一、初中物理力与运动的关系问题 1.下列说法正确的是( )
A.跳远运动员快速助跑后,飞身鱼跃,受惯性力的作用在空中继续前进 B.在水平道路上做匀速直线运动的汽车,受到的牵引力和阻力是一对平衡力 C.要让自行车更快的停下来,用力捏闸是通过增大压力来减小摩擦 D.拉力越大,弹簧被拉得越长,由此可知,力的作用效果只与力的大小有关 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.惯性是物体本身的一种属性,而不是力,故跳远运动员快速助跑后,飞身鱼跃,由于惯性会仍然保持运动状态,在空中继续前进,故A错误;
B.汽车在平直道路上作匀速直线运动时,是平衡状态,受力平衡,受到的牵引力和阻力,支持力和重力,两对平衡力的作用,故B正确;
C.用力捏闸,使行驶中的自行车更快停下来,这是通过增大压力增大摩擦,故C错误; D.用力拉弹簧,力度越大,弹簧就被拉得越长,说明了力的作用效果与力的大小有关,但力的三要素都能影响力的作用效果,故D错误。 故选B。 【点睛】
注意对惯性的理解,惯性是物体的基本属性,与物体的运动状态无关,与质量大小有关,且惯性不是力,不能说成:受到惯性作用,而应该描述成:具有惯性。
2.每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到我市滩涂越冬,如图所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向
A.竖直向上 C.与运动方向相同 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
B.竖直向下 D.与运动方向相反
丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,处于平衡状态,则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡力;因为重力方向始终竖直向下,故空气对它的作用力竖直向上。故选A。
3.以下说法正确的是( )
A.投篮时,篮球离手后继续飞向篮筐是因为篮球受推力的作用 B.手握水杯静止在空中,水杯只受重力、摩擦力这两个力的作用 C.太阳东升西落,说明无论以什么物体为参照物,它都是运动的 D.以卵击石,虽然卵破,但卵对石头的力与石头对卵的力大小相等 【答案】D 【解析】 【分析】
(1)惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质;
(2)对有水的水杯进行受力分析即可解答;
(3)研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同;
(4)作用力和反作用力之间的关系是:两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。 【详解】
A.篮球离开手后由于惯性会继续在向上运动,故A错误;
B.手握水杯静止在空中,则受力平衡,分析可知竖直方向上,水杯受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用,此外水平方向上,手对杯子有压力,故B错误;
C.研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,如果选择与太阳运动方向和速度都相同的物体为参照物,它就是静止的,故C错误;
D.以卵击石,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力是一对相互作用的力,大小相等,方向相反,故D正确。 故选D。
4.如图所示,木块竖立在小车上(不考虑空气阻力)。下列分析正确的是( )
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,则小车受到三个力的作用
B.若随小车一起做加速运动,当小车受到阻力而停下时,木块由于惯性将向右倾倒 C.小车启动时,木块受到的摩擦力的方向向左
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,木块相对小车没有相对运动,也没有相对运动的趋势,木块将不受摩擦力,小车也不受木块的摩擦力,因此小车受重力、地面的支持力,
拉力和地面的摩擦力,木块的压力共五个力作用, 故A错误;
B.小车突然停止运动,木块下部由于受摩擦速度减小,而木块的上部还要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒,故B正确;
C. 小车启动时,木块由于惯性,仍要保持静止,因此木块相对小车有向左的运动或向左的运动趋势,木块将受到方向向右的摩擦力,故C错误;
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力分别作用在小车和木块上,属于相互作用力,是一对作用力和反作用力,不是平衡力,故D错误。 故选B。
5.如图所示,水平传送带上的物体正在向右运动,物体速度逐渐变大,分析物体受到的力有( )
A.重力、传送带的支持力 B.重力、对传送带的压力
C.重力、传送带的支持力、向右的摩擦力 D.重力 、传送带的支持力、对传送带的压力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.如果只受重力和支持力,物体就会处于平衡状态,不会做加速运动,故A不符合题意;
