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19.（2分）如图甲所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，若小明随座舱在竖直平面内，从最高点匀速转动到最低点的过程中，小明的运动状态
改变
（选填“不变”或“改变”）。如图乙是某园内正在运行的缆车，在某段路程做匀速直线运动，若空缆车重3000 N，里面乘坐的人总重1200 N，则钢索对缆车的拉力大小为4200
N。答案
19. 改变 4 200
【点拨】本题考查运动状态的判断以及二力平衡条件的应用,需要分别对摩天轮和缆车的情况进行分析。
【解析】运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变;小明随座舱在竖直平面内从最高点匀速转动到最低点的过程中,虽然速度大小不变,但运动方向不断变化,所以小明的运动状态改变;缆车在某段路程做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力和总重力是一对平衡力,大小相等;已知空缆车重$G_车=3\ 000\ \mathrm{N}$,里面乘坐的人总重$G_人=1\ 200\ \mathrm{N}$,则总重力$G_总=G_车+G_人=3\ 000\ \mathrm{N}+1\ 200\ \mathrm{N}=4\ 200\ \mathrm{N}$,根据二力平衡条件,钢索对缆车的拉力$F=G_总=4\ 200\ \mathrm{N}$。
【点拨】本题考查运动状态的判断以及二力平衡条件的应用,需要分别对摩天轮和缆车的情况进行分析。
【解析】运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变;小明随座舱在竖直平面内从最高点匀速转动到最低点的过程中,虽然速度大小不变,但运动方向不断变化,所以小明的运动状态改变;缆车在某段路程做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力和总重力是一对平衡力,大小相等;已知空缆车重$G_车=3\ 000\ \mathrm{N}$,里面乘坐的人总重$G_人=1\ 200\ \mathrm{N}$,则总重力$G_总=G_车+G_人=3\ 000\ \mathrm{N}+1\ 200\ \mathrm{N}=4\ 200\ \mathrm{N}$,根据二力平衡条件,钢索对缆车的拉力$F=G_总=4\ 200\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
要解决本题，需分两部分分析：第一，判断运动状态是否改变，需明确运动状态的定义——运动状态由速度的大小和方向共同决定，只要其中一个因素发生变化，运动状态就改变；第二，计算钢索拉力，需利用二力平衡条件，匀速直线运动的物体处于平衡状态，此时拉力与总重力是一对平衡力，大小相等。
对于摩天轮的情况，小明随座舱匀速转动，速度大小不变，但运动方向持续变化，因此运动状态改变；对于缆车，匀速直线运动时，拉力等于缆车和人的总重力，计算总重力即可得到拉力大小。
【解析】
1. 判断运动状态：运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变。小明随座舱在竖直平面内从最高点匀速转动到最低点的过程中，速度大小不变，但运动方向不断变化，因此小明的运动状态改变。
2. 计算钢索拉力：缆车做匀速直线运动，处于平衡状态，钢索对缆车的拉力与缆车和人的总重力是一对平衡力，大小相等。总重力为缆车重力与人的总重力之和，即$G_{总}=G_{车}+G_{人}=3000\ \mathrm{N}+1200\ \mathrm{N}=4200\ \mathrm{N}$，根据二力平衡条件，拉力$F=G_{总}=4200\ \mathrm{N}$。
【答案】
改变；4200
【知识点】
运动状态的判断；二力平衡条件的应用
【点评】
本题为基础题，分别考查运动状态的判断和二力平衡条件的应用，需要学生准确掌握运动状态的定义及二力平衡的核心条件，难度较低，适合基础知识点的巩固练习。
【难度系数】
0.7
要解决本题，需分两部分分析：第一，判断运动状态是否改变，需明确运动状态的定义——运动状态由速度的大小和方向共同决定，只要其中一个因素发生变化，运动状态就改变；第二，计算钢索拉力，需利用二力平衡条件，匀速直线运动的物体处于平衡状态，此时拉力与总重力是一对平衡力，大小相等。
对于摩天轮的情况，小明随座舱匀速转动，速度大小不变，但运动方向持续变化，因此运动状态改变；对于缆车，匀速直线运动时，拉力等于缆车和人的总重力，计算总重力即可得到拉力大小。
【解析】
1. 判断运动状态：运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变。小明随座舱在竖直平面内从最高点匀速转动到最低点的过程中，速度大小不变，但运动方向不断变化，因此小明的运动状态改变。
