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【備考2018】中考科學高頻考點剖析 專題二 力和運動分析方法辨析

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【備考2018】中考科學高頻考點剖析 專題二 力和運動分析方法辨析

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專題二 力和運動分析方法辨析
考點解析☆目標分解
b級目標:概述力是物體對物體的作用;表述力的作用效果;說明重力的概念;說明摩擦力的概念;說明增大摩擦力和減小摩擦力的方法;用彈簧測力計測量力的大小;能用力的示意圖表示力的三要素;概述二力平衡的概念,說明二力平衡的條件;概述慣性的概念,并能用慣性解析有關常見的現象。
c級目標:應用公式G=mg進行有關計算;用力的知識解釋相關現象;應用二力平衡的條件解釋有關現象;根據物體的受力情況,解釋物體運動狀態變化的原因。
目標分解:
①應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
②牛頓第一定律的應用
③二力平衡的條件與分析
④摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
⑤受力分析的綜合應用
考點剖析☆聚焦高頻
考點一:應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
1.質量相等的甲、乙兩同學站在滑板上,在旱冰場上相對而立,如果甲用60N的力推乙,如圖所示,以下分析正確的是( ?)
A.?同時,乙對甲的推力小于60N
B.?甲靜止不動,乙向后退
C.?乙后退的過程中,始終受到60N推力的作用
D.?乙由靜止變為后退,說明力可以改變物體的運動狀態
【答案】D
【解析】(1)物體間力的作用是相互的,甲對乙施加力的同時,甲也受到一個大小相同的,方向相反的一個力。(2)力可以改變物體的形狀;也可以改變物體的運動狀態,物體速度變化和方向變化都屬于運動狀態的變化。(1)掌握物體間力的作用是相互的,掌握相互作用力的條件。(2)掌握力的作用效果。【出處:21教育名師】
【解答】A、甲用60N的力推乙,同時乙給甲一個60N的推力,方向相反,不符合題意;
B、甲乙都受到一個60N的力,都會改變原來的靜止狀態,都會由靜止變為運動,不符合題意;
C、甲和乙接觸的瞬間甲和乙都受到60N的推力,當甲和乙分開時,甲和乙不再有力的作用,甲乙都向后退是由于物體具有慣性的原因,不符合題意;
D、由于乙受到甲力的作用,改變原來的靜止狀態,由靜止變為運動而后退,符合題意。
故答案為:D
2.甲、乙兩個同學沿相反的方向拉測力計,各用力200N,則測力計的示數為(  )
A.?100N???????????????????????????B.?200N???????????????????????????C.?0N????????????????????????????D.?400N
【答案】B
【解析】彈簧測力計使用時,吊環端拉力與掛鉤端拉力大小相等,方向相反,不顯示合力,也不顯示二力之和.彈簧測力計的讀數為鉤子上的受力的大小.
【解答】測力計的示數應該是200N,把測力計的一端固定在墻上,另一端你用200N的力去拉測力計,不難想像測力計的示數肯定是200N吧。
分析這個情況下的受力過程,根據牛頓第三定律,你用200N的力拉測力計.那么固定測力計的墻也有反作用力作用在測力計上面,而這個反作用力大小也是200N,方向與你向測力計施力方向相反.在這種情況下,對于測力計來說,它同時受到了兩個大小為200N方向相反力的作用(你的拉力和墻的反作用力),測力計顯示示
數為200N。同樣地,拆去墻壁,讓另一個同學對測力計施加與剛才反作用力等大同向的力,雖然把墻壁換成了人,但是對于測力計來說,其受力情況并沒有改變,因此測力計的示數為200N。
3.某同學在用彈簧測力計測量一個物體的重力時,錯將物體掛在拉環上,當物體靜止時,彈簧測力計的讀數為4N,則物體的重力( ? )
A.?一定大于4N??????????B.?一定小于4N?????????C.?一定等于4N????????D.?以上判斷均不正確
【答案】B
【解析】將物體掛在拉環上時,彈簧同時受到物體與測力計外殼的拉力,所以物體實際重力要小于測力計的示數,選B。www-2-1-cnjy-com
【分析】本題的解題關鍵是要考慮到測力計自身的重量,本題考查的是重力。
考點二:牛頓第一定律的應用
1.?在研究“阻力對物體運動的影響”的實驗中,讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下,觀察小車沿不同材料的水平表面上滑行的距離,如圖.
(1)讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下的目的是:________________?.
(2)可以看到小車沿木板表面滑行的距離最長,是因為阻力最________?(填“大”或“小”).
(3)實驗表明:表面越光滑,小車運動的距離越________?.進而推理得出:假如小車受到的阻力為零,小車將________?.
【答案】(1)使小車到水平面時初速度相同
(2)小
(3)遠;做勻速直線運動
【解析】(1)小車在同一斜面上從同一高度滾下的過程中,受到的阻力與重力相同,運距離相同,則小車到達水平面時速度相同.【來源:21cnj*y.co*m】
(2)在水平面上,小車初速度相等,實驗中我們會觀察到:在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩擦力最小;
(3)實驗表明:表面越光滑,小車運動的距離越遠.進而推理得出:假如小車受到的阻力為零,小車將做勻速直線運動.
故答案為:(1)使小車到水平面時初速度相同;
(2)小;
(3)遠;做勻速直線運動.
【分析】物體從斜面的同一高度滾下,到達水平面時速度相等,當物體速度相等時,在光滑程度不同的水平面上運動的距離不同,表面越光滑,物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,物體運動的距離越遠.2-1-c-n-j-y
2.車廂在水平路面上做勻速直線運動,車廂內一水平桌面上放著質量分別為M和m的兩個物體,且M>m。設物體與桌面之間無摩擦,當車突然停止運動時,兩個物體在離開桌面之前將( ?)
A.?一定相碰??????????B.?一定不相碰??????????C.?不一定相碰???????????D.?無法判斷是否相碰
【答案】B
【解析】任何物體都有保持原來運動狀態不變的性質,這就是慣性。當車突然停止時,慣性會使物體M和m仍保持原來的運動狀態不變,但能否相碰就要看它們原來的運動狀態是怎樣的了。物體由于慣性會保持靜止還是勻速直線運動,關鍵取決于它原來的運動狀態,這種狀態既包括運動的方向也包括運動的速度。
【解答】解:車停止前,物體M、m和車一起作勻速直線運動,并且兩物體和車具有共同的速度,當車突然停止時,由于物體在光滑的桌面上,因此兩物體由于慣性,還要保持原來大小不變的速度做勻速直線運動,因此兩個物體間的距離不變,一定不會相碰。
故答案為:B
3.一杯水放在做直線運動的列車內的水平桌面上,如果水面情形如圖所示,則列車的運動狀態可能是(???? )
A.?列車向左勻速運動??????????????????????????????????????????????B.?列車向右勻速運動
C.?列車向左運動時突然剎車????????????????????????????????????D.?列車向右運動時突然剎車
【答案】D
【解析】本題中水面發生了變化,這屬于慣性現象,所以解答本題需要根據慣性知識去分析。只要把本題中的水和平時坐在行駛的列車中的自己進行類比,解決此類問題比較容易。在分析解釋慣性現象時,要先確定研究對象是誰,然后將物體一分為二分成兩部分,受力部分運動狀態會發生改變,不受力部分由于慣性還要保持原來的運動狀態。
【解答】解:AB、由圖可知:水面向右傾斜.水面發生傾斜的原因是由于水具有慣性,說明列車的運動狀態一定發生了變化,故AB錯誤;
C、列車向左運動時突然剎車,杯子由于受到桌子的摩擦力,會隨列車突然停止,水由于慣性還將保持原來的運動狀態向左運動,所以此時水面會向左傾斜,與圖不符,故不合題意;
D、列車向右運動時突然剎車,杯子由于受到桌子的摩擦力,會隨列車突然停止,而杯子中的水由于慣性還將保持原來的運動狀態向右運動,所以此時水面會向右傾斜,符合題意。
故答案為:D
考點三:二力平衡的條件與分析
1.如下圖所示,長方體木塊M放在水平桌面上,木塊m放在木塊M上面,在水平拉力F作用下一起向左做勻速直線運動,空氣阻力不計,下列判斷正確的是(? )
A.?水平拉力F和木塊M受到的摩擦力大小相等
B.?木塊m受到方向向左的摩擦力
C.?木塊M受到的重力和地面對木塊M的支持力是一對平衡力
D.?若突然撤去水平拉力F,木塊m將向右傾倒
【答案】A
【解析】(1)做勻速直線運動的物體,受到平衡力的作用;(2)兩個相互接觸的物體發生相對運動后有相對運動的趨勢時,在接觸面上會產生阻礙相對運動的力,這就是摩擦力;(3)物體具有保持原來運動狀態不變的性質,叫慣性。此題考查的是我們對力的平衡、摩擦力的產生及其方向的理解和應用。解答摩擦力問題時注意:物體間有摩擦力時別忘了分析,沒有摩擦力時別亂分析。
【解答】A、在拉力F的作用下,物體M和m一起沿水平方向向左做勻速直線運動,說明兩個物體受到的摩擦力與拉力是一對平衡力,所以F和木塊M受到的摩擦力大小相等,此選項正確;
B、在M向左勻速直線運動過程中,m與之同時運動,兩者處于相對靜止狀態,所以m與M之間沒有摩擦力,此選項錯誤;21*cnjy*com
C、木塊M受到的重力及m的重力之和與地面對M的支持力是一對平衡力,此選項錯誤;
D、原來m隨M一起運動,若突然撤去水平拉力F,由于摩擦M立刻停止運動;而由于慣性,木塊m下部隨M停止運動,而上部將保持原來的運動狀態,向左傾倒,此選項錯誤。
故答案為:A
2.如圖所示,金屬塊P沿豎直墻壁(墻壁粗糙)向上做勻速直線運動,水平向右的力F1(F1>0)將金屬塊P壓向豎直墻壁,豎直向上的力F2沿著墻壁豎直向上拉動金屬塊P,金屬塊P所受重力為G,金屬塊P對豎直墻壁的壓力為F3 , 豎直墻壁對金屬塊P的壓力為F4 , 豎直墻壁對金屬塊P的摩擦力為f, 則下列選項錯誤的是()
A.?F1與F4大小相等??????????????????????????????????????????????????B.?F3與F4是一對相互作用力
C.?F2與G是一對平衡力????????????????????????????????????????????D.?G與f之和與F2大小相等
【答案】C
【解析】金屬塊P沿豎直墻壁向上做勻速直線運動,故金屬塊受到的應該是平衡力。
水平向右的力F1壓著金屬塊,即墻壁受到P的壓力為F3,所以F1=F3;
金屬塊P對豎直墻壁的壓力為和豎直墻壁對金屬塊P的壓力是一對相互作用力,所以F3=F4;據此分析可知:F1與F4大小相等。故A、B正確;
在豎直方向上P受到豎直向下的重力G和平行于斜面的摩擦力f,豎直向上的拉力F2,根據二力平衡可知F2=G+f,故D正確,C錯誤;
故選C
【分析】根據二力平衡的條件和相互作用力的定義,逐個分析選項中的每一對力,即可得到答案,本題涉及的力較多,分析時要將選項中每個符號表示的力與圖中的所示力對應起來,難度較大。
考點四:摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
1.(2015?杭州)如圖所示,一個木塊在光滑水平面上以v0的速度做勻速直線運動,沖上粗糙斜面后最終靜止在A點。以下關于木塊在斜面上受到摩擦力的說法正確的是(  )
A.?木塊在斜面上受到的摩擦力始終不變
B.?木塊在A點時受到的摩擦力大小等于木塊的重力
C.?木塊在斜面上受到的摩擦力方向始終沿斜面向下
D.?木塊在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變
【答案】D
【解析】因為物體的表面不光滑,所以兩個互相接觸的物體,當它們做相對運動或有一個相對運動的趨勢時,在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力,這就是摩擦力。
摩擦力的方向總是與物體相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反,據此分析答題。
【解答】A、木塊在斜面上運動時,壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力不變,當木塊在斜面上靜止時,所受的摩擦力為靜摩擦力,大小與滑動時的摩擦力不相等,故A錯誤;
B、靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力,而木塊在A點時受到的摩擦力大小不等于木塊的重力,故B錯誤;
C、摩擦力的方向與物體運動方向或運動趨勢的方向相反,物體靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故C錯誤;
D、木塊沖上粗糙斜面的過程中沿斜面向下,當靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變,故D正確。
故答案為:D
2.人在一般情況下步行前進時,若鞋底與地面不打滑,下列說法中正確的是(??? )
A.?鞋底花紋磨損后摩擦力增大人更難前進???????????????
