从同一斜面同一高度静止下滑至斜面底端,3次实验图像的数据是重合的,表明小车从同一高度静止下滑,每次到达斜面底部时的速度是相同的。
(2)由实验现象可知,小车在毛巾表面运动的时间最短,毛巾表面比较粗糙,阻力较大,速度减小较快,在木板表面运动的时间最长,木板表面比较光滑,阻力较小,速度减小较慢,据此可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论。
(3)因为小车到达水平面后,阻力为0,在水平方向上不受力,所以将做匀速直线运动, 此处用到了 科学推理法。
■考点5 压强
[典例5-1](2024八上·浙江期中)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hASB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是(  )
A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度
C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量
【答案】A
【知识点】固体密度的测量;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 水平面上规则物体对地面的压强计算公式可变形为;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B的高度即可比较密度大小;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B与地面的接触面积即可比较其质量大小。利用V=Sh比较体积大小。
【解答】根据题意可知,pA=pB,hA<hB,
由p=ρgh得到:ρA>ρB,故A正确,B错误;
又因为pA=pB,SA>SB
由G=F=pS得到:GA>GB,即mA>mB,故D错误;
已知hA<hB,SA>SB,
由V=Sh不能确定A的体积一定大于B的体积,故C错误。
故选A。
[典例5-2](2024八上·慈溪期中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】甲容器为下大上小的容器、乙为柱形容器、丙为下小上大的容器,装入等质量的水后,甲容器内水的深度最大,再根据p=ρgh分析容器底部受到水的压强的大小关系。
【解答】甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水,由容器的形状可知,三个容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,三个容器底部受到水的压强关系为p甲>p乙>p丙。
故答案为:A。
[典例5-3](2024八上·义乌月考)科技小组的同学用3D打印机制作了四种模型,分别固定在支架上,放置于电子秤上,如图所示,用吹风机相同档位正对模型从右向左水平吹风,其中电子秤示数可能明显变大的是( )
B. C. D.
【答案】C
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】
A.模型上下表面均是平面,空气在上下表面流动速度相同,上下表面受到气压相同,无明显压力差,电子秤示数无明显变化,A不符合题意;
B.模型上表面凸起,下表面是平面,空气在上表面流速更大,上表面气压更小,有明显向上的压力差,电子秤示数明显变小,B不符合题意;
C.模型下表面凸起,上表面是平面,空气在下表面流速更大,下表面气压更小,有明显向下的压力差,电子秤示数明显变大,C符合题意;
D.模型上下表面对称,空气在上下表面流动速度相同,上下表面受到气压相同,无明显压力差,电子秤示数无明显变化,D不符合题意;
故答案为:D。
【分析】
气体的压强与流速的大小有关,气体的流速越大,压强越小。
◆变式训练
1.(2024八上·慈溪月考)某同学为了探究液体压强的特点,设计了A、B两种隔板。A隔板中间有一段能够自由形变的橡皮膜,B隔板有三段同样的橡皮膜。如图所示容器中装有甲乙两种液体,使用A隔板将两种液体隔开时,隔板中间的橡皮膜恰好没有发生形变。如果将A隔板换成B隔板,其他条件不变,橡皮膜可能会出现的情况是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】压强大小比较;液体的压强;影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
【解答】使用A隔板将两种液体隔开时,隔板中间的橡皮膜恰好没有发生形变,说明两边液体压强相等,甲液体密度较大。 如果将A隔板换成B隔板,其他条件不变, 在第一个橡皮膜处乙压强大,在第二个橡皮膜处甲压强大,
故答案为:B。
(1题图) (2题图)
2.(2024八上·宁波期中) 如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2,容器甲中盛有0.2m 深的水,容器乙中盛有0.4m深的酒精,若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p消耗,已知 下列描述中正确的是 (  )
A.若p米>p矿材,质量m取值范围是2.4kgB.容器甲中水的质量小于容器乙中酒精的质量
C.水对容器甲底部产生的压强大于酒精对容器乙底部产生的压强
D.剩余水对容器甲底部的压力可能等于剩余酒精对容器乙底部的压力
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 先根据V=Sh求出容器甲中水的体积,再根据密度公式可求出容器甲中水的质量;根据p=ρgh可求出取出酒精之前酒精对容器乙底部产生的压强;根据V=Sh求出容器乙中酒精的体积,再根据密度公式求出容器乙中酒精的质量,从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水和酒精对容器底的压力等于各自的重力。
【解答】AD.由于甲、乙容器为圆柱形容器
当从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压力
剩余酒精对容器乙底部的压力
(4kg﹣m)不可能等于(3.2kg﹣m),所以剩余水对容器甲底部的压力不可能等于剩余酒精对容器乙底部的压力;剩余水对容器甲底部的压强
剩余酒精对容器底部的压强
若,则
解得:m>2.4kg。由于酒精的质量为3.2kg,所以抽出液体的质量范围为
故A正确,D错误。
C.容器甲中液体对容器底产生的压强
所以,故C错误;
B.由可知酒精和水的质量分别为
,故B错误;
故答案为:A。
3.(2024八上·杭州月考)对流层是大气层中与人们生活生产最密切的一层,人类就生活在对流层的底部,承受着大气对我们的压强——大气压。下列有关叙述中错误的是(  )
A.如果把手掌摊开,大气对手掌上表面的压力大约有1800N
B.对流层中大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压也越大
C.对流层的对流运动明显,主要的天气现象都出现在这一层中
D.大气压不仅随高度而发生变化,同时还受天气、季节等因素的影响
【答案】B
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压对天气的影响
【解析】【分析】地球对流层位于大气的最低层,集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化,它的高度因纬度而不同,在低纬度地区平均高度为17~18公里,在中纬度地区平均为10~12公里,极地平均为8~9公里,并且夏季高于冬季。
【解答】A:通常情况下,大气压强是1.0×105Pa,一只手掌的长18cm,宽10cm,面积约为180cm2,即0.018m2,故一只手掌的上表面受到的大气压力F=PS=1.0×105Pa×0.018m2=1800N.故A正确;
B:地球上大气压力是随着地理位置、海拔及季节等因素的影响而变化,主要是随海拔升高而减小。故B错误;
C:由于90%以上的水气集中在对流层中,所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。故C正确;
D:地球上大气压力是随着地理位置、海拔及季节等因素的影响而变化,主要是随海拔升高而减小。故D正确。
故答案为:B
3.(2024八上·义乌月考)小金用2mL注射器、量程0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器   长度为4.00cm。
步骤四:算出大气压强值。
同组的小格分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于   。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N。由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N.
小格根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值为   Pa。
【答案】有刻度部分的;排空注射器内的空气;摩擦力;9.8×104Pa
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【分析】 用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果;大气压力F大气=F-F摩擦,然后根据计算出压强值。
【解答】 本实验的原理是二力平衡和,需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度;
①先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。所以小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,此时活塞所受到的摩擦力为0.3N;
大气压力为:F大气=F-F摩擦=5.2N-0.3N=4.9N;
大气压强为:。
4.(2024八上·余姚竞赛)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积 额定雾化量 自身重力 履带总触地面积
20升 10升/小时 500牛 200厘米2
(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
【答案】(1)由可知,机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程:;
(2)由表格数据可知,机器人未装消毒液时的重力,
机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压力:,
机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强:;
(3)由可知,机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压力的减小量:,
该过程所消耗消毒液的重力:,
由可知,该过程所消耗消毒液的质量:。
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据速度公式求出机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)由表格数据可知机器人未装消毒液时的重力,机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压力等于自身的重力,根据求出机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)根据的变形公式求出机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压力的减小量,即为该过程所消耗消毒液的重力,根据求出该过程所消耗消毒液的质量。
■考点6浮力
[典例6]体积相同的铜、铁、铝三个小球,放入水中静止后,如图所示,已知这三种物质的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝,则下列判断正确的是()
A.铝球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心的
B.三个小球的质量关系m铝>m铁>m铜
C.三个小球的重力关系G铝>G铁=G铜
D.三个小球受到的浮力关系F铝<F铁<F铜
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
◆变式训练
1.(2024八上·杭州月考)关于物体的浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是 (  )
A.轮船从长江驶入东海时会下沉一些
B.干瘪、虫蛀的种子漂浮在盐水上,种子所受浮力大于其重力
C.潜水艇在水面下匀速下潜过程中,受到的压强不变,浮力变大
D.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过增大排开水的体积实现的
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)轮船漂浮时,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,液体的密度不同,排开液体的体积不同;
(2) 物体漂浮,浮力等于重力;
(3)潜水艇在水面下匀速下潜过程中,深度增加,根据p=ρ液gh分析受到的压强的变化情况,排开液体的体积不变,根据F浮=ρ液gV排得出浮力的变化情况;
(4)利用“空心”的办法增大排开液体的体积,从而增大物体受到的浮力;
【解答】 A、轮船从长江驶入东海,轮船的浮力等于重力,大小不变,但海水的密度大于江水的密度,根据F浮=ρ水gV排可知,排开液体的体积变小,会上浮一些,故A错误;
B、干瘪、虫蛀的种子漂浮在盐水上,浮力等于重力,故B错误;
C、潜水艇在水面下匀速下潜过程中,深度增加,根据p=ρ液gh可知受到的压强变大,排开液体的体积不变,F浮=ρ液gV排可知浮力不变,故C错误;
D、把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过增加排开液体的体积从而增大浮力来实现的,故D错误;D、同一密度计在不同液体中漂浮时,浮力都等于重力,所以所受浮力大小相同,故D正确。
故答案为:D。
2.(2024八上·宁波期中) 实心铝块B、C 的体积分别为20cm3和10cm3,当B浸没在水中时,木块A恰能在粗糙的水平桌面上做匀速直线运动。铝块B始终在水中且未碰底,B与水间粘滞阻力及滑轮摩擦均忽略不计, 关于 A 所受摩擦力方向与大小判断正确的是 ( )
A.水平向右, 0.07N B.水平向右, 0.27N
C.水平向左,0.07N D.水平向左,0.27N
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力的存在;浮力大小的计算
【解析】【分析】 根据阿基米德原理计算出铝块B受到的浮力,再计算出对物体A的拉力;木块A恰能在粗糙的水平桌面上做匀速直线运动,受力平衡,据此判断出摩擦力的大小和方向。
【解答】 铝块C的质量为:mC=ρVC=2.7g/cm3×10cm3=27g=0.027kg,
铝块C的重力为:G=mCg=0.027kg×10N/kg=0.27N,
铝块B的质量为:mB=ρVB=2.7g/cm3×20cm3=54g=0.054kg,
铝块B的重力为:G=mBg=0.054kg×10N/kg=0.54N,
铝块B排开水的体积等于自身的体积,受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N,
铝块对物体A的拉力为:F=G-F浮=0.54N-0.2N=0.34N;
物体A匀速运动时,受到铝块C的拉力为0.27N,受到铝块B的拉力为0.34N,右侧拉力大于左侧拉力,所以物体A向右运动,摩擦力方向向左,大小为f=0.34N-0.27N=0.07N。
故答案为:C。
3.(2024八上·宁波期中) 如图是一种自制简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝。相同的两个烧杯中分别装有质量相等,密度为ρ1、ρ2的液体,将这一密度计分别放于两种液体中; 若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,烧杯底部受到液体的压强分别为p1、p2,则m1   m2, p1   p2(均选填“<”、 “=”或“>”)。
【答案】=;=
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】首先根据浮沉条件比较浮力大小,再根据阿基米德原理F浮力=G排比较排开液体质量大小。容器底部受到液体的压力等于液体和密度计的重力之和,然后根据压强公式比较压强大小。
