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【分析】
首先,木块在粗糙水平面上向右匀速运动,处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,水平方向受到的两个力是一对平衡力。先确定水平方向的力:一是向右的拉力$F$,二是由于木块向右运动,水平面粗糙,所以受到向左的滑动摩擦力$f$,这两个力大小相等、方向相反。接下来画受力示意图,需将力的作用点画在木块的重心位置,分别沿水平向右和水平向左的方向画带箭头的线段,两条线段长度相等,最后标注力的符号$F$和$f$。
【解析】
1. 确定受力对象:水平方向的受力物体为木块。
2. 分析受力情况:木块做向右的匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向受到一对平衡力,即向右的拉力$F$,以及向左的滑动摩擦力$f$,且$F=f$。
3. 绘制受力示意图:在木块的重心位置,水平向右画带箭头的线段,标注$F$;水平向左画等长的带箭头的线段,标注$f$。(示意图与参考答案一致)
【答案】
如参考答案所示,木块水平方向受向右的拉力$F$和向左的滑动摩擦力$f$,二力大小相等,作用点在木块重心。
【知识点】
二力平衡、受力示意图绘制、滑动摩擦力
【点评】
本题考查平衡状态下物体的受力分析及力的示意图的绘制,需要结合二力平衡条件判断力的大小与方向,是力学基础题型,可帮助学生巩固受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先判断货物的运动状态:货物随传送带水平向右做匀速直线运动,处于平衡状态。接下来分步分析受力:
1. 竖直方向:货物受到地球施加的竖直向下的重力,同时传送带对货物有竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,大小相等。
2. 水平方向:货物与传送带相对静止,且一起匀速运动,二者之间没有相对运动或相对运动的趋势,因此货物不受摩擦力。
最后在给定的作用点(重心)处,画出这两个力的示意图。
【解析】
1. 确定研究对象:随传送带匀速运动的货物。
2. 明确受力:
重力:作用点为给定的重心,方向竖直向下,用符号$\boldsymbol{G}$表示;
支持力:作用点为给定的重心,方向竖直向上,用符号$\boldsymbol{F}$表示;
由于货物处于平衡状态,重力与支持力大小相等,因此两个力的线段长度需保持一致。
3. 绘制示意图:在给定作用点,分别画出竖直向下的重力和竖直向上的支持力,标注对应力的符号,线段长度相等(示意图与参考答案一致)。
【答案】
在给定的作用点处,画出竖直向下的重力$\boldsymbol{G}$和竖直向上的支持力$\boldsymbol{F}$,两力线段长度相等(图示参考参考答案)。
【知识点】
受力分析、二力平衡、摩擦力判断
【点评】
本题属于力学基础题,核心是结合物体的平衡状态(匀速直线运动)准确分析受力,重点在于判断水平方向无摩擦力,帮助学生巩固受力分析的基本逻辑与示意图绘制规范。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先确定研究对象为小球,小球随小车静止,处于平衡状态。第一步,分析重力:地球上的物体都受重力,方向竖直向下,作用点在小球的重心(球心);第二步,分析杆的作用力:因为小球静止,受力平衡,所以杆对小球的作用力与重力是一对平衡力,大小相等、方向相反,即竖直向上,作用点同样在球心。最后根据力的示意图的画法,画出这两个力。
【解析】
1. 确定受力物体为小球,其重心在球心位置;
2. 绘制重力:过小球的球心,竖直向下画一条带箭头的线段,标注符号“$G$”;
3. 绘制杆的弹力:由于小球静止,受力平衡,杆对小球的弹力与重力是平衡力,因此过球心竖直向上画一条与重力线段长度相等的带箭头的线段,标注符号“$F$”(或“$N$”)。
【答案】

【知识点】
重力的示意图,二力平衡的应用,弹力的判断
【点评】
本题考查受力示意图的绘制,重点在于根据物体的静止状态判断受力平衡,明确杆的弹力方向不一定沿杆,这是易混易错点,需结合平衡条件分析受力方向。
【难度系数】
0.6
(由于题目要求画出受力示意图,无法通过文本准确呈现,此处应在答题卡对应位置画出小球受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力以及垂直于斜面向上的支持力,三个力的作用点均在小球重心。)
解:重物A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。力的示意图如下:
(在图中重物A的重心处,竖直向下画一带箭头的线段,标为G;竖直向上画一带箭头的等长线段,标为F。)
解:汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;水平方向上,汽车前进的动力和地面的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
已知重力$G=2× 10^{4}\space \mathrm{N}$,方向竖直向下,所以支持力$F_{\mathrm{支}}=G=2× 10^{4}\space \mathrm{N}$,方向竖直向上;设动力为$F_{\mathrm{动}}$,摩擦力为$f$,则$F_{\mathrm{动}}=f$,方向分别为水平向前和水平向后。
在图中过汽车重心分别画出竖直向上的支持力、水平向前的动力和水平向后的摩擦力,标出力的符号和大小(动力和摩擦力大小相等,可只标一个大小或用等号表示)。
【分析】
