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7.(苏州)两端开口的玻璃管,下端套有扎紧的气球,管中装有适量水,处于竖直静止状态(图8-6甲)。手握管子突然(选填“向上”或“向下”)运动时,气球突然变大(图8-6乙),此时手对管子竖直向上的力(选填“大于”“小于”或“等于”)管子总重,该现象的产生是由于具有惯性。
答案
向上
大于
水
大于
水
解析
【分析】
要解决此题，需分三步分析：
1. 确定气球变大的运动方向：气球变大说明管内水对气球的压强减小，当手握管子向上运动时，水由于惯性保持原来的静止状态，会相对管子向下运动，使管内水柱高度降低，水对气球的压强减小，外界大气压将气球压大，因此管子应向上运动。
2. 分析手对管子的力：管子向上加速运动时，对管子和水的整体，根据力与运动的关系，向上的合力为手的拉力与总重的差值，即手的拉力需大于管子总重，才能使整体向上加速。
3. 确定惯性的主体：该现象是因为水具有惯性，未随管子同步向上运动，导致水柱高度降低，压强减小。
【解析】
1. 气球变大的分析：当手握管子突然向上运动时，水由于惯性要保持原来的静止状态，相对于管子向下运动，管内水柱高度减小，根据液体压强公式$ p=\rho gh $，水对气球的压强减小，外界大气压将气球压得更大，故第一个空填“向上”。
2. 手对管子的力的分析：管子向上加速运动，对管子和水的整体，由牛顿第二定律$ F - G_{\mathrm{总}} = ma $（$ a＞0 $，方向向上），可知手对管子竖直向上的力$ F $大于管子总重$ G_{\mathrm{总}} $，故第二个空填“大于”。
3. 惯性主体的分析：此现象的产生是由于水具有惯性，不能随管子同步向上运动，导致水柱相对下降，压强减小，故第三个空填“水”。
【答案】
向上；大于；水
【知识点】
惯性、液体压强、力与运动的关系
【点评】
本题综合考查惯性、液体压强以及力与运动的关系，需要结合物理现象分析其本质，注重对惯性概念和力与运动规律的理解与应用，要求学生具备一定的受力分析和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需分三步分析：
1. 确定气球变大的运动方向：气球变大说明管内水对气球的压强减小，当手握管子向上运动时，水由于惯性保持原来的静止状态，会相对管子向下运动，使管内水柱高度降低，水对气球的压强减小，外界大气压将气球压大，因此管子应向上运动。
2. 分析手对管子的力：管子向上加速运动时，对管子和水的整体，根据力与运动的关系，向上的合力为手的拉力与总重的差值，即手的拉力需大于管子总重，才能使整体向上加速。
3. 确定惯性的主体：该现象是因为水具有惯性，未随管子同步向上运动，导致水柱高度降低，压强减小。
【解析】
1. 气球变大的分析：当手握管子突然向上运动时，水由于惯性要保持原来的静止状态，相对于管子向下运动，管内水柱高度减小，根据液体压强公式$ p=\rho gh $，水对气球的压强减小，外界大气压将气球压得更大，故第一个空填“向上”。
2. 手对管子的力的分析：管子向上加速运动，对管子和水的整体，由牛顿第二定律$ F - G_{\mathrm{总}} = ma $（$ a＞0 $，方向向上），可知手对管子竖直向上的力$ F $大于管子总重$ G_{\mathrm{总}} $，故第二个空填“大于”。
3. 惯性主体的分析：此现象的产生是由于水具有惯性，不能随管子同步向上运动，导致水柱相对下降，压强减小，故第三个空填“水”。
【答案】
向上；大于；水
【知识点】
惯性、液体压强、力与运动的关系
【点评】
本题综合考查惯性、液体压强以及力与运动的关系，需要结合物理现象分析其本质，注重对惯性概念和力与运动规律的理解与应用，要求学生具备一定的受力分析和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
8.(德阳)如图8-7所示,物块A与长木板B叠放在水平桌面上,水平轻质弹簧一端与物块A连接,另一端固定于竖直墙壁,长木板B用水平轻绳跨过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙子的总重力为$G$时,物块A处于静止状态,长木板B向左做匀速直线运动,则物块A受到个力的作用;若向沙桶中再加入沙子,沙桶未接触地面且物块A未从长木板B的右端滑下,则桌面对长木板B的滑动摩擦力(选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案
4
不变
不变
解析
【分析】
首先分析物块A的受力：先考虑竖直方向，A受竖直向下的重力和B对它竖直向上的支持力；再看水平方向，B向左匀速运动，A静止，A相对于B向右运动，所以A受到B向左的滑动摩擦力，同时弹簧对A有向右的拉力，使A保持静止，由此可确定A的受力个数。
然后分析桌面对B的滑动摩擦力：滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，向沙桶加沙子后，B对桌面的压力等于A、B总重力，总重力不变，接触面粗糙程度也不变，据此判断滑动摩擦力的变化。
【解析】
1. 对物块A进行受力分析：