BD.中对传送带的压力是物体施加的力,不是物体受到的力,故BD不合题意。 C.物体竖直方向上受重力和传送带对它的支持力的作用,且两个力平衡;水平方向上向右做加速运动,所以受到传送带对它向右的摩擦力作用,故C符合题意;
6.如图l所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示,从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是( )
A.0~4s内,物块受到的摩擦力为4N B.8~l0s内,物块受到的摩擦力为6N
C.t=l0s时,物块的速度一定小于5m/s D.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动 【答案】C 【解析】 【分析】
由图丙确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小。 【详解】
由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时f=F=4N。
A.由图2知,0~4s内,物体受到的拉力F=2N,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N,故A错误;
B.由图3知,8~10s内,物体处于运动状态,根据影响摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N,故B错误;
C.由图3知,从10到12s时间内,物体的平均速度
vs10m5m/s t2s而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s时的速度,故C正确;
D.若16s时撤去F,物体受摩擦力的作用将做减速运动,故D错误。 故选C。
7.如图是小明在玩过山车时的情景,下列对此过程中小明的状况叙述正确的是( )
A.质量不断改变 B.运动方向不变
C.受到重力的方向始终竖直向下 D.在运动中始终处于二力平衡状态 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)质量不随物体的形状、状态和位置的改变而改变;
(2)由图示分析运动方向变化情况; (3)重力的方向总是竖直向下的;
(4)只有当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力作用。 【详解】
A.因为质量不随物体的形状、状态或位置的改变而改变,故A错误; B.因为小明在做圆周运动,所以小明的方向时刻都在改变,故B错误;
C.因为重力的方向始终向下,所以运动的过程中,重力的方向始终是不变的,故C正确;
D.因为小明的运动状态不是静止状态或匀速直线运动状态,所以小明受到的力不是平衡力,故D错误。 故选C。
8.如图 所示,用 F=6N 的水平向右的拉力拉动物块 A 时,物块 B 静止不动,此时弹簧测 力计的示数为 4N,则物块 B 所受摩擦力的大小及方向为( )
A.6N,向左 【答案】B 【解析】 【详解】
以B为研究对象,B在水平方向受弹簧测力计对其向左的拉力和物体A对其向右的摩擦力作用。因为B静止,所以这两个力平衡,大小相等。所以物块 B所受摩擦力为4N,方向向右。故选B。
B.4N,向右
C.6N,向右
D.4N,向左
9.对如图所示的四个情景的说法正确的是( )
A.鞋底上都要刻上深深的花纹是为了节约材料
B.跳远运动员奋力助跑是为了增大自己的惯性
C.“头球”改变足球运动方向,说明力可以改变物体的运动状态
D.双杠运动员上杠前手涂抹镁粉是为了减小手和杠间的摩擦
【答案】C 【解析】 【分析】
增大摩擦力的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度,用滑动代替滚动等;力的作用效果:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;惯性是物体保持原有状态不变的性质,大小只和物体的质量大小有关。 【详解】
A.鞋底上都要刻上深深的花纹是为了增大摩擦力,A错误;
B.跳远运动员奋力助跑是为了利用惯性,而不是增大惯性,惯性只与物体的质量有关,质量不变,惯性不变,B错误;
C.“头球”改变了足球运动方向,说明力可以改变物体的运动状态,C正确; D.双杠运动员上杠前手涂抹镁粉是为了增大手和杠间的摩擦,D错误。 故选C。 【点睛】
关键是惯性的理解,惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态无关,与质量大小有关,且惯性不是力,不能说成:受到惯性作用,而应该描述成:具有惯性。
10.如图甲所示,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的关系如图乙所示,以下说法正确的是
甲 乙
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 B.2~4秒物体做匀速直线运动 C.2~4秒物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误;
