备战2022 中考科学 一轮复习 第4部分 第5讲　力、重力和摩擦力 同步练习

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第5讲　力　重力　摩擦力 课标要求考试细则【课程内容】1.列举生活中常见的力(重力、摩擦力、弹力)，并能说明其意义。2.会用弹簧测力计测量力的大小，并用示意图来表示力的三要素。【活动建议】1.用弹簧测力计测量力的大小，验证重力大小与质量的关系。2.探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。1.力(1)概述力是物体对物体的作用，知道力的单位，表述力的作用效果。(2)说明重力的概念，知道重力的方向，应用公式G＝mg进行有关计算。(3)说明摩擦力的概念，说明增大摩擦和减小摩擦的方法。(4)知道弹力的概念。(5)应用力的知识解释相关现象。2.力的测量及图示(1)用弹簧测力计测量力的大小。(2)描述力的三要素。(3)能用力的示意图表示力的三要素。一、   核心知识点1．力的概念：力是物体对物体的作用。在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)。力的作用是相互的。物体间相互作用的一对力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，且同时产生同时消失。2．力的作用效果：力能使物体的运动状态发生改变；力能使物体发生形变。3．力的示意图：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末点画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示的作用点。4．弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力；弹力方向与物体形变方向相反。5．重力产生的原因：重力是由于地球吸引而使物体受到的力。重力的施力物体是地球，方向总是竖直向下。物体的重力与物体的质量成正比，可以用公式G＝mg来表示。g取9.8牛顿/千克，物体位置不同，g的大小也略有不同。6．摩擦力的产生：两个互相接触的物体，当它们要发生或发生了相对运动时，在接触处会产生一个阻碍物体发生相对运动的力，这个力就叫摩擦力。7．滑动摩擦：当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。在滑动摩擦中产生的阻碍物体相对滑动的力叫滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与物体表面的材料粗糙程度和压力大小有关。在接触面相同的条件下，滑动摩擦力跟压力成正比；在压力相同时，表面越粗糙，滑动摩擦力越大。8．静摩擦：当两个互相接触的物体之间存在着相对运动趋势，但没有发生相对运动时，物体间产生的摩擦叫静摩擦。静摩擦力的大小会随着使物体产生相对运动趋势的力的增大而增大，但存在着一个最大值，当超过这个最大值时，物体就会发生相对滑动。9．滚动摩擦：当一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦。相同条件下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。10．(1)增大有益摩擦：增大压力或增大接触面粗糙程度。(2)减小有害摩擦：减小压力或减小接触面粗糙程度；用滚动代替滑动；使两个相互接触的摩擦面彼此离开(气垫)，在机器的转轴处加润滑剂。二、   难点1．力的作用是相互的。2．弹簧测力计的刻度原理。3．摩擦力的理解和应用。三、   易错点1．在物体与物体接触时才会发生的相互作用可称为接触力，弹力和摩擦力都是接触力。而重力、磁体间的相互作用力、电荷间的相互作用力都是非接触力。这些力都是通过“场”来实现的。2．摩擦力存在的必要条件(1)物体间接触并相互挤压；(2)物体间接触面粗糙；(3)相互接触的物体间有相对运动或相对运动趋势。3．压力、拉力、支持力本质都是弹力，是从力的效果来命名的。压力的方向总是与接触面垂直，指向受力物体。拉力的方向总是沿着杆或线的方向，与形变方向相反。4．摩擦力的方向总是与接触面平行，与相对运动或相对运动趋势的方向相反。