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文档简介
分类四力学
知识点一:质量及其测量
(2024•安徽第4题)某同学用托盘天平测一物块的质量。他按照正确的实验步骤进行操作,当天平平衡时,
右盘内的祛码情况和游码在标尺上的位置如图所示,则物块的质量为go
【解析】本题考杳托盘天平的读数。使用托盘天平测物块的质量时,被测物块的质量等于祛码质量和游码示
数之和。由题图可知,磋码总质量为50g+10g=60g,标尺分度值为0.2g,游码示数为1.0g,所以物块的质量为
60g+1.0g=61.0g<.
同类拓展1:(2025♦青海西宁)气凝胶被称为“世界上最轻的固体”,有•种全碳气凝胶密度为O.I6xl()7g/cm3,
这里的“轻”指小;若用全碳气凝胶做一个体积为5xlO%m3实心中学生模型,模型的质量为g。
【答案】密度8
【详解】[1]气凝胶被称为“世界上最轻的固体”,这里的“轻”指空度小,根据m=W,与等体积的其它物质
相比,质量更小。
⑵若用仝碳气凝胶做一个体积为SxIO,cn?实心中学生模型,模型的质量为
m=pV=O.16xlO_1g/cm,x5xl04cml=8g
同类拓展2:(2025•江苏南通)小海同学在地质博物馆看到一块火山石,讲解员说,它是火山喷发过程中岩
浆急骤冷却后形成的玻璃质熔岩,俗称浮石,具有保温、隔热、吸音、耐腐蚀、无污染等特点。小海拿起
一块火山石,感觉到很“轻”,他猜想火山石内部可能具有多孔的结构。为了验证猜想,他购买了火山石进行
实验,步骤如下:
50.9g50.0g90.0g150.9g
①②③④
①用调节好的电子秤,测出空烧杯的质量机】;
②测出火山石的质量;
③将火山石浸没在水中数小时后取出,将其表面擦干,测出它的质量加3,
④再将火山石浸没在装满水的容浴中,用烧杯接住溢出的水,测出烧杯和溢出水的总质量/以
(1)火山石具有保温、隔热、吸音的特点,可用来制造_________(写出一个即可)。
(2)分析(填写序号)两个步骤中的数据可知,小海的猜想是(选填“正确”或"错误")的。
(3)火山石的密度为g/cm3,俗称“浮”石的原因是°
(4)实验中,若只进行①©④操作步骤,密度测量值偏,理由_________。
(5)你认为不同的火山石,密度一定相同吗?请判断并说出理由。。
【答案】(1)建筑物外墙
⑵②③正确
⑶0.5见解析
(4)大见详解
⑸见详解
【详解】(1)火山石具有保温、隔热、吸音的特点,可用来制造建筑物外墙,使建筑内部保持一定温度。
(2)分析②③两个步骤中的数据可知,火山石浸没在水中数小时后质量变大,说明火山石吸水,火山
石内部可能具有多孔的结构,则小海的猜想是正确的。
(3)⑴火山石的质^:m=50.0g,火山石排开水的质显叫=150.9g-50.9g=100.0g
火ill石排开水的体积%==1QQcm'
〃水1必51
火山石浸没在水中,火山石体积等于排开水的体积V=%=100cm’
火山石的密度夕=9=0.5g/cmx
⑵火山石的密度小于水的密度,所以火山石能浮在水面上,被称为“浮''石。
(4)火山石吸水,若没有先浸水饱和,部分水被吸入孔隙中,导致溢出水的体积偏小,因此测量出的
体积偏小,密度偏大。
(5)不同的火山石,密度不一定相同,理由:火山石的形成条件不同,会导致孔隙率不同,从而密度不同。
同类拓展3:(2025•江苏常州)第33届夏季奥林匹克运动会乒乓球男单决赛,樊振东战胜莫雷高德,勇夺
金牌!樊振东使用常规形乒乓球扫,乒乓球拍单面的胶皮面积为160cm2。莫雷高德使用多边形乒乓球拍,
乒兵球拍单面的胶皮面积为多大呢?两小组同学买来多边形乒乓球拍,各自开展测量(两小组测量都要做)。
(一)小组一测量
(1)在方格纸上描出多边形乒乓球拍胶皮的轮廓,如图甲所示,每个小方格的面积为4cm、
(2)数出完整的方格数,数出不满一格的方格数并除以2。
(3)算得多边形乒乓球拍单面的胶皮面积为cm\
(1)剪出与多边形乒乓球拍胶皮同形状的厚纸,如图乙所示,用天平测得其质量为go
(2)用同规格厚纸,剪出单面面积为lOOcm?的四边形,如图丙所示,用天平测得其质量为go
(3)求得多边形乒乓球拍单面的胶皮面积为cm,
(三)结论
