一、初中物理力与运动的关系问题
1.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;
2.如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是( )
A.足球在空中飞行过程中,只受到空气阻力的作用 B.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变 C.脚踢球使球飞出去,说明力是物体运动的原因
D.足球在空中飞行过程中,若它所受的力全部消失,它一定沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.足球在空中飞行的过程中,受到重力和空气阻力的作用,故A错误;
B.足球在空中运动过程中,受到竖直向下的重力与空气的阻力,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变,故B正确;
C.脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态,故C错误;
D.空中飞行的足球,若它所受的力全部消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,故D错误;故选B。
3.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。
4.下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值 B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦 C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的 D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大 【答案】C 【解析】 【分析】
(1)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(2)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,只与物体的质量有关,而与物体是否受力、物体的运动状态无关;
(4)液体的压强随深度的增加而增加。 【详解】
A.托里拆利实验最先精确测量出了大气压强的值,故A正确,不符合题意; B.鞋底凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B正确,不符合题意;
C.小轿车安全带是为了防止惯性带来的伤害,但不能减小惯性,故C错误,符合题意; D.液体的压强随深度的增加而增加,越往下,深度越深,压强越大,因此水坝越往下越
宽,故D正确,不符合题意。 故选C。 【点睛】
注意对惯性的理解,惯性即物体保持运动状态不变的性质,惯性大小只与质量有关,是物体最基本的属性之一,注意能用惯性解释生活中的现象。
5.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦均不计,物重G=5N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.5N,0N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
因为物重G=5N,所以A弹簧测力计受到向右5N的拉力,静止,向左受的拉力也是5N,示数也为5N. 同理,B测力计两端受的力都是5N,示数也为5N. 故选C.
B.0N,5N
C.5N,5N
D.5N,10N
6.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是
甲 乙
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 B.2~4秒物体做匀速直线运动 C.2~4秒物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误;
BC. 2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,推力与摩擦
力不是平衡力,故摩擦力不是3N,BC错误;
D.4~6秒时,推力F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,D正确。 故选D。
7.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.
8.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.
9.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。
10.下列说法中,正确的是( )
A.人匀速竖直向上爬杆时,手握杆的压力越大,摩擦力就越大 B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的
C.推讲台推不动时,是因为推力小于地面作用在讲台上的摩擦力 D.人走路时,受到地面对人向后的滑动摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】
A.人匀速竖直向上爬杆时,处于平衡状态,受到重力和杆对这人向上的摩擦力,这两个力是大小相等的,重力不变,则摩擦力也不变,A错误;
B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的,有这个摩擦力,皮带才能传动,B正确;
C.推讲台推不动时,这时讲台处于静止状态,受平衡力的作用,推力等于地面作用在讲台上的摩擦力,C错误;
D.人走路时,人的鞋底相对于地面有向后的运动趋势,则受到的摩擦力方向向前,D错误。
11.小华在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时,用如图所示的方式拉动木块作匀速直线运动,以此测量滑动摩擦力的大小,下列对实验说法中不正确的是( )
A.本实验必须将弹簧测力计沿水平方向施力
B.此时所测摩擦力比水平匀速拉动时的摩擦力要小一些 C.测力计对木块的拉力和地面对木块的摩擦力是一对平衡力 D.若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将变大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.本实验必须将弹簧测力计沿水平方向施力,根据二力平衡,这样测力计的示数大小等于滑动摩擦力的大小,否则无法得知滑动摩擦力的大小,A正确,不合题意; B.这种情况下,接触面受到的压力较小,接触面的粗糙程度都是相同的,滑动摩擦力较小,即此时所测摩擦力比水平匀速拉动时的摩擦力要小一些,B正确,不合题意; C.从图中可以看到,测力计对木块的拉力方向斜向上,而地面对木块的摩擦力方向水平向左,这两个力的方向不在同一条直线上,它们不是一对平衡力,C错误,符合题意; D.若在木块上再放一个砝码,这时接触面受到的压力变大,接触面的粗糙程度不变,那么木块运动时受到的滑动摩擦力将变大,D正确,不合题意。 故选C。
