【精品解析】【浙教版】(新教材)科学八上2.2运动与相互作用 课时精炼(强化)

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【浙教版】(新教材)科学八上2.2运动与相互作用 课时精炼(强化)
一、选择题
1.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中(  )
A.悬停时,重物所受重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
2.(2025八下·杭州期中)“悬空的磁环”实验中,若所用的磁环都一样,中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时,它们之间的距离为h1,如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环,当丙悬空并静止后,甲、乙之间的距离变为h2,乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大,则h1、h2、h3之间的大小关系满足(  )
A. B.
C. D.
3.如果球形物体在空气中下落时受空气的阻力为f=6πRηv(式中R为球的半径,η为空气的粘滞系数,v 为球的速度),那么 (  )
A.球从高空下落时速度将越来越大.
B.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且相同材料的球,大球的极限速度大
C.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且相同材料的球,小球的极限速度大
D.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且、相同材料不同大小的球的极限速度相同、
4.(2024九上·温州竞赛)如图所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,绳对大环的拉力为 Mg+2f,则此时左侧小环所受摩擦力为(  )
A.Mg B.mg C.f D.2f
5.当物体从高空下落时,空气阻力会随物体速度的增大而增大,因此经过一段距离后物体会匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度。 研究发现,在相同的环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关。(g取10 N/kg)下表是某次研 究的实验数据:
小球编号 A B C
小球的半径/10-2m 0.5 0.5 1.5
小球的质量/10- kg 2 5 45
小球的终极速度/(m·s- ) 16 40 40
根据表中的数据,可归纳出球形物体所受的空气阻力f与球的速度 v及球的半径r的关系的表达式,其比例系数是 (  )
A.50N m-3 B.25N m-3 C.60N m-3 D.100N m-3
6.假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比。两个体积相同、重力分别为2牛和3牛的小球之间用短细线相连,细线强度足够大。现将这两个小球从漂浮在空中的气球上由静止开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为(  )
A.0 B.0.5牛 C.1牛 D.2.5牛
7.如图所示,把一重为G的物体,用一个水平的推力 F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上。从t=0开始物体所受的摩擦力 f随t 的变化关系是 (  )
A. B.
C. D.
8.(2024八上·宁波期中)如图所示,甲、乙两人分别用100N的水平拉力拉绳。第一次,两人都站在地上,“拔河”处于相持状态:第二次甲站在一平板小车上,乙站在地面上。则下列分析正确的是(  )
A.两次的弹簧秤读数都等于100牛顿
B.两次的弹簧秤读数都等于200牛顿
C.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力大于100牛顿
D.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力小于100牛顿
9.如图所示,只有物体B左面是光滑的,其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动,则物体A受到摩擦力的情况是(  )
A.左、右面都受向上的摩擦力
B.左面受向上的摩擦力,右面受向下的摩擦力
C.左、右面都受向下的摩擦力
D.左面受向下的摩擦力,右面受向上的摩擦力
10.如图所示,当传送带静止不动时,物体从静止开始滑动,沿传送带从上端A点滑到下端B点所需时间为2 min;则当皮带轮转动,传送带斜向上匀速运动时,物体从静止开始滑动,沿传送带从上端A点滑到下端B点所需时间为(  )
A.2min B.大于2min C.小于2min D.无法确定
11.如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力=5 N、=10 N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b 与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则 (  )
A.f1=5 N,f2=0,f3=5 N B.f1 =5 N,f2=5 N,f3=0
C.f1=0,f2=5 N,f3=5 N D.f1=0,f2=10 N,f3=5 N
12.(2025八上·镇海区期末)如图所示是一名学生投实心球的情景,以下分析中正确的是(不计空气阻力)(  )
A.实心球到达最高点时,速度为零
B.实心球在下落过程中,运动状态不变
C.抛出去的实心球离开手后继续运动,是由于实心球具有惯性
D.投球时用力蹬地,此时脚对地面的作用力大于地面对脚的作用力
13.(2025·浙江会考)如图所示,木块A的质量为m1,一端与水平细绳相连,细绳的另一端挂着质量为m2(m2A.不变 B.变快
C.变慢 D.由m1、m2、m的大小关系而决定
14.如图所示,在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是 (  )
A.向左运动,越来越快 B.向右运动,越来越快
C.匀速直线运动或静止 D.有时快有时慢的直线运动
15.(2024九上·温州竞赛)用两个相同的足够大的水平力F将2024个完全相同的木块夹在两个相同的 竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,则编号2023 和2024号木块之间的摩擦力的大小为(木块从左至右 编号依次为1、2、3…2022、2023、2024)(  )
A.1011mg B.1012mg C.2023mg D.2024mg
二、填空题
16.如图所示,质量为 M 的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m 的小环,自大环顶部开始分别从两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,每个小环所受摩擦力为 f,则此时绳对大环的拉力为   。
17.如图所示是一主动轮A 通过皮带带动从动轮B的示意图,主动轮的转动方向如图所示,试分析A轮上M 点和B 轮上 N 点受到的摩擦力的方向:   ,    
18.把一根粗糙的木棒按图所示的方式放在分开的两手的食指上,两手指距木棒两端的距离相同。现在缓缓地相向移动两个手指。 刚开始移动时,发现右手食指相对木棒发生移动,而左手食指相对木棒未发生移动,则此时右手食指对木棒的摩擦力   (填“大于”“等于”或“小于”)左手食指对木棒的摩擦力;当两手指碰到一起时,两手指的位置在木棒中心的   (填“左”或“右”)侧。
19.(2025七上·台州开学考)打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的重力均为 mg,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时,第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向   (选填“向左”或“向右”)、第10张与第11张纸之间的摩擦力大小为   、第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为   。
20.用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的ab段保持竖直,cd段保持水平。回答下列问题。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1) 用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为3N,此时木块B受到的摩擦力大小为   N。接着将拉力F增大倍,木块B受到的摩擦力   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为3N,此时木板A 受到地面施加的摩擦力方向为水平   (填“向右”或“向左”)。
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图像可知当t=1 s时,物体处于   状态。t=3 s时,物体受到的摩擦力为   ;物体在前6 s内运动的路程是    m
22.如图(a),光滑的水平面上叠放着甲、乙两物体,用5牛的水平拉力F拉动物体乙,恰能使乙做匀速直线运动,则甲物体所受的摩擦力为   牛,方向是   ;如图(b)所示,物体A重30牛,用F等于50牛的力垂直将其压在竖直墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力的方向是   ;物体B重30牛,受到F等于20牛的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力大小是   牛。
三、实验与探究题
23.小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系,将两个斜面AO与OB 对接成如图装置进行实验。
①让质量为5g的小球,在斜面AO上高为H 处静止释放,沿斜面滚下,经O点滚上斜面OB,测量小球达到的最大高度h,将数据记录在表中。改变斜面OB 的倾角θ,重复实验。
②用质量为7g的小球重复上述实验,将数据记录在表中。
实验序号 小球的质量m/g 小球在斜面AO上的释放高度 H/cm 斜面OB的倾角θ 小球在斜面OB上的最大高度h/cm
1 5 10 9.0
2 8.6
3 8.0
4 7 10 9.0
5 8.6
6 8.0
(1)比较实验1、2、3(或4、5、6),说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与   有关。
(2)比较实验   (填序号),说明小球在斜面OB 上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦,小球在斜面OB 上能达到的最大高度是   cm。
24.如图所示为科学兴趣小组的同学们“探究二力平衡条件”的实验,将木块放置于水平桌面上,两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定量的钩码,通过观察木块的运动状态来分析二力平衡的条件。已知每个钩码重为1 N。请回答下列问题:
(1)当左右两边所挂钩码的数量相同时,木块保持静止;当左边悬挂三个钩码,右边悬挂两个钩码时,木块也能保持静止,请分析出现这种现象的原因:   。
(2)小明认为将木块A 换成带轮子的小车(如图乙所示),实验效果会更好,其理由是   。
(3)小明在小车静止后,保持两边拉力的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车立即恢复到原来的状态。设计此实验步骤的目的是探究   。
25.(2024八上·镇海区期中)罐头(如图甲所示)瓶盖因太紧而拧不开,于是小张在瓶盖外包上毛巾,再用力拧,毛巾打滑,瓶盖仍未动。妈妈让她换湿毛巾试试,果然湿毛巾不再打滑,瓶盖打开了,由此她觉得水有助于增大摩擦力,但为什么公共场所的地面在用水清扫过后会摆放“小心地滑”的牌子。水到底是增大摩擦力还是减小摩擦力呢?为解决困惑,小张设计了如图乙所示的实验:在水平桌面上放置一块玻璃板,在玻璃板上滴不同滴数的水并涂匀,立即用弹簧测力计拉着木块在玻璃板上做匀速直线运动,读出示数,并记录数据如表所示:
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水的滴数 4 8 12 16 20 24 28 32 36
拉力/牛 3.26 3.44 3.83 4.03 3.12 2.80 2.62 2.62
(1)请你推断:当水的滴数为32时,摩擦力大小为   牛。
(2)实验时用弹簧测力计拉着木块很难做到匀速,在不更换实验装置的情况下,小科想到另一种测摩擦力的方法:   。
(3)根据实验数据得出的结论是:   。
(4)请解释人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:   。
26.(2024八上·慈溪期中)“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程
(1)伽利略经过如图所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去,结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序:   (用字母表示)。
A、 B、 C、
(2)笛卡尔在伽利略观点的基础上进一步完善;如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原点的方向,牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?   。
(3)“牛顿第一定律”是科学家们基于实验事实并加以合理的逻辑分析的而获得的,这种研究方法称为   。
27.教室的门栓坏了,门经常被风吹开,小峰同学认为这是门与门框间摩擦太小的缘故。摩擦力的大小与什么因素有关呢 于是同学们利用长木板、毛巾、物块以及弹簧测力计做了如图所示的实验。
(1)如图甲所示将物块放在水平木板上,沿水平方向拉动物块做   运动时,物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲、乙两图可以得出的结论是:压力相同时,   。
(3)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难使物块保持匀速直线运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是   (填序号:①滑动摩擦力②手对弹簧测力计拉力)大小变化
(4)学生们经过讨论并反复验证,改进了实验方案,如图丁所示。改进后,同学们在进行实验时,不需要匀速拉动长木板。水平拉动长木板向右运动,则物块受到的摩擦力方向为水平向   (填“左”或“右”),木板与物块之间的摩擦力大小为   N。
四、综合题
28.小科想验证“用滚动代替滑动能减小摩擦”的正确性。利用以下器材:质量不相等、带钩的木块 A 和木块B,弹簧测力计,砝码,棉布,若干圆柱状铅笔,进行实验探究。 请完成以下填空:
步骤一:把木块 A放在水平桌面上,用弹簧测力计匀速直线拉动木块,记下弹簧测力计的示数 F1。根据   知识,可知F1 的大小等于木块受到的摩擦力。
步骤二:把   放在水平桌面上,将   放在其上方,用步骤 的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数 F2。
实验分析:当满足   的条件时,上述结论是正确的。
29.如图所示,一个轻质弹簧测力计,两边分别悬挂200牛、100牛的A、B两个物体,一个重为500牛的人站在台秤上,当人用   牛的力向下拉B时,A物体就能静止不动(弹簧测力计的重力、绳与滑轮之间的摩擦均可忽略不计),此时台秤的示数为   牛。
30. 一质量为m=250mg的雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响),设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方(v2)成正比,关系为F阻=kv2,其中k为常数,且k=1×10-4N. s2/m2. 求:(g取10 N/kg)
(1)雨滴匀速下落时的速度大小。
(2)请在图的v-t图中画B雨滴从开始下落到落地这一过程中运动速度随时间变化的图像。(描绘出大致情况即可)
(3)结合题目分析“瓢泼大雨以很大的速度到达地面,而毛毛细雨则缓慢地落到地面”的原因   
31.(浙教版科学七年级下学期 3.5 二力平衡的条件 巩固训练)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知:
(1)当t=1s时,物体处于   (填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
(2)当t=3s时,物体受到的阻力为   N,阻力的方向   。
(3)当t=5s时,物体受到的推力和阻力是否为平衡力   ?
