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相同
c
不是
两个力不在一条直线上
C

解:
(1)货物的总质量:$ m_{货}=25×250\ \mathrm{kg}=6250\ \mathrm{kg} ,$货物的重力:$ G_{货}=m_{货}g=6250\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.25×10^{4}\ \mathrm{N} ,$卡车总重:$ G_{总}=G_{车}+G_{货}=5×10^{4}\ \mathrm{N}+6.25×10^{4}\ \mathrm{N}=1.125×10^{5}\ \mathrm{N} ;$
(2)满载时卡车所受的阻力:$ f=0.2G_{总}=0.2×1.125×10^{5}\ \mathrm{N}=2.25×10^{4}\ \mathrm{N} ;$
(3)卡车总质量:$ m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{1.125×10^{5}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=11250\ \mathrm{kg}=11.25\ \mathrm{t} ,$超载质量:$ 11.25\ \mathrm{t}-10\ \mathrm{t}=1.25\ \mathrm{t}=1250\ \mathrm{kg} ,$需卸下货物箱数:$ \frac{1250\ \mathrm{kg}}{250\ \mathrm{kg/箱}}=5\ \mathrm{箱} $
【分析】
这道题是关于阻力对运动影响的实验探究题,我们可以逐个问题拆解分析:
1. 第(1)问:实验中控制小车从斜面同一位置滑下,是为了让小车到达水平面时的初始速度一致,这是控制变量法的典型应用,保证只有阻力这一个变量不同。
2. 第(2)问:毛巾表面的粗糙程度最大,对小车的阻力最大,小车减速最快,速度会最快减到0,对应v-t图像中时间最短的曲线。
3. 第(3)问:判断二力是否平衡,要依据二力平衡的四个条件:同体、等大、反向、共线。重力竖直向下,支持力垂直斜面向上,这两个力不在同一直线上,不符合平衡条件。
4. 第(4)问:牛顿第一定律的得出是实验+科学推理的方法,因为无法创造完全不受力的环境。分析选项,只有探究声音能否在真空中传播采用了相同的实验推理法。
5. 第(5)问:不计空气阻力,物资离开飞机后,由于惯性,水平方向保持和飞机相同的速度,所以会一直在飞机的正下方。
【解析】
(1) 实验中让小车从斜面上同一位置由静止滑下,是为了控制小车到达水平面时的速度大小相同,通过控制变量法,确保实验中只有阻力这一变量不同,便于探究阻力对运动的影响。
(2) 毛巾表面粗糙程度最大,小车受到的阻力最大,减速最快,速度减小到0的时间最短,对应图(b)中的c曲线。
(3) 斜面上小车的重力竖直向下,斜面对小车的支持力垂直斜面向上,这两个力不在同一条直线上,不满足二力平衡“共线”的核心条件,所以不是一对相互平衡的力。
(4) 牛顿第一定律的得出采用实验推理法:
A选项探究响度与振动的关系、B选项探究滑动摩擦力的影响因素均使用控制变量法;
C选项探究声音能否在真空中传播,是通过抽气实验推理真空状态下的传播情况,和牛顿第一定律的研究方法一致,故选C。
(5) 不计空气阻力,物资被投出后,由于惯性,水平方向与飞机保持相同速度,所以物资会一直在飞机的正下方,对应图乙。
【答案】
(1) 相同
(2) c
(3) 不是;两个力不在一条直线上
(4) C
(5) 乙
【知识点】
阻力对运动的影响;二力平衡条件;实验推理法
【点评】
本题综合考查了阻力对运动影响的实验、二力平衡判断、实验方法应用以及惯性的实际应用,涵盖控制变量法、实验推理法等研究方法,注重对物理思维和知识综合应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 对于第一问,要计算卡车总重,需先求出货物的总质量,再利用重力公式$G=mg$算出货物总重力,最后将货物重力与卡车自重相加得到总重。
2. 第二问已知阻力是总重力的0.2倍,直接用第一问得出的总重乘以0.2即可求出阻力。
3. 第三问先根据限重标志得出桥的最大承重质量,计算出卡车当前总质量,求出超载的质量,再除以每箱货物的质量,就能得到需要卸下的货物箱数。
【解析】
(1) 计算货物总质量:
$ m_{货}=25×250\ \mathrm{kg}=6250\ \mathrm{kg} $
根据重力公式$G=mg$(取$g=10\ \mathrm{N/kg}$),货物的总重力:
$ G_{货}=m_{货}g=6250\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.25×10^{4}\ \mathrm{N} $
卡车总重为卡车自重与货物总重力之和:
$ G_{总}=G_{车}+G_{货}=5×10^{4}\ \mathrm{N}+6.25×10^{4}\ \mathrm{N}=1.125×10^{5}\ \mathrm{N} $
(2) 已知卡车所受阻力是总重力的0.2倍,因此满载时阻力:
$ f=0.2G_{总}=0.2×1.125×10^{5}\ \mathrm{N}=2.25×10^{4}\ \mathrm{N} $
(3) 先将卡车总重换算为总质量:
$ m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{1.125×10^{5}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=11250\ \mathrm{kg}=11.25\ \mathrm{t} $
由限重标志可知桥的最大承重为$10\ \mathrm{t}$,则超载的质量:
$ \Delta m=11.25\ \mathrm{t}-10\ \mathrm{t}=1.25\ \mathrm{t}=1250\ \mathrm{kg} $
需要卸下的货物箱数:
$ n=\frac{\Delta m}{m_{单箱}}=\frac{1250\ \mathrm{kg}}{250\ \mathrm{kg/箱}}=5\ \mathrm{箱} $
【答案】
(1) $1.125×10^{5}\ \mathrm{N}$
(2) $2.25×10^{4}\ \mathrm{N}$
(3) 5箱
【知识点】
重力公式应用、阻力计算、质量与重力换算
【点评】
本题结合实际交通场景,考查重力公式的应用及实际问题的分析计算,需要熟练掌握$G=mg$的公式运用,注意单位换算的准确性,步骤清晰,属于基础应用型题目,贴近生活实际。
【难度系数】
0.8