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文档简介
第7讲力的概念重力
y.7.1学习提要
7.1.1力的概念
1.力的定义
力是物体对物体的作用。例如:用手压篮球时,球会凹进去,手对球有力的作用;人推着自行车前进,
人对车有力的作用。
2.力的作用效果
(1)力可以使受力的物体发生形变。如手捏面团,面团变形等。
(2)力可以改变受力物体运动的速度大小或方向。例如:足球守门员用力将球扑出去时,足球受到
守门员力的作用,其运动方向发生了改变。
3.力的三个属性
(1)力的物质性:力是施力物体对受力物体的作用,任何力都不能离开物体而单独存在。
(2)力的相互性:力是两个物体间的相互作用,受力物体在受到施力物体作用的同时,必然会给施
力物体一个反作用。施力物体和受力物体是相对而言的,施力物体同时也是受力物体。物体间的相互作用
力,即作用力与反作用力是一对同时产生、同时消失、大小相等、方向相反的力,且力的性质也相同。
(3)力的方向性:力是有方向的,比较两个力是否相同,不但要比较他们的大小,还需要比较他们
的方向是否一致。
4.力的单位
力的符号是F。在国际单位制(SI)中,力的单位是牛顿,简称牛,用N表示。
5.力的三要素及图示法
力对物体产生的作用效果与力的大小、方向和作用点有关。因此通常我们把力的大小、方向、作用点
就叫做力的三要素。
用一根带箭头的比例线段可以把力的三要素表示出来:箭头的指向表示力的方向,比例线段的长短表
示力的大小,线段的起点表示力的作用点。这就是力的图示法。例如:用3N的水平拉力F向右拉A物体,
则力F可用图7-1的图示法表示。
F=3N
——I----------1------------1
图7一1
此外,还有一种表示力的方法,叫做力的示意图,它只表示出力的方向和作用点,不严格表示力的大
小。
6.力的测量
测量力的仪器叫做测力计,常用的测力计是弹簧测力计,如图7-2所示。该测力计的
测量范围是0~5牛,最小分度是0.2牛,使用前要观察指针是否与零刻线对齐,并进行调零,
弹簧测力计是利用弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力的大小成正比的原理制成的。使用弹簧
测力计测力时,不能超出弹簧测力计的测量范围。
7.1.2重力
1.重力的概念
由于地球的吸引,而使地球表面附近的物体受到的力叫做重力,重力符号通常用G,表示地球表面附
近的物体不论是否与地球之间接触都会受到重力作用,重力的施力物体是地球。
2.重力的方向
重力的方向竖直向下,与水平面垂直,在一根线的下端悬挂重物,重物静止时总是竖直下垂的,我们
把它叫做重垂线,与重垂线平行的线和面都是竖直的,与重垂线垂直的线或面都是水平的,在生产和生活
中,我们通常用重垂线来检验一条线是否竖直或一个面是否水平。
3.重力的大小
在地球确定的位置,物体所受重力的大小与物体的质量成正比,G=mg(其中g是常数,单位是N/Kg,
读作牛每千克,一般取g为9.8N/kg)。在地球不同的位置,物体所受的重力一般不同,在两极较大,
赤道较小;在地面较大,高空较小。
4.重力的作用点
物体所受重力的作用点叫做物体的重心,形状规则,质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心。
一般情况下物体的重心不一定在物体上。
7.2难点解释
7.2.1对重力的理解
物体所受的重力是由于所在星球对它的吸引而产生的。同一物体在不同星球上受到的重力大小不同,
所以在不同星球上同一物体的质量保持不变,根据g=G/m在不同星球上g值得大小不同,其大小反映了物
体所在星球对物体吸引作用的强弱。例如,登月宇航员在月球上受到的重力大约只有在地球上的六分之一,
所以月球上的g值大约只有地球上的六分之一。
7.2.2力的分类
在生活中我们经常用“拉力、推力、动力、阻力、支持力、压力、重力、摩擦力”等名称来说常见的
力,其实这些都是按力的作用效果来命名的。在中学物理中,更多是按力的性质进行分类,常见的三类是
重力、弹力、摩擦力。
7.3.1施力物体与受力物体和力作用的相互性
例1人用力蹬地面起跳时,使人能够跳起的力的施力物体是什么?受力物体又是什么?
