江西省赣州市石城二中2021-2022学年八年级下学期第一次月考物理试卷(解析版)
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.(2分)力的三要素是力的大小、力的 和力的 。
2.(2分)一切地球附近的物体都受到重力,重力的方向总是 ,重力的施力物体是 。
3.(2分)为了防止鳝鱼从手中滑脱,可以采用如下的方法:将鳝鱼裹上一层土,并且用手使劲捏住鳝鱼,这样做的原理,前者是通过增加 ,以增大摩擦;后者是增加 ,以增大摩擦。
4.(2分)如图甲所示,静止在水平面上的长方体木块,在水平推力F作用下向前移动,说明力可以改变物体的 。仅改变推力F作用的位置,如图乙所示,木块却向前倾倒,说明力的作用效果与力的 有关。
5.(2分)教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了,门没被吹开时,风吹门的力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)门受到的摩擦力,塞入硬纸片主要是通过 的方法来增大摩擦的。
6.(2分)游泳运动员在进行比赛时,用手和脚向 划水,人就会向 运动(以上均选填“前”或“后”),这是利用物体间力的作用总是 的。
7.(2分)小丽用50N的水平推力去推静止在水平地面上重为400N的箱子,没有推动,此时箱子所受到的摩擦力 50N(选填“大于”“小于”或“等于”);她又用85N的水平力推着箱子做匀速直线运动,接着她撤去推力,箱子继续向前运动了一段距离,这个过程中箱子所受的摩擦力为 N。
8.(3分)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示。在推动木板使其右端逐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程中,长木板对桌面的压力 ,压强 (填“不变”,“变大”或“变小”)。
二、选择题(本大题共6小题,9-12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)一瓶矿泉水所受的重力大小最接近( )
A.5.5N B.55N C.550N D.5500N
10.(2分)如图所示,小明给爸爸水平书桌上放了一盆仙人球美化环境,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.花盆对桌子的压力与桌子对花盆的支持力
B.桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力
C.花盆受到的重力与桌子对花盆的支持力
D.桌子受到的重力与桌子对地面的压力
11.(2分)航天员在完全失重的太空轨道舱中进行体育锻炼,下列活动中可采用的是( )
A.举哑铃 B.在跑步机上跑步
C.用弹簧拉力器健身 D.引体向上
12.(2分)如图所示,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子从立柱上下滑。已知猴子沿立柱滑下时受到摩擦力为f,则猴子下滑时立柱对地面的压力为( )
A.Mg B.Mg+f C.Mg﹣f D.Mg+mg+f
(多选)13.(3分)下列生活实例中,属于减小压强的是( )
A.将书包的背带做得较宽
B.将切菜刀磨得更锋利些
C.将铁路的钢轨铺在枕木上
D.滑雪运动员穿上滑雪板
(多选)14.(3分)如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是对平衡力
B.匀速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,细线对重物的拉力等于重物所受的重力
D.水平匀速直线飞行时,悬挂重物的细线仍保持竖直方向
三、计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)有一质量为5千克的物体,在大小为10牛的水平拉力F作用下,以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动,其s﹣t图像如图所示。求:
(1)该物体在A、B间通过的路程s。
(2)物体受到的重力。
(3)当物体受到的拉力方向不变、大小减小为8牛时,物体所受合力的大小。
16.(7分)一辆汽车自重4t,当它在水平路面上以72km/h的速度行驶时,所受阻力为自重的0.05倍,车轮与地面总接触面积为1000cm2.求:
①该汽车受到的重力大小(取g=10N/kg);
②以该速度匀速行驶时汽车的牵引力;
③以该速度匀速行驶时汽车对水平路面的压强大小(不考虑因行驶对地面压力大小的变化)。
17.(8分)如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为5千克、底面积为0.02米2,乙的质量为7.5千克。
①求甲对水平地面的压力F甲。
②求甲对水平地面的压强p甲。
③若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量△p甲为7350帕,求乙对地面的压强变化量△p乙。
