3. 有一个风洞实验室，一架模型飞机固定在托盘测力计上如图2－2所示。
（1）无风时，托盘测力计示数为15 N；当迎面有风吹过时，托盘测力计的示数减小，可以判定飞机受到了一个新的力，我们把这个新的力称为，方向是。

表2－4

（2）表2－4为该力大小与风速关系的实验数据，由此可知：飞机受到的这个新的力大小随着风速的增大而。由此推测，飞机短距离快速起飞时应该（选填“顺风”或“逆风”）。
（3）当风速达到30 m/s以上，托盘测力计的示数是0，说明了什么？。

(1) 升力 竖直向上
(2) 增大 逆风
(3) 飞机模型受到的升力大于或等于模型的重力

【分析】
首先，无风时托盘测力计示数等于飞机模型的重力，当迎面吹风时示数减小，说明模型受到了一个向上的力，该力是流体流速差异产生的升力；接着，根据实验数据可判断升力与风速的关系，结合飞机起飞的需求分析风向；最后，测力计示数为0时，结合力的平衡分析升力与重力的关系。
【解析】
（1）无风时，托盘测力计示数等于飞机模型的重力（15N）；当迎面有风吹过时，托盘测力计示数减小，说明模型受到了一个向上的力，这个力是由于机翼上下表面空气流速不同产生的升力，方向竖直向上。
（2）由实验数据可知，风速越大，升力越大；飞机起飞需要升力足够大，逆风时飞机相对空气的速度更大，升力更大，更利于短距离起飞，因此应选逆风。
（3）托盘测力计示数为0，说明测力计对模型的支持力为0，此时模型在竖直方向受力平衡，升力与重力大小相等，即飞机模型受到的升力大于或等于模型的重力。
【答案】
(1) 升力 竖直向上
(2) 增大 逆风
(3) 飞机模型受到的升力大于或等于模型的重力
【知识点】
流体压强与流速的关系、升力、力的平衡
【点评】
本题结合风洞实验场景，考查流体压强与流速的关系、升力的产生及应用，将物理知识与实际生活（飞机起飞）结合，注重对基础知识点的理解与应用，难度适中。
【难度系数】
0.5

4. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，要沿水平方向匀速拉动物体，根据现有知识，你认为原因是。
实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A. 滑动摩擦力大小与压力大小有关
B. 滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关
C. 滑动摩擦力大小与接触面积大小有关
D. 滑动摩擦力大小与运动的速度大小有关

图2－3
（1）小杨同学用一个表面平整的长木板、一个带钩的木块和一个弹簧测力计进行实验，如图2－3所示。他设计的数据记录表格及实验数据如表2－5所示：
表2－5

小杨同学的实验可以验证猜想（填字母序号）是（选填“正确”或“错误”）的。
（2）实验室提供的实验器材有：a. 表面平整的长木板；b. 斜面；c. 硬纸板；d. 毛巾；e. 天平；f. 带钩的长方体木块；g. 弹簧测力计；h. 直尺。
要想验证猜想B，你需要的实验器材是：（填器材前面的字母）。请在下方空白处画出你设计的实验数据记录表格。

物体做匀速直线运动，水平方向上的拉力和滑动摩擦力平衡，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小
(1) D 错误
(2) acdfg
[对应实验记录表格]

【分析】
沿水平方向匀速拉动物体时，物体处于平衡状态，根据二力平衡原理，水平方向的拉力与滑动摩擦力大小相等，弹簧测力计的示数可直接反映滑动摩擦力的大小，因此需要匀速拉动。小杨的实验控制了压力、接触面粗糙程度不变，仅改变运动速度，探究滑动摩擦力与速度的关系，据此判断猜想正误；验证猜想B需用控制变量法，控制其他变量不变，仅改变接触面粗糙程度，据此选器材并设计表格。
【解析】
1. 匀速拉动的原因：当物体沿水平方向做匀速直线运动时，水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，二者大小相等，因此弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，便于测量滑动摩擦力。
2. (1) 小杨的实验中，保持压力（同一木块）、接触面粗糙程度（长木板）不变，改变运动速度，测得滑动摩擦力大小不变，说明滑动摩擦力与运动速度无关，故验证猜想D是错误的。
3. (2) 验证猜想B（滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关），需控制压力、接触面积、运动速度相同，仅改变接触面粗糙程度，所需器材为：表面平整的长木板（a）、硬纸板（c）、毛巾（d）、带钩的长方体木块（f）、弹簧测力计（g），即acdfg。实验数据记录表格设计如下：
| 实验次数 | 接触面材料 | 弹簧测力计示数F/N | 滑动摩擦力f/N |
|----------|------------|-------------------|--------------|
| 1 | 长木板 | | |
| 2 | 硬纸板 | | |
| 3 | 毛巾 | | |
【答案】
物体做匀速直线运动时，水平方向上的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小；(1) D；错误；(2) acdfg；实验数据记录表格如上。
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡条件、控制变量法
【点评】
本题围绕探究滑动摩擦力大小影响因素的实验展开，重点考查二力平衡的应用、控制变量法的运用，是力学实验的核心基础内容，要求学生熟练掌握实验原理与操作方法，难度适中。
【难度系数】
0.6