典型例题剖析(力和运动)

典型例题剖析典型例题剖析 力和运动力和运动 例例 1 北京市中考试题 坐在行驶汽车上的一位乘客 欲估测前方隧道的长度 在 进出隧道口时 分别看了一下手表 如图 1 2 1 甲 乙 所示 汽车通过隧道时的 平均速度是 30km h 由此可计算出此隧道长约 km 图 1 2 1 精析精析 1 通过图中的 手表 可计算出时间 2 通过速度和时间可计算路程 解解 图甲时间tl 1 点 20 分 图乙时间t2 1 点 25 分 汽车通过隧道的时间为t t2 t1 5 min h 12 1 隧道长 s vt 30km h h 2 5km 12 1 答案答案 隧道长约 2 5km 例例 2 常州市中考试题 一辆汽车在上海到南京的高速公路上行驶 汽车上的速度 表指针在如图 1 2 2 所示的位置左右摆动 则汽车从图中位置行驶到南京还需 h 图 1 2 2 精析精析 1 通过 路标 图 判断出路程长短 通过速度计判断出汽车行驶的速度 2 通过路程和速度计算时间 解解 汽车需行驶的路程s 120km 汽车的速度为v 100km h 计算汽车用的时间 t 1 2h v s hkm km 100 120 答案答案 到达南京还需 1 2h 例例 3 北京市中考试题 关于力 力和运动的关系 下列说法中正确的是 A 施力物体不一定是受力物体 B 只有相互接触的物体之间才有力的作用 C 物体不受力 一定处于静止状态 D 物体运动状态改变 一定是受到了力的作用 精析精析 A 因为力的作用是相互的 所以施力物体同时也是受力物体 A选项不正 确 B 只要物体之间有相互作用 就会产生力 力可以是两个物体相互接触而产生的 如 力 拉力 支持力 而有的力可以产生于相互不接触的物体之间 如 在空中运动的 乒乓球 仍受到重力作用 施力物体是地球 乒乓球和地球之间不接触 也产生了力 B 选项不正确 C 根据前面复习的力和运动的关系 当物体不受力时 可以处于静止状态 还可以 处于匀速直线运动状态 C选项不正确 答案答案 D 例例 4 北京市中考试题 关于运动和力 下列说法中正确的是 A 力是使物体保持静止的原因 B 力是使物体运动状态改变的原因 C 力是维持物体运动的原因 D 物体受到力的作用就一定运动 精析精析 这道题考查学生对力的作用的理解 学生头脑中仍存在一些错误的概念 如 物体运动必须有力维持 运动的物体失去力的作用 就会静止下来 为纠正这些错误概 念 就必须建立正确的概念 力是使物体运动状态改变的原因 而不是使物体运动的原 因 解解 A 当物体不受任何力或受的合力为零时 它也可以保持静止状态 所以说 力 不是使物体保持静止的原因 A选项是错误的 B 力可以使物体速度大小改变 也可以使物体运动方向改变 所以力是使物体运动 状态改变的原因 B选项正确 C 当一个物体处于运动状态时 如果它不受任何力或所受合力为零时 仍可保持运 动状态 所以说力不是维持物体运动的原因 D 物体受平衡力时 可以保持静止状态 而不一定运动 例如 人用水平力F推动 一个讲台桌 讲台桌仍静止 如图 l 2 3 则此时讲台桌还受到一个静摩擦力f F与f 为平衡力 讲台桌没有运动 可见物体受到力 并不一定运动 D选项不正确 图 1 2 3 答案答案 B 例例 5 天津市中考试题 如图 1 2 4 a 弹簧所受重力不计 上端固定在天花 板上 下端悬挂一个小球 处于静止状态 下列几种说法中属于相互平衡的力是 图 1 2 4 a A 天花板对弹簧的拉力和弹簧对天花板的拉力 B 球对弹簧的拉力和球受到的重力 C 弹簧对球的拉力和球受到的重力 D 