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16. (10分)某科学兴趣小组做“探究二力平衡条件”实验时，设计了图甲、乙两种实验方案。
(1)图甲方案中，在左、右盘中加入质量大小不等的砝码，此时木块仍保持静止，这时木块在水平方向受到的力
(2)比较图甲和图乙两种方案，图乙方案更合理，原因是
(3)保持两个托盘里加的砝码质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究
(1)图甲方案中，在左、右盘中加入质量大小不等的砝码，此时木块仍保持静止，这时木块在水平方向受到的力
平衡
（填“平衡”或“不平衡”）。(2)比较图甲和图乙两种方案，图乙方案更合理，原因是
图乙方案可以减小摩擦力对实验的干扰
。(3)保持两个托盘里加的砝码质量相等，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是探究
不在同一直线上
的两个力能否平衡。答案
16. (1)平衡
(2)图乙方案可以减小摩擦力对实验的干扰
(3)不在同一直线上
(2)图乙方案可以减小摩擦力对实验的干扰
(3)不在同一直线上
解析
【分析】
要解决这道题，需结合二力平衡的概念、实验方案的优化原理分析：
1. 判断物体是否受力平衡，核心看物体是否处于平衡状态（静止或匀速直线运动），木块静止属于平衡状态，因此受力平衡，即使砝码质量不等，木块与桌面的静摩擦力会补充，使水平方向合力为零。
2. 对比甲、乙方案的摩擦类型：甲中木块与桌面是滑动（静）摩擦，乙中小车与桌面是滚动摩擦，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，可减小摩擦力对实验的干扰。
3. 将小车扭转角度后，两个拉力不再共线，释放后小车会转动，目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
【解析】
(1) 物体处于静止状态时属于平衡状态，受到的力为平衡力。图甲中木块保持静止，因此水平方向受力平衡（虽左右砝码质量不等，但木块受桌面静摩擦力，使水平方向合力为零），故填“平衡”。
(2) 图甲中木块与桌面间摩擦力大，会干扰实验；图乙中小车与桌面间是滚动摩擦，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，能减小摩擦力对实验的干扰，因此乙方案更合理。
(3) 将小车扭转一个角度后，两个拉力的作用线不在同一直线上，释放后小车无法保持静止，会转动，因此目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
【答案】
(1)平衡；(2)图乙方案可以减小摩擦力对实验的干扰；(3)不在同一直线上
【知识点】
二力平衡条件，摩擦力，实验方案优化
【点评】
本题是探究二力平衡条件的经典实验题，通过对比不同实验方案的差异，考察学生对二力平衡概念的理解和实验设计的优化能力，属于基础实验题，注重实验原理与操作细节的掌握。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合二力平衡的概念、实验方案的优化原理分析：
1. 判断物体是否受力平衡，核心看物体是否处于平衡状态（静止或匀速直线运动），木块静止属于平衡状态，因此受力平衡，即使砝码质量不等，木块与桌面的静摩擦力会补充，使水平方向合力为零。
2. 对比甲、乙方案的摩擦类型：甲中木块与桌面是滑动（静）摩擦，乙中小车与桌面是滚动摩擦，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，可减小摩擦力对实验的干扰。
3. 将小车扭转角度后，两个拉力不再共线，释放后小车会转动，目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
【解析】
(1) 物体处于静止状态时属于平衡状态，受到的力为平衡力。图甲中木块保持静止，因此水平方向受力平衡（虽左右砝码质量不等，但木块受桌面静摩擦力，使水平方向合力为零），故填“平衡”。
(2) 图甲中木块与桌面间摩擦力大，会干扰实验；图乙中小车与桌面间是滚动摩擦，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，能减小摩擦力对实验的干扰，因此乙方案更合理。
(3) 将小车扭转一个角度后，两个拉力的作用线不在同一直线上，释放后小车无法保持静止，会转动，因此目的是探究不在同一直线上的两个力能否平衡。
【答案】
(1)平衡；(2)图乙方案可以减小摩擦力对实验的干扰；(3)不在同一直线上
【知识点】
二力平衡条件，摩擦力，实验方案优化
【点评】
本题是探究二力平衡条件的经典实验题，通过对比不同实验方案的差异，考察学生对二力平衡概念的理解和实验设计的优化能力，属于基础实验题，注重实验原理与操作细节的掌握。
【难度系数】
0.6
四、综合题(10分)
17. 五一期间,小王同学一家去某公园游玩,看到下图所示的太阳能电动观光车。该车的整车质量为500 kg。请你思考并回答下列问题(g取10 N/kg)。
(1)该电动观光车的重力是多少?
