15.【分析】一切物体都有惯性;根据木块具有保持原来运动状态的性质进行分析;
物体在运动过程中会受到接触面阻碍物体运动力(即阻力),一般情况下,阻力与物体运动的方向相反;根据物体相对于接触面运动的方向确定摩擦力的方向,并且根据影响摩擦力大小的因素确定摩擦力大小与弹簧测力计示数的关系。
【解答】解:木块和小车一起向右运动,当小车受到障碍物作用处于静止时,木块由于惯性还要保持原来向右的运动状态;
由于木块从A运动到B的过程是向右运动,因此木块受到的摩擦力方向向左;
当如图乙所示固定木块时,向左拉的小车,木块相对于小车向右运动,因此木块受到的摩擦力与木块的运动方向相反,即摩擦力的方向向左;又因为弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即2.6N。 故答案为:惯性;左;2.6。
【点评】本题考查了惯性的概念,并且通过惯性现象进一步理解惯性的概念;会判断摩擦力的方向,并会根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化以及计算摩擦力的大小,分析的摩擦力大小是本题的难点。
16.【分析】处于平衡状态的物体受平衡力作用,一对平衡力的大小是相等的。
【解答】解:沿水平方向用力推静止在水平地面上的桌子,但没有推动,桌子处于静止状态(平衡状态),所以桌子受到的是平衡力,此时他对桌子的推力与桌子所受到的阻力是一对平衡力,二力的大小相等。 故答案为:等于。
【点评】本题主要考查了对平衡状态的理解,知道平衡状态下物体受平衡力,难度不大。 17.【分析】同一滑块,控制物体的质量相同,惯性只与质量有关,质量相同,惯性相同,不能同时改变,高度和接触面的粗糙程度。
【解答】解:为了保证物体的质量相同,选用同一滑块,因为惯性只与物体的质量有关,因为质量相同所以惯性相同,
小军没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同。
故答案为:同一;②相同;没有把滑块放在同一位置,不能控制到达水平面时的速度相同。 【点评】本题考查阻力对物体运动的影响,采用控制变量法,难度不大。
18.【分析】(1)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的基本属性,任何物体都具有惯性;
(2)力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态;
(3)由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下的,重力的施力物体是地球。 【解答】解:
(1)在篮球比赛中,运动员跳起投篮,球离开手后,由于惯性,会继续保持向前运动的状态; (2)对方队员飞身将球抓住,球由运动变为静止,说明了力可以改变物体的运动状态; (3)重力的施力物体是地球,重力的方向总是竖直向下的。 故答案为:惯性;运动状态;地球;竖直向下。
【点评】此题借助学生打球考查了惯性、力的作用效果,同时考查了重力方向的应用等相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,在平时要养成多观察、多思考的习惯。 三.实验探究题(共3小题)
19.【分析】(1)小卡片的质量比较小,重力比较小,可以忽略卡片重力对实验的影响。 (2)为了验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”需要将卡片扭转一个角度释放; (3)两个物体接触,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;根据木块运动的趋势判断摩擦力的方向;因物体静止,受平衡力的作用。
【解答】解:(1)小卡片的质量比较小,重力比较小,可以忽略卡片重力对实验的影响。 (2)①为探究不在同一直线上的两个力是否能平衡,可用手将卡片转过一定角度,并保持两个拉力方向相反,松开手后观察小卡片能否平衡,故乙正确;
丙中虽然两个力不在同一条直线上,但没有控制两个力的方向相反,故丙错误。
②图乙实验中观察卡片逆时针转动到水平位置,重新达到甲图所示的平衡状态,由此现象可验证使物体平衡的两个力必须在同一直线上;
(3)两个物体接触,要发生或已经发生相对运动时,物体之间产生阻碍物体运动的摩擦力;根据木块运动的趋势判断摩擦力的方向;因物体静止,受平衡力的作用。
故答案为:(1)重力;(2)①A; ②卡片逆时针转动到水平位置,重新达到甲图所示的平衡状态;(3)木块受到来自桌面水平向左的摩擦力;平衡。
【点评】在该实验中,为了探究两个力是否平衡,要用到控制变量法的思路。探究其中的一个条件时,要控制其他条件相同。这也是根据实验步骤确定实验目的主要依据。