球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力 精析精析 此题从几个方面考查学生的知识 1 相互平衡的两个力是物体上的 2 考查了学生是否会进行受力分析 在题目中 出现了三个物体 天花板 弹簧和小球 要 会分析哪个力作用在哪个物体上 解解 A 天花板对弹簧的拉力 作用在弹簧上 而弹簧对天花板的拉力作用在天花板 上 这两个力分别作用于两个物体 所以不是一对平衡力 A选项不正确 B 球对弹簧的拉力 作用在弹簧上 而球受到的重力作用在球上 尽管这一对力方 向相反 但由于是作用在两个物体上 所以这一对力也不是平衡力 C 弹簧对球的拉力和球受到的重力 如图 l 2 4 b 且满足二力平衡条件 C选 项正确 D 通过受力分析可知 这一对拉力分别作用在球和弹簧上 所以这一对略也不是平 衡力 图 1 2 4 b 答案答案 C 例例 6 陕西省中考试题 如图 1 2 5 质量是 0 5kg的字典 静止在水平桌面 上 下面能正确的表示字典受力图的是 ABCD 图 1 2 5 精析精析 此题从多方面考查学生的综合知识 1 要会分析字典在静止时受的是平衡力 且二力大小相等 2 要知道平衡力应作用在一个物体上 3 题目给出的是字典的质 量m 要会用公式G mg 计算出字典的重力G 4 9N 注意注意 抓住题目中分析的是字典的受力情况 因为字典处于静止状态 所以字典受的 力一定是平衡力 从图上看 只有C图的两个力满足二力平衡的条件 所以C图是正确 的 这一对力是 重力G和支持力F 有的同学认为 B图的两个力 大小相等 方向相 反 也满足二力平衡条件 这个分析是错误的 因为这两个力分别作用在字典和桌上 而 不是作用在一个物体上 这一对力是支持力F和压力F 是相互作用力 而不是平衡 力 例例 7 呼和浩特市中考试题 如图 1 2 6 在一辆放在水平地面上的表面光滑的小 车上 静止放置质量为m1 m2的两个小球 m1 m2 当车从静止突然水平向右起动时 则两个小球 图 1 2 6 A 一起向左运动 且m2的速度大于m1的速度 B 一起向右运动 且m2的速度大于m1的速度 C 一起向右运动 且m2的速度等于m1的速度 D 对地面仍保持静止 精析精析 这道题主要考查学生是否理解了 惯性定律 的内容 如果一个物体不受外力 作用时 它将保持原来的状态不变 解解 在小车没有起动时 两个小球处于静止状态 在竖直方向受到重力和支持力的作 用 这一对力是平衡力 当小车起动时 因为小车表面光滑 所以不计摩擦力的作用 小 球在水平方向上不受任何力的作用 仍保持原来的静止状态 答案答案 D 例例 8 山西省中考试题 如图 1 2 7 a 竖直向上抛出的小球重 12N 请在图中 作出小球所受重力的图示 精析精析 这道题考查了学生是否会作力的图示 另外 题目给出了一个干扰条件 小球 向上运动 此时有的同学就认为小球受的力方向也应该向上 从而忽略了重力的方向是竖 直向下的 解解 球受的重力方向竖直向下 且力的大小是所给标度的 4 倍 线段长度如图 1 2 7 b a b 图 1 2 7 例例 9 北京市中考试题 向下抛出质量为 5kg的物体 它所受的重力是 N 若物体在竖直下落的过程中 受到的阻力为 3N 它所受的合力大小是 N 合力的方向 精析精析 这道题从几个方面考查学生 力 的知识 已知物体受的力 会求合力 已知 质量 会求重力 会分析阻力方向和物体运动方向相反 解解 m 5kg G mg 5kg 9 8N kg 49N 如图 1 2 8 分析小球下落过程中受的力 是重力和阻力 且两力方向相反 则合 力大小 49N 3N 