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文档简介
压轴题11运动和力力热、力电计算难点分析
N0.1
压轴题解读
1.摩擦力大小及方向分析;
2.考查简化模型、生活实际背景中各种现象的受力分析,综合考查二力平衡、摩擦力、运动状态等知识;
3.结合交通工具或大型机械,考查速度、压强、功、功率、燃料燃烧产生的热量与热值等物理量相关计算;
4.结合功率和工作时间计算用电器消耗的电能.
NO.2
压轴题密押
n解题要领归纳
一、整体法与隔离法
适用于分析多个叠加或连接物体保持平衡状态时所受的摩擦力,确定研究对象
i.整体法:把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这个整体之外的物体对这个整体的作用
力,不考虑整体内部的相互作用力(图甲)L般适用于不研究整体内部力的情况;
2.隔离法:把要分析的物体从相关整体中隔离出来,分析该物体以外的物体对该物体的每一个作用力(图乙),一
般适用于为了弄清整体内某个物体的受力情况.
水平方向水平方向
在需包址:尸罩」中九省/
图甲图乙
二、受力分析的步骤
第1步:定对象:确定研究对象,即受力物体;
第2步:看状态:若物体是静止或匀速直线运动T受平衡力;若是加速、减速状态T受非平衡力;
第3步:寻找力:按照“重力一弹力一摩擦力一其他力”的顺序分析物体受到的力;
第4步:检验:根据研究对象的运动状态和平衡力的知识来判断.
三、力热、力电的综合计算
1.热机总功:燃料燃烧释放的热量:(2放=1™]
2.机械能有用功:
牵引力做功:W,Fs;克服重力做功:W^=Gh
3.力热转化效率限o/l00%
注:若由机械能转化为热能,则机械能为总功,热能为有用功.
4.电能(总功):用电设备工作时消耗的电能:W电=UIt=Pt
5.机械能:①牵引力做的功:Wa=Fs;②克服重力做的功:WtE=Gh;功率:%=
卯机
好二X100%
6.力电转化效率:%
注:当机械能转化为电能时机械能做的功为总功.
题型密押
目录:
♦题型01力、运动和力的综合判断
♦题型02摩擦力、二力平衡
♦题型03运动和力图像题
♦题型04运动和力实验题难点
♦题型05力热、力电的综合计算
♦题型06运动和力综合信息题(综合能力题)
♦题型01力、运动和力的综合判断
1.(2023.湖北黄冈•二模)如图所示,两轻弹簧a、b悬挂一小铁球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30。角,a、
b的劲度系数分别为匕、上则两弹簧的伸长量X/与X2之比为()
【答案】C
【详解】对小球的受力分析可知,小球受重力和两个弹簧的弹力,根据力平衡知识有
A=sin300=-
42
在一定范围内,弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量成正比,所以有
F2_k2x2_1
耳勺王2
解得
益_2k2
x2k1
故c符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2023.安徽宣城.模拟预测)如图所示,光滑的两个球体直径均为d,置于一直径为D的圆桶内,且有d32d,
在桶与球接触的三点AB、C,受到的压力大小分别为FA、FB、FC,如果桶的直径增大,但仍小于2d,则FA、
FB、Fc的变化情况是()
A.0增大,不变,Fc增大B.0减小,不变,"减小
C.0减小,鼠减小,尸c增大D.0增大,反减小,"减小
【答案】A
【详解】上面球所受力如图所示:
设下面球对上面球的弹力与竖直方向的夹角为9,根据平衡力知,Fc=mgtan0,桶的直径。稍增大一些,则6增
大,tan即曾大,Fc增大;
对整体分析,受总重力和底端的支持力,两侧壁的两个弹力,底端的支持力等于总重力的大小等于民的大小,
所以FB不变;
FA与"相等,则FA也增大。故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
3.(2023・山东日照・中考真题)书法教育是对中小学生进行书法基本技能的培养和书法艺术欣赏,是传承中华民
族优秀传统文化,培养爰国情怀的重要途径。如图所示,在某次书法课上,小明同学在水平桌面上平铺一张白纸,
然后在白纸的左侧靠近边缘处放镇纸,防止书写过程中白纸在桌面上打滑。书写“一”字时,在向右行笔的过程中
镇纸和白纸都处于静止状态。则()
A.毛笔受到白纸的摩擦力的方向水平向左B.镇纸受到白纸的摩擦力的方向水平向右
C.白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向左D.白纸只受到向左的摩擦力
