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沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第2讲 力与运动(强化练习)(原卷版+解析)
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这是一份沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第2讲 力与运动(强化练习)(原卷版+解析),共34页。
\l "_Tc28730" 考点二 二力平衡 PAGEREF _Tc28730 \h 3
\l "_Tc14884" 考点三 摩擦力 PAGEREF _Tc14884 \h 8
考点一 牛顿第一定律
一.选择题(共9小题)
1.对牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时,一定受到了力的作用
B.运动的物体若去掉所有力的作用,物体一定会慢慢停下
C.该定律由斜面小车探究实验直接得出
D.物体的运动是依靠力来维持的
2.如图所示,踢出的足球在空中飞行时,若受到的外力全部消失,则足球将( )
A.继续做曲线运动B.竖直向下做加速运动
C.静止不动D.做匀速直线运动
3.对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是( )
A.一切物体都具有惯性
B.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体不受力的作用时,也能运动
4.某同学运用所学物理知识,对2015年广州恒大淘宝足球队的亚冠足球赛中的一些现象进行下列分析:下列说法中全部正确的一组是( )
①踢球时。脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的
②踢出去的足球能继续向前飞行是由于受到惯性
③足球在空中飞行时没有受到力的作用
④空中飞行的足球,若它所受的力全部消失它将立即停止
⑤足球在空中飞行过程中。运动状态发生改变。
A.①③B.②④C.③④D.①⑤
5.下列运动中,运动状态没有改变的是( )
A.人造卫星绕着地球运行
B.皮球竖直向下与地面碰撞又弹回
C.公共汽车到站后减速停止
D.降落伞以12 m/s的速度匀速下降
6.下列物体中,其运动状态没有改变的是( )
A.匀速转弯的火车
B.加速下落的冰雹
C.加速上升的火箭
D.在平直轨道上匀速前进的列车
7.在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后丢下三包货物,若不计空气阻力,站在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的( )
A.B.C.D.
8.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.只有运动的物体才有惯性
B.一切物体都有惯性
C.下坡的自行车,速度越来越大,其惯性也越来越大
D.嫦娥五号探测器绕月飞行时没有惯性
9.生活中惯性现象无处不在,下列现象或实例中不是应用惯性的是( )
A.水银体温计使用前要甩一甩
B.洗衣机的脱水筒将衣服甩干
C.体育课上同学投掷实心球
D.乘坐汽车时要绑好安全带
考点二 二力平衡
一.选择题(共9小题)
1.下列关于物理概念的说法中,错误的是( )
A.一个物体只受两个力作用,如果保持静止状态,就说这二力平衡
B.物体单位体积上受到的压力叫压强
C.滑动摩擦力的大小与物体的重力和接触面的粗糙程度有关
D.三要素完全相同的两个力,可能是平衡力
2.下列不属于二力平衡条件的是( )
A.作用在同一物体上B.大小相等
C.方向相同D.在同一直线上
3.在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明:“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一条直线上”,则下列实验操作正确的是( )
A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,松手
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手
D.手扶卡片,将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上,松手
4.下列情况下,物体受平衡力作用的是( )
A.苹果从树上落下来
B.汽车在弯道上匀速转弯
C.物体在水平路面上匀速直线前进
D.向上抛出的石块
5.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A.
B.
C.
D.
6.如图,是一玻璃杯静止在水平桌面上,则( )
A.玻璃杯受到的重力和玻璃杯对桌面的压力是一对平衡力
B.玻璃杯受到的重力和桌面对玻璃杯的支持力是一对平衡力
C.玻璃杯受到的重力和玻璃杯对桌面的压力是一对相互作用力
D.玻璃杯受到的重力和玻璃杯受到的支持力是一对相互作用力
7.李华同学在科技馆观摩自行车走钢丝的表演后回家做了一个模型,如图所示,下列说法正确的是( )
A.自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力
B.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力
8.2019年4月23日中国首批国产航母搭载空警﹣600舰载预警机等全新机型参加青岛国际阅舰式。下列关于航母上舰载机的有关说法中正确的是( )
A.舰载机停在航母上时,它对航母的压力与航母对它的支持力是一对平衡力
B.舰载机停在航母上时,它受到的重力与航母对它的支持力是一对平衡力
C.舰载机停在航母上时,它受到的重力与它对航母的压力是一对相互作用力
D.舰载机着舰后仍要向前运动是由于受到惯性的作用
9.如图所示,长方体A、B叠放在水平地面上保持静止,下列说法正确的是( )
A.B受到平衡力的作用
B.A对B的压力就是A的重力
C.B所受的重力和地面对B的支持力是一对平衡力
D.A所受的重力和B对A的支持力是一对相互作用力
二.填空题(共9小题)
10.小张同学沿水平方向推一个放在水平地面上的木箱。第一次他用20N的力推木箱,没有推动,则此时木箱所受的摩擦力是 牛顿;第二次他用30N的力推木箱,木箱刚好能在水平地面匀速前进,则此时木箱所受的摩擦力是 牛顿;第三次他用40N的力推木箱,木箱也能在相同地面水平前进,则此时木箱所受的摩擦力是 牛顿。
11.教室装有磁性白板,由于磁体之间有吸引力,所以内部装有磁铁的板擦就可以被吸在白板上的任何位置而不会掉下来。如图所示,若已知板擦的重力为2N,板擦和白板之间的吸引力恒为4N不变。当对板擦施加方向竖直向下大小为1.2N的推力F1作用时,板擦恰能沿白板表面匀速下滑。若要这个板擦沿白板表面竖直向上匀速滑动,则需施加方向竖直向上的力F2,这个力F2的大小为 。
12.如图甲所示,完全相同的木块A和木块B叠放在水平桌面上,用大小为10N的水平拉力F1拉动木块B,使木块A和木块B一起做匀速直线运动。若将木块A拿掉,用水平推力F2推动木块B,使其在原水平桌面上做匀速直线运动,如图乙所示,则F2= N。
13.起重机的钢绳上吊着G=3000N的重物,先以0.5m/s的速度匀速上升,然后静止在空中,再以1m/s的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,不计空气阻力,则F1 G,F2 F3。(均选填“>”“=”或“<”)