四、实验探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)如图所示,该仪器是用来测量 的,该仪器的原理是 ;该仪器的分度值为 N,如图所示读数为 N;该仪器在使用前应该先 ;某一学生在使用前,指针指在0.3N的刻度上,示数为1.8N,此测量结果比真实值 (选填“偏大”或“偏小”),真实值应为 。
19.(7分)在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,小明根据生活经验提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面之间的压力有关。
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。实验过程如图。
(1)请你举一个支持猜想一的生活实例: 。
(2)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 运动。根据 原理可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(3)由 两图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
(4)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)该实验主要用到了控制变量法和 法;
(6)请指出该实验操作中存在的缺点 (写一个即可)。
20.(7分)图所示,在研究二力平衡条件的实验中:
(1)把小车放在 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,使作用在小车上两个拉力的方向 (选填“相同”或“相反”),向两端的小盘里加砝码,当两盘砝码质量 (选填“相等”或“不相等”)时,小车处于平衡状态;
(2)保持两盘砝码质量相等,把小车扭转一个角度,松手后小车 (填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 ;
(3)力的三要素完全相同的二个力 (填“是”或“不是”)平衡力,如果物体只受到这两个力作用时运动状态 (选填“不一定发生改变”“将发生改变”、“保持不变”)。
21.(7分)小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 滑下;
(2)小车进入水平面后,在运动过程中受到的一对平衡力是 ;
(3)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越 (选填“快”或“慢”);
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上 。说明运动的物体 力来维持(选填“需要”、“不需要”);
(5)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 。(填序号)
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.(2分)力的三要素是力的大小、力的 方向 和力的 作用点 。
【分析】根据对力的三要素的掌握答题。
【解答】解:力的大小、方向、作用点决定了力的作用效果,所以把力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
故答案为:方向;作用点。
【点评】本题考查了力的三要素,是一道基础题,对于基础知识,应熟练记忆。
2.(2分)一切地球附近的物体都受到重力,重力的方向总是 竖直向下的 ,重力的施力物体是 地球 。
【分析】(1)重力的方向总是竖直向下的。
(2)重力的施力物体是地球。
【解答】解:一切地球附近的物体都受到重力,重力的方向总是竖直向下的,重力的施力物体是地球。
故答案为:竖直向下的;地球。
【点评】知道重力的施力物体是地球;知道重力的方向总是竖直向下的。
3.(2分)为了防止鳝鱼从手中滑脱,可以采用如下的方法:将鳝鱼裹上一层土,并且用手使劲捏住鳝鱼,这样做的原理,前者是通过增加 接触面的粗糙程度 ,以增大摩擦;后者是增加 压力 ,以增大摩擦。
【分析】影响摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度;增大摩擦的办法有:①增大压力,②增大接触面的粗糙程度,③变滚动为滑动。
【解答】解:将鳝鱼裹上一层土,可以使接触面变得粗糙,是通过增加接触面的粗糙程度,以增大摩擦;
用手使劲捏住鳝鱼,是增加压力,以增大摩擦。
故答案为:接触面的粗糙程度;压力。
【点评】本题主要考查了影响摩擦力的因素,据此可得出增大摩擦力的方法,属基础知识的应用。
4.(2分)如图甲所示,静止在水平面上的长方体木块,在水平推力F作用下向前移动,说明力可以改变物体的 运动状态 。仅改变推力F作用的位置,如图乙所示,木块却向前倾倒,说明力的作用效果与力的 作用点 有关。
【分析】力可以改变物体的运动状态;
力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】解:用一水平推力推长方体木块的下部(如图甲),长方体木块会向前移动,说明力可以改变物体的运动状态;
用同样大小的水平推力推长方体木块的上部(如图乙),长方体木块会倾倒,与甲图比较可以说明力的作用效果与力的作用点有关。
故答案为:运动状态;作用点。
