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5. 如图甲,弹簧测力计挂着一物块放入水的过程中,示数F与物块下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示,则浸没时物块受到的浮力为
6
N,物块的密度为1.3
g/cm³(结果保留一位小数)。答案
5.6 1.3
解析
【分析】
要解决这道题，需先从图像中提取物块的重力和浸没时的拉力，利用称重法计算浮力，再结合阿基米德原理和密度公式求解物块密度。首先，物块未浸入水中时弹簧测力计示数等于物块重力；当物块完全浸没后，弹簧测力计示数稳定，此时重力与拉力的差即为浮力，再通过浮力算出物块体积，最后结合重力算出质量，进而得到密度。
【解析】
1. 计算浸没时的浮力：
由图乙可知，当物块下表面浸入深度$h=0$时，弹簧测力计示数为$8N$，即物块重力$G=8N$；当$h≥4cm$时，弹簧测力计示数稳定为$2N$，说明物块已完全浸没。根据称重法，浸没时物块受到的浮力：
$F_{浮}=G-F_{拉}=8N-2N=6N$。
2. 计算物块的体积：
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，物块浸没时$V=V_{排}$，则：
$V=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{6N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=6×10^{-4}m^3$。
3. 计算物块的密度：
物块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{8N}{10N/kg}=0.8kg$，则物块密度：
$ρ=\frac{m}{V}=\frac{0.8kg}{6×10^{-4}m^3}≈1.3×10^3kg/m^3=1.3g/cm^3$。
【答案】
6；1.3
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像信息考查浮力与密度的综合计算，核心是从图像中获取关键物理量（重力、浸没时的拉力），利用称重法和阿基米德原理推导体积，再结合密度公式求解，属于基础综合题，需注意单位换算。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先从图像中提取物块的重力和浸没时的拉力，利用称重法计算浮力，再结合阿基米德原理和密度公式求解物块密度。首先，物块未浸入水中时弹簧测力计示数等于物块重力；当物块完全浸没后，弹簧测力计示数稳定，此时重力与拉力的差即为浮力，再通过浮力算出物块体积，最后结合重力算出质量，进而得到密度。
【解析】
1. 计算浸没时的浮力：
由图乙可知，当物块下表面浸入深度$h=0$时，弹簧测力计示数为$8N$，即物块重力$G=8N$；当$h≥4cm$时，弹簧测力计示数稳定为$2N$，说明物块已完全浸没。根据称重法，浸没时物块受到的浮力：
$F_{浮}=G-F_{拉}=8N-2N=6N$。
2. 计算物块的体积：
根据阿基米德原理$F_{浮}=ρ_{水}gV_{排}$，物块浸没时$V=V_{排}$，则：
$V=\frac{F_{浮}}{ρ_{水}g}=\frac{6N}{1.0×10^3kg/m^3×10N/kg}=6×10^{-4}m^3$。
3. 计算物块的密度：
物块的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{8N}{10N/kg}=0.8kg$，则物块密度：
$ρ=\frac{m}{V}=\frac{0.8kg}{6×10^{-4}m^3}≈1.3×10^3kg/m^3=1.3g/cm^3$。
【答案】
6；1.3
【知识点】
浮力计算、密度计算、阿基米德原理
【点评】
本题结合图像信息考查浮力与密度的综合计算，核心是从图像中获取关键物理量（重力、浸没时的拉力），利用称重法和阿基米德原理推导体积，再结合密度公式求解，属于基础综合题，需注意单位换算。
【难度系数】
0.6
6.有两个质量分布均匀的正方体A、B,A的质量为2 kg,边长为10 cm,将A放置在水平桌面上,如图甲,A对桌面的压力为
20
N;将边长为20 cm的B叠放在A的正上方,如图乙,A对水平桌面的压强增加了4 000 Pa:再将A和B倒过来放置,A叠放在B的正上方,如图丙,此时B对水平桌面的压强为$1.5×10^3$
Pa。答案
6.20 1.5×10³
解析
【分析】
本题需要分三步计算：首先根据重力公式和水平面上压力等于重力，求出甲图中A对桌面的压力；再利用压强公式的变形，结合乙图中压强的增加量求出B的重力；最后根据总重力和B的底面积，计算丙图中B对桌面的压强。
【解析】
1. 计算甲图中A对桌面的压力：
水平面上物体对支撑面的压力等于自身重力，A的重力 $ G_A = m_A g = 2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 20\ \mathrm{N} $，因此A对桌面的压力为20N。
2. 计算B的重力：
