20. 如图所示,用钢尺快速击打下面的一颗棋子,可以发现这颗棋子被击飞,而上面的那些棋子仍然留在原处落在正下方,上面的那些棋子没有飞出是因为这些棋子,落下去是因为,下面的那颗棋子被击后飞出去,说明。

20. 具有惯性 受到重力的作用 力可以改变物体的运动状态
【点拨】本题考查惯性、重力、力的作用效果。
【解析】惯性是物体保持原有运动状态的性质,上面的棋子原来处于静止状态,当下面棋子被击打时,上面棋子由于惯性要保持原来的静止状态,所以不会飞出;重力的方向竖直向下,在重力的作用下,上面的棋子会竖直下落;钢尺对下面的棋子施加了力的作用,使棋子由静止变为运动,体现了力能改变物体的运动状态。

【分析】
要解答本题，需结合惯性、重力、力的作用效果的相关知识逐步分析：1. 上方棋子未飞出：物体具有保持原有运动状态不变的性质（惯性），上方棋子原本静止，击打下方棋子时，它们因惯性保持静止，不会飞出；2. 上方棋子下落：重力方向竖直向下，棋子受重力作用，因此向下落；3. 下方棋子被击飞：原本静止的棋子受力后运动，说明力能改变物体的运动状态。
【解析】
1. 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。上方的棋子原本处于静止状态，当下方棋子被快速击打时，上方棋子由于惯性要保持原来的静止状态，所以不会随被击打的棋子飞出；
2. 重力的方向总是竖直向下，上方的棋子在重力的作用下，会向下运动，因此落在正下方；
3. 力的作用效果之一是改变物体的运动状态。下方的棋子原本静止，受到钢尺施加的力后由静止变为运动，飞出去，说明力可以改变物体的运动状态。
【答案】
具有惯性；受到重力的作用；力可以改变物体的运动状态
【知识点】
惯性、重力、力的作用效果
【点评】
本题结合生活中的常见现象考查力学基础知识点，将物理概念与实际情境结合，注重对基础概念的理解与应用，是初中物理力学部分的典型基础题型。
【难度系数】
0.5

21. (6分)小枫买了两款质量m不同的运动鞋,为了比较两款鞋的防滑性,各取其中一只鞋A和B,在同一水平桌面上进行下列实验。

(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向拉动运动鞋,则鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(2)有同学用图①、②实验比较两款鞋的防滑性,小枫觉得不妥,认为要用图③、④实验,理由是为了控制相同。
(3)图③实验,弹簧测力计示数为N。由实验可知鞋(选填“A”或“B”)的防滑性更差。
(4)重复图③实验时,小枫沿水平方向拉动鞋A、B,使它们一起加速直线运动,则鞋A受到水平桌面的摩擦力(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)如图所示,冰壶运动员穿的鞋一只是橡胶鞋底的蹬冰鞋,一只是塑料鞋底的滑行鞋。需要滑行时,全身由滑行鞋支撑,蹬冰鞋不与冰面接触;运动员需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。这是通过改变来改变滑动摩擦力大小的。

蹬冰鞋 滑行鞋

21. (1)匀速直线 (2)压力 (3)4.4 A (4)不变 (5)接触面的粗糙程度
【点拨】本题考查探究影响滑动摩擦力大小的因素,涉及二力平衡测摩擦力、控制变量法(压力、接触面粗糙程度)的应用,包括实验操作、读数、结论推导及实际应用(冰壶比赛)。
【解析】(1)实验中,弹簧测力计应沿水平方向匀速直线拉动运动鞋,此时鞋处于平衡状态,在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,即鞋受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数;
(2)图①、②中,两款鞋的质量不同,对桌面的压力不同,而比较防滑性应控制压力相同,所以用图③、④实验;
(3)图③中弹簧测力计的分度值为0.2 N,指针在4 N后2小格处,故弹簧测力计的示数为4 N+2×0.2 N=4.4 N;由③、④实验可知,④实验中弹簧测力计的示数较大,所以在接触面受到的压力相同时,鞋B受到的滑动摩擦力更大,防滑性更好,所以鞋A的防滑性更差;
(4)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体运动速度无关,故图③实验中加速拉动鞋A、B时,鞋A受到的滑动摩擦力大小不变;
(5)冰壶运动员在进行比赛的过程中,对冰面的压力相同,但是不同的鞋与冰面接触时,粗糙程度不同,故是通过改变接触面的粗糙程度来改变滑动摩擦力大小的。

