备战2023年中考科学二轮专题导练 考点20 运动和力

考点20 运动和力

考点精讲

一、机械运动的相对性

(一)机械运动

1．机械运动：物体在空间位置上的变化。

2．比较物体运动快慢的两种方法：比较相同时间内通过的路程或比较通过相同的路程所用的时间。

(二)参照物

判断物体运动或静止时被选为作标准的物体叫做参照物。参照物的选择可以是任意的，当物体被选为参照物后，就假定它是静止的。选择不同的参照物来分析同一物体的运动情况，会得出不同的结论，所以运动和静止是相对的。

(三)速度

1．速度概念：物体在单位时间内通过的路程叫速度。速度可以定量地描述物体运动的快慢。

2．速度公式：速度＝，即：v＝。

3．速度的主单位：米/秒，单位符号：m/s。常用单位还有：千米/时，单位符号：km/h。常见单位间的换算：1m/s＝3.6km/h。

4．描述变速直线运动时可用平均速度来描述物体运动的快慢，即：＝。

二、牛顿第一定律(又叫惯性定律)

1．阻力对物体运动的影响：让同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下(控制变量法)，是为了使小车滑到斜面底端时有相同的速度；阻力的大小用小车在木板上滑动的距离的长短来体现(转换法)。

2．牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

3．牛顿第一定律是通过实验事实和科学推理得出的，它不可能用实验来直接验证。

4．物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。

三、二力平衡

1．物体处于静止或匀速直线运动状态时，称为平衡状态。物体处于平衡状态时，受到的力叫平衡力。

2．二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力，如果__大小相等__、__方向相反__、__作用在同一直线上__(同物、等大、反向、同线)，这两个力就相互平衡。

3．二力平衡条件的应用

(1)根据受力情况判断物体的运动状态：

当物体不受任何力作用时或受到平衡力作用时，物体总保持静止状态或匀速直线运动状态。当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态一定发生改变。

(2)根据物体的运动状态判断物体的受力情况：

当物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)时，物体不受力或受到平衡力。当物体处于非平衡状态(加速或减速运动、方向改变)时，物体受到非平衡力的作用。

四、摩擦力

1. 摩擦力：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力叫摩擦力。不仅固体间会产生摩擦，液体和气体之间也会产生摩擦。
2. 摩擦力的分类

3. 摩擦力的方向

    由于摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势（若失去这个摩擦力，物体会向哪里运动就是运动趋势。相对静止的物体之间的摩擦力，就看它们的运动趋势），因此摩擦力的方向必定与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反

4. 影响动摩擦力大小的因素：仅仅与压力大小和接触面粗糙程度有关，与其他无关

                    与表面的粗糙程度有关，（当压力相同时）表面越粗糙，摩擦力越大。

    动摩擦力大小    与压力大小有关，（当接触面粗糙程度相同时）压力越大，摩擦力越大

5. 有益摩擦：鞋底花纹、防滑垫、拉弦、皮带轮运货

    有害摩擦：滑梯、机器转轴、旱冰鞋

    增大有益摩擦的方法：①增加表面的粗糙程度 ②增加压力 ③变滚动为滑动

    减小有害摩擦的方法：①降低表面的粗糙程度（添加润滑剂）②减小压力 ③变滑动为滚动 ④使接触面彼此分离（气垫船、磁悬浮）

真题解析

例题

1．如图所示，用手握住重2N的瓶子，手与瓶子间的摩擦是静摩擦，此时瓶子受到的静摩擦力大小为___________N，方向为___________（选填“竖直向下”或“竖直向上”）。增大手对瓶子的握力，瓶子受到的静摩擦力将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

答案

1．     2     竖直向上     不变

【解析】

【详解】

[1][2]瓶子处于静止状态，属于平衡状态，所以受到的是平衡力，摩擦力与重力是一对平衡力，瓶子的重力的大小为2N，所以摩擦力也是2N，方向与重力方向相反，竖直向上,。