32.汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图所示。
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车.在于燥的水平公路上以不同的速度行驶时。测得的反应距离和制动距离。
原行驶速度v/km h-1 反应距离s1/m 制动距离s2/m
60
11 20
80 15 34
100 19 54
(1)利用上表数据,算出该司机的反应时间大约是    秒。(保留两位小数)
(2)由这个测试可见,     是影响汽车制动距离的主要因素。
(3)请在图中画出从司机看到情况开始汁时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的v-t图像。(不需准确描点)
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的作用是相互的;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体处于平衡状态时,受到的是平衡力,处于非平衡状态时,受到的是非平衡力;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】A、悬停时, 重物受到的重力与它对细线的拉力作用在不同的物体上, 不是一对平衡力, 故 A 错误;
B、加速上升时, 处于非平衡状态, 所以细线对重物的拉力大于重物所受的重力, 故 B 正确;
C、匀速下降时, 处于平衡状态, 重物所 的重力等于细线对重物的拉力, 故 C 错误;
D、水平匀速飞行时, 不计空气阻力, 重物与无入机保持相对静止, 所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向, 故 D 错误。
故答案为 :B。
2.【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【分析】处于静止状态的物体受平衡力作用,根据甲乙丙之间力的作用大小判断距离间的关系。
【解答】 设每个磁环的重力为G,则当甲、乙两磁环处于静止状态时,甲乙之间的力大小为G,此时所对应的距离为h1;
当丙磁环套在乙上方,甲、乙、丙都处于静止状态时,乙丙之间力的大小为G,对应的距离为h3,甲乙之间力的大小为2G,对应的距离为h2,根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知,h1>h2,h2<h3。
故答案为:B。
3.【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)当物体从高空下落时,空气阻力会随速度的增大而增大,因此经过一段时间后,物体将匀速下落,这个速度称为此物体的终极速度。
(2)由于物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πRηv,故物体下落速度到一定值后,物体所受的阻力与重力相等,即受力平衡,运动处于匀速直线运动状态,即此时的速度最大。所以该题只需联系空气阻力的公式,推导出物体到达最大速度时的速度值与其半径的关系即可。
【解答】 A、当物体从高空下落时,开始由于地球引力的作用,下落的速度越来越快,但空气阻力会随速度的增大而增大,因此经过一段时间后,物体将匀速下落,这个速度称为此物体的终极速度,故A错误;
BC、由于物体下落速度到一定值后,球的重力和阻力会相等,即其会受力平衡,不再有加速度,处于匀速直线运动的平衡状态。假如球的速度达到v时最大,即此时G=f,即mg=6πRηv;对于大小不同的两个球来说,其材料相同,即密度相同,由于球的体积是V=,故其质量是m=ρ,所以mg=6πRηv,即为ρB正确;
D、相同材料不同大小的球的质量是不同的,则极限速度不相同,故D错误。
故选:B。
4.【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)整体法是将多个物体看成一个整体来分析受力情况,隔离法是将单个物体从整体中隔离出来分析其受力。
(2)同时涉及到牛顿第三定律,即两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
【解答】A、对大环进行受力分析,大环受到重力Mg、绳子的拉力Mg+2f以及两个小环对它的摩擦力。根据受力平衡,两个小环对大环的摩擦力之和应该等于2f,但不能得出左侧小环所受摩擦力为Mg,该选项错误。
B、mg是小环的重力,而小环在下滑过程中受到的摩擦力不一定等于其重力,该选项错误。
C、对大环受力分析,大环受到重力Mg、绳子的拉力F=Mg+2以及两个小环对它的摩擦力f1和f2。根据平衡条件
F=Mg+f ,已知F=Mg+2f,所以f1 +f 2 =2f。由于两个小环的运动情况对称,所以它们受到的摩擦力大小相等,即
f1 =f2 =f。再根据牛顿第三定律,小环受到的摩擦力与大环受到的摩擦力大小相等,方向相反,所以左侧小环所受摩擦力为f,该选项正确。
D、由前面的分析可知,两个小环对大环的摩擦力之和为2f,且每个小环对大环的摩擦力为f,所以左侧小环所受摩擦力不是2f,该选项错误。
故答案为:C。
5.【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】用控制变量法研究,即先控制半径一定,看速度与质量关系;再控制速度一定,研究质量与半径关系。
【解答】对于每个球,在达到终极速度时,阻力与质量成正比。 对于A、B球,半径相同,由A、B球数据可以知道,质量与终极速度成正比,从而可得,阻力与终极速度成正比。 同理由 B、C两球数据分析可以知道阻力与半径的平方成正比;可得:
由A、B、C球相关数据都可得
故答案为:A。
6.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 由题意知;当细线相连的两球一起匀速下降时,运动速度相等,因两小球体积相同,则每个球受的空气阻力相等,大小为f。
(1)以两小球组成的系统为研究对象,它们受竖直向下的重力G=2N+3N=5N,竖直向上的空气阻力2f作用,
因两个小球匀速,由平衡条件得:G=2f,
则摩擦力。
(2)以重为3N的小球为研究对象,它受竖直向下的重力G1=3N,竖直向上的空气阻力f,竖直向上的细线的拉力F的作用,在做匀速直线运动,
由平衡条件得:G1=F+f,
即细线上的拉力F=G1-f=3N-2.5N=0.5N。
故选B。
【分析】 由两球匀速下降分析,利用物体受力平衡的条件解答:
(1)以两球组成的系统为研究对象受力分析,求出小球受到的空气阻力;
(2)然后以其中一个小球为研究对象受力分析,求出细线的拉力。
7.【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】由题意可知,随着时间的推移,压力不断增大,导致物体从滑动到静止。则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩擦力。而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比,而静摩擦力的大小与重力大小相等。
【解答】因物体在水平方向受力平衡,故墙壁对物体的支持力 N始终等于水平推力F 的大小,即N=F=kt。 当墙壁给物体的摩擦力,时,物体加速下滑,摩擦力随时间 t成正比例增加;当f=G时,物体下滑的速度达到最大;f>G后,物体虽然减速下滑,但滑动摩擦力仍随时间t成正比例增加,且一直增大到物体停止滑行前为止。当物体的速度减小到零时,物体受到的滑动摩擦力“突变”成静摩擦力,由力的平衡条件得静摩擦力的大小f=G。 综上可知,B正确。
8.【答案】A
【知识点】力的测量;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)物体处于平衡状态,此时所受的力是平衡力;
(2)拔河比赛时,人在水平方向上受到绳子的拉力与地面对他的摩擦力,因为两队之间拉力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等,所以谁受到地面的摩擦力大,谁就会获胜。通过增加接触面的粗糙程度、增大压力两个途径可以来增大与地面之间的摩擦。
【解答】据图1可知,此时弹簧处于静止,故弹簧受到向左的拉力和向右的拉力相等,即都是100N,而弹簧测力计的读数以挂钩一侧的示数为准,故此时弹簧测力计的示数是100N;
对图2可知,由于两人仍用100牛的拉力拉绳,故绳子上的拉力始终是100N,故此时弹簧秤的读数为100N,但是由于甲踩在滑板上,即地面对他的摩擦力小于绳子对他的力,故甲会向右运动,而乙对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,故地面对他的摩擦力不变。
故答案为:A。
9.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】 以物体A为研究对象,物体A处于静止状态,竖直方向上受到平衡力的作用,竖直方向上受到重力和物体B对物体A的摩擦力的作用和墙对物体A的摩擦力的作用,这三个力是平衡力。
【解答】 因为B受重力作用,有向下运动的趋势。而B的左侧是光滑的,不受摩擦力的作用,因此,B物体右侧受到A对它向上的摩擦力。由于物体间力的作用是相互的。则A物体的左侧也受到了B物体对它向下的摩擦力。又因为A物体受重力作用,也有向下运动的趋势,则在它的右侧受到了墙对它向上的摩擦力。综上所述,A的左侧受向下的摩擦力,右侧受向上的摩擦力。
故ABC错误,D正确。
故选D。
10.【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】物体在滑动过程中所用的时间,取决于前后两次它的运动状态是否发生了变化。而运动状态的变化主要取决于物体与接触面之间的阻力的大小,因此,弄清二者之间的阻力非常关键。
【解答】物体两次受到的摩擦力都是滑动摩擦力, 无论物体与传输带相对速度是多大, 只要滑动起来, 滑动摩擦力就不变了。也就是物体两次受力相同, 运动过程也就相同, 因此第二次从 点滑到 点仍用 。
故答案为: A。
11.【答案】C
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】以a为研究对象,根据平衡条件求出b对a的静摩擦力大小。以ab整体为研究对象,求解c对b的静摩擦力大小。以三个物体整体为研究对象,根据平衡条件求解桌面对c的静摩擦力大小。
【解答】以a为研究对象,根据平衡条件得:b对a的静摩擦力大小f1=0;以a、b整体为研究对象,根据平衡条件得:f2==5N;再以a、b、c整体为研究对象,根据平衡条件得:=-=10N-5N=5N,方向水平向左。所以
12.【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;惯性
【解析】【分析】(1)一对相互作用力的大小相等、方向相反;
(2)力是为改变物体运动状态的原因;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性大小只与质量有关,与其他因素无关。
【解答】 A、实心球做斜抛运动,到达最高点时,竖直方向速度为零,但水平方向仍有速度,速度不为零,所以该选项错误。
B、实心球在下落过程中,速度越来越大,速度大小发生了变化,而物体运动状态的改变包括速度大小和运动方向的改变,所以其运动状态发生了改变,该选项错误。
C、抛出去的实心球离开手后继续运动,是由于实心球具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动,该选项正确。
D、投球时用力蹬地,此时脚对地面的作用力和地面对脚的作用力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,可知脚对地面的作用力等于地面对脚的作用力,该选项错误。
故答案为:C。
13.【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)首先利用物体A在钩码B的作用下左匀速运动,求得物体A与桌面之间的摩擦系数。
(2)把木块A、钩码和砝码看为一个整体,分析其受力情况,利用牛顿第二定律将物体的质量与加速度和受到的力联系起来,将物体的加速度表示出来。
(3)若物体的加速度为正数,则物体做加速运动;若物体的加速度小于零,则物体做减速运动;若物体的加速度等于零,则物体做匀速运动。
【解答】物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动,所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,两者大小相等,即