多边形乒乓球拍单面的胶皮面积(填写大小关系)常规形乒乓球拍单面的胶皮面积。
(四)评估
(1)小组一、小组二的测量结果不相等,小组_____的测量方法精确性更高。
(2)国际乒乓球联合会对乒乓球拍的大小没有限制,但运动员普遍认为乒兵球拍并非越大越好,请从物理
的角度分析理由:。
【答案】17233.620168大于二见解析
【详解】[1]通过数方格的方法,完整的方格数为36个,不完整方格为14格,数出完整的方格数,数出不
满一格的方格数并除以2,折合后为7格,故总格子数为36+7=43格,每个小方格面积是4cm所以完整
方格的面积为43x4cm2=172cm2
[2]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,则天平祛码质量为20g+10g=30g,游码示数为3.6g,所以总质量为
30g+3.6g=33.6g
⑶由图内可知,天平硅码质量为20g,游码示数为0g,所以质量为20g。
[4]因为厚纸密度相同,所以质量与面枳成正比。设多边形胶皮面积为S,则正森
解得S=168cm2
⑸常规形乒乓球拍单面胶皮面积为160cm2,多边形的为168cm2,所以多边形乒乓球拍单面的胶皮面积大于
常规形乒乓球拍单面的胶皮面积。
I6J小组二利用密度一定时,质量与面积成正比的关系测量,相比小组一的数方格法,误差更小,精确性更
高,所以小组二的测量方法精确性更高。
⑺根据物理中惯性的知识,物体的质量越大,惯性越大。乒乓球拍越大,其质量通常也越大,惯性就越大。
在击球过程中,惯性大的乒乓球拍运动状态更难改变,运动员就难以灵活、快速地调整球拍的击球角度和
力度等,从而影响击球的效果和对球的控制,所以乒乓球拍并非越大越好。
知识点二:运动的快慢
(2023•安徽第14题)图示为一种身高测量仪,其顶部的感应器竖直向下发射超声波信号,经下方物
体反射后返回,被感应器接收。某同学站上测高台,感应器记录信号从发射到接收所经历的时间为5x10
rs。已知感应器距测高台的高度为2.5m,空气中的声速取340m/s,则该同学的身高为()
A.1.70mB.1.65mC.0.85mD.0.80m
【答案】B
【解析】本题考查声速的应用。当某同学站上测高台,顶部的感应器与该同学头顶的距离s=?=
3
34om/sx5xio-s=085m>则该同学的身高!!="5=2.501-0.85m=1.65m,B项正确。
同类拓展1:(2025•黑龙江大庆)小萌家和学校位于同一平直马路的两个位置。小萌的爸爸在小萌放学时从
家出发去接小萌,相遇后一起返回家中,小萌全程做匀速直线运动。两人运动图像如图所示,纵坐标s代表
小萌和爸爸离家的距离,下列说法正确的是()
A.小萌家距学校600mB.小萌从学校到家所用时间为15min
C.0~8min内爸爸的速度是L25m/sD.整个过程中,爸爸做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A.由题意可知,小萌从学校返回家中,运动的路程即小萌家到学校的距离,由图像可知,小萌家
距学校s=1000m,故A错误;
B.由于小萌全程做匀速直线运动,0~8min内小萌运动的距离为公=l0°°m-600m=400m
如Sm/s
小萌匀速直线运动的速度为8x60s6
s1000m…八八.
/由◎=—="7-------=1200s=20min
咻—m/s
小萌从学校到家所用时间为6
故B错误:
、
s600m=],c2u3m/,s
C.0〜8min内爸爸的路程是$2=600m,速度是爸ti8x60s
故C正确;
D.由C选项分析可知,°~8min内爸爸速度为1.25m/s,8min后爸爸与小萌一起何家,小萌全程做匀速直
=-m/s«0.83m/s
线运动,由B选项分析可知,小萌匀速直线运动的速度为6
即8min后爸爸的速度约为0・83m/s,整个过程中,爸爸不是匀速直线运动,故D错误。
故选Co
同类拓展2:(2025•四川巴中)阅读以下内容,回答问撅:
某同学的体测成绩表
项目立定跳远长跑(1000米)一分伊跳绳...
成绩230cm250s180个...
(1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为.
