8 [中]如图所示,在小车内有一轻质弹簧,一端固定在车前壁上,另一端连着小球,不考虑小球与小车底板间的摩擦。当小车沿水平方向匀速运动时,弹簧处于
原长
(填"压缩""伸长"或"原长")状态;当小车突然停止运动时,小球将使弹簧压缩
(填"压缩"或"拉长")。答案
8. 原长 压缩 【解析】当小车沿水平方向匀速运动时,小球与车之间相对静止,小球在水平方向上不受力的作用,即弹簧对小球没有力的作用,则弹簧没有发生形变,处于原长状态;当小车突然停止运动时,小球由于惯性继续向前运动,使弹簧压缩。
解析
【分析】
我们可以分两步推导结论:第一步先分析小车匀速运动时的受力逻辑,小球和小车一起做匀速直线运动,属于平衡状态,水平方向合力必须为0,题目明确说明小球和底板间没有摩擦,如果弹簧发生形变产生弹力,小球水平方向没有其他力来平衡这个弹力,就无法保持匀速运动,因此弹簧不可能有弹力,自然处于原长状态。第二步分析小车突然停止的情况,小球本身具有惯性,会保持之前和小车相同的向右的运动速度继续向前运动,就会向弹簧固定的车前壁方向移动,进而挤压弹簧,让弹簧被压缩。
【解析】
1. 小车沿水平方向匀速运动时,小球与小车相对静止,处于平衡状态,水平方向合力为0。由于不存在小球和底板间的摩擦力,若弹簧有形变产生弹力,没有其他力可以平衡该弹力,因此弹簧对小球没有弹力作用,弹簧没有发生形变,处于原长状态。
2. 当小车突然停止运动时,小球由于惯性,要保持原来的向右的运动速度继续向前运动,小球会向弹簧固定的车前壁方向移动,因此会使弹簧被压缩。
【答案】
原长;压缩
【知识点】
二力平衡,惯性现象,弹力形变
【点评】
本题属于力学基础综合题,结合平衡状态受力分析和惯性知识点考察,易错点是容易错误认为匀速运动时弹簧存在形变,解题时抓住“无摩擦、匀速运动合力为零”的核心条件即可顺利推导,侧重考察对基础力学概念的理解应用能力。
【难度系数】
0.8
我们可以分两步推导结论:第一步先分析小车匀速运动时的受力逻辑,小球和小车一起做匀速直线运动,属于平衡状态,水平方向合力必须为0,题目明确说明小球和底板间没有摩擦,如果弹簧发生形变产生弹力,小球水平方向没有其他力来平衡这个弹力,就无法保持匀速运动,因此弹簧不可能有弹力,自然处于原长状态。第二步分析小车突然停止的情况,小球本身具有惯性,会保持之前和小车相同的向右的运动速度继续向前运动,就会向弹簧固定的车前壁方向移动,进而挤压弹簧,让弹簧被压缩。
【解析】
1. 小车沿水平方向匀速运动时,小球与小车相对静止,处于平衡状态,水平方向合力为0。由于不存在小球和底板间的摩擦力,若弹簧有形变产生弹力,没有其他力可以平衡该弹力,因此弹簧对小球没有弹力作用,弹簧没有发生形变,处于原长状态。
2. 当小车突然停止运动时,小球由于惯性,要保持原来的向右的运动速度继续向前运动,小球会向弹簧固定的车前壁方向移动,因此会使弹簧被压缩。
【答案】
原长;压缩
【知识点】
二力平衡,惯性现象,弹力形变
【点评】
本题属于力学基础综合题,结合平衡状态受力分析和惯性知识点考察,易错点是容易错误认为匀速运动时弹簧存在形变,解题时抓住“无摩擦、匀速运动合力为零”的核心条件即可顺利推导,侧重考察对基础力学概念的理解应用能力。
【难度系数】
0.8
9 [2025 四川南充模拟,中]如图,轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重为8 N的木块相连,忽略滑轮与绳间的摩擦。当小盘内放有重为1 N的砝码时,木块没有被拉动,这时木块受到的摩擦力为

1
N;当小盘内放有重为2 N的砝码时,木块正好做匀速运动;当小盘内放上重为3 N的砝码时,小盘拖动木块运动,当小盘落在地面上后,木块继续运动(未出桌面),此时木块受到的摩擦力大小为2
N。答案