46N 方向和重力方向相同 注意理解合力的含义 合力并不是物体受的力 而是说 用一个大小为 46N 方向竖 直向下的力所产生的效果和图 1 2 8 物体受两个力时产生的效果相同 图 1 2 8 答案答案 49N 46N 竖直向下 例例 10 呼和浩特市中考试题 一个物体重 100N 受到和的空气阻力大小为 10N 则 下列说法中正确的是 A 若物体竖直向上运动时 合力大小是 110N 合力的方向竖直向下 B 若物体竖直向上运动时 合力大小是 90N 合力的方向竖直向下 C 若物体竖直向下运动时 合力大小是 90N 合力的方向竖直向下 D 若物体竖直向下运动时 合力大小是 110N 合力的方向竖直向下 精析精析 这道题侧重考查学生二力合成的知识 而且要在正确作出受力分析的基础上 才能把正确选项选全 解解 A选项给出物体是向上运动的 受力分析如图 1 2 9 a 受重力和阻力 阻 力和运动方向相反 因为重力G和阻力f 方向一致 所以合力大小 G f 100N 10N 110 N 方向竖直向下 A选项正确 也很快排除B选项不正确 a b 图 1 2 9 C和D选项给出物体是向下运动的 此时 物体受力分析如图 1 2 9 b 所示 仍受重力和阻力 阻力和运动方向相反 重力和阻力方向相反 所以合力大小 G f 100N 10N 90N 合力方向竖直向下 C选项正确 答案答案 A C 例例 11 昆明市中考试题 某同学用水平向右 100N的力 推一个重力为 200N的木 箱在水平地面上前进 若木箱受到的摩擦阻力是重力的 0 2 倍 则木箱所受合力是 N 当木箱所受水平推力的大小为 N时 其他条件不变 木箱可沿水平 地面匀速前进 精析精析 这道题综合考查学生 1 受力分析的能力 2 力的合成的知识 3 受 平衡力时的运动状态 4 滑动摩擦力的方向 当木箱受的摩擦阻力f 0 2 G时 求出f 0 2 200N 40N 方向和运动方向相 反 画出此时物体受力示意图 如图 1 2 10 重力G和支持力N是一对平衡力 合力 为零 推力F和摩擦力f的合力 F f 100N 40N 60N 方向和运动方向一致 这时 物体受不平衡的力 做变速直线运动 图 1 2 10 后面一种情况 由木箱沿水平地面匀速前进的状态入手 可知物体应受平衡力的作用 摩擦力大小不变 等于 40N 则推力大小F f 40N 答案答案 60N 40N 例例 12 山西省中考试题 诗句 满眼风波多内灼 看山恰似走来迎 仔细看山山 不动 是船行 其中 看山恰似走来迎 和 是船行 所选的参照物分别是 和 精析精析 从整段诗句分析 是某个人坐在行驶的船上 观看两岸的山景 山好像迎面走来 山相对于地面位置没有改变 而相对于船的位置变化了 所以这句 诗是以 船 为参照物 船在行驶 很显然是以山为参照物 船相对于山的位置发生了改变 答案答案 船 山 其他答案分析 有的同学答案是 人和岸 从理论上分析 这两个答案也是正确的 但按照习惯 我们一般就选题目中给定的物体为参照物就可以了 不必再找题目以外的物 体 否则有可能绕弯路或答错 例例 13 广州市中考试题 某一物体做变速直线运动 已知它在前一半路程的速度为 4m s 后一半路程的速度为 6m s 那么它在整个路程中的平均速度是 A 4 m s B 4 8 m s C 5 m s D 6 m s 精析精析 整个路程的平均速度 应该用整个路程除以通过这段路程的时间 注意 不能 把各个平均速度相加起来再取平均值 即平均速度和速度平均值不同 故 v 为 2 21 vv 错误解答 已知 v1 4m s v2 6m s 求 v 解解 