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14. 如图所示，在50 N的水平拉力F的作用下，重600 N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的$\frac{1}{5}$，绳子自由端向前移动的速度为0.6 m/s，则1 min内物体移动的距离为
12
m，1 min内拉力所做的有用功为1 440
J。答案
14. 12 1 440
解析
【分析】
本题是水平滑轮组的应用问题，需明确水平滑轮组的核心关系：拉力移动的距离、速度与物体移动的距离、速度满足$s_{绳}=ns_{物}$、$v_{绳}=nv_{物}$（$n$为动滑轮上的绳子段数）；水平滑轮组的有用功是克服滑动摩擦力做的功。解题步骤为：先计算滑动摩擦力，再求1min内绳子自由端移动的距离，结合滑轮组段数求出物体移动距离，最后计算有用功。
【解析】
1. 计算滑动摩擦力：物体与地面间的滑动摩擦力$f=\frac{1}{5}G=\frac{1}{5}×600N=120N$。
2. 计算1min内绳子自由端移动的距离：时间$t=1min=60s$，绳子自由端移动的距离$s_{绳}=v_{绳}t=0.6m/s×60s=36m$。
3. 求物体移动的距离：由图可知动滑轮上有3段绳子（$n=3$），根据$s_{绳}=ns_{物}$，得物体移动距离$s_{物}=\frac{s_{绳}}{n}=\frac{36m}{3}=12m$。
4. 计算有用功：水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功，$W_{有}=fs_{物}=120N×12m=1440J$。
【答案】
12；1440
【知识点】
水平滑轮组、功的计算、滑动摩擦力
【点评】
本题考查水平滑轮组的相关计算，关键是区分水平滑轮组与竖直滑轮组的有用功（水平为克服摩擦力），并正确确定动滑轮上的绳子段数，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题是水平滑轮组的应用问题，需明确水平滑轮组的核心关系：拉力移动的距离、速度与物体移动的距离、速度满足$s_{绳}=ns_{物}$、$v_{绳}=nv_{物}$（$n$为动滑轮上的绳子段数）；水平滑轮组的有用功是克服滑动摩擦力做的功。解题步骤为：先计算滑动摩擦力，再求1min内绳子自由端移动的距离，结合滑轮组段数求出物体移动距离，最后计算有用功。
【解析】
1. 计算滑动摩擦力：物体与地面间的滑动摩擦力$f=\frac{1}{5}G=\frac{1}{5}×600N=120N$。
2. 计算1min内绳子自由端移动的距离：时间$t=1min=60s$，绳子自由端移动的距离$s_{绳}=v_{绳}t=0.6m/s×60s=36m$。
3. 求物体移动的距离：由图可知动滑轮上有3段绳子（$n=3$），根据$s_{绳}=ns_{物}$，得物体移动距离$s_{物}=\frac{s_{绳}}{n}=\frac{36m}{3}=12m$。
4. 计算有用功：水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功，$W_{有}=fs_{物}=120N×12m=1440J$。
【答案】
12；1440
【知识点】
水平滑轮组、功的计算、滑动摩擦力
【点评】
本题考查水平滑轮组的相关计算，关键是区分水平滑轮组与竖直滑轮组的有用功（水平为克服摩擦力），并正确确定动滑轮上的绳子段数，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
15. 下图为“真好倒”热水瓶,请在图中画出重力G及其力臂L,重心已标出。
答案
15. 如图所示
解析
【分析】
要画出重力G和力臂L，需明确两个核心知识点：①重力的方向总是竖直向下，作用点在物体的重心；②力臂是支点到力的作用线的垂直距离，需先确定支点，再作支点到力作用线的垂线。具体思路：1. 从已标注的重心，沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注重力G；2. 找到热水瓶绕支架转动的支点O，过O点向重力G的作用线作垂线，该垂线段即为力臂L，标注L。
【解析】
1. 画重力：重力方向竖直向下，作用点在重心（图中黑点处），因此从重心开始，沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，在线段旁标注G；
2. 画力臂：确定支点为热水瓶与支架连接的转动点O，过支点O作重力G作用线（竖直向下的直线）的垂线，这条垂线段就是力臂L，在垂线段旁标注L。
【答案】
如图所示
【知识点】
重力示意图、力臂的画法
【点评】
本题考查重力和力臂的基础作图，属于力学入门级作图题，需牢记重力方向和力臂的定义，作图时要规范标注线段和符号。
【难度系数】
0.6
要画出重力G和力臂L，需明确两个核心知识点：①重力的方向总是竖直向下，作用点在物体的重心；②力臂是支点到力的作用线的垂直距离，需先确定支点，再作支点到力作用线的垂线。具体思路：1. 从已标注的重心，沿竖直向下方向画带箭头的线段，标注重力G；2. 找到热水瓶绕支架转动的支点O，过O点向重力G的作用线作垂线，该垂线段即为力臂L，标注L。
【解析】
1. 画重力：重力方向竖直向下，作用点在重心（图中黑点处），因此从重心开始，沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，在线段旁标注G；
2. 画力臂：确定支点为热水瓶与支架连接的转动点O，过支点O作重力G作用线（竖直向下的直线）的垂线，这条垂线段就是力臂L，在垂线段旁标注L。
【答案】
如图所示
【知识点】
重力示意图、力臂的画法
【点评】
本题考查重力和力臂的基础作图，属于力学入门级作图题，需牢记重力方向和力臂的定义，作图时要规范标注线段和符号。
【难度系数】
0.6
16.某同学用下列器材研究影响滑动摩擦力大小的因素:粗糙程度均匀的长木板一块,质量相等的木块和铝块各一个,弹簧测力计一只。如图所示,4次实验中他都用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物块,使其在水平长木板上做匀速直线运动。
(1)甲、丙两图所示的实验说明:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与
(2)丙图中,弹簧测力计的示数为
(3)丁图中铝块受到的滑动摩擦力大小
(1)甲、丙两图所示的实验说明:接触面的粗糙程度相同时,滑动摩擦力的大小与
压力大小
有关。(2)丙图中,弹簧测力计的示数为
3.2
N,铝块受到的摩擦力大小为0
N。(3)丁图中铝块受到的滑动摩擦力大小
等于
(选填“大于”“等于”或“小于”)乙图中铝块受到的滑动摩擦力大小。答案
16.(1)压力大小
(2)3.2 0
(3)等于
(2)3.2 0
