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2025-2026学年上学期广州初中物理九年级开学模拟卷1
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A.王亚平手上的冰墩墩长度约为50cm
B.冰墩墩在空间站的质量仍为200g
C.冰墩墩在空间站中所受重力大小为2N
D.冰墩墩被抛出后仍然受到王亚平手的推力
2.(2025春•番禺区期末)如图所示是甲、乙两根弹簧的伸长量与所受到的拉力之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.甲弹簧受到4N拉力时,弹簧的长度是6cm
C.乙弹簧受到8N拉力时,伸长了2cm
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
3.(2025春•黄埔区期末)下列物体一定处于平衡状态的是( )
A.加速下落的跳伞运动员
B.沿着直线行驶的小汽车
C.由静止下落的小球
D.沿着斜面匀速下滑的木块
4.(2025春•越秀区期末)列车在平直轨道上匀速向右行驶,车厢内的桌面上有一物块,忽略桌面对物块的摩擦及空气的影响,列车经过一大树时如图所示。若列车此时突然向右加速,以下选项中的情况可能出现的是( )
A.B.
C.D.
5.(2025•广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“kg/cm2”,表示1cm2的受力面积上,所受的压力大小相当于1kg物体的重力大小。若g取10N/kg,则1kg/cm2相当于( )
A.1×102PaB.1×103PaC.1×104PaD.1×105Pa
6.(2025春•越秀区期末)质地均匀且等高的实心圆柱体M、N由同种金属制成,密度为ρ,高为h,M的底面积较小。把M、N叠放在水平地面,如图甲所示,此时M对N的压强为p1;再把M、N倒置叠放在水平地面,如图乙所示,此时N对M的压强为p2。两次叠放时,M、N的轴均在同一直线上,以下说法正确的是( )(g=10N/kg)
①p1=ρgh
②p2=ρgh
③p1>p2
④p1<p2
A.只有①B.①②C.①③D.①④
7.(2025春•番禺区期末)中国的茶文化源远流长。茶叶在玻璃杯中,一沉一浮,亦苦亦甜。如图所示的是小杰用玻璃杯给爷爷泡的茶,结合所学的物理知识,下列解释正确的是( )
A.正在上浮的茶叶排开水的重力小于浮力
B.正在上浮的茶叶排开水的重力大于浮力
C.正在下沉的茶叶排开水的重力大于浮力
D.正在下沉的茶叶排开水的重力等于浮力
8.(2025•黄埔区校级二模)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度满足t>26℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
9.(2025•增城区二模)图中赛艇运动员使用船桨划水时,桨能绕着赛艇上的点O转动,手加在桨上的动力F1比水对桨的阻力F2大,若把船桨看成一种杠杆,其特点是动力臂比阻力臂短,以下选项中符合船桨的杠杆简化图是( )
A.B.
C.D.
10.(2025春•越秀区校级月考)为了探究斜面的机械效率与物体重力的关系,如图甲所示,第一次实验中,小明用测力计沿长为1m的斜面匀速拉动重为2N的小车,拉力和斜面高度如图甲所示。接下来在小车上逐渐添加重物,并测出小车的总重G、沿斜面匀速拉动小车的拉力,计算出拉力将小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2,以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图乙中的线段a和b,下列说法不正确的是( )
A.在第一次实验中,小车受力平衡
B.在第一次实验中,小车受到斜面的摩擦力为0.3N
C.图线a是W1随G的变化图像
D.根据乙图可得斜面的机械效率与物体的重力无关
11.(2025春•天河区期末)如图,甲、乙重力均为100N。10s内,小明用拉力Fa把甲竖直匀速拉至B点;小红用拉力Fb沿斜面将乙匀速拉至D点。已知Fb<Fa,则( )
A.Fa做功100J
B.Fa与Fb做的功相等
C.Fa的功率为200W
D.Fa的功率大于Fb的功率
12.(2025春•越秀区期末)小加将篮球使劲掷向水平地面后篮球向斜上方反弹,篮球从M点离地反弹到达最高点N(N点离地高度hN=2m),篮球从M到N的运动轨迹如图虚线所示,忽略空气的作用力,篮球在M、N两位置的动能大小如表所示。以下选项中,关于篮球的动能Ek和重力势能EP,随高度h变化的图象Ek用实线表示、Ep用虚线表示)正确的是( )
A.B.
C.D.
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•荔湾区期末)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭成功发射。如图,向下喷出的高温高压气体推动火箭升空,说明物体间力的作用是 。火箭在推力作用下加速升空,说明力可以改变物体的 ,此过程飞船的机械能 (选填“增加”“不变”或“变小”)。
14.(2017春•越秀区校级月考)在跳板跳水这项运动中,运动员对跳板施力的同时,也受到跳板对他的作用力,但这两个力的作用效果却不同,前者主要是改变了跳板的 ,后者主要是改变了运动员的 。
15.(2025春•越秀区校级月考)如图甲所示,小球从轨道A处由静止滑下,在B点离开轨道后依次经过最高点C(未画出)、与B等高的点D。
(1)当小球到达最高点C时,所受外力全部消失,则小球接下来将 ;
A.沿水平方向做匀速直线运动;
B.在C点保持静止;
C.竖直下落;
D.仍沿抛物线运动;
(2)若轨道光滑且忽略空气阻力,图中关于小球在空中的运动轨迹正确的是 (选填“①”、“②”、“③”),你判断的依据是 。
16.(2025春•越秀区期末)图甲是一把阴阳壶,壶身上有A、B两孔,壶内被隔为互相独立的上下两部分,分别装有不同液体,图乙为该壶的结构示意图(液面未画出)。
(1)上半部分的壶嘴与壶身组成连通器,当上半部分所装的液体1不流动时,此部分的壶嘴与壶身中的液面高度 (选填“相同”或“不相同”);
(2)若只捂紧A孔,则倒出大量的 (选填“液体1”或“液体2”)。
17.(2025春•白云区期末)小白将同一自制密度计(形状规则的圆柱体),分别放入水和密度未知的某种液体中,测得浸入水中的深度为H,没入液体中的深度为h(h<H),两次密度计所受浮力F水 F液体,ρ水 ρ液体(两空均选填“<”、“=”或“>”),ρ液体= (用ρ水、H、h表示)。
18.(2025•越秀区校级三模)如图,以O为支点的轻质杠杆,在A点施加竖直向下的拉力FA,FA的力臂为lA。
(1)在杠杆的某个位置施加竖直向上4N的拉力F1,使杠杆水平静止,在图1画出拉力F1和FA的力臂lA。
(2)如图2,在B点施加沿虚线方向的拉力F2使杠杆水平静止,根据公式 ,判断F2的力臂l2 lA,所以F2 FA(以上两空均选填“>”、“<”或“=”)。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•越秀区校级月考)如图甲所示,小华在课外探究弹簧的伸长量跟拉力的关系,记录了相应实验数据如下表:
(1)根据表格数据,利用该弹簧制作的测力计的量程最大为 ;
A.4N
B.5N
C.6N
D.7N
(2)如图乙,小华利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力,记录的部分数据在下表中。
①通过分析比较此表,小华推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律,在如图丙所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 ;
②酒精的密度为0.8g/cm3,水的密度1g/cm3,蜂蜜的密度为1.4g/cm2,则上表空格中数据弹簧秤的示数为 N;
(3)小华又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧密度计,小华想增大该“密度秤”的量程,在不更换其他器材的前提下,你认为可以采取的办法是 。
A.保持小桶质量不变,增大小桶的容积
B.保持小桶质量不变,减小小桶的容积
20.(2025•越秀区校级三模)小明在学习了图甲活塞式抽水机的原理后,想自己做实验来模拟“向上抽水”的过程,于是准备了图乙一个空心圆筒和一个带开口的活塞,先后进行了如图丙中①②③步骤的实验。已知水的密度为ρ水,重力与质量的比值为g。
(1)如图丙①所示,将两端开口的圆筒浸入水中后静止放置(筒内液面未画出),筒内液面与筒外液面 (选填“相平”或“不相平”);
(2)如图②所示,将开有圆形开口的活塞向下压至接触筒内液面(活塞与筒壁紧密贴合);
(3)如图③所示,将活塞开口封闭后上提至一定高度后静止,此时筒内、外液面高度差为h1,筒内液面距筒底高度为h2,A点的液体压强pA= ,筒外的大气压强p0= 。(最后两空:若可计算,请用题目给定符号表示;若条件不足,则填“无法判断”)。
21.(2025•从化区一模)如图展示了一个弹弓模型,忽略空气阻力,通过拉伸橡皮筋后,能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。
(1)用A点表示小鸟,请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图。
(2)弹弓的橡皮筋伸长过程中,弹性势能 ;发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能 (选填“变小”“变大”或“不变’)。
(3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关,与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢?生活经验告诉我们水平飞出速度越大,飞行的水平距离越远。现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等,请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。
实验步骤: ;
设计实验表格。
四.计算题(共2小题)
22.(2025春•番禺区期末)如图所示,塔吊将质量为2t的墙体构件从地面匀速吊起到10m高的顶楼,用时40s。g取10N/kg,求:
(1)塔吊对墙体构件所做的功。
(2)提升过程中塔吊的功率。
23.(2025春•增城区期末)像地球一样,月球对它附近的物体也有引力,这个力是月球附近物体所受的“重力”,它大约是同一个物体在地球上所受重力的16。如图“玉兔二号”月球车在月球表面进行探测,它的质量为135kg,玉兔二号月球车共有六个车轮,每个车轮与月球表面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)
求:
(1)月球车在月球上受到的“重力”;
(2)月球车静止在水平月面时对月面的压强。
2025-2026学年上学期广州初中物理九年级开学模拟卷1
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•黄埔区期末)2022年3月23日,“天宫课堂”在中国空间站再次开讲。如图所示,航天员们把质量为200g的“冰墩墩”从地面带到空间站。下列说法正确的是( )
A.王亚平手上的冰墩墩长度约为50cm
B.冰墩墩在空间站的质量仍为200g
C.冰墩墩在空间站中所受重力大小为2N
D.冰墩墩被抛出后仍然受到王亚平手的推力
【考点】重力的计算;常见的长度及估测;质量的概念与特性;弹力的概念.