B.?地面對鞋底的摩擦力方向向后,阻礙人前進
C.?地面對鞋底的摩擦力方向向前,推動人前進????????
D.?鞋底花紋磨損后,摩擦力減小,人更容易前進
【答案】C
【解析】人之所以走路時向前,是因為地面給人鞋底的摩擦力向前,選項A、B錯誤,選項C正確;
鞋底花紋磨損后,鞋與地面的接觸面的粗糙程度減小,摩擦力減小,人更難前進,選項D錯誤;
故選C。
【分析】知道人鞋底受到的摩擦力是人前進的動力;掌握影響摩擦力大小的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度。
3.小明經常與同學進行爬桿比賽,如圖甲所示,在某次比賽中,小明向上爬的“速度﹣時間”圖象如圖乙所示,但他所受“摩擦力﹣時間”圖象漏畫了一部分,如圖丙所示,若將之補充完整,應是圖中的(  )
?
A.? ?????B.? ????C.? ?????D.? ?
【答案】C
【解析】解:由題意知,人爬桿時受到了豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力這兩個力的作用,由圖乙可知:
0~t2時間內,人加速向上運動,所以F>G;
t1~t2時間內人在做勻速直線運動,所以人受到的重力和摩擦力是一對平衡力,即F=G,
t2~t3時間內人在減速向上運動,F<G;
A、由以上分析t1~t2時間內,摩擦力應不變,故不正確;
BCD、分析可知,0~t1時刻受到的摩擦力最大,t2~t3時間內受到的阻力最小,t1~t2時間內受到阻力處于二者之間,故BD錯誤,C正確.
故選C.
【分析】爬桿時人受到身上的摩擦力和重力作用,根據人的運動情況分析判斷摩擦力的大小,從而判斷圖象
考點五:受力分析的綜合應用
1.如圖所示:物體乙放在水平地面上,在物體乙上再放一物體甲,當用水平向右的拉力F拉甲物體時,甲、乙兩物體均保持靜止,那么乙物體受到的力的個數為(? )
A.?5個?????????????????????????????B.?3個????????????????????????????????C.?4個?????????????????????????????D.?2個
【答案】A
【解析】根據圖示的情景,對乙物體進行受力分析,從而可以確定其受力的個數。分析乙物體受到的摩擦力是此題的難點,把握力的作用是相互的以及摩擦力產生的條件是分析出乙物體受到摩擦力的關鍵。21世紀教育網版權所有
【解答】乙物體受到的力有:重力;甲物體對乙的壓力;地面對物體的支持力;
用水平拉力拉動甲時,甲靜止不動,此時乙給甲一個方向向左的摩擦力,由于力的作用是相互的,所以乙也受到甲對它施加的一個方向向右的摩擦力;
由于甲對乙施加了一個方向向右的力,使乙相對于地面有了一個向右運動的趨勢,所以地面對乙又施加了一個向左的摩擦力。
綜上分析可知乙物體受到5個力的作用。
故答案為:A
2.如圖甲,小明用彈簧測力計拉木塊,使它沿水平板勻速滑動,圖乙是他先后兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖象,下列說法正確的是(?? )

A.?木塊第一次受到的拉力大????????????????????????????????????B.?木塊第二次運動的速度大
C.?木塊兩次受到的摩擦力不相等?????????????????????????????D.?木塊兩次受到的拉力相等
【答案】D
【解析】(1)首先確定圖象中橫縱坐標的物理含義,根據速度的計算公式v=s/t利用圖象形狀可以確定物體運動速度的大小關系和運動狀態;(2)物體做勻速直線運動時處于平衡狀態,受到的力為平衡力,根據影響滑動摩擦力的大小因素確定兩次摩擦力的大小關系,再根據二力平衡條件確定兩次拉力的大小關系.
【解答】解:(1)圖象的橫坐標表示物體的運動時間,縱坐標表示物體運動的路程,
兩條圖象都是過原點的直線,則木塊在這兩次拉力的作用下都是做勻速直線運動,且相同時間內第1次的路程大于第2次的路程,
由v=s/t可知,木塊第1次運動的速度大,故B不正確;(2)兩次運動中,木塊都做勻速直線運動,處于平衡狀態,受到的拉力和摩擦力大小相等,
因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關,
所以,兩次運動中壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力的大小不變,故C不正確,D正確;則兩次運動的拉力相等,故A不正確.
故選D.
3.某物體始終只受到兩個力F1和F2的作用,一開始物體還處于靜止狀態,且F1=F2 . 在t1時間內保持F2不變,只改變F1的大小,此過程中物體所受合力的方向始終與F2方向相同.圖中可以表示F1大小隨時間變化的圖象可能的是(?? )
A.???B.??C.??D.?
【答案】D
【解析】(1)力的合成方法:在力的合成中,作用在同一直線上的兩個力,當方向相同時其合力最大,合力大小等于兩個力的大小之和; 當方向相反時其合力最小,合力大小等于兩個力的大小之差.(2)物體的平衡狀態:物體在平衡力的作用下可處于靜止狀態或勻速直線運動狀態.21cnjy.com
【解答】解:物體只受F1、F2兩個力的作用而處于靜止狀態,說明二力是一對平衡力.
現保持F1在t1時間內不變,只改變F2的大小,此過程中物體受到的合力的方向始終與F1方向相同,說明F2大小始終小于F1 , 故只有D圖象符合變化F2大小始終小于F1 .
故選D.
考點過關☆專項突破
考點一:應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
1.(2013·湖州)顧客站在商場自動扶梯的水平臺階上隨自動扶梯勻速上升。顧客在上升過程中(??? )
A.?機械能保持不變??????????????????????????????????????????????????B.?運動狀態在不斷變化
C.?相對于其站立的臺階是靜止的?????????????????????????????D.?受到重力、支持力扣摩擦力的作用
2.如圖所示,疊放在一起的A、B、C三個石塊處于靜止狀態,下列說法正確的是(  )
A.?A所受重力和B對A的支持力是一對相互作用力??????????
B.?B石塊受到三個力的作用
C.?B石塊受到A石塊的重力和壓力的作用?????????????????
D.?C石塊對B石塊的支持力和A石塊對B石塊的壓力是一對平衡力
3.彈簧測力計在端點附近斷裂,小明把斷裂的那一部小段取下,將剩余部分彈簧重新安裝好,并校準了零點,用這個測力計來測量力的大小為測量值M,彈簧沒有斷裂前測量相同的力的測量值為N,比較兩次測量值的大小則( ?)
A.?M比N大??????????????????????????B.?M比N小??????????????????????????C.?M等于N??????????????????????????D.?以上都有可能【版權所有:21教育】
4.下列說法正確的是(? )
A.?作用在物體上的幾個力一定是同時產生、同時存在、同時消失
B.?兩個不接觸的物體之間一定沒有力的作用
C.?足球離腳后還能繼續向前運動是由于受到慣性的作用
D.?豎直向上拋出的石子上升到最高點時處于非平衡狀態(不計空氣阻力)
5.小金對太空中的星球比較感興趣,他從網上查得:甲、乙兩個星球表面上物體的重力(G)與其質量(m)的關系如圖,從圖中信息可知,相同質量的物體在甲星球表面上的重力________其在乙星球表面上的重力(選填“大于”“等于”或“小于”),據圖可得甲星球表面上物體的重力G與其質量m的關系式是________。2·1·c·n·j·y
考點二:牛頓第一定律的應用
1.神十航天員王亞平北京時間2013年6月20日在太空給地面的學生講課。T形支架上,細繩拴著一顆小鋼球,如圖王亞平將小球拉升至一定高度松手后,在失重條件下小球靜止在原位置,是因為小球________? (“不受力”、“受平衡力”“受不平衡力”); 隨后王亞平又用手指推一下小球,小球繞著支架的軸心在豎直的平面內不停地做勻速圓周運動,此時小球________? (“不受力”、“受平衡力”“受不平衡力”),如果此時細繩斷裂,小球將 ________ 。
2.在探究“阻力對物體運動的影響”時,讓同一小車從同一斜面的頂端下滑到底端,使小車以相同的速度分別在棉布表面和木板表面上運動,小車滑行的距離如圖所示:
(1)實驗中觀察________確定阻力對運動的影響大小。
(2)在研究這個方面的內容上,許多科學家前仆后繼。十七世紀,伽利略通過理想斜面實驗,開始揭示了“運動和力的關系”。如圖所示,伽利略的斜面實驗有如下步驟:
①減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然會達到原來的高度。
②兩個對接的斜面,讓小球沿一個斜面從靜止滾下,小球將滾上另一個斜面。
③如果沒有摩擦,小球將上升到原來釋放時的高度。
④繼續減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球將沿水平面以恒定速度持續運動下去。
上述步驟正確的排序是________。
(3)在大量類似實驗基礎上,牛頓等科學家經過進一步推理而概括出了著名的牛頓第一定律.它是人們公認的物理學基本定律之一,在實際生活中有著廣泛的應用.一架在空中水平向右勻速直線飛行的飛機上,自由落下了一顆炸彈。下列給出了幾種炸彈落地前與飛機位置關系的情形,如圖所示,若不計空氣對炸彈的阻力,炸彈與飛機的位置關系為________圖。
?
