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1. 如图 A 所示,甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)在图甲的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙),松手后小卡片
(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙的实验,同学们认为小华的实验优于小明的。其主要原因是
A. 能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计
B. 小卡片是比较容易获取的材料
C. 容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D. 小卡片容易扭转
(3)小明也自选器材继续研究二力平衡条件,设计如图 B 所示的 3 个实验方案(钩码质量均为50 g),其中,能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是
(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图 B 所示情况下,小明下一步的操作是
(5)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢? 他提出了自己的实验方案:如图 C 所示,用弹簧测力计拉着钩码
(1)在图甲的装置中,将卡片旋转一定角度(如图丙),松手后小卡片
不能
(能/不能)平衡。这说明两个力必须作用在同一条直线
上,物体才能平衡。为了验证上述结论,有同学设计了“将卡片往下拉过一定距离(如图丁)”的操作方式,大家讨论后认为,该操作方式不可行,原因是丁中的两个力方向不是相反的
。(2)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙的实验,同学们认为小华的实验优于小明的。其主要原因是
A
。A. 能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计
B. 小卡片是比较容易获取的材料
C. 容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D. 小卡片容易扭转
(3)小明也自选器材继续研究二力平衡条件,设计如图 B 所示的 3 个实验方案(钩码质量均为50 g),其中,能验证二力平衡时两个力大小相等、方向相反的是
(a)(b)(c)
(多选)。(4)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在如图 B 所示情况下,小明下一步的操作是
用剪刀将小卡片一剪为二
。(5)小华想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢? 他提出了自己的实验方案:如图 C 所示,用弹簧测力计拉着钩码
可以沿任意方向
(必须沿水平方向/可以沿任意方向/必须沿竖直方向)做匀速直线运动,根据实验现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件适用
(适用/不适用)于物体处于匀速直线运动状态。答案
1. (1) 不能 同一条直线 方向不是相反的 (2) A (3) (a)(b)(c) (4) 用剪刀将小卡片一剪为二 (5) 可以沿任意方向 适用
解析
【分析】
1. 第(1)问：先回忆二力平衡的条件，当小卡片旋转一定角度时，两个拉力不在同一直线上，卡片会转动，无法平衡，说明二力平衡要求两个力作用在同一直线上；图丁中将卡片往下拉，此时两个力的方向不是相反的，不符合验证“同一直线”条件的控制变量要求，所以该操作不可行。
2. 第(2)问：对比小华和小明的实验，小华的小卡片重力极小，可忽略，而小明的木块在桌面会受摩擦力干扰实验，因此小华实验的优势是能让影响二力平衡的第三个力小到可忽略，对应选项A。
3. 第(3)问：分析三个实验方案，(a)(b)中两侧钩码对卡片的拉力大小相等、方向相反；(c)中虽卡片扭转，但两个拉力仍满足大小相等、方向相反，所以三个方案都能验证该条件。
4. 第(4)问：要验证“作用在同一物体上”这一条件，需将一个物体拆成两个，所以用剪刀剪开小卡片，观察两部分是否还能平衡。
5. 第(5)问：钩码受重力和弹簧测力计拉力，沿任意方向匀速直线运动时，拉力与对应平衡力都满足二力平衡条件，因此可以沿任意方向；实验表明静止时的二力平衡条件同样适用于匀速直线运动状态。
【解析】
(1) 将卡片旋转一定角度，两个拉力不在同一条直线上，松手后卡片会转动，不能平衡，说明两个力必须作用在同一条直线上物体才能平衡；图丁中把卡片往下拉，此时两个力的方向不是相反的，无法验证“两个力作用在同一直线上”的结论，因为该操作未控制两个力方向相反的条件。
(2) 小华的实验中，小卡片的重力可忽略不计，而小明的实验中木块受到桌面摩擦力，会影响实验结果，所以小华的实验优于小明的主要原因是能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计，选A。