(2)若该同学受到的重力是500N,每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm,则一分钟内克服重力做功的功率为
W。
【答案】(l)4m/s
⑵60
s1000m..
v=-=--------=4m/s
【详解】(1)该同学完成这次长跑测试的平均速度为,250s
(2)跳绳一次克服重力做功卬=Gh=500Nx0.04m=20J
吩钟内克服重力做功以=18。卬=18。X20J=3600J
W3600J
rn=—=--------=60W
•分钟内克服重力做功的功率为I60s
同类拓展3:(2025•四川广元)2025年4月,神舟20号载人飞船与天宫空间站成功对接,形成组合体后,
神舟20号以天宫空间站为参照物处于状态(选填“静止”或“运动”),天宫空间站绕地球运行的轨道周
长为《ZxlSkm,绕地球一周用时L5h,其平均速度为km/h。
【答案】静止2.8x104
【详解】[1]形成组合体后,以天宫空间站为参照物,神舟20号的相对位置不变,是静止的。
s_4.2x10*km
4
⑵天宫空间站绕地球运行的平均速度为“一,一L5h=2.8xlOkm/h
同类拓展4:(2025•山西)污水净化处理工艺中,气浮技术是利用气泡吸附悬浮污染物的原理,实现对污水
的固液分离。小亮查阅资料得知,气泡在污水中上升速度会影响净化效率。他设计了测量气泡在水中运动
速度的实验。
玻璃管cm
pF100
\!
[-90
|-80
|-70
1-60
j-50
F40
ho
h
i-10
Lo
口
(1)实验思路:用刻度尺测量气泡运动的路程,用,测量气泡运动的时间,依据公式可算出
气泡运动的速度。
实验过程:在一根透明的玻璃管内注满水,两端用橡胶塞密封,竖直放置;用注射器从玻璃管底部注射一
个小气泡,当气泡运动到A点开始计时,并用记号笔做标记;每隔2s标记气泡到达的位置,获得实验记录
如图所示。
(2)气泡从4点运动到8点的平均速度为cm/s。
(3)分析实验数据可知:气泡在水中沿直线从A点到8点做运动,你判断的理由是,
_s
【答案】(1)停表
(2)5
(3)匀速直线见解析
_s
【详解】(1)实验中,用刻度尺测量路程,用停表测量时间,根据“-7得到气泡运动的速度。
(2)由图可知,AB两点之间的距离是50.0cm,所用的时间为2sx5=10s
s50.0cmu,
v=-=-------=5cm/s
气泡从A点运动到?点的平均速度为10s
(3)由图可知,气泡在水中沿直线从A点到B点运动时,,泡在相同时间内通过的路程相等,气泡做
匀速直线运动。
知识点三:惯性
(2024•安徽第16题)2024年4月25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载
火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。26日5时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家
门”,欢迎神舟卜八号航天员乘组入驻“天宫”空间站。随后,两个航天员乘组面向镜头向牵挂他们的全国人
民报平安(如图所示)。下列说法正确的是()
A.载人匕船在升空的过程中惯性增大B.“大号经间站处十平衡状态
C.地球对“天宫”空间站有吸引作用D.航天员报平安的声音是通过声波传回地面的
【答案】C
【解析】A.惯性的大小只与物体的质量有关,火箭加速升空的过程中,载人匕船的质量不变,惯性不变,
故A错误;
B.空间站在太空中运动的方向时刻在发生变化,处于非平衡状态,故B错误;
C.“天宫”空间站能绕着地球运动,是因为受到地球对它的吸引作用,故C正确;
D.太空是真空,真空不能传声,所以航天员在太空与地面交流时的声音不是通过声波传向地球的,而是通
过电磁波传向地球的,故D错误c
故选C。
同类拓展1:(2025•江苏镇江)如图所示,乘客站立在公交车厢内,当车向前启动时,以下说法正确的是()
A.乘客会向后倾B.乘客此时没有惯性
C.车厢对乘客有向后的摩擦力D.车厢对乘客没有摩擦力
【答案】A
【详解】A.当公交车向前启动时,乘客由于具有惯性,身体会保持原来相对静止的状态,表现出相对于车
厢向后倾,故A正确;
B.所有物体都具有惯性,故B错误;
C.车厢向前加速,要带动乘客一起前进,摩擦力应当向前,故C错误;
D.由于存在相对运动趋势,乘客与车厢间必然有摩擦力存在,故D错误。
故选Ao
同类拓展2:(2025•四川)下列生活场景中,属于防止惯性造成危害的是()
【答案】A
【详解】A.当汽车突然刹车时,人的下半身随车停止运动,而人的上半身由于惯性仍要保持原来的运动状
态继续向前运动,容易撞到车内前方的硬物而受伤。系安全带可以防止人在汽车紧急刹车或碰撞时由于惯
性问前冲而造成的伤害,属于防止惯性造成危害,故A符合题意;
B.纸飞机离开手后,由于惯性仍要保持原来的运动状态继续向前飞行,这是利用了惯性,使纭飞机能够飞
得更远,故B不符合题意:
C.跳远运动员起跳前助跑,是为了使自己处于运动状态,当起跳时,由于惯性,运动员会保持原来的运动
速度继续向前运动,从而跳得更远,这是利用惯性来提高跳远成绩,不属于防止惯性造成危害,故C不符
合题意:
D.锤头和锤柄一起向下运动,当锤柄撞击到地面时,锤柄停止之动,而锤头由于惯性仍要保持原来的运动
状态继续向下运动,从而套紧在锤柄上,这是利用了惯性,不属于防止惯性造成危害,故D不符合题意。
故选Ao
