12 画出图中放在斜面上物体所受重力的示意图。

12.

【分析】绘制重力示意图需明确重力的三要素：作用点在物体的重心（图中矩形中心的黑点），方向始终竖直向下（与水平面垂直，并非垂直斜面），需从重心沿竖直向下方向画带箭头的线段并标注符号。
【解析】1. 确定作用点：找到物体的重心，即图中矩形中心的黑点；2. 确定方向：重力方向为竖直向下（垂直于水平面，指向下方）；3. 画线段：从重心出发，沿竖直向下方向画一条带箭头的线段；4. 标注符号：在线段旁标注重力的符号G，完成重力示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图
【点评】本题是基础作图题，核心是牢记重力方向“竖直向下”的特点，需注意区分竖直向下与垂直斜面的方向，属于物理力学的基础考点。
【难度系数】0.3

四、实验探究题
13 在探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验中：

(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,根据知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。图甲中木块做匀速运动,受到的滑动摩擦力大小为N。
(2)比较甲、乙两次实验数据,可初步确定滑动摩擦力的大小与有关。
(3)比较甲、丙两次实验数据,(选填“能”或“不能”)得到“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关”的结论,理由是。要想得到“滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关”的结论,应该选择两次实验。
(4)以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小。
(5)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,这种做法是(选填“正确”或“错误”)的,理由是;
(6)同学们在老师的指导下对实验装置进行改进,发现用如图丁所示的方式测量滑动摩擦力效果更好,图丁实验中(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。

13.(1)匀速 二力平衡 1.4 (2)压力大小
(3)不能 没有控制压力不变 乙、丙
(4)无关 (5)错误 没有控制压力大小相同
(6)不一定
【解析】(1)用弹簧测力计拉木块沿水平方向做匀速直线运动时,木块受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,等于弹簧测力计的示数;测力计示数为1.4N,则木块受到的滑动摩擦力大小为1.4N。
(2)分析甲、乙两个实验,压力大小不同,弹簧测力计的示数不同,所以两个实验说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)甲、丙两次实验中,压力和接触面粗糙程度都不同,没有控制压力不变。应该选择压力相同,接触面粗糙程度不同的两次实验,即乙、丙两次实验。
(4)以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,即滑动摩擦力的大小不变,由此说明滑动摩擦力的大小与速度大小无关。
(5)将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
(6)题图丁中,木块处于静止状态,受到摩擦力与测力计的拉力为一对平衡力,故用题图丁的方式测量滑动摩擦力时不一定要匀速拉动长木板。

【分析】
这道题围绕“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验展开，解题核心需紧扣两个关键：一是利用二力平衡原理，当物体做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力大小相等；二是控制变量法，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。具体分析各小问：
1. 第(1)问：要使拉力等于滑动摩擦力，需匀速拉动木块（满足二力平衡条件），读取测力计示数即可得到摩擦力大小，明确实验原理与读数方法；
2. 第(2)问：对比甲、乙实验，控制接触面粗糙程度相同，改变压力，得出滑动摩擦力与压力大小的关系；
3. 第(3)问：甲、丙存在压力和接触面粗糙程度两个变量，未控制压力，故不能得出结论，需选压力相同、粗糙程度不同的乙、丙实验；
4. 第(4)问：速度不同但测力计示数不变，说明滑动摩擦力与速度无关；
5. 第(5)问：切木块时压力被改变，未控制压力，做法错误；
6. 第(6)问：丁图中木块静止，受力平衡，无需匀速拉木板即可测摩擦力。
【解析】
(1) 实验中需用弹簧测力计水平匀速拉动木块，此时木块做匀速直线运动，根据二力平衡知识，滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故摩擦力等于测力计示数；图甲中测力计示数为1.4N，因此滑动摩擦力大小为1.4N。
(2) 甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，测力计示数不同，说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3) 甲、丙两次实验中，压力和接触面粗糙程度均不同，未控制压力不变，因此不能得出滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关的结论；要探究该关系，需控制压力相同，改变接触面粗糙程度，应选择乙、丙两次实验。
(4) 以不同速度拉动木块做匀速直线运动，测力计示数不变，说明滑动摩擦力大小与速度大小无关。
(5) 将木块沿竖直方向切成两部分时，木块对接触面的压力也被分成两部分，压力大小改变，未控制压力相同，因此做法错误。
(6) 图丁中，木块始终处于静止状态，受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，无论长木板是否匀速运动，木块受力均平衡，因此不一定需要匀速拉动长木板。
【答案】
(1)匀速；二力平衡；1.4 (2)压力大小 (3)不能；没有控制压力不变；乙、丙 (4)无关 (5)错误；没有控制压力大小相同 (6)不一定
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；二力平衡；控制变量法
【点评】
本题是初中力学核心实验题，全面考查探究滑动摩擦力影响因素的实验原理、控制变量法的应用、实验设计合理性分析及装置改进的理解，是学生需重点掌握的基础实验考点。
【难度系数】
0.7

