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16.小柯做探究物体所受重力大小与物体质量的关系的实验,实验数据记录如下表。
(1)在实验探究中,需要的主要测量工具是天平和
(2)小柯设计下表,请将空白处补充完整。
(3)分析表格中数据,得出的结论是
(4)若精确测量,各地区的g值有些差异,下表是小柯查阅资料得到的有关g的信息。
根据上表信息,你有什么猜想?
(1)在实验探究中,需要的主要测量工具是天平和
弹簧测力计
。(2)小柯设计下表,请将空白处补充完整。
(3)分析表格中数据,得出的结论是
其他条件相同时,物体所受的重力跟它的质量成正比
。(4)若精确测量,各地区的g值有些差异,下表是小柯查阅资料得到的有关g的信息。
根据上表信息,你有什么猜想?
其他条件相同时,g值随地理纬度的增大而增大
。答案
16.(1) 弹簧测力计 (2)① 9.8 ② 重力与质量比值的平均值/(N·kg⁻¹) (3) 其他条件相同时,物体所受的重力跟它的质量成正比 (4) 其他条件相同时,g值随地理纬度的增大而增大
解析
【分析】
本题是探究物体所受重力与质量关系的实验题，需结合实验目的、工具选择、数据处理、结论推导及规律猜想逐步解答：
1. 明确实验需测量的物理量（质量、重力），对应选择测量工具解决第(1)问；
2. 结合实验数据处理的常规内容，补充表格空白处的数值和单位解决第(2)问；
3. 分析重力与质量的比值是否为定值，推导两者的关系解决第(3)问；
4. 观察g值与地理纬度的对应规律，提出合理猜想解决第(4)问。
【解析】
(1) 探究重力与质量的关系时，需测量物体的质量和重力，测量质量用天平，测量重力需用弹簧测力计，因此除天平外，还需弹簧测力计；
(2) 实验中需计算重力与质量的比值，该比值的标准值为9.8N/kg，故空白①处填9.8；表格需记录该比值的平均值，因此空白②处填“重力与质量比值的平均值/(N·kg⁻¹)”；
(3) 分析表格数据可知，物体所受重力与质量的比值为定值，因此结论为：其他条件相同时，物体所受的重力跟它的质量成正比；
(4) 观察资料中g值与地理纬度的信息，地理纬度越大，g值越大，因此猜想：其他条件相同时，g值随地理纬度的增大而增大。
【答案】
(1) 弹簧测力计
(2) ① 9.8 ② 重力与质量比值的平均值/(N·kg⁻¹)
(3) 其他条件相同时，物体所受的重力跟它的质量成正比
(4) 其他条件相同时，g值随地理纬度的增大而增大
【知识点】
探究重力与质量的关系、弹簧测力计的使用、g值的影响因素
【点评】
本题是力学基础实验题，围绕重力与质量关系的探究展开，考查实验工具选择、数据处理、结论总结及对g值影响因素的猜想，注重实验探究能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是探究物体所受重力与质量关系的实验题，需结合实验目的、工具选择、数据处理、结论推导及规律猜想逐步解答：
1. 明确实验需测量的物理量（质量、重力），对应选择测量工具解决第(1)问；
2. 结合实验数据处理的常规内容，补充表格空白处的数值和单位解决第(2)问；
3. 分析重力与质量的比值是否为定值，推导两者的关系解决第(3)问；
4. 观察g值与地理纬度的对应规律，提出合理猜想解决第(4)问。
【解析】
(1) 探究重力与质量的关系时，需测量物体的质量和重力，测量质量用天平，测量重力需用弹簧测力计，因此除天平外，还需弹簧测力计；
(2) 实验中需计算重力与质量的比值，该比值的标准值为9.8N/kg，故空白①处填9.8；表格需记录该比值的平均值，因此空白②处填“重力与质量比值的平均值/(N·kg⁻¹)”；
(3) 分析表格数据可知，物体所受重力与质量的比值为定值，因此结论为：其他条件相同时，物体所受的重力跟它的质量成正比；
(4) 观察资料中g值与地理纬度的信息，地理纬度越大，g值越大，因此猜想：其他条件相同时，g值随地理纬度的增大而增大。
【答案】
(1) 弹簧测力计
(2) ① 9.8 ② 重力与质量比值的平均值/(N·kg⁻¹)
(3) 其他条件相同时，物体所受的重力跟它的质量成正比
(4) 其他条件相同时，g值随地理纬度的增大而增大
【知识点】
探究重力与质量的关系、弹簧测力计的使用、g值的影响因素
【点评】
本题是力学基础实验题，围绕重力与质量关系的探究展开，考查实验工具选择、数据处理、结论总结及对g值影响因素的猜想，注重实验探究能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
四、综合题(第17题6分，第18题9分，共15分)
17. 如图，小车上的A点受到与水平方向成$30°$角斜向右上方、大小为60 N的拉力，画出这个力的图示。
17. 如图，小车上的A点受到与水平方向成$30°$角斜向右上方、大小为60 N的拉力，画出这个力的图示。
答案
17.