9. 1 2 【解析】木块静止时,所受的摩擦力与细绳对它的拉力是一对平衡力,摩擦力大小等于拉力大小,细绳上拉力大小等于小盘内砝码重,则此时木块所受摩擦力为1 N;当木块做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力与细绳对它的拉力是一对平衡力,同理可知此时摩擦力大小为2 N;盘中放3 N砝码时,小盘拖动木块运动,在小盘落在地面上后,木块由于惯性仍然保持原来的运动状态继续向前运动,木块对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变,故滑动摩擦力不变,则木块所受摩擦力仍为2 N。
解析
【分析】
我们可以分三步逐步分析:首先判断第一种情况的运动状态,放1N砝码时木块静止,属于平衡状态,水平方向拉力和静摩擦力二力平衡,拉力等于砝码重力,因此静摩擦力等于1N;接着第二种情况,放2N砝码时木块匀速运动,同样是平衡状态,水平方向拉力和滑动摩擦力平衡,拉力等于2N,得到此时滑动摩擦力为2N;最后第三种情况,小盘落地后木块继续滑动,滑动摩擦力只和压力、接触面粗糙程度有关,这两个因素都没有变化,因此滑动摩擦力保持2N不变。
【解析】
1. 木块未被拉动时:
木块处于静止平衡状态,水平方向受到的细绳拉力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等。细绳拉力等于砝码重力1N,因此此时木块受到的摩擦力为1N。
2. 木块匀速运动时:
木块处于匀速直线运动平衡状态,水平方向细绳拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。细绳拉力等于砝码重力2N,因此此时木块受到的滑动摩擦力为2N。
3. 小盘落地后木块继续运动时:
木块仍在桌面滑动,木块对桌面的压力等于自身重力保持不变,接触面粗糙程度也未改变,滑动摩擦力大小仅由压力和接触面粗糙程度决定,因此滑动摩擦力大小不变,仍为2N。
【答案】
1;2
【知识点】
二力平衡条件,静摩擦力,滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题重点考查静摩擦和滑动摩擦的区分与计算,易错点是容易错误认为滑动摩擦力会随拉力变化而改变,需要明确滑动摩擦力只由压力大小和接触面粗糙程度决定,和物体运动速度、所受拉力大小无关,是摩擦力模块的经典基础易错题。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步逐步分析:首先判断第一种情况的运动状态,放1N砝码时木块静止,属于平衡状态,水平方向拉力和静摩擦力二力平衡,拉力等于砝码重力,因此静摩擦力等于1N;接着第二种情况,放2N砝码时木块匀速运动,同样是平衡状态,水平方向拉力和滑动摩擦力平衡,拉力等于2N,得到此时滑动摩擦力为2N;最后第三种情况,小盘落地后木块继续滑动,滑动摩擦力只和压力、接触面粗糙程度有关,这两个因素都没有变化,因此滑动摩擦力保持2N不变。
【解析】
1. 木块未被拉动时:
木块处于静止平衡状态,水平方向受到的细绳拉力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等。细绳拉力等于砝码重力1N,因此此时木块受到的摩擦力为1N。
2. 木块匀速运动时:
木块处于匀速直线运动平衡状态,水平方向细绳拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等。细绳拉力等于砝码重力2N,因此此时木块受到的滑动摩擦力为2N。
3. 小盘落地后木块继续运动时:
木块仍在桌面滑动,木块对桌面的压力等于自身重力保持不变,接触面粗糙程度也未改变,滑动摩擦力大小仅由压力和接触面粗糙程度决定,因此滑动摩擦力大小不变,仍为2N。
【答案】
1;2
【知识点】
二力平衡条件,静摩擦力,滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题重点考查静摩擦和滑动摩擦的区分与计算,易错点是容易错误认为滑动摩擦力会随拉力变化而改变,需要明确滑动摩擦力只由压力大小和接触面粗糙程度决定,和物体运动速度、所受拉力大小无关,是摩擦力模块的经典基础易错题。
【难度系数】
0.6
三、作图题(4分)
10 [2025 山东威海中考,中]如图所示,运动员握住标枪静止不动,支撑标枪的手掌面(支撑点为A)与标枪平行,请在A点画出标枪受到手掌的支持力和摩擦力。

