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專題7 力 學案(原卷版+解析版)【起飛指南】2024年中考物理一輪復習一遍過(人教版)

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專題7 力 學案(原卷版+解析版)【起飛指南】2024年中考物理一輪復習一遍過(人教版)

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專題7 力
知識點一:力
一、力的概念
1.力
(1)力是物體對物體的作用。用符號F表示。
(2)力的單位:國際單位制中力的單位是牛頓簡稱牛,用N表示。
2.對力的理解
(1)力是物體對物體的作用,產生力的作用總要有兩個物體(一個是施力物體,一個是受力物體),單獨一個物體不會產生力的作用,離開物體更不會有力的作用
(2) “對”字前面的物體,我們常把它叫施力物體(因為它施加了力),“對”字后面的物體,我們把它叫受力物體。有力存在時,一定有施力物體和受力物體。
(3)相互接觸的物體之間不一定產生力的作用,如并排放在水平桌面上的兩個物塊,它們之間如無相互擠壓,則兩個物塊間無力的作用。沒有接觸的兩個物體之間也可能有力的作用(如磁鐵吸引鐵屑),因此是否接觸不是判斷物體間是否有力作用的依據。
3.力的作用是相互的
(1)力的物質性。力是物體對物體的作用,一個物體受到力,一定有另外的物體對它施加了力,只要有力的作用,一定有受力物體和施力物體,力不能離開物體而單獨存在。
(2)力的相互性。任何物體之間力的作用都是相互的。一個物體施力的同時也受力。這樣的力稱為作用力和反作用力。
(3)作用力與反作用力(相互作用力)特點是:大小相等、方向相反且在同一直線上,作用在兩個物體上。
二、力的作用效果
1.力的作用效果有兩個:一是改變物體的形狀,使物體發生形變;二是改變物體的運動狀態。
2.對力的作用效果的理解
力可以改變物體的運動狀態,不表示“有力作用在物體上時,物體的運動狀態一定會發生改變”。如用力推靜止的汽車,汽車仍然靜止,此時雖然有力作用在物體上,但汽車的運動狀態沒有改變。
3.物體的運動狀態是否改變一般指:物體的運動快慢是否改變(速度大小的改變)和物體的運動方向是否改變。
三、力的三要素與力的示意圖
1.力的大小、方向和作用點都會影響力的作用效果。力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。
(1)力的三要素均能影響力的作用效果,當其中的任何一個要素改變時,力的作用效果就會隨之改變;
(2)因為力的三要素決定了力的作用效果,所以我們要描述一個力時,就必須指明該力的三個要素。
2.力的示意圖
(1)概念:在物理學中,通常用一條帶箭頭的線段表示力。在受力物體上沿著力的方向畫一條線段,在線段的末端畫一個箭頭表示力的方向,在線段的起點(或終點)表示力的作用點。這種表示力的方式叫做力的示意圖(運用了模型法)。
(2)畫力的示意圖
①先確定受力物體:這是最重要的一步。如圖,小車是受力物體。
②在受力物體上找出力的作用點:若已知受力物體和施力物體,作用點一般在它們接觸的地方;若施力物體未知,作用點一般畫在受力物體的幾何中心。如圖。
③最后沿力的方向畫一條帶箭頭的線段,標出力的符號、數值和單位。力的作用點可以在線段的起點,也可以在線段的終點;同一圖中,力越大,表示該力的線段越長;線段要用實線;線段末端標出力的符號,有時還需用數值和單位標出力的大小。
知識點二:彈力
一、彈力
1.彈力
(1)彈性:物體受力發生形變,失去力又恢復到原來的形狀的性質叫彈性。
(2)塑性:物體受力時發生形變,失去力后不能恢復原來形狀的性質叫塑性。
(3)彈力:物體由于發生彈性形變而受到的力叫彈力。
2.產生條件:①兩物體相互接觸;②接觸處相互擠壓或拉伸而發生彈性形變。
相互接觸的物體間不一定產生彈力,如相互接觸但沒有發生相互作用的物體間是沒有彈力的。
3.彈力的三要素
大小 與物體的材料和彈性形變程度有關
方向 始終與物體形變方向相反,與物體恢復原狀的方向相同,或與使物體發生形變的力的方向相反,且總是與接觸面垂直
作用點 在兩個物體的接觸面上,也可等效在接觸面的一點
4.彈力與彈性形變的關系
物體的彈性有一定的限度,超過了這個限度物體就不能恢復原狀,該限度稱為彈性限度。在彈性限度內,物體的形變量越大,產生的彈力越大。
二、彈簧測力計
1.彈簧測力計
(1)用途:測量力的大小的工具叫做測力計。
(2)工作原理:利用彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長的原理制成。
(3)構造:彈簧測力計主要由彈簧、指針、掛鉤和刻度盤等組成。如圖所示,是實驗室常用的兩種彈簧測力計。
條形盒測力計 圓筒測力計
每個彈簧測力計都有一定的測量范圍,拉力過大,彈簧測力計會被拉壞,使彈簧不能回復到原來的長度,因此在測量之前,先要估計所測力的大小,選擇合適的彈簧測力計來測量。
2.彈簧測力計的使用方法
使用前 (1)觀察量程:待測力的大小不能超過量程。 (2)明確分度值:知道每一小格表示多少牛。 (3)校零:檢查指針是否指在零刻度線上。若沒有,要調節至對齊。 (4)沿彈簧軸線方向輕輕來回拉動幾次掛鉤,放手后觀察指針是否能回到零刻度線處,以防止彈簧卡殼。
使用時 (1)測量:要使彈簧測力計的彈簧軸線方向跟所測力的方向在一條直線上,彈簧不要靠在刻度盤上(避免因摩擦而影響測量的準確程度)。 (2)讀數:應讓視線垂直于刻度盤讀數。 (3)記錄:在記錄數據時要帶上單位。 (4)待測的力(物體)一定要在彈簧測力計的掛鉤一端。
知識點三:重力
一、重力
1.重力的概念
(1)萬有引力:宇宙間任何兩個物體都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。
(2)重力:地面附近的物體,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符號是G。
(3)重力的特點
1)地面附近的一切物體,無論固體、液體、氣體都受地球的吸引;
2)重力特指地球對物體的吸引;
3)重力的施力者是地球,受力者是物體。
(4)日常生活中說的“物體有多重”中的“重”指的是物體的質量。物理學中說的“物重”指的是物體的重力。這是生活語言和物理語言的區別。
2.重力的大小
(1)現象探究:質量的大小和質量的關系
(2)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(3)物體重力大小與其質量的關系為G=mg,其中重力G的單位是N,質量m的單位是kg,g的單位是N/kg。g取9.8N/kg,粗略計算時取10N/kg。
g=9.8N/kg表示的物理意義:質量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N。
(3)使用公式G=mg時應注意以下幾點:
①公式中各物理量都必須使用國際單位;
②要會將公式進行變形,能靈活運用。如已知物體的重力求質量時,可將公式G=mg變形為。
3.重力的方向
(1)現象探究:重力的方向
圖示
現象 將小球用細線懸掛在支架上,將裝置放在水平面上,靜止時發現懸線豎直向下 將同樣的裝置與水平面成一角度α,靜止時發現懸線豎直向下
歸納 重力的方向總是豎直向下的
(2)對重力方向的理解
1)重力的方向總是豎直向下,而不是垂直向下。
2)重力的方向不受其他作用力的影響,與物體的運動狀態及位置無關。
(3)重力方向的應用
人們在一根線下吊一重物,就做成了一根鉛垂線。因為重力方向始終豎直向下,所以鉛垂線靜止時總豎直向下,故用鉛垂線可以檢查工作臺面是否水平,墻壁上的畫是否掛正等。
鉛垂線與臺面垂直,說明臺面水平 畫的豎邊沒與鉛垂線平行,說明畫沒掛正
二、重心
(1)概念:地球吸引物體的每一部分,物體的各部分都受到重力的作用。但是,對于整個物體,重力的作用的表現就好像它作用在某一點上,這個點叫做物體的重心。重心實際上是物體各部分受到重力作用的等效作用點。
(2)重心的位置
1)形狀規則、質量分布均勻的物體,它的重心在它的幾何中心處,如圖所示。
2)質量分布不均勻的物體,重心的位置除與物體的形狀有關外,還跟物體的質量分布有關。如圖所示是空杯、少半杯水、大半杯水時杯子和水重心大致位置。
3)物體的重心不一定在物體上。如質量分布均勻的圓環的重心在環的中心處,不在環上。
4)重心的位置與物體所在的位置及運動狀態無關。
5)為了研究問題方便,在受力物體上畫力的示意圖時,常把力的作用點畫在重心上。
(3)穩度:穩度就是物體的穩定程度,穩度越大,物體就越不容易傾倒。
提高穩度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
考點一.力的單位和概念
1.(2023 寶應縣二模)如圖所示,在斯諾克臺球比賽中,由于目標球被障礙球阻擋,有時運動員會用特殊的“扎桿”打法使白球高速旋轉打出漂亮的“弧線球”,從而繞過障礙擊中目標,則使白球在水平桌面上做曲線運動的施力物體是(  )
A.球桿 B.地球 C.白球 D.桌面
考點二.力的作用效果
2.(2023 益陽)冬至打年糕是中國傳統習俗之一。打年糕時,需要用木制榔頭反復捶打石槽中蒸熟的糯米。如圖所示,用木制榔頭捶打年糕的過程中,放在水平地面上的石槽始終未動。下列說法正確的是(  )
A.向下砸榔頭時,榔頭只受到重力的作用
B.榔頭打擊年糕時,人對年糕有力的作用
C.年糕凹陷,說明力可以改變物體的形狀
D.年糕凹陷,說明榔頭對年糕有打擊力,而年糕對榔頭沒有作用力
(多選)3.(2023 宜賓)將裝滿水的厚玻璃瓶靜置于水平桌面,把細玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入瓶中,如圖所示,用手反復水平捏厚玻璃瓶,觀察細管中水面高度的變化。從形變角度分析現象及原因,下列說法正確的是(  )
A.細管中水面高度不會發生變化
B.細管中水面會出現升降
C.水面高度不變是因為厚玻璃瓶沒有發生形變
D.水面出現升降是因為厚玻璃瓶發生了微小形變
考點三.力作用的相互
4.(2023 蘇州)如圖,將質量均勻的木棒切割并組裝成兩個形狀相同、質量均為m的木模,用三根豎直細線a、b、c連接,在水平面上按照“互”字型靜置,上方木模呈現懸浮效果,這是利用了建筑學中的“張拉整體”結構原理。則(  )
A.a的拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,線上拉力會改變
D.沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,地面受到的壓力會改變