【答案】A
【详解】A.书写“一”字向右行笔的过程中,毛笔相对白纸向右运动,故毛笔受到白纸施加的向左的摩擦力,故
A符合题意;
B.镇纸与白纸始终处于静止状态,镇纸相对白纸没有相对运动或运动的趋势,故镇纸没有受到白纸的摩擦力的
作用,故B不符合题意;
C.毛笔受到白纸施加的向左的摩擦力,由力的相互性,白纸受到毛笔的摩擦力的方向水平向右,故C不符合题
意;
D.根据选项C可知,白纸还受到毛笔施加的向右的摩擦力的作用,故D不符合题意。
故选A。
4.(2023•江苏宿迁・中考真题)如图甲所示,重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力
的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后,滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到
风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的。.9倍,方管足够长且忽略空气
阻力。关于图乙中的滑块P,下列说法正确的是()
-—►....---►
风、Q风P
f_,0/
—"__P---->IT
p
Q
甲乙
A.滑块P受到的摩擦力等于重力B.滑块P先加速,然后匀速
C.滑块P先加速,后减速,最后静止D.滑块P的动能一直增大
【答案】D
【详解】对图甲进行受力分析,滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力,滑块
p对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力,所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力,
即4=G;其受到方管Q的摩擦力
fv=0.9F&=0.9G
又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动,故风力等于摩擦力
&-=0.9G
对图乙竖直方向上进行受力分析,其竖直方向受到竖直向下的重力,竖直向上的摩擦力。
A.图乙中,滑块P受到方管Q的摩擦力
于乙=0.9/=0.9&=0.9x0.9G=0.81G
则/N<G,故A错误;
BC.由于竖直向上的摩擦力小于竖直向下的重力,故滑块P向下做加速运动,故BC错误;
D.由于滑块P的速度一直增大,质量不变,所以动能一直增大,故D正确。
故选D。
♦题型02摩擦力、二力平衡
5.(2023•江苏镇江・中考真题)如图所示,甲和乙叠放在光滑水平桌面上,甲、乙之间的接触面粗糙,此时两者
均处于静止状态,乙和桌面足够长。快速敲击乙,乙立即水平向右做直线运动。则敲击后()
甲
II11乙
A.乙所受的重力和支持力是一对平衡力
B.乙所受的摩擦力方向水平向右
C.甲动能的变化量等于乙动能的变化量
D.甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动
【答案】D
【详解】A.乙所受的支持力等于甲乙的重力之和,因而支持力与乙的重力大小不等,不是一对平衡力,故A不
符合题意;
B.敲击后乙由于惯性会向右运动,而甲由于惯性相对于乙会向左滑,因而乙相对于甲向右运动,乙所受甲的摩
擦力方向水平向左,而桌面光滑,没有摩擦力,故B不符合题意;
C.敲击后乙带动甲向右运动,但由于有摩擦力,将机械能转化为内能,乙动能的变化量大于甲动能的变化量,
故C不符合题意;
D.甲开始由于受到乙向右的摩擦力而加速运动,然后因为桌面没有摩擦力,加速到与乙速度相同后与乙一起匀
速直线运动,故甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动,故D符合题意。
故选D。
6.(2023•安徽合肥・二模)如图所示,物体A放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,静止时弹簧
的长度小于原长,若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A,直到把A推动,弹簧对A的弹力为FN、
地面对A的摩擦力为人在A被推动之前的过程中,下列说法正确的是()
B.网和弹簧对墙的推力是一对相互作用力
c.网保持不变",逐渐增大
D.风保持不变,了先减小后增大
【答案】D
【详解】AC.在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度小于原长,则弹簧对A的推力向右,由于粗糙水平面,因此