3.運輸機參加抗震救災,在沿水平向右作勻速直線運動過程中,間隔相同時間從飛機上靜止釋放四個相同的物資.如圖能正確表示物資著地位置的是(地面水平,空氣阻力不計)(???? )
A.???????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????D.?
4.如圖所示(俯視看)以速度V勻速行駛的列車里有一水平桌面,桌上有一靜止的小球A,突然沿圖中的虛線所示路線運動到B,這時列車正在(??? )
A.?減速行駛,向北轉彎???????????????????????????????????????????B.?減速行駛,向南轉彎
C.?加速行駛,向北轉彎???????????????????????????????????????????D.?加速行駛,向南轉彎
5.如圖所示,滑板車在沿水平方向運動時,如果人不再用腳蹬地,它最終就會停下來,以下說法正確的是(  )
?
A.?運動需要力來維持??????????????????????????????????????????????B.?運動不需要力來維持
C.?蹬力越大車的慣性越大???????????????????????????????????????D.?蹬力越小地面對車的摩擦力越小
考點三:二力平衡的條件與分析
1.圖1中,一段彈簧固定在水平桌面上(如圖1甲所示),將一個小球放在彈簧上使其處于靜止狀態(如圖1乙所示),用豎直向下的力F壓小球至圖1丙的位置,然后撤去力F,小球向上運動到A點后下落(如圖1丁所示),不計空氣阻力的影響。則從撤去力F到小球運動到A點的過程中,下列說法中正確的是( )
A.?小球一直做加速運動???????????????????????????????????????????B.?小球在A點處于靜止狀態
C.?小球離開彈簧時的速度最大????????????????????????????????
D.?小球離開彈簧前,受到的合力先減小后增大
2.如圖所示,彈簧測力計下掛著鐵塊P,其正下方的水平地面上放著一塊條形磁鐵Q,P和Q均處于靜止狀態。已知P和Q的重力分別為G和3G,若彈簧測力計的示數為2G,則下列說法正確的是( ?)
A.?P對彈簧測力計的拉力大小為G
B.?P對Q的吸引力和地面對Q的支持力大小分別為G和2G
C.?P對Q的吸引力和Q對P的吸引力是一對平衡力,大小均為G
D.?彈簧測力計對P的拉力和Q對P的吸引力是一對平衡力,大小分別均為2G
3.如圖所示,當右端掛5N的物體A時,物體B在水平桌面上恰好能向右做勻速直線運動,若現在要使物體B向左做勻速直線運動,則應對物體B施加的力為(??? )
A.?水平向左,5N???????B.?水平向右,5N???????C.?水平向左,10N?????D.?水平向右,10N
4.甲、乙兩輛汽車在水平路面上做直線運動,速度隨時間的變化如圖所示,在水平方向上受到平衡力作用的是(  )
?
A.?甲車??????????????????????B.?乙車???????????????????????C.?兩車都是????????????????????D.?兩車都不是
考點四:摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
1.?如圖,小華用不計重力的彈簧秤拉著一物塊以2m/s的速度在水平地面上勻速前進,彈簧秤的讀數為?________N,物塊受到的滑動摩擦力的大小為?________N;當速度增加到4m/s時,物塊受到的滑動摩擦力的大小為?________N.21·cn·jy·com
?
2.如圖所示,同一水平桌面上放有體積相同的實心長方體木塊和鐵塊各一個。現想“探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙?”,小明同學設計了如下的方案:
分別用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊和鐵塊在水平桌面上做勻速直線運動,讀出示數為F木和F鐵:
(1)若F木>F鐵則木塊的下表面比鐵塊更粗糙。小明的方案________?合理(選填:“是”或“否”)。
(2)若要正確區分木塊和鐵塊的粗糙,你的操作步驟是:第一步:________?;第二步:________?;
(3)推導結論:
①若________?,可以判定鐵塊比木塊下表面粗糙;
②若________?,可以判定木塊比鐵塊下表面粗糙;
③用彈簧測力計分別拉動木塊和鐵塊一起勻速直線運動,根據兩次測力計的示數相等,可以判定鐵塊與木塊下表面一樣光滑。
(4)拓展探究:
實驗中,小華同學將木塊沿豎直方向截去一半后,若用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊勻速運動,測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半。
由此,他得出結論:滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小.你認為小華同學探究過程中存在的主要問題是:________?。
3.在“探究摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗中,小明同學設計了如圖所示的裝置進行實驗。彈簧測力計固定在木板上,開啟電動機后,小明在4秒鐘內觀察測力計的示數變化,并繪制了如圖乙所示的圖像。
(1)木塊受到的滑動摩擦力的大小和方向分別是:??? ??????。
A.?2.3牛水平向左???????????? ????B.?2.3牛水平向右????????????????
C.?2.0牛水平向左??????????? ?????D.?2.0牛水平向右
(2)4秒鐘后,如將電動機的轉速由每分鐘20轉調至每分鐘40轉,則彈簧測力計的示數將________。 (選填“變大”、“變小”或“不變”) www.21-cn-jy.com
(3)如要探究滑動摩擦力的大小和接觸面的粗糙程度的關系時,在現有實驗的基礎上,還應增加的操作是________。 21教育網
4.如圖甲所示,彈簧測力計左端固定,木板放在水平桌面上,裝有橡皮泥的滑塊通過細線與彈簧測力計右端相連,細線與木板平行.小明同學利用此裝置,探究“滑動摩擦力大小與壓力的關系”。21教育名師原創作品
(1)實驗操作如下:
①把橡皮泥粘在滑塊上,用彈簧測力計測出滑塊和橡皮泥的總重,記作G。
②將粘有橡皮泥的滑塊放到水平木板上,通過水平細繩和彈簧測力計相連。用手向右拉動木板,待彈簧測力計示數穩定后,讀出示數F。
③多次改變________,并重復步驟①②,記錄相應數據如下表所示:
次數
1
2
3
4
5
6
滑塊和橡皮泥的總重G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
彈簧測力計示數F/N
0.2
0.4
0 .6
0.8
1.0
1.2
(2)通過分析實驗數據你得出的結論是:________
(3)向右緩慢拉動木板,記下彈簧測力計讀數F1=1.5N,若向右快速拉動木板,記下此時彈簧測力計的讀數為F2,判斷F1與F2的大小關系并說明原因。________
5.2013年男子冰壺世錦賽在加拿大維多利亞進行.北京時間4月6日,中國男隊在循環賽末輪以8:5擊敗芬蘭隊,以6勝5負的成績排名第六,無緣四強.但綜合兩屆世錦賽,中國隊成功拿到2014年俄羅斯索契冬奧會門票.如圖所示是我國選手比賽時的一個場景.比賽時兩名隊員在冰壺前方“刷冰”,通過做功的方式改變冰的內能,使表面的冰熔化成薄薄的一層水,使“干”摩擦變“濕”摩擦,這樣就能減小冰壺與冰面之間的摩擦,使冰壺按照運動員預計的運動快慢和方向運動. 21*cnjy*com
(1)由此我們可以聯系生活實際,為了提醒司機朋友在雨天里注意行車安全,常在高速公路旁設置“雨天路滑,減速慢行”的警示牌,這是因為雨天汽車所受的剎車阻力較________,剎車后行駛距離更________,所以要減速慢行.
(2)如果給你一塊玻璃板、水、帶鉤的小木塊和彈簧測力計,驗證“濕”摩擦力小于“干”摩擦力.請你將下面實驗補充完整. ①把小木塊放在水平玻璃板上,用彈簧測力計沿水平方向拉小木塊做________運動,讀出測力計示數F1;
②________,讀出測力計示數F2;
③若________,則“濕”摩擦力小于“干”摩擦力.
考點五:受力分析的綜合應用
1.如圖甲所示,小強在水平地面上用力推木箱,推力隨時間變化的圖象如圖乙所示,木箱速度隨時間變化的圖象如圖丙所示,以下對于這一過程的分析中正確的是(?? )
A.?0﹣﹣1s內木箱沒有動,所以此時不是平衡狀態
B.?1s﹣2s內木箱受到的摩擦力大小為4N
C.?如果3s后人停止用力,木箱將做勻速直線運動
D.?如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,此時的合力為2N
2.若小球在運動中只受恒力F的作用,則小球的運動軌跡(虛線部分)不可能的是(?? )
A.??????B.?????C.????????? ??????D.?
3.?如圖1所示,靜止在水平面上的物塊,受水平拉力F作用,F隨時間t的變化關系如圖2所示,從t=0開始,小兵每隔2s記錄的物塊位置和時刻如圖3所示,下列說法正確的是(  )【來源:21·世紀·教育·網】
A.?0﹣4s內,物塊受到的摩擦力為4N??????????????????????B.?8﹣10s內,物塊受到的摩擦力為6N21·世紀*教育網
C.?t=10s時,物塊的速度一定小于5m/s??????????????????D.?若16s時撤去F,物塊將做勻速直線運動
4.如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,其F—t和V—t圖像分別如乙、丙所示,由圖像可知,當t=1s時,物體受到的摩擦力是________?N,當t=3s時,物體受到的摩擦力是________?N。
5.如圖甲所示,小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧.從小球開始下落到將彈簧壓縮最短的過程中,小球的速度在變化,不計空氣阻力,試畫出小球的速度v隨時間t變化的大致圖象,并從能量轉化或二力平衡的角度說明每一段的意義.(提示:t1表示小球剛接觸彈簧的時刻,t3表示小球壓縮彈簧至最低點)

專題二 力和運動分析方法辨析
考點解析☆目標分解
b級目標:概述力是物體對物體的作用;表述力的作用效果;說明重力的概念;說明摩擦力的概念;說明增大摩擦力和減小摩擦力的方法;用彈簧測力計測量力的大小;能用力的示意圖表示力的三要素;概述二力平衡的概念,說明二力平衡的條件;概述慣性的概念,并能用慣性解析有關常見的現象。
c級目標:應用公式G=mg進行有關計算;用力的知識解釋相關現象;應用二力平衡的條件解釋有關現象;根據物體的受力情況,解釋物體運動狀態變化的原因。
目標分解:
①應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
②牛頓第一定律的應用
③二力平衡的條件與分析
④摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
⑤受力分析的綜合應用
考點剖析☆聚焦高頻
考點一:應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
1.質量相等的甲、乙兩同學站在滑板上,在旱冰場上相對而立,如果甲用60N的力推乙,如圖所示,以下分析正確的是( ?)
