典型例题剖析

典型例题剖析（力和运动）例1 （北京市中考试题）坐在行驶汽车上的一位乘客，欲估测前方隧道的长度在进出隧道口时，分别看了一下手表，如图1 2 1 （甲八（乙）所示，汽车通过隧道时的平均速度是30km/h，由此可计算出此隧道长约 km.图 12 1精析（1）通过图中的“手表”，可计算出时间.（2）通过速度和时间可计算路程.解图甲时间t= 1点20分图乙时间t2= 1点25分1汽车通过隧道的时间为 t = t2 -11 = 5 min = 一h121隧道长：s= vt= 30km/hxh= 2.5km12答案隧道长约2.5 km.例2 （常州市中考试题）一辆汽车在上海到南京的高速公路上行驶，汽车上的速度表指针在如图1 2 2所示的位置左右摆动，则汽车从图中位置行驶到南京还需 h.連度农图 1 2 2精析 （1）通过“路标”图，判断出路程长短，通过速度计判断出汽车行驶的速度. （2）通过路程和速度计算时间.解汽车需行驶的路程 s= 120km汽车的速度为 v= 100km/h计算汽车用的时间:t= s = 120km = 1.2hv 100km/ h答案到达南京还需l.2h.例3 （北京市中考试题）关于力、力和运动的关系，下列说法中正确的是（）A .施力物体不一定是受力物体B .只有相互接触的物体之间才有力的作用C.物体不受力，一定处于静止状态D 物体运动状态改变，一定是受到了力的作用精析 A 因为力的作用是相互的，所以施力物体同时也是受力物体.A选项不正确.B. 只要物体之间有相互作用，就会产生力.力可以是两个物体相互接触而产生的，女口:力、拉力、支持力.而有的力可以产生于相互不接触的物体之间，女口：在空中运动的乒乓球，仍受到重力作用，施力物体是地球，乒乓球和地球之间不接触，也产生了力.B选项不正确.C. 根据前面复习的力和运动的关系，当物体不受力时，可以处于静止状态，还可以处 于匀速直线运动状态. C选项不正确.答案 D例4 （北京市中考试题）关于运动和力，下列说法中正确的是（）A .力是使物体保持静止的原因B .力是使物体运动状态改变的原因C.力是维持物体运动的原因D .物体受到力的作用就一定运动精析 这道题考查学生对力的作用的理解，学生头脑中仍存在一些错误的概念，女口：“物体运动必须有力维持，运动的物体失去力的作用，就会静止下来.”为纠正这些错误概念，就必须建立正确的概念：力是使物体运动状态改变的原因，而不是使物体运动的原因.解 A .当物体不受任何力或受的合力为零时，它也可以保持静止状态，所以说，力不 是使物体保持静止的原因.A选项是错误的.B. 力可以使物体速度大小改变，也可以使物体运动方向改变，所以力是使物体运动状 态改变的原因.B选项正确.C. 当一个物体处于运动状态时，如果它不受任何力或所受合力为零时，仍可保持运动 状态，所以说力不是维持物体运动的原因.F推动D .物体受平衡力时，可以保持静止状态，而不一定运动.例如：人用水平力一个讲台桌，讲台桌仍静止，如图I 2 3，则此时讲台桌还受到一个静摩擦力f, F与f为平衡力，讲台桌没有运动.可见物体受到力，并不一定运动.D选项不正确.事声声事事#r事#F#事于事書事*图 1 2 3答案B例5 （天津市中考试题）如图 1 2 4 （ a）,弹簧所受重力不计，上端固定在天花板上，下端悬挂一个小球，处于静止状态，下列几种说法中属于相互平衡的力是（）图 1 24 （a）A .天花板对弹簧的拉力和弹簧对天花板的拉力B .球对弹簧的拉力和球受到的重力C.弹簧对球的拉力和球受到的重力D .球对弹簧的拉力和弹簧对球的拉力精析 此题从几个方面考查学生的知识：（1）相互平衡的两个力是物体 上的；（2）考查了学生是否会进行受力分析.在题目中，出现了三个物体：天花板、弹簧和小球，要会分析哪个力作用在哪个物体上.解 A.