同类拓展3:(2025•山东济南)如图所示,小球悬挂在小桶的正上方,小车、小桶、小球一起沿水平地面向
左做匀速直线运动。以小车为参照物,小球是(选填“运动''或"静止'')的:某时刻将细线剪断,
小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球会落在(选填“桶的左边”“桶的右边”或“桶
中
左右
【答案】静止桶中
【详解】[1]判断物体运动或静止,取决于所选的参照物,若物体相对于参照物的位置没有发生变化,则物
体是静止的。以小车为参照物,小球相对「小车的位置始终没有改变,所以小球是静止的。
⑵小球原来和小车、小桶一起沿水平地面向左做匀速直线运动,将细线剪断后,由于小球具有惯性,会保
持原来向左的运动速度继续运动;而小车、小桶仍然以原速度向左做匀速直线运动,小球在水平方向上的
速度与小车、小桶相同,在竖直方向上由于重力作用下落,所以小球会落在桶中。
知识点四:平衡力与相互作用力
(2025安徽第16题)如图所示,叠放在水平面上的甲、乙两个长方体物块,在水平拉力F的作用下,一起以速
度v向左做匀速直线运动。下列说法正确的是()
A.甲对乙的摩擦力方向水平向左
B.水平面对甲的摩擦力方向水平向右
C.乙对甲的压力和水平面对甲的支持力是一对平衡力
D.乙受到的重力和甲对乙的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】本题考查摩擦力的方向、平衡力和相互作用力的辨析。由题意可知,甲、乙起向左做匀速直线
运动,甲和乙之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以甲和乙之间没有摩擦力,A项错误;甲受力
平衡,水平方向的拉力与水平面对甲的摩擦力平衡,拉力方向水平向左,则水平面对甲的摩擦力方向水平
向右,B项正确;乙对甲的压力与乙受到的重力大小相等,水平面对甲的支持力与甲和乙受到的总重力大
小相等,乙对甲的压力和水平面对甲的支持力大小不相等,不是一对平衡力,C项错误;乙受到的重力和
甲对乙的支持力作用在同一物体上,且大小相等,方向相反,作用在同一直线上,这两个力是一对平衡力,
D项错误。
同类拓展1:(2025•青海西宁)如图所示的情景中物体A受力不平衡的是()
\\\\\\\\
li)A
甲
A.图甲:用绝缘细线竖直悬挂着的静止带电小球A
B.图乙:体育测试中,抛出的实心球A在下落过程中
C.图内:用滑轮组竖直匀速提升物体A
D.图丁:用细线拉着物体A在水中静止
【答案】B
【详解】A.带电小球A静止,处于平衡状态,受力平衡,故A不符合题意;
B.体育测试中,抛出的实心球A在下落过程中速度和方向均改变,运动状态改变,处于非平衡状态,受力
不平衡,故B符合题意;
C.用滑轮组竖直匀速提升物体A,物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,受力平衡,故C不符合题意;
D.用细线拉着物体A在水中静止,物体A处于平衡状态,受力平衡,故D不符合题意。
故选B。
同类拓展2:(2025・陕西)为了增强学生体质,促进身心健康发展,学校开展「形式多样的体育运动。对下
)
图/图・2图-3图4
A.如图-1,脚蹬地的同时,地也对脚施加了力的作用
B.如图-2,乒乓球弹回过程中,运动状态保持不变
C.如图-3,健子上升过程中,不受重力作用
D.如图-4,排球下降过程中,惯性越来越大
【答案】A
【详解】A.根据力的作用是相互的,脚蹬地时,脚给地一个力,地也对脚施加了力的作用,故A正确;
B.乒乓球弹问过程中,运动方向和速度都会改变,因此运动状态改变,故B错误;
C地球附近的物体始终受到重力作用,因此健子上升过程中,始终受重力作用,故C错误;
D.惯性大小只跟物体的质量大小有关,排球下落过程中,质量不变,惯性大小不变,故D错误。
故选Ao
同类拓展3:(2025•江苏南京)如图所示,擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘,当真空泵将吸盘内的空气抽
出时,由于的作用,它吸附在竖直玻璃上;当它保持静止时,受到的摩擦力与是一对平衡力;
它工作时带动清洁布擦拭玻璃,选用粗糙清洁布的目的是为了增大。
【答案】大气压重力摩擦力
【详解】[1]当真空泵将吸盘内的空气抽出时,吸盘内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,擦
窗机器人被压在竖直玻璃r.o
⑵擦窗机器人保持静止时,处于平衡状态,在竖直方向上,它受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,
这两个力大小相等、方向相反、借用在同一直线上,是一对平衡力。
⑶艰据影响摩擦力大小的因素,在压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。擦窗机器人工作时,选用粗
糙清洁布,是为了在压力不变的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,从而更好地擦拭玻璃。
同类拓展4:(2025•黑龙江)如图所示,小朋友用力向后蹬地,能使他的滑板车沿着水平方向向前运动,这
是因为物体间力的作用是的;他的脚停止蹬地后,滑板车还会继续向前滑行一段距离的原因是滑板
车具有
【答案】相互惯性
【详解】[1]小朋友将一只脚踏在滑板上,另一只脚向后蹬地,给地面一个向后的力,物体间力的作用是相
