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问题 2 如图 7 - 2 - 1 所示，重 $ 2.5 \, \mathrm{N} $ 的瓶子放在水平桌面上。请用力的示意图表示瓶子对桌面的压力。
点拨 画力的示意图时，应用一根带箭头的线段来表示这个方向上所受的力的三要素（图 7 - 2 - 1）。压力的作用点应在瓶子和桌子的接触面上，压力的方向垂直于接触面（此处为竖直向下），线段的长短定性地表示力的大小。
点拨 画力的示意图时，应用一根带箭头的线段来表示这个方向上所受的力的三要素（图 7 - 2 - 1）。压力的作用点应在瓶子和桌子的接触面上，压力的方向垂直于接触面（此处为竖直向下），线段的长短定性地表示力的大小。
答案
解析
【分析】
要画出瓶子对桌面的压力的示意图，需先明确压力的三要素：作用点在瓶子与桌面的接触面上，方向竖直向下（垂直于水平桌面），大小为2.5N。再根据力的示意图的画法，用带箭头的线段表示该力，线段长度定性体现力的大小，同时标注力的符号和大小。
【解析】
1. 确定作用点：将压力的作用点画在瓶子与桌面的接触面上（可选取接触面中心位置）；
2. 确定方向：因桌面水平，压力方向垂直于桌面向下，即竖直向下；
3. 绘制线段：从作用点出发，沿竖直向下的方向画一段线段，线段长度定性表示力的大小；
4. 标注信息：在线段末端画上箭头表示力的方向，并标注$F=2.5\,\mathrm{N}$。
【答案】
力的示意图：作用点在瓶子与桌面的接触面上，画一条竖直向下的带箭头线段，标注$F=2.5\,\mathrm{N}$（与题图示例一致）
【知识点】
力的示意图绘制，压力的三要素
【点评】
本题主要考查压力的示意图绘制，需准确掌握压力的作用点、方向和大小，规范完成力的示意图的绘制是解题关键。
【难度系数】
0.8
要画出瓶子对桌面的压力的示意图，需先明确压力的三要素：作用点在瓶子与桌面的接触面上，方向竖直向下（垂直于水平桌面），大小为2.5N。再根据力的示意图的画法，用带箭头的线段表示该力，线段长度定性体现力的大小，同时标注力的符号和大小。
【解析】
1. 确定作用点：将压力的作用点画在瓶子与桌面的接触面上（可选取接触面中心位置）；
2. 确定方向：因桌面水平，压力方向垂直于桌面向下，即竖直向下；
3. 绘制线段：从作用点出发，沿竖直向下的方向画一段线段，线段长度定性表示力的大小；
4. 标注信息：在线段末端画上箭头表示力的方向，并标注$F=2.5\,\mathrm{N}$。
【答案】
力的示意图：作用点在瓶子与桌面的接触面上，画一条竖直向下的带箭头线段，标注$F=2.5\,\mathrm{N}$（与题图示例一致）
【知识点】
力的示意图绘制，压力的三要素
【点评】
本题主要考查压力的示意图绘制，需准确掌握压力的作用点、方向和大小，规范完成力的示意图的绘制是解题关键。
【难度系数】
0.8
例题 1 小明想测量一个长方体铁块的质量，但手中没有直接测量物体质量的工具。请你帮他想一想：用其他仪器能否间接地测出该铁块的质量？
点拨 由于在同一地点，重力与质量成正比，因此知道重力即可求质量。解答本题可选用弹簧测力计和细线。用弹簧测力计测出铁块所受的重力 $ G $，根据质量和重力的关系 $ m = \frac{G}{g} $，即可求出铁块的质量 $ m $。
点拨 由于在同一地点，重力与质量成正比，因此知道重力即可求质量。解答本题可选用弹簧测力计和细线。用弹簧测力计测出铁块所受的重力 $ G $，根据质量和重力的关系 $ m = \frac{G}{g} $，即可求出铁块的质量 $ m $。
答案
解析
【分析】