【专题】其他综合题;分析、综合能力.
【答案】B
【分析】(1)根据图中冰墩墩和人的手掌大小比较进行估测。
(2)物体的质量不随物体的形状、状态、位置和温度的变化而改变。
(3)失重是物体对支持物的压力小于物体实际所受重力的现象。
(4)冰墩墩抛出后匀速前进,是由于冰墩墩具有惯性。
【解答】解:A、王亚平手上的冰墩墩长度和人的手掌的长度差不多,约为10cm,故A错误;
B、物体的质量不随位置的变化而改变,因此冰墩墩在空间站的质量仍为200g,故B正确;
C、冰墩墩在空间站微重力环境中,受到的重力作用几乎可以忽略,故C错误;
D、冰墩墩被抛出后不再受到王亚平手的推力,故D错误。
故选:B。
【点评】此题结合太空中的特殊环境,考查了长度的估测、质量的特性、物体受力分析、惯性,难度中等。
2.(2025春•番禺区期末)如图所示是甲、乙两根弹簧的伸长量与所受到的拉力之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的伸长量始终和拉力成正比关系
B.甲弹簧受到4N拉力时,弹簧的长度是6cm
C.乙弹簧受到8N拉力时,伸长了2cm
D.甲弹簧适合做量程较大的测力计
【考点】弹簧测力计的原理.
【专题】应用题;图像综合题.
【答案】C
【分析】在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。从图中获得信息,根据弹簧的伸长量和拉力的数量关系,可计算不同拉力下弹簧的伸长量和长度;在施加相同拉力的情况下,弹簧的伸长量越大,弹簧测力计越灵敏,弹簧伸长量越小,一般量程会越大,可以根据需要选择制作弹簧测力计的材料。
【解答】解:A、在弹性限度内,弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比,若超过弹性限度,则伸长量与的拉力不再成正比,故A错误;
B、由图甲可知,当甲弹簧受到4N的拉力时,弹簧的伸长量为6cm,弹簧的长度要大于6cm,故B错误;
C、图中横轴表示拉力,纵轴表示弹簧的伸长量,图乙中,当乙弹簧受到8N的拉力时,弹簧伸长的伸长量为2cm,故C正确;
D、由图可知,甲弹簧长度即将超过弹性限度时,其受到的拉力约为4N;乙弹簧长度即将超过弹性限度时,其受到的拉力约为8N,所以,乙弹簧适合做量程较大的测力计,故D错误。
故选:C。
【点评】本题根据图中图像数据分析得出答案,学生要提高分析图像的能力,并真正理解弹簧测力计的原理。
3.(2025春•黄埔区期末)下列物体一定处于平衡状态的是( )
A.加速下落的跳伞运动员
B.沿着直线行驶的小汽车
C.由静止下落的小球
D.沿着斜面匀速下滑的木块
【考点】平衡状态的判断.
【专题】应用题;运动和力;理解能力.
【答案】D
【分析】平衡状态是指静止和匀速直线运动状态。
【解答】解:A、加速下落的跳伞运动员做变速运动,一定处于非平衡状态,故A错误。
B、沿着直线行驶的小汽车,不一定做匀速运动,可能处于非平衡状态,故B错误。
C、由静止下落的小球,速度不断变大,一定处于非平衡状态,故C错误。
D、沿着斜面匀速下滑的木块,做匀速直线运动,一定处于平衡状态,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查平衡状态的判断,深入理解平衡状态的概念是关键,基础题目。
4.(2025春•越秀区期末)列车在平直轨道上匀速向右行驶,车厢内的桌面上有一物块,忽略桌面对物块的摩擦及空气的影响,列车经过一大树时如图所示。若列车此时突然向右加速,以下选项中的情况可能出现的是( )
A.B.
C.D.
【考点】运用惯性判断物体的运动.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】A
【分析】一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动;事先选定的物体叫做参照物;物理学中把物体保持原有运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】解:列车在平直轨道上匀速向右行驶,车厢中物块原来与列车一起匀速向右行驶,列车突然加速,列车相对于大树,向右运动,忽略桌面对物块的摩擦及空气的影响,物块在水平方向上没有受到力的作用,物块以原来的速度做匀速直线运动,相对桌面向左运动,相对于大树向右运动,观察各图,只有A与题意相符,BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了机械运动及惯性的知识,是基础题,解决问题的关键是小球相对于路灯静止。
5.(2025•广州)如图是用于测量汽车轮胎内气体压强的胎压计,其数值的单位是“kg/cm2”,表示1cm2的受力面积上,所受的压力大小相当于1kg物体的重力大小。若g取10N/kg,则1kg/cm2相当于( )
A.1×102PaB.1×103PaC.1×104PaD.1×105Pa
【考点】减小压强.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】D
【分析】kg/cm2是压强单位,表示1cm2的受力面积上,所受的压力大小相当于1kg物体的重力大小,其数值等于该面积上所受的压力除以受力面积。
【解答】解:1kg物体的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N,
1kg物体均匀压在1cm2水平面上产生的压力:
F=G=10N,
受力面积S=1cm2=1×10﹣4m2,1kg/cm2相当于:
p=FS=10N1×10−4m2=1×105Pa,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】此题主要考查压强的计算,读懂题意是关键。
6.(2025春•越秀区期末)质地均匀且等高的实心圆柱体M、N由同种金属制成,密度为ρ,高为h,M的底面积较小。把M、N叠放在水平地面,如图甲所示,此时M对N的压强为p1;再把M、N倒置叠放在水平地面,如图乙所示,此时N对M的压强为p2。两次叠放时,M、N的轴均在同一直线上,以下说法正确的是( )(g=10N/kg)
①p1=ρgh
②p2=ρgh
③p1>p2
④p1<p2
A.只有①B.①②C.①③D.①④
【考点】固体压强的比较大小;压强的公式的应用.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)根据p=FS=GS=mgS=ρSℎgS=ρgh可知M对N的压强p1;
(2)把M、N倒置叠放在水平地面,此时N对M的压力等于自身重力,受力面积为M的底面积,根据压强公式比较p1与p2的大小。
【解答】解:(1)根据p=FS=GS=mgS=ρSℎgS=ρgh可知M对N的压强p1=ρgh,故①正确;
(2)把M、N倒置叠放在水平地面,此时N对M的压力等于自身重力,受力面积为M的底面积,N对M的压强p2会大于ρgh,故②③错误,④正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强公式p=FS=GS=mgS=ρSℎgS=ρgh的灵活运用。
7.(2025春•番禺区期末)中国的茶文化源远流长。茶叶在玻璃杯中,一沉一浮,亦苦亦甜。如图所示的是小杰用玻璃杯给爷爷泡的茶,结合所学的物理知识,下列解释正确的是( )
A.正在上浮的茶叶排开水的重力小于浮力
B.正在上浮的茶叶排开水的重力大于浮力
C.正在下沉的茶叶排开水的重力大于浮力
D.正在下沉的茶叶排开水的重力等于浮力
【考点】物体浮沉条件.
【专题】应用题;浮力;应用能力.
【答案】D
【分析】根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。
【解答】解:根据阿基米德原理可知物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力,所以,正在上浮的茶叶排开水的重力等于浮力,正在下沉的茶叶排开水的重力也等于浮力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了对阿基米德原理的理解,属于基础题。
8.(2025•黄埔区校级二模)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度满足t>26℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小.
【专题】浮沉的应用;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】(1)液体的密度随着温度升高会减小;
(2)根据物体的浮沉条件结合密度的变化分析解答。
【解答】解:
A.彩球4在22℃时悬浮,彩球4的密度等于液体的密度,浮力等于重力,在18℃时,温度低,液体的密度比较大,彩球4号处于漂浮状态,浮力等于重力,彩球所受的浮力相同,故A错误;
B.由前面分析可知,该温度计能测量的最低温度为20℃,此时彩球5处于悬浮状态,另外4个小球均处于漂浮状态,故B错误;
C.若有2个彩球漂浮,则彩球1、2号漂浮,说明最高温度小于26℃,3个彩球沉底,彩球3、4、5号沉底,说明最低温度不低于24℃,故环境温度满足24℃<t<26℃,故C错误;
D.要增大该温度计能测得的最高温度,此时说明彩球内的液体密度最小,最后悬浮,故需要找一个密度小的彩球,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球,最后悬浮,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件的应用,认真审题,灵活利用好物体浮沉与密度的关系是关键
9.(2025•增城区二模)图中赛艇运动员使用船桨划水时,桨能绕着赛艇上的点O转动,手加在桨上的动力F1比水对桨的阻力F2大,若把船桨看成一种杠杆,其特点是动力臂比阻力臂短,以下选项中符合船桨的杠杆简化图是( )
A.B.
C.D.
【考点】杠杆平衡的正确图示.
