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C
物体间力的作用是相互的
行李

相互的

左桨不动,右桨向前划水
顺着
相互
螺旋桨
相同
力的作用是相互的
高温燃气
(b)
两个物体间相互作用力的大小是相等的
两个物体间相互作用力是同时产生的
【分析】
要解决这道题,首先需明确相互作用力的核心条件:两个物体之间发生相互作用,一对相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,且分别作用在两个不同的物体上;而平衡力是作用在同一物体上的两个力。我们可以通过分析每个选项中两个力的施力物体和受力物体,结合相互作用力的条件逐一判断:
1. 选项A中两个力都作用在电灯上,是平衡力而非相互作用力;
2. 选项B中两个力的施力物体和受力物体不对应,不符合相互作用的关系;
3. 选项C中两个力是电灯和电线之间的相互作用,分别作用在两个物体上,符合相互作用力的条件;
4. 选项D中两个力的施力物体都是电线,不是两个物体间的相互作用,不属于相互作用力。
【解析】
根据相互作用力的定义(两个物体间相互作用的一对力,大小相等、方向相反、作用在同一直线,且作用在两个不同物体上),对各选项分析如下:
选项A:电灯受到的重力(施力物体:地球,受力物体:电灯)和电线对电灯的拉力(施力物体:电线,受力物体:电灯),两个力均作用在电灯这同一物体上,是一对平衡力,不是相互作用力。
选项B:电灯受到的重力(施力物体:地球,受力物体:电灯)和电灯对电线的拉力(施力物体:电灯,受力物体:电线),两个力的施力物体、受力物体无相互对应关系,不符合相互作用力的定义。
选项C:电灯拉电线的力(施力物体:电灯,受力物体:电线)和电线拉电灯的力(施力物体:电线,受力物体:电灯),两个力是电灯与电线之间的相互作用,满足大小相等、方向相反、作用在同一直线,且分别作用在两个不同物体上,属于相互作用力。
选项D:电线拉电灯的力(施力物体:电线,受力物体:电灯)和电线拉天花板的力(施力物体:电线,受力物体:天花板),两个力的施力物体均为电线,不是两个物体间的相互作用,不属于相互作用力。
【答案】
C
【知识点】
相互作用力的判定、平衡力与相互作用力的区别
【点评】
本题重点考查相互作用力的概念,解题的关键是区分相互作用力与平衡力的核心差异:相互作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一物体上。通过分析每个力的施力物体和受力物体,就能准确判断出符合条件的选项。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先观察题目中的现象:将行李向后扔,船却向前行。我们需要思考力的作用特点,当人对行李施加向后的力时,根据力的相互性,行李会对人施加一个相反方向的力,这个力带动船前行,由此可以得出第一个空的结论;对于推动船前行的施力物体,要明确船受到的力是来自行李的反作用力,所以施力物体是行李。
【解析】
当小星和小海把行李向后扔出时,他们对行李施加了一个向后的力。根据物体间力的作用是相互的原理,行李会对人施加一个向前的反作用力,人坐在船上,这个反作用力会传递给船,使船向前运动,因此“后扔”“前行”说明了物体间力的作用是相互的;推动船前行的力是行李对人(船)施加的反作用力,所以施力物体是行李。
【答案】
物体间力的作用是相互的;行李
【知识点】
物体间力的作用是相互的;施力物体判断
【点评】
本题结合趣味场景考查力的相互作用原理,注重物理知识在实际情境中的应用,要求学生能准确理解力的相互性,并正确判断施力物体,有助于提升学生对基础物理概念的应用能力。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,可分三步梳理思路:
1. 分析船向前运动的原理:船要向前运动,需受到向前的力。根据力的作用特点,桨对水施加力的同时,水会给桨反作用力,因此桨向后划水时,水对桨的反作用力向前,带动船前进。
2. 分析船头向右转的受力情况:船头向右转,需要让船的左侧获得向前的力(或右侧获得向后的力)。当右桨不动时,左桨向后划水,左桨会受到水向前的反作用力,进而带动船头向右转。
3. 推导另一种操作方法:要实现船头右转,还可让船的右侧受到向后的力,即保持左桨不动,右桨向前划水,此时右桨受到水向后的反作用力,同样能使船头向右转。
【解析】
1. 划船时,桨向后划水,桨对水施加向后的力,根据物体间力的作用是相互的,水会对桨施加一个向前的反作用力,该反作用力推动船向前运动。
2. 使船头向右转的操作分析:
右桨不动时,左桨向后划水,左桨受到水向前的反作用力,船的左侧向前运动,从而使船头向右转。
另一种可行操作:左桨不动,右桨向前划水,此时右桨受到水向后的反作用力,船的右侧向后运动,也能实现船头向右转。
【答案】
后;相互的;后;左桨不动,右桨向前划水
【知识点】
力的作用是相互的;力的作用效果
【点评】
