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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3
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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3,共72页。
A.力的大小有关B.力的方向有关
C.力的作用点有关D.物体的运动状态
2.(2025春•越秀区校级期中)如图所示,物体所受重力的示意图正确的是( )
A.沿斜面下滑的木块受到的重力
B.静止在斜面上的木块受到的重力
C.滑雪爱好者以一定的初速度v向平台边缘滑去,在下落过程中受到的重力
D.人受到的重力
3.(2025春•番禺区期末)一个正在做匀速圆周运动的物体,若它所受的一切力都同时消失,那么它将( )
A.沿某一方向做匀速直线运动
B.慢慢减速,最后停止运动
C.继续做匀速圆周运动
D.沿某一方向做加速直线运动
4.(2025•南沙区二模)如图1,列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,忽略桌面对小球b及空气的摩擦影响。列车启动时,图2画出的四种情况中可能出现的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
5.(2025春•番禺区期末)北极熊通过薄冰时,会趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图甲所示。越过薄冰到达陆地,再变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.减小冰面单位面积上受到的压力
B.减小惯性
C.减小受到的支持力
D.减小冰面的摩擦力
6.(2025春•黄埔区期末)如图所示,小明制作了一个简易活塞式抽水机,下列说法正确的是( )
A.图中玻璃球的作用是为了防止水流入瓶内
B.为了方便活塞在瓶内移动,活塞的直径应远小于瓶子直径
C.向上提活塞时,活塞下方气压减小,外界大气压将水压入瓶内
D.向下压活塞时,阀门处于关闭状态
7.(2025•越秀区校级二模)如图所示,甲、乙是体积相同且不吸水的小球,它们都浸没在水中,且处于静止状态.其中,甲受到绳子的拉力为零。下列判断一定正确的是( )
A.甲受到的浮力比乙的大
B.甲排开液体的重力等于乙的
C.甲受到的重力比乙的小
D.若将绳子剪掉后,甲会上浮,且最终漂浮
8.(2025春•南沙区校级月考)三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行,图中的船均处于平衡状态,则( )
A.甲图中M、N点处的液体压强相等
B.甲、乙两图中M点的液体压强不等
C.阀门H打开后,浮筒上升的高度等于轮船下降的高度
D.乙图中船受到的浮力小于船的重力
9.(2025•越秀区校级二模)如图所示,小伟乘坐的1号观光电梯以速度v1匀速上升,小朱乘坐的2号电梯以速度v2匀速上升,且v2>v1。图中所示时刻两人的重力势能刚好相等。下列说法正确的是( )
A.此刻小朱的动能一定大于小伟的动能
B.此刻小朱的动能一定小于小伟的动能
C.以小朱为参照物,小伟是向上运动
D.以小朱为参照物,小伟是向下运动
10.(2025春•白云区期末)如图是小白在水平地面搬箱子的过程,小白对箱子做功的是( )
A.蓄力准备阶段B.搬起上升阶段
C.站立静止阶段D.水平前行阶段
11.(2024秋•越秀区校级月考)如图,重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接,绕O转动时,棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止,则( )
A.F1=G
B.F1•OA=G•OB
C.若F1为杠杆的动力,G为杠杆的阻力,此杠杆为费力杠杆
D.若将竖直拉力移到C点棒仍静止,此时拉力记为F2,则F1=F2
12.(2024秋•增城区校级期末)如图,小明在匀速水平移动和匀速竖直提升重为10N的物体M时分别进行了以下操作,甲没有使用机械,乙、丙、丁使用了机械(绳长不变),并测得拉力如表所示,则( )
A.乙的机械效率比丁的小
B.丙、丁的机械效率相同
C.使用机械乙、丙、丁都不省力
D.测得的数据无法算出乙、丙、丁的机械效率
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•白云区期中)如图是小明探究重力方向的实验装置,将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向 (变化、不变);剪断悬线OA.观察小球下落的方向是 ;若将上述实验搬到太空中的宇宙飞船里进行,观察到的现象会 (相同、不同)。
14.(2025春•越秀区校级期中)如图所示,这是机场内正在水平匀速运行的传送带,行李箱与传送带均无相对滑动。某时刻传送带与行李箱的俯视图如图所示,则此时行李箱甲 (选填“有”、“没有”)受到摩擦力,行李箱 处于非平衡状态(选填“甲”、“乙”),理由是 。
15.(2025春•越秀区校级期中)如图是为纪念老红军谢宝金携带一台68kg的发电机完成长征而立的铜像。
(1)假设你双肩背最重的书包是10kg,绳索与谢宝金双肩受力面积约为书包带与你双肩受力面积的一半,则绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重书包时所受压强的 倍。
(2)过草地时,为了使发电机不会陷入泥泞的草地之中,同时又不破坏发电机的结构和功能,可以通过 (选填“减少压力”、“增大受力面积”)的方法来减少发电机对草地的压强。
16.(2024•黄埔区模拟)(1)如图所示,同一小球分别静止在甲、乙两种不同液体中(两容器相同),甲、乙液体密度分别为ρ甲、ρ乙,则ρ甲 ρ乙;甲、乙对容器底部的压强分别为p甲、p乙,则p甲 p乙;甲、乙对容器底部的压力分别为F1、F2,则F1 F2(以上均选填“>”、“=”或“<”);
(2)如图丙所示,塑料管两端开口,吹气时,A点的空气流速大于B点的,A点的气压 B点的气压;用气压计测出B点的气压是9.0×104Pa,B点的气压值 10m高的静止水柱所产生的压强,水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg(以上两空均选填“>”、“=”或“<”)。
17.(2025春•增城区期末)弹簧公仔由原长为l0的弹簧将其头部、脚部连接组成,脚部固定在水平台面,如图甲,现沿竖直方向将头部拉伸至点A后静止释放,头部向下运动至B点时弹簧长度为l0,此过程中,头部速度随时间的变化图象如图丙。(忽略空气阻力,g取10N/kg)
(1)小明利用电子秤测量了头部的质量为50g,则其所受重力大小为 N;
(2)在此过程中,头部的动能 ,重力势能 ,机械能 (以上三空选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)头部下降至最低点后再次弹起,并上升至最高点C,则C点 比A点高(选填“可能”或“不可能”)。
18.(2025春•天河区校级月考)为方便残疾人上下台阶,很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较,可以 (选填“省力”“省功”或“省距离”)。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处,沿斜面所用的推力为200N,则在此过程中推力做的功为 J,克服人和轮椅重力做的功为 J,楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为 J。斜面的机械效率为 。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•广州期中)为制作弹簧测力计,某物理实验小组利用甲、乙两根不同的弹簧进行测量,如表所示为实验时所记录的数据。
(1)请根据表格数据,在以弹簧的伸长的长度x为纵坐标、拉力F为横坐标的直角坐标系中描点,并连线作出甲弹簧的x﹣F关系图像;
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同。若甲弹簧的刻度如图A。
①由图知A弹簧的量程是4N,B弹簧的量程应是 N;
②B弹簧的分度值是 N。
(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,现为探究在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验如下:
①将一根弹簧剪成长度 (选填“相同”“不同”)的两段。
②分别用大小 (选填“相同”“不同”)的力拉两弹簧,然后比较弹簧伸长的长度。
20.(2025春•增城区校级月考)物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图1所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。已知相同时间内流过三个管道的气体体积相同,管道的横截面积越小,管中的气体流速越快。老师将抽气机与A管左端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p﹣t图象如图2所示。
(1)在抽气过程中,实验室的大气压为 Pa;4~10s时, 塑料管中的气体流速最快,图像①是 塑料管中的气体压强随时间变化的图像(后两空均选填“A”、“B”或“C”);