首先，我们需要回忆质量与重力的物理关系：在同一地点，物体所受重力$G$与质量$m$成正比，满足公式$G=mg$（其中$g$为重力加速度，同一地点为定值），由此可变形得到$m=\frac{G}{g}$。由于题目中没有直接测质量的工具，我们可以转换思路，通过测量铁块的重力，再利用上述公式间接计算出质量。具体思考步骤为：确定可测量的相关物理量（重力）→ 选择测量重力的工具（弹簧测力计、细线）→ 利用重力与质量的关系公式计算质量。
【解析】
1. 准备器材：弹簧测力计、细线、待测长方体铁块；
2. 用细线将长方体铁块拴牢，悬挂在弹簧测力计的挂钩上；
3. 待弹簧测力计的示数稳定后，读取此时的示数，该示数即为铁块所受的重力$G$；
4. 根据重力与质量的关系公式$m = \frac{G}{g}$（通常取$g=9.8N/kg$，若题目要求或为计算简便也可取$g=10N/kg$），代入测得的$G$，计算得出铁块的质量$m$。
【答案】
能，具体方法：选用弹簧测力计和细线，用细线拴住长方体铁块，将其挂在弹簧测力计下，待示数稳定后读出铁块的重力$G$，再根据公式$m = \frac{G}{g}$（$g$取$9.8N/kg$或$10N/kg$）计算出铁块的质量$m$。
【知识点】
重力与质量的关系；质量的间接测量
【点评】
本题考查重力与质量定量关系的实际应用，核心是通过物理公式的变形，将无法直接测量的质量转换为可测量的重力，侧重培养学生灵活运用物理知识解决实际问题的转换思维能力。
【难度系数】
0.7
首先，我们需要回忆质量与重力的物理关系：在同一地点，物体所受重力$G$与质量$m$成正比，满足公式$G=mg$（其中$g$为重力加速度，同一地点为定值），由此可变形得到$m=\frac{G}{g}$。由于题目中没有直接测质量的工具，我们可以转换思路，通过测量铁块的重力，再利用上述公式间接计算出质量。具体思考步骤为：确定可测量的相关物理量（重力）→ 选择测量重力的工具（弹簧测力计、细线）→ 利用重力与质量的关系公式计算质量。
【解析】
1. 准备器材：弹簧测力计、细线、待测长方体铁块；
2. 用细线将长方体铁块拴牢，悬挂在弹簧测力计的挂钩上；
3. 待弹簧测力计的示数稳定后，读取此时的示数，该示数即为铁块所受的重力$G$；
4. 根据重力与质量的关系公式$m = \frac{G}{g}$（通常取$g=9.8N/kg$，若题目要求或为计算简便也可取$g=10N/kg$），代入测得的$G$，计算得出铁块的质量$m$。
【答案】
能，具体方法：选用弹簧测力计和细线，用细线拴住长方体铁块，将其挂在弹簧测力计下，待示数稳定后读出铁块的重力$G$，再根据公式$m = \frac{G}{g}$（$g$取$9.8N/kg$或$10N/kg$）计算出铁块的质量$m$。
【知识点】
重力与质量的关系；质量的间接测量
【点评】
本题考查重力与质量定量关系的实际应用，核心是通过物理公式的变形，将无法直接测量的质量转换为可测量的重力，侧重培养学生灵活运用物理知识解决实际问题的转换思维能力。
【难度系数】
0.7
例题 2 在判断重力方向的活动中，使用了哪些科学方法？
点拨 在判断重力方向的活动中运用了转换法和比较法。
（1）转换法。为了观察重力的方向，将铅垂线挂在铁架台上，如图 7 - 2 - 2 所示。当铅锤静止时，铅垂线的方向即为竖直方向。通过转换，借助铅垂线将重力的方向“显示”出来，可见重力的方向是竖直向下的。
（2）比较法。为了区别“竖直”与“垂直”的不同含义，活动中先将挂有铅垂线的铁架台置于桌面上（图 7 - 2 - 2）进行观察——铅垂线与桌面垂直；然后再将铁支架底座连同桌面缓慢抬起一定角度（图 7 - 2 - 3），这时观察到：① 铅垂线的方向不变，即不受桌面倾斜角度的影响；② 铅垂线与桌面不再垂直。通过比较得出：竖直方向是一个确定不变的方向，它与桌面、地面或其他支撑面的形状、倾斜角度等因素无关；而“垂直”是两线之间或线与面之间互成 $ 90° $ 角时的一种特殊的关系。竖直不同于垂直，只有桌面或地面等支撑面水平时，重力的方向才与支撑面垂直。