竖直方向：受到竖直向下的重力、长木板B对其竖直向上的支持力，二力平衡；
水平方向：长木板B向左匀速运动，A相对于B向右运动，因此A受到B对它向左的滑动摩擦力；同时弹簧对A有向右的拉力，使A保持静止。
综上，物块A共受到4个力的作用。
2. 分析桌面对长木板B的滑动摩擦力：
滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面粗糙程度决定，公式为$f=μ N$。向沙桶中加入沙子后，长木板B对桌面的压力等于A和B的总重力，总重力不变，且桌面与B的接触面粗糙程度不变，因此桌面对长木板B的滑动摩擦力不变。
【答案】
4；不变
【知识点】
受力分析；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查受力分析和滑动摩擦力的影响因素，解题关键是明确滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关，与拉力无关；同时要准确根据相对运动状态判断摩擦力的存在。
【难度系数】
0.6
首先分析物块A的受力：先考虑竖直方向，A受竖直向下的重力和B对它竖直向上的支持力；再看水平方向，B向左匀速运动，A静止，A相对于B向右运动，所以A受到B向左的滑动摩擦力，同时弹簧对A有向右的拉力，使A保持静止，由此可确定A的受力个数。
然后分析桌面对B的滑动摩擦力：滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，向沙桶加沙子后，B对桌面的压力等于A、B总重力，总重力不变，接触面粗糙程度也不变，据此判断滑动摩擦力的变化。
【解析】
1. 对物块A进行受力分析：
竖直方向：受到竖直向下的重力、长木板B对其竖直向上的支持力，二力平衡；
水平方向：长木板B向左匀速运动，A相对于B向右运动，因此A受到B对它向左的滑动摩擦力；同时弹簧对A有向右的拉力，使A保持静止。
综上，物块A共受到4个力的作用。
2. 分析桌面对长木板B的滑动摩擦力：
滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面粗糙程度决定，公式为$f=μ N$。向沙桶中加入沙子后，长木板B对桌面的压力等于A和B的总重力，总重力不变，且桌面与B的接触面粗糙程度不变，因此桌面对长木板B的滑动摩擦力不变。
【答案】
4；不变
【知识点】
受力分析；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题考查受力分析和滑动摩擦力的影响因素，解题关键是明确滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度有关，与拉力无关；同时要准确根据相对运动状态判断摩擦力的存在。
【难度系数】
0.6
9.(菏泽)如图8-8所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上。请在$O$点画出倒流壶受到的重力$G$和支持力$F$的示意图。
答案
解析
【分析】
首先，倒流壶静止在水平展台上，处于平衡状态，受到的重力与支持力是一对平衡力。重力的方向始终竖直向下，作用点在O点；支持力是水平展台对倒流壶的作用力，方向竖直向上，作用点也可画在O点，且二力大小相等，所以表示两个力的线段长度应大致相同。
【解析】
1. 绘制重力$G$：以$O$点为作用点，竖直向下画一条带箭头的线段，并标注符号$G$；
2. 绘制支持力$F$：以$O$点为作用点，竖直向上画一条带箭头的线段，并标注符号$F$，且该线段长度与重力的线段长度大致相等（因二力平衡，大小相等）。
【答案】
示意图为：从$O$点竖直向下画带箭头线段标注$G$，竖直向上画带箭头线段标注$F$，两线段长度相等。
【知识点】
重力示意图绘制、支持力示意图绘制、二力平衡
【点评】
本题考查平衡力的判断及力的示意图的画法，需明确重力和支持力的方向、作用点，同时通过线段长度体现平衡力的大小关系。
【难度系数】
0.8
首先，倒流壶静止在水平展台上，处于平衡状态，受到的重力与支持力是一对平衡力。重力的方向始终竖直向下，作用点在O点；支持力是水平展台对倒流壶的作用力，方向竖直向上，作用点也可画在O点，且二力大小相等，所以表示两个力的线段长度应大致相同。
【解析】
1. 绘制重力$G$：以$O$点为作用点，竖直向下画一条带箭头的线段，并标注符号$G$；
2. 绘制支持力$F$：以$O$点为作用点，竖直向上画一条带箭头的线段，并标注符号$F$，且该线段长度与重力的线段长度大致相等（因二力平衡，大小相等）。
【答案】
示意图为：从$O$点竖直向下画带箭头线段标注$G$，竖直向上画带箭头线段标注$F$，两线段长度相等。
【知识点】
重力示意图绘制、支持力示意图绘制、二力平衡
【点评】
本题考查平衡力的判断及力的示意图的画法，需明确重力和支持力的方向、作用点，同时通过线段长度体现平衡力的大小关系。
【难度系数】
0.8
10.(河南)如图8-9所示,手按压水平桌面并向左滑动,可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点,画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。