(2)若当质量为60 kg的人驾驶该电动观光车在平直公路上匀速行驶时,电动观光车受到的摩擦力为电动观光车和驾驶员总重的0.2倍,则匀速行驶时电动观光车所受的牵引力是多大?
17. 五一期间,小王同学一家去某公园游玩,看到下图所示的太阳能电动观光车。该车的整车质量为500 kg。请你思考并回答下列问题(g取10 N/kg)。
(1)该电动观光车的重力是多少?
(2)若当质量为60 kg的人驾驶该电动观光车在平直公路上匀速行驶时,电动观光车受到的摩擦力为电动观光车和驾驶员总重的0.2倍,则匀速行驶时电动观光车所受的牵引力是多大?
答案
17. 解:(1)已知整车质量为 500 kg,根据重力公式$G=mg$,代入数据可得电动观光车的重力$G_车=m_车g=5\ 000\ \mathrm{N}$。
(2)根据重力公式$G=mg$可知人的重力$G_人=m_人g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$,人和电动观光车的总重力$G_总=G_人+G_车=600\ \mathrm{N}+5\ 000\ \mathrm{N}=5\ 600\ \mathrm{N}$,由题意可知电动观光车受到的摩擦力$f=0.2G_总$,因为电动观光车在平直公路上匀速行驶,牵引力与摩擦力是一对平衡力,所以电动观光车所受的牵引力$F=f=0.2G_总=0.2×5\ 600\ \mathrm{N}=1\ 120\ \mathrm{N}$。
(2)根据重力公式$G=mg$可知人的重力$G_人=m_人g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$,人和电动观光车的总重力$G_总=G_人+G_车=600\ \mathrm{N}+5\ 000\ \mathrm{N}=5\ 600\ \mathrm{N}$,由题意可知电动观光车受到的摩擦力$f=0.2G_总$,因为电动观光车在平直公路上匀速行驶,牵引力与摩擦力是一对平衡力,所以电动观光车所受的牵引力$F=f=0.2G_总=0.2×5\ 600\ \mathrm{N}=1\ 120\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
要解决这两个问题，首先明确重力计算公式为$G=mg$，第一问直接代入观光车的质量计算其重力；第二问需先求出观光车和驾驶员的总重力，再根据摩擦力与总重的关系算出摩擦力，最后利用匀速行驶时牵引力与摩擦力是平衡力的特点，得出牵引力大小。
【解析】
解：(1) 根据重力公式$G=mg$，已知观光车整车质量$m_{车}=500\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，则电动观光车的重力：
$G_{车}=m_{车}g=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$。
(2) 先计算驾驶员的重力：
$G_{人}=m_{人}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$；
观光车和驾驶员的总重力：
$G_{总}=G_{车}+G_{人}=5000\ \mathrm{N}+600\ \mathrm{N}=5600\ \mathrm{N}$；
由题意，摩擦力$f=0.2G_{总}=0.2×5600\ \mathrm{N}=1120\ \mathrm{N}$；
因为电动观光车在平直公路上匀速行驶，牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以匀速行驶时电动观光车所受的牵引力：
$F=f=1120\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 5000 N；(2) 1120 N
【知识点】
重力计算、二力平衡的应用
【点评】
本题是力学基础综合题，主要考查重力公式的应用和二力平衡条件的实际运用，解题步骤清晰，逻辑简单，属于基础题型。
【难度系数】
0.3
要解决这两个问题，首先明确重力计算公式为$G=mg$，第一问直接代入观光车的质量计算其重力；第二问需先求出观光车和驾驶员的总重力，再根据摩擦力与总重的关系算出摩擦力，最后利用匀速行驶时牵引力与摩擦力是平衡力的特点，得出牵引力大小。
【解析】
解：(1) 根据重力公式$G=mg$，已知观光车整车质量$m_{车}=500\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，则电动观光车的重力：
$G_{车}=m_{车}g=500\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5000\ \mathrm{N}$。
(2) 先计算驾驶员的重力：
$G_{人}=m_{人}g=60\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=600\ \mathrm{N}$；
观光车和驾驶员的总重力：
$G_{总}=G_{车}+G_{人}=5000\ \mathrm{N}+600\ \mathrm{N}=5600\ \mathrm{N}$；
由题意，摩擦力$f=0.2G_{总}=0.2×5600\ \mathrm{N}=1120\ \mathrm{N}$；
因为电动观光车在平直公路上匀速行驶，牵引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以匀速行驶时电动观光车所受的牵引力：
$F=f=1120\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 5000 N；(2) 1120 N
【知识点】
重力计算、二力平衡的应用
【点评】
本题是力学基础综合题，主要考查重力公式的应用和二力平衡条件的实际运用，解题步骤清晰，逻辑简单，属于基础题型。
【难度系数】
0.3
