27.(6分)如图是四种常见的不同造型的桥梁。

(1)无论什么样的桥梁结构,支撑结构产生的向上的合力与桥面及负载所受向下的合力相互
要建造一个跨度1 000 m的桥,选用
(2)若某汽车车身的材料要求强度高且轻便,则表中最理想的材料是

(3)当该汽车在桥上匀速直线行驶时,不计空气阻力,所受路面的阻力为车总重的十分之一,已知该车总质量为700 kg,则动力是多少?($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)
(4)使车前进的动力是
(1)无论什么样的桥梁结构,支撑结构产生的向上的合力与桥面及负载所受向下的合力相互
平衡
。要建造一个跨度1 000 m的桥,选用
悬索桥
(选填“拱桥”或“悬索桥”)结构更合适。(2)若某汽车车身的材料要求强度高且轻便,则表中最理想的材料是
碳纤维
。(3)当该汽车在桥上匀速直线行驶时,不计空气阻力,所受路面的阻力为车总重的十分之一,已知该车总质量为700 kg,则动力是多少?($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)
(4)使车前进的动力是
地面对车的摩擦力
(选填“地面对车的摩擦力”或“车对地面的摩擦力”)。答案
27. 【点拨】本题考查桥梁结构的力学原理、材料选择、重力计算和二力平衡条件的应用,需要根据题目提供的信息和物理原理进行分析和计算。
【解析】(1)根据二力平衡条件,无论什么样的桥梁结构,都会产生一个向上的合力作为桥面的支撑力,即支撑结构产生的向上的合力与桥面及负载所受向下的合力相互平衡。悬索桥的建造跨度较大,因此要建造一个跨度1 000 m的桥,选用悬索桥结构更合适;
(2)若该车身的材料要求强度高且轻便,根据表中信息可知,碳纤维性能强,密度最小,因此最理想的材料是碳纤维;
(3)该车总重力:$G_{总}=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7\ 000\ \mathrm{N}$,不计空气阻力,所受路面阻力$f=\frac{1}{10}G_{总}=\frac{1}{10} ×7\ 000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$,该汽车在桥上匀速直线行驶时的动力$F=f=700\ \mathrm{N}$;
(4)汽车轮子在地上能够向前滚动,是因为轮子与地面之间有摩擦力,也就是滚动摩擦,方向向前,这个力就是汽车前进的动力,即使车前进的动力是地面对车的摩擦力。
【解析】(1)根据二力平衡条件,无论什么样的桥梁结构,都会产生一个向上的合力作为桥面的支撑力,即支撑结构产生的向上的合力与桥面及负载所受向下的合力相互平衡。悬索桥的建造跨度较大,因此要建造一个跨度1 000 m的桥,选用悬索桥结构更合适;
(2)若该车身的材料要求强度高且轻便,根据表中信息可知,碳纤维性能强,密度最小,因此最理想的材料是碳纤维;
(3)该车总重力:$G_{总}=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7\ 000\ \mathrm{N}$,不计空气阻力,所受路面阻力$f=\frac{1}{10}G_{总}=\frac{1}{10} ×7\ 000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$,该汽车在桥上匀速直线行驶时的动力$F=f=700\ \mathrm{N}$;
(4)汽车轮子在地上能够向前滚动,是因为轮子与地面之间有摩擦力,也就是滚动摩擦,方向向前,这个力就是汽车前进的动力,即使车前进的动力是地面对车的摩擦力。
解析
【分析】
本题围绕桥梁力学与汽车力学展开,需结合二力平衡、桥梁结构特点、材料选择依据、重力计算及摩擦力方向等知识解题:(1)利用二力平衡条件判断合力关系,结合桥梁适用跨度选结构;(2)根据“强度高且轻便”的要求,从材料的强度和密度分析;(3)先计算总重力,再求阻力,利用匀速运动时二力平衡得动力;(4)分析汽车前进时摩擦力的施力物体,确定动力来源。
【解析】
(1) 根据二力平衡条件,支撑结构向上的合力与桥面及负载向下的合力大小相等、方向相反,相互平衡;悬索桥的结构特点使其适合建造大跨度桥梁,因此跨度1000m的桥选悬索桥。
(2) 车身材料需强度高且轻便,即强度大、密度小,碳纤维符合该要求,故最理想材料是碳纤维。
(3) 先计算汽车总重力:$G_{总}=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7000\ \mathrm{N}$;路面阻力$f=\frac{1}{10}G_{总}=\frac{1}{10}×7000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$;汽车匀速直线行驶时,动力与阻力是一对平衡力,故动力$F=f=700\ \mathrm{N}$。