五、综合题
14 我国自主研发了一种新燃料汽车，使用氢气代替汽油，在一次测试中，5 min内匀速直线行驶了9 000 m，该车的质量是1.8 t，汽车在平直路面上受到的阻力为车重的0.15倍(g=10 N/kg)，求:(1)汽车受到的重力;(2)汽车受到的阻力。

14.(1)$1.8×10^4\mathrm{N}$ (2)$2700\mathrm{N}$
【解析】(1)汽车受到的重力为 $G=mg=1.8×10^3\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=1.8×10^4\mathrm{N}$。
(2)汽车受到的阻力为 $f=0.15G=0.15×1.8×10^4\mathrm{N}=2700\mathrm{N}$。

【分析】
要解决本题，需分两步计算：第一步利用重力公式计算汽车的重力，注意质量单位需从吨换算为千克（与g的单位匹配）；第二步根据阻力与车重的倍数关系，用重力乘以0.15求出阻力。
【解析】
(1) 先换算质量单位：$1.8\ \mathrm{t}=1.8×10^3\ \mathrm{kg}$，根据重力公式$G=mg$，代入数据得：
$G=1.8×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.8×10^4\ \mathrm{N}$；
(2) 已知阻力为车重的0.15倍，因此阻力：
$f=0.15G=0.15×1.8×10^4\ \mathrm{N}=2700\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1)$1.8×10^4\mathrm{N}$；(2)$2700\mathrm{N}$
【知识点】
重力的计算、阻力与重力的关系
【点评】
本题为力学基础计算题，考查重力公式的应用及阻力与重力的关系，解题关键是正确完成质量单位换算，步骤简单，属于基础得分题。
【难度系数】
0.8

15 轻飘飘的雪花也会将房屋压塌,冬天一场大雪后小雨实际测量了屋顶的雪的重量:用电子秤测出空桶的质量为1 kg;将桶里装满水,用电子秤测出其总质量为2 kg;将桶里水全部倒掉,再装满雪,测出其总质量为1.1 kg($\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,g取10 N/kg),请计算:
(1)雪的密度是多少?
(2)若屋顶面积为100 m²,雪的厚度为30 cm,则屋顶雪的总质量多少?
(3)小雨通过查资料发现,冻雨结成的冰的密度约为雪的8倍,与雪同样厚度的冰的重力为多少?

