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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2
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A.大小改变,方向不变B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变D.大小不变,方向改变
2.(2025春•越秀区期末)甲是用金属材质制成的空心球,实心部分质地均匀,此球的轴截面(经过球心的截面)如图所示,正中心就是它的几何中心。以下选项中甲均静止不动,它所受重力的示意图正确的是( )
A.B.
C.D.
3.(2025春•天河区期末)如图所示,一根筷子从苹果中间穿过,初始时筷子竖直、苹果静止,然后用锤子猛击筷子上端,则苹果受到筷子滑动摩擦力的方向和苹果相对筷子运动的方向依次分别为( )
A.向下向上B.向上向上C.向上向下D.向下向下
4.(2025春•海珠区期末)滑冰运动员在水平冰面上冲刺后,冰鞋不再向后蹬,运动员向前滑行的速度逐渐减小。以下分析正确的是( )
A.冰鞋对冰面的压力与冰面对冰鞋的支持力相互平衡
B.冲刺后,运动员受到向前的动力逐渐减小
C.冲刺后,运动员的运动状态发生改变
D.停下来的运动员不具有惯性
5.(2025春•海珠区期末)飞机机翼的上表面比下表面更弯曲。空气流经机翼时,机翼上方的气流速度比下方的大(如图所示)。与没有空气流动时相比,空气流经机翼时,以下判断错误的是( )
A.对下表面压强增大
B.对上表面压强减小
C.对上表面压强会小于对下表面压强
D.对机翼产生向上的升力
6.(2025春•越秀区期末)如图是研究“流体压强和流速关系”的实验装置,U形管中装有水,a、b两管直径相同。以下说法正确的是( )
A.从左端用抽气机持续抽出空气时,a管液面一定下降
B.从左端用抽气机持续抽出空气时,a管液面一定上升
C.从右端用抽气机持续抽出空气时,a管液面可能下降
D.从右端用抽气机持续抽出空气时,a、b管液面保持相平
7.(2025•越秀区校级三模)放置在水平桌面上的两个圆柱形容器中分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,两种液体对容器底部的压力分别为F甲、F乙,对容器底部的压强分别为p甲、p乙。将一支自制密度计分别放入两个容器中,自制密度计在液体中静止时如图所示,密度计的刻度上有M、N两点,则( )
A.F甲=F乙
B.p甲>p乙
C.甲液体密度大于乙液体
D.密度计在两种液体中受到的浮力大小不相等
8.(2025•越秀区校级三模)现有甲、乙、丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图(已知g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3),下列说法正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙
B.当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为0.03N
C.丙球放入水中最终会沉底
D.甲、乙两球放入水中静止后浮力大小相等
9.(2025春•海珠区期末)下列情景中,人对球有做功的是( )
A.球被捡起来B.球停在空中
C.球在空中飞D.球在地上滚
10.(2025春•海珠区期末)把四位同学做的功W和所用时间t在坐标系中描点,如图所示。做功功率最小的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
11.(2025•越秀区校级二模)某机械在工作的某一段时间内,其有用功与额外功的关系如图,则选项中正确的是( )
A.机械效率为66.7%
B.机械效率为40%
C.若机械效率保持不变,当完成6000J有用功时,需要机械做104J总功
D.若机械效率保持不变,由于能量守恒,机械做的有用功增加时,额外功会减小
12.(2025•天河区校级模拟)相同质量的甲、乙两人,用不同的装置(如图),在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功比乙多
B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大
D.甲对平台的压力比乙大
二.填空题(共6小题)
13.(2024秋•南安市期末)如图所示表示了力的作用效果,其中图甲主要表示力能改变物体的 ;图乙主要表示力能改变物体的 。
14.(2025春•越秀区校级月考)如图所示,小明利用钩码测量重力为5N的物体A在桌面所受的滑动摩擦力,不考虑滑轮的摩擦与绳重,当悬挂总重为2N的钩码时,物体A恰好做匀速直线运动。
(1)A所受摩擦力为 N;
(2)若对A施加水平向左的拉力,使其向左做匀速直线运动,则拉力F= N。
(3)当悬挂总重为3N的钩码时,物体A做加速运动,则此时绳子对钩码的拉力 3N(选填“等于”、“不等于”)。
15.(2025春•番禺区期末)如图所示,小明用两食指同时压铅笔两端。
(1)若上手指受到铅笔的压力为F1,下手指受到铅笔的压力为F2,则F1 F2(选填“>”“=”或“<”)。
(2)若上手指受到铅笔的压强为p1,下手指受到铅笔的压强为p2,则p1 p2(选填“>”“=”或“<”),你的判断依据是 。
16.(2025•越秀区一模)如图甲所示,容器静止在水平地面上,容器受到的重力为60N,底面积为0.5m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)图甲中,该容器对地面的压强p= Pa;
(2)容器底某处固定一条细线(忽略细线的质量),细线的另一端系在物块的底部,物块受到的重力为5N、体积为6×10﹣4m3,往容器里注入适量的水后,物块在水中静止不动,如图乙所示。此时,物块受到的浮力F浮= N。
17.(2025春•海珠区期末)如图所示,小周利用小球在轨道上玩游戏。
第一次游戏:球在A点以v1的速度出发,从B点运动到最高处D点时,刚好不动。
第二次游戏:球在A点以v2的速度出发,一直沿轨道运动到F点折返,往回运动到D点时,也刚好不动。
(1)在第一次游戏时,球在D点的重力势能是由球的 能转化而来的。
(2)比较:v2 v1(选填“>”“=”或“<”)。
(3)在第二次游戏时(均选填“大于”“等于”或“小于”):
球在C点的重力势能 球在E点的重力势能;
球在C点的动能 球在E点的动能。
(4)若球一直在轨道上运动,且最终停在E点,则它在A点出发时速度v的取值范围是 。
18.(2025•白云区二模)如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,硬棒质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,此时桔橡为 杠杆(选填“省力”、“费力”),将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为 N。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•海珠区期末)(1)原长为L0的弹簧一端固定在墙上,用水平拉力拉弹簧A端时,实验现象如图甲、乙、丙所示。撤去拉力后,弹簧都能恢复原状。
①F1 F2(选填“>”“=”或“<”),判断的依据是 。
②探究图丙实验中F1和F2的合力时,仅用一个弹簧测力计水平向右拉弹簧的A端,使之落在虚线 (选填“1”“2”或“3”)的位置,则此时测力计的拉力F就叫图丙实验中F1和F2的合力。实验过程中,A端要落在该虚线上,原因是 。
(2)甲、乙两人沿同一直线推一张桌子,甲用30N的力向右推,乙用50N的力向左推,桌子静止不动。桌子受到这两个力合力的大小为 N。
20.(2019•越秀区模拟)小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图。
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式 时,则可以验证阿基米德原理。
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量 中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系 时,则可以验证阿基米德原理。
21.(2025•越秀区校级二模)小明利用图中不计质量且能绕O点无摩擦转动的杠杆探究“阻力与阻力臂一定时,动力与动力臂的关系”。
(1)以钩码绳子的拉力F1为动力,重物M绳子的拉力F2为阻力,在图中画出杠杆受到的阻力F2、阻力臂L2、动力F1、动力臂L1;
(2)已知每个钩码重力为0.5N,除了图中已画出的器材之外,为了完成探究实验,还需要增加的测量器材有 ;
(3)请写出简要的实验步骤及设计记录实验数据的表格。
四.计算题(共2小题)
22.(2025•白云区模拟)如图所示,手用F1的力直接将物体A匀速提升h,做功300J,若借助长1.5m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度,斜面的机械效率是40%。
求:(1)力F2做的功;
(2)物体A受到斜面的摩擦力大小。
23.(2025•白云区一模)如图为科考队员在格陵兰岛拍摄的漂浮冰山。某同学进行如下分析:(g取10N/kg,海水的密度近似等于水的密度为1×103kg/m3,冰的密度为0.9×103kg/m3)
(1)用“●”表示冰山,在方框内画出冰川漂浮时的受力示意图;
(2)若此冰川质量为1.8×108kg;
①此时冰川所受浮力为多大?
②此时冰川排开海水的体积为多大?
③漂浮的冰川全部熔化后是否会直接导致海平面上升,请通过计算说明。
2025-2026学年上学期广州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•海珠区期末)如图,玩具“不倒翁”被扳倒后会自动立起来,“不倒翁”在摆动过程中所受重力( )
A.大小改变,方向不变B.大小不变,方向不变
C.大小改变,方向改变D.大小不变,方向改变
【考点】重力的概念.
【专题】重力、弹力、摩擦力;理解能力.
