一、初中物理力与运动的关系问题
1.小强重力为G,乘坐竖直电梯上楼的过程中,电梯对小强的支持力F随时间的关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A.小强在电梯中受重力、支持力、绳子拉力3个力的作用 B.在t1到t2时间段,电梯在做匀速直线运动 C.在t2到t3时间段,小强所受合力为零
D.在整个过程中,小强相对电梯一直静止,所以小强所受合力一直为零 【答案】B 【解析】 【详解】
A.小强在电梯中受重力、支持力两个力的作用,没有受到绳子拉力,A错误; B.在t1到t2时间段,电梯对小强的支持力和小强自身受到的重力平衡,小强在做匀速直线运动,电梯也在做匀速直线运动,B正确;
C.在t2到t3时间段,小强所受的支持力小于重力,所受合力不为零,C错误; D.在整个过程中,小强相对电梯一直静止,小强所受的支持力一开始是大于重力的,后来小于重力,所受合力不是一直都为零,D错误。
2.自行车的结构及使用涉及到不少有关摩擦的知识,其中为了减小摩擦的是( ) A.车把套上制作了花纹 B.给车轴加润滑油 C.轮胎的表面做得凹凸不平
D.刹车时用力捏闸柄,增大闸皮对车圈的压力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.车把套上制作了花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A不合题意;
B.给车轴加润滑油是形成一层油膜,使接触面变光滑来减小摩擦,故B符合题意; C.轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故C不合题意;
D.刹车时用力捏刹车,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故D不合题意。 故选B。
3.狗拉着雪橇沿水平冰面做直线运动.先以速度v做匀速运动,雪橇受到的水平拉力为F1,后以速度2v做匀速运动,雪橇受到的水平拉力为F2,则( ) A.F2<F1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
无论雪橇以多大的速度匀速运动,都处于平衡状态,而其受到的拉力和摩擦力始终是平衡力,而压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,故拉力大小不变,即F2=F1,故B正确。 故选B。
B.F2=F1
C.F2=2F1
D.F2>2F1
4.实验证明物体运动时受到的阻力与物体运动的速度有关,速度越大,阻力越大,小明将一个重为G的小球竖直向上抛出,如图所示,若小球在上升过程中的甲点与下落过程中的乙点运动速度大小相同,小球在甲点受到的合力大小为F1,在乙点受到的合力大小为F2,在最高点丙受到的合力大小为F3,则F1、F2、F3的大小关系为
A.F1=F2>F3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
小球在运动过程中,受到的阻力与运动方向相反,所以上升过程中的甲点,小球受向下的重力和向下的阻力,则合力向下,且大于重力;下降过程中的乙点,小球受向下的重力和向上的阻力,则合力向下,但小于重力;在最高点丙时,速度为零,小球不受阻力,只受向下的重力,则合力等于重力;所以三个力的大小关系为是F1>F3>F2。 故选C。
B.F1>F2>F3
C.F1>F3>F2
D.F1=F3>F2
5.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
6.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上的受力和运动情况,则( )
A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大 B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小 C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止 D.小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】
(1)小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大;
(2)小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小;
(3)小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动但不会保持静止;
(4)小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的。 【详解】
A.小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大,故A正确;
B.小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小,故B错误;
C.小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动,但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止,故C错误;
D.小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的,故D错误。
故选A。
7.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.
8.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N. 同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N. 故选C.
B.0N,5N
C.5N,5N
D.5N,10N
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,在粗糙的水平面上叠放着甲、乙两个普通的长方体木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上,现在用力把乙木块从右端匀速地抽出来,所用的力F=15N,则甲、乙两个木块所受到的摩擦力是( )
A.甲为零,乙受到向左的15N的力 B.甲受到向右小于15N的力 C.甲受到向右15 N的力
D.甲、乙均受力15 N,甲受向右的力,乙受向左的力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
由题干中木块乙向右端匀速运动可以得知,木块乙处于平衡状态,故受平衡力的作用,其中在水平方向受拉力F和甲对其向左的摩擦力作用,根据二力平衡的条件可以判断,乙木块受到的摩擦力为15牛,包含地面和甲对乙的摩擦力,这两个摩擦力都小于15N,方向水平向左.甲和乙间的摩擦力为相互作用力,所以甲受到向右小于15 N的力,故B正确.