14.一个物重为10N的物体,用绳子把它吊在空中静止时,绳子对它的拉力是 N;若物体以1米/秒的速度匀速竖直下降时,绳子对它的拉力是 N;此时拉力的方向为 。若物体以2米/秒的速度匀速竖直上升时,绳子对它的拉力是 N。
15.如图所示,用20N的力握住装10N水的轻质瓶子悬空静止不动,此时手给瓶子的摩擦力 N;若将手的握力增加到30N,则手与瓶子之间的摩擦力是 N。
16.水平地面上的一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的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,由图分析可知:0~2秒,物体受到的摩擦力为 N;物体在2~4秒内受到的摩擦力 (填“大于”、“小于”或“等于”)物体在4~6秒受到的摩擦力。
17.在水平地面上有一块长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3秒至5秒,物体受到的摩擦力是 ,第2秒木块受到的合力为 N。
18.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。由图象可知,0﹣2s内,物体是 (选填“运动”,“静止”)的,当t=1s时,物体受到的摩擦力 N。2s~4s物体加速运动,t=3s时,物体受到的摩擦力为 N,t=5s时,物体受到的摩擦力为 N。
考点三 摩擦力
一.选择题(共6小题)
1.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,根据“越重的箱子越难推动”的生活经验,可以提出滑动摩擦力大小影响因素的猜想是( )
A.滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
B.滑动摩擦力的大小可能与接触面的面积大小有关
C.滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关
D.滑动摩擦力的大小可能与物体间相对运动的方向有关
2.下列关于摩擦力的叙述中正确的是( )
A.没有摩擦人就不能自由行走
B.摩擦力总是阻碍物体运动的
C.摩擦力总是有害的
D.静止的物体一定不受摩擦力
3.A、B两物体叠放在水平桌面上,在如图所示的三种情况下:①甲图中两物体静置于桌面上;②乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动;③丙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以10m/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受到摩擦力情况,以下说法正确的是( )
A.甲、乙、丙中A均不受摩擦力
B.甲、乙、丙中A均受到相同大小的摩擦力
C.甲中A受到摩擦力,乙、丙中A不受到摩擦力
D.甲中A没受到摩擦力,乙、丙中A受到摩擦力
4.在平直公路上行驶的汽车,就汽车前进时受到的摩擦力而言( )
A.汽车是施力物体,也是受力物体
B.地面是受力物体,也会施力物体
C.汽车是施力物体,地面受力物体
D.汽车是受力物体,地面是施力物体
5.如图所示,一长方体木块,置于同一粗糙水平面上,甲图木块竖放,乙图木块平放,丙图木块平放并在其上表面加一重物,在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲,F乙,F丙。则下列关系正确的是( )
A.F甲<F丙<F乙B.F甲>F丙>F乙
C.F甲<F丙<F乙D.F甲=F乙<F丙
6.如图所示,某工人用大小相等的拉力F,以不同的方向分别拉动物块使其在相同的水平面上做匀速直线运动,下列有关说法正确的是( )
A.甲的摩擦力大B.乙的摩擦力大
C.甲乙摩擦力大小相等D.无法判断
二.填空题(共7小题)
7.如图,重为700N的爬杆运动员在匀速向上爬的过程中,他受到的摩擦力方向是 ;当他先以0.3m/s,再以0.6m/s的速度向上匀速爬行时,摩擦力的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,则墙对a施加的摩擦力方向是 ,大小为 N。(物体a、b的质量分别为M和m)
9.如图所示,把重80N的一滑块静止放到匀速转动的水平传送带上,滑块先在传送带上滑动,最后与传送带一起匀速运动,已知滑块在传送带上滑动时受到的滑动摩擦力大小是重力大小的0.4倍。则滑块在滑动过程中受到的滑动摩擦力方向水平 (选填“向右”或“向左”),随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为 N。
10.细心的小明同学会发现商场里安装供顾客上楼的电梯主要有如图所示两种。当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时 (选填“受”或“不受”)摩擦力;当顾客站在类似斜坡的乙电梯上随电梯匀速上升时,受到的摩擦力的方向是沿电梯斜坡 (选填“向上”或“向下”)。在超市购物时,小明先用10N的水平力F推着空车沿水平方向匀速前进,当听到妈妈在前面喊他时,他推着空车快速跑过去,这时车受到地面的摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10N。
11.如图所示,小明顺着竖直的杆匀速下滑,他受到的摩擦力的方向为 ,后再沿比杆粗糙的绳匀速下滑。他沿绳受到的摩擦力为f绳、沿杆下滑受到的摩擦力为f杆,则f绳 f杆(选填“>”,“=”,“<”)。
12.暑假期间,小美和家人出去旅游,口渴了买了杯饮料。如图所示,小美用力握住饮料瓶,若增加手的握力,则瓶身竖直在空中静止不动,手与瓶之间的摩擦力的方向为 ,若增加手的握力,则手与瓶之间的摩擦力的大小将 (选填“增大”“减小”或“不变”);小美将一根吸管插入饮料瓶中喝饮料是利用了 。
13.如图所示,用手握住竖直的玻璃瓶不动,瓶受到的摩擦力方向是 ;如果增大手对瓶的握力,则瓶子受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”“不变)。
三.实验探究题(共3小题)
14.如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验前,弹簧测力计校零应沿 (选填“水平”或“竖直”)方向进行。
(2)三次实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中最小的是 ;
(3)比较甲、乙两次实验,得出的结论是: ;下列现象中应用了此结论的是 (填写序号)。
A.足球守门员戴着防滑手套
B.骑自行车刹车时,要用力捏车闸
C.移动很重的石块时,在地面上铺设滚木
(4)在丙图中,弹簧测力计示数F3为1.6N,若弹簧测力计示数增大到2N,此时的木块A所受滑动摩擦力为 N。
(5)小红对实验装置进行了改进,如图丁所示,该装置的优点是 。
(6)该实验用到的物理学方法是转换法和 。
15.如图甲所示,小华同学用弹簧测力计拉着运动鞋在橡胶垫上沿水平方向运动,测量滑动摩擦力的大小,并探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)她必须拉着运动鞋在水平方向做 运动,才能准确地测量出滑动摩擦力的大小,若此时的测量结果如图甲所示,则运动鞋所受的滑动摩擦力为 N。
(2)小华采用向鞋里放置重物、更换桌面上垫片的材料、改变鞋的运动速度等方法,进一步探究影响滑动摩擦力大小的因素,并收集有关数据如下:
①分析以上实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时, 越大,滑动摩擦力越大。
②小华发现第3、4两次的实验测得的滑动摩擦力都比第1、2两次的大,她认为这是因为毛巾表面比橡胶垫粗糙导致的,你认为这个结论是 的(选填“可靠”或“不可靠”),理由是 。
③根据以上实验数据 (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关的结论。
(3)小华在实验中发现很难保持好运动鞋运动的速度,于是她又设计了如图乙所示的实验,只需缓慢抽出垫片,当运动鞋相对弹簧测力计 (选填“运动”或“静止”)时,读取弹簧测力计的示数,测得滑动摩擦力的大小是 (选填“不变”或“变化”)的。
(4)小华查询了相关资料,发现了一种改进测量摩擦力的设计方案,如图丙所示,请你对此方案进行评价,写出一点即可。(提示:C为弹簧测力计,D为小型电动机,E为定滑轮。) 。
16.如图甲、乙、丙是小鲁同学“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程。
(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做 运动,目的是使拉力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力;
(2)比较 两图可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)小鲁利用上述木块和木板对该实验进行改进,如图丁所示。水平拉动木板,当测力计A的示数为4.0N时,木块相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动,则木板受到地面的摩擦力为 N;若增大拉力,测力计A的示数为4.5N,测力计B的示数为 N。
(4)小鲁同学认为把木板改成海绵,还可以探究压力的作用效果与压力大小和受力面积之间的关系。小鲁是通过 来判断出压力作用效果是否明显。小鲁在探究压力作用效果与受力面积的关系时,把木块切去一半后放在海绵上,你觉得小鲁做法的不妥之处是 。
实验次数
垫片材料
放置重物的个数
运动速度/m•s﹣1
弹簧测力计的示数/N
1
橡胶垫
0
0.1
2
橡胶垫
1
0.1
3.0
3
毛巾
2
0.2
3.2
4
毛巾
3
0.3
3.4
八年级下物理讲义+强化训练(新沪科版)
第2讲 力与运动
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc5535" 考点一 牛顿第一定律 PAGEREF _Tc5535 \h 1
\l "_Tc28730" 考点二 二力平衡 PAGEREF _Tc28730 \h 5
\l "_Tc14884" 考点三 摩擦力 PAGEREF _Tc14884 \h 14
考点一 牛顿第一定律
一.选择题(共9小题)
1.对牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.物体运动状态改变时,一定受到了力的作用
B.运动的物体若去掉所有力的作用,物体一定会慢慢停下
C.该定律由斜面小车探究实验直接得出
D.物体的运动是依靠力来维持的
【解答】解:
A、力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变时,一定受到了力的作用,故A正确;
B、运动的物体若去掉所有力的作用,物体将做匀速直线运动,故B错误;
C、牛顿第一定律是在实验的基础上,通过进一步的概括推理得出的,不能通过实验直接得出,故C错误;
D、力是改变物体运动状态的原因,物体的运动是不需要力来维持,故D错误。
故选:A。
2.如图所示,踢出的足球在空中飞行时,若受到的外力全部消失,则足球将( )
A.继续做曲线运动B.竖直向下做加速运动
C.静止不动D.做匀速直线运动
【解答】解:踢出去的足球在空中飞行时,若受到的外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,足球将做匀速直线运动;故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.对牛顿第一定律的理解,下列说法不正确的是( )
A.一切物体都具有惯性
B.物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体不受力的作用时,也能运动
【解答】解:A、一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,故A正确;
B、力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态改变,一定是受到了力的作用,故B正确;
C、物体受平衡力作用,运动状态不变,故C错误;
D、物体不受力的作用时,保持静止或匀速直线运动状态,故D正确。
故选:C。
4.某同学运用所学物理知识,对2015年广州恒大淘宝足球队的亚冠足球赛中的一些现象进行下列分析:下列说法中全部正确的一组是( )
①踢球时。脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的
②踢出去的足球能继续向前飞行是由于受到惯性
③足球在空中飞行时没有受到力的作用
④空中飞行的足球,若它所受的力全部消失它将立即停止
⑤足球在空中飞行过程中。运动状态发生改变。
A.①③B.②④C.③④D.①⑤
【解答】解:
①一个物体对另一个物体施加力的作用时,受到另一个物体的反作用力。踢球时,脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的。说法正确;
②一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,踢出去的足球能继续向前飞行是由于具有惯性,不受受惯性。说法错误;
③足球在空中飞行时受到重力,靠惯性向前飞行。说法错误;
④空中飞行的足球,若它所受的力全部消失它将以原来的速度和方向做匀速直线运动。说法错误;
⑤足球在空中飞行过程中,方向时刻变化,说明运动状态发生改变。说法正确;
正确的是①⑤。
故选:D。
5.下列运动中,运动状态没有改变的是( )
A.人造卫星绕着地球运行
B.皮球竖直向下与地面碰撞又弹回
C.公共汽车到站后减速停止
D.降落伞以12 m/s的速度匀速下降
【解答】解:A、人造卫星绕地球运行运动方向不断变化,运动状态是变化的,故A错误;
B、皮球竖直向下与地面碰撞后弹回,运动方向和速度大小都不断变化,运动状态是变化的,故B错误;
C、公共汽车到站减速停下,速度发生了变化,运动状态是变化的,故C错误;
D、降落伞匀速下降,其运动速度和方向都没有发生变化,运动状态不变,故D正确。
故选:D。
6.下列物体中,其运动状态没有改变的是( )
A.匀速转弯的火车
B.加速下落的冰雹
C.加速上升的火箭
D.在平直轨道上匀速前进的列车
【解答】解:A、匀速转弯的火车,速度不变但方向在改变,故A不符合题意;
B、加速下落的冰雹,方向不变但速度在改变,故B不符合题意;
C、加速上升的火箭,运动速度是越来越快的,故C不符合题意;
D、在平直轨道上匀速前进的列车,速度和方向都不变,则运动状态没有改变,故D符合题意。
故选:D。
7.在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后丢下三包货物,若不计空气阻力,站在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的( )
A.B.C.D.