(2)某地下商城的两条通道,由中间的过道连通,两条通道入口处有相等风速的自然风吹入,为解决过道的通风问题,技术员利用流体压强与流速的关系,设计了以下几种方案,如图3所示,黑色部分为墙面凸出部分,M是安装在过道顶的换气扇,其中兼顾通风效果与节能环保的方案是 (填字母序号)。
21.(2025春•广州期中)如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧弹力F随时间t变化的图像,用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图像,如图乙。
(1)从下落到接触弹簧过程中小球重力势能 ,动能 ,从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中小球动能 (均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
(2)小球的机械能在 (选填“t1”、“t2”或“t3”)时刻最大。
(3)小球的质量为 kg。
(4)由图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,此时小球处于 态。(选填“平衡”或“非平衡”)
四.计算题(共2小题)
22.(2024春•增城区校级期中)如图所示,平底铁桶的底面积为100cm2,往桶里倒入10kg的水,水的深度为20cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
23.(2024•南沙区一模)如图所示,在10s内,阿撞用绳a把重100N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点;阿萌用绳b以平行于斜面的100N拉力把重也为100N的物体乙沿斜面从C点拉至与B点等高的D点。A、B之间的高度差H为1.2m,C、D之间的距离为2.5m。求:
(1)此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB;
(2)绳a对甲的拉力做功的功率;
(3)此过程中绳b对乙的拉力所做的功WCD;
(4)该斜面的机械效率。
2025-2026学年上学期广州初中物理九年级开学模拟卷3
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•广州期中)小华用矿泉水瓶做验证实验:他用水平力轻轻推动底部时,瓶子沿桌面平稳移动;当用水平力轻推瓶盖时,瓶子翻了。他验证的是力的作用效果与( )
A.力的大小有关B.力的方向有关
C.力的作用点有关D.物体的运动状态
【考点】影响力的作用效果的因素;力可以改变物体的运动状态.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】C
【分析】力的作用效果由力的大小、方向、作用点决定,分析图示情景,然后根据图示情景分析答题。
【解答】解:用水平力推动底部时,瓶子沿桌面平稳地移动;当用水平力轻推瓶盖时,瓶子翻了;
两种情况下,推力的作用点不同,力的作用效果不同,这表明力的作用效果与力的作用点有关。
故选:C。
【点评】本题考查了影响力的作用效果的因素,知道力的三要素、找出图示情景的异同即可正确答题。
2.(2025春•越秀区校级期中)如图所示,物体所受重力的示意图正确的是( )
A.沿斜面下滑的木块受到的重力
B.静止在斜面上的木块受到的重力
C.滑雪爱好者以一定的初速度v向平台边缘滑去,在下落过程中受到的重力
D.人受到的重力
【考点】重力的示意图.
【专题】应用题;作图题;运动和力;应用能力.
【答案】C
【分析】形状规则、质地分布均匀的物体,重力的作用点在物体的几何中心,重力的方向是竖直向下的,据此对各个选项逐一分析。
【解答】解:A、重力的方向是竖直向下的,而图中重力的方向垂直于斜面向下,故A错误;
B、重力的作用点在重心,重力的方向是平行斜面向下的,故B错误;
C、重力的作用点在球心,重力的方向是竖直向下的,故C正确;
D、重力的方向总是竖直向下的,实质就是相对于人所站的地球位置竖直向下,即方向指向地球的重心,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查重力示意图的掌握情况,牢记重力的方向总是竖直向下的。
3.(2025春•番禺区期末)一个正在做匀速圆周运动的物体,若它所受的一切力都同时消失,那么它将( )
A.沿某一方向做匀速直线运动
B.慢慢减速,最后停止运动
C.继续做匀速圆周运动
D.沿某一方向做加速直线运动
【考点】牛顿第一定律的应用.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】A
【分析】根据牛顿定律进行分析,即物体在不受任何外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,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,速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是运动状态,当外力突然消失,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将做保持原来的速度做匀速直线运动,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
4.(2025•南沙区二模)如图1,列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,忽略桌面对小球b及空气的摩擦影响。列车启动时,图2画出的四种情况中可能出现的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【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:列车停在平直轨道上,车厢中小球b静止,列车启动后,车厢由于受到牵引力的作用改变了运动状态,忽略桌面对b的摩擦及空气的影响,在水平方向上没有受到力的作用,小球由于具有惯性保持静止,即小球b相对于路灯a的位置不发生改变,观察四个选项中的图,可知A选项正确,BCD选项错误。
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春•番禺区期末)北极熊通过薄冰时,会趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图甲所示。越过薄冰到达陆地,再变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.减小冰面单位面积上受到的压力
B.减小惯性
C.减小受到的支持力
D.减小冰面的摩擦力
【考点】减小压强.
【专题】压强、液体的压强;理解能力.
【答案】A
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;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。
【解答】解:北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,压强是单位面积上受到的压力,即减小冰面单位面积上受到的压力,故A正确、BCD错误。
故选:A。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
6.(2025春•黄埔区期末)如图所示,小明制作了一个简易活塞式抽水机,下列说法正确的是( )
A.图中玻璃球的作用是为了防止水流入瓶内
B.为了方便活塞在瓶内移动,活塞的直径应远小于瓶子直径
C.向上提活塞时,活塞下方气压减小,外界大气压将水压入瓶内
D.向下压活塞时,阀门处于关闭状态
【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;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压工作的。为了防止压下和提取活塞时漏气,导致瓶内气压等于外界大气压而无法吸水,则活塞与瓶壁间应保持密封,收由此可知它们直径大小关系;当活塞到达出水口时,瓶内水面上方气压等于外界大气压,为了防止瓶内的水从下端流回去,可利用活动的物体堵住进水口,由此可知玻璃球的作用;
(2)抽水过程中,向下压活塞时,阀门打开,排出活塞下方的空气,向上提活塞时,由于瓶内气压小于外界大气压,外界大气压将水压入瓶内。
【解答】解:AB、活塞式抽水机是利用大气压工作的。为了防止压下和提取活塞时漏气,导致瓶内气压等于外界大气压而无法吸水,则活塞与瓶壁间应保持密封,故活塞的直径应等于瓶子直径,故B错误;
当活塞到达出水口时,瓶内水面上方气压等于外界大气压,为了防止瓶内的水从下端流回,可利用活动的物体堵住进水口,故玻璃球的作用是为了从下端流回去,故A错误;
CD、抽水过程中,向下压活塞时,阀门打开,排出活塞下方的空气,向上提活塞时,由于瓶内气压小于外界大气压,外界大气压将水压入瓶内,故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题考查大气压的利用及活塞式抽水机的工作过程,难度一般。
7.(2025•越秀区校级二模)如图所示,甲、乙是体积相同且不吸水的小球,它们都浸没在水中,且处于静止状态.其中,甲受到绳子的拉力为零。下列判断一定正确的是( )
A.甲受到的浮力比乙的大
B.甲排开液体的重力等于乙的
C.甲受到的重力比乙的小
D.若将绳子剪掉后,甲会上浮,且最终漂浮
【考点】阿基米德原理的定性分析;物体浮沉条件.
