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4.（2024·苏州四市期末）小明想利用家里的跑步机来探究滑动摩擦力的影响因素，实验步骤如下：
（1）取自己的一只运动鞋，用弹簧测力计测出它的重力。图乙是测鞋子重力时的情景，测完取下鞋子小明发现弹簧测力计示数为$0.2\text{ N}$，则鞋子的重力为________ N。
（2）在传送带上按图甲摆放鞋子，将弹簧测力计正确调零后，其一端固定在跑步机上，另一端钩住鞋子，启动跑步机，让传送带上表面相对鞋子向________（填“左”或“右”）运动。
（3）待测力计示数稳定后记录示数，该示数________（填“＞”“＜”或“=”）鞋子受到的摩擦力。
（4）小明提出，在鞋子上施加一个与人重力相当的压力，可粗略测出人行走时所受摩擦力大小，小华认为不可行，可能会产生________________________的问题，她提出可在鞋子上加上重力不等的沙袋，分别测出相应的摩擦力，结果如表所示：
|沙袋重力/N|1.8|3.8|5.8|7.8|9.8|
|----|----|----|----|----|----|
|弹簧测力计示数/N|1.2|1.8|2.4|3.0|3.6|
根据表格得到结论：______________________________，进一步分析可知，当一名体重为$600\text{ N}$（含鞋重）的人穿进该鞋单脚站在跑步机上，若传送带仍能正常运行，人（包括鞋）受到的摩擦力大小为________ N（此行为具有危险性，请勿尝试）。
（5）如果调大传送带的运行速度，则弹簧测力计的示数________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）小明想利用该装置继续探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，可从家中寻找一个________________________。
（1）取自己的一只运动鞋，用弹簧测力计测出它的重力。图乙是测鞋子重力时的情景，测完取下鞋子小明发现弹簧测力计示数为$0.2\text{ N}$，则鞋子的重力为________ N。
（2）在传送带上按图甲摆放鞋子，将弹簧测力计正确调零后，其一端固定在跑步机上，另一端钩住鞋子，启动跑步机，让传送带上表面相对鞋子向________（填“左”或“右”）运动。
（3）待测力计示数稳定后记录示数，该示数________（填“＞”“＜”或“=”）鞋子受到的摩擦力。
（4）小明提出，在鞋子上施加一个与人重力相当的压力，可粗略测出人行走时所受摩擦力大小，小华认为不可行，可能会产生________________________的问题，她提出可在鞋子上加上重力不等的沙袋，分别测出相应的摩擦力，结果如表所示：
|沙袋重力/N|1.8|3.8|5.8|7.8|9.8|
|----|----|----|----|----|----|
|弹簧测力计示数/N|1.2|1.8|2.4|3.0|3.6|
根据表格得到结论：______________________________，进一步分析可知，当一名体重为$600\text{ N}$（含鞋重）的人穿进该鞋单脚站在跑步机上，若传送带仍能正常运行，人（包括鞋）受到的摩擦力大小为________ N（此行为具有危险性，请勿尝试）。
（5）如果调大传送带的运行速度，则弹簧测力计的示数________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）小明想利用该装置继续探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，可从家中寻找一个________________________。
答案
(1) 2.2 (2) 右 (3) = (4) 所需的拉力超出了弹簧测力计的量程 当粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大 (或滑动摩擦力与压力大小成正比) 180 (5) 不变
(6) 质量相同、鞋底粗糙程度不同的鞋子
(6) 质量相同、鞋底粗糙程度不同的鞋子
5.（2024·深圳中考）学习“液体压强”时，老师展示了如图甲所示的实验，辉辉同学观察实验后，得出结论：深度越大，水的压强越大，水喷出的最远距离就越大。下课后，辉辉将自己的结论告诉老师，老师表扬了辉辉爱思考的好习惯，然后和辉辉一起到了实验室，另找一个矿泉水瓶，在侧边扎了两个小圆孔$C$和$D$（圆孔$A$、$B$、$C$、$D$的直径相同），并进行了以下实验：观察得$s_{C}$小于$s_{D}$。
（1）现已知$h_{C}＜h_{D}$，求$p_{C}$________$p_{D}$。