F=f
设物体与桌面的摩擦系数为μ,此时物体对桌面的压力等于物体A的重力,即
F压=GA=m1g
则摩擦力
f=μF压=μm1g
物体A受到的拉力
F=GB=m2g
则有
μm1g=m2g
解得
------①
把木块A、钩码和砝码看为一个整体,该整体受到钩码和砝码的拉力和木块和砝码在桌面产生的摩擦力作用,拉力大小等于钩码和砝码的重力,即
------②
摩擦力的大小
------③
假定该整体的加速度为a(a可大于0、小于0,或等于0,具体为哪种等分析后便知),由此可得
------④
把①代入④得
因为m2<m1,故a>0,故为加速运动。
故答案为:B。
14.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】当物体不受外力或受平衡力时,处于平衡状态,即保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】采用整体分析法,把人、车、两块磁铁看成是一个整体,那么磁铁之间的作用力就是内力,整体只受重力和地面对它的支持力,这两个力是平衡的,整体处于平衡状态,所以小车处于匀速直线运动状态或静止状态,故选C。
故答案为:C。
15.【答案】A
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)二力平衡的条件是:两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
(2)在解决多个物体的受力问题时,常采用整体法和隔离法。整体法是把多个物体看成一个整体进行受力分析,隔离法是把单个物体从整体中隔离出来进行受力分析。
【解答】把 2024 个木块看成一个整体,在竖直方向上受到竖直向下的重力2024mg和两个竖直向上的摩擦力f,根据二力平衡条件可得2f=2024mg,解得f=1012mg,即每个木板对最外侧木块的摩擦力为1012mg。再隔离对2024 号木块分析,它受到竖直向下的重力mg和木板对它竖直向上的摩擦力1012mg,根据二力平衡,2023 号木块对 2024 号木块有一个竖直向下的摩擦力,大小为1012mg mg=1011mg,根据牛顿第三定律,2023 和 2024 号木块之间的摩擦力大小为1011mg,该选项正确。
故答案为:A。
16.【答案】Mg+2f
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的存在
【解析】【分析】结合物体状态和受力之间的关系,根据大环的状态--静止,可分析得出大环受平衡力作用;即绳子对大环向上的拉力等于大环的重力加上小环对大环的摩擦力。
【解答】两个小环下落至与大环圆心等高时,小环受到大环的摩擦力大小为f,方向竖直向上,根据力的作用是相互的,大环受到两个小环的摩擦力大小各为f,方向竖直向下;
以大环为研究对象,处于静止状态,其受力是平衡的,向上的力是绳子对它的拉力F,向下的力有大环的重力G、两个小环的摩擦力2f;
所以根据力的平衡条件可得,此时绳对大环的拉力:F=G+2f=Mg+2f;
17.【答案】沿切线向下;沿切线向下
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,据此分析答题.
【解答】主动轮A顺时针方向转动,M点相对于皮带有向上的运动趋势,则M点受到的摩擦力向下;
N点相对于皮带有向上的运动趋势,因此N点受到向下的摩擦力。
18.【答案】等于;左
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)如果右食指先动,说明右食指与木棒间的作用力小于左食指与木棒间的作用力,木棒的重心会更靠近左食指。
(2)当右手食指移动一段距离后,木棒的重心更靠近右手食指时,右食指与木棒间的作用力大于左食指与木棒间的作用力,左手食指开始移动。这样,两手的食指交替移动。
(3)木棒的重心在木棒的左侧,当两手指碰到一起时,两手指在木棒的重心位置。
【解答】解:(1)两手指距木棒两端的距离相同,现缓慢地相向移动两个手指,刚开始移动时,发现右手食指相对木棒移动,右手指与木棒之间的摩擦力是滑动摩擦力,假设它们之间的摩擦力分别为f右与f棒,且有f右=f棒;而左手食指相对木棒未发生移动,但木棒在f右的作用下,有向右的运动趋势,此时左手与木棒之间存在静摩擦力,由于木棒处于静止状态,受到平衡力作用,即f右=f左.故右食指与木棒间的摩擦力等于左食指与木棒间的摩擦力。
(2)当两手指碰到一起时,两个手指在木棒的重心位置,由于右手先移动,说明木棒的重心偏左,所以当两手指碰到一起时,两手指的位置在木棒中心的左侧。
19.【答案】向左;μ(F+ mg);μ(F+ mg)
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】首先对第2张纸进行受力分析判断第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向如何;
根据滑动摩擦力的计算公式求出第2张纸受到第3张纸的滑动摩擦力,再根据二力平衡判断第3张纸的静摩擦力等于滑动摩擦力,以此类推得到第10张纸与第11张纸之间的摩擦力;
根据第1张上表面和下表面受到的压力,结合μ1=μ2,计算摩擦力的大小判断系统能不能进纸系。
【解答】 第2张纸相对于第3张纸向右运动,所以第2张纸受到第3张纸的向左的摩擦力。
工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为F+mg,所以第2张以下的纸没有运动,只有运动趋势,所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,大小均为μ(F+mg)。
20.【答案】(1)3;不变
(2)向右
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【解答】 (1)木块B静止时处于平衡状态,此时木块B受到的拉力和摩擦力时一对平衡力,大小相等,所以f=F=3N;
将拉力F增大一倍,木板的运动速度变快,但木块B对木板A的压力大小和接触面粗糙程度都不变,所以木块B受到的摩擦力不变;
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,木板A和木块B在水平方向上都受到平衡力的作用,此时,木块B受到木板A的摩擦力与测力计对木块B的拉力是一对平衡力,其大小相等,方向相反,木板A受到木块B的摩擦力与木板A受到地面施加的摩擦力是一对平衡力,其大小相等,方向相反,而测力计对木块B的拉力方向水平向左,所以木块B受到木板A的摩擦力的方向水平向右,则木板A受到木块B的摩擦力的方向水平向左,木板A受到地面施加的摩擦力方向水平向右。
【分析】 (1)木块B静止时处于平衡状态,此时木块B受到的拉力和摩擦力时一对平衡力,大小相等;摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,木板A和木块B在水平方向上都受到平衡力的作用,据此分析。
21.【答案】静止;4N;6
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)由v-t图像可以判断物体在0~2s的运动情况;
(2)由v-t图像找出物体什么时候处于平衡状态,然后由平衡条件求出物体所受摩擦力大小;
(3)滑动摩擦力由物体间的压力和接触面的粗糙程度决定。
【解答】(1)由v-t图像可以知道,在0~2s内,物体处于静止状态;
(2)由v-t图像可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,此时物体所受到的摩擦力f与推力F是一对平衡力,即f=F,
由F-t图像可知,在4s~6s内,推力F=4N,物体所受到的滑动摩擦力f=F=4N;
由v-t图像可知,t=3s时物体做加速运动,相对于地面滑动,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,由于物体间的压力和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则t=3s时物体受到的摩擦力仍为4N。
(3)2s~4s内,由丙图知,物体做加速运动,
s=vt=×2m/s×2s=2m,
4s~6s,由丙图知,物体速度为2m/s,处于匀速直线运动状态,物体运动的路程为s=vt=2m/s×2s=4m,
物体在前6 s内运动的路程是:2m+4m=6m
22.【答案】5;水平向右;竖直向上;20
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】 处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受力平衡。一对平衡力的大小相等、方向相反。
分别对甲乙进行受力分析。水平面光滑,所以乙不受地面对它的摩擦力。
根据乙的运动状态对乙进行受力分析,乙做匀速直线运动,所以乙受力平衡。
对甲进行受力分析,因为甲静止,所以甲受平衡力作用,这对平衡力的大小相等,从而可以判断出甲受到的摩擦力大小及方向。
【解答】 (1)图a中,以乙物体为研究对象,由于地面光滑,所以地面对乙没有摩擦力。
在水平方向上乙受到水平向右的拉力F和甲对乙水平向左的摩擦力作用,乙做匀速直线运动,所以这两个力是一对平衡力,则乙受到的摩擦力f=F=5N;
根据力的作用的相互性,乙对甲有水平向右的摩擦力,则甲物体所受的摩擦力为f'=f=5N,方向水平向右。
(2)图b中,A物体处于静止状态,所以A受到平衡力的作用,竖直方向上摩擦力与重力是一对平衡力,A的重力的大小为30N,所以摩擦力的大小也是30N,方向竖直向上。
B物体处于静止状态,属于平衡状态,所以B受到平衡力的作用,水平方向上摩擦力与推力是一对平衡力,推力的大小为20N,所以摩擦力的大小也是20N;
23.【答案】(1)斜面OB的倾角θ
(2)1、4
(3)10
【知识点】科学探究的基本环节;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)(2)根据控制变量法的要求,分析表中实验数据,然后答题;
(3)如果没有摩擦,小球在运动过程中,机械能保持不变(机械能守恒),小球在斜面OB上静止时上升的最大高度与在斜面A上释放时的高度相同;
【解答】 (1)由表中实验序号为1、2、3(或4、5、6)的实验可知,在小球质量一定的情况下,斜面倾角越小,小球上升的最大高度越小,由此可知小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角θ有关;
(2)由表中实验序号为1、4或2、5或3、6的数据可知,在斜面倾角一定时,小球质量不同,小球上升的最大高度相同,由此可知:小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关;
(3)当小球从释放至到达OB最大高度h的过程中,由于高度先减小后增大,所以小球的势能变化为先减小后增大;
小球的释放高度为10cm,如果斜面没有摩擦,小球的机械能守恒,则小球在斜面OB能达到的量大高度是10cm。
24.【答案】(1)木块受到水平向右(大小为1 N)的摩擦力
(2)小车受到的摩擦力比木块小
(3)不在同一直线上的两个力能否平衡
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)两个物体接触时,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;
(2)摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,同样情况下滚动摩擦比滑动摩擦小得多;
(3)二力的平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一物体上。
【解答】(1)左边悬挂三个钩码,右边悬挂两个钩码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用;此时木块有向左运动的趋势,木块和桌面之间产生了向右的摩擦力的作用,向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力;
(2)木块A换成带轮子的小车,将滑动摩擦力变为滚动摩擦力,大大减小了摩擦力,从而减小了摩擦对实验的影响;
(3)将小车扭转到如图乙所示的位置,两个拉力不在同一直线上,不能平衡,所以会扭转回来;这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在同一直线上。
25.【答案】(1)2.62
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)观察表格第7、8、9此实验数据,拉力大小应该不变,此时摩擦力不变;