【点拨】人受到向上的力的作用使人跳起。
【解析】人起跳时用力蹬地面,给地面一个向下的作用力,同时地面也会给人一个向上的反作用力,
是这个反作用力使人弹起。反作用力与作用力大小相等,所以向下蹬地面的力越大,地面给人的向上的反
作用力就越大。
【答案】施力物体是地球受力物体是人。
【反思】在日常生活中,人们对力的感觉往往来自自身肌肉的紧绷或松弛,容易把常说的“用力蹬地
面跳起”理解为使人跳起的力是由人施加给地面的力。
例2游泳运动员游泳时,和之间发生了力的作用,运动员向后拨水,运动员向前游
的力是对的作用力,这个力的施力物体是,受力物体是。
【点拨】运动员受到向前的作用力。
【解析】对物体进行受力分析时,首先要明确研究对象是哪个物体。游泳时,相互作用的是运动员和
水,研究对象是运动员,当运动员向后拨水时由于力的作用是相互的,水受到运动员的作用力的同时也会
施加给运动员一个方向相反、大小相等的反作用力。水对运动员的作用力使运动员前进。
【答案】运动员,水,水,运动员,水,运动员
【反思】运动员游泳时用力是为了得到水对运动员的反作用力。
7.3.2力的作用效果
例3用力压弹簧,弹簧变短了,用力拉橡皮筋,橡皮筋伸长了,这表明。
【点拨】弹簧变短和橡皮筋变长的共同点在于“变”
【解析】用力压弹簧,弹簧变短了,用力拉橡皮筋,橡皮筋伸长,受到力的作用的物体不论变长或变
短,其共同之处是物体形状发生改变。
【答案】力能使物体发生形变。
【反思】通过分析物理现象,找出本质共同的规律(结论),并准确表达出来。
7.3.3重力的计算
例4用一个质量为200克的金属球,它在地球表面所受重力的大小为N,把它放在太空飞
船上,测得重力为0牛,此时它的质量为Kg.(g=9.8N/kg)
【点拨】注意重力与质量的区别,质量是物体的一种属性,重力是地球对物体的作用力
【解析】G=mg=0.2kgX9.8N/kg=L96N。质量是物体的属性,不随物体所处位置的变化而变化,所以
在外太空完全失重的情况下,虽然所受重力变为0,但质量不变,仍为0.2kg。
【答案】1.96,0.2
【反思】质量是物体的一种属性,不随物体的位置而改变,但重力只是星球对表面物体的一种作用力,
重力的大小与物体的位置有关。
7.3.4力的图示
例5一个重为4N的均匀金属球,放置在水平地面上静止不动,请用力的图示
法表示金属球所受重力Go
【点拨】形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在它的几何中心上;重力的
方向竖直向下;重力的大小G-4N。
G=4N
【解析】金属球所受重力的作用点是它的球心,重力的大小为4N,方向竖直向
B7-3
下,我们可以选2N作为一个比例标度。
【答案】如图7-3所示。
【反思】按合理步骤画出力的图示法。
强化训练
1、力是的作用,物体间力的作用是的。
2、一个中学生的重力约为490N,他的质量约为kg。
3、如图7-4所示的仪器是测量力的工具,叫做o它的最小分度值是
N,测量范围是No指针所指的读数是N。
4、由于而使物体受到的力叫做重力。重力的方向总是。在地球表面某一确定位置,物
体的越大,重力越大。
5、为了表示质量为1kg的物体所受的重力是9.8N,物理学中把这个意思写作,读作
6、请按力的作用效果将图7-5中的现象分成两类,并写明分类的理由。
一类为(选填(a)、(b)、或(c)),理由为
另一类为(选填(a)、(b)、或(c)),理由为
7、关于力的概念,下列说法不正确的是()
A.力是物体对物体的作用
B.没有物体,力也能够客观存在
C.一个物体受到外力作用,一定有另一个物体对它施加这种作用
D.力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的
8、下列关于力的说法中,不正确的是()
A.物体间力的作用是相互的
B.物体只有直接接触才能发生力的作用
C.只有一个物体是不会发生力的作用的
D.地球和物体相互作用时,地球是施力物体,也是受力物体
9、马拉车匀速前进时,下列说法中正确的有()
A.马拉车的力与车拉马的力大小相等B.马拉车的力大于车拉马的力
C.马拉车的力小于车拉马的力D.只存在马拉车的力,不存在车拉马的力
10、用弹簧测力计测量物体重力的大小时,以下说法中不正确的是()
A.弹簧测力计必须竖直放置
B.弹簧测力计的质量必须远远小于物体的质量
C.天平不是称量物体重力的仪器
D.物体的重力必须在弹簧测力计的测量范围之内
11、下列关于重力的说法中,正确的是()
A.重力是物体的固有属性B.重力的方向总是垂直于支持面
C.天平不是称量物体重力的仪器D.千克是重力的一种单位
12、关于重力,下列说法中正确的是()
A.只有静止的物体才受到重力
B.只有在空中运动的物体才受到重力
C.在空中运动的物体离开了地面,它不受重力
D.在地球上的任何物体均受重力,与物体和地球是否接触无关
13、关于物体的重心,下列说法中正确的是()
A.重心是物体内最重的一点
B.重心是物体各部分所受重力的合力的作用点
C.任何形状规则的物体,它的重心必在其几何中心
D.重心总是在物体上,不可能落在物体外面
14、以下物体的重力最接近1N的物体是()
A.一张100元的纸币B.一包方便面
C.一个中学生D.一辆出租车
15、踢出去的足球在空中飞行时,如忽略空气阻力,则足球()
A.只受重力作用B.只受踢力的作用
C.受重力和踢力的作用D.不受力
16、下列关于重力的说法正确的是()
A.重力就是物体对支持面的压力
B.重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向竖直向下
C.质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大
D.物体对支持面的压力一定等于物体的重力
17、重为250N的物体静止在水平地面上,请用力的图示法在图7-6中画出该物体所受的重力。
18、请用力的图示法在图7-7中画出重为8N的物体所受的重力。
19、用40N的力竖直向上提一个20N的物体,请用力的图示法在图7-8中画出该物体所受的力。
20、弹簧测力计最大能侧重49N的重物,它是否能直接测质量为6kg的物体的重力?
