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2. 橡皮筋动力船是如何运动的？这个过程中有哪些能量转化？
3. 这款橡皮筋动力船还有哪些地方可以改进？说说你的想法。
3. 这款橡皮筋动力船还有哪些地方可以改进？说说你的想法。
答案
解：
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
解析
【分析】
解答本题需分两部分思考：一是橡皮筋动力船的运动原理，需结合弹性形变、力的作用相互性分析；二是能量转化，要梳理能量的来源与去向；三是改进方向，需从实际航行的问题（阻力、动力、效率、稳定性等）入手思考优化方案。
【解析】
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
【答案】
解：
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
【知识点】
力的作用相互性、能量转化、弹力应用
【点评】
本题结合实际的橡皮筋动力船，考查物理知识在生活中的应用，既涉及力学核心概念，又要求学生结合实际思考改进方案，体现了物理学科“从生活中来，到生活中去”的特点，能培养学生的观察能力与创新思维。
【难度系数】
0.5
解答本题需分两部分思考：一是橡皮筋动力船的运动原理，需结合弹性形变、力的作用相互性分析；二是能量转化，要梳理能量的来源与去向；三是改进方向，需从实际航行的问题（阻力、动力、效率、稳定性等）入手思考优化方案。
【解析】
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
【答案】
解：
2. 运动过程：将橡皮筋扭转缠绕使其发生弹性形变，松手后橡皮筋要恢复原状，带动相连的螺旋桨转动，螺旋桨对水施加向后的作用力，根据力的作用是相互的，水同时对螺旋桨施加向前的反作用力，推动动力船在水面向前运动。
能量转化：拧动橡皮筋时，人体的化学能转化为橡皮筋的弹性势能；船航行的过程中，橡皮筋的弹性势能逐渐转化为船的动能，还有少部分能量转化为内能耗散。
3. 可改进的方向：
① 将船体设计为流线型，减小航行时水的阻力，提升船的行驶速度和续航距离；
② 更换弹性更强的橡皮筋，或并联多根橡皮筋，储存更多弹性势能，延长动力输出的持续时间；
③ 优化螺旋桨的叶片角度与面积，提升螺旋桨推水的效率，减少不必要的能量损耗；
④ 在船底加装导向尾鳍，避免船航行时跑偏，提升行驶方向的稳定性；
⑤ 选用密度更小的轻质材料制作船体，降低船身自重，减小航行的动力消耗。
【知识点】
力的作用相互性、能量转化、弹力应用
【点评】
本题结合实际的橡皮筋动力船，考查物理知识在生活中的应用，既涉及力学核心概念，又要求学生结合实际思考改进方案，体现了物理学科“从生活中来，到生活中去”的特点，能培养学生的观察能力与创新思维。
【难度系数】
0.5
弹簧测力计是初中物理常用的测量重力大小的器材。下图是弹簧测力计的实物图和构造图。请你用生活中的材料制作一个简易的弹簧测力计，要求：（1）最大测量重力不小于5 N；（2）对刻度盘上的刻度进行标注，要有最小分度值。请在下方空白处简述材料选择、制作过程，并将制作好的实物图片粘贴在空白位置。
答案
解：
材料选择
1根弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，单个质量为50g的标准钩码10个，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程
1. 将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧的上端固定在硬卡纸顶端，弹簧下端用细绳系住回形针，将回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 弹簧自然下垂、挂钩不悬挂任何重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，确定零刻度线。
3. 在挂钩上悬挂总重力为5N的重物（10个50g钩码，总质量0.5kg，总重力$G=mg=0.5\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=5\mathrm{N}$），待重物静止、指针不再移动后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N刻度线到5N刻度线的区域平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即该简易弹簧测力计的最小分度值为0.2N。
5. 依次标注所有刻度对应的力的数值，确认装置最大测量值为5N，满足量程不小于5N的要求，简易弹簧测力计制作完成。
材料选择
1根弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，单个质量为50g的标准钩码10个，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程
1. 将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧的上端固定在硬卡纸顶端，弹簧下端用细绳系住回形针，将回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 弹簧自然下垂、挂钩不悬挂任何重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，确定零刻度线。
3. 在挂钩上悬挂总重力为5N的重物（10个50g钩码，总质量0.5kg，总重力$G=mg=0.5\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg}=5\mathrm{N}$），待重物静止、指针不再移动后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N刻度线到5N刻度线的区域平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即该简易弹簧测力计的最小分度值为0.2N。
5. 依次标注所有刻度对应的力的数值，确认装置最大测量值为5N，满足量程不小于5N的要求，简易弹簧测力计制作完成。
解析
【分析】
要制作符合要求的简易弹簧测力计，需利用“在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比”的核心原理。首先选择弹性足够的材料，保证最大测量重力不小于5N；接着确定零刻度线（不挂重物时指针位置）和最大刻度线（悬挂已知总重5N的标准重物时指针位置）；再根据弹簧伸长与拉力的正比关系，合理划分0~5N的刻度区间，确定最小分度值，最终完成刻度标注，满足题目要求。
【解析】