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)根据F浮=ρ液gV排可判断两球所受浮力的大小;
(2)根据物体沉浮条件可判断两球所受重力的大小。
【解答】解:AB、因为甲、乙是体积相同且不吸水的两个小球,它们都浸没在水中,则排开水的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,两球受到浮力相等,甲排开液体的重力等于乙的排开的液体的重力,故A错误、B正确;
C、甲球受到绳子的拉力为零,由二力平衡条件可知甲球受到的浮力等于自身的重力,即F浮甲=G甲;虽然乙球与容器底接触,但乙球可能沉底,也可能处于悬浮状态,则乙球受到的浮力可能小于自身的重力,也可能等于自身的重力,即F浮乙≤G乙;又因为两球受到浮力相等,所以,可能甲受到的重力比乙的小,也可能甲、乙受到的重力相等,故C错误;
D、若将绳子剪掉后,若甲的重力等于其受到的浮力,则甲会保持静止状态,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理、浮沉条件的应用,关键是知道利用F浮=ρ液gV排比较浮力的大小。
8.(2025春•南沙区校级月考)三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行,图中的船均处于平衡状态,则( )
A.甲图中M、N点处的液体压强相等
B.甲、乙两图中M点的液体压强不等
C.阀门H打开后,浮筒上升的高度等于轮船下降的高度
D.乙图中船受到的浮力小于船的重力
【考点】物体浮沉条件;液体压强的大小比较;船闸工作原理.
【专题】浮力;应用能力.
【答案】B
【分析】A、甲图中M、N点处的深度不同,由公式p=ρ液gh可知M、N点处的液体压强是否相等;
B、图中,阀门H打开,闸室和上游水道构成连通器,水从上游流向闸室,故乙图中M点所处的深度变大,根据公式p=ρ液gh可知甲、乙两图中M点的液体压强是否相等;
C、阀门H打开后,浮筒所在区域的底面积与轮船所在区域的底面积不同,据此分析浮筒上升的高度是否等于轮船下降的高度;
D、乙图中船处于漂浮状态,受到的浮力等于船的重力。
【解答】解:A、甲图中M、N点处的深度不同,由公式p=ρ液gh可知M、N点处的液体压强不相等,故A错误;
B、图中,阀门H打开,闸室和上游水道构成连通器,水从上游流向闸室,故乙图中M点所处的深度变大,根据公式p=ρ液gh可知甲、乙两图中M点的液体压强不等,故B正确;
C、阀门H打开后,浮筒所在区域的底面积与轮船所在区域的底面积本题,故浮筒上升的高度不等于轮船下降的高度,故C错误;
D、乙图中船处于漂浮状态,受到的浮力等于船的重力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查连通器、液体压强公式的运用及浮力的知识,是一道综合题。
9.(2025•越秀区校级二模)如图所示,小伟乘坐的1号观光电梯以速度v1匀速上升,小朱乘坐的2号电梯以速度v2匀速上升,且v2>v1。图中所示时刻两人的重力势能刚好相等。下列说法正确的是( )
A.此刻小朱的动能一定大于小伟的动能
B.此刻小朱的动能一定小于小伟的动能
C.以小朱为参照物,小伟是向上运动
D.以小朱为参照物,小伟是向下运动
【考点】比较动能的大小;物体相对运动的判断.
【专题】应用题;长度、时间、速度;机械能及其转化;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)重力势能的影响因素:质量和高度;动能的影响因素:质量和速度。根据两人的重力势能,判断两人的质量关系,从而判断两人的动能大小;
(2)研究对象相对于参照物的位置发生变化时,研究对象是运动的,若位置未发生变化,研究对象的是静止的。
【解答】解:(1)由图知,小朱高度大于小伟高度,两人重力势能相等,所以小朱质量小于小伟质量,由题知,小朱速度大于小伟,所以无法判断两个动能大小,故AB错误;
(2)由题知,两人都向上运动,因为v2>v1,所以以小朱为参照物,小伟向下运动,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查运动和静止的相对性以及动势能影响因素的认识和理解,难度不大。
10.(2025春•白云区期末)如图是小白在水平地面搬箱子的过程,小白对箱子做功的是( )
A.蓄力准备阶段B.搬起上升阶段
C.站立静止阶段D.水平前行阶段
【考点】力是否做功的判断.
【专题】应用题;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】B
【分析】做功的两个必要因素: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;二者缺一不可。据此分析判断。
【解答】解:A、蓄力准备阶段,箱子受到小白力的作用,但没有在力的方向上移动距离,小白对箱子没有做功,故A错误;
B、搬起上升阶段,箱子受到小白力的作用,并在力的方向上移动一段距离,小白对箱子做功,故B正确;
C、站立静止阶段,箱子受到小白力的作用,但没有在力的方向上移动距离,小白对箱子没有做功,故C错误;
D、水平前行阶段,箱子受到小白的作用力是竖直向上,移动的方向是水平的,小白对箱子没有做功,故D错误。
故选:B。
【点评】明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
11.(2024秋•越秀区校级月考)如图,重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接,绕O转动时,棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止,则( )
A.F1=G
B.F1•OA=G•OB
C.若F1为杠杆的动力,G为杠杆的阻力,此杠杆为费力杠杆
D.若将竖直拉力移到C点棒仍静止,此时拉力记为F2,则F1=F2
【考点】杠杆的平衡条件的计算;杠杆的分类.
【答案】A
【分析】(1)根据图示可知,杠杆受到的动力竖直向上,阻力为杠杆的自重,作用点为A点,方向竖直向下,据此可知动力臂与阻力臂的关系,从而得出动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系;
(2)杠杆的分类:当动力臂大于阻力臂时,为省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,为费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,为等臂杠杆;
(3)将竖直拉力移到C点时,根据图示可知动力臂的变化,根据杠杆平衡条件可知动力的变化。
【解答】解:AB、由图示可知,杠杆受到的动力竖直向上,阻力为杠杆的自重,方向竖直向下,作用点都在A点,因此动力臂等于阻力臂,都为OB,则有:F1×OB=G×OB,故F1=G,故A正确,B错误;
C、若F1为杠杆的动力,G为杠杆的阻力,则动力臂等于阻力臂,因此杠杆为等臂杠杆,故C错误;
D、若将竖直拉力移到C点,显然动力臂变大,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可得,要使棒仍静止,需减小动力,因此F1>F2,故D错误。
故选:A。
【点评】此题是有关杠杆的动态平衡分析,考查了杠杆平衡条件的应用以及杠杆的分类,关键能从图中判断出动力、动力臂、阻力、阻力臂的变化。
12.(2024秋•增城区校级期末)如图,小明在匀速水平移动和匀速竖直提升重为10N的物体M时分别进行了以下操作,甲没有使用机械,乙、丙、丁使用了机械(绳长不变),并测得拉力如表所示,则( )
A.乙的机械效率比丁的小
B.丙、丁的机械效率相同
C.使用机械乙、丙、丁都不省力
D.测得的数据无法算出乙、丙、丁的机械效率
【考点】机械效率的比较大小;滑轮、滑轮组机械效率的计算;简单机械省力情况的比较.