B卷
1、质量分布均匀的圆形薄木板,其重心_________圆形薄木板上;质量分布均匀的圆环,其重心
圆环上。(均选填“在”或“不在”)
2、学生a和b面对面地坐在相同的椅子上,如图7-9所示。一会儿,学生a用双脚推b,这时两张椅子
向相反的方向运动起来。这现象表明o
3、图7-10中(a)和(b)表示了力的某种作用效果,其中图7-10(a)主要表示力能使物体的;
图7-10(b)主要表示力能使物体的o
4、如图7-11所示,某人用大小相同的力作用于弹簧,观察比较图7-11的(a)和(b)两图,可知力的
作用效果与力的有关。
5、甲、乙两物体在地球上质量之比是3:1,则两物体的重力之比为»把两物体带到月球上,
甲、乙的重力之比是o
6、下面关于力的说法中,不正确的是()
A,力的作用可以使物体发生形变
B.力的作用可以改变物体的运动状态
C.物体在受到力作用的同时,一定会对其他物体施加力的作用
D.力不能脱离实力物体,但可以脱离受力物体独立存在
7、下列说法中正确的是()
A.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有理的作用
B.有生命的物体才会施力,无生命的物体只会受力
C.任何一个人物体,既可以是受力物体,也可以是施力物体
D.在力的图示中,不同的力可以选用不同的比例标度
8、A队和B队进行拔河比赛,A队胜出,则以下判断正确的是()
A.A队拉B队的力和B队拉A队的力大小相等
B.A队拉B队大于B队拉A队的力
C.A队拉B队小于B队拉A队的力
D.A队拉B队和B队拉A队的力相互抵消了
9、关于重力的方向,下列说法正确的是()
A.物体所受重力的方向是垂直地面向下的
B.只有在水平地面上,物体所受重力的方向是竖直向下的
C.重锤线的应用就是利用了重力的方向总是竖直向下的特点
D.踢出的足球在空中沿曲线方向运动,说明足球所受重力的方向与曲线方向有关
10、有一质量均匀分布的圆形薄板,若将其中央挖掉一个小圆,则薄板的余下部分()
A.重力减小,重心随挖掉的小圆板移走了
B.重力和重心都没改变
C.重力减小,重心的位置没有改变
D.重力减小,重心不存在了
11、随着人们生活水平的不断提高,手机已成为人们一种常用的通信工具。如图7-12所示,这只普通手
机的重力约为()
A.0.INB.1N
C.10ND.30N
12、如不计空气阻力,则抛出手的铅球在空中飞行时的受力情况是()
A.受重力和推力的作用
B.只受重力的作用
C.受重力和惯性力的作用
D.不受任何力的作用
13、在珠穆朗玛峰的山脚下和山顶上用同一弹簧测力计分别正确称量物体A和B,它们的读数相同,则A
和B的质量关系应为()
A.A物体比B物体的质量大
B.A物体比B物体的质量小
C.A物体和B物体的质量一样
D.无法确定
14、在北京和广州用同一弹簧测力计分别正确称量物体A和B,它们的读数相同。若用同一精确天平,在
广州称A物体,在北京称B物体,其结果为()
A.A物体比B物体的质量大
B.A物体比B物体的质量小
C.A物体和B物体的质量一样
D.无法确定
15、一个运动员用20N的力把一个质量为1kg的铅球向斜上方推出,若不计空气阻力,试用力的图示法在
图7-13中画出铅球离开运动员之后斜向上运动过程中受到的力。
O”
IH7-13
16、如图7-14所示,一个重为3N的小球用细绳悬挂着并处于摆动过程中某一位置,请在图7-14中画出
小球受到力的示意图。
17、给你如下器材:一个气球、一根橡皮筋、一个小铁球和一块条形磁铁。利用上述器材,可以设计多个
说明力的作用效果的小实验。请根据要求将表7-1填写完整。
表7-1
实验器材主要操作步骤及现象实验结论
一个气球用手压气球,球变形
18、若宇航员在月球上测得的一些物体的质量和对应的重力如表1-2.