[3]增大手对瓶子的握力，瓶子处于静止状态，受到的是平衡力，摩擦力与重力是一对平衡力，重力不变，摩擦力不变。

2．小科同学把一个生鸡蛋静止放在水平桌面上，用力使它在桌面上绕竖直轴水平旋转（如图），然后用手按住并立即释放，发现鸡蛋沿原来的方向继续转了几圈后才停下来。下列是对这一过程作出的科学解释，请你把它补充完整：

（1）用力让生鸡蛋从静止到运动，说明___________。

（2）用手按住，生鸡蛋内的液体由于惯性，仍___________。

（3）由于___________，鸡蛋最终停下来了。

答案

2．     力可以改变物体的运动状态     继续转动     受到桌面摩擦（阻）力

【解析】

【详解】

（1）[1]力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态，用力让生鸡蛋从静止到运动，说明力可以改变物体的运动状态。

（2）[2]生鸡蛋的蛋液和蛋壳是两部分，用手按住时，蛋壳受力停下来，而蛋液由于具有惯性，要保持原来运动的状态，从而给蛋壳一个动力，所以，又转了一会儿才停止。

（3）[3]鸡蛋最终会停下来是受到桌面摩擦（阻）力的作用，由运动变为静止。

3．某项目化学习小组同学制作“浮漂器”，成功地验证了阿基米德定律。

【选材制作】选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。

【验证步骤】

①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯，取一小石块放在上托盘，在支撑杆上标出水位刻度线。

②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平。

③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。

【结果分析】

由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码，由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此，F浮=G排，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。

（1）泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度，应考虑的因素有______；（可多选）

A．支撑杆的高度       B．托盘的质量       C．溢水杯的质量

D．泡沫块的密度       E．液体的密度

（2）步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯，判断杯中水为“适量”的依据是______；

（3）分析步骤②③，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力，即G排=G砝码。推测其观察到的现象为______；

（4）有同学认为，往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷，改进方法有______（写出一种）

答案

3．     ABDE     见解析     见解析     见解析

【解析】

【详解】

（1）[1]A．支撑杆的高度越大，重心越靠上，装置越不利于在水中漂浮，此时需要适当增大泡沫块的高度，故A符合题意；

B．托盘的质量越大，漂浮时受到的浮力就要越大，排开水的体积就要越大，此时要增大泡沫块的高度，故B符合题意；

C．溢水杯和装置没有任何联系，故C不符合题意；

D．泡沫块的密度越大，为了装置的漂浮，它的体积就要越大，即高度越大，故D符合题意；

E．液体的密度变大，泡沫块的体积可以适当减小，即高度减小，故E符合题意。

故选ABDE。

（2）[2]步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯，杯中水为“适量”的依据是将小石块放入上托盘时，有少量水溢出(或水位刚好达到溢水口处)。

（3）[3]分析步骤②③，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力，观察到的现象是溢水杯中的水刚好到溢水口处（或无水溢出）；水位刻度线与水面相平。

（4）[4]往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷，可以用细沙替代砝码。

4．为了探究能否利用鸡蛋的浮沉状态来判断鸡蛋新鲜程度。小明查阅资料发现：鸡蛋表面有很多微小气孔，可用于蛋内外的气体交换，同时蛋内水分可通过气孔排出，在鸡蛋大头一端会形成由气体占据的“气室”。随着储存时间的延长，水分会不断蒸发，气室就会变得越来越大，从而改变鸡蛋的密度。由此，小明设计了如下实验：

