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D
0
12
静止
2
2



天平
弹簧测力计
物体所受重力的大小与它的质量成正比
【分析】
要解决这道题，需结合滑动摩擦力的影响因素和二力平衡的知识分析每个选项：
1. 滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定，与运动速度无关；
2. 只有当物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，此时拉力大小等于摩擦力大小。
接下来逐个分析选项：
对于A选项，柏油路面和冰面粗糙程度不同，压力相同时滑动摩擦力不同，匀速时测力计示数等于摩擦力，所以示数不等；
对于B选项，同一路面粗糙程度相同，鞋内放铁块会增大压力，滑动摩擦力会变大；
对于C选项，只有鞋做匀速直线运动时，拉力和摩擦力才平衡，示数才等于摩擦力，加速拉动时拉力大于摩擦力；
对于D选项，同一路面，压力和粗糙程度不变，滑动摩擦力与速度无关，匀速时拉力等于摩擦力，所以不同速度匀速时示数相等。
【解析】
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，当物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。
A选项：柏油路面和冰面的粗糙程度不同，在压力相同的情况下，滑动摩擦力不同，因此匀速拉动时弹簧测力计的示数不相等，A错误。
B选项：同一路面的粗糙程度相同，鞋内放入铁块后，鞋对路面的压力增大，滑动摩擦力会随之增大，所以鞋所受的摩擦力不相等，B错误。
C选项：只有当鞋做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力才是一对平衡力，此时弹簧测力计的示数才等于鞋所受摩擦力的大小；若鞋被拉动但不是匀速直线运动，拉力大于滑动摩擦力，示数不等于摩擦力大小，C错误。
D选项：同一路面的粗糙程度和鞋对路面的压力均不变，滑动摩擦力的大小与运动速度无关，当鞋以不同速度做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力始终平衡，因此弹簧测力计的示数都相等，D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用
【点评】
本题考查滑动摩擦力的影响因素与二力平衡的综合应用，需明确滑动摩擦力仅由压力和接触面粗糙程度决定，且只有物体做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力才是平衡力，二者大小相等，避免混淆“拉动”和“匀速拉动”的区别。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先分析图(a)中木块B的受力情况：A、B一起做匀速直线运动，B与A之间没有相对运动，也没有相对运动的趋势，所以B不受摩擦力。接着分析整体的受力，A、B匀速运动时拉力F₁与整体受到的滑动摩擦力平衡，可得出滑动摩擦力大小；对于图(b)，A、B紧靠着时，整体对桌面的压力和接触面粗糙程度与图(a)相同，滑动摩擦力大小不变，再根据二力平衡可知推力F₂的大小。
【解析】
1. 分析图(a)：
A、B一起做匀速直线运动，木块B与A之间无相对运动或相对运动趋势，因此木块B所受摩擦力为$\boldsymbol{0N}$；
将A、B视为整体，整体做匀速直线运动，水平方向上拉力$F_1$与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，整体受到的滑动摩擦力$f = F_1 = 12N$。
2. 分析图(b)：
A、B紧靠着放在水平桌面时，整体对桌面的压力等于A、B总重力，与图(a)中整体对桌面的压力相同，且接触面粗糙程度不变，根据滑动摩擦力的影响因素，此时整体受到的滑动摩擦力仍为$12N$；
由于A、B一起做匀速直线运动，推力$F_2$与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，$F_2 = f = 12N$。
【答案】
0；12
【知识点】
二力平衡，滑动摩擦力
【点评】
本题重点考查二力平衡条件的应用以及滑动摩擦力的影响因素，解题的关键是明确滑动摩擦力只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，同时准确判断物体的受力状态。
【难度系数】
0.7
【分析】
解题时需结合力随时间变化的图像（F-t图）和速度随时间变化的图像（v-t图），分阶段分析物体的运动状态，再根据运动状态判断受力情况：
1. 先看v-t图，t=1s时物体速度为0，可直接判断运动状态；
2. 找到物体匀速直线运动的阶段（4-6s），此时推力与滑动摩擦力平衡，根据二力平衡求出滑动摩擦力大小；
3. 分析t=3s时物体的运动状态，由于滑动摩擦力只与压力大小和接触面粗糙程度有关，这两个因素在物体加速时未改变，所以滑动摩擦力大小不变；
4. t=5s时物体处于匀速直线运动状态，再次利用二力平衡判断摩擦力大小。
【解析】
1. 由v-t图像可知，$t=1s$时，物体的速度为0，因此物体处于静止状态；
