中考物理力与运动的关系问题经典压轴题及答案.docx
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中考物理力与运动的关系问题经典压轴题及答案
一、初中物理力与运动的关系问题
1.一个竖直固定在水平地面上的管道如图甲所示,利用拉力F将一木块从管道的左端竖直拉进,右端竖直拉出。
已知管道中的竖直管口对木块的挤压作用相同,并测得拉动全过程中拉力和木块移动速度随时间变化的图像如图乙所示。
则下列说法正确的是( )
A.木块受到的重力为2N
B.4~6秒,木块受到的摩擦力为8N
C.0~2秒,木块受到的合力为7N
D.2~4秒,木块受到的摩擦力最大
【答案】A
【解析】
【详解】
从图乙可以看到,0~2s木块在左端运动,2~4s木块在中间运动,4~6s木块在右端运动,并且这三个过程都是匀速运动,设在竖直管口受到的摩擦力是
,在水平管口受到的摩擦力是
,由题意可知
可解得
;在竖直管口受到的摩擦力
,4~6s木块在右端运动,木块受到的摩擦力为
;0~2s木块在左端匀速运动,木块受到的合力为零;2~4s木块受到的摩擦力是
,木块受到的摩擦力较小;故选A。
2.如图所示,木块竖立在小车上(不考虑空气阻力)。
下列分析正确的是()
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,则小车受到三个力的作用
B.若随小车一起做加速运动,当小车受到阻力而停下时,木块由于惯性将向右倾倒
C.小车启动时,木块受到的摩擦力的方向向左
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.若木块和小车一起做匀速直线运动,木块相对小车没有相对运动,也没有相对运动的趋势,木块将不受摩擦力,小车也不受木块的摩擦力,因此小车受重力、地面的支持力,拉力和地面的摩擦力,木块的压力共五个力作用,故A错误;
B.小车突然停止运动,木块下部由于受摩擦速度减小,而木块的上部还要保持原来的运动状态,所以木块向右倾倒,故B正确;
C.小车启动时,木块由于惯性,仍要保持静止,因此木块相对小车有向左的运动或向左的运动趋势,木块将受到方向向右的摩擦力,故C错误;
D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力分别作用在小车和木块上,属于相互作用力,是一对作用力和反作用力,不是平衡力,故D错误。
故选B。
3.一个文具袋静止在水平桌面上,下列说法正确的是()
A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力是一对相互作用力
B.桌子受到的重力和文具袋对桌子的压力是一对相互作用力
C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力是一对平衡力
D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.文具袋受到的重力和文具袋对桌面的压力方向相同,不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B.桌子受到的重力和文具袋对桌面的压力是作用在同一物体上的两个力,且大小不相等,不符合相互作用力的条件,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C.文具袋受到的重力和桌子对文具袋的支持力均作用在文具袋上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上,符合二力平衡的条件,所以是一对平衡力,故C正确;
D.桌子对文具袋的支持力和文具袋对桌子的压力是作用在不同的物体上的两个力,不符合二力平衡的条件,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
4.一个上、下底面材料相同的圆台形物体置于水平地面上,按图(a)所示放置时,匀速将物体拉动的水平力大小是Fa,按图(b)所示放置时,匀速将物体拉动的水平力大小是Fb,则( )
A.Fa>Fb
B.Fa C.Fa=Fb D.不知速度,无法判断 【答案】C 【解析】 【分析】 因为物体做匀速运动,根据二力平衡条件可知,拉力等于摩擦力;影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度。 【详解】 物体平放在水平面上,对地面的压力等于物体自身的重力,倒置后由于压力和接触面的粗糙程度都相同,所以两图中物体受到的摩擦力相等,又因为物体匀速运动,所以水平力与摩擦力互相平衡,大小相等,故两图中的水平力大小应相等。 故选C。 【点睛】 本题考查拉力大小的比较,关键知道物体做匀速运动时拉力等于摩擦力,要知道影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,还要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力。 5.实验证明物体运动时受到的阻力与物体运动的速度有关,速度越大,阻力越大,小明将一个重为G的小球竖直向上抛出,如图所示,若小球在上升过程中的甲点与下落过程中的乙点运动速度大小相同,小球在甲点受到的合力大小为F1,在乙点受到的合力大小为F2,在最高点丙受到的合力大小为F3,则F1、F2、F3的大小关系为 A.F1=F2>F3B.F1>F2>F3C.F1>F3>F2D.F1=F3>F2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 小球在运动过程中,受到的阻力与运动方向相反,所以上升过程中的甲点,小球受向下的重力和向下的阻力,则合力向下,且大于重力;下降过程中的乙点,小球受向下的重力和向上的阻力,则合力向下,但小于重力;在最高点丙时,速度为零,小球不受阻力,只受向下的重力,则合力等于重力;所以三个力的大小关系为是F1>F3>F2。 