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四、综合题(第17题4分，第18题8分，共12分)
17. 如图，用一个大小为10 N的力将黑板刷压在竖直的黑板上，已知黑板刷重4 N，且静止不动。请画出黑板刷受到的重力和摩擦力图示。
17. 如图，用一个大小为10 N的力将黑板刷压在竖直的黑板上，已知黑板刷重4 N，且静止不动。请画出黑板刷受到的重力和摩擦力图示。
答案
17.
解析
【分析】
要画出黑板刷的重力和摩擦力图示，需先分析黑板刷的受力状态：黑板刷静止，处于平衡状态，竖直方向受到重力和摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反。重力方向竖直向下，大小为4N；摩擦力方向竖直向上，大小等于重力，即4N。画力的图示时，需确定标度，从力的作用点（黑板刷的重心）出发，沿力的方向画出对应长度的线段，并标注力的符号和大小。
【解析】
1. 确定力的大小与方向：黑板刷静止，竖直方向受力平衡，因此摩擦力$ f = G = 4N $，重力$ G $方向竖直向下，摩擦力$ f $方向竖直向上。
2. 画力的图示：选取合适的标度（如2N为一段），以黑板刷的中心（重心）为作用点，竖直向下画长度为2倍标度的线段，标注“$ G=4N $”；竖直向上画长度为2倍标度的线段，标注“$ f=4N $”，确保线段方向、长度与力的大小对应，作用点正确。
【答案】
【知识点】
二力平衡、力的图示、重力与摩擦力
【点评】
本题结合二力平衡考查力的图示的画法，核心是根据平衡条件确定力的大小和方向，属于力学基础题，注重受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.6
要画出黑板刷的重力和摩擦力图示，需先分析黑板刷的受力状态：黑板刷静止，处于平衡状态，竖直方向受到重力和摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等、方向相反。重力方向竖直向下，大小为4N；摩擦力方向竖直向上，大小等于重力，即4N。画力的图示时，需确定标度，从力的作用点（黑板刷的重心）出发，沿力的方向画出对应长度的线段，并标注力的符号和大小。
【解析】
1. 确定力的大小与方向：黑板刷静止，竖直方向受力平衡，因此摩擦力$ f = G = 4N $，重力$ G $方向竖直向下，摩擦力$ f $方向竖直向上。
2. 画力的图示：选取合适的标度（如2N为一段），以黑板刷的中心（重心）为作用点，竖直向下画长度为2倍标度的线段，标注“$ G=4N $”；竖直向上画长度为2倍标度的线段，标注“$ f=4N $”，确保线段方向、长度与力的大小对应，作用点正确。
【答案】
【知识点】
二力平衡、力的图示、重力与摩擦力
【点评】
本题结合二力平衡考查力的图示的画法，核心是根据平衡条件确定力的大小和方向，属于力学基础题，注重受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.6
18. 2024年6月2日，嫦娥六号结束环月飞行后，成功着陆月球背面，携带科学仪器开展探月工作，并于6月4日携带2 kg月壤返回地球。
(1)如图甲所示，嫦娥六号环月飞行时，受到的月球重力方向为
(2)嫦娥六号着陆月球时，通过发动机喷出气体来达到减速目的，说明力的作用效果是
(3)图乙是嫦娥六号着陆器“四脚”站立在月面的情形。着陆器总质量约为2.4 t，每个“脚掌”与月面的接触面积约为3 000 cm²，请计算着陆器在月面站立时对月面的压强（$g_{月}$取1.6 N/kg）。
(1)如图甲所示，嫦娥六号环月飞行时，受到的月球重力方向为
C
（填图中字母）。 (2)嫦娥六号着陆月球时，通过发动机喷出气体来达到减速目的，说明力的作用效果是
改变物体的运动状态
。(3)图乙是嫦娥六号着陆器“四脚”站立在月面的情形。着陆器总质量约为2.4 t，每个“脚掌”与月面的接触面积约为3 000 cm²，请计算着陆器在月面站立时对月面的压强（$g_{月}$取1.6 N/kg）。
答案
18. (1) C
(2) 改变物体的运动状态
(3) 着陆器在月面站立时对月面的压力为：
$F=G=mg_{月}=2.4×10^3\ \mathrm{kg}×1.6\ \mathrm{N/kg}=3.84×10^3\ \mathrm{N}$
着陆器在月面站立时对月面的压强为：
