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20.（5分）如图所示是我国古代科技著作《天工开物》记载的脚踏碓（碓：duì，是一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落）。用同样大小的力垂直向下踏木杠的
A
（选填“A”或“B”）处更容易将碓头抬起，说明力的作用点
能影响力的作用效果。碓头通常用质量较大且表面刻有花纹的石块做成，通过增大压力和接触面粗糙程度
（选填“压力”“粗糙程度”或“压力和接触面粗糙程度”）来增大稻谷和碓头间的摩擦力。请画出图中碓头受到重力的示意图。答案
20. A 作用点 压力和接触面粗糙程度 如图所示
【点拨】本题考查增大摩擦的方法、力的三要素以及力的示意图的画法,属于综合性题目。
【解析】力的大小、方向和作用点会影响力的作用效果,用同样大小的力垂直向下踏木杠的 A 处更容易将碓头抬起,说明力的作用点能影响力的作用效果;碓头通常用质量较大且表面刻有花纹的石块做成,是通过增大压力和接触面粗糙程度来增大稻谷和碓头间的摩擦力;从碓头的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用 G 表示,即为其所受重力的示意图,如图所示
。解析
【分析】本题考查力的三要素、增大摩擦力的方法及重力示意图的画法。解题思路：①力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关，当力的大小和方向相同时，作用点不同，作用效果不同，据此判断踏哪个点更容易抬起碓头；②增大摩擦力的方法有增大压力、增大接触面粗糙程度，结合碓头的特点分析；③重力方向竖直向下，作用在物体重心，据此画重力示意图。
【解析】1. 力的三要素（大小、方向、作用点）影响力的作用效果，用同样大小的力垂直向下踏木杠，作用在A处时，力的作用效果更明显，更容易抬起碓头，说明力的作用点能影响力的作用效果；2. 碓头质量较大，是通过增大压力来增大摩擦力，表面刻有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，因此是通过压力和接触面粗糙程度增大摩擦；3. 碓头的重力作用在其重心，方向竖直向下，从重心画竖直向下的带箭头线段，标为G，即为重力示意图。
【答案】A 作用点 压力和接触面粗糙程度 如图所示
【知识点】力的三要素、增大摩擦的方法、重力示意图
【点评】本题结合古代农具考查物理知识，体现了物理与实际应用的结合，知识点基础但综合性较强，需准确掌握相关概念。
【难度系数】0.6
【解析】1. 力的三要素（大小、方向、作用点）影响力的作用效果，用同样大小的力垂直向下踏木杠，作用在A处时，力的作用效果更明显，更容易抬起碓头，说明力的作用点能影响力的作用效果；2. 碓头质量较大，是通过增大压力来增大摩擦力，表面刻有花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，因此是通过压力和接触面粗糙程度增大摩擦；3. 碓头的重力作用在其重心，方向竖直向下，从重心画竖直向下的带箭头线段，标为G，即为重力示意图。
【答案】A 作用点 压力和接触面粗糙程度 如图所示
【知识点】力的三要素、增大摩擦的方法、重力示意图
【点评】本题结合古代农具考查物理知识，体现了物理与实际应用的结合，知识点基础但综合性较强，需准确掌握相关概念。
【难度系数】0.6
21.（3分）如图所示一辆履带拖拉机停在水平地面上，它的质量是1 600 kg，每条履带的长度是1 200 mm，宽度是350 mm，驾驶员的质量是80 kg。
（1）拖拉机用宽大的履带来支撑，这是通过
（2）拖拉机对地面的压强是
（3）若拖拉机在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为总重力的0.5倍，当它以1.5 m/s的速度匀速直线行驶时，拖拉机受到的牵引力为
（1）拖拉机用宽大的履带来支撑，这是通过
增大受力面积
来减小压强。（2）拖拉机对地面的压强是
$2×10^4$
Pa。（3）若拖拉机在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为总重力的0.5倍，当它以1.5 m/s的速度匀速直线行驶时，拖拉机受到的牵引力为
8 400
N。答案
21. (1)增大受力面积 (2)2×10^4 (3)8 400
【点拨】本题考查减小压强的方法、重力和压强的计算、二力平衡条件的应用,属于基础知识点。
【解析】(1)拖拉机用宽大的履带来支撑,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(2)履带拖拉机对地面的压力等于自身的重力和驾驶员的重力大小之和,即 $F=G_总=(m_机+m_人)g=(1\ 600\ \mathrm{kg}+80\ \mathrm{kg}) ×10\ \mathrm{N/kg}=16\ 800\ \mathrm{N}$,履带与地面间的接触面积 $S=2×1\ 200 ×10^{-3}\ \mathrm{m} ×350 ×10^{-3}\ \mathrm{m}=0.84\ \mathrm{m}^2$,这辆履带拖拉机对地面的压强为:$p=\frac{F}{S}=\frac{16\ 800\ \mathrm{N}}{0.84\ \mathrm{m}^2}=2×10^4\ \mathrm{Pa}$;
(3)拖拉机在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是总重力的 0.5 倍,此时的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力 $F=f=0.5G_总=0.5 ×16\ 800\ \mathrm{N}=8\ 400\ \mathrm{N}$。
【点拨】本题考查减小压强的方法、重力和压强的计算、二力平衡条件的应用,属于基础知识点。