【答案】B
【分析】(1)物体受到的重力与其质量成正比;
(2)重力的方向竖直向下。
【解答】解:由G=mg知,物体受到的重力与其质量成正比,“不倒翁”在摆动过程中质量不变,所以重力不变;
重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,所以“不倒翁”在摆动过程中所受重力方向不变。
故选:B。
【点评】本题考查了重力的决定因素和方向,正确理解概念是解答的关键。
2.(2025春•越秀区期末)甲是用金属材质制成的空心球,实心部分质地均匀,此球的轴截面(经过球心的截面)如图所示,正中心就是它的几何中心。以下选项中甲均静止不动,它所受重力的示意图正确的是( )
A.B.
C.D.
【考点】重力的示意图.
【专题】应用题;图析法;运动和力;应用能力.
【答案】C
【分析】物体受到的重力方向竖直向下、作用点在重心,据此分析判断。
【解答】解:从空心球的重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,并在线段末尾标上字母G,即为其所受重力示意图,由各选项图可知,B图方向错误,AD图作用点错误,只有C图正确。
故选:C。
【点评】本题考查了重力示意图的画法,不管物体是否运动,重力的方向总是竖直向下的。
3.(2025春•天河区期末)如图所示,一根筷子从苹果中间穿过,初始时筷子竖直、苹果静止,然后用锤子猛击筷子上端,则苹果受到筷子滑动摩擦力的方向和苹果相对筷子运动的方向依次分别为( )
A.向下向上B.向上向上C.向上向下D.向下向下
【考点】摩擦力的方向;物体相对运动的判断.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】A
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反;任何物体在任何状态下都有惯性,据此分析。
【解答】解:一根筷子从苹果中间穿过,初始时筷子竖直、苹果静止,然后用锤子猛击筷子上端时,棒急速下降,而苹果由于惯性仍在原位置,苹果相对棒向上移动,受到的摩擦力方向向下。
故选:A。
【点评】本题考查了物体摩擦力的方向、惯性现象,难度不大。
4.(2025春•海珠区期末)滑冰运动员在水平冰面上冲刺后,冰鞋不再向后蹬,运动员向前滑行的速度逐渐减小。以下分析正确的是( )
A.冰鞋对冰面的压力与冰面对冰鞋的支持力相互平衡
B.冲刺后,运动员受到向前的动力逐渐减小
C.冲刺后,运动员的运动状态发生改变
D.停下来的运动员不具有惯性
【考点】平衡力的判断;力与运动的关系;物体运动状态变化的判断;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】C
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变。
【解答】解:A、冰鞋对冰面的压力与冰面对冰鞋的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,而不是相互平衡的力,故A错误;
B、冲刺后,冰鞋不再向后蹬,运动员由于惯性继续向前运动,不再受到向前的动力,故B错误;
C、冲刺后,运动员的速度逐渐减小,因此,运动状态发生改变,故C正确;
D、一切物体都有惯性,惯性只与物体的质量有关,停下来的运动员同样具有惯性,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了对平衡力的认识,对惯性的理解与应用,对运动状态的判断等,属力学基础题。
5.(2025春•海珠区期末)飞机机翼的上表面比下表面更弯曲。空气流经机翼时,机翼上方的气流速度比下方的大(如图所示)。与没有空气流动时相比,空气流经机翼时,以下判断错误的是( )
A.对下表面压强增大
B.对上表面压强减小
C.对上表面压强会小于对下表面压强
D.对机翼产生向上的升力
【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;理解能力.
【答案】A
【分析】流体中流速越快的地方,压强越小。
【解答】解:空气流经机翼时,上表面比下表面更弯曲,流过机翼上方的气流速度大于机翼下方的气流速度,上表面受到的压强小,下表面压强不变,从而产生向上的升力。
故选:A。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系,属于基础题。
6.(2025春•越秀区期末)如图是研究“流体压强和流速关系”的实验装置,U形管中装有水,a、b两管直径相同。以下说法正确的是( )
A.从左端用抽气机持续抽出空气时,a管液面一定下降
B.从左端用抽气机持续抽出空气时,a管液面一定上升
C.从右端用抽气机持续抽出空气时,a管液面可能下降
D.从右端用抽气机持续抽出空气时,a、b管液面保持相平
【考点】流体压强与流速的关系在生活中的应用.
【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】流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
【解答】解:流体压强与流速的大小有关,与流速的方向无关,从左端用抽气机持续抽出空气与从右端用抽气机持续抽出空气效果是一样的;
当横管中有气流快速流过时,a管上方的横管横截面积小于b管上方横管的横截面积,所以a管上方气流速度比b管上方快,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以b管上方的空气压强会大于a管上方的空气压强,a管液面上升,b管液面下降,故ACD错误、B正确。
故选:B。
【点评】本题考查的是流体压强与流速的关系,属于基础题。
7.(2025•越秀区校级三模)放置在水平桌面上的两个圆柱形容器中分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,两种液体对容器底部的压力分别为F甲、F乙,对容器底部的压强分别为p甲、p乙。将一支自制密度计分别放入两个容器中,自制密度计在液体中静止时如图所示,密度计的刻度上有M、N两点,则( )
A.F甲=F乙
B.p甲>p乙
C.甲液体密度大于乙液体
D.密度计在两种液体中受到的浮力大小不相等
【考点】利用物体的浮沉条件比较浮力的大小;压力的比较大小;液体压强的大小比较;阿基米德原理的定性分析.
【专题】定性思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
(2)根据液体压强公式得出对容器底部的压强关系;
(3)由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
【解答】解:A.两个圆柱形容器中分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,因为是柱形容器,所以液体对容器底部的压力等于液体的重力,则F甲=F乙,故A正确;
B.因为两容器液体对容器底部的压力大小相等,两容器底部底面积相等,即受力面积相等,由p=FS可知,容器底部的压强p甲=p乙,故B错误;
CD.密度计在两容器中都是漂浮状态,都是重力大小等于浮力大小,但在甲容器中,排开液体体积大,根据阿基米德原理,浮力相等,排开液体体积大,密度小,则甲液体密度小于乙液体,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解题的关键。
8.(2025•越秀区校级三模)现有甲、乙、丙三个实心小球,测得其质量体积图像如图(已知g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3),下列说法正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙
B.当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为0.03N
C.丙球放入水中最终会沉底
D.甲、乙两球放入水中静止后浮力大小相等
【考点】物体浮沉条件;密度的简单计算;利用阿基米德原理进行简单计算.
【专题】定量思想;浮沉的应用;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)由图可知甲、乙的质量和体积,根据密度公式分别计算甲、乙的密度并比较大小;
(2)由图可知丙的质量,根据重力公式计算丙的重力,由图可知丙的体积,根据阿基米德原理计算丙球完全浸入水中时所受的浮力;
(3)比较浮力与重力的大小可知丙的运动状态;
(4)由图知,甲、乙的质量相同,重力相同;根据甲、乙球密度与水密度的关系判断出甲乙球的浮沉情况,根据浮沉情况判断出甲、乙球受到浮力的关系。
【解答】解:A、由图可知甲的质量是4g,体积是2cm3,则甲的密度为:
ρ甲=m甲V甲=4g2cm3=2g/cm3;
乙的质量是4g,体积是5cm3,则乙的密度为:
ρ乙=m乙V乙=4g5cm3=0.8g/cm3;,所以ρ甲>ρ乙,故A错误;
B、丙的体积是2cm3,当丙球完全浸入水中时,所受的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣6m3=0.02N,故B错误;
C、由图可知丙的质量是3g,则丙的重力G丙=m丙g=3×10﹣3kg×10N/kg=0.03N,
因为G丙>F浮,所以松手后的丙球将下沉,故C正确;
D、由图知,甲、乙的质量相同,重力相同;由于甲球的密度大于水的密度,所以甲球放入水中时沉底,甲球受到的浮力小于重力;
乙球密度小于水的密度,所以乙球放入水中会漂浮,乙球受到的浮力等于重力,所以甲球放入水中受到的浮力小于乙球放入水中受到的浮力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查密度公式、阿基米德原理的灵活运用以及浮沉条件的应用,是一道中考常见题。
9.(2025春•海珠区期末)下列情景中,人对球有做功的是( )
A.球被捡起来B.球停在空中
C.球在空中飞D.球在地上滚
【考点】力是否做功的判断.
【答案】A
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体沿力的方向通过一段距离,二者缺一不可。
【解答】解:A、人将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,人对球有做功,故A符合题意;
B、球停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,人对球没有做功,故B不符合题意;
CD、球在空中飞和球在地上滚,都是由于惯性向前运动,人没有对球施加力,没有对球做功,故CD不符合题意。
故选:A。
【点评】有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的方向上通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功。
10.(2025春•海珠区期末)把四位同学做的功W和所用时间t在坐标系中描点,如图所示。做功功率最小的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【考点】功率的大小比较.