10 [2025 山东威海中考,中]如图所示,运动员握住标枪静止不动,支撑标枪的手掌面(支撑点为A)与标枪平行,请在A点画出标枪受到手掌的支持力和摩擦力。
答案
10. 如图所示
【解析】标枪受到手掌的支持力F的方向垂直于手掌面向上,标枪受到的摩擦力方向与标枪相对于手掌的运动趋势相反,运动员握住标枪静止不动,标枪相对于手掌有向下运动的趋势,则受到的摩擦力沿手掌面向上,二力的作用点都在手掌与标枪的接触点A点。
解析
【分析】
这道题要求在A点画出标枪受到的支持力和摩擦力,我们可以分两步思考:第一步先确定支持力的方向,支持力属于弹力,规则是始终垂直于接触面指向被支撑的物体,题目说明手掌支撑面和标枪平行,所以接触面的垂线就是垂直于标枪的方向,指向标枪斜向上即可。第二步确定摩擦力的方向,标枪静止,在重力作用下相对于手掌有沿着标枪斜向下滑动的趋势,静摩擦力的方向和相对运动趋势相反,因此摩擦力要沿着标枪的接触面斜向上,两个力的作用点都固定在A点,标注对应力的符号就完成作图了。
【解析】
1. 绘制支持力:从A点出发,作垂直于标枪(手掌接触面)、指向标枪斜向上的带箭头线段,标注支持力符号F(或$F_支$)。
2. 绘制摩擦力:从A点出发,作沿标枪杆向上、和标枪轴线平行的带箭头线段,标注摩擦力符号f。
两个力的作用点都落在接触点A,方向符合弹力、静摩擦力的方向规则,同时两个力的合力可与标枪的重力平衡,符合标枪静止的受力状态。
【答案】

【知识点】
弹力方向判断、静摩擦力方向判断
【点评】
本题的易错点是很多同学会凭直觉把支持力画成竖直向上、摩擦力画成水平方向,忽略了“支撑面与标枪平行”的条件,牢记弹力永远垂直于接触面、静摩擦力与相对运动趋势反向的核心规则,也可以结合二力平衡的逻辑验证:两个力的合力需要平衡标枪的重力,就能反向推导出两个力的方向是垂直杆和沿杆向上。
【难度系数】
0.6
这道题要求在A点画出标枪受到的支持力和摩擦力,我们可以分两步思考:第一步先确定支持力的方向,支持力属于弹力,规则是始终垂直于接触面指向被支撑的物体,题目说明手掌支撑面和标枪平行,所以接触面的垂线就是垂直于标枪的方向,指向标枪斜向上即可。第二步确定摩擦力的方向,标枪静止,在重力作用下相对于手掌有沿着标枪斜向下滑动的趋势,静摩擦力的方向和相对运动趋势相反,因此摩擦力要沿着标枪的接触面斜向上,两个力的作用点都固定在A点,标注对应力的符号就完成作图了。
【解析】
1. 绘制支持力:从A点出发,作垂直于标枪(手掌接触面)、指向标枪斜向上的带箭头线段,标注支持力符号F(或$F_支$)。
2. 绘制摩擦力:从A点出发,作沿标枪杆向上、和标枪轴线平行的带箭头线段,标注摩擦力符号f。
两个力的作用点都落在接触点A,方向符合弹力、静摩擦力的方向规则,同时两个力的合力可与标枪的重力平衡,符合标枪静止的受力状态。
【答案】
【知识点】
弹力方向判断、静摩擦力方向判断
【点评】
本题的易错点是很多同学会凭直觉把支持力画成竖直向上、摩擦力画成水平方向,忽略了“支撑面与标枪平行”的条件,牢记弹力永远垂直于接触面、静摩擦力与相对运动趋势反向的核心规则,也可以结合二力平衡的逻辑验证:两个力的合力需要平衡标枪的重力,就能反向推导出两个力的方向是垂直杆和沿杆向上。
【难度系数】
0.6
四、实验探究题(每空3分,共30分)
11 [2024 湖北黄冈期中,中]如图甲是小丽同学探究阻力对物体运动的影响的实验装置,实验步骤如下。

(1)将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由
(2)去掉棉布,重复上述实验步骤。去掉木板上的棉布后,运动的小车所受阻力
(3)由此可推出:如果运动的物体不受力,它将做
(4)图乙中的虚线是被手推出后的铅球在空中运动的一段轨迹,忽略空气阻力,如果在图中所示位置重力消失,铅球将
A.沿着虚线继续做曲线运动
B.保持静止状态
C.沿着a的方向做匀速直线运动
D.沿着b的方向竖直下落
11 [2024 湖北黄冈期中,中]如图甲是小丽同学探究阻力对物体运动的影响的实验装置,实验步骤如下。