A.?同時,乙對甲的推力小于60N
B.?甲靜止不動,乙向后退
C.?乙后退的過程中,始終受到60N推力的作用
D.?乙由靜止變為后退,說明力可以改變物體的運動狀態
【答案】D
【解析】(1)物體間力的作用是相互的,甲對乙施加力的同時,甲也受到一個大小相同的,方向相反的一個力。(2)力可以改變物體的形狀;也可以改變物體的運動狀態,物體速度變化和方向變化都屬于運動狀態的變化。(1)掌握物體間力的作用是相互的,掌握相互作用力的條件。(2)掌握力的作用效果。【來源:21cnj*y.co*m】
【解答】A、甲用60N的力推乙,同時乙給甲一個60N的推力,方向相反,不符合題意;
B、甲乙都受到一個60N的力,都會改變原來的靜止狀態,都會由靜止變為運動,不符合題意;
C、甲和乙接觸的瞬間甲和乙都受到60N的推力,當甲和乙分開時,甲和乙不再有力的作用,甲乙都向后退是由于物體具有慣性的原因,不符合題意;
D、由于乙受到甲力的作用,改變原來的靜止狀態,由靜止變為運動而后退,符合題意。
故答案為:D
2.甲、乙兩個同學沿相反的方向拉測力計,各用力200N,則測力計的示數為(  )
A.?100N???????????????????????????B.?200N???????????????????????????C.?0N????????????????????????????D.?400N
【答案】B
【解析】彈簧測力計使用時,吊環端拉力與掛鉤端拉力大小相等,方向相反,不顯示合力,也不顯示二力之和.彈簧測力計的讀數為鉤子上的受力的大小.
【解答】測力計的示數應該是200N,把測力計的一端固定在墻上,另一端你用200N的力去拉測力計,不難想像測力計的示數肯定是200N吧。
分析這個情況下的受力過程,根據牛頓第三定律,你用200N的力拉測力計.那么固定測力計的墻也有反作用力作用在測力計上面,而這個反作用力大小也是200N,方向與你向測力計施力方向相反.在這種情況下,對于測力計來說,它同時受到了兩個大小為200N方向相反力的作用(你的拉力和墻的反作用力),測力計顯示示
數為200N。同樣地,拆去墻壁,讓另一個同學對測力計施加與剛才反作用力等大同向的力,雖然把墻壁換成了人,但是對于測力計來說,其受力情況并沒有改變,因此測力計的示數為200N。
3.某同學在用彈簧測力計測量一個物體的重力時,錯將物體掛在拉環上,當物體靜止時,彈簧測力計的讀數為4N,則物體的重力( ? )
A.?一定大于4N??????????B.?一定小于4N?????????C.?一定等于4N????????D.?以上判斷均不正確
【答案】B
【解析】將物體掛在拉環上時,彈簧同時受到物體與測力計外殼的拉力,所以物體實際重力要小于測力計的示數,選B。
【分析】本題的解題關鍵是要考慮到測力計自身的重量,本題考查的是重力。
考點二:牛頓第一定律的應用
1.?在研究“阻力對物體運動的影響”的實驗中,讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下,觀察小車沿不同材料的水平表面上滑行的距離,如圖.
(1)讓小車從斜面的同一高度由靜止滑下的目的是:________________?.
(2)可以看到小車沿木板表面滑行的距離最長,是因為阻力最________?(填“大”或“小”).
(3)實驗表明:表面越光滑,小車運動的距離越________?.進而推理得出:假如小車受到的阻力為零,小車將________?.
【答案】(1)使小車到水平面時初速度相同
(2)小
(3)遠;做勻速直線運動
【解析】(1)小車在同一斜面上從同一高度滾下的過程中,受到的阻力與重力相同,運距離相同,則小車到達水平面時速度相同.
(2)在水平面上,小車初速度相等,實驗中我們會觀察到:在不同材料的表面上,小車滑行的距離是不同的,在表面光滑的木板上滑行的距離最長,在最粗糙的毛巾上滑行的距離最短,可見小車在毛巾上運動受到的摩擦力最大,在木板上運動受到的摩擦力最小;
(3)實驗表明:表面越光滑,小車運動的距離越遠.進而推理得出:假如小車受到的阻力為零,小車將做勻速直線運動.
故答案為:(1)使小車到水平面時初速度相同;
(2)小;
(3)遠;做勻速直線運動.
【分析】物體從斜面的同一高度滾下,到達水平面時速度相等,當物體速度相等時,在光滑程度不同的水平面上運動的距離不同,表面越光滑,物體受到的阻力越小,速度減小得越慢,物體運動的距離越遠.【出處:21教育名師】
2.車廂在水平路面上做勻速直線運動,車廂內一水平桌面上放著質量分別為M和m的兩個物體,且M>m。設物體與桌面之間無摩擦,當車突然停止運動時,兩個物體在離開桌面之前將( ?)
A.?一定相碰??????????B.?一定不相碰??????????C.?不一定相碰???????????D.?無法判斷是否相碰
【答案】B
【解析】任何物體都有保持原來運動狀態不變的性質,這就是慣性。當車突然停止時,慣性會使物體M和m仍保持原來的運動狀態不變,但能否相碰就要看它們原來的運動狀態是怎樣的了。物體由于慣性會保持靜止還是勻速直線運動,關鍵取決于它原來的運動狀態,這種狀態既包括運動的方向也包括運動的速度。
【解答】解:車停止前,物體M、m和車一起作勻速直線運動,并且兩物體和車具有共同的速度,當車突然停止時,由于物體在光滑的桌面上,因此兩物體由于慣性,還要保持原來大小不變的速度做勻速直線運動,因此兩個物體間的距離不變,一定不會相碰。
故答案為:B
3.一杯水放在做直線運動的列車內的水平桌面上,如果水面情形如圖所示,則列車的運動狀態可能是(???? )
A.?列車向左勻速運動??????????????????????????????????????????????B.?列車向右勻速運動
C.?列車向左運動時突然剎車????????????????????????????????????D.?列車向右運動時突然剎車
【答案】D
【解析】本題中水面發生了變化,這屬于慣性現象,所以解答本題需要根據慣性知識去分析。只要把本題中的水和平時坐在行駛的列車中的自己進行類比,解決此類問題比較容易。在分析解釋慣性現象時,要先確定研究對象是誰,然后將物體一分為二分成兩部分,受力部分運動狀態會發生改變,不受力部分由于慣性還要保持原來的運動狀態。
【解答】解:AB、由圖可知:水面向右傾斜.水面發生傾斜的原因是由于水具有慣性,說明列車的運動狀態一定發生了變化,故AB錯誤;
C、列車向左運動時突然剎車,杯子由于受到桌子的摩擦力,會隨列車突然停止,水由于慣性還將保持原來的運動狀態向左運動,所以此時水面會向左傾斜,與圖不符,故不合題意;
D、列車向右運動時突然剎車,杯子由于受到桌子的摩擦力,會隨列車突然停止,而杯子中的水由于慣性還將保持原來的運動狀態向右運動,所以此時水面會向右傾斜,符合題意。
故答案為:D
考點三:二力平衡的條件與分析
1.如下圖所示,長方體木塊M放在水平桌面上,木塊m放在木塊M上面,在水平拉力F作用下一起向左做勻速直線運動,空氣阻力不計,下列判斷正確的是(? )
A.?水平拉力F和木塊M受到的摩擦力大小相等
B.?木塊m受到方向向左的摩擦力
C.?木塊M受到的重力和地面對木塊M的支持力是一對平衡力
D.?若突然撤去水平拉力F,木塊m將向右傾倒
【答案】A
【解析】(1)做勻速直線運動的物體,受到平衡力的作用;(2)兩個相互接觸的物體發生相對運動后有相對運動的趨勢時,在接觸面上會產生阻礙相對運動的力,這就是摩擦力;(3)物體具有保持原來運動狀態不變的性質,叫慣性。此題考查的是我們對力的平衡、摩擦力的產生及其方向的理解和應用。解答摩擦力問題時注意:物體間有摩擦力時別忘了分析,沒有摩擦力時別亂分析。21·世紀*教育網
【解答】A、在拉力F的作用下,物體M和m一起沿水平方向向左做勻速直線運動,說明兩個物體受到的摩擦力與拉力是一對平衡力,所以F和木塊M受到的摩擦力大小相等,此選項正確;
B、在M向左勻速直線運動過程中,m與之同時運動,兩者處于相對靜止狀態,所以m與M之間沒有摩擦力,此選項錯誤;
C、木塊M受到的重力及m的重力之和與地面對M的支持力是一對平衡力,此選項錯誤;
D、原來m隨M一起運動,若突然撤去水平拉力F,由于摩擦M立刻停止運動;而由于慣性,木塊m下部隨M停止運動,而上部將保持原來的運動狀態,向左傾倒,此選項錯誤。
故答案為:A
2.如圖所示,金屬塊P沿豎直墻壁(墻壁粗糙)向上做勻速直線運動,水平向右的力F1(F1>0)將金屬塊P壓向豎直墻壁,豎直向上的力F2沿著墻壁豎直向上拉動金屬塊P,金屬塊P所受重力為G,金屬塊P對豎直墻壁的壓力為F3 , 豎直墻壁對金屬塊P的壓力為F4 , 豎直墻壁對金屬塊P的摩擦力為f, 則下列選項錯誤的是()
A.?F1與F4大小相等??????????????????????????????????????????????????B.?F3與F4是一對相互作用力
C.?F2與G是一對平衡力????????????????????????????????????????????D.?G與f之和與F2大小相等
【答案】C
【解析】金屬塊P沿豎直墻壁向上做勻速直線運動,故金屬塊受到的應該是平衡力。
水平向右的力F1壓著金屬塊,即墻壁受到P的壓力為F3,所以F1=F3;
金屬塊P對豎直墻壁的壓力為和豎直墻壁對金屬塊P的壓力是一對相互作用力,所以F3=F4;據此分析可知:F1與F4大小相等。故A、B正確;21*cnjy*com
在豎直方向上P受到豎直向下的重力G和平行于斜面的摩擦力f,豎直向上的拉力F2,根據二力平衡可知F2=G+f,故D正確,C錯誤;
故選C
【分析】根據二力平衡的條件和相互作用力的定義,逐個分析選項中的每一對力,即可得到答案,本題涉及的力較多,分析時要將選項中每個符號表示的力與圖中的所示力對應起來,難度較大。
考點四:摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
1.(2015?杭州)如圖所示,一個木塊在光滑水平面上以v0的速度做勻速直線運動,沖上粗糙斜面后最終靜止在A點。以下關于木塊在斜面上受到摩擦力的說法正確的是(  )
A.?木塊在斜面上受到的摩擦力始終不變
B.?木塊在A點時受到的摩擦力大小等于木塊的重力
C.?木塊在斜面上受到的摩擦力方向始終沿斜面向下
D.?木塊在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變
【答案】D
【解析】因為物體的表面不光滑,所以兩個互相接觸的物體,當它們做相對運動或有一個相對運動的趨勢時,在接觸面上會產生一種阻礙相對運動的力,這就是摩擦力。
摩擦力的方向總是與物體相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反,據此分析答題。
【解答】A、木塊在斜面上運動時,壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力不變,當木塊在斜面上靜止時,所受的摩擦力為靜摩擦力,大小與滑動時的摩擦力不相等,故A錯誤;
B、靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力,而木塊在A點時受到的摩擦力大小不等于木塊的重力,故B錯誤;
C、摩擦力的方向與物體運動方向或運動趨勢的方向相反,物體靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故C錯誤;
D、木塊沖上粗糙斜面的過程中沿斜面向下,當靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變,故D正確。
故答案為:D
2.人在一般情況下步行前進時,若鞋底與地面不打滑,下列說法中正確的是(??? )
A.?鞋底花紋磨損后摩擦力增大人更難前進???????????????