我7-2
®a(kg)36912IS
1力3)4.99.814.719.621.5
根据表7-2中的数据,可得在月球上重力与质量的关系是
19、根据上题中的数据关系,你认为在月球上,公式G=mg还适用吗?请作出解释。
强化训练答案
A卷
1、物体对物体,相互
2、50
3、弹簧测力计,0.2,0~5,3.8
4、地球的吸引,竖直向下,质量
5、9.8N/kg,9.8牛每千克
6、(a)、(b);力的作用效果是改变物体的运动状态;(c);力的作用效果是使物体发生形变
7、B8、B9、A10>B11、C
12、D13、B14、B15、A16、B
17、略18、略19、略
20、不能
B卷
1、在,不在
2、物体间力的作用是相互的
3、运动方向发生变化,形状发生变化
4、方向
5、3:1,3:1
6、D7、C8、A9、C10、C
11、B12、B13、B14、B
15、略16、略
17、力可以使物体发生形变,一个小铁球,用一块条形磁铁吸小铁球使它开始运动,力可以改变物体的运
动状态
18、重力与质量成正比19、适用,g约为1.6N/kg
中考物理模拟试卷
一、单选题
1♦对下列物理量数值的估计,最接近实际的是
A•同学们使用的一本九年级物理课本的质量约300g
B•通常情况下骑行自行车的速度约为lm/s
C-让人感觉舒适而温暖的室内温度是36c
D♦一盏家用节能灯正常工作的电流为2A
【答案】A
【解析】九年级物理课本的质量大约在300g左右,故A符合实际;通常情况下人骑自行车的
速度在18km/h=18Xl/3.6m/s=5m/s左右,故B不符合实际;人体正常体温在37c左右,感
觉舒适的温度在25c左右,故C不符合实际;日光灯的额定电流在0.2A左右,家用节能灯
正常工作的电流比日光灯额定电流小得多,在0.1A左右,故D不符合实际,故选A。
2•两个质量不同的铁块和铅块,放出相同的热量后,降低到了相同的温度,则
A•质量大的金属块的比热容一定大
B•质量小的金属块的比热容一定大
C-质量大的金属块的比热容可能大
D•两个金属块的比热容有可能相同
【答案】C
【解析】由Q=cmAt可得c=Q/mZ\t,因为金属块的质量不同,但放出的热量相同,其变化的
温度也相同,所以,质量大的金属块的比热容一定小,故B正确,故选B。
3•一平面镜如图所示放置,镜面与水平面夹角45°。一个小球沿着水平面向着镜面减速运
动,下列关于小球的像的运动描述,正确的是
45”
A•沿镜面向下减速运动
B•沿竖直向下方向减速运动
C-垂直镜面加速运动
D•垂直镜面减速运动
【答案】B
【解析】根据平面镜成像特点作出小球在平面镜中成的像如图,因为小球沿着水平面向着镜
面减速运动,即与镜面成45°角的方向,所以像点'也向着镜面减速运动,即向下运动,
NS0M=NS'0M=45°,所以与S'0与SO互相垂直,即S'沿竖直向下方向减速运动,故只有B
正确,故选B。
4•如图所示是小明看到老师拿着放大镜看自己时的情景,若放大镜镜片的焦距大约在10cm
左右,则下列说法中正确的是
A•老师看小明是倒立缩小的
B•小明距离老师在10cm以内
C-老师在镜中放大的眼睛其实在真实的眼睛后面
D•小明若戴有近视镜则不可能看到图示情景
【答案】C
【解析】当凸透镜成像时,若u<f,成正立、放大的虚像,由图知道,可知小明刚好通过透
镜能看到老师眼睛正立的虚像,所以此时老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,老师在镜中
放大的眼睛其实在真实的眼睛后面,故C正确;由于老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,
所以,无论小明是否戴有近视镜,小明都能通过透镜能看到老师眼睛正立的虚像,故D错误;
由于小明到凸透镜的距离是u>2f时,成倒立、缩小的实像,此时像距是2f>v>f,眼睛中
视网膜相当于光屏,而此时老师的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,所以老师从透镜中看不到
小明的像,故AB错误,故选C。
5•能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱.关于能源、信息和材料,下列说法正确的
是
A•太阳能是不可再生能源
B•“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C-LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
D•卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
【答案】D
【解析】可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源,故
A错误;声波和电磁波都可以传递信息,超声波和次声波都属于声波,不能在真空中传播,
而电磁波可以在真空中传播,所以,“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故B错
误;LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的,故C错误;电磁波可以在真空中
传播,故卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的,故D正确,故选D。
6•在2016年举重世锦赛上,中国选手张湘祥在男子举重62kg级的决赛中获得金牌,挺举成
绩是176kg,其中举起杠铃大约用了3s钟,杠铃在头顶停止3s不动,如图所示。若他每只
脚与地面的接触面积大约200cm2,则下列说法中错误的是
H
A•张湘祥手上涂有镁粉可以增大摩擦