【解答】解:在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,三包货物在没有离开飞机前与飞机一起做匀速直线运动,当投下第一包货物时,由于货物具有惯性,要保持原来的运动速度向前运动。因为不计空气阻力,所以货物可以保持原来的运动速度(和飞机的运动速度一致)向前运动,在飞机的正下方。投下第二包货物同样要保持和飞机相同的速度向前运动,所以在第二包货物在第一包货物的正上方;第三包货物与此同理。故在地面上的人看到三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是如图中的B图。
故选:B。
8.关于惯性,下列说法正确的是( )
A.只有运动的物体才有惯性
B.一切物体都有惯性
C.下坡的自行车,速度越来越大,其惯性也越来越大
D.嫦娥五号探测器绕月飞行时没有惯性
【解答】解:A、运动的物体和静止的物体都有惯性,故A错误;
B、惯性是物体的一种性质,一切物体都有惯性,故B正确;
C、惯性的大小只与物体的质量有关,下坡的自行车,质量不变,惯性大小也不变,故C错误;
D、嫦娥五号探测器绕月飞行时同样具有惯性,故D错误。
故选:B。
9.生活中惯性现象无处不在,下列现象或实例中不是应用惯性的是( )
A.水银体温计使用前要甩一甩
B.洗衣机的脱水筒将衣服甩干
C.体育课上同学投掷实心球
D.乘坐汽车时要绑好安全带
【解答】解:A、水银体温计使用前要甩一甩,是利用水银的惯性,使其回到液泡中,是惯性的应用,故A不符合题意;
B、在甩干桶转动的时候,衣服随着甩干桶转动,而衣服上的水由于惯性,要保持原来的静止状态,所以水就被甩了出去,洗衣机甩干衣服利用了惯性,故B不符合题意;
C、实心球离开手后,由于惯性还要保持原来向前的运动状态,所以会继续向前运动,是惯性的应用,故C不符合题意;
D、汽车在行驶的过程中,若紧急刹车,人由于惯性会继续向前运动,容易发生危险,绑好安全带能有效的防止由于惯性带来的危害,故D符合题意。
故选:D。
考点二 二力平衡
一.选择题(共9小题)
1.下列关于物理概念的说法中,错误的是( )
A.一个物体只受两个力作用,如果保持静止状态,就说这二力平衡
B.物体单位体积上受到的压力叫压强
C.滑动摩擦力的大小与物体的重力和接触面的粗糙程度有关
D.三要素完全相同的两个力,可能是平衡力
【解答】解:A、物体保持静止状态,说明受到平衡力作用,物体只受两个力的作用时,这两个力一定是平衡力,故A正确;
B、物体单位面积上受到的压力叫做压强。故B错误;
C、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力不一定等于重力,故C错误;
D、两个力的三要素完全相同,则这两个力的大小相等、作用点相同、方向相同,不符合平衡力条件中,方向相反的条件,故这两个力一定不是平衡力,故D错误。
故选:A。
2.下列不属于二力平衡条件的是( )
A.作用在同一物体上B.大小相等
C.方向相同D.在同一直线上
【解答】解:作用在一个物体上的两个力,必须大小相等、方向相反,作用在一条直线上,这两个力才是一对平衡力。故方向相同不是二力平衡的条件。
故选:C。
3.在“探究二力平衡条件”的实验中,将系于轻质小卡片两对角的细线分别斜跨过左右吸在黑板上的滑轮,在细线的两端挂上钩码,如图所示。此时作用在卡片上的两个力大小相等、方向相反。若要证明:“两个力平衡的必要条件之一是必须作用在同一条直线上”,则下列实验操作正确的是( )
A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,松手
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,松手
D.手扶卡片,将右侧滑轮竖直向下移动至与左侧滑轮在同一水平线上,松手
【解答】解:A.手扶卡片,在右侧加挂一个钩码,松手,此时力的大小不同,右侧力大,不能平衡,验证二力平衡与力的大小的关系,故A错误;
B.手扶卡片,使其竖直向下移动一些,此时力的方向不在同一直线上,方向并不相反,没有控制好变量,故B错误;
C.手扶卡片,绕其中心在竖直平面旋转90°,两个力不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,发生转动,最后小卡片静止时,两个力又处于同一直线上;所以这个操作是探究相互平衡的两个力是否必须处于同一直线上,故C正确;
D.因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等,方向相反,还是作用在同一直线上,作用在同一个物体上,小卡片还是处于静止状态,不能验证两个力还必须作用在同一条直线上才能彼此平衡,故D错误。
故选:C。
4.下列情况下,物体受平衡力作用的是( )
A.苹果从树上落下来
B.汽车在弯道上匀速转弯
C.物体在水平路面上匀速直线前进
D.向上抛出的石块
【解答】解:ABD、三个选项中的物体既不处于静止状态也不是匀速直线运动状态,处于非平衡状态,受非平衡力,故ABD错误;
C、由于该物体做匀速直线运动,所以该物体处于平衡状态,受到平衡力作用,故C正确。
故选:C。
5.如下图所示,下列物体能处于平衡状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:
A、由图知,二力不在同一直线上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,故C错误;
B、由图知,这两个力符合平衡力的条件,因此是一对平衡力,物体能处于平衡状态,故B正确;
C、由图知,二力作用在两个物体上,不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,故C错误;
D、由图知,二力的大小不相等,则二力不是一对平衡力,物体不能处于平衡状态,故D错误。
故选:B。
6.如图,是一玻璃杯静止在水平桌面上,则( )
A.玻璃杯受到的重力和玻璃杯对桌面的压力是一对平衡力
B.玻璃杯受到的重力和桌面对玻璃杯的支持力是一对平衡力
C.玻璃杯受到的重力和玻璃杯对桌面的压力是一对相互作用力
D.玻璃杯受到的重力和玻璃杯受到的支持力是一对相互作用力
【解答】解:(1)玻璃杯受到的重力作用在玻璃杯上,玻璃杯对桌面的压力作用在桌面上,两个力作用在两个物体上,且两个力的方向相同,所以不是一对平衡力,也不是一对相互作用力;故AC错误。
(2)玻璃杯受到的重力和桌面对玻璃杯的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力;故B正确,D错误。
故选:B。
7.李华同学在科技馆观摩自行车走钢丝的表演后回家做了一个模型,如图所示,下列说法正确的是( )
A.自行车对绳的拉力与钩码的重力是一对平衡力
B.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力是一对平衡力
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自行车的支持力是一对相互作用力
【解答】解:
A.自行车对绳的拉力作用在绳上,钩码的重力作用在钩码上,二力不是作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.钢丝对自行车的支持力等于自行车和钩码的重力之和,即自行车的重力小于钢丝对自行车的支持力,所以二力不是一对平衡力,故B错误;
C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支持力是两个物体之间的相互作用,是一对相互作用力,故C正确;
D.自行车和所挂物体总重力与钢丝对自行车的支持力,它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,是一对平衡力,不是相互作用力,故D错误。
