2020-2021中考物理——力与运动的关系问题的综合压轴题专题复习含答案
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一、初中物理力与运动的关系问题
1.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B.重力、支持力和水平向右的摩擦力C.重力、支持力和水平向左的摩擦力D.只受重力和支持力
【答案】D
【解析】
【详解】
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。
2.如图所示,水平传送带上的物体正在向右运动,物体速度逐渐变大,分析物体受到的力有()
A.重力、传送带的支持力
B.重力、对传送带的压力
C.重力、传送带的支持力、向右的摩擦力
D.重力、传送带的支持力、对传送带的压力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.如果只受重力和支持力,物体就会处于平衡状态,不会做加速运动,故A不符合题意;
BD.中对传送带的压力是物体施加的力,不是物体受到的力,故BD不合题意。
C.物体竖直方向上受重力和传送带对它的支持力的作用,且两个力平衡;水平方向上向右做加速运动,所以受到传送带对它向右的摩擦力作用,故C符合题意;
3.水平面上叠放着A,B两个物体,在水平方向力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起向右匀速运动,已知F1=10N,F2=6N,那么物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的有关说法正确的是()
A.A对B的摩擦力为10N,向右
B.B对地面的摩擦力为4N,向左
C.A受到摩擦力为4N,向左
D.地面对B的摩擦力为6N,向左
【答案】A
【解析】
【详解】
A.由于物体间力的作用是相互的,A受到B的摩擦力水平向左,大小是10N,则B上表面受到A的摩擦力水平向右,大小是10N,故A正确;
C. A相对于B保持静止状态,水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,拉力F1是10N,A受到B的摩擦力是10N,故C错误;
D.物体B进行匀速直线运动,水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以,地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力,即B下表面受到地面的摩擦力大小为10N-6N=4N,方向向左,故D错误;
B.因为物体间力的作用是相互的,B 对地面的摩擦力与地面对B的摩擦力大小相等,方向相反,即B对地面的摩擦力为 4N,方向向右,故B错误。
故选A。
4.下列现象中,不能应用惯性解释的是( )
A.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来
B.人走路被石头绊一下,身体向前倾斜
C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来
D.锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上
【答案】C
【解析】
【详解】
ABD.用力拍衣服,衣服上的灰尘掉下来;人走路被石头绊一下,身体向前倾斜;锤头松了,把锤柄在石头上撞击几下,锤头就能套紧在锤柄上,这些现象都是物体要保持原来运动状态而作出的反应,这种属性叫做惯性。
故ABD不符合题意;
C.汽车刹车后,速度逐渐减小,最后会停下来,说明摩擦力改变了物体的运动状态。
故C 符合题意。
5.下列有关惯性的说法正确的是()
A.拍打衣服灰尘脱落,是由于灰尘有惯性
B.小明没有推动静止的汽车是由于汽车没有惯性
C.跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
D.飞行的子弹穿入木头后静止,它的惯性消失了
【答案】A
【解析】
【分析】
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
【详解】
A.拍打衣服时,衣服运动,灰尘由于惯性还保持原来的静止状态,因此会从衣服上脱落,故A正确;
B.小明没有推动静止的汽车,是因为推力等于摩擦力,汽车由于惯性仍然保持原来的静止状态,故B错误;
C.跳远运动员起跳前助跑使人获得了很大的速度,起跳后由于惯性,人在空中仍然保持原来的运动状态,惯性与速度无关,故C错误;
D.高速飞行的子弹穿入木头后静止,子弹仍具有惯性,任何物体都具有惯性,故D错误。
故选A。
【点睛】
通过不同的选项考查了学生对惯性知识的理解,一定要知道惯性是物体本身的一种性质,任何物体任何情况都有惯性,其大小只与物体的质量有关。
6.下列情况中运动状态没有发生改变的是()
A.汽车起动B.汽车拐弯
C.汽车减速上坡D.汽车在平直的公路上匀速直线行驶
【答案】D
【解析】
【分析】
运动状态的改变包括两个方面:一是运动速度大小的变化;二是运动方向的变化;判定一个物体运动状态是否改变,就从这两个角度考虑。
【详解】
A.汽车启动,车由静止变为运动,所以运动状态发生变化,故A不符合题意;
B.汽车拐弯,车的运动方向改变,所以运动状态发生变,故B不符合题意;
C.汽车减速上坡,车的速度减小,运动状态发生改变,故C不符合题意;
D.汽车在平直的公路上匀速行驶,车的速度没有改变,车的运动方向也没有改变,则汽车
的运动状态没改变,故D符合题意。
故选D。
7.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 B.0N,5N C.5N,5N D.5N,10N
【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.
