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A
形状
运动状态
推理

匀速直线
$>$
竖直向下
500
$t_3$

桌面对木块有摩
擦力
卡片的重力远小于钩码的
重力
正确
当两个力不在同一直线上时,
物体不能保持平衡
使物体平衡的两个力必须作
用在同一个物体上
【分析】
要解决这道题,需结合物体的运动状态判断合力情况:
1. 首先明确规律:当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)时,所受合力为零;当物体做加速运动时,合力方向与加速度方向(即运动的加速方向)一致。
2. 逐个分析选项对应的运动状态:
悬停时重物静止,属于平衡状态;
匀速上升、向右匀速直线飞行时,重物做匀速直线运动,属于平衡状态;
加速下降时,重物的加速度方向与运动方向相同,即向下。
【解析】
对各选项逐一分析:
选项A:悬停时,重物处于静止状态,是平衡状态,所受合力为零,该选项正确。
选项B:匀速上升时,重物做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力为零,并非向上,该选项错误。
选项C:加速下降时,重物的加速度方向向下,合力方向与加速度方向一致,即合力方向向下,并非向上,该选项错误。
选项D:向右匀速直线飞行时,重物做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力为零,并非向右,该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
合力与运动状态的关系;平衡状态的判断
【点评】
本题考查合力与物体运动状态的对应关系,核心是牢记平衡状态(静止、匀速直线运动)下物体合力为零;非平衡的加速运动中,合力方向与加速度方向(即运动的加速方向)一致。需准确区分不同运动状态的受力特点,避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态(包括速度大小、运动方向的改变)。然后结合题目场景分析:运动员对跳板施力时,跳板出现弯曲变形,所以这个力的作用效果是改变跳板的形状;跳板对运动员施力时,运动员从静止状态变为向上运动的状态,运动的速度和方向发生改变,因此这个力的作用效果是改变运动员的运动状态。
【解析】
力的作用效果分为两种:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态(包含速度大小、运动方向的变化)。
1. 运动员对跳板施力,跳板发生弯曲形变,说明该力改变了跳板的形状;
2. 跳板对运动员施力,运动员由静止开始向上运动,其运动的速度和状态发生改变,说明该力改变了运动员的运动状态。
【答案】
形状;运动状态
【知识点】
力的作用效果
【点评】
本题以跳水比赛为实际场景,考查力的作用效果的具体应用,要求学生能将物理知识与生活现象结合,准确区分力使物体发生形变和改变运动状态的不同表现,属于基础概念应用题,帮助学生深化对力的作用效果的理解。
【难度系数】
0.8
推理;远;匀速直线
【分析】
要解决此题,需先明确毽子在上升和下降过程中的受力情况,再根据力的合成方法计算合力大小并判断方向:
1. 首先明确空气阻力的特点:空气阻力始终与物体的运动方向相反;
2. 分析上升过程的受力:毽子向上运动,受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,两个力方向相同,合力为两力之和;
3. 分析下降过程的受力:毽子向下运动,受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,两个力方向相反,合力为两力之差;
4. 对比两个合力的大小,同时确定上升时合力的方向。
【解析】
1. 毽子上升未到达最高点时,运动方向向上,空气阻力阻碍其运动,阻力方向竖直向下,同时毽子受竖直向下的重力$ G $。两个力方向相同,根据同一直线上同方向力的合成规则,合力$ F_1 = G + f $,方向与两力方向一致,即竖直向下。