故选:C。
8.2019年4月23日中国首批国产航母搭载空警﹣600舰载预警机等全新机型参加青岛国际阅舰式。下列关于航母上舰载机的有关说法中正确的是( )
A.舰载机停在航母上时,它对航母的压力与航母对它的支持力是一对平衡力
B.舰载机停在航母上时,它受到的重力与航母对它的支持力是一对平衡力
C.舰载机停在航母上时,它受到的重力与它对航母的压力是一对相互作用力
D.舰载机着舰后仍要向前运动是由于受到惯性的作用
【解答】解:
A、舰载机停在航母上时,舰载机对航母的压力与航母对舰载机的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B、舰载机停在航母上时,它受到的重力与航母对它的支持力,二力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C、舰载机停在航母上时,它受到的重力与它对航母的压力,这两个力的方向都是竖直向下,所以不是相互作用力,故C错误;
D、舰载机着舰后仍要向前运动是由于舰载机具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故D错误。
故选:B。
9.如图所示,长方体A、B叠放在水平地面上保持静止,下列说法正确的是( )
A.B受到平衡力的作用
B.A对B的压力就是A的重力
C.B所受的重力和地面对B的支持力是一对平衡力
D.A所受的重力和B对A的支持力是一对相互作用力
【解答】解:A、长方体B在重力、地面给它施加的支持力和A对它的压力下保持静止,处于平衡状态,故受到平衡力的作用,故A正确。
B、A对B的压力受力物体是B,A的重力受力物体是A本身,所以说A对B的压力不是A的重力,故B错误。
C、地面对B的支持力等于A和B的重力之和,则B所受的重力和地面对B的支持力大小不等,所以不是一对平衡力,故C错误。
D、A所受的重力和B对A的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
二.填空题(共9小题)
10.小张同学沿水平方向推一个放在水平地面上的木箱。第一次他用20N的力推木箱,没有推动,则此时木箱所受的摩擦力是 20 牛顿;第二次他用30N的力推木箱,木箱刚好能在水平地面匀速前进,则此时木箱所受的摩擦力是 30 牛顿;第三次他用40N的力推木箱,木箱也能在相同地面水平前进,则此时木箱所受的摩擦力是 30 牛顿。
【解答】解:
(1)在20N水平向右的力作用下,木箱没有动,木箱保持静止状态,水平方向上受到水平向右的推力和水平向左的摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,方向相反,所以摩擦力大小是20N。
(2)当木箱受到30N水平推力时,木箱刚好做匀速直线运动,木箱保持匀速直线运动状态,水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,方向相反,所以摩擦力大小是30N。
如果他用向右40的水平推力推木箱,木箱对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,仍为30N。
故答案为:20;30;30。
11.教室装有磁性白板,由于磁体之间有吸引力,所以内部装有磁铁的板擦就可以被吸在白板上的任何位置而不会掉下来。如图所示,若已知板擦的重力为2N,板擦和白板之间的吸引力恒为4N不变。当对板擦施加方向竖直向下大小为1.2N的推力F1作用时,板擦恰能沿白板表面匀速下滑。若要这个板擦沿白板表面竖直向上匀速滑动,则需施加方向竖直向上的力F2,这个力F2的大小为 5.2 。
【解答】解:
当黑板擦匀速下滑时,黑板擦所受的竖直向下的重力为:G=2N,
竖直向下的推力为:F1=1.2N,
滑动摩擦力f竖直向上,由于物体处于平衡状态,由平衡条件得,
f=G+F1=2N+1.2N=3.2N;
当板擦匀速上滑时,板擦所受的力为:
重力G=2N,竖直向下,
摩擦力f=3.2N 竖直向下,
推力F2竖直向上,由于物体处于平衡状态,由平衡条件得,
F2=G+f=2N+3.2N=5.2N。
故答案为:5.2。
12.如图甲所示,完全相同的木块A和木块B叠放在水平桌面上,用大小为10N的水平拉力F1拉动木块B,使木块A和木块B一起做匀速直线运动。若将木块A拿掉,用水平推力F2推动木块B,使其在原水平桌面上做匀速直线运动,如图乙所示,则F2= 10 N。
【解答】解:物体AB在10N的水平拉力F1和摩擦力的作用下做匀速运动,处于平衡状态,受到平衡力作用,平衡力大小相等,故摩擦力f=F1=10N;
将A、B紧靠着放在水平桌面上,做匀速度直线运动,由于摩擦力与运动速度、接触面积无关,所以此时受到的摩擦还是10N,因此仍受10N的推力。
故答案为:10。
13.起重机的钢绳上吊着G=3000N的重物,先以0.5m/s的速度匀速上升,然后静止在空中,再以1m/s的速度匀速下降,在这三个运动状态下,钢绳对重物的拉力分别为F1、F2、F3,不计空气阻力,则F1 = G,F2 = F3。(均选填“>”“=”或“<”)
【解答】解:当物体匀速上升、静止或匀速下降时,受到的拉力与重力都是平衡力,大小都等于重力,所以F1=F2=F3=G。
故答案为:=;=。
14.一个物重为10N的物体,用绳子把它吊在空中静止时,绳子对它的拉力是 10 N;若物体以1米/秒的速度匀速竖直下降时,绳子对它的拉力是 10 N;此时拉力的方向为 竖直向上 。若物体以2米/秒的速度匀速竖直上升时,绳子对它的拉力是 10 N。
【解答】解:一个物重为10N的物体,用绳子把它吊在空中静止,即此时只受到重力和绳子对物体的拉力的作用,且保持静止,故这两个力是平衡力,大小相等,即绳子对物体 的拉力等于物体的重力,即为10N;
同理,若物体以1米/秒的速度匀速下降,此时只受到重力和绳子对物体的拉力的作用,且保持匀速直线运动状态,故这两个力是平衡力,大小相等,即绳子对物体的拉力等于物体的重力,即为10N,拉力的方向是竖直向上的;
若物体以2米/秒的速度匀速上升,此时只受到重力和绳子对物体的拉力的作用,且保持匀速直线运动状态,故这两个力是平衡力,大小相等,即绳子对物体 的拉力等于物体的重力,即为10N。
故答案为:10;10;竖直向上;10。
15.如图所示,用20N的力握住装10N水的轻质瓶子悬空静止不动,此时手给瓶子的摩擦力 10 N;若将手的握力增加到30N,则手与瓶子之间的摩擦力是 10 N。
【解答】解:用20N的力握住10N重的瓶子竖直悬空静止不动,因此瓶子处于平衡状态,瓶子受到的摩擦力等于瓶子的重力,即f=G=10N,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上;
若此时将手的握力增加到30N,瓶子仍然静止不动,因此瓶子受到的摩擦力仍然等于瓶子的重力,而瓶子的重力不变,故手与瓶子之间摩擦力的大小将不变,仍为10N。
故答案为:10;10。
16.水平地面上的一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的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,由图分析可知:0~2秒,物体受到的摩擦力为 1 N;物体在2~4秒内受到的摩擦力 等于 (填“大于”、“小于”或“等于”)物体在4~6秒受到的摩擦力。
【解答】解:由v﹣t图象可知,0~2s内物体的速度为0,即静止,处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,由F﹣t图象可知,0s~2s内推力的大小为1N,则物体受到的静摩擦力为1N;
