资源简介

12.4 《跨学科实践：自行车》 筑基提能同步分层练习设计 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2023八下·五莲期末） 骑自行车是一项很好的锻炼活动，如图所示。下列有关自行车及骑自行车的说法中，正确的是（　　）
A．骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B．自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了增大摩擦
C．骑自行车下坡时，重力势能越来越大
D．将坐垫做的较宽，是为了减小人对坐垫的压力，从而减小压强
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡力的辨别；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】
A：骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B：自行车的轮胎上刻有较深的花纹增大了接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故B正确；
C：骑自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能越来越小，故C错误；
D：将坐垫做的较宽，是为了增大受力面积，从而减小压强，故D错误；
故答案为：B。
【分析】
①相互作用力与平衡力的区别——相互作用力：等大、反向、共线、两个物体；平衡力：等大、反向、同一物体、共线；
②滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力的大小，增大滑动摩擦力的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度，减小滑动摩擦力的方法有减小压力和减小接触面的粗糙程度；
③压强是指单位面积收到的压力，增大压强的方法有增大压力和减小受力面积，减小压强的方法有减小压力和增大受力面积；
④重力势能是物体被举高而具有的能量，其影响因素是物体的质量与高度，质量越大、高度越高，重力势能越大。
2．（2023八下·南山期末）外卖给我们的生活带来了极大便利，外卖员骑电动自行车沿水平路面匀速行驶时，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能变大 B．动能变大，重力势能变大
C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变
【答案】C
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】电动自行车在水平路面匀速直线运动时，速度不变，高度不变，质量不变，所以动能和重力势能都不变，C符合题意。
故答案为：C.
【分析】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关。
3．（2023八下·陵城期末） 自行车是一种低碳环保的交通工具，它的结构及使用与物理知识密切相关，下列对应关系不正确的是（　　）
A．停止蹬车，车不会立即停下来物体具有惯性
B．自行车车把省力杠杆
C．自行车轮胎表面有凸起的花纹增大摩擦力
D．骑自行车上坡的过程动能全部转化成重力势能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.停止蹬车，由于车具有惯性，不会立即停下来，正确，A不符合题意；
B.自行车车把可以绕支撑点转动，车把的力臂大于阻力臂，是省力杠杆，正确，B不符合题意；
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹，使接触面的粗糙程度变大，增大了摩擦力，正确，C不符合题意；
D.骑自行车上坡的过程，高度变大，重力势能变大，自行车克服阻力还有内能产生，D不符合题意。
故答案为：D.
【分析】运动的物体由于惯性继续保持运动状态；杠杆的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；接触面变粗糙，滑动摩擦力变大；物体间相互摩擦，产生了内能。
4．（2021八下·和平期末）人骑自行车下坡，不踩脚踏板，速度也会越来越快，在这过程中（　　）
A．人和车的动能增大 B．人和车的机械能保持不变
C．人和车的动能减小 D．人和车的重力势能增大
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】ACD．人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中人和车的质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能减小，A符合题意，CD不符合题意；
B．人和车下坡过程中要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5．（2023八下·伊通月考）长春市城区推行公共自行车免费使用政策，不仅给市民出行带来方便，而且低碳环保。下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是（　　）
A．自行车行驶过程中突然捏车闸刹车时，人的身体向前倾
B．自行车转弯时受到平衡力的作用
C．下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D．车把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象；平衡状态的判断；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.自行车行驶过程中突然捏车闸刹车时，自行车受力突然减速，则由于惯性人的身体继续前进，即向前倾倒，故A正确；
B.自行车转弯时，它的运动状态发生改变，没有处于平衡状态，不受平衡力，故B错误；
C.下坡时自行车速度越来越大，是因为重力势能转化为动能，而质量不变，则自行车的惯性不变，故C错误；
D.车把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故D错误。
故选A。
【分析】（1）根据惯性的知识判断；