同时受到水平向左的静摩擦力。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A,直到把A推动前过程中,
物体A受到的静摩擦力从向左变为水平向右,其大小先减小后增大。因为有摩擦力存在,所以水平力尸和弹力
"不是一对平衡力,故AC错误;
B.两个都是弹簧施加的力,相互作用力是两个物体之间相互作用,而风和弹簧对墙的推力的施力物体都是弹
簧,不属于相互作用力,故B错误;
D.物体A被推动之前,弹簧的形变长度没有发生改变,所以弹力为保持不变,根据AC的详解可知,,先减小
后增大,故D正确。
故选D。
7.(2023•山东泰安.三模)A、B两物体重叠并置于水平地面上。如图甲所示,当B受到B且A受到F2的水平
拉力时保持静止;如图乙所示,当A受到吊的拉力时,甲、乙一起以速度v向右匀速直线运动。下列说法正确
的是()
A.图甲中A受到地面的摩擦力大小为K
B.图乙中B与A之间的摩擦力为0N
C.图甲中地面对A的摩擦力与B对A的摩擦力是一对平衡力
D.图乙中地面对A的支持力与A的重力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】AC.A、B两物体重叠并置于水平地面上。如图甲所示,当B受到B且A受到后的水平拉力时保持
静止,把A、B看做整体,根据同一条直线上的二力合成可得,当或时,地面对A的摩擦力
户F1-F2
合力方向与局的方向相同;当时,地面对A的摩擦力
产F2-F1
方向B相同,物体A水平方向在三个作用下平衡,故图甲中地面对A的摩擦力与B对A的摩擦力不是一对平
衡力;故AC错误;
B.摩擦力产生的条件是物体之间有相对运动或相对运动趋势,图乙中B与A一起匀速直线运动,两者间没有相
对运动趋势,因而AB之间的摩擦力为ON,故B正确;
D.图乙中地面对A的支持力与A、B的总重力平衡,地面对A的支持力与A重力作用在同一物体上,不是一
对相互作用力,故D错误。
故选瓦
【点睛】本题考查摩擦力的产生、摩擦力的大小、相互作用力和平衡力的区别,属于中档题。
8.(2023.江苏苏州•二模)如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的物体叠放在水平面上,用大小为6N的水平力F
拉位于中间的物体乙,它们仍保持静止状态,三个物体的水平接触面均粗糙,则乙物体受到甲物体的摩擦力的大
【答案】A
【详解】三个物体处于静止状态,物体处于平衡状态,对甲、乙进行受力分析,甲、乙相对静止,没有相对运动
趋势,乙对甲物体的摩擦力为0,根据力的作用是相互的,则乙物体受到甲物体的摩擦力的大小为0N。故A符
合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(2023.江苏扬州一模)如图所示,A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水
平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是V1<V2<V3,下列说法中正确的有几个()
①②③
①FKF2VF3②三种情况中A物体所受到的摩擦力大小关系f2=f3>fi
③F尸F2=F3④三种情况中B物体下表面所受到的摩擦力大小关系为f2</1</3
A.0个B.1个C.2个D.3个
【答案】D
【详解】①③对AB整体分析,则AB整体对水平面的压力大小与整体自身重力大小相等,所以三种情况对水平
面的压力大小相等。接触面的粗糙程度也相同,所以整体受到的摩擦力大小是相同的,AB整体在水平桌面上做
匀速直线运动,推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以
F1-F2=F3
故①错误,③正确;
②图①中,物体A对地面的压力等于A的重力;图②中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程
相同,则及射;对于③图,对整体分析,整体对桌面的压力等于AB的总重力,此时的推力等于桌面对B的摩
擦力;对B受力分析,B在水平方向上受到水平向左的桌面对B的摩擦力、水平向右的A对B的摩擦力,这两
个力大小相等,根据力的相互性可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力,综上所述,推力6等于地面对B
的摩擦力,即方=入;综上所述
f2=fi>fl
故②正确;
④对于②,B与A之间没有发生相对运动的趋势,所以B受到的摩擦力为。;对于①,B对地面的压力等于其重
力;对于③,B对地面的压力等于AB的重力之和,接触面相同,压力越大,受到的摩擦力越大,故
f'2<f'l<f'3
故④正确。
综上可知,①错误,②③④正确。正确的有三个结论。
