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初中物理第七章 力综合与测试单元测试课后练习题
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这是一份初中物理第七章 力综合与测试单元测试课后练习题,共33页。试卷主要包含了下列关于力的说法中,小东和小明分别购买了两种橡胶球等内容,欢迎下载使用。
第7章 《力》单元测试卷
一.选择题(共16小题,每空3分,共48分)
1.下列关于力的说法中( )
①力不能离开物体而存在;
②有受力物体时,一定有施力物体;
③两个物体只要相互接触就一定产生力的作用;
④两个物体不接触就不能产生力的作用。
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有①④正确
2.观察图中的四个情景,下列选项中能体现它们共同特征的是( )
A.力可以改变物体的形状
B.力可以改变物体的运动方向
C.力可以改变物体运动速度的大小
D.力可以改变物体的运动状态
3.如图,水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱甲和乙,则( )
A.甲和乙之间没有弹力
B.甲对乙有弹力,乙对甲也有弹力
C.只有甲对乙有弹力
D.只有乙对甲有弹力
4.如图所示,利用弹簧测力计测量物块的重力时,使测力计弹簧伸长的力是( )
A.物块的重力
B.弹簧对物块的拉力
C.物块对弹簧的拉力
D.物块和弹簧测力计的总重力
5.修理汽车的工人师傅使用短套筒的六角扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长套筒的六角扳手来拧,这是通过改变如下哪个因素来拧开螺母的( )
A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.用力的时间
6.小东和小明分别购买了两种橡胶球。小东说:“我的球弹性比你的好。”小明回答说:“我希望你能证实你的说法。”请你帮助小东选择下列哪个方案来解决这个问题( )
A.把两球向墙掷去,测量它们反弹时离墙的距离
B.用手触摸两球,看哪一个球较硬
C.让两球于离地等高处坠下,测量哪一个反弹得高
D.把两球向地面掷下,测量它们反弹的高度
7.“力的作用是相互的”,下列四种动物的运动情况主要不是利用这一原理的是( )
A.水母向下喷水而上升 B.鱿鱼向前喷水而后退
C.金鱼因鳔充气而上浮 D.企鹅向后划水而前进
8.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京市和张家口市联合举办。冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,很有观赏性。如图所示,在某次比赛中,运动员将冰壶甲掷出去,冰壶甲在水平冰面上做减速直线运动,经过一段时间,冰壶甲与赛道上的冰壶乙相撞。不计空气阻力。
冰壶甲和乙在碰撞过程中,关于它们之间的相互作用力,下列说法中正确的是( )
A.冰壶甲对乙的作用力大于冰壶乙对甲的作用力
B.冰壶甲对乙的作用力大小等于冰壶乙对甲的作用力大小
C.冰壶甲对乙的作用力小于冰壶乙对甲的作用力
D.冰壶甲对乙的作用力方向与冰壶乙对甲的作用力方向相同
9.如图所示,四个力中的一个与其它三个力所产生的作用效果不同的是( )
A.球拍对乒乓球的力 B.斧头对木柴的力
C.手对弹簧的拉力 D.瓶对海绵的力
10.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服。现有两种办法:一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做。关于这两种做法下列说法正确的是( )
A.图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B.图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C.图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D.条件不足,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
11.图中关于重力的示意图正确的是( )
A.正在上升的小球 B.斜面上静止的木块
C.斜抛向空中的铅球 D.挂在墙上的小球
12.如图所示实验装置,甲重16N,乙重12N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是( )
A.16N B.12N C.28N D.4N
13.小明游览我市古迹文笔塔时,利用一根细棉线和一个小铁球,对一根立柱是否竖直展开实验探究,现象如图(甲)、(乙)所示。相对于立柱底端而言,该立柱顶端( )
A.略向东南方向倾斜 B.略向西南方向倾斜
