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17. 2020年11月24日，“嫦娥五号”探测器发射升空，在探测器绕月飞行时，它的运动状态
改变
（选填“改变”或“不变”）；探测器登月前需要减速，向运动方向
（选填“运动方向”或“运动反方向”）喷射高速气体，以获得制动力。答案
17. 改变 运动方向
【点拨】本题考查物体运动状态的改变和力的作用的相互性。
【解析】探测器绕月飞行时,其运动速度大小和方向会发生改变,因此其运动状态发生改变;探测器登月前需要减速,需要获得与运动方向相反的制动力,因为力的作用是相互的,所以探测器应向运动方向喷射高速气体,喷出的气体给探测器一个反作用力,使其减速。
【点拨】本题考查物体运动状态的改变和力的作用的相互性。
【解析】探测器绕月飞行时,其运动速度大小和方向会发生改变,因此其运动状态发生改变;探测器登月前需要减速,需要获得与运动方向相反的制动力,因为力的作用是相互的,所以探测器应向运动方向喷射高速气体,喷出的气体给探测器一个反作用力,使其减速。
解析
【分析】
首先明确运动状态的判断标准：物体的运动状态由速度的大小和方向共同决定，只要速度的大小或方向发生改变，运动状态就会改变。探测器绕月飞行时做圆周运动，其运动方向不断变化，因此运动状态会改变。其次，根据力的作用是相互的原理，要让探测器减速，需要获得与运动方向相反的制动力，因此探测器应向运动方向喷射高速气体，喷出的气体会给探测器一个反方向的作用力，从而实现减速。
【解析】
1. 判断运动状态：物体运动状态的改变包括速度大小的改变或运动方向的改变。探测器绕月飞行时，做曲线运动，运动方向不断发生变化，因此其运动状态发生改变。
2. 分析减速的受力：力的作用是相互的，当探测器向运动方向喷射高速气体时，气体对探测器会产生一个与运动方向相反的反作用力，这个反作用力就是制动力，能使探测器减速。因此探测器应向运动方向喷射高速气体。
【答案】
改变；运动方向
【知识点】
运动状态的改变、力的作用的相互性
【点评】
本题以“嫦娥五号”探测器绕月飞行为背景，考查运动状态的判断和力的作用的相互性两个基础知识点，将物理知识与航天科技相结合，体现了物理知识的应用价值，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确运动状态的判断标准：物体的运动状态由速度的大小和方向共同决定，只要速度的大小或方向发生改变，运动状态就会改变。探测器绕月飞行时做圆周运动，其运动方向不断变化，因此运动状态会改变。其次，根据力的作用是相互的原理，要让探测器减速，需要获得与运动方向相反的制动力，因此探测器应向运动方向喷射高速气体，喷出的气体会给探测器一个反方向的作用力，从而实现减速。
【解析】
1. 判断运动状态：物体运动状态的改变包括速度大小的改变或运动方向的改变。探测器绕月飞行时，做曲线运动，运动方向不断发生变化，因此其运动状态发生改变。
2. 分析减速的受力：力的作用是相互的，当探测器向运动方向喷射高速气体时，气体对探测器会产生一个与运动方向相反的反作用力，这个反作用力就是制动力，能使探测器减速。因此探测器应向运动方向喷射高速气体。
【答案】
改变；运动方向
【知识点】
运动状态的改变、力的作用的相互性
【点评】
本题以“嫦娥五号”探测器绕月飞行为背景，考查运动状态的判断和力的作用的相互性两个基础知识点，将物理知识与航天科技相结合，体现了物理知识的应用价值，难度适中。
【难度系数】
0.6
18. 如图所示,小明用绳系住重为10 N的物体,使其沿竖直方向缓慢地做匀速直线运动。若不讲空气阻力,第一次拉着物体以速度$v_1$匀速上升时,绳对物体的拉力为
10
N;第二次拉着此物体以速度$v_2$匀速下降,若$v_1 ＜ v_2$,则绳对物体的拉力等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)10 N。答案
18. 10 等于
【点拨】本题考查平衡状态和平衡力,物体静止或匀速直线运动时,物体处于平衡状态,所受合力为0。
【解析】在竖直方向上,当绳拉着物体匀速上升时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以绳子对物体的拉力等于10 N;第二次拉着此物体匀速下降时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力,大小相等,方向相反,则绳对物体的拉力等于10 N。
【点拨】本题考查平衡状态和平衡力,物体静止或匀速直线运动时,物体处于平衡状态,所受合力为0。