【答案】C
【分析】使用船桨划水时,支点在动力和阻力之间,且动力臂小于阻力臂,动力和阻力对船桨的作用使船桨旋转方向相反。
【解答】解:使用船桨划水时,支点O在动力F1和阻力F2之间,且动力臂L1小于阻力臂L2,动力和阻力对船桨的作用使船桨旋转方向相反旋转方向相反,由此可知,选C。
故选:C。
【点评】本题考查了杠杆动力、动力臂,阻力、阻力臂的确认。
10.(2025春•越秀区校级月考)为了探究斜面的机械效率与物体重力的关系,如图甲所示,第一次实验中,小明用测力计沿长为1m的斜面匀速拉动重为2N的小车,拉力和斜面高度如图甲所示。接下来在小车上逐渐添加重物,并测出小车的总重G、沿斜面匀速拉动小车的拉力,计算出拉力将小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2,以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图乙中的线段a和b,下列说法不正确的是( )
A.在第一次实验中,小车受力平衡
B.在第一次实验中,小车受到斜面的摩擦力为0.3N
C.图线a是W1随G的变化图像
D.根据乙图可得斜面的机械效率与物体的重力无关
【考点】斜面机械效率的测量实验.
【专题】实验题;功、功率、机械效率;应用能力;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】A、小明用测力计沿长为1m的斜面匀速拉动重为2N的小车,故小车处于平衡状态,据此分析;
BC、将小车从A点到B点所做的功W1,即为总功,将小车从水平地面提升到B点所做的功W2,即为有用功,根据总功大于有用功分析;
由甲图可知确定测力计分度值得出拉力大小,根据功的公式得出第一次实验做的总功;
由图乙知第一次实验对应的物体的重力大小;根据刻度尺分度值是1mm得出斜面的高度,从而得出第一次实验做的有用功;进而得出第一次实验做的额外功,根据W=fs得出在第一次实验中小车受到斜面的摩擦力为
D、得出第1次实验的机械效率;当重物增大到5N时可知有用功及总功,从而得出对应的机械效率,据此分析。
【解答】解:A、小明用测力计沿长为1m的斜面匀速拉动重为2N的小车,故小车处于平衡状态,受力平衡,故A正确;
BC、计算出拉力将小车从A点到B点所做的功W1,即为总功,计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2,即为有用功,因总功大于有用功,故图线a是W1随G的变化图像,
由甲图可知,第一次实验,测力计分度值为0.02N,拉力大小为0.3N,第一次实验做的总功为
W11=0.3N×1m=0.3J
由图乙知,第一次实验对应的物体的重力为2N;刻度尺上1cm之间有10小格,分度值是1mm,估读到分度值的下一位;所以斜面的高度是9.00cm,第一次实验做的有用功为
W21=2N×0.09m=0.18J
第一次实验做的额外功
W额1=W11﹣W21=0.3J﹣0.18J=0.12J
在第一次实验中,小车受到斜面的摩擦力为
f=W额1l=0.12J1m=0.12N
故B错误,C正确;
D、第一次实验的机械效率为
η=W21W11=%
当重物增大到5N时,W15是0.75J,W25是0.45J,则机械效率为
η′=W25W15=%
两次提升物体的重力不同,而机械效率相同,故可得斜面的机械效率与物体的重力无关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查有用功、总功和机械的计算,关键是从图中获取有效的信息,难度较大。
11.(2025春•天河区期末)如图,甲、乙重力均为100N。10s内,小明用拉力Fa把甲竖直匀速拉至B点;小红用拉力Fb沿斜面将乙匀速拉至D点。已知Fb<Fa,则( )
A.Fa做功100J
B.Fa与Fb做的功相等
C.Fa的功率为200W
D.Fa的功率大于Fb的功率
【考点】功率的大小比较;功率的计算;功的简单计算;功的比较大小.
【专题】应用题;比较思想;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】D
【分析】利用W=Fs求出并比较力做功的多少,然后利用P=Wt求出并比较功率的大小。
【解答】解:A、Fa做功:Wa=Fas甲=G甲h甲=100N×2m=200J,故A错误。
B、Fb做功:Wb=Fbs乙=Fb×2m,由于Fb<Fa,所以Wb<Wa,故B错误。
C、Fa的功率为Pa=Wat=200J10s=20W,故C错误。
D、Wb<Wa,时间相同,根据P=Wt可知,Fa的功率大于Fb的功率,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查功和功率的大小比较,难度不大,熟练运用功和功率计算公式是关键。
12.(2025春•越秀区期末)小加将篮球使劲掷向水平地面后篮球向斜上方反弹,篮球从M点离地反弹到达最高点N(N点离地高度hN=2m),篮球从M到N的运动轨迹如图虚线所示,忽略空气的作用力,篮球在M、N两位置的动能大小如表所示。以下选项中,关于篮球的动能Ek和重力势能EP,随高度h变化的图象Ek用实线表示、Ep用虚线表示)正确的是( )
A.B.
C.D.
【考点】动能和重力势能的相互转化.
【专题】机械能及其转化;应用能力.
【答案】D
【分析】篮球最高点速度不为零,动能不为零,根据篮球机械能守恒,可知在地面时篮球的机械能与最高点的机械能相等,则可得结论。
【解答】解:篮球升到最高点时速度不为零,所以h=2m时,动能Ek不为零,
由图可知h=0时,动能Ek=20J,重力势能EP=0,则篮球在地面的机械能E=Ek+EP=20J+0=20J
忽略空气的作用力,篮球运动过程,机械能守恒,所以在h=2m时动能和重力势能之和也为20J,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了机械能守恒定律,解题的关键是知道篮球在最高点时的速度不为零,动能不为零,知道篮球只有重力做功,机械能守恒。
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•荔湾区期末)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的运载火箭成功发射。如图,向下喷出的高温高压气体推动火箭升空,说明物体间力的作用是 相互的 。火箭在推力作用下加速升空,说明力可以改变物体的 运动状态 ,此过程飞船的机械能 增加 (选填“增加”“不变”或“变小”)。
【考点】机械能的概念;力可以改变物体的运动状态;力的相互性.
【专题】运动和力;机械能及其转化;分析、综合能力.
【答案】相互的;运动状态;增加。
【分析】力的作用是相互的;力可以改变物体的运动状态和形状;机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关。
【解答】解:
火箭向下喷气,气体对火箭有向上的反作用力,说明物体间力的作用是相互的;
火箭在推力下加速升空,运动状态改变,说明力能改变物体的运动状态;
火箭加速升空,速度增大则动能增加,高度升高则重力势能增加,机械能等于动能与势能之和,所以机械能增加。
故答案为:相互的;运动状态;增加。
【点评】本题考查力的作用效果、力的相互性、机械能及其转化,属于基础题。
14.(2017春•越秀区校级月考)在跳板跳水这项运动中,运动员对跳板施力的同时,也受到跳板对他的作用力,但这两个力的作用效果却不同,前者主要是改变了跳板的 形状 ,后者主要是改变了运动员的 运动状态 。
【考点】力可以改变物体的运动状态.
【专题】定性思想;推理法;运动和力.
【答案】见试题解答内容
【分析】要解决此题需要掌握力的作用效果:力可以改变物体的形状和物体的运动状态。
【解答】解:①运动员对跳板施力的时候,跳板会变弯,力改变了跳板的形状,
②同时跳板也对运动员施力,将运动员弹起,力改变了运动员的运动状态。
故答案为:形状;运动状态。
【点评】此题主要考查了力的作用效果。在分析过程中要把形状的变化和运动状态的变化区别开来。
15.(2025春•越秀区校级月考)如图甲所示,小球从轨道A处由静止滑下,在B点离开轨道后依次经过最高点C(未画出)、与B等高的点D。
(1)当小球到达最高点C时,所受外力全部消失,则小球接下来将 A ;
A.沿水平方向做匀速直线运动;
B.在C点保持静止;
C.竖直下落;
D.仍沿抛物线运动;
(2)若轨道光滑且忽略空气阻力,图中关于小球在空中的运动轨迹正确的是 ③ (选填“①”、“②”、“③”),你判断的依据是 若轨道光滑且忽略空气阻力,小球从A点由静止滑下,机械能守恒,所以小球的机械能等于A点时的重力势能。而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,即动能不为零,小球在最高点时的高度应该小于A点的高度 。
【考点】牛顿第一定律的应用.
