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16
8
B
22.5
吸引
重力
G
一切
地球
竖直向下
竖直向下
质量

G=mg
9.8N
大小
方向
作用点
示意图
重心
中心
重力势能
【分析】
1. 问题(1):首先从图像中确定两根橡皮筋在弹性限度内的拉力与伸长量的正比关系,计算出各自的劲度系数,再利用“拉力与伸长量成正比”的规律,代入8N的拉力计算对应的伸长量。
2. 问题(2):测力计量程由橡皮筋的弹性限度(即能承受的最大拉力,对应图像中线性段的最大拉力)决定,对比两根橡皮筋的最大弹性拉力即可判断量程大小。
3. 问题(3):两根橡皮筋并排悬挂时伸长量相同,需考虑哪根先达到弹性限度:若让弹性限度小的橡皮筋达到最大伸长量,另一根的伸长量与之相同,此时计算两根的拉力之和即为最大测量力;若让弹性限度大的橡皮筋达到最大伸长量,另一根会超出弹性限度,此情况不可取。
【解析】
(1) 分析图(b)的线性段:
橡皮筋A:在弹性限度内,当$F_A=10N$时,$\Delta x_A=20cm$,劲度系数$k_A=\frac{F_A}{\Delta x_A}=\frac{10N}{20cm}=0.5N/cm$。
当拉力$F=8N$时,伸长量$\Delta x_A'=\frac{F}{k_A}=\frac{8N}{0.5N/cm}=16cm$。
橡皮筋B:在弹性限度内,当$F_B=15N$时,$\Delta x_B=15cm$,劲度系数$k_B=\frac{F_B}{\Delta x_B}=\frac{15N}{15cm}=1N/cm$。
当拉力$F=8N$时,伸长量$\Delta x_B'=\frac{F}{k_B}=\frac{8N}{1N/cm}=8cm$。
(2) 由图像可知:
橡皮筋A的最大弹性拉力为10N(伸长20cm后超出弹性限度),橡皮筋B的最大弹性拉力为15N(伸长15cm后超出弹性限度),因此B的量程更大。
(3) 两根橡皮筋并排时伸长量相同:
当B达到最大弹性伸长量$\Delta x=15cm$时,B的拉力$F_B=15N$;
此时A的伸长量也为15cm,A的拉力$F_A''=k_A×\Delta x=0.5N/cm×15cm=7.5N$;
总拉力$F_{总}=F_B+F_A''=15N+7.5N=22.5N$。
若让A达到最大伸长量20cm,B会超出弹性限度,此情况不成立,故最大测量力为22.5N。
【答案】
(1) $\boldsymbol{16}$;$\boldsymbol{8}$
(2) $\boldsymbol{B}$
(3) $\boldsymbol{22.5}$
【知识点】
弹性限度;胡克定律;合力计算
【点评】
本题结合图像考查弹性形变的规律,需从图像中提取有效信息,明确弹性限度内的正比关系,同时注意并联橡皮筋时伸长量相同的特点,对图像分析和规律应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题考查重力的基础概念,解题时需要回忆重力的产生原因、名称、表示符号、适用范围以及施力物体这些核心知识点。首先思考重力的起源:物体受到的这种力是因为地球的吸引作用,由此确定第一个空;接着根据定义,这种由地球吸引产生的力叫作重力,对应第二个空;重力的专用表示字母是G,填第三个空;地球上不管是固体、液体还是气体,所有物体都受到重力,所以第四个空填“一切”;最后,重力是地球施加给物体的,施力物体就是地球,确定第五个空。
【解析】
根据重力的相关基础知识:
1. 物体由于地球吸引而受到的力叫作重力;
2. 重力用字母G表示;
3. 地球上的一切物体都受到重力作用;
4. 重力的施力物体是地球。
因此依次填入的内容为:吸引、重力、G、一切、地球。
【答案】
吸引、重力、G、一切、地球
【知识点】
重力的基本概念
【点评】
本题是力学中的基础填空题,着重考查重力的核心基础知识点,属于必须牢记的入门内容,有助于后续理解重力的其他特性。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题考查重力方向的基本概念及其应用。首先回忆重力的相关知识:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,它的方向是竖直向下的。接着思考铅垂线、水平仪的工作原理,它们正是利用了重力方向总是竖直向下这一特点,以此来判断物体是否竖直或水平,所以两个空都应填写“竖直向下”。
【解析】
重力的方向是竖直向下的,这里的“竖直向下”指的是指向地心的方向,与接触面无关。铅垂线是利用重物静止时线总是竖直下垂的原理制作的,水平仪则是利用重力方向竖直向下来检测平面是否水平,因此二者都是利用重力方向总是竖直向下工作的。所以两个空依次填入“竖直向下”“竖直向下”。
【答案】
竖直向下;竖直向下
【知识点】
重力的方向
【点评】
本题属于基础识记类题目,重点考查重力方向的基本概念及实际应用,需要准确区分“竖直向下”与“垂直向下”,避免混淆,牢记重力方向始终为竖直向下是解题关键。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆重力的核心知识点:通过实验探究可知,物体所受重力的大小与它的质量存在定量关系;接着明确两者的比例关系,再对应写出重力的计算公式;最后理解g的物理意义,即g的数值对应的是质量为1kg的物体所受的重力大小,据此依次填写题目中的空白部分。