C.略向西北方向倾斜 D.略向东北方向倾斜
14.踢足球是广大青少年喜爱的运动,下列与踢球有关的说法正确的是( )
A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
C.踢出去的球在空中运动的过程中,没有受到任何力的作用
D.守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态
15.乒乓球比赛中,有时会出现“擦网球”(如图),乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A.只改变了运动快慢
B.只改变了运动方向
C.运动快慢和运动方向都发生了变化
D.运动快慢和运动方向都不发生变化
16.辽宁号航母的舰载战机歼﹣15着舰时在拦阻索作用下停下来,这个过程中( )
A.拦阻索对战机的作用力使拦阻索发生形变
B.拦阻索对战机的作用力使战机运动状态改变
C.战机对拦阻索作用力与拦阻索对战机作用力的受力物体相同
D.战机对拦阻索作用力与拦阻索对战机作用力的作用效果相同
二.填空题(共6小题,每空1分,共11分)
17.如图所示,用弹簧测力计测一物体所受重力,由图可知,物体所受重力为 N,重力的施力物体是 。
18.如图所示是足球运动中“头球攻门”的情景,当运动员用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的 (选填“形状”或“运动状态”),顶球时运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是 的。
19.如图所示,“打陀螺”和“跳橡皮筋”是我国传统民间游戏,其中图 可说明力可以使物体发生形变,图 可说明力可以使物体的运动状态发生改变。(填“甲”或“乙”)
20.如图所示,某人用12N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,弹簧对手的拉力
12N(选填“大于”、“小于”或“等于”),手受到的拉力的施力物体是 。
21.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A的示数为 N,弹簧测力计B的示数为 N。
22.小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 其在乙星球表面上的重力(选填“大于”“等于”或“小于”),据图可得甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是 。
三.实验探究题(共3小题,每空1分,共17分)
23.实验桌上有符合要求的弹簧测力计一个,质量已知的新钩码一盒(10个),铁架台。小英同学想利用以上器材,设计一个实验来探究物体的重力与物体质量的关系。请你帮助小英完成实验。
(1)该实验中的自变量是: ;小英可以通过改变 来改变该自变量。
(2)小英设计并完成实验,根据测得的实验数据,绘制了如图所示的G﹣m图象。小华同学发现该图象并没有经过坐标原点。他们对实验数据进行复核,发现测量和记录均正确无误。经过一番讨论交流后,形成了以下四种观点,其中不符合实际的是 。(多选,填写选项前字母)
A.物体的质量变化不均匀所致B.可能因为测量工具不够精确所致
C.弹簧测力计没有调零所致D.坐标单位选的不合适所致
24.一宇航员用托盘天平和弹簧测力计研究物体在地球上和月球上受到的重力和物体质量的关系,他得到如表一和表二所示的数据:
表一:在地球上
实验序号
质量(kg)
重力(N)
重力/质量/(N/kg)
1
0.2
1.96
9.8
2
0.3
2.94
9.8
3
0.4
3.92
9.8
表二:在月球上
实验序号
质量(kg)
重力(N)
重力/质量/(N/kg)
4
0.2
0.32
1.6
5
0.3
0.48
1.6
6
0.4
0.64
1.6
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据的倍数关系,可以归纳出的初步结论是: 。
(2)分析比较 的数据后(填写实验序号),可以归纳出的初步结论是:质量相同的物体在地球上受到的重力比在月球上受到的大。
(3)结合表中的数据可知,一个质量为60kg的中学生,到月球上后,他的质量为
kg,在月球上受到的重力为 N。
25.某实验小组的同学对A、B两根粗细不同、长度均为3cm的橡皮筋进行研究,并制作了橡皮筋测力计。实验中将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(如图1),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量△x,根据多组测量数据绘制了如图2所示的图象。
(1)实验中橡皮筋受力变长,说明力的作用可以 ;
(2)从图象上看,图象最上端成为曲线,不再是直线,其原因是 ;
(3)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm,橡皮筋B的伸长量为 cm;
