专题四力学.docx
《专题四力学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题四力学.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
专题四力学
专题四 力学
力学
[时间：
60分钟 分值：
100分]
一、选择题（每题2分，共40分）
1．[2015·益阳]下列有关力的说法中，正确的是（ A ）
A．力的作用效果与力的大小、方向和作用点都有关系
B．手拍桌子时，手对桌子施加了力，桌子对手没有施加力
C．弹簧被拉伸时产生的力是弹力，钢丝绳悬挂重物的力不是弹力
D．重力的方向总是垂直向下
【解析】力的作用是相互的，手拍桌子，手对桌子施加力的作用，桌子同时对手施加反作用力；被拉长的弹簧和悬挂着重物的钢丝绳，都发生了弹性形变，所以都受到弹力的作用；重力的方向总是竖直向下，而不是垂直向下。
2．[2014·南京]如图Z4 1所示，当铁锤松动时，握住锤柄迅速向下撞击坚硬的地面，锤头会紧紧地套在木柄上。
这是因为锤柄撞击地面（ D ）
图Z4 1
A．锤头由运动变为静止，锤柄由于惯性仍要保持静止状态
B．锤头由运动变为静止，锤柄由于惯性仍要继续向下运动
C．锤柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要保持静止状态
D．锤柄由运动变为静止，锤头由于惯性仍要继续向下运动
3．[2014·德阳]如图Z4 2是甲、乙两辆同时从同一地点出发的小车的st图像，由图像可知（ B ）
A．7～20s，乙车做匀速直线运动
B．在0～5s时间内，乙车的速度比甲车的速度大
C．第10s时，甲、乙两车速度相同
图Z4 2
D．经过5s，甲车通过的路程比乙车大
4．[2014·陕西]对牛顿第一定律的理解，下列说法不正确的是（ C ）
A．一切物体都具有惯性
B．物体不受力的作用时，也能运动
C．物体受到力的作用，运动状态一定改变
D．物体的运动状态改变，一定是受到了力的作用
5．[2014·山西]2014年世界杯足球赛在巴西进行。
小伟和小梁运用所学物理知识对比赛中的一些现象进行分析，下列说法中全部正确的一组是（ D ）
①踢球时，脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的
②踢出去的足球能继续向前飞行是由于惯性
③足球在空中飞行时受到重力和向前的推力
④空中飞行的足球，若它所受的力全部消失它将立即停止
⑤足球在空中飞行的过程中，运动状态发生改变
⑥足球在上升过程中重力势能转化为动能
A．①③⑤B．①②⑥
C．②③④D．①②⑤
6．在雅安地震中，巨大的石头挡住了救援车辆的通路，救援人员要用撬棍将石头撬开。
如果在撬棍a端分别沿如图Z4 3所示三个方向用力，其中最省力的是（ B ）
图Z4 3
A．沿F1方向B．沿F2方向
C．沿F3方向D．三个方向所用力一样大
7．[2014·泰安]有一个实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为12N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为5N。
把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力是（ D ）
A．5NB．7N
C．14ND．12N
8．[2015•雅安]如图Z4 4所示的实验中，小车从斜面的某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力）。
则下列说法中正确的是
（ D ）
图Z4 4
A．小车在斜面上下滑的过程中，小车的动能转化为重力势能
B．小车在斜面上下滑的过程中，小车的机械能增大
C．木块对木板的压力和木板对木块的支持力是一对平衡力
D．若木板的表面光滑且足够长，则被撞击后的木块所获得的动能将保持不变
【解析】从斜面上开始下滑到水平木板上，撞击木块前，小车的质量不变，速度增大，高度减小，故重力势能减小，动能增加，是重力势能转化为动能；由于不计空气阻力，但存在摩擦，所以小车在斜面上下滑的过程中，小车的机械能是减小的，一部分机械能转化成了内能；木块对木板的压力和木板对木块的支持力是一对相互作用力。
9．如图Z4 5所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来。
下列说法中正确的是
（ B ）
图Z4 5
A．木块运动时，木块所受的重力对木块做了功
B．弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动
C．木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态
D．木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用
【解析】弹力改变了木块的运动状态，木块停止是由于受到摩擦力的作用，木块在重力方向上没有距离通过，重力没有做功。
10．[2016·预测]如图Z4 6所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体。
不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ D ）
A．20NB．25N
C．30ND．35N
图Z4 6