【解析】在竖直方向上,当绳拉着物体匀速上升时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以绳子对物体的拉力等于10 N;第二次拉着此物体匀速下降时,物体处于平衡状态,绳对物体的拉力和物体受到的重力仍是一对平衡力,大小相等,方向相反,则绳对物体的拉力等于10 N。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确：物体做匀速直线运动时处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力。对于竖直方向运动的物体，它只受重力和绳子的拉力，这两个力是一对平衡力，大小始终相等，与运动方向、速度大小无关。
【解析】
当物体匀速上升时，物体处于平衡状态，竖直方向上绳对物体的拉力和物体的重力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，已知物体重力为10N，所以绳对物体的拉力为10N；当物体匀速下降时，物体仍处于平衡状态，竖直方向上绳对物体的拉力和物体的重力仍是一对平衡力，因此绳对物体的拉力等于物体的重力，即等于10N，和速度大小无关。
【答案】
10；等于
【知识点】
平衡状态、二力平衡
【点评】
本题考查平衡状态的判断和二力平衡的应用，核心是理解匀速直线运动的物体受力平衡，拉力与重力大小始终相等，属于力学基础题，难度不大。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确：物体做匀速直线运动时处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力。对于竖直方向运动的物体，它只受重力和绳子的拉力，这两个力是一对平衡力，大小始终相等，与运动方向、速度大小无关。
【解析】
当物体匀速上升时，物体处于平衡状态，竖直方向上绳对物体的拉力和物体的重力是一对平衡力，根据二力平衡条件，平衡力大小相等，已知物体重力为10N，所以绳对物体的拉力为10N；当物体匀速下降时，物体仍处于平衡状态，竖直方向上绳对物体的拉力和物体的重力仍是一对平衡力，因此绳对物体的拉力等于物体的重力，即等于10N，和速度大小无关。
【答案】
10；等于
【知识点】
平衡状态、二力平衡
【点评】
本题考查平衡状态的判断和二力平衡的应用，核心是理解匀速直线运动的物体受力平衡，拉力与重力大小始终相等，属于力学基础题，难度不大。
【难度系数】
0.7
19. 小明将一石块冻在冰块中，冰和石块的总质量为115 g，将冰石块放入底面积为100 cm²盛有水的圆柱形容器中，冰石块完全沉入水中，这时容器中的水面上升了1.1 cm（水未溢出），当冰全部熔化后容器里的水面又下降了0.1 cm。（$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$\rho_{冰}=0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$）
（1）冰熔化后水面下降是因为固态冰变成液态水时________增大，体积减小。
（2）冰石块中所含冰的质量是________g，石块的密度是________g/cm³。
（1）冰熔化后水面下降是因为固态冰变成液态水时________增大，体积减小。
（2）冰石块中所含冰的质量是________g，石块的密度是________g/cm³。
答案
19. (1)密度 (2)90 2.5
【点拨】本题考查密度公式及简单计算,关键是搞清楚题目中涉及的质量和体积的关系。
【解析】(1)固态冰熔化变成液态水时,质量不变,密度增大,根据$\rho =\frac{m}{V}$可知,体积减小,排开水的体积也减小,所以冰熔化后水面会下降;
(2)冰熔化成水后,体积的变化:$\Delta V = Sh_2 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 0.1\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm}^3 = 1 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3$,设冰的质量为$m_冰$,根据题意有:$\frac{m_冰}{0.9 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3} - \frac{m_冰}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3} = 1 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3$,解得:$m_冰 = 9 × 10^{-2}\ \mathrm{kg} = 90\ \mathrm{g}$;冰的体积:$V_冰 = \frac{m_冰}{\rho_冰} = \frac{90\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3} = 100\ \mathrm{cm}^3$,冰和石块的总体积:$V_总 = Sh_1 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 1.1\ \mathrm{cm} = 110\ \mathrm{cm}^3$,石块的体积:$V_石 = V_总 - V_冰 = 110\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3 = 10\ \mathrm{cm}^3$,石块的质量:$m_石 = m_总 - m_冰 = 115\ \mathrm{g} - 90\ \mathrm{g} = 25\ \mathrm{g}$,石块的密度:$\rho_石 = \frac{m_石}{V_石} = \frac{25\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3} = 2.5\ \mathrm{g/cm}^3$。
【点拨】本题考查密度公式及简单计算,关键是搞清楚题目中涉及的质量和体积的关系。
【解析】(1)固态冰熔化变成液态水时,质量不变,密度增大,根据$\rho =\frac{m}{V}$可知,体积减小,排开水的体积也减小,所以冰熔化后水面会下降;
(2)冰熔化成水后,体积的变化:$\Delta V = Sh_2 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 0.1\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm}^3 = 1 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3$,设冰的质量为$m_冰$,根据题意有:$\frac{m_冰}{0.9 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3} - \frac{m_冰}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m}^3} = 1 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3$,解得:$m_冰 = 9 × 10^{-2}\ \mathrm{kg} = 90\ \mathrm{g}$;冰的体积:$V_冰 = \frac{m_冰}{\rho_冰} = \frac{90\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3} = 100\ \mathrm{cm}^3$,冰和石块的总体积:$V_总 = Sh_1 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 1.1\ \mathrm{cm} = 110\ \mathrm{cm}^3$,石块的体积:$V_石 = V_总 - V_冰 = 110\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3 = 10\ \mathrm{cm}^3$,石块的质量:$m_石 = m_总 - m_冰 = 115\ \mathrm{g} - 90\ \mathrm{g} = 25\ \mathrm{g}$,石块的密度:$\rho_石 = \frac{m_石}{V_石} = \frac{25\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3} = 2.5\ \mathrm{g/cm}^3$。
解析
【分析】
第（1）问需明确冰熔化前后质量不变，结合密度公式分析体积变化；第（2）问需利用圆柱形容器中水面上升、下降的体积关系，结合密度公式逐步计算冰的质量、石块的体积和密度，关键是理清体积与质量的关联。
【解析】
（1）冰熔化成水时，质量不变，水的密度大于冰的密度，根据$\rho=\frac{m}{V}$可知，体积会减小，因此水面下降，故填“密度”。
（2）① 冰熔化后体积减少量：$\Delta V = S\Delta h_2 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 0.1\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm}^3$；
② 设冰的质量为$m_冰$，冰的体积$V_冰=\frac{m_冰}{\rho_冰}$，熔化后水的体积$V_水=\frac{m_冰}{\rho_水}$，体积差$\Delta V = V_冰 - V_水$，代入$\rho_冰=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$、$\rho_水=1\ \mathrm{g/cm}^3$，得：