(1)将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由
静止
滑下,观察小车在棉布表面运动的距离
。(2)去掉棉布,重复上述实验步骤。去掉木板上的棉布后,运动的小车所受阻力
变小
,向前运动的距离变远。(3)由此可推出:如果运动的物体不受力,它将做
匀速直线运动
。(4)图乙中的虚线是被手推出后的铅球在空中运动的一段轨迹,忽略空气阻力,如果在图中所示位置重力消失,铅球将
C
。A.沿着虚线继续做曲线运动
B.保持静止状态
C.沿着a的方向做匀速直线运动
D.沿着b的方向竖直下落
答案
11. (1)静止 在棉布表面运动的距离 (2)变小 (3)匀速直线运动 (4)C
【解析】(1)将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在棉布表面运动的距离。(2)棉布表面粗糙,小车在棉布表面运动时受到的阻力大,运动的距离近,速度减小得快;木板表面光滑,小车在木板表面运动时受到的阻力小,运动的距离远,速度减小得慢;由上述可知,去掉木板上的棉布后,运动的小车所受阻力变小,向前运动的距离变远。(3)如果物体表面绝对光滑,即物体受到的阻力为零,物体的速度就不会减小,物体将做匀速直线运动。(4)如果在图乙所示位置铅球所受重力消失,即铅球不受外力的作用,根据牛顿第一定律可知,铅球将沿a方向做匀速直线运动,故C正确。
【解析】(1)将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在棉布表面运动的距离。(2)棉布表面粗糙,小车在棉布表面运动时受到的阻力大,运动的距离近,速度减小得快;木板表面光滑,小车在木板表面运动时受到的阻力小,运动的距离远,速度减小得慢;由上述可知,去掉木板上的棉布后,运动的小车所受阻力变小,向前运动的距离变远。(3)如果物体表面绝对光滑,即物体受到的阻力为零,物体的速度就不会减小,物体将做匀速直线运动。(4)如果在图乙所示位置铅球所受重力消失,即铅球不受外力的作用,根据牛顿第一定律可知,铅球将沿a方向做匀速直线运动,故C正确。
解析
【分析】
这道题围绕阻力对物体运动的影响的经典探究实验展开,结合牛顿第一定律的逻辑推理进行考查。首先第一问,实验需要控制小车到达水平面的初速度完全一致,因此要让小车从斜面顶端由静止释放,我们通过观察小车在水平面上的滑行距离,来直观反映阻力对物体运动的影响程度。第二问,去掉棉布后水平面粗糙程度降低,小车受到的阻力自然变小,滑行距离就会变远。第三问结合实验现象递进推理:阻力越小,小车速度减小得越慢,当阻力为零时,小车速度不会衰减,将一直保持匀速直线运动。第四问根据牛顿第一定律,物体不受外力时会保持消失外力瞬间的运动状态,铅球在图示位置的运动方向沿a指向,重力消失后铅球不受任何外力,就会沿a方向做匀速直线运动,对应选项C。
【解析】
(1) 本实验使用控制变量法,为保证小车到达水平面时初速度相同,需让小车从斜面顶端由静止滑下,实验中通过观察小车在棉布表面运动的距离,来对比阻力对小车运动的影响效果。
(2) 棉布的粗糙程度远大于木板,去掉棉布后,水平面粗糙程度减小,运动的小车所受阻力变小,因此小车向前运动的距离会变远。
(3) 结合实验现象推理可得:小车受到的阻力越小,速度衰减越慢,若运动的物体不受任何力的作用,它的运动速度将保持不变,做匀速直线运动。
(4) 根据牛顿第一定律,忽略空气阻力,铅球在图示位置重力消失后,铅球不受任何外力作用,将保持外力消失瞬间的运动状态,沿此时的运动方向也就是a的方向做匀速直线运动,因此选C。
【答案】
(1) 静止 在棉布表面运动的距离 (2) 变小 (3) 匀速直线运动 (4) C
【知识点】
控制变量法,牛顿第一定律,阻力对运动的影响
【点评】
本题既覆盖了阻力对物体运动影响实验的基础操作细节,又延伸考查了基于牛顿第一定律的逻辑推理,易错点是第(4)问,部分同学会错误认为重力消失物体会下落,忽略了物体不受外力时会保持原有运动状态的规律,能够很好地检验学生对该实验和牛顿第一定律的理解程度。
