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专题13 力与运动的关系
【核心考点讲解】
1、物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动
状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态。
2、物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因。
3、物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变。
4、如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用。
【必刷题型精练】
1.(2021•苏州模拟)关于物体受力与运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体受平衡力作用也能做曲线运动
B.物体受非平衡力作用一定做曲线运动
C.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小和方向可能都不变
D.做曲线运动的物体若只受一个力作用,力的大小可能不变但方向一定改变
解:A、物体受平衡力作用处于平衡状态,能静止也可能做匀速直线运动,但不可能做曲线运动,故A错误;
B、物体受非平衡力作用时,处于非平衡状态,可能是运动速度发生变化也可能是运动方向发生变化,但不一
定做曲线运动,如竖直下落的物体,只受重力作用,速度方向不变,故B错误;
CD、做曲线运动的物体若只受一个力作用,如平抛出去的物体,只受重力作用,运动过程中,力的大小和方向
可能都不变,故C正确,D错误。
答案:C。
2.(2021•无锡模拟)我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验,展示了飞船内部物体在失重(相当于物体
不受重力)情况下的物理现象,王亚平利用小球做了两次实验,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,
第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,下列四图表示小球在这两
次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
解:飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不
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学科网(北京)股份有限公司受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;
第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持
匀速直线运动状态,又因为受到细线的拉力作用,所以小球做匀速圆周运动,故丁图正确;
答案:B。
3.(2021•湘西州中考)在一次物理科技活动中,同学们热烈讨论运动和力的关系问题时。有四位同学发言记录
如下,你认为正确的是( )
A.小伟认为:物体运动需要力的作用
B.小华认为:静止物体没有受到力的作用
C.小红认为:物体静止或运动与力无关
D.小翠认为:一切物体在没有受到力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态
解:A、根据牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,故A错误;
B、静止物体可能受到平衡力的作用,也有可能不受力,故B错误;
C、物体的运动状态发生变化,说明物体受到了力的作用,故C错误;
D、一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态,是牛顿第一定律,故D正确。
答案:D。
4.(2021•益阳中考)如图所示,一个人站立在斜面式自动人行道上,随自动人行道从一楼匀速运动到二楼的过
程中,人行道对人的作用力只有( )
A.支持力 B.下滑力
C.摩擦力 D.支持力和摩擦力
解:人随自动人行道斜向上匀速运动,处于平衡状态,合力为零;对人受力分析,人受到重力、垂直于斜面上
的支持力和沿斜面向上的静摩擦力,故ABC错误,D正确。
答案:D。
5.(2020•咸宁中考)打乒乓球是广大青少年喜爱的一项运动,在比赛中下列说法正确的是( )
A.发球后,球才会运动,因此力是维持物体运动状态的原因
B.离拍后,球在空中继续运动,是因为它受到了惯性的作用
C.接球时,球朝反方向飞出,说明力能改变物体的运动状态
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学科网(北京)股份有限公司D.扣杀时,球速变快,拍对球的作用力大于球对拍的作用力
解:
A、发球后,球才会运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故A错误。
B、离拍后,球在空中继续运动,是因为它具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误。
C、接球时,球受到球拍的弹力,球朝反方向飞出,说明力改变了球的运动状态,故C正确。
D、扣杀时球速变快,拍对球的作用力和球对拍的作用力是一对相互作用力,二力的大小相等,故D错误。
答案:C。
6.(2020•徐州中考)如图所示,用气球、夹子、吸管和胶带制成“喷气火箭”。把封口的夹子松开后,气球在
轨道上以起点A向右冲出,最后停在B点,下列关于气球整个运动过程的说法正确的是( )
A.一直做加速运动 B.先加速后减速
C.做匀速直线运动 D.先减速后加速
解:把封口的夹子松开后,里面的气体膨胀对外做功,产生了一个推力,推力开始大于摩擦力,随着空气的排
出变小并于一瞬间等于摩擦力后又小于摩擦力,直至最后等于零。所以气球先加速后减速。故 B正确、ACD错
误。
答案:B。
7.(2021•菏泽中考)在无风的雨天,雨滴着地前的一段时间内是匀速下落的,并且体积较大的雨滴着地时的速
度也较大。下列说法正确的是( )
A.体积较大的雨滴下落的高度一定较大
B.体积较大的雨滴在空中运动的时间一定较长
C.不同的雨滴匀速下落时,速度越大,受到的空气阻力越大
D.不同的雨滴匀速下落时,体积越大,受到的空气阻力越小
解:由题知,雨滴着地前的一段时间内是匀速下落的,即雨滴受力平衡,其受到的空气阻力和重力是一对平衡
