專題04 《力與運動》壓軸挑戰(zhàn)題型訓練【六大題型】（原卷版）

專題04《力與運動》壓軸挑戰(zhàn)題型訓練【六大題型】TOC\o"1-3"\h\u【題型1平衡力與平衡狀態(tài)的判斷】 1【題型2\o"探究二力平衡的條件"二力平衡的條件探究】 2【題型3二力平衡條件的應用】 4【題型4\o"慣性與慣性現(xiàn)象"慣性與慣性現(xiàn)象應用】 6【題型5\o"探究阻力對物體運動的影響"阻力對物體運動的影響實驗探究】 10【題型6力與運動的關系】 12壓軸題型訓練壓軸題型訓練【題型1平衡力與平衡狀態(tài)的判斷】1．如圖所示，用水平作用力F將物體P壓在豎直的墻上，物體P沿墻勻速下滑，物體的重力為G，墻對物體的彈力為FN、摩擦力為f，物體對墻的壓力為FN'、摩擦力為f'，則下列說法正確的是（）A．FN和F是一對平衡力 B．FN'和F是一對平衡力 C．G和f′是一對作用力和反作用力 D．G和f是一對作用力和反作用力2．如圖所示，一根繩子一端固定于豎直墻上的A點，另一端繞過動滑輪P懸掛一重物B，其中繩子的PA段處于水平狀態(tài)。另一根繩子一端與動滑輪P的軸相連，在繞過光滑的定滑輪Q后在其端點O施加一水平向左的外力F，使整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?；喚鶠楣饣?、輕質，且均可看作質點?，F(xiàn)拉動繩子的端點O使其向左緩慢移動一小段距離后達到新的平衡狀態(tài)，則該平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)相比較（）A．拉力F增加 B．拉力F減小 C．角θ不變 D．角θ增大3．為了研究擺錘的擺動，小明用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘從A點靜止釋放，經(jīng)過O點（最低點）到達最高點B，不計空氣阻力。（1）小明認為擺錘經(jīng)過O點時處于不平衡狀態(tài)，它的依據(jù)是。（2）如果擺錘經(jīng)過O點時確實處于不平衡狀態(tài)，從二力平衡的條件分析，你認為可能的原因是。4．平衡狀態(tài)是指物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，如圖（a）所示，在“探究二力平衡的條件”實驗中，是研究這兩個力是否；圖（b）研究“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關”時，要讓物體在水平木板上做運動，然后根據(jù)測出滑動摩擦力?！绢}型2\o"探究二力平衡的條件"二力平衡的條件探究】5．在探究二力平衡的實驗中，應保持物體處于靜止狀態(tài)或狀態(tài)時進行研究。在圖中，符合實驗目的是圖[選填“（a）”或“（b）”]．6．如圖甲是小華同學探究二力平衡條件時的實驗情景。（1）小華將系于小卡片兩對角的線分別跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向，并通過調整來改變拉力的大小。（2）當小卡片平衡時，小華將小卡片轉過一個角度，松手后小卡片（選填“能”或“不能”）平衡。設計此實驗步驟的目的是為了探究。（3）為了驗證只有作用在同一物體上的兩個力才能平衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是。（4）實驗中選擇小卡片的目的是（選填“考慮”或“不考慮”）小卡片的重力，原因是此實驗是探究二力平衡的條件。（5）在探究同一問題時，小明將木塊放在水平桌面上，設計了如圖乙所示的實驗，同學們認為小華的實驗優(yōu)于小明的實驗。其主要原因是。A．減少摩擦力對實驗結果的影響B(tài)．