思考 如果想在如图 7 - 2 - 4 所示的山坡上盖楼房，那么墙壁应该竖直还是垂直于地面？可用什么方法来检验？
点拨 在判断重力方向的活动中运用了转换法和比较法。
（1）转换法。为了观察重力的方向，将铅垂线挂在铁架台上，如图 7 - 2 - 2 所示。当铅锤静止时，铅垂线的方向即为竖直方向。通过转换，借助铅垂线将重力的方向“显示”出来，可见重力的方向是竖直向下的。
（2）比较法。为了区别“竖直”与“垂直”的不同含义，活动中先将挂有铅垂线的铁架台置于桌面上（图 7 - 2 - 2）进行观察——铅垂线与桌面垂直；然后再将铁支架底座连同桌面缓慢抬起一定角度（图 7 - 2 - 3），这时观察到：① 铅垂线的方向不变，即不受桌面倾斜角度的影响；② 铅垂线与桌面不再垂直。通过比较得出：竖直方向是一个确定不变的方向，它与桌面、地面或其他支撑面的形状、倾斜角度等因素无关；而“垂直”是两线之间或线与面之间互成 $ 90° $ 角时的一种特殊的关系。竖直不同于垂直，只有桌面或地面等支撑面水平时，重力的方向才与支撑面垂直。
思考 如果想在如图 7 - 2 - 4 所示的山坡上盖楼房，那么墙壁应该竖直还是垂直于地面？可用什么方法来检验？
答案
解析
【分析】
首先要明确重力方向的核心特性：重力的方向总是竖直向下的，竖直方向是固定不变的，不受支撑面倾斜角度的影响。盖楼房时，为保证楼房结构稳定，墙壁方向需与重力方向一致，若垂直于山坡地面，会因山坡倾斜导致墙壁偏离竖直方向，楼房易失稳。接着思考检验方法，可借助转换法，利用铅垂线静止时的竖直方向，将其与墙壁对比来判断墙壁是否竖直。
【解析】
1. 墙壁的方向确定：
重力的方向始终为竖直向下，该方向不随支撑面的倾斜而改变。若墙壁垂直于山坡地面，其方向会随山坡倾斜角度变化，无法保障楼房的稳定性；而竖直方向是固定指向地心的方向，能使楼房受力更合理，因此墙壁应该竖直。
2. 检验方法：
使用铅垂线检验。将铅垂线悬挂在墙壁一侧，待铅垂线静止后，观察墙壁是否与铅垂线平行。若墙壁与静止的铅垂线平行，则说明墙壁是竖直的；若二者不平行，则墙壁不符合要求。
【答案】
墙壁应该竖直；可用铅垂线检验，将铅垂线悬挂在墙壁旁，当铅垂线静止时，若墙壁与铅垂线平行，则墙壁竖直。
【知识点】
重力的方向、转换法应用
【点评】
本题结合实际建筑场景，考查对重力方向“竖直向下”特性的理解，以及科学方法的实际运用，帮助区分“竖直”与“垂直”的不同含义，凸显物理知识在生活实际中的应用价值。
【难度系数】
0.6
首先要明确重力方向的核心特性：重力的方向总是竖直向下的，竖直方向是固定不变的，不受支撑面倾斜角度的影响。盖楼房时，为保证楼房结构稳定，墙壁方向需与重力方向一致，若垂直于山坡地面，会因山坡倾斜导致墙壁偏离竖直方向，楼房易失稳。接着思考检验方法，可借助转换法，利用铅垂线静止时的竖直方向，将其与墙壁对比来判断墙壁是否竖直。
【解析】
1. 墙壁的方向确定：
重力的方向始终为竖直向下，该方向不随支撑面的倾斜而改变。若墙壁垂直于山坡地面，其方向会随山坡倾斜角度变化，无法保障楼房的稳定性；而竖直方向是固定指向地心的方向，能使楼房受力更合理，因此墙壁应该竖直。
2. 检验方法：
使用铅垂线检验。将铅垂线悬挂在墙壁一侧，待铅垂线静止后，观察墙壁是否与铅垂线平行。若墙壁与静止的铅垂线平行，则说明墙壁是竖直的；若二者不平行，则墙壁不符合要求。
【答案】
墙壁应该竖直；可用铅垂线检验，将铅垂线悬挂在墙壁旁，当铅垂线静止时，若墙壁与铅垂线平行，则墙壁竖直。
【知识点】
重力的方向、转换法应用
【点评】
本题结合实际建筑场景，考查对重力方向“竖直向下”特性的理解，以及科学方法的实际运用，帮助区分“竖直”与“垂直”的不同含义，凸显物理知识在生活实际中的应用价值。
【难度系数】
0.6