5.(2023 武侯區校級三模)中國女排那種頑強拼搏的精神值得我們每個人學習,如圖所示是她們某次比賽時的場景。關于排球比賽下列說法正確的是(  )
A.排球在向上運動的過程中,不再受到重力的作用
B.攔網時,球被彈回,說明力可以改變物體的形狀
C.扣球時手感到疼,是因為物體間力的作用是相互的
D.運動員在發球時,手對排球的力大于排球對手的力
6.(2023 邵陽縣模擬)在航空領域,常常發生小鳥撞毀飛機事件,下列關于小鳥和飛機相撞時的說法正確的是(  )
A.小鳥受到的力大
B.主動撞擊的一方產生的力大
C.飛機受到的力大
D.小鳥和飛機的受力一樣大
7.(2023 寧夏)2022年11月1日4時27分,夢天實驗艙與空間站組合體順利實現交會對接(空間站組合體由問天實驗艙和天和核心艙組成),中國空間站主體結構組裝完成。為了調整對接時的飛行姿態,對接過程設置了四個停泊點。如圖,夢天實驗艙進入停泊點后,相對于組合體是 的(選填“運動”或“靜止”);夢天實驗艙在最后一個19米停泊點向組合體靠攏時,發動機噴氣口應向 (選填“前”或“后”)噴氣,待發動機短暫工作后,便可依靠 繼續向組合體運動;夢天實驗艙從19米停泊點到與組合體對接口接觸,用時約90秒,此過程夢天實驗艙相對于組合體的平均速度是 m/s。(計算結果保留兩位小數)
8.(2023 無錫)將氣球吹大,用夾子把口封緊,剪取一段10cm長的吸管,用膠帶把它固定在氣球上,將一根細繩穿過吸管水平拉直,兩端固定。把氣球封口的夾子松開,氣體向后噴出,氣球向前運動,說明了 。運動過程中氣球與吸管保持相對靜止。如圖所示是氣球運動時每隔0.5s的頻閃照片,則氣球從A位置運動到B位置過程中做 (選填“勻速”或“變速”)直線運動,實際路程是 m,速度為 m/s。
考點四.力的三要素
9.(2023 鼓樓區校級模擬)如圖所示,小華用礦泉水瓶做實驗:他用水平力輕推底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;用大小、方向都相同的水平力輕推瓶蓋部位,瓶子翻了。他驗證的是力的作用效果與(  )
A.力的作用點有關
B.力的大小有關
C.力的方向有關
D.力的大小、方向、作用點都有關
考點五.力的示意圖與圖示
10.(2023 德州)如圖甲所示,建筑工地上起重機豎直提升重物,在此過程中,起重機對重物拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示,重物上升的v﹣t圖象如圖丙所示。請在甲圖上畫出t=11s時,重物受力的示意圖,并標明力的大小(O點為重物的重心),不計空氣阻力。
11.(2023 蘭州)如圖所示的避險車道內鋪有厚厚的碎石,失控車輛一旦沖入就會因陡坡、碎石摩擦而快速停下,這在很大程度上保護了駕乘人員和車輛的安全。正因如此,避險車道被稱為高速公路上的“救命道”。請在簡化圖中畫出失控車輛沖入避險車道減速滑行時的受力示意圖。
12.(2023 南通)如圖,勻速行駛的高鐵上,物體靜止在水平桌面上,請畫出它的受力示意圖。
13.(2023 涼山州)如圖所示,螺髻山索道的封閉式轎廂隨鋼索向下方做勻速直線運動,請畫出靜止在轎廂內物體A的受力示意圖。
考點六.彈力的概念
14.(2023 工業園區模擬)如圖,彈簧左端固定于豎直墻壁,右端與物塊M連接,置于粗糙水平面上,當M位于O點時彈簧恰好不發生形變。現將物塊M拉至Y處由靜止釋放,M向左最遠可運動至X點。則物塊從Y點運動至X點的過程中,速度v隨位置s變化的圖象為(  )
A. B. C. D.
考點七.彈簧測力計的使用與讀數
15.(2023 紅谷灘區校級三模)你會正確使用下列測量工具和讀數嗎?
(1)如圖1所示溫度計示數是 ,它顯示的溫度 (選填“可能”或“不可能”)是北方冬天的氣溫。
(2)將天平放在水平桌面上,指針靜止時如圖2所示。要使天平水平平衡:首先將 ,再調節平衡螺母,直到指針指在 為止。
(3)在一定范圍內,彈簧受到的拉力越大,就被拉得 ,圓筒測力計使用前要 ;如圖3所示,使用圓筒測力計測得水桶重G為10N,則拉力F為 N。
16.(2023 海淀區校級三模)(1)如圖甲所示,彈簧測力計的示數為 N。
(2)如圖乙所示,OA是以O點為支點的杠桿,拉力F作用在杠桿C點。圖中線段BC與力F的作用線在同一條直線上,且OB⊥BC、OD⊥AD。線段 表示力F的力臂。
(3)如圖丙所示的光路圖中,MM'為平面鏡,OA為反射光線,ON為法線,反射角∠NOA等于30°。已知∠BON等于30°,∠CON等于45°,∠DON等于60°。則與反射光線OA對應的入射光線是沿 方向射入的。
考點八.探究彈簧測力計原理的實驗
17.(2023 淥口區二模)小明用如圖甲所示的裝置探究“彈簧的伸長跟拉力的關系”,彈簧的一端固定在木板上,他先在木板上標上0~7.00cm的刻度,把木板豎直放置,在彈簧下端掛鉤碼(每個鉤碼的質量為50g),實驗數據記錄如下表。(g=10N/kg)
鉤碼個數 0 1 2 3 4 5 6 7 8
彈簧長度/cm 2.00 2.50 3.00 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00
伸長量/cm 0 0.50 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.50
(1)當掛3個鉤碼時,指針所對刻度如圖乙,此時彈簧長度是 cm;
(2)分析表中數據可知:在彈性限度內,彈簧的伸長量和拉力成 (填“正比”或“反比”);
(3)小明想用該裝置設計一個直接測量液體密度的“密度秤”,他找來一個質量為50g的小桶,掛在彈簧下面的掛鉤上,測量時,在桶中加滿待測液體,根據指針指示的刻度,就能直接讀出液體的密度;
a.該“密度秤”的零刻度線應在 cm刻度處;
b.在桶中加滿水時指針指在3.00cm刻度處,如圖丙,可求得該桶的容積是50cm3;
c.該“密度秤”能測量的最大密度是 g/cm3。
考點九.彈簧測力計在力的相互性方面的應用
18.(2023 天元區一模)如圖甲所示,彈簧的一端掛在墻上,一人用4N的力F拉另一端,彈簧伸長了5cm:如圖乙所示,兩個人分別拉該彈簧的兩端,彈簧也伸長了5cm,則每個人的力F分別為(  )
A.4N、8N B.8N、4N C.4N、4N D.8N、8N
考點十.重力的方向
19.(2023 海淀區校級模擬)細線OA下端懸掛一個小球,靜止時如圖甲所示,若將底座右端向上傾斜一個角度θ,如圖乙所示,則小球靜止時所指的方向是(  )
A.OB B.OC C.OD D.不能確定
考點十一.探究重力的大小跟質量的關系
20.(2023 高新區校級模擬)在“探究重力與質量的關系”實驗中。
(1)同學們所用的彈簧測力計如圖所示,在使用它測量力前,應先進行的操作是 。
(2)將物體掛在彈簧測力計下,并讓它處于靜止狀態,忽略彈簧自重。根據 原理可知:此時彈簧測力計的示數等于物體的重力。
(3)在“探究重力的大小與質量的關系”實驗中,同學們的實驗數據記錄如下表所示。
質量m/kg 0.06 0.10 0.18 0.22 0.32 0.34
重力G/N 0.6 1.0 1.8 2.2 3.2 3.4
分析表中實驗數據可得出的結論是 。
(4)小紅用質量不同的蘋果,小木塊、小鐵球各一個,并分別測出了它們的質量和重力,來探究物體所受重力大小與質量的關系,你認為小紅的做法 。
A.不合理,因為他沒有用同種物質的物體做實驗
B.不合理,因為他沒有使物體的質量成倍變化
C.合理,因為他同樣可以得到物體所受重力大小與質量的關系
D.合理,因為他的操作比甲同學更簡便
一.選擇題(共15小題)
1.(2023 常州二模)如圖所示,小明用力推車,他對車施加了一個推力,能證明車對小明的手也施加了一個推力的證據是(  )
A.小明的手發生了形變
B.小車被推動了一段距離
C.小車對地面有壓力
D.小明對地面有壓力
2.(2023 鼓樓區校級一模)下列關于力的說法正確的是(  )
A.沒有接觸的兩個物體,一定沒有力的作用
B.施力物體同時也是受力物體
C.相互接觸的兩個物體,一定有力的作用
D.力的作用效果與力的作用點無關
3.(2023 萊蕪區模擬)甲、乙、丙三個同學使用同一個彈簧拉力器鍛煉身體,每位同學都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂張開伸直,其中甲同學體重最大,乙同學手臂最長,丙同學手臂最粗。當他們兩臂張開伸直時對彈簧拉力器拉力最大的是(  )
A.三個同學都一樣大 B.手臂粗的同學
C.體重大的同學 D.手臂長的同學
4.(2022 昆明模擬)2021年12月9日下午15:40“天宮課堂”時隔8年再次開講,“太空教師”翟志剛、王亞平和葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。在太空完全失重的情況下,下列說法正確的是(  )
A.浸入液體或氣體中的物體將不再受到浮力
B.托盤天平還能測量物體的質量
C.宇航員將不再受到任何摩擦力
D.物體將失去慣性
5.(2023 天寧區校級二模)五千年的華夏文明,創造了無數的詩辭歌賦,我們在欣賞這些詩辭歌賦時,不僅要挖掘其思想內涵,還可以探究其中所描述的自然現象與物理規律。下面是小張同學對部分詩句中蘊含物理知識的理解,其中正確的是(  )
A.“孤帆一片日邊來”﹣“孤帆”運動,是以該船為參照物的
B.“不敢高聲語”﹣“高聲語”,是指聲音的特征“音調”高
C.“潭清疑水淺”﹣“水淺”,是由于光的反射而形成的現象
D.“北風卷地白草折”﹣“白草折”,是因為力使物體發生形變
6.(2023 沂水縣二模)下列關于力的說法中,正確的是(  )
A.兩個物體只要互相接觸,它們之間就一定有彈力
B.用雞蛋砸石頭雞蛋碎了原因是雞蛋受到的力比石頭大
C.不計空氣阻力踢出去的足球在空中只受重力作用
D.手提水桶感覺很累原因是水桶所受的重力作用在手上
7.(2023 蘭考縣一模)向軍同學觀察到許多和物理知識相關的現象。下列解釋正確的是(  )
A.北方的冬天,玻璃窗戶外側由于凝華現象出現美麗的冰花
B.向軍同學大聲朗讀,增大了聲音的響度和音色
C.由于光的反射,同學們才能看到物理課本上的字
D.課桌上的書本對桌面的壓力是彈力,是桌面發生彈性形變產生的
8.(2023 常州一模)如圖所示,在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,用彈簧測力計拉動木塊沿水平方向做勻速直線運動時,測力計的示數為F。關于此時木塊上放置的砝碼的受力情況,下列示意圖正確的是(  )
A.B.C. D.