(3) 方案(a)：两侧钩码质量相等，对卡片的拉力大小相等、方向相反，能验证；方案(b)：两侧钩码拉力满足大小相等、方向相反，能验证；方案(c)：虽卡片扭转，但两个拉力大小相等、方向相反，能验证，故能验证的是(a)(b)(c)。
(4) 为验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，用剪刀将小卡片一剪为二，使两个力分别作用在两个物体上，观察是否还能平衡。
(5) 钩码受重力和弹簧测力计的拉力，沿任意方向做匀速直线运动时，拉力与对应的平衡力都满足二力平衡条件，所以可以沿任意方向；实验表明，物体静止时的二力平衡条件适用于物体处于匀速直线运动状态。
【答案】
(1) 不能；同一条直线；方向不是相反的
(2) A
(3) (a)(b)(c)
(4) 用剪刀将小卡片一剪为二
(5) 可以沿任意方向；适用
【知识点】
二力平衡条件；控制变量法；受力分析
【点评】
本题围绕二力平衡条件的探究展开，通过不同实验方案对比，考查了对二力平衡条件的理解和控制变量法的应用，同时延伸到平衡状态的共性，要求学生熟练掌握二力平衡的四个条件，并能灵活分析实验中的变量与影响因素。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：先回忆二力平衡的条件，当小卡片旋转一定角度时，两个拉力不在同一直线上，卡片会转动，无法平衡，说明二力平衡要求两个力作用在同一直线上；图丁中将卡片往下拉，此时两个力的方向不是相反的，不符合验证“同一直线”条件的控制变量要求，所以该操作不可行。
2. 第(2)问：对比小华和小明的实验，小华的小卡片重力极小，可忽略，而小明的木块在桌面会受摩擦力干扰实验，因此小华实验的优势是能让影响二力平衡的第三个力小到可忽略，对应选项A。
3. 第(3)问：分析三个实验方案，(a)(b)中两侧钩码对卡片的拉力大小相等、方向相反；(c)中虽卡片扭转，但两个拉力仍满足大小相等、方向相反，所以三个方案都能验证该条件。
4. 第(4)问：要验证“作用在同一物体上”这一条件，需将一个物体拆成两个，所以用剪刀剪开小卡片，观察两部分是否还能平衡。
5. 第(5)问：钩码受重力和弹簧测力计拉力，沿任意方向匀速直线运动时，拉力与对应平衡力都满足二力平衡条件，因此可以沿任意方向；实验表明静止时的二力平衡条件同样适用于匀速直线运动状态。
【解析】
(1) 将卡片旋转一定角度，两个拉力不在同一条直线上，松手后卡片会转动，不能平衡，说明两个力必须作用在同一条直线上物体才能平衡；图丁中把卡片往下拉，此时两个力的方向不是相反的，无法验证“两个力作用在同一直线上”的结论，因为该操作未控制两个力方向相反的条件。
(2) 小华的实验中，小卡片的重力可忽略不计，而小明的实验中木块受到桌面摩擦力，会影响实验结果，所以小华的实验优于小明的主要原因是能使影响二力平衡的第三个力小到可以忽略不计，选A。
(3) 方案(a)：两侧钩码质量相等，对卡片的拉力大小相等、方向相反，能验证；方案(b)：两侧钩码拉力满足大小相等、方向相反，能验证；方案(c)：虽卡片扭转，但两个拉力大小相等、方向相反，能验证，故能验证的是(a)(b)(c)。
(4) 为验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，用剪刀将小卡片一剪为二，使两个力分别作用在两个物体上，观察是否还能平衡。
(5) 钩码受重力和弹簧测力计的拉力，沿任意方向做匀速直线运动时，拉力与对应的平衡力都满足二力平衡条件，所以可以沿任意方向；实验表明，物体静止时的二力平衡条件适用于物体处于匀速直线运动状态。
【答案】
(1) 不能；同一条直线；方向不是相反的
(2) A
(3) (a)(b)(c)
(4) 用剪刀将小卡片一剪为二
(5) 可以沿任意方向；适用
【知识点】
二力平衡条件；控制变量法；受力分析
【点评】
本题围绕二力平衡条件的探究展开，通过不同实验方案对比，考查了对二力平衡条件的理解和控制变量法的应用，同时延伸到平衡状态的共性，要求学生熟练掌握二力平衡的四个条件，并能灵活分析实验中的变量与影响因素。
【难度系数】
0.6
2. 小明在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,让小车从斜面由静止滑下，观察和比较小车在不同表面滑行的距离。
(1)实验时要将小车从斜面上
(2)如图甲所示,第二次实验,小车在棉布表面运动,刚好滑到了棉布最右端,接下来在木板上实验,最合理的操作方法是
A. 减轻小车的质量
B. 减小斜面的倾角
C. 降低小车释放的高度
D. 增加木板的长度
(3)小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越
(4)小明同学通过上面的探究学习,思考了以下问题:当抛出的篮球飞到空中 A 点时,如图乙所示,若它受到的一切外力同时消失,则篮球的运动轨迹是
(1)实验时要将小车从斜面上
相同
(相同/不同)位置由静止释放。(2)如图甲所示,第二次实验,小车在棉布表面运动,刚好滑到了棉布最右端,接下来在木板上实验,最合理的操作方法是
D
。A. 减轻小车的质量
B. 减小斜面的倾角
C. 降低小车释放的高度
D. 增加木板的长度