【专题】功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】D
【分析】根据W﹣t图象中各点结合功率的计算公式P=Wt,利用控制变量法分析解答。
【解答】解:由图可知,纵坐标表示功,横坐标表示时间;
由图知,甲和乙在做功多少相同时,甲所用时间较少,根据P=Wt可知,甲的功率大于乙的功率,丙和丁在做功多少相同时,丙所用时间较少,根据P=Wt可知,丙的功率大于丁的功率,乙和丁所用时间相同时,乙做功较多,根据P=Wt可知,乙的功率大于丁的功率,所以做功功率最小的是丁,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了功率的大小比较,关键是会利用控制变量法结合公式P=Wt进行分析。
11.(2025•越秀区校级二模)某机械在工作的某一段时间内,其有用功与额外功的关系如图,则选项中正确的是( )
A.机械效率为66.7%
B.机械效率为40%
C.若机械效率保持不变,当完成6000J有用功时,需要机械做104J总功
D.若机械效率保持不变,由于能量守恒,机械做的有用功增加时,额外功会减小
【考点】机械效率的简单计算;机械效率的概念.
【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据图中数据结合η=W有W总×100%=W有W有+W额×100%求出机械效率;
(2)根据η=W有W总×100%求出机械做的总功;
(3)根据η=W有W总×100%结合W总=W有+W额分析回答。
【解答】解:AB、由图可知,W有=120J,W额=80J,则机械效率为:
η=W有W总×100%=W有W有+W额×100%=120J120J+80J×100%=60%,故AB错误;
C、若机械效率保持不变,当完成6000J有用功时,根据η=W有W总×100%可知,需要机械做的总功为:
W总=W′有η=6000J60%=104J,故C正确;
D、根据η=W有W总×100%和W总=W有+W额可知,W有η=W有+W额,即W额=1−ηηW有,若机械效率保持不变,机械做的有用功增加时,额外功增加,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查的是滑轮组的机械效率,关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
12.(2025•天河区校级模拟)相同质量的甲、乙两人,用不同的装置(如图),在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功比乙多
B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大
D.甲对平台的压力比乙大
【考点】机械效率的比较大小;压力的比较大小;功的比较大小.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)提升物体的质量相等、重力相等,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,物体上升的高度相同,利用W=Gh可知两次提升物体所做有用功的大小关系;
(2)图甲使用的是动滑轮,不计绳重和摩擦,总功为W=(G+G动)h>Gh,使用乙定滑轮时,拉力F=G,拉力做功W=Fs=Gh,据此可得两装置中拉力F做的总功大小关系;
(3)根据η=W有用W总×100%比较机械效率的大小关系;
(4)甲对平台的压力F压=F甲+G甲=G甲+F甲,乙对平台的压力F乙=G乙﹣F乙,甲、乙两人质量相等,G甲=G乙,据此可得压力大小关系。
【解答】解:A.提升物体的重力相等,在相同的时间内物体升高了相同的距离,由W有用=Gh可知,两次提升物体所做的有用功相等,故A错误;
B.图甲使用的是动滑轮,不计绳重和摩擦,总功为W甲=(G+G动)h>Gh,使用乙定滑轮时,拉力F乙=G,拉力做功W乙=F乙s乙=Gh,所以乙装置中拉力F做的总功少,故B错误;
C.甲、乙的有用一样多,但甲做的总功多,根据η=W有用W总×100%可知,甲的机械效率小,乙的机械效率大,故C错误;
D.甲对平台的压力F压=F+G甲,乙对平台的压力F乙=G乙﹣F=G乙﹣G,甲、乙两人质量相等,甲对平台的压力比乙大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了使用动滑轮和定滑轮时有用功、总功、机械效率大小、压力的大小比较,属于基础题目。
二.填空题(共6小题)
13.(2024秋•南安市期末)如图所示表示了力的作用效果,其中图甲主要表示力能改变物体的 运动状态 ;图乙主要表示力能改变物体的 形状 。
【考点】力可以改变物体的运动状态.
【答案】见试题解答内容
【分析】力的作用效果可以是使物体运动状态发生改变,也可以使物体的形状发生改变。
【解答】解:踢球、头球攻门时改变了球的运动状态,故图甲表示力能使物体的运动状态发生改变;
熊猫弄弯竹子是改变了物体的形状,故图乙表示力能使物体发生形变。
故本题答案为:运动状态;形状。
【点评】本题考查了力的作用效果的识别。
14.(2025春•越秀区校级月考)如图所示,小明利用钩码测量重力为5N的物体A在桌面所受的滑动摩擦力,不考虑滑轮的摩擦与绳重,当悬挂总重为2N的钩码时,物体A恰好做匀速直线运动。
(1)A所受摩擦力为 2 N;
(2)若对A施加水平向左的拉力,使其向左做匀速直线运动,则拉力F= 4 N。
(3)当悬挂总重为3N的钩码时,物体A做加速运动,则此时绳子对钩码的拉力 小于 3N(选填“等于”、“不等于”)。
【考点】测量滑动摩擦力.
【专题】重力、弹力、摩擦力;应用能力.
【答案】(1)2;(2)4;(3)小于。
【分析】(1)物体A在物体B的作用下向右匀速直线运动,物体A在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小;
(2)物体A向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力大小不变;物体A水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力;
(3)钩码在加速向下,此时受非平衡力作用,所以此绳子对钩码的拉力不等于钩码的重力
【解答】解:(1)物体A水平向右运动时,在水平方向上受到物体B对物体A施加的水平向右的拉力为2N、水平向左的摩擦力作用,因物体A处于匀速直线运动状态,则摩擦力和拉力是平衡力,所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等,为2N;
(2)物体A向左匀速直线运动时,由于压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力大小不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是2N;物体A水平向左匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力2N(物体B对物体A施加的)、水平向右的摩擦力2N.水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,三力平衡,因此水平向左的拉力为2N+2N=4N;
(3)物体加速向右运动,钩码与物体通过定滑轮连接,只改变力的大小不改变力的方向,钩码在加速时,此时受非平衡力作用,绳子对钩码的拉力小于重力,即合力方向向下。
故答案为:(1)2;(2)4;(3)小于。
【点评】本题主要考查了二力平衡条件的应用,滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟运动方向、运动速度、受力面积等都没有关系,这是解决本题的关键。
15.(2025春•番禺区期末)如图所示,小明用两食指同时压铅笔两端。
(1)若上手指受到铅笔的压力为F1,下手指受到铅笔的压力为F2,则F1 < F2(选填“>”“=”或“<”)。
(2)若上手指受到铅笔的压强为p1,下手指受到铅笔的压强为p2,则p1 < p2(选填“>”“=”或“<”),你的判断依据是 由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,且下面手指的受力面积比较小,由p=FS可知,下面手指受到的压强比较大 。
【考点】固体压强的比较大小;压力的比较大小.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)<;(2)<;由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,且下面手指的受力面积比较小,由p=FS可知,下面手指受到的压强比较大。
【分析】分析两个手指所受力的大小;根据p=FS分析压强的大小。
【解答】解:(1)根据图示可知,铅笔竖直放置,由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,即:F1<F2;
(2)下面手指的受力面积比较小,由p=FS可知,下面手指受到的压强比较大,即:p1<p2。
故答案为:(1)<;(2)<;由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大,且下面手指的受力面积比较小,由p=FS可知,下面手指受到的压强比较大。
【点评】本题考查了压力大小比较和压强公式的应用,是一道中考常见题。
16.(2025•越秀区一模)如图甲所示,容器静止在水平地面上,容器受到的重力为60N,底面积为0.5m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)图甲中,该容器对地面的压强p= 120 Pa;
(2)容器底某处固定一条细线(忽略细线的质量),细线的另一端系在物块的底部,物块受到的重力为5N、体积为6×10﹣4m3,往容器里注入适量的水后,物块在水中静止不动,如图乙所示。此时,物块受到的浮力F浮= 6 N。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;压强的公式的应用.
【专题】压强、液体的压强;浮力;应用能力.
【答案】(1)120;(2)6。
【分析】(1)静止在水平地面上的容器对地面的压力等于容器的重力,根据p=FS求出该容器对地面的压强;
(2)由图乙可知物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排求出物块受到的浮力。
【解答】解:
(1)图甲中,容器静止在水平地面上,则该容器对地面的压力为:F=G=60N,
容器对地面的压强为:p=FS=60N0.5m2=120Pa;
(2)由图乙可知物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,
即:V排=V=6×10﹣4m3,
物块受到的浮力为:
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N。
故答案为:(1)120;(2)6。
【点评】本题考查了压强公式和阿基米德原理的公式的应用,难度一般。
17.(2025春•海珠区期末)如图所示,小周利用小球在轨道上玩游戏。
第一次游戏:球在A点以v1的速度出发,从B点运动到最高处D点时,刚好不动。
第二次游戏:球在A点以v2的速度出发,一直沿轨道运动到F点折返,往回运动到D点时,也刚好不动。
(1)在第一次游戏时,球在D点的重力势能是由球的 动 能转化而来的。
(2)比较:v2 > v1(选填“>”“=”或“<”)。
(3)在第二次游戏时(均选填“大于”“等于”或“小于”):
球在C点的重力势能 等于 球在E点的重力势能;
球在C点的动能 大于 球在E点的动能。
(4)若球一直在轨道上运动,且最终停在E点,则它在A点出发时速度v的取值范围是 v1<v<v2 。
【考点】比较重力势能的大小;比较动能的大小.
