如图所示,第一次甲单独用50N的力推墙,第二次甲推墙的力不变,乙用30N的力向左推甲,前后两次,人均未运动,则下列说法错误的是( )
A.在两幅图中,墙壁都受到50N的推力
B.乙受到地面30N的摩擦力,方向向左
C.第二次推时,甲受到地面20N的摩擦力,方向向左
D.第二次推时,墙壁受到80N的推力
【答案】D
【解析】在两次推墙的过程中,甲、乙二人均未运动,所以两次甲、乙二人均受到平衡力作用,甲、乙受力分析如下:
第一次甲对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用的力,大小相等,甲受力的示意图,如下图:
第二次甲对墙的推力与墙对人的推力是一对相互作用的力,大小相等,甲受力的示意图,如下图:
第二次乙对甲的推力与甲对乙的推力是一对相互作用的力,大小相等,乙受力的示意图,如下图:
AD、第一次和第二次墙受到的推力都为50N不变,故A正确,D错误;B、乙在地面上处于静止状态,受到平衡力作用,结合图3可知,乙受到地面的摩擦力为30N,方向向左,故B正确;C、第二次推时,甲仍然静止,受到平衡力作用,结合图2可知,甲受到地面的摩擦力为f=50N﹣30N=20N,方向向左,故C正确。故选:D。
如图所示,纸做的“不倒翁”小鸟翅膀上装有两个回形针,将鸟嘴放在指尖上转动而不会掉下来。下列说法正确的是( )
A.装回形针降低了小鸟的重心
B.装回形针升高了小鸟的重心
C.小鸟的重心一定在其几何中心上
D.小鸟不掉下来是因为鸟嘴上有胶水
【答案】A
【解析】装上回形针小鸟的重心降低,稳定性增强;小鸟的形状不规则,重心不在几何重心上,鸟嘴上并没有胶水,故A正确,BCD错误。故选:A。
如图所示在平直路面上向右匀速行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接至小车底板的木块上,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做加速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
【答案】B
【解析】由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态。
A、若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧,故A错误;
B、若木块受到向右的摩擦力,说明木块向左运动或有向左运动的趋势,则这种情况是由于小车突然加速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,从而造成木块向后运动或有向后运动的趋势,故B正确;
C、木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时,木块只受重力和支持力,若木块受到三个力的作用,则说明其运动状态发生了改变,因此,小车可能加速,也可能减速,故C错误;
D、若小车运动状态虽然改变(即做变速运动),但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势,而并未发生相对运动,此时弹簧不会发生形变,小车却并不是做匀速运动,故D错误。
某同学从滑梯上匀速下滑,滑梯对该同学作用力F的方向是( )
【答案】A
【解析】该同学由于匀速下滑,受平衡力,滑梯对该同学的作用力与重力平衡,竖直向上,大小相等。故选:A
中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。下列判断正确的是( )
A.网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C.金属球转动过程中,运动状态不变
D.实验表明,改变物体的运动状态需要力
【答案】D
【解析】A、网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不是一对平衡力。故A错误;
BC、金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力大小不相等,且不在同一条直线上,不是一对平衡力,所以金属球的运动状态改变(或者说其运动方向不断变化)。故BC错误;
D、金属球转动过程中,网袋受到向上的拉力,网袋由静止开始向上运动,说明改变物体的运动状态需要力。故D正确。
如图所示,水平桌面上有甲、乙、丙三个物块叠放在一起,现用5N的力F沿水平方向拉物块乙,甲、乙、丙都保持静止。下列说法中错误的是( )
A.乙对丙的摩擦力为5N
B.甲对乙的摩擦力为5N
C.桌面对甲的摩擦力为5N
D.桌面受到的摩擦力为5N
【答案】A
【解析】A、由题知,甲、乙、丙都保持静止;以丙为研究对象,丙没有相对运动的趋势,所以乙对丙没有摩擦力,故A错误;B、以乙为研究对象,在水平方向上乙受到向右的拉力,则甲对乙一定有向左的摩擦力,乙才能静止,则甲对乙摩擦力f=F=5N,故B正确;CD、将甲、乙、丙三个物体看成一个整体,处于静止状态,受到平衡力的作用;由题意知,向右的拉力F与桌面对甲水平向左的摩擦力f相互平衡,所以桌面对甲的摩擦力f′=F=5N,又因为物体间力的作用是相互的,所以桌面受到的摩擦力也为5N,故CD正确。