故选D。
10.(23-24八年级上.重庆.期末)如图甲所示,A、B、C(如i=3kg,mB=2kg,mc=lkg)三个物体与桌面粗糙程
度均相同,叠放在水平桌面,水平拉力F;=6N作用于B上,A、B、C整体一起向右做匀速直线运动。如图乙用
轻绳跨过定滑轮将A、C相连,水平拉力矿作用于B,B相对于地面做匀速直线运动,A、C保持静止,已知粗
糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比。下列说法正确的是()
N
乙
①图甲中A不受摩擦力②图甲B所受重力与支持力是一对平衡力
③B=8N④图乙中地对C的摩擦力为5N,方向水平向右
A.①③B.②③C,①④D.①③④
【答案】A
【详解】①由于A、B、C整体一起向右做匀速直线运动,所以相对于B,A没有运动趋势,所以图甲中A不受
摩擦力,故①正确;
②由于图甲B所受支持力等于A、B的重力之和,所以图甲B所受重力小于B所受支持力,故B所受重力与支
持力不是一对平衡力,故②错误;
③图甲中,水平拉力B=6N作用于B上,A、B、C整体一起向右做匀速直线运动,AB间摩擦力为0,BC间摩
擦力为6N,C与地面间的滑动摩擦力为6NOmA=3kg,mB=2kg,mc=1kg,则C对地面的压力为
Fc=GA+GB+Gc=(^nA+mB+mc)^=(3kg+2kg+lkg)x10N/kg=60N
由于接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,则图乙中AB之间的摩擦力为
/==AXG=-^-X30N=3N
A
FcFcA60N
同理可得BC间摩擦力为5N,B相对于地面做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,则
F2=/AB+/SC=3N+5N=8N
故③正确;
④A、C保持静止,B相对于地面向右做匀速直线运动,则A、C受到B的滑动摩擦力方向均水平向右。由A静
止处于平衡状态可知,定滑轮上的绳子对A向左的拉力为3N,则C受到定滑轮上的绳子向左的拉力也为3NOC
保持静止,处于平衡状态,应受平衡力的作用,分析C受力情况:绳子对C有水平向左的3N的拉力,B对C
有水平向右的摩擦力5N,则地面对C应有2N水平向左的摩擦力,故④错误;综上所述,①③正确,故A符合
题意,BCD不符合题意。
故选A。
♦题型03运动和力图像题
H.(2023•广西・中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高
为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,贝口B的
【答案】0.6x1036
【详解】[1]质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上,对水平桌面的压强
FG_mg_pVg_pShg
p==Pgh
S了一丁一丁—S
由图乙可知,截取前有pB=6xl02pa,B的高度是10cm,B的密度为
2
_pB_6xlOPa33
0B-就-10N/kgx0.1m=0.6xl0kg/m
⑵由图乙可知,当B截取2cm时,B剩余部分对桌面的压强
33
p'g=pBgh^=0.6x10kg/mx10N/kgx(0.Im-0.02m)=480Pa
此时将截取的B物体叠放在A上,对桌面的压强也是480Pa,即
_G;+G_A匕8+GA_pSh^g+G_0.6x103kg/m3x0.Imx0.1mx0.02mx1ON/kg+G_1.2N+G
d—A——BBA—A—A
鼠SASA鼠5A
B的重力
333
GB=m^g=/?B%g=0.6x10kg/mx(0.1m)xlON/kg=6N
由图乙可知,B放到A上面对水平桌面的压强是8xlO2Pa,即
GB+GA
Pz=
SA
8xlO?Pa=6N+曳②
SA
由①和②得到
GA=6N
12.(2023・广东广州•一模)如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图2
时,受到的水平推力为Fj;当物体运动的速度和时间图像如图3时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分
别为B、P2。则下列关系正确的是()
D.Pi>P2
【答案】B
【详解】由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为
s甲4m_/
=上=——=2m/s
而2s
由图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为
v^=4m/s
