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2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷2
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这是一份2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷2,共64页。
A.人坐在沙发上,沙发凹下去
B.足球在空中划过弧线
C.北斗卫星绕着地球转动
D.篮球碰到篮板改变运动方向
2.(2025春•西城区校级期中)下列物体的受力分析图中错误的是( )
A.在水平面静止的物体
B.用细线挂在天花板下保持静止的小球
C.挂在细线上在A、B两点间来回摆动的小球
D.在匀速直线上升的电梯里的物体
3.(2025春•大兴区期末)四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,细线处于竖直状态,如图所示。不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.无人机悬停在空中时,细线对重物的拉力大于重物受到的重力
B.无人机匀速上升时,细线对重物的拉力大于重物受到的重力
C.无人机匀速上升时,若细线突然断开,重物将继续向上运动一段距离
D.无人机匀速上升时,若细线突然断开,重物将立即向下运动
4.(2025春•朝阳区期末)生活中,人们常常利用物体的惯性。下列实例中属于利用惯性的是( )
A.乘坐汽车时,需要系好安全带
B.撞击锤柄几下,松动的锤头紧套在锤柄上
C.在草坪上滚动的足球最终会停下来
D.雨滴从高空开始落下时,运动得越来越快
5.(2025春•大兴区期末)如图所示的实例中,能用大气压的知识解释的是( )
A.防臭地漏B.吸盘式挂钩
C.水从侧壁喷出D.漂浮的冰山
6.(2025春•顺义区期末)如图所示,取两支铅笔平行放在桌面上,将乒乓球A、B放在两支铅笔上,使乒乓球刚刚能离开桌面,两球之间距离大约为2cm,P为其中点,M、N分别为A、B两球左、右侧一点。用一支吸管向两只乒乓球之间吹气,则下列说法正确的是( )
A.两乒乓球会静止不动
B.两乒乓球会向相互远离的方向运动
C.P点气体压强等于M、N点气体压强
D.P点气体压强小于M、N点气体压强
7.(2025春•顺义区期末)如图所示,把一个香瓜和一个李子放入水中,静止后,香瓜漂浮在水面上,李子沉到水槽底部。下列判断正确的是( )
A.香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力大于它受到的重力
B.李子在水槽底静止,它受到的浮力等于它受到的重力
C.由香瓜漂浮、李子沉底,可以判断出香瓜比李子质量小
D.若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,则可以判断出它们所受浮力的大小关系
8.(2025•平谷区二模)关于如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中,用吸管向两个乒乓球的中间吹气,两球将向中间靠拢
B.图乙中,自制气压计随着电梯一起匀速上升时,细玻璃管中的液面下降
C.图丙中,吹奏时手指按在骨笛不同的音孔上可以改变发出声音的响度
D.图丁中,用力挤压装满水的玻璃瓶,细管中的水面高度不会发生变化
9.(2025春•顺义区期末)物理课上同学们学习了力(F)、重力(G)、压强(p)、功(W)、功率(P)几个物理量,他们将这些物理量的计算公式进行梳理,即①②③④,其中正确的是( )
①G=mg m—质量
②p=FS S—受力面积
③W=Fs s—距离
④P=Wt t—时间
A.①②③④B.只有②C.只有③D.只有④
10.(2025春•朝阳区期末)甲、乙两位同学进行爬楼梯比赛,他们同时从一楼冲向三楼,结果乙同学首先到达,甲同学随后到达。已知甲、乙两位同学的体重分别为G1和G2,且G1>G2。若甲同学做的功和功率分别为W1和P1,乙同学做的功和功率分别为W2和P2,则下列判断正确的是( )
A.W1>W2B.W1<W2C.P1<P2D.P1>P2
11.(2025•平谷区一模)在中药房里,医生还在用传统的中药材称量工具——戥子秤。如图所示,使用时,将待测药材挂在秤盘上,用手拎住秤钮A或B(相当于支点),秤砣在秤杆上移动,当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出药材的质量。下列说法中正确的是( )
A.戥子秤依据的是杠杆原理,力臂大的一侧对应的力也较大
B.若使用了磨损的秤砣则测量值比药材真实值偏小
C.要称50g中药,称量时挂秤砣端翘起,应减少中药使秤杆恢复水平平衡
D.使用A秤纽的最大测量值比使用B秤纽的最大测量值小
12.(2025春•海淀区校级月考)小珍同学使用轻质杠杆、小石块、钩码、细线等器材,搭建如图的装置。固定在杠杆左侧A点的细线下端系着质量为m0的小石块,石块完全浸没于水中且不接触容器。在杠杆右侧悬挂质量为m的钩码,移动钩码到B点时杠杆水平平衡。测得OA长度为lA,OB长度为lB。再将小石块浸没在某液体a中且不接触容器。移动钩码到C点时,杠杆再次水平平衡,测得OC的长度为lC。可通过以上数据计算出石块和液体a的密度,下列说法正确的是( )
A.小石块的体积V石=1ρ水(m0−lAlBm)
B.小石块的密度ρ石=lAm0lAm0−lBmρ水
C.若lC大于lB,则液体的密度比水的密度大
D.若在液体a中石块接触容器底且对容器底产生压力,则液体密度ρa的测量值将偏小
二.填空题(共6小题)
13.(2025•平谷区一模)(1)图甲所示的弹簧测力计的示数为 N。
(2)如图乙所示,斜面的底边MN水平,一木块静止在斜面上,O点为木块的重心,OA、OB、OC为三根带箭头的线段,其中能正确表示木块所受重力示意图的线段为 。(选填“OA”、“OB”或“OC”)
14.(2025春•西城区校级期中)一辆向左行驶的汽车车厢里挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在 (选填“加速”或“刹车”),此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力。
15.(2025春•海淀区校级期中)如图所示,船闸是利用 原理工作的。此时,阀门A打开,阀门B关闭,上游阀门A(同一点处)左侧水的压强 (选填“>”、=”或“<”)右侧水的压强;下游闸门左侧水的压力 (选填“>”“=”或“<”)右侧水的压力。
16.(2025春•西城区校级期中)一个物体的体积是0.2dm3,重为1.8N,g取10N/kg。把它投入水中,当它在水中静止时,受到的浮力为 N。
17.(2025春•西城区校级期末)小丽和小敏一起从一楼爬到五楼。已知:小丽的体重为500N,小敏的体重为400N。若两人同时到达五楼,则 做功较快。若每层楼高为3m,则小敏爬到五楼至少做功 J。
18.(2025•石景山区二模)小石探究杠杆平衡条件时,使用的钩码质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等,如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。杠杆平衡后,在杠杆左侧A点挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以在B点挂 个钩码,也可以使用弹簧测力计在 (选填“B”或“C”)点向上拉杠杆。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•北京期末)如图所示是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置。实验时,将小车从同一斜面的同一高度由静止开始释放,在铺有不同材料的水平面上运动,直到停下来。请根据观察到的现象回答:
(1)实验表明:运动的小车所受的阻力越小,向前滑行的距离越远,其速度变化越 (选填“快”或“慢”)。
(2)推理可知:如果小车运动时不受阻力,它将做 。
(3)实验中,小车在棉布表面运动时,受到 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
20.(2020春•西城区期末)小东用如图所示的实验器材,做“研究动能大小与哪些因素有关”的实验。
(1)他通过比较物块B被撞击后在同一水平面上 的大小来比较小球A的动能大小;
(2)他将同一小球A先、后从同一斜面的不同高度由静止释放,实验现象如图甲、乙所示,由此可知:小球A的动能大小与它的 (选填“质量”或“速度”)有关。
21.(2025•东城区一模)实验室有水、弹簧测力计、烧杯、记号笔、细线和两块大小不同、体积为VA、VB已知的铁块A、B(VA<VB)。小东想利用以上实验器材探究“浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体的体积是否有关”,主要实验步骤如下,请你帮他补充完整。
(1)将A、B的体积VA、VB记录在表格里;
(2)用细线将金属块系好,用调好的弹簧测力计测出金属块A、B的重力G物,记录在表格里;
(3)烧杯中装有适量的水,并在水面标注记号1,将金属块A浸没在水中且不触及容器底和壁,静止时弹簧测力计的示数为F,再次标注水面位置为记号2,并将F记录在表格里;
(4)重新将水加至记号1处, ;
(5)根据 分别计算出金属块A、B受到水的浮力F浮,并记录在表格里;
(6)请你画出实验记录表格。
四.计算题(共2小题)
22.(2025春•海淀区校级期中)某公交公司采用了全新的某品牌纯电动公交车(如图)。公交车质量为1.2×104kg,静止时轮胎与地面的总接触面积为4000cm2。(g取10N/kg)
(1)公交车所受的重力是多少N?
(2)公交车静止时对水平地面的压强为多少Pa?
23.(2025•昌平区二模)如图所示为一龙舟参加比赛时的情境。该龙舟参加500m直线赛项目,所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为720kg,比赛用时2min30s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。
求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
2025-2026学年上学期北京初中物理九年级开学模拟卷2
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
一.选择题(共12小题)
1.(2025春•海淀区校级月考)下列场景中,力的作用效果不同于其他的是( )
A.人坐在沙发上,沙发凹下去
B.足球在空中划过弧线
C.北斗卫星绕着地球转动
D.篮球碰到篮板改变运动方向
【考点】力可以使物体发生形变;力可以改变物体的运动状态.
【专题】运动和力;应用能力.
【答案】A
【分析】力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:A、人坐在沙发上,沙发凹下去,说明力可以改变物体的形状;
B、足球在空中划过的弧线,运动方向改变,说明力可以改变物体的运动状态;
C、北斗卫星绕着地球转动,运动方向改变,说明力可以改变物体的运动状态;
D、篮球碰到篮板改变运动方向,说明力可以改变物体的运动状态。
所以力所产生的作用效果与其他三个不一样的是A。
故选:A。
【点评】解决本题的关键是掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态。
2.(2025春•西城区校级期中)下列物体的受力分析图中错误的是( )
A.在水平面静止的物体
B.用细线挂在天花板下保持静止的小球
C.挂在细线上在A、B两点间来回摆动的小球
D.在匀速直线上升的电梯里的物体
【考点】画力的示意图.
【专题】作图题;运动和力;应用能力.
【答案】C
【分析】先对物体进行受力分析,确定各个力的方向、作用点,再根据力的示意图的画法选择合适的选项。
【解答】解:A、在水平面静止的物体,物体受到竖直向上的支持力F、竖直向下的重力G,支持力和重力是一对平衡力,大小相等,二力的作用点都画在物体的重心,故A正确;
B、用细线挂在天花板下保持静止的小球,小球受到竖直向上的拉力F、竖直向下的重力G,拉力和重力是一对平衡力,大小相等,二力的作用点都画在小球的重心,故B正确;
C、挂在细线上在A、B两点间来回摆动的小球,在B点时,小球受到沿绳子向上的拉力F、竖直向下的重力G,二力的作用点都画在小球的重心,不存在向右的力,故C错误;
D、在匀速直线上升的电梯里的物体,物体受到竖直向上的支持力F、竖直向下的重力G,支持力和重力是一对平衡力,大小相等,二力的作用点都画在物体的重心,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查了力的示意图的画法,同时考查学生对物体的受力分析,属于基础题目。
3.(2025春•大兴区期末)四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,细线处于竖直状态,如图所示。不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.无人机悬停在空中时,细线对重物的拉力大于重物受到的重力
B.无人机匀速上升时,细线对重物的拉力大于重物受到的重力
C.无人机匀速上升时,若细线突然断开,重物将继续向上运动一段距离
D.无人机匀速上升时,若细线突然断开,重物将立即向下运动
【考点】根据运动状态件判断物体的受力情况.
