中考物理综合题专练∶力与运动的关系问题及答案解析
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一、初中物理力与运动的关系问题
1.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。
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;
3.一辆卡车在水平路面上匀速行驶,下列选项中的两个力属于平衡力的是()
A.卡车所受的重力和地面对卡车的支持力
B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力
C.卡车对地面的压力和路面对卡车的支持力
D.地面对卡车的摩擦力和卡车对地面的摩擦力
【答案】A
【解析】
【分析】
平衡力的条件:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【详解】
A.卡车静止,卡车所受的重力和地面对卡车的支持力是平衡力关系,故A正确;
B.卡车所受的重力和卡车对地面的压力,没有作用在同一物体上,不是平衡力,故B错误;
C.卡车对地面的压力和路面对卡车的支持力,分别作用在相互作用的两个物体上,是一对相互作用力,故C错误;
D.地面对卡车的摩擦力和卡车对地面的摩擦力,是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
4.如图l所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示,从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是()
A.0~4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8~l0s内,物块受到的摩擦力为6N
C.t=l0s时,物块的速度一定小于5m/s
D.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【分析】
由图丙确定物体在不同时间段的运动状态,根据匀速直线运动的时间段及图2,利用二力平衡条件确定摩擦力的大小。
【详解】
由图3知,12到18s物体在相同时间内通过的路程相等,做匀速直线运动,由图2知,此时f=F=4N。
A .由图2知,0~4s 内,物体受到的拉力F =2N ,小于滑动摩擦力,所以此时物体应处于静止状态,所受静止摩擦力等于拉力等于2N ,故A 错误;
B .由图3知,8~10s 内,物体处于运动状态,根据影响摩擦力大小的因素可知,摩擦力仍等于4N ,故B 错误;
C .由图3知,从10到12s 时间内,物体的平均速度
10m 5m/s 2s
s v t === 而在这段时间内物体的拉力大于摩擦力,所以做加速运动,因此全程的平均速度应大于10s 时的速度,故C 正确;
D .若16s 时撤去F ,物体受摩擦力的作用将做减速运动,故D 错误。
故选C 。
5.关于力的作用,下列说法正确的是
A .力对物体的作用效果完全由力的大小决定
B .两物体要发生力的作用必须接触
C .静止的物体一定没有受到力的作用
D .力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【解析】
【详解】
A .力对物体的作用效果由力的大小、方向和作用点共同决定的,故A 错误;
B .两物体要发生力的作用可以不互相接触,故B 错误;
C .地球附近的任何物体都受到重力的作用,故C 错误;
D .只有力可以改变物体的运动状态,故D 正确。
6.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。
7.一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动。
探测器通过喷气而获得推动力。
以下关于喷气方向的描述中正确的是()
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.探测器由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行加速运动时,合力的方向也沿直线与速度方向相同,而受到月球的引力方向竖直向下,所以,反冲力方向与运动直线成一角度斜向上,那么,喷气方向与运动直线成一角度斜向下,故A、B错误;
CD.探测器匀速运动,受力平衡,合力为零,已知受到的月球的引力竖直向下,则受到的气体的反冲力竖直向上,因此,探测器竖直向下喷气,故选项C正确,选项D错误。
故选C。
8.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
【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。
9.每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到我市滩涂越冬,如图所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向
A.竖直向上B.竖直向下
C.与运动方向相同D.与运动方向相反
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,处于平衡状态,则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡力;因为重力方向始终竖直向下,故空气对它的作用力竖直向上。
故选A。
10.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
【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 。
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,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F 2,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 。