互的,地面给人一个向前的力,推动滑板车沿着水平方向向前运动。
⑵脚停止蹬地后,滑板车还会继续向前滑行一段距离的原因是滑板车具有惯性,要保持原来的运动状态不
变。
知识点五:摩擦力
(2023•安徽第13题)小宇在拖地时,拖把头沿图中丫所示方向运动,则拖把头对地面压力的方向、地
面对拖把头摩擦力的方向分别为()
A.垂直地面向下、与y所示方向相反
B.垂直地面向下、与I,所示方向相同
C.沿拖杆斜向下、与y所示方向相同
D.沿拖杆斜向下、与I,所示方向相反
【答案】A
【详解】本题考查压力和摩擦力方向的判断。物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫做压力,所以小
宇拖地时,拖把头对地面的压力方向是垂直地面向下的;两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接
触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向
相反,拖把头相对于地面沿题图中y所示的方向运动,所以地面对拖把头的摩擦力的方向与题图中v所示方
向相反,A项正确。
同类拓展1:(2025.江苏常州)卜.列与自行车有关的现象中:①刹车时用力捏车闸;②车轮胎上刻有花纹;
③在车的转轴处加润滑油;④车的轴承中装有滚珠,属于增大摩擦的是()
A.①@B.①@C.②④D.③④
【答案】A
【详解】①刹车时用力捍闸是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;
②车轮胎上刻有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
⑤在车的转轴处加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦力;
④车的轴承中装有滚珠,是用滚动代替滑动从而减小摩擦力。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选Ao
同类拓展2:(2025•山东德州•中考真题)如图所示,物体A重ION,B重4N。用细绳将两物体通过定滑轮
连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动,如图甲所示,此时A受到的摩擦力为N:
现用水平向左的力”拉A,使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动,如图乙所示,则〃大小为N。(水
平桌面足够长,不计绳重及滑轮与轴的摩擦。)
【详解】[1]物体A重10N,物体B重4N时,物体A向右做匀速直线运动,A水平方向上受到拉力和摩擦
力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,此时物体A受到的摩擦力大小为白户二GB=4N
⑵物体A匀速直线向左运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和水平向右的拉力作
用,这三个力平衡,因为物体A对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以此时A受到的摩擦力大
T,T
小仍为4N,所以有尸k=/+F=/+GB=4N+4N=8N
同类拓展3:(2025•江苏盐城)小明用甲、乙两只鞋底花纹不同的运动鞋,探究滑动摩擦力大小与接触面粗
糙程度的关系。
(1)为了用弹簧测力计示数反映运动鞋所受滑动摩擦力的大小,实验时弹簧测力计需沿一方向拉动,并使运
动鞋在木板上做—运动。
(2)将甲鞋放在水平木板上,进行正确操作后,弹簧测力计示数如图所示,为—N:换用花纹不同的乙鞋重
复上述实验,弹簧测力计的示数为2.3N。
(3)同组的小华认为小明的操作不能得到可靠的结论,原因是没有控制—相同。为得到结论,给出一种可行
方案:_____________
【答案】(1)水平匀速直线
(2)2.5
(3)压力大小见解析
【详解】(1)[1"2]实验中,弹簧测力计应沿水平方向匀速直线拉动运动鞋,此时鞋处于平衡状态,鞋子受
到的弹簧测力计拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡可知鞋子受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)由图可知弹簧测力计的分度值为0.IN,示数为2.5N。
(3)[1]实验中,换用花纹不同的乙鞋重复上述实验,两只鞋子不同,则甲、乙两只鞋子对接触面的压力不
同,故小明的操作不能得到可靠的结论。
⑵为了得到可靠的结论,需要控制压力相等,则可以将甲乙两鞋绑在一起,分别用甲鞋鞋底和乙鞋鞋底与
木板接触进行实验。
同类拓展4:(2025•青海西宁)小宁在“探究影响滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验中,他利用水杯、水、
木板、毛巾、棉布、弹簧测力计等器材进行实验。
(1)如图甲,在长木板上沿水平方向匀速拉动水杯,此时滑动摩擦力为N;
(2)在杯中添加适量的水,重复实验,发现弹簧测力计示数变大,说明其它条件一定时,滑动摩擦力的大小
与有关;杯中的水质量一定时,在长木板上分别铺上毛巾刃棉布进行实验,是为了探究滑动摩擦力的
大小与的关系;