天花板对弹簧的拉力， 作用在弹簧上，而弹簧对天花板的拉力作用在天花板上，这两个力分别作用于两个物体，所以不是一对平衡力.A选项不正确.B. 球对弹簧的拉力，作用在弹簧上.，而球受到的重力作用在球上.，尽管这一对力方向 相反，但由于是作用在两个物体上，所以这一对力也不是平衡力.C. 弹簧对球的拉力和球受到的重力，如图I2 4 （b），且满足二力平衡条件， C选项正确.D.通过受力分析可知，这一对拉力分别作用在球和弹簧上.，所以这一对略也不是平衡力.图 1 2 4 (b)答案 C例6 （陕西省中考试题） 如图1 2 5,质量是0.5kg的字典，静止在水平桌面上. 下面能正确的表示字典受力图的是（）精析 此题从多方面考查学生的综合知识.（1）要会分析字典在静止时受的是平衡力，且二力大小相等；（2）要知道平衡力应作用在一个物体上；（3）题目给出的是字典的质量 m,要会用公式 G= mg, 计算出字典的重力 G= 4.9N.注意抓住题目中分析的是字典的受力情况.因为字典处于静止状态，所以字典受的力一定是平衡力.从图上看，只有C图的两个力满足二力平衡的条件， 所以C图是正确的.这 一对力是：重力 G和支持力F 有的同学认为：B图的两个力，大小相等，方向相反，也 满足二力平衡条件.这个分析是错误的， 因为这两个力分别作用在字典和桌上，而不是作用在一个物体上这一对力是支持力F和压力F,是相互作用力，而不是平衡力.例7 （呼和浩特市中考试题）如图1 26，在一辆放在水平地面上的表面光滑的小 车上，静止放置质量为 m1、m2的两个小球（m1 m2）.当车从静止突然水平向右起动时,则两个小球（）A 一起向左运动，且B. 起向右运动，且C. 一起向右运动，且D.对地面仍保持静止m2的速度大于 mi的速度m2的速度大于 mi的速度m2的速度等于 mi的速度精析这道题主要考查学生是否理解了“惯性定律”的内容，如果一个物体不受外力作用时，它将保持原来的状态不变.解 在小车没有起动时，两个小球处于静止状态，在竖直方向受到重力和支持力的作用,这一对力是平衡力. 当小车起动时，因为小车表面光滑， 所以不计摩擦力的作用,小球在水平方向上不受任何力的作用，仍保持原来的静止状态.答案 D例8 （山西省中考试题）如图1 2 7 （a）,竖直向上抛出的小球重 12N ,请在图中作出小球所受重力的图示.精析 这道题考查了学生是否会作力的图示，另外，题目给出了一个干扰条件,小球向上运动，此时有的同学就认为小球受的力方向也应该向上，从而忽略了重力的方向是竖直向下的.解球受的重力方向竖直向下，且力的大小是所给标度的4倍，线段长度如图1 2 7(b).3NIIrQiG=L：N(a)(b)例9 （北京市中考试题）向下抛出质量为5kg的物体，它所受的重力是物体在竖直下落的过程中，受到的阻力为3N，它所受的合力大小是 N，合力的方向精析 这道题从几个方面考查学生“力”的知识，已知物体受的力，会求合力；已知质 量，会求重力；会分析阻力方向和物体运动方向相反.解 m= 5kg, G= mg= 5kgx 9. 8N/kg = 49N如图1 2 8,分析小球下落过程中受的力，是重力和阻力，且两力方向相反，则合力46N，方向竖大小=49N 3N= 46N，方向和重力方向相同.注意理解合力的含义：合力并不是物体受的力而是说：用一个大小为直向下的力所产生的效果和图 1 2 8,物体受两个力时产生的效果相同.图 1 2 8答案 49N , 46N，竖直向下.例10 （呼和浩特市中考试题）一个物体重 下列说法中正确的是（）A .若物体竖直向上运动时，合力大小是B. 若物体竖直向上运动时，合力大小是C. 若物体竖直向下运动时，合力大小是D .