一、初中物理力与运动的关系问题
1.小轩与爸爸乘火车去旅游时,用新买的数码相机拍下了许多珍贵的照片:如下图甲乙丙所示为车厢内桌面上塑料杯瞬间的不同状态,则下列关于火车运动状态的判断正确的是
A.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向左减速 B.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向右加速,丙图中火车突然向左加速 C.甲图中火车在减速运动,乙图中火车突然向左减速,丙图中火车突然向右加速 D.甲图中火车在加速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然向右减速 【答案】A 【解析】
甲图中,物体相对于桌面的位置没有发生改变,因此它们的运动状态是相同的,说明此时火车在匀速运动;
乙图中,物体向右倾倒,说明火车突然向左加速(或向右减速),因为,火车突然向左加速时,塑料杯的下部由于摩擦也随着加速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向右倾倒;火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释;
丙图中,物体右左倾倒,说明火车突然向左减速(或向右加速),因为,火车突然向左减速时,塑料杯的下部由于摩擦也随着减速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向左倾倒;火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释.
综上所述,甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速(或向右减速),丙图中火车突然向左减速(或向右加速),只有选项A符合题意. 故选A.
2.一个文具袋静止在水平桌面上,下列说法正确的是( ) A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力是一对相互作用力 B.桌子受到的重力和文具袋对桌子的压力是一对相互作用力 C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力是一对平衡力 D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力方向相同,不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.桌子受到的重力和文具袋对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力,且大小不相等,
不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力均作用在文具袋上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,故C正确;
D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是作用在不同的物体上的两个力,不符合二力平衡的条件,所以不是一对平衡力,故D错误。 故选C。
3.如图所示,木块竖立在小车上,随小车一起以相同的速度在水平地面上向右做匀速直线运动,不考虑空气阻力,下列说法中正确的是
A.如果小车突然停止运动,木块将向左倾倒 B.木块对小车的压力与木块受到的重力是一对平衡力 C.小车对木块的支持力与木块受到的重力是一对平衡力 D.木块对小车的压力与地面对小车的支持力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】 【详解】
A.如果小车突然停止,木块下部由于摩擦速度减小,而木块上部由于惯性会仍然保持原来的运动状态向右运动,所以会向右倾倒,故A错误;
B.木块对小车的压力与木块受到的重力,二力方向相同,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.小车对木块的支持力与木块受到的重力大小相等、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;
D.木块对小车的压力与地面对小车的支持力大小不相等,方向相反,在同一直线上,作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
4.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;
5.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
6.关于牛顿第一定律说法正确的是( ) A.牛顿第一定律是科学家牛顿通过实验得到的结论 B.运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性
C.行驶的汽车关闭发动机后,由于惯性还能继续向前行驶 D.地球上物体有惯性,到了太空没有惯性 【答案】C 【解析】 【详解】
A.牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,A错误; B.运动的物体有惯性,静止的物体同样有惯性,B错误;
C.汽车关闭发动机后,由于惯性保持原来的运动状态,还能继续向前行驶,C正确; D.惯性的大小仅仅与物体的质量有关,惯性与所处的位置无关,地球上物体有惯性,到了太空一样有惯性,D错误。
7.一辆卡车在水平路面上匀速行驶,下列选项中的两个力属于平衡力的是( ) A.卡车所受的重力和地面对卡车的支持力
B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力 C.卡车对地面的压力和路面对卡车的支持力 D.地面对卡车的摩擦力和卡车对地面的摩擦力 【答案】A 【解析】 【分析】
平衡力的条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 【详解】
A.卡车静止,卡车所受的重力和地面对卡车的支持力是平衡力关系,故A正确; B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力,没有作用在同一物体上,不是平衡力,故B错误;
C.卡车对地面的压力和路面对卡车的支持力,分别作用在相互作用的两个物体上,是一对相互作用力,故C错误;
D.地面对卡车的摩擦力和卡车对地面的摩擦力,是一对相互作用力,故D错误。 故选A。
8.下列现象中,不能应用惯性解释的是( ) A.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来 B.人走路被石头绊一下,身体向前倾斜 C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来
D.锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上 【答案】C 【解析】 【详解】
ABD.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来;人走路被石头绊一下,身体向前倾斜;锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上,这些现象都是物体要保持原来运动状态而作出的反应,这种属性叫做惯性。故ABD不符合题意;
C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来,说明摩擦力改变了物体的运动状态。故C符合题意。
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。
11.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。
12.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.