9.(2023 浚縣三模)構建思維導圖是整理知識的重要方法。如圖是小明復習力學知識時構建的思維導圖,圖中Ⅱ處可補充的例子是(  )
A.熊貓坐在樹枝上將樹枝壓彎力
B.月球繞地球做圓周運動
C.搟面杖將面團搟成餃子皮
D.用彩泥制作各種人偶造型
10.(2023 蓬江區模擬)已知在彈性限度內,彈簧的伸長量ΔL與受到的拉力F成正比,用公式F=k ΔL表示,其中k為彈簧的勁度系數(k為常數)。現有兩個輕彈簧L1和L2,它們的勁度系數分別為k1和k2,且k1=4k2,現按如圖所示方式用它們吊起滑輪和重物,且滑輪和重物的質量均相等,不計繩重和摩擦,則兩彈簧的伸長量之比為(  )
A. B. C. D.2
11.(2022 紅橋區三模)圖中,物體的受力示意圖正確的是(不計空氣阻力)(  )
A.圖甲中足球在水平草坪上滾動
B.圖乙中物塊隨傳送帶一起勻速運動
C.圖丙中物塊沿光滑斜面下滑
D.圖丁中物塊在拉力F的作用下沿粗糙斜面勻速下滑
12.(2023 金壇區二模)實驗室常用的彈簧測力計如圖甲所示,彈簧的一端與連接有秤鉤的拉桿相連,另一端固定在外殼上,外殼上固定一個圓環,整個外殼重為G,彈簧和拉桿的質量忽略不計。現將該彈簧測力計以如圖乙和丙的兩種方式固定在地面上,并分別用同樣的力F0(F0>G)豎直向上拉彈簧測力計,則穩定后彈簧測力計的讀數分別為(  )
A.圖乙讀數為F0﹣G,圖丙讀數為F0
B.圖乙讀數為F0+G,圖丙讀數為F0﹣G
C.圖乙讀數為F0,圖丙讀數為F0﹣G
D.圖乙讀數為 F0﹣G,圖丙讀數為F0+G
13.(2023 東方校級三模)如圖所示,在彈簧測力計的兩側沿水平方向各加大小為4N的拉力并使其保持靜止,此時彈簧測力計的示數為(  )
A.0 B.2N C.4N D.8N
14.(2022 寧化縣模擬)一個足球放在一塊長木板上,如圖所示,木板和足球均發生了彈性形變,關于它們彈力的情況,以下說法錯誤的是(  )
A.木板形變是由于木板產生彈力造成的
B.足球產生的彈力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板產生的彈力
D.木板的支持力使足球發生了彈性形變
15.(2023 夾江縣模擬)甜水面是成都的傳統美食,制作的關鍵是做出有筋道的面條:用上等面粉加鹽和水,揉勻后靜置半小時,用面杖搟成面皮,再切成適當寬度的面條,然后兩手抓住面條用力拉長。關于上述過程的說法不正確的是(  )
A.揉捏面團時,面團既是受力物體也是施力物體
B.面團被搟制成面皮,力改變了面團的運動狀態
C.手推面杖來回運動,力改變了面杖的運動狀態
D.用手拉長面條,面條受力的同時,手也受到力
二.實驗探究題(共3小題)
16.(2023 青羊區校級模擬)興趣小組同學用橡皮泥和彈簧測力計探究影響重力大小的因素。
(1)他們所用彈簧測力計如圖所示,此彈簧測力計的量程是 。
(2)在“探究重力的大小與質量的關系”實驗中,同學們實驗數據記錄如表一所示:
表一:
質量m/kg 0.06 0.10 0.18 0.22 0.32 0.34
重力G/N 0.6 1.0 1.8 2.2 3.2 3.4
①探究過程中還用到的測量工具是 。
②分析表中實驗數據,發現物體重力與質量的 是一定值,于是我們可得出的結論:物體的重力與質量成正比。
(3)探究物體重力大小跟物體形狀的關系時,同學們用小刀將橡皮泥雕刻成各種形狀進行實驗,實驗數據如表二所示。
表二:
被測物體 橡皮泥1 橡皮泥2 橡皮泥3 橡皮泥4
形狀 長方體 三棱柱 四棱錐 球形
重力/N 4.2 3.8 3.6 4.4
同學們根據數據得出結論:物體重力大小與物體形狀有關。他們形成這一錯誤結論的主要原因是 。
17.(2023 泗洪縣三模)在探究“重力的大小與質量的關系”實驗中,老師給不同小組提供了相同規格且標度相同的透明坐標紙,如圖甲所示,隨機提供綠豆、紅豆或黃豆一包(每組只有一種豆類),并利用彈簧測力計和天平測得多組重力與質量的實驗數據。
(1)首先將天平放在水平桌面上,用 (選填“鑷子”或“手”)將游碼歸零.并根據測得的實驗數據描繪成G﹣m的圖像,發現圖像是一條過原點的直線,由此可知物體所受的重力大小與質量成正比。
(2)有小組提出可以將綠豆和黃豆兩組數據的透明坐標紙進行重疊,然后觀察繪制的圖線,圖線可能是圖乙中的 (選填“A”、“B”或“C”),以此判斷重力與物質種類的關系。(ρ綠豆>ρ黃豆)
(3)經過一段時間學習后,老師提出把彈簧測力計改裝成測量液體密度的密度秤:
①小明小組用同一小桶分別盛滿不同液體,如圖丙所示,用彈簧測力計測出小桶受到的重力為1N,裝滿水后受到的總重力為3N,再裝滿另一液體時示數為4N,
則該液體的密度為 kg/m3,用這樣的方法分別在彈簧測力計的示數處標注對應其它液體的密度。(g取10N/kg)
②小明小組設計的密度秤的零刻度線 (選填“在”或“不在”)0N處。
③若測量中液體沒有裝滿,則測出的液體密度 (選填“偏大”、“偏小”或“準確”)。
(4)在探究重力的大小與質量的關系結束后,小明小組又進一步探究了重力的方向,實驗裝置如圖丁所示:
①將該裝置放在水平桌面上后,逐漸改變木板與桌面的夾角α,會觀察到懸線OA的方向 (選填“變化”或“不變”):
②為了進一步探究重力方向,應進行的操作是 。
③從上述實驗現象分析可得到的結論是重力的方向是豎直向下的。
18.(2022 江西模擬)親愛的同學,請你應用所學的物理知識解答下列問題。
(1)如圖甲所示,量筒的量程是 ;測量時如果按圖中所示的方式讀數,則讀出的液體體積值與真實值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)溫濕度計是一種可以同時測量環境溫度和濕度的儀器。如圖乙所示,此時室溫為 ,濕度為 。
(3)彈簧測力計是根據在彈性限度內,彈簧的 與其所受拉力成正比的原理制成的。如圖丙所示是小源同學拉著木塊在木板上做勻速直線運動的情景,圖中木塊所受的摩擦力為 N,該彈簧測力計的分度值為 N。
三.解答題(共2小題)
19.(2023 唐河縣模擬)重100N的物體隨粗糙的傳送帶一起向右勻速直線運動,做出物體所受力的示意圖。
20.(2023 阿克蘇市模擬)閱讀短文,回答問題:
背包式飛行器
深圳光啟公司生產的一款單人背包式飛行器,是全球首款商業化、實用化的個人立體飛行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油發動機提供動力,帶動兩個螺旋槳轉動,飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速,實現進退、上、下、左右及俯仰飛行,甲、乙兩圖分別是它的側視圖和俯視圖。
下表一為它的部分技術參數。
表一:
飛行器類型 一級超輕型 飛行器主要材料 碳纖維
成員數量 單人飛行 飛行距離 30﹣50km
滿油時飛行器質量 200kg 最大飛行速度 74km/h
最大起飛質量 320kg 定速巡航速度 56km/h
最大承載質量 120kg 飛行時間 30min
燃料體積 45L 升限 1000m
燃料及油品 汽油 彈射降落傘 超低高度彈射功能
該飛行器還采用了無人飛行控制系統、零空速懸停技術,即在空中雙手松開操縱桿之后,飛行器就會在空中懸停,等待你的下一步操作;還使用與F1賽車相同類型的駕駛艙,可以在撞擊時保護飛行員的安全,還配備了彈射降落傘系統,如果遇到特殊情況,飛行器無法正常降落時,可以關閉動力源,同時打開降落傘,利用空氣阻力減小下降速度,從而可以避免駕駛者快速落地而造成傷害。該飛行器因此躋身當今世界上最安全的超輕型飛行器之列。
為了給飛行器設計面積合適的降落傘,研究人員對降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關系進行了探究,他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘,從高處下落,測出最終勻速下落時的速度(即收尾速度),實驗結果如下表二所示。
表二:
傘面面積S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6
傘和物總重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8
收尾速度v/m s﹣1 2 3 4 2
收尾速度的平方v2/(m s﹣1)2 4 9 16 4
(1)用碳纖維作為飛行器的主要材料,是因為它具有 小的物理屬性。該飛行器空油時的質量為 kg。(ρ汽油=0.72×103kg/m3)
(2)該飛行器是利用 的原理工作的;它在太空中 (選填“可以”或“不可以”)飛行;如果不計空氣對飛行器的阻力,飛行器勻速上升時的升力 (選填“大于”、“等于”或“小于”)勻速下降時的升力。
(3)飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速,可實現各種飛行,說明力的作用效果跟力的 和 有關。
(4)分析表二數據可知,降落傘所受阻力與傘面面積下落速度的平方之間的關系式為 ;在使用降落傘時,要使飛行器的收尾速度不超過4m/s,則降落傘的面積至少為 m2。
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專題7 力
