素养全练6 运动和力的关系
(时间:45分钟 满分:100分)
基础巩固
一、选择题(每小题4分,共20分)
1.(2018山东烟台)关于惯性,以下说法正确的是( )
A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性
B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性
C.行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用
D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大
答案:A
解析:百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性,故A正确;汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害,不能减小惯性,惯性大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故B错误;行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故C错误。物体的惯性只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关,故D错误。
2.(2018湖北宜昌)将一本物理书放在水平桌面上静止时,下列选项中的两个力相互平衡的是( )
A.书的重力与书对桌面的压力
B.书的重力与桌面对书的支持力
C.书对桌面的压力与桌面对书的支持力
D.书对桌面的压力与课桌的重力
答案:B
解析:书的重力与书对桌面的压力的方向相同,没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故A错误;书的重力与桌面对书的支持力,用在同一物体上,在一条直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故B正确;书对桌面的压力与桌面对书的支持力,没有作用在同一个物体上,不是平衡力,故C错误;书对桌面的压力与课桌的重力,力的方向相同,不是平衡力,故D错误。
3.(2018湖南益阳)下列情景中,处于平衡状态的是( )
答案:D
8
解析:物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态。绕地球匀速运行的卫星,运动方向不断变化,不是平衡状态,故A错误;加速追赶猎物的猎豹,速度和运动方向不断变化,不是平衡状态,故B错误;在空中下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态,故C错误;匀速下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,是平衡状态,故D正确。
4.(2017江苏连云港)
如图所示,一个重10 N的物体在10 N竖直向上的拉力作用下做匀速直线运动。
小红说:因为物体做匀速直线运动,且物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力是一对平衡力。
小明说:因为同一物体受到的重力和拉力大小相等、方向相反、并且作用在同一条直线上,所以重力和拉力是一对平衡力。
则两人的说法( )
A.都正确
B.只有小明正确
C.只有小红正确
D.都不正确
答案:A
解析:物体做匀速直线运动,则受到的合力为0,物体仅受重力和拉力的作用,所以重力和拉力满足一对平衡力的条件,是一对平衡力,故小红的说法正确;平衡力的条件是:作用在同一个物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线,重力和拉力是一对平衡力,故小明的说法也是正确的。
5.(2018黑龙江大庆)如图所示,放在水平地面上的两个物体处于静止状态,对这两物体受力分析正确的是( )
A.B受到地面的支持力与B的重力是一对平衡力
B.B对A的支持力与A对B的压力是一对平衡力
C.B对A的支持力与A的重力是一对平衡力
D.A对地球的吸引力与地球对A的吸引力完全相同
答案:A
解析:B受到地面的支持力与B的重力大小不相等,不是一对平衡力,故A错误;B对A的支持力与A对B的压力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;B对A的支持力与A的重力大小相等、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C正确;A对地球的吸引力与地球对A的吸引力方向不同,故D错误。
二、非选择题(共40分)
8