【解答】 密度计始终在液体中漂浮,则受到的浮力始终等于自身重力,即浮力相等。根据F浮=G排=m排g可知,密度计排开液体的质量相等,即m1=m2; 根据F=G液+G密度计可知,液体对容器底部的压力相等,且底面积相等,容器底部受到液体压强相等,即p1=p2。
■考点7 摩擦力、重力、弹力
[典例7-1](2024八上·浙江期中)下列计算质量为5千克的物体所受重力的运算过程正确的是(  )
A.G=mg=5×9.8牛/千克=49牛
B.G=mg=5千克×9.8牛/千克=49牛
C.G=mg=5千克×9.8=49牛
D.G=mg=5千克×9.8牛=49牛
【答案】B
【知识点】重力的大小
【解析】【分析】重力大小跟物体的质量成正比即G=mg,其中g=9.8牛/千克。
【解答】利用G=mg计算物体所受重力,计算过程中注意m和g的单位要正确,正确的运算过程为G=mg=5千克×9.8牛/千克=49牛。
故答案为B。
[典例7-2](2024八上·慈溪期中)如图,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是(  )
A.f1>500N,方向竖直向下 B.f2=500N,方向竖直向下
C.f3<500N,方向竖直向上 D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
【答案】D
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】对小科进行受力分析,明确其在竖直方向上受到的力,再根据小科的运动状态,判断两个力的大小关系。
【解答】小科在沿杆匀速上爬时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f1,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f1=G。
小科停在A处休息,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力为f2,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f2=G。
沿杆匀速下滑时,处于平衡状态,受到的是竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f3,这两个力是一对平衡力,大小相等,即f3=G。
综合分析:f1=f2=f3,方向都竖直向上,故D正确。
故选:D。
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如图乙、图丙所示。以下说法正确的是(  )
A.0~6秒,物体静止,拉力与摩擦力大小相等
B.第7秒,物体受到的摩擦力是12N
C.6~8秒,物体处于匀速直线运动状态
D.8秒以后,摩擦力与拉力是一对相互作用力
【答案】A
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】物体静止或做匀速直线运动时,受到平衡力的作用;所以根据图先分析物体的运动情况,再分析摩擦力大小;物体与地面间的摩擦力与接触面的粗糙程度、物体与地面间的压力有关。
【解答】 A、由图乙可知,0~6s物体的速度为0,处于静止状态,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,在0~6s内拉力逐渐增大,摩擦力也在增大,故A正确;
B、由图乙可知,物体在8s后做匀速直线运动,此过程中受到的拉力是10N,因物体处于平衡状态,所以,物体受到的摩擦力f=F=10N;因在6秒后的运动过程中压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的滑动摩擦力大小不变,始终为10N,B错误;
C、由图乙可知6~8s内,物体的速度逐渐变大,是加速直线运动,处于非平衡状态,故C错误;
D、 8秒以后,摩擦力与拉力是一对平衡力,D错误;
故答案为:A。
2.(2024七下·海曙期末)某研究小组在探究“影响物体重力大小的因素”实验时,获得了老师给的一个素材:2021年7月31日东京奥运会,我国选手吕小军在男子81公斤举重中强势夺金,并以抓举170公斤破奥运纪录。若只给你弹簧秤和若干个钩码,你能否推算出吕小军在抓举中杠铃受到的重力?于是小组成员进行了如下的实验探究。
(1)实验记录如表:
钩码数/个 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/
2 0.1 1 10
4 0.2 2 10
6 0.3 3 10
8 0.4 4 10
①探究过程中,在探究重力大小与质量的关系时,实验器材使用若干个质量均为50g的钩码而不使用其他物体,选择使用钩码的好处是   ;
②分析表中实验数据,得出可能的结论是   ;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是   ;
(2)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图像(数值省略),你认为该同学在实验中存在的问题是什么?   。
【答案】(1)可以直接读出质量,便于使物体质量成倍数增加;物体所受重力与其质量成正比;1700N
(2)测力计未调零
【知识点】重力的大小
【解析】【分析】 (1)①探究物体所受重力与质量的关系,最好使物体的质量能成整数倍增加;
②根据表格数据分析物体质量增大和重力增大之间的数量关系即可;
③根据G=mg计算杠铃的重力。
(2)当物体的质量为零时,其重力应为零,由图象知,当质量为零时,重力不为零,则测力计没有调零。
【解答】 (1)①不使用其他物体而选择使用钩码的好处是:可以直接读出质量,并且便于使物体质量成倍数增加;
②由表中数据可见:质量增大几倍,重力也相应的增大几倍,但是重力和质量的比值是不变的,比值的大小是一定值。因此可以得出的结论是:物体所受的重力与其质量成正比;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是:G=mg=170kg×10N/kg=1700N;
(2)由图象知,当质量为零时,重力不为零,即测力计有示数,则测力计未调零。
1.(2023·湖州)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C.加热空气后。热气球不断上升 D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球上方空气流速大而压强小,下方空气流速小而压强大,于是乒乓球受到向上的压强,于是乒乓球不掉下来,与飞机升力的原理相同,故A符合题意;
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变,是大气压强对牛奶盒产生压强,故B不合题意;
C.加热空气后。热气球不断上升,是因为氢气球受到的浮力大于重力,故C不合题意;
D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下,是因为纸片受到向上的大气压强,故D不合题意。
故选A。
2.(2023·舟山)物体的结构决定其主要性质与功能,科学研究的重要方法是根据其功能或特性,探索结构,逐步了解规律。下面列举的结构与功能不吻合的是(  )
选项 功能 结构
A 植物能吸收足够的水和无机盐 植物根毛区存在大量根毛
B 飞机飞行时能获得向上的升力 飞机的机翼上面凸下面平
C 鸟类飞行时能减小空气阻力 鸟类胸肌发达,骨骼中空
D 氢气能成为一种清洁能源 氢分子由氢原子构成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】植物生长需要无机盐;流体压强与流速的关系;能源的种类
【解析】【分析】A.植物的大量根毛增加吸收水和无机盐的面积;
B.飞机的升力的原理为流速和流体压强大小有关;
C. 鸟类胸肌发达,骨骼中空减小了自身的质量;
D.氢气为清洁能源,原因其产物为水;
【解答】A.植物的大量根毛增加吸收水和无机盐的面积,故符合题意;
B. 机翼上面凸下面平 ,上方流速大流体压强小,上下方存在压强差,获得向上的升力;
C. 鸟类飞行时能减小空气阻力原因为其身体呈纺锤形;
D.氢气燃烧产物为水,原因为氢分子由氢原子构成;
故答案为:C.
3.(2022·温州)如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1cm2,质量不计,大气压强为 现将活塞缓慢提高15m,则在该过程中外力对活塞做功为 (  )
A.50J B.100J
C.150 J D.200J
【答案】B
【知识点】大气压强的存在;功的计算公式的应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】由于大气压强的限制根据P=ρgh的变形式求出活塞上升时,管内、外水位差的最大值,由于河水体积很大且水管的内径很细,故管内水位上升时,管外水位的降低量h外可以忽略不计,得出管内水面(或活塞)相对于河岸的升高量和真空部分的高度。水上升阶段:以活塞为研究对象,它受到向上的力F、向下的大气压力和管内的水向上的压力,根据力的平衡条件得出任意时刻管内、外水位差为h时拉力的表达式,进一步求出力F的平均值,根据W=Fs求出此阶段拉力做的功。水不上升阶段:力F做的功等于活塞克服大气压力做的功,根据F=PS和W=Fs求出此阶段拉力做的功;整个过程中,力F做的功等于两者之和。
【解答】由于大气压强的限制,活塞上升时,管内、外水位差存在一个最大值
所以管内水面相对于河岸的升高量等于管内、外水位差,即
活塞继续上升了
水面不动,活塞与水之间是真空;水上升阶段:设任意时刻向下的大气压力和管内的水向上的压力为、,管内、外水位差为,则有
由于活塞始终平衡,故

解得
可见,力跟成正比,在距离上的平均值为
在距离上的功为
水不上升阶段:力做的功等于活塞克服大气压力做的功,故有
所以整个过程中,力做的功为
故答案为:B。
4.(2023·杭州)小金用脚将足球踢出,足球在地面上运动了一段距离后停下。下列分析错误的是()
A.踢球时脚也受到球的作用力,是因为力的作用是相互的
B.球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性
C.球运动越来越慢最后停下来,是因为球受到阻力的作用
D.球在运动过程中,如果一切外力突然消失,球将立即静止
【答案】D
【知识点】力的作用是相互的;牛顿第一定律;惯性;力与运动的关系
【解析】【分析】(1)甲对乙施加力的作用时,乙也对甲施加反作用力,这就是力的作用的相互性;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)根据力与运动的关系判断;
(4)根据牛顿第一定律判断。
【解答】A.踢球时脚也受到球的作用力,是因为力的作用是相互的,故A正确不合题意;
B.球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性,故B正确不合题意;
C.球运动越来越慢最后停下来,是因为球受到阻力的作用,故C正确不合题意;
D.根据牛顿第一定律可知,球在运动过程中,如果一切外力突然消失,球将做匀速直线运动,故D错误符合题意。
故选D。
5.(2022·金华)2022年5月10日凌晨,“天舟四号”货运飞船由长征七号运载火箭成功发射,历经数小时飞行后与“天和”核心舱成功对接。下列说法正确的是(  )
A.火箭加速上升过程中,受到平衡力的作用
B.以上升的火箭为参照物,地面是静止的
C.“天舟四号”完成对接后,仍具有惯性
D.“天舟四号”绕地球运动过程中,运动状态始终不变
【答案】C
【知识点】参照物及其选择;惯性;平衡状态的判断
【解析】【分析】(1)平衡状态包括:静止状态和匀速直线运动状态;
(2)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;
(3)根据惯性的影响因素判断;
(4)运动状态的改变包括:由静止变为运动,由运动变为静止,运动方向改变和速度大小改变。
【解答】A.火箭加速上升过程中,速度不断增大,没有处于匀速直线运动状态,因此它不受到平衡力的作用,故A错误;
B.以上升的火箭为参照物,地面相对火箭的位置不断改变,因此地面是运动的,故B错误;
C.“天舟四号”完成对接后,由于它的质量保持不变,因此它的惯性保持不变,故C正确;
D.“天舟四号”绕地球运动过程中,它沿曲线轨道运动,即运动方向不断改变,因此运动状态不断改变,故D错误。
故选C。
(5题图) (6题图)
6.(2022·宁波)如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是(  )
A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
【答案】D
【知识点】镜面反射与漫反射;光的折射现象及应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据两个表面的手感不同判断;
(2)光在光滑平整的表面上发生镜面反射,反射光线集中在某个范围内;光在凸凹不平的表面上发生漫反射,反射光线射向四面八方;
(3)增大摩擦力的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;
(4)根据光的折射的知识判断。
【解答】A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面,光滑的一面为平滑面,故A正确不合题意;
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面发生的是镜面反射,则这个面是平滑面 ,故B正确不合题意;
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面肯定比较粗糙,应该是磨砂面,故C正确不合题意;
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,无论朝向眼睛的一面为平滑面还是粗糙面,穿过玻璃后的折射光线都是杂乱无章的,因此无法看到远处的物体,故D错误符合题意。
故选D。
7.(2022·舟山)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是(  )
A.冷水、热水中都下沉 B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升 D.冷水中上升,热水中下沉
【答案】D
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】根据浮沉条件分析判断。
【解答】冷水的密度大于温水,即气球受到的浮力大于重力,因此气球在冷水中上浮。热水的密度小于温水,即气球受到的浮力小于重力,因此气球在热水中下沉。
故选D。
8.(2023·衢州)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是(  )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【知识点】浮力的变化
【解析】【分析】当物体浸入的深度改变时,如果浮力发生改变,那么说明二者存在关系;否则,浮力与深度无关,据此分析判断。
【解答】①探究浮力大小与深度的关系时,需要控制液体密度和排开液体的体积相等,只改变深度。而铁块慢慢浸入水中时,深度和排开液体的体积都增大,故①不合题意;
②浸没在水中的铁块,它排开液体的体积不变,让铁块再下移一段距离测力计示数不变,根据F浮力=G-F拉可知,铁块受到的浮力不变,这说明浮力与深度无关,故②符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,则浸入的深度不同。但是二者受到的浮力都等于重力,即二者浮力相等,那么说明浮力与深度无关,故③符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,它们受到的浮力都相等,但是浸入的深度不同,那么说明浮力大小与深度无关,故④符合题意。
则能够证明结论的是②③④。
故选C。
9.(2023·舟山)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是(  )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
【答案】A
【知识点】天平的使用及读数;质量及其特性;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】阿基米德原理为:物体在液体中受到竖直向上的浮力,其浮力大小等于其排开液体所受到的重力大小。
【解答】A.左盘放入物体后增加的压力为浮力大小,其浮力等于排开液体所受到的重力大小,故不变;
B.蜡块漂浮, 蜡块受到的浮力等于蜡块的重力;
C.阿基米德原理可知, 量筒中水的质量等于蜡块的质量;
D.排开水的体积小于蜡块的体积;
故答案为:A.
