第69页

信息发布者:

D
海绵的凹陷程度
①②
没有控制受力物体相同
解:(1)小红的重力$G=mg=40\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=400\ \mathrm{N}$
(2)小红与平衡车的总重力
$G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=(40\ \mathrm{kg}+10\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
车对地面的压力$F=G_{\mathrm{总}}=500\ \mathrm{N}$
平衡车对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{500\ \mathrm{N}}{25×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
A
沙滩脚印深浅相同,说明甲、乙对沙滩的压强相等,即$p_{甲}=p_{乙}$。
由$p = \frac{F}{S}$得$F = pS$。
甲脚印大,即$S_{甲}>S_{乙}$,且$p_{甲}=p_{乙}$,所以$F_{甲}=p_{甲}S_{甲}>p_{乙}S_{乙}=F_{乙}$。
因为人对沙滩的压力等于重力,即$F = G$,所以$G_{甲}>G_{乙}$。
D
A. 压力是弹力,重力是引力,甲对乙的压力大小等于甲受到的重力大小,但不能说压力就是重力,A错误。
B. 乙对地面的压力等于甲和乙的总重力,即$G_{1}+G_{2}$,B错误。
C. 甲对乙的压强大小为$\frac{G_{1}}{S_{2}}$(甲与乙的接触面积为$S_{2}$),C错误。
D. 乙对地面的压力为$G_{1}+G_{2}$,受力面积为$S_{2}$,压强大小为$\frac{G_{1}+G_{2}}{S_{2}}$,D正确。
答案:D
【分析】
要画出木块的重力和对斜面压力的示意图,需先明确两个力的三要素:
1. 重力:施力物体是地球,作用点在木块的重心(几何中心),方向始终竖直向下;
2. 压力:是木块对斜面的力,施力物体是木块,受力物体是斜面,作用点在木块与斜面的接触面上,方向垂直于斜面向下。
再根据力的示意图的规范画法,分别画出这两个力。
【解析】
1. 绘制重力示意图:找到木块的几何重心,从该点出发画一条竖直向下的带箭头线段,标注力的符号“G”;
2. 绘制压力示意图:在斜面上选取木块与斜面的接触点(或接触面中点),从该点出发画一条垂直于斜面向下的带箭头线段,标注力的符号“F”。
最终示意图如下(与参考答案图示一致):
![对应参考答案的示意图$](https://thumb.zyjl.cn/pic23/683869/5e1549e23c6268c31de7ac9e9258f960.jpg?x-oss-process=image/crop,x_0,y_0,w_1777,h_2511/crop,x_1241,y_1873,w_216,h_191/contrast,3)$
【答案】
如图所示(与上述解析中的图示一致)
【知识点】
重力的示意图、压力的示意图
【点评】
本题核心是掌握重力与压力的力的三要素区别:重力方向恒为竖直向下,作用点在物体自身重心;压力方向垂直于接触面指向被压物体,作用点在被压物体的接触面上,是力学基础作图题。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 对于第(1)问:首先回忆压力作用效果的实验研究方法,压力作用效果是不易直接观察的,所以需要用转换法,通过海绵的形变程度来体现。要探究压力作用效果与压力大小的关系,根据控制变量法,需要控制受力面积相同,改变压力大小,所以在甲图中找受力面积相同、压力不同的两组实验,即①和②。
2. 对于第(2)问:探究压力作用效果与受力面积的关系时,根据控制变量法,除了受力面积不同,其他变量如压力大小、受力物体的材料都要相同。小华的实验中用了海绵和沙坑两种不同的受力物体,它们的形变特性不同,无法通过形变程度准确比较压力作用效果,所以要找出这个变量控制的问题。
【解析】
(1) 在探究压力作用效果的实验中,运用转换法,将不易观察的压力作用效果转换为容易观察的海绵凹陷程度,通过观察海绵的凹陷程度来判断压力的作用效果;
根据控制变量法,探究压力作用效果与压力大小的关系时,需控制受力面积相同,改变压力大小。图甲中①②两图,小桌与海绵的接触面积(受力面积)相同,②图中增加了砝码,压力更大,因此对比①②两图,可以初步得出压力作用效果与压力大小的关系。
(2) 探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力大小和受力物体的材料相同,这样才能通过形变程度准确比较压力作用效果。小华的实验中,分别使用了海绵和沙坑作为受力物体,受力物体的材料不同,无法通过形变程度来准确比较压力的作用效果,因此存在的问题是没有控制受力物体相同。
【答案】
(1) 海绵的凹陷程度;①②
(2) 没有控制受力物体相同
【知识点】
压力作用效果的影响因素;控制变量法;转换法
【点评】
本题聚焦探究压力作用效果影响因素的实验,核心考查控制变量法和转换法的应用,提醒学生在实验探究中要严格控制变量,明确转换法在将抽象物理现象具象化中的作用。
【难度系数】
0.7
(1)小红的重力$G = mg = 40\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 400\ \mathrm{N}$
(2)小红与平衡车的总重力$G_{\mathrm{总}} = m_{\mathrm{总}}g=(40\ \mathrm{kg}+10\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$,车对地面的压力$F = G_{\mathrm{总}} = 500\ \mathrm{N}$,轮胎与地面的总接触面积$S = 25\ \mathrm{cm}^2=25×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$,平衡车对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{500\ \mathrm{N}}{25×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
解:设木板质量为$m$,宽度为$d$,初始与桌面接触长度为$x$。
初始压强:$p_1=\frac{mg}{xd}=6000\ \mathrm{Pa}$ ①
移动$2\ \mathrm{cm}$后:$p_2=\frac{mg}{(x-2\ \mathrm{cm})d}=7200\ \mathrm{Pa}$ ②
继续移动$2\ \mathrm{cm}$后:$p_3=\frac{mg}{(x-4\ \mathrm{cm})d}=9000\ \mathrm{Pa}$ ③
由①②得:$\frac{x-2}{x}=\frac{6000}{7200}$,解得$x=12\ \mathrm{cm}$。
因木板初始平放在桌面,故$L=x=12\ \mathrm{cm}$。
答案:A