人教版物理八年级下册同步巩固练习专题训练12 受力分析力和运动的关系.docx
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人教版物理八年级下册同步巩固练习专题训练12受力分析力和运动的关系
专题训练
（一） 受力分析
类型1 静止状态
1.图ZT-1-1中物体保持静止,画出它受到的重力G和拉力F的示意图。
图ZT-1-1
2.[2020·黄石]如图ZT-1-2所示,一个质量分布均匀的小球放在光滑的水平地面上,左边与竖直光滑墙壁接触,小球处于静止状态,在图中画出小球的受力示意图。
图ZT-1-2
3.如图ZT-1-3所示,用垂直于竖直墙壁的力F将物体紧压在墙面上,物体处于静止状态,请画出物体在竖直方向上受到的力的示意图。
图ZT-1-3
作力的示意图时,若要求同时画出两个或两个以上的力,力的作用点一般画在物体的重心上。
类型2 匀速直线运动状态
4.[2020·乐山]如图ZT-1-4所示,太阳能汽车在水平公路上向右匀速直线行驶,请在图中画出汽车受力的示意图（力的作用点画在重心O点上）。
图ZT-1-4图ZT-1-5
5.[2020·连云港]如图ZT-1-5所示,物体A放在B上,在水平拉力F作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,画出物体A的受力示意图。
6.公共汽车在平直的公路上匀速直线行驶,请在图ZT-1-6中作出站在车里的人的受力示意图。
图ZT-1-6
7.[2020·安顺]如图ZT-1-7所示,物块置于长木板上表面,二者一起沿斜面匀速下滑,物块与木板始终保持相对静止。
请在图中画出长木板对物块作用力的示意图。
（O点为力的作用点）
图ZT-1-7
8.如图ZT-1-8所示,木块在压力F和弹簧测力计拉力的作用下沿墙面向上做匀速直线运动,请画出木块在竖直方向上受力的示意图。
图ZT-1-8
物体做匀速直线运动或保持静止状态时,受力是平衡的。
画平衡状态下物体受力的示意图时,一般分别看水平方向上哪两个力平衡和竖直方向上哪两个力平衡。
所作力的示意图中,平衡的两个力的线段长度应相等。
类型3 非平衡状态
9.如图ZT-1-9所示,一小球正在斜坡上向下滚动,请画出小球在斜坡上受到重力的示意图。
图ZT-1-9
10.如图ZT-1-10所示,O点为乒乓球的重心,请在图中分别作出乒乓球在减速上升、加速下落过程中的受力示意图。
（乒乓球在运动过程中均受空气阻力f的作用）
图ZT-1-10
11.[2019·泰安]如图ZT-1-11所示,小球悬挂在细线下来回摆动。
请作出小球在图示位置时,所受细线拉力F和重力G的示意图。
图ZT-1-11
12.如图ZT-1-12所示,一气象探测器随气球一起加速上升,如不计空气阻力和风力的影响,画出此时探测器的受力示意图。
图ZT-1-12
13.重100N的物体受20N水平拉力作用时,能在水平地面上做匀速直线运动。
在图ZT-1-13中画出这个物体在30N水平向右的拉力作用下,在水平地面上运动时所受所有力的示意图。
图ZT-1-13
14.[2019·乐山]如图ZT-1-14所示,小翔站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,滑板车最终会停下来。
将小翔和滑板车看作一个物体,请画出此过程中该物体所受力的示意图（力的作用点画在重心O点上）。
图ZT-1-14
15.如图ZT-1-15所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在上滑过程中所受力的示意图。
图ZT-1-15图ZT-1-16
16.[2020·贵港]如图ZT-1-16所示,物体A放在水平平板车上,随车一起向右做匀速直线运动,请画出车突然加速时物体A所受力的示意图（不计空气阻力）。
17.如图ZT-1-17所示,一只斜靠在墙面的梯子正在滑落,滑落过程中梯子两个端点始终与墙壁和地面接触。
已知B点所受摩擦力的大小为5N,A点所受摩擦力的大小为8N,请画出梯子A、B两点所受摩擦力的示意图。
图ZT-1-17
18.如图ZT-1-18所示,汽车沿平直公路向前沿直线行驶,但不知是“加速、匀速、减速”中的哪种状态。
车顶A处滴落的水滴最终落在靠前的B处。
车厢地板上的木箱C始终相对车厢静止。
画出木箱C的受力示意图。
图ZT-1-18
19.如图ZT-1-19所示,一个小球从高处下落到竖直放置的弹簧上,在压缩弹簧向下做减速运动的过程中,忽略空气阻力,画出小球向下减速时所受的重力G和弹力F的示意图。