B地面对张湘祥的支持力与张湘祥的重力是一对平衡力
C-张湘祥举起杠铃时对杠铃做功大约3200J
D•张湘祥举着杠铃不动时对地面的压强大约是6X104Pa
【答案】B
【解析】张湘祥手上涂有镁粉是通过增大接触面粗糙程度的方法增大摩擦,故A正确;地面
对张湘祥的支持力的大小大于张湘祥的重力大小,所以不是一对平衡力,故B错误,符合题
意;由题知道杠铃的重力是:G=mg=176kgX10N/kg=1760N,举起的高度大约是2m,所以对杠
铃做的功大约是:W=Gh=1760NX2m=3520J,与3200J较为接近,可认为近似相等,故C正确;
张湘祥举着杠铃不动时对地面的压力等于人和杠铃的总重力,即F=G总书总g=(62kg+176kg)
X10N/kg=2380N>此时对地面的压强是:p=F/S=G^/S=2380N/2X200X10V=5.95X104Pa,
近似为6XIO"Pa,故D正确,故选B。
二、多选题
7•如图所示是小亮正确地使用水银体温计测量自己的体温之后,体温计所显示的体温情况。
跟使用前相比,下列关于体温计内的水银说法不正确的是()
A-水银的内能变大B•水银的电阻变
大C-水银的密度变大D.水
银的比热容变大
【答案】CD
【解析】【详解】A、使用后水银体温计跟使用前相比,温度升高,内能变大,故A正确
B、影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积和温度,测量后,水银柱的长度增加,故
电阻变大,故B正确;
p=一
c、测温后水银质量不变,但体积增大,由V知道,水银密度变小,故C错误;
D、比热容是物质的属性,不会随着温度、体积的变化而变化,故D错误;
故选CD。
【点睛】牢记决定电阻大小的因素:即导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于
导体的材料、长度、横截面积和温度,且电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关。
8-(双选)如图所示,某人用扁担担起两筐质量为ml,m2的货物,当他的肩处于0点时,
扁担水平平衡,已知口>12,扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向0点移近相同的距
离△1,则
A•扁担左端向下倾斜
B•扁担右端向下倾斜
△I
c-要使扁担恢复水平平衡需再往某板I筐中加入货物,其质量为(m2—ml)QAI
△I
D•要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物,其质量为(m2-ml)U
【答案】AC
【解析】扁担最初平衡时满足,m.gL=m2gb,因为L〉L,所以叫<m2,若两筐的悬挂点
移动相同的距离△1,则左边变为:mlg(1,-Al)=nuglEgAl,右边变为:m2g(12-A1)
=m2gl2~m2gAl>因为mi<m2»niiAlg<m2ALg»即叫(L-Al)g>m2(12-A1)g>所
以杠杆的左端向下倾斜,故A正确,B错误;
由于皿(L-△1)g>m2(l2-Al)g)所以应往右边加入货物,使杠杆平衡,设往筐中加入
货物的质量是m»贝(Jmi(L-Al)g=(m2+mg)(12~A1),由于叫gli=m2gl2,故解得
m=(m2-m.)ZXl/L-,所以C正确,D错误,故选AC。
三、填空题
9•南美洲有一种鸟能抓住木棍打击树干发出有节奏的声音,可谓是鸟界的“打击乐高手”。
这有节奏的声音是由树干的___________产生的,并通过____________传播出去。人能区分鸟
叫声和敲击声是因为它们发出声音的不同。
【答案】振动空气音色
【解析】鸟能抓住木棍打击树干发出有节奏的声音,这个声音是由于树干振动产生的;且声
音是通过空气向外传播的;人们能辨别出鸟叫声和敲击声,是根据声音的音色来辨别的。
10•2017年5月,我国自主研制的C919大型客机在上海首飞成功。客机飞行时,以地面为
参照物,客机是______的(选填“运动”或“静止”);客机下降过程中,其重力势能
(选填“增大”、“不变"或''减小”);客机着陆后减速滑行过程中,客机轮胎表面的温
度会升高,这是通过________的方式改变其内能的。
【答案】运动减小做功;
【解析】客机飞行时,以地面为参照物,飞机的地面的位置发生了变化,所以是运动的;客
机下降过程中,高度降低,质量不变,所以其重力势能减小;着陆后减速滑行过程中,客机
轮胎表面地面发生剧烈的摩擦,摩擦生热,这是做功的方式增加物体的内能。
答案:(1).运动(2).减小(3).做功
11•如图所示,是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的
,台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球(选择“做功”或“不做功”)。
打出球的X
前进方向
碰撞/'
被打击球的
进方向
【答案】运动状态不做功
【解析】试题分析:力的作用效果是:一是可以改变物体的运动状态,二是可以使物体发生
形变。由图中的场景说明力能改变物体的运动状态。做功的两个必要因素是有力作用在物体
上,且物体在力的方向上移动一段距离。台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球没有力的
作用,故不做功。
【考点定位】力的作用效果,做功的两个必要因素。
12•如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,左端的S极正对着电磁铁。当电磁铁中的电流不
断增大时,条形磁铁向左加速运动。则电磁铁中的电流方向是从(填“从a到b”