【专题】机械能及其转化;分析、综合能力.
【答案】(1)动;(2)>;(3)等于;大于;(4)v1<v<v2。
【分析】(1)在第一次游戏时,从A点出发,当球到达D点时,刚好不动,此时球的重力势能达到最大,是由动能转化而来。
(2)在第二次游戏中,球以v2的速度从A点出发,能够一直沿轨道运动到F点折返,再往回运动到D点。这说明v2的速度大于v1。
(3)球在C点的重力势能等于球在E点的重力势能,球在C点时的机械能大于在E点时的机械能,故球在C点时的动能大于在E点时的动能。
(4)若球一直在轨道上运动,且最终停在E点,说明在A点出发时速度v比第一次的速度大,比第二次的速度小。
【解答】解:(1)在第一次游戏时,从A点出发,在轨道上运动过程中,其动能逐渐转化为重力势能。当球到达D点时,刚好不动,此时球的重力势能达到最大,这部分重力势能正是由球在A点时的动能转化而来的。
(2)在第二次游戏中,球以v2的速度从A点出发,能够一直沿轨道运动到F点折返,再往回运动到D点。这说明v2的速度足够大,使得球在运动过程中具有足够的动能克服阻力并折返。因此,v2>v1。
(3)球在C点时的高度等于E点高度,根据重力势能的定义,高度越高,重力势能越大。因此,球在C点的重力势能等于球在E点的重力势能。
球能够从C点继续运动到F点再折返到D点,说明球在C点时的机械能大于在E点时的机械能,球在C点的重力势能等于球在E点的重力势能,故球在C点时的动能大于在E点时的动能。
(4)若球一直在轨道上运动,且最终停在E点,说明在A点出发时速度v比第一次的速度大,比第二次的速度小,故
v1<v<v2。
故答案为:(1)动;(2)>;(3)等于;大于;(4)v1<v<v2。
【点评】本题考查重力势能与动能的相互转化,难度适中。
18.(2025•白云区二模)如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.6m。使用时,硬棒质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,此时桔橡为 费力 杠杆(选填“省力”、“费力”),将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为 60 N。
【考点】杠杆的平衡条件的计算;杠杆的分类.
【专题】简单机械;分析、综合能力.
【答案】费力;60。
【分析】(1)向下拉绳放下空桶时,B端的力为动力,A端的力为阻力,动力臂小于阻力臂,据此判断属于哪种杠杆;
(2)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算杠杆平衡时B端的力,放下空桶时,向下的拉力加上桶的重力等于B端的力;向上拉绳提起装满水的桶时,B端的力加上拉力等于桶和水的总重力。
【解答】解:向下拉绳放下空桶时,B端为动力,A端为阻力,动力臂小于阻力臂,桔槔为费力杠杆;
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可得:40N×1.2m=FB×0.6m;解得杠杆平衡时B端的拉力为FB=80N;
桶中装满水时,桶和水的总重力G=G桶+G水=20N+120N=140N,
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为F=G﹣FB=140N﹣80N=60N。
故答案为:费力;60。
【点评】本题考查了杠杆的分类和平衡条件的应用,知道放下空桶时,向下的拉力加上桶的重力等于B端的力,向上拉绳提起装满水的桶时,B端的力加上拉力等于桶和水的总重力。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•海珠区期末)(1)原长为L0的弹簧一端固定在墙上,用水平拉力拉弹簧A端时,实验现象如图甲、乙、丙所示。撤去拉力后,弹簧都能恢复原状。
①F1 < F2(选填“>”“=”或“<”),判断的依据是 F2使弹簧形变量大 。
②探究图丙实验中F1和F2的合力时,仅用一个弹簧测力计水平向右拉弹簧的A端,使之落在虚线 3 (选填“1”“2”或“3”)的位置,则此时测力计的拉力F就叫图丙实验中F1和F2的合力。实验过程中,A端要落在该虚线上,原因是 F的作用效果与F1和F2的共同作用的效果相同 。
(2)甲、乙两人沿同一直线推一张桌子,甲用30N的力向右推,乙用50N的力向左推,桌子静止不动。桌子受到这两个力合力的大小为 20 N。
【考点】探究二力合成的实验.
【专题】实验题;运动和力;实验基本能力.
【答案】(1)<;F2使弹簧形变量大;3;F的作用效果与F1和F2的共同作用的效果相同;(2)20。
【分析】(1)力的作用效果使弹簧发生形变,且形变量越大,表示受到的拉力越大;
如果一个力作用效果和另外两个力共同作用的效果相同,这个力叫另外两个力的合力;
(2)同一直线上方向相反两个力的合力大小等于这两个力大小差。
【解答】解:(1)实验现象如图甲、乙、丙所示。撤去拉力后,弹簧都能恢复原状。
①F1<F2,判断的依据是F2使弹簧形变量大。
②探究图丙实验中F1和F2的合力时,仅用一个弹簧测力计水平向右拉弹簧的A端,使之落在虚线3的位置,则此时测力计的拉力F就叫图丙实验中F1和F2的合力。实验过程中,A端要落在该虚线上,原因是 F的作用效果与F1和F2的共同作用的效果相同。
(2)甲、乙两人沿同一直线推一张桌子,甲用30N的力向右推,乙用50N的力向左推,桌子静止不动。桌子受到这两个力合力的大小为
F=50N﹣30N=20N
故答案为:(1)<;F2使弹簧形变量大;3;F的作用效果与F1和F2的共同作用的效果相同;(2)20。
【点评】本题研究二力的合成的实验,考查对操作过程的理解及二力合成的方法,最后一问易错。
20.(2019•越秀区模拟)小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图。
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式 F1﹣F2=ρ水(V2﹣V1)g 时,则可以验证阿基米德原理。
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量 小烧杯 中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系 ΔF=m水g 时,则可以验证阿基米德原理。
【考点】探究浮力大小的影响因素.
【专题】实验题;浮力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时:利用称重法测量金属块受到的浮力,利用排水法得出金属块排开水的体积,求出排开水的重,通过比较得出结论;
(2)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量,根据G=mg算出溢出水的重力,比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系。
【解答】解:①物体受到的浮力大小等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1﹣F2;
量筒中水面两次示数差(V2﹣V1)表示金属块排开水的体积,根据ρ=mV和G=mg可得,金属块排开水所受重力的表达式为G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2﹣V1),实验中若F1﹣F2=ρ水g(V2﹣V1)则可以验证阿基米德原理;
②研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量,根据G=mg知溢出水的重力G水=m水g,比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系,若ΔF=m水g则可以验证阿基米德原理;
故答案为:①F1﹣ F2=ρ水(V2﹣V1)g;②小烧杯;ΔF=m水g。
【点评】本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握,考查学生的设计实验能力,知道实验的原理和方法是解决本题的关键。
21.(2025•越秀区校级二模)小明利用图中不计质量且能绕O点无摩擦转动的杠杆探究“阻力与阻力臂一定时,动力与动力臂的关系”。
(1)以钩码绳子的拉力F1为动力,重物M绳子的拉力F2为阻力,在图中画出杠杆受到的阻力F2、阻力臂L2、动力F1、动力臂L1;
(2)已知每个钩码重力为0.5N,除了图中已画出的器材之外,为了完成探究实验,还需要增加的测量器材有 弹簧测力计和刻度尺 ;
(3)请写出简要的实验步骤及设计记录实验数据的表格。
【考点】探究杠杆的平衡条件.
【专题】实验题;简单机械;应用能力.