12.甲、乙两个物体材料相同,甲的体积大于乙的体积,分两次在水平地面上用力推动它们,使它们一起做匀速直线运动,第一次如图1所示,第二次如图2所示,下列说法正确的是( )
①图1中甲所受摩擦力大于图2中甲所受摩擦力 ②F1大于F2 ③F1小于F2
④图1中乙所受地面摩擦力大于图2中乙所受摩擦力 A.只有②④是正确的 C.只有①②④是正确的 【答案】B 【解析】 【详解】
②③由题意可知,两个物体与地面的接触面粗糙程度相同,同时,两物体以不同方式放置时,其对地面的总压力不变,所以把它们看作一个整体,整体所受摩擦力不变,由于“整体”都做匀速直线运动,所以摩擦力与推力是一对平衡力,则两次的推力F1等于F2,②③错误;①由题知,两次它们都做匀速直线运动,则图①中甲所受的摩擦力等于推力F1,而图②中推力F2等于甲、乙所受的摩擦力之和,所以图①中甲所受摩擦力较大,①正确;④图1中,把甲、乙看作一个整体,其受到向右的推力F1和地面向左的摩擦力,乙所受地面摩擦力等于F1,图2中,推力F2等于甲、乙所受的摩擦力之和,所以图1中乙所受地面摩擦力大于图2中乙所受摩擦力,④正确,故选B。
B.只有①④是正确的 D.只有①③是正确的
13.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有( )
A.重力、支持力和斜向上的摩擦力 C.重力、支持力和水平向左的摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】
B.重力、支持力和水平向右的摩擦力 D.只受重力和支持力
由于小红匀速向上运动,受力平衡,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,在竖直方向上受力平衡,假设在斜向上的方向受到摩擦力作用,那么受力不平衡,不会匀速运动;同理,假设受到水平向右的摩擦力或者水平向左的摩擦力,都不会匀速运动,这与题意不符合,所以小红受到的力只有重力和支持力。 故选D。
14.某校八年级举行了“阳光体育”足球赛,小明观看比赛时,对比赛现象用物理知识进行了分析,其中错误的是( )
A.踢出去的足球能继续飞行是由于受到惯性的作用 B.足球在空中飞行时,它的运动状态在不断改变
C.足球在空中飞行时,若所受的力全部消失,它将继续运动 D.足球在空中飞行时,受到重力的施力物体是地球 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A.踢出去的足球能继续飞行是由于自身的惯性还会继续运动,但是不能说受到惯性的作用,惯性不是力,A错误,符合题意;
B.足球在空中飞行时,它的速度和方向都在不停地变化,即运动状态在不断改变,B正确,不合题意;
C.足球在空中飞行时,若所受的力全部消失,它将做匀速直线运动,C正确,不合题意; D.物体所受重力的施力物体是地球,足球也是,D正确,不合题意。 故选A。
15.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。
16.下列函数图像能正确地描述两个物理量之间关系的是( )
A.弹性限度内弹簧所受拉力与伸长关系
B.粗糙程度不变时,滑动摩擦力与压力关系
C.压力一定时,物体受到压强与受力面积关系
D.液体密度不变时,液体压强与深度关系
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A.在弹性限度内,弹簧的伸长与所受拉力成正比关系,图像应是过原点的一条倾斜直线,故A不符合题意;
B.粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大,若压力为零,则摩擦力为零,而选项中图象反映的是压力为零,仍有摩擦力,故B不符合题意;
F可知,压力一定时,物体受到压强与受力面积成反比,图像为双曲线的一部S分,故C符合题意;
D.根据P=gh可知,液体密度不变时,液体压强与深度成正比关系,而选项中图象反映
C.根据P=
的是深度增大压强减小,故D不符合题意。 故选C。
17.如图吊灯静止挂在天花板下,下列哪一对力是平衡力 ( )
A.线对灯的拉力和灯对线的拉力 C.灯对线的拉力和灯受到的重力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B.线对灯的拉力和灯受到的重力 D.线对天花板拉力和灯对线拉力
A.线对灯的拉力和灯对线的拉力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是平衡力,故A不符合题意;
B.线对灯的拉力和灯受到的重力,大小相等、方向相反、作用在同一个物体上、且作用在同一条直线上,是一对平衡力,故B符合题意;
C.灯对线的拉力和灯受到的重力作用在不同的物体上,且方向不相反,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.线对天花板拉力和灯对线拉力,作用在不同的物体上,且方向不相反,,不是一对平衡力,故D不符合题意。 故选B。
18.如图所示,骑车出行,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,下列说法正确的是( )
A.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力 B.人和车受到的重力和路面受到的压力是一对平衡力 C.人和车受到的重力与路面对人和车的支持力是一对平衡力 D.路面受到的压力与人受到的支持力是一对相互作用力 【答案】C 【解析】 【分析】
根据二力平衡的四个因素分析。 【详解】
A.在平直路面上匀速向前骑行时,自行车受到的动力与自行车受到的阻力是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B.人和车受到的重力和路面受到的压力没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C.根据二力平衡同体、等大、反向、共线知人和车受到的重力与路面对人和车的支持力是一对平衡力,故C正确;
D.相互作用力是两个相互作用的物体产生的,路面受到的压力是自行车对地面产生的而不是人对地面产生的,所以路面受到的压力与人受到的支持力不是一对相互作用力,故D错误。 故选C。
19.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。
20.如图甲所示装置,其中心固定着一根竖直的杆,杆顶有一小球。一开始小球和装置一起沿某一水平方向做匀速直线运动,某时刻装置突然停止,小球从杆上落下,刚离开杆时的俯视图如图乙所示,请由此判断装置是向哪个方向运动( )
A.西南 【答案】A 【解析】 【详解】
B.东南 C.东北 D.西北
假设装置是向西南方向运动的,某时刻装置突然停止,小球由于惯性,还会继续向西南方向运动,这与图乙的运动相符合,所以该装置向西南方向运动符合题意,故选A。