若物体竖直向下运动时，合力大小是精析这道题侧重考查学生二力合成的知识, 能把正确选项选全.100N，受到和的空气阻力大小为10N，则110N，合力的方向竖直向下90N，合力的方向竖直向下90N，合力的方向竖直向下110N，合力的方向竖直向下而且要在正确作出受力分析的基础上，才解 A选项给出物体是向上运动的，受力分析如图1 2 9（a）,受重力和阻力，阻力和运动方向相反.因为重力G和阻力f,方向一致，所以合力大小=G+ f= 100N + 10N = 110 N，方向竖直向下， A选项正确.也很快排除 B选项不正确.oN/（a）图 1 2 9C和D选项给出物体是向下运动的，此时，物体受力分析如图1 29 （b）所示，仍受重力和阻力，阻力和运动方向相反重力和阻力方向相反，所以合力大小=G f = 100N10N = 90N，合力方向竖直向下. C选项正确.答案 A、C例11 （昆明市中考试题） 某同学用水平向右100N的力，推一个重力为200N的木箱 在水平地面上前进，若木箱受到的摩擦阻力是重力的 0.2倍，则木箱所受合力是 N;当木箱所受水平推力的大小为 N时，其他条件不变，木箱可沿水平地面匀速前进.精析 这道题综合考查学生：（1）受力分析的能力；（2）力的合成的知识；（3）受平衡 力时的运动状态；（4）滑动摩擦力的方向.当木箱受的摩擦阻力 f = 0. 2 G时，求出f = 0.2X 200N = 40N，方向和运动方向相反.画 出此时物体受力示意图，如图1 2 10,重力G和支持力N是一对平衡力，合力为零.推力F和摩擦力f的合力=F f= 100N 40N = 60N，方向和运动方向一致.这时物体受不 平衡的力，做变速直线运动.后面一种情况，由木箱沿水平地面匀速前进.的状态入手，可知物体应受平衡力的作用, 摩擦力大小不变，等于 40N，则推力大小 F = f = 40N.答案 60N, 40N .例12 （山西省中考试题）诗句：“满眼风波多内灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是 和精析 从整段诗句分析：是某个人坐在行驶的船上，观看两岸的山景.山好像迎面走来，山相对于地面位置没有改变，而相对于船的位置变化了，所以这句诗是以“船”为参照物.船在行驶，很显然是以山为参照物，船相对于山的位置发生了改变.答案船，山.其他答案分析：有的同学答案是：人和岸从理论上分析，这两个答案也是正确的，但 按照习惯，我们一般就选题目中给定的物体为参照物就可以了，不必再找题目以外的物体， 否则有可能绕弯路或答错.例13 （广州市中考试题）某一物体做变速直线运动，已知它在前一半路程的速度为4m/s，后一半路程的速度为 6m/s，那么它在整个路程中的平均速度是（）A. 4 m/sB. 4. 8 m/sC. 5 m/sD. 6 m/s精析 整个路程的平均速度， 应该用整个路程除以通过这段路程的时间.注意：不能把各个平均速度相加起来再取平均值.即平均速度和速度平均值不同，故 v=也 V2为错误2解答.已知：vi = 4m/s v2= 6m/s求：v解设全路程为sss2vmv=ti t2s svi v22vi 2v22 4m/s 6m/s , o ,4. 8m/s4m/s 6 m/s答案B720m处鸣笛后，问1 211,车在A处鸣例14 一辆汽车以20m/s的速度做匀速直线运动，当它在距山脚 司机听到笛的回声时离山脚多远 ？（声速为340m/s）精析 这道题涉及两个速度，所以可以通过列方程求解如图笛，因为v笛v车，所以声音从 AtC,回声由CtB.设声音的传播所用时间为t,在这个时间内，车由 At B.所用时间也为t.注意：声音传播时，车仍在行驶.illABC图 1 2 11已知：v 车=2iom/s sac= 720m, v 声=340m/s求：SBC解设车由At B,所用时间为t.