(4)实验小组的小红同学在用橡皮筋A制作测力计时,0N应该标在图1刻度尺的
cm处,1N标在 cm处;她认为将0N和1N之间对应的长度10等分,每一份就是0.1N,其等分依据是 ;
(5)用A、B两根橡皮筋制成的测力计,橡皮筋 制成的测力计量程最大,其量程为0至 N;用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度更高。
四.计算题(共2小题,共24分)
26.(12分)小陈是一名货车司机,他驾驶的卡车自重为8.5×104N,车上载有40袋水泥,每袋水泥质量为50kg,当他驾驶卡车经过一座桥,刚要上桥,他看到立在桥头的限重标志牌(如图所示),便立即停车进行计算,问:
(1)车和水泥的总重力。
(2)小陈的卡车能否安全通过这座桥?如果不能,至少需要卸掉多少袋水泥?(g取10N/kg)
27.(12分)小夏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G=0.5N,容积V=100mL,在容器中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。问:
(1)密度为“0”的刻度应标在多少牛的刻度上。
(2)水的密度应标在多少牛的刻度上。
(3)此“密度秤”的测量范围。
试题解析
一.选择题(共16小题)
1.下列关于力的说法中( )
①力不能离开物体而存在;
②有受力物体时,一定有施力物体;
③两个物体只要相互接触就一定产生力的作用;
④两个物体不接触就不能产生力的作用。
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有①③正确 D.只有①④正确
解:
①②力是物体之间的相互作用,力是不能离开物体而独立存在的,有受力物体时,一定有施力物体,故①②正确;
③④两个物体相互接触不一定产生力的作用,比如两个物体相互接触不发生挤压、推拉等作用,就不会产生力的作用;
两个物体不接触也能产生力的作用,如一对磁铁或一对电荷均可以产生力的作用;故③④错误;
综上可知,只有①②正确。
故选:A。
2.观察图中的四个情景,下列选项中能体现它们共同特征的是( )
A.力可以改变物体的形状
B.力可以改变物体的运动方向
C.力可以改变物体运动速度的大小
D.力可以改变物体的运动状态
解:气球瘪了、竹子被拉弯、木板弯曲和弓变形都是物体的形状发生了变化,属于形变的一种,所以说明的是力可以改变物体的形状。
故选:A。
3.如图,水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱甲和乙,则( )
A.甲和乙之间没有弹力
B.甲对乙有弹力,乙对甲也有弹力
C.只有甲对乙有弹力
D.只有乙对甲有弹力
解:水平地面上并列放着两个相互接触的静止木箱,它们之间不存在任何形式的相互作用,因此尽管两个物体相互接触,但是没有产生力的作用,故它们之间不存在弹力。
故选:A。
4.如图所示,利用弹簧测力计测量物块的重力时,使测力计弹簧伸长的力是( )
A.物块的重力
B.弹簧对物块的拉力
C.物块对弹簧的拉力
D.物块和弹簧测力计的总重力
解:
当弹簧测力计和物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受力平衡,即弹簧测力计向上的拉力与物体的重力相等,因弹簧测力计对物体的拉力与物体对弹簧测力计的拉力为相互作用力,所以,使测力计内弹簧伸长的力是物体对弹簧的拉力,故C正确。
故选:C。
5.修理汽车的工人师傅使用短套筒的六角扳手拧螺母时,发现很难拧开,于是换用长套筒的六角扳手来拧,这是通过改变如下哪个因素来拧开螺母的( )
A.力的大小 B.力的方向 C.力的作用点 D.用力的时间
解:影响力的作用效果的因素是力的大小、方向、作用点,所以手握的位置(作用点)、手用力的大小、手用力的方向都会影响力的作用效果;短套筒的六角扳手拧螺母时,发现很难拧开,换用长套筒的六角扳手来拧螺母时,是通过改变力的作用点来改变力的作用效果的;故C正确;ABD错误。
故选:C。
6.小东和小明分别购买了两种橡胶球。小东说:“我的球弹性比你的好。”小明回答说:“我希望你能证实你的说法。”请你帮助小东选择下列哪个方案来解决这个问题( )
A.把两球向墙掷去,测量它们反弹时离墙的距离
B.用手触摸两球,看哪一个球较硬
C.让两球于离地等高处坠下,测量哪一个反弹得高
D.把两球向地面掷下,测量它们反弹的高度
解:
A、两球向墙扔去,两球反弹的大小与用力的大小有关,不能根据反弹时离墙的距离区分它们弹性的大小,故A错误。
B、球的硬度不能决定弹性的大小,故B错误。
C、两球从离地等高处由静止下落,除了球自身所受到的重力,不受其它作用力,比较它们反弹的高度。这种办法是合理的,故C正确。
D、把两球向地面掷下,小球反弹的高度与用力的大小有关,故D错误。
故选:C。
7.“力的作用是相互的”,下列四种动物的运动情况主要不是利用这一原理的是( )