8.如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。
甲中A向前推B、B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙。
每人用力的大小都为F,方向水平向右。
已知地面粗糙,则以下说法中正确的是()
A.甲方式中墙受到的力为2F B.乙方式中墙受到的力为2F
C.甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AC.甲方式中,先对A同学水平方向受力分析,受B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力,力的作用是相互的,B对A的向左的弹力大小是F;再对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力,A对B向右的弹力是F,B对墙壁的弹力是F,力的作用是相互的,墙壁对B向左的弹力是F,A对B向右的弹力和墙壁对B
向左的弹力大小相等,方向相反,这两力是一对平衡力,地面对B不再有摩擦力,所以,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小均为F,则甲方式中墙受到的力为F,B同学不受摩擦力,A、C错误;
BD.乙方式中,AB两同学均受水平向左墙壁的弹力和地面向右的静摩擦力作用处于平衡状态,由二力平衡条件可知,地面对两同学的摩擦力都为F,此时墙受到的推力为2F,B正确、D错误。
故选B。
9.踢足球是我国青少年喜爱的一项体育运动,如图所示是一次精彩的传球攻门过程,下列说法正确的是()
A.在运动过程中,足球的重力势能是不变的
B.足球对脚的作用力和脚对足球的作用力是一对平衡力
C.足球在空中能够继续飞行,是因为受到惯性力的作用
D.足球飞行路线发生了变化,说明力能改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)重力势能的影响因素是质量和高度,据此判断其是否发生改变;
(2)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(4)力可以改变物体的运动状态。
【详解】
A.在运动过程中,足球的高度发生了变化,所以重力势能是变化的,故A错误;
B.足球对脚的作用力和脚对足球的作用力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C.足球在空中能够继续飞行,是由于足球具有惯性,但不能说受到惯性力的作用,因为惯性不是力,故C错误;
D.足球飞行路线发生了变化,是重力作用的结果,说明力能改变物体的运动状态,故D 正确。
故选D。
10.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;
11.如图所示,水平地面上有一长木块B 足够长,正方体A 在B 的上表面且用不可伸长的细绳连接在竖直墙壁上,A 、B 质量相等。
当用大小为24N 的拉力F 使B 向右做匀速直线运动时(已知地面、A 、B 三者的粗糙程度相同),则下列有关说法正确的是( )
A .A 物体受到的摩擦力方向向左
B .A 对B 的摩擦力大小为8N
C .地面对B 的摩擦力为12N
D .B 受到的摩擦力为12N
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A .对A 受力分析,其水平方向二力平衡,则A 物体受到的摩擦力方向向右,故A 错误; BCD .由题意,A 、
B 质量相等,且各接触面动摩擦因数相同,由滑动摩擦力公式f N μ=可知,物体B 与地面之间的滑动摩擦力 B 2f N mg μμ→==地
A 、
B 之间的摩擦力
A B f N mg μμ→'==
又在F 作用下,物体B 做匀速直线运动,即水平方向受平衡力,则有
A B B 2324N F f f mg mg mg μμμ→→=+=+==地
由此可得:B 16N f →=地,A B 8N f →=,故B 正确,CD 错误。
故选B 。
12.如图所示,甲、乙两位同学做如图所示的“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧“拉”,若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是()
A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动
C.凳子原处不动D.凳子向体重大的同学一方移动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,图示凳子下表面的粗糙程度相同,而乙端的压力大,所以乙端的摩擦力大,由于甲所受最大静摩擦力小,因此甲将容易相对长凳滑动,即甲容易被拉离,因此凳子将向右移动,即凳子向乙移动,故选B。
13.如图所示,重力分别为G甲和G乙的甲乙两个物体叠放在一起,放在水平桌面上。
甲物体对乙物体的压力为N1,乙物体对水平桌面的压力为N2,水平桌面对乙物体的支持力为N3,则下列选项正确的是
A.G甲与N1是一对平衡力
B.G乙与N2大小相等
