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弹力、重力、摩擦力实验题
一、计算题
1．随着人们健康意识和环保意识的不断增强，骑山地自行车已经成为一种时尚。碳纤维强度大密度小，常用作高端山地自行车的材料。如图所示，小明的山地自行车的相关数据见表。（g取10N/kg）
车架材料 碳纤维
碳纤维密度/g cm﹣3 1.6
车架体积/cm3 2500
整车质量/kg 10
单轮接触地面面积/cm2 4
(1)碳纤维车架的质量；
(2)质量是50kg的小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时，受到的摩擦力大约是总重的0.05倍，求此时自行车受到的摩擦力是多少？
2．航天迷小明利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程。经测量，降落伞质量为0.1kg，重物1kg，将带有降落伞的重物从10m的高处释放，经过8s落地。求：
(1)降落伞下落的平均速度；
(2)降落伞和重物的总重力。
3．小明用所学的物理知识将弹簧测力计改装成测量液体密度的“密度秤”。本题中用到的g均取10N/kg，请你解答下列问题：
(1)先用弹簧测力计测正确测出空小桶受到的重力为1N，然后再用该小桶分别盛满不同种液体（如图所示），已知装满水后弹簧测力计示数为3N，将水倒出并擦干小桶后再装满另一种液体，测力计示数为4N，则另一种液体的密度为多少kg/m3？
(2)在弹簧测力计刻度板上4N的示数处标注上所测的另一种液体密度值，用同样的方法分别在弹簧测力计的示数处标注对应液体的密度值，这样就将弹簧测力计改装成“密度秤”了。请你分析判断：小明所改装的密度秤的“0”刻度线是否在弹簧测力计的0N处？并说明理由。
(3)请你通过分析并计算出小明所改装的“密度秤”的最小分度值为多少？
4．北方的寒冬，为制作冰雕所需要的冰块，艺术家找来一些长方体箱子（制冰模具），并向箱子里注入适量的水，一夜之后水完全结冰，且冰块的体积与形状恰好与箱内的空腔完全一致。如图所示的箱内空腔长1m、宽0.6m、高0.3m，，。（g取）求：
(1)箱内空腔中的冰块所受的重力大小；
(2)箱内原来所注入水的体积。
5．我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长量x和受到的拉力F成正比。在物理学中用劲度系数k表示弹簧的弹性性能，则有关系式（g取）
(1)如图甲所示的是某根弹簧受到的拉力F与伸长量x之间的关系图像。则该弹簧的劲度系数k为多少？
(2)因单根弹簧的弹性限度有限，某同学将两根同样的轻质弹簧并联起来使用，如图乙所示。忽略整个装置的重力，若所挂物体的质量为1kg，则每根弹簧受到的拉力为多大？
(3)试推导上述两根弹簧并联后的劲度系数与单根弹簧的劲度系数k的关系。
6．2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区，顺利完成智能快速采样，并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。求：（g取10N/kg）
(1)地球和月球之间的距离约为，嫦娥六号探测器经过约250h奔月飞行到达月球附近，此过程中它的平均速度约为多少km/h；
(2)嫦娥六号进入绕月轨道后，绕月一周长度约为12000km，其速度约为1.6km/s，则嫦娥六号绕月一周所需时间是多少s；
(3)“嫦娥六号”探测器的质量为，则“嫦娥六号”探测器重多少N。
7．深空探测是当前世界航天发展的前沿之一。小军对太空中的星球充满了好奇，他到图书馆查阅相关的科普资料得知：甲、乙两个星球对在它表面上物体的重力G与该物体质量m的关系如图坐标图像所示中的“直线甲”、“直线乙”。已知一物体质量m为3kg，体积为
按要求完成下列各小题：
(1)在地球上，该物体受到的重力是多少？
(2)这个物体的密度是多少？
(3)在坐标图像中，甲星球表面上物体的重力G与其质量m的比值g是多少？
(4)登陆在乙星球表面的航天员在该星球上发现一小块陨石，那么，在乙星球表面上，航天员用弹簧测力计能否估测出该陨石的质量？你的理由是什么？（已知该弹簧测力计的测量范围足够大）
8．北方寒冬，为制作冰雕所需的冰块，艺术家找来如图所示的长方体箱子，箱内空腔长、宽、高。在箱内加深度为的水，一夜之后水完全结冰，且冰块恰好与空腔形状完全一致。已知，，请计算：（g取）
(1)冰块的体积是多少？
(2)冰块受到的重力是多大？
(3)箱子中原来所加的水的深度为多大？
9．2024年新年，小薇爸爸买了一个铜制龙摆件，如图所示。为测出该摆件体积，小薇把它完全浸入盛满水的容器中，刚好溢出600g的水，，g取10，求：