【专题】应用题;运动和力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】(1)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:AB、无人机悬停在空中或匀速上升时,均处于平衡状态,细线对重物的拉力与重物受到的重力符合二力平衡条件,是一对平衡力,大小相等,故AB错误。
CD、无人机匀速上升时,若细线突然断开,重物由于具有惯性将继续向上运动一段距离,然后在重力的作用下向下运动,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】此题是一道综合题目,需要结合多个物理知识点进行分析解答,属于综合题目,是中考中的易错题目。
4.(2025春•朝阳区期末)生活中,人们常常利用物体的惯性。下列实例中属于利用惯性的是( )
A.乘坐汽车时,需要系好安全带
B.撞击锤柄几下,松动的锤头紧套在锤柄上
C.在草坪上滚动的足球最终会停下来
D.雨滴从高空开始落下时,运动得越来越快
【考点】惯性的利用.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】B
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。惯性有时是有利的,有时是有害的。解答此题时要注意抓住“利用惯性‘有利’的一面”,注意将它与惯性带来的危害和防止惯性带来的危害等区别开来。
【解答】解:A、乘坐汽车时,需要系好安全带,汽车在行驶过程中,如果突然刹车或发生碰撞,车内人员由于惯性会继续向前运动,容易与车内物体发生碰撞而受伤。安全带的作用是在紧急情况下将人员固定在座椅上,防止因惯性带来的伤害,这是防止惯性带来的危害,而不是利用惯性,故A不符合题意;
B、紧固锤头时撞击锤柄的下端,锤柄停止运动,而锤头由于惯性继续向下运动,从而套紧,因此,利用了锤头的惯性,故B符合题意;
C、在草坪上滚动的足球最终会停下来,是因为受到了阻力作用,与惯性无关,故C不符合题意;
D、雨滴从高空开始落下时,重力大于空气阻力,受力不平衡,所以运动得越来越快,与惯性无关,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】此题考查的是生活中的惯性现象,我们要能够根据我们所学的惯性知识解释我们生活中的惯性现象。
5.(2025春•大兴区期末)如图所示的实例中,能用大气压的知识解释的是( )
A.防臭地漏B.吸盘式挂钩
C.水从侧壁喷出D.漂浮的冰山
【考点】大气压存在的现象.
【专题】气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)防臭地漏是连通器,属于液体压强的应用;
(2)吸盘、吸管、注射吸取药液属于大气压的应用;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)漂浮的冰山受到了浮力的作用,此时冰山受到的浮力等于重力。
【解答】解:A、防臭地漏是连通器,属于液体压强的应用;故A错误;
B、吸盘是利用大气压的作用紧压在光滑的墙壁上,属于大气压的应用;故B正确;
C、由图可知:液体从容器侧壁喷出,且越深处喷得越远,说明液体对侧壁有压强,且液体的压强随深度的增加而增大;故C错误;
D、漂浮的冰山受到了浮力的作用,此时冰山受到的浮力等于重力。故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了液体压强、大气压和浮力等方面的知识,属于基础题。
6.(2025春•顺义区期末)如图所示,取两支铅笔平行放在桌面上,将乒乓球A、B放在两支铅笔上,使乒乓球刚刚能离开桌面,两球之间距离大约为2cm,P为其中点,M、N分别为A、B两球左、右侧一点。用一支吸管向两只乒乓球之间吹气,则下列说法正确的是( )
A.两乒乓球会静止不动
B.两乒乓球会向相互远离的方向运动
C.P点气体压强等于M、N点气体压强
D.P点气体压强小于M、N点气体压强
【考点】流体压强与流速的关系.
【专题】气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】D
【分析】分析乒乓球中间的空气流速,根据流速和压强的关系判断乒乓球在压力差作用下的运动情况。
【解答】解:对着两乒乓球的中间吹气,两乒乓球中间的空气流速变大,压强变小,P点气体压强小于M、N点气体压强,产生了一个向内的压强差,将两球压向中间,故两球相互靠近,故ABC错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,属于基础题。
7.(2025春•顺义区期末)如图所示,把一个香瓜和一个李子放入水中,静止后,香瓜漂浮在水面上,李子沉到水槽底部。下列判断正确的是( )
A.香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力大于它受到的重力
B.李子在水槽底静止,它受到的浮力等于它受到的重力
C.由香瓜漂浮、李子沉底,可以判断出香瓜比李子质量小
D.若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,则可以判断出它们所受浮力的大小关系
【考点】物体浮沉条件;阿基米德原理的定性分析.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】A、物体漂浮时受到的浮力等于它受到的重力;
B、物体沉底时所受的浮力小于自身重力;
C、香瓜漂浮说明其密度小于水的密度,李子沉底说明其密度大于水的密度,无法判断出香瓜比李子质量小;
D、若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,根据阿基米德原理可以判断出它们所受浮力的大小关系。
【解答】解:A、香瓜漂浮在水面上,它受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B、李子沉底时处于静止状态,根据物体的浮沉条件可知,李子所受的浮力小于自身重力,故B错误;
C、香瓜漂浮、李子沉底,不可以判断出香瓜比李子质量小,只能说明李子的密度大于香瓜的密度,故C错误;
D、若已知香瓜和李子静止时浸入水中体积的大小关系,根据阿基米德原理可以判断出它们所受浮力的大小关系,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物体浮沉条件的灵活运用和学生对阿基米德原理的理解。
8.(2025•平谷区二模)关于如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲中,用吸管向两个乒乓球的中间吹气,两球将向中间靠拢
B.图乙中,自制气压计随着电梯一起匀速上升时,细玻璃管中的液面下降
C.图丙中,吹奏时手指按在骨笛不同的音孔上可以改变发出声音的响度
D.图丁中,用力挤压装满水的玻璃瓶,细管中的水面高度不会发生变化
【考点】阿基米德原理的定性分析;音调与频率的关系;大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系.
【专题】其他综合题;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;
(2)大气压随着高度的增加而减小;
(3)音调是声音的高低,由发声体的振动频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低;
(4)力的作用效果:一是力可以改变物体的形状,二是力可以改变物体的运动状态。
【解答】解:A、根据流体压强与流速的关系:当向两个乒乓球中间吹气时,此位置的空气流速加大,压强小于两边的压强,在压强差的作用下,两乒乓球向中间靠拢,故A正确;
B、大气压随着高度的增加而减小,自制气压计随着电梯一起匀速上升时,气压减小,液柱会在内部气压的作用下被压高,故B错误;
C、吹奏时按压骨笛上不同的孔可以改变骨笛发出的声音的音调,故C错误;
D、用力捏玻璃瓶,瓶子发生微小形变,容积变小,内部气体的压强变大,故细管中水面高度上升,说明力可以改变物体的形状,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查流速与压强的关系,气压与海拔的关系,音调和响度的辨析,以及力的作用效果,是一道综合题。
9.(2025春•顺义区期末)物理课上同学们学习了力(F)、重力(G)、压强(p)、功(W)、功率(P)几个物理量,他们将这些物理量的计算公式进行梳理,即①②③④,其中正确的是( )
①G=mg m—质量
②p=FS S—受力面积
③W=Fs s—距离
④P=Wt t—时间
A.①②③④B.只有②C.只有③D.只有④
【考点】功率的计算;重力的计算;压强的公式的应用;功的简单计算.
【专题】重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】根据重力、压强和功、功率的公式得出正确选项。
【解答】解:①重力的公式为G=mg,其中m表示质量,故①正确;
②压强的定义式为p=FS,其中F表示压力,S表示受力面积,故②正确;
③功的公式为W=Fs,其中s表示距离,故③正确;
④功率的定义式为P=Wt,其中t表示时间,故④正确。
故选:A。
【点评】本题考查重力、压强和功、功率的公式,难度不大。
10.(2025春•朝阳区期末)甲、乙两位同学进行爬楼梯比赛,他们同时从一楼冲向三楼,结果乙同学首先到达,甲同学随后到达。已知甲、乙两位同学的体重分别为G1和G2,且G1>G2。若甲同学做的功和功率分别为W1和P1,乙同学做的功和功率分别为W2和P2,则下列判断正确的是( )
A.W1>W2B.W1<W2C.P1<P2D.P1>P2
【考点】功率的大小比较;功的比较大小.
【专题】定性思想;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】已知甲、乙两位同学的体重分别为G1和G2,且G1>G2,楼的高度相同,根据公式W=Gh可求做的功的大小,乙同学首先到达,甲同学随后到达,说明乙所用时间少,根据公式P=Wt可比较二人功率的大小。
【解答】解:已知甲、乙两位同学的体重分别为G1和G2,且G1>G2,楼的高度相等,h甲=h乙=h,
由W=Gh可得,G1h>G2h,甲做的功多,故A正确,B错误;
乙同学首先到达,甲同学随后到达,说明乙所用时间少,根据公式P=Wt可知,甲同学的功率可能比乙同学的功率大,或者乙同学的功率可能等于甲同学的功率,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查功和功率的大小比较,关键是知道影响做功大小的因素是力的大小和移动的距离,影响功率的条件是做功的大小和时间的多少。
11.(2025•平谷区一模)在中药房里,医生还在用传统的中药材称量工具——戥子秤。如图所示,使用时,将待测药材挂在秤盘上,用手拎住秤钮A或B(相当于支点),秤砣在秤杆上移动,当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出药材的质量。下列说法中正确的是( )
A.戥子秤依据的是杠杆原理,力臂大的一侧对应的力也较大
B.若使用了磨损的秤砣则测量值比药材真实值偏小
C.要称50g中药,称量时挂秤砣端翘起,应减少中药使秤杆恢复水平平衡
D.使用A秤纽的最大测量值比使用B秤纽的最大测量值小
【考点】杠杆的平衡条件的应用.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,杆秤水平平衡时,秤砣所在的位置显示的示数即物体的质量。
【解答】解:
A、戥子秤依据的是杠杆原理,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2知,力臂大的一侧对应的力较小,故A错误;
B、根据G=mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA=m砣g×OB,如果秤砣磨损了,OB变大,则测量结果将偏大,故B错误;
C、称中药(称取一定量的中药)时B端翘起,杆秤不能水平平衡,说明秤盘内中药的质量大于所需的质量,所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡,故C正确;
D、使用A秤纽时,比使用提纽B时,物体的拉力的力臂较小,秤砣的力臂变大,秤砣拉力不变时,物体的重力变大,故最大测量值比使用B秤纽的最大测量值大,故D错误。故选:C。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,属于中档题。
12.(2025春•海淀区校级月考)小珍同学使用轻质杠杆、小石块、钩码、细线等器材,搭建如图的装置。固定在杠杆左侧A点的细线下端系着质量为m0的小石块,石块完全浸没于水中且不接触容器。在杠杆右侧悬挂质量为m的钩码,移动钩码到B点时杠杆水平平衡。测得OA长度为lA,OB长度为lB。再将小石块浸没在某液体a中且不接触容器。移动钩码到C点时,杠杆再次水平平衡,测得OC的长度为lC。可通过以上数据计算出石块和液体a的密度,下列说法正确的是( )
A.小石块的体积V石=1ρ水(m0−lAlBm)
B.小石块的密度ρ石=lAm0lAm0−lBmρ水
C.若lC大于lB,则液体的密度比水的密度大
D.若在液体a中石块接触容器底且对容器底产生压力,则液体密度ρa的测量值将偏小
【考点】利用杠杆测量密度.
