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15.小明同学在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图甲、乙、丙所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。
(1)图甲、乙、丙中，每次都将弹簧由A拉伸到B位置，目的是
(2)分析比较图甲与图乙中拉力的方向及弹簧测力计的示数$F_1$、$F_2$，可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小$F=$
(3)图丙验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则$F_3=$
(1)图甲、乙、丙中，每次都将弹簧由A拉伸到B位置，目的是
使每次实验中力产生的作用效果相同
，用到的实验方法是等效替代
法。(2)分析比较图甲与图乙中拉力的方向及弹簧测力计的示数$F_1$、$F_2$，可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小$F=$
$F_1+F_2$
（用含$F_1$、$F_2$表达式作答）。(3)图丙验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则$F_3=$
5 N
。答案
15.(1)使每次实验中力产生的作用效果相同 等效替代
(2)$F_1+F_2$
(3)5 N
(2)$F_1+F_2$
(3)5 N
解析
【分析】
要解决这道题，需明确实验中控制弹簧拉伸到同一位置的目的是保证力的作用效果相同，这是等效替代法的应用；再对比甲、乙、丙的力的方向和大小，结合同一直线二力合成的规律推导结论。
【解析】
(1) 每次将弹簧由A拉伸到B位置，弹簧的形变程度相同，力的作用效果一致，这样才能保证合力与分力的作用效果等效，该方法是等效替代法。
(2) 甲中单个力的作用效果与乙中两个同方向力的共同作用效果相同，乙中两力之和为$F_1+F_2=1N+3N=4N$，与甲的拉力相等，因此同一直线上方向相同的两个力的合力等于两力之和。
(3) 丙中，方向相反的两个力的合力作用效果与甲中4N的力相同，根据反方向二力合成规律，合力大小等于两力之差，即$F_3 - F_4=4N$，代入$F_4=1N$，得$F_3=4N+1N=5N$。
【答案】
(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同；等效替代
(2) $F_1+F_2$
(3) $5\ \mathrm{N}$
【知识点】
同一直线二力合成；等效替代法
【点评】
本题通过实验探究同一直线二力合成的规律，重点考查实验方法的理解和二力合成公式的应用，需明确实验中控制作用效果相同的意义，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确实验中控制弹簧拉伸到同一位置的目的是保证力的作用效果相同，这是等效替代法的应用；再对比甲、乙、丙的力的方向和大小，结合同一直线二力合成的规律推导结论。
【解析】
(1) 每次将弹簧由A拉伸到B位置，弹簧的形变程度相同，力的作用效果一致，这样才能保证合力与分力的作用效果等效，该方法是等效替代法。
(2) 甲中单个力的作用效果与乙中两个同方向力的共同作用效果相同，乙中两力之和为$F_1+F_2=1N+3N=4N$，与甲的拉力相等，因此同一直线上方向相同的两个力的合力等于两力之和。
(3) 丙中，方向相反的两个力的合力作用效果与甲中4N的力相同，根据反方向二力合成规律，合力大小等于两力之差，即$F_3 - F_4=4N$，代入$F_4=1N$，得$F_3=4N+1N=5N$。
【答案】
(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同；等效替代
(2) $F_1+F_2$
(3) $5\ \mathrm{N}$
【知识点】
同一直线二力合成；等效替代法
【点评】
本题通过实验探究同一直线二力合成的规律，重点考查实验方法的理解和二力合成公式的应用，需明确实验中控制作用效果相同的意义，难度适中。
【难度系数】
0.5
16.生活中有许多与惯性有关的现象和对惯性的应用，请你调查生活中的惯性现象和对惯性的应用，将调查结果和其中包含的物理知识与家人分享。
答案
16.(1)跳远助跑:跳远运动员在起跳前进行助跑,利用惯性使自己在空中飞行更远的距离,从而提高跳远成绩。(2)拍打衣物:通过拍打衣物,可以使衣物运动,而灰尘由于惯性会留在原处,从而达到清洁的目的。
(3)洗衣机脱水:洗衣机在脱水时,利用惯性使衣物中的水分因惯性而被甩出,从而达到脱水的目的。
(4)锤头紧固:当锤头松动时,通过敲击锤柄使其振动,锤头由于惯性会紧紧套在锤柄上。(5)骑自行车:骑自行车时,利用惯性使自行车继续前行,减少蹬踏的频率。(6)纸飞机飞行:纸飞机投掷后,由于惯性会继续飞行一段距离。(7)汽车滑行:汽车刹车后,由于惯性会继续滑行一段时间。(8)刹车时乘客身体前倾:当汽车刹车时,乘客的身体上部保持原来的运动状态,而脚部随车停止运动,因此身体会前倾。(9)车启动时乘客身体后仰:当汽车启动时,乘客的身体上部保持原来的静止状态,而脚部随车开始运动,因此身体会后仰。