【专题】应用题;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【答案】(1)A;(2)③;若轨道光滑且忽略空气阻力,小球从A点由静止滑下,机械能守恒,所以小球的机械能等于A点时的重力势能。而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,即动能不为零,小球在最高点时的高度应该小于A点的高度。
【分析】(1)由牛顿第一定律可知,一切物体在没有受到任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)不计阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
【解答】解:(1)当小球到达最高点C时,在水平方向上速度不为零,由牛顿第一定律可知,所受外力全部消失,小球接下来将沿水平方向做匀速直线运动。
(2)若轨道光滑且忽略空气阻力,小球从A点由静止滑下,机械能守恒,所以小球的机械能等于A点时的重力势能。而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,即动能不为零,小球在最高点时的高度应该小于A点的高度,所以小球在空中的运动轨迹正确的是③。
故答案为:(1)A;(2)③;若轨道光滑且忽略空气阻力,小球从A点由静止滑下,机械能守恒,所以小球的机械能等于A点时的重力势能。而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,即动能不为零,小球在最高点时的高度应该小于A点的高度。
【点评】本题考查了牛顿第一定律的应用、机械能守恒,关键能够根据现象判断不同情况下机械能的大小关系。
16.(2025春•越秀区期末)图甲是一把阴阳壶,壶身上有A、B两孔,壶内被隔为互相独立的上下两部分,分别装有不同液体,图乙为该壶的结构示意图(液面未画出)。
(1)上半部分的壶嘴与壶身组成连通器,当上半部分所装的液体1不流动时,此部分的壶嘴与壶身中的液面高度 相同 (选填“相同”或“不相同”);
(2)若只捂紧A孔,则倒出大量的 液体2 (选填“液体1”或“液体2”)。
【考点】大气压的综合应用;连通器原理.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】(1)相同;(2)液体2。
【分析】(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器。如果连通器中只有一种液体,在液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的;
(2)只捂紧A孔,壶中的液体1在大气压的作用下将倒不出来。
【解答】解:(1)由图可知,阴阳壶上半部分上端开口,底部连通,利用的是连通器原理;液体1不流动时,壶嘴与壶身中的液面高度相同;
(2)若只捂紧A孔,液体1在大气压的作用下倒不出,会倒出大量的液体2。
故答案为:(1)相同;(2)液体2。
【点评】茶壶是个连通器,是课本上有介绍的,但还需要学生自己认真去观察家中的茶壶,为什么有个小孔,小孔被堵住了会出现什么情况,为什么会出现这种情况。学习物理,我们提倡学生提出问题,并能自己去试图探究问题。
17.(2025春•白云区期末)小白将同一自制密度计(形状规则的圆柱体),分别放入水和密度未知的某种液体中,测得浸入水中的深度为H,没入液体中的深度为h(h<H),两次密度计所受浮力F水 = F液体,ρ水 < ρ液体(两空均选填“<”、“=”或“>”),ρ液体= Hℎρ水 (用ρ水、H、h表示)。
【考点】物体浮沉条件;利用阿基米德原理进行简单计算.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】=;<;Hℎρ水。
【分析】两次密度计均处于漂浮状态,根据 F浮=G可知所受浮力大小,
从图中可知排开水的体积较大,根据ρ液=F浮gV排可知液体密度大小关系;
设密度计的底面积为S,结合阿基米德原理得出液体密度。
【解答】解:两次密度计均处于漂浮状态,根据 F浮=G可知所受浮力F水=F液体,
从图中可知排开水的体积较大,根据ρ液=F浮gV排可知ρ水<ρ液体;
设密度计的底面积为S,在水中所受浮力F浮水=ρ水gV排水=ρ水gSH;
在液体中所受浮力F浮液=ρ液gV排液=ρ液体gSh;
且F浮水=F浮液;
联立以上各式可知ρ液体=Hℎρ水。
故答案为:=;<;Hℎρ水。
【点评】本题考查浮力的有关知识,是一道综合题。
18.(2025•越秀区校级三模)如图,以O为支点的轻质杠杆,在A点施加竖直向下的拉力FA,FA的力臂为lA。
(1)在杠杆的某个位置施加竖直向上4N的拉力F1,使杠杆水平静止,在图1画出拉力F1和FA的力臂lA。
(2)如图2,在B点施加沿虚线方向的拉力F2使杠杆水平静止,根据公式 F1L1=F2L2 ,判断F2的力臂l2 < lA,所以F2 > FA(以上两空均选填“>”、“<”或“=”)。
【考点】杠杆的平衡条件的应用;力和力臂的画法.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】(1)见解答;
(2)F1L1=F2L2;<;>。
【分析】(1)力臂是从支点到力的作用线的距离,根据杠杆的平衡条件计算拉力的力臂,据此画图;
(2)根据力臂的定义分析比较力臂大小,结合杠杆平衡条件比较力的大小。
【解答】解:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知:4N×L1=8N×4格;
解得 L1=8格;因为力的方向向上,故必须在杠杆的右侧,
从支点O沿水平方向画出FA的垂线,即力臂lA,如图所示:
(2)如图2,在B点施加沿虚线方向的拉力F2使杠杆水平静止,根据公式F1L1=F2L2,力臂是从支点到力的作用线的距离,可判断F2的力臂l2小于OB的长4格,而OB=OA,则F2的力臂l2小于lA,根据杠杆的平衡条件知,所以F2>FA。
故答案为:(1)见解答;
(2)F1L1=F2L2;<;>。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用与力臂的认识,属于中档题。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•越秀区校级月考)如图甲所示,小华在课外探究弹簧的伸长量跟拉力的关系,记录了相应实验数据如下表:
(1)根据表格数据,利用该弹簧制作的测力计的量程最大为 B ;
A.4N
B.5N
C.6N
D.7N
(2)如图乙,小华利用完全相同的小桶分别盛满四种液体,用该弹簧测力计称出液体和小桶的总重力,记录的部分数据在下表中。
①通过分析比较此表,小华推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律,在如图丙所示的图像中能正确反映这一规律的图像是 C ;
②酒精的密度为0.8g/cm3,水的密度1g/cm3,蜂蜜的密度为1.4g/cm2,则上表空格中数据弹簧秤的示数为 3.2 N;
(3)小华又利用该弹簧测力计及小桶,将弹簧测力计改装成可以直接读取液体密度的弹簧密度计,小华想增大该“密度秤”的量程,在不更换其他器材的前提下,你认为可以采取的办法是 B 。
A.保持小桶质量不变,增大小桶的容积
B.保持小桶质量不变,减小小桶的容积
【考点】探究弹簧测力计的测力原理;利用测力计测密度.
【答案】(1)B;(2)①C;②3.2;(3)B。
【分析】(1)在弹性限度内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比;
(2)①题中给出的是总重力F与液体密度的图像,对于不同的液体,在体积相同时,F与液体密度是一正比例函数;
②根据弹簧测力计的示数与液体密度的关系式,将弹簧秤示数代入,便可以求出液体密度;
(3)根据测量原理分析增大量程的方法。
【解答】解:(1)由表中数据可知:在所挂物体重力在0∼5N的范围内,弹簧的长度随物体质量的增大而增加,且成正比,当物体的重力超过5N后,不再有此规律,所以小华利用该弹簧制作的测力计的量程为0~5N,故选:B;
(2)①根据表格数据可知,液体的密度越大,测得液体和小桶的总重力越大,且不装入液体时,测力计的示数不为0(此时测力计测空桶的重);结合图乙中的图像可知,只有C图像符合题意,故选C。
②由表格中数据知,称出酒精和小桶的总重力为2.6N,则G桶+ρ酒精gV=G1,即G桶+0.8×103kg/m3×10N/kg×V=2.6N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
称出水和小桶的总重力为2.8N,则G桶+ρ水gV=G2,即G桶+1×103kg/m3×10N/kg×V=2.8N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
②﹣①解得:V=10﹣4m3=100cm3=100mL;G桶=1.8N;若小桶中盛满蜂蜜,ρ蜂蜜=1.4×103kg/m3;小桶中盛满蜂蜜时总重力:G3=G桶+ρ蜂蜜gV=1.8N+1.4×103kg/m3×10N/kg×10﹣4m3=3.2N;
(3)在测力计刻度一定的情况下,由关系式G总=G桶+ρ液Vg可知,当小桶的质量不变时,减小小桶的容积,可增大该秤的称量范围;故选:B。
故答案为:(1)B;(2)①C;②3.2;(3)B。
【点评】本题重点考查测量液体密度的实验步骤和原理,关键是平时要注意知识的积累,记忆测量的方法和原理;重点是记住测量液体密度的实验步骤和原理,还要分析小桶质量对量程的影响。整体难度较大
20.(2025•越秀区校级三模)小明在学习了图甲活塞式抽水机的原理后,想自己做实验来模拟“向上抽水”的过程,于是准备了图乙一个空心圆筒和一个带开口的活塞,先后进行了如图丙中①②③步骤的实验。已知水的密度为ρ水,重力与质量的比值为g。
(1)如图丙①所示,将两端开口的圆筒浸入水中后静止放置(筒内液面未画出),筒内液面与筒外液面 相平 (选填“相平”或“不相平”);
(2)如图②所示,将开有圆形开口的活塞向下压至接触筒内液面(活塞与筒壁紧密贴合);
(3)如图③所示,将活塞开口封闭后上提至一定高度后静止,此时筒内、外液面高度差为h1,筒内液面距筒底高度为h2,A点的液体压强pA= ρ水g(h2﹣h1) ,筒外的大气压强p0= 无法判断 。(最后两空:若可计算,请用题目给定符号表示;若条件不足,则填“无法判断”)。
【考点】大气压的综合应用.
【专题】气体的压强、流体压强与流速的关系;分析、综合能力.