【专题】密度及其应用;浮力;简单机械;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】A.石块浸没在水中,钩码在B点时,杠杆处于平衡状态,有杠杆的平衡条件求出此时A端的作用力F水,由力的作用是相互的可知,此时细线向上的拉力F拉水=F水,根据二力平衡得出F浮=G﹣F,由阿基米德原理,求出排开水的体积即石块的体积;
B.由密度ρ=mV求出石块的密度;
C.若lC大于lB,由杠杆的平衡条件,求出作用在A端向下的拉力,由力的作用是相互的,可知石块在水中和液体a细线向上的拉力,再由二力平衡求出石块在水中和液体a中受到的浮力的大小,由排开水和液体的体积相同,求出水和液体a密度大小的关系;
D.若在液体a中石块接触容器底且对容器底产生压力时,测量的A端向下的拉力偏小,石块在液体a中受到的浮力偏大,排开液体的体积一定,测量的液体a的密度偏大。
【解答】解:A.石块浸没在水中,钩码在B点时,杠杆处于平衡状态,由杠杆的平衡条件得:F水•lA=G钩码•lB,
所以F水=G钩码lBlA=mglBlA,
由力的作用是相互的可知:细线向上的拉力F拉水=F水=mglBlA,
石块在水中受到浮力F浮水=G石块﹣F拉水=m0g−mglBlA=V排水ρ水g,
所以石块的体积等于排开水的体积V=V排水=1ρ水(m0−lBlAm),
故A错误;
B.小石块的密度ρ石块=m石块V=m01ρ水(m0−lBlAm)=lAm0lAm0−lBmρ水,
故B正确;
C.若lC>lB,则有mg•lC>mg•lB,
石块浸没在液体中,钩码在C点时,杠杆处于平衡状态,由杠杆的平衡条件得:
mg•lC=F液•lA。
所以F液•lA>F水•lA,
F液>F水
因为石块在液体中受到的浮力F浮=G﹣F,由力的作用是相互的可知,
石块在水中受到浮力大于在液体a中石块受到的浮力,
由浮力F浮=V排ρg知,排开液体的体积一定时,浮力的大小与液体的密度成正比,
所以水的密度大于液体a的密度;
故C错误;
D.若在液体a中石块接触容器底且对容器底产生压力,此时A端对杠杆向下的拉力F液减小,细线对石块的拉力F液拉变小,石块在液体a中受到的浮力F浮液=G﹣F液拉变大,排开液体的体积不变,故测量的密度偏大。
故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件,二力平衡,阿基米德原理的应用。
二.填空题(共6小题)
13.(2025•平谷区一模)(1)图甲所示的弹簧测力计的示数为 2 N。
(2)如图乙所示,斜面的底边MN水平,一木块静止在斜面上,O点为木块的重心,OA、OB、OC为三根带箭头的线段,其中能正确表示木块所受重力示意图的线段为 OB 。(选填“OA”、“OB”或“OC”)
【考点】弹簧测力计的读数;重力的示意图.
【专题】重力、弹力、摩擦力;应用能力.
【答案】(1)2;(2)OB。
【分析】(1)使用弹簧测力计时,首先要明确其分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直。
(2)在物体上沿重力的方向画一条带箭头的线段,表示物体在这个方向上受重力的作用,这种表示力的形式叫重力的示意图。对形状规则的物体,重力的作用点在物体的几何中心上。
【解答】解:(1)由甲图知:弹簧测力计上0~1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2N;(2)O为小球的重心,从O点开始沿重力的方向(竖直向下)画一条带箭头的线段,所以能正确表示小球所受重力示意图的为线段OB。故答案为:(1)2;(2)OB。
【点评】知道重力方向是竖直向下(垂直于水平面)、作用点在重心,规则形状的物体(如球、方形物体等)的重心在物体的几何中心上。
14.(2025春•西城区校级期中)一辆向左行驶的汽车车厢里挂着一个小球。当出现了如图所示的情景时,汽车在 刹车 (选填“加速”或“刹车”),此时绳子对球的拉力和球受到的重力 不是 (选填“是”、“不是”或“可能是”)一对平衡力。
【考点】运用惯性判断物体的运动;平衡力与相互作用力的辨析.
【专题】应用题;运动和力;应用能力;获取知识解决问题能力.
【答案】刹车;不是。
【分析】(1)惯性是一切物体都具有的保持原来运动状态不变的性质,小车匀速运动时,小球应在竖直方向上,现在小球向左运动,则小车可能刹车或减速。
(2)二力平衡:一对平衡力等大反向作用在同一直线上,小球受的两个力不在同一直线上,则小球受力不平衡。
【解答】解:(1)原来小球随汽车一起向左运动,当汽车刹车时,停止运动,而小球由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,所以小球会继续向左运动;
(2)小球受竖直向下的重力、沿绳斜向右上方的拉力,这两个力不在同一直线上。因为一对平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,所以小球受力不是平衡力。
故答案为:刹车;不是。
【点评】由于物体具有惯性而表现出来的惯性现象以及平衡力的问题,在生活中随处可见。要多观察、多实验、多体会。
15.(2025春•海淀区校级期中)如图所示,船闸是利用 连通器 原理工作的。此时,阀门A打开,阀门B关闭,上游阀门A(同一点处)左侧水的压强 = (选填“>”、=”或“<”)右侧水的压强;下游闸门左侧水的压力 < (选填“>”“=”或“<”)右侧水的压力。
【考点】船闸工作原理;压力的比较大小;液体压强的大小比较.
【专题】压强、液体的压强;分析、综合能力.
【答案】连通器;=;<。
【分析】船闸的工作原理主要是利用连通器的原理,通过调整闸室中的水位来实现船舶在不同水位间的升降,从而通过集中的航道水位落差。
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
根据F=pS比较压力。
【解答】解:船闸是利用连通器原理工作的,当阀门A打开,闸室和上游水道构成连通器,当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的,在同一点处,根据液体压强公式p=ρgh(ρ是液体密度,g是重力加速度,h是深度),由于两侧水深相同,所以水对阀门A两侧的压强相等。
此时下游阀门B关闭,闸室和下游水道不连通,下游闸门左侧水的深度小于右侧水的深度,根据液体压强公式,左侧水的压强小于右侧水的压强,而闸门两侧受力面积相同,根据F=pS(F是压力,p是压强,S是受力面积),可知下游闸门左侧水的压力小于右侧水的压力。
故答案为:连通器;=;<。
【点评】本题考查了连通器的原理,液体压强、压力的计算。
16.(2025春•西城区校级期中)一个物体的体积是0.2dm3,重为1.8N,g取10N/kg。把它投入水中,当它在水中静止时,受到的浮力为 1.8 N。
【考点】利用物体的浮沉条件求浮力的大小.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】1.8
【分析】根据ρ物=mV得出物体密度大小,进而得出物体静止时所处状态,从而得出浮力大小。
【解答】解:ρ物=mV=GgV=1.8N10N/kg×0.2×10−3m3=0.9×103kg/m3
ρ物<ρ水,故把它投入水中,当它在水中静止时,处于漂浮状态
漂浮时,F浮=G=1.8N
故答案为:1.8
【点评】本题考查物体的浮沉状态,难度适中。
17.(2025春•西城区校级期末)小丽和小敏一起从一楼爬到五楼。已知:小丽的体重为500N,小敏的体重为400N。若两人同时到达五楼,则 小丽 做功较快。若每层楼高为3m,则小敏爬到五楼至少做功 4800 J。
【考点】功的简单计算;功率的大小比较.
【专题】计算题;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】小丽;4800。
【分析】(1)爬楼时,克服重力做功,根据W=Gh求得做功的多少;
(2)根据P=Wt比较功率的大小。
【解答】解:每层楼高为3m,则小敏爬到五楼的高度h=4×3m=12m,
小敏爬到五楼做功W小敏=G小敏h=400N×12m=4800J;
小丽爬到五楼做功W小丽=G小丽h=500N×12m=6000J;
两人同时到达五楼,所用时间相同,由P=Wt可知,小丽做功较快。
故答案为:小丽;4800。
【点评】此题考查功和功率大小的比较,明确爬到五楼的高度h=4×3m=12m是关键,属于基础题。
18.(2025•石景山区二模)小石探究杠杆平衡条件时,使用的钩码质量均相等,杠杆上相邻刻度线间的距离相等,如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)调节。杠杆平衡后,在杠杆左侧A点挂2个钩码,如图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,可以在B点挂 3 个钩码,也可以使用弹簧测力计在 C (选填“B”或“C”)点向上拉杠杆。
【考点】杠杆的平衡条件的应用.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】左;3;C。
【分析】(1)探究杠杆平衡条件的实验中需要杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂大小,调节平衡时,螺母应向上翘的一端移动;
(2)根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解:如图甲所示,左端偏高,要使杠杆在水平位置平衡,需将杠杆左端的平衡螺母向左调节;
若每一个钩码重G,每一个小格长L,根据杠杆的平衡条件,在A点悬挂3个钩码,要使杠杆在水平位置再次平衡应满足:2G×3L=F×2L,得F=3G,即需在B点悬挂2个钩码;也可以在C点向上拉杠杆,使得杠杆平衡,而B点向上拉,则左右的力使得杠杆转动方向相同,不能平衡。
故答案为:左;3;C。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验,关键是将实验操作步骤及实验结论记忆清楚,仔细分析解答。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•北京期末)如图所示是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置。实验时,将小车从同一斜面的同一高度由静止开始释放,在铺有不同材料的水平面上运动,直到停下来。请根据观察到的现象回答:
(1)实验表明:运动的小车所受的阻力越小,向前滑行的距离越远,其速度变化越 慢 (选填“快”或“慢”)。
(2)推理可知:如果小车运动时不受阻力,它将做 匀速直线运动 。
(3)实验中,小车在棉布表面运动时,受到 非平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【考点】探究阻力对物体运动的影响.
【专题】实验题;运动和力;实验基本能力.
【答案】(1)慢;(2)匀速直线运动; (3)非平衡力。
【分析】(1)根据实验现象回答;
(2)根据(1)推理得出结论;
(3)分析小车在竖直方向和水平方向的受力回答。
【解答】解:(1)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,故小车受到的阻力越小,它向前滑行的距离越大,其速度变化越慢。
(2)小车受到的阻力越小,滑行得越远。如果不受阻力,它的速度将不再减小,做匀速直线运动。
(3)小车在竖直方向受到平衡力作用,在水平方向上只受阻力作用,受到的不是平衡力。
故答案为:(1)慢;(2)匀速直线运动; (3)非平衡力。
【点评】本题探究阻力对物体运动的影响,考查推理法的运用和物体的受力分析。
20.(2020春•西城区期末)小东用如图所示的实验器材,做“研究动能大小与哪些因素有关”的实验。
(1)他通过比较物块B被撞击后在同一水平面上 移动距离 的大小来比较小球A的动能大小;
(2)他将同一小球A先、后从同一斜面的不同高度由静止释放,实验现象如图甲、乙所示,由此可知:小球A的动能大小与它的 速度 (选填“质量”或“速度”)有关。
【考点】探究影响物体动能大小的因素.