10.(2023·湖州)现将一杯子和木块(不吸水,密度为0.6×103千克/米3)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下(  )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)(2)根据物体的浮沉条件判断;
(3)首先根据漂浮和悬浮条件比较浮力大小,再根据阿基米德原理比较V排的大小,进而确定水的深度变化;
(4)对木块进行受力分析,判断对杯底压力的大小。
【解答】A.因为木块的密度小于水的密度,所以图1木块所受的浮力等于重力。图2木块完全浸没在水中,它排开水的体积变大,那么它所受的浮力大于重力,故A错误;
B.图1杯子所受的浮力等于杯子和木块的总重力,图2杯子所受浮力小于杯子的重力,故B错误;
C.图1中木块和杯子一起漂浮,则它们受到的浮力等于重力;图2中,木块和杯子悬浮,则浮力等于重力,则二者受到的浮力相等。根据阿基米德原理可知,它们排开水的体积相同,那么容器内水的深度相同,故C正确;
D.图1中,木块对杯底的压力等于木块的重力,图2木块对杯子底部的压力等于杯子受到的浮力减重力,故木块对杯子底部力的大小不同,故D错误。
故选C。
11.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
【答案】(1)变大
(2)大于或>;外或左
【知识点】摩擦力的存在;物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)气球总是向气压减小的一侧膨胀。
(2)根据浮沉条件解答。摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】(1)如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力
的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
12.(2022·宁波) 2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”III型浮空艇从海拔4300m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
(1)该浮空艇总质量约2625kg,它受到重力的大小约为   。
(2)已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9060m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为   N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要   (填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
【答案】(1)26250N
(2)72480
(3)上浮
【知识点】重力的大小;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算出浮空艇受到的重力;
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算浮力;
(3)根据浮沉条件分析解答。
【解答】(1)浮空艇受到的重力:G=mg=2625kg×10N/kg=26250N;
(2)浮空艇受到的浮力:F浮=ρ液gV排=0.8kg/m3×10N/kg×9060m3=72480N;
(3)原来浮空艇在空气中悬浮,此时浮力等于重力。当用上层氦气排出下层空气时,浮空艇的重力减小,此时浮力大于重力,因此浮空艇将要上浮。
13.(2022·杭州)如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会   (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是   。
【答案】靠拢;纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气压小于两侧大气压,在两侧大气压的作用 下将纸片向内挤压
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】流体流速越大的位置压强越小,根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会靠拢,理由是:纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气压小于两侧大气压,在两侧大气压的作用 下将纸片向内挤压。
(13题图) (14题图)
14.(2024·浙江)如图所示,狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)以地面为参照物,雪橇处于   (填“静止状态”或“运动状态”)。
(2)雪橇运动5米,狗的拉力对雪橇做功为   焦。
(3)货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平,不计空气阻力,则雪橇对货物的摩擦力为牛。
【答案】(1)运动状态
(2)500
(3)0
【知识点】参照物及其选择;摩擦力的存在;功的计算公式的应用
【解析】【分析】(1)被研究的物体和参照物之间发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则被研究的物体是静止的;
(2)根据W=Fs求功;
(3)相对静止时,没有相对运动趋势,摩擦力为零。
【解答】(1)狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,雪橇和地面之间发生了位置的变化,所以以地面为参照物,雪橇是运动的;
(2)狗对雪橇的水平拉力为100牛,雪橇运动5米,W=Fs=100牛×5米=500焦;
(3)相对静止时,雪橇和货物没有相对运动趋势,雪橇对货物的摩擦力为0牛。
15.(2023·绍兴)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图   的方式不合理,因为该方式没有控制   。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为   帕。
【答案】(1)乙;压力相同
(2)10000
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求分析解答;
(2)根据公式计算食指受到的压强。
【解答】(1)探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力相等,只改变受力面积。在乙图中,下面拇指受到的压力等于上面食指的压力和铅笔的重力之和,大于上面手指受到的压力,因此:我认为乙的方式不合理,因为没有控制压力相同。
(2)食指受到的压强约为:。
16.(2022·杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示,自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
(1)呼吸气路的设计:自教呼吸器使用时,需用鼻夹夹住鼻子,用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时,单向阀A和B的开闭情况是   (选填“A打开,B闭合”或“A闭合,B打开”)。
(2)生氧药品的选择:小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示,其中M为+1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2,其反应的化学方程式为:
4MO2+2H2O=4X+3O2↑
4MO2+2CO2=2M2CO3+3O2
X的化学式为   。
500g超氧化钾(KO2)和500g超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图丙所示。小金依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min,并结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能,选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是   。(写出1点)
(3)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有   (选填序号)。
①生氧药品的质量 ②外界有毒有害气体浓度
③外界氧气浓度 ④生氧药品的种类
【答案】(1)A打开,B闭合
(2)MOH;生氧速度波动较小,使用时间较长,氧气浪费较少
(3)①④
【知识点】大气压强的存在;质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】(1)流体总是从气压大的地方流向气压小的地方,据此分析两个单向阀的开启情况。
(2)根据质量守恒定律分析X的化学式。
(3)在制氧过程中,如果生氧速度太大,会造成气压过大,从排气面排出而浪费。如果生氧速度不稳定,那么会影响使用体验,据此分析解答。
(4)根据自救呼吸器的工作原理分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,单向阀B只能向上开启,而A只能向下开启。在正常呼气时,呼吸软管内气压增大,从而打开单向阀A,关闭单向阀B,废气从排气面排出。
(2)根据方程式 4MO2+2H2O=4X+3O2↑ 得到:4M+10O+4H=4X+6O,解得:4X=4M+4O+4H,即X=MOH。
根据图丙可知,选取KO2的优点是:生氧速度波动较小,使用时间较长,氧气浪费较少。
(3)影响自救呼吸器防护时间的其实就是生成氧气的量,而生成氧气的量有药品的质量和种类决定,故选①④。
17.(2023·宁波)汽车在坡路险的山区公路上坡时,因车轮打滑(车轮原地转动,不能为车辆前进提供足够的驱动力)引起的事故偶有发生。小宁学习了“摩擦力”后,对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣,于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。
【实验方案】
拆下小车的4个车轮,按要求装上实验用车轮(除了有无花纹外,其它均相同),置于斜坡,如图所示。启动小车,记录爬坡情况。
【实验现象】
【实验分析】
(1)第1、2次实验现象说明:该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的(这样的车轮称为驱动轮)。由第1、3次实验现象可知:驱动轮的轮胎表面粗糙些更   (填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识,本实验能初步说明车轮打滑的原因。
(2)由第3-6次实验可知:前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大,易造成小车偏转。如果继续实验,当该小车仅右前轮、左后轮有花纹,可推测小车爬坡情况为   。
【答案】(1)有利于
(2)向左偏转
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据实验1和3中的实验现象分析轮胎表面的粗糙程度对驱动力的影响即可;
(2)根据实验4、5、6分析轮胎花纹和汽车转向之间的对应关系,然后再确定这道题目中汽车的爬坡情况。
【解答】(1)根据表格数据1、3可知,3中驱动轮表面有花纹,即接触面更加粗糙,此时小车能正常上坡,那么得到:驱动轮的轮胎表面粗糙些更有利于提升该小车的爬坡能力。
(2)在实验4中,左前轮有花纹,向右偏转;实验5中,左前轮有花纹,向右偏转;实验6中,右前轮有花纹,向左偏转;
因此汽车的偏转方向与驱动轮有花纹的车胎位置相反。
那么当小车右前轮,左后轮有花纹时,汽车的偏转方向与“右”相反,即向左偏转。
18.(2023·湖州)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是   (选填“易形变”或“不易形变")的。
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计,上反映的是橡皮膜   (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是   。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体   的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
【答案】(1)易形变
(2)上方;转换法
(3)密度
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】影响液体压强大小的因素:液体的密度以及深度
转换法主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象
【解答】(1) U形管压强计的原理:当金属盒上的橡皮膜与液体接触时,在水压的作用下,橡皮膜发生形变,向内凹,使得金属盒与U型管内液体之间的气体压强变大,将U型管左侧液面往下压,从而形成液面的高度差;水的压强越大,橡皮膜的形变程度越大,U型管液面的高度差越大,故橡皮膜应选用易形变的。
(2)将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,压强计上反应的是橡皮膜上方水产生的压强;压强大小用U形管左右液面高度差来反映,是将压强的大小转换成了U型管液面的高度差,故采用的是转换法
(3)图3和图4中的液体种类不同,改变了液体的密度,因此探究的是液体压强与液体密度的关系
故答案为:(1)易形变 (2)上方 转换法 (3)密度
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3.1力是改变物体运动状态的原因
考点分布 考查频率 课标要求
考点1 参照物与运动方式 ☆☆ 1.知道对物体运动的描述与所选的参照物有关。
2.了解速度的定义和单位,能用速度描述物体的运动,能用速度公式进行简单计算。
3.列举生活中常见的力(如重力、摩擦力、弹力),并能说明其意义。
4.会测量力的大小,并用力的图示来表示力的三要素。
5.描述牛顿第一定律, 能用惯性解释有关的常见现象。
6.举例说明二力平衡的条件,以及力是物体运动状态变化的原因。
7.理解压强的含义,能说出日常生活中增大和减小压强的方法。
8.通过实验认识大气压强,知道大气压强的变化及其对生活的影响。
9.知道液体内部存在压强,了解影响液体压强大小的因素 10.通过实验认识阿基米德原理和浮沉条件,并解释生产生活中的有关现象。
11.了解流体压强与流速的定性关系,并简单解释有关的现象。
考点2 速度及其运用 ☆☆
考点3 力的基础 ☆☆
考点4 牛顿第一定律与二力平衡 ☆☆☆
考点5压强 ☆☆☆
考点6 浮力 ☆☆☆☆
考点7摩擦力、重力、弹力 ☆☆☆☆
■考点① 参照物与运动方式
一、机械运动
1.物体的空间位置不断发生着改变,这种运动叫做 。
2.我们平常所说的运动一般是指机械运动,但物体并非只做机械运动,还有许多运动要比机械运动复杂得多,如热运动、化学运动、生命运动等。
二、参照物
1.参照物
(1)定义:研究机械运动时,被选作标准的物体叫做 。
(2)选择参照物的原则
a. :参照物一旦被选定,我们就假定该物体是静止的。
b. :参照物的选取可以是任意的,但不能将研究的物体本身作为参照物,因为自己以自己为参照物,任何物体的位置是永远不变的,也就是说,这一物体永远处于静止状态。
c. :为了便于研究机械运动,科学中一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参照物,且可以不加以说明;若选取其他合适的物体作为参照物,研究机械运动时,则要作出说明。
2.运动和静止的相对性