【点评】深入理解力的三要素对力的作用效果的影响,是解答此题的关键。
5.(2分)教室的门关不紧,常被风吹开,小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门就不易被风吹开了,门没被吹开时,风吹门的力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)门受到的摩擦力,塞入硬纸片主要是通过 增大压力 的方法来增大摩擦的。
【分析】物体处于平衡状态时,其受力平衡;
摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度。在门与门框之间塞入硬纸片后,门不易吹开,根据影响摩擦力大小的因素分析其实质。
【解答】解:
小明在门与门框之间塞入硬纸片后,门没被吹开处于静止状态,是因为风吹门的力等于摩擦力;
塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大,因此是通过增大压力来增大摩擦。
故答案为:等于;增大压力。
【点评】本题考查了学生对滑动摩擦力的理解,掌握增大摩擦力和较小摩擦力的方法,并能应用于实际生活。
6.(2分)游泳运动员在进行比赛时,用手和脚向 后 划水,人就会向 前 运动(以上均选填“前”或“后”),这是利用物体间力的作用总是 相互 的。
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:游泳时,手向后划水,对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水同时对手施加向前的反作用力,人就向前运动了。
故答案为:后;前;相互。
【点评】本题考查了力的作用的相互性在生活中的应用,注重了物理和生活的联系,属于基础知识的考查。
7.(2分)小丽用50N的水平推力去推静止在水平地面上重为400N的箱子,没有推动,此时箱子所受到的摩擦力 等于 50N(选填“大于”“小于”或“等于”);她又用85N的水平力推着箱子做匀速直线运动,接着她撤去推力,箱子继续向前运动了一段距离,这个过程中箱子所受的摩擦力为 85 N。
【分析】物体静止或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力,二力平衡时大小相等。
【解答】解:当箱子受50N的水平推力,箱子未动,说明箱子处于静止状态,则在水平方向上所受的推力与摩擦力相互平衡,摩擦力等于推力等于50N;
又用85N的水平力推着箱子做匀速直线运动,所以此时滑动摩擦力与推力是一对平衡力,则滑动摩擦力的大小为85N;撤去推力,箱子又前进了一段距离,由于摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力不变,接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,这一过程中箱子受到的摩擦力仍为85N。
故答案为:等于;85。
【点评】本题考查了利用二力平衡条件求摩擦力的大小,属于基础知识。
8.(3分)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平力F向右缓慢推动木板,使其右端渐渐露出桌面,如图乙所示。在推动木板使其右端逐渐离开桌面边缘至木板中心到达桌面边缘的过程中,长木板对桌面的压力 不变 ,压强 变大 (填“不变”,“变大”或“变小”)。
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化。
【解答】解:水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变;
p=,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,木板对桌面的压强p变大。
故答案为:不变;变大。
【点评】本题考查了压强大小的比较,关键是会分析向右缓慢地推木板的过程中变化的量和不变的量。
二、选择题(本大题共6小题,9-12小题,每小题只有一个正确选项,每小题2分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题2分。全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)一瓶矿泉水所受的重力大小最接近( )
A.5.5N B.55N C.550N D.5500N
【分析】此题考查对生活中常见物体重力的估测,首先估计物体的质量,然后利用G=mg得到重力,选出符合实际的选项即可。
【解答】解:一瓶矿泉水的质量约550g=0.55kg,受到的重力在G=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N左右。
故选:A。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
10.(2分)如图所示,小明给爸爸水平书桌上放了一盆仙人球美化环境,下列各对力中属于平衡力的是( )
A.花盆对桌子的压力与桌子对花盆的支持力
B.桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力
C.花盆受到的重力与桌子对花盆的支持力