C.N2与N3是一对相互作用力
D.N3大小等于N1与N2大小之和
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲物体受到重力G甲和它对乙物体的压力为N1,这两个力分别作用在甲和乙上,大小相等、方向相同、作用在同一直线上,不是平衡力,故该选项错误;
B.乙物体对水平桌面的压力为N2等于甲、乙两物体的重力之和,即
N 2=G 甲+G 乙
故该选项错误;
C .乙物体对水平桌面的压力为N 2,水平桌面对乙物体的支持力为N 3,这两个力分别作用在乙和水平桌面上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故该选项正确;
D .N 3与N 2是相互作用力,大小相等,即
N 3=N 2=G 甲+G 乙
甲物体对乙物体的压力为N 1等于甲的重力即N 1=G 甲,故N 3大小不等于N 1与N 2大小之和,故该选项错误。
故选C 。
14.如图所示,F 1=4N ,F 2=3N ,此时物体 A 相对于地面静止,物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。
下列说法错误的是( )
A .F 2 的功率为 0.6W
B .弹簧测力计读数为 9N
C .地面对物体 A 的摩擦力为 2N
D .如果增大 F 2,物体 A 可能向左运动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】 A .由图知,水平使用滑轮组,对于物体B 来说n =2,拉力端移动速度
220.1m/s 0.2m/s v v ==⨯=物
拉力F 2做功功率
223N 0.2m/s 0.6W P F v ==⨯=
故A 正确,不符合题意;
B .不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,对于弹簧测力计来说是3股,所以弹簧测力计的示数
2333N 9N F F ==⨯=
故B 正确,不符合题意;
C .对于物体A ,受到的力:B 向左的摩擦力
2223N 6N B f F ==⨯=
向右的拉力F 1=4N ,因为A 静止,所以地面向右的摩擦力
B 16N 4N 2N f f F =-=-=地
故C正确,不符合题意;
D.如果增大F2,由于B对A压力的大小没变,接触面的粗糙程度没变,所以B对A的摩擦力不变,此时物体 A 相对于地面仍然静止,故D错误,符合题意。
故选D。
15.如图所示,小明拉着小车匀速行走在水平路面上,下列说法正确的是()
A.小明拉着小车匀速行走时,小明对小车没有做功
B.小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力
C.小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力
D.地面给小明的摩擦力方向是向后的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.小车在小明的拉力作用下,运动了一段距离,因此小明对小车做功了,故A错误;B.读图可知,小车受到小明的斜向上的拉力,小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等,所以两者不是一对平衡力,故B正确;
C.读图可知,小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上,不属于平衡力,故C错误;
D.小明的脚对地面有一个向后的摩擦力,同时地面对脚一个向前的摩擦力,故D错误。
故选B。
16.如图所示,在大小为14N的水平拉力F的作用下,木板A沿水平地面向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,弹簧测力计示数为4N。
则()
A.木板A所受的合力一定为零
B.物体B对木板A的摩擦力的方向水平向右
C.物体B对木板A的摩擦力的大小为10N
D.地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
BC.物体B在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和摩擦力的作用处于静止状态,由二力平衡可得,摩擦力与拉力大小相等,方向相反,所以摩擦力大小为4N,方向水平向右。
根据力的作用是相互的,B给A一个向左的摩擦力,大小为4N,故BC不符合题意;
A.木板A沿水平地面向右运动,水平方向受到物体B对木板A的摩擦力的大小为4N,方向向左;水平拉力F,大小为10N,方向向右。
因为木板A的运动状态未知,所以木板A 的受力情况不能确定,即木板A所受的合力可能为零,故A不符合题意;
D.B对木板A的压力小于木板A对地面的压力,但B与木板A的接触面材料与地面与木板A的接触面材料不同,所以不能确定地面对木板的摩擦力与物体B对木板A的摩擦力的大小情况,即地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力,D符合题意。
故选D。
17.如图所示,物体G静止在粗糙的水平地面上,用水平向左的拉力F去拉物体。