【答案】(1)相平;(3)ρ水g(h2﹣h1);无法判断。
【分析】(1)根据连通器原理分析;
(2)根据深度是从某点到自由液面的距离分析;根据托里拆利实验分析。
【解答】解:(1)如图丙①所示,将两端开口的圆筒浸入水中后静止放置(筒内液面未画出),此时筒底与外侧液体相连,相当于连通器,根据连通器原理。同一种液体静止时,液面相平,故筒内液面与筒外液面相平;
(2)如图②所示,将开有圆形开口的活塞向下压至接触筒内液面(活塞与筒壁紧密贴合);
(3)如图③所示,将活塞开口封闭后上提至一定高度后静止,此时筒内、外液面高度差为h1,筒内液面距筒底高度为h2,根据深度是从某点到自由液面的距离,A点所处的深度为h=h2﹣h1;A点的液体压强pA=ρ水g(h2﹣h1),根据托里拆利实验,测量大气压时必须液面上方为真空,实验中筒内充满液体,故不能测量大气压,故无法判断筒外的大气压强p0。
故答案为:(1)相平;(3)ρ水g(h2﹣h1);无法判断。
【点评】本题考查大气压的应用与液体压强的计算,属于中档题。
21.(2025•从化区一模)如图展示了一个弹弓模型,忽略空气阻力,通过拉伸橡皮筋后,能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。
(1)用A点表示小鸟,请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图。
(2)弹弓的橡皮筋伸长过程中,弹性势能 变大 ;发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能 不变 (选填“变小”“变大”或“不变’)。
(3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关,与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢?生活经验告诉我们水平飞出速度越大,飞行的水平距离越远。现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等,请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。
实验步骤: ①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。 ;
设计实验表格。
【考点】探究影响物体弹性势能大小的因素;机械能的概念;画力的示意图.
【专题】机械能及其转化;实验基本能力.
【答案】(1)见解答图;(2)变大;不变;(3)①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。见解答图。
【分析】(1)重力的方向是竖直向下的;
(2)(3)弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关;忽略空气摩擦,机械能守恒。
【解答】解:(1)离开橡皮筋后,忽略空气阻力的情况下,小鸟只受重力,如图:
(2)弹性势能的大小是随着橡皮筋的伸长量的增大而增大的,因此弹性势能变大;由于忽略空气阻力,仅受重力的情况下,小鸟在空中的机械能守恒;
(3)实验步骤:
①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。
表格如下:
故答案为:(1)见解答图;(2)变大;不变;(3)①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。见解答图。
【点评】本题考查了机械能守恒、设计实验、影响弹性势能大小的因素,考查了控制变量法的应用。
四.计算题(共2小题)
22.(2025春•番禺区期末)如图所示,塔吊将质量为2t的墙体构件从地面匀速吊起到10m高的顶楼,用时40s。g取10N/kg,求:
(1)塔吊对墙体构件所做的功。
(2)提升过程中塔吊的功率。
【考点】功率的计算;功的简单计算.
【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)塔吊对墙体构件所做的功是2×105J;
(2)提升过程中塔吊的功率是5×103W。
【分析】(1)根据G=mg得到墙体构件的重力,提升过程中,竖直向上的拉力等于物体的重力,根据W=Fs得到塔吊对墙体构件所做的功;
(2)根据P=Wt得到提升过程中塔吊的功率。
【解答】解:(1)墙体构件的重力G=mg=2×1000kg×10N/kg=2×104N,
墙体构件从地面匀速吊起到10m高的顶楼,拉力和重力是平衡力,拉力F拉=G=2×104N,
塔吊对墙体构件所做的功W=F拉s=2×104N×10m=2×105J;
(2)提升过程中塔吊的功率P=Wt=2×105J40s=5×103W。
答:(1)塔吊对墙体构件所做的功是2×105J;
(2)提升过程中塔吊的功率是5×103W。
【点评】本题考查功和功率的计算,属于综合题。
23.(2025春•增城区期末)像地球一样,月球对它附近的物体也有引力,这个力是月球附近物体所受的“重力”,它大约是同一个物体在地球上所受重力的16。如图“玉兔二号”月球车在月球表面进行探测,它的质量为135kg,玉兔二号月球车共有六个车轮,每个车轮与月球表面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)
求:
(1)月球车在月球上受到的“重力”;
(2)月球车静止在水平月面时对月面的压强。
【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)月球车在月球上受到的“重力”为225N;
(2)月球车静止在水平月面时对月面的压强为750Pa。
【分析】(1)根据G月=16G地=16mg求出月球车在月球上的重力;
(2)月球车对水平地面的压力等于月球车在月球上的重力,已知车轮与月球表面接触的总面积,由p=FS
可出月球车静止在水平月面时对月面的压强。
【解答】解:(1)月球车在月球上受到的“重力”为:
G月=16G地=16mg=16×135kg×10N/kg=225N;
(2)月球车静止在水平月面时对月面的压强为:
p=FS=G月S=225N6×0.05m2=750Pa。
答:(1)月球车在月球上受到的“重力”为225N;
(2)月球车静止在水平月面时对月面的压强为750Pa。
【点评】本题主要考查重力和压强的计算,要掌握重力及压强的公式,难度不大。
考点卡片
1.常见的长度及估测
【知识点认识】
1.在没有精确测量工具的情况下,可以通过一些简单的方法来估测长度,比如使用手掌的宽度、步长、或者已知长度的物体作为参照。
【命题方向】
1.基本概念:考察学生对长度单位、换算关系以及长度测量的基本概念的理解。
2.估测技巧:通过实际问题或情景,考察学生使用估测技巧的能力,如利用手掌宽度、步长等进行估测。
例:下列说法符合实际情况的是( )
A.课桌的高度约为10dm
B.手掌宽度约为10cm
C.物理课本长度约为10μm
D.一个分子的直径约为10﹣1m
分析:根据生活经验和对长度单位的认识进行分析。
解析:解:A.课桌的高度约为80cm=8dm,故A不符合实际;
B.手掌宽度约为10cm,故B符合实际;
C.物理课本长度约为28cm=2.8×105μm,故C不符合实际;
D.一个分子的直径约为10﹣10m,故D不符合实际。
故选:B。
点评:对日常生活中的速度、质量、长度、时间等进行准确的估测,是初中学生需要掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
【解题方法点拨】
1.忽视单位换算中的进率。
2.估测时过于依赖直觉,缺乏参照物。
3.测量时不注重读数的准确性。
2.质量的概念与特性
【知识点的认识】
物体所含物质的多少叫质量,通常用字母m表示,是度量物体在同一地点重力势能和动能大小的物理量,是描述物体的惯性的物理量,是决定物体受力时运动状态变化难易程度的唯一因素.
质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关.单位不同于重量.质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少.
【命题方向】
命题角度①:质量大小的变化;②质量是物体的一种属性。
例:我国航天事业高速发展!2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后,其质量( )
A.变大
B.变小
C.不变
D.无法判断
分析:物体所含物质的多少叫质量。质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关。
解析:解:神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后,位置发生变化,所含物质的多少不变,其质量不变。
故选:C。
点评:理解质量的概念,掌握质量是物质的一种属性,它不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变是解答此题的关键。
【解题方法点拨】
概念性知识,牢记即可。
3.利用测力计测密度
【知识点的认识】
1.主要器材:弹簧测力计、水、金属块、未知液体
2.测量步骤:
(1)用弹簧测力计测出金属块在空气中受到的重力G0;
(2)用弹测力计测出金属块浸没在水中受到的重力G1;
(3)用弹簧测力计测出金属块浸没在未知液体中受到的重力G2.
