5. 2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,下列说法正确的是
(

A.动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.动能增大,重力势能减小,机械能不变
C.动能减小,重力势能不变,机械能减小
D.动能增大,重力势能增大,机械能增大
(
D
)A.动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.动能增大,重力势能减小,机械能不变
C.动能减小,重力势能不变,机械能减小
D.动能增大,重力势能增大,机械能增大
答案
5. D
解析
【分析】
要解决这道题,需明确动能、重力势能的影响因素,以及机械能的组成。动能由质量和速度决定,重力势能由质量和高度决定,机械能是动能与势能的总和。题目中飞行汽车“加速升空”,需结合该条件分析各能量的变化,进而判断选项。
【解析】
当飞行汽车加速升空时,质量保持不变:①加速说明速度增大,根据动能的影响因素(质量越大、速度越大,动能越大),可知动能增大;②升空过程中高度升高,根据重力势能的影响因素(质量越大、高度越高,重力势能越大),可知重力势能增大;③机械能等于动能与重力势能之和,因此机械能也增大。逐一分析选项:A选项动能不变错误,B选项重力势能减小、机械能不变错误,C选项动能减小、重力势能不变错误,只有D选项符合分析结果。
【答案】
D
【知识点】
动能、重力势能、机械能
【点评】
本题考查机械能变化的基础分析,核心是掌握动能、重力势能的影响因素,结合运动状态判断能量变化,属于初中物理的基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需明确动能、重力势能的影响因素,以及机械能的组成。动能由质量和速度决定,重力势能由质量和高度决定,机械能是动能与势能的总和。题目中飞行汽车“加速升空”,需结合该条件分析各能量的变化,进而判断选项。
【解析】
当飞行汽车加速升空时,质量保持不变:①加速说明速度增大,根据动能的影响因素(质量越大、速度越大,动能越大),可知动能增大;②升空过程中高度升高,根据重力势能的影响因素(质量越大、高度越高,重力势能越大),可知重力势能增大;③机械能等于动能与重力势能之和,因此机械能也增大。逐一分析选项:A选项动能不变错误,B选项重力势能减小、机械能不变错误,C选项动能减小、重力势能不变错误,只有D选项符合分析结果。
【答案】
D
【知识点】
动能、重力势能、机械能
【点评】
本题考查机械能变化的基础分析,核心是掌握动能、重力势能的影响因素,结合运动状态判断能量变化,属于初中物理的基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
6. 同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲。一端蜡油滴下时,此端就上升,两端交替上下。为了寻找上述现象的原因,同学们用铁架台、杠杆(已在水平位置平衡)、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡。
小聪认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离。
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡,与A处相比,支点到力的作用点的距离
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡,这两种情况下
③由此初步判断
(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中。

①表格中a处应填写的内容是
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端蜡油滴下时,此端上升,原因是
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡。
小聪认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离。
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡,与A处相比,支点到力的作用点的距离
不变
(选填“变小”“不变”或“变大”)。②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡,这两种情况下
支点到力的作用线
的距离不变。③由此初步判断
小明
的观点是正确的。(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中。
①表格中a处应填写的内容是
动力臂$l_1/\mathrm{cm}$
。②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
。③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆
左
端下沉。(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端蜡油滴下时,此端上升,原因是
此端力和力臂的乘积变小
。答案
6. (1)①不变 ②支点到力的作用线 ③小明
(2)①动力臂$l_1/\mathrm{cm}$ ②动力×动力臂=阻力×阻力臂 ③左
(3)此端力和力臂的乘积变小
(2)①动力臂$l_1/\mathrm{cm}$ ②动力×动力臂=阻力×阻力臂 ③左
(3)此端力和力臂的乘积变小
解析
【分析】
本题围绕杠杆平衡条件的探究展开,需结合力臂的定义、杠杆平衡的实验规律分析问题:
1. 对于(1)的①,支点到力的作用点的距离是支点与力的作用点的线段长度,结合已知OA=OC可判断;②改挂位置后杠杆仍平衡,说明力与力臂的乘积不变,此时力臂(支点到力的作用线的距离)不变;③通过对比两种观点的实验现象,判断谁的观点正确。
2. (2)的①,探究杠杆平衡条件需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,据此确定a的内容;②分析表格中力与对应力臂的乘积,总结平衡条件;③计算加挂钩码后两侧力与力臂的乘积,比较大小判断哪端下沉。
3. (3)结合蜡烛跷跷板的现象,分析蜡油滴下后力与力臂乘积的变化,解释上升的原因。
【解析】
(1) ① 支点到力的作用点的距离是支点与力的作用点的线段长度,由题知OA=OC,因此把A处钩码改挂在C处,支点到力的作用点的距离不变;
② 把A处钩码改挂在D处,杠杆仍保持平衡,说明力与力臂的乘积不变,两种情况下支点到力的作用线的距离(力臂)不变;
③ 小聪认为影响因素是力的大小和支点到力的作用点的距离,小明认为是力的大小和支点到力的作用线的距离,结合②中改变作用点位置但力臂不变时杠杆仍平衡,可知小明的观点正确。
(2) ① 探究杠杆平衡条件时,需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,表格中已有动力$F_1$、阻力$F_2$,故a处为动力臂,单位为cm,即动力臂$l_1/\mathrm{cm}$;
② 分析表中数据:$1.0\mathrm{N}×10\mathrm{cm}=2.0\mathrm{N}×5\mathrm{cm}$,$1.5\mathrm{N}×5\mathrm{cm}=0.5\mathrm{N}×15\mathrm{cm}$,$2.0\mathrm{N}×15\mathrm{cm}=1.5\mathrm{N}×20\mathrm{cm}$,均满足动力×动力臂=阻力×阻力臂,因此杠杆平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;
③ 假设图乙中,设每个钩码重力为$G$,每格长度为$L$,原平衡时左侧力与力臂乘积大于右侧,各加一个钩码后,左侧力与力臂的乘积仍大于右侧,故杠杆左端下沉。
(3) 蜡烛“跷跷板”一端蜡油滴下时,该端的重力减小,对应的力和力臂的乘积变小,平衡被打破,因此此端上升,两端交替上下。
【答案】
(1) ①不变;②支点到力的作用线;③小明
(2) ①动力臂$l_1/\mathrm{cm}$;②动力×动力臂=阻力×阻力臂;③左
(3) 此端力和力臂的乘积变小
【知识点】
杠杆平衡条件;力臂的概念
【点评】
本题通过实验探究杠杆平衡的影响因素及平衡条件,结合生活中的蜡烛跷跷板现象,考查学生对杠杆相关知识的理解与应用,注重实验分析能力的培养,是初中物理的基础题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕杠杆平衡条件的探究展开,需结合力臂的定义、杠杆平衡的实验规律分析问题:
1. 对于(1)的①,支点到力的作用点的距离是支点与力的作用点的线段长度,结合已知OA=OC可判断;②改挂位置后杠杆仍平衡,说明力与力臂的乘积不变,此时力臂(支点到力的作用线的距离)不变;③通过对比两种观点的实验现象,判断谁的观点正确。
2. (2)的①,探究杠杆平衡条件需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,据此确定a的内容;②分析表格中力与对应力臂的乘积,总结平衡条件;③计算加挂钩码后两侧力与力臂的乘积,比较大小判断哪端下沉。
3. (3)结合蜡烛跷跷板的现象,分析蜡油滴下后力与力臂乘积的变化,解释上升的原因。
【解析】
(1) ① 支点到力的作用点的距离是支点与力的作用点的线段长度,由题知OA=OC,因此把A处钩码改挂在C处,支点到力的作用点的距离不变;
② 把A处钩码改挂在D处,杠杆仍保持平衡,说明力与力臂的乘积不变,两种情况下支点到力的作用线的距离(力臂)不变;
③ 小聪认为影响因素是力的大小和支点到力的作用点的距离,小明认为是力的大小和支点到力的作用线的距离,结合②中改变作用点位置但力臂不变时杠杆仍平衡,可知小明的观点正确。
(2) ① 探究杠杆平衡条件时,需记录动力、动力臂、阻力、阻力臂,表格中已有动力$F_1$、阻力$F_2$,故a处为动力臂,单位为cm,即动力臂$l_1/\mathrm{cm}$;
② 分析表中数据:$1.0\mathrm{N}×10\mathrm{cm}=2.0\mathrm{N}×5\mathrm{cm}$,$1.5\mathrm{N}×5\mathrm{cm}=0.5\mathrm{N}×15\mathrm{cm}$,$2.0\mathrm{N}×15\mathrm{cm}=1.5\mathrm{N}×20\mathrm{cm}$,均满足动力×动力臂=阻力×阻力臂,因此杠杆平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂;
③ 假设图乙中,设每个钩码重力为$G$,每格长度为$L$,原平衡时左侧力与力臂乘积大于右侧,各加一个钩码后,左侧力与力臂的乘积仍大于右侧,故杠杆左端下沉。
(3) 蜡烛“跷跷板”一端蜡油滴下时,该端的重力减小,对应的力和力臂的乘积变小,平衡被打破,因此此端上升,两端交替上下。
【答案】
(1) ①不变;②支点到力的作用线;③小明
(2) ①动力臂$l_1/\mathrm{cm}$;②动力×动力臂=阻力×阻力臂;③左
(3) 此端力和力臂的乘积变小
【知识点】
杠杆平衡条件;力臂的概念
【点评】
本题通过实验探究杠杆平衡的影响因素及平衡条件,结合生活中的蜡烛跷跷板现象,考查学生对杠杆相关知识的理解与应用,注重实验分析能力的培养,是初中物理的基础题型。
【难度系数】
0.5
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