D.桌子受到的重力与桌子对地面的压力
【分析】判断两个力是否是一对平衡力,要看它们是否同时满足四个条件,即:作用在同一物体上,在同一直线上,大小相等,方向相反。
【解答】解:A、花盆对桌子的压力与桌子对花盆的支持力分别作用在桌子和花盆上,两个力不在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力分别作用在地面和桌子上,两个力不在同一物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、花盆受到的重力与桌子对花盆的支持力,作用在同一物体上,在同一直线上,大小相等,方向相反,是一对平衡力,故C正确;
D、桌子受到的重力与桌子对地面的压力,两个力分别作用在桌子和地面上,且方向都竖直向下,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【点评】判断两个力是否是平衡力,两个力一定同时满足平衡力的四个条件,缺一不可。
11.(2分)航天员在完全失重的太空轨道舱中进行体育锻炼,下列活动中可采用的是( )
A.举哑铃 B.在跑步机上跑步
C.用弹簧拉力器健身 D.引体向上
【分析】根据运动时是否受到重力的影响来分析。
【解答】解:当没有重力时,人可以用很小的力举哑铃和引体向上,得不到锻炼的作用,没有重力对跑步机就没有压力,也就没有摩擦力,无法在跑步机上跑步,而不影响拉弹簧拉力器。
故选:C。
【点评】本题考查了重力对人的影响。在没有重力时,用弹簧拉力器健身时,所用的力是不变的。
12.(2分)如图所示,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子从立柱上下滑。已知猴子沿立柱滑下时受到摩擦力为f,则猴子下滑时立柱对地面的压力为( )
A.Mg B.Mg+f C.Mg﹣f D.Mg+mg+f
【分析】对立柱进行受力分析,立柱受到的重力为Mg,受到的猴子给它的摩擦力为f,两者合力为Mg+f,根据力的作用是相互的分析立柱对地面的压力。
【解答】解:对立柱进行受力分析,立柱自身质量为M,则重力为Mg,而猴子在下滑时受到的摩擦力是f,根据力的作用是相互的,则立柱受到的摩擦力也为f,而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力,则大小相等,只不过方向是相反的,猴子受到的摩擦力是向上的,立柱受到的摩擦力是向下的,则立柱受到向下的合力为Mg+f,即立柱对地面的压力也是Mg+f,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题目考查了力的合成以及力的相互作用,需要学生先对物体进行受力分析,然后利用所学知识灵活应用。
(多选)13.(3分)下列生活实例中,属于减小压强的是( )
A.将书包的背带做得较宽
B.将切菜刀磨得更锋利些
C.将铁路的钢轨铺在枕木上
D.滑雪运动员穿上滑雪板
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:
A、将书包的背带做得较宽,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,符合题意。
B、刀口磨得锋利些,是在压力一定时,减小受力面积来增大对菜的压强,容易把菜切断,不符合题意;
C、铁轨铺在枕木上,是压力一定时,增大受力面积减小对路基的压强,防止铁轨下陷,符合题意;
D、滑雪运动员穿上滑雪板,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,符合题意。
故选:ACD。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,并能在生活中加以应用,体现了理论和实践相结合,好题!
(多选)14.(3分)如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是对平衡力
B.匀速上升时,细线对重物的拉力大于重物所受的重力
C.匀速下降时,细线对重物的拉力等于重物所受的重力
D.水平匀速直线飞行时,悬挂重物的细线仍保持竖直方向
【分析】(1)物体处于平衡状态时,受到的是平衡力;
(2)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(3)从相对运动的角度可判断水平匀速飞行时细线的状态。
【解答】解:A、悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力,二力作用在不同的物体上,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、匀速上升时,重物也匀速上升,处于平衡状态,则细线对重物的拉力等于重物所受的重力,故B错误;
C、匀速下降时,重物也匀速下降,处于平衡状态,则细线对重物的拉力等于重物所受的重力,故C正确;
D、水平匀速飞行时,不计空气阻力,重物与飞机保持相对静止,所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了平衡力的辨别、平衡状态的判断等,结合物体运动的实际进行受力分析,是解答的关键。
三、计算题(本大题共3小题,第15小题7分,第16小题7分,第17小题8分,共22分)