知識點一:力
一、力的概念
1.力
(1)力是物體對物體的作用。用符號F表示。
(2)力的單位:國際單位制中力的單位是牛頓簡稱牛,用N表示。
2.對力的理解
(1)力是物體對物體的作用,產生力的作用總要有兩個物體(一個是施力物體,一個是受力物體),單獨一個物體不會產生力的作用,離開物體更不會有力的作用
(2) “對”字前面的物體,我們常把它叫施力物體(因為它施加了力),“對”字后面的物體,我們把它叫受力物體。有力存在時,一定有施力物體和受力物體。
(3)相互接觸的物體之間不一定產生力的作用,如并排放在水平桌面上的兩個物塊,它們之間如無相互擠壓,則兩個物塊間無力的作用。沒有接觸的兩個物體之間也可能有力的作用(如磁鐵吸引鐵屑),因此是否接觸不是判斷物體間是否有力作用的依據。
3.力的作用是相互的
(1)力的物質性。力是物體對物體的作用,一個物體受到力,一定有另外的物體對它施加了力,只要有力的作用,一定有受力物體和施力物體,力不能離開物體而單獨存在。
(2)力的相互性。任何物體之間力的作用都是相互的。一個物體施力的同時也受力。這樣的力稱為作用力和反作用力。
(3)作用力與反作用力(相互作用力)特點是:大小相等、方向相反且在同一直線上,作用在兩個物體上。
二、力的作用效果
1.力的作用效果有兩個:一是改變物體的形狀,使物體發生形變;二是改變物體的運動狀態。
2.對力的作用效果的理解
力可以改變物體的運動狀態,不表示“有力作用在物體上時,物體的運動狀態一定會發生改變”。如用力推靜止的汽車,汽車仍然靜止,此時雖然有力作用在物體上,但汽車的運動狀態沒有改變。
3.物體的運動狀態是否改變一般指:物體的運動快慢是否改變(速度大小的改變)和物體的運動方向是否改變。
三、力的三要素與力的示意圖
1.力的大小、方向和作用點都會影響力的作用效果。力的大小、方向、作用點叫做力的三要素。
(1)力的三要素均能影響力的作用效果,當其中的任何一個要素改變時,力的作用效果就會隨之改變;
(2)因為力的三要素決定了力的作用效果,所以我們要描述一個力時,就必須指明該力的三個要素。
2.力的示意圖
(1)概念:在物理學中,通常用一條帶箭頭的線段表示力。在受力物體上沿著力的方向畫一條線段,在線段的末端畫一個箭頭表示力的方向,在線段的起點(或終點)表示力的作用點。這種表示力的方式叫做力的示意圖(運用了模型法)。
(2)畫力的示意圖
①先確定受力物體:這是最重要的一步。如圖,小車是受力物體。
②在受力物體上找出力的作用點:若已知受力物體和施力物體,作用點一般在它們接觸的地方;若施力物體未知,作用點一般畫在受力物體的幾何中心。如圖。
③最后沿力的方向畫一條帶箭頭的線段,標出力的符號、數值和單位。力的作用點可以在線段的起點,也可以在線段的終點;同一圖中,力越大,表示該力的線段越長;線段要用實線;線段末端標出力的符號,有時還需用數值和單位標出力的大小。
知識點二:彈力
一、彈力
1.彈力
(1)彈性:物體受力發生形變,失去力又恢復到原來的形狀的性質叫彈性。
(2)塑性:物體受力時發生形變,失去力后不能恢復原來形狀的性質叫塑性。
(3)彈力:物體由于發生彈性形變而受到的力叫彈力。
2.產生條件:①兩物體相互接觸;②接觸處相互擠壓或拉伸而發生彈性形變。
相互接觸的物體間不一定產生彈力,如相互接觸但沒有發生相互作用的物體間是沒有彈力的。
3.彈力的三要素
大小 與物體的材料和彈性形變程度有關
方向 始終與物體形變方向相反,與物體恢復原狀的方向相同,或與使物體發生形變的力的方向相反,且總是與接觸面垂直
作用點 在兩個物體的接觸面上,也可等效在接觸面的一點
4.彈力與彈性形變的關系
物體的彈性有一定的限度,超過了這個限度物體就不能恢復原狀,該限度稱為彈性限度。在彈性限度內,物體的形變量越大,產生的彈力越大。
二、彈簧測力計
1.彈簧測力計
(1)用途:測量力的大小的工具叫做測力計。
(2)工作原理:利用彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長量就越長的原理制成。
(3)構造:彈簧測力計主要由彈簧、指針、掛鉤和刻度盤等組成。如圖所示,是實驗室常用的兩種彈簧測力計。
條形盒測力計 圓筒測力計
每個彈簧測力計都有一定的測量范圍,拉力過大,彈簧測力計會被拉壞,使彈簧不能回復到原來的長度,因此在測量之前,先要估計所測力的大小,選擇合適的彈簧測力計來測量。
2.彈簧測力計的使用方法
使用前 (1)觀察量程:待測力的大小不能超過量程。 (2)明確分度值:知道每一小格表示多少牛。 (3)校零:檢查指針是否指在零刻度線上。若沒有,要調節至對齊。 (4)沿彈簧軸線方向輕輕來回拉動幾次掛鉤,放手后觀察指針是否能回到零刻度線處,以防止彈簧卡殼。
使用時 (1)測量:要使彈簧測力計的彈簧軸線方向跟所測力的方向在一條直線上,彈簧不要靠在刻度盤上(避免因摩擦而影響測量的準確程度)。 (2)讀數:應讓視線垂直于刻度盤讀數。 (3)記錄:在記錄數據時要帶上單位。 (4)待測的力(物體)一定要在彈簧測力計的掛鉤一端。
知識點三:重力
一、重力
1.重力的概念
(1)萬有引力:宇宙間任何兩個物體都存在互相吸引的力,這就是萬有引力。
(2)重力:地面附近的物體,由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的符號是G。
(3)重力的特點
1)地面附近的一切物體,無論固體、液體、氣體都受地球的吸引;
2)重力特指地球對物體的吸引;
3)重力的施力者是地球,受力者是物體。
(4)日常生活中說的“物體有多重”中的“重”指的是物體的質量。物理學中說的“物重”指的是物體的重力。這是生活語言和物理語言的區別。
2.重力的大小
(1)現象探究:質量的大小和質量的關系
(2)重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
(3)物體重力大小與其質量的關系為G=mg,其中重力G的單位是N,質量m的單位是kg,g的單位是N/kg。g取9.8N/kg,粗略計算時取10N/kg。
g=9.8N/kg表示的物理意義:質量為1kg的物體受到的重力大小為9.8N。
(3)使用公式G=mg時應注意以下幾點:
①公式中各物理量都必須使用國際單位;
②要會將公式進行變形,能靈活運用。如已知物體的重力求質量時,可將公式G=mg變形為。
3.重力的方向
(1)現象探究:重力的方向
圖示
現象 將小球用細線懸掛在支架上,將裝置放在水平面上,靜止時發現懸線豎直向下 將同樣的裝置與水平面成一角度α,靜止時發現懸線豎直向下
歸納 重力的方向總是豎直向下的
(2)對重力方向的理解
1)重力的方向總是豎直向下,而不是垂直向下。
2)重力的方向不受其他作用力的影響,與物體的運動狀態及位置無關。
(3)重力方向的應用
人們在一根線下吊一重物,就做成了一根鉛垂線。因為重力方向始終豎直向下,所以鉛垂線靜止時總豎直向下,故用鉛垂線可以檢查工作臺面是否水平,墻壁上的畫是否掛正等。
鉛垂線與臺面垂直,說明臺面水平 畫的豎邊沒與鉛垂線平行,說明畫沒掛正
二、重心
(1)概念:地球吸引物體的每一部分,物體的各部分都受到重力的作用。但是,對于整個物體,重力的作用的表現就好像它作用在某一點上,這個點叫做物體的重心。重心實際上是物體各部分受到重力作用的等效作用點。
(2)重心的位置
1)形狀規則、質量分布均勻的物體,它的重心在它的幾何中心處,如圖所示。
2)質量分布不均勻的物體,重心的位置除與物體的形狀有關外,還跟物體的質量分布有關。如圖所示是空杯、少半杯水、大半杯水時杯子和水重心大致位置。
3)物體的重心不一定在物體上。如質量分布均勻的圓環的重心在環的中心處,不在環上。
4)重心的位置與物體所在的位置及運動狀態無關。
5)為了研究問題方便,在受力物體上畫力的示意圖時,常把力的作用點畫在重心上。
(3)穩度:穩度就是物體的穩定程度,穩度越大,物體就越不容易傾倒。
提高穩度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
考點一.力的單位和概念
1.(2023 寶應縣二模)如圖所示,在斯諾克臺球比賽中,由于目標球被障礙球阻擋,有時運動員會用特殊的“扎桿”打法使白球高速旋轉打出漂亮的“弧線球”,從而繞過障礙擊中目標,則使白球在水平桌面上做曲線運動的施力物體是(  )
A.球桿 B.地球 C.白球 D.桌面
【解答】解:運動員用特殊的“扎桿”打法使白球高速旋轉,繞過障礙擊中目標,白球在水平桌面上運動時,使白球改變運動狀態的力的施力物體是桌面,故D正確。
故選:D。
考點二.力的作用效果
2.(2023 益陽)冬至打年糕是中國傳統習俗之一。打年糕時,需要用木制榔頭反復捶打石槽中蒸熟的糯米。如圖所示,用木制榔頭捶打年糕的過程中,放在水平地面上的石槽始終未動。下列說法正確的是(  )
A.向下砸榔頭時,榔頭只受到重力的作用
B.榔頭打擊年糕時,人對年糕有力的作用
C.年糕凹陷,說明力可以改變物體的形狀
D.年糕凹陷,說明榔頭對年糕有打擊力,而年糕對榔頭沒有作用力
【解答】解:A.向下砸榔頭時,榔頭受到重力和糯米的支持力,故A錯誤;
B.榔頭打擊年糕時,榔頭對年糕有力的作用,故B錯誤;
C.榔頭的打擊力使年糕凹陷,說明力可以改變物體的形狀,故C正確;