2. 计算钢索拉力：缆车做匀速直线运动，处于平衡状态，钢索对缆车的拉力与缆车和人的总重力是一对平衡力，大小相等。总重力为缆车重力与人的总重力之和，即$G_{总}=G_{车}+G_{人}=3000\ \mathrm{N}+1200\ \mathrm{N}=4200\ \mathrm{N}$，根据二力平衡条件，拉力$F=G_{总}=4200\ \mathrm{N}$。
【答案】
改变；4200
【知识点】
运动状态的判断；二力平衡条件的应用
【点评】
本题为基础题，分别考查运动状态的判断和二力平衡条件的应用，需要学生准确掌握运动状态的定义及二力平衡的核心条件，难度较低，适合基础知识点的巩固练习。
【难度系数】
0.7
20. (3分)如图所示,重为40 N的木块放在水平面上,给它施加一个大小为10 N、方向竖直向上的力F,木块受到的合力为
0
N,若力F增大至50 N,此时木块受到的合力为10
N,此时木块向上做加速
(选填“加速”“减速”或“匀速”)运动。答案
20. 0 10 加速
【点拨】本题考查同一直线上力的合成与运动状态的分析,需要根据合力的计算方法以及物体受力与运动状态的关系来求解。
【解析】木块放在水平面上,受到竖直向下的重力$G=40\ \mathrm{N}$,竖直向上的拉力$F=10\ \mathrm{N}$,因为$F＜G$,木块还受到水平面的支持力$F_支$,此时木块处于静止状态,则木块受到的合力为0 N;当力F增大至50 N时,$F＞G$,木块受到竖直向上的拉力$F=50\ \mathrm{N}$,竖直向下的重力$G=40\ \mathrm{N}$,此时合力$F_合=F-G=50\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,因为合力方向竖直向上,所以木块向上做加速运动。
【点拨】本题考查同一直线上力的合成与运动状态的分析,需要根据合力的计算方法以及物体受力与运动状态的关系来求解。
【解析】木块放在水平面上,受到竖直向下的重力$G=40\ \mathrm{N}$,竖直向上的拉力$F=10\ \mathrm{N}$,因为$F＜G$,木块还受到水平面的支持力$F_支$,此时木块处于静止状态,则木块受到的合力为0 N;当力F增大至50 N时,$F＞G$,木块受到竖直向上的拉力$F=50\ \mathrm{N}$,竖直向下的重力$G=40\ \mathrm{N}$,此时合力$F_合=F-G=50\ \mathrm{N}-40\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,因为合力方向竖直向上,所以木块向上做加速运动。
解析
【分析】
要解决本题，需分两种情况分析木块的受力：①当拉力F=10N时，先比较拉力与重力的大小，判断木块是否受水平面的支持力，再根据平衡条件确定合力；②当拉力F=50N时，拉力大于重力，支持力消失，计算合力大小，再根据合力方向判断运动状态。
【解析】
1. 当施加竖直向上的力F=10N时，木块重力G=40N，由于F＜G，木块静止在水平面上，还受到水平面竖直向上的支持力，此时木块受力平衡，因此受到的合力为0N。
2. 当力F增大至50N时，F＞G，木块不再受水平面的支持力，此时木块受到竖直向上的拉力F=50N和竖直向下的重力G=40N，同一直线上二力的合力大小为F合=F - G=50N - 40N=10N，合力方向竖直向上。因为合力方向与木块向上运动的方向一致，所以木块向上做加速运动。
【答案】
0；10；加速
【知识点】
同一直线力的合成；力与运动的关系
【点评】
本题考查同一直线上力的合成及受力与运动状态的关系，解题关键是判断不同拉力下木块是否受支持力，结合平衡条件和合力公式计算，根据合力方向确定运动状态，属于基础题型，需掌握基本受力分析方法。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需分两种情况分析木块的受力：①当拉力F=10N时，先比较拉力与重力的大小，判断木块是否受水平面的支持力，再根据平衡条件确定合力；②当拉力F=50N时，拉力大于重力，支持力消失，计算合力大小，再根据合力方向判断运动状态。
【解析】
1. 当施加竖直向上的力F=10N时，木块重力G=40N，由于F＜G，木块静止在水平面上，还受到水平面竖直向上的支持力，此时木块受力平衡，因此受到的合力为0N。
2. 当力F增大至50N时，F＞G，木块不再受水平面的支持力，此时木块受到竖直向上的拉力F=50N和竖直向下的重力G=40N，同一直线上二力的合力大小为F合=F - G=50N - 40N=10N，合力方向竖直向上。因为合力方向与木块向上运动的方向一致，所以木块向上做加速运动。
【答案】
0；10；加速
【知识点】
同一直线力的合成；力与运动的关系
【点评】
本题考查同一直线上力的合成及受力与运动状态的关系，解题关键是判断不同拉力下木块是否受支持力，结合平衡条件和合力公式计算，根据合力方向确定运动状态，属于基础题型，需掌握基本受力分析方法。
【难度系数】
0.6
21.（2分）小明骑着独轮电动平衡车向左行驶，请作出轮胎受到地面摩擦力的示意图。
答案
21.