15.(7分)有一质量为5千克的物体,在大小为10牛的水平拉力F作用下,以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动,其s﹣t图像如图所示。求:
(1)该物体在A、B间通过的路程s。
(2)物体受到的重力。
(3)当物体受到的拉力方向不变、大小减小为8牛时,物体所受合力的大小。
【分析】(1)先根据图象读出在A、B间运动的时间,然后根据速度的变形公式求出在A、B间通过的路程。
(2)利用G=mg计算物体受到的重力。
(3)滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,据此得出当拉力减小为8N时,物体受到的摩擦力大小,然后再根据同一条直线上的二力合成求出合力的大小。
【解答】解:(1)根据图象可知,物体在A、B间运动的时间为:t=5s﹣2s=3s,
由v=可得,物体在A、B间通过的路程:s=vt=2m/s×3s=6m。
(2)物体受到的重力:G=mg=5kg×9.8N/kg=49N。
(3)物体匀速直线运动,受到的摩擦力:f=F=10N,
因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以拉力减小为8N时,物体受到的摩擦力仍为10N不变,
因为此时摩擦力和拉力的方向相反,且在同一条直线上,
所以合力的大小为:F合=f﹣F=10N﹣8N=2N。
答:(1)该物体在A、B间通过的路程为6m。
(2)物体受到的重力为49N。
(3)当物体受到的拉力方向不变、大小减小为8牛时,物体所受合力的大小为2N。
【点评】本题考查了速度公式、重力公式、二力平衡条件、影响摩擦力大小的因素和力的合成,要注意拉力变化时物体受到的滑动摩擦力的大小不变。
16.(7分)一辆汽车自重4t,当它在水平路面上以72km/h的速度行驶时,所受阻力为自重的0.05倍,车轮与地面总接触面积为1000cm2.求:
①该汽车受到的重力大小(取g=10N/kg);
②以该速度匀速行驶时汽车的牵引力;
③以该速度匀速行驶时汽车对水平路面的压强大小(不考虑因行驶对地面压力大小的变化)。
【分析】(1)知道汽车的质量,利用G=mg求该汽车受到的重力大小;
(2)利用f=0.05G求汽车匀速行驶时所受的阻力;汽车在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,据此求牵引力;
(3)汽车匀速行驶时对水平路面的压力等于自身的重力,又知道车轮与地面的总接触面积,即受力面积,利用p=求对地面的压强。
【解答】解:
(1)汽车的质量m=4t=4000kg,
该汽车受到的重力:
G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N;
(2)汽车匀速行驶时所受的阻力:
f=0.05G=0.05×4×104N=2000N,
由于汽车在水平路面上匀速行驶,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,
则汽车的牵引力:F=f=2000N;
(3)汽车匀速行驶时对水平路面的压力:
F压=G=4×104N,
受力面积S=1000cm2=0.1m2,
汽车对地面的压强:
p===4×105Pa。
答:①该汽车受到的重力大小为4×104N;
②以该速度匀速行驶时汽车的牵引力为2000N;
③以该速度匀速行驶时汽车对水平路面的压强大小为4×105Pa。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式以及二力平衡条件的应用,要知道:汽车匀速行驶时对水平路面的压力等于自身的重力。
17.(8分)如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,甲的质量为5千克、底面积为0.02米2,乙的质量为7.5千克。
①求甲对水平地面的压力F甲。
②求甲对水平地面的压强p甲。
③若将它们顺时针旋转90°,此时甲对地面的压强变化量△p甲为7350帕,求乙对地面的压强变化量△p乙。
【分析】(1)放在水平地面上的物体,其对地面的压力等于自身重力;
(2)根据压强公式p=即可求出甲对水平地面的压强;
(3)根据密度公式ρ=可知,体积一定是,物体的密度之比等于质量之比;对于规则物体,其对地面的压强也可以用液体压强公式计算,根据p=ρ物gh可知,当h相同时,物体对地面的压强之比等于物体的密度之比。
【解答】解:
①甲对水平地面的压力F甲为:
F甲=G甲=m甲g=5kg×10N/kg=50N;
②甲对水平地面的压强p甲为:
p甲===2.5×103pa;
③由于V甲=V乙,
所以甲、乙两物体的密度之比为:
ρ甲:ρ乙=:=m甲:m乙=5kg:7.5kg=2:3,
对于规则物体,其对地面的压强也可以用液体压强公式计算,
故由液体压强公式=ρ物gh可知:
△p甲:△p乙=ρ甲g△h:ρ乙g△h=ρ甲:ρ乙=2:3,
所以为乙对地面的压强变化量△p乙:△p乙=1.5△p甲=1.5×7350pa=11025pa。
答:
①甲对水平地面的压力F甲为50N;
②求甲对水平地面的压强p甲为2.5×103pa;
③乙对地面的压强变化量△p乙是11025pa。
【点评】本题主要考查压强公式和液体压强公式的应用,需要注意的是对于规则固体来说,其对地面的压强也可以用液体压强公式计算。