（2）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
（3）根据惯性的影响因素判断；
（4）增大摩擦力的大小：①增大压力；② 增大接触面的粗糙程度。
6．（2023八下·庄河期末）为响应“绿色环保，低碳出行”的号召，我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速，则（　　）
A．车的惯性变小
B．车的动能变大
C．车的运动状态不改变
D．车圈受到的闸皮的滑动摩擦力变大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；物体运动状态的变化；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，故A错误
B、刹车减速速度减小，动能减小，故B错误
C、车的速度发生变化，所以运动状态改变，故C错误
D、刹车减速过程中，车圈与闸皮间的压力变大，滑动摩擦力变大，故D正确
故答案为：D
【分析】惯性只与质量有关；动能与质量和速度有关；运动状态包括运动方向和快慢；滑动摩擦力与接触面压力和接触面积有关。
7．（2017八下·官渡期末）如图所示．人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中（　　）
A．人和车的动能保持不变 B．人和车的动能增大
C．人和车的动能减小 D．人和车的重力势能增大
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中人和车的质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能减小．
故选B．
【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关．被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大．
二、多选题
8．（2021八下·安丘期末）为了推行“低碳生活”，自行车重新成为人们的重要交通工具，下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是（　　）
A．把手做得凹凸不平是为了减小摩擦
B．自行车的刹车是省力杠杆
C．上坡前加紧用力蹬车是为了增大动能
D．匀速下坡时动能不变，机械能不变
【答案】B,C
【知识点】动能和势能的大小变化；杠杆的分类
【解析】【解答】A．把手做得凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，A不符合题意；
B．自行车的刹车装置，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B符合题意；
C．上坡前加紧用力蹬车是为了提高车的速度，增大自行车的动能，C符合题意；
D．匀速下坡时动能不变，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能减小，D符合题意。
故答案为：BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大。
9．（2021八下·绥中期末）下列有关自行车的说法中不正确的是（　　）
A．轮胎上有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦
B．车把手是一个省力杠杆
C．车的座垫较宽大是为了减小对臀部的压力
D．人骑车匀速上坡时，动能转化为重力势能
【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；杠杆的分类
【解析】【解答】A．轮胎上有花纹，压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，A正确，不符合题意；
B．车把是个轮轴，力作用在轮上，阻力作用在轴上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B正确，不符合题意；
C．自行车的座垫做得较宽大是为了减小对臀部的压强，而压力来自人的重力，是不能减小的，C错误，符合题意；
D．自行车匀速上坡时，速度不变，所以动能不变，但高度变大，重力势能变大，不是动能转化为重力势能，D错误，符合题意。
故答案为：CD。
【分析】通过压强公式p=F/S可以看出，减小压强可以通过减小压力和增加受力面积实现；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
三、实验填空题
10．（2023八下·松山期末）小强在水平路面上骑车时发现，运动中的自行车即使不再踩脚踏板，自行车也能滑行一段距离，他在不问的路面上多次尝试后，提出清想：自行车滑行的距离可能与路面的粗糖程度以及自行车开始滑行的初速度有关。为探究其中的规律，他设计了如图甲所示的探究实验：他在水平桌面上搭成一斜面，用小球代替自行车做实验，用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗精程度。
（1）为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系：小强三次将同一个小球从斜面上的　 　（选填“同一”或“不同”）高度静止滚下，发现水平面越光滑，小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出：水平面上运动的物体，如果不受阻力作用，物体的运动状态将是　 　。
（2）为了进一步探究物体动能与速度的关系，小强又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球（mA＞mB)先后从同一斜面的不同高度处(hA>hB)静止滚下，分别推动同一小木块在同一水平面运动一段距离（SA>SB）。请你指出小强设计的实验方案存在的问题，实验中应控制　 　
【答案】（1）同一；保持做匀速直线运动
（2）小球的质量相同
【知识点】动能的影响因素；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】（1）为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系：小强三次将同一个小球从斜面上的同一高度静止滚下，发现水平面越光滑，小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出：水平面上运动的物体，如果不受阻力作用，物体的运动状态将是保持做匀速直线运动。
