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B
C


【分析】
我们可利用重垂线始终竖直向下的特点判断桌面高低:水平仪放在桌面上时,重垂线偏向哪一侧,说明该侧桌面更低。观察图(a),重垂线偏向右侧,说明右侧桌面高、左侧低;观察图(b),重垂线偏向后方,说明后方桌面低、前方高,结合这两个结论即可确定正确选项。
【解析】
根据重垂线始终竖直向下的原理分析:
1. 分析图(a):重垂线尖端指向底座右侧,说明桌面右侧高,左侧低;
2. 分析图(b):重垂线尖端指向底座后方,说明桌面后方低,前方高;
综合可知,桌面左面低右面高,前面高后面低,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
重垂线应用,水平仪原理
【点评】
本题考查重垂线在生活中的实际应用,需要学生将物理知识与生活实践结合,理解竖直向下特性在判断水平状态中的作用。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先对物体B进行受力分析,B静止处于平衡状态,水平方向受到弹簧测力计向左的拉力和A对B的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反;再对物体A进行受力分析,A向右做匀速直线运动处于平衡状态,水平方向受到向右的拉力F、B对A的摩擦力(与A对B的摩擦力是相互作用力)和地面对A的摩擦力,这三个力平衡,由此计算地面对A的摩擦力大小和方向,最后逐一分析选项。
【解析】
1. 分析物体B的受力:
物体B静止,水平方向受弹簧测力计向左的拉力$F_{\mathrm{拉}}=2\,\mathrm{N}$,以及A对B的摩擦力$f_{A对B}$。根据二力平衡条件,$f_{A对B}=F_{\mathrm{拉}}=2\,\mathrm{N}$,方向水平向右,因此A选项错误。
2. 分析B对A的摩擦力:
根据力的作用是相互的,B对A的摩擦力$f_{B对A}=f_{A对B}=2\,\mathrm{N}$,方向与A对B的摩擦力方向相反,即水平向左,因此B选项错误。
3. 分析物体A的受力:
物体A向右做匀速直线运动,水平方向受向右的拉力$F=6\,\mathrm{N}$、B对A向左的摩擦力$f_{B对A}=2\,\mathrm{N}$,以及地面对A向左的摩擦力$f_{\mathrm{地对A}}$。根据平衡条件:
$F = f_{B对A} + f_{\mathrm{地对A}}$
代入数据计算:$f_{\mathrm{地对A}}=F - f_{B对A}=6\,\mathrm{N}-2\,\mathrm{N}=4\,\mathrm{N}$,方向水平向左,因此C选项正确,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡条件、相互作用力、摩擦力方向判断
【点评】
本题考查二力平衡和相互作用力的综合应用,解题关键是分别对两个物体进行受力分析,明确各力的大小与方向,利用平衡条件求解摩擦力。
【难度系数】
0.6
【分析】
要画出小球所受重力的示意图,需明确重力的三要素:
1. 作用点:重力的作用点在小球的重心,即小球的几何中心(球心);
2. 方向:重力的方向总是竖直向下的,与小球的摆动位置无关;
3. 大小:可根据公式$G=mg$计算重力大小,示意图重点体现方向和作用点。
解题时先确定作用点,再沿竖直向下方向画带箭头的线段,标注重力符号即可。
【解析】
具体作图步骤:
1. 确定重力作用点:在小球的球心位置(重心);
2. 确定重力方向:沿竖直向下(与水平面垂直的方向);
3. 绘制示意图:从球心出发,画一条竖直向下的带箭头线段,在箭头旁标注重力符号$G$,也可标注重力大小$G=mg=2\,\mathrm{kg} × 9.8\,\mathrm{N/kg}=19.6\,\mathrm{N}$。
最终示意图与参考答案图示一致。
【答案】
如图所示(小球球心处有竖直向下的带箭头线段,标注$G$或$G=19.6\,\mathrm{N}$)
【知识点】
重力的方向、力的示意图绘制
【点评】
本题核心考查重力的基本性质与力的示意图绘制,需注意重力方向始终为竖直向下,不受物体运动状态影响,切勿误画为沿绳子方向或其他方向,这是常见易错点。
【难度系数】
0.9
【分析】
要画出物体所受重力的示意图,需明确重力的核心特点:重力的方向始终为竖直向下(垂直于水平面指向地心),重力的作用点在物体的重心(规则物体的重心为其几何中心)。
对于水平面上的物体A,找到其几何中心作为作用点,沿竖直向下方向画带箭头的线段;对于斜面上的物体B,同样以几何中心为作用点,沿竖直向下方向画带箭头线段,注意重力方向不受物体放置面的影响,始终竖直向下。
【解析】
1. 处理物体A:
确定重心:规则长方体A的重心为其几何中心(对角线交点);
从该重心点起,竖直向下绘制一条带箭头的线段,标注符号$\boldsymbol{G}$,表示物体A所受重力。
2. 处理物体B:
确定重心:规则正方体B的重心为其几何中心;
从该重心点起,竖直向下绘制一条带箭头的线段,标注符号$\boldsymbol{G}$,表示物体B所受重力。
【答案】
物体A:重心在几何中心,竖直向下画带箭头线段标注$G$;物体B:重心在几何中心,竖直向下画带箭头线段标注$G$(绘图时箭头表示力的方向,作用点在物体重心处)
【知识点】
重力的方向;力的示意图绘制
【点评】
本题重点考查重力示意图的绘制,易错点是混淆“竖直向下”与“垂直于接触面”,需牢记重力方向始终竖直向下,与物体的放置状态无关,同时要准确将作用点定在物体重心。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 第(1)问:先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读取示数。该弹簧测力计分度值为0.2N,指针指向1.8N刻度线,因此可直接得出示数。
2. 第(2)问:对比实验①、②,控制压力相同,长木板B表面更粗糙,滑动摩擦力更大,由此得出压力相同时接触面粗糙程度与滑动摩擦力的关系;实验②、③中,钩码放在木块上,增加钩码质量会增大木块对长木板的总压力,以此控制接触面粗糙程度不变,探究滑动摩擦力与压力的关系。
3. 第(3)问:滑动摩擦力大小仅与压力大小和接触面粗糙程度有关,与接触面积无关。实验④中木块侧放,压力和接触面粗糙程度与实验②一致,因此滑动摩擦力大小与实验②相同。
【解析】
(1) 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向1.8N刻度线处,所以示数为$\boldsymbol{1.8}$N。
(2) 由实验①、②可知,压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力$\boldsymbol{越大}$;实验②、③中,增加钩码质量,增大的是$\boldsymbol{木块对长木板}$的压力,以此控制接触面粗糙程度不变,探究滑动摩擦力与压力的关系。
(3) 滑动摩擦力与接触面积无关,实验④中压力和接触面粗糙程度与实验②相同,因此弹簧测力计示数为$\boldsymbol{2.2}$N。
【答案】
(1) $\boldsymbol{1.8}$
(2) $\boldsymbol{越大}$;$\boldsymbol{木块对长木板}$
(3) $\boldsymbol{2.2}$
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;弹簧测力计读数;控制变量法
【点评】
本题围绕探究滑动摩擦力大小的因素展开,重点考查控制变量法的应用,同时涉及弹簧测力计读数和滑动摩擦力影响因素的理解,需学生熟练掌握实验原理与分析方法。
【难度系数】
0.7