A的底面积 $ S_A = (0.1\ \mathrm{m})^2 = 0.01\ \mathrm{m}^2 $，乙图中A对桌面压强的增加量由B的重力引起，根据 $ \Delta p = \frac{G_B}{S_A} $，可得B的重力 $ G_B = \Delta p · S_A = 4000\ \mathrm{Pa} × 0.01\ \mathrm{m}^2 = 40\ \mathrm{N} $。
3. 计算丙图中B对桌面的压强：
丙图中B对桌面的压力为总重力 $ F = G_A + G_B = 20\ \mathrm{N} + 40\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $，B的底面积 $ S_B = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $，根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，得 $ p = \frac{60\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1500\ \mathrm{Pa} = 1.5 × 10^3\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
20；1.5×10³
【知识点】
重力计算、压强计算、压力与重力的关系
【点评】
本题考查压力和压强的综合计算，核心是明确水平面上压力等于总重力，需注意受力面积的正确判断，难度适中。
【难度系数】
0.4
本题需要分三步计算：首先根据重力公式和水平面上压力等于重力，求出甲图中A对桌面的压力；再利用压强公式的变形，结合乙图中压强的增加量求出B的重力；最后根据总重力和B的底面积，计算丙图中B对桌面的压强。
【解析】
1. 计算甲图中A对桌面的压力：
水平面上物体对支撑面的压力等于自身重力，A的重力 $ G_A = m_A g = 2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 20\ \mathrm{N} $，因此A对桌面的压力为20N。
2. 计算B的重力：
A的底面积 $ S_A = (0.1\ \mathrm{m})^2 = 0.01\ \mathrm{m}^2 $，乙图中A对桌面压强的增加量由B的重力引起，根据 $ \Delta p = \frac{G_B}{S_A} $，可得B的重力 $ G_B = \Delta p · S_A = 4000\ \mathrm{Pa} × 0.01\ \mathrm{m}^2 = 40\ \mathrm{N} $。
3. 计算丙图中B对桌面的压强：
丙图中B对桌面的压力为总重力 $ F = G_A + G_B = 20\ \mathrm{N} + 40\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $，B的底面积 $ S_B = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $，根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，得 $ p = \frac{60\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1500\ \mathrm{Pa} = 1.5 × 10^3\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
20；1.5×10³
【知识点】
重力计算、压强计算、压力与重力的关系
【点评】
本题考查压力和压强的综合计算，核心是明确水平面上压力等于总重力，需注意受力面积的正确判断，难度适中。
【难度系数】
0.4
1. 如图，向右行驶的货车车厢顶棚上吊着的一个小球突然向左摆起，而在货箱底板上的大木箱并没有动。试画出大木箱所受摩擦力的示意图。
答案
解析
【分析】首先根据小球的摆动方向判断货车的运动状态：小球向左摆，说明货车向右做加速运动（小球由于惯性，在车加速时保持原有运动状态，相对车向左摆）。大木箱随货车一起运动，需向右加速，因此底板对木箱的静摩擦力提供向右的合力，摩擦力方向水平向右，作用点在木箱重心。
【解析】1. 由小球向左摆，可知货车向右加速；2. 大木箱随货车向右加速，需要向右的合外力，该力为车厢底板对木箱的静摩擦力；3. 摩擦力作用点在木箱重心，方向水平向右，据此画出摩擦力示意图（箭头从重心水平向右）。
【答案】
【知识点】静摩擦力、惯性、力的示意图
【点评】本题结合惯性现象与摩擦力的判断，需先分析货车运动状态，再确定摩擦力方向，考查力与运动关系的应用。
【难度系数】0.5
【解析】1. 由小球向左摆，可知货车向右加速；2. 大木箱随货车向右加速，需要向右的合外力，该力为车厢底板对木箱的静摩擦力；3. 摩擦力作用点在木箱重心，方向水平向右，据此画出摩擦力示意图（箭头从重心水平向右）。
【答案】
【知识点】静摩擦力、惯性、力的示意图