(4) 汽车前进时,轮子向后转动,地面给轮子向前的摩擦力,这个力是使车前进的动力,因此是地面对车的摩擦力。
【答案】
(1) 平衡;悬索桥 (2) 碳纤维 (3) 700 N (4) 地面对车的摩擦力
【知识点】
二力平衡、重力计算、摩擦力
【点评】
本题综合考查力学相关知识,涵盖概念理解、计算应用与实际场景分析,需将物理原理与生活实际结合,难度适中,适合中等水平学生作答。
【难度系数】
0.6
本题围绕桥梁力学与汽车力学展开,需结合二力平衡、桥梁结构特点、材料选择依据、重力计算及摩擦力方向等知识解题:(1)利用二力平衡条件判断合力关系,结合桥梁适用跨度选结构;(2)根据“强度高且轻便”的要求,从材料的强度和密度分析;(3)先计算总重力,再求阻力,利用匀速运动时二力平衡得动力;(4)分析汽车前进时摩擦力的施力物体,确定动力来源。
【解析】
(1) 根据二力平衡条件,支撑结构向上的合力与桥面及负载向下的合力大小相等、方向相反,相互平衡;悬索桥的结构特点使其适合建造大跨度桥梁,因此跨度1000m的桥选悬索桥。
(2) 车身材料需强度高且轻便,即强度大、密度小,碳纤维符合该要求,故最理想材料是碳纤维。
(3) 先计算汽车总重力:$G_{总}=mg=700\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=7000\ \mathrm{N}$;路面阻力$f=\frac{1}{10}G_{总}=\frac{1}{10}×7000\ \mathrm{N}=700\ \mathrm{N}$;汽车匀速直线行驶时,动力与阻力是一对平衡力,故动力$F=f=700\ \mathrm{N}$。
(4) 汽车前进时,轮子向后转动,地面给轮子向前的摩擦力,这个力是使车前进的动力,因此是地面对车的摩擦力。
【答案】
(1) 平衡;悬索桥 (2) 碳纤维 (3) 700 N (4) 地面对车的摩擦力
【知识点】
二力平衡、重力计算、摩擦力
【点评】
本题综合考查力学相关知识,涵盖概念理解、计算应用与实际场景分析,需将物理原理与生活实际结合,难度适中,适合中等水平学生作答。
【难度系数】
0.6
28.(7分)练习使用弹簧测力计:
(1)图(a)中弹簧测力计的示数是
(2)小明取下重物后观察到弹簧测力计示数如图(b)所示,问题是
如果要改正问题,他需要的操作是
A. 把刻度板向上拉,指针对准零刻度线
B. 把刻度板向下拉,指针对准零刻度线

(3)小明用弹簧测力计探究滑动摩擦力的影响因素。

①实验时,应沿水平方向拉弹簧测力计,使木块A做
②甲、乙、丙三次实验中,
③实验过程中,小明发现弹簧测力计的示数很不稳定,于是他对实验方案进行了改进,如图丁所示。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。让传送带以不同的速度匀速运行,稳定后弹簧测力计的示数
(1)图(a)中弹簧测力计的示数是
2.2
N。(2)小明取下重物后观察到弹簧测力计示数如图(b)所示,问题是
没有校正“0”点
。如果要改正问题,他需要的操作是
B
(选填“A”或“B”)。A. 把刻度板向上拉,指针对准零刻度线
B. 把刻度板向下拉,指针对准零刻度线
(3)小明用弹簧测力计探究滑动摩擦力的影响因素。
①实验时,应沿水平方向拉弹簧测力计,使木块A做
匀速
直线运动,则木块A受到滑动摩擦力的大小等于
(选填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。②甲、乙、丙三次实验中,
丙
图中的摩擦力最大。③实验过程中,小明发现弹簧测力计的示数很不稳定,于是他对实验方案进行了改进,如图丁所示。水平传送带的速度可以调节,定滑轮摩擦忽略不计。让传送带以不同的速度匀速运行,稳定后弹簧测力计的示数
不变
(选填“增大”“减小”或“不变”)。答案
28. 【点拨】本题考查探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,注意实验原理及控制变量法的运用,难度不大。
【解析】(1)由图(a)可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,读数为2.2 N;
(2)由图(b)可知指针没有对准零刻度线,即没有校正“0”点,所以要先校正“0”点;弹簧测力计校正“0”点的方法:向下移动刻度板,故选B;
(3)①弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