同一物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。同一物体,相对于不同的参照物,它的运动情况可能不同。被研究的物体相对于这个物体是静止的,相对于另一个物体可能是运动的,这就是运动和静止的相对性。
因此,判断一个物体是运动还是静止时,首先要确定一个参照物。对现实中的所有物体来说,运动是绝对的,静止是相对的。
三、 机械运动的分类
(1)匀速直线运动
物体沿直线路线运动时,如果在相等的时间内通过的路程相等,运动快慢保持不变,这种运动叫做匀速直线运动。
(2)变速直线运动
物体沿直线路线运动时,如果在相等的时间内通过的路程不相等,运动快慢发生了变化,这种运动叫做变速直线运动。如在现实生活中,运动员的100米赛跑、50米游泳,飞机降落时在跑道上滑行,都可以看成直线运动,但它们的运动快慢是变化的,这些运动都是变速直线运动。
(3)物体运动的图像
常见的描述物体运动的图像有st图像(如图3-1-5所示)和v-t图像(如图所示)。
■考点② 速度及其运用
1.比较物体运动的快慢
通常我们比较物体运动快慢的方法:
①比较相同时间内通过的路程,在相同的时间内,运动路程大的物体运动得快;
②比较通过相同的路程所用的时间,运动相同的路程,用的时间短的物体运动得快。
2.速度
①速度的科学意义:速度是表示物体 的物理量。物体运动得越快,则速度越大;物体运动得越慢,则速度越小。
②速度的定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
③速度的公式: 速度=
用v表示速度,s表示路程,t表示时间,计算速度的公式可表示为。
④单位:常用的速度单位是米/秒和千米/时。关系:1米/秒=3.6千米/时。
3.常见物体运动速度的大小
■考点③ 力的基础
一、力是什么
1. 力是物体对物体的 。
注意:①力的产生不能脱离物体,当发生力的作用时,总有两个物体存在,一个是施力物体,另一个是 物体。
②发生力的作用时,物体间不一定要相互接触,也就是说,不接触的物体间也可能发生力的作用。如磁铁吸引铁钉,树上的苹果受到地球的引力,两者之间不接触也能相互吸引。
二、力的作用效果
力的作用效果:改变物体的形状和改变物体的运动状态(速度大小和运动方向)
三、 力的作用是相互的
1.一个物体对另一个物体施加力的作用时,也同样受到另一个物体对它的力的作用,也就是说,物体间力的作用是相互的。
2.一对相互作用力的特点
①物体之间相互作用力的大小 、方向 、作用在两个物体上,并且作用在同一条直线上。
②物体间力的相互作用是同时 、同时 的,没有先后之分。
四、力的测量
1.力的单位
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示。它是以英国科学家牛顿的名字命名的。拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛。
2. 弹力
物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来的形状,物体的这种性质称为 。发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做 。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的,常见的拉力、压力、支持力等都属于 。
注意:
①弹力产生的条件:物体发生弹性形变。
②弹力产生的原因:物体反抗形变。
③弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。
④在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。
3.测力计
测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧测力计是一种常用的测力计,它的内部装有一根可以伸缩的弹簧
4.弹簧测力计的原理和使用
原理:在弹性限度内弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长越长。
使用弹簧测力计时应注意以下问题:
①使用前应检查指针有没有对准零刻度线,若没有对准,则需要调零。
②被测力不能超出弹簧测力计的测量范围,即量程。
③测量时拉杆、弹簧不能与面板摩擦。
④测量时,弹簧测力计的弹簧伸长方向要跟所测力的方向在同一条直线上,即要沿着弹簧测力计的轴线方向施力。
⑤读数时,应让视线与面板表面刻度相垂直。
五、力的三要素
力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关,通常把力的 、 、 叫做力的三要素。
■考点④ 牛顿第一定律与二力平衡
一、牛顿第一定律
牛顿总结了伽利略等人的研究成果,进一步得出:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是著名的 。
(3)理解牛顿第一定律,应注意从以下四个方面入手
①“一切”说明该定律对于所有物体都是普遍适用的,不是特殊现象。
②“没有受到外力作用”是指定律成立的条件。
③“总”指的是总是这样,没有例外。
④“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说,物体如果不受外力作用,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来处于运动状态的物体会保持原来速度的大小和方向,做匀速直线运动。
二、力和运动的关系
力不是维持物体运动的原因,而是改变物体 的原因。
三、惯性
1.惯性的概念
牛顿第一定律告诉我们,一切物体都具有保持原来的运动状态不变的性质,即原来静止的物体,保持静止状态,原来匀速直线运动的物体,保持匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。因此,牛顿第一定律也叫做惯性定律。
2.惯性现象
在生活中我们经常遇到惯性现象,例如:当汽车突然起动时,车上乘客的脚已随车向前运动,而身体的上部由于惯性还要保持静止状态,这时乘客就要向后倒;反之,当汽车突然刹车时,车上的乘客会向前倾。
注意:
一切物体都具有 ,是指无论是固体、液体还是气体,无论物体质量大还是小,无论是静止还是运动,无论受力还是不受力,都具有惯性。惯性是自然界中一切物体的 属性。
②惯性大小是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,而与物体的运动状态、形状、所处位置等因素无关。
③惯性是物体的一种属性,它不是力。力是物体对物体的作用,发生力的作用时,必然要涉及两个相互作用的物体,单独一个物体不会出现力的作用。惯性是每个物体都具有的,不需要两个物体的相互作用,惯性只有大小,没有方向。所以描述惯性现象时,只能说“物体具有惯性”或者说“由于惯性”,而不能说“惯性力”“惯性作用”或“受到惯性作用”等。
四、二力平衡
(1)物体在受到两个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡。
(2)物体运动状态不变时的受力情况分析①可能不受到任何作用力。
根据牛顿第一定律可知:当物体不受任何外力作用时,物体将保持静
止或匀速直线运动状态,②可能受一对平衡力的作用。如果物体只受两个力的作用,且保持静止或勾速直线运动状态,则这两个力一定是一对 。
五、二力平衡的条件
1.两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且作用在 。
2.平衡力和相互作用力的区别
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。其特点可概括为“同物、等大、反向、共线”物体间相互作用的两个力称为相互作用力,其特点可概括为“等大、反向、共线、异物”。
相互作用力是同时产生、同时消失的。而相互平衡的两个力则不同平衡力中的一个力不会因另一个力的存在而存在,也不随另一个力的消失而消失。
六、二力平衡条件的应用
物体的运动与受力情况密不可分,我们可以根据物体的受力情况来判断运动状态的改变,也可以根据物体运动状态的变化来分析物体的受力情况。二者的关系如下表所示:
物体受力条件 物体运动状态 说明
不受力、受平衡力 静止或做匀速直线运动 力不是产生(维持)运动的原因
受非平衡力 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因
注意:
①力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因。
②物体不受力或受平衡力时,物体的运动状态保持不变(即保持静止或匀速直线运动状态);物体受单个力或非平衡力时,物体的运动状态一定改变。
③当物体运动状态不改变时,物体可能不受力、可能受平衡力;当物体运动状态改变时,物体一定受力,可能受单个力或非平衡力。
■考点⑤ 压强
一、压力
1.压力
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向 。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3. 利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大 (受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小 (受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
四、液体(3)液体内部压强的特点
大量实验表明:一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
P液=ρ液gh
五、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据:覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
2、大气会向 对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位: 。
3、大气压强存在证明实验: 实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有 ;大气具有流动性。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
六、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计测量。空盒气压计的优点是携带和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较精确。
2、大气压与高度的关系:高度越高,大气压越小。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于 。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg=133Pa。
4、托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为 时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会 。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会 。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是排尽筒内的空气,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下 ;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,容积V,得活塞的横截面积S=;
(4)由公式P=计算此时大气压的值P=。
七、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
八、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做 ,气压较低的区域叫做 。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
九、大气压对人体的影响
1、在 的天气,气压较高,人的心情通常比较 ;在 天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如:高原反应。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
①如中医的拔罐疗法,当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血,达到促进循环的目的。
②由于大气压的变化会对人体造成影响,因此,飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压。同样,因为太空的真空环境中压强几乎为零,对人来说是致命的,所以航天员在太空行走时,必须穿上内部加压的航天服。
十、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用:压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而 的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P内=P0+,即: 。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (P内-P0)×S/g (知压强算阀门质量)
②P内=(P ×S+mg)/S (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P =mg/S
十一、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速 的位置,压强 ;流速 的位置,压强 。
2、应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强 ,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2) (喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机机翼的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个 。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
■考点⑥ 浮力
一、浮力定义
1、浮力概念:液体(气体)对 其中的物体都会产生向上的浮力。
2、浮力的方向是 的。
3、浮力的施力物体:液体,浮力的受力物体: 。
4、浮力产生的原因: 。
5、弹簧测力计测浮力的方法:先测出物体在空气中的重力G,再读出物体浸在液体中的弹簧测力计读数F,那么F浮=G-F。
二、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】
(1)游泳池里越往深水区走,所受的浮力越大,由此猜想: ;
(2)鸡蛋在纯水中会下沉,但在浓盐水中却能漂浮,由此猜想: ;
(3)木头在水中漂浮,但铁块在水中下沉,由此猜想: 。
【进行实验】
实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中,物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同,即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同,同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同,即浮力不同,F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同,液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,F2>F1 物体受到的浮力与液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体,浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同,即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关(与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关)。在液体密度相同时,浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大;在浸入液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