B.?地面對鞋底的摩擦力方向向后,阻礙人前進
C.?地面對鞋底的摩擦力方向向前,推動人前進????????
D.?鞋底花紋磨損后,摩擦力減小,人更容易前進
【答案】C
【解析】人之所以走路時向前,是因為地面給人鞋底的摩擦力向前,選項A、B錯誤,選項C正確;
鞋底花紋磨損后,鞋與地面的接觸面的粗糙程度減小,摩擦力減小,人更難前進,選項D錯誤;
故選C。
【分析】知道人鞋底受到的摩擦力是人前進的動力;掌握影響摩擦力大小的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度。【版權所有:21教育】
3.小明經常與同學進行爬桿比賽,如圖甲所示,在某次比賽中,小明向上爬的“速度﹣時間”圖象如圖乙所示,但他所受“摩擦力﹣時間”圖象漏畫了一部分,如圖丙所示,若將之補充完整,應是圖中的(  )
?
A.? ?????B.? ????C.? ?????D.? ?
【答案】C
【解析】解:由題意知,人爬桿時受到了豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力這兩個力的作用,由圖乙可知:
0~t2時間內,人加速向上運動,所以F>G;
t1~t2時間內人在做勻速直線運動,所以人受到的重力和摩擦力是一對平衡力,即F=G,
t2~t3時間內人在減速向上運動,F<G;
A、由以上分析t1~t2時間內,摩擦力應不變,故不正確;
BCD、分析可知,0~t1時刻受到的摩擦力最大,t2~t3時間內受到的阻力最小,t1~t2時間內受到阻力處于二者之間,故BD錯誤,C正確.
故選C.
【分析】爬桿時人受到身上的摩擦力和重力作用,根據人的運動情況分析判斷摩擦力的大小,從而判斷圖象
考點五:受力分析的綜合應用
1.如圖所示:物體乙放在水平地面上,在物體乙上再放一物體甲,當用水平向右的拉力F拉甲物體時,甲、乙兩物體均保持靜止,那么乙物體受到的力的個數為(? )
A.?5個?????????????????????????????B.?3個????????????????????????????????C.?4個?????????????????????????????D.?2個
【答案】A
【解析】根據圖示的情景,對乙物體進行受力分析,從而可以確定其受力的個數。分析乙物體受到的摩擦力是此題的難點,把握力的作用是相互的以及摩擦力產生的條件是分析出乙物體受到摩擦力的關鍵。
【解答】乙物體受到的力有:重力;甲物體對乙的壓力;地面對物體的支持力;
用水平拉力拉動甲時,甲靜止不動,此時乙給甲一個方向向左的摩擦力,由于力的作用是相互的,所以乙也受到甲對它施加的一個方向向右的摩擦力;
由于甲對乙施加了一個方向向右的力,使乙相對于地面有了一個向右運動的趨勢,所以地面對乙又施加了一個向左的摩擦力。
綜上分析可知乙物體受到5個力的作用。
故答案為:A
2.如圖甲,小明用彈簧測力計拉木塊,使它沿水平板勻速滑動,圖乙是他先后兩次拉動同一木塊得到的距離隨時間變化的圖象,下列說法正確的是(?? )

A.?木塊第一次受到的拉力大????????????????????????????????????B.?木塊第二次運動的速度大
C.?木塊兩次受到的摩擦力不相等?????????????????????????????D.?木塊兩次受到的拉力相等
【答案】D
【解析】(1)首先確定圖象中橫縱坐標的物理含義,根據速度的計算公式v=s/t利用圖象形狀可以確定物體運動速度的大小關系和運動狀態;(2)物體做勻速直線運動時處于平衡狀態,受到的力為平衡力,根據影響滑動摩擦力的大小因素確定兩次摩擦力的大小關系,再根據二力平衡條件確定兩次拉力的大小關系.
【解答】解:(1)圖象的橫坐標表示物體的運動時間,縱坐標表示物體運動的路程,
兩條圖象都是過原點的直線,則木塊在這兩次拉力的作用下都是做勻速直線運動,且相同時間內第1次的路程大于第2次的路程,
由v=s/t可知,木塊第1次運動的速度大,故B不正確;(2)兩次運動中,木塊都做勻速直線運動,處于平衡狀態,受到的拉力和摩擦力大小相等,
因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關,
所以,兩次運動中壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力的大小不變,故C不正確,D正確;則兩次運動的拉力相等,故A不正確.
故選D.
3.某物體始終只受到兩個力F1和F2的作用,一開始物體還處于靜止狀態,且F1=F2 . 在t1時間內保持F2不變,只改變F1的大小,此過程中物體所受合力的方向始終與F2方向相同.圖中可以表示F1大小隨時間變化的圖象可能的是(?? )
A.???B.??C.??D.?
【答案】D
【解析】(1)力的合成方法:在力的合成中,作用在同一直線上的兩個力,當方向相同時其合力最大,合力大小等于兩個力的大小之和; 當方向相反時其合力最小,合力大小等于兩個力的大小之差.(2)物體的平衡狀態:物體在平衡力的作用下可處于靜止狀態或勻速直線運動狀態.21教育網
【解答】解:物體只受F1、F2兩個力的作用而處于靜止狀態,說明二力是一對平衡力.
現保持F1在t1時間內不變,只改變F2的大小,此過程中物體受到的合力的方向始終與F1方向相同,說明F2大小始終小于F1 , 故只有D圖象符合變化F2大小始終小于F1 .
故選D.
考點過關☆專項突破
考點一:應用力的知識解釋相關現象,并掌握力的測量方法
1.(2013·湖州)顧客站在商場自動扶梯的水平臺階上隨自動扶梯勻速上升。顧客在上升過程中(??? )21·cn·jy·com
A.?機械能保持不變??????????????????????????????????????????????????B.?運動狀態在不斷變化
C.?相對于其站立的臺階是靜止的?????????????????????????????D.?受到重力、支持力扣摩擦力的作用
【答案】C
【解析】首先確定人所處的運動狀態,并對其進行受力分析,再根據影響動能和勢能的因素來判斷其機械能的變化情況;同時根據其相對于臺階的位置是否變化來判斷其是否相對臺階運動。
【解答】機械能是動能與勢能的總和,顧客的質量不變、速度不變,動能不變,但高度升高,勢能增加,故機械能增加,A選項不正確。
運動狀態包括物體運動速度的大小和運動的方向。顧客在上升過程中,其速度大小和方向都不發生變化,所以其運動狀態是不變的,B選項不正確。
靜止是一個物體相對于它周圍的另一個參照的物體位置保持不變,運動是一個物體相對于它周圍的另一個參照的物體位置發生改變。顧客是一直站在臺階的同一位置,相對于站立的臺階位置沒有發生改變,即相對于其站立的臺階是靜止的,C說法正確。
顧客站在自動扶梯的臺階上勻速上升,處于平衡狀態,受到的重力和支持力是一對平衡力,但不受摩擦力的作用,D選項不正確。
故選C。
2.如圖所示,疊放在一起的A、B、C三個石塊處于靜止狀態,下列說法正確的是(  )
A.?A所受重力和B對A的支持力是一對相互作用力??????????
B.?B石塊受到三個力的作用
C.?B石塊受到A石塊的重力和壓力的作用?????????????????
D.?C石塊對B石塊的支持力和A石塊對B石塊的壓力是一對平衡力
【答案】B
【解析】(1)力是物體對物體的作用。力的作用是相互的,施力物體同時也是受力物體。相互作用力特點大小相等、方向相反、作用在一條直線上,作用在兩個物體上。(2)一個物體受到兩個力的作用,在這兩個力的作用下保持靜止或勻速運動狀態,這兩個力是一對平衡力。平衡力的特點:大小相等、方向相反、作用在一條直線上,作用在一個物體上。
【解答】A、A所受重力和B對A的支持力是一對相互作用力,相互作用力性質相同,A對B的壓力與B對A的支持力是一對相互作用力,A所受重力和B對A的支持力是一對平衡力,A錯誤;
B、B石塊受到三個力的作用,B石塊受到重力,A對B的壓力,C對B的支持力,說法正確,B正確;
C、B石塊受到A石塊的重力和壓力的作用,A石塊的重力是A受到的,B石塊受到的是A石塊對B的壓力,C錯誤;
D、C石塊對B石塊的支持力和A石塊對B石塊的壓力是一對平衡力C石塊對B石塊的支持與A石塊對B石塊的壓力大小不等,不是一對平衡力,D錯誤。
故選B
3.彈簧測力計在端點附近斷裂,小明把斷裂的那一部小段取下,將剩余部分彈簧重新安裝好,并校準了零點,用這個測力計來測量力的大小為測量值M,彈簧沒有斷裂前測量相同的力的測量值為N,比較兩次測量值的大小則( ?)