【专题】实验题;机械能及其转化;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大;
(2)实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一钢球,这样可以保证小球的质量相同;当研究动能大小与质量的关系时,要让钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同。
【解答】解:(1)实验中通过木块被推出距离的多少可看出小球动能的大小,采用的是转换法;
(2)他将同一小球A先、后从同一斜面的不同高度由静止释放,根据甲乙图可知,小球的质量相同,下落的高度不同,高度越高,到达水平面时的速度越大,推动木块移动的距离越远,动能越大;即小球的动能与速度有关。
故答案为:(1)移动距离;(2)速度。
【点评】掌握影响动能大小的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。
21.(2025•东城区一模)实验室有水、弹簧测力计、烧杯、记号笔、细线和两块大小不同、体积为VA、VB已知的铁块A、B(VA<VB)。小东想利用以上实验器材探究“浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体的体积是否有关”,主要实验步骤如下,请你帮他补充完整。
(1)将A、B的体积VA、VB记录在表格里;
(2)用细线将金属块系好,用调好的弹簧测力计测出金属块A、B的重力G物,记录在表格里;
(3)烧杯中装有适量的水,并在水面标注记号1,将金属块A浸没在水中且不触及容器底和壁,静止时弹簧测力计的示数为F,再次标注水面位置为记号2,并将F记录在表格里;
(4)重新将水加至记号1处, 将金属块B放入水中直至水位再次达到标记线2处,金属块B不碰容器底或壁,静止时弹簧测力计示数为F,将F记录入表格中 ;
(5)根据 F浮=G物﹣F 分别计算出金属块A、B受到水的浮力F浮,并记录在表格里;
(6)请你画出实验记录表格。
【考点】探究浮力大小的影响因素.
【专题】探究题;浮力;科学探究能力.
【答案】(4)将金属块B放入水中直至水位再次达到标记线2处,金属块B不碰容器底或壁,静止时弹簧测力计示数为F,将F记录入表格中;(5)F浮=G物﹣F;(6)见解答内容。
【分析】利用称重法测量金属块A、B受到水的浮力,利用排水法测量金属块A、B排开水的体积,据此补充实验步骤和表格设计。
【解答】解:实验步骤:
(1)将A、B的体积VA、VB记录在表格里;
(2)用细线将金属块系好,用调好的弹簧测力计测出金属块A、B的重力G物,记录在表格里;
(3)烧杯中装有适量的水,并在水面标注记号1,将金属块A浸没在水中且不触及容器底和壁,静止时弹簧测力计的示数为F,再次标注水面位置为记号2,并将F记录在表格里;
(4)重新将水加至记号1处,将金属块B放入水中直至水位再次达到标记线2处,金属块B不碰容器底或壁,静止时弹簧测力计示数为F,将F记录入表格中;
(5)根据称重法F浮=G﹣F分别计算出金属块A、B受到水的浮力F浮,并记录在表格里;
(6)在实验中需要记录金属块A、B的体积V物,金属块A、B的重力 G物,弹簧测力计的示数F,最后记录金属块受到的浮力F浮,表格设计如下表所示:
。
故答案为:(4)将金属块B放入水中直至水位再次达到标记线2处,金属块B不碰容器底或壁,静止时弹簧测力计示数为F,将F记录入表格中;(5)F浮=G物﹣F;(6)见解答内容。
【点评】本题考查了排水法测体积、称重法测浮力,涉及到设计实验步骤、实验表格,有难度!
四.计算题(共2小题)
22.(2025春•海淀区校级期中)某公交公司采用了全新的某品牌纯电动公交车(如图)。公交车质量为1.2×104kg,静止时轮胎与地面的总接触面积为4000cm2。(g取10N/kg)
(1)公交车所受的重力是多少N?
(2)公交车静止时对水平地面的压强为多少Pa?
【考点】压强的公式的应用;重力的计算.
【专题】重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)公交车所受的重力是1.2×105N;
(2)公交车静止时对水平地面的压强为3×105Pa。
【分析】(1)已知公交车的质量,根据G=mg求公交车的重力;
(2)公交车静止时对水平地面的压力等于公交车的重力,根据p=FS求公交车静止时对水平地面的压强。
【解答】解:(1)公交车的重力:G=mg=1.2×104kg×10N/kg=1.2×105N;
(2)公交车静止时对水平地面的压力等于公交车的重力,即:F=G=1.2×105N,
公交车静止时对水平地面的压强:p=FS=1.2×105N4000×10−4m2=3×105Pa。
答:(1)公交车所受的重力是1.2×105N;
(2)公交车静止时对水平地面的压强为3×105Pa。
【点评】本题考查压强和重力的计算,难度不大。
23.(2025•昌平区二模)如图所示为一龙舟参加比赛时的情境。该龙舟参加500m直线赛项目,所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为720kg,比赛用时2min30s。假设比赛中,龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。
求:
(1)龙舟所受的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【考点】功率的计算;重力的计算;阿基米德原理的理解.
【专题】浮力;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)龙舟所受的重力是3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积是1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率是3400W。
【分析】(1)根据G=mg得到龙舟的重力;
(2)根据F浮=G总=m总g得出运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力,根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,根据F=f=0.1G总得出所受动力,根据W=Fs得出动力做的功,根据P=Wt得到动力做功的功率。
【解答】解:(1)龙舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮=G总=m总g=(300kg+720kg)×10N/kg=10200N,
根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排=F浮ρ水g=10200N1×103kg/m3×10N/kg=1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,所受动力F=f=0.1G总=0.1×10200N=1020N,
动力做的功W=Fs=1020N×500m=5.1×105J,
所用时间t=2min30s=150s,
动力做功的功率P=Wt=5.1×105J150s=3400W。
答:(1)龙舟所受的重力是3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积是1.02m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率是3400W。
【点评】本题考查重力、浮力、功、功率的有关计算问题,综合性强,有一定难度。
考点卡片
1.力可以使物体发生形变
【知识点的认识】
(1)改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。
(2)改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。
【命题方向】
理解力可以使物体发生形变,能结合生活中的实际现象进行分析。
例:下列运动场景中,能明显观察到力使物体发生形变的是( )
A.踢出去的足球在草地上越滚越慢
B.足球在空中沿弧线飞行
C.守门员抱住飞来的足球
D.踩在脚下的足球变扁
分析: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。
解析:解:A、踢出去的足球在草地上越滚越慢,足球的运动速度大小发生了改变,这是物体运动状态的改变,故A不符合题意;
B、踢出去的足球在空中划出弧线,足球的运动方向发生了改变,这是物体运动状态的改变,故B不符合题意;
C、守门员抱住飞来的足球,这是物体运动状态的改变,故C不符合题意;
D、踩在脚下的足球变扁,这是物体形状的改变,故D符合题意。
故选:D。点评:本题考查力的作用效果,属于基础性题目。
【解题方法点拨】
理解力的作用效果对于解释和理解许多物理现象以及解决实际问题都是至关重要的。
2.力可以改变物体的运动状态
【知识点的认识】
(1)改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。
(2)改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。
【命题方向】
理解力可以改变物体的运动状态,能结合生活中的实际现象进行分析。
例:如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处,铅球在飞行过程中,不断改变的是铅球的 运动状态 (不计空气阻力)。
分析:力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。
解析:解:铅球由a处向右上方推出,铅球在飞行过程中不计空气阻力,只受到重力的作用,受力不平衡,其运动状态不断改变。
故答案为:运动状态。
点评:此题考查了力的作用效果,属于基础知识。
【解题方法点拨】
理解力的作用效果对于解释和理解许多物理现象以及解决实际问题都是至关重要的。
3.画力的示意图
【知识点的认识】
画力的示意图的步骤如下:
1.确定受力物体。
2.在受力物体上画出力的作用点。
3.确定力的方向后沿力的方向画一条线段。
4.在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号。
5.在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等
6.如果物体同时受到几个力,可以将各力的作用点画在物体的重心上。
【命题方向】
常考作图题,根据题意画力的示意图。
例:如图所示,物块重20N,放在斜面上受到10N沿斜面向上的拉力,用力的示意图表示出这两个力。
分析:物体的重力G的作用点在重心,方向是竖直向下;拉力的作用点也在物体的重心上,方向沿斜面向上。据此按照力的示意图的画法作图即可。
解析:解:过物体的重心分别沿竖直向下的方向和沿斜面向上的方向画一条带箭头的线段,大小分别为20N和10N,符号分别用G和F表示,如下图所示:
点评:本题考查了作力的示意图,作力的示意图时,应先确定力的作用点及力的方向,这是作力的示意图的关键。
【解题方法点拨】
正确、有序的画出研究对象的受力示意图是先画出非接触的力,一般是重力;再找接触的力;然后检查所画的力,找到每一个力是否有施力物体;最后检查分析结果与物体所处状态是否相符。
4.弹簧测力计的读数
【知识点的认识】
读数步骤及注意事项
读数步骤:确定分度值→确定弹簧测力计示数
①确定分度值:0.2N
②确定弹簧测力计示数:3N+4×0.2N=3.8N
【命题方向】
弹簧测力计的读数,是常考题。
例:如图所示,此时物体A受到的重力为 1.2 N。
分析:物体静止时受到的重力和弹簧测力计的拉力相等;使用弹簧测力计时,首先要明确其分度值,读数时视线与指针所在刻线相垂直。
解析:解:由图知:弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N;弹簧测力计的示数为1.2N,所以物体的重力为1.2N。
故答案为:1.2。
点评:本题考查的是弹簧测力计的读数,初中物理学习了很多测量工具的使用,但没有特殊说明,只有刻度尺的读数要有估读值,其它只要读到准确值即可。
【解题方法点拨】
读数时需要观察弹簧测力计的量程和分度值,这有助于准确读取测量值。接着,确定弹簧测力计的示数,这通常涉及到计算零刻度线至指针处的大格数和小格数,从而得出力的大小。视线应与刻度板面垂直,以确保读数的准确性。此外,记录数据时应带上单位。
5.重力的计算
【知识点的认识】
公式G=mg,其中G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g取9.8N/kg,粗略计算时,可取g=10N/kg.
【命题方向】
(1)公式的表述:重力大小跟物体的质量成正比,不能反过来表述:物体的质量跟重力大小成正比.(2)直接利用公式进行重力、质量的计算.(3)由质量计算出重力或直接计算重力做功或克服重力做功.(4)与力的合成或平衡力结合出题.
例:在某运河桥桥头立有这样的一块牌子,如图所示。现有一自重6×104N的大卡车,装了4m3的石子,石子的密度为2.5×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)车自身的质量;
(2)车中石子的质量;
(3)这辆卡车能否从该桥上通过。
分析:(1)知道大卡车的重,根据G=mg求出车自身的质量;
(2)知道石子的体积和密度,根据m=ρV求出其质量;
(3)比较大卡车的总质量和桥允许通过车的最大质量相比较,然后得出答案。解析:解:(1)由G=mg可得,车自身的质量:
m车=G车g=6×104N10N/kg=6×103kg=6t;
(2)由ρ=mV可得,车中石子的质量:
m石=ρ石V石=2.5×103kg/m3×4m3=1×104kg=10t;
(3)大卡车的总质量:
m总=m车+m石=6t+10t=16t<20t,
所以,这辆卡车能从该桥上通过。
答:(1)车自身的质量是6t;
(2)车中石子的质量是10t;
(3)这辆卡车能从该桥上通过。点评:本题考查了重力公式和密度公式的应用以及车是否安全通过大桥的判断,是一道较为简单的应用题。
【解题方法点拨】
理解公式的含义,注意知识点之间的联系.
6.重力的示意图
【知识点的认识】
力的图示和力的示意图都反映了力的三要素,力的图示精确,力的示意图简约.由于重力的方向是竖直向下的,也就是与水平面垂直,所以在画图时,或是找到竖直方向,或是找到水平方向都可以.但不少要求画出重力示意图的习题常有干扰因素出现,致使学生容易产生误解.