车行驶的路程 SAB= V车t声音和回声传播的距离为：SAC + SBC = V 声 tSAB+ SAC+ SBC= 2SACSAB= V 车 tV 车 t+ V 声 t= 2SAC代入数据：(20m/S+ 340m/S)t= 2 X 720mt= 4sSBC = SAC-SAB= 720m 20m/SX 4S= 640m答案车听到笛的回声时离山脚 640m.例15 (江西省中考试题)如图1 1 12(d)的装置中，甲物体重5N，乙物体重3N .甲、 乙均保持静止状态，不计弹簧测；力计自重，则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是( )A. 0 N, 3 N B. 0 N, 5 N C. 2 N, 5 N D. 2 N , 3 N精析 对多个物体连接在一起的情况，受力分析时应选定一个为研究对象.在这道题中，1212 (a) (b)应分别分析弹簧测力计和甲受力的情况.对于平拉弹簧测力计，分析起来会感觉困难，不妨过渡一下，如图(C),试分析弹簧测力计受几个力 ？示数是多少？(不计弹簧自重)(a)(b)(c)(d)图 1 2 12图(a)是大家熟悉的，弹簧测力计受2个力：向下的拉力和向上的拉力， 大小都是3N .弹 簧测力计示数是3 N.图(b)弹簧测力计仍受向右和向左的 2个拉力，大小都是3N，弹簧测力计示数是 3N .图(c)弹簧测力计也受向右和向左的 2个拉力，大小都是3N，弹簧测力计示数是 3N 只 不过这两个拉力都是重物施加的，分析时容易误解为弹簧的示数为ON或6N 实质上(a)(b) (c)这三个图完全是等效的.现在我们来分析图1 2 12 (d),弹簧测力计受向右的拉力，大小是3N，施力物体是乙，又因为弹簧测力计静止，所以受到向左的拉力大小也是3N 对于弹簧测力计来说，受力情况与前面的完全相同.弹簧测力计示数为3N .物体甲受重力，大小为5N,受绳子向上的拉力，大小为3N,还受支持力，大小为2N . G =F + N,所以甲受的合力为零.答案 A例16画出图1 2 13各图中物体A受力的示意图(a) 斜面上的物体 A匀速下滑；(b) A被水平传送带匀速传送；(c) 车减速前进，悬挂在车厢内的物体A;(d) 放在水平桌面上的 A物体，受到向右的拉力后匀速直线运动.(B未落下)精析 这几个图中，都遇到多个物体叠放在一起的情况，分析受力时应注意几点：(1)以A为受力研究对象，而不要受其他物体干扰.(2)当物体做匀速直线运动时，应受平衡力.(3)按常见力:重力、支持力、摩擦力来逐个分析，不要漏掉力.如图1 2 13(a), A物体受重力 G,支持力N, A沿斜面运动，受摩擦力f,方向和运动方向相反.如图1 214 (a).(a)(b)B(d)图 1 2 13如图1213 (b), A做匀速直线运动，应受平衡力的作用. A受重力G,支持力N,这一对力为平衡力.有的同学说： A向右运动，还要受摩擦力，这个分析是错误的，如果A受摩擦力，则受力不平衡， A不可能做匀速直线运动. A的受力情况，如图1 214 (b).(a)(c)(d)图 1 2 14如图1 213 (c), A受重力G,绳子的拉力 F有的同学说：A向右摆，一定还受到向 右的推力，这个分析不对因为向右的力若存在，必有施力物体，而现在找不到施力物体， 所以这个向右的力不存在.A的受力情况，如图1 2 14 (c).如图1 213 (d), A的受力分析比较复杂，在竖直方向上：A受重力G,压力Fb (大 小等于Gb ),支持力N (N= G + Gb ),这三个力是平衡力在水平方向上，A受向右的拉力F, A相对于地面向右运动，地面给A的摩擦力h,方向向左；A相对于B向右运动，B给A的摩擦力f2，方向向左.如图1 214 (d).