【答案】(1)见解答;(2)弹簧测力计和刻度尺;(3)见解答。
【分析】(1)以钩码绳子的拉力F1为动力,方向沿绳子向下;重物M绳子的拉力F2为阻力,方向竖直向下;已知支点、动力和阻力的方向,根据力臂的画法,过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段,即动力臂和阻力臂;
(2)用要用弹簧测力计测量重物M的重力,用刻度尺测量杠杆左端和右端的力臂;
(3)把重物M看成阻力,把钩码施加的力看成动力,保持重物M位置不变,改变钩码的位置多次测量并设计表格。
【解答】解:(1)以钩码绳子的拉力F1为动力,方向沿绳子向下;重物M绳子的拉力F2为阻力,方向竖直向下;
已知支点为O,过点O作动力F1的垂线段L1,作阻力F2的垂线段L2,那么L1、L2即为所求作的力臂,如图所示:
(2)实验时当杠杆平衡时,要用要用弹簧测力计测量重物M的重力,用刻度尺测量杠杆左端和右端的力臂;
(3)保持支点左侧重物M和位置不变(即阻力和阻力臂不变),将右侧的1个钩码分别换成2个、3个、4个、5个、6个作为动力,调节右侧动力臂的大小,使杠杆在水平位置再次平衡;用刻度尺测量出各次动力臂L1,并记录动力F1及动力臂L1;实验数据记录表格:
故答案为:(1)见解答;(2)弹簧测力计和刻度尺;(3)见解答。
【点评】本题实验设计时注意为了使测得的数据更准确,应设计进行多次测量。
四.计算题(共2小题)
22.(2025•白云区模拟)如图所示,手用F1的力直接将物体A匀速提升h,做功300J,若借助长1.5m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度,斜面的机械效率是40%。
求:(1)力F2做的功;
(2)物体A受到斜面的摩擦力大小。
【考点】斜面机械效率的计算;功的简单计算.
【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】(1)力F2做的功为750J;
(2)物体A受到斜面的摩擦力为300N;
【分析】(1)使用斜面时拉力做的有用功等于直接提升物体时做的功,根据η=W有用W总×100%求出力F2做的总功。
(2)借助斜面将物体匀速提升时,克服摩擦力所做的功为额外功,根据W总=W有用+W额求出额外功,根据W额=fs求出摩擦力的大小。
【解答】解:(1)使用斜面时拉力做的有用功等于用手直接提升物体时做的功,即W有用=300J,
由η=W有用W总×100%可得,力F2做的功为总功 W总=W有用η=300J40%=750J。
(2)借助斜面将物体匀速提升时,克服摩擦力所做的功为额外功,则W额=W总﹣W有用=750J﹣300J=450J,
所以摩擦力的大小f=W额s=450J1.5m=300N。
答:(1)力F2做的功为750J;
(2)物体A受到斜面的摩擦力为300N;
【点评】本题考查使用斜面时功和机械效率公式的应用,明确有用功和额外功是关键。
23.(2025•白云区一模)如图为科考队员在格陵兰岛拍摄的漂浮冰山。某同学进行如下分析:(g取10N/kg,海水的密度近似等于水的密度为1×103kg/m3,冰的密度为0.9×103kg/m3)
(1)用“●”表示冰山,在方框内画出冰川漂浮时的受力示意图;
(2)若此冰川质量为1.8×108kg;
①此时冰川所受浮力为多大?
②此时冰川排开海水的体积为多大?
③漂浮的冰川全部熔化后是否会直接导致海平面上升,请通过计算说明。
【考点】利用阿基米德原理进行简单计算;利用物体的浮沉条件求浮力的大小;画力的示意图.
【专题】浮力;分析、综合能力.
【答案】(1)见解答;
(2)①此时冰川所受浮力为1.8×109N;
②此时冰川排开海水的体积为1.8×105m3;
③漂浮的冰川全部熔化后不会直接导致海平面上升。
【分析】(1)根据漂浮时浮力等于重力分析后画图;
(2)根据G冰=mg得出浮冰的重力,由于浮冰漂浮,根据F浮=G冰得出浮冰所受的浮力;
根据阿基米德原理得出浮冰在海面以下的体积;
浮冰漂浮于水面上,要想判断浮冰熔化之后,水面是否变化,则需要比较浮冰排开液体的体积跟浮冰熔化成水后的体积大小。若二者体积相等,则水面不变;若增大,则水面上升;若减小,则水面下降。
【解答】解:(1)冰川漂浮,浮力等于重力,作用点都画在重心上,如图所示:
(2)浮冰的重力:G冰=mg=1.8×108kg×10N/kg=1.8×109N;由于浮冰漂浮,则:F浮=G冰=1.8×109N;
(2)根据阿基米德原理可知,浮冰在海面以下的体积:V排=F浮ρ水g=1.8×109N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.8×105m3;
(3)因为浮冰漂浮于海面上,所以F浮=ρ海水gV排=G冰①
又因为冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,所以G水=ρ水gV水=G冰②
由①②可得:ρ海水gV排=ρ水gV水,因为本题中海水密度与水的密度相等,所以V排=V水,即:浮冰熔化为水的体积等于浮冰排开水的体积,所以浮冰全部熔化后,海平面水位不会上升.
答:(1)见解答;
(2)①此时冰川所受浮力为1.8×109N;
②此时冰川排开海水的体积为1.8×105m3;
③漂浮的冰川全部熔化后不会直接导致海平面上升。
【点评】本题考查浮沉条件与阿基米德原理,属于中档题。
考点卡片
1.物体相对运动的判断
【知识点认识】
1.选取的参照物不同,物体的运动情况就不同,所以物体的运动和静止是相对的。
2.相对静止:若两个物体以同样快慢、向同一方向运动,则它们是相对静止的关系。
(1)卡车和联合收割机:以地面为参照物,二者都是运动的;以卡车为参照物,收割机是静止的;以收割机为参照物,卡车是静止的。
(2)空中加油机和受油机:以地面为参照物,二者都是运动的;以加油机为参照物,受油机是静止的;以受油机为参照物,加油机也是静止的。
【命题方向】
所选参照物与运动状态之间的关系.
例:公路边有一农舍,它的烟囱正冒着烟,插有旗帜的a、b两车在农舍旁的公路上,观察旗与烟的情况如图所示,判断以下关于a、b两车相对于房子的运动情况的说法中,正确的是( )
A.a、b两车一定都向左运动
B.a、b两车一定都向右运动
C.a、b两车一定都向右运动
D.a车可能静止,b车向左运动
分析:研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。由此来突破此题。
解析:解:由图可知,房子的烟向右飘,所以风是向右吹,a车旗向左飘,所以a车只能向右运动,且速度要大于风的速度。
b车旗向右飘,所以b车运动状态有三种:可能向左运动,可能静止,可能向右运动,车速小于风速。
故选:C。
点评:一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。
【解题方法点拨】
运动和静止的相对性意味着物体的运动状态取决于所选参照物,不同的参照物可能导致不同的描述。
2.密度的简单计算
【知识点的认识】
公式:ρ=mV
【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:小蓝将一个质量为54g的实心小球放入盛满水的杯子中,小球沉入杯底,溢出水的质量为20g,则该小球的体积为 20 cm3,密度为 2.7×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
分析:溢出水的体积即为小球的体积,利用密度公式分别计算溢出水的体积和小球的密度。
解析:解:溢出水的体积即为小球的体积,已知溢出水的质量为20g,根据密度公式,溢出水的体积V溢水=m水ρ水=20g1g/cm3=20cm3;
已知小球质量为54g,小球的体积等于溢出水的体积,根据密度公式,小球的密度ρ球=m球V球=m球V溢水=54g20cm3=2.7g/cm3=2.7×103kg/m3。
故答案为:20;2.7×103。
点评:本题考查密度公式的应用,难度不大。
【解题方法点拨】
利用密度公式计算时要注意单位的统一。
质量用kg,则体积用m3,密度单位为kg/m3
质量用g,则体积用cm3,密度单位为g/cm3
3.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。
4.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。
5.重力的概念
【知识点的认识】
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
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.物体运动状态变化的判断
【知识点的认识】
运动状态的改变”即“速度的大小和方向的改变”。也就是说运动状态的改变包括以下三种情况:
速度的大小发生改变——加速或者减速;
速度的方向发生改变——曲线运动;
速度的大小和方向同时发生改变——曲线运动。
【命题方向】
判断物体运动的状态是否变化。
例:下列物体中,运动状态不变的是( )
A.匀速转弯的汽车
B.在平直轨道上匀速前进的列车
C.加速上升的火箭
D.正在进站的高铁
分析:运动状态改变是指速度大小的改变、运动方向的改变或者二者同时改变。
解析:解:A、匀速转弯的火车,速度不变但方向在改变,故A不符合题意;
B、在平直轨道上匀速前进的列车,速度和方向都不变,则运动状态没有改变,故B符合题意。
C、加速上升的火箭,运动速度是越来越快的,故C不符合题意;
D、正在进站的高铁做减速运动,速度大小改变,故D不符合题意。
故选:B。
点评:正确理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变,是解答本题的关键。
【解题方法点拨】
理解物体运动状态的改变是指运动快慢或运动方向的改变或运动快慢和运动方向都改变
8.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。
9.平衡力的判断
【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】
考查平衡力与平衡状态的概念,以及平衡力与平衡状态的判断。
例:下列情况中,物体所受到的力为平衡力的是( )
A.在空中摇摆的吊灯
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星
C.正在制动刹车的汽车
D.平直轨道上匀速行驶的列车
分析:静止或匀速直线运动状态的物体处于平衡状态,受平衡力。
解析:解:A.在空中摇摆的吊灯,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故A不正确;
B.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,运动方向不断变化,处于非平衡状态,不受平衡力作用,故B不正确;
C.正在制动刹车的汽车,速度的大小不断减小,不受平衡力作用,故C不正确;
D.平直轨道上匀速行驶的列车,速度的大小、方向不变,处于平衡状态,受平衡力作用,故D正确。
故选:D。点评:物体受平衡力时处于平衡状态,处于平衡状态时受平衡力作用。
【解题方法点拨】
静止或匀速直线运动状态是平衡状态,平衡状态下受到的是平衡力,平衡力的作用下,物体处于平衡状态。
10.力与运动的关系
【知识点的认识】
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态.