【命题方向】
画重力的图示和示意图是中考经常考查的知识点.
例:作图题。
手拉质量为0.4kg的小球在光滑水平桌面上做圆周运动,请在图中画出小球所受重力的示意图。
分析:先利用G=mg求小球的重力,根据重力的作用点在重心,重力的方向竖直向下来作图
解析:解:小球的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,重力的作用点在重心,重力的方向竖直向下。小球所受重力的示意图,如图所示:
点评:本题考查了重力的计算、力的示意图的画法,属于基础题目。
【解题方法点拨】
总之,无论是画重力的图示还是示意图,最重要的是要找准重心和增大其方向都是竖直向下的,我们不要被题意中的其他因素所误导.
7.探究阻力对物体运动的影响
【知识点的认识】
实验目的:探究阻力对物体运动的影响
实验原理:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因
实验器材:斜面、小车、木板、毛巾、棉布、玻璃板、米尺
注意事项:
小车每次都必须从同一高度由静止释放
实验步骤:
1.在水平桌面上固定斜面,使斜面在实验中的倾角固定,在斜面上找好释放小车的起点,并做出明显的标记
2.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面的释放标记处由静止释放,记下小车最终在毛巾上停下来的位置,用米尺测量从斜面底部到小车停下来的位置之间的距离,记录到表格中
3.将毛巾换成棉布,重复步骤 2.
4.将棉布取下,使小车在木板上运动,重复步骤 2.
5.将玻璃板放在木板上,重复步骤 2.
6.完成实验记录中的表格,总结阻力对物体运动的影响
实验结论:通过实验分析可知:小车受到的阻力越大,小车运动的路程越短。
【命题方向】
考查探究阻力对物体运动的影响的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:在探究“推断物体不受力时的运动”的实验中,某小组设计了如图所示的实验。
(1)此实验中应分别让同一小车从同一斜面的 同一 (选填“同一”或“不同”)位置由静止下滑,这样做能够保证小车到达水平面起始端的 速度 相同。
(2)通过比较小车在毛巾、棉布、木板上滑行的距离,可以得出:小车受到的阻力越小。速度减小得越慢。进一步推理可知,如果运动的小车不受力,它将做 匀速直线 运动。
(3)通过本实验推理可知 B (选填“A”或“B”)观点是正确的。
A.力是维持物体运动状态的原因
B.力是改变物体运动状态的原因
分析:(1)小车从同一斜面的相同高度由静止下滑,小车到达水平面时的速度相等;
(2)(3)小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力,实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小,阻力越小小车运动的距离越远;据此推理出阻力为零时的运动情况。
解析:解:(1)为保证小车到达水平面时的速度相等,需让小车从相同斜面的同一高度由静止滑下;
(2)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;
(3)通过本实验推理可知力是改变物体运动状态的原因,故选B。
故答案为:(1)同一;速度;(2)匀速直线;(3)B。
点评:本题探究“阻力对物体运动的影响”,考查控制变量法和转换法、推理法的运用,难度不大。
【解题方法点拨】
运动的物体如果不受外力作用,它将永远匀速直线运动下去。牛顿第一定律也称惯性定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用科学推理的方法得出,所以不是用实验直接得出的。
8.惯性的利用
【知识点的认识】
惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
【命题方向】
考查生活中的利用惯性的现象。
例:下列运动场景中属于利用惯性的是( )
A.举重运动员用力将杠铃举起
B.田径运动员起跑时用力向后蹬地
C.标枪运动员投掷前向前助跑
D.百米运动员到达终点后不能立刻停下来
分析:物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。惯性有时是有利的,有时是有害的。解答此题时要注意抓住“利用惯性‘有利’的一面”,注意将它与惯性带来的危害和防止惯性带来的危害等区别开来。
解析:解:A、举重运动员用力将杠铃举起,是克服重力做功,故A错误;
B、田径运动员起跑时用力向后蹬地,是力的相互作用,故B错误;
C、标枪运动员携带标枪助跑是使标枪获得较大的速度,利用标枪的惯性来取得较好的成绩,故C正确;
D、跑步运动员到达终点不能立刻停下来是因为运动员具有惯性,不是利用惯性,故D错误;
故选:C。
点评:此题考查的是生活中的惯性现象,我们要能够根据我们所学的惯性知识解释我们生活中的惯性现象。
【解题方法点拨】
惯性在生活中的应用和防治
1.纸飞机离开手以后,还会继续飞行。
2.星际探测仪,一经脱离地球引力范围,不需要用发动机就可保持飞行。
3.锤头松了,只要把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢地套在锤柄上了。
4.跳远时利用助跑,使自己跳得更远。
5.车启动或者突然加速时,人会向后靠。
6.汽车左转弯时,人会向右靠。右转弯时,人会向左靠。
7.子弹离开枪口后还会继续向前运动。
9.运用惯性判断物体的运动
【知识点的认识】
运用惯性判断物体的运动一般思路:
(1)确定研究对象。
(2)弄清研究对象原来所处的运动状态。
(3)明确当受到外力作用时,与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况。
(4)指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态。
(5)得出相应结论(回应题目)
【命题方向】
典型的情景考查了惯性的知识,判断物体的运动状态。
例:如图在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,若不计空气阻力,在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的( )
A.
B.
C.
D.
分析:本题前提是“不计空气阻力”,所以根据惯性知识,可以判断三包货物在脱离飞机落下后跟飞机竖直位置的关系,因此就容易判断其位置的变化了。
解析:解:由于有重力的作用,所以货物离开飞机后上下位置是有区别的,即早落下的相对位置在下方。再看竖直位置的关系:本来随飞机以等于飞机的速度水平匀速飞行,初速度相等,货物脱离飞机后,由于具有惯性,在不计空气阻力的前提下,货物仍以原来相等的速度水平移动,所以就会形成选项C的情况。
故选:C。
点评:本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及重力的存在,同时要注意其前提:不计空气阻力。
【解题方法点拨】
对惯性现象的分析,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改或将要发生怎样的改变,在“改变”与“不变”中进行分析。
10.平衡力与相互作用力的辨析
【知识点的认识】
相互作用力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在两个物体上(异物);⑤同时产生,同时消失(同时)
平衡力的特点:①大小相等(等大);②方向相反(反向);③在同一条直线上(共线);④作用在同一个物体上(同物);⑤两个力可以单独存在
【命题方向】
判断两个力是否为一对平衡力,还是相互作用力是命题方向,因为学生往往区别不开.。
例:花瓶静止在水平桌面上,下列关于平衡力和相互作用力的说法正确的( )
A.花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力是一对平衡力
B.桌子受到的重力与桌子受到的支持力是一对平衡力
C.花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
D.桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是一对相互作用力
分析:二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。解析:解:A、花瓶静止在水平桌面上,处于平衡状态,花瓶受到的重力与桌面对花瓶的支持力符合二力平衡条件,是一对平衡力,故A正确。
B、桌子受到的支持力等于桌子和花瓶的总重力,则桌子受到的重力与桌子受到的支持力大小不等,不是一对平衡力,故B错误。
C、花瓶受到的重力与花瓶对桌面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故C错误。
D、桌子受到的支持力与花瓶对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
点评:此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
【解题方法点拨】
“平衡力”和“相互作用力”最大的区别就是:相互作用力作用在两个物体上,平衡力作用在同一个物体上。因此,我们只需要看力的作用点,如果在一个物体上,那就是平衡力,如果在两个物体上,就是相互作用力
11.根据运动状态件判断物体的受力情况
【知识点的认识】
①当物体不受任何力作用时,物体总保持静止状态或匀速直线状态;
②当物体受平衡力作用时,物体同样总保持静止状态或匀速直线状态即平衡状态.
③当物体受非平衡力作用时,物体的运动状态一定会改变.
【命题方向】
考查不同运动状态下,物体受力的情况。
例:如图,放在粗糙水平面地上的木箱,受到两个水平拉力F1、F2的作用,下列分析正确的是( )
A.若木箱保持静止状态,则F1一定等于F2
B.若木箱保持静止状态,则F1一定小于F2
C.若木箱向右做匀速直线运动,则F1一定小于F2
D.若木箱向左做匀速直线运动,则F1一定等于F2
分析:(1)物体静止在粗糙的水平面上:
当物体有运动趋势时,物体受到摩擦力的作用,此时物体受到拉力F1、F2和摩擦力作用,这三个力是平衡力,F1一定不等于F2。
当物体没有运动趋势时,物体不受摩擦力作用,此时物体受到拉力F1、F2是平衡力,F1一定等于F2。
(2)当物体向右匀速直线运动时,物体受到向左的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,F2一定大于F1。
当物体向左匀速直线运动时,物体受到向右的摩擦力,F1和F2、摩擦力是平衡力,F1一定大于F2。
解析:解:AB、当物体静止在水平面上,物体可能有运动的趋势,可能没有运动趋势。当物体没有运动趋势时,水平方向上只受两个水平拉力F1、F2作用,这两个力是平衡力,大小一定相等;当物体有运动趋势时,此时物体受到拉力F1、F2和摩擦力作用,这三个力是平衡力,F1一定不等于F2.可能F1大,也可能F2大,故AB错误。
CD、当物体向右匀速直线运动时,物体受到向左的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,则F2一定大于F1.
当物体向左匀速直线运动时,物体受到向右的摩擦力,F2和F1、摩擦力是平衡力,则F1一定大于F2.故C正确,D错误。
故选:C。
点评:对于粗糙的水平面,物体有运动趋势和进行运动时,都要考虑摩擦力的问题。这是容易让人忽视的问题。
【解题方法点拨】
物体在不受力或受平衡力时,将保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态.物体在受非平衡力作用时,其运动状态一定改变。
12.压力的比较大小
【知识点的认识】
固体压强一般根据公式p=FS比较,根据F=G的关系比较压力。对于柱形固体,也可以根据公式p=ρgh比较压强大小,根据F=pS比较压力。
【命题方向】
比较压力的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例:艺术体操是一项力量与灵动结合,产生极致美感的体育运动。如图是某体操运动员表演过程中静止在水平地面上的甲、乙两种姿势,其对地面的压力分别为F甲和F乙,压强分别为p甲和p乙。下列判断正确的是( )
A.F甲>F乙,p甲>p乙
B.F甲=F乙,p甲=p乙
C.F甲<F乙,p甲<p乙
D.F甲=F乙,p甲<p乙
分析:(1)人对地面的压力等于自身重力的大小,据此分析两图中人对地面的压力的大小关系;
(2)由图可知,甲图中人与地面的接触面积大于乙图中人与地面的接触面积,根据p=FS分析两图中人对地面的压强的大小关系。
解析:解:人对地面的压力等于自身重力的大小,且同一个人的重力一定,所以两图中人对地面的压力大小相等,即F甲=F乙;由图可知,甲图中人与地面的接触面积大于乙图中人与地面的接触面积,且压力大小相等,
根据p=FS可知甲图中人对地面的压强比乙图中的小,即p甲<p乙,故D正确,ABC错误。故选:D。
点评:本题考查了压力、压强大小的比较,属于对基础知识的考查,难度不大。
【解题方法点拨】
掌握比较压力大小的方法以及对公式的熟练应用是关键。
13.压强的公式的应用
【知识点的认识】
计算公式:P=FS,(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)
【命题方向】
压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题,另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点。
例:我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队在附近遇控机器人。若机器人质量为500kg,履带与地面的总接触面积为400cm2。求:
(1)机器人对水平冰面的压力;
(2)若南极某处冰面能承受的压强为2×105Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?