【点拨】本题考查摩擦力示意图的绘制,需要先确定摩擦力的方向,再按照力的示意图的画法进行作图。
【解析】小明骑着独轮电动平衡车向左行驶,轮胎相对于地面有向右运动的趋势,根据摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,即轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左,如图所示。
解析
【分析】
要画出轮胎受到地面摩擦力的示意图，首先需确定摩擦力的方向：独轮平衡车向左行驶时，轮胎与地面接触的部分相对于地面有向右的运动趋势，而摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，因此轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左。之后按照力的示意图的画法，在对应作用点沿水平向左方向绘制带箭头的线段即可。
【解析】
1. 判断摩擦力方向：独轮平衡车向左行驶，轮胎接触地面处相对地面有向右的运动趋势，根据“摩擦力方向与相对运动趋势相反”，确定轮胎受到的地面摩擦力方向为水平向左。
2. 绘制力的示意图：在轮胎与地面的接触点（或等效作用点），沿水平向左的方向画一条带箭头的线段，箭头表示力的方向，线段旁标注力的符号F，完成摩擦力示意图。
【答案】
【知识点】
摩擦力方向、力的示意图
【点评】
本题考查摩擦力方向的判断和力的示意图的绘制，核心是正确判断摩擦力方向，属于基础作图题，难度较低。
【难度系数】
0.6
要画出轮胎受到地面摩擦力的示意图，首先需确定摩擦力的方向：独轮平衡车向左行驶时，轮胎与地面接触的部分相对于地面有向右的运动趋势，而摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，因此轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左。之后按照力的示意图的画法，在对应作用点沿水平向左方向绘制带箭头的线段即可。
【解析】
1. 判断摩擦力方向：独轮平衡车向左行驶，轮胎接触地面处相对地面有向右的运动趋势，根据“摩擦力方向与相对运动趋势相反”，确定轮胎受到的地面摩擦力方向为水平向左。
2. 绘制力的示意图：在轮胎与地面的接触点（或等效作用点），沿水平向左的方向画一条带箭头的线段，箭头表示力的方向，线段旁标注力的符号F，完成摩擦力示意图。
【答案】
【知识点】
摩擦力方向、力的示意图
【点评】
本题考查摩擦力方向的判断和力的示意图的绘制，核心是正确判断摩擦力方向，属于基础作图题，难度较低。
【难度系数】
0.6
22.（2分）如图所示，一粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动，请作出物体刚放上传送带时的受力示意图。
答案
22.
【点拨】本题考查受力分析及力的示意图绘制,需明确物体刚放上传送带时的受力情况,包括重力、支持力和摩擦力。
【解析】物体刚放上传送带时受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、水平向右的摩擦力,如图所示。
解析
【分析】要画出物体刚放上传送带时的受力示意图，需先明确物体的受力情况：物体刚放上传送带时，传送带顺时针匀速转动，物体相对于传送带向左运动，因此传送带对物体产生水平向右的摩擦力；同时，物体在竖直方向受重力和传送带的支持力，三个力的作用点都在物体的重心。
【解析】物体刚放上传送带时，受力分析如下：①重力G：竖直向下，作用在重心；②支持力F支：竖直向上，作用在重心；③摩擦力f：水平向右（阻碍物体相对传送带向左的运动），作用在重心。按力的示意图规范，将这三个力的方向和作用点画出，如图所示。
【答案】
【知识点】受力分析、力的示意图
【点评】本题考查受力分析及力的示意图绘制，核心是根据相对运动判断摩擦力方向，属于基础力学题，需掌握常见力的分析方法。
【难度系数】0.6
【解析】物体刚放上传送带时，受力分析如下：①重力G：竖直向下，作用在重心；②支持力F支：竖直向上，作用在重心；③摩擦力f：水平向右（阻碍物体相对传送带向左的运动），作用在重心。按力的示意图规范，将这三个力的方向和作用点画出，如图所示。
【答案】
【知识点】受力分析、力的示意图
【点评】本题考查受力分析及力的示意图绘制，核心是根据相对运动判断摩擦力方向，属于基础力学题，需掌握常见力的分析方法。
【难度系数】0.6
23.（7分）用如图所示的实验装置研究“阻力对物体运动的影响”。
(1)实验时,毛巾和棉布应铺在
(2)实验发现:运动的小车受到的阻力越小,速度减小得越