由v﹣t图象可知,4s~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力;由F﹣t图象可知,4s~6s内推力的大小为2N,则物体受到的滑动摩擦力为2N;
由v﹣t图象可知,2s~4s内物体做加速直线运动,因压力的大小和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小不变,仍等于做匀速直线运动时的摩擦力,为2N。
故答案为:1;等于。
17.在水平地面上有一块长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动,如图甲所示。此过程中,推力F随时间t的变化情况如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示,则从3秒至5秒,物体受到的摩擦力是 200N ,第2秒木块受到的合力为 100 N。
【解答】解:(1)由图像可知在3~5s内木箱做匀速直线运动,由图乙可知,推力F=200N,根据二力平衡条件可知,此时f=F=200N;
(2)图像丙可知在1~3s内木箱做加速直线运动,由于物体间接触面粗糙程度与物体间压力不变,木箱受到的滑动摩擦力不变,则第2s木箱受到的摩擦力大小仍为200N,由图像乙可知第2s拉力F=300N,所以2s木块所受的合力为:F合=F′﹣f=300N﹣200N=100N。
故答案为:200N;100。
18.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。由图象可知,0﹣2s内,物体是 静止 (选填“运动”,“静止”)的,当t=1s时,物体受到的摩擦力 2 N。2s~4s物体加速运动,t=3s时,物体受到的摩擦力为 4 N,t=5s时,物体受到的摩擦力为 4 N。
【解答】解:(1)由丙图知:0﹣2s时物体的速度大小为零;则当t=1s时物体处于静止状态,推力的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故物体受到的推力F等于物体受到的摩擦力,即摩擦力为2N;
(2)2s~4s物体加速运动,合力方向向右,推力大于摩擦力;
由丙图知:4﹣6 s时,物体匀速运动,由乙图知:4﹣6s内,推力:F=4N,由于物体处于平衡状态,受平衡力作用,由平衡条件得:f=F=4N;
2s~4s物体加速运动时,物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,为4N;
故答案为:静止;2;4;4。
考点三 摩擦力
一.选择题(共6小题)
1.探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,根据“越重的箱子越难推动”的生活经验,可以提出滑动摩擦力大小影响因素的猜想是( )
A.滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
B.滑动摩擦力的大小可能与接触面的面积大小有关
C.滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关
D.滑动摩擦力的大小可能与物体间相对运动的方向有关
【解答】解:越重的箱子,对接触面的压力越大,越难推动,摩擦力越大,所以可提出的猜想是滑动摩擦力和压力的大小是否有关,故C符合题意。
故选:C。
2.下列关于摩擦力的叙述中正确的是( )
A.没有摩擦人就不能自由行走
B.摩擦力总是阻碍物体运动的
C.摩擦力总是有害的
D.静止的物体一定不受摩擦力
【解答】解:A、当人向前进时,脚必须向后蹬地,此时地面会对人有一个向前的摩擦力,从而使得人前进,所以没有摩擦人就不能自由行走,故该选项符合题意;
B、摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反,有时跟物体运动方向是相同的(如:在传送带上物体受到的摩擦力为动力,其方向与物体运动的方向相同),有时跟物体运动方向相反,故错误;
C、在传送带上物体受到的摩擦力为动力,这是有利的,故错误;
D、静止的物体在外力的作用下可能受到静摩擦力的作用,故错误;
故选:A。
3.A、B两物体叠放在水平桌面上,在如图所示的三种情况下:①甲图中两物体静置于桌面上;②乙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动;③丙图中水平恒力F作用在B物体上,使A、B一起以10m/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受到摩擦力情况,以下说法正确的是( )
A.甲、乙、丙中A均不受摩擦力
B.甲、乙、丙中A均受到相同大小的摩擦力
C.甲中A受到摩擦力,乙、丙中A不受到摩擦力
D.甲中A没受到摩擦力,乙、丙中A受到摩擦力
【解答】解:甲、乙、丙图,A在水平方向不受拉力,且A相对于B静止,AB之间没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,所以A不受摩擦力作用,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.在平直公路上行驶的汽车,就汽车前进时受到的摩擦力而言( )
A.汽车是施力物体,也是受力物体
B.地面是受力物体,也会施力物体
C.汽车是施力物体,地面受力物体
D.汽车是受力物体,地面是施力物体
【解答】解:汽车前进时受到地面的摩擦力就说明了汽车是这个力的受力物体,这个力的产生是因为汽车与地面摩擦产生了摩擦力,所以施力物体是地面。
故ABC说法错误,只有D是正确的。
故选:D。
5.如图所示,一长方体木块,置于同一粗糙水平面上,甲图木块竖放,乙图木块平放,丙图木块平放并在其上表面加一重物,在甲、乙、丙三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲,F乙,F丙。则下列关系正确的是( )
A.F甲<F丙<F乙B.F甲>F丙>F乙
C.F甲<F丙<F乙D.F甲=F乙<F丙
【解答】解:
(1)甲、乙两图中,虽然木块的放置方式不同,但它对水平面的压力大小等于自身的重力,而重力不变,所以其对水平面的压力大小相同,且接触面的粗糙程度相同,所以这两种情况下摩擦力的大小相等;
由于木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知F甲=F乙=f;
(2)丙图中,在木块上加放一个重物后,木块对接触面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力变大,即f′>f;
木块仍然做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知F丙=f′;
由此可知F甲=F乙<F丙。
故选:D。
6.如图所示,某工人用大小相等的拉力F,以不同的方向分别拉动物块使其在相同的水平面上做匀速直线运动,下列有关说法正确的是( )
A.甲的摩擦力大B.乙的摩擦力大
C.甲乙摩擦力大小相等D.无法判断
【解答】解:影响滑动摩擦力大小的因素主要有两个:物体所受的压力以及接触面的粗糙程度,甲、乙两种情况,接触面粗糙程度相同,压力大的,摩擦力大,对甲乙受力分析,甲的压力小,故甲的摩擦力小,乙的摩擦力大。
故选:B。
二.填空题(共7小题)
7.如图,重为700N的爬杆运动员在匀速向上爬的过程中,他受到的摩擦力方向是 竖直向上 ;当他先以0.3m/s,再以0.6m/s的速度向上匀速爬行时,摩擦力的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:①沿杆匀速向上爬,所以他受到的重力和杆的摩擦力是一对平衡力,平衡力大小相等,方向相反,因为重力方向竖直向下,所以所受摩擦力的方向竖直向上;
②在沿杆向上匀速爬行时,重力和摩擦力是平衡力,大小相等,所以沿杆摩擦力都等于重力,与速度的大小无关,大小为f=G=700N。