四、实验探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.(7分)如图所示,该仪器是用来测量 力 的,该仪器的原理是 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大 ;该仪器的分度值为 0.2 N,如图所示读数为 3.4 N;该仪器在使用前应该先 调零 ;某一学生在使用前,指针指在0.3N的刻度上,示数为1.8N,此测量结果比真实值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”),真实值应为 1.5N 。
【分析】弹簧测力计是测量力的工具,原理是在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大;
使用弹簧测力计之前,要先明确弹簧测力计的量程和分度值,再根据指针位置读数;
弹簧测力计使用前先调零,指针不在0刻度线测量结果不准确,根据指针位置分析作答。
【解答】解:由图可知,测量仪器是弹簧测力计,是用来测量力的,原理是在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大;
由图可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为3.4N;
弹簧测力计在使用前应先调零;在使用前,指针指在0.3N的刻度上,示数为1.8N,此测量结果比真实值偏大真实值应为1.8N﹣0.3N=1.5N。
故答案为:力;在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越大;0.2;3.4;偏大;1.5N。
【点评】本题考查了弹簧测力计的使用,属于基础知识。
19.(7分)在研究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,小明根据生活经验提出了如下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面之间的压力有关。
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。实验过程如图。
(1)请你举一个支持猜想一的生活实例: 自行车捏闸刹车时是通过增大压力来增大摩擦力 。
(2)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做 匀速直线 运动。根据 二力平衡 原理可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(3)由 甲、乙 两图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
(4)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)该实验主要用到了控制变量法和 转换 法;
(6)请指出该实验操作中存在的缺点 固定弹簧测力计不动而拉动木块 (写一个即可)。
【分析】(1)自行车捏闸刹车时是通过增大压力来增大摩擦力;
(2)实验中研究的是木块受到的滑动摩擦力的大小,弹簧测力计测量的是木块受到的拉力,只有木块做匀速直线运动时拉力的大小才等于摩擦力;
(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)根据木块做匀速直线运动分析所受滑动摩擦力;
(5)实验主要用到的方法有控制变量法和转换法;
(6)实验的思路是利用二力平衡的条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小,因此是否能保持正方体木块匀速直线运动或静止状态是实验是否合理的关键。
【解答】解:
(1)自行车捏闸刹车时是通过增大压力来增大摩擦力;
(2)用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时,木块做匀速直线运动受到的力是平衡力,根据二力平衡的知识,此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小;
(3)探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小不变,只改变接触面的粗糙程度,故由甲、乙两图可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系;
(4)若乙装置中,木块在运动过程中突然增大拉力,因影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度都不变,故滑动摩擦力将不变;
(5)该实验主要用到了控制变量法和转换法;
(6)根据二力平衡的知识可知,要让木块在水平板面上做匀速直线运动,只有这样才可以测出摩擦力;由于在拖动正方体木块时,很难让木块保持匀速直线运动状态,才导致了弹簧测力计的示数不稳定。
故答案为:(1)自行车捏闸刹车时是通过增大压力来增大摩擦力;(2)匀速直线;二力平衡;(3)甲、乙;(4)不变;(5)转换法;(6)固定弹簧测力计不动而拉动木块。