(3)实验中发现水杯较难保持匀速直线运动,导致弹簧测力计示数不稳定,读数不方便,于是他们改用如图
乙的装置,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验。实验过程不需要匀速拉动长木板,更易操作,此时水
杯受到的滑动摩擦力方向水平向;
(4)市场上有一种杯子下面装有吸盘防滑,可以牢牢得固定在桌面上,是利用了增大压力从而增大摩擦
力。
【答案】(1)2.8
(2)压力大小接触面的粗糙程度
⑶左
(4)大气压
【详解】(I)如图甲,在长木板二沿水平方向匀速拉动水杯,根据二力平衡,拉力等于摩擦力。图甲中测
力计分度值为0.2N,示数为2.8N,则此时滑动摩擦力为2.8N。
(2)[1]杯中添加适量的水,只有压力大小改变,重复实验,发现弹簧测力计示数变大,说明其它条件一定
时,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
[2]杯中的水质量一定时,在长木板上分别铺上毛巾和棉布进行实验,只改变了接触面的粗糙程度,根据控
制变量法,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)改用如图乙的装置.,固定弹簧测力计,拉动长木板进行实验,此时水杯相对于长木板向右运动,则水
杯受到的滑动摩擦力方向水平向左。
(4)在压紧吸盘的过程中,吸盘内部的空气被挤出,导致吸盘内部的气压低于外部大气压,是利用了大气
压增大压力从而增大摩擦力。
知识点六:液体压强
(2024•安徽第18题)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左
右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种
不同的液体(〃A<〃B)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越______;
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状
【答案】①.大②
【解析】(1)[1]由图丙可知,A、B两种不同的液体倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,此时橡皮
膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,而橡皮膜右侧液体密度较大,说明深度和同时,液体
的密度越大,压强越大。
(2)[2]由图丁可知,橡皮膜的形状几乎没有变化,说明左右两恻的压强相等,左侧的C液体深度较深,由
p=pgh可知,隔板左侧的C液体密度小于隔板右侧D液体密度,即pc<PD。
同类拓展1:(2025•青海西宁)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积5=100cm2,
B部分底面枳邑=50cn?,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,
后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起1忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某
种浅体的深度〃=12.5cm(p4c=1.0xltfkg/m\g取10N/kg),下列说法正确的是()
橡皮膜
A.水对A部分底部的压力为12.5NB.水对A部分底部的压强为LOxlO^Pa
C.B部分中液体的密度是0.8xl03kg/n?D.某种液体对B部分底部的压力为10N
【答案】C
【详解】A.水的重力为G=/咫=lkgxl0N/kg=10N
A部分为圆柱体,则水对A部分底部的压力为耳=G=10N
故A错误;
B.水对A部分底部的压强为月=5=而黑卡=1x100
故B错误;
C.橡皮膜不再左右/起,说明B部分中液体和A部分中水对橡皮膜压强相同,忽略橡皮膜的高度带来的
影响,则某种液体对B部分底部的压强为小=月=lxlO'Pa
Ixl0PA
B部分中液体的密度为=0.8xl()3kg/m3
gh1ON/kgx0.125m
故C正确;
342
D.某种液体对B部分底部的压力为F2=p2S2=lxl0Pax50xlCi-m=5N
故D错误。
故选C。
同类拓展2:(2025・山东口照•中考真题〉小明把盛水的容器放在桌面上,将A管插入水中,再把B管的管口
贴靠在A管的上端。用吹风机低速挡从B管的另一端向管中吹欠,可以看到A管中水面上升到如图所示位
置并保持静止。下列说法正确的是()
A.容器中水面上方大气压等于A管上端管口处气压
B.A管底部内、外同一深度处水的压强相等
C.容器对桌面的压强比吹气前大
D.换用吹风机高速挡吹气,水可从A管的上端喷出
【答案】D
【详解】A.往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,容器中水面上方大气压大于A管上
端管口处气压,故A错误;
B.A管内、外水面位置不同,A管底部同一深度处管内、外水的实际深度不同,压强不相等,故B错误;
C.吹气时,容器上方空气流速变大,压强变小,小于下方气压,形成向上的压力差,所以,容器对桌面的
压力比吹气前小,受力面积不变,则容器对桌面的压强比吹气前小,故C错误;
D.换用吹风机高速挡吹气,吸管A上方空气的流速更大,压强更小,管内外水面上方的气压差更大,水