解析
【分析】要画出力的图示，需明确力的三要素（作用点、大小、方向）的规范表示方法：第一步确定力的作用点为A点；第二步选取题目给定的标度（20N），根据力的大小计算线段长度；第三步按要求画出对应方向的线段，标注箭头和力的大小。
【解析】1. 作用点：力的作用点为小车的A点；2. 标度：选取标度为20N；3. 线段长度：拉力大小为60N，60N÷20N=3，因此需画3个标度长度的线段；4. 方向：从A点沿与水平方向成30°角斜向右上方的方向画线段；5. 在线段末端标上箭头表示力的方向，并在箭头旁标注力的大小60N。
【答案】
【知识点】力的图示
【点评】本题考查力的图示的绘制，需掌握力的三要素在图示中的规范表达，属于基础作图题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 作用点：力的作用点为小车的A点；2. 标度：选取标度为20N；3. 线段长度：拉力大小为60N，60N÷20N=3，因此需画3个标度长度的线段；4. 方向：从A点沿与水平方向成30°角斜向右上方的方向画线段；5. 在线段末端标上箭头表示力的方向，并在箭头旁标注力的大小60N。
【答案】
【知识点】力的图示
【点评】本题考查力的图示的绘制，需掌握力的三要素在图示中的规范表达，属于基础作图题。
【难度系数】0.6
18.现有30个相同的钢件,总体积为5 m³,钢件密度是$7.8×10^3 kg/m³,g$取10 N/kg。求：
（1）这些钢件的总质量为多少吨？
（2）这些钢件的总重为多少牛？
（3）某起重机钢丝绳能够承受的最大拉力是$10^5 N,$用该起重机至少需要几次才能把这些钢件吊完？
（1）这些钢件的总质量为多少吨？
（2）这些钢件的总重为多少牛？
（3）某起重机钢丝绳能够承受的最大拉力是$10^5 N,$用该起重机至少需要几次才能把这些钢件吊完？
答案
18.(1) 由$\rho=\frac{m}{V}$可得,这些钢件的总质量:$m_{总}=\rho V_{总}=7.8× 10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5\ \mathrm{m}^3=3.9× 10^4\ \mathrm{kg}=39\ \mathrm{t}$。
(2) 这些钢件的总重:$G_{总}=m_{总}g=3.9× 10^4\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}=3.9× 10^5\ \mathrm{N}$。
(3) 一个钢件的重力:$G=\frac{G_{总}}{n}=\frac{3.9× 10^5}{30}\ \mathrm{N}=1.3× 10^4\ \mathrm{N}$,一次最多提升钢件的个数:$n'=\frac{F}{G}=\frac{10^5\ \mathrm{N}}{1.3× 10^4\ \mathrm{N}}\approx7.7$,为使钢丝绳不被拉断,一次最多只能提升7个;需要提升的次数:$N=\frac{n}{n'}=\frac{30}{7}\approx4.3$,即5次。
(2) 这些钢件的总重:$G_{总}=m_{总}g=3.9× 10^4\ \mathrm{kg}× 10\ \mathrm{N/kg}=3.9× 10^5\ \mathrm{N}$。
(3) 一个钢件的重力:$G=\frac{G_{总}}{n}=\frac{3.9× 10^5}{30}\ \mathrm{N}=1.3× 10^4\ \mathrm{N}$,一次最多提升钢件的个数:$n'=\frac{F}{G}=\frac{10^5\ \mathrm{N}}{1.3× 10^4\ \mathrm{N}}\approx7.7$,为使钢丝绳不被拉断,一次最多只能提升7个;需要提升的次数:$N=\frac{n}{n'}=\frac{30}{7}\approx4.3$,即5次。