图
ZT-1-19
20.[2019·广州]如图ZT-1-20甲所示,轻质弹簧一端固定在墙上,物体M沿粗糙地面水平向左运动,压缩弹簧运动到A点时,速度为vA,在方框内以点代M,画出M经过A点时的受力示意图（图乙中已标示了弹簧对M的弹力F）。
图ZT-1-20
物体在做加速直线运动或减速直线运动时,受力是不平衡的。
在运动方向上可能只受一个力的作用;也可能受两个方向相反的力的作用,但这两个力大小不相等。
加速时,运动方向与较大力的方向一致;减速时,运动方向与较大力的方向相反。
1.如图所示
2.如图所示
[解析]小球放在光滑的水平地面上,小球与墙接触,但不挤压,小球在水平方向上不受力;小球在竖直方向上受重力G、支持力F的作用,重力的方向竖直向下、支持力的方向竖直向上,二力的作用点都画在小球的重心（球心）。
3.如图所示
[解析]物体静止,处于平衡状态,故受平衡力的作用:
在水平方向受到压力和墙的支持力,这两个力是一对平衡力;在竖直方向受重力和摩擦力,这两个力是一对平衡力,重力方向竖直向下,所以摩擦力方向竖直向上,作图时应注意两条线段长度要相等。
4.如图所示
[解析]在水平公路上向右匀速行驶的太阳能汽车,在水平方向上受牵引力和阻力作用,在竖直方向受重力和支持力作用;从重心分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右、水平向左画一条带箭头的线段,分别用符号G、F支持力、F牵引力、F阻力表示。
5.如图所示
[解析]物体A和B以相同的速度一起沿水平方向向右做匀速直线运动,彼此之间没有相对运动趋势,故A不受摩擦力的作用;物体A处于平衡状态,受重力和支持力的作用,并且这两个力是平衡力,大小相等,重力的方向竖直向下,支持力的方向竖直向上。
6.如图所示
[解析]汽车在平直的公路上匀速直线行驶,站在车里的人和车一起做匀速直线运动,人受到的力是平衡力,即重力和支持力是一对平衡力。
7.如图所示
[解析]物块置于长木板上表面,二者一起沿斜面匀速下滑,物块与木板始终保持相对静止,此时的物块受力平衡,物块受到竖直向下的重力G、垂直于长木板表面向上的支持力F、平行于长木板表面向上的摩擦力f的作用,则长木板对物块的作用力是摩擦力和支持力,这两个力的作用点在O点。
8.如图所示
9.如图所示
10.如图所示
11.如图所示
[解析]小球受到重力的方向竖直向下,拉力的方向沿细线向上;过球心作竖直向下的重力G和沿细线斜向上的拉力F。
12.如图所示
[解析]探测器在加速上升的过程中,受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力,力的作用点画在重心上,由于拉力大于重力,故表示拉力的线段画得要长一些。
13.如图所示
[解析]由题意知,物体在竖直方向上受重力G和支持力N,在水平方向上受拉力F和摩擦力f。
物体在水平方向上运动,则在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,故N=G=100N;物体受20N的拉力时做匀速直线运动,所以f=20N,方向与拉力方向相反;当拉力为30N时,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为20N。
根据以上分析,以物体的重心为作用点,即可作出物体所受各力的示意图。
14.如图所示
[解析]小翔站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,将小翔和滑板车看作一个物体;该物体在竖直方向上受到竖直向下的重力G和地面向上的支持力FN的作用,另外,由于小翔和滑板车一起向左运动,所以还受到地面向右的摩擦力f的作用。
15.如图所示
16.如图所示
[解析]
（1）平板车突然加速,物体A相对于平板车向左滑动或有向左滑动的趋势,在水平方向上受摩擦力的作用,方向水平向右;
（2）在竖直方向上,物体A受重力G和支持力F的作用,并且这两个力是一对平衡力。
17.如图所示
[解析]斜靠在墙面的梯子正在滑落,滑落过程中梯子两个端点始终与墙壁和地面接触,根据生活经验可知,B点向下滑动,A点向右滑动,故B点受到的摩擦力竖直向上,A点受到的摩擦力水平向左。
18.如图所示
[解析]由题和图示可知,车顶A处滴落的水滴最终落在靠前的B处,根据惯性知识可知汽车做的是减速运动;木箱C在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;由于汽车做减速运动,木箱C由于惯性有向前运动的趋势,故车厢地板对C的摩擦力的方向水平