故答案为:竖直向上;不变。
8.如图所示,物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,则墙对a施加的摩擦力方向是 竖直向上 ,大小为 Mg+mg N。(物体a、b的质量分别为M和m)
【解答】解:由图可知,b处于静止状态,在竖直方向上,b受到竖直向下的重力、a对b竖直向上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以b受到a的摩擦力为fb=Gb=mg,由于力的作用是相互的,b同时对a有竖直向下的摩擦力作用,大小为fa=fb=mg;
在竖直方向上,a受到竖直向下的重力、b对a竖直向下的摩擦力以及墙对a竖直向上的摩擦力的作用,三力平衡,则墙壁对a竖直向上的摩擦力大小为:f=Ga+fa=Mg+mg。
故答案为:竖直向上;Mg+mg。
9.如图所示,把重80N的一滑块静止放到匀速转动的水平传送带上,滑块先在传送带上滑动,最后与传送带一起匀速运动,已知滑块在传送带上滑动时受到的滑动摩擦力大小是重力大小的0.4倍。则滑块在滑动过程中受到的滑动摩擦力方向水平 向右 (选填“向右”或“向左”),随传送带一起匀速运动时受到的摩擦力大小为 0 N。
【解答】解:传送带顺时针转动,把重80N的一滑块静止放到匀速转动的水平传送带上,滑块的速度会慢慢变大,然后与传送带一起向右左匀速直线运动;滑块是向右运动,但相对于顺时针转动的传送带,滑块向左运动;摩擦力的方向是与物体相对运动的方向相反,滑块相对于传送带向左运动,故滑块受到的摩擦力方向向右;
当滑块随传送带一起匀速运动时,滑块相当于传送带静止,故滑块不受摩擦力作用,即摩擦力为0。
故答案为:向右;0;
10.细心的小明同学会发现商场里安装供顾客上楼的电梯主要有如图所示两种。当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时 不受 (选填“受”或“不受”)摩擦力;当顾客站在类似斜坡的乙电梯上随电梯匀速上升时,受到的摩擦力的方向是沿电梯斜坡 向上 (选填“向上”或“向下”)。在超市购物时,小明先用10N的水平力F推着空车沿水平方向匀速前进,当听到妈妈在前面喊他时,他推着空车快速跑过去,这时车受到地面的摩擦力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)10N。
【解答】解:当顾客站在类似台阶的甲电梯上匀速上升时,鞋底和电梯台阶面之间既没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,因此不受摩擦力;当顾客站在类似斜坡的乙电梯上匀速上升时,电梯表面是倾斜的,人站在上面,有向下滑的趋势,因此受到向上的摩擦力的作用;
小明先用10N的水平力F推着空车匀速前进,购物车处于平衡状态,受到的推力和摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,即摩擦力等于10N;当听到妈妈在前面喊他时,他推着空车快速跑过去,这时车对地面的压力不变,车与地面的接触面的粗糙程度不变,故受到地面的摩擦力大小不变,仍为10N。
故答案为:不受;向上;等于。
11.如图所示,小明顺着竖直的杆匀速下滑,他受到的摩擦力的方向为 竖直向上 ,后再沿比杆粗糙的绳匀速下滑。他沿绳受到的摩擦力为f绳、沿杆下滑受到的摩擦力为f杆,则f绳 = f杆(选填“>”,“=”,“<”)。
【解答】解:(1)小明在沿绳或杆匀速下滑时,受到的是竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力;
(2)由题意可知,小明始终是匀速下滑,处于平衡状态,所以,摩擦力与重力是一对平衡力,大小均与重力相同。因此f绳=f杆。
故答案为:竖直向上;=。
12.暑假期间,小美和家人出去旅游,口渴了买了杯饮料。如图所示,小美用力握住饮料瓶,若增加手的握力,则瓶身竖直在空中静止不动,手与瓶之间的摩擦力的方向为 竖直向上 ,若增加手的握力,则手与瓶之间的摩擦力的大小将 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”);小美将一根吸管插入饮料瓶中喝饮料是利用了 大气压 。
【解答】解:手握饮料瓶静止不动,在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力一对平衡力的作用;
若增加手的握力,饮料瓶仍然静止,所以摩擦力与重力仍然平衡,则重力不变,摩擦力大小也不变;
用吸管喝饮料,先吸掉管中的空气,使管中成为真空,外界大气压将饮料压入嘴里,所以是利用了大气压强的作用。
故答案为:竖直向上;不变;大气压。
13.如图所示,用手握住竖直的玻璃瓶不动,瓶受到的摩擦力方向是 竖直向上 ;如果增大手对瓶的握力,则瓶子受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”“不变)。
【解答】解:
用手握玻璃瓶静止在空中,处于平衡状态,受的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以玻璃瓶受到的摩擦力的大小等于重力,方向竖直向上;
增大手对玻璃瓶的握力,玻璃瓶更掉不下来,依然保持静止,竖直方向上重力和静摩擦力依然平衡,静摩擦力还是等于重力,所以手对瓶子的摩擦力不变。
故答案为:竖直向上;不变。
三.实验探究题(共3小题)
14.如图所示为“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验前,弹簧测力计校零应沿 水平 (选填“水平”或“竖直”)方向进行。
(2)三次实验中用弹簧测力计水平匀速拉动木块,分别读出弹簧测力计的示数为F1、F2和F3,其中最小的是 F1 ;
(3)比较甲、乙两次实验,得出的结论是: 在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ;下列现象中应用了此结论的是 B (填写序号)。
A.足球守门员戴着防滑手套
B.骑自行车刹车时,要用力捏车闸
C.移动很重的石块时,在地面上铺设滚木
(4)在丙图中,弹簧测力计示数F3为1.6N,若弹簧测力计示数增大到2N,此时的木块A所受滑动摩擦力为 1.6 N。
(5)小红对实验装置进行了改进,如图丁所示,该装置的优点是 不需要使木板做匀速直线运动(或测力计静止便于读数) 。
(6)该实验用到的物理学方法是转换法和 控制变量法 。
【解答】解:(1)实验时要沿水平方向拉弹簧测力计,所以实验前应先将弹簧测力计的刻度盘保持在水平位置校零;
(2)甲、丙两图的压力相同,丙图比甲图接触面粗糙,所以丙的摩擦力大于甲的摩擦力;
甲、乙两图相比,接触面的粗糙程度相同,乙图比甲图压力大,所以乙图的摩擦力大于甲图的摩擦力;
又因为物体做匀速直线运动,所以F=f摩.因此F1示数最小;
(3)分析图甲、乙可知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,滑动摩擦力也大,故得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
A、足球守门员戴着防滑手套是在压力一定时改变接触面的粗糙程度来改变滑动摩擦力的,故A不符合题意;
B、骑自行车刹车时,要用力捏车闸是在接触面粗糙程度一定时增大压力来增大滑动摩擦力的,故B符合题意;
C、移动很重的石块时,在地面上铺设滚木是用滚动摩擦力代替滑动摩擦力来减小摩擦力的,故C不符合题意;
故选:B;
(4)在丙图实验中,木块进行匀速直线运动,滑动摩擦力大小和拉力大小是一对平衡力,拉力是1.6N,所以滑动摩擦力是1.6N;
当弹簧测力计示数由1.6N增大到2N,由于接触面的粗糙程度和压力大小不变,所以摩擦力大小不变,仍为1.6N。