A.水母向下喷水而上升 B.鱿鱼向前喷水而后退
C.金鱼因鳔充气而上浮 D.企鹅向后划水而前进
解:A、水母向下喷水对水施加向下的力,同时水对水母施加向上的力使水母上升,故A不符合题意;
B、鱿鱼向前喷水对水施加向前的力,同时水对鱿鱼施加向后的力使鱿鱼后退,故B不符合题意;
C、金鱼因鳔充气而上浮利用的是物体的浮沉条件,不是利用“力的作用是相互的”这一原理,故C符合题意;
D、企鹅向后划水对水施加向后的力,同时水对企鹅施加向前的力使企鹅前进,故D不符合题意。
故选:C。
8.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年由北京市和张家口市联合举办。冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目,很有观赏性。如图所示,在某次比赛中,运动员将冰壶甲掷出去,冰壶甲在水平冰面上做减速直线运动,经过一段时间,冰壶甲与赛道上的冰壶乙相撞。不计空气阻力。
冰壶甲和乙在碰撞过程中,关于它们之间的相互作用力,下列说法中正确的是( )
A.冰壶甲对乙的作用力大于冰壶乙对甲的作用力
B.冰壶甲对乙的作用力大小等于冰壶乙对甲的作用力大小
C.冰壶甲对乙的作用力小于冰壶乙对甲的作用力
D.冰壶甲对乙的作用力方向与冰壶乙对甲的作用力方向相同
解:ABC、冰壶甲对乙的作用力、冰壶乙对甲的作用力是一对相互作用力,二力的大小相等、方向相反,所以壶甲对乙的作用力大小等于冰壶乙对甲的作用力大小;并且冰壶甲对乙的作用力方向与冰壶乙对甲的作用力方向相反。故ACD错误、B正确。
故选:B。
9.如图所示,四个力中的一个与其它三个力所产生的作用效果不同的是( )
A.球拍对乒乓球的力 B.斧头对木柴的力
C.手对弹簧的拉力 D.瓶对海绵的力
解:
A、由图可知,球拍对乒乓球的力改变了乒乓球的运动方向,即力改变了物体的运动状态;
B、斧头对木柴的力,使木柴的形状发生了变化;
C、手对弹簧的拉力,使弹簧变长,弹簧的形状发生变化;
D、瓶子对海绵的力,使海绵的形状发生变化;
可见A图中力与其它三个力所产生的作用效果不同。
故选:A。
10.小明和小忠想把一条弹性绳拉开,使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上,用来晒衣服。现有两种办法:一种是按图甲的方法做;另一种是按图乙的方法做。关于这两种做法下列说法正确的是( )
A.图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小
B.图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小
C.图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同
D.条件不足,无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小
解:
弹性绳在两种情况下承受的拉力相同,两个人沿相反方向拉弹性绳和将弹性绳一端固定,两个人同时用力拉弹性绳,效果一样,因为两个人拉时,某一个人拉相当于固定在柱子上,根据力的作用是相互的,人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力相当,所以两种情况下,拉力相等,所以乙图中每个人的拉力是甲图中每个人拉力的,所以B选项正确。
故选:B。
11.图中关于重力的示意图正确的是( )
A.正在上升的小球 B.斜面上静止的木块
C.斜抛向空中的铅球 D.挂在墙上的小球
解:重力方向是竖直向下(垂直于水平面)、作用点在重心;
A、图中力的方向竖直向上,故A错误;
B、图中力的方向垂直斜面向下,是物体对斜面的压力,不是重力,故B错误;
C、图中力的方向斜向上,故C错误,
D、小球受到的重力方向竖直向下,作用点在重心,故D正确。
故选:D。
12.如图所示实验装置,甲重16N,乙重12N,静止时不计弹簧测力计自重,则弹簧测力计的示数是( )
A.16N B.12N C.28N D.4N
解:(1)图中有两个定滑轮,只能改变力的方向,并不省力,不能改变力的大小;
(2)由图可见,乙处于悬吊状态,乙由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的12N的拉力,弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的就是一对平衡力,所以甲也对弹簧测力计施加了一个12N的拉力,弹簧测力计的示数等于这个力,等于12N,地面对甲的支持力为16N﹣12N=4N。
故选:B。
13.小明游览我市古迹文笔塔时,利用一根细棉线和一个小铁球,对一根立柱是否竖直展开实验探究,现象如图(甲)、(乙)所示。相对于立柱底端而言,该立柱顶端( )
A.略向东南方向倾斜 B.略向西南方向倾斜
C.略向西北方向倾斜 D.略向东北方向倾斜