(1)该摆件的体积为多少？
(2)若该摆件是实心的，则该摆件的质量为多少？
(3)在第（2）问中，龙摆件的重力为多少？
10．小丽准备利用弹簧测力计制成一杆简单实用的液体密度秤，如图，已知秤钩下的容器重，容积，在容器中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。（水的密度为，）问：
(1)密度为“0”的刻度应标在弹簧测力计哪个刻度上？
(2)此“密度秤”的测量范围？
答案与解析
1．(1)4kg
(2)30N
【详解】（1）由表格数据可知，根据可得碳纤维车架的质量
（2）小军骑着这辆自行车在水平路面上行驶时的总重力G总=(m人+m整车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
此时自行车受到的摩擦力f=0.05G总=0.05×600N=30N
2．(1)1.25m/s；
(2)11N
【详解】（1）带有降落伞的重物从10m的高处释放，经过8s落地，根据可知，降落伞下落的平均速度
（2）降落伞质量为0.1kg，重物1kg，根据可得，降落伞和重物的总重力G=mg=(0.1kg+1kg)×10N/kg=11N
3．(1)；
(2)见解析；
(3)
【详解】（1）由题意可知，用弹簧测力计测出空小桶的重力为1N，装满水后总重力为3N，则满小桶水的重力为G水=G总-G桶=3N-1N=2N
水的质量为
同理可以计算出另一种液体的质量为
由题意可知，则有。代入数据可得，解之得。
（2）由于小空桶的重力为1N，因此用弹簧测力计只挂小空桶时，弹簧测力计指针指在1N处，故该“密度秤”的“0”刻度线应标注在1N刻度线处。故小明所改装的密度秤的“0”刻度线不在0N处。
（3）弹簧测力计的分度值为0.2N，即能测量出的最小液体重力为0.2N， 则最小液体的质量为
由题意可知，该小桶所盛液体的最大体积为
所以“密度秤”的最小分度值
4．(1)
(2)
【详解】（1）箱内空腔中的冰块体积
箱内空腔中的冰块质量
则冰块重力
（2）水结冰，状态变化，质量不变，则箱内原来所注入水的质量
则箱内原来所注入水的体积
5．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据，由图甲可知，当拉力时，弹簧的伸长量，故该弹簧的劲度系数
（2）物体的重力
则每根弹簧受到的拉力
（3）两根弹簧并联后受到的总拉力
两根弹簧并联后的伸长量和每根弹簧的伸长量相等，又因为，
所以
故。
6．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）嫦娥六号探测器从地球到月球飞行的平均速度
（2）嫦娥六号绕月一周所需时间
（3）“嫦娥六号”探测器重
7．(1)30N
(2)
(3)
(4)能，在乙星球表面上，航天员用弹簧测力计测出物体在乙星球的重力，根据就能估测出该陨石的质量。
【详解】（1）在地球上，该物体受到的重力是
（2）这个物体的密度是
（3）由甲的图像可知，在甲星球上物体的质量为6kg时，受到的重力为90N，甲星球表面上物体的重力G与其质量m的比值
（4）由乙的图像可知，在乙星球上物体的质量为6kg时，受到的重力为30N，乙星球表面上物体的重力G与其质量m的比值
在乙星球表面上，航天员用弹簧测力计测出物体在乙星球的重力，根据就能估测出该陨石的质量。
8．(1)0.3m3
(2)2700N
(3)0.45m
【详解】（1）冰块恰好与空腔形状完全一致，因此，冰的体积为
V冰= V空腔=1m×0.6m×0.5m=0.3m3
（2）冰块的质量为
m冰=ρ冰V冰=0.9×103kg/m3×0.3m3=270kg
冰块受到的重力为
G冰=m冰g=270kg×10N/kg=2700N
（3）水完全结冰前后，物质的质量不变，所以，结冰之前水的质量为
m水=m冰=270kg
箱内空腔底面积为
S=1m×0.6m=0.6m2
箱子中原来所加的水的深度为
9．(1)
(2)5.34kg
(3)53.4N
【详解】（1）该摆件的体积为
（2）若该摆件是实心的，则该摆件的质量为
（3）龙摆件的重力为
10．(1)0.4N；
(2)0~
【详解】（1）密度为0时，容器中未加任何液体，则此时弹簧测力计上的示数为容器的重力为0.4N，所以密度为0的刻度应标在弹簧测力计的0.4N刻度上。
（2）由图示知，测力计的量程为0~5N，当测力计的示数为5N时，所测得的液体密度最大，此时加满的液体的重力
液体的质量
液体的密度
此“密度秤”的测量范围为0~。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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