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惯性
运动状态
$1.96×10^{-4}$
竖直向上
10
4
A
D
物体间力的作用是相互的
力可以改变物体的形状
力可以改变物体的运动状态
解:铁球将竖直向下做加速直线运动。因为铁球摆动到最高位置的一瞬间,铁球的速度为零,绳子断了,铁球不再受拉力作用,仅受竖直向下的重力作用,故铁球在重力作用下,由静止开始做竖直向下的加速直线运动。
D
【分析】
1. 当木块做匀速直线运动时,水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二力大小相等,所以摩擦力等于拉力10N;
2. 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当拉力增大到20N时,木块对水平面的压力和接触面粗糙程度均未改变,因此摩擦力大小不变,仍为10N;
3. 撤去拉力后木块继续向右运动,是因为木块具有保持原来运动状态的性质,即惯性;
4. 木块最终停下,其运动状态由运动变为静止,说明力是改变物体运动状态的原因。
【解析】
1. 木块沿粗糙水平面做匀速直线运动时,水平方向受力平衡,拉力与滑动摩擦力大小相等,故摩擦力$ f = F = 10\,\mathrm{N} $;
2. 滑动摩擦力的大小取决于压力大小和接触面粗糙程度,当拉力增大到20N时,压力和接触面粗糙程度均不变,所以摩擦力仍为10N;
3. 撤去拉力后,木块由于具有惯性,要保持原来的向右运动状态,因此继续向右运动;
4. 最终木块停下,其运动状态发生改变,这说明力是物体运动状态改变的原因。
【答案】
10;10;惯性;运动状态
【知识点】
二力平衡的应用、滑动摩擦力的影响因素、惯性与力的作用效果
【点评】
本题是力学基础综合题,涵盖了二力平衡、滑动摩擦力、惯性及力的作用效果等核心知识点,侧重对物理基本规律和概念的理解与应用,题目难度适中,有助于巩固力学基础知识。
【难度系数】
0.8
【分析】
雨滴做竖直向下的匀速直线运动,处于平衡状态,此时竖直方向上受到的重力与空气阻力是一对平衡力,大小相等、方向相反。解题时,先将雨滴质量单位换算为千克,再利用重力公式计算出重力大小,根据二力平衡条件即可得出空气阻力的大小,阻力方向与重力方向相反。
【解析】
1. 单位换算:雨滴的质量$ m = 0.02g = 0.02×10^{-3}kg = 2×10^{-5}kg $
2. 计算雨滴的重力:根据重力公式$ G = mg $($ g $取$ 9.8N/kg $),可得$ G = 2×10^{-5}kg×9.8N/kg = 1.96×10^{-4}N $
3. 利用二力平衡条件分析:由于雨滴做匀速直线运动,处于平衡状态,重力与空气阻力是一对平衡力,因此空气阻力$ f = G = 1.96×10^{-4}N $
4. 确定阻力方向:重力方向竖直向下,根据二力平衡“方向相反”的特点,空气阻力方向为竖直向上。
【答案】
$ 1.96×10^{-4} $;竖直向上
【知识点】
二力平衡条件、重力的计算
【点评】
本题考查基础的受力分析与重力计算,核心是理解匀速直线运动的平衡状态受力特点,同时需注意质量单位的正确换算,避免单位失误导致结果错误。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需先明确同一直线上二力合成的规则:方向相同的两个力,合力大小为二力之和;方向相反的两个力,合力大小为二力之差。再结合阻力的特点(阻力方向与物体运动方向相反),分别分析小球向上、向下运动时的受力方向:
1. 小球竖直向上运动时,重力方向始终竖直向下,空气阻力阻碍运动,方向也竖直向下,两个力方向相同,合力为二力之和;
2. 小球竖直向下运动时,重力仍竖直向下,空气阻力阻碍运动,方向竖直向上,两个力方向相反,合力为二力之差。
【解析】
1. 当小球竖直向上运动时:
重力 $ G = 7\mathrm{N} $,方向竖直向下;空气阻力 $ f = 3\mathrm{N} $,方向竖直向下(与运动方向相反)。
