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第二章易错题与重难点易错点一、力的示意图该知识点画图时容易标错作用点,方向。且力的分析时少了或多了某个力。典例分析典例分析典例1:(2026八上·杭州期末)下列受力分析中,正确的是()A. B.C. D.举一反三举一反三变式1:(2025八上·缙云期中)图一所示为站在地球上不同位置的人,下图中能正确表示人受到重力的方向的是()A. B.C. D.变式2:(2026·普陀模拟)“三才盖碗”是我国古代极具代表性的一种饮茶器具。手拿碗盖在空中保持静止时,手对碗盖的作用力为F。下列能正确表示F的示意图的是A.B.C.D.变式3:(2026八上·宁波期末)如图所示,质量为10kg的物体在传送带上以2m/s速度水平向右匀速前进,请在图中画出该物体此时受到力的图示。易错点二、根据牛顿第一定律判断运动状态典例分析典例分析典例1:(2026八上·义乌期末)若人不“扫刷”冰面时,可认为水平冰面的粗糙程度不变,如图所示,人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D,冰壶运动到D点后,人不再施力,冰壶继续向前运动。(1)在AC段推力F=5N,冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为N。在CD段,推力减小为4N,冰壶受到的摩擦力为N。(2)冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面,冰壶能够运动更长的距离,这是利用的方法减小摩擦力。(3)推理可知:如果冰壶运动时不受阻力,它将。(选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)举一反三举一反三变式1:(2026八上·丽水期末)科技节期间,小科参加了水火箭比赛,当水火箭飞行至图中最高点A位置时,若所有外力全部消失,则水火箭的运动状态将是()A.保持静止不动 B.竖直向下加速运动C.向左下方加速运动 D.水平向左匀速直线运动变式2:(2026八上·黄岩期末)排球垫球是体育中考项目之一。如图所示,当排球竖直向上运动到最高点时,假如所有外力都消失,则排球将()A.沿A方向运动 B.沿C方向运动C.沿B或D方向运动 D.在最高点保持静止变式3:如图所示,将一只小球竖直向上抛出,小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2m/s、0m/s。(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动?。(2)若小球向上运动到达B点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动?。易错点三、不规则容器压强的分析典例分析典例分析典例1:(2026八上·义乌期末)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积也相同,甲、乙容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器内的液面高度相等,此时液体对两容器底部的压强papb,两容器对桌面的压力F甲F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。举一反三举一反三变式1:如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是()A.p甲>p乙 B.p甲<p乙C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断变式2:(2026八上·浙江期末)如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强,水对容器底的压力,容器对桌面的压力(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。变式3:(2026八上·萧山期末)如图所示,一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面水的质量为500g,杯子与桌面的接触面积是10cm2。求:(g取10牛/千克)(1)水对杯子底部的压强。(2)杯子对桌面的压强。易错点四、规则固体的压强计算(特殊情况)典例分析典例分析典例1:如图所示,甲、乙两个实心正方体物块放置在水平地面上,甲和乙的密度相等,甲的边长大于乙的边长。甲对地面压强为p1,乙对地面压强为p2。下列判断正确的是()A.p1=p2B.p1>p2C.若将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1D.若将乙放到甲上,甲对地面的压强将小于p1举一反三举一反三变式1:如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积的关系时得到图像。用这两种物质制成质量相等的两个实心正方体,把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面压强之比p甲:p乙为()A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1变式2:(2024七下·杭州期末)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hA<hB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是()A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量变式3:(2023七下·义乌期中)如图所示,小晨将甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,测得它们对地面的压强相等,则甲乙两正方体的密度ρ甲ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。接着小晨将两个正方体沿图示的方向截去一部分,都拿走右半部分,则甲、乙剩余部分对水平地面的压强p甲p乙。(选填“>”、“<”或“=”)重难点一、弹簧测力计的原理和使用典例分析典例分析典例1:(2026八上·宁波期末)某同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钧码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,实验记录如下表所示。拉力/N00.51.01.52.03.04.0弹簧长度/cm6.57.58.59.511.014.218.0▲01234.57.711.5(1)表格中▲处应填写。(2)从上述信息可得,若用此弹簧制作弹簧测力计,它的量程是N。(3)当该弹簧长度为8.7cm时,弹簧所受的拉力为.举一反三举一反三变式1:(2026八上·钱塘期末)如图为一弹簧测力计,在使用过程中,不正确的是()A.使用前,要检查指针是否在零刻度位置B.所测的力的大小不能超过5NC.应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦D.弹簧测力计的读数为3.3N变式2:(2026八上·黄岩期末)小黄为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。先将弹簧水平放置测出其自然长度L0拉力(N)0123456弹簧长度(cm)11121314151720(1)从表格信息可得,它的最大称量是N。(2)当拉力为0时,弹簧长度是11cm的原因是。变式3:(2026八上·浙江期末)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。评价指标评价等级优秀良好待改进功能性最大测量值大,携带方便最大测量值较大,携带较方便最大测量值小,携带不方便精确度达到0.1牛达到0.2牛大于0.2牛刻度刻度均匀刻度部分均匀刻度不均匀【项目制作】(1)项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:。【项目评价】(2)为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为牛。重难点二、重力与质量的相互换算典例分析典例分析典例1:如图所示为手拉质量为0.4kg的小球做圆周运动的示意图。(1)计算这个做圆周运动的小球的重力是多少牛顿。(g取10N/kg)(2)请在图中画出小球所受重力的示意图。举一反三举一反三变式1:小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上的物体的“重力”G与其质量m的关系如图所示。由图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”(填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;据图可得甲星球表面上物体的“重力”G与其质量m的关系式是。变式2:(2023七下·武义期末)一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。回答下列问题:(1)这辆货车和货物的总质量为多少?(2)这辆车能安全过桥吗?若不能,则需要卸下几箱货物?变式3:(2025八上·缙云期中)浩瀚宇宙需要人类去不断探索,以下是我国近年来空间探索大事记。