【难度系数】
0.7
这道题围绕阻力对物体运动的影响的经典探究实验展开,结合牛顿第一定律的逻辑推理进行考查。首先第一问,实验需要控制小车到达水平面的初速度完全一致,因此要让小车从斜面顶端由静止释放,我们通过观察小车在水平面上的滑行距离,来直观反映阻力对物体运动的影响程度。第二问,去掉棉布后水平面粗糙程度降低,小车受到的阻力自然变小,滑行距离就会变远。第三问结合实验现象递进推理:阻力越小,小车速度减小得越慢,当阻力为零时,小车速度不会衰减,将一直保持匀速直线运动。第四问根据牛顿第一定律,物体不受外力时会保持消失外力瞬间的运动状态,铅球在图示位置的运动方向沿a指向,重力消失后铅球不受任何外力,就会沿a方向做匀速直线运动,对应选项C。
【解析】
(1) 本实验使用控制变量法,为保证小车到达水平面时初速度相同,需让小车从斜面顶端由静止滑下,实验中通过观察小车在棉布表面运动的距离,来对比阻力对小车运动的影响效果。
(2) 棉布的粗糙程度远大于木板,去掉棉布后,水平面粗糙程度减小,运动的小车所受阻力变小,因此小车向前运动的距离会变远。
(3) 结合实验现象推理可得:小车受到的阻力越小,速度衰减越慢,若运动的物体不受任何力的作用,它的运动速度将保持不变,做匀速直线运动。
(4) 根据牛顿第一定律,忽略空气阻力,铅球在图示位置重力消失后,铅球不受任何外力作用,将保持外力消失瞬间的运动状态,沿此时的运动方向也就是a的方向做匀速直线运动,因此选C。
【答案】
(1) 静止 在棉布表面运动的距离 (2) 变小 (3) 匀速直线运动 (4) C
【知识点】
控制变量法,牛顿第一定律,阻力对运动的影响
【点评】
本题既覆盖了阻力对物体运动影响实验的基础操作细节,又延伸考查了基于牛顿第一定律的逻辑推理,易错点是第(4)问,部分同学会错误认为重力消失物体会下落,忽略了物体不受外力时会保持原有运动状态的规律,能够很好地检验学生对该实验和牛顿第一定律的理解程度。
【难度系数】
0.7
12 [黑龙江大庆中考,中]小明想比较某两种品牌运动鞋的防滑性能,他设计了如图甲所示的实验,实验步骤如下:

(1)将两种品牌的运动鞋各取一只,用弹簧测力计分别称出它们的重力。小明观察到未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2 N,图乙是测量其中一只鞋子重力时弹簧测力计示数,其示数为
(2)用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子,再向里面缓慢加入细沙,直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同;
(3)在跑步机的传送带上按图甲摆放实验用品,将弹簧测力计正确调零后,其一端固定在跑步机上,另一端钩住鞋子;
(4)启动跑步机,待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数,该示数
(5)换另一只鞋子,重复步骤(4),并记录数据;
(6)比较步骤(4)(5)中两次弹簧测力计示数,对应示数
(7)如果在步骤(4)中提高传送带速度,那么弹簧测力计示数稳定后,其示数与低速时相比将
(1)将两种品牌的运动鞋各取一只,用弹簧测力计分别称出它们的重力。小明观察到未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2 N,图乙是测量其中一只鞋子重力时弹簧测力计示数,其示数为
2.4
N,鞋子的实际重力为2.2
N;(2)用弹簧测力计挂起较轻的那只鞋子,再向里面缓慢加入细沙,直至弹簧测力计示数与悬挂较重鞋子时的示数相同;
(3)在跑步机的传送带上按图甲摆放实验用品,将弹簧测力计正确调零后,其一端固定在跑步机上,另一端钩住鞋子;
(4)启动跑步机,待弹簧测力计示数稳定后记录弹簧测力计示数,该示数
等于
(填"大于""等于"或"小于")鞋子受到的摩擦力;(5)换另一只鞋子,重复步骤(4),并记录数据;
(6)比较步骤(4)(5)中两次弹簧测力计示数,对应示数
较大