向左。
19.如图所示
[解析]忽略空气阻力,小球从高处下落到竖直放置的弹簧上,在压缩弹簧向下做减速运动的过程中,此时小球共受到重力和弹力两个力的作用,过小球重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画有向线段,标出力的符号G和F,且G20.如图所示
[解析]对物体M进行受力分析,水平方向上,除了因压缩弹簧造成弹簧对M的弹力外,由于M沿粗糙的水平地面向左运动,所以地面对M有水平向右的滑动摩擦力f;竖直方向上,M受到的重力和支持力是一对平衡力,注意表示平衡力的线段要一样长。
专题训练
（二） 力和运动的关系
类型1 各种现象背后的力与运动的关系
1.足球比赛中,运动员争抢“头球”时,用力顶球,球向外飞出去,这说明力可以改变物体的 。
被顶出去的球在空中飞行时,受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。
2.“阿波罗”登月飞船脱离地球引力后关闭所有发动机,在不受力的情况下,由于 仍可继续飞行,奔向月球,说明了力 ;
在接近月球时,飞船通过向前喷气获得 （选填“向前”或“向后”）的力而减速,这说明了力的作用是 。
3.[2019·雅安]航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程,将带有降落伞的重物从高处释放,一段时间后打开降落伞,重物在离地4m高处开始匀速下落,速度为5m/s。
若打开降落伞后,降落伞和重物受到的阻力f与速度v满足关系式f=kv2,k=3N·s2/m2,则重物从开始匀速下落到落地所用的时间为 s,降落伞和重物的总重为 N。
4.[2019·潍坊]2019年4月28日,第55届世界乒乓球锦标赛单项赛在匈牙利结束,中国乒乓球队时隔八年再度包揽单项赛全部五枚金牌。
如图ZT-2-1所示是运动员在比赛中的场景,下列说法中正确的是（ ）
图ZT-2-1
A.乒乓球速度越大,惯性越大
B.击球时,球和拍都会发生弹性形变
C.球在空中运动时,运动状态不变
D.球被水平击出后,若所受外力全部消失,球将立即竖直下落
5.下列有关力和运动的几种说法中,正确的是（ ）
A.匀速转弯的物体一定受到力的作用
B.只受重力作用的物体不可能向上运动
C.相互平衡的两个力的三要素可能相同
D.摩擦力总是阻碍物体的运动
6.[2020·镇江]如图ZT-2-2所示,棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,用尺将Q快速水平击打出去。
则（ ）
图ZT-2-2
A.击打前,Q在两个力的作用下处于平衡状态
B.Q在P的下方滑动时,P受到摩擦力的作用
C.离开P后滑动过程中,Q受到的摩擦力逐渐减小
D.离开P后滑动过程中,Q的运动状态保持不变
7.如图ZT-2-3所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上的拉力F的作用下,铁块竖直向上做匀速直线运动。
下列说法中正确的是（ ）
图ZT-2-3
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B.拉力和重力是一对相互作用力
C.若一切外力突然消失,铁块会一直向上做匀速直线运动
D.铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向上
8.[2019·黄冈]中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样一个实验:
将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接。
转动空心圆筒,使金属球转动（如图ZT-2-4所示）,随着转速加大,网袋由静止开始向上运动。
下列判断正确的是（ ）
图ZT-2-4
A.网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是一对平衡力
B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C.金属球转动过程中,运动状态不变
D.实验表明,改变物体的运动状态需要力
9.学习物体的平衡条件时,小林同学提出了以下疑问:
“只受一个力作用的物体能保持平衡状态吗?