$\frac{m_冰}{0.9} - \frac{m_冰}{1} = 10$，解得$m_冰=90\ \mathrm{g}$；
③ 冰的体积：$V_冰=\frac{m_冰}{\rho_冰}=\frac{90\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3}=100\ \mathrm{cm}^3$；
④ 冰和石块的总体积：$V_总=S\Delta h_1=100\ \mathrm{cm}^2 × 1.1\ \mathrm{cm}=110\ \mathrm{cm}^3$，则石块体积：$V_石=V_总 - V_冰=110\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3=10\ \mathrm{cm}^3$；
⑤ 石块质量：$m_石=m_总 - m_冰=115\ \mathrm{g} - 90\ \mathrm{g}=25\ \mathrm{g}$，石块密度：$\rho_石=\frac{m_石}{V_石}=\frac{25\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.5\ \mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1)密度 (2)90 2.5
【知识点】
密度公式应用、质量与体积的关系
【点评】
本题结合冰熔化的物理特点，利用圆柱形容器中水面变化的体积关系，考查密度公式的灵活运用，关键是理清冰熔化前后的体积差，以及总体积与冰、石块体积的关联，属于中等难度的密度计算应用题。
【难度系数】
0.5
第（1）问需明确冰熔化前后质量不变，结合密度公式分析体积变化；第（2）问需利用圆柱形容器中水面上升、下降的体积关系，结合密度公式逐步计算冰的质量、石块的体积和密度，关键是理清体积与质量的关联。
【解析】
（1）冰熔化成水时，质量不变，水的密度大于冰的密度，根据$\rho=\frac{m}{V}$可知，体积会减小，因此水面下降，故填“密度”。
（2）① 冰熔化后体积减少量：$\Delta V = S\Delta h_2 = 100\ \mathrm{cm}^2 × 0.1\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm}^3$；
② 设冰的质量为$m_冰$，冰的体积$V_冰=\frac{m_冰}{\rho_冰}$，熔化后水的体积$V_水=\frac{m_冰}{\rho_水}$，体积差$\Delta V = V_冰 - V_水$，代入$\rho_冰=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$、$\rho_水=1\ \mathrm{g/cm}^3$，得：
$\frac{m_冰}{0.9} - \frac{m_冰}{1} = 10$，解得$m_冰=90\ \mathrm{g}$；
③ 冰的体积：$V_冰=\frac{m_冰}{\rho_冰}=\frac{90\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3}=100\ \mathrm{cm}^3$；
④ 冰和石块的总体积：$V_总=S\Delta h_1=100\ \mathrm{cm}^2 × 1.1\ \mathrm{cm}=110\ \mathrm{cm}^3$，则石块体积：$V_石=V_总 - V_冰=110\ \mathrm{cm}^3 - 100\ \mathrm{cm}^3=10\ \mathrm{cm}^3$；
⑤ 石块质量：$m_石=m_总 - m_冰=115\ \mathrm{g} - 90\ \mathrm{g}=25\ \mathrm{g}$，石块密度：$\rho_石=\frac{m_石}{V_石}=\frac{25\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{cm}^3}=2.5\ \mathrm{g/cm}^3$。
【答案】
(1)密度 (2)90 2.5
【知识点】
密度公式应用、质量与体积的关系
【点评】
本题结合冰熔化的物理特点，利用圆柱形容器中水面变化的体积关系，考查密度公式的灵活运用，关键是理清冰熔化前后的体积差，以及总体积与冰、石块体积的关联，属于中等难度的密度计算应用题。
【难度系数】
0.5
20. 李卫同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图像。从图像上看，该同学没能完全按实验要求做，而使图像上端成曲线，图像上端弯曲的原因是
超出了弹簧的弹性限度
，若要制作一个精确程度较高的弹簧测力计，应选弹簧甲
（选填“甲”或“乙”）。答案
20. 超出了弹簧的弹性限度 甲