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗
糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为
FI=F2
已知V郭V乙,由
tt
可得,两次推力的功率P1<P2。
故选B。
13.(2024•陕西西安・模拟预测)小车在水平方向受到两个拉力B和八的作用,拉力B和入的大小随时间变化
的图像如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析正确的是()
甲乙
A.Uis时,小车受到的摩擦力大小是2N,摩擦力的方向水平向左
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力方向水平向右
C.t=7s时,小车受到的合力大小是1N,合力方向水平向右
D.在4s到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
【答案】B
【详解】A.由图丁可知,His时小车的速度为0,处于静止状态,受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉
力与和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用,这三个力的合力为。;由图可知,此时的B=3N,F3=1N,则静摩
擦力为2N,方向与尸2的方向相同,水平向右,故A错误;
B.由7图像可知,4s~6s小车做匀速直线运动,水平方向上受到的合力为0油图可知,此时的Fi=6N,F2=3N,
则可得滑动摩擦力为3N,方向与凡的方向相同,水平向右;/=3s时,B大于F2,小车向左运动,小车对桌面
的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,仍为3N,摩擦力方向水平向右,故B正确;
C.z=7s时,F'i=ON,F,2=2N,小车仍向左做减速运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受
到的摩擦力不变,仍为3N,摩擦力方向水平向右,此时的合力为5N,合力的方向水平向右,故C错误;
D.在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,
则小车做变速运动,故D错误。
故选B。
14.(2023・四川成都•模拟预测)小车在水平方向受到两个拉力B和&的作用,拉力B和B的大小随时间变化
的图像如图乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析正确的是()
A.r=ls时,小车受到的摩擦力大小是2N,摩擦力的方向水平向左
B.Z=5s时,小车受到的摩擦力大小是2N,摩擦力方向水平向右
C./=9s时,小车受到的合力大小是4.5N,合力方向水平向右
D.在io至ns这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将匀速直线运动
【答案】B
【详解】A.从图丁可以看到,Z=ls时,小车的速度为零,处于平衡状态,再观察图乙和图丙,可知,B=3N,
尸2=2N,根据多力平衡可知,小车必定受到一个摩擦力,可得
代入数据,解得了=1N,并且得知摩擦力的方向和仍的方向相同,水平向右,故A错误;
B.从图丁可以看到,/=5s时,小车速度不为零,有速度,小车处于运动状态,受到的摩擦力为滑动摩擦力;要
求这个滑动摩擦力的大小,再观察图丁的其他时段,从第12s到第16s过程中,小车速度保持不变,为lm/s,处
于平衡状态,受力平衡,再从乙、丙两图可看到,第12s到第16s过程中,M=6N,£=4N,小车还受到一个
摩擦力,这三力平衡,可得
代入数据,解得/=2N,小车受到的摩擦力大小是2N,或的方向为水平向左,E的方向为水平向右,则摩擦
力方向水平向右,故B正确;
C.由B解析可知,小车受到的滑动摩擦力为2N,从图丁可以看到,/=9s时,小车有速度,处于运动状态,受
到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为2N;从丁图4s到8s这时间段可看到,小车有速度,在运动,受滑动摩擦力
的作用,再观察图乙和图丙,可知,T=9N,F2"=2N,这时间段滑动摩擦力向右,大小为2N,可知
F>K+f'
小车向左运动,小车的速度方向为向左,仁9s时,再从图丁可看到,小车的运动方向还是为向左,滑动摩擦力大
小不变,方向水平向右,从图丙可以看到,u9s时,F;=5N,而从图乙可以看到,r=9s时,可知
3N<月"<6N