【专题】功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)比较有用功和总功的大小,从而判定机械效率的大小;
(2)根据滑轮组的特点分析省力情况。
【解答】解:A、甲图中拉力是2N,物体匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,甲图中物体受到的摩擦力f甲=F甲=2N,乙图中水平面相同,压力相同,摩擦力不变,摩擦力f乙=f甲=2N,乙图中滑轮是动滑轮,机械效率为η乙=W有乙W总乙=f乙sF乙×2s=f乙2F乙=2N2×5N=20%,丁图中滑轮是动滑轮,机械效率为η丁=W有丁W总丁=GℎF丁s=GℎF丁×2ℎ=G2F丁=10N2×6N≈83%,乙的机械效率比丁的小,故A正确;
B、丙图中滑轮是定滑轮,丁图中滑轮是动滑轮,有用功相同时,丙图中额外功较小,机械效率较大,故B错误;
C、物体的重力是10N,丙图中拉力是11N,不省力,丁图中拉力是6N,省力,乙图中摩擦力是2N,乙图中拉力是5N,不省力,故C错误;
D、可以根据机械效率的公式算出乙、丙、丁的机械效率,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了使用定滑轮和动滑轮机械效率的计算,属于综合题。
二.填空题(共6小题)
13.(2025春•白云区期中)如图是小明探究重力方向的实验装置,将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角a,会观察到悬线OA的方向 不变 (变化、不变);剪断悬线OA.观察小球下落的方向是 竖直向下 ;若将上述实验搬到太空中的宇宙飞船里进行,观察到的现象会 不同 (相同、不同)。
【考点】重力的方向总是竖直向下.
【专题】定性思想;重力、弹力、摩擦力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据重力的方向总是竖直向下的;
(2)太空中的宇宙飞船里物体处于失重状态。
【解答】解:
(1)重力的方向总是竖直向下的,所以,逐渐改变木板M与桌面的夹角a时,悬线OA由于受重力的作用就保持竖直方向不变;
(2)剪断悬线OA,小球在竖直向下的重力的作用下就会竖直向下运动;
(3)太空中的宇宙飞船里物体处于失重状态,故将实验搬到太空中的宇宙飞船里进行观察到的现象会不同。
故答案为:(1)不变;(2)竖直向下;(3)不同。
【点评】此题是对重力方向的一个考查,只要掌握重力的方向总是竖直向下的,太空中物体处于失重状态,难度不大。
14.(2025春•越秀区校级期中)如图所示,这是机场内正在水平匀速运行的传送带,行李箱与传送带均无相对滑动。某时刻传送带与行李箱的俯视图如图所示,则此时行李箱甲 没有 (选填“有”、“没有”)受到摩擦力,行李箱 乙 处于非平衡状态(选填“甲”、“乙”),理由是 行李箱乙在传送带转弯处,行李箱乙运动的方向在变化,处于非平衡状态 。
【考点】摩擦力的产生条件;平衡状态的判断.
【专题】运动和力;重力、弹力、摩擦力;应用能力.
【答案】甲;乙;行李箱乙在传送带转弯处,行李箱乙运动的方向在变化,处于非平衡状态。
【分析】(1)利用摩擦力产生的条件进行分析。
(2)平衡状态指的是物体做匀速直线运动,或者静止状态。
【解答】解:行李箱甲在水平传送带上与传送带一起做匀速直线运动,行李箱甲与传送带之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以行李箱甲不受摩擦力的作用。
平衡状态指的是物体做匀速直线运动,或者静止状态,行李箱乙在传送带转弯处,行李箱乙运动的方向在变化,处于非平衡状态。
故答案为:甲;乙;行李箱乙在传送带转弯处,行李箱乙运动的方向在变化,处于非平衡状态。
【点评】本题考查摩擦力产生的条件和平衡状态,难度不大。
15.(2025春•越秀区校级期中)如图是为纪念老红军谢宝金携带一台68kg的发电机完成长征而立的铜像。
(1)假设你双肩背最重的书包是10kg,绳索与谢宝金双肩受力面积约为书包带与你双肩受力面积的一半,则绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重书包时所受压强的 13.6 倍。
(2)过草地时,为了使发电机不会陷入泥泞的草地之中,同时又不破坏发电机的结构和功能,可以通过 增大受力面积 (选填“减少压力”、“增大受力面积”)的方法来减少发电机对草地的压强。
【考点】压强的公式的应用;减小压强.
【专题】压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)13.6;(2)增大受力面积。
【分析】(1)假设你双肩背最重的书包是10kg,绳索与谢宝金双肩受力面积约为书包带与你双肩受力面积的一半,根据n=pp′=FSF′S′=GSG′S′=mgSm′gS′=mm′×S′S得出则绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重书包时所受压强的倍数。
(2)过草地时,为了使发电机不会陷入泥泞的草地之中,同时又不破坏发电机的结构和功能,可以通过增大受力面积的方法来减少发电机对草地的压强。
【解答】解:(1)假设你双肩背最重的书包是10kg,绳索与谢宝金双肩受力面积约为书包带与你双肩受力面积的一半,则绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重书包时所受压强的倍数n=pp′=FSF′S′=GSG′S′=mgSm′gS′=mm′×S′S=68kg10kg×21=13.6。
(2)过草地时,为了使发电机不会陷入泥泞的草地之中,同时又不破坏发电机的结构和功能,可以通过增大受力面积的方法来减少发电机对草地的压强。
故答案为:(1)13.6;(2)增大受力面积。
【点评】本题考查压强的计算,是一道综合题。
16.(2024•黄埔区模拟)(1)如图所示,同一小球分别静止在甲、乙两种不同液体中(两容器相同),甲、乙液体密度分别为ρ甲、ρ乙,则ρ甲 > ρ乙;甲、乙对容器底部的压强分别为p甲、p乙,则p甲 > p乙;甲、乙对容器底部的压力分别为F1、F2,则F1 > F2(以上均选填“>”、“=”或“<”);
(2)如图丙所示,塑料管两端开口,吹气时,A点的空气流速大于B点的,A点的气压 < B点的气压;用气压计测出B点的气压是9.0×104Pa,B点的气压值 < 10m高的静止水柱所产生的压强,水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg(以上两空均选填“>”、“=”或“<”)。
【考点】物体浮沉条件;压力的比较大小;液体压强的公式及计算;液体压强的大小比较;流体压强与流速的关系.
【专题】压强、液体的压强;浮力;实验基本能力.
【答案】>;>;>;<;<。
【分析】(1)根据p=ρ液gh判断液体密度的大小关系;
(2)流体在流速小的位置压强大;根据p=ρgh得出水柱的高度大小关系。
【解答】(1)由图得,球在甲中漂浮,在乙中悬浮,根据物体的浮沉条件可知ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,
则ρ甲>ρ乙;甲、乙液体的高度相同,由p=ρgh得p甲>p乙;由p=FS得F1>F2。
(2)塑料管两端开口,吹气时,A 点的空气流速大于B 点,由流体流速越快,流体压强越小得,A点的气压<B 点的气压。
10m 高的静止水柱所产生的压强
p水=ρ水gℎ水=1×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa
则B点的气压值<10m 高的静止水柱所产生的压强。
故答案为:>;>;>;<;<。
【点评】本题考查了液体压强公式及流体压强与流速关系的运用,要注意分清题干中的有用条件和干扰条件。
17.(2025春•增城区期末)弹簧公仔由原长为l0的弹簧将其头部、脚部连接组成,脚部固定在水平台面,如图甲,现沿竖直方向将头部拉伸至点A后静止释放,头部向下运动至B点时弹簧长度为l0,此过程中,头部速度随时间的变化图象如图丙。(忽略空气阻力,g取10N/kg)
(1)小明利用电子秤测量了头部的质量为50g,则其所受重力大小为 0.5 N;
(2)在此过程中,头部的动能 变大 ,重力势能 变小 ,机械能 不变 (以上三空选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)头部下降至最低点后再次弹起,并上升至最高点C,则C点 不可能 比A点高(选填“可能”或“不可能”)。
【考点】动能大小与速度的关系;重力势能大小与高度的关系;机械能的守恒;重力的计算.