根据同一直线上方向相同的二力合成规则,合力大小 $ F_{\mathrm{合1}} = G + f = 7\mathrm{N} + 3\mathrm{N} = 10\mathrm{N} $。
2. 当小球竖直向下运动时:
空气阻力方向竖直向上(与运动方向相反),与重力方向相反。
根据同一直线上方向相反的二力合成规则,合力大小 $ F_{\mathrm{合2}} = G - f = 7\mathrm{N} - 3\mathrm{N} = 4\mathrm{N} $。
【答案】
10;4
【知识点】
同一直线二力合成、阻力方向判断
【点评】
本题考查同一直线上二力合成的应用,关键是准确判断空气阻力的方向(与运动方向相反),区分小球向上、向下运动时的受力情况,属于力学基础题型,需熟练掌握二力合成规则和阻力的特点。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先需要明确:物体的运动状态是否改变,取决于其速度的大小或运动方向是否发生变化(只要其中一个发生变化,运动状态就改变;若两者都不变,则运动状态不变)。接下来我们逐个分析每个选项,判断其速度大小和运动方向是否有变化,从而确定运动状态是否改变。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
1. 选项A:弯道上沿曲线滑行的运动员,其运动方向在不断发生改变,符合“运动状态改变”的判定条件,因此该物体运动状态发生改变。
2. 选项B:吊在天花板下静止的电灯,速度大小为0,运动方向也没有变化,运动状态保持不变。
3. 选项C:沿直线匀速行驶的汽车,速度大小恒定,运动方向始终沿直线不变,运动状态保持不变。
4. 选项D:沿直线匀速下落的滑翔伞,速度大小恒定,运动方向始终竖直向下不变,运动状态保持不变。
综上,只有选项A中的物体运动状态发生改变。
【答案】
A
【知识点】
运动状态的判定
【点评】
本题主要考查对物体运动状态改变的理解,学生容易忽略“运动方向变化也属于运动状态改变”这一点,需要明确运动状态包含速度大小和运动方向两个维度,只要其中一个维度发生变化,物体的运动状态就会改变。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需先明确力与运动的核心知识点:力是改变物体运动状态的原因,而非维持运动的原因;牛顿第一定律指出物体不受力时会保持静止或匀速直线运动状态;惯性是物体的固有属性,仅与质量有关。接下来逐个分析选项:先判断每个选项是否符合上述知识点,排除错误选项,得出正确结论。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 物体受到力的作用时,若合力为零(如静止在水平桌面的物体受重力和支持力),物体仍保持静止状态,并非一定会运动,故A错误。
B. 根据牛顿第一定律,物体不受力的作用时,会保持静止状态或匀速直线运动状态,并非仅处于静止状态,故B错误。
C. 惯性是物体的固有属性,其大小只与物体的质量有关,与物体的运动速度无关,故C错误。
D. 力是改变物体运动状态的原因,当物体的运动状态(速度大小或方向)发生改变时,一定受到力的作用,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
力与运动的关系;牛顿第一定律;惯性的概念
【点评】
本题考查力与运动的基础核心知识点,重点在于区分“力维持运动”与“力改变运动状态”的不同,明确惯性的影响因素及牛顿第一定律的内容。部分学生易因混淆惯性的影响因素、误解不受力时的运动状态而出错,需扎实掌握基础概念。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们需要逐个分析每个运动现象,结合力的相关物理知识来匹配对应的原理:
1. 针对“扣球时手掌有点疼”:手掌对球施加力的同时,球必然会对手掌施加反作用力,这是力的相互性的体现,我们可以从“力的作用是相互的”这个角度思考;
2. 针对“运动员把弓拉满”:弓在拉力作用下形状发生了改变,这是力使物体发生形变的表现,对应力可以改变物体形状的知识;