这三力的合力符合关系式
4N>X"+4>1N
合力是小于4N,不会达到4.5N,合力方向水平向右,故C错误;
D.由C解析可知,在10至!J11s这个时间段,F;=5N,3N<F;<6N,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到
摩擦力的作用,当
5"=F;=5N
小车将匀速直线运动;当wF:时,小车受力不平衡,小车不会匀速运动;小车不一定匀速直线运动,故D错
误。
故选B。
♦题型04运动和力实验题难点
15.(2024•新疆•模拟预测)篮球运动员传球时,小明好奇篮球撞击地面后反弹方向与哪些因素有关,与同学讨论
后,他们觉得可以用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,并提出了三种猜想。
猜想1:与小球撞击地面前是否旋转有关;
猜想2:与小球撞击地面时的入射方向有关;
猜想3:与地面的粗糙程度有关。
甲乙
(1)联想旋转的乒乓球打到台面后,反弹的路线发生明显变化,由此判断猜想1是___________的;
(2)同学们设计图甲所示的装置,每次都让弹性小球从压缩相同长度的弹簧的下端,由静止弹出并撞击地面,
记录数据如下表:
夹角a20.0°30.0°45.0°60.0°70.0°
玻璃地面25.5°34.7°49.2°63.5°72.8°
夹角B木板地面28.6°37.3°51.6°65.4°74.1°
水泥地面30.9°39.2°53.9°67.5°76.6°
①分析数据可得到力与a的定性关系:当地面的粗糙程度一定时,小球入射方向与地面的夹角a越大,小球撞击
地面后的反弹方向与地面的夹角B就越_____________说明猜想2是正确的;
②对于猜想3,小明认为表中a一定时,各次测得的P不等,这是由于测量误差引起的,所以猜想3是错误的。
你(选填“赞成”或“不赞成”)小明的观点;
(3)用每隔,s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面。位置反弹至D位置的照片,如图乙所示,小球
是从图乙中的(选填或)位置开始入射的;
(4)当a一定时,随着地面粗糙程度变小,夕与a越接近,由此推理,如果地面没有摩擦,则夕与a应相等,
请写出一个用此思想方法研究物理问题的实例:O
【答案】正确大不赞成C探究阻力对物体运动的影响
【详解】(1)[1]联想旋转的乒乓球打到台面后,反弹的路线发生明显变化,即反弹方向发生变化,由此判断猜
想1:与小球撞击地面前是否旋转有关是正确的。
(2)⑵从表格中的数据可知道,小球入射方向与地面的夹角a越大,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角
P,不管是玻璃地面、木板地面、水泥地面,这夹角都是越大的,说明猜想2是正确。
⑶不赞成;如果是由误差引起的,则不管地面的粗糙程度如何变化,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角P
可能偏大也可能偏小,但分析表中数据发现,当小球的入射方向与地面的夹角a一定时,接触面越粗糙,小球撞
击地面后的反弹方向与地面的夹角夕越大,说明/是受接触面粗程度的影响,而不是误差造成的。
(3)⑷从表格中的数据可知,反弹方向与地面的夹角B,总是大于入射方向与地面的夹角a,从图乙可以看到,
反弹方向与地面的夹角为50。,那么入射方向与地面的夹角是小于50。的,小球是从图乙中的C位置开始入射的。
(4)⑸探究阻力对物体运动的影响时发现,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车在水平面上运动的距离
越远,由此推理如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,这个实例也用到了科学推
理的方法。
16.(2023•黑龙江佳木斯•二模)小聪用如图甲所示的装置做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,用弹簧测
力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,记录的部分实验数据如下表:
序号接触面情况接触面所受压力七/N弹簧测力计示数七/N
1木板41.2
2木板61.8
3木板82.4
4棉布62.4
5毛巾62.8
(1)在实验操作中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使其在水平面上做匀速直线运动,这样做的目的
B;
(2)分析表中序号为1、2、3的三组实验数据可得:滑动摩擦力了的大小与接触面所受压力F压大小的关系式