【解析】(1)拖拉机用宽大的履带来支撑,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(2)履带拖拉机对地面的压力等于自身的重力和驾驶员的重力大小之和,即 $F=G_总=(m_机+m_人)g=(1\ 600\ \mathrm{kg}+80\ \mathrm{kg}) ×10\ \mathrm{N/kg}=16\ 800\ \mathrm{N}$,履带与地面间的接触面积 $S=2×1\ 200 ×10^{-3}\ \mathrm{m} ×350 ×10^{-3}\ \mathrm{m}=0.84\ \mathrm{m}^2$,这辆履带拖拉机对地面的压强为:$p=\frac{F}{S}=\frac{16\ 800\ \mathrm{N}}{0.84\ \mathrm{m}^2}=2×10^4\ \mathrm{Pa}$;
(3)拖拉机在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是总重力的 0.5 倍,此时的阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力 $F=f=0.5G_总=0.5 ×16\ 800\ \mathrm{N}=8\ 400\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步思考：
1. 第一问考查减小压强的方法，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，增大受力面积可减小压强，拖拉机宽大的履带利用了这一原理；
2. 第二问计算压强，需先求拖拉机对地面的总压力（等于总重力），再计算两条履带的总接触面积，最后用压强公式$p=\frac{F}{S}$计算；
3. 第三问求牵引力，拖拉机匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为总重力的0.5倍，据此计算牵引力。
【解析】
(1) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，增大受力面积可减小压强，因此拖拉机用宽大的履带来支撑是通过增大受力面积来减小压强；
(2) 拖拉机对地面的总压力等于总重力：$F=G_{总}=(m_{机}+m_{人})g=(1600\ \mathrm{kg}+80\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=16800\ \mathrm{N}$；
每条履带的面积：$S_{1}=1200\ \mathrm{mm}×350\ \mathrm{mm}=1.2\ \mathrm{m}×0.35\ \mathrm{m}=0.42\ \mathrm{m}^2$，两条履带的总接触面积：$S=2×0.42\ \mathrm{m}^2=0.84\ \mathrm{m}^2$；
则拖拉机对地面的压强：$p=\frac{F}{S}=\frac{16800\ \mathrm{N}}{0.84\ \mathrm{m}^2}=2×10^4\ \mathrm{Pa}$；
(3) 拖拉机匀速行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力$f=0.5G_{总}=0.5×16800\ \mathrm{N}=8400\ \mathrm{N}$，因此牵引力$F_{牵}=f=8400\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 增大受力面积；(2) $2×10^4$；(3) 8400
【知识点】
减小压强的方法、压强的计算、二力平衡的应用
【点评】
本题为基础力学题，综合考查减小压强的方法、压强计算及二力平衡的应用，知识点均为初中物理核心基础内容，解题思路清晰，计算量小，适合学生巩固压强相关的基础知识点。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，需分三步思考：
1. 第一问考查减小压强的方法，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，增大受力面积可减小压强，拖拉机宽大的履带利用了这一原理；
2. 第二问计算压强，需先求拖拉机对地面的总压力（等于总重力），再计算两条履带的总接触面积，最后用压强公式$p=\frac{F}{S}$计算；
3. 第三问求牵引力，拖拉机匀速行驶时处于平衡状态，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力为总重力的0.5倍，据此计算牵引力。
【解析】
(1) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，增大受力面积可减小压强，因此拖拉机用宽大的履带来支撑是通过增大受力面积来减小压强；
(2) 拖拉机对地面的总压力等于总重力：$F=G_{总}=(m_{机}+m_{人})g=(1600\ \mathrm{kg}+80\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=16800\ \mathrm{N}$；
每条履带的面积：$S_{1}=1200\ \mathrm{mm}×350\ \mathrm{mm}=1.2\ \mathrm{m}×0.35\ \mathrm{m}=0.42\ \mathrm{m}^2$，两条履带的总接触面积：$S=2×0.42\ \mathrm{m}^2=0.84\ \mathrm{m}^2$；
则拖拉机对地面的压强：$p=\frac{F}{S}=\frac{16800\ \mathrm{N}}{0.84\ \mathrm{m}^2}=2×10^4\ \mathrm{Pa}$；