(1)2021年10月16日,我国“神舟十三号”成功发射,如图是乘组三位航天员在空间站的情景,若航天员在“失重”状态的空间站进行下列活动,可实行的是____A.用弹簧拉力器练臂力健身 B.凸透镜成像实验C.用天平测物体质量 D.向茶杯倒水(2)2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家!星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星g值大小1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00科学家还发现,跟地球上一样,在其他星球上,物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。如果将1千克的物体带到火星上,则它在火星上受到的重力为牛。(3)“嫦娥六号”于2024年5月3日发射,6月2日早上8点左右在月球背面着陆,实现世界首次月球背面采样返回。已知某大型台秤在地球表面能承受的最大载重为3969N,根据上述表格相关数据,求该台秤在月球表面能称取的最大质量是多少千克?(4)月地距离约为3.84×105km重难点三、摩擦力大小与方向的判断典例分析典例分析典例1:(2026八上·杭州期末)用铅笔写字时,笔尖和纸之间存在滑动摩擦力。如图所示,书写时,笔尖所受摩擦力的方向正确的是()A.B.C.D.举一反三举一反三变式1:(2026八上·金东期末)小科在拖地时,拖把头沿图中ν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ν所示方向相反B.垂直地面向下、与v所示方向相同C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同D.沿拖杆斜向下、与ν所示方向相反变式2:如图所示,放在水平桌面上的物体A,在水平推力F的作用下向右移动的过程中(物体未从桌面掉落),A与桌面之间的摩擦力(填“变大”“变小”或“不变”);桌面受到物体A的摩擦力的方向是水平向。变式3:(2026八上·杭州期末)小金坐动车出去旅行,在桌上放着书和小球,某一时刻,他发现小球突然向左滚动起来,书没有移动,如图甲所示。根据上述现象回答下列问题:(1)列车的运动状态可能是(选填“向右匀速运动”、“向右减速运动”或“向右加速运动”)。(2)在书本与桌面的接触面上,书本受到桌面对它向(选填“左”或“右”)的摩擦力。重难点四、摩擦力的探究典例分析典例分析典例1:(2026八上·鄞州期末)某兴趣小组的同学们在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小(填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力的大小;(2)对比甲乙两次实验可知其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越;(3)通过对比两次实验可知,其他条件相同时,接触面越(填“粗糙”或“光滑”),滑动摩擦力越大。举一反三举一反三变式1:为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验,其中力传感器可以显示对木块拉力的大小,从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动,而传送带匀速运动,以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。传送带速度(cm/s)3581113力传感器示数(N)0.250.260.260.250.25(1)实验中木块受到的摩擦力方向水平向。(2)分析表中数据,可得出的结论是。(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是。变式2:为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,设计了如下实验,请回答:(1)该实验测定滑动摩擦力大小的原理是。(2)实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小,其优点是。(3)按图乙,只改变砝码,做了4次实验,实验数据如表,分析实验数据可得出结论:。实验次数1234砝码重G1(N)3579木块G2(N)1111弹簧秤示数(N)0.81.21.62.0变式3:(2026八上·嵊州期末)为探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小科设计了如图所示的实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。(1)实验过程中用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,使其做运动,可以测出物块受到滑动摩擦力大小。(2)甲、乙、丙三次实验中,物块所受滑动摩擦力最大的是(选填“甲”“乙”或“丙”)实验。(3)对比图中甲、丙两组实验数据不能得出“压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大”的结论,理由是。(4)为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面积的大小有关,小科将物块A切去了一半,继续做了图丁所示的实验。为了得到正确的结论,请对图丁实验作出改进:。重难点五、压强的计算典例分析典例分析典例1:有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题:(1)此时地面所受压力为牛;(2)此时墙壁所受压强为帕。举一反三举一反三变式1:第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月在我国举行,中国运动员谷爱凌在女子自由式滑雪大跳台项目中夺得冠军,在中国掀起一股滑雪热。(1)甲图是一款滑雪板,某运动员使用该套滑雪板滑雪时,连同装备的总质量为60千克,滑雪板与地面的总接触面积0.4米2。她站立在雪地上时,雪地受到的压强为多大?(2)乙图是比赛场地,丙图是跳台侧视图。当运动员正常完成一次比赛时,请你在丙图中画出运动员离开A点后可能的运动轨迹(运动员连同滑板整体可视为一个点),并说明你的理由。变式2:水平餐桌上有一瓶未开启的矿泉水,瓶身上标有”净含量330mL”的字样,小明拿起瓶子时发现方格桌布上留有环形印迹,他想利用学过的物理知识估算一下压强值。桌布上每个正方形小格的边长为1cm。他先利用方格桌布一角测出了水深,如图甲所示。又数出印迹占有多少个小格(不满一格时,大于半格的算一格,小于半格的不算)。印迹如图乙所示。瓶子的质量忽略不计。求:(g取10N/kg)(1)瓶底受到的水的压强;(液体内部压强的计算公式为:p=ρgh,ρ为液体密度,h为液体深度)(2)这瓶水对方格桌布的压强;(3)喝掉一部分水后再向瓶内放入一冰块,测水深如图丙所示,此时这瓶水对水平桌面的压强(冰块排开水的质量等于冰块的质量)。变式3:陕汽是我国著名的重工企业。生产的某型号载重卡车技术参数如表,当它匀速行驶所受的摩擦力是其总重的0.2倍。分析计算(g取10N/kg):卡车型号ZJS25GJB2自重2×104kg轮胎个数12最大载货量4×104kg满载行驶时每只轮胎与地面的接触面积0.05m2行驶时的最大速度90km/h(1)卡车在牵引力的作用下,由静止开始运动,说明力能。(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是N。(3)已知一座大桥的路面能受到的最大压强为9×105Pa,判断该卡车满载时能否安全通过这座大桥?(写出必要的计算过程)