（2）根据题意可知，小强设计的实验方案存在的问题是：实验中应该控制小球的质量相同。
【分析】（1）探究小球运动距离与水平面粗糙程度的关系时，需要控制小球开始运动时的速度相同，即它在斜面上的高度相同。如果物体不受阻力，那么它的速度将不会改变，据此推测物体的运动状态。
（2）探究物体动能与速度的关系时，需要控制物体的质量相同，只改变物体的速度，即改变小球在斜面上的高度，据此分析解答。
11．阅读下面材料，回答所提问题：山地自行车
山地自行车的特点是：有变速器，较宽的轮胎．
山地自行车的变速器，一般有18速，21速，24速，27速以及30速．变速器是通过改变链盘和飞轮的大小，从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力的大小．正确运用变速器，能应付平路，上下坡，土路，顶风等复杂路况．如在平路骑行时，可以使用较大的链盘和较小的飞轮组合，使骑行速度更快．
山地自行车的轮胎，不仅直接关系骑手骑行时车所受的阻力大小，还与抗震性能好有关．适当提高轮胎内空气压，可减少骑行时车所受的阻力，但轮胎内空气压太高或太低，车的抗震性能都变差．
山地自行车的轮胎还直接关系车的受力，正常骑行时，使后轮转动，后轮受到来自地面的摩擦力使自行车获得前进的动力；刹车时，用力捏紧刹车把，使后轮停止转动，刹车片与轮胎及地面与轮胎的摩擦力又能使自行车迅速停下来．
请回答下列问题：
（1）用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，山地自行车的　 　 能将增大．
（2）有时自行车的车胎气压不够，骑行起来明显感觉阻力变　 　；（填“大”或“小”）
（3）在上坡时，为了更容易上坡，应适当变换调速器，即采用较　 　 的链盘和较　 　的飞轮组合．（两空均选填“大”或“小”）．
（4）当要刹车时，用力捏紧刹车把，这是通过增大　 　 的方法来增大刹车片与后轮的摩擦力．
（5）请你举出自行车上用到的另一个物理知识：　 　 ．
【答案】（1）动
（2）大
（3）小；大
（4）压力
（5）车把是轮轴能省力
【知识点】动能大小的比较
【解析】【解答】解：（1）用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，在质量不变的情况下，速度变大，动能变大；
（2）自行车的车胎气压不够时，轮胎与地面的接触面的粗糙程度加大，所以与地面的摩擦力增大，骑行起来明显感觉阻力变大；
（3）在上坡时，为了更容易上坡，应适当变换调速器减速，即采用较小的链盘和较大的飞轮组合；
（4）当要刹车时，用力捏紧刹车把，这是通过增大压力增大刹车片与车轮的摩擦力；
（5）自行车上很多与物理知识有关，例如：车把是轮轴省力；车座做的宽大，减小压强；轮胎外胎有花纹，增大摩擦力等．
故答案为：（1）动；（2）大；（3）小；大；（4）压力；（5）车把是轮轴能省力．
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度；
（2）接触面的粗糙程度越大摩擦力越大；
（3）速度减小，可以增大动力；
（4）增大压力可以增大摩擦力；
（5）根据实际列举有关物理应用．
12．（2021八下·苏州期末）小华和小丽在观摩自行车比赛时看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图所示：
（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是　 　物体运动状态的原因；
（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯倾斜的力的大小可能与哪些因素有关？由此小华和小丽提出了两种猜想：
猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形赛道的半径有关。
小钢球初始位置 A B C
距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3
压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66
接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一：他们把半径为0.5m的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在。点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），让同一小钢球分别从弧面A、B、C三处自由滚下，如图所示，观察记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如表：
实验中让同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C，三处自由滚下的目的是到达最低点的速度　 　（选填“相同”或“不同”），该实验可以得出的结论：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越　 　；
（3）小球运动到最低点时受　 　力（选填“平衡”“非平衡”）；
（4）若要验证猜想二，应当让同一小球分别从　 　（选填“相同”或“不同”）半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，记录每次压力传感器达到的最大示数（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是　 　（选填“正确”或“错误”）；
（5）小华看到小钢球来回滚动，又想到：车间停电后，各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动，可见转动物体有转动惯性。查阅相关资料得知：转动惯性大小在物理学中用转动惯量I表示。
物体可看作由n个微小部分组成，它们的质量分别为m1、m2、…mn，到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn，则该物体对该转动轴的转动惯量I=m1r12+m2r22+…mnrn2；
①图甲是一个质量为m的小球，用长为L的轻质硬杆（不计质量、不形变）连接到转轴MM'上，则它对这个轴的转动惯量是　 　（用m、L表示）；