3.计算结果:ρ液=G0−G2G0−G1ρ水
【命题方向】
考查利用测力计测密度,主要考查实验原理,重点考查液体密度的表达式。
例:在学习了测力计后,小明想借助测力计和水能不能测量盐水的密度呢?他思考之后,设计了步骤如图:(ρ水已知)
(1)把步骤补充完整;
①测力计调零后,测出空小桶的重力为F1;
②将空小桶中倒满水, 测量小桶和水的总重力F2 。
③将空小桶中倒满盐水, 测量小桶和盐水的总重力F3 。
④则盐水密度的表达式ρ盐水= F3−F1F2−F1ρ水 。
(2)以上操作中,为什么将液体都倒满空桶?实验中用到了什么方法? 使被测液体的体积和水的体积相等 ; 等效替代法 。
分析:(1)由于没有量筒,不能直接测量盐水的体积,小桶中分别装满盐水和水,盐水的体积和水的体积相等,间接求出盐水的体积;用弹簧测力计测量小桶和盐水的总重力,可以求出盐水的重力,根据G=mg求出盐水的质量,利用密度公式求出盐水的密度。
(2)液体都倒满空桶,水和盐水的体积相等,这种利用水的体积代替盐水的体积,属于等效替代法。
解析:解:(1)①测力计调零后,测出空小桶的重力为F1;
②将空小桶中倒满水,测量小桶和水的总重力F2。
③将空小桶中倒满盐水,测量小桶和盐水的总重力F3。
④盐水的质量:m=Gg=F3−F1g,
盐水的体积:V=V水=m水ρ水=G水gρ水=F2−F1gρ水=F2−F1ρ水g,
盐水的密度:ρ=mV=F3−F1gF2−F1ρ水g=F3−F1F2−F1ρ水。
(2)空桶分别装满水和盐水,水和盐水的体积相等,这种利用水的体积代替盐水的体积,属于等效替代法。
故答案为:(1)②测量小桶和水的总重力F2;③测量小桶和盐水的总重力F3;④F3−F1F2−F1ρ水;(2)使盐水的体积和水的体积相等;等效替代法。
点评:本题考查了液体密度的测量特殊方法,实际上利用水和盐水的体积相等列等式,是更简便的方法。
【解题方法点拨】
利用测力计测量密度的方法主要基于阿基米德原理和物体的重力及浮力测量。
4.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。
5.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。
6.力的相互性
【知识点的认识】
相互性(相互作用力):任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。
【命题方向】
通过现象判断力的作用是相互的。
例:赛龙舟是端午节里的传统习俗。当号令一响,各龙舟上的运动员奋力划桨,龙舟向前加速运动。这可说明力的作用是
相互 的。
分析:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
解析:解:赛龙舟比赛时,向后划桨,桨对水施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,水会同时对桨施加向前的反作用力,所以龙舟向前运动。
点评:本题以端午节“赛龙舟”为载体考查相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,是中考的热点题型之一。
【解题方法点拨】
相互作用的力一定是同性质的力。例如,压力和支持力都是弹力,物体和接触面间的摩擦力;两个电荷间的相互作用的电场力,或电流间的磁场力等等
7.弹力的概念
【知识点的认识】
弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。(如压力,支持力,拉力)
【命题方向】
考查对弹力的概念的理解,常以选择题出现。
例:当一个人站在坚硬的水泥地面上时,水泥地面( )
A.发生了弹性形变,对人施加了弹力的作用
B.发生了弹性形变,对人施加了重力的作用
C.没有发生弹性形变,因为地面太坚硬了
D.没有发生弹性形变,因为人太轻了
分析:弹力是物体发生了弹性形变,由于要恢复原状对使它发生形变的物体施加的力。
根据弹力的概念可以得出地面对人施加了一个向上的弹力。
解析:解:一个人站在坚硬的水泥地面上,对水泥地面施加了一个竖直向下的压力,水泥地面会发生弹性形变(弹性形变的程度比较小,所以用肉眼看不见),水泥地面要恢复原状,就会对人施加一个竖直向上的弹力。这个力又叫支持力。
故选:A。
点评:此题考查了我们对弹力的理解。需要注意的是生活中很多物体受力时,都会发生弹性形变,只是弹性形变的程度比较小,我们看不到罢了。
【解题方法点拨】
弹力是物体在受外力作用下发生形变并具有恢复原状的能力。它是物质的一种性质,是一种使物体发生形变并在消除外力作用后恢复原状的能力。
8.弹簧测力计的原理
【知识点的认识】
弹簧测力计的原理:弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长;
在弹性限度内,弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。
【命题方向】
考查对弹簧测力计原理的认识,以及弹簧的弹力和伸长量的关系。
例:如图,是一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系的图象,由图可知弹簧的原始长度是 0.1 m,若弹簧缩短5cm时,所受压力的大小是 10 N,在弹性限度内,拉力为10N时,弹簧伸长的长度是 0.05 m。
分析:弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,当为原长时,没有发生形变时,弹力为0N,据此结合题图分析弹簧的原长;根据弹簧的伸长量为5cm得出弹簧的长度,再由图得出所受弹力的大小;当受到的弹力大小为10N,由图象知弹簧伸长后的长度,再求出弹簧伸长的长度。
解析:解:弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关,当为原长时,没有发生形变时,弹力为0N,图中可以看到弹簧长度是10cm,10cm=0.1m;
当弹簧缩短5cm时,弹簧的长度为10cm﹣5cm=5cm,由图可知此时受到的弹力大小为10N;
由图可知当受到的弹力大小为10N,弹簧伸长后的长度为15cm,弹簧伸长的长度为15cm﹣10cm=5cm=0.05m。
故答案为:0.1;10;0.05。
点评:本题考查了弹簧的弹力和伸长量的关系,还要注意单位转换。
【解题方法点拨】
在运用胡克定理时,要注意弹性限度,超过弹性限度就不符合此规律。
9.探究弹簧测力计的测力原理
【知识点的认识】
(1)实验目的:
理解弹簧测力计的工作原理。掌握使用弹簧测力计测量力的方法。探究弹簧的弹性限度和胡克定律。实验原理胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。即F=kΔx,其中F是拉力,k是弹簧的劲度系数,Δx是弹簧的伸长量。
(2)实验器材:弹簧测力计、弹簧、钩码(或其它重物)、刻度尺记录表格。
(3)实验步骤:
准备实验器材:将弹簧测力计、弹簧、钩码等器材准备好。
检查弹簧测力计:确保弹簧测力计的指针指在零位,检查其量程和分度值。
测量弹簧原长:使用刻度尺测量弹簧的原长。
逐步增加力:将弹簧的一端固定,另一端挂上钩码。逐渐增加钩码的数量,每次增加后记录弹簧的伸长量和测力计的读数。
记录数据:制作数据记录表,记录每次实验的钩码数量、弹簧的伸长量和测力计的读数。
绘制图像:将记录的数据绘制成图像,横坐标为力(测力计读数),纵坐标为弹簧的伸长量。观察图像是否为一条直线,验证胡克定律。
分析结果:分析图像,讨论在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力是否成正比。讨论超出弹性限度时,弹簧的表现。
【命题方向】
考查探究弹簧测力计的测力原理的实验,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:如表所示为小李同学做“研究弹簧的长度与所受拉力大小的关系”实验记录的数据:
(1)请帮小李同学填写漏掉的数据(填在表格中);
(2)由表中数据可知,弹簧的原长L0是 2 cm;
(3)分析数据可以得出的结论是: 在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长 ;
(4)这项研究在实际中主要的应用是: 弹簧测力计 ;
(5)小李作出了如图所示的两个F﹣L关系图像,其中 B 图是正确的。
分析:(1)弹簧受到的拉力为0时,弹簧的长度是原长,用弹簧的长度减去弹簧的原长即为弹簧伸长的长度,计算出弹簧伸长的长度分析它与所受拉力的关系;
(2)由数据可知,弹簧的原长L0是2cm;
(3)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长;
(4)实验研究的是弹簧长度和重力的关系,在已学的物理仪器中,弹簧测力计符合该实验的实际应用;
(5)明确横、纵坐标所代表的物理意义,然后抓住两个关键点进行解答。解析:解:(1)根据图象,当拉力为0N时,弹簧长度为2cm。拉力为0.5N,弹簧长度为3cm,则伸长了1cm,所以当拉力是1.5N时,弹簧长度伸长了3cm,所以弹簧的长度是5cm;
(2)由数据可知,弹簧的原长L0是2cm;
(3)分析数据可以得出的结论是:在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长;
(4)实验研究的是弹簧长度和拉力的关系,在已学的物理仪器中,弹簧测力计符合该实验的实际应用;
(5)结合表中数据读图象可知,弹簧的原长为2cm,所以横坐标应从2cm处开始,所以A错误,B符合题意。
故答案为:(1)5;(2)2;(3)在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越长;(4)弹簧测力计;(5)B。点评:本题通过探究弹簧的长度跟外力的变化关系得出在弹性限度范围内,弹簧的伸长与受到的拉力成正比这一结论。考查的难点在于对数据和图象的判断,要明确弹簧的原长在图象中的体现和超过弹性限度时弹簧的长度不变,是解答正确的关键。
【解题方法点拨】
确保每次实验前弹簧测力计的指针都指在零位。注意弹簧的弹性限度,避免超过其弹性范围。
10.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.
11.牛顿第一定律的应用
【知识点的认识】
(1)牛顿第一定律的内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)由牛顿第一定律可知,物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因,此外,要改变物体的运动状态,就必须对物体施加力的作用,即力是改变物体运动状态的原因.
(3)牛顿第一定律不是实验定律,而是通过分析实验,再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验.
【命题方向】
考查牛顿第一定律的应用,判断突然不受力时物体的运动状态。
例:如图所示,用细绳拴住小球,另一端悬挂固定在铁架台O点上,从A点静止释放小球,小球摆动至B点(此刻小球速度为0m/s)。若小球运动到B点瞬间,细绳突然断裂,小球将( )
A.在B点静止不动
B.沿轨迹1运动
C.沿轨迹2运动
D.沿轨迹3运动
分析:当物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
地球附近的一切物体都受到重力的作用。
解析:解:小球从A点静止释放,当摆动至B点瞬间小球速度为0m/s,若此时细绳突然断裂,小球由于受到竖直向下的重力竖直向下运动,即沿轨迹1运动。
故选:B。
点评:此题考查力与运动的关系,属于基础知识考查,难度不大。
【解题方法点拨】
应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律:
(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用.
(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零.
(3)“总”指的是总这样,没有例外.
(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答.
12.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。
13.平衡状态的判断
【知识点的认识】
(1)平衡状态:物理学中,物体处于静止或匀速直线运动状态,我们就称物体处于平衡状态
(2)平衡力:如果一个物体在几个力的作用下处于平衡状态,物体受到的力就是平衡力.平衡力包括二力平衡和多力平衡,其中二力平衡是最简单的平衡状态
【命题方向】
考查平衡状态的判断。
例:下列事例中,处于平衡状态的物体是( )
A.正在圆形轨道上运动的过山车
B.减速进站的火车
C.匀速直线上升的热气球
D.竖直上抛的石子
分析:平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
解析:解:A、正在圆形轨道上匀速运动的过山车,过山车的运动方向一直发生变化,所以不是平衡状态,故A错误;
B、减速进站的火车,其速度越来越慢,所以不是平衡状态,故B错误;
C、匀速直线上升的热气球,速度大小和运动方向都不改变,处于平衡状态,故C正确;
D、竖直上抛的石子,其速度越来越小,所以不是平衡状态,故D错误。
故选:C。
点评:本题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握。判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
【解题方法点拨】
判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
14.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.
