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$3.4\ \mathrm{N}$
$3.4\ \mathrm{N}$
$2:1$
$1:1$
$1:1$
牛顿
牛顿第一定律
静止
匀速直线运动
棉布
木板、玻璃板
A
【分析】
1. 第(1)问:先确定弹簧测力计的分度值,读取拉力示数;再根据木块做匀速直线运动,利用二力平衡条件,得出拉力与摩擦力大小相等,进而得到摩擦力大小。
2. 第(2)问:从s-t图像中提取两次运动的路程和时间,用速度公式计算速度并求比值;根据摩擦力的影响因素(压力和接触面粗糙程度),判断两次摩擦力大小不变,得出摩擦力之比;再结合二力平衡,可知拉力与摩擦力相等,进而得到拉力之比。
【解析】
(1) 由图(a)可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为$3.4\ \mathrm{N}$;
木块做匀速直线运动,水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二力大小相等,因此木块所受摩擦力的大小为$3.4\ \mathrm{N}$。
(2) 根据图(b)的s-t图像计算速度:
第1次木块的速度:$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{50\mathrm{cm}}{10\mathrm{s}}=5\mathrm{cm/s}$,
第2次木块的速度:$v_2=\frac{s_2}{t_2}=\frac{25\mathrm{cm}}{10\mathrm{s}}=2.5\mathrm{cm/s}$,
则速度之比$v_1:v_2=5\mathrm{cm/s}:2.5\mathrm{cm/s}=2:1$;
两次拉动同一木块在同一水平木板上运动,压力和接触面粗糙程度均不变,摩擦力大小不变,故摩擦力之比为$1:1$;
木块均做匀速直线运动,拉力与摩擦力平衡,大小相等,因此拉力之比为$1:1$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{3.4\ \mathrm{N}}$;$\boldsymbol{3.4\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{2:1}$;$\boldsymbol{1:1}$;$\boldsymbol{1:1}$
【知识点】
二力平衡的应用;摩擦力的影响因素;速度计算
【点评】
本题结合图像考查二力平衡、摩擦力影响因素及速度计算,需结合图像提取信息,理解平衡力与摩擦力的关系,将力学规律与图像分析结合。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道力学基础识记类题目,解题时需回忆牛顿第一定律的发现历程与核心内容。首先思考在伽利略等科学家研究基础上总结出相关运动定律的物理学家,再对应想起该定律的名称,最后回忆定律中物体保持的两种运动状态,即可依次得出答案。
【解析】
本题考查牛顿第一定律的相关常识。英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,对大量实验事实进行深入研究后总结出牛顿第一定律,该定律的内容为:一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有力迫使它改变这种运动状态。
【答案】
牛顿;牛顿第一定律;静止;匀速直线运动
【知识点】
牛顿第一定律;力与运动的关系
【点评】
本题为基础识记类题目,主要考查牛顿第一定律的发现者及核心内容,是力学中的基础知识点,需要学生准确记忆相关内容。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先明确本实验的核心是探究阻力对物体运动的影响,最终要通过实验推理得出物体不受阻力时的运动状态。为了实现这个推理,需要让水平面的阻力依次减小,也就是接触面的粗糙程度逐渐降低。对比三种材料的粗糙程度:棉布粗糙程度最大,阻力最大;木板次之;玻璃板粗糙程度最小,阻力最小。因此要按照阻力从大到小的顺序选用水平面材料,以此逐步推导结论。
【解析】
在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,为通过推理得出物体不受阻力时的运动状态,需使水平面的阻力逐渐减小,即接触面粗糙程度依次降低。
三种材料里,棉布粗糙程度最大、阻力最大,木板粗糙程度和阻力次之,玻璃板粗糙程度最小、阻力最小,所以选用的水平面材料依次为棉布、木板、玻璃板。
【答案】
棉布、木板、玻璃板
【知识点】
阻力对运动的影响;实验推理法
【点评】
本题考查“探究阻力对物体运动的影响”实验的器材选择逻辑,实验通过改变接触面粗糙程度改变阻力大小,运用实验推理法逐步推导物体不受阻力时的运动状态,需明确实验设计思路与推理逻辑。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决此题,需先明确两个关键要点:一是牛顿第一定律的内容,二是小球在最高点的运动状态。首先回忆牛顿第一定律:物体不受外力作用时,会保持原来的运动状态;接着分析小球竖直上抛到最高点时的状态,此时小球的速度为0,处于静止状态。结合这两点,就能判断出外力消失后小球的状态。
【解析】
根据牛顿第一定律,物体不受外力作用时,将保持原来的运动状态。当小球竖直向上抛出到达最高点时,小球的速度为0,处于静止状态,若此时一切外力全部消失,小球将保持静止状态。
【答案】
A
【知识点】
牛顿第一定律
【点评】
本题考查对牛顿第一定律的理解,解题关键是明确小球在最高点时的运动状态为静止。
【难度系数】
0.8