是______;
(3)通过分析序号为的三组实验数据可得:滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关;
(4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中,弹簧测力计对木块的拉力F拉随时间/的变化关系图
像如图乙所示,其中3s内木块处于静止状态。分析图像可知:要使木块由静止开始运动,至少要用N
的水平拉力拉木块;如果实验时木块受到的拉力是L8N,下列对木块所处状态的判断,正确的是______;
A.始终静止
B.始终做匀速直线运动
C.静止或匀速直线运动
D.条件不足,无法判断
(5)实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是______;
(6)从本实验的器材中选择水平木板、棉布和______,并添加斜面和小车,还可以做“探究阻力对物体运动的
影响”的实验。
【答案】弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小/=。-3七2、4、52.0C木块没
有做匀速直线运动毛巾
【详解】(1)川用弹簧测力计沿平方向拉动木块,使其做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力平衡,根据二力平
衡知识,弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小,读出拉力就测量出了摩擦力。
(2)⑵分析表中序号为1、2、3的三组实验数据可知,压力增大为原来的几倍,测力计示数也增大为原来的几
倍,目比例系数为03,故滑动摩擦力和所受压力的关系式为
/=。-34
(3)⑶要探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,需要保持压力的大小不变,改变接触面的粗糙程
度,因此应该分析序号2、4、5的三组实验数据可得滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)[4]0~3s内木块处于静止状态,由图像可知,木块在3s时受到的拉力为2.0N,故要使木块由静止开始运动,
至少要用2.0N的力。
⑸由题意可知:3s后木块做匀速直线运动,故当拉力为L8N时木块处于平衡状态,故当木块受到的拉力是1.8N
时,木块可能静止(还没拉动),也可能匀速直线运动(已经拉动了\
(5)[6]实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是木块没有做匀速直线运动,测力计拉力与受
到的滑动摩擦力可能不是平衡力。
(6)⑺探究阻力对物体运动的影响的实验,要改变接触面的粗糙程度,故从本实验的器材中选择水平木板、棉
布和毛巾,并添加斜面和小车,还可以做“探究阻力对物体运动的影响”的实验。
17.(2023•江苏南通•一模)如图探究影响滑动摩擦力大小的因素,物体A的重为12NO
(1)探究A的摩擦力(选填“保证”或“无需保证”)匀速直线拉动木板;
(2)由图甲、乙两次实验,可以探究滑动摩擦力与的关系;
(3)由甲、丙两图的实验得出结论:由此可知丁图中氢气球对A向上的拉力为N;
(4)在实验后交流的过程中,小华发现有同学设计的实验装置如图戊所示,实验时,在托盘中放入适量的祛码,
使木块相对木板做匀速直线运动。请回答下列问题:
①为了测量木块的滑动摩擦力,需要测量的物理量是(填选项);
A.木块的质量mi
B.磋码的质量m2
C.托盘和磋码的总质量m3
②木块的滑动摩擦力表达式为户(用已知和测量的物理量符号表示);
③小华猜想:摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关。于是,他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切去一
部分后,•用剩下的部分继续进行实验,测得的滑动摩擦力变小。由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小
而减小。你认为她的探究过程存在的问题是;正确的做法是:小华将木块沿竖直方向切去一部分
后进行实验。
【答案】无需保证接触面粗糙程度在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越
大2Cm3g没有控制压力相同将切去部分叠放在剩余部分之上
【详解】(1HUA相对地面处于静止状态,A受到测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力,