(3)等于
解析
【分析】
本题围绕滑动摩擦力的探究实验展开，需结合控制变量法、弹簧测力计读数规则、摩擦力产生条件分析：
1. 甲、丙两图控制接触面粗糙程度相同，改变压力大小，探究滑动摩擦力与压力的关系；
2. 丙图弹簧测力计读数需先确定分度值，再对应指针位置；铝块随木块匀速运动，无相对运动趋势，摩擦力为0；
3. 乙、丁两图中铝块对木板的压力、接触面粗糙程度均相同，据此判断滑动摩擦力大小关系。
【解析】
(1) 甲图为木块单独在木板上，丙图为木块上放置铝块，两图接触面粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数不同，说明接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(2) 弹簧测力计分度值为0.2N，丙图指针指向3.2N，故示数为3.2N；丙图中铝块随木块一起做匀速直线运动，铝块与木块间无相对运动、也无相对运动趋势，水平方向不受力，因此铝块受到的摩擦力为0N。
(3) 滑动摩擦力由压力大小和接触面粗糙程度决定，乙图和丁图中，铝块对木板的压力均等于铝块重力，接触面粗糙程度相同，因此铝块受到的滑动摩擦力大小相等。
【答案】
(1) 压力大小；(2) 3.2；0；(3) 等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素，弹簧测力计读数，摩擦力产生条件
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题，核心考查控制变量法的应用，同时涉及摩擦力产生条件的判断，属于学生需掌握的常规实验内容，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕滑动摩擦力的探究实验展开，需结合控制变量法、弹簧测力计读数规则、摩擦力产生条件分析：
1. 甲、丙两图控制接触面粗糙程度相同，改变压力大小，探究滑动摩擦力与压力的关系；
2. 丙图弹簧测力计读数需先确定分度值，再对应指针位置；铝块随木块匀速运动，无相对运动趋势，摩擦力为0；
3. 乙、丁两图中铝块对木板的压力、接触面粗糙程度均相同，据此判断滑动摩擦力大小关系。
【解析】
(1) 甲图为木块单独在木板上，丙图为木块上放置铝块，两图接触面粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数不同，说明接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(2) 弹簧测力计分度值为0.2N，丙图指针指向3.2N，故示数为3.2N；丙图中铝块随木块一起做匀速直线运动，铝块与木块间无相对运动、也无相对运动趋势，水平方向不受力，因此铝块受到的摩擦力为0N。
(3) 滑动摩擦力由压力大小和接触面粗糙程度决定，乙图和丁图中，铝块对木板的压力均等于铝块重力，接触面粗糙程度相同，因此铝块受到的滑动摩擦力大小相等。
【答案】
(1) 压力大小；(2) 3.2；0；(3) 等于
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素，弹簧测力计读数，摩擦力产生条件
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的基础实验题，核心考查控制变量法的应用，同时涉及摩擦力产生条件的判断，属于学生需掌握的常规实验内容，难度适中。
【难度系数】
0.6
17.一个重力为3 N的实心铁块A,与一实心正方体木块B叠放在圆筒形容器底部,底部水平,如图所示。实心木块的密度为$0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,边长为10 cm。(g取10 N/kg)
(1)求实心木块的重力；
(2)求实心木块对容器底部的压强；
(3)若不断缓慢向容器中倒水,直到水注满容器,整个过程中铁块A一直压在木块B上,求当木块稳定时,木块露出水面的体积。
(1)求实心木块的重力；
(2)求实心木块对容器底部的压强；
(3)若不断缓慢向容器中倒水,直到水注满容器,整个过程中铁块A一直压在木块B上,求当木块稳定时,木块露出水面的体积。
答案
17.(1)6 N
(2)900 Pa
(3)100 cm³
解析 本题考查的是重力、压强、浮力的计算。
(1)木块的体积$V=0.1\ \mathrm{m}×0.1\ \mathrm{m}×0.1\ \mathrm{m}=10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
木块的质量$m=\rho V=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=0.6\ \mathrm{kg}$
木块的重力$G=mg=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$。
(2)压力$F=G_{物}=3\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}=9\ \mathrm{N}$
压强$p=\frac{F}{S}=\frac{9\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=900\ \mathrm{Pa}$。
(3)木块漂浮$F_{浮}=G_{物}=9\ \mathrm{N}$
由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$得
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=900\ \mathrm{cm}^3$；
木块露出水面的体积$V_{露}=V-V_{排}=1000\ \mathrm{cm}^3-900\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$。
(2)900 Pa
(3)100 cm³
解析 本题考查的是重力、压强、浮力的计算。
(1)木块的体积$V=0.1\ \mathrm{m}×0.1\ \mathrm{m}×0.1\ \mathrm{m}=10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
木块的质量$m=\rho V=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=0.6\ \mathrm{kg}$
木块的重力$G=mg=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$。
(2)压力$F=G_{物}=3\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}=9\ \mathrm{N}$