②有一高为20cm、周长为62.8cm的均匀薄铁皮制空心圆筒（铁皮厚度远远小于圆筒半径）可绕转轴NN，转动，如图乙，若圆筒相对于转轴NN'的转动惯量I=4.8×10-3kg·m2，则铁皮的厚度为　 　mm（π取3.14，ρ铁=8g/cm3，此空计算结果小数点后保留两位）。
【答案】（1）改变
（2）不同；大
（3）非平衡
（4）不同；正确
（5）mL2；0.48
【知识点】密度公式及其应用；机械能及其转化；力与运动的关系
【解析】【解答】（1）力是改变物体状态的原因；转弯时运动方向改变，运动状态发生改变，一定是受到力的作用，因此“要想转弯，必须受力”。
（2）从不同高度自由滚下，重力势能转化为动能，高度越高，重力势能越大，转化为动能越多，速度越快，则到达最低点时速度不同。
由表中数据可知：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越大。
（3）小球运动到最低点时水平方向只受摩擦阻力作用，则小球受非平衡力作用。
（4）若要验证猜想：可能与圆弧形赛道的半径有关，应当让同一小球分别从不同半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，以控制小球运动到传感器上速度相同。
若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是正确的。
（5）物体对该转动轴的转动惯量为I=mr2=mL2
空心圆筒周长为62.8cm，半径为
由I=mr2可得
空心圆筒体积为
铁皮的厚度为
【分析】（1）力可以改变物体的运动状态，力是改变物体运动状态的原因；
（2）物体下落的高度不同，到达最低点时的速度不同；
（3）物体下落时速度改变，受到非平衡力的作用；
（4）探究物体的转弯时受到的力和弧形半径的关系，需要改变弧形轨道的半径；
（5）根据圆的周长计算半径大小，利用质量和密度的比值计算体积；根据体积和底面积的比值计算高度。
四、解答与计算题
13．（2024八下·阳高期末）现行《电动自行车通用技术条件》（GB17761）国家标准的电动自行车主要技术性能要求：电动自行车最高车速不大于20km/h，整车质量（净重）不大于40kg，具有良好的脚踏骑行功能联系所学的物理知识，分别解释限定电动自行车的质量和速度的原因。
【答案】自行车的质量越大，其惯性越大，在紧急刹车时，越不容易刹住车，容易造成危险，因此要限制电动自行车的质量；
自行车的质量越大、速度越大，其动能越大，一旦发生交通事故，所能做的功就越多，造成的危害越大，因此要限制电动自行车的质量和速度。
【知识点】动能的影响因素；惯性及其现象
【解析】【分析】惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；影响动能大小的因素是质量和速度，物体的质量越大，速度越大，其动能就越大。
14．（2022八下·永吉期末）低碳出行成为一种时尚，人们更多的选择自行车出行。小明发现人们骑自行车上坡前，往往会加紧蹬几下，加大车速，请从能量角度解释上坡前加大车速的原因。
【答案】解：加紧蹬几下，可以增大车速，使车子及骑车人在上坡前有足够大的动能；在上坡过程中，这些动能会转化为重力势能，使车子和人到达很高的高度，以减少上坡过程中人做的功，这样会使人更省力。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 在上坡过程中，这些动能会转化为重力势能，以减少上坡过程中人做的功，这样会使人更省力。
15．（2022八下·双辽期末）请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？
【答案】影响动能大小的因素是质量和速度，在质量一定时，自行车的速度越大，其动能越大，在发生紧急情况时越不容易停下来，容易造成交通事故，因此骑自行车时速度不能太快。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】质量一定时，速度越大，动能越大。
16．（2021八下·钦州期末）低碳出行越来越成为一种时尚．为响应国家环保的号召，人们更多的选择自行车出行．小明观察到自行车轮胎刻有花纹，还发现人们骑自行车上坡前，往往会加紧蹬几下，加大车的速度，请用所学的物理知识解释轮胎刻有花纹的原因，并从能量角度解释上坡前加大车速的原因．
【答案】答：自行车轮胎刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力；上坡前加紧蹬几下，增大车速，速度越大，动能越大；车在上坡时，动能会转化为重力势能，越大的动能就能使车上到更高处．
【知识点】机械能及其转化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】轮胎刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，上坡前加大车速时，速度越大，动能越大，上坡时将动能转化为重力势能，动能越大能转化的重力势能越大，上坡的高度越高。
17．（2022八下·勃利期末）图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车。在骑行时，靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行（脚离地）的情景。
（1）彬彬的动能和重力势能是如何转化的？
（2）车座表面做得宽大的目的是什么？
【答案】（1）彬彬从斜坡上加速向下滑行时，高度减小，故重力势能减小；速度增大，故动能增大；将重力势能转化为动能。
（2）车座表面做得宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对人体的压强。
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；减小压强的方法及其应用
【解析】【分析】（1）质量一定时，加速下落的物体动能变大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
（2）压力一定时，增大受力面积可以减小压强。
1 / 112.4 《跨学科实践：自行车》 筑基提能同步分层练习设计 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2023八下·五莲期末） 骑自行车是一项很好的锻炼活动，如图所示。下列有关自行车及骑自行车的说法中，正确的是（　　）
