14. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用。F与时间t的关系如图乙所示,物体的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。下列判断正确的是()。

A.t=3s时,物体受力平衡
B.t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
C.2~4s内物体所受摩擦力为3N
D.t=1s时,物体所受摩擦力为1N
A.t=3s时,物体受力平衡
B.t=6s时,将F撤掉,物体立刻静止
C.2~4s内物体所受摩擦力为3N
D.t=1s时,物体所受摩擦力为1N
答案
D
解析
A 选项:t = 3s 时,从图丙可知物体在加速运动,处于非平衡状态,受力不平衡,A 错误。
B 选项:t = 6s 时,将 F 撤掉,物体由于惯性不会立刻静止,还会继续运动一段距离,B 错误。
C 选项:4 - 6s 内物体做匀速直线运动,此时摩擦力等于推力为 2N,2 - 4s 内物体做加速运动,因为压力大小和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为 2N,C 错误。
D 选项:t = 1s 时,物体静止,所受摩擦力等于推力为 1N,D 正确。
B 选项:t = 6s 时,将 F 撤掉,物体由于惯性不会立刻静止,还会继续运动一段距离,B 错误。
C 选项:4 - 6s 内物体做匀速直线运动,此时摩擦力等于推力为 2N,2 - 4s 内物体做加速运动,因为压力大小和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为 2N,C 错误。
D 选项:t = 1s 时,物体静止,所受摩擦力等于推力为 1N,D 正确。
15. 为了探究滑动摩擦力大小与什么因素有关,小夏设计了如图所示实验。

(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,请你说出这样做的依据:。
(2)通过比较甲、乙两次实验,可探究滑动摩擦力大小与是否有关;通过比较乙、丙两次实验,可探究滑动摩擦力大小与是否有关。
(3)通过比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。
(1)实验过程中,弹簧测力计应沿水平方向拉着物块做运动,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,请你说出这样做的依据:。
(2)通过比较甲、乙两次实验,可探究滑动摩擦力大小与是否有关;通过比较乙、丙两次实验,可探究滑动摩擦力大小与是否有关。
(3)通过比较甲、丁两次实验,发现甲实验中弹簧测力计的示数大于丁实验中弹簧测力计的示数,小夏由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。你认为他的结论是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。
答案
(1)匀速直线;二力平衡(或滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等)。
(2)压力大小;接触面粗糙程度。
(3)错误;没有控制压力大小相同。
(2)压力大小;接触面粗糙程度。
(3)错误;没有控制压力大小相同。
解析
【解析】
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动时,物块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,二者大小相等,因此滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,滑动摩擦力不同,可探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关;乙、丙两次实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关。
(3)甲、丁两次实验中,切去物体的一半,接触面积减小的同时,物体对接触面的压力也减小了,没有控制压力大小相同,因此得出“滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关”的结论是错误的。
【答案】
(1)匀速直线;二力平衡(或滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等)
(2)压力大小;接触面粗糙程度
(3)错误;没有控制压力大小相同
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用、控制变量法
【点评】
本题通过控制变量法探究滑动摩擦力的影响因素,重点考查对控制变量法的理解与应用,以及对实验结论的分析能力,需注意实验中控制变量的原则。
【难度系数】
0.8