答案
解析
【分析】
要画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图，需先明确两个力的方向：
1. 支持力是桌面对手的弹力，垂直于水平桌面向上，即竖直向上；
2. 手向左滑动，相对于桌面有向左的相对运动，桌面对手的摩擦力阻碍该相对运动，方向水平向右。
两个力的作用点均为A点，随后从A点出发，沿对应力的方向画带箭头的线段，并标注力的符号即可。
【解析】
1. 支持力：以A点为作用点，竖直向上画一段带箭头的线段，标注符号$ F_{\mathrm{支}} $（或$ F_N $）；
2. 摩擦力：以A点为作用点，水平向右画一段带箭头的线段，标注符号$ f $。
（示意图需呈现：从A点出发的竖直向上箭头和水平向右箭头，分别标注对应力的符号）
【答案】
以A为作用点，竖直向上画带箭头线段并标注$ F_{\mathrm{支}} $，水平向右画带箭头线段并标注$ f $（符合上述要求的示意图均可）
【知识点】
力的示意图；摩擦力的方向；弹力的方向
【点评】
本题考查力的示意图的绘制，核心是准确判断支持力和摩擦力的方向，需掌握“摩擦力阻碍相对运动”“弹力垂直于接触面”的规律，属于力学基础题型，侧重对力的基本性质的理解与应用。
【难度系数】
0.8
要画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图，需先明确两个力的方向：
1. 支持力是桌面对手的弹力，垂直于水平桌面向上，即竖直向上；
2. 手向左滑动，相对于桌面有向左的相对运动，桌面对手的摩擦力阻碍该相对运动，方向水平向右。
两个力的作用点均为A点，随后从A点出发，沿对应力的方向画带箭头的线段，并标注力的符号即可。
【解析】
1. 支持力：以A点为作用点，竖直向上画一段带箭头的线段，标注符号$ F_{\mathrm{支}} $（或$ F_N $）；
2. 摩擦力：以A点为作用点，水平向右画一段带箭头的线段，标注符号$ f $。
（示意图需呈现：从A点出发的竖直向上箭头和水平向右箭头，分别标注对应力的符号）
【答案】
以A为作用点，竖直向上画带箭头线段并标注$ F_{\mathrm{支}} $，水平向右画带箭头线段并标注$ f $（符合上述要求的示意图均可）
【知识点】
力的示意图；摩擦力的方向；弹力的方向
【点评】
本题考查力的示意图的绘制，核心是准确判断支持力和摩擦力的方向，需掌握“摩擦力阻碍相对运动”“弹力垂直于接触面”的规律，属于力学基础题型，侧重对力的基本性质的理解与应用。
【难度系数】
0.8
11.(陕西)为探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验小组的同学用如图8-10甲所示的装置和器材进行实验。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿方向拉动,使木块做运动,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的关系。
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图8-10乙所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向为水平向。
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小。
(1)将木块平放在水平长木板上,用弹簧测力计沿方向拉动,使木块做运动,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小。
(2)在木块上加放砝码,是为了探究滑动摩擦力大小与的关系;在长木板上铺上棉布或毛巾,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面的关系。
(3)实验中,大家发现弹簧测力计示数很难稳定,于是设计了如图8-10乙所示的装置来进行实验。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。
①启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块相对于地面,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,木块所受滑动摩擦力的方向为水平向。
②某次实验中,当弹簧测力计的示数稳定后,改变传送带的速度大小,大家发现弹簧测力计的示数没有改变,说明木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小。
答案
（1）水平
匀速直线
（2）压力大小（或压力）
粗糙程度
（3）静止
左
无关
匀速直线
（2）压力大小（或压力）
粗糙程度
（3）静止
左
无关
解析
【分析】
1. 第(1)问：根据二力平衡原理，只有让木块在水平方向做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力才是一对平衡力，大小相等，这样才能通过弹簧测力计示数得到滑动摩擦力大小，因此拉力方向需与木板平行，即水平方向。