首先明确火箭的运动状态与所处环境:火箭在大气层外加速升空,大气层外无空气,因此不受空气阻力。火箭受两个力:地球施加的竖直向下的重力,以及火箭发动机提供的竖直向上的推力。由于火箭加速升空,说明推力大于重力,绘制力的示意图时,推力的线段长度应比重力长,两个力的作用点均在重心$O$点。
【解析】
1. 受力判断:火箭处于大气层外,不受空气阻力,受到竖直向下的重力$G$和竖直向上的推力$F_{\mathrm{推}}$;
2. 确定作用点:两个力的作用点都标注在火箭的重心$O$点;
3. 绘制示意图:从$O$点竖直向下画带箭头的线段,标注$G$;从$O$点竖直向上画一条更长的带箭头的线段,标注$F_{\mathrm{推}}$(体现推力大于重力的大小关系)。
【答案】
如图所示(过$O$点竖直向下画箭头标注$G$,竖直向上画更长箭头标注$F_{\mathrm{推}}$)
【知识点】
力的示意图画法、受力分析
【点评】
本题结合航天科技新情境,考查受力分析与力的示意图绘制,关键是明确大气层外无空气阻力,以及加速运动时推力与重力的大小关系,培养学生将物理知识与实际科技场景结合的能力。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确研究对象为下落压缩弹簧的小球,不考虑空气阻力,先分析小球的受力:小球受到竖直向下的重力(由地球吸引产生),同时被压缩的弹簧会对小球产生竖直向上的弹力。再结合运动状态判断力的大小:小球减速下降,说明合力方向与运动方向相反(向上),因此弹力的大小大于重力的大小。最后在小球的重心(球心)处,按照力的方向和大小关系画出受力示意图。
【解析】
1. 确定力的作用点:将两个力的作用点都画在小球的球心(重心)位置;
2. 画重力:从作用点竖直向下画一条带箭头的线段,标注符号“G”,表示小球受到的重力;
3. 画弹力:从作用点竖直向上画一条更长的带箭头的线段,标注符号“F”,表示弹簧对小球的弹力(因小球减速下降,弹力大于重力,故线段更长)。
【答案】
(示意图:小球球心处,竖直向下标注“G”的线段,竖直向上标注“F”的更长线段,与参考答案图示一致)
【知识点】
受力分析;力的示意图;重力与弹力
【点评】
本题结合运动状态考查受力分析与力的示意图绘制,核心是根据减速运动的状态判断弹力与重力的大小关系,绘制示意图时要通过线段长度体现力的大小差异,需注意力的作用点、方向、大小的规范表达。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先确定研究对象为木块,对其进行受力分析:
1. 竖直方向:木块在竖直方向无运动,处于平衡状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,二者是一对平衡力;
2. 水平方向:木块被弹簧弹离后,弹簧不再对其施加弹力,由于木块向右运动且水平面不光滑,因此受到水平向左的滑动摩擦力。
最后将这些力以示意图形式画出,作用点均选在木块的重心位置。
【解析】
1. 明确受力物体:木块;
2. 逐一分析受力:
重力($ G $):方向竖直向下,作用点在木块的重心;
支持力($ F $):方向竖直向上,作用点在木块的重心,与重力大小相等;
滑动摩擦力($ f $):方向水平向左,作用点在木块的重心;
3. 绘制示意图:在木块重心处,分别画出竖直向下的$ G $、竖直向上的$ F $(两力线段长度相等)、水平向左的$ f $,并标注各力的符号。
【答案】
受力示意图为:在木块的重心位置,竖直向下标注$ G $(重力)、竖直向上标注$ F $(支持力)、水平向左标注$ f $(滑动摩擦力),且$ G $与$ F $的线段长度相等(对应参考答案图示)。
【知识点】
受力分析、力的示意图绘制、滑动摩擦力判断
【点评】
本题考查受力分析与力的示意图的规范绘制,解题关键是明确弹簧弹离木块后无弹力作用,滑动摩擦力方向与物体运动方向相反,需准确判断各力的方向和作用点。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先通过水滴的落点判断汽车的运动状态:水滴从车顶A滴落,由于惯性,水平方向保持原来的速度,最终落在靠后的B处,说明汽车的速度在增大,即汽车做加速直线运动。
接着分析木箱C的受力:
1. 竖直方向:木箱受重力和地板的支持力,二者是一对平衡力;
2. 水平方向:汽车加速向前,木箱相对于车厢有向后运动的趋势,因此受到地板向前的静摩擦力,使木箱随汽车一起加速。
最后根据受力分析画出受力示意图,作用点选在木箱的重心。
【解析】
1. 运动状态判断:水滴从A处滴落,由于惯性,水滴水平方向保持原来的运动速度,最终落在靠后的B处,说明汽车的速度大于水滴的速度,汽车做加速直线运动。
2. 受力分析:
竖直方向:木箱受到竖直向下的重力$ G $,以及车厢地板对它竖直向上的支持力$ N $,$ G $与$ N $大小相等、方向相反,是一对平衡力;
水平方向:汽车加速向前,木箱相对于车厢有向后运动的趋势,因此受到车厢地板对它向前的静摩擦力$ f $,该摩擦力为木箱提供向前的加速度,使木箱与车厢保持相对静止。
3. 受力示意图:以木箱的重心为作用点,分别画出竖直向下的$ G $、竖直向上的$ N $、水平向前的$ f $,如图所示(与参考答案受力图一致)。
【答案】
木箱$ C $的受力示意图为:
(作用点在木箱重心,竖直向下画重力$ G $,竖直向上画支持力$ N $,水平向前画摩擦力$ f $,标注各力符号)
【知识点】
惯性、受力分析、摩擦力判断
【点评】
本题结合惯性判断物体的运动状态,进而对木箱进行受力分析,重点考查了惯性的应用和静摩擦力方向的判断,需要将运动状态与受力情况结合分析,理清力与运动的关系。
【难度系数】
0.6