(1)实验过程中,弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动时,物块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的知识,二者大小相等,因此滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,滑动摩擦力不同,可探究滑动摩擦力大小与压力大小是否有关;乙、丙两次实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力不同,可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关。
(3)甲、丁两次实验中,切去物体的一半,接触面积减小的同时,物体对接触面的压力也减小了,没有控制压力大小相同,因此得出“滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关”的结论是错误的。
【答案】
(1)匀速直线;二力平衡(或滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等)
(2)压力大小;接触面粗糙程度
(3)错误;没有控制压力大小相同
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用、控制变量法
【点评】
本题通过控制变量法探究滑动摩擦力的影响因素,重点考查对控制变量法的理解与应用,以及对实验结论的分析能力,需注意实验中控制变量的原则。
【难度系数】
0.8
16. 请组织一场拔河比赛,并用所学的力学知识分析如何增大在比赛中取胜的概率。
答案
1. 增加队员对地面的压力:选用体重大的队员,增大对地面的压力(压力越大,最大静摩擦力越大)。
2. 增大接触面粗糙程度:穿鞋底花纹深的鞋子,或在地面撒沙子、草屑等,增大接触面粗糙程度(接触面越粗糙,最大静摩擦力越大)。
3. 保持正确姿势:身体向后倾斜,降低重心,使拉力方向尽量水平,避免因重心不稳导致滑动,确保能充分利用最大静摩擦力。
2. 增大接触面粗糙程度:穿鞋底花纹深的鞋子,或在地面撒沙子、草屑等,增大接触面粗糙程度(接触面越粗糙,最大静摩擦力越大)。
3. 保持正确姿势:身体向后倾斜,降低重心,使拉力方向尽量水平,避免因重心不稳导致滑动,确保能充分利用最大静摩擦力。
解析
【解析】
拔河比赛的胜负核心在于队员所受地面的最大静摩擦力是否大于对方拉力,可从增大最大静摩擦力和稳定自身状态两方面分析取胜方法:
1. 增大对地面的压力:根据静摩擦力的影响规律,接触面粗糙程度一定时,压力越大,最大静摩擦力越大。选用体重大的队员,能增大对地面的压力,进而增大最大静摩擦力。
2. 增大接触面粗糙程度:压力一定时,接触面越粗糙,最大静摩擦力越大。让队员穿鞋底花纹深的鞋子,或在比赛地面撒沙子、草屑等,可增大接触面粗糙程度,提升最大静摩擦力。
3. 保持正确姿势:身体向后倾斜、降低重心,既能提升自身稳度,避免因重心不稳滑动,又能使拉力方向尽量水平,确保充分利用最大静摩擦力,避免分力造成的受力浪费。
【答案】
增大拔河比赛取胜概率的方法及力学依据如下:
1. 选用体重大的队员,增大对地面的压力(压力越大,最大静摩擦力越大);
2. 穿鞋底花纹深的鞋子,或在地面撒沙子、草屑等,增大接触面粗糙程度(接触面越粗糙,最大静摩擦力越大);
3. 保持身体向后倾斜的正确姿势,降低重心,使拉力方向尽量水平,提升稳度,充分利用最大静摩擦力。
【知识点】
1. 静摩擦力的影响因素;2. 重心与稳度
【点评】
本题结合拔河比赛的实际情境,考查力学知识在生活中的应用,要求学生将静摩擦力、重心稳度等理论知识与实际操作结合,体现了物理学科的实用性,有助于提升学生运用知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
拔河比赛的胜负核心在于队员所受地面的最大静摩擦力是否大于对方拉力,可从增大最大静摩擦力和稳定自身状态两方面分析取胜方法:
1. 增大对地面的压力:根据静摩擦力的影响规律,接触面粗糙程度一定时,压力越大,最大静摩擦力越大。选用体重大的队员,能增大对地面的压力,进而增大最大静摩擦力。
2. 增大接触面粗糙程度:压力一定时,接触面越粗糙,最大静摩擦力越大。让队员穿鞋底花纹深的鞋子,或在比赛地面撒沙子、草屑等,可增大接触面粗糙程度,提升最大静摩擦力。
3. 保持正确姿势:身体向后倾斜、降低重心,既能提升自身稳度,避免因重心不稳滑动,又能使拉力方向尽量水平,确保充分利用最大静摩擦力,避免分力造成的受力浪费。
【答案】
增大拔河比赛取胜概率的方法及力学依据如下:
1. 选用体重大的队员,增大对地面的压力(压力越大,最大静摩擦力越大);
2. 穿鞋底花纹深的鞋子,或在地面撒沙子、草屑等,增大接触面粗糙程度(接触面越粗糙,最大静摩擦力越大);
3. 保持身体向后倾斜的正确姿势,降低重心,使拉力方向尽量水平,提升稳度,充分利用最大静摩擦力。
【知识点】
1. 静摩擦力的影响因素;2. 重心与稳度
【点评】
本题结合拔河比赛的实际情境,考查力学知识在生活中的应用,要求学生将静摩擦力、重心稳度等理论知识与实际操作结合,体现了物理学科的实用性,有助于提升学生运用知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
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