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24.（7分）如图是某实验小组的同学“探究二力平衡的条件”时的实验情景，已知每个钩码的质量均相等，滑轮处摩擦不计。
（1）为了探究相互平衡的两个力的大小关系，实验时是通过调整
（2）经过思考与交流，实验小组决定改进实验设计。小华同学设计了如图乙所示的实验装置，并且采用更光滑的桌面，目的是
（3）小亮同学设计了如图丙所示的实验装置，该实验选用较轻卡片的目的是
（1）为了探究相互平衡的两个力的大小关系，实验时是通过调整
钩码的数量
来改变物体所受的两个拉力的大小。细心的小明同学在实验过程中发现，甲实验装置若左边挂一个钩码，右边挂两个钩码，木块仍然能够保持静止，请写出产生这一现象的可能原因是木块受到桌面的摩擦力
；此时木块受到平衡力
（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用。（2）经过思考与交流，实验小组决定改进实验设计。小华同学设计了如图乙所示的实验装置，并且采用更光滑的桌面，目的是
减小摩擦力对实验的影响
。小华思索后，觉得要进一步达成这个目的，在器材选择上，可以选用质量更小
（选填“大”或“小”）的小车，质量更大
（选填“大”或“小”）的钩码。（3）小亮同学设计了如图丙所示的实验装置，该实验选用较轻卡片的目的是
减小卡片重力对实验的影响
。答案
24. (1)钩码的数量 木块受到桌面的摩擦力 平衡力
(2)减小摩擦力对实验的影响 小 大
(3)减小卡片重力对实验的影响
【点拨】本题考查“探究二力平衡的条件”实验,涉及实验操作、现象分析及改进,属于基础实验题。
【解析】(1)实验中通过调整钩码的数量来改变物体所受两个拉力的大小;甲实验装置中,左边挂1个钩码,右边挂2个钩码时,木块仍静止,原因可能是木块受到桌面的摩擦力,此时木块处于静止状态,受平衡力作用;
(2)图乙用更光滑的桌面,目的是减小摩擦力对实验的影响;要进一步达成减小摩擦力影响的目的,在器材选择上可选用质量更小的小车,小车质量小,对桌面压力小,摩擦力小;选用更大的钩码,钩码质量大,拉力大,相对而言,摩擦力对实验的影响就更小;
(3)图丙选用较轻卡片,目的是减小卡片重力对实验的影响,因为卡片重力小,可近似认为卡片只受两个拉力作用,便于探究二力平衡条件。
(2)减小摩擦力对实验的影响 小 大
(3)减小卡片重力对实验的影响
【点拨】本题考查“探究二力平衡的条件”实验,涉及实验操作、现象分析及改进,属于基础实验题。
【解析】(1)实验中通过调整钩码的数量来改变物体所受两个拉力的大小;甲实验装置中,左边挂1个钩码,右边挂2个钩码时,木块仍静止,原因可能是木块受到桌面的摩擦力,此时木块处于静止状态,受平衡力作用;
(2)图乙用更光滑的桌面,目的是减小摩擦力对实验的影响;要进一步达成减小摩擦力影响的目的,在器材选择上可选用质量更小的小车,小车质量小,对桌面压力小,摩擦力小;选用更大的钩码,钩码质量大,拉力大,相对而言,摩擦力对实验的影响就更小;
(3)图丙选用较轻卡片,目的是减小卡片重力对实验的影响,因为卡片重力小,可近似认为卡片只受两个拉力作用,便于探究二力平衡条件。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合“探究二力平衡的条件”实验的原理，分析各装置的设计意图与现象成因：
1. 探究二力平衡的大小关系时，拉力由钩码重力提供，因此通过调整钩码数量改变拉力大小；甲图中木块左右拉力不等仍静止，是因为木块与桌面间存在摩擦力，静止属于平衡状态，受平衡力。
2. 乙图用光滑桌面是为了减小摩擦力对实验的干扰；进一步减小摩擦力需选质量小的小车（减小压力），同时选质量大的钩码（增大拉力，降低摩擦力影响）。
3. 丙图用轻卡片，是为了减小卡片自身重力对实验的影响，让卡片近似只受两个拉力，便于探究二力平衡条件。
【解析】
(1) 实验中，物体的拉力由钩码重力提供，因此通过调整钩码的数量改变两个拉力的大小；甲装置中，左右拉力不等时木块仍静止，是因为木块受到桌面的摩擦力，该摩擦力抵消了拉力差值，此时木块处于平衡状态，受平衡力作用。
(2) 乙装置用更光滑的桌面，目的是减小摩擦力对实验的影响；要进一步减小摩擦力，可选用质量更小的小车（小车质量小，对桌面压力小，摩擦力小）；选用质量更大的钩码，能增大拉力，使拉力远大于摩擦力，降低摩擦力对实验的影响。
(3) 丙装置选用较轻卡片，目的是减小卡片重力对实验的影响，让卡片近似只受两个水平方向的拉力，便于探究二力平衡的条件。
【答案】
(1) 钩码的数量；木块受到桌面的摩擦力；平衡力
(2) 减小摩擦力对实验的影响；小；大
(3) 减小卡片重力对实验的影响
【知识点】
探究二力平衡的条件；摩擦力的影响；重力的影响
【点评】
本题是“探究二力平衡的条件”的基础实验题，考查实验操作、现象分析及装置改进的原理，核心是理解实验中需减小无关因素（摩擦力、重力）对实验结果的干扰，属于对实验细节的常规考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需结合“探究二力平衡的条件”实验的原理，分析各装置的设计意图与现象成因：