2. 毽子下降时,运动方向向下,空气阻力阻碍其运动,阻力方向竖直向上,仍受竖直向下的重力$ G $。两个力方向相反,根据同一直线上反方向力的合成规则,合力$ F_2 = G - f' $(空气阻力大小小于重力,且与上升时阻力大小相近)。
3. 对比可知$ G + f > G - f' $,因此$ F_1 > F_2 $。
【答案】
>;竖直向下
【知识点】
合力的计算;受力分析
【点评】
本题考查受力分析与合力计算,核心是准确判断空气阻力的方向(阻力始终与运动方向相反),利用同一直线上力的合成规则求解,属于基础力学题型,侧重对力学基本规律的应用考查。
【难度系数】
0.8
500; $t_{3}$
【分析】
首先分析鱼鹰的运动状态:鱼鹰沿虚线斜向下匀速俯冲,处于平衡状态,所受合力为0。鱼鹰受到竖直向下的重力,根据二力平衡的条件,空气对鱼鹰的作用力需要与重力平衡,因此该作用力的方向为竖直向上,作用点在鱼鹰的重心(图中的黑点位置)。接下来从重心出发,画出竖直向上的带箭头线段并标注$F_{升}$即可。
【解析】
1. 判断受力状态:鱼鹰做匀速直线运动,处于平衡状态,所受合力为0,受到竖直向下的重力和空气对它的作用力$F_{升}$,二力为平衡力。
2. 确定力的方向:根据二力平衡条件,$F_{升}$与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,因此$F_{升}$方向竖直向上。
3. 绘制力的示意图:在鱼鹰的重心(图中黑点)位置,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$F_{升}$,如图所示。
【答案】
如图所示(在鱼鹰重心处画竖直向上的带箭头线段,标注$F_{升}$)
【知识点】
二力平衡条件;力的示意图绘制;受力分析
【点评】
本题考查二力平衡的应用与力的示意图的绘制,解题关键是依据匀速运动状态判断受力平衡关系,避免错误地将空气作用力方向画为与运动方向相反。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 第(1)问:甲实验装置中木块与桌面间存在摩擦力,当两侧砝码质量不等时,两侧拉力的差值会被摩擦力抵消,因此木块仍能保持平衡,需考虑摩擦力对实验的影响。
2. 第(2)问:乙装置的小卡片质量极小,自身重力远小于钩码对它的拉力,其重力对实验的干扰可以忽略,能更精准探究二力平衡条件。
3. 第(3)问:验证“两个力必须在同一直线上”时,需让两个力不在同一直线,丙图扭转小卡片的操作符合实验逻辑,通过松手后卡片不能静止的现象,可直观验证该条件,操作正确。
4. 第(4)问:剪断小卡片后,原本作用在同一物体的两个力分别作用在两个物体上,卡片两半无法平衡,以此验证二力平衡需作用在同一物体上。
【解析】
(1) 甲装置中木块与桌面之间存在摩擦力,当左右两侧砝码质量不等时,两侧拉力的差值被摩擦力平衡,所以木块仍能保持平衡,故原因是桌面对木块有摩擦力。
(2) 乙装置中的小卡片质量很小,其重力远小于钩码对小卡片的拉力,因此小卡片的重力对实验的影响可以忽略不计。
(3) 为验证“使物体平衡的两个力必须在同一直线上”,将小卡片扭转,使两个拉力不在同一直线上,松手后小卡片不能静止,说明两个力不在同一直线上时物体不能保持平衡,该操作正确,符合实验验证的要求。
(4) 将小卡片剪断后,两个拉力分别作用在两个不同的物体上,卡片的两半无法保持平衡,此操作是为了验证使物体平衡的两个力必须作用在同一个物体上。
【答案】
(1) 桌面对木块有摩擦力
(2) 卡片的重力远小于钩码的重力
(3) 正确;当两个力不在同一直线上时,物体不能保持平衡
(4) 使物体平衡的两个力必须作用在同一个物体上
【知识点】
二力平衡的条件、摩擦力的影响、实验探究方法
【点评】
本题围绕二力平衡条件的探究实验,考查了实验装置的改进分析、实验操作的合理性判断及实验设计目的,需结合二力平衡的四个条件对实验细节和现象逐一分析,注重对实验原理和物理规律的理解应用。
【难度系数】
0.7