【解析】由于该动滑轮的绳子并不是竖直向上，不符合动力臂是阻力臂的二倍的杠杆。
11．有一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。
在0.1s内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。
质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（ B ）
A．4×102WB．4×103W
C．1.8×104WD．1.8×105W
【解析】P＝
＝
＝
＝4×103W。
12．60kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图Z4 7所示的平衡状态。
由此可估测球的质量约为（ B ）
图Z47
A．20kgB．30kg
C．60kgD．120kg
【解析】根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，由于杠杆是水平平衡，所以力臂在杠杆上，不妨认为人对杠杆的力是动力，则球对杠杆的力是阻力，由图知l1∶l2约为1∶2，所以F1∶F2约为2∶1。
又因为F2＝G＝mg，所以G＝F2＝G人/2，故m＝m人/2＝30kg。
13．[2014·武汉]某九年级同学家住5楼。
一天，他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里。
在此过程中，下列估算不合理的是（ D ）
A．他提鸡蛋的力做的功约为200J
B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C．他爬楼做的功约为6×103J
D．他爬楼做功的功率约为1×103W
14．[2014·泰州]在图Z4 8中，s＝60cm，与之对应的h＝30cm。
现用弹簧测力计进行两次操作：
沿竖直方向匀速提升小车；沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如下表。
分析数据有如下一些发现。
其中，具有较高水平的发现是（ C ）
A．沿斜面拉动时，拉力比小车的重力小
B．测力计示数与移动距离近似成反比
C．利用斜面可以省力，但不能少做功
D．可以计算力所做的功，且两次做功近似相等
图Z4 9
15．如图Z4 9所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，下列说法正确的是（ A ）
A．小铁块受到的重力始终不变
B．小铁块对磁铁的压力始终不变
C．小铁块受到的摩擦力始终不变
D．小铁块对磁铁的压强始终不变
16．如图Z4 10所示为人们向空中抛出实心球到实心球落地而停止运动的场景。
下列情况中实心球受到平衡力作用的是（ D ）
图Z4 10
A．实心球在空中上升
B．实心球从空中下落
C．实心球在地上越滚越慢
D．实心球停在地上
【解析】物体在平衡力作用下处于匀速直线运动状态或静止状态。
由于重力的作用，实心球在空中减速上升加速下落。
17．[2015·荆州]如图Z4 11所示，婷婷同学用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计的示数为2N。
若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的是（ C ）
图Z4 11
A．B受到的摩擦力大小为2N，方向为水平向左
B．木板A受到地面的摩擦力大小为2N，方向水平向左
C．拉力F做功的功率为1.2W
D．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大
18．[2015·长沙]水平桌面上放有甲、乙两个盛水的容器，现把两个形状和体积都相同的物体分别放入两容器中，当物体静止时，两容器中液面刚好相平，如图Z4 12所示，下列说法正确的是（ B ）
图Z4 12
A．两物体受到的浮力相等
B．两容器底部所受液体压强相等
C．两物体的质量相等
D．乙容器中物体密度较大
19．如图Z4 13表示一个人站在匀速上升的电梯上，下列分析正确的是（ B ）
A．电梯上升过程中，人的动能转化为重力势能
B．电梯上升过程中，人的机械能不断增大
C．电梯上升过程中，电梯对人的支持力做功为零
图Z4 13
D．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力
【解析】匀速上升动能不变，势能增大。
20．[2015·重庆]弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图Z4 14图甲；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像，则下列说法中正确的是（ C ）
图Z4 14
A．物体的体积是500cm3
B．物体受到的最大浮力是5N
C．物体的密度是ρ2＝2.25×103kg/m3
D．物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
【解析】由乙图可知，物体重9N，全部浸入水中时受到的浮力是9N－5N＝4N，刚刚浸没时上表面受到水的压力为0，所以下表面受到的压力等于浮力，大小为4N；物体浸没时V物＝V排＝
＝
＝4×
10－4m3；物体的密度：
ρ＝
＝
＝
＝2.25×103kg/m3。
二、简答题（每空格1分，共18分）
