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7.研究表明:两个物体之间的相互作用力总是大小相等、方向相反的!如图所示,一质量为500g、底面积为200cm2的茶杯正静止于水平桌面中央.
(1)画出茶杯所受各力的示意图.g取10N/kg
(2)试推证:茶杯对桌面的压力大小等于茶杯受到的重力大小.
(3)求茶杯对桌面的压强.

分析 (1)知道茶杯的质量可求其重力,静止在水平桌面上的茶杯受到重力和支持力作用,是一对平衡力,根据规则物体的重心在物体的几何中心、重力的方向总是竖直向下和支持力的方向和接触面垂直并指向接触面外,过重心表示出重力的方向和支持力的方向;
(2)先根据物体静止时受平衡力作用,得出与重力大小相等的支持力,然后根据压力和支持力是一对相互作用力分析压力与支持力的大小关系,结合等效替代法找出压力与物体重力的大小关系;
(3)静止在水平桌面上的茶杯,对桌面的压力等于其重力,知道受力面积(茶杯底面积),利用压强公式p=$\frac{F}{S}$求茶杯对桌面的压强.

解答 解:(1)因为茶杯正静止于水平桌面中央,所以茶杯受到的支持力F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;过重心作竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F.如图所示:

(2)证明:由于茶杯静止(即处于平衡状态),所以茶杯受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等;由于支持力和压力是一对相互作用力,根据题意可得,桌面对茶杯的支持力和茶杯对桌面的压力大小相等;因此茶杯对桌面的压力和茶杯受到的重力大小相等;
(3)静止在水平桌面上的茶杯,对桌面的压力F=G=5N,
受力面积S=200cm2=0.02m2
茶杯对桌面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{0.02{m}^{2}}$=250Pa.
答:(1)如图所示;
(2)推证过程同上;
(3)茶杯对桌面的压强为250Pa.

点评 (1)重力的方向总是竖直向下,会根据具体的接触面判断支持力的方向,并会用示意图表示物体受力情况;
(2)平衡状态表现为做匀速直线运动或静止;力的作用力是相互的;会利用相互作用力和二力平衡的共同点二力相等,并结合等效替代法证明力的大小关系;
(3)考查了固体压强的计算,注意静止在水平桌面上的物体,对桌面的压力等于其重力.

练习册系列答案
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1.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(  )
A.直接证明牛顿第一定律的实验是做不出来的,因此该定律不能肯定是正确的
B.直接证明牛顿第一定律的实验虽然不能做出来,但是可以经过科学推理而得出,因此该定律是正确的
C.牛顿第一定律如果实验选材理想,也是可以直接证明的
D.牛顿第一定律是一种理想情况,无实际意义

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18.一核潜艇潜入水下150深处时,求:处于水下150深处时一个面积为2.4m2的舱盖上所受海水的压强是1.5×106Pa,压力是3.6×106N.g=10N/kg.

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15.小明在学习了重力的概念以后,为了研究物体受到的重力与质量的关系,在实验室利用托盘天平、弹簧测力计、若干大米和红豆进行实验,并得到了表一和表二的数据.
表一(大米)表二(红豆)
实验序号质量(kg)重力(N)实验序号质量(kg)重力(N)
10.101.040.050.5
20.202.050.070.7
30.252.560.151.5
(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)中重力与质量的倍数关系,可得出的初步结论是物体受到的重力大小与质量成正比.
(2)根据表一和表二的数据不能(选填“能”或“不能”)研究物体受到的重力大小与种类的关系,理由是没有控制质量相同.
(3)小华通过学习,知道物体重力与质量的比值为g=9.8N/kg.于是,她在分析了小明的测
量数据后,认为小明的测量数据有问题,接着便直接修改了数据,如表三.你认为小华的做法不合理,(选填“合理”或“不合理”),理由是要尊重实验事实、具有实事求是的科学态度.

(4)在绕地球运动的宇宙飞船内,物体处于完全失重状态.则利用相同的器材不能(选填“能”或“不能”)完成该探究.

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2.用力推放在水平地面上的木箱,没有推动(图1),则推力等于(大于/小于/等于)木箱受到的摩擦力;用手握起瓶子时(图2),瓶子受到的重力与摩擦力是一对平衡力.

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12.在探究凸透镜成像规律的实验中,由图可知凸透镜的焦距为10cm,当烛焰距凸透镜25cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、缩小的实像.该原理可应用于照相机.

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19.小华发现冬天注满水的缸胀破了,这是因为水结成冰后(  )
A.质量和体积都变大了B.质量不变,密度变小
C.质量不变,密度越大D.质量变小,体积变大

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16.某同学用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响,他在水平台面上分别铺上不同材料,让同-小车从斜面上的同-高度由静止滑下,在小车停下的位置分别做上标记a、b、c.
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(2)若水平面上铺的材料种类是毛巾、木板、棉布,则标记c是小车在木板表面下停下的位置.
(3)小车在三个水平面上运动时,水平面越光滑,小车运动的距离越远,这表明小车受到的摩擦力越小;由此推断,当小车不受摩擦力作用时,将保持匀速直线运动状态不变.

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17.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
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(3)点燃蜡烛,保持蜡烛、透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,光屏上始终得不到烛焰清晰的像,出现这种情况的原因可能是蜡烛烛焰、透镜和光屏三者的中心不在同一高度、蜡烛位于焦点以内.(写两种即可)
(4)经过调节之后,在光屏上得到了一个清晰的倒立、缩小的像,则蜡烛到透镜的距离一定大于20cm,生活中的照相机就用到这一成像规律.当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像.

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