【点评】本题结合惯性现象与摩擦力的判断，需先分析货车运动状态，再确定摩擦力方向，考查力与运动关系的应用。
【难度系数】0.5
2. 图甲是一款“压蒜神器”，其简化的示意图如图乙所示。图中O点为支点，$F_2$为杠杆所受的阻力。请在图乙中画出压蒜时，作用在A点的最小动力$F_1$和阻力臂$l_2$。
答案
解析
【分析】要完成该作图，需掌握两个核心知识点：一是阻力臂的画法，即从支点向阻力作用线作垂线段；二是最小动力的确定，根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，最长动力臂为支点到动力作用点的距离，因此动力方向需垂直于该最长力臂。
【解析】1. 画阻力臂$ l_2 $：过支点$ O $，向阻力$ F_2 $的作用线作垂线，垂线段即为阻力臂$ l_2 $；2. 画最小动力$ F_1 $：连接支点$ O $与动力作用点$ A $，$ OA $是最长的动力臂，因此动力$ F_1 $的方向垂直于$ OA $，且使杠杆向压蒜的方向转动，此时$ F_1 $为最小动力。
【答案】
【知识点】力臂的画法、杠杆平衡条件、最小动力的判断
【点评】本题考查杠杆的基础作图，重点考查力臂的绘制和最小动力的确定，属于杠杆章节的常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】1. 画阻力臂$ l_2 $：过支点$ O $，向阻力$ F_2 $的作用线作垂线，垂线段即为阻力臂$ l_2 $；2. 画最小动力$ F_1 $：连接支点$ O $与动力作用点$ A $，$ OA $是最长的动力臂，因此动力$ F_1 $的方向垂直于$ OA $，且使杠杆向压蒜的方向转动，此时$ F_1 $为最小动力。
【答案】
【知识点】力臂的画法、杠杆平衡条件、最小动力的判断
【点评】本题考查杠杆的基础作图，重点考查力臂的绘制和最小动力的确定，属于杠杆章节的常规基础题。
【难度系数】0.6
四、实验探究题。
小明和小强在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，需要的器材有弹簧测力计、木块、砝码(质量较大)、长木板和毛巾。
(1)实验前，需要在
(2)由①②两次实验可知，滑动摩擦力的大小与
(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，于是进行了实验③，但当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，你建议小明可快速采取的办法是
(4)通过上述实验，小明得出了“压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，但小强想再做一次实验，于是他又做了实验④和实验⑤来探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响，读出$ F_4 = 4.4 \, \mathrm{N} $和$ F_5 = 4.6 \, \mathrm{N} $，并得出“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论。小明觉得不能得出此结论，小明的理由是
(5)在全班交流讨论的环节中，同学们发现很难拉着木块保持匀速直线运动，导致弹簧测力计的示数不稳定，于是同学们设计出实验⑥所示的测量摩擦力的方法，此方法
小明和小强在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，需要的器材有弹簧测力计、木块、砝码(质量较大)、长木板和毛巾。
(1)实验前，需要在
水平
(选填“水平”或“竖直”)方向对弹簧测力计进行调零。实验①中，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时，木块受到的滑动摩擦力的大小为4.2
N。(2)由①②两次实验可知，滑动摩擦力的大小与
压力大小
有关。这种研究问题的方法叫控制变量法
。(3)小明想进一步探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，于是进行了实验③，但当弹簧测力计的示数达到最大值时仍没拉动木块。为了使用现有实验器材顺利完成此实验探究，你建议小明可快速采取的办法是
将木块上的砝码取下
，测出滑动摩擦力的大小，再和实验①
(选填“①”或“②”)进行比较。(4)通过上述实验，小明得出了“压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论，但小强想再做一次实验，于是他又做了实验④和实验⑤来探究接触面的粗糙程度对滑动摩擦力的影响，读出$ F_4 = 4.4 \, \mathrm{N} $和$ F_5 = 4.6 \, \mathrm{N} $，并得出“接触面越粗糙，滑动摩擦力越大”的结论。小明觉得不能得出此结论，小明的理由是
压力的大小和接触面的粗糙程度均不同，没有控制变量
。(5)在全班交流讨论的环节中，同学们发现很难拉着木块保持匀速直线运动，导致弹簧测力计的示数不稳定，于是同学们设计出实验⑥所示的测量摩擦力的方法，此方法
不需要