（2）其他条件不变，将木板向右移，最远的水流依然落在木板上，请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置。
（3）$s_{C}'$和$s_{D}'$分别为现在的最远距离，现在$s_{C}'$________$s_{D}'$。
（4）辉辉同学的结论是否正确？请说出你的判断和理由：______________________________。
（1）现已知$h_{C}＜h_{D}$，求$p_{C}$________$p_{D}$。
（2）其他条件不变，将木板向右移，最远的水流依然落在木板上，请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置。
（3）$s_{C}'$和$s_{D}'$分别为现在的最远距离，现在$s_{C}'$________$s_{D}'$。
（4）辉辉同学的结论是否正确？请说出你的判断和理由：______________________________。
答案
(1) ＜ (2) 见解析图 (3) ＞ (4) 见解析
解析：(1) 已知$h_{c}＜h_{D}$，由$p = \rho gh$可知液体压强的关系$p_{C}＜p_{D}$。
(2) 其他条件不变，将木板向右移，最远的水流依然落在木板上，将木板的左侧和矿泉水瓶左侧对齐，木板静止，如图所示：
(3)$s_{C}'$和$s_{D}'$分别为现在的最远距离，由上图可知$s_{C}'＞s_{D}'$。
(4) 辉辉同学的结论不正确，没有控制水流下落高度相同，则不能通过水喷出的最远距离判断水的压强。
6.（2024·长春中考）“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺，厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究：
（1）将玻璃筒放入大烧杯内的水中，玻璃筒竖直漂浮，如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为$h_{1}$。
（2）向玻璃筒中缓慢注水，观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大，说明：浸在液体中的物体所受浮力的大小跟________________________有关；进一步分析还可说明：液体内部压强跟________有关。当玻璃筒内水柱的高度为$h_{0}$时停止注水，此时玻璃筒仍竖直漂浮，测得玻璃筒浸入水中的深度增加了$h_{2}$。
（3）如图乙所示，将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上$A$处；将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干，然后放在黏土上$B$处，继续向玻璃筒中缓慢注水，发现黏土凹陷程度增大，说明压力的作用效果跟________有关。当$B$处与$A$处凹陷程度相同时，停止注水，发现玻璃筒内水柱的高度增加了$0.5h_{0}$。
（4）利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土的压强，其表达式为$p =$________（用$\rho_{水}$、$g$及物理量符号表示）。
（1）将玻璃筒放入大烧杯内的水中，玻璃筒竖直漂浮，如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为$h_{1}$。
（2）向玻璃筒中缓慢注水，观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大，说明：浸在液体中的物体所受浮力的大小跟________________________有关；进一步分析还可说明：液体内部压强跟________有关。当玻璃筒内水柱的高度为$h_{0}$时停止注水，此时玻璃筒仍竖直漂浮，测得玻璃筒浸入水中的深度增加了$h_{2}$。
（3）如图乙所示，将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上$A$处；将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干，然后放在黏土上$B$处，继续向玻璃筒中缓慢注水，发现黏土凹陷程度增大，说明压力的作用效果跟________有关。当$B$处与$A$处凹陷程度相同时，停止注水，发现玻璃筒内水柱的高度增加了$0.5h_{0}$。