大小相等,方向相反,故探究A的摩擦力无需保证匀速直线拉动木板。
(2)⑵由图甲、乙两次实验知,压力相同,甲中接触面粗糙,测力计示数也大,故可以探究滑动摩擦力与接触
面粗糙程度的关系。
(3)[3]观察甲、丙两图发现,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力计示数也不同,所以可得实验结
论:在接触面粗糙程度相同的条件下,压力越大,滑动摩擦力越大。
图在接触面粗糙程度相同时,因滑动摩擦力大小与压力大小成正比,设丁中氢气球对A向上的拉力为尸,则A
对支持面的压力为12N-F,由甲、丁图有
12N2.4N
12N-F-2N
解得
F=2N
即丁图中氢气球对A向上的拉力为2NO
(4)①⑶实验时,在托盘中放入适量的祛码,使木块相对木板做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,木块受
到的的滑动摩擦力等于托盘和怯码的重力,根据G=mg可知,需要测量托盘和祛码的总质量,故C符合题意,
AB不符合题意。
故选C。
②⑹由于木块受到的的滑动摩擦力等于托盘和磋码的重力,托盘和磋码的总质量出,所以木块的滑动摩擦力表
达式
斤m3g
③⑺将木块沿竖直方向切去一部分,则接触面的面积减小的同时,压力也变小了,由控制变量法可知,她的探
究过程存在的问题是没有控制压力相同。
⑻由控制变量法可知,要研究摩擦力的大小跟接触面的面积的关系,应控制压力大小相同,所以正确的做法是
将切去部分叠放在剩余部分之上。
18.(2023・陕西西安・三模)日常生活、生产中有许多利用摩擦力的实例,如行走时,利用鞋底与地面的摩擦力推
动人向前运动,而制成日常生活中的鞋底的材料有橡胶、聚氨脂、乙酸乙烯共聚物等。实验小组利用弹簧测力计
探究不同材料的滑动摩擦力,如图所示,用弹簧测力计拉着运动鞋在橡胶垫上沿水平方向运动,测量滑动摩擦力
的大小。
(1)拉着运动鞋以01m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动不单簧测力计的示数如图所示,根据___________原
理可知,此时运动鞋所受的滑动摩擦力为N。
(2)采用向鞋里放置重物、更换桌面上垫片的材料、改变鞋的运动速度等方法,进一步探究影响滑动摩擦力大
小的因素,并收集有关数据如下:
实验次数垫片材料放置重物的个数运动速度/(m«s-1)弹簧测力计的示数/N
1橡胶00.1
2橡胶10.13.0
3聚氨脂10.13.2
4聚氨脂10.23.2
5乙酸乙烯共聚物10.12.2
6乙酸乙烯共聚物20.22.6
①分析次实验数据可知,滑动摩擦力的大小与运动速度的大小(选填“有关”或“无关”工
②分析1、2次实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时------------越大,滑动摩擦力越大。
(3)实验后同学们进行了交流:运动会拔河比赛中,应选体重较(选填“大”或“小”)的队员,目
穿(选填“橡胶”、“聚氨脂”或“乙酸乙烯共聚物”)材料鞋底的运动鞋。
Ijlll111111111111
IInIHII
【答案】二力平衡2.83、4无关压力大聚氨脂
【详解】(1)山⑵沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,
拉力大小(测力计示数)才等于摩擦力的大小;弹簧测力计的示数如图甲所示,测力计分度值为0.1N,示数为
2.8N。
(2)[3][4]分析以上3、4实验数据可知,控制放置重物的个数、接触面的粗糙程度相同,改变速度大小,根据
以上实验数据得出滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关。
[5]分析1、2次实验数据可知,在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[6][7]根据生活经验可知,压力越大,摩擦力越大,所以组队时,在班上选体重大的同学参加比赛;由2、
3实验数据可知压力相同时,聚氨脂材料鞋底的运动鞋接触面粗糙程度较粗糙,鞋底越粗糙摩擦力越大,所以拔
河时脚要穿聚氨脂材料鞋底的运动鞋。
19.(2023・河北•一模)在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,老师给不同小组提供了相同规格及标度相同的
透明坐标纸(如图甲所示),随机提供绿豆、红豆或黄豆一包(每组只有一种豆类),利用弹簧测力计和天平测得
多组重力与质量的实验数据。t
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