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加速
匀速
改变



52
20
2.6
不变
匀速
$F_1$
接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
【分析】
要判断雨滴下落过程中的运动状态,需结合空气阻力与速度的关系,分阶段分析雨滴的受力情况:
1. 雨滴刚开始下落时,速度较小,受到的空气阻力小于自身重力,合力方向向下且与运动方向一致,因此雨滴会加速下落;
2. 随着雨滴速度逐渐增大,空气阻力也随之增大,当空气阻力增大到与重力大小相等时,雨滴所受合力为零,运动状态不再改变,将保持匀速运动。
【解析】
1. 雨滴下落初始阶段:速度较小,根据“空气对运动物体的阻力与物体速度大小有关,速度越大阻力越大”,此时空气阻力 $ f < G $(重力),合力方向向下,与雨滴运动方向相同,因此雨滴做加速运动;
2. 当雨滴速度增大到某一值时,空气阻力 $ f = G $,雨滴所受合力为0,根据二力平衡条件,物体在合力为0时将保持匀速直线运动状态,因此雨滴做匀速运动。
【答案】
加速;匀速
【知识点】
力与运动的关系;二力平衡条件
【点评】
本题结合空气阻力与速度的关系,考查力和运动的关系及二力平衡的应用,需要通过分析雨滴不同下落阶段的受力情况来判断运动状态,注重逻辑分析能力的考查,属于力学基础题型。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆伽利略的斜面实验结论:物体的运动不需要力来维持,不受力时可保持匀速直线运动状态。接着思考力的作用效果,当物体受到力的作用时,其运动速度大小或运动方向会发生变化,即运动状态改变。结合题目语境,可知此处应填写力对物体运动状态的作用,从而得出答案。
【解析】
伽利略通过实验推理得出:力不是维持物体运动的原因,当物体受到力的作用时,物体的运动状态(速度大小、运动方向)会发生改变,因此力是物体运动状态改变的原因,故此处应填“改变”。
【答案】
改变
【知识点】
力与运动的关系
【点评】
本题考查力学基础概念,聚焦伽利略关于力与运动的核心观点,属于易得分的基础题,要求学生牢记力的作用效果与运动的关系,是物理力学部分的重要基础考点。
【难度系数】
0.8
【分析】
要画出足球所受重力的示意图,首先明确重力的特性:重力的方向总是竖直向下的,与物体的运动状态无关;重力的作用点在物体的重心上,足球的重心在其球心位置。随后按照力的示意图的绘制逻辑,先确定作用点,再沿重力方向画出带箭头的线段即可。
【解析】
1. 确定重力作用点:足球的重心为自身几何中心,即球心位置;
2. 确定重力方向:重力的方向始终为竖直向下;
3. 绘制示意图:以球心为作用点,竖直向下画一条带箭头的线段,并标注重力的符号“G”,示意图如下:
(从足球的球心竖直向下引出一段带箭头的线段,箭头指向正下方,线段旁标注G)
【答案】
(符合上述描述的重力示意图,作用点在足球球心,竖直向下带箭头线段,标注G)
【知识点】
重力的方向、力的示意图画法
【点评】
本题属于力学基础作图题,核心考查重力的基本特性与力的示意图绘制规范,需牢记无论物体运动状态如何,重力方向始终竖直向下,作用点在物体重心。
【难度系数】
0.9
【分析】
要画出木块对斜面的压力示意图,首先明确压力的特点:压力是被压物体(斜面)受到的力,作用点在斜面上(木块与斜面的接触区域),方向垂直于斜面指向斜面内部。解题思路:先确定压力的作用点,再确定力的方向,最后画出带箭头的线段并标注力的符号。
【解析】
1. 确定作用点:选取木块A与斜面接触的接触面的中心位置作为压力的作用点(作用点需画在斜面上);
2. 确定方向:压力的方向垂直于斜面向下(指向斜面内部);
3. 绘制示意图:从作用点出发,沿垂直斜面向下的方向画一条带箭头的线段,在箭头旁标注符号$ F_{\mathrm{压}} $(或$ F $)。
【答案】
(示意图:作用点在斜面上,沿垂直斜面向下的方向画带箭头线段,标注$ F_{\mathrm{压}} $)
【知识点】
压力的示意图、力的示意图画法
【点评】
本题易错点在于易将压力的作用点画在木块上,需明确压力是斜面受到的力,作用点应在斜面上;同时要区分压力方向与重力方向,压力方向垂直于接触面,并非竖直向下。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 天平平衡调节:回忆天平调节规则,指针偏向分度盘右侧,说明右侧较重,需将平衡螺母向左调节使横梁平衡。
2. 样石质量与体积测量:天平读数为砝码质量加游码示数,量筒读数用总体积减水的体积得到样石体积,再根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$计算密度。
3. 密度特性分析:密度是物质的固有属性,与物体的质量、体积无关,因此石雕过程中石块密度不变。
【解析】
(1) 调节天平横梁平衡时,指针偏向右端,说明天平右侧较重,根据“右偏左调”的调节原则,应将平衡螺母向左调节。
(2) 样石的质量:砝码质量为$50g$,游码对应的刻度值为$2g$,则$m=50g+2g=52g$;
样石的体积:量筒中水的体积为$20mL$,水和样石的总体积为$40mL$,则$V=40mL-20mL=20mL=20cm^3$;
样石的密度:根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,代入数据得$\rho=\frac{52g}{20cm^3}=2.6g/cm^3$。
(3) 密度是物质的一种特性,仅与物质的种类和状态有关,与质量、体积无关,因此制作石雕过程中石块的密度不变。
【答案】
(1) 左
(2) 52;20;2.6
(3) 不变
【知识点】
天平的使用;密度的计算;密度的特性
【点评】
本题围绕密度测量实验展开,涵盖天平调节、质量与体积的读取、密度计算及密度特性的应用,是密度测量的基础题型,需熟练掌握实验操作与相关原理。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 对于第(1)问,要测量滑动摩擦力的大小,需利用二力平衡的原理:当木块沿水平方向做匀速直线运动时,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以必须匀速拉动木块,此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数$F_1$。
2. 第(2)问中,在木块上增加钩码,是在接触面粗糙程度不变的情况下增大了木块对桌面的压力,通过比较$F_3>F_2>F_1$,可以得出压力对滑动摩擦力的影响规律。
3. 第(3)问中,取下钩码后将木块侧放,此时压力大小和接触面粗糙程度不变,只改变了接触面积的大小,所以该操作是为了探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系。
【解析】
(1) 根据二力平衡条件,只有当弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块时,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,大小相等,因此滑动摩擦力的大小等于此时弹簧测力计的示数$F_1$。
(2) 在木块上增加钩码,增大了木块对水平桌面的压力,且接触面粗糙程度保持不变,弹簧测力计示数$F_3>F_2>F_1$,说明滑动摩擦力随压力增大而增大,即接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3) 取下钩码后将木块侧放,此时压力大小和接触面粗糙程度均不变,仅改变了接触面积的大小,所以该操作是为了研究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系。
【答案】
(1) 匀速;$F_1$
(2) 接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
(3) 滑动摩擦力的大小与接触面积的关系
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素;二力平衡的应用;控制变量法
【点评】
本题是探究滑动摩擦力大小影响因素的经典实验题,核心运用了控制变量法和二力平衡原理,通过改变压力、接触面积等变量,逐步探究滑动摩擦力的影响规律,帮助学生理解实验设计的逻辑和物理规律的得出过程。
【难度系数】
0.7