（4）利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土的压强，其表达式为$p =$________（用$\rho_{水}$、$g$及物理量符号表示）。
答案
(2) 排开液体体积 液体深度 (3) 压力大小
(4)$\rho_{水}h_{1}g + 1.5\rho_{水}h_{2}g$
解析：(2) 向玻璃筒中缓慢注水，观察到玻璃筒浸入水中的深度变大，玻璃筒排开水的体积变大，且玻璃筒始终处于漂浮状态，玻璃筒受到的浮力等于玻璃筒的重力，玻璃筒的重力增大，浮力增大，说明：浸在液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。玻璃筒漂浮时，受到的浮力等于玻璃筒底部受到的水的压力，浮力增大，水的压力增大，由$p=\frac{F}{S}$得，玻璃筒底部受到的水的压强增大，此时玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大，说明液体内部压强跟深度有关。
(3) 将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干，然后放在黏土上B处，继续向玻璃筒中缓慢注水，黏土受到的压力增大，受力面积不变，发现黏土凹陷程度增大，说明压力的作用效果跟压力大小有关。
(4) 当玻璃筒内水柱的高度为$h_{0}$时停止注水，此时玻璃筒仍竖直漂浮，测得玻璃筒浸入水中的深度增加了$h_{2}$，由浮沉条件得，此时玻璃筒内水的重力为$G_{h0}=\Delta F_{浮}=\rho_{水}\Delta V_{排}g=\rho_{水}S_{筒}h_{2}g$，由浮沉条件得，玻璃筒的重力为$G_{筒}=F_{浮筒}=\rho_{水}V_{排1}g=\rho_{水}S_{筒}h_{1}g$。B处与A处凹陷程度相同，说明艺术品对黏土的压强等于玻璃筒对黏土的压强，此时筒内装的水的高度为$h_{水}=h_{0}+0.5h_{0}=1.5h_{0}$，则此时玻璃筒内装入的水的重力为$G_{1.5h_{0}}=1.5G_{h0}=1.5\rho_{水}S_{筒}h_{2}g$，该艺术品对黏土的压强$p = p_{玻璃筒}=\frac{F}{S_{筒}}=\frac{G_{筒}+G_{1.5h_{0}}}{S_{筒}}=\frac{\rho_{水}S_{筒}h_{1}g + 1.5\rho_{水}S_{筒}h_{2}g}{S_{筒}}=\rho_{水}h_{1}g + 1.5\rho_{水}h_{2}g$。
(4)$\rho_{水}h_{1}g + 1.5\rho_{水}h_{2}g$
解析：(2) 向玻璃筒中缓慢注水，观察到玻璃筒浸入水中的深度变大，玻璃筒排开水的体积变大，且玻璃筒始终处于漂浮状态，玻璃筒受到的浮力等于玻璃筒的重力，玻璃筒的重力增大，浮力增大，说明：浸在液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。玻璃筒漂浮时，受到的浮力等于玻璃筒底部受到的水的压力，浮力增大，水的压力增大，由$p=\frac{F}{S}$得，玻璃筒底部受到的水的压强增大，此时玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大，说明液体内部压强跟深度有关。
(3) 将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干，然后放在黏土上B处，继续向玻璃筒中缓慢注水，黏土受到的压力增大，受力面积不变，发现黏土凹陷程度增大，说明压力的作用效果跟压力大小有关。
(4) 当玻璃筒内水柱的高度为$h_{0}$时停止注水，此时玻璃筒仍竖直漂浮，测得玻璃筒浸入水中的深度增加了$h_{2}$，由浮沉条件得，此时玻璃筒内水的重力为$G_{h0}=\Delta F_{浮}=\rho_{水}\Delta V_{排}g=\rho_{水}S_{筒}h_{2}g$，由浮沉条件得，玻璃筒的重力为$G_{筒}=F_{浮筒}=\rho_{水}V_{排1}g=\rho_{水}S_{筒}h_{1}g$。B处与A处凹陷程度相同，说明艺术品对黏土的压强等于玻璃筒对黏土的压强，此时筒内装的水的高度为$h_{水}=h_{0}+0.5h_{0}=1.5h_{0}$，则此时玻璃筒内装入的水的重力为$G_{1.5h_{0}}=1.5G_{h0}=1.5\rho_{水}S_{筒}h_{2}g$，该艺术品对黏土的压强$p = p_{玻璃筒}=\frac{F}{S_{筒}}=\frac{G_{筒}+G_{1.5h_{0}}}{S_{筒}}=\frac{\rho_{水}S_{筒}h_{1}g + 1.5\rho_{水}S_{筒}h_{2}g}{S_{筒}}=\rho_{水}h_{1}g + 1.5\rho_{水}h_{2}g$。