三、阿基米德原理
1、阿基米德原理:
(1)内容:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力;
(2)公式:F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;
(3)单位:ρ液:kg/m3,V排液:m3。
注意:阿基米德原理只是浮力的计算公式,不是浮力产生的原因。
(4)使用阿基米德原理时,应注意以下几点:
①公式中的ρ是液体的密度,而不是物体的密度;
②G排液是指物体排开的液体所受的重力;
③V排液是指物体排开的液体的体积,不是液体的总体积,也不一定是物体的体积。当物体浸没时,V排液=V物;当物体部分浸入时,V排液④由公式ρ水gV排水可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状浸没时在液体中的深度等无关,也与物体是否在液体中运动液体多少等因素无关;
⑤阿基米德原理也适用于气体,但公式中的ρ液应改为ρ气,V排液应改为V排气。
【拓展】若浸在液体中的物体下表面与容器紧密接触,则液体对物体向上的压力F=0,物体将不受浮力的作用,只受向下的压力,如在水中的桥墩、深陷在淤泥中的沉船等。
四、物体浮沉条件
1、物体的浮沉条件:浸没在液体中的物体的浮沉取决于 F浮和G的大小。(实心物体浸没在液体中)
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮实心体 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排液=V物 ρ液>ρ物 V排液处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
注意:
①上浮和下沉都是不稳定状态,是动态过程。上浮的物体最终会浮出液面,而处于漂浮状态;下沉的物体最终会沉到容器底处于静止状态;
②漂浮和悬浮时,物体都是受到两个力而处于平衡状态,F浮= G ;
③沉到水底时:F浮+F支=G。
五、物体浮沉条件的应用
1、轮船:将钢铁做成空心, ,增大浮力使F浮=G;
①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从海洋行驶到江河或从江河行驶到海洋,其受到的浮力不变;
②根据F浮=ρ液gV排液,同一艘轮船从海洋行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以 V排液变大,即船身稍下沉;
2、潜水艇:它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水而改变 来实现的;
当水舱充满水时,潜艇受到的 ,潜艇 ;当用压缩空气将水舱里的水排出一部分,潜艇受到的 时,潜艇 ;当水舱里留有适量的水,潜艇受到的重力等于浮力时,潜艇就会停留在水面下任何深度的地方。
3、密度计:密度计是测量液体密度的工具。它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内装入小铅丸或汞,用它测液体密度时,它始终处于漂浮状态,所受的浮力总是等于它受到的重力。液体密度不同, ,上小下大,上密下疏。
4、热气球和飞艇:采用充密度比空气小的气体(氢气、氦气、热空气)的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
5、浮力秤:当浮力秤中放入质量为m的物体时。
浮力秤增加的浮力等于物体的重力,即:△F浮=G;
ρ水g△V排=mg; ρ水S△h=m; 即:;
因此水面升高的高度即刻度,与物体的质量成正比,那么浮力秤的刻度是均匀的。
■考点⑦ 摩擦力、重力、弹力
一、重力及其方向
1. 重力的产生
地球对周围的一切物体都有向下吸引的作用。物体由于地球的吸引而受到的力叫做重力,通常用字母G表示。
注意:①地球上的所有物体都受到重力的作用,不管质量大还是小,也不论有无生命,皆受重力作用。
②重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力。
③重力是非接触力,同一物体在空中与在地面上同样受到重力作用。
④重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体。
2.重力的方向
重力的方向总是 ,但不可说成垂直向下。因为平面不同,其垂直向下的方向也不同。
(1)“竖直向下"是指与水平面垂直向下的方向,如图所示中重力G的方向。
(2)“垂直向下”是指垂直于支持面向下,如图中力F的方向。只有当物体在水平支持面上时,竖直向下与垂直向下才是相同的。
3.重力的作用点-重心
一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到重力的作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。有规则几何形状且质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心。
二、重力的大小
1. 重力与质量的关系
G=mg,通常g取9.8牛/千克,g表示质量为1千克的物体在地面附近所受重力的大小是9.8牛。在粗略计算中,g的值可取10牛/千克。
2.重力的大小跟物体所在的纬度、高度有关,物体在极地受到的重力比在赤道要略大些,在山脚受到的重力比在山顶要略大些。同一物体在不同的地方,重力的大小略有不同,所以许多商品的包装上所写的“毛重”“净重”等所指的其实是质量,而不是重力。
3.同一物体在不同的星球上,其重力是不同的,质量为1千克的物体,在不同星球上受到的重力如下表所示。
三、弹力
物体受到力的作用时会发生形变,不受力时又会恢复到原来的形状,物体的这种性质称为弹性。发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的,常见的拉力、压力、支持力等都属于弹力。
注意:
弹力产生的条件:物体发生 。
②弹力产生的原因:物体反抗形变。
③弹力的方向与引起物体发生弹性形变的力的方向相反。
④在一定范围内,物体弹性形变越大,弹力也越大,超出某个范围即超出弹性限度,这一关系不再成立,如弹簧被拉直、弓被拉断等。
四、摩擦力
1.摩擦力的定义:像这样两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍物体相对运动趋势或相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
2.摩擦力产生的三个条件
①两物体接触面 ;②两物体之间正在发生相对运动或有 ;③两物体相互挤压,发生形变,有弹力。这三个条件缺一不可。
3.摩擦的种类
①滑动摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦
②滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦
③静摩擦:两个有相对运动趋势的物体之间存在的摩擦
4.摩擦力的方向
由于摩擦力阻碍物体相对运动或相对运动的趋势,所以摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋垫的方向相反。
五、影响摩擦力大小的因素
1.滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度有关。接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
注意:
(1)滑动摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关呢 探究方案:控制对水平面的压力、接触面粗糙程度不变,分别将物体平放、侧放、立放,匀速拉动物体,测出摩擦力的大小并进行比较。
结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。
六、增大或减小摩擦的方法
1.增大有益摩擦的方法:增大压力;增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动。
2.减小有害摩擦的方法:减小压力;减小接触面的粗糙程度;用滚动代替滑动;使两个互相接触的摩擦面彼此分离(如形成气垫)。
■考点1 参照物与运动方式
[典例1](2024七上·杭州月考)中国的高铁技术处于世界领先水平,如图所示为几枚硬币“静静”立于高速行驶列车的窗台上的照片,若认为硬币处于静止状态,则选择的参照物可能是(  )
A.路边树木 B.窗外楼房
C.车内座椅 D.远处高山
◆变式训练
1.(2024七上·兰溪期中)有甲、乙两列火车,甲车上的乘客从一侧窗口看到田野上的树木向北运动。从另一侧窗口看到乙车也向北运动,但比树木运动得慢,则(  )
A.甲车向南运动,乙车停在站台
B.甲车向南运动,乙车向北运动
C.甲、乙两车同时向北运动,且乙车比甲车快
D.甲、乙两车同时向南运动,且乙车比甲车慢
■考点2 速度运用
[典例2](2024七上·义乌月考)甲、乙两位同学,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是(  )
A.0~4s内乙的平均速度为4m/s B.2~4s内乙做匀速直线运动
C.4s时甲、乙两物体的速度相等 D.3s时乙在甲的前方
◆变式训练
1.(2024·临平月考)某趟高铁7点43分从杭州西站出发,途经富阳西站,8点13分到达桐庐站。已知高铁的设计时速为350 km/h。
(1)若整个过程高铁以设计时速匀速行驶,求行驶的距离。
(2)请比较高铁实际行驶距离与理论计算值的大小,并说明理由。
■考点3 力的基础
[典例3](2024八上·余姚期中)如图所示为2022年杭州亚运会的部分体育图标,其中与其他三个力所产生的作用效果不同的是(  )
A.①用力拉弓,弓弦弯了
B.②用力蹬脚踏板,自行车加速前进
C.③用力垫球,球飞出去
D.④用力划水,人加速前进
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图所示,足球运动员把足球踢向空中。若不计空气阻力,下列选项中,能表示足球在空中“飞行时的受力情况的是(G表示重力。F表示脚对球的作用力)(  )
B. C. D.
■考点4 牛顿第一定律与二力平衡
[典例4-1]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
[典例4-2](2024七下·上城会考)小金和小科用如图所示装置探究“二力平衡的条件”,每个钩码质量均为50g。
(1)小金在用图甲装置实验中,保持F1和F2大小相等,将小车扭转一定角度,松手后发现小车无法在原位置静止。小金进行此实验的目的是探究二力平衡时,必须满足的条件之一是   。
(2)为了验证小金(1)的实验目的,小科设计了如图乙所示的装置。小科进行的实验操作和现象是   。
(3)两位同学为了探究猜想“只有作用在同一物体上的两个力才能平衡”,使用小科设计的装置(图乙),下一步的操作是   。
◆变式训练
1.(2024八上·慈溪期中)如图所示,在一根结实的细绳的一端栓一个小球,绳子的另一端固定在悬挂点O上,做成一个单摆。拉动小球到B处,放手后使它摆动起来,不计空气阻力,则小球在摆动过程中,下列说法正确的是(  )
A.小球从C运动到A的过程中所受的重力从C指向A
B.小球在整个运动过程中不可能受平衡力的作用
C.小球运动到最高处C时速度为零,此时小球受到平衡力的作用
D.小球运动到最低处A时,小球受到的重力和绳子对小球的拉力是一对平衡力
2.(2024八上·浙江期中)在探究“阻力对物体运动影响”的实验中,小科同学选用斜面、带有传感器的小车、毛巾、棉布、木板进行实验(如图甲所示),实验步骤如下:
①在水平面铺上毛巾;
②让小车从斜面某一高度静止下滑;
③小车下滑至斜面底端、并在水平面继续滑行至静止,用传感器采集数据;
④把毛巾换成棉布、木板,重复上述实验,小车速度与时间的变化关系如图乙所示。
(1)为了探究不同阻力对运动的影响,保持小车受到不同阻力之前的速度是相同的,你认为这个实验是如何做到这一点的?   ;
(2)通过实验可得出“阻力越小,运动速度减小得越慢”的结论,获得此结论的相应证据是   ;
(3)在上述实验观察分析的基础上,可以推测:如果阻力为零,水平面足够长,小车将做   ,此处用到了   (填“控制变量”“科学推理”或“转换”)法。
■考点5 压强
[典例5-1](2024八上·浙江期中)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hASB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是(  )
A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度
C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量
[典例5-2](2024八上·慈溪期中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
[典例5-3](2024八上·义乌月考)科技小组的同学用3D打印机制作了四种模型,分别固定在支架上,放置于电子秤上,如图所示,用吹风机相同档位正对模型从右向左水平吹风,其中电子秤示数可能明显变大的是( )
B. C. D.
◆变式训练
1.(2024八上·慈溪月考)某同学为了探究液体压强的特点,设计了A、B两种隔板。A隔板中间有一段能够自由形变的橡皮膜,B隔板有三段同样的橡皮膜。如图所示容器中装有甲乙两种液体,使用A隔板将两种液体隔开时,隔板中间的橡皮膜恰好没有发生形变。如果将A隔板换成B隔板,其他条件不变,橡皮膜可能会出现的情况是(  )
A. B. C. D.
(1题图) (2题图)
2.(2024八上·宁波期中) 如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2,容器甲中盛有0.2m 深的水,容器乙中盛有0.4m深的酒精,若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p消耗,已知 下列描述中正确的是 (  )
A.若p米>p矿材,质量m取值范围是2.4kgB.容器甲中水的质量小于容器乙中酒精的质量
C.水对容器甲底部产生的压强大于酒精对容器乙底部产生的压强
D.剩余水对容器甲底部的压力可能等于剩余酒精对容器乙底部的压力
3.(2024八上·杭州月考)对流层是大气层中与人们生活生产最密切的一层,人类就生活在对流层的底部,承受着大气对我们的压强——大气压。下列有关叙述中错误的是(  )
A.如果把手掌摊开,大气对手掌上表面的压力大约有1800N
B.对流层中大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压也越大
C.对流层的对流运动明显,主要的天气现象都出现在这一层中
D.大气压不仅随高度而发生变化,同时还受天气、季节等因素的影响
3.(2024八上·义乌月考)小金用2mL注射器、量程0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器   长度为4.00cm。
步骤四:算出大气压强值。
同组的小格分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于   。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N。由此可知,此时活塞所受到的   (填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N.