【点评】本题是“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验,考查了控制变量法在实验中的应用,以及摩擦力大小的测量和对实验方案的评估及改进,综合性较强。
20.(7分)图所示,在研究二力平衡条件的实验中:
(1)把小车放在 光滑 (选填“光滑”或“粗糙”)的水平桌面上,使作用在小车上两个拉力的方向 相反 (选填“相同”或“相反”),向两端的小盘里加砝码,当两盘砝码质量 相等 (选填“相等”或“不相等”)时,小车处于平衡状态;
(2)保持两盘砝码质量相等,把小车扭转一个角度,松手后小车 不能 (填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是探究 二个力不在同一条直线上时,二力是否平衡 ;
(3)力的三要素完全相同的二个力 不是 (填“是”或“不是”)平衡力,如果物体只受到这两个力作用时运动状态 将发生改变 (选填“不一定发生改变”“将发生改变”、“保持不变”)。
【分析】(1)实验中,要尽量减小摩擦力对实验的影响;
(2)二力平衡条件:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
【解答】解:(1)为减小摩擦力对实验的影响,应把小车放在光滑的水平桌面上;一对平衡力的大小相等,方向相反,当两盘砝码的质量相等时,小车就保持静止;
(2)保持两盘砝码质量相等,把小车扭转一个角度,松手后小车不能平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究二个力不在同一条直线上时,二力是否平衡;
(3)力的三要素完全相同的二个力方向相同,故不是一对平衡力,如果物体只受到这两个力作用时,物体受力不平衡,运动状态将发生改变。
故答案为:(1)光滑;相反;相等;(2)不能;二个力不在同一条直线上时,二力是否平衡;(3)不是;将发生改变。
【点评】本题是“探究二力平衡的条件”的实验,要熟练掌握二力平衡条件和探究二力大小和方向关系的方法。
21.(7分)小华为探究“运动与力的关系”,设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上,观察小车在水平面上滑行的距离。
(1)为了使小车滑到水平面时的初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的 同一高度 滑下;
(2)小车进入水平面后,在运动过程中受到的一对平衡力是 小车的重力和水平面对小车的支持力 ;
(3)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,说明小车运动的速度改变得越 慢 (选填“快”或“慢”);
(4)伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步推测:如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上 匀速直线运动 。说明运动的物体 不需要 力来维持(选填“需要”、“不需要”);
(5)牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律 C 。(填序号)
A.能用实验直接验证
B.不能用实验直接验证,所以不能确定这个定律是否正确
C.是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的
【分析】(1)在实验中,为使小车到达水平面时具有相同的初速度,应让小车从斜面的同一高度由静止滑下,这用到了控制变量法;
(2)小车在水平面上运动时做减速运动,水平方向上受力不平衡,只有在竖直方向上受的重力和支持力是一对平衡力;
(3)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;
(4)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,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因;
(5)牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步推理概括出来的,不能用实验来验证。
【解答】解:(1)让小车从同一斜面的同一高度滑下,可以使小车滑到水平面时的初速度相同;
(2)小车在竖直方向受到的两个力即重力和支持力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,是一对平衡力;
(3)阻力越小,小车滑行的时间越长,滑行的距离就越远,说明小车的速度改变得越慢;
(4)如果水平面光滑,小车在运动时不受阻力,小车的运动状态不会变化,将在水平面上做匀速直线运动;
运动的小车在不受外力作用时,将做匀速直线运动,故运动不需要力维持;
(5)牛顿第一定律中不受外力作用无法在实验中实现,只能在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理概括得出的,故选C。
故答案为:(1)同一高度;(2)小车的重力和水平面对小车的支持力;(3)慢;(4)匀速直线运动;不需要;(5)C。
【点评】本实验主要是研究了运动和力的关系,明确实验的条件与过程,再经过科学推理得出最终的结论,也就能够很好的理解运动和力的关系了。