【专题】机械能及其转化;分析、综合能力.
【答案】(1)0.5;(2)变大;变小;不变;(3)不可能。
【分析】(1)根据G=mg计算重力;
(2)动能与质量和速度有关,结合图像分析;重力势能与质量和高度有关,弹性势能与弹性强度和弹性形变大小有关。
(3)根据机械能守恒分析。
【解答】解:(1)头部的质量为50g,则其所受重力大小G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;
(2)此过程中,头部速度随时间的变化图象如图丙,速度不断变大,质量不变,故动能变大,而高度减小,故重力势能减小,忽略空气阻力,机械能守恒,故不变;
(3)头部下降至最低点后再次弹起,并上升至最高点C,如果没有阻力等,机械能守恒,最大上升到A点,故C点不可能比A点高。
故答案为:(1)0.5;(2)变大;变小;不变;(3)不可能。
【点评】本题考查机械能及其转化,属于中档题。
18.(2025春•天河区校级月考)为方便残疾人上下台阶,很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较,可以 省力 (选填“省力”“省功”或“省距离”)。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处,沿斜面所用的推力为200N,则在此过程中推力做的功为 1600 J,克服人和轮椅重力做的功为 1200 J,楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为 0 J。斜面的机械效率为 75% 。
【考点】斜面机械效率的计算;功的简单计算;斜面及其应用.
【专题】简单机械;功、功率、机械效率;应用能力.
【答案】省力;1600;1200;0;75%
【分析】使用斜面可以省力,且高度一定时,斜面越长越省力;由功的原理可知,使用任何机械都不省功;
根据W=Fs求推力做的功,即总功;根据W=Gh求克服人和轮椅总重力做的有用功;根据η=W有W总求斜面的机械效率;根据做功的条件判断支持力对轮椅做的功。
【解答】解:使用斜面可以省力,且高度一定时,斜面越长越省力。专用通道和楼梯都属于斜面,由图可知,专用通道更长,所以和直接上台阶相比较,沿专用通道可以省力,但费距离,同时由功的原理可知,使用任何机械都不省功;
推力所做的功,即总功:W总=Fs=200N×8m=1600J,
克服人和轮椅重力做的功,即有用功:W有=Gh=600N×2m=1200J,
斜面的机械效率:η=W有W总×100%=1200J1600J×100%=75%;
楼梯斜面的支持力垂直斜面向上,与轮椅移动的方向垂直,因此支持力对轮椅不做功,即做功为0J。
故答案为:省力;1600;1200;0;75%。
【点评】本题考查斜面的应用和功、机械效率的计算,难度一般。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2025春•广州期中)为制作弹簧测力计,某物理实验小组利用甲、乙两根不同的弹簧进行测量,如表所示为实验时所记录的数据。
(1)请根据表格数据,在以弹簧的伸长的长度x为纵坐标、拉力F为横坐标的直角坐标系中描点,并连线作出甲弹簧的x﹣F关系图像;
(2)如图所示的A、B两弹簧测力计分别使用了甲、乙两弹簧,它们的外壳相同,刻度线分布情况相同。若甲弹簧的刻度如图A。
①由图知A弹簧的量程是4N,B弹簧的量程应是 2 N;
②B弹簧的分度值是 0.1 N。
(3)经实验探究发现:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,现为探究在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验如下:
①将一根弹簧剪成长度 不同 (选填“相同”“不同”)的两段。
②分别用大小 相同 (选填“相同”“不同”)的力拉两弹簧,然后比较弹簧伸长的长度。
【考点】探究弹簧测力计的测力原理.
【专题】重力、弹力、摩擦力;分析、综合能力.
【答案】(1)见解析;(2)①2;②0.1;(3)①不同;②相同。
【分析】(1)根据表格数据描点连线得出图像;
(2)根据拉力F=4N时与甲弹簧伸长的长度相同时乙弹簧对应的拉力即为B弹簧测力计的量程;
根据量程和总刻度线的格数求出分度值;
(3)由题意可知:在拉力相同的情况下,弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长(弹簧不受外力时的长度)等均有关系,并且由题中表一和表二数据可知,弹簧伸长的长度还与弹簧所受的拉力有关,因此要证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关时采用控制变量法,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长。
【解答】解:(1)根据表格描点,连线得出甲弹簧的x﹣F关系图像,如图所示:
(2)拉力F=4N时甲弹簧伸长的长度ΔL=10cm﹣6cm=4cm,伸长相同长度时乙弹簧对应的拉力为2N,故B弹簧的量程应是2N;由图B弹簧测力计可知:在0~2N之间共分20格,则分度值为2N20=0.1N;
(3)证实弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系,设计实验时要采用控制变量法,需要控制弹簧的材料、粗细、所受拉力相同,只改变弹簧的原长,要控制弹簧的材料、粗细相同可以取同一根弹簧来做实验,再将弹簧截成长度不同的两段,就可以改变弹簧的原长,并分别用大小相同的力拉两根弹簧,就可以控制弹簧所受的拉力相同,最后比较弹簧伸长长度的关系。
故答案为:(1)见解析;(2)①2;②0.1;(3)①不同;②相同。
【点评】本题即考查学生分析实验数据的能力又考查学生应用获取的信息解决问题的能力,还考查学生利用控制变量法设计实验的能力。
20.(2025春•增城区校级月考)物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图1所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。已知相同时间内流过三个管道的气体体积相同,管道的横截面积越小,管中的气体流速越快。老师将抽气机与A管左端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的p﹣t图象如图2所示。
(1)在抽气过程中,实验室的大气压为 1.013×105 Pa;4~10s时, A 塑料管中的气体流速最快,图像①是 C 塑料管中的气体压强随时间变化的图像(后两空均选填“A”、“B”或“C”);
(2)某地下商城的两条通道,由中间的过道连通,两条通道入口处有相等风速的自然风吹入,为解决过道的通风问题,技术员利用流体压强与流速的关系,设计了以下几种方案,如图3所示,黑色部分为墙面凸出部分,M是安装在过道顶的换气扇,其中兼顾通风效果与节能环保的方案是 B (填字母序号)。
【考点】探究流体压强与流速的关系.
