三、解答题(本题共9小题,共50分。解答27、28题时应有公式和解题过程)
20. (6分)按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)如图甲所示,封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内的物体A所受力的示意图。
(2)如图乙,小明沿与地面成$30°$角的滑道下滑。画出小明受到的摩擦力$f$和小明对滑道的压力$F$。
(3)如图丙,用手将重2 N的木块压在水中静止,请画出木块受到的重力和浮力。

20. 【点拨】本题考查力的示意图绘制,涉及弹力、摩擦力、重力、浮力的受力分析,以及力的三要素(大小、方向、作用点)的应用。
【解析】(1)封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,静止在轿厢内的物体A处于平衡状态,所以受力平衡,物体A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,这两个力大小相等、方向相反,作用在同一直线上,作用点画在物体A的重心上,如图甲所示:
(2)小明沿滑梯下滑,所以受到的摩擦力与下滑的方向相反,沿着滑梯向上,小明对滑梯的压力垂直接触面指向被压物体,作用点位于接触面上,如图乙所示:
(3)木块受到的重力方向竖直向下,浮力竖直向上,作用点位于木块的重心,且木块在2 N的压力、重力和浮力作用下保持静止,所以浮力大于重力,如图丙所示:

【分析】
本题为力学作图题，需对三个场景中的物体分别进行受力分析，明确各力的方向、作用点，再按力的示意图的要求规范作图：
1. 图甲中，物体A随轿厢匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡，仅受竖直向下的重力和竖直向上的支持力；
2. 图乙中，小明沿滑道下滑，受到沿滑道向上的摩擦力，小明对滑道的压力垂直滑道指向滑道；
3. 图丙中，木块静止在水中，受竖直向下的重力和竖直向上的浮力，因木块被手按压静止，浮力大于重力。
【解析】
(1) 图甲：以物体A的重心为作用点，画竖直向下的线段表示重力G，竖直向上的线段表示支持力F，两线段长度相等，标注对应符号；
(2) 图乙：摩擦力f的作用点在小明与滑道的接触处，方向沿滑道向上，画带箭头线段标注f；压力F的作用点在滑道上（小明与滑道的接触处），方向垂直滑道向下，画带箭头线段标注F；
(3) 图丙：以木块重心为作用点，画竖直向下的线段标注重力G=2N，画更长的竖直向上的线段标注浮力F浮，体现浮力大于重力。
【答案】

【知识点】
力的示意图、受力分析、重力与浮力
【点评】
本题考查力的示意图的绘制，核心是正确对物体进行受力分析，明确各力的三要素，是力学基础题型，注重学生的受力分析能力和作图规范的掌握。
【难度系数】
0.6

21. (6分)老师用遥控玩具小车做物理实验。

(1)将小车悬挂,用遥控器启动它时,后轮顺时针转动前轮不转。如图(a),当小车下方的木板接触到车轮时,小车就会运动,使小车前进的动力是轮受到的摩擦力,方向向(选填“左”或“右”)。
(2)桌面上放一块木板,小车放在木板上,如图(b),小车向右运动时,木板没有运动,原因是木板受到了施加的摩擦力;小明在木板下方排放几支圆柱形铅笔,再将小车放在木板上,启动小车,木板向(选填“左”或“右”)运动。
(3)如图(c),在小车上放一木块,当小车突然向右运动时,木块将向(选填“左”或“右”)倒,体现了具有惯性。

21. (1)后 右 (2)桌面 左 (3)左 木块
【点拨】本题考查摩擦力的方向与产生条件、惯性现象,涉及力与运动的关系、减小摩擦的方法。
【解析】(1)木板接触汽车轮子后,汽车后轮受到木板的摩擦力,汽车向前运动,使小车向前运动的动力是摩擦力;后轮受到木板向右的摩擦力;
(2)小车向右运动时,木板受小车向左的摩擦力,但木板未动,因桌面对木板有向右的摩擦力;木板下方放圆柱形铅笔,变滑动摩擦为滚动摩擦,摩擦力减小,小车向右运动时,给木板向左的摩擦力,木板向右的摩擦力减小,木板会向左运动;
(3)木块和小车原来静止,小车突然向右运动,木块的底部随小车一起运动,上部由于惯性仍要保持原来的运动状态,因此木块向左倾倒,体现了木块具有惯性。