课后巩固课后巩固1.下列力的示意图中,表示斜面上物体A对斜面压力的示意图的是()A.B.C.D.2.(2026八上·余杭期末)用手托起一本八年级上册《科学》书本所用的力约是A.0.45N B.4.5N C.45N D.450N3.(2026八上·嵊州期末)已知弹簧受到的弹力与其伸长量成正比(弹簧的质量忽略不计)。如图所示,三个完全相同的弹簧都处于水平位置:①弹簧的左端固定在墙上,右端受到大小为F的拉力作用;②弹簧的左端挂一小物块,右端受到大小为F的拉力后,在粗糙的桌面上做匀速直线运动;③弹簧的左右两端都受到一个大小为F2的拉力作用保持静止。若以l1、l2、l3A.l1=l2>l3 B.4.在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态。由静止释放,不计空气阻力,小球可在A、C两点间来回摆动,B点是小球运动轨迹中的最低点,如图所示。下列分析正确的是()A.从A运动到C的过程中,小球的运动状态不变B.小球运动到C点时,小球速度为0,处于平衡状态C.小球运动到B点时,若细线断开,小球将竖直下落D.小球运动到C点时,若细线断开,小球将竖直下落5.(2026八上·浙江期末)如图,一木块立在光滑的平板小车上,并随小车一起沿粗糙的水平地面向右做匀速直线运动。当小车突然向右加速运动时,车上的木块将()A.与小车一起加速运动B.向左滑出小车,落地后向右倾倒C.向左倾倒在小车上D.向左滑出小车,落地后向左倾倒6.如图所示,小明用如图容器来做”探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中可能符合事实的是()A.B.C.D.7.如图所示,一个未装满水的水瓶,正立放在桌面上如图甲,瓶子对桌面的压力为F甲,水对瓶底的压强为p甲;倒立放在桌面上如图乙,瓶子对桌面的压力为F乙,水对瓶盖的压强为p乙A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲<F乙;p甲=p乙C.F甲>F乙;p甲<p乙 D.F甲=F乙;p甲<p乙8.如图所示,材料、粗糙程度和质量相同的甲、乙两物体放在同一水平桌面上,底面积S甲>S乙.在水平拉力作用下做匀速直线运动。它们所受的拉力为F甲、F乙,对桌面的压强为p甲、p乙,则下列关系正确的是()A.F甲>F乙;p甲<p乙 B.F甲<F乙;p甲>p乙C.F甲=F乙;p甲=p乙 D.F甲=F乙;p甲<p乙9.画出静止在竖直墙角的篮球的受力情况。10.(2025八上·镇海区月考)如图所示,两个完全相同的条形磁铁A和B,将它们竖直放在水平地面上,用弹簧秤通过一根细线竖直向上拉磁铁A,如图为弹簧秤读数,此时水平地面对B的支持力恰好为ON。求一个条形磁铁的质量。11.如图所示,甲,乙两物体叠放在粗糙的水平面上,在5牛的拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,则甲受到的摩擦力为牛,乙受到甲的摩擦力方向(填“水平向左"“水平向右”或“不确定")。12.(2026八上·慈溪期末)嫦娥六号探测器是中国嫦娥探月计划第六个探测器,采集了约2kg月壤返回地球,实现了人类历史上首次月球背面采样返回任务。请回答下列问题:(1)嫦娥六号探测器环月飞行时,(填“处于”或“不处于”)平衡状态。(2)2kg月壤在地球表面受到的重力大小为N。13.(2025八上·义乌期中)在学完运动和力相关知识后,请你用所学知识解决下列问题:(1)小李以1.5m/s的速度行走,前脚跟刚着地时(如图),它受到摩擦力的方向是(选填“向前”或“向后”)。(2)小王将弹簧秤(弹簧秤重力不计)连接在两个完全相同的木块之间,用水平向左10牛的力使整体一起做匀速直线运动,此时测力计的示数为牛。14.如图甲所示,小科在水桶内加入适量水,桶口固定一根末端系有小球的细线。再将水桶置于斜面上,观察到现象如图乙。(1)分析实验说明重力方向始终是。(2)若桶内的小球质量为100克,请在图丙中画出小球受到的重力的示意图。15.(2023七下·金华期末)小科同学用如图所示装置测物体B所受的摩擦力,拉力F水平向左,不计弹簧测力计重(1)当F=10N时,物体A保持静止,弹簧测力计示数为零N;(2)当F=20N时,物体A水平向左运动,弹簧测力计示数为3N且保持不变。16.(2026八上·慈溪期末)为探究阻力对物体运动的影响,某同学利用如图所示的装置进行实验。①如图甲所示,将毛巾铺在斜面和水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;②如图乙所示,取下毛巾,将棉布铺在斜面和水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;③如图丙所示,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面通过的距离。(1)实验操作中的错误之处是。(2)纠正错误后,重新进行实验。三次实验中都让小车从斜面顶端由静止下滑,目的是。(3)得出结论:小车所受阻力越小,运动距离越远。推测:在的情况下,小车将保持原来的速度一直运动下去。17.(2026八上·路桥期末)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。(1)实验中,要测量木块A受到滑动摩擦力的大小,弹簧测力计沿水平方向拉着木块,使其在水平面上做运动。(2)比较图乙和图丙两次实验,可以得出的结论是。(3)小组同学对实验进行了改进,设计了如图丁所示的装置。实验中,上面的传送带向左运动,则物块所受的摩擦力的方向为水平向。电动转轴的转速变大时,弹簧测力计的示数,(选填“变大”“变小”或“保持不变”)18.(2022七下·东阳期中)某同学学习了“力的测量”,为深入研究弹簧秤的原理,想探究弹簧的形变与受到的拉力的关系,他选用刻度尺和四个相同的钩码进行如下的实验:将四个钩码依次挂到弹簧下面,分别测出弹簧的长度,得到如表的数据。所挂钩码的个数(个)01234弹簧长度(cm)810121416弹簧伸长量(cm)02468(1)由此可得出的结论是。(2)弹簧下的钩码不能不断增加,原因是。(3)如果现有和上面相同的两根弹簧L1、L2,组成如图甲、乙两种装置,则甲图中弹簧L1、L2的长度均为cm,乙图中弹簧L1、L2的长度均为cm。(弹簧的重力不计)。19.学校开展了制作测力计的项目化学习。某兴趣小组利用A、B两根不同的橡皮筋做成橡皮筋测力计。先将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,每个钩码的质量均为50克(如图甲),分别记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx,根据多组测量数据画出的图像如图乙所示。“自制测力计”成果评价量表评价内容评价标准评分5分3分1分科学性精确度高精确度较高精确度低实用性量程大,携带方便量程较大,携带较方便量程小,携带不方便美观性外形美观,结构完整外形较美观,结构较完整外形不美观,结构不完整(1)由图乙得,在橡皮筋的弹性范围内,橡皮筋受到的拉力越大,橡皮筋的伸长量;(2)小明用橡皮筋B制成一款测力计并测量一个苹果的重力,当挂上苹果后橡皮筋的伸长量为15厘米,请判断该苹果的重力并说明推导过程。(3)根据“自制测力计”成果评价量表,说一说你会选择A、B橡皮筋中的哪一根制作成测力计并说明你的选择理由是。20.某中学组织学生进行郊游,队伍要经过一大桥,该桥的两端有类似如图的标志(t是“吨”的符号,30t表示桥梁最大能承受质量为30t的物体).试求:(1)重力的方向总是,重力的施力物体是。(2)根据标示牌所示,桥梁最大能承受的物体的重力。(3)若一辆自身质量为3t的卡车,装有10m3的砖,已知ρ砖=2.5×103kg/m3,通过计算判断卡车能否通过这座桥?(g取10N/kg)21.(2025八上·杭州月考)在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa。(1)求玻璃杯的重力大小。(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯的大致形状是上图中(a)、(b)、(c)的哪一种?(水的密度为:1.0×1022.(2026八上·北仑期末)某舞蹈演员的质量为50Kg,她单脚的脚尖与地面的接触面积为10cm2(g取10N/Kg)(1)求该舞蹈演员受到的重力是多少牛?(2)该舞蹈演员单脚脚尖触地时,地面受到的压强多大?第二章易错题与重难点易错点一、力的示意图该知识点画图时容易标错作用点,方向。且力的分析时少了或多了某个力。典例分析典例分析典例1:(2026八上·杭州期末)下列受力分析中,正确的是()A. B.C. D.【答案】C【解析】物体受平衡力或不受力时,运动状态不会发生改变,将保持静止或做匀速直线运动。