设全路程为s v 21 tt s 21 22v s v s s 21 21 2 vv vv 4 8m s m s6m s4 m s6m s42 答案答案 B 例例 14 一辆汽车以 20m s的速度做匀速直线运动 当它在距山脚 720m处鸣笛后 问 司机听到笛的回声时离山脚多远 声速为 340m s 精析精析 这道题涉及两个速度 所以可以通过列方程求解 如图 1 2 11 车在A处鸣 笛 因为v笛 v车 所以声音从A C 回声由C B 设声音的传播所用时间为t 在 这个时间内 车由A B 所用时间也为t 注意 声音传播时 车仍在行驶 ABC 图 1 2 11 已知 v车 210m s sAC 720m v声 340m s 求 sBC 解解 设车由A B 所用时间为t 车行驶的路程sAB v车t 声音和回声传播的距离为 sAC sBC v声t sAB sAC sBC 2sAC sAB v车t v车t v声t 2sAC 代入数据 20m s 340m s t 2 720m t 4s sBC sAC sAB 720m 20m s 4s 640m 答案答案 车听到笛的回声时离山脚 640m 例例 15 江西省中考试题 如图 1 1 12 d 的装置中 甲物体重 5N 乙物体重 3N 甲 乙均保持静止状态 不计弹簧测 力计自重 则甲受到的合力和弹簧测力计的示 数分别是 A 0 N 3 N B 0 N 5 N C 2 N 5 N D 2 N 3 N 精析精析 对多个物体连接在一起的情况 受力分析时应选定一个为研究对象 在这道题 中 应分别分析弹簧测力计和甲受力的情况 对于平拉弹簧测力计 分析起来会感觉困难 不妨过渡一下 如图 1 2 12 a b c 试分析弹簧测力计受几个力 示数是多少 不计弹簧自重 a b c d 图 1 2 12 图 a 是大家熟悉的 弹簧测力计受 2 个力 向下的拉力和向上的拉力 大小都是 3N 弹簧测力计示数是 3 N 图 b 弹簧测力计仍受向右和向左的 2 个拉力 大小都是 3N 弹簧测力计示数是 3N 图 c 弹簧测力计也受向右和向左的 2 个拉力 大小都是 3N 弹簧测力计示数是 3N 只不过这两个拉力都是重物施加的 分析时容易误解为弹簧的示数为 0N或 6N 实 质上 a b c 这三个图完全是等效的 现在我们来分析图 1 2 12 d 弹簧测力计受向右的拉力 大小是 3N 施力物体 是乙 又因为弹簧测力计静止 所以受到向左的拉力大小也是 3N 对于弹簧测力计来说 受力情况与前面的完全相同 弹簧测力计示数为 3N 物体甲受重力 大小为 5N 受绳子向上的拉力 大小为 3N 还受支持力 大小为 2N G F N 所以甲受的合力为零 答案答案 A 例例 16 画出图 1 2 13 各图中物体A受力的示意图 a 斜面上的物体A匀速下滑 b A被水平传送带匀速传送 c 车减速前进 悬挂在车厢内的物体A d 放在水平桌面上的A物体 受到向右的拉力后匀速直线运动 B未落下 精析精析 这几个图中 都遇到多个物体叠放在一起的情况 分析受力时应注意几点 1 以A为受力研究对象 而不要受其他物体干扰 2 当物体做匀速直线运动时 应受平衡力 3 按常见力 重力 支持力 摩擦力来逐个分析 不要漏掉力 如图 1 2 13 a A物体受重力G 支持力N A沿斜面运动 受摩擦力f 方向 和运动方向相反 如图 1 2 14 a a b c d 图 1 2 13 如图 1 2 13 b A做匀速直线运动 应受平衡力的作用 A受重力G 支持力 N 这一对力为平衡力 有的同学说 A向右运动 还要受摩擦力 这个分析是错误的 如果A受摩擦力 