或“从b到a”),条形磁铁在运动过程中受到的摩擦力(填“变大”、“不变”
或“变小”)。
ab
亓rIAACAATQ
/
【答案】b到a不变
【解析】由于当电磁铁中的电流不断增大时,条形磁铁向左加速运动,则说明条形磁铁受到
了向左的吸引力,根据异名磁极相互吸引知道,电磁铁的右端应为N极,左端应为S极;由
右手螺旋定则可知,右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的右端(N极),四指指向电流的
方向,所以,电磁铁中的电流方向是从b到a;因为影响摩擦力大小的因素是:压力大小和
接触面的粗糙程度,而条形磁铁在运动过程中所受压力大小和接触面的粗糙程度都没有改
变,所以条形磁铁在运动过程中受到的摩擦力保持不变。
13•在如图所示的电路中,电源电压恒为12V,定值电阻R0为50Q,滑动变阻器的最大值为
50Q,小灯泡上标有“6V”字样,不考虑灯丝电阻变化。若开关S、SI、S2都闭合,当滑片
P在b端时,电流表示数为A。若开关S闭合,SI、S2都断开,当滑动变阻器接入电
路的阻值为20c时,电流表的示数为0.4A,则小灯泡的额定电功率是_______W。
【答案】0.483.6
【解析】【详解】(1)若开关s、S「S2都闭合,定值电阻Ro与滑动变阻器R并联,当滑片
P在b端时,滑动变阻器R接入阻值最大为50Q,则通过R的电流:
U12V
L=-=——=0.24A
RR50。;
U12V
10=—=——=0.24A
通过治的电流:年500;
所以电流表示数,即干路电流为:
l=L+l=0.24A+0.24A=0.48A.
°R,
(2)若开关S闭合,,、S2都断开,L和滑动变阻器R串联,由欧姆定律可得此时滑动变阻
器两端的电压:
UD=I'R'=0.4Ax20Q=8V
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以灯泡两端的电压:
U,=U-U=12V-8V=4V
LK
可得灯泡的电阻:
UL4V
R.=—=——=10Q
Lr0.4A
则灯泡的额定功率为:
U2额(6V)T2
P额=——=——=3.6W
RL100o
【点睛】重点是欧姆定律和电功率的相关计算,注意熟练应用串、并联电路的电压和电流特
点,都是电路的最基本规律,另外把电路图读懂是关键,要清楚不同的开关闭合时电路的连
接情况。
14•研究发现,人体内部存在磁场,人体内部的磁场与人体健康密切相关。
①人体内部的磁场与地磁场相比很弱,若用磁感线描述人体内部的磁场则下列判断中
合理的是____________;
A.人体内部磁场的磁感线分布较疏
B.人体内部磁场的磁感线分布与条形磁铁相似
C.人体内部磁场的磁感线分布与地磁场相似
D.人体内部磁场的磁感线应该是闭合的
②对人体内部磁场存在的原因提出猜想并写出依据:。
【答案】AD人体有电流,电流周围存在磁场
【解析】①为了形象、准确的描述磁场,我们用一些带箭头的闭合的曲线来表示,这样的曲
线叫磁感线,所以人体内部磁场的磁感线应该是闭合的,即D正确;磁场越强,反映在磁感
线上分布较密,磁场越弱,反映在磁感线上分布较疏;人体内部的磁场与地磁场相比很弱,
若用磁感线描述人体内部的磁场和地磁场,则人体内部磁场的磁感线分布较疏,即A正确,
故选AD;
②由奥斯特实验知道,通电导体周围有磁场,所以,对人体内部磁场存在的原因提出猜想:
电流周围有磁场,人体内有电流。
四、作图题
15•如图所示,潜水员在水中A点,能看到岸边物体B的像B,,请在图中画出光路确定B,
的大致位置。
•B
水
【解析】先连接BA,与水面相交于一点,折射点应在此点的左侧,才能保证由空气射入水中
光线的折射角小于入射角,这样就可大致找到折射点,连接折射点与A并延长至B的正上方
就可以大致确定确定像B,,如图:
点睛:此题考查的是折射光路的画法,需要首先确定光从哪种介质斜射入哪种介质,根据折
射规律确定入射角与折射角的大小关系即可解决。
16•如图所示是“九品芝麻官”的不倒翁塑像,黑点表示其重心位置。当用力把不倒翁按在
图示位置松手后,不倒翁会自动恢复到原来的竖直位置。请在图中画出此时不倒翁所受重力
的示意图及其力臂L。
【解析】物体的重力G的作用点在重心,方向是竖直向下,与地面的接触点0是支点,力臂
是支点到力的作用线的距离,如图:
五、实验题
17•某小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置和情景如图所示:
(1)当蜡烛放在25cm刻度处时,移动光屏直到光屏上成清晰的像,像是____________的实像,
该成像规律在实际生活中应用是____________(照相机/投影仪/放大镜)。
(2)在蜡烛从距凸透镜45cm处以4cm/s的速度匀速移到同侧的2倍焦距的过程中,所成像移
动的平均速度____________4cm/s(>/</=)
【答案】倒立缩小照相机<
【解析】(1)由左图知道,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,且焦点到
凸透镜的距离为60cm-50cm=10cm»即该凸透镜的焦距是10cm。当蜡烛放在25cm刻度处时,
蜡烛到透镜的距离是:u=50cm-25cm=25cm,即物体在2倍焦距以外,像成在1倍焦距和2倍
焦距之间,成倒立缩小的实像,应用于照相机;
(2)因为45cm大于2f,此时像成在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像,所以当
蜡烛从距凸透镜45cm处以4cm/s的速度匀速移到同侧的2倍焦点时,则像移动的速度小于
4cm/s°
点睛:本题考查的是探究“凸透镜成像规律”的实验,解题的关键是,要熟练掌握成像特点
与物距、像距的关系。