①选取一颗新鲜的鸡蛋，用记号笔在鸡蛋外壳中轴线距小头端3.5cm处标记为0点（如图甲）。

②将鸡蛋浸没于盛有一定量清水的烧杯中，记录0点距离烧杯底部的高度H。

③在20天内，每隔两天，观察高度H的数值，并记录数据如下表。

④选取形态相似，新鲜程度相同的若干鸡蛋重复实验。

（1）本实验是通过记录O点距离烧杯底部的高度H来反映鸡蛋的新鲜程度，小明分析表中数据，发现14-16天，高度H发生较大改变，其原因是___________。

（2）为了延长鸡蛋的储存时间，小明查阅资料发现鸡蛋经过蜂胶液浸10秒钟后，其保鲜效果加强。为了探究不同浓度的蜂胶对鸡蛋的保鲜效果，请你设计实验方案并写出实验步骤。（实验器材：浓度分别为1.5%、3%、4.5%和6%的蜂胶液、新鲜鸡蛋若干、记号笔、清水、烧杯若干）。(        )

答案

4．     因为在第 14-16 天，鸡蛋密度小于水的密度，出现上浮现象     见解析所示

【解析】

【详解】

（1）[1]鸡蛋随着储存时间的延长，水分会不断蒸发，气室就会变得越来越大，鸡蛋受到的浮力也越来越大。在第 14-16 天，鸡蛋密度小于水的密度，出现上浮现象。

（2）[2]①选取大小形态相似的鸡蛋5颗，用防水记号笔在鸡蛋外壳中轴线距小头端3.5cm处标记为O点；

②将5个鸡蛋分别浸入浓度为1.5%、3%、4.5%、6%的蜂胶液和清水的五个烧杯中，各浸10秒钟后取出；

③待鸡蛋晾干后依次置于盛有等量清水的A-E五个烧杯中，记录O点距离烧杯底部的高度H；在20天内，每隔两天，记录高度H的数值，计算高度的增加量∆H；

④比较在相同时间内，不同浓度蜂胶浸渍过的鸡蛋在清水中高度增加量∆H；

⑤选取大小形态相似，新鲜程度相同的若干鸡蛋重复实验。

5．小科要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有；①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小。接下来小科通过如图所示实验操作验证他的猜想：

（1）实验中小科应该用弹簧测力计___________拉动木块在长木板上滑动，这样做是根据二力平衡的知识得出拉力等于摩擦力，从而测出木块所受的摩擦力的大小；

（2）如果小科要验证猜想②，他应该选择___________（选填代号）两图所示的实验步骤来操作；

（3）小科要验证猜想③，他将木块切去一半，重复图甲的操作过程，如图丁所示。他比较图甲和图丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。请你对他的实验过程作出简要评价：___________

答案：

5．     水平匀速直线     甲和丙     见解析

【解析】

【详解】

（1）[1]实验中小科应该用弹簧测力计水平匀速直线拉动木块在长木板上滑动，这时拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力等于拉力。

（2）[2]要验证猜想②，要探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系，需使压力大小和接触面积大小相同，改变接触面的粗糙程度，所以应选择甲图和丙图。

（3）[3]要探究摩擦力大小与接触面积的大小的关系，需使压力大小和接触面的粗糙程度相同，改变接触面积的大小，而将木块切去一半，则在接触面积变化的同时，压力也发生了变化，所以得出错误结论。

 突破提升

一、选择题

1．如图是2020年2月11日微信朋友圈中出现的一种传言。针对这一网络传言，同学们纷纷表达了自己的观点，其中合理的是（　　）

A．微信上突然发出此传言，肯定是对的

B．扫把立起来时，重力发生了变化

C．从扫把的重心引出的重垂线通过地面和它的接触面，扫把就有可能立起来

D．地面对扫把的支持力大于扫把的重力扫把才能立起来

2．如图所示，光滑轨道ABC固定在竖直平面内，BC段水平，一小球从A点由静止释放运动到C点的过程中，动能和势能变化情况是（　　）

A．A到B的过程，小球的动能增大，势能不变

B．A到B的过程，小球的动能增大，势能减小

C．B到C的过程，小球的动能不变，势能减小

D．B到C的过程，小球的动能增大，势能不变

3．如图所示，有一个带挂钩的铁块重力为G，将其底部与烧杯底部之间用蜡密封（使两者接触面之间没有空气、水也不会进入），再往烧杯中加入适量水。若对铁块施加竖直向上的拉力，当拉力大小为F时，铁块恰好被拉起。则拉力F与铁块重力G的大小关系应是（　　）