小書片是比較容易獲取的材料C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D．小卡片容易扭轉（6）小華在探究活動結束后想到物體的平衡狀態(tài)包括靜止和勻速直線運動狀態(tài)，那如何探究物體做勻速直線運動時的二力平衡條件呢？小明提出了自己的實驗方案：用彈簧測力計拉著鉤碼在（選填“水平方向”或“豎直方向”、“任意方向”）做勻速直線運動，根據(jù)觀察到現(xiàn)象，可以得出結論：物體靜止時的二力平衡條件同樣適用于物體處于勻速直線運動狀態(tài)。7．探究二力平衡的條件如圖所示，是小明探究“二力平衡的條件”的實驗裝置。（1）實驗中用小車代替木塊的原因是。（2）實驗中通過改變砝碼的來探究二力大小的關系。（3）當小車處于狀態(tài)或勻速直線狀態(tài)時，我們便可認為它受到的力是相互平衡的。（4）小明發(fā)現(xiàn)：同時向左盤和右盤加入一個相等質量的砝碼時，小車處于靜止狀態(tài)。此時，他總結出二力平衡的條件之一為：兩個力大小相等。這種做法是否科學？，原因是。（5）將小車旋轉一定角度，松手后，發(fā)現(xiàn)小車旋轉后又恢復原狀，這說明兩個力必須作用在上，物體才能平衡。（6）某次實驗時，在左盤放入2N的砝碼，右盤放入1.5N的砝碼時，小車靜止，此時小車受到的（選填“可能是”“是”或“不是”）平衡力。這個現(xiàn)象與二力平衡條件不完全相符，你認為產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是，小車受到的這個力大小應該是N，方向。8．利用如圖所示器材“探究二力平衡的條件”。（1）將卡片上的兩根線跨放在支架的滑輪上，并在兩個線端分別掛上鉤碼，使作用在卡片上的兩個拉力方向相反，且在一條直線上。當卡片平衡時，從鉤碼質量看，卡片兩邊所受的拉力。（2）可用手將卡片轉過一定的角度釋放目的是。（3）在卡片平衡時，用剪刀將卡片從中間剪開，并觀察隨之發(fā)生的現(xiàn)象。由此可以得到二力平衡的又一個條件是兩個力作用在。（4）該實驗在選擇卡片時，選用較輕卡片的目的是：?！绢}型3二力平衡條件的應用】9．如圖所示，彈簧下掛一木箱A，木箱A下掛一物體B，木箱A內放一木塊C，A、B、C的重力分別為GA、GB、GC。當掛B的線突然斷開的瞬間，則（）A．A對C的支持力大于GC B．A對C的支持力小于GC C．A對C的支持力等于GC D．彈簧對A的拉力等于GA+GC10．如圖所示，物體A重5N，放在水平桌面上，通過繩子和滑輪連接重為4N的物體B，此時物體A恰能向右勻速直線運動。則A受到的摩擦力是N，若在物體A上加一個水平向左的拉力F，使物體A沿桌面水平向左勻速直線運動，則所加拉力的大小為N（不計繩子、滑輪的質量以及繩子與滑輪間的摩擦）11．圖甲所示，重量為5N的正方形鐵塊，被水平吸引力吸附在足夠大的豎直磁性平板上處于靜止狀態(tài)，這時鐵塊受到的摩擦力大小為N；若對鐵塊施加一個豎直向上的拉力F拉＝11N的作用，鐵塊將沿著該平板勻速向上運動，如圖乙所示，此時鐵塊受到的摩擦力大小為N。12．2016年9月30日，國內首條新能源懸掛式空中軌道交通試驗線在成都亮相，如圖所示，該試驗線全長為1.25km，列車設計時速為60km/h，該系統(tǒng)創(chuàng)造性地將鋰電池包代替高壓電用于提供列車的牽引動力，在世界上屬于首創(chuàng)。（g取10N/kg）（1）該列車以設計時速行駛完試驗線全程，需要多少分鐘？（2）若列車總質量為6t，列車所受摩擦力與列車對軌道壓力的比值μ＝0.08．則列車在水平軌道上勻速運動時的牽引力為多大？（3）若列車正常行駛時，每千米耗電量為2.5kW?h，與每千米消耗汽油0.4kg的公交汽車相比，哪一個更節(jié)能？