【答案】(1)1.013×105、A、C
(2)B
【分析】(1)根据流体压强与流速的关系来判断,接合图2可以得出答案
(2)过道有风,两通道压强不等,这样过道有风,通过图判断二侧压强关系求解
【解答】(1):①由图2可知,当t=0时,管内气压和大气压相等,为101.3KPa=1.013×105Pa,②:由题意“已知相同时间内流过三个管道的气体体积相同,管道的横截面积越小,管中的气体流速越快”可知,A管横截面积小,流速最快,③:图像1中压强最大,由流体压强与流速的关系知,流速越慢的地方,压强越大,C管横截面积最大,流速最慢,压强最大满足条件,所以选C
(2):要想过道通风,要求通道两侧压强不同即可,图A中,通道中风速一样,两侧通道压强相等,所以过道无风通过A选项错误。图B中,右侧通道墙面凸出部分,空气流过凸出部分时空气流速变大,压强变小,这样右侧通道压强小,左内是通道压强大,所以风会从左侧通过过道流入右侧,使通道通风,满足条件,所以选B。C中两通道都有凸出部分,空气流速两相等,二侧无压强差,不能行成风。D图中安装了换气扇,方案可行,但不满足节能条件。综上所述,答案选B。
【点评】本题考到流体压强与流速的关系,要求学生会灵活运用结论来解决实际问题。
21.(2025春•广州期中)如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧弹力F随时间t变化的图像,用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图像,如图乙。
(1)从下落到接触弹簧过程中小球重力势能 减小 ,动能 增大 ,从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中小球动能 先增大后减小 (均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
(2)小球的机械能在 t1 (选填“t1”、“t2”或“t3”)时刻最大。
(3)小球的质量为 5 kg。
(4)由图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,此时小球处于 非平衡 态。(选填“平衡”或“非平衡”)
【考点】机械能的概念;重力的计算;平衡状态的判断;力与运动的关系;动能大小与速度的关系;重力势能大小与高度的关系.
【专题】机械能及其转化;分析、综合能力.
【答案】(1)减小;增大;先增大后减小;(2)t1;(3)5;(4)非平衡。
【分析】(1)根据机械能与其它能量的转化和转移情况,可判断机械能大小的变化;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;重力势能的大小与物体的质量和高度有关;物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
(2)小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,当弹力等于重力时,速度达到最大,之后小球由于惯性继续下降,弹力变得大于重力,合力变为向上且不断变大,小球做减速运动;从图像中得出速度最大时弹簧的弹力即为小球的重力,根据重力公式G=mg即可求出小球的质量。
(3)物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态,物体受到的力不平衡时,物体处于非平衡状态。
【解答】解:(1)从下落到接触弹簧过程中小球重力势能减小,动能增大,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球质量不变,速度先变大后变小,动能的变化情况是先变大后变小。
(2)此过程中小球对弹簧做功,小球的机械能不断减小,则小球的机械能在t1时刻最大。
(3)小球的重力等于弹力时,速度最大,由图乙得,小球在t2的速度最大,此时小球受到的弹力为50N,小球的重力为50N,由G=mg得,小球的质量为
m=Gg=50N10N/kg=5kg;
(4)由图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,此时小球受到的合力大于0,处于非平衡态。
故答案为:(1)减小;增大;先增大后减小;(2)t1;(3)5;(4)非平衡。
【点评】本题的关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理,同时要能结合图像分析。
四.计算题(共2小题)
22.(2024春•增城区校级期中)如图所示,平底铁桶的底面积为100cm2,往桶里倒入10kg的水,水的深度为20cm,平放在面积为1m2的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
【考点】液体压强的公式及计算;压强的公式的应用.
【专题】计算题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)水对桶底的压强为2000Pa;
(2)水对桶底的压力为20N。
【分析】(1)已知桶内水的深度,根据p=ρgh求出水对桶底的压强;
(2)根据F=pS求出水对桶底的压力。
【解答】解:(1)水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m=2000Pa;
(2)由p=FS可得水对桶底的压力:
F=pS=2000Pa×100×10﹣4m2=20N。
答:(1)水对桶底的压强为2000Pa;
(2)水对桶底的压力为20N。
【点评】本题考查压力、压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力。
23.(2024•南沙区一模)如图所示,在10s内,阿撞用绳a把重100N的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点;阿萌用绳b以平行于斜面的100N拉力把重也为100N的物体乙沿斜面从C点拉至与B点等高的D点。A、B之间的高度差H为1.2m,C、D之间的距离为2.5m。求:
(1)此过程中绳a对甲的拉力所做的功WAB;
(2)绳a对甲的拉力做功的功率;
(3)此过程中绳b对乙的拉力所做的功WCD;
(4)该斜面的机械效率。
【考点】斜面机械效率的计算;功的简单计算;功率的计算.
【专题】功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【答案】(1)此过程中绳a对甲的拉力所做的功120J;
(2)绳a对甲的拉力做功的功率12W;
(3)此过程中绳b对乙的拉力所做的功250J;
(4)该斜面的机械效率48%。
【分析】(1)由W=Gh可求绳a对甲的拉力所做的功;
(2)由P=Wt可求绳对甲做功的功率;
(3)利用W=Fs求得绳b对乙的拉力所做的功;
(4)由题可知,在斜面上拉动物体所做的有用功为克服重力做功,利用η=W有W总求得该斜面的机械效率。
【解答】解:(1)A、B之间的高度差H为1.2m,绳a对甲的拉力所做的功
WAB=G甲H=100N×1.2m=120J
(2)绳a对甲的拉力做功的功率
PAB=WABt=120J10s=12W
(3)C、D之间的距离为2.5m,绳b对乙的拉力所做的功
WCD=Fs=100N×2.5m=250J
(4)由题可知,在斜面上拉动物体所做的有用功为克服重力做功,即
W乙=WAB
该斜面的机械效率
η=W乙WCD=120J250J=48%
答:(1)此过程中绳a对甲的拉力所做的功120J;
(2)绳a对甲的拉力做功的功率12W;
(3)此过程中绳b对乙的拉力所做的功250J;
(4)该斜面的机械效率48%。
【点评】本题考查了功和功率计算公式的应用以及斜面机械效率公式的应用,难度适中。
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.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.影响力的作用效果的因素
【知识点的认识】
(1)影响力的作用效果的主要因素是力的大小、方向和作用点。
(2)实际应用:
力的大小:拉弹簧时,所用的力越大,弹簧被拉得越长,这说明力越大,力作用的效果越明显。
力的方向:打台球时,球会朝击球的方向运动。力的方向决定了物体运动的轨迹和方向。
力的作用点:推门实验中,用手的不同位置推门,即使用的力相同,由于手的位置距离门轴远近不同,施力的效果也不同。
【命题方向】
力的三要素在生活实际中的应用,能判断影响力的作用效果的因。
例:如图所示,用力拉弹簧,弹簧就伸长,用相同大小的力压弹簧,弹簧就缩短,这个现象说明影响力的作用效果的因素是( )
A.力的方向
B.力的大小
C.力的作用点
D.力的大小、方向和作用点
分析:力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
解析:解:用力拉弹簧,弹簧就伸长;用力压弹簧,弹簧就缩短,用力的方向不同,效果不同;故这个现象说明力的效果与力方向有关,故A正确、BCD错误。
故选:A。
点评:本题主要考查学生对力的三要素的理解和掌握。
【解题方法点拨】
在研究问题是只改变其中需要研究的那一个量,而其余的量保持不变。
4.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。
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.重力的方向总是竖直向下
【知识点的认识】
重力的方向总是竖直向下的,竖直向下是指和物体所在处水平面垂直向下的方向,应注意“竖直向下”与“垂直向下”是有区别的,“垂直向下”是指垂直于某个平面向下;重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态无关.
【命题方向】
考查重力的方向与运动的状态无关。
例:下列说法中正确的是( )
A.小球从斜面上滚下,它受的重力方向沿斜坡向下
B.推出去的铅球,在空中受到的重力方向是斜向下的
C.静止在斜坡上的汽车所受的重力的方向与斜坡垂直
D.氢气球正在上升,它所受的重力方向仍然竖直向下
分析:重力作为初中物理中重要的一种力,它的方向总是竖直向下的,即垂直水平面向下,而与物体所处的位置,运动情况等无关。
解析:解;A、B、C中重力的方向总是竖直向下,而与物体的位置,运动情况无关,故A、B、C错误;
D、氢气球在上升时,仍要受到地球向下的吸引力即重力,所以此时重力的方向仍然竖直向下,故选D
点评:重力方向是学生易错的一个考点,往往记做“垂直向下”或认为与物体表面垂直。
【解题方法点拨】
重力的方向始终是竖直向下的,与物体的运动状态无关。
7.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.