【点拨】本题考查弹簧测力计的原理,即在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量成正比,注意对图像的分析。
【解析】图像向上弯曲的原因是弹簧的伸长量跟拉力不成正比,超出了弹簧的弹性限度;该图像中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,甲、乙两弹簧所受的拉力都为4 N时,甲弹簧伸长的长度比乙大,所以要制作一个精确程度较高的弹簧测力计,应选择弹簧甲。
【点拨】本题考查弹簧测力计的原理,即在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量成正比,注意对图像的分析。
【解析】图像向上弯曲的原因是弹簧的伸长量跟拉力不成正比,超出了弹簧的弹性限度;该图像中纵坐标为伸长量,横坐标为拉力,甲、乙两弹簧所受的拉力都为4 N时,甲弹簧伸长的长度比乙大,所以要制作一个精确程度较高的弹簧测力计,应选择弹簧甲。
解析
【分析】
要解答本题，需结合弹簧测力计的工作原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。当拉力超过弹簧的弹性限度时，该正比关系被打破，图像会弯曲；要制作精确程度高的弹簧测力计，需选择相同拉力下伸长量更大的弹簧，这样刻度更灵敏，测量更精准。
【解析】
1. 图像上端弯曲的原因：弹簧的伸长量与拉力的正比关系仅在弹性限度内成立，当施加的拉力超过弹簧的弹性限度时，弹簧的伸长量不再随拉力成正比变化，因此图像上端变成曲线。
2. 选择制作精确程度高的弹簧测力计的弹簧：观察图像，当拉力为4N时，甲弹簧的伸长量为6cm，乙弹簧的伸长量为2cm，相同拉力下甲的伸长量更大，说明甲弹簧的灵敏度更高，制作的弹簧测力计精确程度更高，故应选甲。
【答案】
超出了弹簧的弹性限度；甲
【知识点】
弹簧测力计原理、弹性限度
【点评】
本题结合图像考查弹簧测力计的核心原理，重点在于理解弹性限度对弹簧伸长与拉力关系的影响，以及通过图像分析选择合适的弹簧，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.3
要解答本题，需结合弹簧测力计的工作原理：在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受拉力成正比。当拉力超过弹簧的弹性限度时，该正比关系被打破，图像会弯曲；要制作精确程度高的弹簧测力计，需选择相同拉力下伸长量更大的弹簧，这样刻度更灵敏，测量更精准。
【解析】
1. 图像上端弯曲的原因：弹簧的伸长量与拉力的正比关系仅在弹性限度内成立，当施加的拉力超过弹簧的弹性限度时，弹簧的伸长量不再随拉力成正比变化，因此图像上端变成曲线。
2. 选择制作精确程度高的弹簧测力计的弹簧：观察图像，当拉力为4N时，甲弹簧的伸长量为6cm，乙弹簧的伸长量为2cm，相同拉力下甲的伸长量更大，说明甲弹簧的灵敏度更高，制作的弹簧测力计精确程度更高，故应选甲。
【答案】
超出了弹簧的弹性限度；甲
【知识点】
弹簧测力计原理、弹性限度
【点评】
本题结合图像考查弹簧测力计的核心原理，重点在于理解弹性限度对弹簧伸长与拉力关系的影响，以及通过图像分析选择合适的弹簧，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.3
21. 某同学在水平地面水平向右拉动木块,拉力随时间变化的图像如图甲所示,木块运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,则木块在第7 s时受到的摩擦力为
3
N,摩擦力方向是水平向左
;此时木块受到的拉力与摩擦力不是
(选填“是”或“不是”)一对平衡力。答案
21. 3 水平向左 不是
【点拨】本题考查二力平衡条件的应用、影响滑动摩擦力大小的因素以及平衡力的辨别,看懂图像是解题的关键之一。
【解析】根据乙图可知,6 ~ 8 s 木块做减速运动,2 ~ 6 s 过程中,木块做匀速直线运动,由图甲知此时拉力等于3 N,根据二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力$f = F = 3\ \mathrm{N}$;第7 s 时做减速运动,压力大小和接触面的粗糙程度都没有变,则木块受到的摩擦力大小还是3 N,方向与拉力方向相反,即水平向左;第7 s 时,木块做减速运动,其受到的摩擦力为3 N,而它受到的拉力为2 N,二力大小不相等,故不是一对平衡力。
【点拨】本题考查二力平衡条件的应用、影响滑动摩擦力大小的因素以及平衡力的辨别,看懂图像是解题的关键之一。