（汽油的熱值q＝4.6×107J/kg）13．一輛小車，總質量為600kg，在水平路面上運動的過程中，受到的阻力是車重的0.05倍。問：（1）小車所受的阻力是多大？（2）小車靜止時，用200N水平拉力拉小車，小車受到的阻力為多大？（3）當水平拉力為多大時，小車恰能做勻速直線運動？（4）當小車受到的水平拉力達500N時，小車所受的摩擦力變化嗎？此時你認為小車做什么樣的運動？【題型4\o"慣性與慣性現(xiàn)象"慣性與慣性現(xiàn)象應用】14．（多選）如圖所示，一木塊立在光滑的水平平板小車上，并隨小車一起沿粗糙的水平地面向右做勻速直線運動，當小車突然加速，車上的木塊將（）A．也跟著小車加速運動 B．向左平滑出小車，落地后向左傾倒 C．木塊未落地時，在小車上做勻速直線運動 D．向左平滑出小車，落地后向右傾倒15．閱讀短文，回答問題。背包式飛行器深圳光啟公司生產(chǎn)的一款單人背包式飛行器，是全球首款商業(yè)化、實用化的個人立體飛行器，它的外形像一把有扶手和踏板的座椅，由汽油發(fā)動機提供動力，帶動兩個扇形螺旋槳轉動，飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速，實現(xiàn)進退、上下、左右及俯仰飛行。發(fā)動機、燃料箱和及飛行員處于升力扇中間及下方，以降低重心，避免噴氣背包在飛行中上下顛倒，撞向地面。該飛行器采用了無人飛行拉制系統(tǒng)、零空速懸停技術，即在空中雙手松開操縱桿之后，飛行器就會在空中懸停，等待下一步操作；使用與F1賽車相同類型的駕駛艙，可以在撞擊時保護飛行員的安全，還配備了彈射降落傘系統(tǒng)，如果遇到特殊情況，飛行器無法正常降落時，可以關閉動力源，同時打開降落傘，利用空氣阻力減小下降速度，從而避免駕駛者快速落地面造成傷害，該飛行器因此躋身當今世界上最安全的超輕型飛行器之列。表一為它的部分技術參數(shù)表一飛行器類型一級超輕型飛行器主要材料碳纖維成員數(shù)量單人飛行飛行距離30﹣50km滿油時飛行器質量200kg最大飛行速度74km/h最大起飛質量300kg定速巡航速度56km/h最大承載質量100kg飛行時間30min燃料體積50L升限1000m燃料及油品汽油彈射降落傘超低高度彈射功能為了給飛行器設計面積合適的降落傘，研究人員對降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關系進行了探究，他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘，從高處下落，測出最終勻速下落時的速度（即收尾速度），實驗結果如表二所示：表二傘面面積S/m20.20.20.40.6傘和物總重G/N1.63.612.84.8收尾速度v/m?s﹣12342收尾速度的平方v2/（m?s﹣1）249164（1）飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉速，可實現(xiàn)各種飛行，說明力的作用效果跟力的和有關。（2）關于上述背包式飛行器，下列說法正確的是。A.用碳纖維作為飛行器的主要制作材料，是因為可以減小自身重力B.若不計空氣阻力，飛行器勻速上升時的升力大于勻速下降時的升力C.遇到特殊情況飛行器無法正常降落時，關閉動力源后慣性會減小D.當該飛行器在空中啟動零空速懸停技術時，受到的升力就會突然消失（3）該飛行器通過兩個螺旋槳輪動可以實現(xiàn)變向和變速，它的工作原理是利用力的作用是的，它在月球上（選填“可以”或“不可以”）飛行，該飛行器未裝油時的質量為g。（已知油的密度ρ油＝0.72×103kg/m3）（4）分析表二數(shù)據(jù)可知：當傘面面積一定時，降落傘所受的空氣阻力與成正比，要使該飛行器的收尾速度不超過5m/s，則降落傘的面積至少為m2，請寫出推算過程。