只受两个力作用的物体一定能保持平衡状态吗?
物体处于平衡状态时一定只受两个力作用吗?
”为此他做了如图ZT-2-5所示的实验,研究物体处于平衡状态时的受力情况。
图ZT-2-5
①他将小球用一根细线悬挂起来,如图甲所示;剪断细线后小球下落,如图乙所示。
②他又将小球用两根细线悬挂起来,如图丙所示;剪断其中一根细线,小球发生摆动,如图丁所示。
通过实验,他的疑问得到解决。
根据实验现象及相关条件,小林同学归纳得出了初步结论:
（1）由图甲和图乙可知 。
（2）由图甲和图丁可知 。
（3）由图甲和图丙可知 。
力与运动的关系:
物体不受力或受平衡力时,其运动状态一定不变;物体的运动状态改变,其一定受非平衡力的作用。
类型2 图象中的力与运动的关系
10.有甲、乙两个物体,在力的作用下做水平直线运动,其速度-时间图象如图ZT-2-6所示。
由图可知,甲受 力的作用,乙受 力的作用。
（均选填“平衡”或“非平衡”）
图ZT-2-6
11.[2019·泸州]一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图ZT-2-7所示。
已知在4~8s内小车受到的牵引力恒为10N,则在4~8s内小车受到的合力为 N,运动的路程为 m;在0~4s内小车受到的摩擦力 （选填“大于”“等于”或“小于”）10N。
图ZT-2-7
12.[2019·株洲]立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。
如图ZT-2-8所示为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支持力F随时间t变化的关系。
据图可知,该运动员受到的重力为 N;他在 （选填“t1”“t2”或“t3”）时刻获得向上的最大速度。
图ZT-2-8
13.用弹簧测力计悬挂一个重10N的物体,使其由静止开始竖直向上运动,测力计在不同时间段的示数如图ZT-2-9所示,则物体在此过程中速度随时间变化的图象应为图ZT-2-10中的（ ）
图ZT-2-9
图ZT-2-10
14.小明经常与同学进行爬杆比赛,如图ZT-2-11甲所示。
在某次比赛中,小明向上爬的“速度-时间”图象如图乙所示,但他所受摩擦力与时间的图象漏画了一部分,如图丙所示,若将它补充完整,应是图ZT-2-12中的（ ）
图ZT-2-11
图ZT-2-12
解决力与运动关系的图象类题目时,首先应找出同一图象中物理量之间的关系;再找出不同图象中各物理量的对应关系;最后将同一时间、同一物体的运动状态和受力情况进行综合分析。
1.运动状态 非平衡力 [解析]顶球时,头对球施加力,球向外飞出,说明力改变了球的运动状态。
球在空中飞行时,运动方向会改变,说明球受到非平衡力的作用。
2.惯性 不是维持物体运动的原因 向后 相互的
3.0.8 75
[解析]重物从开始匀速下落到落地所用的时间:
t=
=
=0.8s;根据题意,匀速下落时有:
阻力f=kv2=3N·s2/m2×（5m/s）2=75N。
根据二力平衡可知降落伞和重物的总重:
G=f=75N。
4.B [解析]惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,乒乓球的质量没有改变,所以惯性不变,故A错误;力可以改变物体的形状,球拍击球时,它们之间的作用力会使乒乓球和球拍都发生弹性形变,故B正确;球在空中运动时,其方向不断发生变化,则运动状态发生改变,故C错误;球被水平击出后,若所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
5.A [解析]匀速转弯的物体,速度大小不变,运动方向发生改变,运动状态改变,则物体一定受到力的作用,故A正确;重力的方向是竖直向下的,但只受重力作用的物体也可能由于惯性向上运动,故B错误;相互平衡的两个力方向一定相反,所以三要素不可能相同,故C错误;摩擦力总是阻碍物体的相对运动,故D错误。