如图,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止。图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B.F1与F3是一对作用力与反作用力
C.GA与F2是一对平衡力
D.F2与F1是一对平衡力
【答案】B
【解析】由图知,A物块受到向上的支持力F2、向下的重力GA、B对A向下的压力F1;B物块受到向上的支持力F3和向下的重力GB,A、以A为研究对象,A物块在水平桌面上保持静止,受力平衡;GA、F1两个力的合力方向向下,合力的大小GA+F1=F2,则可知F2与GA、F1两个力的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,均作用在A物块上,所以是一对平衡力,不是一对相互作用力,故A错误;
B、B对A有向下的压力F1,因力的作用是相互的,则A对B有向上的支持力F3,所以F1与F3是一对作用力与反作用力,故B正确;
C、A物块处于静止状态,由图示和力的平衡条件可得:F2=GA+F1,则GA与F2的大小不等,所以GA与F2不是一对平衡力,故C错误;
D、A物块处于静止状态,由力的平衡条件可得:F2=GA+F1,则F2与F1的大小不等,所以F2与F1不是一对平衡力,故D错误。故选:B。
如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止,已知F1=5N,F2=3N.那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为( )
A.5N、3N B.5N、2N C.2N、3N D.3N、5N
【答案】B
【解析】A在水平向受拉力F1及摩擦力而处于静止状态,故由二力平衡可得,A受B摩擦力FA=F1=5N;对整体进行分析,则整体在水平向上受F1、F2及地面对B的摩擦力而处于静止状态,故三力的合力应为零,则摩擦力FB=F1﹣F2=5N﹣3N=2N;故选:B。
若小球在运动过程中只受到力F的作用,且运动过程中力F始终保持不变,则小球的运动轨迹(用虚线表示)不可能的是( )
【答案】D
【解析】A、如图,小球如果依靠惯性水平向右运动时,再受到一个竖直向下的力的作用,小球进行如图的曲线运动。不符合题意。
B、如图,小球如果依靠惯性向右下方直线运动时,再受到一个竖直向上的力的作用,小球进行如图的曲线运动。不符合题意。
C、如图,小球如果依靠惯性竖直向下运动时,再受到一个竖直向下的力的作用,小球进行竖直向下的加速运动。不符合题意。
D、如图,当受力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上时,运动轨迹应该是曲线,D的运动轨迹却是直线,这种现象是不存在的。故选:D。
如图所示,在“探究二力平衡的条件”时,选质量为10g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的重物,对卡片施加两个拉力,为探究这两个力满足什么条件才能平衡,则所挂重物质量合适的是( )
A.5g
B.10g
C.200g
D.任意质量均可
【答案】C
【解析】由题知,质量为10g的卡片作为研究对象;当卡片受到的拉力远大于卡片的重力时,卡片的重力可以忽略不计,此时卡片可以看作只在两个拉力的作用下平衡,故应选质量大的重物来拉卡片。故选:C。
(2023·全国·九年级专题练习)水平皮带传输装置如图所示,O1为主动轮,O2为从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时,物体在皮带上滑动,当它到达位置C后停止滑动,直到传送到目的地B端。在传送过程中,若皮带与轮不打滑,则关于物体受的摩擦力和图中P、Q两处(在O1、O2连线上)皮带所受摩擦力方向的正确说法是( )
①在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处皮带受向上的静摩擦力。
②在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处皮带受向下的静摩擦力。
③在CB段物体不受静摩擦力,Q处皮带受向下的静摩擦力。
④在CB段物体受到水平向右的静摩擦力,P、Q两处皮带始终受向下的静摩擦力。
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
【答案】C
【解析】①②.在AC段,物体受滑动摩擦力带动,相对于地面沿传送带向右做加速运动,相对于传送带向左运动,故所受摩擦力方向水平向右,又因为P所在的为主动轮,即轮子带着传送带运动,故传送带相对轮子有向上运动的趋势,可知此处皮带受到的静摩擦力的方向向下,故①错误,②正确;