(2)弹簧测力计拉着木块保持不动,只要把玻璃板拉动即可;
(3)由表格中数据可以看出,拉力先增大,又减小,最后不变;
(4)湿滑的地面水多,摩擦力突然减小。
【解答】(1)根据表格数据分析可知,拉力随水的滴数的变化规律,观察表格第7、9此实验数据,水滴为28、36时,拉力大小不变,此时摩擦力不变;第8次实验,当水的滴数为32时,测力计的拉力也应为2.62N,由二力平衡条件可知,摩擦力大小为2.62N。
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
(1)根据表格数据分析可知,拉力随水的滴数的变化规律,观察表格第7、9此实验数据,水滴为28、36时,拉力大小不变,此时摩擦力不变;第8次实验,当水的滴数为32时,测力计的拉力也应为2.62N,由二力平衡条件可知,摩擦力大小为2.62N。
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
26.【答案】(1)CAB
(2)只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有涉及静止物体的运动规律;
(3)理想实验法
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】(1)牛顿第一定律的形成过程实质是研究阻力对物体运动的影响,采用了逐渐逼近的方法,即先实验再推理,根据这一特点判断图中的合理顺序;
(2)根据对牛顿第一定律内容的了解,知道这里研究了静止和匀速直线运动两种情况,可做出分析。
(3)牛顿第一定律是通过理想实验法得到的。
【解答】(1)图中各实验和推理的顺序应是先实验再推理,图C中有空气阻力,图A中没有空气阻力,所以先C再A,而图B中,是推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下,物体将做匀速直线运动,故正确的顺序应该是CAB。
(2)牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,而笛卡尔的观点中,只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有涉及静止物体的运动规律,所以这是他的观点的不足之处。
(3)“牛顿第一定律”不是实验定律,是科学家们以实验事实为基础,并加以合理的逻辑分析的而获得的,这种研究方法称为理想实验法或推理法。
27.【答案】(1)匀速直线
(2)接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3)②
(4)右;1.8
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)物块在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,物块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(3)手对弹簧测力计拉力大小变化导致控制物块做匀速直线运动比较困难;
(4)根据二力平衡得出结论。
【解答】(1)物块在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,物块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数;
(2)实验中应水平匀速拉动物块,图甲、乙所示两次实验在压力一定时,接触面粗糙程度不同,摩擦力不同,乙的滑动摩擦力大,由此可知,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制物块做匀速直线运动,手对弹簧测力计拉力大小变化导致的;
(4)由丁图可知,此时物块处于平衡状态,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力方向向右;由图知此过程的拉力为1.8N,所以物块的滑动摩擦力为1.8N。
28.【答案】二力平衡;若干圆柱状铅笔;木块A;F1>F2
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】要验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性,就要采用控制变量法,即控制压力的大小不变,改变下面的运动形式,即由滑动变为滚动,测出摩擦力来比较即可。
【解答】(1)在进行该实验时,必须让弹簧测力计做匀速直线运动,根据二力平衡的知识,在这种情况下,此时弹簧测力计的拉力和摩擦力才是一对平衡力,其大小才会相等;
(2)在(1)中测的是滑动摩擦力,故在这里应用圆柱状铅笔放在木块A下方(控制压力不变),使木块由滑动变为滚动,进而读出测力计的示数,即为此时滚动时的摩擦力;
(3)由于在相同的条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦。故所得结论应该是F2<F1。
29.【答案】100;400
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】对物体B进行受力分析,根据平衡力的知识计算出人对B的拉力,而台秤的示数等于人对台秤的压力,即等于人的重力与绳子拉力的差。
【解答】根据图片可知,物体B受到向上的拉力(等于A的重力),向下的重力和人的拉力。根据平衡力的知识得到:GA=GB+F人,即:200N=100N+F人,解得:F人=100N;
台秤的示数为:F压=G人-F人=500N-100N=400N。
30.【答案】(1)解:雨滴的质量:m=250mg=2. 5×10-4 kg,
雨滴匀速下落时,重力与空气阻力二力平衡,
F阻=G=mg=2. 5×10-4 kg×10 N/kg=2. 5×10-3N
已知F阻=kv2,则v==5 m/s.
(2)
(3)“瓢泼大雨”落地时,与重力相$衡的空气阻力较大,根据F阻=kv2'可知阻力越大,雨滴下落的速度越大:而毛毛细雨则相反
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】 (1)雨滴匀速下落时,受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力F阻作用而处于平衡状态,由平衡条件可以求出空气阻力;已知阻力大小由阻力与速度的关系可以求出雨滴匀速下落的速度;
(2)分析雨滴的运动过程,确定其速度变化规律,然后作图。
(3)雨滴越大,则雨滴的重力越大,那么重力和阻力平衡时的阻力越大,根据分析 F阻=kv2 解答。
【解答】 (2)雨滴所受重力不变,开始下落时,雨滴速度较小,所受阻力较小,合力向下,雨滴向下做加速运动,当速度达到一定值后,雨滴所受重力与阻力相等,雨滴所受合力为零,处于平衡状态,做匀速直线运动,速度保持不变,雨滴的速度随时间变化关系如下图所示:
(3)“瓢泼大雨以很大的速度到达地面,而毛毛细雨则缓慢地落到地面”的原因:“瓢泼大雨”落地时,与重力相$衡的空气阻力较大,根据F阻=kv2'可知阻力越大,雨滴下落的速度越大:而毛毛细雨则相反。
31.【答案】(1)加速
(2)2;水平向左
(3)不是平衡力
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【分析】(1)从丙图中找到某个时间对应的速度所在图像的形状,如果是一条向右上方倾斜的直线,说明物体在加速;如果是一条向右下方倾斜的直线,说明物体在减速;如果一条水平线,说明物体是匀速的;
(2)从丙图中判断t=3s时物体的运动状态,然后从乙图中找到某个时间物体受到的力;阻力的方向与运动方向相反;
(3)从丙图中判断t=5s时物体的运动状态,进而判断物体是否受到平衡力。
【解答】(1)观察丙图可知,从0s-2s物体的v-t图像是一条向右上方的斜线,说明这段时间物体的速度不断增大,因此当t=1s时,物体处于加速状态;
(2)观察丙图可知,当t=3s时,物体的v-t图像是一条水平线,说明物体在这段时间内做匀速直线运动,因此阻力和拉力是一对平衡力,即阻力是2N,且方向向左;
(3)观察丙图可知,物体从4s-8s的v-t图像是一条向右下方倾斜的线,说明这段时间内物体做减速运动,即处于不平衡状态,因此物体受到的推力和阻力不是平衡力。
故答案为:(1)加速;(2)2,水平向左;(3)不是平衡力
32.【答案】(1)0.66~0.68
(2)车速
(3)
【知识点】平均速度的计算及测量;牛顿第一定律;惯性
【解析】【分析】(1)在反应时间内汽车仍以原行驶速度行驶,根据公式v=s/t将反应距离和原行驶速度代入即可求出驾驶员的反应时间,但要注意行驶速度的单位用国际单位制单位.
(2)分析三次测试的制动距离和对应的行驶速度,找到制动距离和行驶速度的关系.
(3)汽车的刹车过程分为反应距离和制动距离,反应距离内汽车以原行驶速度匀速行驶,制动距离内汽车受到摩擦力作用均匀减速,最后停止运动,根据规律作出大致的v-t图象.
【解答】
反应距离除以速度即为反应时间。可得:行驶速度为60km/h时,反应时间为(11/60000)*3600=0.66(S),同理可以得行驶速度为80时:反应时间为0.675S;行驶速度为100时:反应时间为0.684S。可得:反应时间范围为0.66-0.68秒间。
(2)从表格中数据可以看出,三次测试中,随着行驶速度的增大,刹车距离随着增大,所以影响制动距离的主要因素是行驶速度.
故答案为:车速;
(3)汽车刹车过程分以原行驶速度匀速行驶和由原始速度开始均匀减速直到速度为0,所以v-t图象如图:
1 / 1【浙教版】(新教材)科学八上2.2运动与相互作用 课时精炼(强化)
一、选择题
1.如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力,则无人机在空中(  )
A.悬停时,重物所受重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B.加速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D.水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
【答案】B
【知识点】力的作用是相互的;二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】(1)物体处于平衡状态时,受到的是平衡力,处于非平衡状态时,受到的是非平衡力;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
【解答】A、悬停时, 重物受到的重力与它对细线的拉力作用在不同的物体上, 不是一对平衡力, 故 A 错误;
B、加速上升时, 处于非平衡状态, 所以细线对重物的拉力大于重物所受的重力, 故 B 正确;
C、匀速下降时, 处于平衡状态, 重物所 的重力等于细线对重物的拉力, 故 C 错误;
D、水平匀速飞行时, 不计空气阻力, 重物与无入机保持相对静止, 所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向, 故 D 错误。
故答案为 :B。
2.(2025八下·杭州期中)“悬空的磁环”实验中,若所用的磁环都一样,中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时,它们之间的距离为h1,如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环,当丙悬空并静止后,甲、乙之间的距离变为h2,乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大,则h1、h2、h3之间的大小关系满足(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【分析】处于静止状态的物体受平衡力作用,根据甲乙丙之间力的作用大小判断距离间的关系。
【解答】 设每个磁环的重力为G,则当甲、乙两磁环处于静止状态时,甲乙之间的力大小为G,此时所对应的距离为h1;
当丙磁环套在乙上方,甲、乙、丙都处于静止状态时,乙丙之间力的大小为G,对应的距离为h3,甲乙之间力的大小为2G,对应的距离为h2,根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知,h1>h2,h2<h3。
故答案为:B。
3.如果球形物体在空气中下落时受空气的阻力为f=6πRηv(式中R为球的半径,η为空气的粘滞系数,v 为球的速度),那么 (  )
A.球从高空下落时速度将越来越大.