16．閱讀短文，回答問題。2019年12月17日，中國首艘國產(chǎn)航母山東艦正式列裝服役，標志著我國海軍正式邁入了雙航母時代。山東艦一直被稱為首艘國產(chǎn)航母，航母上配備大量先進裝備，其中艦載機是航母戰(zhàn)斗力的核心，艦載機可以在航母上起飛、著落，執(zhí)行各種軍事任務。（1）艦載機在航母上降落時必須適時放下艦鉤，鉤住甲板上的攔阻索，達到強行減速的目的，這個過程中，艦載機上飛行員的慣性（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）變化；艦載機機身表面采用的復合材料受力不易形變，說明該材料的較大；（2）下列說法正確的是；A．艦載機在航母上著落時，艦鉤對攔阻索的拉力小于攔阻索對艦的拉力B．航母航行時，使航母前進的力的施力物體是空氣C．艦載機著落在航母甲板上，航母甲板不發(fā)生形變D．航母沿直線勻速航行，停在水平甲板上的艦載機不受甲板對它的摩擦力（3）航母的艦體呈流線型，目的是；如果航母在水中航行時受到的阻力與航速的平方成正比，當航母以最高航速54km/h勻速航行時受到的阻力是9×105N，則當航母以10m/s的速度勻速航行時受到的阻力為N；（4）某次訓練中，從水平勻速飛行的飛機上間隔相等的時間自由釋放三個物體，不考慮空氣阻力，站在航母上的人看到這些物體在空中的排列隊形是（選填“豎直”或“傾斜”）的，相鄰兩個物體間距離（選填“相等”或“不相等”）；（5）為慶?！吧綎|艦”列裝服役，各種焰火繽紛綻放。有一種質量為100g的叫做“高聲”的焰火，其特點是不會爆炸，能夠持續(xù)向下噴射火焰，產(chǎn)生大小為自重6倍的恒定的推力，因其速度快產(chǎn)生嘯叫聲，所以稱為“高聲”。經(jīng)實驗測量，這種焰火在運動時，受到的阻力與速度的關系如圖2所示，則焰火受到的最大阻力為N，焰火能夠達到的最大速度為。（火藥的質量不計，g取10N/kg）17．請閱讀下面的文章物體的慣性一輛空車和一輛裝滿貨物的車，在相同的牽引力的作用下由靜止開始運動，空車的質量小，在較短的時間內可以達到某一速度，運動狀態(tài)容易改變。裝滿貨物的車，質量大，要在較長的時間內才能達到相同的速度，運動狀態(tài)難改變。質量小的物體，運動狀態(tài)容易改變，我們說它的慣性小。質量大的物體，運動狀態(tài)難改變，我們說它的慣性大。慣性的大小在實際中是經(jīng)常要加以考慮的。當我們要求物體的運動狀態(tài)容易改變時，應該盡可能減小物體的質量來減小物體的慣性。相反，當我們要求物體的運動狀態(tài)不易改變時，應該盡可能增大物體的質量來增大物體的慣性。通過上述閱讀，請你回答以下問題（1）閱讀上述文章可以得到的結論是物體的慣性與物體的有關。（2）請你解釋一下為什么殲擊機在戰(zhàn)斗前要拋掉副油箱？答殲擊機在戰(zhàn)斗前要拋掉副油箱，是為了減小飛機的來減小飛機的，使自身的容易改變，以提高殲擊機的靈活性。（3）請你注意在本文第一自然段的敘述中較好地體現(xiàn)了“控制變量”這種研究方法，這一自然段所控制是兩車受到的相同和兩車的相同。（4）根據(jù)物體慣性的特點，請你給廣大的駕駛員提出一條建議。18．為了豐富校園生活，我校八年級舉行了一場班級拔河比賽，圖是比賽中的場景，在拔河比賽中應用了許多物理知識：（1）比賽時應挑選體重較大的同學參加比賽，這是因為物體的質量越大，越大，其運動狀態(tài)越難改變。（2）比賽剛進行時，雙方處于相持階段，此時比賽雙方的同學們對繩子的拉力是一對（選填“平衡力”或“相互作用力”），它們的大?。ㄟx填“相等”或“不相等”）。（3）比賽時，雙方隊員均采用身體下蹲并略向后仰的姿勢，這樣做的好處是：一方面方便出力；另一方面通過降低的高度，從而增大穩(wěn)度。