③④.CB段时物体与传送带速度相同,都是匀速运动,两者没有相对运动也没有相对运动趋势,故物体在这段不受摩擦力,Q所在的轮为从动轮,即轮子是在传送带的带动下运动的,传送带相对轮子有向上运动的趋势,故可知Q处皮带受到的静摩擦力向下,故③正确,④错误。综上可知,故ABD错误,C正确。
(2021·山东青岛·九年级山东省青岛实验初级中学校考自主招生)根据胡克定律可知:弹簧的弹力与弹簧的伸长(压缩)量成正比,即F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的伸长(压缩)量。如图所示,两根劲度系数分别为k1和k2的轻弹簧竖直悬挂,下端用不可伸长的光滑细绳连接,已知光滑的滑轮的重力为G0,求当滑轮下挂一重为G的物体时,滑轮下降的距离是( )
A.$\dfrac{G+G_0}{2(k_1+k_2)}$ B.$\dfrac{G(k_1+k_2)}{4(k_1k_2)}$
C.$\dfrac{(G+G_0)(k_1+k_2)}{4(k_1k_2)}$ D.$\dfrac{G(k_1+k_2)}{k_1k_2}$
【答案】C
【解析】对滑轮和物体整体受力分析可知,受到竖直向上两股绳子的拉力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,因同一根细绳的拉力相同,所以,由物体受到的合力为零可得
2F=G0+G
则每股绳子的拉力为$\dfrac{G_0+G}{2}$
因弹簧对绳子的拉力和绳子对弹簧的拉力是一对相互作用力,所以,两根弹簧受到的拉力均为F。由F=kx可得,两根弹簧的伸长量分别为
$\Delta x_1 =\dfrac{G_0+G}{2k_1}$
$\Delta x_1 =\dfrac{G_0+G}{2k_2}$
因滑轮下降的距离等于两根弹簧伸长量之和的一半,所以,滑轮下降的距离为$\dfrac{(\Delta x_1 + \Delta x_2)}{2} $
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(多选)如图所示,放在水平桌面上的长方体物块A与B用细线通过定滑轮与沙桶相连。当沙桶与沙的总重为G时,物块A、B相对静止,一起向左做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.物块B只受到重力和物块A对物块B的支持力作用
B.物块A受到的重力与桌面对物块A的支持力是一对平衡力
C.沙桶受到绳的拉力方向一定是竖直向上,且拉力大小等于沙桶与沙的总重G
D.桌面受到物块A施加的滑动摩擦力方向水平向左
【答案】ACD
【解析】A.物块B随A做匀速直线运动,受到重力和A对其的支持力,由于没有相对运动趋势,因此不受摩擦力,故A正确;
B.物体A和B的总重力等于桌面对物体A的支持力,因此物体A的重力小于桌面对A的支持力,故B错误;
C.因物体A与B做匀速直线运动,因此沙桶也做匀速直线运动。沙桶受到的重力与绳子的拉力是平衡力,重力方向竖直向下,因此拉力方向一定时竖直向上,且拉大大小等于沙桶与沙子的重力,故C正确;
D.物块A向左做匀速直线运动,受到桌面对其水平向右的滑动摩擦力,根据物体间力的作用是相互的,因此桌面受到A施加的水平向左的摩擦力,故D正确。
故选ACD。
(2022·江苏盐城·九年级校考自主招生)如图,ABCD 是 4 块质量相同的砖,每块重100N,A、D 两侧是两块竖直的木板,木板外侧分别用500N 的力压紧,砖处于静止状态。A 砖与木板内侧之间的摩擦力为______N;A 砖与 B 砖之间的摩擦力为______N;B 砖与 C 砖之间的摩擦力为______N。
【答案】 200 100 0
【解析】[1]把4块砖看作一个整体,4块砖的总重力为
G总=4×100N=400N
两边的压力F相同,两边受到的摩擦力也相同,根据平衡力知识,向下的重力400N等于两边的摩擦力之和;故两边的砖块A 和D各受到200N的摩擦力作用,且方向竖直向上。
[2]对A砖做受力分析,其受到左侧木板竖直向上的200N摩擦力作用,还受到自身竖直向下的重力,大小为100N。由于A砖静止受平衡力作用,因此A砖还受到B砖竖直向下的摩擦力作用,故A砖与B砖之间的摩擦力大小为100N。
[3]对B砖做受力分析,由于力的相互作用,其受到A砖竖直向上的摩擦力作用,大小为100N,还受到自身竖直向下的重力,大小也为100N,根据受力平衡可知,B砖与C砖间不存在摩擦力的作用,即B砖与C砖之间的摩擦力为0。
某实验小组的同学对A、B两根长度相同粗细不同的橡皮筋测力计,将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码(图甲所示),记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量△x,根据多组测量数据做出的图线如图乙所示。
(1)当在两根橡皮筋上悬挂重力为8N的物体时,橡皮筋A的伸长量为( )cm,橡皮筋B的伸长量为 cm。
(2)分别用这两根橡皮筋制成的测力计代替弹簧秤,则用橡皮筋( )制成的测力计量程大,用橡皮筋 制成的测力计测量的精确程度高(均选填“A”或“B”)。