小格根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值为   Pa。
4.(2024八上·余姚竞赛)如图所示,5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪,工作时,将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数,其中额定雾化量是指雾化器工作1小时能够雾化消毒液的体积。求:
水箱容积 额定雾化量 自身重力 履带总触地面积
20升 10升/小时 500牛 200厘米2
(1)机器人在水平地面以0.5米/秒速度匀速行驶10分钟通过的路程;
(2)机器人未装消毒液且静止时,对水平地面的压强;
(3)机器人在消毒一段时间后,对水平地面的压强减小了2×103帕,该过程所消耗消毒液的质量。
■考点6浮力
[典例6]体积相同的铜、铁、铝三个小球,放入水中静止后,如图所示,已知这三种物质的密度关系是ρ铜>ρ铁>ρ铝,则下列判断正确的是()
A.铝球一定是实心的,铜、铁两球一定是空心的
B.三个小球的质量关系m铝>m铁>m铜
C.三个小球的重力关系G铝>G铁=G铜
D.三个小球受到的浮力关系F铝<F铁<F铜
◆变式训练
1.(2024八上·杭州月考)关于物体的浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是 (  )
A.轮船从长江驶入东海时会下沉一些
B.干瘪、虫蛀的种子漂浮在盐水上,种子所受浮力大于其重力
C.潜水艇在水面下匀速下潜过程中,受到的压强不变,浮力变大
D.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面上,是通过增大排开水的体积实现的
2.(2024八上·宁波期中) 实心铝块B、C 的体积分别为20cm3和10cm3,当B浸没在水中时,木块A恰能在粗糙的水平桌面上做匀速直线运动。铝块B始终在水中且未碰底,B与水间粘滞阻力及滑轮摩擦均忽略不计, 关于 A 所受摩擦力方向与大小判断正确的是 ( )
A.水平向右, 0.07N B.水平向右, 0.27N
C.水平向左,0.07N D.水平向左,0.27N
3.(2024八上·宁波期中) 如图是一种自制简易密度计,在木棒的一端缠绕一些铜丝。相同的两个烧杯中分别装有质量相等,密度为ρ1、ρ2的液体,将这一密度计分别放于两种液体中; 若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,烧杯底部受到液体的压强分别为p1、p2,则m1   m2, p1   p2(均选填“<”、 “=”或“>”)。
■考点7 摩擦力、重力、弹力
[典例7-1](2024八上·浙江期中)下列计算质量为5千克的物体所受重力的运算过程正确的是(  )
A.G=mg=5×9.8牛/千克=49牛
B.G=mg=5千克×9.8牛/千克=49牛
C.G=mg=5千克×9.8=49牛
D.G=mg=5千克×9.8牛=49牛
[典例7-2](2024八上·慈溪期中)如图,重为500N的小科沿着竖直的直杆匀速上爬,此阶段他受到的摩擦力为f1;小科停在A处稍作休息,此阶段他受到的摩擦力为f2;之后沿杆匀速下滑,此阶段他受到的摩擦力为f3。下列说法正确的是(  )
A.f1>500N,方向竖直向下 B.f2=500N,方向竖直向下
C.f3<500N,方向竖直向上 D.f1=f2=f3,方向都竖直向上
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到方向不变的水平拉力F的作用,F-t和v-t图像分别如图乙、图丙所示。以下说法正确的是(  )
A.0~6秒,物体静止,拉力与摩擦力大小相等
B.第7秒,物体受到的摩擦力是12N
C.6~8秒,物体处于匀速直线运动状态
D.8秒以后,摩擦力与拉力是一对相互作用力
2.(2024七下·海曙期末)某研究小组在探究“影响物体重力大小的因素”实验时,获得了老师给的一个素材:2021年7月31日东京奥运会,我国选手吕小军在男子81公斤举重中强势夺金,并以抓举170公斤破奥运纪录。若只给你弹簧秤和若干个钩码,你能否推算出吕小军在抓举中杠铃受到的重力?于是小组成员进行了如下的实验探究。
(1)实验记录如表:
钩码数/个 物体质量m/kg 重力G/N G与m的比值/
2 0.1 1 10
4 0.2 2 10
6 0.3 3 10
8 0.4 4 10
①探究过程中,在探究重力大小与质量的关系时,实验器材使用若干个质量均为50g的钩码而不使用其他物体,选择使用钩码的好处是   ;
②分析表中实验数据,得出可能的结论是   ;
③吕小军在抓举中杠铃受到的重力是   ;
(2)某同学根据自己测量的数据,绘制出重力与质量的关系图像(数值省略),你认为该同学在实验中存在的问题是什么?   。
1.(2023·湖州)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是(  )
A.对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B.用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C.加热空气后。热气球不断上升 D.覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
2.(2023·舟山)物体的结构决定其主要性质与功能,科学研究的重要方法是根据其功能或特性,探索结构,逐步了解规律。下面列举的结构与功能不吻合的是(  )
选项 功能 结构
A 植物能吸收足够的水和无机盐 植物根毛区存在大量根毛
B 飞机飞行时能获得向上的升力 飞机的机翼上面凸下面平
C 鸟类飞行时能减小空气阻力 鸟类胸肌发达,骨骼中空
D 氢气能成为一种清洁能源 氢分子由氢原子构成
A.A B.B C.C D.D
3.(2022·温州)如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1cm2,质量不计,大气压强为 现将活塞缓慢提高15m,则在该过程中外力对活塞做功为 (  )
A.50J B.100J
C.150 J D.200J
4.(2023·杭州)小金用脚将足球踢出,足球在地面上运动了一段距离后停下。下列分析错误的是()
A.踢球时脚也受到球的作用力,是因为力的作用是相互的
B.球离脚后能在地面上继续运动,是因为球具有惯性
C.球运动越来越慢最后停下来,是因为球受到阻力的作用
D.球在运动过程中,如果一切外力突然消失,球将立即静止
5.(2022·金华)2022年5月10日凌晨,“天舟四号”货运飞船由长征七号运载火箭成功发射,历经数小时飞行后与“天和”核心舱成功对接。下列说法正确的是(  )
A.火箭加速上升过程中,受到平衡力的作用
B.以上升的火箭为参照物,地面是静止的
C.“天舟四号”完成对接后,仍具有惯性
D.“天舟四号”绕地球运动过程中,运动状态始终不变
(5题图) (6题图)
6.(2022·宁波)如图所示是实验室中的毛玻璃片,一面磨砂,一面平滑。为了分辨这两个面,下列方法中不可行的是(  )
A.用手去触摸,粗糙的一面是磨砂面
B.用激光笔照射表面,反射后可在光屏上成一个亮点的一面是平滑面
C.压力相同时,与同一水平桌面之间滑动摩擦力较大的一面是磨砂面
D.透过毛玻璃片看不清远处物体,朝向眼睛的一面是平滑面
7.(2022·舟山)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是(  )
A.冷水、热水中都下沉 B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升 D.冷水中上升,热水中下沉
8.(2023·衢州)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是(  )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
9.(2023·舟山)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是(  )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
10.(2023·湖州)现将一杯子和木块(不吸水,密度为0.6×103千克/米3)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下(  )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
11.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
12.(2022·宁波) 2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”III型浮空艇从海拔4300m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
(1)该浮空艇总质量约2625kg,它受到重力的大小约为   。
(2)已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9060m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为   N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要   (填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
13.(2022·杭州)如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会   (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是   。
(13题图) (14题图)
14.(2024·浙江)如图所示,狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动,它对雪橇的水平拉力为100牛。
(1)以地面为参照物,雪橇处于   (填“静止状态”或“运动状态”)。
(2)雪橇运动5米,狗的拉力对雪橇做功为   焦。
(3)货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平,不计空气阻力,则雪橇对货物的摩擦力为牛。
15.(2023·绍兴)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图   的方式不合理,因为该方式没有控制   。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为   帕。
16.(2022·杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示,自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
(1)呼吸气路的设计:自教呼吸器使用时,需用鼻夹夹住鼻子,用嘴咬合呼吸软管进行呼吸。在正常呼气时,单向阀A和B的开闭情况是   (选填“A打开,B闭合”或“A闭合,B打开”)。
(2)生氧药品的选择:小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示,其中M为+1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2,其反应的化学方程式为:
4MO2+2H2O=4X+3O2↑
4MO2+2CO2=2M2CO3+3O2
X的化学式为   。
500g超氧化钾(KO2)和500g超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图丙所示。小金依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min,并结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能,选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是   。(写出1点)
(3)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有   (选填序号)。
①生氧药品的质量 ②外界有毒有害气体浓度
③外界氧气浓度 ④生氧药品的种类
17.(2023·宁波)汽车在坡路险的山区公路上坡时,因车轮打滑(车轮原地转动,不能为车辆前进提供足够的驱动力)引起的事故偶有发生。小宁学习了“摩擦力”后,对汽车上坡时车轮打滑这一现象产生了兴趣,于是他利用一辆车轮可拆装的四轮电动小车进行了探究。
【实验方案】
拆下小车的4个车轮,按要求装上实验用车轮(除了有无花纹外,其它均相同),置于斜坡,如图所示。启动小车,记录爬坡情况。
【实验现象】
【实验分析】
(1)第1、2次实验现象说明:该小车的前轮是为小车运动提供驱动力的(这样的车轮称为驱动轮)。由第1、3次实验现象可知:驱动轮的轮胎表面粗糙些更   (填“有利于”或“不利于”)提升该小车的爬坡能力。结合学过的知识,本实验能初步说明车轮打滑的原因。
(2)由第3-6次实验可知:前轮驱动的小车若前轮粗糙程度差异过大,易造成小车偏转。如果继续实验,当该小车仅右前轮、左后轮有花纹,可推测小车爬坡情况为   。
18.(2023·湖州)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是   (选填“易形变”或“不易形变")的。
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计,上反映的是橡皮膜   (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是   。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体   的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
19.(2023·金华)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
[实验器材]压强计、橡皮胰两端开口的玻璃管.玻璃杯、圆柱形容器等。
[实验过程]小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是    ;
(2)解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录;
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差;
④换用密度不同的液体,重复上述实验。
该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是   ;
[实验结论]液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
(3)[迁移应用]小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为    (选填”向下凸起”“向上凸起”或”相平”);
(4)[拓展提升]图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
若PM=PN,则两容器底部受到的液体压强大小关系是P甲  P乙(选填”>““=“或”<“)。
20.(2023·宁波)学习了项目化课程后,小宁自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示,取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN,N端用合金块封口,再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值,仪器就完成制作。如图乙所示,当仪器竖直漂浮在待测液体中时,液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30cm,质量m1为3g,塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2;合金块高l2为2cm,质量m2为18g。请计算:
(1)该仪器的重力。
(2)该仪器竖直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度。
(3)该仪器竖直漂浮在水中,水对该仪器底部的压强大小。
(4)为了找出该仪器的重心,小宁用细线将它悬挂起来,使其水平平衡,如图丙所示,重心O点离N端的距离d为   cm
(5)物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心。该仪器的浮力作用点位于重心及以下时,将会在液体中倾倒,难以测量。从理论上分析,该仪器竖直漂浮在某种液体中时,如果浮力作用点恰好与该仪器重心重合,则该液体的密度为g/cm3(计算结果精确到0.1g/cm3)
21.(2023·温州)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要   小时。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?   
22.(2023·杭州)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氮气球的体积为6000m3(不计球壁的厚度),ρ氦气=0.18kg/m3, ρ空气=1.29kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升150m,用时300s,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为4×104N,现有总质量为1740kg的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
23.(2023·丽水)按压泵常用于瓶装的洗手液、洗发水等,既方便收用,又节约用量。图甲是一瓶已启用的洗手液,按压泵中已充满洗手液。图乙是按压泵的结构示意图,其中手柄与活塞连成一个整体,小球A(阀门A处)、小球B(阀门B处)密度比洗手液略大,小球的上下活动引起阀门的开合。取液时,按压手柄,少量洗手液从出液口溢出;松手后,手柄弹回原位,洗手液又充满储液室。请用所学知识解释上述工作过程。
24.(2022·杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为  (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
25.(2022·舟山)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到   的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的   功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。请你解释悬浮球能被吸起的原因   。
26.(2022·衢州)中国055型驱逐舰装配的“鹰击-21"”高超音速导弹,因其超强的攻击力,被称为“航母杀手”。
(1)当驱逐舰执行护航任务时,不能与其他舰艇近距离并列前行,这是因为两艘舰艇中间的水流速度快,压强   ,易造成海难事故。
(2)如图是导弹的飞行路线图,导弹发射升空至最高点后关闭发动机,仍能加速向下俯冲。请从能量转化的角度解释原因:   。
(3)导弹受到的空气阻力与导弹速度的关系
导弹速度v(米/秒) 50 100 150 200 500 1000
导弹受到的空气阻力F(牛) 50 200 450 800 5000 20000
若导弹在末端巡航阶段以1000米/秒的速度匀速直线飞行1000米,请结合上表信息,求该过程中导弹克服空气阻力做的功。
27.(2022·金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
28.(2023·衢州) 2060年前我国要实现“碳中和”目标,其中碳减排、碳封存是实现碳中和的主要途径。
(1)人们常说“电动汽车比燃油车环保”,为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量,科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比,相关信息如下表。
对比维度 电动汽车 燃油车
汽车生产及回收 每生产和回收一辆共排放约20.5吨碳(其中生产和回收锂电池组约占一半的碳排放) 每生产和回收一辆共排放约10.1吨碳
能源生成 使用绿色能源为其供电,年均消耗的电能相当于排放约0.7吨碳 动力来自化石燃料的燃烧,年均排放约3.3吨碳
使用维护 一年保养维护排放约0.15吨碳 一年保养维护排放约0.15吨碳
电池使用年限 锂电池组平均寿命8年 /
根据以上信息,从碳排放的角度来看,你是否赞同“电动汽车比燃油车环保”这个观点,并说明理由。
(2)该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段,用时0.03h,消耗的电能为2.25×106J。
请计算:①汽车行驶的速度。②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时受到的阻力。
(3)全球排放的CO2,大约有30%~40%被海洋吸收,导致海水酸化。捕获海水中的CO2比捕获空气中的成本更低,科学家计划从海水中捕获CO2,收集后压缩成液态,再注入海底废弃的油田封存。
①封存CO2,能有效减缓   效应。②为实现碳中和目标,我们应该如何践行低碳生活   。
A.天天使用一次性筷子 B.节约纸张,节约用水用电
C.减少或拒绝使用一次性塑料袋 D.走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学
29.(2022·温州)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?