【分析】本题围绕探究滑动摩擦力大小的实验展开，核心思路是利用二力平衡原理测量摩擦力，结合控制变量法分析实验设计与结论。首先，测量滑动摩擦力时需让物体做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是平衡力，大小相等；其次，比较不同鞋的防滑性时，需控制压力相同，因为防滑性由接触面粗糙程度决定，压力不同会影响结果；弹簧测力计读数要先明确分度值，再看指针位置；滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关；最后结合冰壶鞋的不同，判断改变摩擦力的方式。
【解析】(1) 实验中，当弹簧测力计沿水平方向匀速直线拉动运动鞋时，运动鞋处于平衡状态，水平方向受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此摩擦力等于弹簧测力计的示数；
(2) 滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关，要比较两款鞋的防滑性，需控制压力相同。图①、②中两款鞋质量不同，对桌面的压力不同，而图③、④中压力相同，因此选用图③、④实验，理由是控制压力相同；
(3) 图③中弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向4N后第2小格，示数为4N + 2×0.2N = 4.4N；对比图③、④，压力相同，图④中弹簧测力计示数更大，说明鞋B受到的滑动摩擦力更大，防滑性更好，因此鞋A的防滑性更差；
(4) 滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，与物体运动速度无关，因此加速拉动鞋A、B时，鞋A对桌面的压力和接触面粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力不变；
(5) 冰壶运动员的两只鞋对冰面的压力相同，鞋底材料不同导致接触面粗糙程度不同，因此是通过改变接触面的粗糙程度来改变滑动摩擦力大小的。
【答案】(1)匀速直线 (2)压力 (3)4.4 A (4)不变 (5)接触面的粗糙程度
【知识点】滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、控制变量法
【点评】本题是探究滑动摩擦力的典型实验题，涵盖实验操作、控制变量法应用、弹簧测力计读数、摩擦力影响因素及实际应用，既考查基础知识，又注重实验探究能力的培养，是力学部分的重点题型。
【难度系数】0.6

22.（3分）小枫和同学们用如图甲、乙所示的装置“研究同一直线上方向相同的二力的合成”。

（1）实验时首先将橡皮筋的B端固定，再用两个弹簧测力计沿相同方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置。只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将A端再次拉到O点，这样做是为了使F与$F_1$和$F_2$（选填“大小”或“作用效果”）相同。
（2）通过甲、乙实验可知合力与分力的大小关系是。（用$F$、$F_1$和$F_2$表示）
（3）完成实验后，同学们交流讨论：排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，已知排球所受的空气阻力与速度的大小有关，速度越大所受空气阻力越大。排球在竖直上升过程所受合力大小（选填“变小”“不变”或“变大”）。

22. (1)作用效果 (2)$F=F_1+F_2$ (3)变小
【点拨】本题考查合力相关知识,涉及合力概念、合力计算及排球上升时合力随阻力的变化。
【解析】(1)根据合力的概念“如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力”可知,实验操作过程中两次都拉到O点,是为了使F与$F_1$和$F_2$的作用效果相同;
(2)由甲、乙实验可知,$F=F_1+F_2$;
(3)排球竖直向上运动的过程中,重力和空气阻力方向均为竖直向下,此时排球受到的合力$F_合=G+f$,当排球竖直上升时,其速度越来越慢,则其受到的阻力变小,故受到的合力变小。

【分析】
要解决这道题，需结合合力的定义、同一直线上二力合成规律，以及力的合成在实际场景中的应用来分析：
1. 第(1)问：回忆合力的定义，实验中拉橡皮筋到同一点，是为了保证单独的力与两个力共同作用的效果一致，对应合力的核心概念。
2. 第(2)问：观察甲、乙实验的力的数值，计算分力之和与合力的关系，总结同方向二力的合成规律。
3. 第(3)问：分析排球上升时的受力（重力和阻力），结合阻力与速度的关系，判断合力的变化。
【解析】
（1）根据合力的定义：若一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就是那几个力的合力。实验中两次将橡皮筋A端拉到同一点O，目的是使单独的力F与$F_1$、$F_2$共同作用的效果相同，故填“作用效果”。
（2）分析甲实验：$F_1=1\ \mathrm{N}$，$F_2=1.2\ \mathrm{N}$，合力$F=2.2\ \mathrm{N}$，满足$F=F_1+F_2$；分析乙实验：$F_1'=1.2\ \mathrm{N}$，$F_2'=1.2\ \mathrm{N}$，合力$F'=2.4\ \mathrm{N}$，也满足$F'=F_1'+F_2'$，因此同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两分力大小之和，即$F=F_1+F_2$。
（3）排球竖直上升时，运动方向向上，空气阻力阻碍运动，方向竖直向下，重力方向也竖直向下，故合力$F_{\mathrm{合}}=G+f$；排球上升过程中速度逐渐减小，由题意知空气阻力随速度减小而变小，重力$G$不变，因此合力变小。
【答案】
(1)作用效果 (2)$F=F_1+F_2$ (3)变小
【知识点】
同一直线二力合成、合力概念
【点评】
本题通过实验探究同一直线上方向相同的二力合成规律，结合实际场景分析合力变化，既考查实验原理的理解，又注重知识的应用，是力学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6