(3)将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤,能够测量力的最大值为( )N。
【答案】(1)①16;②8;(2)①B;②A;(3)22.5。
【解析】(1)由图乙可知,A橡皮筋在受到的接力不大于10N的情况下,B橡皮筋在受到的拉力不大于15N的情况下,橡皮筋伸长量△x与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一直线,说明橡皮筋的伸长△x与受到接力F成正比例函数的关系,
(2)测力计是根据在测量范围内,橡皮筋的伸长与受到的接力成正比的原理制成的,由图乙知,A的量程为0﹣10N,B的量程为0﹣15N,则用橡皮筋 B制成的测力计量程大;
由图乙可知,在测量范围内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力测量的精确程度高;
(3)因A最大受到10N的拉力,在弹性范围内最多伸长20cm,B在弹性范围内,受到的最大拉力为15N,最多伸长15cm,将本实验中两根相同的橡皮筋并联起来代替弹簧测力计使用时,故A只能伸长15cm,根据在测量范围内受到拉力与伸长成正比,
故A最多受到的拉力 FA大=$\dfrac{15cm}{20cm}$×10N=7.5N,根据合力的知识,故将本实验中相同的两根橡皮筋并联起来代替弹簧秤能够测量力的最大值应为7.5N+15N=22.5N。
【点拔】本题考查弹簧测力计的原理、测力范围、测量准确程度、合力的知识,体现了数学知识在物理中的应用。
小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验:
a.如图1中甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
b.如图1中乙图所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
c.如图1中丙图所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一钩码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
(1)该实验主要采用的探究方法是 。
(2)由图1中 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越 (选填“大”或“小”)。
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图1中丁图所示的实验装置,该装置的优点是 长木板做匀速直线运动(选填“需要”或“不需要”)。实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小
为 N。
【答案】(1)控制变量法;(2)甲丙;(3)大;(4)不需要;1.8;(5)4。
【解析】(1)该实验主要采用的探究方法是控制变量法。
(2)因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,拉力大小等于摩擦力的大小;由图1中甲丙两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由图1中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
(4)如图1中丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;实验中小丽发现:当F为3N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,根据三力平衡,
fAB+f=3N,长木板B受到地面的摩擦力大小为:f=3N﹣1.2N=1.8N;
(5)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示,由图4知,6﹣9秒物体做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到摩擦力大小不变,故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
【点拔】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查。
一辆满载乘客的客车在水平地面上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.客车车身受到的重力和地面对客车的支持力是一对平衡力 |
B.客车受到的支持力和客车对地面的压力是一对相互作用力 |
C.客车刹车后不能立即停止是因为客车受到了惯性的作用 |
D.如果此时客车受到的一切外力均消失,它将立即停下来 |
答案:C
雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示),你能说出其中的原因吗?