A．骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对平衡力
B．自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了增大摩擦
C．骑自行车下坡时，重力势能越来越大
D．将坐垫做的较宽，是为了减小人对坐垫的压力，从而减小压强
2．（2023八下·南山期末）外卖给我们的生活带来了极大便利，外卖员骑电动自行车沿水平路面匀速行驶时，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能变大 B．动能变大，重力势能变大
C．动能不变，重力势能不变 D．动能变小，重力势能不变
3．（2023八下·陵城期末） 自行车是一种低碳环保的交通工具，它的结构及使用与物理知识密切相关，下列对应关系不正确的是（　　）
A．停止蹬车，车不会立即停下来物体具有惯性
B．自行车车把省力杠杆
C．自行车轮胎表面有凸起的花纹增大摩擦力
D．骑自行车上坡的过程动能全部转化成重力势能
4．（2021八下·和平期末）人骑自行车下坡，不踩脚踏板，速度也会越来越快，在这过程中（　　）
A．人和车的动能增大 B．人和车的机械能保持不变
C．人和车的动能减小 D．人和车的重力势能增大
5．（2023八下·伊通月考）长春市城区推行公共自行车免费使用政策，不仅给市民出行带来方便，而且低碳环保。下列有关自行车结构及使用的说法中正确的是（　　）
A．自行车行驶过程中突然捏车闸刹车时，人的身体向前倾
B．自行车转弯时受到平衡力的作用
C．下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
D．车把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
6．（2023八下·庄河期末）为响应“绿色环保，低碳出行”的号召，我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速，则（　　）
A．车的惯性变小
B．车的动能变大
C．车的运动状态不改变
D．车圈受到的闸皮的滑动摩擦力变大
7．（2017八下·官渡期末）如图所示．人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中（　　）
A．人和车的动能保持不变 B．人和车的动能增大
C．人和车的动能减小 D．人和车的重力势能增大
二、多选题
8．（2021八下·安丘期末）为了推行“低碳生活”，自行车重新成为人们的重要交通工具，下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是（　　）
A．把手做得凹凸不平是为了减小摩擦
B．自行车的刹车是省力杠杆
C．上坡前加紧用力蹬车是为了增大动能
D．匀速下坡时动能不变，机械能不变
9．（2021八下·绥中期末）下列有关自行车的说法中不正确的是（　　）
A．轮胎上有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦
B．车把手是一个省力杠杆
C．车的座垫较宽大是为了减小对臀部的压力
D．人骑车匀速上坡时，动能转化为重力势能
三、实验填空题
10．（2023八下·松山期末）小强在水平路面上骑车时发现，运动中的自行车即使不再踩脚踏板，自行车也能滑行一段距离，他在不问的路面上多次尝试后，提出清想：自行车滑行的距离可能与路面的粗糖程度以及自行车开始滑行的初速度有关。为探究其中的规律，他设计了如图甲所示的探究实验：他在水平桌面上搭成一斜面，用小球代替自行车做实验，用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗精程度。
（1）为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系：小强三次将同一个小球从斜面上的　 　（选填“同一”或“不同”）高度静止滚下，发现水平面越光滑，小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出：水平面上运动的物体，如果不受阻力作用，物体的运动状态将是　 　。
（2）为了进一步探究物体动能与速度的关系，小强又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球（mA＞mB)先后从同一斜面的不同高度处(hA>hB)静止滚下，分别推动同一小木块在同一水平面运动一段距离（SA>SB）。请你指出小强设计的实验方案存在的问题，实验中应控制　 　
11．阅读下面材料，回答所提问题：山地自行车
山地自行车的特点是：有变速器，较宽的轮胎．
山地自行车的变速器，一般有18速，21速，24速，27速以及30速．变速器是通过改变链盘和飞轮的大小，从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力的大小．正确运用变速器，能应付平路，上下坡，土路，顶风等复杂路况．如在平路骑行时，可以使用较大的链盘和较小的飞轮组合，使骑行速度更快．
山地自行车的轮胎，不仅直接关系骑手骑行时车所受的阻力大小，还与抗震性能好有关．适当提高轮胎内空气压，可减少骑行时车所受的阻力，但轮胎内空气压太高或太低，车的抗震性能都变差．
山地自行车的轮胎还直接关系车的受力，正常骑行时，使后轮转动，后轮受到来自地面的摩擦力使自行车获得前进的动力；刹车时，用力捏紧刹车把，使后轮停止转动，刹车片与轮胎及地面与轮胎的摩擦力又能使自行车迅速停下来．
请回答下列问题：
（1）用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，山地自行车的　 　 能将增大．
（2）有时自行车的车胎气压不够，骑行起来明显感觉阻力变　 　；（填“大”或“小”）
（3）在上坡时，为了更容易上坡，应适当变换调速器，即采用较　 　 的链盘和较　 　的飞轮组合．（两空均选填“大”或“小”）．
（4）当要刹车时，用力捏紧刹车把，这是通过增大　 　 的方法来增大刹车片与后轮的摩擦力．
（5）请你举出自行车上用到的另一个物理知识：　 　 ．
12．（2021八下·苏州期末）小华和小丽在观摩自行车比赛时看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图所示：