15.固体压强的比较大小
【知识点的认识】
准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。中考中对于压强的考查,往往在同一情境中出现多个力、多个面积发生变化的情景。要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键。我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式p=FS,采用控制变量法。
【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:小明同学将三个完全相同的长方体木块竖放在水平面上,将图中的阴影部分切去,剩余部分对水平面的压强值依次为p甲、p乙、p丙,则长方体甲对水平面的压强跟切去前相比 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”);在这三个压强值中最小的是 p乙 。
分析:根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgh比较压强的大小变化;首先比较甲、乙、丙对地面压力的大小,然后根据p=FS比较它们对水平地面的压强的大小关系。
解析:解:将图中的阴影部分切去,根据p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgh可知,高度不变,压强不变;长方体乙对地面的压力的减小比例小大于受力面积的减小比例,所以压强变小;长方体丙对地面的压力的减小比例小于受力面积的减小比例,所以压强变大。所以剩余部分对水平面的压强中最小的是p乙。
故答案为:不变;p乙。
点评:判断压强的变化,不但考虑压力的变化,同时还要考虑受力面积的变化。
【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。
16.减小压强
【知识点的认识】
利用公式:p=FS来分析减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积;
(2)受力面积一定,减小压力;
(3)同时减小压力,增大受力面积.
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽.
【命题方向】
生活中那些是增大和减小压强的现象,是命题方向。
例:一名滑雪运动员穿上滑雪板后发现她在雪地上留下的痕迹变浅了。下列现象中与滑雪板的作用相同的是( )
A.用久的菜刀磨一磨
B.同学们的书包带较宽
C.压路机的碾子很重
D.盲道上有凸起
分析:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
.解析:解:运动员穿上滑雪板后发现在雪地上留下的痕迹变浅了,是通过增大受力面积来减小压强。
A.用久的菜刀磨一磨,是通过减小受力面积增大压强,故A不正确;
B.同学们的书包带较宽,是通过增大受力面积减小压强,故B正确;
C.压路机的碾子很重,是通过增大压力增大压强,故C不正确;
D.盲道上的凸起,是通过减小受力面积增大压强,让盲人容易感受到,故D不正确。
故选:B。
点评:本题考查增大和减小压强的方法,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
【解题方法点拨】
要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象
17.连通器原理
【知识点的认识】
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器.连通器的原理可用液体压强来解释.若在U形玻璃管中装有同一种液体,在连通器的底部正中设想有一个小液片AB.假如液体是静止不流动的.左管中之液体对液片AB向右侧的压强,一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强.因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等.所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平.
【命题方向】
判断是否为连通器。
例:如图所示是家里常用的水壶,壶嘴与壶身构成一个 连通器 ;壶内水静止时,壶身与壶嘴的水位 相平 ,茶壶盖上有一个小孔,使用时,若用手堵住这个小孔,则不能倒出茶水,这是由于 大气压强 的作用。
分析:茶壶是个连通器,壶嘴和壶身构成了一个连通器,壶嘴和壶身的液面是相平的,故放低壶嘴,水就会从壶嘴处流出。但要构成连通器,就要求连通器的各部分上端是开口的,所以壶身上方不能用壶盖盖严实了,必须开个小孔。
解析:解:茶壶的壶嘴和壶身构成上端开口,底部连通的容器叫连通器,连通器中装同种液体,液体静止时液面是相平的。
茶壶盖上有一个小孔,作用是使壶内与壶外的大气相通,在重力的作用下,水才容易倒出,若用手指堵住小孔,在大气压强的作用下,茶水不容易流出来。
故答案为:连通器;相平;大气压强。
点评:该题考查了连通器原理在生活中的应用,同时也考查了大气压的综合应用,难度不大。
【解题方法点拨】
连通器的性质主要体现在当几个底部互相连通的容器注入同一种液体且液体不流动时,各容器中的液面总是保持在同一水平面上
18.大气压的综合应用
【知识点的认识】
大气压的综合应用主要涉及到多个方面,包括生活用品、天气影响、人体影响、液体沸点的影响以及体积与压强的关系。
【命题方向】
考查对大气压强的理解,以及对大气压强现象的解释和应用。
例:如图,较坚硬的塑料桶里装有水,大、小两个口都有盖。为了把水从桶口快速、流畅地倒出来,最合理的做法是( )
A.只打开小口,让水从小口流出
B.只打开大口,让水从大口流出
C.两个口都打开,让水从大口流出
D.两个口都打开,让水从大、小两个口同时流出
分析:根据倒水时,出水口表面有大气压,如果上方没有气压,则水不能流出分析。
解析:解:倒水时,出水口表面有大气压,如果上方没有气压,则水不能流出,因而最快的方法是两个口都打开,保证液面上方也有大气压,让水从大口流出可以加快速度。
故选:C。
点评:本题考查大气压的应用,属于基础题。
【解题方法点拨】
知道什么是大气压强,大气压强产生的原因,大气压强与高度的关系及其他原因与气压的影响来解题.
19.利用阿基米德原理进行简单计算
【知识点的认识】
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】
考查运用阿基米德原理进行计算。
例:如图所示,小芳用手将重2N、体积为2.3×10﹣4m3的苹果浸没在水中,则松手后苹果最终静止时,苹果受到的浮力大小为 2 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
分析:(1)根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排求出苹果所受浮力;
(2)根据苹果重力与浮力的大小关系可知苹果的浮沉状态;
(3)苹果静止后处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知苹果受到的浮力大小。
解析:解:苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果的体积,即:V排=V=2.3×10﹣4m3,
苹果浸没时受到的浮力为:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.3×10﹣4m3=2.3N;
浸没在水中的苹果,受到的浮力F浮=2.3N,而重力G=2N,
比较可知:F浮>G,故松手后苹果将上浮,最终苹果会漂浮在水面上,此时受到的浮力等于苹果的重力,即:F浮′=G=2N。
故答案为:2。
点评:熟练运用阿基米德原理的公式和物体的受力情况,是解答此题的关键。
【解题方法点拨】
根据题目所给信息,判断用称重法,压力差法,阿基米德原理法中的哪一种。
20.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。
21.利用物体的浮沉条件比较浮力的大小
【知识点的认识】
(1)根据阿基米德原理比较浮力大小
(2)根据物体沉浮状态比较浮力大小
当ρ液和V排都不相同时,就需要我们转换思路,利用沉浮状态的特点进行分析比较,尤其注意利用特殊状态中F浮与G物的大小关系进行分析。
【命题方向】
考查浮力的大小比较,还会涉及到压强、压力、密度等物理量的比较,难度比较大。
例:三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,小球在液体中的状态分别是沉底、漂浮、悬浮。以下判断正确的是( )
A.液体的密度关系是ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲
C.液体对容器底部的压强关系是p乙>p丙>p甲
D.液体对容器底部的压力关系是F乙=F丙>F甲
分析:(1)根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系,然后利用液体压强公式分析判断三种液体对容器底的压强关系,根据F=pS可知液体对容器底部的压力关系;
(2)当物体沉底时,浮力小于其重力,当物体漂浮或悬浮时,其浮力等于自身的重力,据此比较小球受到的浮力大小。
解析:解:三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同;
A、小球在甲中下沉,故ρ球>ρ甲,在乙容器中漂浮,故ρ球<ρ乙,在丙中悬浮,故ρ球=ρ丙;所以三种液体的密度关系为:ρ甲<ρ丙<ρ乙,故A错误;
B、由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲,故B正确;
CD、静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液体的密度最大,根据p=ρgh可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即p乙>p丙>p甲,故C正确;
容器的底面积相同,根据F=pS可得液体对容器底部的压力关系是F乙>F丙>F甲,故D错误。
故选:BC。
点评:此题主要考查物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较,根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系是解答此题关键。
【解题方法点拨】
审题时一定要抓住题目中的关键词语和信息,选择合适的公式进行判断。
22.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.
23.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.
24.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。
25.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。
26.探究影响物体弹性势能大小的因素
【知识点的认识】
实验设计:
使用两根材料不同的弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺。将弹簧按照不同的压缩长度安装好,确保弹簧被压缩的长度在弹性限度内。将小球置于弹簧的右端,放手后观察小球弹出的距离,以及木块被推动的距离。
实验操作:
第一次实验中,将弹簧压缩到一定的长度ΔL1,记录木块被推动的距离S1。
第二次实验中,将弹簧压缩到长度ΔL2(ΔL2>ΔL1),再次记录木块被推动的距离S2。
数据分析:
比较S1和S2的距离,如果S2的距离大于S1,说明弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
实验结论:
弹性势能的大小确实与弹簧被压缩的程度有关。
【命题方向】
考查探究影响物体弹性势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:在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细均相同)、小球(质量为m1)、木块和长刻度尺各一件,设计了如图所示的实验装置进行探究,实验中,木块起始位置相同,最后得出以下实验记录表。
(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验中弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现,这种研究方法叫 转换法 ;
(2)为了探究猜想一,可选用实验次数1和2(或3和4)的数据进行比较分析,得出结论 弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关 ;
(3)为了探究猜想二,可选用实验次数 1和3(或2和4) 的数据进行比较分析,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
(4)在完成实验后,小明又找来一个质量为m2的小球(m1>m2),用两小球在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块,得到木块移动的距离分别为s1和s2,忽略小球自身摩擦和碰撞损失的能量对实验的影响,则s1和s2的大小关系为 s1=s2 。
分析:(1)想探究的物理量不能直接看出结果,要通过其他量看出来的方法叫做转换法;
(2)分析数据可知:弹簧相同,压缩的程度不同,小球被弹出后推动木块移动的距离不同,即可得出答案;
(3)根据控制变量法分析;
(4)小球能移动是弹簧弹性势能转化成了动能,弹簧压缩量相同,弹性势能相同,转化的动能就相同。
解析:解:(1)弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来体现的,这种研究方法叫转换法;
(2)根据实验次数1、2的数据可知弹簧相同,压缩的程度不同,小球被弹出后推动木块移动的距离不同,得出结论弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
(3)为了探究猜想二,必须控制弹簧被压缩程度相同,改变材料,可选用实验次数1和3(或2和4),木块被推动的距离不同说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
(4)因为压缩同一根弹簧至相同位置,所以弹簧的弹性势能相同,离开弹簧后小球具有的动能相同,且小球的动能全部转化为推动木块所做的功,两次小球推动木块所做的功相同,即s1=s2;
故答案为:(1)转换法;(2)弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;(3)1和3(或2和4);(4)s1=s2。
点评:本题考查影响物体势能大小的因素,要求学生掌握实验控制变量法和转换法。
【解题方法点拨】
分析物体弹性势能大小变化时,要考虑形变的程度。
27.机械能的概念
【知识点的认识】
(1)动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
(2)大小:物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【命题方向】
考查机械能的概念;机械能的大小判断。
例:洒水车匀速洒水过程中,洒水车的( )
A.动能不变
B.势能不变
C.机械能变小
D.机械能不变
分析:(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
(3)机械能=动能+势能。
解析:解:洒水车在平直街道上,高度为零,所以重力势能为零,不变;由于洒水,质量就小,速度不变,所以动能变小;因为机械能=动能+势能,所以机械能变小。
故选:C。
点评:本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素,属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
【解题方法点拨】
机械能的大小可能是物体的动能与势能的和,可能全部都是物体的动能,也可能全部是物体的势能,在分析机械能的大小时,应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。
28.动能和重力势能的相互转化
【知识点的认识】
动能和重力势能之间可以相互转化.动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中,例如滚摆在下降的过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆在上升过程中,越转越慢,它的重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能.