例17 (常州市中考试题)将 B、A两个磁环先后套在光滑的木支架上，并使两磁环相对面的极性相同，此时可以看到上方的磁环A “悬浮”在空中，如图1 215所示，设两磁环受到的重力相等且都为G,则磁环B对木支架底座的压力 F与重力G的大小关系是( )图 1 2 15A. Fv GB. F = G C. G F 2GD. F= 2G【思路点拨】此题涉及的知识点较多，A、B两个同名磁极的磁环相对时，产生排斥力F, F分别作用于 A、B,大小相等.B对底座的压力F等于底座对B的支持力N,F与N是一对作用力和反作用力而 N=G+F.精析因为A悬浮，所以受力：F= G,B磁环受三个力：重力 G,排斥力F，和支持力N.平衡时N= F+ G= 2G.又因为作用力 N和反作用力F大小相等，所以 F= 2G.答案 D例18 （广州市中考试题）某人拉一小车在水平地面上做匀速直线运动，设人对小车的拉力为F,车重为G，车对地面的压力为 Q,地面对车的支持力为 N,车受到的阻力为f, 下列各对力中属于平衡力的是（）A. Q 与 G B. G 与 F C. F 与 f D. Q 与 N精析 首先要对车进行正确的受力分析，在这一基础上按二力平衡的条件，就可得到问题的答案.在竖直方向上，车受重力 G和支持力N, G与N是一对平衡力.在水平方向上，拉力 F和阻力f是一对平衡力.答案 C注意 有的同学认为：Q与N方向相反，大小相等，也应该是一对平衡力，这就忽略 了 Q与N分别作用于两个物体，是作用力和反作用力，不是平衡力.例19 （南京市中考试题）一杯水放在列车内的水平桌面上，如果水面突然发生了如图1 2 16所示的变化，则列车的运动状态可能发生的变化是（）O O图 1 2 16A. 列车突然向右启动B. 列车突然向左启动C. 列车向右运动时突然刹车D. 列车向左运动时突然刹车精析 当列车静止或做匀速直线运动时，杯子中的水面呈水平. 若列车突然启动或改变原来的运动状态时，杯中的水由于惯性要保持原有的状态，水面会发生变化.解 A选项，当车突然向右启动，水由于惯性，要保持原来的静止状态，水应向左涌，而非图中所示，A选项不对.B选项正确.C选项，当车向右运动时突然刹车，杯中水由于惯性，还要保持原来的速度向右运动，水向右涌，C选项正确.D选项不正确.答案 B、C例20向前飞行的飞机投掷救灾物资时，如果在投掷目标正上方投下，能落到目标处吗？为什么？应怎样投掷才行？精析 这是一道问答题，可从下面几点入手分析：（1）明确被研究对象以及它原来的运 动状态；（2）分析研究对象由于惯性要保持什么样的状态；（3）结合题意分析出问题的结果.解答 救灾物资是被研究的对象， 开始是随飞机一块向前运动的. 投掷后，物资由于惯 性，还要保持原来向前的运动状态，在空中边向前飞行，边下落，如图1 2 17所示.如果在目标的正上方投掷， 物资将落到目标的前方. 若要让物资落到目标处， 应提前投掷才行.图 1 2 17例21人站在匀速行驶的船上，竖直向上扔个小球，则小球（不计空气阻力）（1）下落后 （）A .落回到人手中B .落到人前方C.落到人的后方（2）小球相对于船将做（）A .直线运动B .曲线运动C.匀速运动D.变速运动（3）小球相对于地面将做（）A .直线运动B .曲线运动C.匀速运动D.变速运动精析 在第（1 ）个问题中，以小球为研究对象，利用“惯性定律”和受力分析的知识，得到小球在水平方向的运动状态和速度大小.在第（2）和（3）的问题中，仍要分析小球在运动中的受力情况和在不同的参照物当中，小球的相对运动情况如何.（1）如示意图1 2 18（a）,小球没扔出去前，是随人和船一块以速度 v向前运动的.小 球竖直抛出后，由于小球有惯性，所以仍要保持向前的运动状态，因而相对于地面是一边向上运动，同时又向前运动，如果不计空气阻力，小球扔出后，最后又落回人手中的过程中， 在空中的运动路线如图 1 2 18 （ b）所示.由于小球在水平方向和船保持了一样的速度，在球扔起的这段时间内， 船向前运动了一段路程， 同时球在水平方向上也向前运动了相同的路程，因而球仍落回到人手中.