解:如图,长方体的物体竖直放置时,重垂线挂在顶端,重垂线和物体边缘平行;长方体物体倾斜放置时,重垂线下面的小球偏向倾斜的一侧。
由题干甲图知,物体向西倾斜,由乙图知,物体向南倾斜,所以立柱向西南倾斜。
故选:B。
14.踢足球是广大青少年喜爱的运动,下列与踢球有关的说法正确的是( )
A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用
B.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同
C.踢出去的球在空中运动的过程中,没有受到任何力的作用
D.守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态
解:A、因为力的作用是相互的,所以脚踢球时,脚对球施加力的同时足球对脚也施加了力,故A错误;
B、力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果,故B错误;
C、踢出去的球在空中运动的过程中,受到重力的作用,故C错误;
D、守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态,故D正确。
故选:D。
15.乒乓球比赛中,有时会出现“擦网球”(如图),乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是( )
A.只改变了运动快慢
B.只改变了运动方向
C.运动快慢和运动方向都发生了变化
D.运动快慢和运动方向都不发生变化
解:乒乓球擦网时,乒乓球的运动方向和速度大小都发生了改变。故C说法正确。
故选:C。
16.辽宁号航母的舰载战机歼﹣15着舰时在拦阻索作用下停下来,这个过程中( )
A.拦阻索对战机的作用力使拦阻索发生形变
B.拦阻索对战机的作用力使战机运动状态改变
C.战机对拦阻索作用力与拦阻索对战机作用力的受力物体相同
D.战机对拦阻索作用力与拦阻索对战机作用力的作用效果相同
解:A、力可以改变物体的形状,战机对拦阻索的作用力使拦阻索发生形变,故A错误;
B、力可以改变物体的运动状态,拦阻索对战机的作用力使战机运动状态改变,故B正确;
C、战机对拦阻索作用力受力物体为拦阻索,拦阻索对战机作用力的受力物体为战机,故受力物体不相同,故C错误;
D、作用效果不同,战机对拦阻索作用力使拦阻索发生形变,拦阻索对战机作用力使战机运动状态发生变化,故作用效果不相同,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共6小题)
17.如图所示,用弹簧测力计测一物体所受重力,由图可知,物体所受重力为 2.4 N,重力的施力物体是 地球 。
解:由图知,测力计的分度值为0.2N,所以物体的重力G=F=2.4N;
重力是由于地球吸引而受到的力,施力物体是地球。
故答案为:2.4;地球。
18.如图所示是足球运动中“头球攻门”的情景,当运动员用头顶球时球的运动方向改变了,说明力能改变物体的 运动状态 (选填“形状”或“运动状态”),顶球时运动员给球施加了力,但是头也会感到痛,说明物体间力的作用是 相互 的。
解:
(1)比赛中,运动员用头将迎面飞来的足球顶回,足球的运动方向改变,是力作用的结果,说明力可以改变物体的运动状态;
(2)运动员的头部会有疼痛感,表明运动员的头部对球施加力作用时候,运动员的头部同时受到球对头部施加的力的作用,说明物体间力的作用是相互的;
故答案为:运动状态;相互。
19.如图所示,“打陀螺”和“跳橡皮筋”是我国传统民间游戏,其中图 乙 可说明力可以使物体发生形变,图 甲 可说明力可以使物体的运动状态发生改变。(填“甲”或“乙”)
解:(1)“打陀螺”游戏中,击打陀螺,使陀螺由静止开始旋转,改变了陀螺的运动状态,图甲说明力可以使物体的运动状态发生改变;
(2)“跳橡皮筋”游戏中,皮筋受力后,形状发生变化,图乙说明力可以使物体发生形变。
故答案为:乙;甲。
20.如图所示,某人用12N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,弹簧对手的拉力 等于 12N(选填“大于”、“小于”或“等于”),手受到的拉力的施力物体是 弹簧 。
解:(1)由于物体间力的作用是相互的,且大小相等;故人用12N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,弹簧对手的拉力也为12N;
(2)手受到的拉力的施力物体是弹簧;
故答案为:等于;弹簧。
21.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A的示数为 5 N,弹簧测力计B的示数为 5 N。
解:因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N;
同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N。
故答案为:5;5。