故选C。 6.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。 开始时通过小球压缩弹簧到A位置(已知AO=OB),释放小球,研究小球在水平方向上的受力和运动情况,则( ) A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大 B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小 C.小球运动到B点时将停止运动并保持静止 D.小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变 【答案】A 【解析】 【分析】 (1)小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大; (2)小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小; (3)小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动但不会保持静止; (4)小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的。 【详解】 A.小球从A运动到O的过程中,弹簧恢复原状,将弹性势能转化为动能,此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大,故A正确; B.小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉开,球的动能转化为弹簧的弹性势能,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小,故B错误; C.小球运动到B点时,由于动能转化为弹性势能,直到速度为零,因此会停止运动,但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止,故C错误; D.小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左,是变化的,故D错误。 故选A。 7.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示,以下说法正确的是 甲乙 A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 B.2~4秒物体做匀速直线运动 C.2~4秒物体受到的摩擦力是3N D.4~6秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.0~2秒时,F=1N,物体的运动速度为0,即处于静止状态,则推力F与摩擦力形成一对平衡力,大小相等,故A错误; BC.2~4秒时,推力F=3N,物体运动的速度逐渐增加,不是匀速直线运动,推力与摩擦力不是平衡力,故摩擦力不是3N,BC错误; D.4~6秒时,推力F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力,D正确。 故选D。 8.如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。 甲中A向前推B、B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙。 每人用力的大小都为F,方向水平向右。 已知地面粗糙,则以下说法中正确的是( ) A.甲方式中墙受到的力为2FB.乙方式中墙受到的力为2F C.甲方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AC.甲方式中,先对A同学水平方向受力分析,受B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力,力的作用是相互的,B对A的向左的弹力大小是F;再对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力,A对B向右的弹力是F,B对墙壁的弹力是F,力的作用是相互的,墙壁对B向左的弹力是F,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小相等,方向相反,这两力是一对平衡力,地面对B不再有摩擦力,所以,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小均为F,则甲方式中墙受到的力为F,B同学不受摩擦力,A、C错误; BD.乙方式中,AB两同学均受水平向左墙壁的弹力和地面向右的静摩擦力作用处于平衡状态,由二力平衡条件可知,地面对两同学的摩擦力都为F,此时墙受到的推力为2F,B正确、D错误。 故选B。 9.如图所示的装置中,A、B、C三物块的质量分别为m1、m2和m3,绳子不可伸长,且不计绳子的质量、绳与滑轮的摩擦,则下列说法正确的是 A.若A、B一起向右匀速运动,则物块A与桌面之间有摩擦力,且有m3=m1+m2 B.若A、B一起向右匀速运动,则A与桌面之间摩擦为m3g;A、B之间的摩擦力为m2g C.若A、B一起向右加速运动,则桌面对A有水平向左的摩擦力,A、B之间有摩擦力 D.若拉着A、B一起向左做匀速直线运动,则B物体有相对A向右的趋势,B受到的摩擦力方向向左 【答案】C 【解析】 【详解】 A.