A．F>G B．F=G C．F<G D．无法确定

4．科学是一门以实验为基础的学科，关于图中四个力学实验的说法正确的是（　　）

A．甲实验木板匀速向右运动时木块所受摩擦力方向向右，拉力变大则测力计示数不变

B．乙实验若AB阀门都打开，a管中的液面将低于b管中的液面

C．丙实验的U形管相当于连通器，若将探头下移两侧液面高度差将变大

D．丁实验通过木块在水平面移动的距离反映了小球在水平面所受阻力的大小

5．下列物体的受力分析，错误的是（　　）

A．放在水平面上的木块

B．挂在天花板上的小球

C．静止在斜面上的木块

D．被细线拉住的氢气球

二、简答题

6．如今，诸暨市区公共自行车服务点随处可见，这给广大市民低碳生活、绿色出行带来了便利。周末，质量是50kg的小明，租了一辆质量为20kg的自行车去图书馆，假设全程小明都以5m/s的速度骑行。（g=10N/kg）

（1）从租车点到图书馆的距离为1.8km，则小明骑车到图书馆所用的时间为________；

（2）如果骑行时人和车所受阻力是总重力的0.06倍，则小明在一段平直公路段匀速骑行时自行车受到阻力是多少牛________？

（3）若小明在公路上骑行时自行车两个轮胎与地面的总接触面积是20cm2，则自行车对地面产生的压强有多大________？

7．小明在学了电学知识后，对家里的电瓶车进行了研究，图甲是该电瓶车铭牌的部分参数。然后他进行了测试，获得如图乙、丙所示的速度随时间变化的关系图像和牵引力随时间变化的关系图像。（不考虑空气阻力）   

（1）在1～2 s时电瓶车受到的摩擦力为___________N。       

（2）在7～12 s时电瓶车功率为___________W。       

（3）假设电动车一直做匀速直线运动，假设电能全部转化为机械能，若消耗电池容量的50﹪，理论上能行驶多少千米？(        )

三、探究题

8．某同学在学习浮力相关知识后，按以下顺序做了实验来“验证阿基米德原理”。请回答：

（1）阿基米德原理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于___________。

（2）为了减少实验误差，在浸入小石块前，对溢水杯中的水面控制的操作中，最合理的一项是__________；

A．加水使水面略低于溢水口

B．加水至水面超出溢水口并溢出水，直到水不再溢出

C．加水到任意高度对实验结果均没有影响，无需控制

D．加水至水面接近溢水口时，改用胶头滴管滴加，尽量使水面与溢水口相平

（3）若本实验准确地验证了符合阿基米德原理，则实验结果是应满足______________；（用图中弹簧测力计的读数及相关字母表示）

9．在学习了大气压的相关知识后，某同学自主完成了大气压强大小的测量。

【实验器材】：带拉环的吸盘（重0.5N；平面面积为10厘米2）、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺、弹簧测力计）

【实验步骤】：

①将吸盘沾水湿润后，压在平面镜上，排出吸盘内空气；

②用弹簧称水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧称示数为100N；

③计算出大气压的值。

【分析交流】

（1）用这种方法测出的大气压值会偏小，可能的原因有______________；

A．步骤①中吸盘内的空气未排尽　　B．吸盘自身存在重力　　C．吸盘漏气

（2）这一实验中，确定大气对吸盘压力的大小依据的原理是______________

（3）根据上述实验数据握，计算得到的大气压的值等于______________帕。

10．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：

①与物体浸入液体中的深度有关；②与物体排开液体的体积有关；③与液体的密度有关。

（1）请你写出能够支持猜想③的一个生活现象：___________；

进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图甲所示。

观察并分别比较图中有关数据可知：

（2）当物体浸没在水中时，受到的浮力为___________N；

（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是___________（选填“①”或“②”）。