8.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.
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。
11.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.
12.摩擦力的产生条件
【知识点的认识】
摩擦力的产生需要满足三个条件:
(1)两物体相互接触
(2)接触面粗糙
(3)两物体发生相对运动或相对运动趋势
【命题方向】
主要是判断这个物体受没受摩擦力,是什么摩擦力。
例:下列说法中,正确的是( )
A.相互挤紧的粗糙物体之间总有摩擦力
B.一个物体在另一个物体表面滑动时,不一定受到摩擦力
C.发生相对运动的两物体,一定存在摩擦力
D.静止的物体不可能受到摩擦力
分析:两个物体相互接触后,若有一个运动的趋势,在接触面上就会产生一个与物体运动趋势相反的力的作用,该力就是摩擦力;摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
解析:解:A、相互挤紧的粗糙物体之间若没有运动的趋势,也可能它们之间没有摩擦力,故A错误;
B、若两个物体间接触面是光滑的,即使这两个物体相互接触,有相对运动,它们之间也是没有摩擦力的,故B正确;
C、具有相对运动的两个物体,不一定是相互接触,比如两辆汽车相对运动,它们之间就没有摩擦力,故C错误;
D、对于静止的物体,若和另一个物体接触,且有相对运动的趋势时,它们之间也可能有摩擦力,如用力推桌子但没有推动,桌子和地面之间也存在摩擦力,故D错误;
故选:B。
点评:知道摩擦力的定义和产生条件是解决该题的关键。
【解题方法点拨】
这三个条件必须同时满足才能产生摩擦力。摩擦力可以是静摩擦力或滑动摩擦力,具体类型取决于物体的运动状态。静摩擦力发生在物体有相对运动的趋势但实际并未运动时,而滑动摩擦力则发生在物体实际发生相对运动时
13.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。
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.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
16.液体压强的公式及计算
【知识点的认识】
1、计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。运用液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
2、液体压强中隐含“密度不同”的有关计算:
由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小取决于液体的密度和深度,深度的不同比较直观,一眼可以看到,而密度不同需引起注意,有时直接给出物质不同,密度不同,有时则隐含着密度不同,需要自己发现。
3、液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:
液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
(1)液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
(2)容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据p=FS计算压强大小。
【命题方向】
液体压强的计算,题型常见的有填空、选择、计算及探究题。
例:面积为1m2的水平桌面正中央放着一个平底鱼缸,内外底面积均为100cm2;缸内有3kg的水和一条100g的鱼,水的深度为20cm,忽略鱼缸厚度和质量,求:
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
分析:(1)根据p=ρgh求水对鱼缸底的压强;
(2)根据p=FS求出水对鱼缸底产生的压力;
(3)根据G=mg求鱼和水的重力,鱼缸对水平桌面的压力大小等于鱼缸、水和鱼的总重力,根据p=FS求出鱼缸对桌面产生的压强。
解析:解:(1)水对鱼缸底的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)鱼缸的底面积S=100cm2=0.01m2,
则水对缸底产生的压力:F=pS=2×103Pa×0.01m2=20N;
(3)鱼的重力:G鱼=m鱼g=0.1kg×10N/kg=1N,
水的重力:G水=m水g=3kg×10N/kg=30N,
鱼缸对桌面的压力:F'=G总=1N+30N=31N,
鱼缸对桌面产生的压强:p'=F′S=31N0.01m2=3100Pa。
答:(1)水对鱼缸底的压强为2×103Pa;
(2)水对鱼缸底产生的压力为20N;
(3)鱼缸对桌面产生的压强为3100Pa。
点评:本题考查了液体压强和固体压强的计算方法,同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);固体,先计算压力(在水平面上F=G),后计算压强(p=FS)。
【解题方法点拨】
(1)液体的压强与液体的深度和密度有关,因此计算时关键找到“液体”的深度和密度。当容器是柱形容器时,液体对容器底部压力等于液体重力时,先判断压力等于重力后利用p=F/S求压强。
(2)液体的压强公式,对于固体来说,不能直接应用此公式,但对于长方体、正方体、圆柱体等规则形状的物体来说,经过推导以后可以使用。
(3)找出题目中隐含条件是解本题的关键。
(4)一些题按常规方法比较,很复杂。重要是抓住问题的关键:容器内液体体积不变。结合图形分析、比较,得出结论。
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.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。
19.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.
20.探究流体压强与流速的关系
【知识点的认识】
气体、液体都可以流动,流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验很多,
例如:吹不散的气球
实验器材:细木杆(1米长左右)1根气球2个 细线2根
实验步骤:
1.把两个气球充满气,用细线把气球口扎紧.
2.把细杆的两端放在离地面1 米高的支撑物上,使木杆保持水平.
3.用细线把两气球悬挂在木杆上,使两个气球的高度一致,相距约30厘米.
4.两个气球静止时,用嘴向两气球中间吹气,两气球会相互远离吗?
实验现象:气流从两气球中间流过时,两气球会相互靠近.
【命题方向】
通过流动流体的压强大小跟流体的流速有关系的实验来解释产生这种现象的原因是什么是命题方向.
例:下面是小江同学的实验探究过程:
初步了解流体的压强与流速的关系
(1)如图1所示,取两张白纸,让其平行地自然下垂,向两纸中间用力吹气;
(2)你观察到的现象是两张纸向 中间靠拢 (填“中间靠拢”或“两边分开”);
(3)你通过本实验可以得出的初步结论是: 空气流速大的地方压强小 ;
(4)图2是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,压强 小 (填“大”或“小”),在 大气压强 的作用下,液体就会沿着细管上升。
分析:流体压强与流速的关系:流体的流速越大,压强越小。
解析:解:(2)(3)当对着两张纸之间吹起时,两纸之间的空气流速加快,气压减小,小于两纸外侧的气压,因此在大气压的作用下,两纸向中间靠拢,故可得出结论:空气流速大的地方压强小;
(4)由图2可知,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,根据流体的流速越大,压强越小可知,小孔附近压强变小,在大气压的作用下,瓶内液体就会沿着细管上升,进而喷出。
故答案为:(2)中间靠拢;(3)空气流速大的地方压强小;(4)小;大气压强。
点评:本题主要考查学生对流体压强和流速关系的了解和掌握,是一道基础题。
【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。
21.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。
22.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。
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.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.
25.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.