则受力不平衡 A不可能做匀速直线运动 A的受力情况 如图 1 2 14 b a b c d 图 1 2 14 如图 1 2 13 c A受重力G 绳子的拉力F 有的同学说 A向右摆 一定还受到向 右的推力 这个分析不对 因为向右的力若存在 必有施力物体 而现在找不到施力物体 所以这个向右的力不存在 A的受力情况 如图 1 2 14 c 如图 1 2 13 d A的受力分析比较复杂 在竖直方向上 A受重力G 压力 FB 大小等于GB 支持力N N G GB 这三个力是平衡力 在水平方向上 A受 向右的拉力F A相对于地面向右运动 地面给A的摩擦力f1 方向向左 A相对于B向 右运动 B给A的摩擦力f2 方向向左 如图 1 2 14 d 例例 17 常州市中考试题 将B A两个磁环先后套在光滑的木支架上 并使两磁环 相对面的极性相同 此时可以看到上方的磁环A 悬浮 在空中 如图 1 2 15 所示 设 两磁环受到的重力相等且都为G 则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系 是 图 1 2 15 A F G B F G C G F 2G D F 2G 思路点拨思路点拨 此题涉及的知识点较多 A B两个同名磁极的磁环相对时 产生排 斥力F F 分别作用于A B 大小相等 B对底座的压力F等于底座对B的支持力 N F与N是一对作用力和反作用力 而N G F 精析精析 因为A悬浮 所以受力 F G B磁环受三个力 重力G 排斥力F 和支持力N 平衡时N F G 2G 又因为作用力N和反作用力F大小相等 所以 F 2G 答案答案 D 例例 18 广州市中考试题 某人拉一小车在水平地面上做匀速直线运动 设人对小车 的拉力为F 车重为G 车对地面的压力为Q 地面对车的支持力为N 车受到的阻力为 f 下列各对力中属于平衡力的是 A Q与G B G与F C F与f D Q与N 精析精析 首先要对车进行正确的受力分析 在这一基础上按二力平衡的条件 就可得到 问题的答案 在竖直方向上 车受重力G和支持力N G与N是一对平衡力 在水平方向上 拉力F和阻力f是一对平衡力 答案答案 C 注意注意 有的同学认为 Q与N方向相反 大小相等 也应该是一对平衡力 这就忽略 了Q与N分别作用于两个物体 是作用力和反作用力 不是平衡力 例例 19 南京市中考试题 一杯水放在列车内的水平桌面上 如果水面突然发生了如 图 1 2 16 所示的变化 则列车的运动状态可能发生的变化是 图 1 2 16 A 列车突然向右启动 B 列车突然向左启动 C 列车向右运动时突然刹车 D 列车向左运动时突然刹车 精析精析 当列车静止或做匀速直线运动时 杯子中的水面呈水平 若列车突然启动或改 变原来的运动状态时 杯中的水由于惯性要保持原有的状态 水面会发生变化 解解 A选项 当车突然向右启动 水由于惯性 要保持原来的静止状态 水应向左涌 而非图中所示 A选项不对 B选项正确 C选项 当车向右运动时突然刹车 杯中水由于惯性 还要保持原来的速度向右运动 水向右涌 C选项正确 D选项不正确 答案答案 B C 例例 20 向前飞行的飞机投掷救灾物资时 如果在投掷目标正上方投下 能落到目标处 吗 为什么 应怎样投掷才行 精析精析 这是一道问答题 可从下面几点入手分析 1 明确被研究对象以及它原来的 运动状态 2 分析研究对象由于惯性要保持什么样的状态 3 结合题意分析出问题 的结果 解答解答 救灾物资是被研究的对象 开始是随飞机一块向前运动的 投掷后 物资由于 惯性 还要保持原来向前的运动状态 在空中边向前飞行 