1. 探究二力平衡的大小关系时，拉力由钩码重力提供，因此通过调整钩码数量改变拉力大小；甲图中木块左右拉力不等仍静止，是因为木块与桌面间存在摩擦力，静止属于平衡状态，受平衡力。
2. 乙图用光滑桌面是为了减小摩擦力对实验的干扰；进一步减小摩擦力需选质量小的小车（减小压力），同时选质量大的钩码（增大拉力，降低摩擦力影响）。
3. 丙图用轻卡片，是为了减小卡片自身重力对实验的影响，让卡片近似只受两个拉力，便于探究二力平衡条件。
【解析】
(1) 实验中，物体的拉力由钩码重力提供，因此通过调整钩码的数量改变两个拉力的大小；甲装置中，左右拉力不等时木块仍静止，是因为木块受到桌面的摩擦力，该摩擦力抵消了拉力差值，此时木块处于平衡状态，受平衡力作用。
(2) 乙装置用更光滑的桌面，目的是减小摩擦力对实验的影响；要进一步减小摩擦力，可选用质量更小的小车（小车质量小，对桌面压力小，摩擦力小）；选用质量更大的钩码，能增大拉力，使拉力远大于摩擦力，降低摩擦力对实验的影响。
(3) 丙装置选用较轻卡片，目的是减小卡片重力对实验的影响，让卡片近似只受两个水平方向的拉力，便于探究二力平衡的条件。
【答案】
(1) 钩码的数量；木块受到桌面的摩擦力；平衡力
(2) 减小摩擦力对实验的影响；小；大
(3) 减小卡片重力对实验的影响
【知识点】
探究二力平衡的条件；摩擦力的影响；重力的影响
【点评】
本题是“探究二力平衡的条件”的基础实验题，考查实验操作、现象分析及装置改进的原理，核心是理解实验中需减小无关因素（摩擦力、重力）对实验结果的干扰，属于对实验细节的常规考查，难度适中。
【难度系数】
0.7
25. (9分)为了探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,小明利用完全相同的两块木块A、B设计了如图所示的实验。
(1)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平桌面上做匀速直线运动,小明这样测出的摩擦力
(2)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,
(3)比较乙、丙两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小
(4)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是
A. 木板的长度太长
B. 木板的粗糙程度不均匀
C. 弹簧测力计的分度值太大
D. 木块与木板的接触面积太大
(5)小明要对实验装置进行改动,如图丁所示,在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计
第25题图丁
(1)实验时,小明先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉动物体在水平桌面上做匀速直线运动,小明这样测出的摩擦力
小于
(选填“大于”“等于”或“小于”)实际摩擦力。(2)甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度相同时,
压力
越大,滑动摩擦力越大。(3)比较乙、丙两次实验,可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小
无关
(选填“有关”或“无关”)。(4)交流评估时,某实验小组提出:实验过程中,弹簧测力计的示数不容易稳定,可能的原因是
B
。A. 木板的长度太长
B. 木板的粗糙程度不均匀
C. 弹簧测力计的分度值太大
D. 木块与木板的接触面积太大
(5)小明要对实验装置进行改动,如图丁所示,在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计
A
(选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中不一定
(选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板。此时木块所受的摩擦力的方向为水平向右
(选填“水平向左”或“水平向右”)。缓慢匀速水平向右拉动长木板过程中小明读出弹簧测力计B的示数为12 N,弹簧测力计A的示数如图丁所示,为1.5
N,则地面对长木板的摩擦力为10.5
N。第25题图丁
答案
25. (1)小于 (2)压力 (3)无关 (4)B
(5)A 不一定 水平向右 1.5 10.5
【点拨】本题考查“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,涉及实验操作、现象分析及误差评估,注意控制变量法的正确使用,难度不大。
【解析】(1)由于弹簧自身重力,水平使用时弹簧测力计的指针会回缩,测出的拉力小于实际摩擦力;