D.物體間力的作用是相互的,榔頭對年糕有打擊力,年糕對榔頭也有作用力,故D錯誤。
故選:C。
(多選)3.(2023 宜賓)將裝滿水的厚玻璃瓶靜置于水平桌面,把細玻璃管通過帶孔的橡皮塞插入瓶中,如圖所示,用手反復水平捏厚玻璃瓶,觀察細管中水面高度的變化。從形變角度分析現象及原因,下列說法正確的是(  )
A.細管中水面高度不會發生變化
B.細管中水面會出現升降
C.水面高度不變是因為厚玻璃瓶沒有發生形變
D.水面出現升降是因為厚玻璃瓶發生了微小形變
【解答】解:用手反復水平捏厚玻璃瓶,瓶子發生微小形變,容積變小,細管中水面高度上升,放手后能自動恢復原狀,細管中水面高度又會下降,故BD正確,AC錯誤。
故選:BD。
考點三.力作用的相互
4.(2023 蘇州)如圖,將質量均勻的木棒切割并組裝成兩個形狀相同、質量均為m的木模,用三根豎直細線a、b、c連接,在水平面上按照“互”字型靜置,上方木模呈現懸浮效果,這是利用了建筑學中的“張拉整體”結構原理。則(  )
A.a的拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,線上拉力會改變
D.沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,地面受到的壓力會改變
【解答】解:AB、對上方木模受力分析有,Fa=mg+Fb+Fc,則Fa>Fb,故AB錯誤;
C、以a下方的連接點為支點,根據杠桿平衡條件可得Fb Lb+Fc Lc=G LG,如沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,但重力G的力臂LG(支點到重力作用線的距離)會發生改變,則G LG變化,而Fb和Fc的力臂Lb、Lc不變(a、b、c同時平移),根據Fb Lb+Fc Lc=G LG可知Fb和Fc會發生改變,相應地Fa也會改變,即線上拉力會改變,故C正確;
D、整體受力分析,由平衡條件得,FN=2mg,沿左右方向平移三根細線在上方木模的接線點,線仍豎直,地面受到的壓力不會改變,故D錯誤;
故選:C。
5.(2023 武侯區校級三模)中國女排那種頑強拼搏的精神值得我們每個人學習,如圖所示是她們某次比賽時的場景。關于排球比賽下列說法正確的是(  )
A.排球在向上運動的過程中,不再受到重力的作用
B.攔網時,球被彈回,說明力可以改變物體的形狀
C.扣球時手感到疼,是因為物體間力的作用是相互的
D.運動員在發球時,手對排球的力大于排球對手的力
【解答】解:A、排球在向上運動的過程中,受到重力的作用,故A錯誤;
B、攔網時,球被彈回,說明力可以改變物體的運動狀態,故B錯誤;
C、扣球時手感到疼,是因為物體間力的作用是相互的,故C正確;
D、運動員在發球時,手對排球的力與排球對手的力為相互作用力,大小相等,故D錯誤。
故選:C。
6.(2023 邵陽縣模擬)在航空領域,常常發生小鳥撞毀飛機事件,下列關于小鳥和飛機相撞時的說法正確的是(  )
A.小鳥受到的力大
B.主動撞擊的一方產生的力大
C.飛機受到的力大
D.小鳥和飛機的受力一樣大
【解答】解:小鳥撞擊飛機時,小鳥給飛機一個力,同時飛機給小鳥一個大小相等,方向相反的一個力,因為物體間力的作用是相互的。
故選:D。
7.(2023 寧夏)2022年11月1日4時27分,夢天實驗艙與空間站組合體順利實現交會對接(空間站組合體由問天實驗艙和天和核心艙組成),中國空間站主體結構組裝完成。為了調整對接時的飛行姿態,對接過程設置了四個停泊點。如圖,夢天實驗艙進入停泊點后,相對于組合體是 的(選填“運動”或“靜止”);夢天實驗艙在最后一個19米停泊點向組合體靠攏時,發動機噴氣口應向 (選填“前”或“后”)噴氣,待發動機短暫工作后,便可依靠 繼續向組合體運動;夢天實驗艙從19米停泊點到與組合體對接口接觸,用時約90秒,此過程夢天實驗艙相對于組合體的平均速度是 m/s。(計算結果保留兩位小數)
【解答】解:(1)夢天實驗艙進入停泊點后,相對于組合體,夢天實驗艙的位置沒有改變,所以是靜止的;
(2)夢天實驗艙在最后一個19米停泊點向組合體靠攏時,即要加速靠近組合體,根據力的作用是相互的可知發動機噴氣口應向后噴氣;
(3)發動機短暫工作后停止噴氣,組合體仍能繼續向前運動,是由于組合體具有慣性;
(4)根據速度公式v求出夢天實驗艙相對于組合體的平均速度:
v0.21m/s。
故答案為:靜止;后;慣性;0.21。
8.(2023 無錫)將氣球吹大,用夾子把口封緊,剪取一段10cm長的吸管,用膠帶把它固定在氣球上,將一根細繩穿過吸管水平拉直,兩端固定。把氣球封口的夾子松開,氣體向后噴出,氣球向前運動,說明了 。運動過程中氣球與吸管保持相對靜止。如圖所示是氣球運動時每隔0.5s的頻閃照片,則氣球從A位置運動到B位置過程中做 (選填“勻速”或“變速”)直線運動,實際路程是 m,速度為 m/s。
【解答】解:把氣球封口的夾子松開,氣球收縮,給氣體一個向后的力,使氣體向后噴出,由于物體間力的作用是相互的,氣體給氣球一個向前的力,氣球向前運動;
由圖知,在相同時間間隔,由A到B的路程逐漸增大,故氣球在做變速運動;
用刻度尺分別測量圖中吸管和AB的長度,發現AB長度約為吸管長度的15倍,吸管長10cm=0.1m,故AB段的路程約為0.1m×15=1.5m;
AB間有4個時間間隔,已知頻閃照片的拍攝間隔為0.5s,則氣球從A到B共用時0.5s×4=2s,
故氣球的平均速度v0.75m/s。
故答案為:物體間力的作用是相互的;變速;1.5;0.75。
考點四.力的三要素
9.(2023 鼓樓區校級模擬)如圖所示,小華用礦泉水瓶做實驗:他用水平力輕推底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;用大小、方向都相同的水平力輕推瓶蓋部位,瓶子翻了。他驗證的是力的作用效果與(  )
A.力的作用點有關
B.力的大小有關
C.力的方向有關
D.力的大小、方向、作用點都有關
【解答】解:用水平力輕推底部時,瓶子沿桌面平穩地移動;用大小、方向都相同的水平力輕推瓶蓋部位,瓶子翻了。兩種情況下力的大小和方向一樣,但作用點不同,產生的效果也不同,驗證了力的作用效果與力的作用點有關,故BCD錯誤,A正確。
故選:A。
考點五.力的示意圖與圖示
10.(2023 德州)如圖甲所示,建筑工地上起重機豎直提升重物,在此過程中,起重機對重物拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示,重物上升的v﹣t圖象如圖丙所示。請在甲圖上畫出t=11s時,重物受力的示意圖,并標明力的大小(O點為重物的重心),不計空氣阻力。
【解答】解:根據乙圖,2﹣10s物體做勻速直線運動,受力平衡,拉力等于重力,根據甲圖知此時的拉力為2000N,則重力也是2000N,t=11s時,由甲圖知,拉力為1000N,而重力不變,分別在重心畫出拉力和重力,如圖所示:
11.(2023 蘭州)如圖所示的避險車道內鋪有厚厚的碎石,失控車輛一旦沖入就會因陡坡、碎石摩擦而快速停下,這在很大程度上保護了駕乘人員和車輛的安全。正因如此,避險車道被稱為高速公路上的“救命道”。請在簡化圖中畫出失控車輛沖入避險車道減速滑行時的受力示意圖。
【解答】解:失控車輛沖入避險車道減速滑行時受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向下的阻力;三個力的作用點可畫在車的重心上,沿三個力的方向分別畫一條帶箭頭的線段,并分別在線段末尾標上相關字母,如圖所示:
12.(2023 南通)如圖,勻速行駛的高鐵上,物體靜止在水平桌面上,請畫出它的受力示意圖。
【解答】解:勻速行駛的高鐵上,物體靜止在水平桌面上,此時物體和桌面一起勻速運動,沒有相對運動或相對運動趨勢,因而不受摩擦力,只受重力和支持力而平衡,從重心畫出豎直向下的重力和豎直向上的支持力,如圖所示:
13.(2023 涼山州)如圖所示,螺髻山索道的封閉式轎廂隨鋼索向下方做勻速直線運動,請畫出靜止在轎廂內物體A的受力示意圖。
【解答】解:靜止在轎廂內的物體A,隨著轎廂做勻速直線運動,與轎廂之間沒有相對運動或相對運動趨勢,不受摩擦力,受到了平衡力的作用,即受到了豎直向下的重力和豎直向上的支持力是一對平衡力,重心在幾何中心,過重心沿豎直向下的方向和豎直向上的方向畫一條帶箭頭、等長的線段,分別表示重力和支持力,分別用符號G和F表示。如圖所示:
考點六.彈力的概念
14.(2023 工業園區模擬)如圖,彈簧左端固定于豎直墻壁,右端與物塊M連接,置于粗糙水平面上,當M位于O點時彈簧恰好不發生形變。現將物塊M拉至Y處由靜止釋放,M向左最遠可運動至X點。則物塊從Y點運動至X點的過程中,速度v隨位置s變化的圖象為(  )
A. B. C. D.
【解答】解:物體從Y點向左運動到O點的過程中,受到向左的彈力和向右的摩擦力,當彈力大于摩擦力時,物體向左做加速運動,當彈力等于摩擦力時,速度達到最大,此后由于彈力小于摩擦力,故繼續向左做減速運動,通過O點后,物塊受到向右的彈力和摩擦力的作用,速度繼續變小,到X點時速度變為0,故物塊從Y點運動至X點的過程中,速度先變大,后變小,故B符合題意。
故選:B。
考點七.彈簧測力計的使用與讀數
15.(2023 紅谷灘區校級三模)你會正確使用下列測量工具和讀數嗎?