B.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且相同材料的球,大球的极限速度大
C.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且相同材料的球,小球的极限速度大
D.球从高空下落时速度将趋向于一个极限值,且、相同材料不同大小的球的极限速度相同、
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)当物体从高空下落时,空气阻力会随速度的增大而增大,因此经过一段时间后,物体将匀速下落,这个速度称为此物体的终极速度。
(2)由于物体在空气中下落时受空气的阻力f=6πRηv,故物体下落速度到一定值后,物体所受的阻力与重力相等,即受力平衡,运动处于匀速直线运动状态,即此时的速度最大。所以该题只需联系空气阻力的公式,推导出物体到达最大速度时的速度值与其半径的关系即可。
【解答】 A、当物体从高空下落时,开始由于地球引力的作用,下落的速度越来越快,但空气阻力会随速度的增大而增大,因此经过一段时间后,物体将匀速下落,这个速度称为此物体的终极速度,故A错误;
BC、由于物体下落速度到一定值后,球的重力和阻力会相等,即其会受力平衡,不再有加速度,处于匀速直线运动的平衡状态。假如球的速度达到v时最大,即此时G=f,即mg=6πRηv;对于大小不同的两个球来说,其材料相同,即密度相同,由于球的体积是V=,故其质量是m=ρ,所以mg=6πRηv,即为ρB正确;
D、相同材料不同大小的球的质量是不同的,则极限速度不相同,故D错误。
故选:B。
4.(2024九上·温州竞赛)如图所示,质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,绳对大环的拉力为 Mg+2f,则此时左侧小环所受摩擦力为(  )
A.Mg B.mg C.f D.2f
【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)整体法是将多个物体看成一个整体来分析受力情况,隔离法是将单个物体从整体中隔离出来分析其受力。
(2)同时涉及到牛顿第三定律,即两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
【解答】A、对大环进行受力分析,大环受到重力Mg、绳子的拉力Mg+2f以及两个小环对它的摩擦力。根据受力平衡,两个小环对大环的摩擦力之和应该等于2f,但不能得出左侧小环所受摩擦力为Mg,该选项错误。
B、mg是小环的重力,而小环在下滑过程中受到的摩擦力不一定等于其重力,该选项错误。
C、对大环受力分析,大环受到重力Mg、绳子的拉力F=Mg+2以及两个小环对它的摩擦力f1和f2。根据平衡条件
F=Mg+f ,已知F=Mg+2f,所以f1 +f 2 =2f。由于两个小环的运动情况对称,所以它们受到的摩擦力大小相等,即
f1 =f2 =f。再根据牛顿第三定律,小环受到的摩擦力与大环受到的摩擦力大小相等,方向相反,所以左侧小环所受摩擦力为f,该选项正确。
D、由前面的分析可知,两个小环对大环的摩擦力之和为2f,且每个小环对大环的摩擦力为f,所以左侧小环所受摩擦力不是2f,该选项错误。
故答案为:C。
5.当物体从高空下落时,空气阻力会随物体速度的增大而增大,因此经过一段距离后物体会匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度。 研究发现,在相同的环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关。(g取10 N/kg)下表是某次研 究的实验数据:
小球编号 A B C
小球的半径/10-2m 0.5 0.5 1.5
小球的质量/10- kg 2 5 45
小球的终极速度/(m·s- ) 16 40 40
根据表中的数据,可归纳出球形物体所受的空气阻力f与球的速度 v及球的半径r的关系的表达式,其比例系数是 (  )
A.50N m-3 B.25N m-3 C.60N m-3 D.100N m-3
【答案】A
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】用控制变量法研究,即先控制半径一定,看速度与质量关系;再控制速度一定,研究质量与半径关系。
【解答】对于每个球,在达到终极速度时,阻力与质量成正比。 对于A、B球,半径相同,由A、B球数据可以知道,质量与终极速度成正比,从而可得,阻力与终极速度成正比。 同理由 B、C两球数据分析可以知道阻力与半径的平方成正比;可得:
由A、B、C球相关数据都可得
故答案为:A。
6.假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比。两个体积相同、重力分别为2牛和3牛的小球之间用短细线相连,细线强度足够大。现将这两个小球从漂浮在空中的气球上由静止开始自由释放,当两球匀速下降时,细线上的拉力为(  )
A.0 B.0.5牛 C.1牛 D.2.5牛
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】 由题意知;当细线相连的两球一起匀速下降时,运动速度相等,因两小球体积相同,则每个球受的空气阻力相等,大小为f。
(1)以两小球组成的系统为研究对象,它们受竖直向下的重力G=2N+3N=5N,竖直向上的空气阻力2f作用,
因两个小球匀速,由平衡条件得:G=2f,
则摩擦力。
(2)以重为3N的小球为研究对象,它受竖直向下的重力G1=3N,竖直向上的空气阻力f,竖直向上的细线的拉力F的作用,在做匀速直线运动,
由平衡条件得:G1=F+f,
即细线上的拉力F=G1-f=3N-2.5N=0.5N。
故选B。
【分析】 由两球匀速下降分析,利用物体受力平衡的条件解答:
(1)以两球组成的系统为研究对象受力分析,求出小球受到的空气阻力;
(2)然后以其中一个小球为研究对象受力分析,求出细线的拉力。
7.如图所示,把一重为G的物体,用一个水平的推力 F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上。从t=0开始物体所受的摩擦力 f随t 的变化关系是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】由题意可知,随着时间的推移,压力不断增大,导致物体从滑动到静止。则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩擦力。而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比,而静摩擦力的大小与重力大小相等。
【解答】因物体在水平方向受力平衡,故墙壁对物体的支持力 N始终等于水平推力F 的大小,即N=F=kt。 当墙壁给物体的摩擦力,时,物体加速下滑,摩擦力随时间 t成正比例增加;当f=G时,物体下滑的速度达到最大;f>G后,物体虽然减速下滑,但滑动摩擦力仍随时间t成正比例增加,且一直增大到物体停止滑行前为止。当物体的速度减小到零时,物体受到的滑动摩擦力“突变”成静摩擦力,由力的平衡条件得静摩擦力的大小f=G。 综上可知,B正确。
8.(2024八上·宁波期中)如图所示,甲、乙两人分别用100N的水平拉力拉绳。第一次,两人都站在地上,“拔河”处于相持状态:第二次甲站在一平板小车上,乙站在地面上。则下列分析正确的是(  )
A.两次的弹簧秤读数都等于100牛顿
B.两次的弹簧秤读数都等于200牛顿
C.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力大于100牛顿
D.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力小于100牛顿
【答案】A
【知识点】力的测量;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)物体处于平衡状态,此时所受的力是平衡力;
(2)拔河比赛时,人在水平方向上受到绳子的拉力与地面对他的摩擦力,因为两队之间拉力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等,所以谁受到地面的摩擦力大,谁就会获胜。通过增加接触面的粗糙程度、增大压力两个途径可以来增大与地面之间的摩擦。
【解答】据图1可知,此时弹簧处于静止,故弹簧受到向左的拉力和向右的拉力相等,即都是100N,而弹簧测力计的读数以挂钩一侧的示数为准,故此时弹簧测力计的示数是100N;
对图2可知,由于两人仍用100牛的拉力拉绳,故绳子上的拉力始终是100N,故此时弹簧秤的读数为100N,但是由于甲踩在滑板上,即地面对他的摩擦力小于绳子对他的力,故甲会向右运动,而乙对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,故地面对他的摩擦力不变。
故答案为:A。
9.如图所示,只有物体B左面是光滑的,其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动,则物体A受到摩擦力的情况是(  )
A.左、右面都受向上的摩擦力
B.左面受向上的摩擦力,右面受向下的摩擦力
C.左、右面都受向下的摩擦力
D.左面受向下的摩擦力,右面受向上的摩擦力
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】 以物体A为研究对象,物体A处于静止状态,竖直方向上受到平衡力的作用,竖直方向上受到重力和物体B对物体A的摩擦力的作用和墙对物体A的摩擦力的作用,这三个力是平衡力。
【解答】 因为B受重力作用,有向下运动的趋势。而B的左侧是光滑的,不受摩擦力的作用,因此,B物体右侧受到A对它向上的摩擦力。由于物体间力的作用是相互的。则A物体的左侧也受到了B物体对它向下的摩擦力。又因为A物体受重力作用,也有向下运动的趋势,则在它的右侧受到了墙对它向上的摩擦力。综上所述,A的左侧受向下的摩擦力,右侧受向上的摩擦力。
故ABC错误,D正确。
故选D。
10.如图所示,当传送带静止不动时,物体从静止开始滑动,沿传送带从上端A点滑到下端B点所需时间为2 min;则当皮带轮转动,传送带斜向上匀速运动时,物体从静止开始滑动,沿传送带从上端A点滑到下端B点所需时间为(  )
A.2min B.大于2min C.小于2min D.无法确定
【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】物体在滑动过程中所用的时间,取决于前后两次它的运动状态是否发生了变化。而运动状态的变化主要取决于物体与接触面之间的阻力的大小,因此,弄清二者之间的阻力非常关键。
【解答】物体两次受到的摩擦力都是滑动摩擦力, 无论物体与传输带相对速度是多大, 只要滑动起来, 滑动摩擦力就不变了。也就是物体两次受力相同, 运动过程也就相同, 因此第二次从 点滑到 点仍用 。
故答案为: A。
11.如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力=5 N、=10 N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b 与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则 (  )
A.f1=5 N,f2=0,f3=5 N B.f1 =5 N,f2=5 N,f3=0
C.f1=0,f2=5 N,f3=5 N D.f1=0,f2=10 N,f3=5 N
【答案】C
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】以a为研究对象,根据平衡条件求出b对a的静摩擦力大小。以ab整体为研究对象,求解c对b的静摩擦力大小。以三个物体整体为研究对象,根据平衡条件求解桌面对c的静摩擦力大小。
【解答】以a为研究对象,根据平衡条件得:b对a的静摩擦力大小f1=0;以a、b整体为研究对象,根据平衡条件得:f2==5N;再以a、b、c整体为研究对象,根据平衡条件得:=-=10N-5N=5N,方向水平向左。所以