力,且雨滴的体积越大,雨滴着地时的速度也较大;
雨滴的体积越大,根据m= V可知,雨滴的质量越大,其受到的重力越大,由二力平衡条件可知,雨滴着地前
受到的空气阻力越大,故Dρ错误;
由前面解答可知,雨滴的体积越大,其着地时的速度越大,受到的空气阻力越大,故C正确;
根据题意,不能判断体积较大的雨滴在空中下落的高度和运动的时间,故AB错误。
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学科网(北京)股份有限公司答案:C。
8.(2021•贵阳模拟)如图所示在平直路面上向右行驶的小车中,有一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端
连接至小车底板的木块上,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列判断正确的是( )
A.若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做加速运动
B.若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用,则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
解:
由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态。
A、若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧,
故A错误;
B、若木块受到向右的摩擦力,说明木块向左运动或有向左运动的趋势,则这种情况是由于小车突然加速,而
木块由于惯性仍保持原来的运动状态,从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势,故B正确;
C、木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时,木块只受重力和支持力,若木块受到三个力的作用,则说明其
运动状态发生了改变,因此,小车可能加速,也可能减速,故C错误;
D、若小车运动状态虽然改变(即做变速运动),但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势,而并未发生
相对运动,此时弹簧不会发生形变,小车却并不是做匀速运动,故D错误。
答案:B。
9.(2021•德阳模拟)匀速竖直上升的气球下端用绳子拴着一个小石头,当绳子突然断了以后,小石头的运动情
况是(不计空气阻力)( )
A.将立即加速下降
B.减速上升一段距离后再加速下降
C.由于惯性,将继续匀速上升
D.匀速上升一段距离后再加速下降
解:原来小石头随气球匀速上升,绳子断了以后,石头由于惯性继续向上运动,但受到竖直向下的重力作用,
所以会减速上升,到达最高点后,在重力作用下,会加速下降,故ACD错误,B正确。
答案:B。
10.(2021•苏州模拟)小明得到一个玩具吹镖(由一个细长筒和金属镖头组成),想试着用它去射地上的目标。
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学科网(北京)股份有限公司他把重为G的小镖头以一定速度正对着目标A点吹出,如图。忽略镖头运动时所受的空气阻力,下列关于镖头
能否射中A点的预测中,正确的是( )
A.一定能够射中A点
B.一定射在A点左侧
C.一定射在A点右侧
D.控制速度大小,以上都有可能
解:
小镖头以一定速度正对着目标A点吹出后,镖头由于惯性继续朝A运动,此过程中,忽略镖头运动时所受的空
气阻力,镖头只受到重力这一个力的作用(非平衡力),所以镖头还会沿重力方向向下运动,故镖头做斜向下
的曲线运动,由此可知镖头会落在A的右侧。故ABD错误,C正确。
答案:C。
11.(2021•宁波模拟)若小球在运动过程中只受到力F的作用,且运动过程中力F始终保持不变,则小球的运动
轨迹(用虚线表示)不可能的是( )
A. B. C. D.
解:A、如图,小球如果依靠惯性水平向右运动时,再受到一个竖直向下的力的作用,小球进行如图的曲线运
动。不符合题意。
B、如图,小球如果依靠惯性向右下方直线运动时,再受到一个竖直向上的力的作用,小球进行如图的曲线运
动。不符合题意。
C、如图,小球如果依靠惯性竖直向下运动时,再受到一个竖直向下的力的作用,小球进行竖直向下的加速运
动。不符合题意。
D、如图,当受力的方向与物体运动的方向不在同一条直线上时,运动轨迹应该是曲线,D的运动轨迹却是直
线,这种现象是不存在的。符合题意。
答案:D。
12.(2021•黄石模拟)如图所示,一重为G的物体,用一水平压力F=kt(k为大于0的常数,t为作用时间)压
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学科网(北京)股份有限公司在足够长的平整竖直粗糙墙面上,则物体的运动情况是( )
A.始终静止
B.速度先增加后不变
C.速度先增大,后减小,最终静止
D.速度始终增大
解:物体受力如图所示,开始时水平压力F=kt较小,物体受到的摩擦力f较小,小于物体的重力,物体受到的
合力向下,物体向下做加速运动;
随着推力F的增大,摩擦力f变大,当f=G时,物体速度最大;然后摩擦力f大于重力G,合力向上,物体做
减速运动,最后物体静止;故ABD错误,C正确;
答案:C。
13.(2021•宁波模拟)竖直向上抛出的篮球,运动过程中受到的空气阻力不变,篮球在上升过程中受的合力 大
于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)下落过程中受的合力;如图,一只丹顶鹤正沿直线朝斜向下方匀
速滑翔,此过程中,空气对它的作用力的方向是 竖直向上 (选填“竖直向上”、“竖直向下”或“与运动
方向相反”)。
解:
(1)篮球运动过程中受到的空气阻力与运动方向相反,篮球在上升过程中受到的合力大小等于重力与空气阻力
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学科网(北京)股份有限公司的和,下落过程中受到的合力大小等于重力与空气阻力的差,所以,篮球在上升过程中受到的合力大于下落过
程中受到的合力。
(2)丹顶鹤正沿直线朝斜向下方向匀速滑翔,处于平衡状态,则丹顶鹤的重力和空气对它的作用力是一对平衡
力;因为重力的方向始终竖直向下,故空气对它的作用力的方向是竖直向上。
答案:大于;竖直向上。
14.(2021•长春模拟)如图所示,不计空气阻力,将排球竖直向上击出后,其运动速度越来越小,原因是排球受