若A、B一起向右匀速运动,AB之间没有相对运动趋势,没有摩擦力,A水平方向受到绳子的拉力和桌子的摩擦力,属于平衡力,则 F=f=m3g, 因为摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,A对桌面的压力大小 FN=(m1+m2)g, 所以 (m1+m2)g≠f, (m1+m2)g≠m3g, m3≠m1+m2 故A错误; B.若A、B一起向右匀速运动,A、B之间没有相对运动趋势,AB之间没有摩擦力,A水平方向受到绳子水平向右的拉力和桌子对A水平向左的摩擦力,属于平衡力,则A与桌面之间摩擦力为 f=m3g, 故B错误; C.A、B一起向右加速运动,A相对于桌面向右运动,桌面对A有水平向左的摩擦力,B受到水平向右的摩擦力,这个摩擦力使B向右加速运动,故C正确; D.若拉着A、B一起向左做匀速直线运动,A、B之间没有相对运动趋势,AB之间没有摩擦力,故D错误. 10.如图甲所示装置,其中心固定着一根竖直的杆,杆顶有一小球。 一开始小球和装置一起沿某一水平方向做匀速直线运动,某时刻装置突然停止,小球从杆上落下,刚离开杆时的俯视图如图乙所示,请由此判断装置是向哪个方向运动( ) A.西南B.东南C.东北D.西北 【答案】A 【解析】 【详解】 假设装置是向西南方向运动的,某时刻装置突然停止,小球由于惯性,还会继续向西南方向运动,这与图乙的运动相符合,所以该装置向西南方向运动符合题意,故选A。 11.如图所示,一轻质弹簧(即重力不计),上端挂在铁架台的水平横杆上,下端挂一重为G的小球并保持静止。 图中分别出了该状态下小球和弹簧的受力示意图。 下列判断正确的是() A.G与F3是一对平衡力 B.G与F3是一对相互作用力 C.F1与F2是一对平衡力 D.F1与F2是一对相互作用力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 重为G小球悬挂在铁架台的水平横杆上,由图可知F 1是弹簧对小球的拉力,F2是小球对弹簧的拉力,F3是铁架台的水平横杆对弹簧的拉力;根据平衡条件可知,重力G与F1是一对平衡力,F2和F3是一对平衡力,F 1与F2是一对相互作用力,G与F3是既不是平衡力也不是相互作用力。 故ABC错误,D正确。 故选D。 12.下列说法中,正确的是() A.人匀速竖直向上爬杆时,手握杆的压力越大,摩擦力就越大 B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的 C.推讲台推不动时,是因为推力小于地面作用在讲台上的摩擦力 D.人走路时,受到地面对人向后的滑动摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】 A.人匀速竖直向上爬杆时,处于平衡状态,受到重力和杆对这人向上的摩擦力,这两个力是大小相等的,重力不变,则摩擦力也不变,A错误; B.皮带传动时,皮带与皮带轮之间的摩擦是有利的,有这个摩擦力,皮带才能传动,B正确; C.推讲台推不动时,这时讲台处于静止状态,受平衡力的作用,推力等于地面作用在讲台上的摩擦力,C错误; D.人走路时,人的鞋底相对于地面有向后的运动趋势,则受到的摩擦力方向向前,D错误。 13.如图所示,小红站在商场匀速向上运动的自动扶梯上,她受到的力有() A.重力、支持力和斜向上的摩擦力B.重力、支持力和水平向右的摩擦力 C.重力、支持力和水平向左的摩擦力D.只受重力和支持力 【答案】D 【解析】 【详解】 由于小红匀速向上运动,受力平衡,在竖直方向上受到重力和支持力的作用,在竖直方向上受力平衡,假设在斜向上的方向受到摩擦力作用,那么受力不平衡,不会匀速运动;同理,假设受到水平向右的摩擦力或者水平向左的摩擦力,都不会匀速运动,这与题意不符合,所以小红受到的力只有重力和支持力。 故选D。 14.如图所示,甲、乙两位同学做如图所示的“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧“拉”,若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是() A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动 C.凳子原处不动D.凳子向体重大的同学一方移动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,图示凳子下表面的粗糙程度相同,而乙端的压力大,所以乙端的摩擦力大,由于甲所受最大静摩擦力小,因此甲将容易相对长凳滑动,即甲容易被拉离,因此凳子将向右移动,即凳子向乙移动,故选B。 15.如图所示,一个物体静止在固定的斜面上,受到重力G斜面对它的支持力F与摩擦力f的作用,下列说法正确的是() A.重力G和支持力F是一对平衡力 B.物体不下滑,说明摩擦力f的大小大于重力G的大小 C.支持力F与摩擦力f的合力方向竖直向上 D.斜面受到物体的作用力的合力方向垂直于斜面 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.重力G和支持力F大小不相等,方向不相反,而且不共线,不满足二力平衡的条件,故A错误; BC.物体在3个力作用下处于静止状态,合力为0,所以支持力F和静摩擦力f的合力一定与重力等值、反向、共线,所以摩擦力f小于重力G的大小,支持力F与摩擦力f的合力方向竖直向上,故B错误,C正确; D.斜面受到物体的压力和摩擦力作用,这两个力的合力方向是竖直向下的,故D错误。 故选C。 16.如图所示,在大小为14N的水平拉力F的作用下,木板A沿水平地面向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,弹簧测力计示数为4N。 则( ) A.木板A所受的合力一定为零 B.物体B对木板A的摩擦力的方向水平向右 C.物体B对木板A的摩擦力的大小为10N D.