【解答】A、静止在墙角的球受力平衡,图中小球受到三个力作用,水平方向受力不平衡,故A错误;
B、脚对踢出去的足球没有力的作用,故B错误;
C、小球受到竖直向下的重力、磁体水平向左的吸引力以及斜向上的绳子的拉力,故C正确;
D、物体对斜面的力的受力物体是斜面,作用点在斜面上,不是在物体上,故D错误。
故答案为:C。举一反三举一反三变式1:(2025八上·缙云期中)图一所示为站在地球上不同位置的人,下图中能正确表示人受到重力的方向的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】重力是地球对物体的吸引产生的力,重力的方向总是竖直向下的,这里的“竖直向下”本质是指向地心。
【解答】重力是由于地球的吸引产生的,对于地球上不同位置的人,重力方向都是指向地球中心,也就是相对于人自身站在地面来说,是竖直向下指向地心的,故ABC选项不符合题意,D选项符合题意。
故答案为:D。变式2:(2026·普陀模拟)“三才盖碗”是我国古代极具代表性的一种饮茶器具。手拿碗盖在空中保持静止时,手对碗盖的作用力为F。下列能正确表示F的示意图的是A.B.C.D.【答案】D【解析】平衡力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
【解答】碗盖静止,受力平衡,重力与手对碗盖的支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,重力方向竖直向下,可知手对碗盖的支持力竖直向上。
故答案为:D。变式3:(2026八上·宁波期末)如图所示,质量为10kg的物体在传送带上以2m/s速度水平向右匀速前进,请在图中画出该物体此时受到力的图示。【答案】【解析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
【解答】质量为10kg的物体在传送带上以2m/s速度水平向右匀速前进,在竖直方向上,它受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,二者相互平衡,即大小相等,即F=G=mg=10kg×10N/kg=100N。在水平方向上,物体和传送带保持相对静止,则它在水平方向不受摩擦力,如下图所示:
易错点二、根据牛顿第一定律判断运动状态典例分析典例分析典例1:(2026八上·义乌期末)若人不“扫刷”冰面时,可认为水平冰面的粗糙程度不变,如图所示,人用水平向右大小不同的力F推动冰壶从A运动到D,冰壶运动到D点后,人不再施力,冰壶继续向前运动。(1)在AC段推力F=5N,冰壶做匀速直线运动。AC段冰壶受到的摩擦力为N。在CD段,推力减小为4N,冰壶受到的摩擦力为N。(2)冰壶运动到D点后继续向前运动若适当“扫刷”冰面,冰壶能够运动更长的距离,这是利用的方法减小摩擦力。(3)推理可知:如果冰壶运动时不受阻力,它将。(选填“保持静止”、“保持匀速直线运动”或“保持静止或匀速直线运动”)【答案】(1)5;5(2)分离接触面/减小接触面粗糙程度(3)保持匀速直线运动【解析】(1)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关.
(2)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动。
(3)运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离越远,推理可得出结论。
【解答】(1)在AC段推力F=5N,冰壶做匀速直线运动,故受力平衡,推力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力为5N,在CD段,推力减小为4N,但压力大小和接触面的粗糙程度没变,故滑动摩擦力大小也不变,仍为5N。
(2)用毛刷刷冰,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现使冰壶与冰面分开,减小了冰壶与冰面之间的摩擦力,从而使冰壶能够运动更长的距离。
(3)由实验可以看出,冰壶所受的阻力减小,向前滑行的距离变大,速度减小变慢,据此推理可知,如果冰壶运动时不受阻力,它将运动的无穷远,速度大小不变,即做匀速直线运动。
故答案为:(1)5;5;(2)使接触面分离;(3)保持匀速直线运动。举一反三举一反三变式1:(2026八上·丽水期末)科技节期间,小科参加了水火箭比赛,当水火箭飞行至图中最高点A位置时,若所有外力全部消失,则水火箭的运动状态将是()A.保持静止不动 B.竖直向下加速运动C.向左下方加速运动 D.水平向左匀速直线运动【答案】D【解析】首先确定最高点时水火箭的运动状态,然后根据牛顿第一定律分析判断。
【解答】水火箭在最高点时,水火箭的竖直速度为零,但水平速度通常不为零。如果此时所有外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,它会保持外力消失时的速度在水平方向做匀速直线运动。
故选D。变式2:(2026八上·黄岩期末)排球垫球是体育中考项目之一。如图所示,当排球竖直向上运动到最高点时,假如所有外力都消失,则排球将()A.沿A方向运动 B.沿C方向运动C.沿B或D方向运动 D.在最高点保持静止【答案】D【解析】当物体不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,根据牛顿第一定律分析判断。
【解答】排球被竖直向上垫起,先向上做减速运动,到达最高点时速度减为零。如果此时所有的外力都消失,那么根据牛顿第一定律可知,此时排球保持原来的静止状态,即在最高点保持静止。
故选D。变式3:如图所示,将一只小球竖直向上抛出,小球先后经过A、B两点。已知小球在A、B两点的速度分别为2m/s、0m/s。(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动?。(2)若小球向上运动到达B点时,一切外力突然消失,则此后小球将做什么运动?。【答案】(1)竖直向上做匀速直线运动(2)保持静止状态【解析】(1)(2)根据牛顿第一运动定律分析解答。
【解答】(1)若小球向上运动到达A点时,一切外力突然消失,根据牛顿第一定律可知,此时小球会保持A点的速度和方向运动,即竖直向上做匀速直线运动。
(2)小球到达B点时速度为零,如果此时一切外力突然消失,那么小球将保持B点时的运动状态不变,即保持静止状态。易错点三、不规则容器压强的分析典例分析典例分析典例1:(2026八上·义乌期末)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积也相同,甲、乙容器中分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器内的液面高度相等,此时液体对两容器底部的压强papb,两容器对桌面的压力F甲F乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。【答案】小于;等于【解析】(1)液体压强的计算公式为p=ρgh,在高度相等的情况下,需比较液体密度的大小关系;
(2)根据受力平衡的知识,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力;
【解答】(1)根据密度计算公式ρ=mv,当开口和底面积相同时,乙杯液体体积小于甲杯液体,但两杯液体质量相同,所以ρ甲<ρ乙,根据压强的计算公式可知p甲<p乙;