在气压差的作用下可从A管的上端喷出,故D正确。
故选D。
同类拓展3:(2025.广东广州)图a是实践小组设计的自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底部,浮筒可
沿细杆上下移动,水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零;水深为0.4m时,浮筒开始接
触进水阀门;水深为0.6m时,浮筒使进水阀门完全关闭,浮筒所受浮力和水深关系的图像如图b,已知
⑴水深从0.1m到0.4m的过程中,浮筒排开水的重力,水对箱底产生的压强(以上两空选填“变
大,“,变小,,或“不变”);
⑵阀门完全关闭时,求:
①水对箱底产生的压强_____;
②浮筒排开水的体积0
【答案】(1)不变变大
(2)6xlO5Pa7.5xl04m,
【详解】(1)[1]根据浮筒所受浮力和水深关系的图像可知,水深从0.1m到0.4m的过程中,浮筒所受浮力
不变,根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力,故浮筒排开水的重力不变。
⑵根据〃=「g/2可知,深度变深,水对箱底产生的压强变大。
(2)[1]水深为0.6m时,浮简使进水阀门完全关闭,水对箱底产生的压强
p=pgh=Ix10'kg/m'xl()N/kgx0.6rn=6xI()3Pa
⑵艰据浮筒所受浮力和水深关系的图像可知,水深为0.6m时,浮筒所受的浮力为7.5N,浮筒排开水的体
积%=里=——.-------=7.5x104m
推pglxlO3kg/m3xlON/kg
同类拓展4:(2025•江苏淮安・中考真题)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将
两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是()
A----
且一^:二二:B二二
甲乙
A.A受到的浮力大于B受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
【答案】B
【详解】AB.由图可知,完全相司的两个物体放入两杯液体内均处于漂浮状态,根据漂浮条件,两种情况
下的浮力都等于物体的重力,物体完全相同,所以尸涉尸尸济乙;由于浮力相等,且物体在甲液体中排开液体
的体积小于在乙液体中排开液体的体积,根据F浮=PgV持可得,甲液体的密度大于乙液体的密度,即
乙,故A错误,B正确:
C.由图可知甲图排开液体的体枳小,而两容器中液面相平,则甲容器中液体的体积大,甲容器中液体密度
较K,则甲容器中液体质量更大,总重力更大,物体的重力相同,所以甲图中物体和液体的总重力大于乙
图中物体和液体的总重力,根据p=£=%可知甲容器对桌面产生的压强大,即两容器对桌面产生的压强不
相等,故C错误;
D.两容器内液面恰好相平,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据液体压强公式p=pgh可知,甲液体
对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故D错误。
故选Bo
知识点七:浮力的综合计算
(2025安徽第23题)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根
不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器
和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体K表面恰好不接触,测得容器内水的深度为
〃尸10cm,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为伍=8cm,整个过程没有
水溢此圆柱体始终处于竖直状态,已知圆柱体的高为H=20cm,圆柱体与容器的底面积之比为S:S2=\:3,
p水=1.0x1kg/m3s取ioN/kg,不计容器壁厚度。求:
===A=>
⑴调节升降台前水对容器底部的压强p;
⑵调节升降台后圆柱体浸入水中的深度力;
⑶圆柱体的密度P。
【答案】(1)1.0xl03Pa(2)12cm(3)0.6X103kg/m3
【解析】(1)调节升降台前水对容器底部的压强〃=。相历=1.0xl03pa。
(2)缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,故圆柱体的,'立置始终不变。
由水的体积不变可得S2%2=(S2-S1)h
所以圆柱体浸入水中的深度h=12cm
(3)圆柱体处于漂浮状态,所以尸浮=6
由阿基米德原理得尸部十小gSih
因为G=mg,V=SiH
所以圆柱体的密度p=£=0.6x103klm3
同类拓展1:(2025,江苏南通)福建舰是我国第三艘航母,其满载排水量为8.8x10^,一架舰载机起飞后,
3
福建舰排开水的体积减小了30nl3。海水的密度取I.OxlOkg/m-\ION/kgo求:
(1)福建舰满载时排开水的体积和浮力;
(2)该舰载机受到的重力。
【答案】(1)
8.8x104m\8.8xlO8N
(2)
3XI05N
【详解】⑴福建舰满载时排开水的质量为叫1=8.8x10,=8.8xlO〃g
4
=m匕/排-8.8x;()7-§=&8>100?