（4）比賽相持一段時間后，八3班的同學獲勝，你認為決定比賽勝負的關鍵因素是（選填“拉繩子的力”或“腳與地面的摩擦力”），鑒于此，請你對比賽前的準備工作提出一個合理的建議：。19．北京時間2011年3月11日13時46分在日本本州東海岸附近海域發(fā)生9.0級強烈地震，并在該國東北太平洋沿岸引發(fā)6﹣10米高的巨大海嘯。給日本造成巨大的災難，大量人員遇難與失蹤，大批房屋被毀。請結合所學的知識回答：（1）為了支援災區(qū)人民抗災，用飛機投擲抗災物資時，應當在到達目標（填“之前”、“正上方”、“之后”）投擲，才能正好落到目標處。（2）當發(fā)生地震時，下列行為中合理的是（填選項號）A．如果在一樓，就快速離開房間，跑到空曠的地方。B．如果在樓層很高的地方，就迅速躲到小房間的墻角里。C．如來不及離開房間就躲在桌子底下。D．地震發(fā)生時，跑到窗邊大聲呼救。【題型5\o"探究阻力對物體運動的影響"阻力對物體運動的影響實驗探究】20．在學習“運動和力的關系”時，我們曾追隨著物理學家的足跡，設計過實驗（1）每次都讓小車從同一斜面的相同高度由靜止開始自由下滑，是為了使小車在滑到斜面底端上水平路面時具有。（2）試驗中，換用不同粗糙程度的毛巾、棉布、木板做水平面，比較小車在不同表面運動的最大距離，可以得出：在起始速度相同的情況下，水平面越光滑，小車受到的阻力越，小車運動得越。（3）進一步推斷可知，若水平面絕對光滑，小車將在水平面上做運動。21．在探究“阻力對物體運動的影響”實驗中，在水平木板上先后鋪上粗糙程度不同的毛巾和棉布：讓小車從斜面頂端由靜止滑下，如圖甲所示，觀察和比較小車在毛巾表面，棉布表面和木板表面滑行的距離。（1）實驗中每次均讓小車從斜面頂端由靜止滑下的目的是。（2）實驗中發(fā)現(xiàn)：小車在毛巾表面上滑行的距離最短，在木板上滑行的距離最遠，說明小車受到的阻力越小，速度減小得越（選填“快”或“慢”）。（3）本實驗中，如果小車在水平面上滑行時受到的阻力為零，它將做。（4）在此基礎上，牛頓總結了伽利略等人的研究成果概括出牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持狀態(tài)或狀態(tài)。牛頓第一定律（選填“能”或“不能”）直接由實驗得出。（5）如圖乙所示，擺球從A點由靜止釋放運動到右側最高點C時，如果擺球所受的力忽然全部消失，則擺球將（選填“往回擺”“靜止”或“做勻速直線運動”。）22．用如圖所示的實驗裝置探究“阻力對物體運動的影響”。（1）每次都讓小車從斜面AB的由靜止開始滑下，是為了使小車滑到斜面底端B點時具有相同的。（2）實驗過程中，應將毛巾、棉布平整地鋪在（AB/BC/AB和BC）段。若三次材料分別是木板、毛巾和棉布，記錄下每次小車在BC段上停止位置，用數(shù)字編號做好標記。則當所鋪材料是毛巾時，小車應停在（①/②/③）位置。（3）根據(jù)上述實驗結果，可以得出結論：阻力越小，小車運動的路程越（大/?。＃?）在此實驗的基礎上進行合理的推理，可以得到：若BC段絕對光滑，小車滑上BC段后將。23．小宇同學用如圖所示的實驗裝置探究阻力對小車運動的影響。他在水平桌面上分別鋪上毛巾、棉布、木板，讓小車從斜面上的同一位置由靜止滑下，在小車停下的位置分別做上標記。（1）標記③是小車在表面上停下的位置。（2）分析可知：水平表面越光滑，小車受到的阻力越小，速度減小得越。推理可知：如果沒有阻力，。我們在研究時也用了這種“實驗+推理”的研究方法。24．在探究“阻力對物體運動的影響”時，讓同一小車從同一斜面的頂端下滑到底端，使小車以相同的速度分別在棉布表面和木板表面上運動，小車滑行的距離如圖所示：（1）當小車在水平木板表面上運動時，受到的一對平衡力是；（填選項前的字母）A．小車受到向前的慣性力和木板