②甲、乙、丙三个实验中,丙图中压力最大,接触面最粗糙,则滑动摩擦力最大;
③改变传送带的速度大小,由于压力和接触面粗糙程度都不变,则滑动摩擦力大小不变,故弹簧测力计的示数不变。
【解析】(1)由图(a)可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,读数为2.2 N;
(2)由图(b)可知指针没有对准零刻度线,即没有校正“0”点,所以要先校正“0”点;弹簧测力计校正“0”点的方法:向下移动刻度板,故选B;
(3)①弹簧测力计显示拉力大小,弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
②甲、乙、丙三个实验中,丙图中压力最大,接触面最粗糙,则滑动摩擦力最大;
③改变传送带的速度大小,由于压力和接触面粗糙程度都不变,则滑动摩擦力大小不变,故弹簧测力计的示数不变。
解析
【分析】
本题围绕弹簧测力计的使用及滑动摩擦力的探究实验展开,需分步骤解决三个问题:第一问是弹簧测力计的读数,需先明确分度值再读数;第二问是弹簧测力计使用前的调零问题,要判断指针未对齐零刻度的原因及调零操作;第三问是滑动摩擦力实验,需结合二力平衡原理、控制变量法分析实验现象,以及改进实验中滑动摩擦力与速度的关系。
【解析】
(1) 图(a)中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向2N下方第1个小格,故示数为2.2N;
(2) 取下重物后弹簧测力计仍有示数,说明使用前未调零,指针未对准零刻度线;弹簧测力计调零时需向下移动刻度板使指针对准零刻度线,故选B;
(3) ①实验时沿水平方向拉木块做匀速直线运动,此时木块水平方向受拉力和滑动摩擦力,二力平衡,故滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
②甲、乙、丙三次实验中,丙图的压力最大且接触面最粗糙,根据滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系,丙图摩擦力最大;
③滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与传送带速度无关,故稳定后弹簧测力计示数不变。
【答案】
(1)2.2;(2)弹簧测力计使用前没有调零;B;(3)①匀速;等于;②丙;③不变
【知识点】
弹簧测力计的使用、滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用
【点评】
本题考查弹簧测力计的基本操作和滑动摩擦力探究实验的核心内容,注重实验原理和方法的应用,难度适中,需学生掌握二力平衡、控制变量法等实验知识。
【难度系数】
0.5
本题围绕弹簧测力计的使用及滑动摩擦力的探究实验展开,需分步骤解决三个问题:第一问是弹簧测力计的读数,需先明确分度值再读数;第二问是弹簧测力计使用前的调零问题,要判断指针未对齐零刻度的原因及调零操作;第三问是滑动摩擦力实验,需结合二力平衡原理、控制变量法分析实验现象,以及改进实验中滑动摩擦力与速度的关系。
【解析】
(1) 图(a)中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向2N下方第1个小格,故示数为2.2N;
(2) 取下重物后弹簧测力计仍有示数,说明使用前未调零,指针未对准零刻度线;弹簧测力计调零时需向下移动刻度板使指针对准零刻度线,故选B;
(3) ①实验时沿水平方向拉木块做匀速直线运动,此时木块水平方向受拉力和滑动摩擦力,二力平衡,故滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
②甲、乙、丙三次实验中,丙图的压力最大且接触面最粗糙,根据滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度的关系,丙图摩擦力最大;
③滑动摩擦力大小仅与压力和接触面粗糙程度有关,与传送带速度无关,故稳定后弹簧测力计示数不变。
【答案】
(1)2.2;(2)弹簧测力计使用前没有调零;B;(3)①匀速;等于;②丙;③不变
【知识点】
弹簧测力计的使用、滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用
【点评】
本题考查弹簧测力计的基本操作和滑动摩擦力探究实验的核心内容,注重实验原理和方法的应用,难度适中,需学生掌握二力平衡、控制变量法等实验知识。
【难度系数】
0.5
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