【分析】
本题考查摩擦力与惯性的相关知识，需结合相对运动趋势判断摩擦力方向，理解惯性的表现。
(1) 后轮顺时针转动时，接触木板后，后轮相对木板有向左运动的趋势，摩擦力阻碍相对运动趋势，因此木板对后轮的摩擦力方向向右，该摩擦力是小车前进的动力；
(2) 小车向右运动时，木板相对小车有向左运动的趋势，木板受到小车施加的摩擦力，木板静止说明桌面给木板的静摩擦力平衡该力；下放铅笔后，摩擦由滑动变滚动，摩擦力减小，小车给木板的力大于桌面摩擦力，木板向左运动；
(3) 小车突然向右时，木块底部随小车运动，上部因惯性保持原状态，故向左倾倒，体现木块的惯性。
【解析】
(1) 当小车后轮顺时针转动，与木板接触时，后轮相对于木板有向左滑动的趋势，根据摩擦力方向与相对运动趋势相反，木板对后轮的摩擦力方向向右，这个摩擦力是使小车前进的动力，因此使小车前进的动力是后轮受到的摩擦力，方向向右；
(2) 小车向右运动时，木板相对于小车有向左运动的趋势，木板受到小车施加的向左的摩擦力，木板未运动，是因为桌面给木板向右的静摩擦力平衡该力；在木板下放圆柱形铅笔后，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了木板与桌面间的摩擦力，此时小车给木板向左的摩擦力大于桌面的摩擦力，因此木板向左运动；
(3) 木块与小车原来处于静止状态，当小车突然向右运动时，木块的底部随小车一起向右运动，而木块的上部由于惯性要保持原来的静止状态，因此木块会向左倾倒，体现了木块具有惯性。
【答案】
(1)后 右；(2)桌面 左；(3)左 木块
【知识点】
摩擦力的方向、惯性、摩擦力的改变
【点评】
本题结合实验场景考查摩擦力与惯性的核心知识点，需理解相对运动趋势判断摩擦力方向，明确惯性的表现，是对基础概念的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5

22. (4分)利用如图实验装置探究“阻力对物体运动的影响”。

(1)分别选用毛巾、棉布、木板进行实验,目的是。
(2)若在木板表面上,小车的滑行距离超出了木板表面长度,(选填“需要”或“不需要”)重新做本实验获得可靠证据。
(3)根据牛顿第一定律分析,“风吹树摇,风停树静”是因为一切物体都保持,除非有力迫使它。

22. (1)改变阻力大小 (2)不需要 (3)静止状态或匀速直线运动状态 改变这种运动状态
【点拨】本题考查“阻力对物体运动的影响”实验,涉及控制变量法的应用、实验数据的分析以及牛顿第一定律的理解。
【解析】(1)分别选用毛巾、棉布、木板进行实验,目的是改变小车受到的阻力大小,从而探究阻力对物体运动的影响;
(2)即使小车滑行距离超出水平面长度,也能通过比较小车滑行距离的远近来判断阻力对物体运动情况影响的大小,所以不需要重新做实验;
(3)根据牛顿第一定律,“风吹树摇,风停树静”是因为一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态,除非有力迫使它改变这种运动状态。

【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展开，需结合实验设计逻辑、实验分析方法和牛顿第一定律的内容解题：
1. 第一问：实验中选用不同粗糙程度的接触面，目的是改变小车受到的阻力，以此探究阻力对运动的影响；
2. 第二问：小车滑出木板，仅说明木板阻力小、小车运动距离远，不影响对阻力与运动关系的推理，无需重做实验；
3. 第三问：结合牛顿第一定律，物体不受力时保持原有运动状态，受力会改变运动状态，对应“风吹树摇、风停树静”的现象分析。
【解析】
(1) 毛巾、棉布、木板的粗糙程度依次减小，小车在这些表面运动时受到的阻力大小不同，因此选用它们的目的是改变小车受到的阻力大小，从而探究阻力对物体运动的影响；
(2) 小车在木板表面滑行距离超出木板长度，说明木板对小车的阻力很小，小车运动距离会更远，该现象可辅助推理阻力对运动的影响，不需要重新做实验即可获得可靠证据；
(3) 根据牛顿第一定律，一切物体都保持静止状态或匀速直线运动状态，除非有力迫使它改变这种运动状态；“风吹树摇”是风的力改变了树的运动状态，“风停树静”是风停止后，树不受风的作用力，保持原来的静止状态，符合该规律。
【答案】
(1) 改变阻力大小；(2) 不需要；(3) 静止状态或匀速直线运动状态；改变这种运动状态
【知识点】
阻力对物体运动的影响、牛顿第一定律
【点评】
本题为力学基础题，考查实验设计目的、实验现象分析及牛顿第一定律的理解，是对核心知识点的常规应用，难度适中。
【难度系数】
0.6