21．[2015•扬州]同学们在瘦西湖公园游玩，小明用桨向后划水，船向前运动，这是因为__物体间力的作用是相互的__，以船为参照物，则小明是__静止__的。
小华在荡秋千，当秋千荡到最高点时，小华的__重力势__能最大，若此时小华所受到的力全部消失，则她将__保持静止状态__。
22．[2014·盐城]2014年2月13日，我国运动员李坚柔夺得索契冬奥会女子500m短道速滑金牌。
起跑时，她用脚向后蹬冰面以获得向前的力，这说明力的作用是__相互的__。
她冰鞋上的冰刀摩擦冰面，冰面熔化，这是通过__做功__方式改变内能。
滑过终点线后，由于__惯性__她仍向前滑行。
23．科学研究表明：
空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关，物体速度越大，其受到的空气阻力越大。
若不考虑雨滴质量的变化和风速的影响，雨滴由云层向地面下落的过程中，其运动情况是先做__加速__运动，后做__匀速__运动。
（均选填“加速”“减速”或“匀速”）
【解析】开始时由于重力大于阻力，物体向较大力的方向做加速运动。
随着速度增大，雨滴受到阻力增大，当与重力大小相等时做匀速运动。
24．[2015·襄阳]如图Z4 15所示，用3N水平力F拉长木板A在光滑水平地面上运动，而B静止不动时，若逐渐增大F（不计绳和弹簧测力计重），则B受到摩擦力__不变__（选填“变大”“不变”或“变小”），方向向__右__。
图Z4 15
【解析】A向右运动，B相对于A向左运动，所以B受到的摩擦力方向向右。
图Z4 16
25．如图Z4 16所示，在“研究杠杆平衡条件”的实验中，每个钩码重为0.5N，弹簧测力计拉着杠杆并使之在水平位置平衡。
读数并计算后发现结果与杠杆平衡条件不符。
该实验操作的不规范之处是__弹簧测力计没有沿竖直方向拉（弹簧测力计拉力方向没有与杠杆垂直）__。
26．跳水运动员入水的过程中，他所受浮力F随深度h变化的关系如图Z4 17所示，选择正确的图，并说明理由。
正确的图是__A__，理由是__跳水员全部没入水中之前，V排与h成正比，当全部浸没后，因V排不变，所以F不变__。
图Z4 17
图Z418
27．如图Z4 18所示，一长为l的粗细不均匀的水泥电线杆，重心在距A端l/3处，当用竖直向上的力F1将A端抬高h（B端仍在地面上）时，F1做功为W1；当用竖直向上的力F2将B端抬高h（A端仍在地面上）时，F2做功为W2，则F1∶F2＝__2∶1__，W1∶W2＝__2∶1__。
图Z4 19
28．[2014·菏泽]探究“作用在同一个物体上二个力的平衡条件”，需要比较“平衡”和“不平衡”两种不同状态的受力情况才可以得出结论。
实验室内的实验装置如图Z4 19所示（定滑轮按45°角固定在桌边上）。
小红利用此装置做实验的过程中，将木块进行扭转，小亮说：
“由于定滑轮无法扭转，所以会影响实验效果”。
（1）在木块不扭转的情况下，“二力平衡”的三个条件中，对哪些平衡条件的探究存在缺陷？
__①方向相反；②作用在同一条直线上__。
（2）根据实验需要改进该实验装置，简述你的改进方案。
__改进方案：
将两侧的定滑轮一端固定，一端角度可调（其他合理答案均可）__。
三、实验探究题（每空格2分，共16分）
29．[2015•资阳]酱油是一种密度略大于水的居家常用调味品。
小明学习了密度测量的有关知识后，设计了一个测定家里所用“临江寺”牌酱油的实验。
所用器材有：
一个边长为l的正方体小塑料块，两只小碗，一把刻度尺，水和酱油。
小明拟定的实验步骤如下：
A．往一只小碗中加入适量的水，让正方体小塑料块漂浮在水面上，在水面位置处做上标记
B．取出正方体小塑料块，用刻度尺量出小塑料块浸没在水中的深度h
C．往另一只小碗中加入适量的酱油，让正方体小塑料块漂浮在酱油面上，在酱油面位置处做上标记
D．取出正方体小塑料块，用刻度尺量出小塑料块浸没在酱油中的深度d
已知水的密度为ρ，则：
（1）正方体小塑料块的质量m＝__ρl2h__。
（2）正方体小塑料块所受水的浮力F1__＝__所受酱油的浮力F2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
（3）“临江寺”牌酱油的密度ρ′＝__hρ/d__。
【解析】
（1）根据阿基米德原理可知，小塑料块受到的浮力：
F1＝ρgV排＝
ρgl2h，根据漂浮条件可知，小塑料块的重力：
G＝F浮＝ρgl2h，小塑料块的质量：
m＝ρgl2h/g＝ρl2h。
（2）由漂浮条件可知，小塑料块漂浮在水中时浮力F1和漂浮在酱油中时的浮力F2都等于小塑料块的重力，所以F1＝F2。
（3）小塑料块漂浮在酱油中受到的浮力：
F2＝ρ′gV′排＝ρgl2d，则：
ρgl2h＝ρ′gl2d，所以ρ′＝ρh/d。
30．[2015·济南]如图Z4 20所示，图甲为小刚和小强对“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一问题提出猜想时的情景。
为了验证他们的猜想，他们找来了量程合适的弹簧测力计一个、长木板一块、质量相同的长方体木块和塑料块各一块。
图Z4 20
（1）要验证他们的猜想，首先要解决的问题是如何测量滑动摩擦力。
他们经过讨论一致认为：
要准确地测出物体与长木板之间滑动摩擦力的大小，必须用弹簧测力计拉着物体，使它沿水平长木板__匀速直线__滑动。
（2）他们通过图乙、丙所示的实验，可以得出的结论是：
在保持__接触面粗糙程度__一定时，__压力__越大，滑动摩擦力越大。
（3）小强对小刚说：
“我只要用丙中的器材再做一次实验，就能验证我的猜想。