（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是　 　物体运动状态的原因；
（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯倾斜的力的大小可能与哪些因素有关？由此小华和小丽提出了两种猜想：
猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形赛道的半径有关。
小钢球初始位置 A B C
距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3
压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66
接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一：他们把半径为0.5m的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在。点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），让同一小钢球分别从弧面A、B、C三处自由滚下，如图所示，观察记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如表：
实验中让同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C，三处自由滚下的目的是到达最低点的速度　 　（选填“相同”或“不同”），该实验可以得出的结论：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越　 　；
（3）小球运动到最低点时受　 　力（选填“平衡”“非平衡”）；
（4）若要验证猜想二，应当让同一小球分别从　 　（选填“相同”或“不同”）半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，记录每次压力传感器达到的最大示数（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是　 　（选填“正确”或“错误”）；
（5）小华看到小钢球来回滚动，又想到：车间停电后，各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动，可见转动物体有转动惯性。查阅相关资料得知：转动惯性大小在物理学中用转动惯量I表示。
物体可看作由n个微小部分组成，它们的质量分别为m1、m2、…mn，到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn，则该物体对该转动轴的转动惯量I=m1r12+m2r22+…mnrn2；
①图甲是一个质量为m的小球，用长为L的轻质硬杆（不计质量、不形变）连接到转轴MM'上，则它对这个轴的转动惯量是　 　（用m、L表示）；
②有一高为20cm、周长为62.8cm的均匀薄铁皮制空心圆筒（铁皮厚度远远小于圆筒半径）可绕转轴NN，转动，如图乙，若圆筒相对于转轴NN'的转动惯量I=4.8×10-3kg·m2，则铁皮的厚度为　 　mm（π取3.14，ρ铁=8g/cm3，此空计算结果小数点后保留两位）。
四、解答与计算题
13．（2024八下·阳高期末）现行《电动自行车通用技术条件》（GB17761）国家标准的电动自行车主要技术性能要求：电动自行车最高车速不大于20km/h，整车质量（净重）不大于40kg，具有良好的脚踏骑行功能联系所学的物理知识，分别解释限定电动自行车的质量和速度的原因。
14．（2022八下·永吉期末）低碳出行成为一种时尚，人们更多的选择自行车出行。小明发现人们骑自行车上坡前，往往会加紧蹬几下，加大车速，请从能量角度解释上坡前加大车速的原因。
15．（2022八下·双辽期末）请你从能量的角度解释，为什么骑自行车时速度不能太快？
16．（2021八下·钦州期末）低碳出行越来越成为一种时尚．为响应国家环保的号召，人们更多的选择自行车出行．小明观察到自行车轮胎刻有花纹，还发现人们骑自行车上坡前，往往会加紧蹬几下，加大车的速度，请用所学的物理知识解释轮胎刻有花纹的原因，并从能量角度解释上坡前加大车速的原因．
17．（2022八下·勃利期末）图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车——儿童平衡车。在骑行时，靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行（脚离地）的情景。
（1）彬彬的动能和重力势能是如何转化的？
（2）车座表面做得宽大的目的是什么？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡力的辨别；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】
A：骑自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；
B：自行车的轮胎上刻有较深的花纹增大了接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故B正确；
C：骑自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能越来越小，故C错误；
D：将坐垫做的较宽，是为了增大受力面积，从而减小压强，故D错误；
故答案为：B。
【分析】
①相互作用力与平衡力的区别——相互作用力：等大、反向、共线、两个物体；平衡力：等大、反向、同一物体、共线；
②滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力的大小，增大滑动摩擦力的方法有增大压力和增大接触面的粗糙程度，减小滑动摩擦力的方法有减小压力和减小接触面的粗糙程度；
③压强是指单位面积收到的压力，增大压强的方法有增大压力和减小受力面积，减小压强的方法有减小压力和增大受力面积；
④重力势能是物体被举高而具有的能量，其影响因素是物体的质量与高度，质量越大、高度越高，重力势能越大。
2．【答案】C
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】电动自行车在水平路面匀速直线运动时，速度不变，高度不变，质量不变，所以动能和重力势能都不变，C符合题意。
故答案为：C.