滑动摩擦力是阻碍物体相对滑动的力，静摩擦力往往是阻碍物体相对运动趋势发生的力。分析摩擦力是否存在以及摩擦力大小时，要根据物体所处运动状态并结合受力平衡的条件来进行。1. 下列有关力的说法正确的是(　A　)A．用力捏橡皮泥，橡皮泥发生形变，说明力可以改变物体的形状B．鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力C．用手提水桶时，只有手对水桶施加了力，而水桶对手没有力的作用D．放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力【试题解析】 鸡蛋碰石头，鸡蛋受到的力与石头受到的力是一对相互作用力，大小相等，鸡蛋碎了是因为鸡蛋壳的硬度远小于石头的硬度。力的作用是相互的，用手提水桶时，手对水桶施加了力，则水桶对手也有反作用力。压力、拉力、支持力本质都是弹力，放在桌面上的水杯对桌面的压力也是弹力。【命题意图】 理解力的概念：力是物体对物体的作用，力的作用是相互的。能表述力的作用效果，知道什么是弹力。2. 如图所示，水平的地面上并排放着正方体木块A和小球B，处于静止状态。问小球B受到哪几个力的作用？试画出B的受力示意图。,)　　　                             答图【答案】 小球B只受到两个力的作用，一个是重力G，一个是地面的支持力N，其受力示意图如图所示。【试题解析】 小球B受到重力和地面对它的支持力的作用，这是显然的。小球B与正方体A接触，是否受到A对它的作用力，这是很多人感到困惑的问题。对于这一点，我们不妨先假设小球B受到A对它的一个向右的压力，那么，小球B在水平方向只受到一个向右的力，小球不能保持平衡，它要沿地面向右运动起来，这显然与小球所处的静止状态是不相符合的，所以这个力是不存在的。我们还可以用实验来证明它，当我们小心地将正方体A移开，小球B仍然会静止在原来的位置上，表明A对B确实没有作用力。【命题意图】 学会分析物体受力情况，进行受力分析。学会结合运动状态，判断是否存在着相对运动或相对运动趋势，以确定它们之间是否存在着压力，存在着摩擦力。3．如图是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息，一名质量为50千克的中学生在火星上所受的重力大小为__191.25__牛，质量是__50__千克。【试题解析】 物体的质量不随位置的变化而变化，50千克的中学生在任一个星球上的质量都是50千克。物体受到的重力与质量成正比，质量为50千克的中学生在地球上受到的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N。由图可知，物体在火星上与在地球上受到的重力之比为：15.3/40＝0.3825，所以中学生在火星上受到的重力为500N×0.3825＝191.25N【命题意图】 此题考查重力与质量的关系。学生必须清楚物体的质量不随位置的变化而变化，再借助图中信息，发现物体受到的重力与质量成正比，以新的形式考查重力与质量的关系。4. 一根弹簧上端固定，在它的下端挂一个200克的钩码时，它的长度是0.10米，在它的下端挂400克钩码时，弹簧伸长到0.12米。问：(1)弹簧下不挂重物时的长度是多少？0．08米(2)若用手拉弹簧的下端使弹簧伸长到0.15米，手对弹簧的拉力需多大？(均在弹性限度内)6．86牛【试题解析】(1)设弹簧的原长为l0，弹簧长l1＝0.10米时，受到的拉力F1＝m1g，其中m1＝200克；弹簧长l2＝0.12米时，受到的拉力F2＝m2g，其中m2＝400克。根据弹簧伸长与受到的拉力成正比可得出：＝，＝，＝，整理得l0＝0.08米。(2)设使弹簧伸长到0.15米时，手对弹簧的拉力为F3，由＝，＝，则F3＝×m1g＝×0.2千克×9.8牛/千克＝6.86牛。【命题意图】 此题考查弹簧测力计刻度原理是弹簧在弹性限度内，弹簧长度的变化量与所受的外力成正比。5. 如图所示，A为长木板，A表面和地面均粗糙，某时刻A在水平地面上以速度v2向右做直线运动，物块B在木板A的上面以速度v1向右做直线运动(v1、v2均以地面为参照物)，下列判断正确的是(　B　)A．若v1＝v2，A与地面之间无滑动摩擦力B．若v1＞v2，A受到了B所施加的水平向右的滑动摩擦力C．若v1＜v2，B受到了A所施加的水平向左的滑动摩擦力D．