由'一丁可得,福建舰满载时排开水的体积为“0KL°xl0"g/m'
福建舰受到的浮力为尸产G«=/«itg=8.8x107kgx10N/kg=8.8x108N
(2)舰载机起匕后,航母减少的浮力等于舰载机的重力,即舰载机的重力为
35
Gtn=△/==l.Ox10'伙/mx10N/伙x30m'=3xlON
同类拓展2:(2U25•四川)四冲称象是我国古人运用智慧解决实际问题的经典故事,某校物埋兴趣小组通过
实验来模拟“称象”的过程,如图所示。在水平桌面上,底面为正方形的薄壁柱形容器A足够高,底面积为
100cm2;底面为正方形薄壁柱形容器B的质量为50g,底面积为50cm2,高为15cm;待测物体C是边长为
5cm的实心正方体。测量C的质量时,先在A中注入10cm深的水,然后将B竖直缓慢放入A中直至平衡,
再将C竖直缓慢放入B中,平衡时B又竖直下降了5cm,小组同学在B上做好标记;取出C后,将50g
的钩码逐个缓慢放入B中,直至液面再次达到标记处为止。忽略液体搅动、物体吸水等次要因素,
3
pjK=lxlOkg/m\g取10N/kg。
(1)A中未放入B时,求水对A底部的压强;
⑵液面再次达到标记处时,求加入钩码的个数;
⑶设C的密度为P,」请写出将C竖直缓慢放入B中,平衡后水对A底部压强以与A的关系式。
【答案】⑴1改Pa
⑵!。个
(3)p水=(1050+0.125pC)Pa
【详解】(1)由题意,已知A中水深〃=18m=0.1m
则水对A底部的压强〃励TxUkg/milON/kgxO.lm-XX)而
(2)放入C前后,B均漂浮,物体C放入B中,B下降5cm,A中液面升高"?,则B排开7K的体积增加
量=SAx△/?=SB(A/J+5cm)
[叫100cm,xAh=50cm2x(A/?+5cm)
解得AA=5cm
23
叫AVJt1.=SAXA/Z=I(X)cmx5cm=5(X)cni
物体C放入B中,B受到水的浮力增加量温=。水皿%"OxlO,kg/m'xlON/kgxSOOxIO"=5N
则物体C的重力GC=A%=5N
〃?c=—=_5N=0.5kg=500g
则物体C的质量&l°N/kg
_500g_
n--------1i0n
一个钩码50g,则钩码的个数50g
(3)先在A中注入10cm深的水,然后将B竖直缓慢放入A中直至平衡,容器B平衡时处于漂浮状态,
由漂浮条件和阿基米德原理可知GB=F^B=G汴
根据重力公式可知容器B排开水的质量m栉=〃?B=5()g
,,叫50g_3
%=—0-=---£y=5A0cm
此时容器B排开水的体积P&lg/cm
%50cm'
M=-------二0.5cm
容器A中水面上升的高度SAMNknr
此时容器A中水的深度为/?-h+J/?j=10cm+0.5cm=10.5cm=0.105in
此时水对A底部的压强为p'=p^gh'=1.Ox103kg/m3x1ON/kgxO.105m=1050Pa
物体C的体积为匕=(O.O5m)3=l为X10"4!!?
C的重力为Gc=mcg=pcgVc
物体C放入B中,A中水面上升的高度为/V,则B排开水的体积增加量/匕产SA』〃,物体C放入B中,
B受到的浮力增加量为4G尸p依,B始终处于漂浮状态,即GO/广?,则A中水面上升的高度为
△人'=_0Kg_Gc__PcgVc
SASA。水姬八夕水婚八
最终水对A底部压强
以=0Kgm+从)=p水gh+P水g以整=蒜詈*=005—)Pa
同类拓展3:(2025•青海西宁)小西所在的兴趣小组,想探索“冰山一角”蕴含的物理知识。利用一个正方体
模具装入水,放在冰箱中凝固成冰,再将冰块磨制成体积为ICT'n?的正方体,投入装有适量水的容器中进
?
行实验和分析(实验过程中不考虑冰的熔化、。冰=0.9x1O*g/m3、P>K=l.OxlOkg/m\g取10N/kg)。
(1)请计算冰块的重力;
(2)请计算冰块所受的浮力;
(3)请计算冰块露出水面的体积与水下体积之比:
(4)假设冰块全部熔化后,请通过计算说明液面升降情况(不考虑温度、蒸发等影响)。
【答案】(1)9N
⑵9N
⑶1:9
(4)见解析
【详解】(1)冰块的质量为“F/HSxlO'kg/m'xloWogkg
则冰块的重:力°==09kgx10N/kg=9N
(2)冰的密度小于水的密度,根据物体的浮沉条件,冰块静止时漂浮,则冰块所受的浮力/=G=9N
(3)冰块静止时漂浮,浮力等于重力,则有「冰&二°水&匕%可得水下体积为
邑=业粤—0.”
排外lxlO3kg/m310
则露出水面的体积为%小一%=~°."=°“
一二。"J
则冰块露出水面的体积与水下体积之比%『09V9
99
V.=—V=—xlO-3m3=9xl0^m3
(4)冰块未熔化时排开水的体积为101。
9kg4
Vr=—=一°-.=9xl0-m'=咻
冰块熔化后质量不变,得到的水的体积为'。水1X10kg/,B
故最终液面不升也不降。
知识点八:功和功率的相关计算
(2025•安徽第21题)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为40kg的物体沿竖
直方向匀速提升3m,此过程中滑轮的机械效率为80%,g
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