解析
【分析】
解决本题需分三步思考：第一步，利用密度公式变形计算钢件总质量，注意单位换算（千克转换为吨）；第二步，根据重力公式计算钢件总重力；第三步，先算出单个钢件的重力，结合钢丝绳最大拉力确定单次最多吊的钢件数，再用总钢件数除以单次吊的数量，因次数需为整数且要全部吊完，结果需向上取整。
【解析】
（1）由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得总质量：
$m_{总}=\rho V_{总}=7.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5\ \mathrm{m}^3=3.9×10^4\ \mathrm{kg}=39\ \mathrm{t}$；
（2）总重力：
$G_{总}=m_{总}g=3.9×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3.9×10^5\ \mathrm{N}$；
（3）单个钢件的重力：
$G=\frac{G_{总}}{30}=\frac{3.9×10^5\ \mathrm{N}}{30}=1.3×10^4\ \mathrm{N}$；
单次最多提升钢件数：
$n'=\frac{F}{G}=\frac{10^5\ \mathrm{N}}{1.3×10^4\ \mathrm{N}}≈7.7$，因钢件个数为整数，故单次最多吊7个；
需要的次数：
$N=\frac{30}{7}≈4.3$，次数需为整数且全部吊完，向上取整得5次。
【答案】
（1）39 t；（2）$3.9×10^5$ N；（3）5次
【知识点】
密度公式应用、重力计算、实际问题取整
【点评】
本题综合考查密度与重力公式的应用，需注意单位换算，第三问中实际问题的整数取整是易错点，需结合实际情况向上取整，避免钢丝绳过载。
【难度系数】
0.6
解决本题需分三步思考：第一步，利用密度公式变形计算钢件总质量，注意单位换算（千克转换为吨）；第二步，根据重力公式计算钢件总重力；第三步，先算出单个钢件的重力，结合钢丝绳最大拉力确定单次最多吊的钢件数，再用总钢件数除以单次吊的数量，因次数需为整数且要全部吊完，结果需向上取整。
【解析】
（1）由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得总质量：
$m_{总}=\rho V_{总}=7.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 5\ \mathrm{m}^3=3.9×10^4\ \mathrm{kg}=39\ \mathrm{t}$；
（2）总重力：
$G_{总}=m_{总}g=3.9×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3.9×10^5\ \mathrm{N}$；
（3）单个钢件的重力：
$G=\frac{G_{总}}{30}=\frac{3.9×10^5\ \mathrm{N}}{30}=1.3×10^4\ \mathrm{N}$；
单次最多提升钢件数：
$n'=\frac{F}{G}=\frac{10^5\ \mathrm{N}}{1.3×10^4\ \mathrm{N}}≈7.7$，因钢件个数为整数，故单次最多吊7个；
需要的次数：
$N=\frac{30}{7}≈4.3$，次数需为整数且全部吊完，向上取整得5次。
【答案】
（1）39 t；（2）$3.9×10^5$ N；（3）5次
【知识点】
密度公式应用、重力计算、实际问题取整
【点评】
本题综合考查密度与重力公式的应用，需注意单位换算，第三问中实际问题的整数取整是易错点，需结合实际情况向上取整，避免钢丝绳过载。
【难度系数】
0.6