(填"较大"或"较小")的鞋子防滑性能好;(7)如果在步骤(4)中提高传送带速度,那么弹簧测力计示数稳定后,其示数与低速时相比将
不变
(填"变大""变小"或"不变")。答案
12. (1)2.4 2.2 (4)等于 (6)较大 (7)不变
【解析】(1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.4 N,未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2 N,所以鞋子的实际重力为2.2 N。(4)鞋子在跑步机传送带上受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计示数等于鞋子受到的摩擦力。(6)比较步骤(4)(5)中两次弹簧测力计示数,示数较大说明鞋子受到的摩擦力较大,鞋子防滑性能较好。(7)鞋子在传送带上受到的摩擦力与鞋子对传送带的压力大小、接触面的粗糙程度有关,与传送带速度大小无关,提高传送带速度时,因压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以弹簧测力计示数与低速时相比将不变。
【解析】(1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为2.4 N,未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2 N,所以鞋子的实际重力为2.2 N。(4)鞋子在跑步机传送带上受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,所以弹簧测力计示数等于鞋子受到的摩擦力。(6)比较步骤(4)(5)中两次弹簧测力计示数,示数较大说明鞋子受到的摩擦力较大,鞋子防滑性能较好。(7)鞋子在传送带上受到的摩擦力与鞋子对传送带的压力大小、接触面的粗糙程度有关,与传送带速度大小无关,提高传送带速度时,因压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以弹簧测力计示数与低速时相比将不变。
解析
【分析】
我们可以一步步拆解这道题的思考路径:
1. 第一小问首先要先确定弹簧测力计的分度值,读出测量的总示数,题目明确说明未挂重物时弹簧测力计就有0.2N的初始示数,说明这个弹簧测力计的零位偏移了,鞋子的实际重力需要用测量得到的总示数减去这个初始的偏移值。
2. 第(4)小问:启动跑步机后鞋子相对于地面保持静止,处于平衡状态,水平方向上弹簧测力计的拉力和鞋子受到的滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的特点就能判断两者大小关系。
3. 第(6)小问:实验中已经通过加细沙的方式让两只鞋子对传送带的压力完全相等,此时滑动摩擦力的大小就直接反映了接触面的粗糙程度,摩擦力越大说明鞋子防滑能力越强,对应弹簧测力计的示数就越大。
4. 第(7)小问:滑动摩擦力的大小只由压力大小和接触面粗糙程度决定,和相对运动的速度没有关系,所以改变传送带速度不会改变滑动摩擦力的大小,拉力也不会变化。
【解析】
(1) 观察图乙的弹簧测力计,0~1N之间有5个小格,因此分度值为0.2N,指针指向2N下方第2个小格,测量得到的示数为2.4N;已知未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2N,说明该弹簧测力计的初始零误差为0.2N,因此鞋子的实际重力为$2.4\mathrm{N} - 0.2\mathrm{N} = 2.2\mathrm{N}$。
(4) 启动跑步机后,鞋子相对于地面保持静止,处于平衡状态,水平方向上弹簧测力计对鞋子的拉力、传送带对鞋子的滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此弹簧测力计的示数等于鞋子受到的摩擦力。
(6) 实验步骤(2)已经调整两只鞋子总重力相等,即鞋子对传送带的压力大小相等,此时弹簧测力计的示数越大,说明鞋子受到的滑动摩擦力越大,代表鞋子与传送带接触面的粗糙程度更高,防滑性能更好,因此对应示数较大的鞋子防滑性能好。