12.(2025八上·镇海区期末)如图所示是一名学生投实心球的情景,以下分析中正确的是(不计空气阻力)(  )
A.实心球到达最高点时,速度为零
B.实心球在下落过程中,运动状态不变
C.抛出去的实心球离开手后继续运动,是由于实心球具有惯性
D.投球时用力蹬地,此时脚对地面的作用力大于地面对脚的作用力
【答案】C
【知识点】力的作用是相互的;惯性
【解析】【分析】(1)一对相互作用力的大小相等、方向相反;
(2)力是为改变物体运动状态的原因;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性大小只与质量有关,与其他因素无关。
【解答】 A、实心球做斜抛运动,到达最高点时,竖直方向速度为零,但水平方向仍有速度,速度不为零,所以该选项错误。
B、实心球在下落过程中,速度越来越大,速度大小发生了变化,而物体运动状态的改变包括速度大小和运动方向的改变,所以其运动状态发生了改变,该选项错误。
C、抛出去的实心球离开手后继续运动,是由于实心球具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动,该选项正确。
D、投球时用力蹬地,此时脚对地面的作用力和地面对脚的作用力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上,可知脚对地面的作用力等于地面对脚的作用力,该选项错误。
故答案为:C。
13.(2025·浙江会考)如图所示,木块A的质量为m1,一端与水平细绳相连,细绳的另一端挂着质量为m2(m2A.不变 B.变快
C.变慢 D.由m1、m2、m的大小关系而决定
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)首先利用物体A在钩码B的作用下左匀速运动,求得物体A与桌面之间的摩擦系数。
(2)把木块A、钩码和砝码看为一个整体,分析其受力情况,利用牛顿第二定律将物体的质量与加速度和受到的力联系起来,将物体的加速度表示出来。
(3)若物体的加速度为正数,则物体做加速运动;若物体的加速度小于零,则物体做减速运动;若物体的加速度等于零,则物体做匀速运动。
【解答】物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动,所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知,两者大小相等,即
F=f
设物体与桌面的摩擦系数为μ,此时物体对桌面的压力等于物体A的重力,即
F压=GA=m1g
则摩擦力
f=μF压=μm1g
物体A受到的拉力
F=GB=m2g
则有
μm1g=m2g
解得
------①
把木块A、钩码和砝码看为一个整体,该整体受到钩码和砝码的拉力和木块和砝码在桌面产生的摩擦力作用,拉力大小等于钩码和砝码的重力,即
------②
摩擦力的大小
------③
假定该整体的加速度为a(a可大于0、小于0,或等于0,具体为哪种等分析后便知),由此可得
------④
把①代入④得
因为m2<m1,故a>0,故为加速运动。
故答案为:B。
14.如图所示,在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁,始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是 (  )
A.向左运动,越来越快 B.向右运动,越来越快
C.匀速直线运动或静止 D.有时快有时慢的直线运动
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】当物体不受外力或受平衡力时,处于平衡状态,即保持匀速直线运动状态或静止状态。
【解答】采用整体分析法,把人、车、两块磁铁看成是一个整体,那么磁铁之间的作用力就是内力,整体只受重力和地面对它的支持力,这两个力是平衡的,整体处于平衡状态,所以小车处于匀速直线运动状态或静止状态,故选C。
故答案为:C。
15.(2024九上·温州竞赛)用两个相同的足够大的水平力F将2024个完全相同的木块夹在两个相同的 竖直木板之间,所有木块都如图所示保持静止状态,每个木块的质量都为m,则编号2023 和2024号木块之间的摩擦力的大小为(木块从左至右 编号依次为1、2、3…2022、2023、2024)(  )
A.1011mg B.1012mg C.2023mg D.2024mg
【答案】A
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)二力平衡的条件是:两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
(2)在解决多个物体的受力问题时,常采用整体法和隔离法。整体法是把多个物体看成一个整体进行受力分析,隔离法是把单个物体从整体中隔离出来进行受力分析。
【解答】把 2024 个木块看成一个整体,在竖直方向上受到竖直向下的重力2024mg和两个竖直向上的摩擦力f,根据二力平衡条件可得2f=2024mg,解得f=1012mg,即每个木板对最外侧木块的摩擦力为1012mg。再隔离对2024 号木块分析,它受到竖直向下的重力mg和木板对它竖直向上的摩擦力1012mg,根据二力平衡,2023 号木块对 2024 号木块有一个竖直向下的摩擦力,大小为1012mg mg=1011mg,根据牛顿第三定律,2023 和 2024 号木块之间的摩擦力大小为1011mg,该选项正确。
故答案为:A。
二、填空题
16.如图所示,质量为 M 的圆环用轻绳吊在天花板上,环上有两个质量均为m 的小环,自大环顶部开始分别从两边滑下,当两个小环下落至与大环圆心等高时,每个小环所受摩擦力为 f,则此时绳对大环的拉力为   。
【答案】Mg+2f
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的存在
【解析】【分析】结合物体状态和受力之间的关系,根据大环的状态--静止,可分析得出大环受平衡力作用;即绳子对大环向上的拉力等于大环的重力加上小环对大环的摩擦力。
【解答】两个小环下落至与大环圆心等高时,小环受到大环的摩擦力大小为f,方向竖直向上,根据力的作用是相互的,大环受到两个小环的摩擦力大小各为f,方向竖直向下;
以大环为研究对象,处于静止状态,其受力是平衡的,向上的力是绳子对它的拉力F,向下的力有大环的重力G、两个小环的摩擦力2f;
所以根据力的平衡条件可得,此时绳对大环的拉力:F=G+2f=Mg+2f;
17.如图所示是一主动轮A 通过皮带带动从动轮B的示意图,主动轮的转动方向如图所示,试分析A轮上M 点和B 轮上 N 点受到的摩擦力的方向:   ,    
【答案】沿切线向下;沿切线向下
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,据此分析答题.
【解答】主动轮A顺时针方向转动,M点相对于皮带有向上的运动趋势,则M点受到的摩擦力向下;
N点相对于皮带有向上的运动趋势,因此N点受到向下的摩擦力。
18.把一根粗糙的木棒按图所示的方式放在分开的两手的食指上,两手指距木棒两端的距离相同。现在缓缓地相向移动两个手指。 刚开始移动时,发现右手食指相对木棒发生移动,而左手食指相对木棒未发生移动,则此时右手食指对木棒的摩擦力   (填“大于”“等于”或“小于”)左手食指对木棒的摩擦力;当两手指碰到一起时,两手指的位置在木棒中心的   (填“左”或“右”)侧。
【答案】等于;左
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)如果右食指先动,说明右食指与木棒间的作用力小于左食指与木棒间的作用力,木棒的重心会更靠近左食指。
(2)当右手食指移动一段距离后,木棒的重心更靠近右手食指时,右食指与木棒间的作用力大于左食指与木棒间的作用力,左手食指开始移动。这样,两手的食指交替移动。
(3)木棒的重心在木棒的左侧,当两手指碰到一起时,两手指在木棒的重心位置。
【解答】解:(1)两手指距木棒两端的距离相同,现缓慢地相向移动两个手指,刚开始移动时,发现右手食指相对木棒移动,右手指与木棒之间的摩擦力是滑动摩擦力,假设它们之间的摩擦力分别为f右与f棒,且有f右=f棒;而左手食指相对木棒未发生移动,但木棒在f右的作用下,有向右的运动趋势,此时左手与木棒之间存在静摩擦力,由于木棒处于静止状态,受到平衡力作用,即f右=f左.故右食指与木棒间的摩擦力等于左食指与木棒间的摩擦力。
(2)当两手指碰到一起时,两个手指在木棒的重心位置,由于右手先移动,说明木棒的重心偏左,所以当两手指碰到一起时,两手指的位置在木棒中心的左侧。
19.(2025七上·台州开学考)打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的重力均为 mg,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时,第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向   (选填“向左”或“向右”)、第10张与第11张纸之间的摩擦力大小为   、第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为   。
【答案】向左;μ(F+ mg);μ(F+ mg)
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】首先对第2张纸进行受力分析判断第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向如何;
根据滑动摩擦力的计算公式求出第2张纸受到第3张纸的滑动摩擦力,再根据二力平衡判断第3张纸的静摩擦力等于滑动摩擦力,以此类推得到第10张纸与第11张纸之间的摩擦力;
根据第1张上表面和下表面受到的压力,结合μ1=μ2,计算摩擦力的大小判断系统能不能进纸系。
【解答】 第2张纸相对于第3张纸向右运动,所以第2张纸受到第3张纸的向左的摩擦力。
工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为F+mg,所以第2张以下的纸没有运动,只有运动趋势,所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,大小均为μ(F+mg)。
20.用如图所示的实验装置可以方便测量物体相对运动时摩擦力的大小。木板A放在水平地面上,木块B放置在水平的木板A上,细绳跨过定滑轮,一端与木块B相连,另一端与上端固定的弹簧测力计的秤钩相连,且细绳的ab段保持竖直,cd段保持水平。回答下列问题。(木板A足够长,不计细绳重力和滑轮摩擦)
(1) 用水平向右的拉力F拉动木板A向右运动,待木块B静止后,弹簧测力计示数为3N,此时木块B受到的摩擦力大小为   N。接着将拉力F增大倍,木块B受到的摩擦力   (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,弹簧测力计示数仍为3N,此时木板A 受到地面施加的摩擦力方向为水平   (填“向右”或“向左”)。
【答案】(1)3;不变
(2)向右
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【解答】 (1)木块B静止时处于平衡状态,此时木块B受到的拉力和摩擦力时一对平衡力,大小相等,所以f=F=3N;
将拉力F增大一倍,木板的运动速度变快,但木块B对木板A的压力大小和接触面粗糙程度都不变,所以木块B受到的摩擦力不变;
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,木板A和木块B在水平方向上都受到平衡力的作用,此时,木块B受到木板A的摩擦力与测力计对木块B的拉力是一对平衡力,其大小相等,方向相反,木板A受到木块B的摩擦力与木板A受到地面施加的摩擦力是一对平衡力,其大小相等,方向相反,而测力计对木块B的拉力方向水平向左,所以木块B受到木板A的摩擦力的方向水平向右,则木板A受到木块B的摩擦力的方向水平向左,木板A受到地面施加的摩擦力方向水平向右。