【分析】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关。
3．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】A.停止蹬车，由于车具有惯性，不会立即停下来，正确，A不符合题意；
B.自行车车把可以绕支撑点转动，车把的力臂大于阻力臂，是省力杠杆，正确，B不符合题意；
C.自行车轮胎表面有凸起的花纹，使接触面的粗糙程度变大，增大了摩擦力，正确，C不符合题意；
D.骑自行车上坡的过程，高度变大，重力势能变大，自行车克服阻力还有内能产生，D不符合题意。
故答案为：D.
【分析】运动的物体由于惯性继续保持运动状态；杠杆的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；接触面变粗糙，滑动摩擦力变大；物体间相互摩擦，产生了内能。
4．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】ACD．人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中人和车的质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能减小，A符合题意，CD不符合题意；
B．人和车下坡过程中要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，B不符合题意。
故答案为：A。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；惯性及其现象；平衡状态的判断；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A.自行车行驶过程中突然捏车闸刹车时，自行车受力突然减速，则由于惯性人的身体继续前进，即向前倾倒，故A正确；
B.自行车转弯时，它的运动状态发生改变，没有处于平衡状态，不受平衡力，故B错误；
C.下坡时自行车速度越来越大，是因为重力势能转化为动能，而质量不变，则自行车的惯性不变，故C错误；
D.车把手的花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故D错误。
故选A。
【分析】（1）根据惯性的知识判断；
（2）平衡状态包括：静止状态或匀速直线运动状态；
（3）根据惯性的影响因素判断；
（4）增大摩擦力的大小：①增大压力；② 增大接触面的粗糙程度。
6．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；物体运动状态的变化；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，故A错误
B、刹车减速速度减小，动能减小，故B错误
C、车的速度发生变化，所以运动状态改变，故C错误
D、刹车减速过程中，车圈与闸皮间的压力变大，滑动摩擦力变大，故D正确
故答案为：D
【分析】惯性只与质量有关；动能与质量和速度有关；运动状态包括运动方向和快慢；滑动摩擦力与接触面压力和接触面积有关。
7．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中人和车的质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能减小．
故选B．
【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关．被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大．
8．【答案】B,C
【知识点】动能和势能的大小变化；杠杆的分类
【解析】【解答】A．把手做得凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，A不符合题意；
B．自行车的刹车装置，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B符合题意；
C．上坡前加紧用力蹬车是为了提高车的速度，增大自行车的动能，C符合题意；
D．匀速下坡时动能不变，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能减小，D符合题意。
故答案为：BC。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大。
9．【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用；杠杆的分类
【解析】【解答】A．轮胎上有花纹，压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，A正确，不符合题意；
B．车把是个轮轴，力作用在轮上，阻力作用在轴上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B正确，不符合题意；
C．自行车的座垫做得较宽大是为了减小对臀部的压强，而压力来自人的重力，是不能减小的，C错误，符合题意；
D．自行车匀速上坡时，速度不变，所以动能不变，但高度变大，重力势能变大，不是动能转化为重力势能，D错误，符合题意。
故答案为：CD。
【分析】通过压强公式p=F/S可以看出，减小压强可以通过减小压力和增加受力面积实现；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
10．【答案】（1）同一；保持做匀速直线运动
（2）小球的质量相同
【知识点】动能的影响因素；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】（1）为探究小球运动的距离与水平面粗糙程度的关系：小强三次将同一个小球从斜面上的同一高度静止滚下，发现水平面越光滑，小球向前运动的距离越远。通过本实验还可以进一步推理得出：水平面上运动的物体，如果不受阻力作用，物体的运动状态将是保持做匀速直线运动。