6.(4分)(预测题)一个质量为500 g的货物,随货运飞船升入太空。与发射前相比较,该货物的质量 ,惯性 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
答案:不变 不变
解析:物体的质量不随物体的位置、状态、形状等的变化而变化;惯性是物体本身的固有属性,只与物体的质量有关,货物随货运飞船升入太空,与发射前相比较,质量不变,所以该货物的惯性也不变。
7.(4分)(2017江苏苏州)电工常用的老虎钳手柄上套有橡胶套,这是利用了橡胶 性能好的特点,橡胶套表面刻有凹凸不平的花纹,这是通过增大接触面的 来增大摩擦的。
答案:绝缘 粗糙程度
8.(4分)(2018贵州安顺)如图所示,物体重5 N,一人用20 N的力将它压在竖直墙上,物体处于静止状态。这时物体受到的摩擦力大小是 ,方向是 。
答案:5 N 竖直向上
解析:用20N的水平力把重5N的物体紧压在竖直墙壁上,此时,物体处于静止状态,受到水平方向和竖直方向的两对平衡力的作用。竖直方向的平衡力是地球对物体的吸引力和向上的摩擦力;水平方向上的平衡力是人对物体的压力和墙壁对物体的支撑力。根据二力平衡的条件可以判断这时物体受到的摩擦力为5N,方向是竖直向上。
9.(4分)(2018辽宁盘锦)如图所示,物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动。当撤去拉力F时,物体将做 运动,此时,假设重力突然消失,请推断物体的运动状态 。(不计空气阻力)
〚导学号77164118〛
答案:减速 匀速直线运动
解析:物体在拉力F作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,则所受拉力和摩擦力是一对平衡力;当撤去拉力F时,物体只受到与运动方向相反的摩擦力作用,将做减速运动;由题知,撤去拉力F时,再假设重力突然消失,则物体对水平面的压力、物体与水平面间的摩擦力以及支持力都会同时消失,即此时物体不再受到力的作用,所以其运动状态不变,将做匀速直线运动。
10.(6分)(2018安徽)如图甲所示,物块A在一固定的斜面上保持静止,可将物块A看成一个有质量的点(见图乙)。请在图乙中画出物块的受力的示意图。
答案:如图所示。
8
11.(6分)(2017四川德阳)如图所示,物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止时,木块随即在小车的平板上滑行,画出木块滑行过程中的受力示意图。
答案:如图所示
解析:原来物块A与平板小车一起在水平桌面上向右匀速运动,当小车突然静止,由于惯性木块保持原来的速度继续运动,木块相对于平板向右滑动,受到水平向左的摩擦力;同时木块受竖直向下的重力G、平板对它竖直向上支持力F的作用,这两个力是一对平衡力,三个力的作用点都在物块的重心上,如答案图所示。
12.(12分)(2017江苏扬州)
甲
在“探究二力平衡的条件”活动中。
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于 状态,说明这两个力是相互平衡的。由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进实验的先后顺序: (用字母表示),这样的改进是为了减小 对实验的影响。
乙
丙
(4)如图丙,是最终确认的实验方案。此方案中,由于 ,所以卡片的重力可忽略不计。
答案:(1)静止或匀速直线运动 (2)重力 拉力 拉力
8
(3)BAC 摩擦力 (4)卡片的重力远小于钩码的重力
解析:(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于静止状态,说明这两个力是相互平衡的。
(2)若采用小明的方案,必须测出物体所受的重力和拉力的大小来进行比较。研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出拉力的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)两位同学改进实验是为了减小阻力对实验的影响,所以他们改进的先后顺序是BAC。
(4)图丙是最终确认的实验方案。此方案中,由于卡片的重力远小于钩码的重力,所以卡片的重力可忽略不计。
能力提升
一、选择题(每小题5分,共20分)
1.(预测题)人类对力与运动关系的认识经历了漫长而曲折的过程,下面是三位不同时代科学家的主要观点,这三种观点形成的先后顺序是( )
A.①②③ B.③①②
C.②③① D.③②①
答案:C
解析:人类对力和运动的关系的认识经历了漫长的曲折历程。2000多年前古希腊哲学家亚里士多德说“运动是靠力来维持的”。300多年前,意大利科学家伽利略用理想斜面实验证明了物体的运动可以不依靠外力维持;牛顿在前人研究的基础上总结出了牛顿运动定律。所以这三个观点的形成顺序是②③①,选项C正确。