6.B [解析]棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,Q受到竖直向下的重力、P对Q竖直向下的压力、地面对Q竖直向上的支持力的作用,共三个力,故A错误;Q在P的下方滑动时,Q与P之间存在压力,且发生了相对滑动,所以P受到摩擦力的作用,故B正确;离开P后滑动过程中,压力、接触面的粗糙程度不变,则Q受到桌面的摩擦力不变,故C错误;离开P后滑动过程中,Q由于受到摩擦力的作用,其运动状态是变化的,故D错误。
7.C [解析]本题考查牛顿第一定律和平衡力。
铁块吸附在磁性平板上,磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对相互作用力,故A错误;铁块在竖直向上的拉力F的作用下竖直向上做匀速直线运动,说明铁块受到的是平衡力,即拉力等于重力和摩擦力之和,故B错误;根据牛顿第一定律可知,若一切外力突然消失,铁块会一直向上做匀速直线运动,故C正确;因为铁块竖直向上运动,所以铁块受到的滑动摩擦力方向应该是竖直向下的,故D错误。
8.D [解析]网袋静止时,它受到的总重力与它对绳子的拉力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,不是一对平衡力,故A错误;金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力大小不相等,且不在同一条直线上,不是一对平衡力,故B错误;金属球转动时运动方向一直在变,其运动状态一直在变,故C错误;金属球转动过程中,网袋受到向上的拉力,网袋由静止开始向上运动,说明改变物体的运动状态需要力,故D正确。
9.
（1）只受一个力作用的物体不能保持平衡状态
（2）只受两个力作用的物体不一定能保持平衡状态
（3）物体处于平衡状态时不一定只受两个力作用
10.平衡 非平衡 [解析]由图可知:
甲在任何时间内,速度都是一定的,所以甲做的是匀速直线运动,则甲受到的力是平衡力;乙的速度随着时间的增加而增大,所以乙做的是变速直线运动中的加速运动,则乙受到的力是非平衡力。
11.0 16 等于 [解析]
（1）由图象可知,在4~8s内小车做匀速直线运动,处于平衡状态,因此受到的合力为0N;其速度为4m/s,其运动的路程:
s=vt=4m/s×4s=16m。
（2）由于小车在4~8s内做匀速直线运动,其牵引力与摩擦力相等,故摩擦力为10N;在0~4s内小车做加速运动,压力大小和接触面粗糙程度均不变,所以摩擦力也不变,为10N。
12.500 t3 [解析]
（1）运动员下蹲后蹬伸前处于静止状态（图中0~t1这段时间）,重力和支持力平衡,二力的大小相等,则由图象可知运动员的重力:
G=F=500N。
（2）运动员受到地面的支持力F方向竖直向上,运动员的重力G方向竖直向下;由图象可知:
t1~t3时间内,F>G,运动员所受合力向上,运动员向上做加速运动,其速度增大。
t3~t4时间内,F13.D [解析]根据题意可知,物重G=10N,物体由静止开始竖直向上运动,测力计的示数反映了拉力的大小。
（1）由F-t图象可知,0~t1时间内,拉力F1>10N,拉力大于重力,合力的方向竖直向上,所以物体向上做加速运动。
（2）由F-t图象可知,t1~t2时间内,拉力F2=10N,拉力等于重力,物体所受合力为零,所以物体保持力变化瞬间的速度做匀速直线运动。
（3）由F-t图象可知,t2~t3时间内,拉力F3<10N,拉力小于重力,合力的方向竖直向下,所以物体向上做减速运动。
根据以上分析可知,物体在此过程中速度随时间变化的图象（v-t图象）应为图D。
14.C [解析]由题意知,人爬杆时受到了竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力这两个力的作用。
由图乙可知:
0~t1时间内人加速向上运动,所以f1>G;t1~t2时间内人在做匀速直线运动,所以人受到的重力和摩擦力是一对平衡力,即f2=G;t2~t3时间内人减速向上运动,所以f3综上,f1>f2>f3,故图C符合题意。
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