(1)如圖1所示溫度計示數是 ,它顯示的溫度 (選填“可能”或“不可能”)是北方冬天的氣溫。
(2)將天平放在水平桌面上,指針靜止時如圖2所示。要使天平水平平衡:首先將 ,再調節平衡螺母,直到指針指在 為止。
(3)在一定范圍內,彈簧受到的拉力越大,就被拉得 ,圓筒測力計使用前要 ;如圖3所示,使用圓筒測力計測得水桶重G為10N,則拉力F為 N。
【解答】解:(1)圖中溫度計的分度值為1℃,在零攝氏度以下,故其示數為﹣11℃,可能是北方的氣溫;
(2)將天平放在水平桌面上,把游碼移動到標尺左邊的零刻度線處,測量前,發現指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側,要使橫梁平衡,應向右移動螺母,使指針位于刻度盤的中央;
(3)彈簧測力計是利用在彈性限度內彈簧受到的拉力越大、彈簧被拉得越長的道理制成的;圓筒測力計使用前要調零;
如圖所示,圓筒測力計下掛有一重物,其重G為10N,此時被拉下5個格,此彈簧測力計的分度值為=2N;如果用力F豎直向下拉動掛鉤,如圖所示,被拉下6個格,拉力F=6×2N=12N;
故答案為:(1)﹣11℃;可能;
(2)游碼移動到標尺左邊的零刻度線處;分度盤中央刻度線;
(3)越長;調零;12。
16.(2023 海淀區校級三模)(1)如圖甲所示,彈簧測力計的示數為 N。
(2)如圖乙所示,OA是以O點為支點的杠桿,拉力F作用在杠桿C點。圖中線段BC與力F的作用線在同一條直線上,且OB⊥BC、OD⊥AD。線段 表示力F的力臂。
(3)如圖丙所示的光路圖中,MM'為平面鏡,OA為反射光線,ON為法線,反射角∠NOA等于30°。已知∠BON等于30°,∠CON等于45°,∠DON等于60°。則與反射光線OA對應的入射光線是沿 方向射入的。
【解答】解:(1)彈簧測力計的分度值是0.2N,則所示彈簧測力計的示數為2.8N;
(2)圖乙中,杠桿的支點是O點,力F的作用線是直線CB,而OB⊥CB,因此線段OB表示力F的力臂;
(3)根據光的反射定律可知,反射角等于入射角;由圖丙知,ON為法線,因為反射角∠NOA等于入射角∠BON,所以對應的入射光線是沿BO方向射入的。
故答案為:(1)2.8;(2)OB;(3)BO。
考點八.探究彈簧測力計原理的實驗
17.(2023 淥口區二模)小明用如圖甲所示的裝置探究“彈簧的伸長跟拉力的關系”,彈簧的一端固定在木板上,他先在木板上標上0~7.00cm的刻度,把木板豎直放置,在彈簧下端掛鉤碼(每個鉤碼的質量為50g),實驗數據記錄如下表。(g=10N/kg)
鉤碼個數 0 1 2 3 4 5 6 7 8
彈簧長度/cm 2.00 2.50 3.00 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00
伸長量/cm 0 0.50 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.50
(1)當掛3個鉤碼時,指針所對刻度如圖乙,此時彈簧長度是 cm;
(2)分析表中數據可知:在彈性限度內,彈簧的伸長量和拉力成 (填“正比”或“反比”);
(3)小明想用該裝置設計一個直接測量液體密度的“密度秤”,他找來一個質量為50g的小桶,掛在彈簧下面的掛鉤上,測量時,在桶中加滿待測液體,根據指針指示的刻度,就能直接讀出液體的密度;
a.該“密度秤”的零刻度線應在 cm刻度處;
b.在桶中加滿水時指針指在3.00cm刻度處,如圖丙,可求得該桶的容積是50cm3;
c.該“密度秤”能測量的最大密度是 g/cm3。
【解答】解:(1)先判斷出刻度尺的分度值,再讀出彈簧原長和彈簧的伸長量,由圖中刻度尺的分度值為1mm,彈簧的原長為2.00cm,現在彈簧的長度為3.50cm;
(2)通過橫向分析表中數據可以看出,在彈性限度內,鉤碼個數變成原來的幾倍,即拉力變為原來的幾倍,彈簧的伸長量也變為原來的幾倍,所以得出:在彈性限度內,彈簧的伸長量與拉力成正比。
(3)①由甲、乙兩圖可知,當掛3個鉤碼,即150g時,彈簧伸長1.50cm,由100g/cm可知,伸長1cm時物體的質量為100g,故當質量為50g的小桶掛在彈簧下面的掛鉤上時,彈簧伸長0.50cm,長度變為2.50cm,即該“密度秤”的零刻度線在2.50cm處。
②在桶中加滿水,指針指在3cm刻度處,和未裝水時相比,彈簧伸長量為3.00cm﹣2.50cm=0.50cm,
故桶中水的質量為50g,根據可知,桶的容積為V容=V水50cm3,
③由于木板上的刻度最大為7.00cm,所以“密度秤”能測量的最大質量為m最大=100g/cm×(7.00cm﹣2.50cm)=450g,
該“密度秤”能測量的最大的密度為9g/cm3。
故答案為:(1)3.50;(2)正比;(3)①2.50;③9。
考點九.彈簧測力計在力的相互性方面的應用
18.(2023 天元區一模)如圖甲所示,彈簧的一端掛在墻上,一人用4N的力F拉另一端,彈簧伸長了5cm:如圖乙所示,兩個人分別拉該彈簧的兩端,彈簧也伸長了5cm,則每個人的力F分別為(  )
A.4N、8N B.8N、4N C.4N、4N D.8N、8N
【解答】解:當彈簧受力平衡靜止時,墻對彈簧的拉力大小等于人對彈簧的拉力大小為4N;彈簧兩次伸長量相同,所受拉力不變,仍為4N,且彈簧兩端所受人的拉力大小相等,即均為4N。
故選:C。
考點十.重力的方向
19.(2023 海淀區校級模擬)細線OA下端懸掛一個小球,靜止時如圖甲所示,若將底座右端向上傾斜一個角度θ,如圖乙所示,則小球靜止時所指的方向是(  )
A.OB B.OC C.OD D.不能確定
【解答】解:若將底座右端向上傾斜一個角度θ,重力的方向不會改變,始終是豎直向下的(與水平面垂直),小球靜止時所指的方向沿重力的方向,即小球靜止時所指的方向是OC。
故選:B。
考點十一.探究重力的大小跟質量的關系
20.(2023 高新區校級模擬)在“探究重力與質量的關系”實驗中。
(1)同學們所用的彈簧測力計如圖所示,在使用它測量力前,應先進行的操作是 。
(2)將物體掛在彈簧測力計下,并讓它處于靜止狀態,忽略彈簧自重。根據 原理可知:此時彈簧測力計的示數等于物體的重力。
(3)在“探究重力的大小與質量的關系”實驗中,同學們的實驗數據記錄如下表所示。
質量m/kg 0.06 0.10 0.18 0.22 0.32 0.34
重力G/N 0.6 1.0 1.8 2.2 3.2 3.4
分析表中實驗數據可得出的結論是 。
(4)小紅用質量不同的蘋果,小木塊、小鐵球各一個,并分別測出了它們的質量和重力,來探究物體所受重力大小與質量的關系,你認為小紅的做法 。
A.不合理,因為他沒有用同種物質的物體做實驗
B.不合理,因為他沒有使物體的質量成倍變化
C.合理,因為他同樣可以得到物體所受重力大小與質量的關系
D.合理,因為他的操作比甲同學更簡便
【解答】解:(1)使用彈簧測力計前,應先檢查指針是否指在零刻線位置,若不在此處,應先將指針調到零點刻度在使用;
(2)將物體掛在彈簧測力計下,并讓它處于靜止狀態,忽略彈簧自重。此時彈簧對物體的拉力與物體重力是一對平衡力,根據二力平衡原理可知:此時彈簧測力計的示數等于物體的重力;
(3)分析表中實驗數據,物體重力與質量的比值都等于10N/kg,是一個定值,說明物體所受的重力與它的質量成正比;
(4)要探究物體所受重力的大小與質量的關系,必須改變物體的質量,蘋果、小木塊、小鐵球的材料不同,不影響探究結果。所以乙同學的做法合理,故選C。
故答案為:(1)將指針調到零刻度;(2)二力平衡;(3)物體所受的重力與它的質量成正比;(4)C。
一.選擇題(共15小題)
1.(2023 常州二模)如圖所示,小明用力推車,他對車施加了一個推力,能證明車對小明的手也施加了一個推力的證據是(  )
A.小明的手發生了形變
B.小車被推動了一段距離
C.小車對地面有壓力
D.小明對地面有壓力
【解答】解:A、小明的手發生了形變,說明車對小明施加了力的作用,故A符合題意;
B、小車被推動了一段距離,說明小明對車施加了力的作用,小車的運動狀態發生了變化,故B不符合題意;
C、小車對地面有壓力,地面是受力物體,不能證明車對小明的手也施加了一個推力,故C不符合題意;
D、小明對地面有壓力,地面是受力物體,不能證明車對小明的手也施加了一個推力,故D不符合題意。
故選:A。
2.(2023 鼓樓區校級一模)下列關于力的說法正確的是(  )
A.沒有接觸的兩個物體,一定沒有力的作用
B.施力物體同時也是受力物體
C.相互接觸的兩個物體,一定有力的作用
D.力的作用效果與力的作用點無關
【解答】解:AC、彼此不接觸的物體之間也會有力的作用,例如磁鐵對鐵釘的吸引,空中飛翔的小鳥受到的重力等;相互接觸的物體不一定有力的作用,比如并排放置,不相互擠壓的桌子,故AC錯誤;
B、力是物體對物體的作用,力不能脫離物體而存在;因此有力必然涉及兩個物體,一個是施力物體,另一個是受力物體,施力物體對受力物體施力的同時也受到受力物體對它的作用力,也就是說,物體間力的作用是相互的,故B正確;
D、力的作用效果與力的大小、方向和作用點都有關,故D錯誤。
故選:B。
3.(2023 萊蕪區模擬)甲、乙、丙三個同學使用同一個彈簧拉力器鍛煉身體,每位同學都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂張開伸直,其中甲同學體重最大,乙同學手臂最長,丙同學手臂最粗。當他們兩臂張開伸直時對彈簧拉力器拉力最大的是(  )
A.三個同學都一樣大 B.手臂粗的同學
C.體重大的同學 D.手臂長的同學
【解答】解:每位同學都可以將彈簧拉力器拉開至兩臂張開伸直,在彈性限度內,彈簧的彈性形變量越大,產生的彈力越大,手臂長的同學,彈簧的彈性形變量最大,拉力最大。
故選:D。
4.(2022 昆明模擬)2021年12月9日下午15:40“天宮課堂”時隔8年再次開講,“太空教師”翟志剛、王亞平和葉光富在中國空間站為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。在太空完全失重的情況下,下列說法正確的是(  )