13.将一轻质弹簧固定在水平桌面上,在上面放置一个小钢球,静止时弹簧长度为L,如图甲所示;再用手向下压到一定程度,如图乙所示;释放后钢球运动到距离水平桌面2L处,如图丙所示。对钢球分析不 正确的是( )
A.甲图中,钢球一定受平衡力作用 B.丙图中,弹簧一定不存在弹性势能
C.从乙图到丙图过程中,弹簧的机械能一定改变 D.钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少 【答案】B 【解析】 【详解】
A.甲图中,钢球静止时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用。故A 正确,不符合题意;
B.丙图中,弹簧发生了弹性形变,所以弹簧一定存在弹性势能。故B错误,符合题意; C.从乙图到丙图过程中,弹簧的弹性形变变小,弹性势能转化为钢球的机械能,所以机械能一定改变。故C正确,不符合题意;
D.用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,开始阶段,弹簧的弹力大于重物的重力,其合力方向竖直向上,重物向上做加速运动;当弹簧的弹力小于重物的重力时,合力竖直向下,而速度竖直向上,重物做减速运动。所以钢球上升但没有离开弹簧之前运
动速度先变大后减少。故D正确,不符合题意。
14.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;
15.如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图象如图乙所示,木箱速度随时间变化的图象如图丙所示,以下对于这一过程的分析中正确的是( )
A.0﹣1s内木箱没有动,所以此时不是平衡状态 B.1s﹣2s内木箱受到的摩擦力大小为4N C.如果3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
D.如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,此时物体立刻向左加速运动 【答案】B 【解析】 【详解】
A. 0﹣1s内木箱没有动,木箱处于静止状态,静止也属于平衡状态,选项A说法错误; B.摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,在2s—3s内,木箱处于匀速直线运动,此时推力等于摩擦力,即摩擦力大小为4N,所以1s﹣2s内木箱受到的摩擦力大小为4N,选项B说法正确;
C.如果3s后人停止用力,木箱在水平方向上只受到摩擦力,将不再受平衡力作用,力是改变物体运动状态的原因,故木箱将不做匀速直线运动,选项C说法错误;
D.如果3s后人突然用6N的力往回拉箱子,由于惯性,物体先做向右的减速运动,速度为零后做向左加速运动,选项D说法错误。 故选B。
16.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
17.如图所示,一个物体静止在固定的斜面上,受到重力G斜面对它的支持力F与摩擦力f的作用,下列说法正确的是( )
A.重力G和支持力F是一对平衡力
B.物体不下滑,说明摩擦力f的大小大于重力G的大小 C.支持力F与摩擦力f的合力方向竖直向上
D.斜面受到物体的作用力的合力方向垂直于斜面 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.重力G和支持力F大小不相等,方向不相反,而且不共线,不满足二力平衡的条件,故A错误;
BC.物体在3个力作用下处于静止状态,合力为0,所以支持力F和静摩擦力f的合力一定与重力等值、反向、共线,所以摩擦力f小于重力G的大小,支持力F与摩擦力f的合力方向竖直向上,故B错误,C正确;
D.斜面受到物体的压力和摩擦力作用,这两个力的合力方向是竖直向下的,故D错误。 故选C。
18.如图所示,在大小为14N的水平拉力F的作用下,木板A沿水平地面向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,弹簧测力计示数为4N。 则( )
A.木板A所受的合力一定为零
B.物体B对木板A的摩擦力的方向水平向右 C.物体B对木板A的摩擦力的大小为10N
D.地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
BC.物体B在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和摩擦力的作用处于静止状态,由二力平衡可得,摩擦力与拉力大小相等,方向相反,所以摩擦力大小为4N,方向水平向右。根据力的作用是相互的,B给A一个向左的摩擦力,大小为4N,故BC不符合题意; A.木板A沿水平地面向右运动,水平方向受到物体B对木板A的摩擦力的大小为4N,方向向左;水平拉力F,大小为10N,方向向右。因为木板A的运动状态未知,所以木板A的受力情况不能确定,即木板A所受的合力可能为零,故A不符合题意;
D.B对木板A的压力小于木板A对地面的压力,但B与木板A的接触面材料与地面与木板A的接触面材料不同,所以不能确定地面对木板的摩擦力与物体B对木板A的摩擦力的大小情况,即地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力,D符合题意。 故选D。
19.如图所示,木块A的质量为m1,一端与水平细绳相连,细绳的另一端挂着质量为m2(m2<m1)的钩码 B,木块A恰好在桌面上匀速运动。若在A上再加一个质量为m的砝码,同时在B下再挂上一个质量为m的钩码,木块的速度将( )(接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比)
A.不变 C.变慢 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动,所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力。根据二力平衡的条件可知两者大小相等,即
F=f
物体对桌面的压力等于物体A的重力,即
F压=GA=m1g
物体A受到的拉力
F=GB=m2g
由于接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比,则摩擦力
f=kF压=km1g km1g= m2g
B.变快
D.由m1、m2、m的大小关系而决定
m2k= m1在A上再加一个质量为m的砝码,此时压力的大小
F压1=GA+mg=(m1+m)g
摩擦力的大小
f′=k(m1+m)g=
m2(m1+m)g m1在B下再挂上一个质量为m的钩码,拉力的大小
F′=(m2+m)g
F′- f′= f′=(m2+m)g-由于
m2<m1
所以
F′- f′=
m1m1mgm2mgm2m2(m1+m)g=(m2+m)g-(m1+m)g=
m1m1m1m1m1mgm2mg>0
m1F′>f′
木块做加速运动,木块的速度将变大。 故选B。
20.踢足球是广大青少年喜爱的运动,下列与踢球有关的说法正确的是( ) A.踢球时,脚对球施加了力,球对脚没有力的作用 B.只要脚对球施加的力大小相同,其作用效果一定相同 C.踢出去的球在空中运动的过程中,没有受到任何力的作用 D.守门员使球停下来的过程中,力改变了球的运动状态 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.物体间力的作用是相互的,所以踢球时,脚对球施加了力,球对脚也施加力的作用,选项A说法错误;
B.力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关,脚对球施加的力大小相同,其作用效果不一定相同,选项B说法错误;
C.踢出去的球在空中运动的过程中,受到重力的作用,选项C说法错误;
D.守门员使球停下来的过程中,速度大小发生了改变,故力改变了球的运动状态,选项D说法正确。 故选D。
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