2. 由v-t图像可知，4~6s内，物体的速度保持$4m/s$不变，做匀速直线运动，此时物体受力平衡。结合F-t图像，此阶段推力$F=2N$，根据二力平衡条件，滑动摩擦力$f=F=2N$；
3. 由v-t图像可知，2~4s内，物体的速度逐渐增大，做加速直线运动。此时物体对地面的压力大小、接触面的粗糙程度均未改变，滑动摩擦力的大小与运动状态无关，因此$t=3s$时，物体受到的滑动摩擦力仍为$2N$；
4. $t=5s$时，物体处于匀速直线运动状态，受力平衡，所以摩擦力大小等于此时的推力大小，即$2N$。
【答案】
静止；2；2
【知识点】
二力平衡；滑动摩擦力；运动状态判断
【点评】
本题需结合两个图像分析物体的运动状态与受力情况，关键是理解滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，同时要熟练运用二力平衡条件判断受力大小。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 对于图（a）静止在水平面的木块：首先判断运动状态为静止，受力平衡。水平方向无相对运动或趋势，不受力；竖直方向受地球的重力（竖直向下）和水平面的支持力（竖直向上），二力大小相等，作用点都在木块的重心（几何中心）。
2. 对于图（b）静止在斜面上的物体：静止状态受力平衡。受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，同时物体有沿斜面下滑的趋势，所以受到沿斜面向上的静摩擦力，三个力的作用点都在物体重心。
3. 对于图（c）挂在光滑墙壁的小球：光滑墙壁无摩擦力，小球受竖直向下的重力，沿绳子方向向上的拉力，以及墙壁对小球水平向右的支持力，三个力作用点在球心。
作图时需明确每个力的方向、作用点，用带箭头的线段表示力，标注力的符号。
【解析】
（1）图（a）作图步骤：
① 找到木块的几何中心作为重心（受力作用点）；
② 从重心竖直向下画带箭头的线段，标注为重力$ G $；
③ 从重心竖直向上画一条与重力线段等长的带箭头线段，标注为支持力$ F $，表示二力平衡。
（2）图（b）作图步骤：
① 确定物体的重心（几何中心）；
② 从重心竖直向下画带箭头线段，标注重力$ G $；
③ 从重心垂直斜面向上画带箭头线段，标注支持力$ F_{\mathrm{支}} $；
④ 从重心沿斜面向上画带箭头线段，标注静摩擦力$ f $。
（3）图（c）作图步骤：
① 以小球的球心作为受力作用点；
② 从球心竖直向下画带箭头线段，标注重力$ G $；
③ 从球心沿绳子斜向上画带箭头线段，标注拉力$ F_{\mathrm{拉}} $；
④ 从球心水平向右画带箭头线段，标注支持力$ F_{\mathrm{支}} $。
【答案】
对应三个图的受力示意图如下：
（1）木块受竖直向下的重力$ G $和竖直向上的支持力$ F $；
（2）物体受重力$ G $、支持力$ F_{\mathrm{支}} $、静摩擦力$ f $；
（3）小球受重力$ G $、拉力$ F_{\mathrm{拉}} $、支持力$ F_{\mathrm{支}} $。
（图示与参考答案一致）
【知识点】
1. 受力示意图绘制
2. 二力平衡应用
3. 静摩擦力判断
【点评】
本题考查不同场景下物体的受力分析与示意图绘制，需要结合物体的运动状态、接触面的光滑程度判断力的有无与方向，是力学作图的基础题型，能帮助巩固受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.8
【分析】
对于第(1)问，首先明确实验需要测量的物理量是物体的质量和重力，回忆对应物理量的测量工具：测量质量的常用工具是天平，测量重力的常用工具是弹簧测力计，据此确定所需工具。
对于第(2)问，观察表格中的数据，分析质量和重力的变化规律：质量成倍增加时，重力也随之成倍增加，且重力与质量的比值始终为定值，由此归纳出重力与质量的关系。
【解析】
(1) 本实验需要测量物体的质量和重力，测量质量的工具是天平，测量重力的工具是弹簧测力计，因此这两个空分别填写天平、弹簧测力计。
(2) 对表格数据进行计算分析：
$\frac{G_1}{m_1}=\frac{0.98\mathrm{N}}{0.1\mathrm{kg}}=9.8\mathrm{N· kg^{-1}}$
$\frac{G_2}{m_2}=\frac{1.96\mathrm{N}}{0.2\mathrm{kg}}=9.8\mathrm{N· kg^{-1}}$
$\frac{G_3}{m_3}=\frac{2.94\mathrm{N}}{0.3\mathrm{kg}}=9.8\mathrm{N· kg^{-1}}$
由计算结果可知，物体的质量增大为原来的几倍，重力也增大为原来的几倍，且重力与质量的比值是一个恒定值，因此可得出结论：物体所受重力的大小与它的质量成正比。
【答案】
(1) 天平；弹簧测力计
(2) 物体所受重力的大小与它的质量成正比
【知识点】
质量测量工具；重力测量工具；重力与质量的关系
【点评】
本题是探究重力与质量关系的基础实验题，既考查了对基本测量工具的掌握，又考查了通过数据分析归纳物理规律的能力，是力学实验的典型基础题型。
【难度系数】
0.8
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