(5)实验装置中,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该装置的优点是:不需要控制木板做匀速直线运动,方便实验操作;弹簧测力计静止,便于读数;
(6)根据以上分析知此实验用到了转换法和控制变量法。
故答案为:(1)水平;(2)F1;(3)在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;B;(4)1.6;(5)不需要使木板做匀速直线运动(或测力计静止便于读数);(6)控制变量法。
15.如图甲所示,小华同学用弹簧测力计拉着运动鞋在橡胶垫上沿水平方向运动,测量滑动摩擦力的大小,并探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)她必须拉着运动鞋在水平方向做 匀速直线 运动,才能准确地测量出滑动摩擦力的大小,若此时的测量结果如图甲所示,则运动鞋所受的滑动摩擦力为 2.8 N。
(2)小华采用向鞋里放置重物、更换桌面上垫片的材料、改变鞋的运动速度等方法,进一步探究影响滑动摩擦力大小的因素,并收集有关数据如下:
①分析以上实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时, 压力 越大,滑动摩擦力越大。
②小华发现第3、4两次的实验测得的滑动摩擦力都比第1、2两次的大,她认为这是因为毛巾表面比橡胶垫粗糙导致的,你认为这个结论是 不可靠 的(选填“可靠”或“不可靠”),理由是 这两次实验中压力不相同 。
③根据以上实验数据 不能 (选填“能”或“不能”)得出滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关的结论。
(3)小华在实验中发现很难保持好运动鞋运动的速度,于是她又设计了如图乙所示的实验,只需缓慢抽出垫片,当运动鞋相对弹簧测力计 静止 (选填“运动”或“静止”)时,读取弹簧测力计的示数,测得滑动摩擦力的大小是 不变 (选填“不变”或“变化”)的。
(4)小华查询了相关资料,发现了一种改进测量摩擦力的设计方案,如图丙所示,请你对此方案进行评价,写出一点即可。(提示:C为弹簧测力计,D为小型电动机,E为定滑轮。) 电动机转动时的速度不变,弹簧测力计静止,便于读数 。
【解答】解:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小(测力计示数)才等于摩擦力的大小;弹簧测力计的示数如图甲所示,测力计分度值为0.1N,示数为2.8N;
(2)①分析以上3、4实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
②研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系,要控制压力相同,比较3、4与1、2实验就得出结论,这个结论不可靠,理由是:这两次实验中压力不相同;
③根据控制变量法要得出滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关的结论,必须控制接触面粗糙程度相同、压力相同,根据以上实验数据不能得出滑动摩擦力的大小与物体的运动速度有关的结论。
(3)由于在拖动运动鞋时,很难让运动鞋保持匀速直线运动状态,才导致了弹簧测力计的示数不稳定;当拉动垫片运动的过程中,运动鞋保持静止状态,根据二力平衡的条件知:此时弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。无论垫片是否做匀速直线运动,运动鞋都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉垫片速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小。所以容易读数。
(4)由图可知拉动长木板的力是由小型电动机提供的,电动机转动时的速度不变,弹簧测力计静止,便于读数。
故答案为:(1)匀速直线;2.8;(2)①压力;②不可靠;这两次实验中压力不相同;③不能;(3)静止;不变;(4)电动机转动时的速度不变,弹簧测力计静止,便于读数。
16.如图甲、乙、丙是小鲁同学“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验操作过程。
(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做 匀速直线 运动,目的是使拉力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力;
(2)比较 甲、乙 两图可知,在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)小鲁利用上述木块和木板对该实验进行改进,如图丁所示。水平拉动木板,当测力计A的示数为4.0N时,木块相对地面静止且木板刚好做匀速直线运动,则木板受到地面的摩擦力为 1.2 N;若增大拉力,测力计A的示数为4.5N,测力计B的示数为 2.8 N。
(4)小鲁同学认为把木板改成海绵,还可以探究压力的作用效果与压力大小和受力面积之间的关系。小鲁是通过 海绵的凹陷程度 来判断出压力作用效果是否明显。小鲁在探究压力作用效果与受力面积的关系时,把木块切去一半后放在海绵上,你觉得小鲁做法的不妥之处是 没有保持压力相等 。
【解答】解:(1)实验中需要用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力等于滑动摩擦力;
(2)甲、乙两图中,压力大小不相同,接触粗糙程度相同,滑动摩擦力也不相同,乙的弹簧测力计的示数大于甲的弹簧测力计的示数,故可得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)由图甲可知,用弹簧测力计水平拉动木块在水平木板上做匀速直线运动,根据二力平衡,拉力等于滑动摩擦力,弹簧测力计的分度值是0.2N,测力计的示数是2.8N,即滑动摩擦力等于2.8N;
如图丁,水平拉动木板,木块相对地面静止,由于压力和接触面粗糙程度不变,故此时木块受到木板的滑动摩擦力与图甲相同为2.8N。此时木板受木块、地面对它水平向左的滑动摩擦力和弹簧测力计A的水平向右的拉力作用,其中木板受到木块的滑动摩擦力与木块受到木板的滑动摩擦力是相互作用力,二力相等,木板处于匀速直线运动状态,此三个力平衡,则f木块对木板+f地对木板=4.0N,
长木板受到地面的滑动摩擦力大小为:
f地对木板=4.0N﹣2.8N=1.2N;
若拉力增大到4.5N,木板将做加速运动,因压力和接触面粗糙程度不变,故木块受到的滑动摩擦力将不变,还是2.8N,弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力仍然是一对平衡力,大小相同,所以测力计B的示数为2.8N;
(4)把木板改成海绵,还可以探究压力的作用效果与压力大小和受力面积之间的关系,通过海绵的凹陷程度来判断出压力作用效果是否明显;
要探究压力作用效果与受力面积之间的关系时,需要保持压力一定;由题知,把木块切去一半后放在海绵上,没有保持压力相等,存在两个变量,故他的做法不正确。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)甲、乙;(3)1.2;2.8;(4)海绵的凹陷程度;没有保持压力相等。
实验次数
垫片材料
放置重物的个数
运动速度/m•s﹣1
弹簧测力计的示数/N
1
橡胶垫
0
0.1
2
橡胶垫
1
0.1
3.0
3
毛巾
2
0.2
3.2
4
毛巾
3
0.3
3.4
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