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21. (6分)小明利用支架、橡皮筋、弹簧测力计、若干相同的钩码、细线等器材,探究同一直线上两个力的合成。
(1)如图甲所示,小明利用弹簧测力计测得钩码的重力$G=$
(2)如图乙所示,组装实验装置进行活动:
①橡皮筋下端系有两根长短不一的细线,在长细线上挂三个钩码,在短细线上挂一个钩码,长、短细线对橡皮筋下端的拉力分别是$F_1$、$F_2$,记录橡皮筋下端到达的位置$O$,取下所有钩码;
②只在长细线上挂钩码,并增加钩码的个数,增大长细线对橡皮筋下端的拉力$F$,直至橡皮筋下端到达位置$O$,这表明拉力$F$与$F_1$、$F_2$共同作用的效果
③由此可知,作用在同一物体上、方向相同且在同一条直线上的两个力的合力,大小等于这两个力
(3)若在长细线、短细线上都挂两个钩码,橡皮筋下端到达
(1)如图甲所示,小明利用弹簧测力计测得钩码的重力$G=$
1
N;(2)如图乙所示,组装实验装置进行活动:
①橡皮筋下端系有两根长短不一的细线,在长细线上挂三个钩码,在短细线上挂一个钩码,长、短细线对橡皮筋下端的拉力分别是$F_1$、$F_2$,记录橡皮筋下端到达的位置$O$,取下所有钩码;
②只在长细线上挂钩码,并增加钩码的个数,增大长细线对橡皮筋下端的拉力$F$,直至橡皮筋下端到达位置$O$,这表明拉力$F$与$F_1$、$F_2$共同作用的效果
相同
;③由此可知,作用在同一物体上、方向相同且在同一条直线上的两个力的合力,大小等于这两个力
之和
,方向与这两个力的方向相同
;(3)若在长细线、短细线上都挂两个钩码,橡皮筋下端到达
O处
(选填“$O$的上方”“$O$的下方”或“$O$处”)时,橡皮筋将不再伸长,并保持静止,此时橡皮筋受到的合力为0
N。答案
21.(1)1 (2)②相同 ③之和 相同 (3)O处 0
【点拨】本题考查力的合成相关知识，涉及弹簧测力计读数、同一直线上二力的合成规律探究以及物体受力平衡时合力的计算。
【解析】(1)图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2 N，测得钩码的重力G=1 N。
(2)②只在长细线上挂钩码，使橡皮筋下端到达位置O，和步骤①中F₁、F₂共同作用时橡皮筋下端到达的位置相同，这表明拉力F与F₁、F₂共同作用的效果相同。
③由此可知，作用在同一物体上、方向相同且在同一直线上的两个力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同；
(3)若在长细线、短细线上都挂两个钩码，根据前面探究的同一直线上方向相同的力的合成规律，此时两个力的合力与之前F₁和F₂共同作用时的合力效果相同，所以橡皮筋下端到达O处时，橡皮筋将不再伸长，并保持静止，物体静止时处于平衡状态，所受合力为0 N。
【点拨】本题考查力的合成相关知识，涉及弹簧测力计读数、同一直线上二力的合成规律探究以及物体受力平衡时合力的计算。
【解析】(1)图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2 N，测得钩码的重力G=1 N。
(2)②只在长细线上挂钩码，使橡皮筋下端到达位置O，和步骤①中F₁、F₂共同作用时橡皮筋下端到达的位置相同，这表明拉力F与F₁、F₂共同作用的效果相同。
③由此可知，作用在同一物体上、方向相同且在同一直线上的两个力的合力，大小等于这两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同；
(3)若在长细线、短细线上都挂两个钩码，根据前面探究的同一直线上方向相同的力的合成规律，此时两个力的合力与之前F₁和F₂共同作用时的合力效果相同，所以橡皮筋下端到达O处时，橡皮筋将不再伸长，并保持静止，物体静止时处于平衡状态，所受合力为0 N。
解析
【分析】
本题是探究同一直线上两个力合成的实验题，解题思路如下：
1. 读取弹簧测力计示数：需先明确弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数，得到钩码重力；
2. 理解实验的等效替代法：当一个力单独作用的效果与两个力共同作用的效果相同时，该力即为那两个力的合力，据此分析实验步骤②的结论；
3. 推导同一直线同方向二力的合成规律，结合物体静止时受力平衡的特点，解决后续问题。
【解析】
