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D
D
C
等于
1.6
正比
错误
没有控制木块对桌面的压力不变

【分析】
这是一道考查滑动摩擦力、二力平衡和力的作用效果的物理题,需要结合相关力学知识逐一分析每个选项,找出错误的说法。解题时可从力的形变效果、摩擦力的方向与作用点、二力平衡的条件这几个角度入手思考:首先明确力可以使物体发生形变,形变程度与力的大小有关;摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,作用在接触面上;匀速直线运动的物体受力平衡,平衡力大小相等。
【解析】
对每个选项逐一分析:
1. A选项:力可以使物体发生形变,物体的形变程度越大,说明受到的力越大,因此刷毛弯曲得越厉害,说明牙刷受到的力越大,该选项正确。
2. B选项:牙刷在水平桌面上向右做匀速直线运动,滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以摩擦力方向向左,从刷毛的弯曲方向可以判断出牙刷受到摩擦力的方向向左,该选项正确。
3. C选项:牙刷与桌面直接接触的部分是刷毛,所以牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上,该选项正确。
4. D选项:牙刷沿直线匀速运动,处于平衡状态,手的拉力和牙刷受到的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的条件,这两个力大小相等,该选项错误。
本题要求选出错误的选项,故选D。
【答案】
D
【知识点】
滑动摩擦力;二力平衡;力的作用效果
【点评】
本题结合生活中的小实验考查力学相关知识,注重物理与生活的联系,解题时需准确理解力的作用效果、摩擦力的产生条件以及二力平衡的条件。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
1. 明确拉力和摩擦力的关系:当木块做匀速直线运动时,木块处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的特点,二者大小相等,所以比较拉力大小可转化为比较滑动摩擦力大小。
2. 分析滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与接触面积无关。三个木块完全相同,所以它们对水平地面的压力都等于自身重力,大小相等;同时接触面都是同一水平地面,粗糙程度相同,因此三个木块受到的滑动摩擦力大小相等。结合第一步的结论,可知所需拉力大小一样。
【解析】
当木块做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,可得$F = f$($F$为拉力,$f$为滑动摩擦力)。
滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定,三个完全相同的木块,对水平地面的压力都等于木块的重力,大小相等;且放置在同一水平地面上,接触面粗糙程度相同,因此三个木块受到的滑动摩擦力$f$大小相等。
由此可知,拉力$F_1=F_2=F_3$,即所需拉力一样大。
【答案】
D
【知识点】
滑动摩擦力影响因素、二力平衡
【点评】
本题考查滑动摩擦力影响因素与二力平衡的应用,需要注意滑动摩擦力的大小与接触面积无关,不要被木块不同的放置方式误导。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,我们可以分三段(AB段、BC段、C点)逐步分析物块的受力情况:
1. 先看AB段:物块做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的特点,可判断摩擦力的方向和大小;
2. 再看BC段:撤去拉力后,物块向右运动,摩擦力的方向与相对运动方向相反,同时滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,这两个因素不变,所以摩擦力大小不变;
3. 最后看C点:物块静止,且没有相对运动趋势,根据摩擦力产生的条件,判断此时是否受摩擦力。
通过对各段的分析,逐一判断选项的正误。
【解析】
1. 分析AB段的受力:
物块在AB段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$F=10\ \mathrm{N}$和摩擦力,这两个力是一对平衡力。根据二力平衡条件,二力大小相等、方向相反,所以摩擦力方向水平向左,大小$f=F=10\ \mathrm{N}$,因此A、B选项错误。
2. 分析BC段的受力:
撤去拉力后,物块在BC段向右运动,摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以摩擦力水平向左;由于地面粗糙程度和物块对地面的压力(等于物块重力,大小为30N)都没有改变,根据滑动摩擦力的影响因素,滑动摩擦力大小不变,仍为$10\ \mathrm{N}$,故C选项正确。
3. 分析C点的受力:
物块在C点静止,且没有相对运动的趋势,不满足摩擦力产生的条件,所以物块在C点不受摩擦力,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡、摩擦力的方向、滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查摩擦力的相关知识,需结合二力平衡判断摩擦力大小,根据相对运动方向判断摩擦力方向,同时明确静止且无相对运动趋势时不受摩擦力,注重对摩擦力概念和规律的综合应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 对于第(1)问:当木块在水平木板上做匀速直线运动时,水平方向上受到弹簧测力计的拉力和摩擦力,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡的特点,大小相等,所以弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
2. 对于第(2)问:先确定弹簧测力计的分度值,图中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针位于1N下方第3个小格,通过计算可得出其示数。
3. 对于第(3)问:绘制图像时,先明确横轴为压力,纵轴为摩擦力,根据表格中的每组数据在坐标图上对应描点,再用直线将各点连接起来即可。
4. 对于第(4)问:观察绘制好的图像,若图像是过原点的倾斜直线,说明当接触面粗糙程度一定时,摩擦力与压力大小成正比。
5. 对于第(5)问:探究摩擦力与接触面大小的关系时,需控制压力大小和接触面粗糙程度不变。将木块锯掉一半后,不仅接触面积减小,木块对桌面的压力也减半,没有控制压力不变,因此结论错误。
【解析】
1. 当木块在水平木板上做匀速直线运动时,木块在水平方向受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,两个力大小相等,所以弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小。
2. 弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向1N下方第3个小格,其示数为:$1N + 0.2N×3 = 1.6N$。
3. 以压力为横轴,摩擦力为纵轴,根据表格数据依次描出点$(3,0.6)$、$(4,0.8)$、$(5,1.0)$、$(6,1.2)$、$(7,1.4)$,然后用平滑的直线将各点连接起来(图像为过原点的直线)。
4. 分析绘制的图像可知,图像是一条过原点的倾斜直线,说明当接触面的粗糙程度一定时,摩擦力跟压力的大小成正比。
5. 探究摩擦力与接触面大小的关系时,需要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变。将木块沿竖直方向锯掉一半后,木块对接触面的压力也变为原来的一半,没有控制压力大小不变,因此得出的结论是错误的。
【答案】
(1) 等于
(2) 1.6
(3) (以压力F为横轴,摩擦力f为纵轴,在图(b)中描出点(3,0.6)、(4,0.8)、(5,1.0)、(6,1.2)、(7,1.4),并用直线连接各点)
(4) 正比
(5) 错误;没有控制压力大小不变
【知识点】
二力平衡条件、弹簧测力计读数、摩擦力影响因素
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的经典实验题,综合考查了二力平衡条件的应用、弹簧测力计的读数方法、图像的绘制与分析,着重考查控制变量法在实验探究中的运用,对学生的实验操作和数据分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6