分析:(1)已知机器人的质量,利用G=mg求其重力,机器人对冰面的压力等于本身的重力;
(2)知道履带与冰面的接触总面积(受力面积),利用p=FS求机器人对冰面的压强,与冰面能承受的最大压强比较可知能否通过该冰面。
解析:解:(1)机器人的重力为:G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
机器人对冰面的压力等于机器人的重力,即F=G=5000N;
(2)机器人对冰面的受压面积S=400cm2=0.04m2,
则机器人对冰面的压强为:p=FS=5000N0.04m2=1.25×105Pa<2×105Pa,机器人可以顺利通过该冰面。
答:(1)机器人对水平冰面的压力是5000N;
(2)该机器人可以顺利通过冰面。
点评:本题考查了重力公式、压强公式的应用,关键是知道物体对冰面的压力等于物体重力。
【解题方法点拨】
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.
14.液体压强的大小比较
【知识点的认识】
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
【命题方向】
比较压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例:如图所示,甲、乙、丙是三个底面积不同的圆柱形容器,且S甲<S乙<S丙,容器内装有质量相同的不同液体,液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙、p丙,它们的大小关系是( )
A.p甲>p乙>p丙
B.p甲=p乙<p丙
C.p甲<p乙<p丙
D.无法比较
分析:根据容器形状,判断三种液体对容器底部的压力与各自重力的关系,又知三种液体的质量关系,进而得到三种液体对容器底的压力关系,由p=FS判断出液体对容器底部压强的关系。
解析:解:由图可知,三个容器都为直壁容器,液体对容器底的压力都等于液体的重力,甲、乙、丙三种液体的质量相等,则液体的重力相等,所以,甲、乙、丙三种液体对容器底的压力相同,即:F甲=F乙=F丙;
由于S甲<S乙<S丙,由p=FS知液体对容器底部的压强p甲>p乙>p丙,故A正确。
故选:A。
点评:此题考查压强和压力的大小比较,关键是会根据容器形状判断液体对容器底部的压力与自身重力的关系。
【解题方法点拨】
掌握比较压强大小的方法以及对公式的熟练应用是关键。
15.船闸工作原理
【知识点的认识】
船闸的工作原理主要是利用连通器的原理,通过调整闸室中的水位来实现船舶在不同水位间的升降,从而通过集中的航道水位落差。船闸主要由闸室、上游引航道、下游引航道、上游闸首和下游闸首组成。当船舶由下游向上游行驶时,室内水位降至与下游水位齐平,然后打开下游闸首的闸门,船进闸室,关闸门,灌水,待水位升到与上游水位齐平后,打开上游闸首闸门,船即可出闸通过上游引航道驶向上游。当船由上游向下游行驶时,过闸操作程序则与此相反
【命题方向】
考查船闸工作原理。
例:船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游水道组成。在上游有一艘轮船想驶往闸室,如图所示。则正确的操作步骤及顺序是( )
①打开闸门C
②关闭闸门D
③打开阀门A
④关闭阀门B
A.②③①④
B.④③①②
C.②④①③
D.④②③①
分析:轮船想驶往闸室,则需要闸室内的水面升高,据此分析。
解析:解:船闸属于连通器,轮船想从上游驶往闸室,要首先关闭阀门B和闸门D,打开阀门A,使闸室与上游构成连通器,则上游的水进入闸室,当闸室与上游的水面相平时,打开闸门C,轮船就能进入闸室。故顺序为④②③①。
故选:D。
点评:本题考查了连通器原理。关键是熟记了解船闸的通行原理。
【解题方法点拨】
掌握连通器原理在船闸工作工程中的应用。
16.大气压存在的现象
【知识点的认识】
大气压的存在现象:
(1)覆杯实验:当在一个杯子中装满水,并用一张纸覆盖杯口后倒置,水不会流出,这是因为大气压力大于水的重力,使得纸紧紧贴在杯口上,证明了大气压的存在。
(2)鸡蛋进入瓶子:将一个去掉壳的煮熟鸡蛋放入一个广口瓶中,然后用酒精灯对瓶子外部进行加热,待瓶子内部空气受热膨胀后迅速冷却,使得瓶内气压降低,大气压力将鸡蛋压入瓶中。
(3)吸盘实验:将吸盘紧密贴合在平滑的表面上,然后尝试将其拉起,会发现需要较大的力,这是因为大气压力紧紧地将吸盘压在表面上,证明了大气压力的作用。
(4)吸饮料和吸盘式挂钩:当我们用吸管吸饮料时,或者使用吸盘式挂钩挂物品时,都是利用了大气压力的原理。吸管内部的气压降低,使得饮料在大气压力的作用下进入口中;吸盘式挂钩则是利用大气压力将吸盘紧紧压在表面上。
(5)气压计:通过测量大气压力来显示大气压力的大小,是研究和应用大气压力的重要工具之一。气压计的原理基于大气压力的变化可以反映高度、天气等因素的变化。
【命题方向】
考查大气压在生活中的应用,以及对这些现象的分析。
例:日常生活中蕴含着丰富的物理知识。下列事例中能证明大气压存在的是( )
A.用锋利的刀切腊肉
B.用注射器将药液注入肌肉里
C.高铁站台设有安全警戒线
D.拔火罐时火罐紧紧吸附在皮肤上
分析:大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
解析:解:A、用锋利的刀切腊肉是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B、药液在注射器活塞作用下被注射到肌肉里,与大气压无关,故B不符合题意;
C、当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故C不符合题意;
D、因为火罐内的气体体积一定,当火罐冷却后,罐内气体温度降低,所以压强减小,小于外界的大气压力,故在外界大气压力的作用下,火罐被“吸”在皮肤上,故D符合题意。
故选:D。
点评:本题考查了大气压的存在,属于基础题目。
【解题方法点拨】
解题时需要理解大气压的基本概念、分析物体在空气中所受到的压力和力的作用,以及了解大气压强产生的原因,从而解释和理解大气压存在的现象。
17.大气压强与高度的关系
【知识点的认识】
地球上面的空气层密度不是相等的,靠近地表层的空气密度较大,高层的空气稀薄,密度较小.大气压强既然是由空气重力产生的,高度大的地方,它上面空气柱的高度小,密度也小,所以距离地面越高,大气压强越小.
在海拔3000m之内,每上升10m大气压强约减小100Pa,在海拔2000m之内,每上升12m大气压强约减小1mmHg.
地面上空气的范围极广,常称“大气”.离地面200公里以上,仍有空气存在.虽其密度很小,但如此高的大气柱作用于地面上的压强仍然极大.人体在大气内毫不感觉受到气压的压迫,这是因为人体的内外部同时受到气压的作用且恰好都相等的缘故.
即:大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低;
【命题方向】
此知识点一般以填空的形式出现主要就是高度对气压的影响,而且还与气压对沸点的影响一起考察.
例:如图所示为一种叫“天气预报瓶”的产品的简图。A为与大气相通的玻璃管,B为密闭的装有红墨水的玻璃球,它能显示天气的好坏,随着环境气压的变化,A管内的水位会上升或下降。小明买了一个“天气预报瓶”,他家住在21层楼,在电梯上升的过程中,最有可能出现的现象是( )
A.玻璃球内液面上升,玻璃管内液面下降
B.玻璃球内液面下降,玻璃管内液面下降
C.玻璃球内液面下降,玻璃管内液面上升
D.玻璃球内液面上升,玻璃管内液面上升
分析:大气压随高度的增加而减小。
解析:解:小明家住在21层楼,在电梯上升的过程中,高度增加,大气压减小,玻璃管内的液面上升,玻璃球内的液面下降,故C正确,ABD错误。
故选:C。
点评:本题考查的是大气压随高度变化的规律;本装置相当于一个水气压计。
【解题方法点拨】
理解高度对气压的影响是怎样变化的特点即可解题.
18.流体压强与流速的关系
【知识点的认识】
液体和气体都具有流动性,统称为流体.如:空气、水等.流体流动时的压强称作流体压强.空气和水流动时有快有慢,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.
【命题方向】
联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向,一般出现选择题、填空题或简答题.
例:下列事例中能够说明流体压强与流速关系的是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄
B.高压锅容易把食物煮熟
C.用漏斗向下吹气乒乓球不下落
D.飞机飞行时机翼受到升力
分析:(1)液体内部压强随着深度的增加而增大;
(2)气压越大,沸点越高,气压越小,沸点越低;
(3)流体流速越大的位置,压强越小。解析:解:A、液体内部压强随着深度的增加而增大,即越往下面,河水的压强越大,所以拦河坝设计成下宽上窄,故A错误;
B、高压锅是利用了液体的沸点随压强的增大而增大的原理制成的,故B错误;
C、用漏斗向下吹气,乒乓球上方空气流速变快,压强变小,下方空气流速慢,压强较小,产生向上的压强差,所以乒乓球不下落,故C正确;
D、飞机的机翼呈现流线型,故飞机在运动时,其机翼上方的空气流速快,压强小,而机翼下方的空气流速慢,压强大,故机翼受到一个向上的压强,所以飞机能起飞,故D正确。
故选:CD。
点评:本题四个选项考查了多个方面的知识,此类选择题是中考题中最常见的,是能较全面的考查基础知识的综合题。
【解题方法点拨】
流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。解这些题目的关键是明确哪个地方流速较其他地方快。
19.探究浮力大小的影响因素
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(3)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铁球浸没的深度相同)可以发现,物体在密度不同的液体中拉力改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
(4)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
使用弹簧测力计分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铜球和铁球浸没的深度相同)可以发现,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G﹣F拉相同。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
(5)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
【命题方向】
考查探究浮力大小的影响因素的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图是某实验小组的同学用同一物块探究浮力大小与哪些因素有关的实验步骤。
(1)对图B中的物块进行受力分析,力的作用点都画在重心处。
(2)物体完全浸没在水中时所受浮力为 1 N。
(3)比较ADE可以得出:浮力大小与 液体密度 有关。
(4)比较ACD可知,浮力大小与物体浸没的深度 无关 (选填“无关”或“有关”)。比较A BC 可知,浮力大小与物体的体积无关。
(5)图E中酒精的密度为 0.8×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
分析:(1)静止受力平衡,据此画图;
(2)根据称重法计算物体在水中的浮力大小;
(3)(4)分析图中的相同点和不同,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题;
(5)根据阿基米德原理列出水中和酒精中浮力表达式计算酒精密度。
解析:解:(1)图B中的物块静止受力平衡,受重力、浮力、拉力作用,都画在重心上,如图所示:
(2)由甲图可知,物体的重力为G=4N,由丙图可知物体浸没在水中弹簧测力计的示数为F=3N,此时物体受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(3)比较ADE可以得出:物体浸没在水和盐水中时,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;
(4)比较ACD可知,液体的密度和物体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,而拉力相同,说明浮力不变,故浮力大小与物体浸没的深度无关。
探究浮力大小与物体的体积,必须控制液体密度相同,而排开液体的体积不同,故选:ABC。
(5)水中的浮力为1N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:1N=ρ水gV排;
浸没酒精中的浮力为F'浮=G﹣F'=4N﹣3.2N=0.8N;
由阿基米德原理F'浮=ρ酒精gV排可得:0.8N=ρ酒精gV排;
浸没时V排不变,解得ρ酒精=0.8ρ水=0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)见解答;(2)1;(3)液体密度;(4)无关;BC;(5)0.8×103。
点评:本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验,分析时,注意控制变量法的应用。
【解题方法点拨】
实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大。
20.阿基米德原理的理解
【知识点的认识】
(1)内容:浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。阿基米德原理又名浮力定律,是指浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,而与物体浸在液体中的深度、物体的质量、密度及物体的形状无关。
(2)公式:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为F浮=G排=ρ液gV排
①F浮=G排=ρ液gV排,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体的体积,g取9.8N/kg。
②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
【命题方向】
考查阿基米德原理内容的理解,以及利用阿基米德原理计算浮力的大小。