BC. 2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,推力与摩擦力不是平衡力,故摩擦力不是3N,BC错误;
D.4~6秒时,推力F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,D正确。 故选D。
11.如图吊灯静止挂在天花板下,下列哪一对力是平衡力 ( )
A.线对灯的拉力和灯对线的拉力 C.灯对线的拉力和灯受到的重力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.线对灯的拉力和灯受到的重力 D.线对天花板拉力和灯对线拉力
A.线对灯的拉力和灯对线的拉力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故A不符合题意;
B.线对灯的拉力和灯受到的重力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上,是一对平衡力,故B符合题意;
C.灯对线的拉力和灯受到的重力作用在不同的物体上,且方向不相反,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.线对天花板拉力和灯对线拉力,作用在不同的物体上,且方向不相反,,不是一对平衡力,故D不符合题意。 故选B。
12.如图所示,王爷爷推着失去动力的汽车在平直道路上匀速前进,下列说法中正确的是( )
A.汽车对地面的压力与地面对汽车的支持力是一对平衡力 B.汽车所受的推力与地面对汽车的摩擦力是一对平衡力 C.汽车所受的重力与汽车对地面的压力是一对相互作用力 D.汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力是一对相互作用力 【答案】B 【解析】
【分析】 【详解】
A.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力作用在两个物体上,是一对相互作用力,故A错误;
B.汽车在平直的道路上做匀速直线运动,在水平方向上受到推力和摩擦力的作用,这两个力作用在同一物体上、作用在一条直线上、大小相等、方向相反,是一对平衡力;故B正确;
C.汽车所受的重力与汽车对地面的压力这两个力方向相同都向下,不是一对相互作用力,故C错误;
D.汽车对王爷爷的推力与地面对王爷爷的摩擦力大小相等、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D错误。 故选B。 【点睛】
平衡力与相互作用力的判断是个难点,平衡力是作用在一个物体上的力,而相互作用力作用于两个物体,两对力的大小都相等、方向都相反,都作用在一条直线上。
13.如图,三个相同的物体叠放在一起,当B受到5N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则( )
A.B和C之间的摩擦力0N B.A和B之间的摩擦力为0N
C.B物体所受的合力为5N,方向水平向右 D.地面对C的摩擦力为5N,方向水平向右 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.对AB整体进行受力分析,物体做匀速直线运动,则AB所受的合力为零,AB受到5N的水平向右拉力,所以受到C对AB向左的摩擦力5N,即B和C之间的摩擦力5N,故A不符合题意;
B.因为A向右匀速运动,处于平衡状态,可知A受重力和支持力两个力作用,不受摩擦力作用,故B符合题意;
C.因为物体做匀速直线运动,则B所受的合力为零,故C不符合题意;
D.对整体分析,三个物体一起向右匀速运动,受力平衡,整体受到5N的水平向右拉力,所以受到地面对整体水平向左的摩擦力5N,即地面对C的摩擦力为5N,方向水平向左,
故D不符合题意。 故选B。
14.如图所示,是南开中学教师运动会的“同心鼓”项目,这个项目要求老师们同时用力拉着鼓四周的绳子,通过有节奏的收、放绳子使鼓起伏,让球在鼓面上跳动。下列说法正确的是( )
A.球在上升过程中所受合力不为零,合力方向竖直向下 B.球上升到最高点,此时速度为零,受平衡力 C.球与鼓面撞击后向上运动,是因为球受到惯性
D.鼓悬空保持静止时,因受到多个不同方向的拉力,合力不为零 【答案】A 【解析】 【详解】
A.球在上升过程中所受合力不为零,合力方向竖直向下,A正确; B.球上升到最高点,此时速度为零,受重力的作用,不是平衡力,B错误;
C.惯性是物体本身所具有的属性,不能说球受到惯性,球与鼓面撞击后向上运动,是因为球由于惯性还会继续向上运动,C错误;
D.鼓悬空保持静止时,这时处于平衡状态,受到多个不同方向的拉力,合力为零,D错误。
15.下列说法中,正确的是( )
A.人匀速竖直向上爬杆时,手握杆的压力越大,摩擦力就越大 B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的
C.推讲台推不动时,是因为推力小于地面作用在讲台上的摩擦力 D.人走路时,受到地面对人向后的滑动摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】
A.人匀速竖直向上爬杆时,处于平衡状态,受到重力和杆对这人向上的摩擦力,这两个力是大小相等的,重力不变,则摩擦力也不变,A错误;