18•如图所示是小吴做“冰的熔化”实验所画出的熔解曲线。
(1)从图像BC段可以得出的信息是:
①________;
②;
(2)从图像中BC段所对应的一2°C可以推断其原因可能是:
①________;
②;
(3)图像中AB段比CD段较为“陡峭”,说明;;这一结论在生活和生产中的应用
是________。(写出一条即可)
【答案】冰是晶体冰的熔点是-22大气压低于标准大气压冰中含有盐类物质水的比热容比冰
大用水做汽车发动机的冷却液
【解析】(1)由冰的熔化图像知道,冰在AB段是冰的升温过程,BC段保持温度不变,是冰
的熔化过程,CD段是熔化后,水的升温过程。因为熔化过程温度保持不变,所以冰是晶体;
且熔化有固定的温度,所以熔点是-2C;故从图像BC段可以得出的信息是:①冰是晶体;②
冰的熔点是-21;
(2)从图像中BC段所对应的熔点是一2C,较标准大气压下地知道,此时①大气压低于标准大
气压,或者②冰中含有盐类物质,不纯净;
(3)图像中AB段比CD段较为“陡峭”,说明吸收相同的热量,冰温度变化大,即水的比热容
比冰大,用水做汽车发动机的冷却液就是这一结论在生活和生产中的应用。
点睛:本题主要考查的是“冰的熔化”实验的熔解曲线相关的问题,考查了学生应用知识的
能力,难度不大。
19♦小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有2.5V
相同规格的小灯泡若干,两个滑动变阻器RI“IOC1A”、R2"20Q2A”,开关、导线若干。
(1)请你根据如图甲,用笔画线代替导线,将如图乙中的电路连接完整________。(要求:
滑动变阻器滑片向左移动时于灯泡变亮,且导线不交叉)
(2)闭合开关S,移动滑片P,小张发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎末偏转,电压表
有示数,则故障原因可能是____________。
A.小灯泡短路B.滑动变阻器短
路C.小灯泡断
路D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,移动滑片P,依次测得6组数据,如表一所示。其中第6次实验时电流表
表盘如图丙,此时电路中的电流为A;由表一中的数据可知,小张选用的滑动变器应
是________。(选填“R1”或“R2”)。
(4)小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻,这种数据处理方式是
(选填“合理”或“不合理”)的。
表一表二
卖会次数123456
琏次蛾123
电压U.V051.0152.02.52.8
电坦RQ51020
电潦I.A0.160200220.250.28
叁浅LA0300200.12
电阻RG3.16.88.99.7
(5)小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的5Q、
10Q、20Q的定值电阻接入原小灯泡的位置,通过实验,记录电流表示数如表二所示。他发
现通过导体的电流跟电阻不成反比,其原因可能是________。
【答案】CO.30R2不合理没有保持电阻两端的电压不变
【解析】【详解】(1)测量小灯泡电阻的实验中,滑动变阻器应按“一上一下”的原则串联
接入电路中,又因为P向左移动时灯泡变亮,说明此时电路中电流变大,变阻器连入阻值变
小,故应将其左下接线柱接入电路中;电压表需要并联在灯泡两端,因为灯泡标有2.5V,所
以电压表选用小量程,电路连接如图:
(2)闭合开关,电流表指针几乎没有偏转,灯不亮,说明电路可能断路;
电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,所以
是与电压表并联的灯泡断路了,故选C;
(3)由图丙知道电流表量程是0〜0.6A,分度值为0.02A,电流表示数为0.3A;
由于电源由两节干电池串联组成,所以电源电压为3V,第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V,
所以,滑动变阻器两端的电压是:
U'=3V-O.5V=2.5V
此时变阻器连入电路中的电阻是:
U'2.5V
R将=—=----=15.6Q>100
eI10.16A
所以小张选用的滑动变阻器应是R2;
(4)因为灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以灯泡电阻不是一个定值,取平均值没有意义,
是不合理的;
(5)由表二数据知道,每次实验中通过导体的电流与电阻的乘积是不同的,即电压不同,几,
所以没有保持电阻两端的电压不变,则通过导体的电流跟电阻不成反比。
【点睛】重点是测量小灯泡阻的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,要能根据
要求选择合适的接线柱,且闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量
程,搞清楚分度值,再进行读数。一定要注意灯丝的电阻会随温度而变化,通常金属电阻随
温度的升高而增大,所以求平均值没有意义。
六、计算题
20•快步行走是现在流行的一种健身方式,为量化健身效果,行走时人往往佩戴记录器。如
图中是小军爸爸锻炼时随时携带的计步器,由于佩戴前要提前输入锻炼者的身高和步幅,所
以小军考虑计步器应该是根据人们行走时候重心的高度变化次数来记录行走的步数。
(D小军爸爸质量是70kg,行走时重心高度会变化5cm,请你计算小军爸爸每走一步要克服重
力所做的功:(g取10N/kg)
(2)某次锻炼小军爸爸行走了1.5h,行走步数记录在图中所示的计步器上,假设其步幅为
60cm,则小军爸爸快步行走时的速度大约时多少?