A.浸入液體或氣體中的物體將不再受到浮力
B.托盤天平還能測量物體的質量
C.宇航員將不再受到任何摩擦力
D.物體將失去慣性
【解答】解:A、浮力等于物體排開液體或氣體的重力大小,在太空失重環境下,沒有重力,浸入液體或氣體中的物體將不再受到浮力,故A正確;
B、托盤天平利用物體重力工作,失去重力后,托盤天平不能測量物體的質量,故B錯誤;
C、摩擦力與物體壓力和接觸面粗糙程度有關,與重力無關,故宇航員在太空中也會有摩擦力作用,故C錯誤;
D、慣性是物體的一種性質,與是否失重無關,故D錯誤。
故選:A。
5.(2023 天寧區校級二模)五千年的華夏文明,創造了無數的詩辭歌賦,我們在欣賞這些詩辭歌賦時,不僅要挖掘其思想內涵,還可以探究其中所描述的自然現象與物理規律。下面是小張同學對部分詩句中蘊含物理知識的理解,其中正確的是(  )
A.“孤帆一片日邊來”﹣“孤帆”運動,是以該船為參照物的
B.“不敢高聲語”﹣“高聲語”,是指聲音的特征“音調”高
C.“潭清疑水淺”﹣“水淺”,是由于光的反射而形成的現象
D.“北風卷地白草折”﹣“白草折”,是因為力使物體發生形變
【解答】解:A、以江岸為參照物,“孤帆”與江岸之間的位置是變化的,所以“孤帆”是運動的,故A錯誤;
B、“不敢高聲語”——“高”形容的是聲音的響度大,故B錯誤;
C、“水淺”,是由于光從水中射入空氣中,在水面處發生光的折射而產生的現象,故C錯誤;
D、“白草折”,說明力改變了物體的形狀,故D正確。
故選:D。
6.(2023 沂水縣二模)下列關于力的說法中,正確的是(  )
A.兩個物體只要互相接觸,它們之間就一定有彈力
B.用雞蛋砸石頭雞蛋碎了原因是雞蛋受到的力比石頭大
C.不計空氣阻力踢出去的足球在空中只受重力作用
D.手提水桶感覺很累原因是水桶所受的重力作用在手上
【解答】解:
A、兩個物體互相接觸,但不相互擠壓,也不會產生彈力的作用,故A錯誤;
B、雞蛋碰石頭時,雞蛋對石頭施力,根據力的作用是相互的,石頭對雞蛋也產生力,二力是一對相互作用力、大小相等,故B錯誤;
C、踢出去的足球,已脫離了腳的作用,若不計空氣阻力,在空中只受重力作用,故C正確;
D、手提水桶,手給水桶一向上的作用力,而力的作用是相互的,水桶給手一向下的作用力,使得手感到累;水桶的重力作用在水桶上,故D錯誤。
故選:C。
7.(2023 蘭考縣一模)向軍同學觀察到許多和物理知識相關的現象。下列解釋正確的是(  )
A.北方的冬天,玻璃窗戶外側由于凝華現象出現美麗的冰花
B.向軍同學大聲朗讀,增大了聲音的響度和音色
C.由于光的反射,同學們才能看到物理課本上的字
D.課桌上的書本對桌面的壓力是彈力,是桌面發生彈性形變產生的
【解答】解:A、窗戶玻璃上的“冰花”是室內空氣中的水蒸氣遇冷凝華形成的,在玻璃窗戶的內側上常會有冰花形成,故A錯誤;
B、向軍同學大聲朗讀,是為了增大聲音的響度,故B錯誤;
C、同學們看課本上的字時,屬于光的光的反射,書本反射光,故C正確;
D、將書放在課桌面上,書對桌面的壓力是書發生彈性形變而產生的彈力,故D錯誤。
故選:C。
8.(2023 常州一模)如圖所示,在“探究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,用彈簧測力計拉動木塊沿水平方向做勻速直線運動時,測力計的示數為F。關于此時木塊上放置的砝碼的受力情況,下列示意圖正確的是(  )
A.B.C. D.
【解答】解:用彈簧測力計拉動木塊沿水平方向做勻速直線運動時,砝碼相對木塊靜止,不存在摩擦力作用;砝碼豎直方向上受到豎直向下的重力和向上的摩擦力作用,二力是一對平衡力,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
9.(2023 浚縣三模)構建思維導圖是整理知識的重要方法。如圖是小明復習力學知識時構建的思維導圖,圖中Ⅱ處可補充的例子是(  )
A.熊貓坐在樹枝上將樹枝壓彎力
B.月球繞地球做圓周運動
C.搟面杖將面團搟成餃子皮
D.用彩泥制作各種人偶造型
【解答】解:ACD、熊貓坐在樹枝上將樹枝壓彎力、搟面杖將面團搟成餃子皮、用彩泥制作各種人偶造型,這三個實例說明力可以改變物體的形狀,應該放在舉例Ⅰ處;
B、月球繞地球做圓周運動,說明力可以改變物體的運動狀態,應該放在舉例Ⅱ處,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選:B。
10.(2023 蓬江區模擬)已知在彈性限度內,彈簧的伸長量ΔL與受到的拉力F成正比,用公式F=k ΔL表示,其中k為彈簧的勁度系數(k為常數)。現有兩個輕彈簧L1和L2,它們的勁度系數分別為k1和k2,且k1=4k2,現按如圖所示方式用它們吊起滑輪和重物,且滑輪和重物的質量均相等,不計繩重和摩擦,則兩彈簧的伸長量之比為(  )
A. B. C. D.2
【解答】解:由題知滑輪和重力的質量均相等,根據G=mg知,滑輪和重物的重力相等;
由圖分析可知,重物的重力為G,底端彈簧所受拉力為G,頂端彈簧所受拉力為3G,
根據F=k ΔL可知:ΔL1,ΔL2,所以
故選:B。
11.(2022 紅橋區三模)圖中,物體的受力示意圖正確的是(不計空氣阻力)(  )
A.圖甲中足球在水平草坪上滾動
B.圖乙中物塊隨傳送帶一起勻速運動
C.圖丙中物塊沿光滑斜面下滑
D.圖丁中物塊在拉力F的作用下沿粗糙斜面勻速下滑
【解答】解:
A、足球在水平草坪上滾動,不計空氣阻力,足球受到三個力的作用,在豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力,在水平方向上受到與運動方向相反的摩擦力作用,作用點均在足球的重心上,而圖中缺少摩擦力的示意圖,故A錯誤;
B、由于物體和傳送帶一起勻速運動,相對靜止,所以物體不受摩擦力的作用,也不受推力的作用,只受豎直向下的重力和豎直向上的支持力的作用,并且這兩個力是一對平衡力,作用點在物體重心上;圖中多了摩擦力和推力的示意圖。故B錯誤;
C、物塊沿光滑斜面下滑,它受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力作用,作用點在物體重心,因為斜面是光滑的,所以不受摩擦力的作用,故C正確;
D、物塊在拉力F的作用下沿粗糙斜面勻速下滑,物塊受到拉力、豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力的作用,由于物塊下滑,所以摩擦力的方向應該平行于斜面向上,而圖中摩擦力方向平行于斜面向下了。故D錯誤。
故選:C。
12.(2023 金壇區二模)實驗室常用的彈簧測力計如圖甲所示,彈簧的一端與連接有秤鉤的拉桿相連,另一端固定在外殼上,外殼上固定一個圓環,整個外殼重為G,彈簧和拉桿的質量忽略不計。現將該彈簧測力計以如圖乙和丙的兩種方式固定在地面上,并分別用同樣的力F0(F0>G)豎直向上拉彈簧測力計,則穩定后彈簧測力計的讀數分別為(  )
A.圖乙讀數為F0﹣G,圖丙讀數為F0
B.圖乙讀數為F0+G,圖丙讀數為F0﹣G
C.圖乙讀數為F0,圖丙讀數為F0﹣G
D.圖乙讀數為 F0﹣G,圖丙讀數為F0+G
【解答】解:在乙圖中,以彈簧測力計的外殼為研究對象,進行受力分析,受豎直向下的重力G,豎直向上的拉力F0,和彈簧的向下的拉力F(即等于此時彈簧測力計的讀數),由力的平衡得:F0=G+F,則F=F0﹣G;
對于丙圖,以彈簧測力計的掛鉤為研究對象,受彈簧向下的拉力F′(即等于此時彈簧測力計的讀數),向上的拉力F0,由二力平衡得:F=F0。
故選:A。
13.(2023 東方校級三模)如圖所示,在彈簧測力計的兩側沿水平方向各加大小為4N的拉力并使其保持靜止,此時彈簧測力計的示數為(  )
A.0 B.2N C.4N D.8N
【解答】解:彈簧測力計所受到的這兩個力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上(或因為彈簧測力計處于靜止狀態),因此這兩個力是平衡力;
因為彈簧測力計的示數應以彈簧測力計其中一端所受的拉力為準,所以其示數是4N。
故選:C。
14.(2022 寧化縣模擬)一個足球放在一塊長木板上,如圖所示,木板和足球均發生了彈性形變,關于它們彈力的情況,以下說法錯誤的是(  )
A.木板形變是由于木板產生彈力造成的
B.足球產生的彈力作用在木板上
C.足球受到的支持力是木板產生的彈力
D.木板的支持力使足球發生了彈性形變
【解答】解:
A、木板的形變是由于足球產生的彈力造成的,故A錯誤;
B、木板對足球有彈力的作用,物體間力作用是相互的,足球產生的彈力作用在木板上,故B正確;
C、足球受到的支持力是由木板發生彈性形變而產生的彈力,故C正確;
D、木板的支持力使足球發生了彈性形變,故D正確。
故選:A。
15.(2023 夾江縣模擬)甜水面是成都的傳統美食,制作的關鍵是做出有筋道的面條:用上等面粉加鹽和水,揉勻后靜置半小時,用面杖搟成面皮,再切成適當寬度的面條,然后兩手抓住面條用力拉長。關于上述過程的說法不正確的是(  )
A.揉捏面團時,面團既是受力物體也是施力物體
B.面團被搟制成面皮,力改變了面團的運動狀態
C.手推面杖來回運動,力改變了面杖的運動狀態
D.用手拉長面條,面條受力的同時,手也受到力
【解答】解:A、力是物體對物體的作用,任何一個物體,它一定既是受力物體,也是施力物體,所以揉捏面團時,面團既是受力物體也是施力物體,故A正確;
B、將面團搟成皮,面在力的作用下,形狀發生改變,說明力可以改變物體的形狀,故B錯誤;
C、手推面杖來回運動,搟面杖在力的作用下,運動狀態改變,說明力可以改變搟面杖的運動狀態,故C正確;
D、用手拉長面條時,由于物體間力的作用是相互的,所以面條受手力的同時,手也受到面條的力,故D正確。
故選:B。
二.實驗探究題(共3小題)
16.(2023 青羊區校級模擬)興趣小組同學用橡皮泥和彈簧測力計探究影響重力大小的因素。