B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的,有这个摩擦力,皮带才能传动,B正确;
C.推讲台推不动时,这时讲台处于静止状态,受平衡力的作用,推力等于地面作用在讲台上的摩擦力,C错误;
D.人走路时,人的鞋底相对于地面有向后的运动趋势,则受到的摩擦力方向向前,D错
误。
16.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有( )
A.重力、支持力和斜向上的摩擦力 C.重力、支持力和水平向左的摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力 D.只受重力和支持力
由于小红匀速向上运动,受力平衡,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,在竖直方向上受力平衡,假设在斜向上的方向受到摩擦力作用,那么受力不平衡,不会匀速运动;同理,假设受到水平向右的摩擦力或者水平向左的摩擦力,都不会匀速运动,这与题意不符合,所以小红受到的力只有重力和支持力。 故选D。
17.如图所示,甲、乙两位同学做如图所示的“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧“拉”,若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是 ( )
A.凳子向甲方移动 C.凳子原处不动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,图示凳子下表面的粗糙程度相同,而乙端的压力大,所以乙端的摩擦力大,由于甲所受最大静摩擦力小,因此甲将容易相对长凳滑动,即甲容易被拉离,因此凳子将向右移动,即凳子向乙移动,故选B。
B.凳子向乙方移动
D.凳子向体重大的同学一方移动
18.某校八年级举行了“阳光体育”足球赛,小明观看比赛时,对比赛现象用物理知识进行了分析,其中错误的是( )
A.踢出去的足球能继续飞行是由于受到惯性的作用 B.足球在空中飞行时,它的运动状态在不断改变
C.足球在空中飞行时,若所受的力全部消失,它将继续运动 D.足球在空中飞行时,受到重力的施力物体是地球 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A.踢出去的足球能继续飞行是由于自身的惯性还会继续运动,但是不能说受到惯性的作用,惯性不是力,A错误,符合题意;
B.足球在空中飞行时,它的速度和方向都在不停地变化,即运动状态在不断改变,B正确,不合题意;
C.足球在空中飞行时,若所受的力全部消失,它将做匀速直线运动,C正确,不合题意; D.物体所受重力的施力物体是地球,足球也是,D正确,不合题意。 故选A。
19.如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,下端连接一小球。开始时小球静止在 O 点,将小球向下拉到 B 点,释放小球,已知 AO=OB,研究小球在竖直方向上的受力和运动情况,则( )
A.小球运动到O点时将停止运动并保持静止 B.小球运动到A点时将停止运动并保持静止
C.小球从B运动到O的过程中弹力大于重力、速度不断增大 D.小球从O运动到A的过程中弹力大于重力、速度不断减小 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.O点是小球在自然状态下静止时的位置,此时弹力与重力是平衡力,则小球从B点运动到O点时,速度不为0,小球由于惯性仍然向上运动,故A不符合题意;
B.O点是小球在自然状态下静止时的位置,此时弹力与重力是平衡力,小球到达A点时,处于静止状态,此时所受合力向下,所以不会保持静止状态,故B不符合题意; C.开始时小球静止在O点(弹簧原长的位置在O点的上方),说明此时小球受到向上的弹力和向下的重力大小相等;小球从B运动到O的过程中(不含O点)弹簧的形变量大于在O点的形变量,所以此过程中弹力大于重力,合力方向向上,则小球向上做加速运动,
其速度不断增大,故C符合题意;
D.在从O点运动到A点过程分为两个阶段,从O点恢复到原长过程,弹力逐渐减小方向仍向上,但合力向下,此时弹力小于重力,故减速,从原长到速度为0时,弹力逐渐增大,方向向下,故合力向下,继续减速,故D不符合题意。 故选C。
20.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.当t=2 s时,物体处于静止状态,摩擦力是0 B.当t=3 s时,物体受到的摩擦力是7 N C.4~6 s内,拉力F做的功是20 J D.2~4 s内,物体的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A.由图乙可知,当t=2 s时,物体处于静止状态,摩擦力等于拉力的大小为3N,故A错; B.当t=3 s时,物体受到的拉力的小为7N,此时物体受力不平衡,物体受到摩擦力等于5N,故B错;
C.4﹣6 s内,拉力的大小为5N,物体通过的距离为4m,拉力F做的功是20 J,故C正确;
D.2﹣4 s内,物体的速度是不断变大的,机械能增加,故D错; 应选C.
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