(3)小明调试实验装置时,发现A、B、C三组实验小车都会滑出水平木板右端。为解决此问题,可以适当
(4)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律,在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是
A. ①⑥
B. ②⑤
C. ③④
D. ①④
(1)实验时,毛巾和棉布应铺在
水平木板
(选填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平木板时的初速度相同
,并观察小车在水平面上运动的距离。(2)实验发现:运动的小车受到的阻力越小,速度减小得越
慢
(选填“快”或“慢”),运动的物体若不受力,将做匀速直线运动
。(3)小明调试实验装置时,发现A、B、C三组实验小车都会滑出水平木板右端。为解决此问题,可以适当
减小
(选填“增大”或“减小”)斜面的倾角。调整斜面倾角之后,B、C两组正常、A组小车仍会滑出水平木板右端,这样对推导出实验正确结论没有
(选填“有”或“没有”)影响。(4)在大量类似实验基础上,牛顿概括出了著名的牛顿第一定律,在实际生活中有着广泛的应用。一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是
A
。A. ①⑥
B. ②⑤
C. ③④
D. ①④
答案
23. (1)水平木板 使小车到达水平木板时的初速度相同
(2)慢 做匀速直线运动
(3)减小 没有
(4)A
【点拨】本题考查“阻力对物体运动的影响”实验,涉及实验操作、现象分析、推理以及知识应用,难度不大。
【解析】(1)毛巾和棉布应铺在水平木板上,因为实验是研究小车在水平面上受到的阻力对运动的影响,所以需要让小车在不同的水平面运动;让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平木板时初速度相同;
(2)实验发现:运动的小车受到的阻力越小,对小车运动状态改变的作用就越弱,小车速度减小得就越慢;进一步推理:运动的物体若不受力,将做匀速直线运动;
(3)小车都滑出水平木板右端,说明小车到达水平面时初速度过大,为解决此问题,可以适当减小斜面的倾角,小车下滑到底端时的速度会减小;调整斜面倾角之后,由于实验是通过阻力不同时的运动情况推理不受力时的运动,A组虽滑出水平木板,但不影响“阻力越小,速度减小得越慢”的规律总结,所以对推导出实验正确结论没有影响;
(4)运输机沿水平向右做匀速直线运动,间隔相同时间先后释放三个相同物资,不计空气阻力时:物资在竖直方向由于受重力会下落,但在水平方向,由于惯性会保持与运输机相同的水平速度向右运动,所以在空中,三个物资在水平方向相对静止,竖直方向上下排列;落地时,由于水平方向速度相同,落地位置间隔相同,故选A。
(2)慢 做匀速直线运动
(3)减小 没有
(4)A
【点拨】本题考查“阻力对物体运动的影响”实验,涉及实验操作、现象分析、推理以及知识应用,难度不大。
【解析】(1)毛巾和棉布应铺在水平木板上,因为实验是研究小车在水平面上受到的阻力对运动的影响,所以需要让小车在不同的水平面运动;让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平木板时初速度相同;
(2)实验发现:运动的小车受到的阻力越小,对小车运动状态改变的作用就越弱,小车速度减小得就越慢;进一步推理:运动的物体若不受力,将做匀速直线运动;
(3)小车都滑出水平木板右端,说明小车到达水平面时初速度过大,为解决此问题,可以适当减小斜面的倾角,小车下滑到底端时的速度会减小;调整斜面倾角之后,由于实验是通过阻力不同时的运动情况推理不受力时的运动,A组虽滑出水平木板,但不影响“阻力越小,速度减小得越慢”的规律总结,所以对推导出实验正确结论没有影响;
(4)运输机沿水平向右做匀速直线运动,间隔相同时间先后释放三个相同物资,不计空气阻力时:物资在竖直方向由于受重力会下落,但在水平方向,由于惯性会保持与运输机相同的水平速度向右运动,所以在空中,三个物资在水平方向相对静止,竖直方向上下排列;落地时,由于水平方向速度相同,落地位置间隔相同,故选A。
解析
【分析】
本题围绕“阻力对物体运动的影响”实验及牛顿第一定律的应用展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：实验目的是探究水平面上阻力对小车运动的影响，因此毛巾、棉布需铺在水平木板上；为保证小车到达水平面时的初速度一致，需让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，这是控制变量法的要求。