(1) 图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向1N刻度线，因此钩码的重力$G=1\ \mathrm{N}$；
(2) ② 步骤①中$F_1$、$F_2$共同作用使橡皮筋下端到达位置$O$，步骤②中拉力$F$单独作用也使橡皮筋下端到达位置$O$，说明拉力$F$与$F_1$、$F_2$共同作用的效果相同；
③ 由实验可知，作用在同一物体上、方向相同且在同一条直线上的两个力，合力大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同；
(3) 若长、短细线上各挂两个钩码，根据同一直线上方向相同的力的合成规律，此时两个力的合力效果与$F_1$、$F_2$共同作用的效果相同，因此橡皮筋下端到达$O$处时，橡皮筋不再伸长并保持静止；物体静止时处于平衡状态，所受合力为$0\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1)1；(2)②相同；③之和；相同；(3)$O$处；0
【知识点】
弹簧测力计读数、同一直线上二力合成、合力
【点评】
本题通过实验探究同一直线上二力的合成，运用等效替代法，考查力学基础知识点，是初中物理力的合成部分的典型基础题。
【难度系数】
0.6
本题是探究同一直线上两个力合成的实验题，解题思路如下：
1. 读取弹簧测力计示数：需先明确弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数，得到钩码重力；
2. 理解实验的等效替代法：当一个力单独作用的效果与两个力共同作用的效果相同时，该力即为那两个力的合力，据此分析实验步骤②的结论；
3. 推导同一直线同方向二力的合成规律，结合物体静止时受力平衡的特点，解决后续问题。
【解析】
(1) 图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向1N刻度线，因此钩码的重力$G=1\ \mathrm{N}$；
(2) ② 步骤①中$F_1$、$F_2$共同作用使橡皮筋下端到达位置$O$，步骤②中拉力$F$单独作用也使橡皮筋下端到达位置$O$，说明拉力$F$与$F_1$、$F_2$共同作用的效果相同；
③ 由实验可知，作用在同一物体上、方向相同且在同一条直线上的两个力，合力大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同；
(3) 若长、短细线上各挂两个钩码，根据同一直线上方向相同的力的合成规律，此时两个力的合力效果与$F_1$、$F_2$共同作用的效果相同，因此橡皮筋下端到达$O$处时，橡皮筋不再伸长并保持静止；物体静止时处于平衡状态，所受合力为$0\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1)1；(2)②相同；③之和；相同；(3)$O$处；0
【知识点】
弹簧测力计读数、同一直线上二力合成、合力
【点评】
本题通过实验探究同一直线上二力的合成，运用等效替代法，考查力学基础知识点，是初中物理力的合成部分的典型基础题。
【难度系数】
0.6
22.（6分）小华利用如图所示的装置，探究阻力对物体运动的影响。
a. 如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下；
b. 如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下；
c. 如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下；
(1)以上存在明显错误的步骤是
(2)实验时，每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下，小车最终静止在水平面上的某处。她观察小车在
a. 如图甲，将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下；
b. 如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下；
c. 如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下；
(1)以上存在明显错误的步骤是
b