(a)(b)图 1 2 18答案（1）A精析 （2）以船为参照物，小球的运动情况和在地面上竖直抛出时现象一致，所以小 球做直线运动.在上抛过程中，不计空气阻力，小球只受重力作用，所以小球的运动状态一 定改变.上抛时，小球做减速运动，下落时，小球做加速运动.答案 （2） A、D精析 （3）从图1 2 18 （ b）可知，小球在空中走过的路线是曲线.小球仍做变速 运动.答案 （3） B、D例22 （大连中考试题）如图 1 219所示，用力推放在水平地面上的一只箱子，但 未推动，这是因为（）F图 1 2 19A .箱子质量太大B. 推力小于箱子与地面的摩擦力C. 推力等于箱子与地面的摩擦力D. 箱子的重力大于推力精析 从物体处于静止状态入手， 可知箱子受的一定是平衡力.对箱子作受力分析， 可知：箱子所受的重力 G和支持力N是一对平衡力.推力F与摩擦力f是一对平衡力，F= f.此时的摩擦力为静摩擦力.有的同学认为 A选项正确，实际上，如果没有摩擦存在，箱子质量很大，也能用很小的力推动它.也有的同学认为D正确，实际上，重力在竖直方向，推力在水平方向，这两个力比较大小毫无意义且重力G与N平衡，对物体的运动情况不起作用.答案 C例23 (河南中考试题)如图1 220 (a),在20N的水平力F的作用下，重6N的物块静止在竖直墙面上，请在图1 2 20 (b)中画出物块在竖直方向所受力的图示.精析正确分析物体在竖直方向上受力的情况，理解二力平衡的条件是解答此题的关键物块在竖直方向上受重力G和静摩擦力f, G和f是一对平衡力.答案如图1 1 20 (b)./=6N 3NG-6N(a)例24 一个载重气球在空中受到(b)图 I 2 201000N的浮力时匀速竖直上升；若所载重物再增加100N，载重气球就能匀速竖直下降，设气球上升和下降时受到的浮力和阻力大小均不变， 则气球上升时所受重力和阻力的合力为 N，方向整个气球所受合力为N，气球所受阻力为N .精析 如图1221 (a)气球匀速上升，受重力 G,阻力f (和运动方向相反)，浮力 Fi (空气是施力物体).这三个力相互平衡，G+ f= Fi= 1000N .也就是重力和阻力的合力大小为1000N，方向向下.而气球受的合力为零.再分析气球下降过程中受力情况，如图1221 (b)所示，气球匀速直线下降，所以G+ G= Fi+ f，注意：阻力方向和运动方向相反，G是新增加的物重，大小为100N.分 别写出气球上升和下降时的受力平衡方程：(a)(b)图 1221G f FiG G Fi f G f=f 2 G= 100N f = 50N答案 气球上升时重力和阻力合力为1000 N,方向竖直向下无论气球上升还是下降，受的合力均为零气球所受阻力为50 N 例25 (乌鲁木齐市中考试题)如图 1 2 22 (a)所示，水平地面上的物体在水平拉 力F的作用下，向右做匀速直线运动，当拉力F突然减小时，物体将 ()A .向右运动，速度逐渐增大B.向右运动，速度逐渐减小C.向右运动，速度保持不变D.向左运动，速度逐渐增大(a)(b)图 1 2 22精析 此题给出了物体受力的两种情况，对应物体的运动状态，也就发生了变化.当物体向右做匀速直线运动时，一定受平衡力：拉力F和摩擦力f.如图1 2 25(b).当拉力F减小时，摩擦力f大小不变(因为f只与压力和接触面粗糙程度有关)，这时F G,人对地板的压力大小：F = N G.试想：人的脚下是一个磅秤的话，它所显示的示数应大于人的重力，我们把这种现象叫做超重.(3) 当电梯减速上升时，人受非平衡力，合力方向和运动方向相反，这时Nv G,人 对地板的压力大小：F=NvG.这时，人的脚下是一个磅秤的话，它的示数应小于人的重 力,这种现象叫做失重.由以上分析可知,人对地板的压力可能等于、大于或小于人的重力.答案 x