(2)容器和液体质量均相等,所以两只容器总重力相等,容器对桌面的压力相等,F甲举一反三举一反三变式1:如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是()A.p甲>p乙 B.p甲<p乙C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断【答案】B【解析】【解答】液体深度h、容器底面积S相同,所以液体体积:V甲>V乙,因为液体质量相等,由m=ρV可知ρ甲<ρ乙;由p=ρgh,h相同,所以容器底部受到的液体压强p甲<p乙.故选B根据容器形状判断甲、乙体积大小,根据质量相等判断出ρ甲<ρ乙,用压强公式p=ρgh可判断底部受到的压强大小。本题关键是要判断甲、乙容器中液体的密度大小。变式2:(2026八上·浙江期末)如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强,水对容器底的压力,容器对桌面的压力(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】变大;变小;不变【解析】根据p=ρgh计算液体对容器底部的压强,由于装置上下不同宽,液体对容器底部的压力不等于液体的重力,应根据F=pS计算液体对容器底部的压力。
【解答】[1]把该容器正放在该桌面上,水的深度增大,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强变大;[2]倒置前容器中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于容器中水的重力。
把该容器倒放在该桌面上,容器中的水柱是上粗下细的,一部分水压的是容器侧壁,所以容器底受到的压力小于容器中水的重力,所以倒放后水对容器底的压力变小;
[3]因水平面上物体的压力大小和自身的重力相等,容器对桌面的压力不变。变式3:(2026八上·萧山期末)如图所示,一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面水的质量为500g,杯子与桌面的接触面积是10cm2。求:(g取10牛/千克)(1)水对杯子底部的压强。(2)杯子对桌面的压强。【答案】(1)解:根据题意可知,杯子内水的深度为12cm=0.12m,
则水对杯子底部的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa。
答:水对杯子底部的压强为1.2×103Pa。(2)解:根据题意可知,杯子对桌面的压力等于杯子和水的总重力,
即杯子对桌面的压力为:F压=G总=m总g=(m杯+m水)g=(100×10-3kg+500×10-3kg)×10N/kg=6N,整个杯子对桌面的压强为p'=F答:整个杯子对桌面的压强为6×103Pa。【解析】(1)根据液体压强公式p=ρ水gh计算水对杯子底部的压强;
(2)首先根据F压=G总=m总g=(m杯+m水)g计算杯子对桌面的压力,然后根据p'=F易错点四、规则固体的压强计算(特殊情况)典例分析典例分析典例1:如图所示,甲、乙两个实心正方体物块放置在水平地面上,甲和乙的密度相等,甲的边长大于乙的边长。甲对地面压强为p1,乙对地面压强为p2。下列判断正确的是()A.p1=p2B.p1>p2C.若将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1D.若将乙放到甲上,甲对地面的压强将小于p1【答案】B【解析】水平面上的物体对地面的压力等于自身重力,根据公式p=F【解答】AB.设甲的边长为a,乙的边长为b,由题意知a>b;
甲、乙的密度相等,甲的边长大于乙的边长,
因实心正方体物块对水平地面的压强:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρL3gL2=ρgL,所以p1>p2,故A错误,B正确;
C.由前面解答可知,p1=ρga,p2=ρgb;
将甲放到乙上,乙对地面的压强:p2'=G举一反三举一反三变式1:如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积的关系时得到图像。用这两种物质制成质量相等的两个实心正方体,把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面压强之比p甲:p乙为()A.1:1 B.2:1 C.4:1 D.8:1【答案】C【解析】(1)密度均匀,上下粗细一致的柱体对地面的压强p=FS=GS变式2:(2024七下·杭州期末)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hA<hB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是()A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量【答案】A【解析】上下同宽的规格固体,对地面的压强可用p=ρgh进行计算,由此能判断AB密度大小,结合p=Fp=AB.根据题意知道pA=pBhA<hB由p=ρgh知道ρA>ρB故A正确,B错误;D.又因为pA=pBSA>SB且p=FS=GS所以GA>GBC.由于hA<hB,SA>SB,所以,由V=Sh不能确定A的体积一定大于B的体积,故C错误。故答案为:A。变式3:(2023七下·义乌期中)如图所示,小晨将甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,测得它们对地面的压强相等,则甲乙两正方体的密度ρ甲ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。接着小晨将两个正方体沿图示的方向截去一部分,都拿走右半部分,则甲、乙剩余部分对水平地面的压强p甲p乙。(选填“>”、“<”或“=”)【答案】<;>【解析】(1)密度均匀,上下粗细一致的柱体对地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSghS=ρgh,据此结合h甲>h乙得出两者的密度关系;
(2)由压强公式表示出切割前甲、乙对水平面的压强和切割后甲、乙对水平面的压强,并把切割会的压强与原压强比较的判断出甲、乙剩余部分对水平地面压强的关系。
【解答】(1)正方体就是粗细一致的柱体,则它对地面的压强p=ρgh;
甲、乙两个正方体对地面的压强相等,且h甲>h乙,
根据p=ρgh可知,二者的密度ρ甲<ρ乙;
重难点一、弹簧测力计的原理和使用典例分析典例分析典例1:(2026八上·宁波期末)某同学为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究:将弹簧的一端固定,另一端悬挂钧码,记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系,实验记录如下表所示。拉力/N00.51.01.52.03.04.0弹簧长度/cm6.57.58.59.511.014.218.0▲01234.57.711.5(1)表格中▲处应填写。(2)从上述信息可得,若用此弹簧制作弹簧测力计,它的量程是N。(3)当该弹簧长度为8.7cm时,弹簧所受的拉力为.【答案】(1)弹簧伸长量/cm(2)1.5(3)1.1N【解析】(1)弹簧的伸长量与其所受拉力成正比;
(2)某种测力计的量程是由弹簧的弹性限度决定的;
(3)通过形变量可以计算出此时所受拉力的大小;
【解答】(1)格中▲处应填写的内容可以通过分析实验数据得出。实验记录了弹簧在不同拉力下的长度变化,而第三行数据与第二行弹簧长度数据之间存在差值关系。例如:拉力0N时,弹簧长度6.5cm,第三行数据为0(6.5-6.5=0),拉力0.5N时,弹簧长度7.5cm,第三行数据为1(7.5-6.5=1),拉力1.0N时,弹簧长度8.5cm,第三行数据为2(8.5-6.5=2),由此可见,第三行数据表示的是弹簧的伸长量/cm(即当前长度减去原始长度6.5cm);
(2)弹簧测力计的量程是指弹簧在弹性限度内能测量的最大拉力。观察数据:拉力从0N到1.5N时,弹簧伸长量与拉力成正比(每增加0.5N,伸长1cm,符合胡克定律),拉力2.0N时,伸长量为4.5cm(理论值应为4cm,实际偏离线性关系),拉力3.0N和4.0N时,伸长量显著增大(7.7cm和11.5cm),说明弹簧已超过弹性限度,因此,弹簧的弹性限度在1.5N以内,量程应取弹性限度内的最大值;
(3)当弹簧长度为8.7cm时,此时弹簧的伸长量2.2cm,由表格可知,每伸长1cm所需的力的大小为0.5N,故弹簧所受的拉力为1.1N;
故答案为:(1)弹簧伸长量/cm;
(2)1.5;