(3)小军爸爸这次锻炼时克服重力做功的功率大约是多少?
(4)根据学过的物理知识,善于思考的小军认为行走时人们除了要克服重力做功外,还会因为
_________________________________________________________________消耗大量能量,所以行
走时功率会更大。
【答案】35J1.lm/s70W见解析
【解析】(1)由G=mg知道,小军爸爸的重力是:G=mg=70kgX10N/kg=700N,
又因为行走时重心高度会变化5cm,所以,小军爸爸每走一步要克服重力所做的功:
W=Gh=mgh=700N/kgX0.05m=35J
(2)由图知道行走的步数是10258>所以步行距离是:s=0.6mX10258=6154.8m,
则小军爸爸快步行走时的速度大约是:v=s/t=6154.8m/l.5X3600s^l.lm/s;
(3)根据题意,重心高度每变化5cm所用的时间是:tz=1.5X3600s/10258^0.5s,
所以锻炼时克服重力做功的功率是:P=W/t,=35J/0.5s=70W;
(4)人行走时除了要客服重力做功外,还会因为供人体各项生命活动(例如:四肢的运动要
消耗能量,身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量,心脏推动血液循环要消耗能量;人体向外散
热要消耗能量等)而消耗大量能量,即行走时功率会更大。
点睛:本题考查的是速度、重力、功和功率的计算,解题的关键是要求同学们要学会从生活
体验中理解物理知识和物理规律,并能学以致用。
21•小明同学设计了如图甲所示的汽车转向指示灯电路模型,接通相应指示灯后,指示灯会
亮、暗(微弱发光)交替闪烁发光,电路中电源电压恒为6V,R0为定值电阻,指示灯规格均为
“6V3W”,电磁铁线圈和衔铁的电阻忽略不计,指示灯的电压与电流的变化规律如表所示:
AM
0.51.2203.04.05.05.5—
电流优0.080.120.180260340.42045
(1)若让左转、右转指示灯同时工作,转向开关应与触点接通。(选填“1和2”、
“2和3”、“3和4”或“4和5”)
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时,右转指示灯两端实际电压U灯随时间t变化规律
如图乙所示,已知当右转指示灯微弱发光时,右转指示灯的功率与定值电阻R0的功率之比是
1:4)求定值电阻R0的阻值________。
(3)右转指示灯交替闪烁工作15s时,求指示灯和R0消耗的电能分别是多少?
【答案】3和4接通40Q16.44J和5.76J
【解析】【详解】(1)若让左转、右转指示灯同时工作,应让两灯并联后全部接入电路中,
故转向开关应与触点3和4接通;
(2)当转向开关与触点“2和3”接通时,右转指示灯与R。串联接入电路中,电流相同,右
转指示灯的功率与定值电阻R。的功率之比是1:4,根据P=UI可知:右转指示灯的功率与定
ULUJPL1
值电阻Ro的电压之比为:U。叼P。4.
在串联电路中电源电压等于各部分电压之和,U=UL+U0=6V,则:UL=1.2V,U°=4.8V;
由表格可知,当灯泡两端电压为1.2V时,灯泡的电流为0.12A,由欧姆定律可知Ro的阻值为:
uo4.8V
R=——=--------=40Q
0nI0.12A;
(3)由图乙可知,右转指示灯交替闪烁工作15s内,亮、暗发光的时间分别为3=5s、t2=10s;
指示灯消耗的电能分别是:
W1=Ptx=3WX5s=15J.
W2=ULlt2=1.2Vx0.12Ax10s=1.44J.
所以灯消耗的总电能为:W=WJW215J+1.44J=16.44J
灯泡正常发光时,Ro不工作,灯泡发光较暗时,尺工作,故15s内Ro工作的时间为t=10s,
则Ro消耗的电能为:
Wo=Uolt=4.8VX0.1
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