到的重力方向与运动方向 相反 。而将排球向斜上方击出后,其运动速度的大小和方向都会发生变化,原因
是 排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上 。
解:(1)排球在上升的过程中,由于排球受到的重力方向与运动方向相反,排球的速度越来越小。
(2)向斜上方抛出的排球,受到的重力是竖直向下的,重力的方向与速度的方向不在同一条直线上,排球受力
不平衡,其运动速度的大小和方向都会发生变化,排球做曲线运动,
答案:相反;排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上。
15.(2021•郑州模拟)如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力作用下,沿足够长的水平面向右做减速直线运动。
假设物体运动时,重力突然消失,请推断物体的运动情况将是: 水平向右匀速运动 ,简要说明你的推理过
程: 当重力消失时,物体所受支持力消失,摩擦力也同时消失。运动物体不受力时,将向右做匀速直线运动
。
解:
假设在运动过程中重力突然消失,对水平面的压力、水平面对物体的支持力、摩擦力都会同时消失,根据牛顿
第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀
速直线运动,速度的大小和方向都不改变。因为物体原来是向右运动,当外力突然消失,物体仍然保持原来的
运动状态,所以物体将保持原来的速度向右做匀速直线运动。
答案:水平向右匀速运动;当重力消失时,物体所受支持力消失,摩擦力也同时消失。运动物体不受力时,将
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学科网(北京)股份有限公司向右做匀速直线运动。
16.(2021•河南中考)如图,小明对静止在水平地面上的箱子施加推力,箱子运动起来;撤去推力,箱子停了下
来。请你从上述情景中提出一个物理问题,要求运用运动和力的关系进行解释,不要与示例重复。
【示例】问题:箱子为什么静止在水平地面上?
解释:箱子受到重力与支持力,二力平衡,箱子保持静止状态。
问题: 箱子为什么能运动起来 。
解释: 箱子受到了推力的作用,推力改变了箱子的运动状态 。
解:
(1)问题:箱子为什么能运动起来?解释:箱子在水平方向上受到了推力和摩擦力的作用,二力的合力改变了
箱子的运动状态;
(2)问题:撤去推力,箱子为什么停了下来?解释:箱子受到了阻力的作用,阻力改变了箱子的运动状态。
答案:箱子为什么能运动起来;箱子受到了推力的作用,推力改变了箱子的运动状态。
17.(2021•遂宁中考)质地均匀的小球从弹簧正上方竖直下落,压缩弹簧减速下降,请作出此时小球所受重力 G
和弹力F的示意图。
解:忽略空气阻力,小球从高处下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧向下做减速运动,此时小球受到重力和弹
力两个力的作用,从小球重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,用 G和F表示,且G<F,
如图所示:
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学科网(北京)股份有限公司18.(2021•百色模拟)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和
棉布;让小车从斜面顶端由静止滑下,如图 1所示,观察和比较小车在毛巾表面,棉布表面和木板表面滑行的
距离。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止滑下的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小 相等
(选填“相等”或“不相等”);
(2)实验中是通过改变 水平面的粗糙程度 来改变小车所受阻力大小的。
(3)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,
速度减小得越 慢 (选填“快”或“慢”)。
(4)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做 匀速直线运动 。
(5)在此基础上,牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出牛顿第一定律,请问:牛顿第一定律 不能 (选
填“能”或“不能”)直接由实验得出。
(6)本实验中小车在水平面上三次滑行过程中消耗的机械能大小 相等 (选填“相等”或“不相等”。)
(7)通过上面的探究后,小明再想考如下的问题,如图2所示,摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,
如果摆球所受的力忽然全部消失,则摆球将 静止 (选填“往回摆”“静止”或“做匀速直线运动”。)
解:
(1)每次都从斜面上同一位置释放,使小车运动到斜面底端时的速度相等;
(2)在做“斜面小车实验”时,给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由
毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;
(3)表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;
(4)假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动;
(5)由上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的;
(6)小车从同一光滑斜面的同一高度自由下滑,到达水平面时的速度相等,小车的质量相等,由此可知小车动
能相等,机械能是指物体的动能和重力势能总和,所以小车达到水平面时的机械能相等,小车最终静止,小车
通过克服摩擦力做功将其机械能完全转化为其它形式的能,即小车消耗的机械能相等;
(7)当摆球从A点由静止释放摆到右侧最高点C时,此时小球的动能全部转化为重力势能,速度为零,若不
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学科网(北京)股份有限公司受任何外力,将保持静止状态不变。
答案:(1)相等;(2)水平面的粗糙程度;(3)慢;(4)匀速直线运动;(5)不能;(6)相等;(7)静
止。
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