13.如图所示,一木板B 放在水平地面上,木块A 放在B 的上面,A 的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F 向左拉B ,使B 以速度v 向左匀速运动,这时弹簧的拉力为F T ,则下面说法中正确的是()
A .木板
B 所受地面的滑动摩擦力的大小等于F T
B .地面受到的滑动摩擦力的大小等于F T
C .若木板以2v 的速度运动,木块受到的摩擦力大小为F T
D .若用2F 的力作用在木板B 上,木块受到的摩擦力大小为2F T
【答案】C
【解析】
【分析】
对A 、B 受力分析:A 受水平向右的弹力和水平向左的滑动摩擦力;又因为物体间力的作用是相互的,则物体B 受到A 对它水平向右的滑动摩擦力;由于B 作匀速直线运动,则B 受到水平向左的拉力和水平向右的两个摩擦力平衡(A 对B 的摩擦力和地面对B 的摩擦力);如图所示:
A .A 受力平衡,故
f A =F T
即A 受B 的摩擦力大小为F T ,根据牛顿第三定律,B 受A 的摩擦力等于F T ,故A 错误; B .由于B 向左作匀速直线运动,则
B F f f =+
则
B T f F f F F =-=-
根据牛顿第三定律,地面受到的摩擦力大小等于
T F F -
故B 错误;
C .滑动摩擦力大小与相对速度无关,故木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小仍为F T ,故C 正确;
D .若用2F 的力拉木板B ,B 开始加速,但是A 与B 间压力不变,摩擦因数不变,故摩擦力大小不变,木块A 受摩擦力大小仍为F T ,故D 错误。
故选C 。
14.如图所示,木块A 的质量为m 1,一端与水平细绳相连,细绳的另一端挂着质量为m 2(m 2<m 1)的钩码 B ,木块A 恰好在桌面上匀速运动。
若在A 上再加一个质量为m 的砝码,同时在B 下再挂上一个质量为m 的钩码,木块的速度将( )(接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比)
A .不变
B .变快
C .变慢
D .由m 1、m 2、m 的大小关系而决定
【答案】B
【解析】
【详解】
物体A 受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动,所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力。
根据二力平衡的条件可知两者大小相等,即
F =f
物体对桌面的压力等于物体A 的重力,即
F 压=
G A =m 1g
物体A 受到的拉力
F =
G B =m 2g
由于接触面的粗糙程度一定时,滑动摩擦力与压力成正比,则摩擦力
f =kF 压=km 1g
km 1g = m 2g
k =21
m m 在A 上再加一个质量为m 的砝码,此时压力的大小
F 压1=
G A +mg =(m 1+m )g
摩擦力的大小
f ′=k (m 1+m )
g =21
m m (m 1+m )g 在B 下再挂上一个质量为m 的钩码,拉力的大小
F ′=(m 2+m )g
F ′- f ′= f ′=(m 2+m )g -21m m (m 1+m )g =11m m (m 2+m )g -21
m m (m 1+m )g =121m mg m mg m - 由于
m 2<m 1
所以
F ′- f ′=121
m mg m mg m ->0 F ′>f ′
木块做加速运动,木块的速度将变大。
故选B 。
15.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】
【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。
16.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。
17.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。
18.如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。
容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。
当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参照物)()
A.铁球和乒乓球都向左B.铁球向右,乒乓球向左
C.铁球向左,乒乓球向右D.铁球和乒乓球都向右
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
当容器随小车突然向右运动时,铁球由于惯性要保持原来状态,故相对小车向左运动;当容器随小车突然向右运动时,容器中的水也有惯性,故也有相对小车向左运动的趋势,水的密度大于整个乒乓球的密度,故把乒乓球挤向右,故乒乓球故相对小车向右运动。
综上
所述:ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
19.如图卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,假若卫星运动到远地点位置时所有外力消失,那么卫星将会()
A.在远地点静止B.沿远地点切线方向做匀速直线运动C.落回地球D.仍然会沿着原来的椭圆轨道匀速运行【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
卫星运动到远地点时,其速度不为零,方向是沿远地点切线的,所以当此时所有外力消失,卫星会保持原来的运动状态不变,即沿远地点切线方向做匀速直线运动,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
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B.东南C.东北D.西北
【答案】A
【解析】
【详解】
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。