第一次F1=10N,物体未被拉动;第二次F2=15N,物体恰好能向左做匀速直线运动;第三次
F3=20N,物体向左运动。
下列说法正确的是()
A.第一次物体不受摩擦力作用
B.第二次物体受到的摩擦力大小为15N
C.第三次物体受到的摩擦力方向一向左
D.第三次物体受到的摩擦力大小为20N
【答案】B
【解析】
【分析】
掌握产生摩擦力的条件:要产生摩擦力,相互接触的物体间要发生相对运动或相对运动的趋势;物体如果在水平拉力的作用下匀速直线运动,不论速度大还是小,摩擦力和拉力都是二力平衡,拉力是多大,摩擦力就是多大;如果其他条件不变,只是增大拉力,物体的运动状态就变了,不是匀速直线运动了,但摩擦力的大小还是不变的。
同一直线上的两个力,如果方向相反,其合力大小为二力之差,方向与较大的力的方向相同,如果二力大小相等,合力大小就为零。
【详解】
A.当F1=10N时,物体未被拉动,在水平方向由二力平衡知拉力等于摩檫力即
f=F=10N
故A错误;
B.用大小为15N的力水平向左拉物体,物体向左做匀速直线运动,物体发生了相对运动,此时属于滑动摩檫力,故
f=F=15N
故B正确;
C.摩檫力方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反,物块相对与地面是向左运动的,所以地面对物块的摩檫力方向向右,故C错误;
D.当拉力是20N,因为影响滑动摩檫力的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度没有发生变化,因此当把拉力F增大为20N时,则物体受到的摩擦力仍为15N,故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查摩擦力产生的条件,物体之间有相对运动或有运动趋势;根据物体的状态可判断物体的受力情况。
18.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,另一端连接至放在小车底板上的木块,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.木块静止不动时,弹簧对木块的拉力和木块对弹簧的拉力是一对平衡力
D.当木块向前压缩弹簧时,木块的速度逐渐减小,说明木块的惯性在减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.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。
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,从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势,故B正确;
C..木块静止不动时,弹簧对木块的拉力和木块对弹簧的拉力是一对相互作用力,故C错误;
D.惯性是物体本身具有的属性,只与物体的质量有关,故D错误。
故选B。
19.如图甲所示,相同的两物块A、B 叠放在粗糙程度相同的水平地面上,在20N的水平
推力F1的作用下一起做匀速直线运动,此时物块B所受的摩擦力为f1,若将A、B物块按图乙所示紧靠放在水平桌面上,用水平力F2推A,使它们一起做匀速直线运动,则
()
A.f1=0N,F2=20N B.f1=10N,F2=20N
C.f1=20N,F2=40N D.f1=10N,F2=40N
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
在甲图中,物体A、B在20N的水平拉力作用下,一起作匀速直线运动,因此,A、B都受到平衡力作用,而物体B在物体A上,一起做匀速直线运动,没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力为0,即
f1=0N
物体A受到的推力和摩擦力是一对平衡力,即摩擦力大小等于推力的大小,也为20N;在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力的大小也为20N.即
F2=20N
故A正确,BCD错误。
故选A。
20.如图分别是加拿大北部寒冷多雪地带(甲)和杭州(乙)常见房屋照片对比,可以明显看到加拿大房屋屋顶结构比较陡。
屋面坡度对积雪的影响,当屋面坡度大到某一角度时,积雪就会在产生滑移或滑落,坡度越大滑落的雪越多。
据此屋顶屋面变陡时对积雪受力分析正确的是()
A.积雪受力的情况均保持不变B.积雪受到沿斜面向下的摩擦力变小C.积雪受到屋面支持力变大D.积雪受到沿斜面向下的下滑力变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC.屋顶上的积雪受到三个力的作用:竖直向下的重力、垂直于屋顶的支持力、沿屋顶斜向上的摩擦力,积雪不动时,三个力是平衡的;当屋面坡度大到某一角度时,积雪就会在产生滑移或滑落,坡度越大滑落的雪越多,这表明坡度变化,引起了力的变化;重力大小是不变的,改变的是支持力和摩擦力,坡度越大,支持力越小,则压力越小,摩擦力会减小,A、B、C错误;
D.积雪受到沿斜面向下的下滑力是重力、支持力、摩擦力的合力,合力变大,即下滑力变大,D正确。
故选D。