26.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。
27.动能大小与速度的关系
【知识点的认识】
动能的大小与物体的质量和运动的速度有关:物体质量越大、速度越大,具有的动能越大。
【命题方向】
分析速度和质量的变化,来判断动能的变化。
例:2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在最后一程中要“刹车”着陆,即要减小返回舱下降速度,返回舱在减速下降过程中( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,机械能减小
分析: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。
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。
动能和势能之和称为机械能。
解析:解:返回舱在减速下降过程中,质量不变,速度变小,动能减小,同时高度下降,重力势能减小,机械能等于动能和势能之和,所以,机械能减小。
故选:D。
点评:掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素是解决该题的关键。
【解题方法点拨】
解题的关键是判断物体速度和质量的变化。
28.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。
29.重力势能大小与高度的关系
【知识点的认识】
重力势能的大小与物体的质量和高度有关;物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
【命题方向】
分析高度和质量的变化,来判断重力势能的变化。
例:下列各项运动的物体,其势能一定增加的是( )
A.在平直公路上匀速行驶的汽车
B.竖直匀速下降的降落伞
C.匀速上坡的自行车
D.匀速下坡的摩托车
分析:影响重力势能大小的因素:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
解析:解:A、在平直公路上匀速行驶的汽车,质量和高度不变,重力势能不变;
B、竖直匀速下降的降落伞,质量不变,高度减小,重力势能减小;
C、匀速上坡的自行车,质量不变,高度增加,重力势能增加;
D、匀速下坡的摩托车,质量不变,高度减小,重力势能减小。
故选:C。
点评:掌握影响重力势能大小的因素,能利用影响重力势能大小的因素分析判断生活中的实例。
【解题方法点拨】
解题的关键是判断物体高度和质量的变化。
30.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。
31.机械能的守恒
【知识点的认识】
机械能守恒:如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的.
做功角度:只有重力或弹力做功,无其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功.
能量角度:首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换.
【命题方向】
考查机械能在什么情况下守恒是中考命题的方向。
例:一小球被抛出后,在空中的运动轨迹如图。忽略空气阻力,根据小球运动轨迹及物理知识,下列说法正确的是( )
A.小球被抛出后继续运动,是由于惯性
B.小球在空中仅受重力,机械能不守恒
C.小球从最高点下落时,运动状态不变
D.小球在最高点时,速度为零,动能为零,但重力势能不为零
分析:(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;
(2)地面附近的物体受到重力的作用。
(3)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
解析:解:A、小球出手之前,和手一起运动,抛出的小球,不再受到手的推力,由于惯性保持原来的运动状态,继续前进。故A正确;
BC、忽略空气阻力,抛出后的小球在空中运动时机械能守恒,仍然受到重力的作用,而竖直方向加速下降,做曲线运动,故运动状态改变。故BC错误;
D、由于具有惯性,最高点有水平方向的速度,故动能不为零,故D错误。
故选:A。
点评:此题考查惯性、重力、动能和重力势能的大小变化,关键是知道不计空气阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒。
【解题方法点拨】
机械能守恒必须是只有动能与势能的转化,只有在不计摩擦、空气阻力时才会守恒,只有在太空中飞行的卫星不受空气阻力,机械能真正守恒.
32.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。
33.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.
34.简单机械省力情况的比较
【知识点的认识】
(1)定滑轮不省力;
(2)动滑轮省一半力;
(3)滑轮组根据公式F=1n(G物+G动)进行判断;
(4)杠杆根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2进行判断。
【命题方向】
考查各种机械提起相同重物时,最省力的是哪个,常考查选择题。
例:如图所示的简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是( )
A.
B.
C.
D.
分析:忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力:
(1)先判断动力臂和阻力臂的大小,再根据杠杆平衡条件F1L1=GL2得出动力F和重力G的大小关系。
(2)使用动滑轮时,n=2,拉力F=1nG;
(3)使用滑轮组时,先判断出承担物重绳子的股数n,则拉力F=1nG。解析:解:由题知,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力:
A、由图知,重物拉力的力臂L1=L,拉力F1的力臂L2=3L,
由杠杆平衡条件可得:G×L1=F1×L2,
G×L=F1×3L,
解得:F1=13G;
B、图中使用的是定滑轮,不省力,F2=G;
C、图中使用的是动滑轮,使用动滑轮,省一半的力,F3=12G;
D、图中使用的是费力杠杆,动力臂是阻力臂的一半,根据杠杆的平衡条件,则F4=2G。
可见,F1最小、最省力。
故选:A。
点评:本题考查了使用杠杆、斜面、动滑轮、滑轮组时拉力的计算,明确各种装置的特点是关键。
【解题方法点拨】
紧扣各机械的特点,判断省力情况,明确各种装置的特点是关键。
35.斜面及其应用
【知识点的认识】
(1)定义:斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
(2)特点:可以省力,但费距离。
(3)原理:根据做功公式W=Fs可知,把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功W1=Gh,从斜面上把物体堆到同样的高度做功W2=Fs,不考虑摩擦择优Fs=Gh,因为s>h,所以F<G,斜面可以省力,但费距离。
【命题方向】
考查斜面的原理及其应用。
例:工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的大小不变的恒力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端,如图所示。下列说法正确的是( )
A.使用斜面可以省力,也可以省距离
B.因为还要克服摩擦,使用斜面不能省力
C.工人匀速推动重物的速度越大,推力做功越多
D.工人匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大
分析:(1)根据斜面的工作特点和功的原理解答;
(2)沿斜面匀速推动物体时,物体处于平衡状态,根据力的平衡条件分析解答;
(3)根据W=Fs分析解答;
(4)根据P=Wt=Fst=Fv分析解答。
解析:解:A、根据斜面的工作特点和功的原理可知,利用斜面提高物体可以省力,但不能省距离,故A错误;
B、斜面也是一种常用的机械,使用斜面比较省力,在高度一定的情况下,斜面越长,则坡度越小,越省力,故B错误;
C、由W=Fs可知,推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关,与物体的速度无关,故C错误;
D、由P=Fv可知,推力的功率与物体的移动速度有关,在推力一定时,速度越大,推力的功率越大,故D正确;
故选:D。
点评:此题考查斜面的工作特点和功的原理、同时考查功和功率的影响因素,是一道综合性很强的题目,关键是相关公式和原理的熟练运用。
【解题方法点拨】
掌握斜面的原理以及作用,学会对斜面做省力分析。
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.滑轮、滑轮组机械效率的计算
【知识点的认识】
滑轮组:①η=W有W总=GℎFs=GnF
②η=W有W总=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动;
【命题方向】
考查滑轮、滑轮组机械效率的计算。
例:如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 改变力的方向 。小明用该滑轮组将重240N的重物匀速提升2m,所用拉力为160N,不计绳重和摩擦,则动滑轮受到的重力为 80 N,滑轮组的机械效率为 75% 。小明用该滑轮组提升重物 不能 (选填“能”或“不能”)省功。
分析:(1)定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数,不计绳重和摩擦,利用F=1n(G+G动)求出动滑轮重;
(3)根据η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF求出该滑轮组的机械效率;
(4)使用任何简单机械都不能省功。
解析:解:定滑轮不省力,但是可以改变力的方向;
由图可知,n=2,不计绳重和摩擦,根据F=1n(G+G动)可知,动滑轮重为:
G动=nF﹣G=2×160N﹣240N=80N;
该滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=240N2×160N×100%=75%;
使用简单机械可以省力,或省距离,但不能省功。
故答案为:改变力的方向;80;75%;不能。
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,同时还考查了功的原理。
【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。
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。
F甲
2N
F乙
5N
F丙
11N
F丁
6N
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
4
甲弹簧的伸长量/cm
0
1
2
3
4
乙弹簧的伸长量/cm
0
2
4
6
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题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
C
A
A
A
C
B
B
D
B
A
题号
12
答案
A
F甲
2N
F乙
5N
F丙
11N
F丁
6N
弹簧受到的拉力/N
0
1
2
3
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甲弹簧的伸长量/cm
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乙弹簧的伸长量/cm
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