11.如图所示,一轻质弹簧(即重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。下列判断正确的是( )
A.G与F3是一对平衡力 B.G与F3是一对相互作用力 C.F1与F2是一对平衡力 D.F1与F2是一对相互作用力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
重为G小球悬挂在铁架台的水平横杆上,由图可知F 1是弹簧对小球的拉力,F2是小球对弹簧的拉力,F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力;根据平衡条件可知,重力G与F1是一对平衡力,F2和F3是一对平衡力,F 1与F2是一对相互作用力,G与F3是既不是平衡力也
不是相互作用力。故ABC错误,D正确。 故选D。
12.如图所示,用水平拉力F拉动木板在水平地面上匀速向左运动,物体A静止不动,下列关于木板对A的摩擦力及弹簧测力计的示数情况说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)( )
A.木板对A的摩擦力的方向水平向右 B.弹簧测力计的示数等于木板对A的摩擦力 C.弹簧测力计的示数大于木板对A的摩擦力 D.弹簧测力计的示数小于木板对A的摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由于物体A静止不动,木板向左运动,则木板受到的摩擦力向右,力的作用是相互的,物体A受到的摩擦力向左,A错误;
BCD.由于物体A静止不动,处于平衡状态,水平方向上只受到弹簧测力计的拉力和木板对A的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,B正确,C、D错误;
13.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。
14.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体 A 相对于地面静止,物体 B 以 0.1m/s 的速度在物
体 A 表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是( )
A.F2 的功率为 0.6W
C.地面对物体 A 的摩擦力为 2N 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.弹簧测力计读数为 9N
D.如果增大 F2,物体 A 可能向左运动
A.由图知,水平使用滑轮组,对于物体B来说n=2,拉力端移动速度
v2v物20.1m/s0.2m/s
拉力F2做功功率
P2F2v3N0.2m/s0.6W
故A正确,不符合题意;
B.不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,对于弹簧测力计来说是3股,所以弹簧测力计的示数
F3F233N9N
故B正确,不符合题意;
C.对于物体A,受到的力:B向左的摩擦力
fB2F223N6N
向右的拉力F1=4N,因为A静止,所以地面向右的摩擦力
f地fBF16N4N2N
故C正确,不符合题意;
D.如果增大F2,由于B对A压力的大小没变,接触面的粗糙程度没变,所以B对A的摩擦力不变,此时物体 A 相对于地面仍然静止,故D错误,符合题意。 故选D。
15.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
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
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
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。
16.下列关于摩擦力的说法,正确的是 A.相互接触的物体一定会产生摩擦力 B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C.发生相对运动的两个物体间一定会产生滑动摩擦力
D.一个物体对另一个物体产生摩擦力的作用,同时自身也受到摩擦力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.产生摩擦力的条件是:物体表面要粗糙,两个物体要相互接触,物体间要发生相对运动或相对运动趋势;所以,两个物体相互接触不一定会产生摩擦力,故A错误; B.摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,可能与物体的运动方向相同,可能与物体的运动方向相反,故B错误;
C.滑动摩擦力产生的条件是相互接触、相互挤压、接触面粗糙并有相对运动,所以只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力,故C错误;
D.由于物体间力的作用是相互的,当一个物体对另一个物体有摩擦力作用时,它自身也会受摩擦力的作用,故D正确。 故选D。
17.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A.金属球转动速度越大,惯性越大 B.金属球转动过程中,运动状态保持不变
C.网袋静止时,它对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对平衡力 D.网袋开始向上运动,说明所受到的拉力大于它的重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.惯性大小只与物体的质量有关,而与速度无关,故A错误; B.金属球作圆周运动,方向不断改变,所以运动状态改变,故B错误; C.网袋对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对相互作用力,故C错误; D.网袋由静止向上运动,合力向上,所以拉力大于重力,故D正确。 故选D。
18.小华在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时,用如图所示的方式拉动木块作匀速直线运动,以此测量滑动摩擦力的大小,下列对实验说法中不正确的是( )
A.本实验必须将弹簧测力计沿水平方向施力
B.此时所测摩擦力比水平匀速拉动时的摩擦力要小一些 C.测力计对木块的拉力和地面对木块的摩擦力是一对平衡力 D.若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将变大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.本实验必须将弹簧测力计沿水平方向施力,根据二力平衡,这样测力计的示数大小等于滑动摩擦力的大小,否则无法得知滑动摩擦力的大小,A正确,不合题意; B.这种情况下,接触面受到的压力较小,接触面的粗糙程度都是相同的,滑动摩擦力较小,即此时所测摩擦力比水平匀速拉动时的摩擦力要小一些,B正确,不合题意; C.从图中可以看到,测力计对木块的拉力方向斜向上,而地面对木块的摩擦力方向水平向
左,这两个力的方向不在同一条直线上,它们不是一对平衡力,C错误,符合题意; D.若在木块上再放一个砝码,这时接触面受到的压力变大,接触面的粗糙程度不变,那么木块运动时受到的滑动摩擦力将变大,D正确,不合题意。 故选C。
19.如图卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,假若卫星运动到远地点位置时所有外力消失,那么卫星将会( )
A.在远地点静止 C.落回地球 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.沿远地点切线方向做匀速直线运动 D.仍然会沿着原来的椭圆轨道匀速运行
卫星运动到远地点时,其速度不为零,方向是沿远地点切线的,所以当此时所有外力消失,卫星会保持原来的运动状态不变,即沿远地点切线方向做匀速直线运动,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。
20.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。
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