(1)他們所用彈簧測力計如圖所示,此彈簧測力計的量程是 。
(2)在“探究重力的大小與質量的關系”實驗中,同學們實驗數據記錄如表一所示:
表一:
質量m/kg 0.06 0.10 0.18 0.22 0.32 0.34
重力G/N 0.6 1.0 1.8 2.2 3.2 3.4
①探究過程中還用到的測量工具是 。
②分析表中實驗數據,發現物體重力與質量的 是一定值,于是我們可得出的結論:物體的重力與質量成正比。
(3)探究物體重力大小跟物體形狀的關系時,同學們用小刀將橡皮泥雕刻成各種形狀進行實驗,實驗數據如表二所示。
表二:
被測物體 橡皮泥1 橡皮泥2 橡皮泥3 橡皮泥4
形狀 長方體 三棱柱 四棱錐 球形
重力/N 4.2 3.8 3.6 4.4
同學們根據數據得出結論:物體重力大小與物體形狀有關。他們形成這一錯誤結論的主要原因是 。
【解答】解:(1)由圖可見,該彈簧測力計的分度值是0.2N,每大格表示1N,最大刻度為5N;
(2)①根據本實驗探究的物體可知,在實驗過程中,需要用天平測量物體的質量;
②分析表中實驗數據,物體重力與質量的比值都等于10N/kg,是一個定值,說明物體的重力與質量成正比;
(3)他們形成這一錯誤結論的主要原因是:用小刀雕刻橡皮泥的過程中,不僅形狀發生改變,質量也發生了變化。
故答案為:(1)0~5N;(2)①天平;②比值;物體的重力與質量成正比;(3)未控制各橡皮泥的質量相同。
17.(2023 泗洪縣三模)在探究“重力的大小與質量的關系”實驗中,老師給不同小組提供了相同規格且標度相同的透明坐標紙,如圖甲所示,隨機提供綠豆、紅豆或黃豆一包(每組只有一種豆類),并利用彈簧測力計和天平測得多組重力與質量的實驗數據。
(1)首先將天平放在水平桌面上,用 (選填“鑷子”或“手”)將游碼歸零.并根據測得的實驗數據描繪成G﹣m的圖像,發現圖像是一條過原點的直線,由此可知物體所受的重力大小與質量成正比。
(2)有小組提出可以將綠豆和黃豆兩組數據的透明坐標紙進行重疊,然后觀察繪制的圖線,圖線可能是圖乙中的 (選填“A”、“B”或“C”),以此判斷重力與物質種類的關系。(ρ綠豆>ρ黃豆)
(3)經過一段時間學習后,老師提出把彈簧測力計改裝成測量液體密度的密度秤:
①小明小組用同一小桶分別盛滿不同液體,如圖丙所示,用彈簧測力計測出小桶受到的重力為1N,裝滿水后受到的總重力為3N,再裝滿另一液體時示數為4N,
則該液體的密度為 kg/m3,用這樣的方法分別在彈簧測力計的示數處標注對應其它液體的密度。(g取10N/kg)
②小明小組設計的密度秤的零刻度線 (選填“在”或“不在”)0N處。
③若測量中液體沒有裝滿,則測出的液體密度 (選填“偏大”、“偏小”或“準確”)。
(4)在探究重力的大小與質量的關系結束后,小明小組又進一步探究了重力的方向,實驗裝置如圖丁所示:
①將該裝置放在水平桌面上后,逐漸改變木板與桌面的夾角α,會觀察到懸線OA的方向 (選填“變化”或“不變”):
②為了進一步探究重力方向,應進行的操作是 。
③從上述實驗現象分析可得到的結論是重力的方向是豎直向下的。
【解答】解:(1)因為用手接觸游碼會讓游碼生銹,所以用鑷子將游碼歸零;
(2)因物體所受重力大小與質量成正比,為一定值,故圖線可能是圖乙中C,以此判斷重力與物質種類的關系;
(3)①裝滿水后水的重力為:G水=3N﹣1N=2N;
裝滿液體液體的重力為:G液=4N﹣1N=3N;
因桶的容積不變,則有:,
故ρ液ρ水1.0×103kg/m3=1.5×103kg/m3;
②掛上小桶,彈簧測力計顯示的刻度位置即為“密度秤”的零刻度,小桶的重力為1N,則“密度計”零刻度處即為1N處,即不在0N處;
③測量中液體沒有裝滿,所測出的質量偏小,但體積會認為與小桶容積相同,根據ρ可知所測密度會偏小;
(4)①因為重力的方向總是豎直向下的,所以懸線OA由于受重力的作用就保持豎直方向不變;
②剪斷懸線OA,小球在豎直向下的重力作用下就會豎直向下運動。
故答案為:(1)鑷子;(2)C;(3)①1.5×103;②不在;③偏小;(4)①不變;②剪斷懸線OA,小球在豎直向下的重力作用下就會豎直向下運動。
18.(2022 江西模擬)親愛的同學,請你應用所學的物理知識解答下列問題。
(1)如圖甲所示,量筒的量程是 ;測量時如果按圖中所示的方式讀數,則讀出的液體體積值與真實值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)溫濕度計是一種可以同時測量環境溫度和濕度的儀器。如圖乙所示,此時室溫為 ,濕度為 。
(3)彈簧測力計是根據在彈性限度內,彈簧的 與其所受拉力成正比的原理制成的。如圖丙所示是小源同學拉著木塊在木板上做勻速直線運動的情景,圖中木塊所受的摩擦力為 N,該彈簧測力計的分度值為 N。
【解答】解:(1)由圖甲可知,量筒的量程是0~50mL;讀數時視線和凹面的底部相平,按圖中俯視方式讀數,俯視時示數偏大;
(2)由圖乙可知,小表盤的單位是%,是濕度計,分度值為2%,示數為56%;
大表盤的單位是℃,是溫度計,溫度計的分度值為1℃,示數為28℃;
(3)彈簧測力計的原理:在彈性限度內,彈簧的伸長量與其所受拉力成正比;
由圖丙可知,彈簧測力計5N和6N間有5個小格,分度值為0.2N,示數為5.6N;
小源同學拉著木塊在木板上做勻速直線運動,木塊在水平方向上受到平衡力的作用,根據二力平衡知識,彈簧測力計的示數就等于木塊受到的滑動摩擦力的大小,則摩擦力為5.6N。
故答案為:(1)0~50mL;偏大;(2)28℃;56%;(3)伸長量;5.6;0.2。
三.解答題(共2小題)
19.(2023 唐河縣模擬)重100N的物體隨粗糙的傳送帶一起向右勻速直線運動,做出物體所受力的示意圖。
【解答】解:物體受到重力和支持力作用,由于物體沿水平向右做勻速直線運動,所以物體共受兩個力作用:重力和支持力,并且這兩個力是一對平衡力;
重力方向豎直向下,作用點在重心,支持力方向豎直向上,作用點也畫在重心上,示意圖如圖:
20.(2023 阿克蘇市模擬)閱讀短文,回答問題:
背包式飛行器
深圳光啟公司生產的一款單人背包式飛行器,是全球首款商業化、實用化的個人立體飛行器,它的外形像一把有扶手和踏板的座椅,由汽油發動機提供動力,帶動兩個螺旋槳轉動,飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速,實現進退、上、下、左右及俯仰飛行,甲、乙兩圖分別是它的側視圖和俯視圖。
下表一為它的部分技術參數。
表一:
飛行器類型 一級超輕型 飛行器主要材料 碳纖維
成員數量 單人飛行 飛行距離 30﹣50km
滿油時飛行器質量 200kg 最大飛行速度 74km/h
最大起飛質量 320kg 定速巡航速度 56km/h
最大承載質量 120kg 飛行時間 30min
燃料體積 45L 升限 1000m
燃料及油品 汽油 彈射降落傘 超低高度彈射功能
該飛行器還采用了無人飛行控制系統、零空速懸停技術,即在空中雙手松開操縱桿之后,飛行器就會在空中懸停,等待你的下一步操作;還使用與F1賽車相同類型的駕駛艙,可以在撞擊時保護飛行員的安全,還配備了彈射降落傘系統,如果遇到特殊情況,飛行器無法正常降落時,可以關閉動力源,同時打開降落傘,利用空氣阻力減小下降速度,從而可以避免駕駛者快速落地而造成傷害。該飛行器因此躋身當今世界上最安全的超輕型飛行器之列。
為了給飛行器設計面積合適的降落傘,研究人員對降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關系進行了探究,他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘,從高處下落,測出最終勻速下落時的速度(即收尾速度),實驗結果如下表二所示。
表二:
傘面面積S/m2 0.2 0.2 0.4 0.6
傘和物總重G/N 1.6 3.6 12.8 4.8
收尾速度v/m s﹣1 2 3 4 2
收尾速度的平方v2/(m s﹣1)2 4 9 16 4
(1)用碳纖維作為飛行器的主要材料,是因為它具有 小的物理屬性。該飛行器空油時的質量為 kg。(ρ汽油=0.72×103kg/m3)
(2)該飛行器是利用 的原理工作的;它在太空中 (選填“可以”或“不可以”)飛行;如果不計空氣對飛行器的阻力,飛行器勻速上升時的升力 (選填“大于”、“等于”或“小于”)勻速下降時的升力。
(3)飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速,可實現各種飛行,說明力的作用效果跟力的 和 有關。
(4)分析表二數據可知,降落傘所受阻力與傘面面積下落速度的平方之間的關系式為 ;在使用降落傘時,要使飛行器的收尾速度不超過4m/s,則降落傘的面積至少為 m2。
【解答】解:(1)碳纖維密度小,同體積較輕,所以用碳纖維作為飛行器的主要材料,裝滿油后油質量為
m汽油=ρ汽油V汽油=0.72×103kg/m3×45×10﹣3m3=32.4kg,
該飛行器空油時的質量為m′=200kg﹣32.4kg=167.6kg;
(2)飛行器對空氣有向下的力,根據力的作用是相互的,空氣對飛行器有向.上的力,所以可以飛行。
太空中沒有空氣,不能飛行。
不計空氣對飛行器的阻力,勻速時升力始終等于重力,所以飛行器勻速.上升時的升力等于勻速下降時的升力。
(3)改變螺旋槳的方向改變了力的方向,改變螺旋槳的轉速改變了力的大小,所以力的作用效果跟力的大小、方向有關。
(4)勻速時阻力等于重力,所以由表中數據可得,降落傘所受阻力與傘面面積下落速度的平方之間的關系式為f=2Sv2,要使飛行器的收尾速度不超過4m/s,按最大起飛質量320kg計算,最大重力為G大=m大g=320kg×10N/kg=3200N=f,
面積為S100m2。
故答案為:(1)密度;167.6;(2)力的作用是相互的;不可以;等于;(3)方向;大小;(4)f=2SV2;100。
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