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因.
(3)物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变.
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用.
【命题方向】
物体的运动状态的变化与平衡力结合是命题的方向,学生往往理解物体的运动需要力来维持这个误区也是命题的知识点。
例:物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2,两次运动时的速度分别为v1、v2。则下列关系正确的是( )
A.F1=F2;v1=v2
B.F1=F2;v1<v2
C.F1>F2;v1>v2
D.Ff<F2;v1<v2
分析:根据图像确定物体两次的运动状态,然后根据其运动状态得出推力和摩擦力的关系,再根据摩擦力大小的影响因素得出两次受到的摩擦力大小,进而得出两次推力的大小关系。
解析:解:由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v1=s甲t甲=4m2s=2m/s;
由图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v2=4m/s,则v1<v2;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:F1=F2。
故选:B。
点评:此题考查了学生对图像问题的分析能力,能从图像中得出相关的信息是解题的关键。
【解题方法点拨】
力与运动的关系是力学中的一个重点和难点,正确理解力与运动的关系是学好力学的关键.知道什么是物体运动状态的改变,物体受力不平衡时运动状态如何改变.
11.探究二力合成的实验
【知识点的认识】
1.同一直线上方向相同二力的合成.
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连;
(2)先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的 A端,使A端到达O点,记下O点的位置和两个测力计拉力F1,和F2的大小和方向;
(3)用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力F,仍将橡皮筋的 A 端拉到 O 点,记下拉力F的大小和方向
2.同一直线上方向相反二力的合成
(1)把橡皮筋 B 端固走好,A端分别用两根细线和两个测力计相连;
(2)用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的A端,使 A端到达O'点,记下O'点的位置和两个拉力F1'和F2’的大小和方向;
(3)用一个测力计对橡皮筋的A端施加一个力F',仍将橡皮筋的A端拉到O'点,记下拉力F’的大小和方向.
3.结论(1)沿同一直线作用的两个同方向的力,其合力方向不变,大小是这两个力的大小之和,可表示为 F=F1+F2(2)沿同一直线作用的两个反方向的力,其合力方向与其中较大的力的方向一致,大小是这两个力的差,可表示为 F'=F1’﹣F2'【命题方向】
考查探究二力合成的实验,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:某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的 效果 相同;
(2)分析比较图中(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于 F=F1+F2 (用公式表示)。
(3)分析比较图中(a)与(c)中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于 F=F3﹣F4 (用公式表示),合力的方向与 F3 (选填“F3”“F4”)的方向相同。分析:(1)每次实验都是将弹簧由A点拉长到B点,弹簧伸长的长度相同,表示每次测力计对弹簧的拉力相等,通过三次弹簧相同的形变,来代换三次的拉力相同。
(2)a图中测力计的示数可以看成是b图中两个力的合力,根据三者的大小关系,可以确定同一直线上方向相同的二力的合成中合力与分力的关系。
(3)a图中测力计的示数可以看成是c图中两个力的合力,根据三者的大小关系,可以确定同一直线上方向相反的二力的合成中合力与分力的关系。解析:解:(1)实验中是通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力,都将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的效果相同。
(2)将a、b两个图结合起来分析,b图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N;b图中的两个力分别为1N和3N,从数量关系上分析,两个力的合力等于这两个分力的大小之和,两个力的方向相同,合力的方向也与这两个力的方向相同,即F=F1+F2;
(3)将a、c两个图结合起来分析,c图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N;c图中的两个力分别为1N和5N,从数量关系上分析,两个力的合力等于这两个分力的大小之差。F=F3﹣F4,并且方向与较大的那个力的方向相同,即F3。
故答案为:(1)效果;(2)F=F1+F2;(3)F=F3﹣F4;F3。
点评:本题考查力的合成方法,关键知道等效替代法的思想。
【知识拓展】
互成角度的二力的合成法则:实验证明,力的合成遵循平行四边形定则,用表示两个力的力的图示为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向,如图所示,同一直线上二力的合成是力的平行四边形定则的特殊情况。
12.摩擦力的方向
【知识点的认识】
摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,所以研究摩擦力的方向时一定要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势.若有,则被研究物体所受的摩擦力一定与此相对运动或相对运动趋势方向相反.
摩擦力的方向与物体实际运动方向是没有任何关系的.
【命题方向】
摩擦力方向的判断是命题方向,例如在选择题中出现这样一句话:摩擦力的方向一定和物体运动方向相反.有上面的知识点得知当然这句话是不对的。
例:如图,拖地时拖把头沿图中v所示方向运动。拖杆对拖把头的力F1的方向以及地面对拖把头摩擦力f1的方向正确的是( )
A.
B.
C.
D.
分析:杆对拖把头的力F1应该沿着杆向下;拖把头向右运动,受到的摩擦力方向应该向左。
解析:解:AD、杆对拖把头的力F1应该沿着杆向下,也就是F1的方向应该指向右下方,故AD错误;
BC、拖把头向右运动,受到的摩擦力方向应该与它的运动方向相反,f1的方向应该向左,故B正确,C错误。
故选:B。
点评:本题主要考查滑动摩擦力的方向应该与相对运动方向相反。
【解题方法点拨】
判断滑动摩擦力的方向很容易,而静摩擦力的方向,除了利用定义还可以采用下面的方法进行判断:
一、假设法
产生静摩擦力的条件是物体间有相对滑动的趋势,静摩擦力的方向则与物体间相对滑动趋势的方向相反.因此要确定静摩擦力的方向,必须先要判断物体间相对滑动的趋势的方向.
所谓假设法就是假设接触面是光滑的,确定两物体的相对滑动方向,从而确定静摩擦力的方向.
二、用平衡条件判断
有些物体间的相对滑动趋势不明显,用假设法也不易判断静摩擦力的方向,但如果物体处于平衡状态.则可用物体平衡条件来判断物体是否受静摩擦力.其方向如何.
三、由运动状态判断
有些静摩擦力的方向与物体的运动状态紧密相关,因此只有由物体的运动状态来判断物体所受的摩擦力的方向.
四、有两种可能的静摩擦力方向的判断
有些静摩擦力在同一问题中有两种可能的方向,处理这类问题有两种方法:一是分两个方向进行讨论,二是用绝对值不等式求解.
13.测量滑动摩擦力
【知识点的认识】
(1)测量原理:二力平衡条件。
(2)测量方法:把木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速直线运动,弹簧测力计示数等于滑动摩擦力的大小。
(3)结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大滑动摩擦力越大;压力相同时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大。该研究采用了控制变量法。由前两结论可概括为:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面面积大小等无关。
【命题方向】
考查测量滑动摩擦力的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,注意事项等内容。
例:某同学用弹簧测力计测量木块在木板上运动时受到的摩擦力,如图所示。
(1)此时木块受到的摩擦力为 1.2N 。
(2)该同学操作时应该注意的问题是: 沿水平方向匀速拉动木块 。(写一条即可)
分析:根据弹簧测力计的分度值读数,结合二力平衡条件分析。
解析:解:(1)由图知,测力计的分度值为0.2N,示数为1.2N;
(2)测量摩擦力的原理是二力平衡,因而必须沿水平方向匀速拉动木块才能使得拉力等于摩擦力。
故答案为:(1)1.2N;(2)沿水平方向匀速拉动木块。点评:本题考查摩擦力的测量,属于中档题。
【解题方法点拨】
测量摩擦力的原理是二力平衡,因而必须沿水平方向匀速拉动木块才能使得拉力等于摩擦力。
14.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。
15.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.