2. 第(2)问：实验中，水平面阻力越小，小车速度减小越慢；由此推理，若运动物体不受力，速度不会减小，将做匀速直线运动。
3. 第(3)问：小车滑出木板是因为到达水平面的初速度过大，减小斜面倾角可降低小车下滑到底端的速度；A组滑出木板，但实验结论是基于阻力不同时的运动规律推理，不影响结论推导，因此无影响。
4. 第(4)问：匀速运动的飞机释放物资，物资因惯性保持与飞机相同的水平速度，竖直方向下落，故空中竖直排列，落地间隔相同，选A。
【解析】
(1) 实验探究阻力对物体运动的影响，需改变水平面的阻力，因此毛巾和棉布应铺在水平木板上；根据控制变量法，让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平木板时的初速度相同，确保实验变量仅为水平面的阻力。
(2) 实验现象表明，运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；进一步科学推理，若运动的物体不受力，其速度不会改变，将做匀速直线运动。
(3) 小车滑出水平木板右端，说明小车到达水平面的初速度过大，适当减小斜面的倾角，可减小小车下滑到底端的速度，解决滑出问题；A组小车仍滑出，但实验结论是通过不同阻力下的运动规律推理得出，不影响正确结论的推导，因此无影响。
(4) 运输机沿水平方向匀速直线运动时，释放的物资不计空气阻力，水平方向因惯性保持与运输机相同的速度，竖直方向受重力下落，因此在空中三个物资水平位置相同、竖直排列；落地时水平速度相同，间隔相同，故图示组合为①⑥，选A。
【答案】
(1)水平木板；使小车到达水平木板时的初速度相同 (2)慢；做匀速直线运动 (3)减小；没有 (4)A
【知识点】
阻力对物体运动的影响、牛顿第一定律、惯性
【点评】
本题是力学实验与规律应用的综合题，考查实验操作要点、现象分析、科学推理及惯性的实际应用，注重对物理实验方法和核心规律的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“阻力对物体运动的影响”实验及牛顿第一定律的应用展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：实验目的是探究水平面上阻力对小车运动的影响，因此毛巾、棉布需铺在水平木板上；为保证小车到达水平面时的初速度一致，需让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，这是控制变量法的要求。
2. 第(2)问：实验中，水平面阻力越小，小车速度减小越慢；由此推理，若运动物体不受力，速度不会减小，将做匀速直线运动。
3. 第(3)问：小车滑出木板是因为到达水平面的初速度过大，减小斜面倾角可降低小车下滑到底端的速度；A组滑出木板，但实验结论是基于阻力不同时的运动规律推理，不影响结论推导，因此无影响。
4. 第(4)问：匀速运动的飞机释放物资，物资因惯性保持与飞机相同的水平速度，竖直方向下落，故空中竖直排列，落地间隔相同，选A。
【解析】
(1) 实验探究阻力对物体运动的影响，需改变水平面的阻力，因此毛巾和棉布应铺在水平木板上；根据控制变量法，让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，目的是使小车到达水平木板时的初速度相同，确保实验变量仅为水平面的阻力。
(2) 实验现象表明，运动的小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；进一步科学推理，若运动的物体不受力，其速度不会改变，将做匀速直线运动。
(3) 小车滑出水平木板右端，说明小车到达水平面的初速度过大，适当减小斜面的倾角，可减小小车下滑到底端的速度，解决滑出问题；A组小车仍滑出，但实验结论是通过不同阻力下的运动规律推理得出，不影响正确结论的推导，因此无影响。
(4) 运输机沿水平方向匀速直线运动时，释放的物资不计空气阻力，水平方向因惯性保持与运输机相同的速度，竖直方向受重力下落，因此在空中三个物资水平位置相同、竖直排列；落地时水平速度相同，间隔相同，故图示组合为①⑥，选A。
【答案】
(1)水平木板；使小车到达水平木板时的初速度相同 (2)慢；做匀速直线运动 (3)减小；没有 (4)A
【知识点】
阻力对物体运动的影响、牛顿第一定律、惯性
【点评】
本题是力学实验与规律应用的综合题，考查实验操作要点、现象分析、科学推理及惯性的实际应用，注重对物理实验方法和核心规律的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