2. 第(2)问：探究滑动摩擦力的影响因素用到控制变量法：加砝码改变了木块对接触面的压力，接触面粗糙程度不变，故探究滑动摩擦力与压力大小的关系；更换棉布、毛巾改变了接触面粗糙程度，压力不变，故探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
3. 第(3)问①：图乙中弹簧测力计示数稳定后，木块相对于地面位置不变，处于静止状态，此时拉力与滑动摩擦力平衡；传送带向左运动，木块相对传送带向右运动，根据滑动摩擦力与相对运动方向相反，可知摩擦力方向水平向左。
4. 第(3)问②：改变传送带速度后弹簧测力计示数不变，说明滑动摩擦力大小未变，在压力和粗糙程度不变时，速度不影响滑动摩擦力，故二者无关。
【解析】
(1) 测量滑动摩擦力时，需用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，二者大小相等，弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。
(2) 在木块上加放砝码，增大了木块对接触面的压力，接触面粗糙程度不变，此操作是为探究滑动摩擦力大小与压力大小（或压力）的关系；在长木板上铺棉布或毛巾，改变了接触面的粗糙程度，压力大小不变，是为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3) ①启动传送带，弹簧测力计示数稳定后，木块相对于地面位置不变，即木块相对于地面静止；传送带向左运动，木块相对传送带向右运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故木块所受滑动摩擦力方向为水平向左。
②改变传送带速度大小，弹簧测力计示数不变，说明木块所受滑动摩擦力大小未变，即滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
【答案】
(1) 水平；匀速直线
(2) 压力大小（或压力）；粗糙程度
(3) ①静止；左 ②无关
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题通过常规与改进的实验装置探究滑动摩擦力的影响因素，重点考查二力平衡的应用、控制变量法的使用，同时考查了滑动摩擦力方向的判断，实验改进体现了减小实验误差的思路。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：根据二力平衡原理，只有让木块在水平方向做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力才是一对平衡力，大小相等，这样才能通过弹簧测力计示数得到滑动摩擦力大小，因此拉力方向需与木板平行，即水平方向。
2. 第(2)问：探究滑动摩擦力的影响因素用到控制变量法：加砝码改变了木块对接触面的压力，接触面粗糙程度不变，故探究滑动摩擦力与压力大小的关系；更换棉布、毛巾改变了接触面粗糙程度，压力不变，故探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
3. 第(3)问①：图乙中弹簧测力计示数稳定后，木块相对于地面位置不变，处于静止状态，此时拉力与滑动摩擦力平衡；传送带向左运动，木块相对传送带向右运动，根据滑动摩擦力与相对运动方向相反，可知摩擦力方向水平向左。
4. 第(3)问②：改变传送带速度后弹簧测力计示数不变，说明滑动摩擦力大小未变，在压力和粗糙程度不变时，速度不影响滑动摩擦力，故二者无关。
【解析】
(1) 测量滑动摩擦力时，需用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，二者大小相等，弹簧测力计示数等于滑动摩擦力大小。
(2) 在木块上加放砝码，增大了木块对接触面的压力，接触面粗糙程度不变，此操作是为探究滑动摩擦力大小与压力大小（或压力）的关系；在长木板上铺棉布或毛巾，改变了接触面的粗糙程度，压力大小不变，是为探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3) ①启动传送带，弹簧测力计示数稳定后，木块相对于地面位置不变，即木块相对于地面静止；传送带向左运动，木块相对传送带向右运动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故木块所受滑动摩擦力方向为水平向左。
②改变传送带速度大小，弹簧测力计示数不变，说明木块所受滑动摩擦力大小未变，即滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关。
【答案】
(1) 水平；匀速直线
(2) 压力大小（或压力）；粗糙程度
(3) ①静止；左 ②无关
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题通过常规与改进的实验装置探究滑动摩擦力的影响因素，重点考查二力平衡的应用、控制变量法的使用，同时考查了滑动摩擦力方向的判断，实验改进体现了减小实验误差的思路。
【难度系数】
0.6