（选填“a”“b”或“c”）；(2)实验时，每次都让小车从斜面顶端由静止自由滑下，小车最终静止在水平面上的某处。她观察小车在
水平面
（选填“斜面”或“水平面”）阶段的运动，来探究阻力对物体运动的影响，而另一个阶段的运动是为了满足实验的条件，即该阶段小车速度的变化量相同
（选填“相同”或“不相同”）；答案
22.(1)b (2)水平面 相同
【点拨】本题考查“探究阻力对物体运动的影响”实验，涉及实验操作的正确性判断、实验原理的理解以及根据实验现象进行分析和推理。
【解析】(1)实验中要控制小车到达水平面时的速度相同，应只改变水平面的粗糙程度，不能改变斜面的粗糙程度。步骤b中把棉布铺在斜面和木板上，会使小车在斜面上运动时受到的阻力不同，导致到达水平面时速度不同，不符合控制变量法的要求，存在明显错误。
(2)让小车从斜面顶端由静止自由滑下，是利用斜面让小车获得一定速度，且每次都从同一位置滑下，能保证小车从顶端到达水平面时速度的变化量相同，这样才能探究阻力对物体运动的影响。
【点拨】本题考查“探究阻力对物体运动的影响”实验，涉及实验操作的正确性判断、实验原理的理解以及根据实验现象进行分析和推理。
【解析】(1)实验中要控制小车到达水平面时的速度相同，应只改变水平面的粗糙程度，不能改变斜面的粗糙程度。步骤b中把棉布铺在斜面和木板上，会使小车在斜面上运动时受到的阻力不同，导致到达水平面时速度不同，不符合控制变量法的要求，存在明显错误。
(2)让小车从斜面顶端由静止自由滑下，是利用斜面让小车获得一定速度，且每次都从同一位置滑下，能保证小车从顶端到达水平面时速度的变化量相同，这样才能探究阻力对物体运动的影响。
解析
【分析】
要解答本题，需结合“探究阻力对物体运动的影响”实验的控制变量法原则分析：
1. 第一问：实验需保证小车到达水平面时的初速度相同，因此只能改变水平面的粗糙程度，不能改变斜面的粗糙程度，据此判断错误步骤；
2. 第二问：探究阻力对运动的影响，需观察小车在水平面的运动；斜面阶段是为了让小车获得初速度，每次从同一高度滑下，斜面阶段的速度变化量相同，保证到达水平面时初速度一致，满足实验条件。
【解析】
(1) 实验目的是探究阻力对物体运动的影响，需控制小车到达水平面时的初速度相同，仅改变水平面的粗糙程度。步骤b将棉布铺在斜面和木板上，改变了斜面的粗糙程度，导致小车在斜面上运动时阻力不同，到达水平面的初速度不同，不符合控制变量法要求，因此错误步骤是b。
(2) 探究阻力的影响，需观察小车在水平面阶段的运动（该阶段阻力不同，运动状态变化不同）；每次让小车从斜面顶端由静止滑下，斜面阶段小车的速度变化量相同，保证到达水平面时初速度相同，满足实验的控制条件。
【答案】
(1)b；(2)水平面；相同
【知识点】
探究阻力对物体运动的影响；控制变量法；初速度控制
【点评】
本题考查力学基础实验“探究阻力对物体运动的影响”，核心是控制变量法的应用，需明确实验中控制初速度相同的操作目的，重点考查学生对实验原理和操作的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合“探究阻力对物体运动的影响”实验的控制变量法原则分析：
1. 第一问：实验需保证小车到达水平面时的初速度相同，因此只能改变水平面的粗糙程度，不能改变斜面的粗糙程度，据此判断错误步骤；
2. 第二问：探究阻力对运动的影响，需观察小车在水平面的运动；斜面阶段是为了让小车获得初速度，每次从同一高度滑下，斜面阶段的速度变化量相同，保证到达水平面时初速度一致，满足实验条件。
【解析】
(1) 实验目的是探究阻力对物体运动的影响，需控制小车到达水平面时的初速度相同，仅改变水平面的粗糙程度。步骤b将棉布铺在斜面和木板上，改变了斜面的粗糙程度，导致小车在斜面上运动时阻力不同，到达水平面的初速度不同，不符合控制变量法要求，因此错误步骤是b。
(2) 探究阻力的影响，需观察小车在水平面阶段的运动（该阶段阻力不同，运动状态变化不同）；每次让小车从斜面顶端由静止滑下，斜面阶段小车的速度变化量相同，保证到达水平面时初速度相同，满足实验的控制条件。
【答案】
(1)b；(2)水平面；相同
【知识点】
探究阻力对物体运动的影响；控制变量法；初速度控制
【点评】
本题考查力学基础实验“探究阻力对物体运动的影响”，核心是控制变量法的应用，需明确实验中控制初速度相同的操作目的，重点考查学生对实验原理和操作的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