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙中压力更大,弹簧测力计示数更大(滑动摩擦力更大),说明:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度相同,只是接触面积不同,弹簧测力计示数相同(滑动摩擦力相同),可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)弹簧测力计示数不容易稳定,可能是木板的粗糙程度不均匀,这样木块在木板上运动时,摩擦力不断变化,导致拉力变化,故选B;
(5)由图丁可知,在用力将长木板拉出的过程中,木块受到水平向左的弹簧测力计A的拉力和水平向右的长木板对其的摩擦力作用处于静止状态,则弹簧测力计A的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板的过程中木块始终处于静止状态,因此实验时不一定要匀速拉动长木板;由图可知,弹簧测力计A的分度值为0.1 N,示数为1.5 N;对长木板受力分析,它受到向右的拉力$F_B=12\ \mathrm{N}$,木块对它向左的摩擦力$f_{木块}=1.5\ \mathrm{N}$,还有地面对它向左的摩擦力$f_{地面}$,因为长木板匀速运动,受力平衡,所以$F_B=f_{木块}+f_{地面}$,则$f_{地面}=F_B - f_{木块}=12\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=10.5\ \mathrm{N}$。
(5)A 不一定 水平向右 1.5 10.5
【点拨】本题考查“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验,涉及实验操作、现象分析及误差评估,注意控制变量法的正确使用,难度不大。
【解析】(1)由于弹簧自身重力,水平使用时弹簧测力计的指针会回缩,测出的拉力小于实际摩擦力;
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙中压力更大,弹簧测力计示数更大(滑动摩擦力更大),说明:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)乙、丙两次实验,压力相同,接触面粗糙程度相同,只是接触面积不同,弹簧测力计示数相同(滑动摩擦力相同),可得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
(4)弹簧测力计示数不容易稳定,可能是木板的粗糙程度不均匀,这样木块在木板上运动时,摩擦力不断变化,导致拉力变化,故选B;
(5)由图丁可知,在用力将长木板拉出的过程中,木块受到水平向左的弹簧测力计A的拉力和水平向右的长木板对其的摩擦力作用处于静止状态,则弹簧测力计A的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;拉动木板的过程中木块始终处于静止状态,因此实验时不一定要匀速拉动长木板;由图可知,弹簧测力计A的分度值为0.1 N,示数为1.5 N;对长木板受力分析,它受到向右的拉力$F_B=12\ \mathrm{N}$,木块对它向左的摩擦力$f_{木块}=1.5\ \mathrm{N}$,还有地面对它向左的摩擦力$f_{地面}$,因为长木板匀速运动,受力平衡,所以$F_B=f_{木块}+f_{地面}$,则$f_{地面}=F_B - f_{木块}=12\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=10.5\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
本题围绕“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验展开，需结合弹簧测力计的使用、控制变量法、受力平衡等知识分析各问题：
1. 第(1)问：弹簧测力计竖直调零后水平使用时，弹簧自身重力会使指针回缩，导致水平测量的拉力小于实际摩擦力；
2. 第(2)问：甲、乙实验接触面粗糙程度相同，乙中压力更大，滑动摩擦力更大，由此得出压力对滑动摩擦力的影响；
3. 第(3)问：乙、丙实验压力和接触面粗糙程度相同，仅接触面积不同，滑动摩擦力相同，说明接触面积不影响滑动摩擦力；
4. 第(4)问：弹簧测力计示数不稳定源于摩擦力变化，木板粗糙不均会导致摩擦力变化，其他选项不影响；
5. 第(5)问：丁图中木块A静止，受力平衡，测力计A示数等于木块与木板间的摩擦力，无需匀速拉木板；木块相对木板向左运动，摩擦力向右；测力计A分度值0.1N，示数1.5N；对长木板受力分析，匀速时拉力等于木块摩擦力加地面摩擦力，故地面摩擦力为12N-1.5N=10.5N。
【解析】
(1) 弹簧测力计在竖直方向调零后，水平使用时，弹簧自身重力会使弹簧在水平方向缩短，导致指针回缩，因此测出的拉力小于实际滑动摩擦力，故填“小于”。