22.小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图,从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 大于 其在乙星球表面上的重力(选填“大于”“等于”或“小于”),据图可得甲星球表面上物体的重力G与其质量m的关系式是 G=m×15N/kg 。
解:由图可知,当质量都为8kg时,甲的重力为120N,乙的重力为40N,则在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力;
甲星球表面上物体的重力120N时,与其质量m=8kg的比值为:=15N/kg,则重力G与其质量m的关系式为:G=m×15N/kg。
故答案为:大于;G=m×15N/kg。
三.实验探究题(共3小题)
23.实验桌上有符合要求的弹簧测力计一个,质量已知的新钩码一盒(10个),铁架台。小英同学想利用以上器材,设计一个实验来探究物体的重力与物体质量的关系。请你帮助小英完成实验。
(1)该实验中的自变量是: 质量 ;小英可以通过改变 钩码个数 来改变该自变量。
(2)小英设计并完成实验,根据测得的实验数据,绘制了如图所示的G﹣m图象。小华同学发现该图象并没有经过坐标原点。他们对实验数据进行复核,发现测量和记录均正确无误。经过一番讨论交流后,形成了以下四种观点,其中不符合实际的是 ABD 。(多选,填写选项前字母)
A.物体的质量变化不均匀所致B.可能因为测量工具不够精确所致
C.弹簧测力计没有调零所致D.坐标单位选的不合适所致
解:(1)根据图形知该实验中的自变量是:质量;小英可以通过改变钩码个数来改变该自变量。
(2)A、新钩码质量变化应是均匀的,故A不合实际;
B、实验桌上有符合要求的弹簧测力计一个,测量工具不够精确与图象过原点无关,故B不合实际;
C、从图象中没有经过坐标原点可知,物体没有质量时,却测出重力,说明弹簧测力计一开始没有指在零刻度线上,故C符合实际;
D、图象是否过原点与坐标单位选择无关,故D不合实际,故选ABD。
故答案为:(1)质量;钩码个数;(2)ABD。
24.一宇航员用托盘天平和弹簧测力计研究物体在地球上和月球上受到的重力和物体质量的关系,他得到如表一和表二所示的数据:
表一:在地球上
实验序号
质量(kg)
重力(N)
重力/质量/(N/kg)
1
0.2
1.96
9.8
2
0.3
2.94
9.8
3
0.4
3.92
9.8
表二:在月球上
实验序号
质量(kg)
重力(N)
重力/质量/(N/kg)
4
0.2
0.32
1.6
5
0.3
0.48
1.6
6
0.4
0.64
1.6
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据的倍数关系,可以归纳出的初步结论是: 物体在同一位置上受到的重力大小与它的质量成正比 。
(2)分析比较 1、4(或2、5或3、6) 的数据后(填写实验序号),可以归纳出的初步结论是:质量相同的物体在地球上受到的重力比在月球上受到的大。
(3)结合表中的数据可知,一个质量为60kg的中学生,到月球上后,他的质量为 60 kg,在月球上受到的重力为 96 N。
解:(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)中重力与质量的倍数关系,
可以归纳出的初步结论是:物体在同一位置上受到的重力大小与它的质量成正比。
(2)分析比较表一与表二的数据1、4(或2、5或3、6)后,可以归纳出的初步结论是:
质量相同的物体在地球上受到的重力比在月球上受到的重力大。
(3)地球上质量是6kg的物体到月球表面,只是位置的变化,其质量不变,还是60kg;
地球上质量是60kg人,在月球上重力为60kg×1.6N/kg=96N,
故答案为:(1)物体在同一位置上受到的重力大小与它的质量成正比;(2)1、4(或2、5或3、6);(3)60;96。
25.某实验小组的同学对A、B两根粗细不同、长度均为3cm的橡皮筋进行研究,并制作了橡皮筋测力计。实验中将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(如图1),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量△x,根据多组测量数据绘制了如图2所示的图象。
(1)实验中橡皮筋受力变长,说明力的作用可以 改变物体的形状 ;
(2)从图象上看,图象最上端成为曲线,不再是直线,其原因是 拉力超过了橡皮筋的弹性限度 ;
(3)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 16 cm,橡皮筋B的伸长量为 8 cm;
(4)实验小组的小红同学在用橡皮筋A制作测力计时,0N应该标在图1刻度尺的 3 cm处,1N标在 5 cm处;她认为将0N和1N之间对应的长度10等分,每一份就是0.1N,其等分依据是 在弹性限度内,橡皮筋的伸长与所受拉力成正比 ;