地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 BC.物体B在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和摩擦力的作用处于静止状态,由二力平衡可得,摩擦力与拉力大小相等,方向相反,所以摩擦力大小为4N,方向水平向右。 根据力的作用是相互的,B给A一个向左的摩擦力,大小为4N,故BC不符合题意; A.木板A沿水平地面向右运动,水平方向受到物体B对木板A的摩擦力的大小为4N,方向向左;水平拉力F,大小为10N,方向向右。 因为木板A的运动状态未知,所以木板A的受力情况不能确定,即木板A所受的合力可能为零,故A不符合题意; D.B对木板A的压力小于木板A对地面的压力,但B与木板A的接触面材料与地面与木板A的接触面材料不同,所以不能确定地面对木板的摩擦力与物体B对木板A的摩擦力的大小情况,即地面对木板的摩擦力可能小于物体B对木板A的摩擦力,D符合题意。 故选D。 17.如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,这时弹簧的拉力为FT,则下面说法中正确的是() A.木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于FT B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于FT C.若木板以2v的速度运动,木块受到的摩擦力大小为FT D.若用2F的力作用在木板B上,木块受到的摩擦力大小为2FT 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 对A、B受力分析: A受水平向右的弹力和水平向左的滑动摩擦力;又因为物体间力的作用是相互的,则物体B受到A对它水平向右的滑动摩擦力;由于B作匀速直线运动,则B受到水平向左的拉力和水平向右的两个摩擦力平衡(A对B的摩擦力和地面对B的摩擦力);如图所示: A.A受力平衡,故 fA=FT 即A受B的摩擦力大小为FT,根据牛顿第三定律,B受A的摩擦力等于FT,故A错误; B.由于B向左作匀速直线运动,则 则 根据牛顿第三定律,地面受到的摩擦力大小等于 故B错误; C.滑动摩擦力大小与相对速度无关,故木板B以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小仍为FT,故C正确; D.若用2F的力拉木板B,B开始加速,但是A与B间压力不变,摩擦因数不变,故摩擦力大小不变,木块A受摩擦力大小仍为FT,故D错误。 故选C。 18.中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验: 将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。 转动空心圆筒,使金属球转动(如图)。 随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。 下列判断正确的是() A.金属球转动速度越大,惯性越大 B.金属球转动过程中,运动状态保持不变 C.网袋静止时,它对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对平衡力 D.网袋开始向上运动,说明所受到的拉力大于它的重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.惯性大小只与物体的质量有关,而与速度无关,故A错误; B.金属球作圆周运动,方向不断改变,所以运动状态改变,故B错误; C.网袋对绳子的拉力和绳子对它的拉力是一对相互作用力,故C错误; D.网袋由静止向上运动,合力向上,所以拉力大于重力,故D正确。 故选D。 19.如图卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,假若卫星运动到远地点位置时所有外力消失,那么卫星将会( ) A.在远地点静止B.沿远地点切线方向做匀速直线运动 C.落回地球D.仍然会沿着原来的椭圆轨道匀速运行 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 卫星运动到远地点时,其速度不为零,方向是沿远地点切线的,所以当此时所有外力消失,卫星会保持原来的运动状态不变,即沿远地点切线方向做匀速直线运动,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 20.如图,三个相同的物体叠放在一起,当B受到5N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则( ) A.B和C之间的摩擦力0N B.A和B之间的摩擦力为0N C.B物体所受的合力为5N,方向水平向右 D.地面对C的摩擦力为5N,方向水平向右 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.对AB整体进行受力分析,物体做匀速直线运动,则AB所受的合力为零,AB受到5N的水平向右拉力,所以受到C对AB向左的摩擦力5N,即B和C之间的摩擦力5N,故A不符合题意; B.因为A向右匀速运动,处于平衡状态,可知A受重力和支持力两个力作用,不受摩擦力作用,故B符合题意; C.因为物体做匀速直线运动,则B所受的合力为零,故C不符合题意; D.对整体分析,三个物体一起向右匀速运动,受力平衡,整体受到5N的水平向右拉力,所以受到地面对整体水平向左的摩擦力5N,即地面对C的摩擦力为5N,方向水平向左,故D不符合题意。 故选B。
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