”小强的做法是__将塑料块放在下面，木块叠放在塑料块上面，用弹簧测力计匀速拉动它们__，重新做一次实验。
（4）小刚和小强都感到对实验中弹簧测力计读数有一定的困难。
经过思考，小刚提出如果按照图丁所示来改进实验装置，实验效果会显著改善。
请写出这样改进的好处：
__操作方便，实验中不必再控制物体做匀速直线运动；读数方便，弹簧测力计是静止的，比较容易读出数据__。
四、分析计算题（共26分）
31．（8分）[2015·海南]海南环岛自行车赛引人瞩目。
下表是制造赛车各种材料的技术指标。
材料
技术指标
铬铝钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能（强度）
强
较弱
较强
强
密度/（kg/m3）
7.9×103
2.9×103
4.3×103
1.6×103
求：
（1）若车架的体积约为3×10－3m3，则车架的最小质量是多大？
（2）若整车和赛车手的总重为700N，车轮与地面的总接触面积为10－3m2，请计算赛车手在比赛过程中对地面的压强。
（3）若赛车手在某路段匀速直线行驶，30s通过450m的路程，所受阻力约为60N，求赛车手匀速行驶的功率。
（4）请说出赛车手在比赛过程中，用什么方法减小空气阻力提高成绩。
（写出一种方法）
【答案】
（1）4.8kg
（2）7×105Pa （3）900W （4）弓腰成流线型、穿赛车服（紧身衣）、减小受风面积等。
【解析】
（1）要想车架的质量最小，则密度最小，查表可知，符合车架材料的是碳纤维，密度为1.6×103kg/m3，由ρ＝m/V，可知车架最小质量：
m＝ρV＝1.6×103kg/m3×3×10－3m3＝4.8kg。
（2）赛车手在比赛过程中对地面的压强：
p＝F/S＝G/S＝700N/10－3m2＝7×105Pa。
（3）赛车手匀速行驶的功率：
P＝W/t＝Fs/t＝60N×450m/30s＝900W。
32．（8分）为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图Z421图甲所示。
工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示。
小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反。
图Z4 21
（1）分析BC段：
随着h的增大，工件所受的浮力大小将__变大__，油对工件下底面的压强大小将__变大__（均选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）若A点的坐标为（－a，0），则a＝__400__。
从图像分析，a表示了工件一个物理量的值，这个量就是工件__受到的重力__。
（3）求C点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。
（不考虑大气压强，提示：
浮力等于物体在液体中受到的上下表面的压力差）
【答案】1000N 4000Pa
【解析】（3）深度增大后液体压强增大，在BC段由图像可知还没有完全浸没，随着浸入深度增大，排开液体体积变大，受到的浮力变大。
C点处，竖直向上的浮力等于竖直向下的重力和压力之和，F浮＝G＋FC＝400N＋600N＝1000N。
浮力等于物体在液体中受到的上下表面的压力差，由于在C点处物体刚好浸没液体中，上表面受到的压力为0。
工件下表面受到的压力等于浮力，下表面受到的压强：
p＝
＝
＝4000Pa。
33．（10分）[2014·咸宁]甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体，重力都为5.4N。
甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。
当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时，杠杆在水平位置平衡，且AO∶OB＝2∶1，如图Z422图（a）所示，此时甲对地面的压强为1350Pa；当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中，将质量为450g的水注入容器，圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中，水在容器中的深度为20cm，如图（b）所示。
（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
图Z4 22
（1）圆柱体甲的底面积是多少？
（2）当圆柱体乙刚好有3/4体积浸在水中时，所受到的浮力是多少？
（3）圆柱体甲的密度是多少？
【答案】
（1）20cm2
（2）1.5N （3）2.7×103kg/m3
【解析】
（1）∵F甲·OA＝G乙·OB
∴F甲＝
G乙＝
×5.4N＝2.7N。
S甲＝
＝
＝0.002m2＝20cm2。
（2）V水＝
＝
＝4.5×10－4m3，
V总＝Sh＝3×10－3m2×0.2m＝6×10－4m3，
V排＝V总－V水＝6×10－4m3－4.5×10－4m3＝1.5×10－4m3，
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10－4m3＝1.5N。
（3）m＝
＝
＝0.54kg，
V甲＝V乙＝1.5×10－4m3×
＝2×10－4m3，
ρ甲＝
＝
＝2.7×103kg/m3。
升级会员 