【解析】根据乙图可知,6 ~ 8 s 木块做减速运动,2 ~ 6 s 过程中,木块做匀速直线运动,由图甲知此时拉力等于3 N,根据二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力$f = F = 3\ \mathrm{N}$;第7 s 时做减速运动,压力大小和接触面的粗糙程度都没有变,则木块受到的摩擦力大小还是3 N,方向与拉力方向相反,即水平向左;第7 s 时,木块做减速运动,其受到的摩擦力为3 N,而它受到的拉力为2 N,二力大小不相等,故不是一对平衡力。
解析
【分析】
要解决该问题，需结合拉力随时间变化的图像（甲图）和速度随时间变化的图像（乙图）分析：首先根据乙图判断木块的运动状态，匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力平衡，可求出滑动摩擦力大小；滑动摩擦力仅与压力和接触面粗糙程度有关，与运动状态无关，据此确定第7s时的摩擦力大小；再根据木块运动方向判断摩擦力方向，最后对比拉力与摩擦力的大小，判断是否为平衡力。
【解析】
1. 由乙图可知，2~6s内木块做匀速直线运动，此时木块受力平衡，拉力与滑动摩擦力大小相等。结合甲图，2~6s内拉力F=3N，因此滑动摩擦力f=3N。
2. 第7s时，木块做减速运动，滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定，这两个因素均未改变，所以摩擦力大小仍为3N；木块水平向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向左。
3. 第7s时，由甲图可知拉力F'=2N，摩擦力f=3N，拉力与摩擦力大小不相等，因此不是一对平衡力。
【答案】
3；水平向左；不是
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、v-t图像
【点评】
本题结合F-t图像和v-t图像考查摩擦力与平衡力的判断，核心是理解滑动摩擦力的影响因素，以及匀速运动时二力平衡的应用，需准确分析不同时间段木块的运动状态和受力情况。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需结合拉力随时间变化的图像（甲图）和速度随时间变化的图像（乙图）分析：首先根据乙图判断木块的运动状态，匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力平衡，可求出滑动摩擦力大小；滑动摩擦力仅与压力和接触面粗糙程度有关，与运动状态无关，据此确定第7s时的摩擦力大小；再根据木块运动方向判断摩擦力方向，最后对比拉力与摩擦力的大小，判断是否为平衡力。
【解析】
1. 由乙图可知，2~6s内木块做匀速直线运动，此时木块受力平衡，拉力与滑动摩擦力大小相等。结合甲图，2~6s内拉力F=3N，因此滑动摩擦力f=3N。
2. 第7s时，木块做减速运动，滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定，这两个因素均未改变，所以摩擦力大小仍为3N；木块水平向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向左。
3. 第7s时，由甲图可知拉力F'=2N，摩擦力f=3N，拉力与摩擦力大小不相等，因此不是一对平衡力。
【答案】
3；水平向左；不是
【知识点】
二力平衡、滑动摩擦力、v-t图像
【点评】
本题结合F-t图像和v-t图像考查摩擦力与平衡力的判断，核心是理解滑动摩擦力的影响因素，以及匀速运动时二力平衡的应用，需准确分析不同时间段木块的运动状态和受力情况。
【难度系数】
0.5
三、解答题(本题共8小题,共53分。解答第23、24题时应有公式和解题过程)
22. (8分)(1)如图甲所示用绳拴着一物体在水平面内沿箭头方向做圆周运动,画出物体所受力的示意图。(无空气阻力)
(2)在自动化生产线上,常用传送带传送工件。如图乙所示,一个工件与传送带一起以$0.5\ \mathrm{m/s}$的速度水平向左做匀速直线运动,不计空气阻力。请在图中画出工件受力的示意图。
(3)如图丙所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在上滑过程中所受摩擦力的示意图。(力的作用点画在物体的重心)
(4)如图丁是小帅同学练习头球的示意图,他一只脚向后蹬地,用头将球顶出去。请画出小帅的脚受到的摩擦力以及足球在空中受到的力。(不计空气阻力)
22. (8分)(1)如图甲所示用绳拴着一物体在水平面内沿箭头方向做圆周运动,画出物体所受力的示意图。(无空气阻力)
(2)在自动化生产线上,常用传送带传送工件。如图乙所示,一个工件与传送带一起以$0.5\ \mathrm{m/s}$的速度水平向左做匀速直线运动,不计空气阻力。请在图中画出工件受力的示意图。
(3)如图丙所示,一物体以某一速度冲上表面粗糙的固定斜面,请画出物体在上滑过程中所受摩擦力的示意图。(力的作用点画在物体的重心)