A.?M比N大??????????????????????????B.?M比N小??????????????????????????C.?M等于N??????????????????????????D.?以上都有可能
【答案】B
【解析】在彈性限度內,彈簧彈力的大小與彈簧的形變量(伸長量或壓縮量)成正比.即F=kX.式中F為彈力,X為形變量(伸長量或壓縮量),k叫彈簧的勁度系數,簡稱勁度。其大小于彈簧本身的性質有關(材料、形狀、匝數、孔徑),在國際單位制中有單位為“N/m”,由公式可知,就其大小k=F/X,即彈簧勁度系數的大小等于彈簧發生單位形變量時彈力的大小.本題考查了學生對彈簧測力計的使用及讀數,本題的關鍵是彈簧斷了,即它的形變量小了,即它的彈力小了,所以測力計的示數就小了。
【解答】解:“斷裂的那一小段去掉”,這樣彈簧就短了,短了后,在相同力的作用下,伸長的總長度就變小,在測力計上顯示的讀數也會變小。“校準”的只是“零點”。
故答案為:B
4.下列說法正確的是(? )
A.?作用在物體上的幾個力一定是同時產生、同時存在、同時消失
B.?兩個不接觸的物體之間一定沒有力的作用
C.?足球離腳后還能繼續向前運動是由于受到慣性的作用
D.?豎直向上拋出的石子上升到最高點時處于非平衡狀態(不計空氣阻力)
【答案】D
【解析】①力的作用是相互的,作用力和反作用力同時產生,同時消失;②產生力的作用的兩個物體可能直接接觸,也可能沒有直接接觸;③物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態,受平衡力,平衡力的大小相等;④物體在平衡力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態。此題考查的是我們對力產生的條件、慣性、運動與力的關系等概念和規律的掌握情況,熟練、深入理解概念和規律是解答的關鍵。
【解答】解:
A、作用在物體上的力可能同時產生,同時消失,也可能有的消失,有的仍然存在.例如地球表面及附近的物體始終受重力,此選項錯誤;
B、沒有直接接觸的物體可能存在力的作用,如重力、磁力,此選項錯誤;
C、人用力推車,車未動,處于靜止狀態,推力等于摩擦力,此選項錯誤;
D、豎直向上拋出的石子,由于慣性繼續上升,上升到最高點時由于不受空氣的阻力只受到重力的作用而不能靜止,處于非平衡狀態,此選項正確。
故答案為:D
5.小金對太空中的星球比較感興趣,他從網上查得:甲、乙兩個星球表面上物體的重力(G)與其質量(m)的關系如圖,從圖中信息可知,相同質量的物體在甲星球表面上的重力________其在乙星球表面上的重力(選填“大于”“等于”或“小于”),據圖可得甲星球表面上物體的重力G與其質量m的關系式是________。
【答案】大于;G=m×15N/kg
【解析】在地球上物體的重力(G)與其質量(m)成正比,G=mg(g取9.8N/kg)。在其它的星球上G與m也成正比,g也地球上的不同。根據圖線中不同星球上G與m的直線可以得出答案。
【解答】由圖可知質量相同時甲的重力大于乙的重力。由甲圖線中G與m成正比關系,取m=4kg時G=60N,g=60N/4kg=15N/kg,所以G=m×15N/kg
故答案為:大于;G=m×15N/kg
考點二:牛頓第一定律的應用
1.神十航天員王亞平北京時間2013年6月20日在太空給地面的學生講課。T形支架上,細繩拴著一顆小鋼球,如圖王亞平將小球拉升至一定高度松手后,在失重條件下小球靜止在原位置,是因為小球________? (“不受力”、“受平衡力”“受不平衡力”); 隨后王亞平又用手指推一下小球,小球繞著支架的軸心在豎直的平面內不停地做勻速圓周運動,此時小球________? (“不受力”、“受平衡力”“受不平衡力”),如果此時細繩斷裂,小球將 ________ 。
【答案】不受力?;受不平衡力;做勻速直線運動
【解析】解決此題,需掌握:
(1)小球處于平衡狀態則可能受平衡力或不受力;
(2)力是改變物體運動狀態的原因,物體的運動狀態改變,則一定受到力的作用,且受非平衡力;
(3)若物體不受力,將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
【解答】小球失重,不受重力,此時能夠保持靜止,根據牛頓第一定律,其此時不受任何力的作用;
小球繞著支架的軸心在豎直的平面內不停地做勻速圓周運動,運動狀態不斷改變,則一定受到非平衡力;
如果此時細繩斷裂,小球不受任何力的作用,將做勻速直線運動。
故答案為:不受力;受不平衡力?; 做勻速直線運動
2.在探究“阻力對物體運動的影響”時,讓同一小車從同一斜面的頂端下滑到底端,使小車以相同的速度分別在棉布表面和木板表面上運動,小車滑行的距離如圖所示:
(1)實驗中觀察________確定阻力對運動的影響大小。
(2)在研究這個方面的內容上,許多科學家前仆后繼。十七世紀,伽利略通過理想斜面實驗,開始揭示了“運動和力的關系”。如圖所示,伽利略的斜面實驗有如下步驟:
①減小第二個斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然會達到原來的高度。
②兩個對接的斜面,讓小球沿一個斜面從靜止滾下,小球將滾上另一個斜面。
③如果沒有摩擦,小球將上升到原來釋放時的高度。
④繼續減小第二個斜面的傾角,最后使它成水平面,小球將沿水平面以恒定速度持續運動下去。
上述步驟正確的排序是________。
(3)在大量類似實驗基礎上,牛頓等科學家經過進一步推理而概括出了著名的牛頓第一定律.它是人們公認的物理學基本定律之一,在實際生活中有著廣泛的應用.一架在空中水平向右勻速直線飛行的飛機上,自由落下了一顆炸彈。下列給出了幾種炸彈落地前與飛機位置關系的情形,如圖所示,若不計空氣對炸彈的阻力,炸彈與飛機的位置關系為________圖。
?
【答案】(1)小車在平面上通過的距離
(2)②①④③
(3)乙
【解析】(1)根據小車的受力情況分析答題,小車在平面上通過的距離確定阻力對運動的影響大小;(2)要解答本題需掌握:①伽利略著名的斜面理想實驗的步驟; ②科學認識事物,分析現象和把握物理規律的能力. ③伽利略理想實驗是為了驗證:運動的物體如果不受其他物體的作用,其運動會是勻速的,而且將永遠運動下去;(3)分析圖示情景答題。
【解答】(1)實驗中觀察小車在平面上通過的距離確定阻力對運動的影響大小;
(2)斜面實驗中,小球從同一斜面的同一高度滾下,可以讓小球到達水平面上時保持相同的初速度;如果斜面光滑,則小球不受阻力作用,會上升到原來釋放時的高度;然后逐漸減小斜面B的傾角,發現小球仍然會達到原先釋放時的高度;那么可以推斷,若將斜面B變為水平面,那么小球為了達到原先釋放時的高度會一直運動下去,由此判斷排序為②①④③;
(3)不計空氣對炸彈的阻力,由于炸彈具有慣性,在水平方向上,炸彈與飛機的速度相等,它們相對靜止,炸彈在飛機的正下方,由圖示可知,炸彈與飛機的位置關系為乙圖。
故答案為:(1)小車在平面上通過的距離;(2)②①④③;(3)乙。
3.運輸機參加抗震救災,在沿水平向右作勻速直線運動過程中,間隔相同時間從飛機上靜止釋放四個相同的物資.如圖能正確表示物資著地位置的是(地面水平,空氣阻力不計)(???? )
A.???????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????D.?
【答案】C
【解析】飛機沿水平向右作勻速直線運動過程中,間隔相同時間從飛機上靜止釋放四個相同的物資,物資由于慣性,保持原來的運動狀態不變,繼續向前飛行,投擲四件救災物資在下落過程中,都是以原來的速度向前運動,因此落到地面上后間隔的距離也相等,按照落地先后順序排列是①②③④;
故選C。
【分析】會利用慣性解釋現象。
4.如圖所示(俯視看)以速度V勻速行駛的列車里有一水平桌面,桌上有一靜止的小球A,突然沿圖中的虛線所示路線運動到B,這時列車正在(??? )
A.?減速行駛,向北轉彎???????????????????????????????????????????B.?減速行駛,向南轉彎
C.?加速行駛,向北轉彎???????????????????????????????????????????D.?加速行駛,向南轉彎
【答案】B
【解析】小球與水平面間的摩擦可以不計,所以小球在水平面內不受力作用,始終與列車一起向前做勻速直線運動,發現小球沿如圖(俯視圖)中的虛線從A點運動到B點;知列車和桌子的速度慢下來,小球要保持以前的速度繼續運行,所以會向前運動.出現如圖的曲線,是因為桌子跟著列車向南拐彎,而21*cnjy*com
小球要保持勻速直線運動,選項B正確,選項A、C、D錯誤;
故選B。
【分析】關鍵知道小球具有慣性,保持以前的運動狀態:向前運動,是因為列車減速;向北偏轉,是因為列車向南拐彎。
5.如圖所示,滑板車在沿水平方向運動時,如果人不再用腳蹬地,它最終就會停下來,以下說法正確的是(  )
?
A.?運動需要力來維持??????????????????????????????????????????????B.?運動不需要力來維持
C.?蹬力越大車的慣性越大???????????????????????????????????????D.?蹬力越小地面對車的摩擦力越小
【答案】B
【解析】解:AB、沿水平方向運動的滑板車,當我們不再蹬地,滑板車由于慣性會繼續運動,說明運動不需要力來維持,最后會停下來,是因為受到摩擦力的作用,說明力是改變了物體的運動狀態的原因,故A錯誤,B正確;
C、慣性是物體本身的一種性質,只與質量有關,與蹬力無關,故C錯誤;
D、摩擦力與壓力和接觸面的粗糙程度有關,與蹬力無關,故D錯誤.
故選B
【分析】力是改變物體運動狀態的原因;
慣性是物體本身的一種性質,只與質量有關摩擦力的影響因素是:壓力和接觸面的粗糙程度
考點三:二力平衡的條件與分析
1.圖1中,一段彈簧固定在水平桌面上(如圖1甲所示),將一個小球放在彈簧上使其處于靜止狀態(如圖1乙所示),用豎直向下的力F壓小球至圖1丙的位置,然后撤去力F,小球向上運動到A點后下落(如圖1丁所示),不計空氣阻力的影響。則從撤去力F到小球運動到A點的過程中,下列說法中正確的是( )
A.?小球一直做加速運動???????????????????????????????????????????B.?小球在A點處于靜止狀態
C.?小球離開彈簧時的速度最大????????????????????????????????D.?小球離開彈簧前,受到的合力先減小后增大
【答案】D
【解析】小球離開彈簧后受到豎直向下的重力,此時做減速運動,故A錯誤;
在A點速度為零,但是不是一直保持靜止狀態,故不是靜止狀態,B錯誤;
小球在彈簧彈力等于重力是速度達到最大,C錯誤;故D正確。
故選D
【分析】本題難度較大,需要弄清楚彈簧彈力與形變量的關系,同時要結合彈力變化和重力的關系,判斷小球速度的變化。
2.如圖所示,彈簧測力計下掛著鐵塊P,其正下方的水平地面上放著一塊條形磁鐵Q,P和Q均處于靜止狀態。已知P和Q的重力分別為G和3G,若彈簧測力計的示數為2G,則下列說法正確的是( ?)