2.(2018四川宜宾)如图是一只猴子在竹竿上玩耍的情景,猴子双手握住竖直竹竿匀速下滑时,它所受的摩擦力为Ff,下列说法正确的是( )
A.摩擦力Ff向下,Ff=mg
B.摩擦力Ff向上,Ffmg
答案:C
8
解析:猴子沿竖直竹竿匀速下滑时,受力平衡,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力。由于重力方向竖直向下,根据二力平衡条件可知,摩擦力方向一定向上,且摩擦力大小等于重力,即Ff=G=mg,故C正确。
3.(2017山东烟台)在停车场,甲、乙两辆轿车由于驾驶员的疏忽大意而发生了碰撞,甲车司机感觉背部受到挤压,乙车司机身体向前倾斜,下列分析判断正确的是( )
A.甲车静止,乙车运动,乙车尾撞击甲车尾
B.甲车静止,乙车运动,乙车头撞击甲车尾
C.甲车运动,乙车静止,甲车头撞击乙车尾
D.甲车运动,乙车静止,甲车尾撞击乙车尾
答案:B
解析:由于甲车司机的背部受到挤压,是甲车司机相对于甲车向后运动,可推知有两种可能:第一种情况甲车原来静止,甲车的车尾受到后面的撞击而突然向前运动而甲车司机由于惯性保持不动,即相对于甲车向后运动而使背部受到挤压;第二种情况甲车向后倒车,甲的车尾撞到乙车的车头上而停止运动,而甲车司机由于惯性继续向后运动而使背部受到挤压;乙车司机身体向前倾斜,乙车司机相对于乙车向前运动,可推知也有两种可能:第一种是乙车向前运动车头撞到甲车的车尾而停止,而乙车司机由于惯性继续向前运动而撞到乙车上造成身体向前倾斜;第二种是乙车静止,乙车车头由于受到撞击而向后运动,而司机由于惯性保持静止而造成乙车司机身体向前倾斜。综上分析,只有选项B正确。
4.质量为M的滑块甲和质量为m的滑块乙(M>m),先后从同一光滑斜面的相同高度处由静止滑下,然后沿同一光滑水平面继续运动。假设水平面足够长,那么两个滑块在光滑水平面上运动的过程中,它们之间的距离将( )
A.逐渐变长
B.逐渐变短
C.保持不变
D.以上情况都有可能
答案:C
解析:滑块M、m先后从同一光滑斜面的同一高度下滑,到达水平面上时的速度相等。然后沿同一光滑水平面继续运动,不受摩擦力,两滑块均做匀速直线运动。由于速度相等,相同时间内通过的路程相等,所以它们之间的距离将保持不变。故选项C正确。
二、非选择题(共20分)
5.
(2分)(2017四川成都)2017年5月18日,由中国自主研制的“直-19E”出口型武装直升机首飞成功,如图所示。当直升机静止在水平停机坪上时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对 (选填“相互作用力”或“平衡力”)。当直升机在竖直方向加速升空时,飞行员受到的合力 (选填“向上”“向下”或“为零”)。
8
答案:平衡力 向上
6.(4分)(2017四川成都)
北京和张家口将在2022年联合举办冬奥会。冰壶是冬奥会比赛项目之一。如图所示的冰壶比赛中,一名队员将冰壶掷出后,另外两名队员用冰刷刷冰面,目的是 冰壶与冰面之间的摩擦,使冰壶滑行的距离 。(均选填“增大”或“减小”)
答案:减小 增大
7.(4分)(2018山东泰安)如图所示,在水平拉力F1=10 N作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与地面间的摩擦力是 N。
答案:6
解析:此时墙壁对物块乙的拉力F2=4N,方向向左;乙水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为4N;摩擦力水平向右;以甲为研究对象,它受到向右的拉力为10N,同时受到地面对它的摩擦力和物体乙对它的摩擦力,二者之和为10N,所以地面对物体甲的摩擦力为Ff=10N-4N=6N。
8.(4分)(2017山东青岛改编)探究牛顿第一定律:
过程
现象
让小车从斜面顶端由静止滑下,使小车到达三种不同水平面时的初速度 ,发现小车在 表面上运动状态改变得最慢。
结论
方法
若 的物体不受力的作用,它将保持匀速直线运动状态。在此实验的基础上,通过理想化推理得出结论,运用的科学方法是 法。
答案:相同 木板 运动 科学推理
9.(6分)在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动。根据 条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图 可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
8
(4)评估:此实验方案的不足之处是 。(答出一条即可)
答案:(1)匀速直线 二力平衡 (2)乙、丙 (3)不变 (4)很难控制木块一直做匀速直线运动
8
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