【命题方向】
考查动能和重力势能的相互转化。
例:如图所示,在模拟“蹦极”的实验时,将一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点静止释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力。关于小球从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小球从A点下落到B点的过程中,重力势能转化为动能
B.小球从A点下落到B点的过程中,受到重力和弹力的作用
C.小球从A点下落到C点的过程中拉力始终在做功
D.小球在B点时受到平衡力的作用
分析:(1)小球在下落过程中,在AB段,小球只受到重力作用,重力不断改变小球的运动状态,小球加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用:当拉力小于重力时,小球仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小球减速下落。
(2)物体保持静止状态或匀速直线运动状态,即为平衡状态。
解析:解:小球在下落过程中,在AB段,小球只受到重力作用,重力不断改变小球的运动状态,小球加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大。当拉力小于重力时,小球仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小球减速下落。
A、从A点到B点运动过程中小球的重力势能转化为动能,故A正确;
B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小球没有弹力,故B错误;
C、小球从A点下落到B点的过程中,不受拉力,因此拉力不做功;由B点到C点的过程中,受到橡皮筋的拉力向上,而小球向下运动,因此拉力做负功,故C错误;
D、小球在B点时只受到重力的作用,故D错误。
故选:A。
点评:物体受到的合力方向和物体运动方向相同时,物体处于加速状态;物体受到的合力方向和物体运动方向相反时,物体处于减速状态。
【解题方法点拨】
通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化,能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化.
29.力和力臂的画法
【知识点的认识】
力臂的画法:
(1)首先在杠杆的示意图上,确定支点O.
(2)画好动力作用线及阻力作用线,画的时候要用虚线将力的作用线适当延长.
(3)在从支点O向力的作用线作垂线,在垂足处画出直角,从支点到垂足的距离就是力臂.用三角板的一条直角边与力的作用线重合,让另一条直角边通过交点,从支点向力的作用线画垂线,作出动力臂和阻力臂,在旁边标上字母,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂.
【命题方向】
力臂的画法,判断是什么力臂都是命题方向。
例:如图是使用螺丝刀撬图钉的示意图,请在图中画出动力F1的力臂l1。
分析:从支点到动力作用线的距离叫动力臂。
解析:解:图中的O点为支点,从O点向力F1的作用线引垂线段l1,如图所示:
。
点评:本题考查的是力臂的作法,属于基础题目。
【解题方法点拨】
画杠杆示意图时应注意:
(1)阻力作用点应画在杠杆上.有部分同学认为阻力由石头的重力产生,所以阻力作用点应画在石头重心上,这是错误的.
(2)确定阻力方向.当动力使杠杆绕支点顺时针转动时,阻力一定使杠杆逆时针转动.
(3)力臂不一定在杠杆上.力臂可用虚线画出并用大括号标明,也可用实线画出.
30.杠杆平衡的正确图示
【知识点的认识】
画图时应注意以下几点:
正确找到支点O的位置。
画出动力和阻力的作用线,这些线应该是虚线;
连接支点到力的作用线,画出动力臂和阻力臂,这些线应该是实线,并且垂直于力的作用线。
正确标注动力臂和阻力臂的长度,通常使用大括号或双箭头来表示力臂。
【命题方向】
考查杠杆示意图的正确识别。
例:工人用力向下压撬棒,把石头撬起,下列关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
分析:知道动力的方向,根据动力和阻力使杠杆转动的效果相反可确定阻力的方向;力臂是从支点向力的作用线作垂线。
解析:解:用撬棒撬石头时,动力为人对撬棒施加的竖直向下的作用力F1,从支点O向动力F1的作用线作垂线段,即为动力臂l1;
阻力是石头对撬棒的作用力F2,方向竖直向下,反向延长F2,从支点O向阻力F2的作用线作垂线段,即为阻力臂l2;故A正确、BCD错误。
故选:A。
点评:考查学生对力臂的画法掌握情况,明确力臂的定义是作图的关键,难度不大。
【解题方法点拨】
画杠杆示意图时应注意:
(1)阻力作用点应画在杠杆上.有部分同学认为阻力由石头的重力产生,所以阻力作用点应画在石头重心上,这是错误的.
(2)确定阻力方向.当动力使杠杆绕支点顺时针转动时,阻力一定使杠杆逆时针转动.
(3)力臂不一定在杠杆上.力臂可用虚线画出并用大括号标明,也可用实线画出.
31.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。
32.斜面机械效率的测量实验
【知识点的认识】
实验目的:探究斜面的机械效率
实验器材:斜面(高度可调),木块,弹簧测力计,细线,刻度尺.
实验原理:η=W有W总
实验步骤:
1.用弹簧测力计测出小木块的重力,
2.调节斜面的高度并测出斜面的高度,
3.测出小木块在斜面上移动的距离,并读出拉力的大小.
4.重复做3次,并把数据填入表格.
实验结论:斜面越陡机械效率越高,斜面越缓,机械效率越低.
【命题方向】
考查斜面机械效率的测量实验,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:为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。
实验中用沿斜面向上的力拉着重为1N的木块在斜面上做匀速直线运动,实验测得的数据如表:
(1)向上运动时,木块的机械能 增大 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)第1次实验中,有用功为 0.2 J。
(3)第2次实验中,斜面的机械效率为 60% ,斜面对木块的摩擦力为 0.2 N。
(4)分析表中的数据可得出:斜面越缓,斜面的机械效率越 小 (选填“大”或“小”)。分析:(1)先判断向上运动时,动能和势能的变化,再根据机械能的定义可得出结论;
(2)斜面机械效率实验中,有用功为克服物体重力做功,再根据功的计算公式即可求出有用功;
(3)由第二次实验中的数据,根据机械效率的计算公式,分别求出有用功和总功,即可得出机械效率,斜面对木块的摩擦力可通过求出额外功,再利用功的公式求出;
(4)分析3次实验数据,即可得出结论。
解析:解:(1)向上运动时,速度和质量不变,动能不变,高度变高,质量不变,重力势能增大,机械能是动能和势能的总和,所以机械能增大;
(2)第一次实验中,有用功为克服物体重力做的功为:W有=Gh=1N×0.2m=0.2J;
(3)第二次实验中,有用功为:W有=Gh2=1N×0.3m=0.3J,总功为:W总=F2s=0.5N×1m=0.5J,所以斜面的机械效率为:η=W有W总×100%=×100%=60%,额外功为克服斜面摩擦力做功即为W额=fs,所以额外功为:W总﹣W有=0.5J﹣0.3J=0.2J,斜面对木块的摩擦力为:f=W额s=0.2J1m=0.2N;
(4)第三次实验的机械效率为:η=W有W总×100%=1N××1m×100%≈66.7%,分析3次实验数据,可知,斜面越缓,斜面的机械效率越小。
故答案为:(1)增大;(2)0.2;(3)60%;0.2;(4)小。
点评:本题考查了斜面的机械效率及有用功、总功、额外功的计算。
【解题方法点拨】
测量机械效率,抓住该物理量的源头—功,它包括力和距离两个要素,所以测算机械效率需要测量力和距离,然后计算机械效率。
位置
动能
M
20J
N
8J
弹簧下方所挂钩码重力/N
0
1
2
3
4
5
6
7
指针的位置/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
液体种类
酒精
水
盐水
蜂蜜
弹簧测力计的示数F/N
2.6
2.8
3.0
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
C
D
A
D
D
D
D
C
C
D
题号
12
答案
D
位置
动能
M
20J
N
8J
弹簧下方所挂钩码重力/N
0
1
2
3
4
5
6
7
指针的位置/cm
2
3
4
5
6
7
7.5
7.5
液体种类
酒精
水
盐水
蜂蜜
弹簧测力计的示数F/N
2.6
2.8
3.0
次数
橡皮筋粗细程度
弹射的水平距离/m
1
细
2
较粗
3
最粗
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这是一份2025-2026学年上学期广州初中物理九年级开学模拟卷1,共71页。
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