(3)1.1N.举一反三举一反三变式1:(2026八上·钱塘期末)如图为一弹簧测力计,在使用过程中,不正确的是()A.使用前,要检查指针是否在零刻度位置B.所测的力的大小不能超过5NC.应避免弹簧测力计指针与外壳摩擦D.弹簧测力计的读数为3.3N【答案】D【解析】使用测力计测量力的大小前,要将测力计在力的方向上调零,结合分度值进行读数。为防止测力计损坏,不能测量超过测力计量程的力的大小。
【解答】A、使用前,要检查指针是否在零刻度位置,否在会导致误差,故A正确,不符合题意;
B、由图可知,该测力计的量程为0-5N,可知所测的力的大小不能超过5N,故B正确,不符合题意;
C、测力计指针与外壳摩擦会导致测量误差,所以测量时应尽量避免指针与外壳摩擦,故C正确,不符合题意;
D、该测力计的分度值为0.2N,示数为3.6N,故D错误,符合题意。故答案为:D。变式2:(2026八上·黄岩期末)小黄为了制作弹簧测力计,对一根弹簧进行了探究。先将弹簧水平放置测出其自然长度L0拉力(N)0123456弹簧长度(cm)11121314151720(1)从表格信息可得,它的最大称量是N。(2)当拉力为0时,弹簧长度是11cm的原因是。【答案】(1)4(2)弹簧自身重力影响【解析】(1)弹簧测力计的最大称量是指弹簧在弹性限度内能承受的最大拉力。超过这个限度,弹簧的形变将不再与拉力成正比,根据表格数据分析解答;
(2)根据弹簧自身有重力分析解答。
【解答】(1)弹簧测力计的最大称量是指弹簧在弹性限度内能承受的最大拉力。超过这个限度,弹簧的形变将不再与拉力成正比。
根据表格数据可知,拉力从0N到4N时,弹簧长度每次增加1cm(12-11=1,13-12=1,...,15-14=1),说明弹簧的形变与拉力成正比。
拉力从4N到5N时,弹簧长度从15cm增加到17cm,增加了2cm,明显偏离了之前的规律。
则该弹簧测力计的最大称量为4N。
(2)弹簧的自然长度(无外力时水平放置的长度)为L0=10cm。竖直悬挂时,弹簧因自身重力被拉长,导致长度为11cm。变式3:(2026八上·浙江期末)科学学习小组开展了“自制测力计”的项目化学习。【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。【项目准备】提供材料如图甲。三根大小和长度一样的弹簧和一根橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系分别如图乙、丙。【评价量表】在老师的指导下,小组同学制订了评价量表,表中为部分评价指标。评价指标评价等级优秀良好待改进功能性最大测量值大,携带方便最大测量值较大,携带较方便最大测量值小,携带不方便精确度达到0.1牛达到0.2牛大于0.2牛刻度刻度均匀刻度部分均匀刻度不均匀【项目制作】(1)项目中提供了三根大小和长度一样的弹簧与一根橡皮筋材料,为了保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择哪一根材料制作并说明原因:。【项目评价】(2)为使“精确度”指标达到“优秀”标准,每颗铅粒的重量应为牛。【答案】不能选择橡皮筋制作,原因是橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比;0.1【解析】(1)弹簧测力计刻度均匀的原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比,图像为过原点的直线,刻度能均匀划分;而橡皮筋的伸长量和拉力不成正比,图像是曲线,拉力增大时伸长量变化不均匀,制作出的测力计刻度不均匀,因此不能选用橡皮筋。
(2)精确度优秀标准为0.1N,代表最小一格代表0.1N;由图乙可知拉力2N对应弹簧伸长5cm,使用铅粒标注刻度时,单颗铅粒重力作为分度值,所以每颗铅粒重量为0.1N。
【解答】(1)由图乙可知三根弹簧的伸长量与受到拉力成正比例关系,符合弹簧测力计刻度均匀的要求。而从图丙可看出,橡皮筋的伸长量与拉力不成正比,所以为保证自制测力计刻度标注均匀,不能选择橡皮筋制作,原因是橡皮筋的伸长量与所受拉力不成正比。(2)根据评价指标,要使“精确度”指标达到“优秀”标准,精确度需达到0.1牛,故每颗铅粒的重量应为0.1牛。重难点二、重力与质量的相互换算典例分析典例分析典例1:如图所示为手拉质量为0.4kg的小球做圆周运动的示意图。(1)计算这个做圆周运动的小球的重力是多少牛顿。(g取10N/kg)(2)请在图中画出小球所受重力的示意图。【答案】(1)解:由题意可知g=10N/kg,小球的质量m=0.4kg,根据G=mg,可知小球的重力为G=0.4kg×10N/kg=4N。(2)解:如答图所示:【解析】(1)根据重力公式G=mg计算即可;
(2)确定重力的大小、方向和作用点,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。【解答】(2)小球受到的重力作用在它的重心上,方向竖直向下,如下图所示:
举一反三举一反三变式1:小金对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上的物体的“重力”G与其质量m的关系如图所示。由图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”(填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的“重力”;据图可得甲星球表面上物体的“重力”G与其质量m的关系式是。【答案】大于;G=m×15N/kg【解析】(1)根据图像比较物体在不同星球上重力的大小;
(2)从图像中提取一组数据,计算出重力和质量的比值,进而得到重力和质量的关系。
【解答】(1)根据图像可知,当质量为8kg时,物体在甲星球上的重力为120N,在乙星球上的重力为40N,因此相同质量的物体在甲星球表面上的“重力”大于其在乙星球表面上的“重力”。
(2)根据图像可知,在甲星球上,质量为8kg的物体重力为120N,根据G=mg得到:120N=8kg×g,解得:g=15N/kg。那么甲星球上物体的重力与质量的关系为:G=m×15N/kg。变式2:(2023七下·武义期末)一辆自重为5×104N的货车装载着20箱货物,每箱货物的质量是400kg,行驶到一座立有限重标志牌的桥前,标志牌如图所示。回答下列问题:(1)这辆货车和货物的总质量为多少?(2)这辆车能安全过桥吗?若不能,则需要卸下几箱货物?【答案】(1)解:货车的质量:m=货车和货物的总质量为m总=m+m货=5000kg+20×400kg=13000kg=13t(2)解:因为13t>10t,所以这辆车不能安全过桥。需要卸下货物的箱数:n=13t−10t【解析】(1)物体的质量等于重力与g的比值;
(2)求出与最大限重的差距,故所需要斜下货物的数量为多余的质量与每箱质量的比值。变式3:(2025八上·缙云期中)浩瀚宇宙需要人类去不断探索,以下是我国近年来空间探索大事记。
(1)2021年10月16日,我国“神舟十三号”成功发射,如图是乘组三位航天员在空间站的情景,若航天员在“失重”状态的空间站进行下列活动,可实行的是____A.用弹簧拉力器练臂力健身 B.凸透镜成像实验C.用天平测物体质量 D.向茶杯倒水(2)2023年7月23日是我国成功发射首个火星探测器“天问一号”三周年的日子。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家!星球月球水星金星地球火星木星土星天王星海王星g值大小1.623.608.509.803.7622.99.058.3011.00科学家还发现,跟地球上一样,在其他星球上,物体也会由于星球对它的吸引而受到力的作用。下表为不同星球上g的大小。如果将1千克的物体带到火星上,则它在火星上受到的重力为牛。(3)“嫦娥六号”于2024年5月3日发射,6月2日早上8点左右在月球背面着陆,实现世界首次月球背面采样返回。已知某大型台秤在地球表面能承受的最大载重为3969N,根据上述表格相关数据,求该台秤在月球表面能称取的最大质量是多少千克?(4)月地距离约为3.84×105km【答案】(1)A;B(2)3.76(3)解:由表中数据可知月球上g=1.62N/kg,
某大型台秤在地球表面能承受的最大载重为3969N;
根据公式m=Gg(4)解:由题意知s=3.84×105km,v=3×108m/s=10.8km/h
根据公式t=sv=3.84×105km3×【解析】(1)在空间站中处于失重状态,和重力相关的活动无法正常进行;
(2)质量是指物体所含物质的多少,是物体特有属性,不会因为位置、状态、形状等的改变而改变,将1千克的物体带到火星上,质量不变,根据G=mg进行分析;