【分析】 (1)木块B静止时处于平衡状态,此时木块B受到的拉力和摩擦力时一对平衡力,大小相等;摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)撤去水平拉力F后,当木板A和木块B都静止时,木板A和木块B在水平方向上都受到平衡力的作用,据此分析。
21.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。由图像可知当t=1 s时,物体处于   状态。t=3 s时,物体受到的摩擦力为   ;物体在前6 s内运动的路程是    m
【答案】静止;4N;6
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)由v-t图像可以判断物体在0~2s的运动情况;
(2)由v-t图像找出物体什么时候处于平衡状态,然后由平衡条件求出物体所受摩擦力大小;
(3)滑动摩擦力由物体间的压力和接触面的粗糙程度决定。
【解答】(1)由v-t图像可以知道,在0~2s内,物体处于静止状态;
(2)由v-t图像可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,此时物体所受到的摩擦力f与推力F是一对平衡力,即f=F,
由F-t图像可知,在4s~6s内,推力F=4N,物体所受到的滑动摩擦力f=F=4N;
由v-t图像可知,t=3s时物体做加速运动,相对于地面滑动,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,由于物体间的压力和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则t=3s时物体受到的摩擦力仍为4N。
(3)2s~4s内,由丙图知,物体做加速运动,
s=vt=×2m/s×2s=2m,
4s~6s,由丙图知,物体速度为2m/s,处于匀速直线运动状态,物体运动的路程为s=vt=2m/s×2s=4m,
物体在前6 s内运动的路程是:2m+4m=6m
22.如图(a),光滑的水平面上叠放着甲、乙两物体,用5牛的水平拉力F拉动物体乙,恰能使乙做匀速直线运动,则甲物体所受的摩擦力为   牛,方向是   ;如图(b)所示,物体A重30牛,用F等于50牛的力垂直将其压在竖直墙上静止不动,则物体A所受的摩擦力的方向是   ;物体B重30牛,受到F等于20牛的水平推力静止不动,则物体B所受的摩擦力大小是   牛。
【答案】5;水平向右;竖直向上;20
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】 处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受力平衡。一对平衡力的大小相等、方向相反。
分别对甲乙进行受力分析。水平面光滑,所以乙不受地面对它的摩擦力。
根据乙的运动状态对乙进行受力分析,乙做匀速直线运动,所以乙受力平衡。
对甲进行受力分析,因为甲静止,所以甲受平衡力作用,这对平衡力的大小相等,从而可以判断出甲受到的摩擦力大小及方向。
【解答】 (1)图a中,以乙物体为研究对象,由于地面光滑,所以地面对乙没有摩擦力。
在水平方向上乙受到水平向右的拉力F和甲对乙水平向左的摩擦力作用,乙做匀速直线运动,所以这两个力是一对平衡力,则乙受到的摩擦力f=F=5N;
根据力的作用的相互性,乙对甲有水平向右的摩擦力,则甲物体所受的摩擦力为f'=f=5N,方向水平向右。
(2)图b中,A物体处于静止状态,所以A受到平衡力的作用,竖直方向上摩擦力与重力是一对平衡力,A的重力的大小为30N,所以摩擦力的大小也是30N,方向竖直向上。
B物体处于静止状态,属于平衡状态,所以B受到平衡力的作用,水平方向上摩擦力与推力是一对平衡力,推力的大小为20N,所以摩擦力的大小也是20N;
三、实验与探究题
23.小敏想探究小球滚上斜面的最大高度与斜面倾角和小球质量的关系,将两个斜面AO与OB 对接成如图装置进行实验。
①让质量为5g的小球,在斜面AO上高为H 处静止释放,沿斜面滚下,经O点滚上斜面OB,测量小球达到的最大高度h,将数据记录在表中。改变斜面OB 的倾角θ,重复实验。
②用质量为7g的小球重复上述实验,将数据记录在表中。
实验序号 小球的质量m/g 小球在斜面AO上的释放高度 H/cm 斜面OB的倾角θ 小球在斜面OB上的最大高度h/cm
1 5 10 9.0
2 8.6
3 8.0
4 7 10 9.0
5 8.6
6 8.0
(1)比较实验1、2、3(或4、5、6),说明小球在斜面OB上能达到的最大高度与   有关。
(2)比较实验   (填序号),说明小球在斜面OB 上能达到的最大高度与小球质量无关。
(3)如果斜面没有摩擦,小球在斜面OB 上能达到的最大高度是   cm。
【答案】(1)斜面OB的倾角θ
(2)1、4
(3)10
【知识点】科学探究的基本环节;摩擦力的存在
【解析】【分析】(1)(2)根据控制变量法的要求,分析表中实验数据,然后答题;
(3)如果没有摩擦,小球在运动过程中,机械能保持不变(机械能守恒),小球在斜面OB上静止时上升的最大高度与在斜面A上释放时的高度相同;
【解答】 (1)由表中实验序号为1、2、3(或4、5、6)的实验可知,在小球质量一定的情况下,斜面倾角越小,小球上升的最大高度越小,由此可知小球在斜面OB上能达到的最大高度与斜面OB的倾角θ有关;
(2)由表中实验序号为1、4或2、5或3、6的数据可知,在斜面倾角一定时,小球质量不同,小球上升的最大高度相同,由此可知:小球在斜面OB上能达到的最大高度与小球质量无关;
(3)当小球从释放至到达OB最大高度h的过程中,由于高度先减小后增大,所以小球的势能变化为先减小后增大;
小球的释放高度为10cm,如果斜面没有摩擦,小球的机械能守恒,则小球在斜面OB能达到的量大高度是10cm。
24.如图所示为科学兴趣小组的同学们“探究二力平衡条件”的实验,将木块放置于水平桌面上,两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定量的钩码,通过观察木块的运动状态来分析二力平衡的条件。已知每个钩码重为1 N。请回答下列问题:
(1)当左右两边所挂钩码的数量相同时,木块保持静止;当左边悬挂三个钩码,右边悬挂两个钩码时,木块也能保持静止,请分析出现这种现象的原因:   。
(2)小明认为将木块A 换成带轮子的小车(如图乙所示),实验效果会更好,其理由是   。
(3)小明在小车静止后,保持两边拉力的大小不变,将小车扭转到如图丙所示的位置,松手后,小车立即恢复到原来的状态。设计此实验步骤的目的是探究   。
【答案】(1)木块受到水平向右(大小为1 N)的摩擦力
(2)小车受到的摩擦力比木块小
(3)不在同一直线上的两个力能否平衡
【知识点】二力平衡的条件及其应用;探究二力平衡的条件
【解析】【分析】(1)两个物体接触时,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;
(2)摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,同样情况下滚动摩擦比滑动摩擦小得多;
(3)二力的平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一物体上。
【解答】(1)左边悬挂三个钩码,右边悬挂两个钩码时,发现木块仍然处于静止状态,木块还受平衡力的作用;此时木块有向左运动的趋势,木块和桌面之间产生了向右的摩擦力的作用,向右的拉力和摩擦力与向左的拉力是平衡力;
(2)木块A换成带轮子的小车,将滑动摩擦力变为滚动摩擦力,大大减小了摩擦力,从而减小了摩擦对实验的影响;
(3)将小车扭转到如图乙所示的位置,两个拉力不在同一直线上,不能平衡,所以会扭转回来;这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力在同一直线上。
25.(2024八上·镇海区期中)罐头(如图甲所示)瓶盖因太紧而拧不开,于是小张在瓶盖外包上毛巾,再用力拧,毛巾打滑,瓶盖仍未动。妈妈让她换湿毛巾试试,果然湿毛巾不再打滑,瓶盖打开了,由此她觉得水有助于增大摩擦力,但为什么公共场所的地面在用水清扫过后会摆放“小心地滑”的牌子。水到底是增大摩擦力还是减小摩擦力呢?为解决困惑,小张设计了如图乙所示的实验:在水平桌面上放置一块玻璃板,在玻璃板上滴不同滴数的水并涂匀,立即用弹簧测力计拉着木块在玻璃板上做匀速直线运动,读出示数,并记录数据如表所示:
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
水的滴数 4 8 12 16 20 24 28 32 36
拉力/牛 3.26 3.44 3.83 4.03 3.12 2.80 2.62 2.62
(1)请你推断:当水的滴数为32时,摩擦力大小为   牛。
(2)实验时用弹簧测力计拉着木块很难做到匀速,在不更换实验装置的情况下,小科想到另一种测摩擦力的方法:   。
(3)根据实验数据得出的结论是:   。
(4)请解释人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:   。
【答案】(1)2.62
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
【知识点】影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)观察表格第7、8、9此实验数据,拉力大小应该不变,此时摩擦力不变;
(2)弹簧测力计拉着木块保持不动,只要把玻璃板拉动即可;
(3)由表格中数据可以看出,拉力先增大,又减小,最后不变;
(4)湿滑的地面水多,摩擦力突然减小。
【解答】(1)根据表格数据分析可知,拉力随水的滴数的变化规律,观察表格第7、9此实验数据,水滴为28、36时,拉力大小不变,此时摩擦力不变;第8次实验,当水的滴数为32时,测力计的拉力也应为2.62N,由二力平衡条件可知,摩擦力大小为2.62N。
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
(1)根据表格数据分析可知,拉力随水的滴数的变化规律,观察表格第7、9此实验数据,水滴为28、36时,拉力大小不变,此时摩擦力不变;第8次实验,当水的滴数为32时,测力计的拉力也应为2.62N,由二力平衡条件可知,摩擦力大小为2.62N。
(2)当拉动下面的玻璃板时,无论玻璃板是否做匀速直线运动,上面的木块对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此受到的摩擦力不变,所以,用弹簧测力计拉着木块保持不动,用力拉玻璃板,弹簧测力计的示数会变得稳定。
(3)由表格数据可知,前4次实验过程中,水滴数增加,摩擦力增大,第5次实验后,水滴数增加,摩擦力变小且趋于平稳,故能得出的结论:水量在一定范围内会增大物体之间的摩擦力,超过一定范围后会减小物体之间的摩擦力,直至稳定不变。
(4)人走在湿滑的地面上时容易向后摔倒的原因:湿滑的地面水多,摩擦力突然减小,行人的脚运动速度会增大,但上半身具有惯性,仍保持原来的运动状态,所以容易向后摔倒。
26.(2024八上·慈溪期中)“牛顿第一定律”的形成,经历了伽利略、笛卡尔和牛顿等科学家不断完善的过程
(1)伽利略经过如图所示的实验和推理得出结论:如果没有摩擦阻力和空气阻力的影响,在水平面上运动的物体将会一直运动下去,结合伽利略的结论写出图中各实验和推理的先后顺序:   (用字母表示)。
A、 B、 C、
(2)笛卡尔在伽利略观点的基础上进一步完善;如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿直线运动,既不停下来也不偏离原点的方向,牛顿在他们研究的基础上提出了“牛顿第一定律”,相对于“牛顿第一定律”,笛卡尔的观点有什么不足?   。
(3)“牛顿第一定律”是科学家们基于实验事实并加以合理的逻辑分析的而获得的,这种研究方法称为   。
【答案】(1)CAB
(2)只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有涉及静止物体的运动规律;