例:我国首艘10万屯级智慧渔业大型工船“国信1号”。它的排水量为1.3×105t,满载时排开海水的体积为 1.26×105 m3;满载时工船受的浮力为 1.3×109 N;海面下2m深处海水的压强为 2.06×104 Pa。(ρ水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
分析:(1)根据ρ=mV可求出满载时排开海水的体积;
(2)根据F浮=G排=m排g可求出满载时工船所受的浮力;
(3)根据p=ρgh可求出海面下2m深处海水的压强。
解析:解:(1)根据ρ=mV可得满载时排开海水的体积为:V排=m排ρ海水=1.3×105×103kg1.03×103kg/m3≈1.26×105m3;
(2)满载时工船所受的浮力为:F浮=G排=m排g=1.3×105×103kg×10N/kg=1.3×109N;
(3)海面下2m深处海水的压强为:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2m=2.06×104Pa。
故答案为:1.26×105;1.3×109;2.06×104。
点评:本题主要考查密度公式、阿基米德原理以及液体压强公式的应用,灵活运用公式是解题的关键。
【解题方法点拨】
理解阿基米德原理的内容,并会用公式计算浮力的大小。
21.阿基米德原理的定性分析
【知识点的认识】
运用阿基米德原理进行定性分析时,运用控制变量法,先找到相同的量,再利用公式F浮=ρ水gV排进行分析即可。
【命题方向】
考查阿基米德原理的定性分析。
例:将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,小球静止时的情况如图所示,则三个小球中所受浮力最小的是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
分析:已知体积的关系,利用阿基米德原理公式可判断出它们所受浮力最小的是哪一个。
解析:解:因为体积相同,丙物下沉,乙物悬浮,甲物体漂浮,丙和乙排开水的体积相同,甲漂浮,甲排开水的体积最小,根据公式F浮=ρ水gV排可知,甲受到的浮力最小。
故选:A。
点评:本题考查浮力公式的应用,关键知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
熟练运用阿基米德定理的公式,重点是分析题目中的相同的条件。
22.物体浮沉条件
【知识点的认识】
物体浮沉条件:
(1)当物体的密度小于液体的密度时,物体所受的浮力大于重力,因此物体会上浮。
(2)当物体的密度等于液体的密度时,物体所受的浮力等于重力,物体将保持悬浮状态。
(3)当物体的密度大于液体的密度时,物体所受的浮力小于重力,因此物体将下沉。
【命题方向】
考查物体的浮沉条件。
例:甲、乙两个实心球体放入足够深的某种液体中平衡后,所受的浮力之比为F甲:F乙=3:5,若甲、乙两球的密度之比为ρ甲:ρ乙=2:3,体积之比为V甲:V乙=3:4,则( )
A.甲、乙都沉底
B.甲悬浮,乙沉底
C.甲漂浮,乙沉底
D.甲、乙都漂浮在液面上
分析:知道甲、乙两物体的密度关系和体积关系,可以得出两物体的质量关系、重力关系;知道浸没时受到的浮力关系,据此利用排除法选择正确答案。
解析:解:已知:甲、乙两球的密度之比为ρ甲:ρ乙=2:3,体积之比为V甲:V乙=3:4,
根据ρ=mV可得:m甲:m乙=ρ甲V甲:ρ乙V乙=2×3:3×4=1:2,
若甲、乙都漂浮在液面上,甲、乙受到的浮力:
F甲:F乙=G甲:G乙=m甲:m乙=1:2,不符合题意,故D错误;
若甲、乙都沉在水底或甲悬浮在液体中、乙沉底,甲乙物体排开液体的体积等于本身的体积,
则甲、乙受到的浮力:
F甲:F乙=ρ液V甲g:ρ液V乙g=V甲:V乙=3:4,不符合题意,故A、B错;
已知F甲:F乙=3:5,V甲:V乙=3:4,
根据F浮=ρ液gV排可知,V甲排:V乙排=F甲:F乙=3:5,
则V甲排<V乙排,即甲排开液体的体积少,
所以,甲漂浮,乙沉底,故C正确。
故选:C。
点评:本题考查了学生对阿基米德原理和漂浮条件的掌握和运用,利用好排除法做选择题!
【解题方法点拨】
比较重力与浮力的大小,或者液体密度的大小来判断物体的浮沉。
23.利用物体的浮沉条件求浮力的大小
【知识点的认识】
漂浮、悬浮时,浮力等于物体自身的重力或排开水的重力,F=mg=ρVg。
沉浮时,浮力等于物体的体积乘以水的密度F浮=ρ液gV物
【命题方向】
沉浮条件和阿基米德原理的综合应用常常在初二下以及初三各大型考试中以选择题的形式出现,考察学生对知识点的综合应用,题型也较多变。例:为迎接端午佳节,2024年6月1日“龙舟游江”民俗活动在铜仁市碧江区锦江河瓦窑河至东门桥水域举行,某参赛龙舟上共有43人,载人后的龙舟总质量为3500kg。(河水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。)
请回答下列问题:
(1)载人龙舟受到的重力是多少N?
(2)载人龙舟静止于水面时,位于水下0.28m处的龙舟底部受到水的压强是多少Pa?
(3)载人龙舟静止于水面时,载人龙舟所受到的浮力是多少N?
分析:(1)根据G=mg求出载人龙舟受到的重力;
(2)根据p=ρ水gh计算当载人龙舟静止于水面时,位于水下0.4m处的龙舟底部受到水的压强;
(3)根据F浮=G总=m总g计算当载人龙舟静止于水面时,载人龙舟所受到的浮力。
解析:解:(1)载人龙舟受到的重力:G总=m总g=3500kg×10N/kg=3.5×104N;
(2)当载人龙舟静止于水面时,位于水下0.28m处的龙舟底部受到水的压强:p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.28m=2.8×103Pa;
(3)当载人龙舟静止于水面时,载人龙舟所受到的浮力F浮=G总=3.5×104N。
答:(1)载人龙舟受到的重力是3.5×104N;
(2)载人龙舟静止于水面时,位于水下0.28m处的龙舟底部受到水的压强是2.8×103Pa;
(3)载人龙舟静止于水面时,载人龙舟所受到的浮力是3.5×104N。
点评:本题考查速度、浮力和压强的计算问题,属于对基础知识的考查,有一定综合性,但难度不大。
【解题方法点拨】
通常考查漂浮时F=mg这个知识点,做题时,要抓住物体处在什么浮沉状态。
24.功的简单计算
【知识点的认识】
功是中学物理中一个重要概念,功能关系是解决力学问题的重要途径之一.因此,正确理解功的内涵和外延,正确把握求功的方法是解决力学问题的基础.
1、公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算.
2、功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率.对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用W=Pt求出功
【命题方向】
功的计算是中考命题的重点,一般以考查的题型较多,计算题是重点。
例:一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车,购物车由静止开始沿水平方向前进了5m,在这个过程中重力做功为 0 J,推力做功为 100 J。
分析:(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;
(2)知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;
解析:解:购物车在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即做功为0J。
推力做功为:W=Fs=20N×5m=100J。
故答案为:0;100。
点评:本题考查了功的计算和做功的两个必要因素,属于基础题。
【解题方法点拨】
理解计算功的方法,尤其要把握好知识点,熟悉公式的变形求功,然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算,并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握.初中物理关于功的计算公式有多个,它们之间有什么区别,如何正确运用是解题关键.
25.功的比较大小
【知识点的认识】
功是一个标量,有大小没有方向,功有正负之分,正功大于负功,在动能定理中,要用正功和负功的代数和相加的.因此,比较两个功的大小,要考虑它们的正负.在初中不需要这样理解.功的计算:物体在力与力的方向上通过距离的乘积.W=FS
各量单位功W:J(焦耳),力F:N(牛顿);移动距离S:m(米),由功的原理可知使用任何机械都不省功.
注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离,且与力对应.
③功的单位“焦”(1牛•米=1焦).
【命题方向】
考查功的比较大小。
例:物体放在水平面上,受恒定的拉力F作用从A运动到B,水平面AC段光滑,CB段粗糙(C是AB的中点)。拉力在AC段做功为W1,在CB段做功为W2,那么W1与W2的大小关系是( )
A.W1<W2
B.W1=W2
C.W1>W2
D.无法确定
分析:根据W=Fs判定功的大小;
解析:解:由题知,物体从A运动到B的过程中,受到的拉力F不变,AC等于CB,即通过的距离相同,根据W=Fs可知,所做的功是相同的,即W1=W2。
故选:B。
点评:此题考查功的大小比较,属于基础题目,难度不大。需要注意的是:功的大小与接触面的粗糙程度无关。
【解题方法点拨】
要根据公式W=Fs判断,结合功的原理使用任何机械都不省功.
26.功率的大小比较
【知识点的认识】
做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式P=Wt计算,然后进行比较.
【命题方向】
给出部分物理量通过公式P=Wt计算出功率的大小;结合图片根据图示判断功率的大小.。
例:一物体在水平向右的拉力F1作用下以2m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m,拉力F1所做的功为W1,功率为P1;若该物体在水平向右的拉力F2作用下以3m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m,拉力F2所做的功为W2,功率为P2。则( )
A.W1=W2P1>P2
B.W1=W2P1<P2
C.F1>F2P1=P2
D.F1=F2P1>P2
分析:根据影响滑动摩擦力大小的因素和二力平衡条件即可比较水平拉力的大小,根据W=Fs比较拉力做功大小的关系;根据P=
Wt=Fst=Fv判断功率的大小关系。
解析:解:由题可知,同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动,则物体对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,因此两次物体受到的滑动摩擦力不变;
又因为物体在水平地面上匀速运动,根据二力平衡条件可知,水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=f;
物体运动的距离都为10m,且F1=F2,由W=Fs可知,拉力做的功:W1=W2。
因为v1<v2,且F1=F2,由P=Wt=Fst=Fv可知,拉力做功的功率:P1<P2。
故答案为:B。
点评:此题主要考查学生对功的计算公式和功率的计算公式等知识点的灵活运用,知道滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,而与物体的运动速度无关,然后利用二力平衡条件得出拉力关系是正确解题的关键。
【解题方法点拨】
功率的比较大小分为定性比较,定量比较。如果是定量比较大小,需要利用功率公式计算出功率的大小之后在进行比较。
27.功率的计算
【知识点的认识】
(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
(2)功率的公式:P=Wt(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)
(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)
a.推导:由P=Wt,联立W=Fs,得P=Wt=Fst=Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【命题方向】
考查功率的计算题,常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。
例:我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s,匀速行驶过程中受到阻力为600N。求:
(1)拖拉机的速度;
(2)拖拉机牵引力做的功;
(3)拖拉机做功的功率。
分析:(1)根据v=st得到在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度;
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可知牵引力的大小,根据W=Fs得到该拖拉机牵引力做的功;
(3)根据P=Wt得到拖拉机做功的功率。
解析:解:(1)拖拉机的速度为:
v=st=600m60s=10m/s;
(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小:F=f=600N,
发动机的牵引力做功:W=Fs=600N×600m=3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为:
P=Wt=3.6×105J60s=6×103W。
答:(1)拖拉机的速度为10m/s;
(2)拖拉机牵引力做的功为3.6×105J;
(3)拖拉机做功的功率为6×103W。
点评:本题考查速度、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。
【解题方法点拨】
(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。
(2)功率的定义式P=Wt可以变形为:W=Pt和t=WP,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则W1W2=t1t2;当W一定时,P与t成反比,则P1P2=t2t1;当t一定时,W与P成正比,则W1W2=P1P2。
(3)利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。
28.探究影响物体动能大小的因素
【知识点的认识】
提出问题:动能的大小与哪些因素有关?