(5)用A、B两根橡皮筋制成的测力计,橡皮筋 B 制成的测力计量程最大,其量程为0至 15 N;用橡皮筋 A 制成的测力计测量的精确程度更高。
解:
(1)橡皮筋下悬挂钩码时,对橡皮筋产生拉力,橡皮筋会变长,橡皮筋在力的作用下发生了形变,说明力可以改变物体的形状;
(2)在弹性限度内,弹簧伸长与所受拉力成正比,用橡皮筋制成测力计,拉力大小F和橡皮筋伸长量△x图象最上端成为曲线,不再是直线,说明拉力超过了橡皮筋的弹性限度;
(3)由图2可知,A橡皮筋在受到的拉力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,
说明橡皮筋的伸长△x与受到接力F成正比例函数的关系,FA=kA△xA,FB=kB△xB,
由图知,当FA=5N,△xA=10cm;FB=10N,△xB=10cm,
将上面的数据分别代入FA=kA△xA、FB=kB△xB得:kA=0.5N/cm、kB=1N/cm,
因此FA=0.5N/cm×△xA,FB=1N/cm×△xB,
所以,当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,
橡皮筋A的伸长量为△xA===16cm,
橡皮筋B的伸长量为△xB===8cm;
(4)由题知,A橡皮筋长3cm,所以用A制成测力计,下端不挂物体(不受拉力)时为其0N刻度处,即0N应该标在图1刻度尺3cm处;
当A橡皮筋下端悬挂1N物体时的伸长量△xA′===2cm,
所以1N标在3cm+2cm=5cm处;
将0N和1N之间对应的长度10等分,每一份就是0.1N,其等分依据是在弹性限度内,橡皮筋的伸长与所受拉力成正比;
(5)橡皮筋制成的测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,
由图2知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大;
由图2可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高。
故答案为:(1)改变物体的形状;(2)拉力超过了橡皮筋的弹性限度;(3)16;8;
(4)3;5;在弹性限度内,橡皮筋的伸长与所受拉力成正比;(5)B;15;A。
四.计算题(共2小题)
26.小陈是一名货车司机,他驾驶的卡车自重为8.5×104N,车上载有40袋水泥,每袋水泥质量为50kg,当他驾驶卡车经过一座桥,刚要上桥,他看到立在桥头的限重标志牌(如图所示),便立即停车进行计算,问:
(1)车和水泥的总重力。
(2)小陈的卡车能否安全通过这座桥?如果不能,至少需要卸掉多少袋水泥?(g取10N/kg)
解:
(1)水泥的总质量:
m水泥=50kg×40=2000kg,
其重力:
G水泥=m水泥g=2000kg×10N/kg=2×104N,
车和水泥总重:
G总=G车+G水泥=8.5×104N+2×104N=1.05×105N;
(2)桥上“10t”表示允许通过车辆的最大质量为10t,
车和水泥的总质量:
m总===1.05×104kg,
因为m总=1.05×104kg=10.5t>10t,
所以卡车超载,不能安全通过这座大桥;
应卸水泥的质量△m=10.5t﹣10t=0.5t=500kg,
应卸水泥的袋数:
n===10(袋)。
答:(1)车和水泥的总重力为1.05×105N;
(2)小陈的卡车不能安全通过这座桥,至少需要卸掉10袋水泥。
27.小夏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G=0.5N,容积V=100mL,在容器中加满待测液体就可以直接“称”出该液体的密度。问:
(1)密度为“0”的刻度应标在多少牛的刻度上。
(2)水的密度应标在多少牛的刻度上。
(3)此“密度秤”的测量范围。
解:
(1)容器中还没有倒入液体时,容器重力为0.5N,所以示数为0.5N时,即密度秤的零刻度;
(2)在容器中加满水,则水的体积V水=V=100ml=100cm3=1×10﹣4m3,
则水的重力G水=m水g=ρ水V水g=1×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=1N,
总重力G总1=G水+G0=1N+0.5N=1.5N,
即水的密度应标在1.5N的刻度上。
(3)在容器中加满待测液体,测力计示数为最大值5N时,
液体的重力为:G总2=G液﹣G0=5N﹣0.5N=4.5N,
液体的质量为:m===0.45kg,
液体的体积:V=100ml=100cm3=1×10﹣4m3,
液体的最大密度为:ρ===4.5×103kg/m3=4.5g/cm3。
所以,此“密度秤”的测量范围是0~4.5g/cm3。
答:(1)密度为“0”的刻度应标在0.5N的刻度上。
(2)水的密度应标在1.5N的刻度上。
(3)此“密度秤”的测量范围是0~4.5g/cm3
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