16.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。
17.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。
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.流体压强与流速的关系在生活中的应用
【知识点的认识】
流体压强与流速的关系在生活中的应用:
飞机飞行、喷雾器、汽油发动机的汽化器、球类比赛中的旋转球、跑车上的扰流装置、龙卷风能够把树连根拔起、滑翔伞能在空中掉不下来等。
【命题方向】
考查流体压强与流速的关系在生活中的应用,并会分析其原因。
例:城市建设中,H形地下通道的通风设计是工程重要内容。下图是一种有效且环保节能的地下通道设计方案,当左右两边通道进风时,由于左右两边的不对称设计,会造成左右两边通道的压强差,从而使中间的过道有气流流过,这就是俗称的穿堂风。则地下通道通风时,通道的压强及过道中的穿堂风向为( )
A.右边通道压强大,风从右向左
B.右边通道压强大,风从左向右
C.左边通道压强大,风从右向左
D.左边通道压强大,风从左向右
解析:根据题意可知,左边通道比右边通道宽,且右边通道设计成上凸下平,所以左边通道空气流速慢,压强大,右边通道空气流速快,压强小,在压力差的作用下,风从左边吹向右边,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【解题方法点拨】
①需要区分流体在物体表面不同位置的流速
②理解流体压强与流速的关系是解题的关键
20.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。
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.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。
23.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。
24.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。
25.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。
26.力是否做功的判断
【知识点的认识】
力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离.
我们要注意不做功的三种情况:
(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”.
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”.
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”
【命题方向】
从力做功的必要因素,与之相对的不做功的情况是命题的重点,但是从做功的必要因素也可能直接命题。
例:下列有关力做功的说法中正确的是( )
A.篮球由高处下落重力没有做功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力做了功
C.小车在水平路面前进,重力对小车做了功
D.汽车静止在水平路面上,汽车受到的支持力做了功
分析:做功的两个必要因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
解析:解:A、篮球由高处下落,在重力的方向上通过了距离,重力做了功,故A错误;
B、把水桶从地面上提起来,有力施加在水桶上,水桶在力的方向上通过了距离,所以提水桶的力做了功,故B正确;
C、小车在水平路面前进,重力的方向是竖直向下的,移动的方向是水平的,所以重力没有对小车做功,故C错误;
D、静止在水平桌面上的汽车,没有在支持力的方向上通过距离,所以受到的支持力不做功,故D错误。
故选:B。
点评:掌握力是否做功的判断方法,特别是有力、有距离,力对物体不一定做功,需要深刻理解做功的两个必要因素。
【解题方法点拨】
要理解力做功的必要因素.与之对应的不做功的情况.
27.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.
28.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.
29.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。
30.比较动能的大小
【知识点的认识】
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
【命题方向】
比较不同状态时的动能大小,常结合机械能守恒来考查。
例:如图是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面30cm,小球在A点的动能 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B点的动能。
分析:根据动能和势能的相互转化可以解决此题。小球弹跳的高度会越来越低,这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗,所以小球的机械能一次比一次少。
解析:解:小球在A点的高度和B点的高度相等,质量也没变,根据重力势能的影响因素可知:小球在A、B两点的重力势能相等;
由于小球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳,所以,小球在A、B两位置时机械能的大小不同,A位置的机械能大于B位置时的机械能。因此,在A、B两位置重力势能相等的情况下,A位置的动能大于B位置的动能。
故答案为:大于。
点评:机械能的相互转化过程中是有能量消耗的,这样造成动能和势能的总和会减少;要熟练掌握影响能量大小的因素。
【解题方法点拨】
比较动能大小分为两个方面:①比较质量和速度的大小;②通过机械能守恒来判断不同状态下的动能大小。
31.比较重力势能的大小
【知识点的认识】
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度.物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大.
【命题方向】
比较不同状态时的动能大小,常结合机械能守恒来考查。。
例:两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示。关于初始时的高度和重力势能,下列说法正确的是( )
A.落在A处的篮球初始高度高,初始重力势能大
B.落在B处的篮球初始高度高,初始重力势能大
C.两个篮球初始时的高度和重力势能一样
D.两个篮球初始时的高度和重力势能无法比较大小
分析:对于重力势能,其大小由地球和地面上物体的相对位置决定,物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大;物体由于发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能,弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多;本题是重力势能转化为弹性势能的例子。
解析:解:从高处下落的篮球具有重力势能,高度越高,重力势能越大,当篮球与地面接触时,篮球发生形变,具有弹性势能,这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能,高度越高,篮球的形变量越大,即痕迹面积越大,由图可知,B图的篮球痕迹较大,所以落在B处的篮球的起始重力势能较大,B处的篮球初始高度高。
故选:B。
点评:此题型灵活的考查了重力势能的影响因素,需要运用控制变量法进行探究、比较。
【解题方法点拨】
重力势能与物体的质量和高度有关,不能仅凭单一的质量或高度判断其大小,要综合2个因素进行判断.
32.探究杠杆的平衡条件
【知识点的认识】
实验步骤:
(l)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,其目的是使杠杆的重心落在支点上,从而消除杠杆的重力对平衡的影响。在实验过程中,不允许再旋动两端的螺母。
(2)在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆平衡.支点两边的钩码重力分别是动力F1和阻力F2,用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2。改变力和力臂的数值,多次实验,并将实验数据填入表格。
注意事项:实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂。
实验结论:杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂,可写作F1L1=F2L2。
【命题方向】
考查究杠杆的平衡条件的实验,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“探究杠杆平衡条件”的实验中,使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡,可以将杠杆右侧平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节。
(2)实验时,在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码,调节钩码的位置,使其在水平位置重新平衡,使杠杆在水平位置平衡的目的是便于 测量力臂 。
(3)在杠杆两侧多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如下表。
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是 F1L1=F2L2 。
(4)本次探究经过多次实验的目的是 B 。
A.减小实验误差
B.寻找普遍规律
(5)如图乙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上的同一点C,使杠杆都在水平位置平衡,当弹簧测力计从a位置转到b位置时,其示数会 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
分析:(1)杠杆左端下沉,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移;(2)测量过程中使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小;
(3)杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂;(4)为了得到普遍规律,避免偶然性,实验中应多次测量;
(5)根据杠杆平衡的条件,通过判断力臂的大小关系,可以比较力的大小关系。
解析:解:(1)杠杆左端下沉,应将杠杆重心向右移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节;(2)测量过程中使杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂;
(3)分析表格中的数据知0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm,
1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm,
1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm,
故可得出杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;(4)通过分析表格中数据得到杠杆平衡的普遍规律,所以多次实验的目的是得到杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性,故选:B;
(5)当测力计从a位置转到b位置时,拉力F力臂变小,要保持杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件,因阻力和阻力臂不变,则拉力将变大,即弹簧测力计的示数将变大。
故答案为:(1)右;(2)测量力臂;(3)F1L1=F2L2;(4)B;(5)变大。
点评:本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,包含对杠杆平衡条件的理解、实际操作、实验方法、数据分析等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
【解题方法点拨】
利用科学探究的要素(提出问题;猜想与假设;制定计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.)去探究.
33.杠杆的平衡条件的计算
【知识点的认识】
(1)杠杆平衡条件的表达式:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即动力阻力=阻力臂动力臂
(2)公式的表达式为:F1×l1=F2×l2,即:F1F2=l2l1。
【命题方向】
考查杠杆的平衡条件的计算。
例:如图所示的杠杆每小格的长度相等,质量不计,O为支点,物体A的重力为3N,此时杠杆平衡,下列说法正确的是( )
A.物体B的重力为5N
B.杠杆的动力臂和阻力臂大小相等,是等臂杠杆
C.若B处改用弹簧测力计竖直向下拉,要使杠杆仍然水平平衡,测力计的示数为6N
D.物体A和B都远离支点一格,杠杆仍能保持平衡
分析:(1)根据图可知两力臂是否相等;根据杠杆的平衡条件能计算出杠杆右端的拉力,进而求出B的重力;
(2)根据杠杆平衡条件判断杠杆的平衡。
解析:解:ABC、设每小格的长度为L,由图可知,左侧力的力臂为4L。右侧力的力臂为2L,此时的动力臂和阻力臂是不等的;
由力的作用是相互的和力的平衡条件可知,杠杆左端受到的拉力:FA=GA=3N,故FALA=FBLB,则B的重力:GB=FB=LALB×FA=4L2L×3N=6N,故AB错误、C正确;
D、物体A和物体B都远离支点一格,左端力和力臂的乘积:FALA'=3N×5L,左端力和力臂的乘积:FBLB'=6N×3L,即动力×动力臂≠阻力×阻力臂,因此都远离支点一格,杠杆不平衡,故D错误。
故选:C。
点评:本题考查杠杆平衡条件的应用,正确分析杠杆两端力和力臂乘积的变化是解题的关键。
【解题方法点拨】
动力、动力臂、阻力、阻力臂知道其中任意三个量就可以求出另一个量。注意单位统一。
34.杠杆的分类
【知识点的认识】
(1)杠杆分为三类:
省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离)
费力杠杆(动力臂小于阻力臂,费力省距离)
等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力不费力,不省距离不费距离)
(2)天平是等臂杠杆.关于天平的使用,我们已学过,天平是支点在中间的等臂杠杆,它是根据物体的重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的,天平平衡时,砝码加游码的总质量等于被称物体的质量.