(2) 甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力更大，弹簧测力计示数更大（滑动摩擦力更大），说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大，故填“压力”。
(3) 乙、丙两次实验，压力和接触面粗糙程度相同，仅接触面积不同，滑动摩擦力相同，因此滑动摩擦力大小与接触面积大小无关，故填“无关”。
(4) 弹簧测力计示数不稳定，是因为木块受到的摩擦力不断变化，木板的粗糙程度不均匀会导致摩擦力变化；木板长度、弹簧测力计分度值、接触面积均不影响示数稳定性，故选B。
(5) 丁图中，用力拉出长木板时，木块A保持静止，受力平衡，水平方向向左的弹簧测力计A拉力与向右的滑动摩擦力大小相等，因此弹簧测力计A的示数反映滑动摩擦力大小；拉动木板时木块始终静止，不需要匀速拉动长木板；木块相对木板向左运动，摩擦力方向水平向右；弹簧测力计A的分度值为0.1N，示数为1.5N；长木板匀速运动时，受力平衡，向右的拉力$F_B=12\ \mathrm{N}$，向左的力有木块对木板的摩擦力1.5N和地面对木板的摩擦力$f$，故$f=12\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=10.5\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 小于；(2) 压力；(3) 无关；(4) B；(5) A；不一定；水平向右；1.5；10.5
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；弹簧测力计的使用；受力平衡
【点评】
本题是力学核心实验题，考查滑动摩擦力的探究过程，需掌握控制变量法的应用、弹簧测力计的正确使用，以及受力分析在实验中的应用，综合性较强，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关”的实验展开，需结合弹簧测力计的使用、控制变量法、受力平衡等知识分析各问题：
1. 第(1)问：弹簧测力计竖直调零后水平使用时，弹簧自身重力会使指针回缩，导致水平测量的拉力小于实际摩擦力；
2. 第(2)问：甲、乙实验接触面粗糙程度相同，乙中压力更大，滑动摩擦力更大，由此得出压力对滑动摩擦力的影响；
3. 第(3)问：乙、丙实验压力和接触面粗糙程度相同，仅接触面积不同，滑动摩擦力相同，说明接触面积不影响滑动摩擦力；
4. 第(4)问：弹簧测力计示数不稳定源于摩擦力变化，木板粗糙不均会导致摩擦力变化，其他选项不影响；
5. 第(5)问：丁图中木块A静止，受力平衡，测力计A示数等于木块与木板间的摩擦力，无需匀速拉木板；木块相对木板向左运动，摩擦力向右；测力计A分度值0.1N，示数1.5N；对长木板受力分析，匀速时拉力等于木块摩擦力加地面摩擦力，故地面摩擦力为12N-1.5N=10.5N。
【解析】
(1) 弹簧测力计在竖直方向调零后，水平使用时，弹簧自身重力会使弹簧在水平方向缩短，导致指针回缩，因此测出的拉力小于实际滑动摩擦力，故填“小于”。
(2) 甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力更大，弹簧测力计示数更大（滑动摩擦力更大），说明在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大，故填“压力”。
(3) 乙、丙两次实验，压力和接触面粗糙程度相同，仅接触面积不同，滑动摩擦力相同，因此滑动摩擦力大小与接触面积大小无关，故填“无关”。
(4) 弹簧测力计示数不稳定，是因为木块受到的摩擦力不断变化，木板的粗糙程度不均匀会导致摩擦力变化；木板长度、弹簧测力计分度值、接触面积均不影响示数稳定性，故选B。
(5) 丁图中，用力拉出长木板时，木块A保持静止，受力平衡，水平方向向左的弹簧测力计A拉力与向右的滑动摩擦力大小相等，因此弹簧测力计A的示数反映滑动摩擦力大小；拉动木板时木块始终静止，不需要匀速拉动长木板；木块相对木板向左运动，摩擦力方向水平向右；弹簧测力计A的分度值为0.1N，示数为1.5N；长木板匀速运动时，受力平衡，向右的拉力$F_B=12\ \mathrm{N}$，向左的力有木块对木板的摩擦力1.5N和地面对木板的摩擦力$f$，故$f=12\ \mathrm{N}-1.5\ \mathrm{N}=10.5\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 小于；(2) 压力；(3) 无关；(4) B；(5) A；不一定；水平向右；1.5；10.5
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素；弹簧测力计的使用；受力平衡
【点评】
本题是力学核心实验题，考查滑动摩擦力的探究过程，需掌握控制变量法的应用、弹簧测力计的正确使用，以及受力分析在实验中的应用，综合性较强，难度适中。
【难度系数】
0.5