(3)理想实验法
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【分析】(1)牛顿第一定律的形成过程实质是研究阻力对物体运动的影响,采用了逐渐逼近的方法,即先实验再推理,根据这一特点判断图中的合理顺序;
(2)根据对牛顿第一定律内容的了解,知道这里研究了静止和匀速直线运动两种情况,可做出分析。
(3)牛顿第一定律是通过理想实验法得到的。
【解答】(1)图中各实验和推理的顺序应是先实验再推理,图C中有空气阻力,图A中没有空气阻力,所以先C再A,而图B中,是推理得出了在无空气阻力和无摩擦的情况下,物体将做匀速直线运动,故正确的顺序应该是CAB。
(2)牛顿第一定律的内容是一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,而笛卡尔的观点中,只涉及到了物体做匀速直线运动的情况,没有涉及静止物体的运动规律,所以这是他的观点的不足之处。
(3)“牛顿第一定律”不是实验定律,是科学家们以实验事实为基础,并加以合理的逻辑分析的而获得的,这种研究方法称为理想实验法或推理法。
27.教室的门栓坏了,门经常被风吹开,小峰同学认为这是门与门框间摩擦太小的缘故。摩擦力的大小与什么因素有关呢 于是同学们利用长木板、毛巾、物块以及弹簧测力计做了如图所示的实验。
(1)如图甲所示将物块放在水平木板上,沿水平方向拉动物块做   运动时,物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲、乙两图可以得出的结论是:压力相同时,   。
(3)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物块的时候很难使物块保持匀速直线运动,弹簧测力计的示数不稳定,导致该现象的原因是   (填序号:①滑动摩擦力②手对弹簧测力计拉力)大小变化
(4)学生们经过讨论并反复验证,改进了实验方案,如图丁所示。改进后,同学们在进行实验时,不需要匀速拉动长木板。水平拉动长木板向右运动,则物块受到的摩擦力方向为水平向   (填“左”或“右”),木板与物块之间的摩擦力大小为   N。
【答案】(1)匀速直线
(2)接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(3)②
(4)右;1.8
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)物块在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,物块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(3)手对弹簧测力计拉力大小变化导致控制物块做匀速直线运动比较困难;
(4)根据二力平衡得出结论。
【解答】(1)物块在长木板上做匀速直线运动,根据二力平衡可知,物块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数;
(2)实验中应水平匀速拉动物块,图甲、乙所示两次实验在压力一定时,接触面粗糙程度不同,摩擦力不同,乙的滑动摩擦力大,由此可知,在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制物块做匀速直线运动,手对弹簧测力计拉力大小变化导致的;
(4)由丁图可知,此时物块处于平衡状态,受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力方向向右;由图知此过程的拉力为1.8N,所以物块的滑动摩擦力为1.8N。
四、综合题
28.小科想验证“用滚动代替滑动能减小摩擦”的正确性。利用以下器材:质量不相等、带钩的木块 A 和木块B,弹簧测力计,砝码,棉布,若干圆柱状铅笔,进行实验探究。 请完成以下填空:
步骤一:把木块 A放在水平桌面上,用弹簧测力计匀速直线拉动木块,记下弹簧测力计的示数 F1。根据   知识,可知F1 的大小等于木块受到的摩擦力。
步骤二:把   放在水平桌面上,将   放在其上方,用步骤 的方法拉动木块,记下弹簧测力计的示数 F2。
实验分析:当满足   的条件时,上述结论是正确的。
【答案】二力平衡;若干圆柱状铅笔;木块A;F1>F2
【知识点】摩擦力的存在
【解析】【分析】要验证“用滚动代替滑动可以减小摩擦”的正确性,就要采用控制变量法,即控制压力的大小不变,改变下面的运动形式,即由滑动变为滚动,测出摩擦力来比较即可。
【解答】(1)在进行该实验时,必须让弹簧测力计做匀速直线运动,根据二力平衡的知识,在这种情况下,此时弹簧测力计的拉力和摩擦力才是一对平衡力,其大小才会相等;
(2)在(1)中测的是滑动摩擦力,故在这里应用圆柱状铅笔放在木块A下方(控制压力不变),使木块由滑动变为滚动,进而读出测力计的示数,即为此时滚动时的摩擦力;
(3)由于在相同的条件下,滚动摩擦小于滑动摩擦。故所得结论应该是F2<F1。
29.如图所示,一个轻质弹簧测力计,两边分别悬挂200牛、100牛的A、B两个物体,一个重为500牛的人站在台秤上,当人用   牛的力向下拉B时,A物体就能静止不动(弹簧测力计的重力、绳与滑轮之间的摩擦均可忽略不计),此时台秤的示数为   牛。
【答案】100;400
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】对物体B进行受力分析,根据平衡力的知识计算出人对B的拉力,而台秤的示数等于人对台秤的压力,即等于人的重力与绳子拉力的差。
【解答】根据图片可知,物体B受到向上的拉力(等于A的重力),向下的重力和人的拉力。根据平衡力的知识得到:GA=GB+F人,即:200N=100N+F人,解得:F人=100N;
台秤的示数为:F压=G人-F人=500N-100N=400N。
30. 一质量为m=250mg的雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响),设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方(v2)成正比,关系为F阻=kv2,其中k为常数,且k=1×10-4N. s2/m2. 求:(g取10 N/kg)
(1)雨滴匀速下落时的速度大小。
(2)请在图的v-t图中画B雨滴从开始下落到落地这一过程中运动速度随时间变化的图像。(描绘出大致情况即可)
(3)结合题目分析“瓢泼大雨以很大的速度到达地面,而毛毛细雨则缓慢地落到地面”的原因   
【答案】(1)解:雨滴的质量:m=250mg=2. 5×10-4 kg,
雨滴匀速下落时,重力与空气阻力二力平衡,
F阻=G=mg=2. 5×10-4 kg×10 N/kg=2. 5×10-3N
已知F阻=kv2,则v==5 m/s.
(2)
(3)“瓢泼大雨”落地时,与重力相$衡的空气阻力较大,根据F阻=kv2'可知阻力越大,雨滴下落的速度越大:而毛毛细雨则相反
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【分析】 (1)雨滴匀速下落时,受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力F阻作用而处于平衡状态,由平衡条件可以求出空气阻力;已知阻力大小由阻力与速度的关系可以求出雨滴匀速下落的速度;
(2)分析雨滴的运动过程,确定其速度变化规律,然后作图。
(3)雨滴越大,则雨滴的重力越大,那么重力和阻力平衡时的阻力越大,根据分析 F阻=kv2 解答。
【解答】 (2)雨滴所受重力不变,开始下落时,雨滴速度较小,所受阻力较小,合力向下,雨滴向下做加速运动,当速度达到一定值后,雨滴所受重力与阻力相等,雨滴所受合力为零,处于平衡状态,做匀速直线运动,速度保持不变,雨滴的速度随时间变化关系如下图所示:
(3)“瓢泼大雨以很大的速度到达地面,而毛毛细雨则缓慢地落到地面”的原因:“瓢泼大雨”落地时,与重力相$衡的空气阻力较大,根据F阻=kv2'可知阻力越大,雨滴下落的速度越大:而毛毛细雨则相反。
31.(浙教版科学七年级下学期 3.5 二力平衡的条件 巩固训练)如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。由图像可知:
(1)当t=1s时,物体处于   (填“加速”、“匀速”或“减速”)状态。
(2)当t=3s时,物体受到的阻力为   N,阻力的方向   。
(3)当t=5s时,物体受到的推力和阻力是否为平衡力   ?
【答案】(1)加速
(2)2;水平向左
(3)不是平衡力
【知识点】平衡力的辨别
【解析】【分析】(1)从丙图中找到某个时间对应的速度所在图像的形状,如果是一条向右上方倾斜的直线,说明物体在加速;如果是一条向右下方倾斜的直线,说明物体在减速;如果一条水平线,说明物体是匀速的;
(2)从丙图中判断t=3s时物体的运动状态,然后从乙图中找到某个时间物体受到的力;阻力的方向与运动方向相反;
(3)从丙图中判断t=5s时物体的运动状态,进而判断物体是否受到平衡力。
【解答】(1)观察丙图可知,从0s-2s物体的v-t图像是一条向右上方的斜线,说明这段时间物体的速度不断增大,因此当t=1s时,物体处于加速状态;
(2)观察丙图可知,当t=3s时,物体的v-t图像是一条水平线,说明物体在这段时间内做匀速直线运动,因此阻力和拉力是一对平衡力,即阻力是2N,且方向向左;
(3)观察丙图可知,物体从4s-8s的v-t图像是一条向右下方倾斜的线,说明这段时间内物体做减速运动,即处于不平衡状态,因此物体受到的推力和阻力不是平衡力。
故答案为:(1)加速;(2)2,水平向左;(3)不是平衡力
32.汽车追尾是高速公路上常发生的交通事故,其重要原因是遇到意外情况时不能立即停车。研究发现,司机从看到情况到踩刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间;在反应时间内汽车要保持原速前进一段距离,这段距离叫反应距离;从踩刹车到车停止,汽车还要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如图所示。
下表是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车.在于燥的水平公路上以不同的速度行驶时。测得的反应距离和制动距离。
原行驶速度v/km h-1 反应距离s1/m 制动距离s2/m
60
11 20
80 15 34
100 19 54
(1)利用上表数据,算出该司机的反应时间大约是    秒。(保留两位小数)
(2)由这个测试可见,     是影响汽车制动距离的主要因素。
(3)请在图中画出从司机看到情况开始汁时,到汽车停止的这段时间内,汽车运动的v-t图像。(不需准确描点)
【答案】(1)0.66~0.68
(2)车速
(3)
【知识点】平均速度的计算及测量;牛顿第一定律;惯性
【解析】【分析】(1)在反应时间内汽车仍以原行驶速度行驶,根据公式v=s/t将反应距离和原行驶速度代入即可求出驾驶员的反应时间,但要注意行驶速度的单位用国际单位制单位.
(2)分析三次测试的制动距离和对应的行驶速度,找到制动距离和行驶速度的关系.
(3)汽车的刹车过程分为反应距离和制动距离,反应距离内汽车以原行驶速度匀速行驶,制动距离内汽车受到摩擦力作用均匀减速,最后停止运动,根据规律作出大致的v-t图象.
【解答】
反应距离除以速度即为反应时间。可得:行驶速度为60km/h时,反应时间为(11/60000)*3600=0.66(S),同理可以得行驶速度为80时:反应时间为0.675S;行驶速度为100时:反应时间为0.684S。可得:反应时间范围为0.66-0.68秒间。
(2)从表格中数据可以看出,三次测试中,随着行驶速度的增大,刹车距离随着增大,所以影响制动距离的主要因素是行驶速度.
故答案为:车速;
(3)汽车刹车过程分以原行驶速度匀速行驶和由原始速度开始均匀减速直到速度为0,所以v-t图象如图:
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