【解析】
根据重力的相关规律:
1. 物体所受的重力与它的质量成正比,这是实验得出的结论;
2. 表示这一关系的关系式为 $ G = mg $;
3. $ g \approx 9.8 \, \mathrm{N/kg} $ 的物理意义是:质量为 $ 1 \, \mathrm{kg} $ 的物体所受的重力约为 $ 9.8 \, \mathrm{N} $。
因此依次填入的内容为:质量、正、$ G=mg $、$ 9.8 \, \mathrm{N} $。
【答案】
质量;正;$ G=mg $;$ 9.8 \, \mathrm{N} $
【知识点】
重力与质量的关系;g的物理意义
【点评】
本题是重力相关的基础概念题,聚焦重力与质量的定量关系、重力公式及g的物理意义,属于物理力学中的核心基础知识,需要学生准确记忆并理解,是后续学习力学计算的前提。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆力学基础概念:力的作用效果由三个关键因素决定,这三个因素就是力的三要素;接着思考力的表示方法,题目中明确要求“粗略地表示”力的三要素,结合所学知识,力的示意图具备粗略呈现这三个要素的特点,由此梳理出对应内容。
【解析】
根据物理学定义,力的大小、方向、作用点会影响力的作用效果,被称为力的三要素;力的示意图通过带箭头的线段来表示力,线段长度可大致体现力的大小,箭头指向表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,能够粗略地将力的三要素表示出来。
【答案】
大小
方向
作用点
示意图
【知识点】
力的三要素、力的示意图
【点评】
本题为力学基础概念题,考查对力的三要素及力的示意图核心定义的掌握,需注意区分力的示意图(粗略表示)与力的图示(精确表示)的差异,是力学入门的必备知识点。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆重力的相关基础概念,重力的作用点有特定的名称,即重心;再思考质量分布均匀、形状规则的物体(如正方体、球体等)的重心位置,根据所学知识,这类物体的重心在其几何中心上。解题时只需准确回忆这两个知识点即可完成填空。
【解析】
根据重力的基本概念,重力的作用点叫作重心。对于质量分布均匀且形状规则的物体,因其质量分布均匀、形状具有对称性,它的重心在它的几何中心上。
【答案】
重心;中心
【知识点】
重心的定义、规则物体重心位置
【点评】
本题考查重力相关的基础识记知识点,难度较低,侧重对力学入门概念的掌握,要求学生准确牢记重心的定义及特殊物体的重心位置。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先回忆能量的相关分类,明确不同形式能量的产生原因:动能是物体由于运动具有的能量,而被举高的物体是因为位置高度带来的能量,结合对应的能量定义,即可确定这种能量的名称。
【解析】
根据重力势能的定义:物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能,所以此处应填重力势能。
【答案】
重力势能
【知识点】
重力势能的定义
【点评】
本题属于基础概念题,主要考查对重力势能基本定义的识记,难度较低,只要牢记相关概念就能轻松作答。
【难度系数】
0.9
【分析】
题目要求梳理重力与质量的区别和联系,我们可以通过分类对比的思路来解答:先从定义、符号、单位、方向、测量工具、性质这几个核心维度,逐一梳理两者的不同点,再总结它们的定量联系。借助列表的方式能更清晰地呈现两者的异同,方便理解记忆。
【解析】
一、重力与质量的区别
1. 定义差异:
重力是物体由于地球吸引而受到的力;质量是物体所含物质的多少。
2. 符号与单位差异:
重力的符号为$G$,单位是牛顿($\mathrm{N}$);质量的符号为$m$,单位是千克($\mathrm{kg}$)。
3. 方向差异:
重力的方向始终竖直向下;质量是物体的固有属性,没有方向。
4. 测量工具差异:
重力用弹簧测力计测量;质量用天平测量。
5. 特性差异:
重力会随物体位置的改变而变化;质量不随物体的形状、状态、位置的改变而变化。
二、重力与质量的联系
重力和质量满足定量关系:$\boldsymbol{G=mg}$(其中$g$取$9.8\ \mathrm{N/kg}$,物理意义为质量是$1\ \mathrm{kg}$的物体受到的重力为$9.8\ \mathrm{N}$)
【答案】
区别:
|对比项目|重力|质量|
| ---- | ---- | ---- |
|定义|物体由于地球吸引而受到的力|物体所含物质的多少|
|符号|$G$|$m$|
|单位|牛顿($\mathrm{N}$)|千克($\mathrm{kg}$)|
|方向|竖直向下|无方向|
|测量工具|弹簧测力计|天平|
|性质|随物体位置改变而变化|不随物体形状、状态、位置改变而变化|
联系:
重力与质量的定量关系为$\boldsymbol{G=mg}$($g$取$9.8\ \mathrm{N/kg}$)
【知识点】
1. 重力的特性
2. 质量的特性
3. 重力与质量的关系
【点评】
本题利用列表法对比重力与质量的异同,这种方法是梳理易混淆物理概念的常用手段,能清晰呈现两个物理量的核心区别与联系,帮助深化对物理概念的理解。
【难度系数】
0.7