(3)根据表中信息月球上g=1.62N/kg,根据G=mg进行计算分析;
(4)激光从地面发射到月球平面镜,再反射回地面,总路程是月地距离的2倍,根据t=sv进行分析计算。
【解答】(1)A、弹簧拉力器健身依靠弹簧的弹力,弹力和重力无关,失重环境下依然可以拉伸弹簧锻炼身体,该活动可以实行,故A选项符合题意;
B、凸透镜成像的原理是光的折射,和重力无关,该活动可以实行,故B选项符合题意;
C、天平测质量利用了杠杆平衡原理,失重状态下物体和砝码对天平托盘没有压力,天平无法使用,故C选项不符合题意;
D、向茶杯倒水,水由于受到重力的作用倒到杯子中,在失重的状态下,水不受重力,不会流进杯子,故D选项不符合题意。故答案为:AB。
重难点三、摩擦力大小与方向的判断典例分析典例分析典例1:(2026八上·杭州期末)用铅笔写字时,笔尖和纸之间存在滑动摩擦力。如图所示,书写时,笔尖所受摩擦力的方向正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】滑动摩擦力方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】如图所示,用毛笔书写字时,笔尖在纸面上向左上方滑动,根据“摩擦力方向与相对运动的方向相反”可知,纸对铅笔的摩擦力方向沿左下方。故选D。举一反三举一反三变式1:(2026八上·金东期末)小科在拖地时,拖把头沿图中ν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ν所示方向相反B.垂直地面向下、与v所示方向相同C.沿拖杆斜向下、与v所示方向相同D.沿拖杆斜向下、与ν所示方向相反【答案】A【解析】压力是接触面受到的弹力,方向始终垂直于接触面指向被压物体。摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【解答】A、压力方向垂直地面向下,拖把头相对地面向右运动,故摩擦力方向与ν所示方向相反,所以A符合题意;
B、摩擦力方向应与ν所示方向相反,而非相同,所以B不符合题意;
C、压力方向是垂直地面向下,不是沿拖杆斜向下,且摩擦力方向与ν所示方向相反,所以C不符合题意;
D、压力方向是垂直地面向下,不是沿拖杆斜向下,所以D不符合题意;
故答案选A。变式2:如图所示,放在水平桌面上的物体A,在水平推力F的作用下向右移动的过程中(物体未从桌面掉落),A与桌面之间的摩擦力(填“变大”“变小”或“不变”);桌面受到物体A的摩擦力的方向是水平向。【答案】不变;右【解析】(1)影响滑动摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度。
(2)摩擦力的方向与物体的运动方向相反。
【解答】(1)放在水平桌面上物体A,在水平推力F的作用下向右移动的过程中,与桌面的接触面积变小,但压力和接触面的粗糙程度没变化,所以摩擦力将保持不变。
(2)由于物体A水平向右运动,所以桌面对A的摩擦力水平向左,而A对桌面的摩擦力的方向是水平向右。变式3:(2026八上·杭州期末)小金坐动车出去旅行,在桌上放着书和小球,某一时刻,他发现小球突然向左滚动起来,书没有移动,如图甲所示。根据上述现象回答下列问题:(1)列车的运动状态可能是(选填“向右匀速运动”、“向右减速运动”或“向右加速运动”)。(2)在书本与桌面的接触面上,书本受到桌面对它向(选填“左”或“右”)的摩擦力。【答案】(1)向右加速运动(2)右【解析】(1)根据惯性定律,一切物体都有保持原有运动状态的性质。
(2)力是改变物体运动状态的原因。摩擦力方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。
【解答】(1)我们先分析小球的运动情况。小球原本和列车一起运动,当列车的运动状态发生改变时,小球由于惯性会保持原来的运动状态。题目中说小球突然向左滚动,这意味着小球相对于列车向左运动了。如果列车是向右匀速运动,小球和列车之间没有相对运动趋势,小球不会滚动,所以"向右匀速运动"错误。要是列车向右减速运动,列车的速度在减小,小球由于惯性要保持原来较大的速度向右运动,那么小球应该相对列车向右滚动,而不是向左,故"向右减速运动"错误。当列车向右加速运动时,列车的速度在增大,小球由于惯性要保持原来较小的速度,这样小球就会相对列车向左滚动,与题目中描述的现象相符,所以列车的运动状态可能是向右加速运动。
(2)列车在向右加速,书本相对于列车有向左运动,根据摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势相反,故书会受到向右的摩擦力。
故正确答案为:向右加速运动;右。重难点四、摩擦力的探究典例分析典例分析典例1:(2026八上·鄞州期末)某兴趣小组的同学们在探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关时,用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。(1)甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块,根据二力平衡知识,弹簧测力计对木块的拉力大小(填“大于”“小于”或“等于”)滑动摩擦力的大小;(2)对比甲乙两次实验可知其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越;(3)通过对比两次实验可知,其他条件相同时,接触面越(填“粗糙”或“光滑”),滑动摩擦力越大。【答案】(1)等于(2)大(3)甲丙;粗糙【解析】(1)二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上;当物体沿水平方向做匀速直线运动时,水平方向上拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。
(2)滑动摩擦力的影响因素——压力大小:控制接触面粗糙程度不变,只改变物体对接触面的压力,压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大,实验采用控制变量法进行探究。
(3)滑动摩擦力的影响因素——接触面粗糙程度:控制压力大小不变,只改变接触面粗糙程度,接触面越粗糙,物体受到的滑动摩擦力越大;控制变量法核心是只保留一个变量,其余实验条件保持一致。
【解答】(1)木块沿水平方向匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向只受到弹簧测力计的拉力和接触面给木块的滑动摩擦力,这两个力满足二力平衡的全部条件,因此拉力大小等于滑动摩擦力大小。
故填:等于。
(2)甲、乙两次实验,接触面都是木板,粗糙程度相同;乙实验木块上方增加砝码,对木板的压力更大,对应的弹簧测力计示数1.6N大于甲的1.2N,说明滑动摩擦力更大。由此得出:其他条件相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。故填:大。
(3)探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,改变接触面粗糙程度,因此选择甲、丙两次实验;甲接触面为木板,丙接触面为毛巾,毛巾比木板粗糙,丙的拉力2N大于甲的1.2N,滑动摩擦力更大。
对比实验现象可知:其他条件相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。故填:甲丙;粗糙。举一反三举一反三变式1:为了探究“滑动摩擦力的大小与运动速度大小的关系”。小科用如图所示的装置进行实验,其中力传感器可以显示对木块拉力的大小,从而得到木块受到的摩擦力大小。实验时使木块保持静止不动,而传送带匀速运动,以实现木块相对于传送带向左运动。实验数据如下。传送带速度(cm/s)3581113力传感器示数(N)0.250.260.260.250.25(1)实验中木块受到的摩擦力方向水平向。(2)分析表中数据,可得出的结论是。(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是。【答案】(1)右(2)滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关(3)在木块.上方放上不同质量(重力)的物体,重复以上实验,观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变,改变木块压力的大小重复以上实验,观察并记录力传感器的示数)【解析】(1)根据图片可知,木块保持静止状态,那么它受到的拉力和摩擦力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。木块受到水平向左的拉力,根据二力平衡的条件可知,木块受到摩擦力的方向为水平向右。