20.【分析】(1)实验中应使小车从同一高度由静止滑下,是为了使小车具有相同的初速度; (2)惯性是物体固有的属性,一切物体都有惯性;力是改变物体运动状态的原因;
(3)小车在水平面上滑动时,竖直方向上,受到重力和支持力;水平方向上,因为向右运动,所以受到水平向左的摩擦力。
(4)在速度相等时,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小越慢;假如表面绝对光滑,则小车不受摩擦阻力作用,小车将永远不停地运动下去。 【解答】解:
(1)实验中每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑,是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度;
(2)小车到达水平面后,小车由于惯性还会继续向前运动,不能立即停止;
小车最终在水平面上停下来,是因为受到摩擦力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因; (3)小车在水平面上运动时,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力的作用,三个力的作用点可画在小车的重心上,则小车受力示意图如图所示:
(4)由实验可知,平面越光滑,小车受到的阻力越小,运动距离越远,速度减小得越慢,若小车在水平面上所受的阻力为零,它的运动速度就不会变化,即它将做匀速直线运动。 故答案为:(1)相同;(2)惯性;运动状态;(3)见上图;(4)匀速。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,考查了控制变量法在实验中的应用及实验结论得出方法,要注意推理法的应用。
21.【分析】(1)根据做功的两个必要因素(作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离)即可得出答案;
(2)首先从速度图象中6~9s得出物体匀速直线运动,然后对应的从F﹣t图象中得出物体所受的推力,然后由二力平衡的条件求出滑动摩擦力的大小;
再根据滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,从而得出3~6s物体受摩擦力;(3)知道物体在6~9s末的速度和时间,利用s=vt求出物体的运动距离,根据W=Fs求出推力对物体做的功。
【解答】解:(1)由F﹣t图象可知,在0~3s内,推力F=2N,
由v﹣t图象可知,0~3s内,物体的速度为0,处于静止状态,移动的距离为0m, 所以,W=Fs=2N×0m=0J,即F对物体做的功为0J。
(2)由v﹣t图象可知,6~9s内,物体做匀速直线运动,受平衡力作用,即滑动摩擦力f=F′=4N;
由于滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,3~6s内,物体对水平地面的压力和接触面的粗糙程度均不变, 所以滑动摩擦力不变,仍为4N。
(3)6~9s内,推力F′=4N,物体的速度v=2m/s, 由v=得,物体移动的距离: s′=vt=2m/s×3s=6m, 则推力对物体做的功: W′=F′s′=4N×6m=24J。 故答案为:0;4;24。
【点评】本题考查学生对图象的认识,并能将v﹣t图象和F﹣t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。 四.计算题(共2小题)
22.【分析】(1)对物体受力分析,根据三力平衡求出支持力; (2)根据物体的状态分析。
【解答】解:(1)静止在水平地面上的物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力的作用,这三个力的合力为0,则支持力为F=G﹣F'=200N﹣50N=150N; (2)物体处于静止状态,故合力为0。
答:(1)地面对它的支持力是150N,方向竖直向上;(2)物体所受的合力为0。
【点评】本题考查了求物体受到的重力、地面的支持力,掌握质量与重力的关系、对物体正确受力分析、熟练应用平衡条件即可正确解题。
23.【分析】(1)根据图象乙知匀速上升的时间段,当电梯匀速上升时,受到平衡力的作用,由图丙读出此时拉力F,从而求得人的总质量;
(2)由乙图知,3~28s物体速度为v0,由图丙可得此过程中电梯上升高度,由速度公式计算即可;
(3)由图乙知此次运行过程的时间,由图丙可知三个阶段的电梯上升高度和拉力F,计算出缆绳做的总功,再由P=计算缆绳做功的平均功率。 【解答】解:
(1)由图乙知,3~28s电梯在匀速上升,由图丙知,此时电梯受到拉力F=2×104N, 此时电梯受到的是平衡力,所以F=G轿厢+G人,
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