(3)小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越
慢
,运动得越远。由此推理得出结论:如果水平面对小车完全没有摩擦,小车将做匀速直线运动
,说明物体的运动不需要
(需要/不需要)力来维持。此实验得出结论的过程应用了科学推理
(科学推理/转换)法。(4)小明同学通过上面的探究学习,思考了以下问题:当抛出的篮球飞到空中 A 点时,如图乙所示,若它受到的一切外力同时消失,则篮球的运动轨迹是
2
(填图中数字)。答案
2. (1) 相同 (2) D (3) 慢 匀速直线运动 不需要 科学推理 (4) 2
解析
【分析】
1. 第(1)问：探究阻力对物体运动的影响时，需控制小车到达水平面时的初速度相同，因此要将小车从斜面上相同位置由静止释放，这是控制变量法的应用。
2. 第(2)问：木板表面比棉布表面更光滑，小车在木板上受到的阻力更小，滑行距离会更远。若小车在棉布表面刚好滑到最右端，在木板上实验时，为完整观察滑行距离，最合理的操作是增加木板长度；改变小车质量、斜面倾角、释放高度都会改变小车初速度，不符合实验控制变量的要求。
3. 第(3)问：根据实验现象，阻力越小，小车速度减小越慢，滑行越远；进一步推理，若水平面完全无摩擦，小车不受阻力，将保持匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持，该结论是在实验基础上合理推理得出的，用到科学推理法。
4. 第(4)问：篮球在A点时处于运动状态，根据牛顿第一定律，若一切外力同时消失，篮球将保持原来的运动状态，沿原来的运动方向做匀速直线运动，对应轨迹2。
【解析】
(1) 为控制小车到达水平面时的初速度相同，实验时要将小车从斜面上相同位置由静止释放，遵循控制变量法的要求。
(2) 木板表面阻力更小，小车滑行距离更远，为保证小车能在木板上完整滑行，最合理的操作是增加木板的长度；选项A、B、C都会改变小车初速度，不符合实验原则，故选D。
(3) 由实验现象可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远；推理可得：若水平面对小车完全无摩擦，小车将做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持；该结论通过实验加合理推理得出，应用了科学推理法。
(4) 篮球在A点时是运动状态，若一切外力消失，根据牛顿第一定律，篮球将保持原有运动方向做匀速直线运动，运动轨迹是2。
【答案】
(1) 相同
(2) D
(3) 慢；匀速直线运动；不需要；科学推理
(4) 2
【知识点】
阻力对运动的影响；牛顿第一定律；控制变量法
【点评】
本题围绕“阻力对物体运动的影响”实验展开，考查控制变量法、科学推理法的应用，以及牛顿第一定律的理解，需结合实验现象和推理逻辑分析问题，明确力与运动的关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：探究阻力对物体运动的影响时，需控制小车到达水平面时的初速度相同，因此要将小车从斜面上相同位置由静止释放，这是控制变量法的应用。
2. 第(2)问：木板表面比棉布表面更光滑，小车在木板上受到的阻力更小，滑行距离会更远。若小车在棉布表面刚好滑到最右端，在木板上实验时，为完整观察滑行距离，最合理的操作是增加木板长度；改变小车质量、斜面倾角、释放高度都会改变小车初速度，不符合实验控制变量的要求。
3. 第(3)问：根据实验现象，阻力越小，小车速度减小越慢，滑行越远；进一步推理，若水平面完全无摩擦，小车不受阻力，将保持匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持，该结论是在实验基础上合理推理得出的，用到科学推理法。
4. 第(4)问：篮球在A点时处于运动状态，根据牛顿第一定律，若一切外力同时消失，篮球将保持原来的运动状态，沿原来的运动方向做匀速直线运动，对应轨迹2。
【解析】
(1) 为控制小车到达水平面时的初速度相同，实验时要将小车从斜面上相同位置由静止释放，遵循控制变量法的要求。
(2) 木板表面阻力更小，小车滑行距离更远，为保证小车能在木板上完整滑行，最合理的操作是增加木板的长度；选项A、B、C都会改变小车初速度，不符合实验原则，故选D。
(3) 由实验现象可知：小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远；推理可得：若水平面对小车完全无摩擦，小车将做匀速直线运动，说明物体的运动不需要力来维持；该结论通过实验加合理推理得出，应用了科学推理法。
(4) 篮球在A点时是运动状态，若一切外力消失，根据牛顿第一定律，篮球将保持原有运动方向做匀速直线运动，运动轨迹是2。
【答案】
(1) 相同
(2) D
(3) 慢；匀速直线运动；不需要；科学推理
(4) 2
【知识点】
阻力对运动的影响；牛顿第一定律；控制变量法
【点评】
本题围绕“阻力对物体运动的影响”实验展开，考查控制变量法、科学推理法的应用，以及牛顿第一定律的理解，需结合实验现象和推理逻辑分析问题，明确力与运动的关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