(选填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。答案
(1)水平 4.2
(2)压力大小 控制变量法
(3)将木块上的砝码取下 ①
(4)压力的大小和接触面的粗糙程度均不同，没有控制变量
(5)不需要
(2)压力大小 控制变量法
(3)将木块上的砝码取下 ①
(4)压力的大小和接触面的粗糙程度均不同，没有控制变量
(5)不需要
解析
【分析】
本题围绕“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开，核心原理是二力平衡（匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力大小相等），解题关键是掌握控制变量法的应用：探究某一因素对滑动摩擦力的影响时，需保持其他因素不变。需明确弹簧测力计调零方向、实验变量控制、实验改进的逻辑，以及不同实验设计的原理。
【解析】
(1) 弹簧测力计测量的是水平方向的拉力，因此需在水平方向调零；实验中匀速拉动木块时，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由实验读数可知滑动摩擦力为4.2N。
(2) ①②两次实验，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，滑动摩擦力不同，说明滑动摩擦力与压力大小有关；这种每次只改变一个变量、控制其他变量不变的方法叫控制变量法。
(3) 实验③拉不动是因为压力过大，可取下木块上的砝码减小压力；探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，需控制压力相同，取下砝码后，木块对长木板的压力与实验①相同，接触面也相同，因此与实验①比较。
(4) 实验④和⑤中，压力大小和接触面粗糙程度均不同，未控制压力大小相同，不符合控制变量法的要求，无法得出接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。
(5) 实验⑥中，木块固定，拉动长木板时，木块始终静止，受力平衡，无论长木板是否匀速，弹簧测力计示数都等于滑动摩擦力，因此不需要匀速拉动长木板。
【答案】
(1) 水平；4.2
(2) 压力大小；控制变量法
(3) 将木块上的砝码取下；①
(4) 压力的大小和接触面的粗糙程度均不同，没有控制变量
(5) 不需要
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；控制变量法；二力平衡
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的经典实验题，全面考查实验原理、控制变量法应用、实验改进及误差分析，是力学实验核心考点，要求学生熟练掌握实验各环节的逻辑与注意事项。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开，核心原理是二力平衡（匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力大小相等），解题关键是掌握控制变量法的应用：探究某一因素对滑动摩擦力的影响时，需保持其他因素不变。需明确弹簧测力计调零方向、实验变量控制、实验改进的逻辑，以及不同实验设计的原理。
【解析】
(1) 弹簧测力计测量的是水平方向的拉力，因此需在水平方向调零；实验中匀速拉动木块时，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，由实验读数可知滑动摩擦力为4.2N。
(2) ①②两次实验，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，滑动摩擦力不同，说明滑动摩擦力与压力大小有关；这种每次只改变一个变量、控制其他变量不变的方法叫控制变量法。
(3) 实验③拉不动是因为压力过大，可取下木块上的砝码减小压力；探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，需控制压力相同，取下砝码后，木块对长木板的压力与实验①相同，接触面也相同，因此与实验①比较。
(4) 实验④和⑤中，压力大小和接触面粗糙程度均不同，未控制压力大小相同，不符合控制变量法的要求，无法得出接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响。
(5) 实验⑥中，木块固定，拉动长木板时，木块始终静止，受力平衡，无论长木板是否匀速，弹簧测力计示数都等于滑动摩擦力，因此不需要匀速拉动长木板。
【答案】
(1) 水平；4.2
(2) 压力大小；控制变量法
(3) 将木块上的砝码取下；①
(4) 压力的大小和接触面的粗糙程度均不同，没有控制变量
(5) 不需要
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；控制变量法；二力平衡
【点评】
本题是探究滑动摩擦力影响因素的经典实验题，全面考查实验原理、控制变量法应用、实验改进及误差分析，是力学实验核心考点，要求学生熟练掌握实验各环节的逻辑与注意事项。
【难度系数】
0.6