〔3)秤是用来称量物体的质量的工具,它是根据杠杆平衡条件制成的,使用时,可以是等臂杠杆,也可以是不等臂杠杆.
(4)生活中常见的省力杠杆:羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等.
生活中常见的费力杠杆:人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等.
【命题方向】
判断生活中的杠杆式什么杠杆是命题的关键。
例:使用下列简单机械时,一定省力的是( )
A.铡刀和定滑轮
B.撬棒和理发剪刀
C.羊角锤和手推车
D.瓶盖起子和钓鱼竿
分析:对于简单机械来说,如果要求它省力,那么动力臂就一定要大于阻力臂。选项中所列都是生活中常见的简单机械,只有逐一分析它们力臂的大小,才能判断其是否省力,同时还要注意,机械的力臂有时会随着使用方式的不同而变化。
解析:解:A、铡刀通常是省力的,但定滑轮的实质却是等臂杠杆,所以不合题意;
B、撬棒通常是省力的,但理发剪刀一般刀口部分长于刀柄,属费力杠杆,所以不合题意;
C、羊角锤和手推车都有着较长的用力柄,动力臂长于阻力臂,而且相对固定,所以符合题意;
D、瓶盖起子通常是省力的,但钓鱼竿却是典型的费力杠杆,所以不合题意。
故选:C。
点评:判断一种简单机械是否省力,主要看它的力臂的分配,同一种机械在使用方式不同时,它的省力情况也会发生变化。
【解题方法点拨】
解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系.要与生活实际相联系,例如上面的例题由于人的前臂相当于杠杆,动力臂和阻力臂已经固定,且阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆.根据杠杆平衡条件可知:在动力臂和阻力臂确定的情况下,手托起的物体越重,肌肉提供的动力越大,感觉越累.
35.机械效率的概念
【知识点的认识】
(1)概念:有用功跟总功的比值叫做机械效率,通常用百分数表示。
(2)计算公式:用W总表示总功,用W有用表示有用功,用η表示机械效率,则:η=W有用W总。
由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总小于1。
【命题方向】
考查功率和机械效率这两个易混概念与机械效率的基本概念为主以及机械效率的公式。
例:下列说法中正确的是( )
A.功率大的机器做功多
B.功率大的机器做功快
C.机械效率高的机械做的有用功多
D.机械效率高的机械做的额外功少
分析:功率是表示做功快慢的物理量,在数值上等于功与时间的比;机械效率是有用功占总功的百分比,总功是有用功与额外功的和。
解析:解:A、功率在数值上等于功与时间的比,不知道做功的时间,功率大的机器做功不一定多,故A错误;
B、功率是表示做功快慢的物理量,功率大的机器做功快,故B正确;
CD、机械效率高的机械有用功占总功的百分比高,但不能说做的有用功多,其做的额外功也不一定少,故CD错误。
故选:B。
点评:本题主要考查了对功率、机械效率、有用功及额外功概念的理解,属基础题。
【解题方法点拨】
易错点:功率是表示物体做功快慢的物理量,与机械效率是两个完全不同的概念。
理解机械效率的定义,明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。
36.机械效率的比较大小
【知识点的认识】
(1)机械效率由有用功和总功两个因素共同决定,不能理解成:“有用功多,机械效率高”或“总功大,机械效率低”.
(2)当总功一定时,机械做的有用功越多(或额外功越少),机械效率就越高;
(3)当有用功一定时,机械所做的总功越少(或额外功越少),机械效率就越高;
(4)当额外功一定时,机械所做的总功越多(或有用功越多),有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高.
【命题方向】
根据不同的机械判断其机械效率的大小是命题的方向,一般以选择题为主.
例:在实践活动基地,同学们体验使用劳动工具对工作的影响。如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N,忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断不正确的是( )
A.甲方式中车对绳子的拉力为400N
B.乙方式中人对绳子的拉力为210N
C.甲、乙两种方式做的有用功相等
D.甲、乙两种方式的机械效率相等
分析:先分析甲、乙图中滑轮的种类,确定使用滑轮组的特点。忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦:
(1)图甲中使用的是两个定滑轮,车对绳子的拉力F=G;
(2)图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,人对绳子的拉力F乙=12(G+G动);
(3)利用W有=Gh比较甲、乙两种方式做的有用功;
(4)使用定滑轮时不做额外功,使用滑轮组时要提升动滑轮做额外功,据此分析机械效率的关系。
解析:解:A、图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力:F甲=G=400N,故A正确;
B、图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力:F乙=12(G+G动)=12(400N+20N)=210N,故B正确;
C、因为甲、乙两种方式提升物体的重力和高度都相等,所以,由W有=Gh可知,甲、乙两种方式做的有用功相等,故C正确;
D、忽略绳重及摩擦,甲中不做额外功,效率为100%,乙中要提升动滑轮,做额外功,故乙的效率要小于100%,所以甲中滑轮组的机械效率比图乙中的高,故D错误。
故选:D。
点评:本题考查了使用滑轮组绳子拉力、功率的计算、机械效率大小的比较,分析题图确定滑轮组的特点是关键。
【解题方法点拨】
(1)要注意理解功、功率和机械效率的概念,不要误认为功率大的机械,做功就越多,机械效率就越高,或者机械效率高的机械做功就越多.这是一个误区.
(2)判断机械效率的大小,主要根据公式η=W有W总,比值越大机械效率越高.
37.机械效率的简单计算
【知识点的认识】
机械效率的计算公式是:η=W有用W总×100%,其中η代表机械效率,W有用是有用功,W总是总功。这个公式用于计算任何类型的机械系统,无论是滑轮组、斜面、杠杆还是其他类型的机械装置。
滑轮组:①η=W有W总=GℎFs=GnF
②不计绳重、摩擦,η=W有W总=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动;
斜面:η=W有W总=GℎFs
【命题方向】
考查机械效率的简单计算。
例:如图所示,用大小为125N的拉力F通过滑轮组将重为200N的物体匀速提升10cm,用时2s,不计绳重与摩擦,拉力的功率为 12.5 W,滑轮组的机械效率是 80 %。
分析:由图可知n=2,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs得出拉力做的功,根据P=W总t得出拉力的功率;根据W有用=Gh得出有用功,根据η=W有用W总得出滑轮组的机械效率。
解析:解:由图可知n=2,则绳子自由端移动的距离:s=nh=2×10cm=20cm=0.2m,
拉力做的功:W总=Fs=125N×0.2m=25J,
拉力的功率:P=W总t=25J2s=12.5W;
有用功:W有用=Gh=200N×10100m=20J,
滑轮组的机械效率:η=W有用W总=20J25J×100%=80%。
故答案为:12.5;80。
点评:本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率的计算,难度不大。
【解题方法点拨】
根据题目条件先分别求出有用功和总功,再运用公式计算。
38.斜面机械效率的计算
【知识点的认识】
斜面:η=W有W总=GℎFs
【命题方向】
斜面机械效率的计算。
例:如图,小军用沿斜面向上80N的推力,将总重为200N的箱子匀速推到斜面顶端,用时10s。已知斜面高1.5m,长5m。此过程中,小明做的功为 400 J,该斜面的机械效率为 75 %。若仅增大推的箱子的重力,该斜面的机械效率 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
分析:(1)利用W=Fs求出拉力做的功,即总功;利用W=Gh求出有用功,然后利用机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
(2)斜面的有用功是克服物块重力做的功,额外功是克服摩擦做功,若斜面变粗糙,额外功越大,据此分析。
解析:解:小明做的总功为
W总=Fs=80N×5m=400J
克服箱子的重力做的有用功
W有用=Gh=200N×1.5m=300J
斜面的机械效率
η=W有用W总×100%=300J400J×100%=75%
增大箱子的重力,会导致箱子在斜面上运动时受到的摩擦力增大。在斜面倾斜程度不变的情况下,物体在斜面上移动时,其被提升的高度h与斜面长度s之间的比值不变,克服箱子的重力所做有用功与克服摩擦力所做的额外功均按物重增加的比例增大,总功也按相同比例增大,所以斜面的机械效率不变。
故答案为:400;75;不变。
点评:熟练运用功、机械效率的计算公式,是解答此题的关键。
【解题方法点拨】
不管是杠杆、滑轮还是斜面,计算机械效率要抓住功,也就力和距离。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
C
A
C
A
B
A
C
A
D
C
题号
12
答案
D
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