压强$p=\frac{F}{S}=\frac{9\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=900\ \mathrm{Pa}$。
(3)木块漂浮$F_{浮}=G_{物}=9\ \mathrm{N}$
由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$得
$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=900\ \mathrm{cm}^3$；
木块露出水面的体积$V_{露}=V-V_{排}=1000\ \mathrm{cm}^3-900\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$。
解析
【分析】
第(1)问需先根据正方体边长计算木块体积，再通过密度公式求质量，最后用重力公式算出木块重力；第(2)问木块对容器底的压力等于铁块和木块的总重力，受力面积为木块底面积，利用压强公式计算压强；第(3)问注水后木块与铁块整体漂浮，浮力等于总重力，结合阿基米德原理算出排开水的体积，用木块总体积减去排开体积得到露出水面的体积。
【解析】
(1) 木块为正方体，边长$a=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，体积$V=a^3=(0.1\ \mathrm{m})^3=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
由$\rho=\frac{m}{V}$得木块质量$m=\rho V=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=0.6\ \mathrm{kg}$，
木块重力$G_{\mathrm{木}}=mg=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$。
(2) 木块对容器底部的压力$F=G_A + G_{\mathrm{木}}=3\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}=9\ \mathrm{N}$，
木块底面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，
压强$p=\frac{F}{S}=\frac{9\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=900\ \mathrm{Pa}$。
(3) 注水后木块与铁块整体漂浮，浮力等于总重力，即$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{总}}=9\ \mathrm{N}$，
由$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$得排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=900\ \mathrm{cm}^3$，
木块总体积$V=1000\ \mathrm{cm}^3$，露出水面体积$V_{\mathrm{露}}=V-V_{\mathrm{排}}=1000\ \mathrm{cm}^3-900\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$。
【答案】
(1)6 N；(2)900 Pa；(3)100 cm³
【知识点】
重力计算、压强计算、浮力计算
【点评】
本题为力学综合题，整合了重力、压强、浮力的知识点，解题需明确各物理量的关联，漂浮条件的应用是关键，难度适中。
【难度系数】
0.6
第(1)问需先根据正方体边长计算木块体积，再通过密度公式求质量，最后用重力公式算出木块重力；第(2)问木块对容器底的压力等于铁块和木块的总重力，受力面积为木块底面积，利用压强公式计算压强；第(3)问注水后木块与铁块整体漂浮，浮力等于总重力，结合阿基米德原理算出排开水的体积，用木块总体积减去排开体积得到露出水面的体积。
【解析】
(1) 木块为正方体，边长$a=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$，体积$V=a^3=(0.1\ \mathrm{m})^3=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。
由$\rho=\frac{m}{V}$得木块质量$m=\rho V=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=0.6\ \mathrm{kg}$，
木块重力$G_{\mathrm{木}}=mg=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$。
(2) 木块对容器底部的压力$F=G_A + G_{\mathrm{木}}=3\ \mathrm{N}+6\ \mathrm{N}=9\ \mathrm{N}$，
木块底面积$S=a^2=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，
压强$p=\frac{F}{S}=\frac{9\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=900\ \mathrm{Pa}$。
(3) 注水后木块与铁块整体漂浮，浮力等于总重力，即$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{总}}=9\ \mathrm{N}$，
由$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$得排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{9\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=9×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=900\ \mathrm{cm}^3$，
木块总体积$V=1000\ \mathrm{cm}^3$，露出水面体积$V_{\mathrm{露}}=V-V_{\mathrm{排}}=1000\ \mathrm{cm}^3-900\ \mathrm{cm}^3=100\ \mathrm{cm}^3$。
【答案】
(1)6 N；(2)900 Pa；(3)100 cm³
【知识点】
重力计算、压强计算、浮力计算
【点评】
本题为力学综合题，整合了重力、压强、浮力的知识点，解题需明确各物理量的关联，漂浮条件的应用是关键，难度适中。
【难度系数】
0.6