(3)洗衣机脱水:洗衣机在脱水时,利用惯性使衣物中的水分因惯性而被甩出,从而达到脱水的目的。
(4)锤头紧固:当锤头松动时,通过敲击锤柄使其振动,锤头由于惯性会紧紧套在锤柄上。(5)骑自行车:骑自行车时,利用惯性使自行车继续前行,减少蹬踏的频率。(6)纸飞机飞行:纸飞机投掷后,由于惯性会继续飞行一段距离。(7)汽车滑行:汽车刹车后,由于惯性会继续滑行一段时间。(8)刹车时乘客身体前倾:当汽车刹车时,乘客的身体上部保持原来的运动状态,而脚部随车停止运动,因此身体会前倾。(9)车启动时乘客身体后仰:当汽车启动时,乘客的身体上部保持原来的静止状态,而脚部随车开始运动,因此身体会后仰。
解析
【分析】
本题考查对惯性概念的理解，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。解题思路：先明确惯性的定义，再从日常生活中寻找与惯性相关的现象，区分利用惯性的实例和惯性导致的常见现象，将实例与“物体具有惯性”这一物理知识对应，即可完成解答。
【解析】
结合生活实际，列举常见的惯性现象及对应物理知识：1. 跳远助跑：运动员起跳前助跑，起跳后由于惯性保持原有运动状态，使自己在空中飞行更远，提高成绩，属于利用惯性；2. 拍打衣物：拍打衣物时，衣物受力运动，灰尘由于惯性保持静止，从而脱离衣物，属于利用惯性；3. 洗衣机脱水：脱水时滚筒高速转动，水由于惯性保持原有运动状态被甩出，属于利用惯性；4. 锤头紧固：敲击锤柄时，锤柄停止运动，锤头由于惯性继续运动，紧紧套在锤柄上，属于利用惯性；5. 汽车刹车时乘客前倾：刹车时乘客脚部随车停止，身体上部由于惯性保持原有运动状态，因此前倾，属于惯性的表现；6. 汽车启动时乘客后仰：启动时乘客脚部随车运动，身体上部由于惯性保持静止，因此后仰，属于惯性的表现。
【答案】
16.(1)跳远助跑:跳远运动员在起跳前进行助跑,利用惯性使自己在空中飞行更远的距离,从而提高跳远成绩。(2)拍打衣物:通过拍打衣物,可以使衣物运动,而灰尘由于惯性会留在原处,从而达到清洁的目的。(3)洗衣机脱水:洗衣机在脱水时,利用惯性使衣物中的水分因惯性而被甩出,从而达到脱水的目的。(4)锤头紧固:当锤头松动时,通过敲击锤柄使其振动,锤头由于惯性会紧紧套在锤柄上。(5)骑自行车:骑自行车时,利用惯性使自行车继续前行,减少蹬踏的频率。(6)纸飞机飞行:纸飞机投掷后,由于惯性会继续飞行一段距离。(7)汽车滑行:汽车刹车后,由于惯性会继续滑行一段时间。(8)刹车时乘客身体前倾:当汽车刹车时,乘客的身体上部保持原来的运动状态,而脚部随车停止运动,因此身体会前倾。(9)车启动时乘客身体后仰:当汽车启动时,乘客的身体上部保持原来的静止状态,而脚部随车开始运动,因此身体会后仰。
【知识点】
惯性现象、惯性的应用
【点评】
本题为开放性题目，紧密联系生活实际，考查学生对惯性概念的理解与应用，引导学生观察生活中的物理现象，体现了物理学科“从生活中来，到生活中去”的特点，有助于加深对惯性知识的掌握。
【难度系数】
0.3
本题考查对惯性概念的理解，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。解题思路：先明确惯性的定义，再从日常生活中寻找与惯性相关的现象，区分利用惯性的实例和惯性导致的常见现象，将实例与“物体具有惯性”这一物理知识对应，即可完成解答。
【解析】
结合生活实际，列举常见的惯性现象及对应物理知识：1. 跳远助跑：运动员起跳前助跑，起跳后由于惯性保持原有运动状态，使自己在空中飞行更远，提高成绩，属于利用惯性；2. 拍打衣物：拍打衣物时，衣物受力运动，灰尘由于惯性保持静止，从而脱离衣物，属于利用惯性；3. 洗衣机脱水：脱水时滚筒高速转动，水由于惯性保持原有运动状态被甩出，属于利用惯性；4. 锤头紧固：敲击锤柄时，锤柄停止运动，锤头由于惯性继续运动，紧紧套在锤柄上，属于利用惯性；5. 汽车刹车时乘客前倾：刹车时乘客脚部随车停止，身体上部由于惯性保持原有运动状态，因此前倾，属于惯性的表现；6. 汽车启动时乘客后仰：启动时乘客脚部随车运动，身体上部由于惯性保持静止，因此后仰，属于惯性的表现。
【答案】
16.(1)跳远助跑:跳远运动员在起跳前进行助跑,利用惯性使自己在空中飞行更远的距离,从而提高跳远成绩。(2)拍打衣物:通过拍打衣物,可以使衣物运动,而灰尘由于惯性会留在原处,从而达到清洁的目的。(3)洗衣机脱水:洗衣机在脱水时,利用惯性使衣物中的水分因惯性而被甩出,从而达到脱水的目的。(4)锤头紧固:当锤头松动时,通过敲击锤柄使其振动,锤头由于惯性会紧紧套在锤柄上。(5)骑自行车:骑自行车时,利用惯性使自行车继续前行,减少蹬踏的频率。(6)纸飞机飞行:纸飞机投掷后,由于惯性会继续飞行一段距离。(7)汽车滑行:汽车刹车后,由于惯性会继续滑行一段时间。(8)刹车时乘客身体前倾:当汽车刹车时,乘客的身体上部保持原来的运动状态,而脚部随车停止运动,因此身体会前倾。(9)车启动时乘客身体后仰:当汽车启动时,乘客的身体上部保持原来的静止状态,而脚部随车开始运动,因此身体会后仰。
【知识点】
惯性现象、惯性的应用
【点评】
本题为开放性题目，紧密联系生活实际，考查学生对惯性概念的理解与应用，引导学生观察生活中的物理现象，体现了物理学科“从生活中来，到生活中去”的特点，有助于加深对惯性知识的掌握。
【难度系数】
0.3