(7) 滑动摩擦力的大小只与接触面受到的压力、接触面的粗糙程度有关,与传送带的运动速度无关。提高传送带速度时,鞋子对传送带的压力、接触面粗糙程度都没有发生变化,滑动摩擦力大小不变,因此弹簧测力计的示数稳定后和低速时相比将不变。
【答案】
(1)2.4;2.2 (4)等于 (6)较大 (7)不变
【知识点】
弹簧测力计读数
二力平衡条件
滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题是结合生活场景的探究防滑性能的创新实验,规避了传统实验中需要拉动物体做匀速直线运动的操作难点,通过固定鞋子、转动传送带的设计让实验更易操作。既考察了弹簧测力计带零误差的修正使用,也深化了对二力平衡、滑动摩擦力影响因素的理解,学生容易出错的点是忽略弹簧测力计的初始示数直接把测量值当作实际重力,以及错误认为相对运动速度变大会改变滑动摩擦力大小。
【难度系数】
0.6
我们可以一步步拆解这道题的思考路径:
1. 第一小问首先要先确定弹簧测力计的分度值,读出测量的总示数,题目明确说明未挂重物时弹簧测力计就有0.2N的初始示数,说明这个弹簧测力计的零位偏移了,鞋子的实际重力需要用测量得到的总示数减去这个初始的偏移值。
2. 第(4)小问:启动跑步机后鞋子相对于地面保持静止,处于平衡状态,水平方向上弹簧测力计的拉力和鞋子受到的滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡的特点就能判断两者大小关系。
3. 第(6)小问:实验中已经通过加细沙的方式让两只鞋子对传送带的压力完全相等,此时滑动摩擦力的大小就直接反映了接触面的粗糙程度,摩擦力越大说明鞋子防滑能力越强,对应弹簧测力计的示数就越大。
4. 第(7)小问:滑动摩擦力的大小只由压力大小和接触面粗糙程度决定,和相对运动的速度没有关系,所以改变传送带速度不会改变滑动摩擦力的大小,拉力也不会变化。
【解析】
(1) 观察图乙的弹簧测力计,0~1N之间有5个小格,因此分度值为0.2N,指针指向2N下方第2个小格,测量得到的示数为2.4N;已知未悬挂重物时弹簧测力计示数为0.2N,说明该弹簧测力计的初始零误差为0.2N,因此鞋子的实际重力为$2.4\mathrm{N} - 0.2\mathrm{N} = 2.2\mathrm{N}$。
(4) 启动跑步机后,鞋子相对于地面保持静止,处于平衡状态,水平方向上弹簧测力计对鞋子的拉力、传送带对鞋子的滑动摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,因此弹簧测力计的示数等于鞋子受到的摩擦力。
(6) 实验步骤(2)已经调整两只鞋子总重力相等,即鞋子对传送带的压力大小相等,此时弹簧测力计的示数越大,说明鞋子受到的滑动摩擦力越大,代表鞋子与传送带接触面的粗糙程度更高,防滑性能更好,因此对应示数较大的鞋子防滑性能好。
(7) 滑动摩擦力的大小只与接触面受到的压力、接触面的粗糙程度有关,与传送带的运动速度无关。提高传送带速度时,鞋子对传送带的压力、接触面粗糙程度都没有发生变化,滑动摩擦力大小不变,因此弹簧测力计的示数稳定后和低速时相比将不变。
【答案】
(1)2.4;2.2 (4)等于 (6)较大 (7)不变
【知识点】
弹簧测力计读数
二力平衡条件
滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题是结合生活场景的探究防滑性能的创新实验,规避了传统实验中需要拉动物体做匀速直线运动的操作难点,通过固定鞋子、转动传送带的设计让实验更易操作。既考察了弹簧测力计带零误差的修正使用,也深化了对二力平衡、滑动摩擦力影响因素的理解,学生容易出错的点是忽略弹簧测力计的初始示数直接把测量值当作实际重力,以及错误认为相对运动速度变大会改变滑动摩擦力大小。
【难度系数】
0.6
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