(3) 拖拉机匀速行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，阻力$f=0.5G_{总}=0.5×16800\ \mathrm{N}=8400\ \mathrm{N}$，因此牵引力$F_{牵}=f=8400\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 增大受力面积；(2) $2×10^4$；(3) 8400
【知识点】
减小压强的方法、压强的计算、二力平衡的应用
【点评】
本题为基础力学题，综合考查减小压强的方法、压强计算及二力平衡的应用，知识点均为初中物理核心基础内容，解题思路清晰，计算量小，适合学生巩固压强相关的基础知识点。
【难度系数】
0.8
22.（6分）某实验小组利用弹簧测力计和几个20 g、50 g的钩码探究重力的大小跟质量的关系。
（1）如图甲所示当钩码悬挂在竖直的弹簧测力计上静止时，由
（2）如表是他们记录的实验数据，用“——”代表指针，在图乙的弹簧测力计的刻度盘上画出第4次实验时指针的位置。
（3）请你在图丙中确定坐标轴的标度，并根据数据描点画出图像。
（4）图丁是我国的空间站，航天员们不仅可以开展科学实验，还可以开展天宫课堂做一些有趣的实验，你认为下列三个实验在空间站能完成的是
（1）如图甲所示当钩码悬挂在竖直的弹簧测力计上静止时，由
二力平衡
可知，钩码所受的重力与弹簧测力计对钩码的拉力大小相等
。（2）如表是他们记录的实验数据，用“——”代表指针，在图乙的弹簧测力计的刻度盘上画出第4次实验时指针的位置。
（3）请你在图丙中确定坐标轴的标度，并根据数据描点画出图像。
（4）图丁是我国的空间站，航天员们不仅可以开展科学实验，还可以开展天宫课堂做一些有趣的实验，你认为下列三个实验在空间站能完成的是
C
。（填字母）答案
22. (1)二力平衡 相等 (2)如图乙所示
(3)如图丙所示
(4)C【点拨】本题考查探究“物体所受到的重力与它的质量的关系”,注意描点法图像的画法及对数据和图像的分析,属于基础实验题。
【解析】(1)如图甲所示当钩码悬挂在竖直的弹簧测力计上静止时,根据二力平衡可知,弹簧测力计对钩码的拉力和钩码自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,所以此时弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力;
(2)根据表中的第 4 次实验数据知,弹簧测力计的示数为 1.4 N,如图乙所示
;(3)在坐标系中确定各点的坐标,并用平滑的曲线连接起来,如图丙所示
;(4)由于航天员在太空舱内处于失重状态,凡是利用重力的实验都不能进行,实验 A、B 都与重力有关,所以只有实验 C 能在空间站完成,故选 C。
解析
【分析】
首先，第(1)问中钩码静止时处于平衡状态，需利用二力平衡知识判断重力与拉力的关系；第(2)问要先明确弹簧测力计的分度值，再根据第4次实验的拉力确定指针位置；第(3)问需根据实验数据在坐标系中描点，用平滑直线连接得到重力与质量的关系图像；第(4)问要结合空间站的失重环境，判断各实验是否受重力影响，从而选出可完成的实验。
【解析】
(1) 当钩码静止时，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧测力计拉力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，因此钩码所受重力与弹簧测力计对钩码的拉力大小相等。
(2) 图乙中弹簧测力计量程为0~5N，每1N之间有5个小格，分度值为0.2N；第4次实验的拉力为1.4N，因此指针应在1N刻度线后第2个小格处，画出对应位置即可，如图乙所示。
(3) 在图丙的坐标系中，根据实验数据确定各质量对应的重力坐标点，用平滑直线连接各点（舍去异常点），得到重力随质量变化的图像，如图丙所示。
(4) 空间站处于失重状态，与重力相关的实验无法完成：A选项测重力依赖重力，B选项测密度需利用重力产生的浮力等，均无法完成；C选项测握力与重力无关，可正常完成，故选C。
【答案】
(1) 二力平衡；相等
(2) 如图乙所示
(3) 如图丙所示
(4) C
【知识点】
二力平衡、重力与质量的关系
【点评】
本题为探究重力与质量关系的基础实验题，综合考查二力平衡、弹簧测力计读数、图像绘制及失重环境下的实验判断，注重实验原理与实际应用的结合，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先，第(1)问中钩码静止时处于平衡状态，需利用二力平衡知识判断重力与拉力的关系；第(2)问要先明确弹簧测力计的分度值，再根据第4次实验的拉力确定指针位置；第(3)问需根据实验数据在坐标系中描点，用平滑直线连接得到重力与质量的关系图像；第(4)问要结合空间站的失重环境，判断各实验是否受重力影响，从而选出可完成的实验。
【解析】
(1) 当钩码静止时，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧测力计拉力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，因此钩码所受重力与弹簧测力计对钩码的拉力大小相等。
(2) 图乙中弹簧测力计量程为0~5N，每1N之间有5个小格，分度值为0.2N；第4次实验的拉力为1.4N，因此指针应在1N刻度线后第2个小格处，画出对应位置即可，如图乙所示
。(3) 在图丙的坐标系中，根据实验数据确定各质量对应的重力坐标点，用平滑直线连接各点（舍去异常点），得到重力随质量变化的图像，如图丙所示
。(4) 空间站处于失重状态，与重力相关的实验无法完成：A选项测重力依赖重力，B选项测密度需利用重力产生的浮力等，均无法完成；C选项测握力与重力无关，可正常完成，故选C。
【答案】
(1) 二力平衡；相等
(2) 如图乙所示
(3) 如图丙所示
(4) C
【知识点】
二力平衡、重力与质量的关系
【点评】
本题为探究重力与质量关系的基础实验题，综合考查二力平衡、弹簧测力计读数、图像绘制及失重环境下的实验判断，注重实验原理与实际应用的结合，难度适中。
【难度系数】
0.6