（2）根据题意可知，小强设计的实验方案存在的问题是：实验中应该控制小球的质量相同。
【分析】（1）探究小球运动距离与水平面粗糙程度的关系时，需要控制小球开始运动时的速度相同，即它在斜面上的高度相同。如果物体不受阻力，那么它的速度将不会改变，据此推测物体的运动状态。
（2）探究物体动能与速度的关系时，需要控制物体的质量相同，只改变物体的速度，即改变小球在斜面上的高度，据此分析解答。
11．【答案】（1）动
（2）大
（3）小；大
（4）压力
（5）车把是轮轴能省力
【知识点】动能大小的比较
【解析】【解答】解：（1）用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，在质量不变的情况下，速度变大，动能变大；
（2）自行车的车胎气压不够时，轮胎与地面的接触面的粗糙程度加大，所以与地面的摩擦力增大，骑行起来明显感觉阻力变大；
（3）在上坡时，为了更容易上坡，应适当变换调速器减速，即采用较小的链盘和较大的飞轮组合；
（4）当要刹车时，用力捏紧刹车把，这是通过增大压力增大刹车片与车轮的摩擦力；
（5）自行车上很多与物理知识有关，例如：车把是轮轴省力；车座做的宽大，减小压强；轮胎外胎有花纹，增大摩擦力等．
故答案为：（1）动；（2）大；（3）小；大；（4）压力；（5）车把是轮轴能省力．
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度；
（2）接触面的粗糙程度越大摩擦力越大；
（3）速度减小，可以增大动力；
（4）增大压力可以增大摩擦力；
（5）根据实际列举有关物理应用．
12．【答案】（1）改变
（2）不同；大
（3）非平衡
（4）不同；正确
（5）mL2；0.48
【知识点】密度公式及其应用；机械能及其转化；力与运动的关系
【解析】【解答】（1）力是改变物体状态的原因；转弯时运动方向改变，运动状态发生改变，一定是受到力的作用，因此“要想转弯，必须受力”。
（2）从不同高度自由滚下，重力势能转化为动能，高度越高，重力势能越大，转化为动能越多，速度越快，则到达最低点时速度不同。
由表中数据可知：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越大。
（3）小球运动到最低点时水平方向只受摩擦阻力作用，则小球受非平衡力作用。
（4）若要验证猜想：可能与圆弧形赛道的半径有关，应当让同一小球分别从不同半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，以控制小球运动到传感器上速度相同。
若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是正确的。
（5）物体对该转动轴的转动惯量为I=mr2=mL2
空心圆筒周长为62.8cm，半径为
由I=mr2可得
空心圆筒体积为
铁皮的厚度为
【分析】（1）力可以改变物体的运动状态，力是改变物体运动状态的原因；
（2）物体下落的高度不同，到达最低点时的速度不同；
（3）物体下落时速度改变，受到非平衡力的作用；
（4）探究物体的转弯时受到的力和弧形半径的关系，需要改变弧形轨道的半径；
（5）根据圆的周长计算半径大小，利用质量和密度的比值计算体积；根据体积和底面积的比值计算高度。
13．【答案】自行车的质量越大，其惯性越大，在紧急刹车时，越不容易刹住车，容易造成危险，因此要限制电动自行车的质量；
自行车的质量越大、速度越大，其动能越大，一旦发生交通事故，所能做的功就越多，造成的危害越大，因此要限制电动自行车的质量和速度。
【知识点】动能的影响因素；惯性及其现象
【解析】【分析】惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；影响动能大小的因素是质量和速度，物体的质量越大，速度越大，其动能就越大。
14．【答案】解：加紧蹬几下，可以增大车速，使车子及骑车人在上坡前有足够大的动能；在上坡过程中，这些动能会转化为重力势能，使车子和人到达很高的高度，以减少上坡过程中人做的功，这样会使人更省力。
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 在上坡过程中，这些动能会转化为重力势能，以减少上坡过程中人做的功，这样会使人更省力。
15．【答案】影响动能大小的因素是质量和速度，在质量一定时，自行车的速度越大，其动能越大，在发生紧急情况时越不容易停下来，容易造成交通事故，因此骑自行车时速度不能太快。
【知识点】动能的影响因素
【解析】【分析】质量一定时，速度越大，动能越大。
16．【答案】答：自行车轮胎刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力；上坡前加紧蹬几下，增大车速，速度越大，动能越大；车在上坡时，动能会转化为重力势能，越大的动能就能使车上到更高处．
【知识点】机械能及其转化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】轮胎刻有花纹是为了增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，上坡前加大车速时，速度越大，动能越大，上坡时将动能转化为重力势能，动能越大能转化的重力势能越大，上坡的高度越高。
17．【答案】（1）彬彬从斜坡上加速向下滑行时，高度减小，故重力势能减小；速度增大，故动能增大；将重力势能转化为动能。
（2）车座表面做得宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对人体的压强。
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；减小压强的方法及其应用
【解析】【分析】（1）质量一定时，加速下落的物体动能变大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
（2）压力一定时，增大受力面积可以减小压强。
1 / 1

展开更多......

收起↑