(2)根据表格数据可,当传送带的速度增大时,拉力传感器的示数保持不变,那么得到结论:滑动摩擦力的大小与运动速度大小无关。
(3)小科同学想利用该装置继续探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,则小科接下来的操作是:在木块上方放上不同质量(重力)的物体,重复以上实验,观察并记录力传感器的示数。(或保持粗糙程度不变,改变木块压力的大小重复以上实验,观察并记录力传感器的示数)。变式2:为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,设计了如下实验,请回答:(1)该实验测定滑动摩擦力大小的原理是。(2)实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小,其优点是。(3)按图乙,只改变砝码,做了4次实验,实验数据如表,分析实验数据可得出结论:。实验次数1234砝码重G1(N)3579木块G2(N)1111弹簧秤示数(N)0.81.21.62.0【答案】(1)二力平衡(2)不需要匀速拉动木板(3)在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大,滑动摩擦力越大)。【解析】(1)当物体在水平面上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据二力平衡的条件可知,此时摩擦力等于拉力,也就是弹簧测力计的示数。
(2)在图乙中,无论下面的木板是否做匀速直线运动,物体A对它的压力和接触面的粗糙程度不变,因此摩擦力不变。
(3)弹簧测力计的示数越大,则说明摩擦力越大,根据表格分析哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论。【解答】(1)该实验测定滑动摩擦力大小的原理是二力平衡。
(2)实验中适合用图乙所示的方法测定木块A与水平放置的木板间的滑动摩擦力的大小,其优点是不需要匀速拉动木板。
(3)实验中,下面的木块A不变,即接触面的粗糙程度不同,增加砝码的重力,即增大压力,那么得到结论:在接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与压力大小成正比(或压力越大,滑动摩擦力越大)。变式3:(2026八上·嵊州期末)为探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小科设计了如图所示的实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)。(1)实验过程中用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,使其做运动,可以测出物块受到滑动摩擦力大小。(2)甲、乙、丙三次实验中,物块所受滑动摩擦力最大的是(选填“甲”“乙”或“丙”)实验。(3)对比图中甲、丙两组实验数据不能得出“压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大”的结论,理由是。(4)为了探究滑动摩擦力大小是否与接触面积的大小有关,小科将物块A切去了一半,继续做了图丁所示的实验。为了得到正确的结论,请对图丁实验作出改进:。【答案】(1)匀速直线(2)丙(3)存在两个变量(压力和粗糙程度均不同)(4)将切下部分叠放在剩余部分上方【解析】(1)二力平衡在滑动摩擦力测量中的应用:当物体做匀速直线运动时,物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此可以通过弹簧测力计的示数间接得到滑动摩擦力的大小。
(2)影响滑动摩擦力大小的因素:滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)控制变量法的应用:探究滑动摩擦力与某一因素的关系时,必须控制其他因素不变,若有多个变量同时改变,则无法得出单一变量对摩擦力的影响。
(4)探究滑动摩擦力与接触面积关系的实验设计:探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,必须控制压力大小和接触面粗糙程度不变,只改变接触面积的大小。
【解答】(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉动物块,当物块做匀速直线运动时,物块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,拉力大小等于滑动摩擦力大小,因此可以通过弹簧测力计的示数测出物块受到的滑动摩擦力大小。
(2)滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面粗糙程度共同决定:甲、乙实验接触面粗糙程度相同,乙的压力更大,因此乙的摩擦力大于甲;乙、丙实验压力相同,丙的接触面(棉布)比乙(木板)更粗糙,因此丙的摩擦力大于乙。综上,甲、乙、丙三次实验中,物块所受滑动摩擦力最大的是丙实验。
(3)探究“压力越大,物体受到的滑动摩擦力越大”的结论时,需要控制接触面粗糙程度相同,只改变压力大小。而甲、丙两组实验中,压力大小和接触面粗糙程度都不相同(存在两个变量),没有控制接触面粗糙程度相同,因此不能得出该结论。
(4)探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时,必须控制压力大小和接触面粗糙程度不变。小科将物块A切去一半后,物块对接触面的压力也减半了,不符合控制变量的要求。正确的改进方法是:将切下部分叠放在剩余部分上方,这样既减小了接触面积,又保持了压力大小不变,从而可以正确探究滑动摩擦力与接触面积的关系。
故答案为:(1)匀速直线;
(2)丙;
(3)存在两个变量(压力和粗糙程度均不同);
(4)将切下部分叠放在剩余部分上方。重难点五、压强的计算典例分析典例分析典例1:有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题:(1)此时地面所受压力为牛;(2)此时墙壁所受压强为帕。【答案】(1)92(2)10000【解析】(1)物体间里的作用是相互的;
(2)压强等于压力与受力面积的比值;【解答】(1)正方体物体受到向下的F2和重力,竖直向上的支持力,故支持力等于92N,由于力的作用是相互的,故压力为92牛;
(2)墙壁受到的压力为100N,故压强等于100N举一反三举一反三变式1:第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月在我国举行,中国运动员谷爱凌在女子自由式滑雪大跳台项目中夺得冠军,在中国掀起一股滑雪热。(1)甲图是一款滑雪板,某运动员使用该套滑雪板滑雪时,连同装备的总质量为60千克,滑雪板与地面的总接触面积0.4米2。她站立在雪地上时,雪地受到的压强为多大?(2)乙图是比赛场地,丙图是跳台侧视图。当运动员正常完成一次比赛时,请你在丙图中画出运动员离开A点后可能的运动轨迹(运动员连同滑板整体可视为一个点),并说明你的理由。【答案】(1)解:F=G=mg=60千克×10牛/千克=600牛p=FS(2)解:作图。理由:运动员沿滑道滑到A点时,由于具有惯性,还能继续向前运动运动员离开A点后,只受到竖直向下的重力作用,且重力方向与运动方向不在同一直线上,重力改变了人的运动方向【解析】(1)首先根据F=G=mg计算出雪地受到的压力,再根据p=F(2)根据惯性的知识和重力对物体的作用效果分析解答。【解答】(2)运动员沿滑道滑到A点时,由于具有惯性,还能继续向斜上方运动。运动员离开A点后,只受到竖直向下的重力作用,且重力方向与运动方向不在同一直线上,因此它会先向斜上方运动,且向上的速度不断减小。当到达最高点后,再向斜下方运动,如下图所示:
变式2:水平餐桌上有一瓶未开启的矿泉水,瓶身上标有”净含量330mL”的字样,小明拿起瓶子时发现方格桌布上留有环形印迹,他想利用学过的物理知识估算一下压强值。桌布上每个正
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