A.?P對彈簧測力計的拉力大小為G
B.?P對Q的吸引力和地面對Q的支持力大小分別為G和2G
C.?P對Q的吸引力和Q對P的吸引力是一對平衡力,大小均為G
D.?彈簧測力計對P的拉力和Q對P的吸引力是一對平衡力,大小分別均為2G
【答案】B
【解析】(1)P對彈簧測力計的拉力大小等于P受到的力即為彈簧測力計的示數;(2)對P、Q分別受力分析,利用力的平衡條件和相互作用力得出PQ之間吸引力的大小和地面對Q的支持力的大小;(3)二力平衡條件:大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在同一個物體上;(4)相互作用力:大小相等、方向相反、作用在一條直線上、作用在兩個物體上。本題考查了平衡力的判斷,關鍵是會對P、Q進行受力分析得出各力之間的大小關系,同時要注意二力平衡力和相互作用力的區別是:是否作用在同一個物體上。
【解答】(1)P對彈簧測力計的拉力等于彈簧測力計的示數即為2G,故A不正確;(2)對P受力分析可知,受到豎直向上彈簧測力計的拉力F彈、Q對P的吸引力FQP , 豎直向下的重力G,根據力的平衡條件可得:FQP=F彈-GP=2G-G=G,∵P對Q的吸引力和Q對P的吸引力,大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,作用在兩個物體上,是一對相互作用力,故C不正確;∴FPQ=FQP=G,
對Q點受力分析可知,受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力、P對Q的吸引力,
根據力的平衡條件可得:F支持=GQ-FPQ=3G-G=2G,故B正確;(3)彈簧測力計對P的拉力和Q對P的吸引力,兩個力的大小不相等,所以不是一對平衡力,故D不正確。
故答案為:B
3.如圖所示,當右端掛5N的物體A時,物體B在水平桌面上恰好能向右做勻速直線運動,若現在要使物體B向左做勻速直線運動,則應對物體B施加的力為(??? )
A.?水平向左,5N???????B.?水平向右,5N???????C.?水平向左,10N?????D.?水平向右,10N
【答案】C
【解析】物體A水平向右運動時,在水平方向上受到物體B對物體A施加的水平向右的拉力為5N、水平向左的摩擦力作用,因物體A處于勻速直線運動狀態,則摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力與向右的拉力大小相等,為5N;
物體A水平向左運動和水平向右運動時,由于壓力不變,接觸面粗糙程度不變,物體A受到的摩擦力不變,所以物體A水平向左運動時,受到水平向右的摩擦力也是5N;
物體A水平向右勻速直線運動時,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力5N(物體B對物體A施加的)、水平向右的摩擦力5N.水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,所以水平向左的拉力=水平向右的拉力+水平向右的摩擦力=5N+5N=10N;
故選C。
【分析】注意物體運動方向改變,摩擦力方向改變。
4.甲、乙兩輛汽車在水平路面上做直線運動,速度隨時間的變化如圖所示,在水平方向上受到平衡力作用的是(  )
?
A.?甲車??????????????????????B.?乙車???????????????????????C.?兩車都是????????????????????D.?兩車都不是
【答案】B
【解析】解:(1)圖象的縱軸是速度,橫軸是時間,所以這是一個速度﹣﹣時間圖象;
(2)由圖象可知:甲車先靜止,然后的一段時間內,速度與時間成正比,做勻加速運動,受力不平衡;
乙速度保持不變,做勻速直線運動,處于平衡狀態,受平衡力作用.
故選B.
【分析】(1)明確圖象中橫縱坐標表示的物理量分別是什么,以及圖象所表示的物理意義;
(2)物體受平衡力時一定處于靜止或勻速直線運動狀態,物體處于靜止或勻速直線運動狀態時一定受到平衡力的作用.
考點四:摩擦力大小的分析和摩擦力增減的方法
1.?如圖,小華用不計重力的彈簧秤拉著一物塊以2m/s的速度在水平地面上勻速前進,彈簧秤的讀數為?________N,物塊受到的滑動摩擦力的大小為?________N;當速度增加到4m/s時,物塊受到的滑動摩擦力的大小為?________N.www-2-1-cnjy-com
?
【答案】3.6;3.6;3.6
【解析】:讀圖可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,其示數為3.6N,當拉著一物塊以2m/s的速度在水平地面上勻速前進時,此時彈簧秤的讀數為3.6N;
物塊受到的滑動摩擦力與拉力是一對平衡力,所以摩擦力為3.6N;
當速度增加到4m/s時,壓力大小和接觸面的粗糙程度不變,所以物塊受到的滑動摩擦力的大小不變,仍為3.6N.
故答案為:3.6; 3.6; 3.6.
【分析】根據二力平衡條件判斷摩擦力的大小;摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,與運動速度無關.
2.如圖所示,同一水平桌面上放有體積相同的實心長方體木塊和鐵塊各一個。現想“探究木塊和鐵塊的下表面誰更粗糙?”,小明同學設計了如下的方案:
分別用彈簧測力計沿水平方向拉著木塊和鐵塊在水平桌面上做勻速直線運動,讀出示數為F木和F鐵:
(1)若F木>F鐵則木塊的下表面比鐵塊更粗糙。小明的方案________?合理(選填:“是”或“否”)。
(2)若要正確區分木塊和鐵塊的粗糙,你的操作步驟是:第一步:________?;第二步:________?;
(3)推導結論:
①若________?,可以判定鐵塊比木塊下表面粗糙;
②若________?,可以判定木塊比鐵塊下表面粗糙;
③用彈簧測力計分別拉動木塊和鐵塊一起勻速直線運動,根據兩次測力計的示數相等,可以判定鐵塊與木塊下表面一樣光滑。
(4)拓展探究:
實驗中,小華同學將木塊沿豎直方向截去一半后,若用彈簧測力計沿水平方向拉動木塊勻速運動,測得木塊所受的滑動摩擦力變為原來一半。
由此,他得出結論:滑動摩擦力的大小隨接觸面積的減小而減小.你認為小華同學探究過程中存在的主要問題是:________?。
【答案】(1)否
(2)木塊置于鐵塊上,用彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動鐵塊,記下測力計示數F1;鐵塊置于木塊上,用彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動木塊,記下測力計示數F2
(3)F1>F2;F1<F2
(4)此次實驗沒有控制木塊對水平面的壓力相同
【解析】由于摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度都有關,根據控制變量法的思想,在研究摩擦力和粗糙程度的關系時,應控制壓力相同;已知木塊和鐵塊的體積相同,但鐵的密度要大,即鐵塊的重力大,對地面的壓力也大,顯然不符合控制變量法的要求。
摩擦力跟壓力和接觸面粗糙程度有關,木塊和鐵塊疊放在一起保持壓力一定,先木塊做接觸面,后鐵塊做接觸面,從而改變接觸面粗糙程度。
第一步:木塊置于鐵塊上,用彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動鐵塊,記下測力計示數F1;
第二步:鐵塊置于木塊上,用彈簧測力計沿水平方向勻速直線拉動木塊,記下測力計示數F2;
通過比較F1、F2的大小,來得出木塊、鐵塊哪個的下表面更加粗糙:(1)若(勻速拉動鐵塊時測力計示數大于拉木塊時測力計的示數)F1>F2;(2)若(勻速拉動木塊時測力計示數大于拉鐵塊時測力計的示數)F1<F2;
將木塊沿豎直方向截去一半后,雖然面積減小了,但是壓力也減小了,所以此次實驗沒有控制木塊對水平面的壓力相同。
【分析】在研究多變量問題時,一定要采用控制變量法
3.在“探究摩擦力的大小與什么因素有關”的實驗中,小明同學設計了如圖所示的裝置進行實驗。彈簧測力計固定在木板上,開啟電動機后,小明在4秒鐘內觀察測力計的示數變化,并繪制了如圖乙所示的圖像。
(1)木塊受到的滑動摩擦力的大小和方向分別是:??? ??????。
A.?2.3牛水平向左???????????? ????B.?2.3牛水平向右????????????????
C.?2.0牛水平向左??????????? ?????D.?2.0牛水平向右
(2)4秒鐘后,如將電動機的轉速由每分鐘20轉調至每分鐘40轉,則彈簧測力計的示數將________。 (選填“變大”、“變小”或“不變”) www.21-cn-jy.com
(3)如要探究滑動摩擦力的大小和接觸面的粗糙程度的關系時,在現有實驗的基礎上,還應增加的操作是________。
【答案】(1)C
(2)不變
(3)改變平板小車表面的粗糙程度( 或“改變木塊下表面的粗糙程度”)
【解析】把握住是否能保持正方體木塊勻速直線運動或靜止狀態,是解答此題的關鍵所在。此實驗的思路是利用二力平衡的條件,通過彈簧測力計的示數來得到摩擦力的大小,因此是否能保持正方體木塊勻速直線運動或靜止狀態是實驗是否合理的關鍵。
【解答】(1)根據圖示木塊在2s后相對于木板開始運動,受到滑動摩擦力,摩擦力與相對運動方向相反,向左,由于木塊靜止,,二力平衡,摩擦力等于拉力2N;
(2)摩擦力與壓力和木板的粗糙程度有關,故摩擦力不變,彈簧測力計的示數不變;
(3)如要探究滑動摩擦力的大小和接觸面的粗糙程度的關系,還需要改變平板小車表面的粗糙程度。
故答案為:(1)C;(2)不變;(3)改變平板小車表面的粗糙程度( 或“改變木塊下表面的粗糙程度”)。
4.如圖甲所示,彈簧測力計左端固定,木板放在水平桌面上,裝有橡皮泥的滑塊通過細線與彈簧測力計右端相連,細線與木板平行.小明同學利用此裝置,探究“滑動摩擦力大小與壓力的關系”。
(1)實驗操作如下:
①把橡皮泥粘在滑塊上,用彈簧測力計測出滑塊和橡皮泥的總重,記作G。
②將粘有橡皮泥的滑塊放到水平木板上,通過水平細繩和彈簧測力計相連。用手向右拉動木板,待彈簧測力計示數穩定后,讀出示數F。
③多次改變________,并重復步驟①②,記錄相應數據如下表所示:
次數
1
2
3
4
5
6
滑塊和橡皮泥的總重G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
彈簧測力計示數F/N
0.2
0.4
0 .6
0.8
1.0
1.2
(2)通過分析實驗數據你得出的結論是:________
(3)向右緩慢拉動木板,記下彈簧測力計讀數F1=1.5N,若向右快速拉動木板,記下此時彈簧測力計的讀數為F2,判斷F1與F2的大小關系并說明原因。________
【答案】(1)滑塊上橡皮泥的質量(或滑塊和橡皮泥的總重)
(2)當接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力也越大(滑動摩擦力與壓力成正比)
(3)相等。由于滑塊相對于地面是靜止,摩擦力與拉力是一對平衡力,而抽出木板時滑塊與木板之間為滑動摩擦,它的影響因素――壓力的大小與接觸面的粗糙程度沒發生變化,因此摩擦力不變,所以拉力不變 21世紀教育網版權所有
【解析】實驗中通過勻速拉動物體使拉力與摩擦力相等,利用二力平衡條件可得出摩擦力的大小.利用圖象中摩擦力與壓力的關系圖線,可計算二者的數量關系; 知道影響滑動摩擦力大小的因素是壓力大小和接觸面的粗糙程度,在探究時,要注意控制變量法的運用。滑動摩擦力大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,所以應測量物體對接觸面的壓力大小; 根據二力平衡的知識可知,彈簧測力計水平方向勻速拉動木塊時,彈簧測力計才能測出摩擦力的大小; 物理實驗一般要多次測量,目的有兩個:發現規律,避免結論的偶然性;將測量結果取平均值以減小誤差;分析表格中數據,得出滑動摩擦力與壓力的大小關系;
【解答】(1)探究性實驗多次測量的目的是總結規律,所以多次改變橡皮泥的重力,并重復步驟①②;
(2)根據二力平衡條件,摩擦力大小等于測力計的示數,壓力大小等于物體的重力;由表格中的數據及圖象可知:在接觸面的粗糙程度不變時,滑動摩擦力與壓力成正比;
(3)相等。由于滑塊相對于地面是靜止,摩擦力與拉力是一對平衡力,而抽出木板時滑塊與木板之間為滑動摩擦,它的影響因素――壓力的大小與接觸面的粗糙程度沒發生變化,因此摩擦力不變,所以拉力不變。
故答案為:(1)滑塊上橡皮泥的質量(或滑塊和橡皮泥的總重);(2)當接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力也越大(滑動摩擦力與壓力成正比);(3)相等。由于滑塊相對于地面是靜止,摩擦力與拉力是一對平衡力,而抽出木板時滑塊與木板之間為滑動摩擦,它的影響因素――壓力的大小與接觸面的粗糙程度沒發生變化,因此摩擦力不變,所以拉力不變。
5.2013年男子冰壺世錦賽在加拿大維多利亞進行.北京時間4月6日,中國男隊在循環賽末輪以8:5擊敗芬蘭隊,以6勝5負的成績排名第六,無緣四強.但綜合兩屆世錦賽,中國隊成功拿到2014年俄羅斯索契冬奧會門票.如圖所示是我國選手比賽時的一個場景.比賽時兩名隊員在冰壺前方“刷冰”,通過做功的方式改變冰的內能,使表面的冰熔化成薄薄的一層水,使“干”摩擦變“濕”摩擦,這樣就能減小冰壺與冰面之間的摩擦,使冰壺按照運動員預計的運動快慢和方向運動.