$p=\frac{F}{S}=\frac{3.84×10^3\ \mathrm{N}}{4×3000×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) 改变物体的运动状态
(3) 着陆器在月面站立时对月面的压力为：
$F=G=mg_{月}=2.4×10^3\ \mathrm{kg}×1.6\ \mathrm{N/kg}=3.84×10^3\ \mathrm{N}$
着陆器在月面站立时对月面的压强为：
$p=\frac{F}{S}=\frac{3.84×10^3\ \mathrm{N}}{4×3000×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
解析
【分析】
第(1)问需明确重力方向始终指向施力天体的中心，据此判断嫦娥六号受月球重力的方向；第(2)问根据力的作用效果，结合减速是运动速度变化，分析对应的效果；第(3)问需先确定压力（等于着陆器在月面的重力），再计算总接触面积，最后用压强公式计算压强，注意单位换算。
【解析】
(1) 重力的方向总是指向施力物体（月球）的中心，因此嫦娥六号环月飞行时受到的月球重力方向为图中的C方向。
(2) 发动机喷出气体时，气体对嫦娥六号施加反作用力，使嫦娥六号减速，速度大小发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
(3) ① 着陆器对月面的压力等于其在月面的重力：
$F = G = mg_{月} = 2.4×10^3\ \mathrm{kg} × 1.6\ \mathrm{N/kg} = 3.84×10^3\ \mathrm{N}$
② 四个脚掌与月面的总接触面积：
$S = 4 × 3000\ \mathrm{cm}^2 = 4 × 3000 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 1.2\ \mathrm{m}^2$
③ 着陆器对月面的压强：
$p = \frac{F}{S} = \frac{3.84×10^3\ \mathrm{N}}{1.2\ \mathrm{m}^2} = 3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) C；(2) 改变物体的运动状态；(3) $3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
重力的方向、力的作用效果、压强的计算
【点评】
本题结合航天热点考查基础物理知识，难度适中，需掌握重力方向、力的作用效果及压强计算，计算时注意面积单位的换算。
【难度系数】
0.5
第(1)问需明确重力方向始终指向施力天体的中心，据此判断嫦娥六号受月球重力的方向；第(2)问根据力的作用效果，结合减速是运动速度变化，分析对应的效果；第(3)问需先确定压力（等于着陆器在月面的重力），再计算总接触面积，最后用压强公式计算压强，注意单位换算。
【解析】
(1) 重力的方向总是指向施力物体（月球）的中心，因此嫦娥六号环月飞行时受到的月球重力方向为图中的C方向。
(2) 发动机喷出气体时，气体对嫦娥六号施加反作用力，使嫦娥六号减速，速度大小发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。
(3) ① 着陆器对月面的压力等于其在月面的重力：
$F = G = mg_{月} = 2.4×10^3\ \mathrm{kg} × 1.6\ \mathrm{N/kg} = 3.84×10^3\ \mathrm{N}$
② 四个脚掌与月面的总接触面积：
$S = 4 × 3000\ \mathrm{cm}^2 = 4 × 3000 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 1.2\ \mathrm{m}^2$
③ 着陆器对月面的压强：
$p = \frac{F}{S} = \frac{3.84×10^3\ \mathrm{N}}{1.2\ \mathrm{m}^2} = 3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) C；(2) 改变物体的运动状态；(3) $3.2×10^3\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
重力的方向、力的作用效果、压强的计算
【点评】
本题结合航天热点考查基础物理知识，难度适中，需掌握重力方向、力的作用效果及压强计算，计算时注意面积单位的换算。
【难度系数】
0.5