15.(1)$0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3$ (2)$3×10^3\mathrm{kg}$
(3)$2.4×10^5\mathrm{N}$
【解析】(1)水的质量是 $m_\mathrm{水}=m_\mathrm{总}-m_\mathrm{桶}=2\mathrm{kg}-1\mathrm{kg}=1\mathrm{kg}$,水的体积 $V=\frac{m}{\rho}=\frac{1\mathrm{kg}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3}=10^{-3}\mathrm{m}^3$,雪的体积 $V_\mathrm{雪}=V_\mathrm{水}=10^{-3}\mathrm{m}^3$,雪和桶的总质量为 $m_2=1.1\mathrm{kg}$ 所以雪的质量为 $m_\mathrm{雪}=m_2-m_\mathrm{桶}=1.1\mathrm{kg}-1\mathrm{kg}=0.1\mathrm{kg}$,雪的密度为 $\rho_\mathrm{雪}=\frac{m_\mathrm{雪}}{\rho_\mathrm{雪}}=\frac{0.1\mathrm{kg}}{10^{-3}\mathrm{m}^3}=0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3$。
(2)屋顶雪的总质量 $m_\mathrm{雪}=\rho_\mathrm{雪}V_\mathrm{雪}=\rho_\mathrm{雪}s_\mathrm{总}h_\mathrm{雪}=0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3×100\mathrm{m}^2×0.3\mathrm{m}=3×10^3\mathrm{kg}$。
(3)屋顶冰的总重力 $G_\mathrm{冰}=m_\mathrm{冰}g=\rho_\mathrm{冰}V_\mathrm{冰}g=8\rho_\mathrm{雪}V_\mathrm{雪}g=8m_\mathrm{雪}g=8×3×10^3\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=2.4×10^5\mathrm{N}$。

【分析】
本题是密度与重力的综合计算题，解题核心是利用桶的容积不变（装满水和雪时体积相等）来间接推导物理量。第(1)问需先通过水的质量和密度求出桶的容积，即雪的体积，再结合雪的质量计算雪的密度；第(2)问利用密度公式，结合屋顶雪的体积（面积×厚度）求总质量；第(3)问根据冰与雪的密度关系，先求冰的质量，再用重力公式计算冰的重力。
【解析】
(1) 桶装满水时，水的质量：$m_{水}=m_{总1}-m_{桶}=2\mathrm{kg}-1\mathrm{kg}=1\mathrm{kg}$，
由$\rho=\frac{m}{V}$得桶的容积（雪的体积）：$V_{雪}=V_{水}=\frac{m_{水}}{\rho_{水}}=\frac{1\mathrm{kg}}{1.0×10^3\mathrm{kg/m}^3}=10^{-3}\mathrm{m}^3$，
雪的质量：$m_{雪}=m_{总2}-m_{桶}=1.1\mathrm{kg}-1\mathrm{kg}=0.1\mathrm{kg}$，
雪的密度：$\rho_{雪}=\frac{m_{雪}}{V_{雪}}=\frac{0.1\mathrm{kg}}{10^{-3}\mathrm{m}^3}=0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3$。
(2) 屋顶雪的体积：$V_{雪总}=S×h=100\mathrm{m}^2×0.3\mathrm{m}=30\mathrm{m}^3$，
屋顶雪的总质量：$m_{雪总}=\rho_{雪}V_{雪总}=0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3×30\mathrm{m}^3=3×10^3\mathrm{kg}$。
(3) 冰的密度：$\rho_{冰}=8\rho_{雪}=8×0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3=0.8×10^3\mathrm{kg/m}^3$，
冰的体积与屋顶雪的体积相等，即$V_{冰}=V_{雪总}=30\mathrm{m}^3$，
冰的总质量：$m_{冰}=\rho_{冰}V_{冰}=0.8×10^3\mathrm{kg/m}^3×30\mathrm{m}^3=2.4×10^4\mathrm{kg}$，
冰的总重力：$G_{冰}=m_{冰}g=2.4×10^4\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=2.4×10^5\mathrm{N}$。
【答案】
(1)$0.1×10^3\mathrm{kg/m}^3$；(2)$3×10^3\mathrm{kg}$；(3)$2.4×10^5\mathrm{N}$
【知识点】
密度的计算、重力的计算、体积与质量的关系
【点评】
本题考查密度公式和重力公式的应用，关键是利用容器容积不变的特点间接求雪的体积，属于初中物理基础应用题，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6