3. 针对“放开手后弓把箭弹射出去”:箭从静止变为运动,运动状态发生了改变,这是力改变物体运动状态的体现,和前面二传手托球的原理一致。
通过这样逐个现象对应知识点的思路,就能准确完成填空。
【解析】
1. 扣球时,手掌对排球施加力,由于物体间力的作用是相互的,排球会对手掌施加反作用力,所以手掌感到疼,对应物理知识为物体间力的作用是相互的;
2. 运动员拉弓时,弓受到拉力的作用,形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状;
3. 放开手后,弓对箭施加力的作用,使箭由静止变为运动,运动状态发生改变,说明力能改变物体的运动状态。
【答案】
扣球时手掌有点疼:$\boldsymbol{物体间力的作用是相互的}$
运动员把弓拉满:$\boldsymbol{力可以改变物体的形状}$
放开手后弓把箭弹射出去:$\boldsymbol{力能改变物体的运动状态}$
【知识点】
1. 力的作用相互性
2. 力的作用效果
【点评】
本题以排球、射箭运动为载体,将物理知识融入生活场景,考查学生对力的基本性质和作用效果的掌握,引导学生关注生活中的物理现象,提升应用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这个问题,需按以下思路思考:首先确定铁球在摆动到最高位置瞬间的运动状态,再分析绳子断裂后铁球的受力情况,最后根据力与运动的关系判断其运动状态。首先,铁球摆动到最高位置时,是从最低点向上减速运动至此处,瞬间速度为零;接着绳子断裂后,铁球不再受绳子拉力,仅受竖直向下的重力作用;根据力是改变物体运动状态的原因,静止的物体在竖直向下的重力作用下,会由静止开始沿重力方向运动。
【解析】
铁球将竖直向下做加速直线运动。
具体原因:铁球摆动到最高位置的一瞬间,速度为零;绳子断了之后,铁球不再受拉力作用,在忽略空气阻力的情况下仅受竖直向下的重力作用;根据力与运动的关系,静止的物体在重力这一非平衡力的作用下,运动状态会改变,因此铁球会由静止开始在重力作用下做竖直向下的加速直线运动。
【答案】
铁球将竖直向下做加速直线运动。因为铁球摆动到最高位置的瞬间速度为零,绳子断后,铁球不再受拉力,仅受竖直向下的重力作用,在重力作用下由静止开始竖直向下做加速直线运动。
【知识点】
力与运动的关系、重力的方向
【点评】
本题考查对力与运动关系的理解,关键在于准确判断铁球在最高位置的速度状态和断绳后的受力情况,容易出错的点是误判铁球会沿摆动切线方向运动,需明确最高位置时铁球速度为零,仅受重力时会竖直下落。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需分两部分分析:一是弹簧测力计的示数,二是其所受合力的大小。
1. 弹簧测力计的示数由挂钩端受到的拉力大小决定,当用4N的力拉挂钩时,弹簧测力计就显示挂钩所受拉力的大小,和另一端的拉力无关;
2. 合力的计算:弹簧测力计受到两个大小相等(均为4N)、方向相反且作用在同一直线上的力,属于平衡力,根据二力平衡的知识,平衡力的合力为0。
【解析】
1. 弹簧测力计的示数判断:弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,其示数反映的是挂钩端受到的拉力大小。当两端各用4N的水平力反向拉时,挂钩端受到4N的拉力,因此弹簧测力计的示数为4N。
2. 合力的计算:弹簧测力计受到两个大小均为4N、方向相反且作用在同一直线上的力,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,平衡力的合力大小为0。
综上,弹簧测力计示数为4N,合力为0N,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
弹簧测力计的读数、二力合成、二力平衡
【点评】
本题重点考查弹簧测力计的工作原理与合力的计算,容易混淆的点是误以为弹簧测力计的示数为两端拉力的总和,或错误计算平衡力的合力。解题的关键是明确弹簧测力计的示数由挂钩端拉力决定,以及平衡力的合力为零。
【难度系数】
0.7