(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。(水的密度取1.0×103千克/米3)
30.(2024·浙江)在我国西北部荒漠,生长着某种植物,其果实成熟后会分裂成数个尾部为螺旋状的分果(如图1),分果表面分布着具有吸水性的毛。
请回答:
(1)在长期进化过程中,该植物的分果形成了“自钻孔行为”以适应荒漠环境。
①分果随环境湿度的变化,其螺旋状的尾部会旋转扭紧或松开,将种子推入地下。分果钻土时,因前端尖细,受力面积小,从而分果前端对土壤的   较大,有利于进入土壤。
②分果钻入土壤有利于种子的生存和萌发,推测其原因是   (写出一点)。
(2)受该分果“自钻孔行为”的启发,研究团队以树皮为原料,设计并制造出三尾种子载体(如图2),可用于有些种子的无人机空中播种、施肥等。
①播种前,需先测定种子的萌发率。测定萌发率时,具有活性的种子产生的二氧化碳能与澄清石灰水反应,出现白色浑浊现象。产生该浑浊现象的化学方程式是   。
②播种后,种子载体留在土壤中,不再回收。从保护土壤的角度分析,相对于用金属或塑料等材料,以树皮为原料制造种子载体的优点有   (写出一点)。
31.(2023·衢州) 2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出   性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱   ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力   重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
1.(2024·鄞州模拟)如图所示,上大下小的圆台形容器内盛有水,当温度升高后,容器内的水面因热彭胀而升高,在不考虑容器热彭胀和水蒸发的情况下,容器底部承受的压强与温度升高前相比将 (  )
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定
(1题图) (2题图)
2.(2024·绍兴模拟)如图,一个圆台形的筒子,下方有一重力忽略不计的薄片贴住,浸入水中后,薄片不会下落,如果筒中注入100g酒精,恰能使它脱落,则下列情况哪种能使薄片下落 (  )
A.在薄片中央轻放100g砝码 B.慢慢注入100g水
C.慢慢注入100g水银 D.上述三种做法都不行
3.(2024·浙江模拟)如图所示,甲、乙两物体为不同材料所制成,甲密度为3g/cm3,乙密度为4g/cm3,乙物体置于水中但未碰及杯底,若两物体静止,不计摩擦及滑轮的重,则甲乙两物体的体积比为 (  )
A.2:1 B.3:4 C.3:2 D.4:3
(3题图) (4题图)
4.(2024·宁波模拟)某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,如图甲所示,一密度为3×103 kg/m3的密闭正方体构件被钢绳缓慢竖直吊入江水中,在匀速沉入江水的过程中,构件下表面到江面的距离h逐渐增大,正方体构件所受浮力F随h的变化如图乙所示,下列判断正确的是(取g=10 N/kg,江水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3)(  )
①当h=1 m时,构件恰好浸没在江水中
②当h=2 m时,构件所受的浮力大小为8×104 N
③当h=3 m时,构件底部受到江水的压强大小为2.0×104 Pa
④当h=4 m时,构件受到钢绳的拉力大小为1.6×105 N
A.只有①、③ B.只有②、④
C.只有②、③ D.只有①、②、④
5.(2024·杭州模拟)如图,某创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,Y为上端开口的容器,储存液体, 为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。M、N分别是 内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是 (  )
A.开关关闭时, 内的液面高于 内的液面
B.开关打开时,X1内的液面低于 内的液面
C.开关关闭时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
D.开关打开时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
(5题图) (6题图)
6.(2021·海曙模拟)小科利用小风扇、矿泉水瓶等材料自制了一个简易吸尘器,连上电源后能吸走桌上的纸屑、灰尘。下列事例与简易吸尘器原理相同的是(  )
A.磁铁“吸”铁钉
B.用吸管“吸”饮料
C.与头发摩擦过的橡胶棒“吸”轻小物体
D.两个表面削干净、削平的铅柱压紧后“吸”在一起
7.(2023·鹿城模拟)在学习压强的课上,秀秀做了如下实验,在两只筷子中间放上两个乒乓球,用吸管向中间吹气,则两个乒乓球运动状态是(  )
A. B. C. D.
8.(2024·浙江模拟)甲、乙两车站相距100 km,一辆汽车以40 km/h的速度从甲站出发开往乙站,到达乙站后停留10min立即原路返回甲站。在该车开出甲站的同时,正好有一辆汽车从乙站开出驶向甲站,且以后每隔15min乙站均有一辆车发出,车速都是20km/h,则从甲站发出的那辆车在来回路上(不包括在车站)可遇到从乙地发出的汽车共 (  )
A.20辆 B.10辆 C.21辆 D.无法确定
9.(2024·湖州模拟) 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1运行。初速度大小为 的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v—t图象(以地面为参考系)如图乙所示。已知 则 (  )
A.t2时刻,小物块离A 处的距离达到最大
B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C.0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
10.(2024·浙江模拟)我国高铁技术处于世界领先水平。下列有关高铁的说法不正确的是 (  )
A.以行驶的高铁列车为参照物,路边的树木是运动的
B.站台处设置安全线,是因为列车行驶时周围空气流速大压强小
C.行驶的列车不能立即停下,是因为一切物体都受到惯性力的作用
D.静止在平直轨道上的列车,受到的重力和支持力是一对平衡力
11.(2024·绍兴会模拟)科学课上,教师演示了一个有趣的小实验。将一根长筷子插入苹果中(如图甲),然后将筷子提起,竖直悬在空中,用锤子不断轻敲筷子上端,发现苹果不断的往上爬升(如图乙)。下列说法正确的是
A.苹果往上爬升,说明它具有惯性
B.提着筷子的手受到的摩擦力方向始终竖直向上
C.敲击时,锤子对筷子的力与筷子对锤子的力是一对平衡力
D.静止时,苹果受到的重力和筷子对苹果的静摩擦力是一对相互作用力
12.(2024·舟山模拟) 如图所示,斜面体M 的底面粗糙,斜面光滑,放在粗糙水平面上。弹簧的一端固定在墙面上,另一端与放在斜面上的物块m 相连,弹簧的轴线与斜面平行。若物块在斜面上做来回运动,斜面体保持静止,下列说法正确的 (  )
A.M对m 的支持力在不断变化
B.地面对 M 的摩擦力大小和方向都会发生变化
C.地面对M 的支持力不变
D.地面对 M 的摩擦力大小不变,方向不断变
13.(2024·舟山模拟)垫排球是体育中考项目之一,下列对垫排球时涉及到的力学知识分析不正确的是(  )
A.手垫排球时,排球会发生形变
B.排球离开手后,能继续向上运动,是因为排球具有惯性
C.排球上升过程中,受到的重力方向为竖直向下
D.排球上升到最高点时,处于平衡状态
14.(2024·绍兴模拟) 如图所示,将一个质量为m 的小球悬挂在质量为M 的半圆形光滑轨道的顶端,此时台秤的读数为(M+m)g。从烧断悬线开始,到小球滚到半圆轨道底部这段时间内,台秤的读数 (  )
A.一直小于(M+m)g B.一直大于(M+m)g
C.先小于(M+m)g,后大于(M+m)g D.先大于(M+m)g,后小于(M+m)g
(14题图) (15题图)
15.(2024·杭州模拟)如图所示,水平桌面上有ABC三个相同的木块,C木块放在B上方,AB两个木块用绳子相连,三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下,均以速度v=1m/s向左匀速直线运动,不计绳重、绳与滑轮的摩擦,F=3N,则C受到的摩擦力为   N;AB间的绳子的拉力大小是   N;F的功率是   W。(已知接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比)
16.(2024·浙江二模)如图所示将一颗小钢珠固定在空塑料瓶A底,将另一个钢珠用细线悬挂在另一个相同 瓶B内。用扇子逐渐加大风力,发现瓶A先倒下,而瓶B在整个过程中会左右摇晃, 风力较小时摇晃后马上回正,最终出现延迟倒下的现象。风力较小时瓶B向左倾斜后 马上回正的原因是:瓶B向左倾斜时,内部铁球由于   保持原来的运动状态向右 拉瓶子,此时钢珠所受到的重力方向为   。
17.(2024·鄞州模拟) 如图所示,质量为2kg的小铁块静止于A 端。ABCO为T型支架(质量忽略不计),可绕点O在竖直面内自由转动,A端搁在左侧的平台上,已知 ,现用一个水平拉力F 通过细线拉铁块,假定铁块启动后立即以0.1m/s的速度沿AC匀速运动,此时拉力F为10 N。问:
(1)铁块到达 B 点前,阻碍 T 型支架顺时针转动的力是   。
(2)支架能保持静止的最长时间是   。
18.(2024·绍兴模拟)如图所示容器内装有盐水和冰块,冰块与容器底接触,液面恰好与容器口相平,冰对容器底的压力为F,当冰熔化后,液体对容器底产生的压强   (选填“变大”、“不变”或“变小”),溢出的液体重力G   F(选填“大于”、等于”或“小于”)。
(18题图) (19题图)
19.(2024·绍兴模拟) 把质量为50g的小木块放入底面积为 的盛有水的小圆简内,小木块的一半浮于水面上。再把小圆筒放入盛有水的大圆筒中,能浮于水面上,此时大圆筒内水深h1为20cm,底面积为 400 cm2,小圆筒底离大圆筒底距离. 为10cm,如图所示。(g=10N/ kg)
(1)小圆筒整个装置质量为    kg。
(2)若把小木块从小圆筒中取出后放入大圆筒内,稳定后大圆筒中的水对底部的压强为  . Pa,此时h2为    cm。
20.(2024·杭州模拟)如图甲所示是小科自制的弹簧测力计。
(1)该测力计的最小刻度值为   N。
(2)为了探究弹簧测力计的刻度是否均匀,小科将弹簧的一端固定,另一端悬挂钩码,用表格分别记录了弹簧长度和弹簧伸长量与所受拉力的关系。分析下表中的数据,可以得出的实验结论是:在弹性限度内,   。
根据下表中数据可知,小科自制的弹簧测力计相邻刻度线的距离为   cm。
拉力F/N 0 1 2 3 4 5
弹簧的长度L/cm 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0
弹贫的伸长量x/cm 0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0
(3)为了比较不同弹簧制成的测力计精确度,小科准备了三根规格不同的弹簧如下表所示,根据测得的弹簧长度与所受拉力关系数据,绘出拉力F与弹簧长度L的图像如图乙所示。若制作弹簧测力让的而板刻度线已画好,数值未标注,则选用弹簧   (选填“A”“B”或“C”)制成的测力计精确度最高。
弹簧A 弹簧B 弹簧C
弹簧原长 Lo Lo 2L0
弹簧材料和形状 与C相同 与A、C不同 与A相同
21.(2024·湖州模拟)小德带了一个西瓜到学校与同学分享,在分享前同学们想测出它的重力,发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程,但又找不到其它合适的测量工具,于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验:
步骤一:将细绳系在米尺50厘米刻度线处,米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二:将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三:如图甲所示,在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜,用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处,并竖直向下拉挂钩,使米尺在水平位置平衡。
(1)在步骤一中将细绳系在米尺中间,使米尺在水平位置平衡,是为了避免   对测量结果的影响。