若v1＞v2，B受到了A所施加的水平向右的滑动摩擦力【试题解析】 滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反。若v1＝v2，A、B相对静止，A、B间没有摩擦力，但A与地面之间有相对运动，存在摩擦力。若是v1＞v2，B相对A向右运动，则B受到A水平向左的滑动摩擦力，力的作用是相互的，A受到B水平向右的摩擦力。若v1＜v2，B相对A向左运动，则B受到A水平向右的滑动摩擦力，力的作用是相互的，A受到B水平向左的摩擦力。【命题意图】 此题考查内容为根据物体的运动状态，判断摩擦力存在与否，并确定摩擦力的方向。 6.  如图所示是传送带传动示意图，O1是主动轮，O2是从动轮。当主动轮顺时针匀速转动时，重10 N的物体与传送带一起水平匀速运动，则物体所受传送带的摩擦力以及图中传送带上P、Q两点所受的摩擦力的方向是(　D　)A．物体所受传送带的摩擦力方向向右，P点受到向下的摩擦力、Q点受到向下的摩擦力B．物体所受传送带的摩擦力方向向右，P点受到向下的摩擦力、Q点受到向上的摩擦力C．物体不受摩擦力，P点受到向上的摩擦力、Q点受到向上的摩擦力D．物体不受摩擦力，P点受到向下的摩擦力、Q点受到向下的摩擦力【试题解析】 物体和传送带一起做匀速直线运动，没有相对运动及相对运动趋势，故物体与传送带之间没有摩擦力。O1为主动轮，若P点与轮之间没有摩擦力，P点静止，相对轮子向上运动，因此，轮子和P点之间存在相对运动趋势，P点相对轮子有向上的相对运动趋势，而静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，所以P点受到向下的静摩擦力。O2为从动轮，即轮子是在传送带的带动下运动的，Q点相对轮子有向上的运动趋势，所以Q点受到向下的静摩擦力。此题也可以用力能改变物体的运动状态来分析。【命题意图】 此题考查内容为根据物体的运动状态，判断摩擦力存在与否，并确定摩擦力的方向。7.  小宇用如图甲所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，小华记录的部分实验数据如下表：序号木块放置情况接触面情况接触面所受压力F压/N弹簧测力计示数F拉/N1平放木板41.22平放木板61.83平放木板82.44平放棉布62.45平放毛巾62.8(1)在实验操作中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，这样做的目的是木块在水平方向上受力平衡，摩擦力等于弹簧测力计的拉力。(2)分析序号为1、2、3的三组实验数据可得：滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压大小的关系式是__f＝0.3F压__。(3)通过分析序号为__2、4、5__的三组实验数据可得：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。 (4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中，弹簧测力计对木块的拉力F随时间t的变化图像如图乙所示。其中0～3 s时，木块处于静止状态。分析图像可知：要使木块由静止开始运动，至少要用__2.0__N的水平拉力拉木块；如果实验时木块受的拉力是1.8 N，下列对木块所处状态的判断，正确的是__C__(填字母)。A．始终静止B．始终做匀速直线运动C．静止或匀速直线运动D．条件不足，无法判断(5)实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是__没有拉着物体做匀速直线运动(或接触面粗糙程度不均匀)__。【试题解析】 (2)通过分析实验1、2、3可知，在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F压成正比，比值为0.3，用关系式表达为f＝0.3F压。(4)分析图乙可知，要使木块由静止开始运动，至少要用2.0 N的力；当木块受到的拉力是1.8 N时，木块可能静止(还没拉动)，也可能做匀速直线运动(已经拉动了，且由图乙可知滑动摩擦力等于1.8 N)，故C正确。【命题意图】 此题考查学生对“探究滑动摩擦力大小的因素”这一实验的掌握程度，运动和力的关系，弹簧测力计使用时的注意事项等。