边下落 如图 1 2 17 所 示 如果在目标的正上方投掷 物资将落到目标的前方 若要让物资落到目标处 应提前 投掷才行 图 1 2 17 例例 21 人站在匀速行驶的船上 竖直向上扔个小球 则小球 不计空气阻力 1 下落后 A 落回到人手中 B 落到人前方 C 落到人的后方 2 小球相对于船将做 A 直线运动 B 曲线运动 C 匀速运动 D 变速运动 3 小球相对于地面将做 A 直线运动 B 曲线运动 C 匀速运动 D 变速运动 精析精析 在第 1 个问题中 以小球为研究对象 利用 惯性定律 和受力分析的知识 得到小球在水平方向的运动状态和速度大小 在第 2 和 3 的问题中 仍要分析小球 在运动中的受力情况和在不同的参照物当中 小球的相对运动情况如何 1 如示意图 1 2 18 a 小球没扔出去前 是随人和船一块以速度v向前运动 的 小球竖直抛出后 由于小球有惯性 所以仍要保持向前的运动状态 因而相对于地面 是一边向上运动 同时又向前运动 如果不计空气阻力 小球扔出后 最后又落回人手中 的过程中 在空中的运动路线如图 1 2 18 b 所示 由于小球在水平方向和船保持了 一样的速度 在球扔起的这段时间内 船向前运动了一段路程 同时球在水平方向上也向 前运动了相同的路程 因而球仍落回到人手中 a b 图 1 2 18 答案答案 1 A 精析精析 2 以船为参照物 小球的运动情况和在地面上竖直抛出时现象一致 所以小 球做直线运动 在上抛过程中 不计空气阻力 小球只受重力作用 所以小球的运动状态 一定改变 上抛时 小球做减速运动 下落时 小球做加速运动 答案答案 2 A D 精析精析 3 从图 1 2 18 b 可知 小球在空中走过的路线是曲线 小球仍做变速 运动 答案答案 3 B D 例例 22 大连中考试题 如图 1 2 19 所示 用力推放在水平地面上的一只箱子 但未推动 这是因为 图 1 2 19 A 箱子质量太大 B 推力小于箱子与地面的摩擦力 C 推力等于箱子与地面的摩擦力 D 箱子的重力大于推力 精析精析 从物体处于静止状态入手 可知箱子受的一定是平衡力 对箱子作受力分析 可知 箱子所受的重力G和支持力N是一对平衡力 推力F与摩擦力f是一对平衡力 F f 此时的摩擦力为静摩擦力 有的同学认为A选项正确 实际上 如果没有摩擦存在 箱子质量很大 也能用很小 的力推动它 也有的同学认为D正确 实际上 重力在竖直方向 推力在水平方向 这两 个力比较大小毫无意义 且重力G与N平衡 对物体的运动情况不起作用 答案答案 C 例例 23 河南中考试题 如图 1 2 20 a 在 20N的水平力F的作用下 重 6N 的物块静止在竖直墙面上 请在图 1 2 20 b 中画出物块在竖直方向所受力的图示 精析精析 正确分析物体在竖直方向上受力的情况 理解二力平衡的条件是解答此题的关 键 物块在竖直方向上受重力G和静摩擦力f G和f是一对平衡力 答案答案 如图 1 1 20 b a b 图 l 2 20 例例 24 一个载重气球在空中受到 1000N的浮力时匀速竖直上升 若所载重物再增加 100N 载重气球就能匀速竖直下降 设气球上升和下降时受到的浮力和阻力大小均不变 则气球上升时所受重力和阻力的合力为 N 方向 整个气球所受合力为 N 气球所受阻力为 N 精析精析 如图 1 2 21 a 气球匀速上升 受重力G 阻力f 和运动方向相反 浮 力Fl 空气是施力物体 这三个力相互平衡 G f Fl 1000N 也就是重力和阻力的合 力大小为 1000N 方向向下 而气球受的合力为零 再分析气球下降过程中受力情况 如图 1