(4)如图丁是小帅同学练习头球的示意图,他一只脚向后蹬地,用头将球顶出去。请画出小帅的脚受到的摩擦力以及足球在空中受到的力。(不计空气阻力)
答案
22. 【点拨】本题考查重力、弹力、摩擦力的分析和力的示意图,作图时注意力的三要素。
【解析】(1)物体受到重力的作用,物体在绳子作用下做圆周运动,会受到拉力的作用,作用点都画在重心上,重力竖直向下,绳子的拉力沿绳子斜向上,如图1所示:
(2)工件受到重力和支持力的作用,处于平衡状态,二力的大小相等、方向相反,是一对平衡力,过工件重心沿竖直向上和竖直向下的方向作有向线段,分别记为F、G,如图2所示:
(3)因为物体相对斜面运动的方向沿斜面向上,故其摩擦力的方向与之相反,为沿斜面向下,力的作用点画在物体的重心,如图3所示:
(4)小帅一只脚向后蹬地,用头将球顶出去时,给地一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,地面给脚一个向前的摩擦力f,足球在空中,不计空气阻力的情况下,只受重力的作用,作用点在球的重心,方向竖直向下,如图4所示:
解析
【分析】
本题需结合不同场景的运动状态，逐一分析各物体的受力情况，明确每个力的方向和作用点：
1. 甲图：物体做圆周运动，无空气阻力，仅受重力和绳子拉力，重力竖直向下，拉力沿绳指向手，作用点均在物体重心；
2. 乙图：工件匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向无相对运动/趋势，仅受竖直方向的重力和传送带支持力，二力平衡；
3. 丙图：物体沿斜面向上运动，相对斜面的运动方向向上，摩擦力方向与相对运动方向相反，沿斜面向下，作用点在物体重心；
4. 丁图：脚向后蹬地时，脚相对地面有向后运动趋势，地面给脚向前的摩擦力；足球在空中不计空气阻力，仅受竖直向下的重力，作用点分别在脚和足球重心。
【解析】
(1) 甲图：过物体重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），沿绳子斜向上方向画带箭头线段标注F（拉力），如图1所示；
(2) 乙图：过工件重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），沿竖直向上方向画等长带箭头线段标注F（支持力），如图2所示；
(3) 丙图：过物体重心，沿斜面向下方向画带箭头线段标注f（摩擦力），如图3所示；
(4) 丁图：过脚的作用点，沿水平向前方向画带箭头线段标注f（脚受到的摩擦力）；过足球重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），如图4所示。
【答案】
(1) 如图1所示；(2) 如图2所示；(3) 如图3所示；(4) 如图4所示。
【知识点】
重力、摩擦力、力的示意图
【点评】
本题通过四个典型力学场景考查受力分析与力的示意图绘制，需结合运动状态判断力的存在，掌握摩擦力方向、平衡力特点等基础知识点，是力学核心基础题型，注重对受力分析方法的应用。
【难度系数】
0.6
本题需结合不同场景的运动状态，逐一分析各物体的受力情况，明确每个力的方向和作用点：
1. 甲图：物体做圆周运动，无空气阻力，仅受重力和绳子拉力，重力竖直向下，拉力沿绳指向手，作用点均在物体重心；
2. 乙图：工件匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向无相对运动/趋势，仅受竖直方向的重力和传送带支持力，二力平衡；
3. 丙图：物体沿斜面向上运动，相对斜面的运动方向向上，摩擦力方向与相对运动方向相反，沿斜面向下，作用点在物体重心；
4. 丁图：脚向后蹬地时，脚相对地面有向后运动趋势，地面给脚向前的摩擦力；足球在空中不计空气阻力，仅受竖直向下的重力，作用点分别在脚和足球重心。
【解析】
(1) 甲图：过物体重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），沿绳子斜向上方向画带箭头线段标注F（拉力），如图1所示；
(2) 乙图：过工件重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），沿竖直向上方向画等长带箭头线段标注F（支持力），如图2所示；
(3) 丙图：过物体重心，沿斜面向下方向画带箭头线段标注f（摩擦力），如图3所示；
(4) 丁图：过脚的作用点，沿水平向前方向画带箭头线段标注f（脚受到的摩擦力）；过足球重心，沿竖直向下方向画带箭头线段标注G（重力），如图4所示。
【答案】
(1) 如图1所示；(2) 如图2所示；(3) 如图3所示；(4) 如图4所示。
【知识点】
重力、摩擦力、力的示意图
【点评】
本题通过四个典型力学场景考查受力分析与力的示意图绘制，需结合运动状态判断力的存在，掌握摩擦力方向、平衡力特点等基础知识点，是力学核心基础题型，注重对受力分析方法的应用。
【难度系数】
0.6