本题结合划船的生活场景,考查力的作用相互性的实际应用,要求学生将物理知识与生活现象结合,理解力的相互作用对物体运动状态的影响,提升运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这个问题,我们可以这样思考:首先明确目标是保持支撑立柱稳定,需要抵消洋流对立柱的冲击力。根据力的作用特点,力的作用是相互的,当一个物体对另一个物体施加力时,也会受到反作用力。所以我们需要让螺旋桨通过排水获得一个与洋流冲击力相反的力:如果螺旋桨顺着洋流方向排水,那么螺旋桨对水施加顺着洋流的力,根据力的相互性,水会对螺旋桨施加逆着洋流的反作用力,这个反作用力就能抵消洋流对立柱的冲击,从而保持立柱稳定。
【解析】
1. 确定排水方向:为抵消洋流对立柱的冲击力,螺旋桨需获得逆着洋流方向的力。根据力的作用规律,螺旋桨排水方向应顺着洋流方向,此时螺旋桨对水施加顺着洋流的力。
2. 原理依据:力的作用是相互的,当螺旋桨高速排水时,螺旋桨对水施加力的同时,高速排出的水会对螺旋桨施加反作用力。
3. 稳定效果:该反作用力可抵消洋流对立柱的冲击,进而保持支撑立柱的稳定。
【答案】
顺着;相互;螺旋桨
【知识点】
力的作用是相互的
【点评】
本题将物理知识与海洋钻井平台的实际应用场景结合,考查力的作用相互性的理解与迁移应用能力,帮助学生认识物理规律在工程技术中的实际价值,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,可按以下思路逐步思考:
1. 明确探测器的运动需求:嫦娥六号着陆时需要减速,因此需要一个与运动方向相反的阻力来改变其运动状态。
2. 结合力的相互作用分析喷射方向:根据力的作用是相互的,发动机对高温燃气施加力的同时,高温燃气会对探测器施加反作用力。为了获得阻碍运动的阻力,发动机喷射“火焰”的方向需与探测器运动方向相同,这样燃气的反作用力才能与运动方向相反,实现减速。
3. 判断施力物体:阻力是高温燃气对探测器施加的反作用力,因此施力物体是高温燃气。
【解析】
1. 探测器着陆时需减速,要获得与运动方向相反的阻力。根据力的作用是相互的,发动机喷射高温燃气的方向与探测器运动方向相同时,高温燃气会对探测器施加相反方向的反作用力,从而使探测器减速,故喷射方向与运动方向相同。
2. 该过程的核心原理是力的作用是相互的,即物体间力的作用是相互的,一个物体对另一个物体施力时,也会受到对方的反作用力。
3. 给探测器阻力的施力物体是高温燃气,因为是高温燃气直接对探测器施加了阻碍其运动的力。
【答案】
相同;力的作用是相互的;高温燃气
【知识点】
力的作用是相互的;施力物体判断;力与运动的关系
【点评】
本题结合嫦娥六号着陆的航天热点,将物理知识与实际科技应用结合,考查力的相互作用原理及施力物体的判断,要求学生能灵活运用基础物理概念分析实际场景,属于基础应用型题目,有助于提升知识的实际应用能力。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 实验方案选择思路:实验目的是探究两个物体间相互作用力的特点,核心是要让两个力传感器直接发生相互作用,这样才能精准测量彼此的相互作用力。图(a)中硬纸板作为中间介质,会额外引入受力干扰,无法保证两个传感器的力是直接的相互作用力;而图(b)中两个力传感器直接相连,相互作用,能排除中间物体的干扰,准确测量相互作用力,因此选图(b)。
2. 实验结论推导思路:观察图(c)的图像,F₁和F₂的图线关于时间轴对称,说明二者大小始终相等;同时两条图线的变化完全同步,同时增大、减小、归零,说明这两个力的变化完全同步,是同时产生、同时消失的。
【解析】
(1) 探究两个物体间的相互作用力,需要让两个力传感器直接相互作用,图(a)的硬纸板会干扰实验,图(b)中两个力传感器直接相连,能准确测量相互作用力,因此应选图$\boldsymbol{(b)}$。
(2) 分析图(c)的实验图线:
① 从力的大小来看,$F_1$和$F_2$的数值始终大小相等,可得出结论:两个物体间相互作用力的大小相等;
② 从力的时间变化来看,$F_1$和$F_2$的变化完全同步,同时出现、同时消失、同时改变,可得出结论:两个物体间相互作用力是同时产生、同时消失(或同时变化)的。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(b)}$
(2) ① $\boldsymbol{两个物体间相互作用力的大小相等}$;② $\boldsymbol{两个物体间相互作用力是同时产生、同时消失(或同时变化)的}$
【知识点】
1. 相互作用力的特点
2. 实验方案的优化与选择
3. 图像信息的提取与分析
【点评】
本题通过实验探究相互作用力的特点,既考查了实验方案的评估能力,又考查了从图像中提取信息、归纳物理规律的能力,注重对实验探究逻辑和物理规律本质的理解,引导学生学会分析实验设计的合理性,以及从数据图像中总结物理结论的方法。
【难度系数】
$\boldsymbol{0.6}$