猜想和假设:动能的大小可能与物体的质量有关,还可能与物体的运动速度有关
实验器材:斜面、钢球、木块
实验步骤:
①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下,推动木块移动,比较两次木块被推距离的远近;
②换用质量不同的钢球,让它们从斜面的同一高度自由滚下,推动木块移动,比较两次木块被推距离的远近。
实验现象:
①同一钢球从不同高度滚下,钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高,钢球滚到平面上时的速度越大,木块被推得越远;
②质量不同的钢球从同一高度滚下,钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。
得出结论:
①物体动能的大小与物体的运动速度有关,物体运动速度越大,物体的动能越大;
②物体动能的大小与物体的质量有关,物体的质量越大,物体的动能越大。
归纳总结:
动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大
【命题方向】
考查探究影响物体动能大小的因素的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:小明为了探究动能大小的影响因素,利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
(1)实验中探究的动能是指 A 。
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
(2)钢球在水平面上的动能是由 重力势 能转化而来的。
(3)若斜面下方水平面光滑,本实验 不能 (选填“能”或“不能”)达到实验目的。
(4)分析甲、乙两图的实验现象所得到的结论是 质量相同时,速度越大,动能越大 。
(5)通常来说,交通事故的原因主要是超载或超速,用甲、丙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
分析:(1)据题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小;
(2)影响动能的因素:质量和速度;质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能的因素:质量和高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)根据牛顿第一定律分析回答;
(4)影响物体动能大小的因素有质量和速度,找出相同的量和变化的量,分析得出动能大小与变化量的关系,据此得出结论;
(5)研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
解析:解:(1)由题意可知,实验中探究小球动能,即钢球撞击木块时的动能的大小,故A符合题意,BC不符合题意,故选:A;
(2)钢球从斜面下滑过程中,质量不变,高度降低,重力势能减小,钢球速度变大,动能变大,因此钢球在水平面上的动能是由重力势能转化而来的;
(3)本实验中水平面若绝对光滑,小球撞击木块后,根据牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动,因无法比较木块移动的距离,故不能达到实验探究目的;
(4)由甲、乙两图可知,钢球质量相同,下滑的高度不同,到达水平面时的速度不同,高度越高,到达水平面时的速度越大,推动木块移动的距离越远,故可得出结论:质量相同时,速度越大,动能越大;
(5)由甲、丙两图可知,钢球下滑的高度相同,到达水平面时的速度相同,质量不同,质量越大推动木块移动的距离越远,说明钢球具有的动能越大,可以用来解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
故答案为:(1)A;(2)重力势;(3)不能;(4)质量相同时,速度越大,动能越大;(5)超载。
点评:本题是探究影响动能大小的因素的实验,由于动能大小与质量和速度有关,所以实验中要用控制变量法,同时要掌握转换法在实验中的应用。
【解题方法点拨】
分析物体动能大小的变化时,要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况,不能只考虑其中的一个方面,特别是忽略物体质量的变化。例如:公路上匀速行驶的洒水车在洒水的过程中,虽然速度大小没有变化,但是洒水车的动能在减小,这是因为洒水车的质量在不断减小。
29.利用杠杆测量密度
【知识点的认识】
利用杠杆测固体的密度器材:足够多的水、烧杯、刻度尺、匀质直木棍、细针、细线。
步骤:
(1)用细线悬挂直木棍,使其在水乎位置平衡,细线处为支点。(2)用细线拴好待测物体挂在支点左侧,在支点的右侧挂一石块,移动待测物体和石块悬挂的位置直到直木棍在水平位置平衡。
(3)用刻度尺分别测出悬挂待测物体处和悬挂石块处到支点的距离l11、l2。
(4)将待测物体漫没在水中,移动木棍右端的石块直到木棍再次在水平位置平衡。
(5)用刻度尺量出悬挂石块处到支点的距离l3。
(6)被测物体的密度:ρ物=l2l2−l3ρ水。(水的密度用ρ水表示)
【命题方向】
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:受《天工开物》中桔棒汲水(图甲)的启发,兴趣小组同学自制了“杠杆密度计”。
(1)小明制作了液体密度计(图乙)。他将一轻质细硬杆用细绳固定在O点,并悬挂起来,使之在水平方向平衡。将一重物固定在A点,在不计质量的瓶子中装满水并移到B点时,杠杆平衡。在B点处标出1克/厘米3。
①在瓶中装满酒精,重复以上操作,在杆上标出悬挂点C,计为0.8克/厘米3,C点在B点的 右侧 。(选填“左侧”或“右侧”)
②小明想要增大密度计的精确度,他可以采取的措施是 增大A端悬挂物体重力 。(写出一点)
(2)小红发现体积较大的石块无法利用量筒和天平测量密度,她制作了一个固体密度计(图丙),测量步骤如下:
①将细杆在O点固定并悬挂起来,使它在水平位置保持平衡。确定D点和E点,测量OD长20厘米,OE长40厘米。
②把大石块悬挂在D点,在E点用弹簧测力计竖直向下拉,读出其示数F为7牛。
③把大石块浸没在水中,弹簧测力计示数F2为4.5牛。
mV请根据小红的测量数据,计算大石块的密度。
分析:(1)①根据两种物质的密度关系,杠杆平衡条件进行分析,得出密度越小,其力臂的大小;
②为了增大密度计的精准度,即液体密度相同时,增大L2,根据GL1=ρgVL2,可知增大A端悬挂物体重力或增大A点距O点的距离均可;
(2)两次杠杆均平衡,分析受力情况,利用乙图求出石块的质量,利用丙图先求出石块受到的浮力,再求出石块的体积,然后利用密度公式ρ=mV=求出石块的密度。
解析:解:(1)①设A端施加的力为动力,OA为动力臂L1,B端施加的力为阻力,OB为阻力臂L2,则F=G,
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,则有GL1=ρgVL2,液体从密度大的水换成密度小的酒精,都装满质量不计的瓶子,则ρ越小,L2越大,因此C点在B点的右侧;
②为了增大密度计的精准度,即液体密度相同时,增大L2,根据GL1=ρgVL2,可知增大A端悬挂物体重力或增大A点距O点的距离均可;
(2)如乙图,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,即:7N×40cm=G×20cm,
所以,石块所受重力:G=14N,
则石块的质量m=Gg=14N10N/kg=1.4kg;
丙图中,动力臂与阻力臂不变,石块对杠杆的拉力:F拉=G﹣F浮=14N﹣F浮,
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:4.5N×40cm=F拉×20cm,
则:4.5N×40cm=(14N﹣F浮)×20cm,
所以,F浮=5N,
因为石块浸没在烧杯的水中,由F浮=ρ水gV排可得石块的体积:
V=V排=F浮ρ水g=5N1.0×103kg/m3×10N/kg=5×10﹣4m3,
所以石块密度:ρ=mV=1.4kg5×10−4m3=2.8×103kg/m3。
故答案为:(1)①右侧;②增大A端悬挂物体重力;(2)石块密度为2.8×103kg/m3。
点评:此题以杠杆平衡条件为主线,考查了杠杆的平衡条件、阿基米德原理、密度的计算等知识点,综合性强,难度较大。
【解题方法点拨】
这种方法利用了杠杆的平衡条件,通过测量物体在不同状态下的杠杆位置,结合阿基米德原理,计算出物体的密度。
30.杠杆的平衡条件的应用
【知识点的认识】
杠杆的平衡条件的应用:
①以实际应用为背景进行杠杆的平衡计算;
②利用杠杆的平衡条件测物体质量;
③分析杠杆的平衡情况;
④其他以杠杆平衡条件为基础的应用。
【命题方向】
考查杠杆的平衡条件的应用。
例:如图所示,轻质杠杆的两端悬挂着A、B两个体积相同的均匀实心物体,使杠杆处于水平平衡状态,下列做法仍能使杠杆保持水平平衡的是( )
A.将物件A和B分别切去相同质量
B.将物件A和B分别切去相同体积
C.在物体A和B下方分别挂一个等重的物体
D.将物体A和B同时向支点O移动相同的距离
分析:(1)根据杠杆的平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,即G1×L1=G2×L2;
(2)根据对两物体采取的方法,利用F1×L1与F2×L2的大小关系判断杠杆是否平衡。解析:解:根据题意可知,左右两物体的体积相等,左边物体的重力为G1,右边物体的重力为G2,根据杠杆的平衡条件知G1L1=G2L2,由于L1<L2,所以G1>G2,
由G=mg=ρVg知ρ1>ρ2,
A、若将物件A和B分别切去相同质量,由G=mg知切去的重力相同,此时左边力与力臂的乘积为(G1﹣G)L1,右边力与力臂的乘积为(G2﹣G)L2,由于L1≠L2,则(G1﹣G)L1≠(G2﹣G)L2,故A错误;
B、将物件A和B分别切去相同体积,则剩余部分的体积仍相同,即剩余部分的重力比不变,其力臂之比也不变,因此杠杆平衡,故B正确;
C、在物体A和B下方分别挂一个等重的物体,此时左边力与力臂的乘积为(G1+G)L1,右边力与力臂的乘积为(G2+G)L2,由于L1≠L2,则(G1+G)L1≠(G2+G)L2,故C错误;
D、将物体A和B同时向支点O移动相同的距离,左边力与力臂的乘积为G1(L1﹣L),右边力与力臂的乘积为G2(L2﹣L),由于G1>G2,则G1(L1﹣L)≠G2(L2﹣L),因此杠杆不平衡,故D错误。
故选:B。点评:本题虽为选择题,但涉及杠杆的平衡、力臂与力关系的判断,考查了学生综合分析处理物理问题的能力。
【解题方法点拨】
掌握杠杆的平衡条件。
31.音调与频率的关系
【知识点的认识】
音调:声音的高低,由发声体的振动频率决定,物理学中,振动快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率。频率越高,音调越高。频率越低,音调越低。
【命题方向】
以实际现象为背景,用声音的高低以及振动的次数来判断音调,常以选择题和填空题出现。
例:货车长时间行驶后,司机有时会用铁棍敲击车轮,凭借声音判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为空气充足时振动频率较大,则声音的( )
A.响度较大
B.音调较高
C.响度较小
D.音调较低
分析:音调的高低与发声物体的振动频率有关,频率越大,音调就越高。
解析:解:当拿根铁棍敲打车轮时,则轮胎振动频率不同,发出声音的音调就会不同,即轮胎内空气越充足,敲击时轮胎振动越快,发出声音的音调越高;
故选:B。
点评:此类问题要结合频率与音调的关系分析解答。
【解题方法点拨】
音调是指声音的高低,由发声体的振动频率决定,频率是指每秒振动的次数;注重结合实际,例如:女高音,男低音,“高”和“低”指的就是音调。向水壶中灌热水音调的变化,随着水的增多,水壶上方的空气柱变小,引起频率的变化,引起音调的变化。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
C
C
B
B
D
D
A
A
A
C
题号
12
答案
B
V/cm3
G物/N
F/N
F浮N
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