(2)当小德在操作步骤三时,有同学指出弹簧测力计的使用存在问题,你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果   (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作:他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后,重新调零(如图乙左),并重新测出拉力为5牛,最后计算出西瓜的重力为   牛。
(4)在测量过程中小德发现:如果斜向下拉弹簧测力计,且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示), 弹簧测力计示数   5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
22.(2024·义乌模拟)小金为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”进行了如下实验(忽略弹簧测力计自重,滑轮自身及与线的摩擦)。
(1)小金用量程为5N的弹簧测力计水平向左拉木块A使之做匀速直线运动,如图甲所示。则物体A受到的滑动摩擦力大小为   牛。
(2)若物体A各表面光滑程度相同,小金探究滑动摩擦力大小与物体接触面积大小关系实验时,把物体A竖直放置后水平向左拉木块A使之运动,发现弹簧测力计示数不稳定,在某时刻弹簧测力计示数如图乙所示。这一时刻木块的运动情况为水平向左做   运动(选填“匀速”、“加速”或“减速”)。
(3)小金觉得这样测量,弹簧测力计示数不稳定不易读数。小金对实验装置进行了改进,装置改进如图丙所示。装置改进后小金拉长木板使之运动,当长木板向左运动时木块所受摩擦力种类及拉长木板的要求分别是____。
A.滑动摩擦力,必需水平匀速拉
B.滑动摩擦力,不需要水平匀速拉
C.静摩擦力,必需水平匀速拉动
D.静摩擦力,不需要水平匀速拉
(4)小金在验证摩擦力与压力大小成正比的关系时,进行了如图丁所示实验,把与木块A相同的木块B叠放在木块A正上方。然后用力拉木板使其运动,发现弹簧测力计示数已经超出量程,为帮助小金测出此时的摩擦力的大小,老师提供了若干个重为3N的钩码,小金将它们连接到丁装置上,就测出了木块A所受的摩擦力,小金的具体操作是   。
23.(2023·杭州模拟)由于弹簧秤的量程过小,某科学兴趣小组设计了如图所示的实验方案去测量石块的重力以及液体的密度,当杠杆(自身重力不计)处于水平静止状态时,小明测量获取的实验数据如下表所示:
  金属块的体积/厘米3 弹簧秤的示数/牛 OB的长度 OA的长度
物体处于空气中(如图甲) 150 1.8 30 10
物体浸没在液体中(如图乙) 150 1.2 30 10
(1)为了完成本实验,除弹簧秤外,还需要的测量工具有    。
(2)根据图甲以及表中的数据可求得石块的重力为    牛。
(3)根据图乙以及表中的实验数据,计算容器中液体的密度    。(请写出计算过程)
24.(2024·金东二模)科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,猜想与假设,设计实验与制订计划,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作。某班物理课外学习小组在进行“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的课题研究时。
(1)同学们提出“滑动摩擦力大小可能与接触面间的压力有关”,这属于科学探究活动的   环节;
(2)他们用如图1所示的实验装置来探究木块A受到的滑动摩擦力与压力的关系,已测得木块A的质量为100g,木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时,测定木块A静止时弹簧测力计的示数,得到一组与相对应的放在A上的砝码重力的数据(如表)。
砝码 0 0.50 1.00 1.50 2.00
压力 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
弹簧测力计读数 0.30 0.45 0.60 0.76 0.90
根据表中的数据在答题卡上所示的坐标纸中作出滑动摩擦力与压力的关系图像;
(3)根据你作出的图像,滑动摩擦力与压力的函数关系式为   ;
(4)当放在木块A上的砝码重力为3.00N,木板B在拉力作用下发生相对于木块A运动时,木块A静止时所受滑动摩擦力应为   N。
25.(2024·温岭模拟)在研究影响滑动摩擦力大小的因素时,某同学设计了如图所示的实验装置:两个相同的滑块M、N被两块木板夹住,两木板用带螺母的“T”形金属杆连接,螺母可用来调节木板之间的松紧。
【实验步骤】①调节螺母的松紧,使滑块M、N处于静止状态,如图。
②往滑块M上放置一定数量的砝码,直到滑块M恰好能下滑,记录此时砝码的总质量。
③将滑块M复位,分别将螺母往里旋紧1圈、2圈、3圈,重复步骤②。
【分析讨论】
(1)实验中,通过   来反映滑块M受到的摩擦力大小。
(2)步骤③中“螺母往里旋紧”的目的是   。
(3)某同学在实验中发现使用砝码很难做到使滑块M恰好下滑,为更精确测量滑块M刚好下滑时的摩擦力大小,本实验可如何改进?   
【拓展延伸】由静止到运动的瞬间受到的摩擦力(最大静摩擦力)略大于滑动摩擦力。同学们又开始了新的探究……
26.(2024·鄞州模拟) 同学们在用微小压强计、刻度尺和装有适量水的烧杯研究“液体内部压强特点”时,发现向上提升压强计探头位置时,U形管两侧的液面高度差 (如图甲),针对上述现象,有同学得出“水中某点压强与该点到容器底部的距离L 有关”的结论。小明和小华认为这个结论是错误的,并分别设计了实验进行验证:
(1)小明将压强计探头固定在图乙位置,测量并记录探头到容器底部的距离L 及U形管两侧的液面高度差 然后向烧杯中加水,发现 他认为:本实验中L 大小不变,但压强大小不等,所以压强大小与L 无关。请你评价小明的设计是否合理并说明理由。   。
(2)小华实验步骤为:
①将压强计的探头放入烧杯的水中,测量并记录探头到容器底部的距离 、探头到水面的距离 H及U形管两侧的液面高度差
②向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,   。(请写出后续操作要点)
③分析数据,若   ,则说明水中某点压强跟该点到容器底部的距离L无关。
27.(2024·嘉兴模拟)为研究压力的作用效果与哪些因素有关,科学兴趣小组进行如下研究:
【建立假设】①压力的作用效果与压力的大小有关;
②压力的作用效果与受力面积的大小有关。
假设需要一定的事实经验作为支撑,举一个支持假设②的事实:   。
【探究过程】科学小组经讨论设计了如图实验装置,带有刻度的注射器,并在注射器的活塞下安装相同的弹簧,将注射器固定在木板上。实验时,在针筒上分别叠放1 块、2 块、3块、4块、5 块相同的铁板,观察弹簧形变量并记录于表中。
实验次数 1 2 3 4 5
注射器个数/个 3
铁块数量/块 1. 2 3 4 5
弹簧形变量/格 2 4 6 8 10
本实验中通过弹簧的形变量来显示   。
【探究结论】根据实验数据,可得出的结论是   。
28.(2024·龙港模拟)某学习小组自制“浮力秤”,用来称量物体的质量,如图甲所示。它是由浮体和外筒构成的,浮体包括小筒和秤盘。已知小筒的质量为50g,筒内装入100g的细砂,底面积为 可浸入水中的最大深度为20cm,秤盘的质量为10g,外筒是足够高的透明大筒,容器壁厚度可忽略不计。
(1)小筒内装入细沙的作用是   。
(2)小筒上的零刻度线距小筒底部的距离h是多少
(3)下表是“浮力秤”模型评价量表,请选择任意一个指标进行评价,并说明理由。
“浮力秤”模型评价量表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 刻度均匀 刻度不均匀 没有刻度
指标二 最大量程超过500克 最大量程在300-500克 最大量程小于300克
29.(2024·东阳模拟)某项目化学习小组设计并制作了1.0版潜水艇,如图甲所示.
【产品1测试】测试过程中发现了以下问题:
①潜水艇在水中能实现上浮和下沉,但无法前进和后退;
②潜水艇外部连接软管,上下运动范围受到软管长度限制.
【产品2制作】为解决上述问题,设计并制作了2.0版潜水艇,实现迭代升级,如图乙所示.
【原理研究】
①通过改变电动机1的转动方向,实现推、拉注射器的活塞,完成注射器的进水和排水;
②通过改变电动机2的转动方向,带动螺旋桨顺、逆时针转动,实现潜水艇前进和后退.
(1)启动电动机2,调节螺旋浆转动方向,使潜水艇向前或向后运动.使潜水艇前进或后退,涉及到哪些力学原理?   (写出一点即可);
(2)1.0版潜水艇和2.0版潜水艇都能通过推拉注射器活塞实现上浮和下沉,若要使漂浮在水面的潜水艇下沉,应   (填“向左推”或“向右拉”)注射器活塞;
(3)【产品2测试与改进】
启动电动机1使活塞运动,潜水艇却始终无法完全下沉.检查模型各零件均完好无损,请利用所学知识为2.0版潜水艇提出改进措施:   ;
(4)【产品应用】
改进后,成功模拟了潜水艇的各种运动.前30秒,潜水艇从漂浮状态缓缓下降,直至恰好完全浸没;30秒~60秒,潜水艇下沉至某一深度;60秒~150秒,潜水艇缓缓上升直至浮出水面到某一位置;150秒后,潜水艇漂浮在水面静置不动.请在图中画出潜水艇运动时的浮力变化情况.
30.(2024·温州模拟)为了测量鹅卵石的密度,小明进行了如下实验:
①将一个塑料杯漂浮在盛满水的溢水杯中,溢水杯的出水口处放置一个圆柱形容器,如图甲。
②将鹅卵石置于塑料杯中,稳定后测出溢出至圆柱形容器内水的深度为h1=10厘米,如图乙。
③将鹅卵石从杯中取出并投入到溢水杯中,将容器中的水缓慢倒入溢水杯直至刚好盛满,并测出圆柱形容器中剩余水的深度h2=7.5厘米,如图丙。
(1)鹅卵石的密度ρ石=   。(取小数点后一位)
(2)为了提高鹅卵石密度的测量精确度,以下方法中可行的有____(可多选)。
A.更换容积更小的溢水杯
B.更换横截面积更小的圆柱形容器
C.更换质量更大的塑料杯
D.用密度更小的液体替换水
E.选择质量更大的鹅卵石
(3)小明将该方法用来测量液体密度,并将密度值直接标记在圆柱形容器壁上。具体做法:如图丁,在塑料杯上标记规定体积V0的刻度线,将塑料杯漂浮在盛满水的溢水杯中,将不同密度的液体依次注入塑料杯中至V0的刻度线处,在容器内溢出的水面位置标记不同的密度值。试分析容器壁密度值刻度是否均匀并简要说明理由:   。
31.(2023·鄞州模拟)善于奇思妙想的小强及其兴趣小组在实验室(温度为20℃)进行综合实验。
(1)该小组想研究“密度计的工作原理”。图甲所示是密度计的简化模型,在一根粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使其能竖直漂浮在液体中,设玻璃管浸入液体的深度为h液,该液体密度为ρ液,密度计漂浮在水中时浸入水中的深度为h水,水的密度为ρ水,则浸入液体的深度h液=   (用给出的物理量表示)。
(2)该小组想继续探究“某液体的密度和温度的关系”,设计了如图乙所示装置,长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处,可绕O点转动。杠杆a端的轻质细线悬挂一体积为1×10﹣3m3的实心合金块,浸没在烧杯内的液体中。b端轻质细线悬挂的铜柱在上下移动时能带动滑片P移动。滑片P重力和摩擦不计。
①若电源电压为3V,滑动变阻器标有“100Ω 1A”字样。在电路中串联一个量程为0~15mA的电流表,为保证电路安全,定值电阻R的最小阻值是    Ω。
②小强在给该液体加热过程中发现,电流表示数减小,则可得出该液体的密度随温度升高而    (选填“增大”、“减小”或“不变”)(除烧杯内的液体外,装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计,合金块始终浸没)。
(3)该小组还想利用此装置继续测量该合金块的密度。已知该烧杯中液体在温度为20℃时计的密度为1.1×103kg/m3。杠杆水平平衡时,铜柱质量为2kg,点O距杠杆b端0.2m。则合金的密度是    kg/m3(g取10N/kg)。
32.(2024·余姚模拟)小科发现吹气球时所用的力大小是在变的,于是通过查阅资料得知某型号气球弹力产生的压强p与半径R 的关系如图甲所示。为此小科用二只相同的该型号气球A、B按如图乙所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1、2,向 A气球中充气,使其半径为15cm,闭合阀门2。
②打开阀门3,向B气球中充气,使其半径为10cm,闭合阀门1。
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验分析】
(1)根据图甲描述该气球弹力产生的压强与半径的关系:

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