材料选择：选取弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，10个单个质量50g的标准钩码，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程：
1. 组装装置：将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧上端固定在硬卡纸顶端；弹簧下端用细绳系住回形针，回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 确定零刻度：弹簧自然下垂、挂钩不挂重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，即零刻度线。
3. 确定最大刻度：在挂钩上悬挂10个50g的钩码，总质量$m=10×0.05kg=0.5kg$，总重力$G=mg=0.5kg×10N/kg=5N$；待重物静止、指针稳定后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 划分刻度：依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N到5N的刻度区间平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每个1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即最小分度值为0.2N。
5. 标注完整刻度：依次标注各刻度线对应的力的数值，确认最大测量值为5N，满足题目要求，简易弹簧测力计制作完成。
【答案】
材料选择：1根弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，单个质量为50g的标准钩码10个，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程：
1. 将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧的上端固定在硬卡纸顶端，弹簧下端用细绳系住回形针，将回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 弹簧自然下垂、挂钩不悬挂任何重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，确定零刻度线。
3. 在挂钩上悬挂总重力为5N的重物（10个50g钩码，总质量0.5kg，总重力$G=mg=0.5kg × 10N/kg=5N$），待重物静止、指针不再移动后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N刻度线到5N刻度线的区域平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即该简易弹簧测力计的最小分度值为0.2N。
5. 依次标注所有刻度对应的力的数值，确认装置最大测量值为5N，满足量程不小于5N的要求，简易弹簧测力计制作完成。
【知识点】
弹簧测力计原理、力的测量
【点评】
本题为动手实践类题目，考查对弹簧测力计工作原理的理解与应用，通过实际制作加深对弹簧伸长与拉力关系的认识，培养动手能力和知识应用能力。
【难度系数】
0.5
要制作符合要求的简易弹簧测力计，需利用“在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比”的核心原理。首先选择弹性足够的材料，保证最大测量重力不小于5N；接着确定零刻度线（不挂重物时指针位置）和最大刻度线（悬挂已知总重5N的标准重物时指针位置）；再根据弹簧伸长与拉力的正比关系，合理划分0~5N的刻度区间，确定最小分度值，最终完成刻度标注，满足题目要求。
【解析】
材料选择：选取弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，10个单个质量50g的标准钩码，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程：
1. 组装装置：将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧上端固定在硬卡纸顶端；弹簧下端用细绳系住回形针，回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 确定零刻度：弹簧自然下垂、挂钩不挂重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，即零刻度线。
3. 确定最大刻度：在挂钩上悬挂10个50g的钩码，总质量$m=10×0.05kg=0.5kg$，总重力$G=mg=0.5kg×10N/kg=5N$；待重物静止、指针稳定后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 划分刻度：依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N到5N的刻度区间平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每个1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即最小分度值为0.2N。
5. 标注完整刻度：依次标注各刻度线对应的力的数值，确认最大测量值为5N，满足题目要求，简易弹簧测力计制作完成。
【答案】
材料选择：1根弹性良好、弹性限度内可承受拉力不小于5N的弹簧（或粗橡皮筋），硬卡纸，回形针，单个质量为50g的标准钩码10个，记号笔，刻度尺，细绳，小铁挂钩。
制作过程：
1. 将硬卡纸竖直放置作为刻度面板，把弹簧的上端固定在硬卡纸顶端，弹簧下端用细绳系住回形针，将回形针尖端作为指针，回形针下端连接小铁挂钩。
2. 弹簧自然下垂、挂钩不悬挂任何重物时，待指针静止，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为0N，确定零刻度线。
3. 在挂钩上悬挂总重力为5N的重物（10个50g钩码，总质量0.5kg，总重力$G=mg=0.5kg × 10N/kg=5N$），待重物静止、指针不再移动后，在指针指向的硬卡纸位置绘制刻度线，标注数值为5N。
4. 依据弹性限度内弹簧伸长量与拉力成正比的规律，用刻度尺将0N刻度线到5N刻度线的区域平均分为5个大格，每个大格对应1N的力；再将每1N的大格平均分为5个小格，每个小格对应0.2N的力，即该简易弹簧测力计的最小分度值为0.2N。
5. 依次标注所有刻度对应的力的数值，确认装置最大测量值为5N，满足量程不小于5N的要求，简易弹簧测力计制作完成。
【知识点】
弹簧测力计原理、力的测量
【点评】
本题为动手实践类题目，考查对弹簧测力计工作原理的理解与应用，通过实际制作加深对弹簧伸长与拉力关系的认识，培养动手能力和知识应用能力。
【难度系数】
0.5