(1)由此我們可以聯系生活實際,為了提醒司機朋友在雨天里注意行車安全,常在高速公路旁設置“雨天路滑,減速慢行”的警示牌,這是因為雨天汽車所受的剎車阻力較________,剎車后行駛距離更________,所以要減速慢行.
(2)如果給你一塊玻璃板、水、帶鉤的小木塊和彈簧測力計,驗證“濕”摩擦力小于“干”摩擦力.請你將下面實驗補充完整. ①把小木塊放在水平玻璃板上,用彈簧測力計沿水平方向拉小木塊做________運動,讀出測力計示數F1;
②________,讀出測力計示數F2;
③若________,則“濕”摩擦力小于“干”摩擦力.
【答案】(1)小;長
(2)勻速直線;在玻璃板上蘸些水,用彈簧測力計沿水平方向拉小木塊在玻璃板做勻速直線運動;F2<F1
【解析】(1)由題干中的信息可知,高速公路的路面“濕”的時候要比“干”的時候摩擦阻力小,物體的運動狀態改變的越慢,物體運動距離越長;(2)把木塊放在水平玻璃面上,用彈簧測力計拉動木塊,使木塊進行勻速直線運動,彈簧測力計顯示拉力大小,木塊進行勻速直線運動,滑動摩擦力等于拉力;其它條件不變,改變玻璃表面的干濕程度,再測得摩擦力.比較干濕不同時摩擦力的大小. 21cnjy.com
【解答】解:(1)雨天路面變濕,汽車的摩擦阻力變小,汽車的運動狀態改變的越慢,剎車后汽車運動距離越長,容易出現交通事故,所以雨天要減速慢行;(2)A、把小木塊放在水平玻璃板上,用彈簧測力計沿水平方向拉小木塊做勻速直線運動讀出測力計示數F1 .
B、在玻璃板上蘸些水,用彈簧測力計沿水平方向拉小木塊在玻璃板上做勻速直線運動,讀出測力計示數F2 . 2-1-c-n-j-y
C、若F2<F1則濕摩擦小于干摩擦.
考點五:受力分析的綜合應用
1.如圖甲所示,小強在水平地面上用力推木箱,推力隨時間變化的圖象如圖乙所示,木箱速度隨時間變化的圖象如圖丙所示,以下對于這一過程的分析中正確的是(?? )
A.?0﹣﹣1s內木箱沒有動,所以此時不是平衡狀態
B.?1s﹣2s內木箱受到的摩擦力大小為4N
C.?如果3s后人停止用力,木箱將做勻速直線運動
D.?如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,此時的合力為2N
【答案】B
【解析】(1)由v﹣t圖象可知,0~1s內木箱靜止,處于平衡狀態;(2)由v﹣t圖象可知,2~3s內木箱運動的速度,判斷出狀態,根據二力平衡條件可知推力和摩擦力之間的關系;由F﹣t圖象可知此段時間內推力的大小即可得出受到的滑動摩擦力,由V﹣t圖象讀出木箱在1s~2s內的運動狀態,根據滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度有關,與運動的速度無關得出受到的摩擦力;(3)如果3s后人停止用力,木箱水平方向只受摩擦力阻力的作用,根據力與運動的關系可知物體的運動狀態, 如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,拉力和摩擦力的方向一致,根據二力合成可知合力的大小.2·1·c·n·j·y
【解答】解:(1)由圖丙可知,0~1s內木箱靜止,處于平衡狀態,故A錯誤;(2)由圖丙可知,在2~3s內木箱做勻速直線運動,處于平衡狀態,
由平衡條件可知,木箱受到的滑動摩擦力f=F,
由圖乙可知,在2~3s內推力F=4N,則木箱受到的滑動摩擦力f=F=4N;
由圖丙可知,木箱在1~2s內做加速運動,受到的摩擦力為滑動摩擦力,
因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關,與物體運動的速度無關,
所以,1s~2s內木箱受到的摩擦力大小為4N,故B正確;(3)如果3s后人停止用力,木箱水平方向只受摩擦力阻力的作用,左勻減速直線運動,故C錯誤;
如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,向左受到向后的摩擦力和拉力作用,合力為二者之和,即10N,故D錯誤.
故選B.
2.若小球在運動中只受恒力F的作用,則小球的運動軌跡(虛線部分)不可能的是(?? )
A.??????B.?????C.????????? ??????D.?
【答案】D
【解析】(1)力的作用效果包括:力可以改變物體的形狀,力是改變物體運動狀態.物體運動狀態的改變指的運動方向或運動速度的變化.(2)力沒有改變物體的形狀,只受一個力的作用改變原來的運動方向進行曲線運動.(3)力沒有改變物體的形狀,只受一個力的作用改變了運動速度,越來越快.(4)物體只受一個力的作用沒有改變物體的形狀,也沒有改變物體的運動速度或運動方向是不存在的.
【解答】解:
A、如圖,小球如果依靠慣性水平向右運動時,再受到一個豎直向下的力的作用,小球可以進行如圖的曲線運動.故A不符合題意.
B、如圖,小球如果依靠慣性向右下方直線運動時,再受到一個豎直向上的力的作用,小球可以進行如圖的曲線運動.故B不符合題意.
C、如圖,小球如果依靠慣性豎直向下運動時,再受到一個豎直向下的力的作用,小球進行豎直向下的加速運動.故C不符合題意.
D、如圖,小球的運動方向、運動速度都沒有改變,則應不受力或受力平衡;但小球只受到豎直向上的力的作用,這種現象是不存在的.故D符合題意.
故選D.
3.?如圖1所示,靜止在水平面上的物塊,受水平拉力F作用,F隨時間t的變化關系如圖2所示,從t=0開始,小兵每隔2s記錄的物塊位置和時刻如圖3所示,下列說法正確的是(  )
A.?0﹣4s內,物塊受到的摩擦力為4N??????????????????????B.?8﹣10s內,物塊受到的摩擦力為6N
C.?t=10s時,物塊的速度一定小于5m/s??????????????????D.?若16s時撤去F,物塊將做勻速直線運動
【答案】C
【解析】解:由圖3知,12到18s物體在相同時間內通過的路程相等,做勻速直線運動,由圖2知,此時f=F=4N;【來源:21·世紀·教育·網】
A、由圖2知,0﹣4s內,物體受到的拉力F=2N,小于滑動摩擦力,所以此時物體應處于靜止狀態,所受靜止摩擦力等于拉力等于2N,A錯誤;
B、由圖3知,8﹣10s內,物體處于運動狀態,根據影響摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N,B錯誤;
C、由圖3知,從10到12s時間內,物體的平均速度v===5m/s,而在這段時間內物體的拉力大于摩擦力,所以做加速運動,因此全程的平均速度應大于10s時的速度,C正確;
D、若16s時撤去F,物體受摩擦力的作用將做減速運動,D錯誤.
故選C.
【分析】由圖丙確定物體在不同時間段的運動狀態,根據勻速直線運動的時間段及圖2,利用二力平衡條件確定摩擦力的大小.
4.如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,其F—t和V—t圖像分別如乙、丙所示,由圖像可知,當t=1s時,物體受到的摩擦力是________?N,當t=3s時,物體受到的摩擦力是________?N。
【答案】3;5
【解析】物體在水平方向受水平的拉力F與摩擦力f作用;由圖象丙知物體在0-2s內靜止,處于平衡狀態,在4s-6s內物體做勻速直線運動,處于平衡狀態;
由圖像乙知:在t=2s時物體受的拉力F=3N,由平衡條件得:摩擦力f=F=3N;
由丙圖知在4s-6s內,物體做勻速直線運動,處于平衡狀態,由乙圖知此時拉力F′=5N,
由平衡條件得摩擦力f′=F′=5N,在t=3s時物體做加速運動,物體受到滑動摩擦力作用,
在加速度的情況下,由于滑動摩擦力與拉力大小無關,因此在t=3s時,物體受到的摩擦力為5N。
【分析】根據v-t圖像、F-t圖像,判斷出物體各段運動狀態,根據平衡狀態中二力平衡找出力的大小。
5.如圖甲所示,小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧.從小球開始下落到將彈簧壓縮最短的過程中,小球的速度在變化,不計空氣阻力,試畫出小球的速度v隨時間t變化的大致圖象,并從能量轉化或二力平衡的角度說明每一段的意義.(提示:t1表示小球剛接觸彈簧的時刻,t3表示小球壓縮彈簧至最低點)
【答案】答:小球從開始下落到最后靜止分為以下幾個階段: 小球從某高度從靜止落下到接觸彈簧的階段,由于小球只受到重力,所以小球速度越來越快;
小球接觸到彈簧后,彈簧發生形變產生彈力,隨著彈簧形變程度變大,彈力增大,直到彈力等于小球重力,此階段小球仍加速下落,增大的速度減慢,速度達到最大;
從小球受到彈力等于小球重力開始,小于受到彈力增大到大于其重力,此階段小球開始減速下降,直到彈簧壓縮最短小球速度變為0.21教育名師原創作品
由此畫出小球速度隨時間變化的大致圖象如圖所示:
【解析】【分析】小球在整個過程分成幾個階段:小球從某高度處靜止下落到接觸彈簧;從接觸到彈簧到彈簧對小球彈力等于其重力的階段;從彈力等于重力到彈力大于小球重力.由此分析解答.

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