17.（2分）如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动，请画出静止在轿厢内的物体A所受力的示意图。

17. 【点拨】本题考查作力的示意图,注意规范作图。
【解析】封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,随轿厢一起做匀速直线运动的物体A处于平衡状态,所以受力平衡,物体A受到竖直向下的重力$G$和竖直向上的支持力$F$,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用点在物体A的重心上,如图所示:

【分析】首先判断物体A的运动状态：随轿厢一起做匀速直线运动，属于平衡状态，受力平衡。接着对物体A受力分析：水平方向无相对运动或相对运动趋势，不受摩擦力；竖直方向受重力和支持力，二力平衡，据此确定力的方向和作用点，绘制示意图。
【解析】物体A随轿厢做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡。对物体A受力分析：①竖直方向：受竖直向下的重力$ G $，作用点在重心；②竖直方向还受轿厢对它竖直向上的支持力$ F $，作用点也在重心，且$ F $与$ G $大小相等、方向相反、作用在同一直线上；③水平方向无外力，不受摩擦力。画力的示意图时，从重心分别沿竖直向下、竖直向上画带箭头的线段，标注力的符号，且两线段长度相等。
【答案】
【知识点】力的示意图、二力平衡、受力分析
【点评】本题考查受力分析与力的示意图绘制，核心是根据匀速直线运动判断物体处于平衡状态，确定受力情况，属于基础作图题，需注意力的方向、作用点及线段长度的规范。
【难度系数】0.7

18.（2分）如图所示，一儿童坐在雪橇上，沿水平地面向右运动。请画出雪橇所受摩擦力和绳子对大人的拉力$ F $的示意图。

18. 【点拨】本题考查作力的示意图,注意规范作图。
【解析】雪橇所受摩擦力与其运动方向相反,作用点在雪橇上,方向水平向左;绳子对大人拉力的方向沿绳收缩方向,作用点在大人手上,如图所示:

【分析】
要完成力的示意图绘制，需明确两个力的三要素：①雪橇所受摩擦力：雪橇向右运动，摩擦力阻碍相对运动，方向水平向左，作用点在雪橇上；②绳子对大人的拉力：拉力方向沿绳子收缩方向（指向雪橇），作用点在大人手上。作图时需规范标注力的符号与箭头方向。
【解析】
1. 雪橇所受摩擦力：作用点选在雪橇重心处，方向水平向左，画带箭头的线段，标注符号$f$；
2. 绳子对大人的拉力：作用点选在大人手上，方向沿绳子指向雪橇，画带箭头的线段，标注符号$F$；
最终作图符合力的示意图规范，对应图形如下：

【知识点】
力的示意图、摩擦力、拉力
【点评】
本题考查力的示意图的规范作图，明确摩擦力与拉力的方向是解题核心，属于基础作图题，难度较低。
【难度系数】
0.7

19. (5分)在探究阻力对物体运动的影响的实验中。
(1)如图甲所示,先将棉布铺在(选填“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,再去掉棉布,分别让小车从斜面顶端由静止滑下,观察并比较小车滑行的(选填“距离”或“速度”)。
(2)由实验可以看出,去掉棉布,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离(选填“变大”“不变”或“变小”)。设想一下,如果小车运动时不受阻力,它(选填“会”或“不会”)停下来。
(3)伽利略曾提出了如图乙所示的著名的理想实验。沿光滑轨道滑下的小球总能上升到原来的高度。因此可以推想,当轨道的一端水平放置时,小球将沿水平面匀速运动下去。这个推想虽然不是直接由实验得出的,但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。图乙中的四次实验,推理的合理顺序是(填图中序号)。

19. (1)水平木板 距离 (2)变大 不会 (3)①②③④
【点拨】本题考查探究阻力对物体运动的影响,要掌握实验的现象及结论,知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容。
【解析】(1)图甲中,先将棉布铺在水平木板上,再去掉棉布,分别让小车从斜面顶端由静止滑下,观察并比较小车滑行的距离;
(2)由实验可以看出,去掉棉布,运动的小车所受的阻力减小,向前滑行的距离变大。由此推理,如果小车运动时不受阻力,它将不会停下来,一直做匀速直线运动;
(3)观察图乙可知,四次实验中,首先应从轨道弯曲度最大的情况开始,然后逐渐使轨道变缓,最后推理出轨道水平时小球的运动状态,故顺序应为①②③④。

【分析】本题围绕“探究阻力对物体运动的影响”实验展开，需结合实验设计思路、现象规律及科学推理方法解题。对于(1)，实验核心是改变水平面对小车的阻力，因此棉布需铺在水平木板上，通过小车滑行的距离反映阻力对运动的影响；(2)阻力越小，小车运动状态改变越慢，滑行距离越大，若不受阻力，运动状态不会改变，将保持匀速直线运动；(3)理想实验的推理需从轨道弯曲度大到小逐步推导，符合逻辑顺序。
【解析】(1)在探究阻力对物体运动的影响实验中，需改变水平接触面的粗糙程度来调整阻力大小，因此先将棉布铺在水平木板上，去掉棉布后接触面更光滑，阻力更小；实验中通过观察小车滑行的距离来比较阻力对运动的影响，故填水平木板、距离。(2)去掉棉布后，小车所受阻力减小，运动状态改变变慢，向前滑行的距离变大；若小车不受阻力，运动状态不会改变，将保持匀速直线运动，不会停下来，故填变大、不会。(3)图乙的理想实验，应从轨道弯曲度最大的①开始，依次是②、③，最后到水平的④，逐步推理得出结论，故顺序为①②③④。
【答案】(1)水平木板 距离 (2)变大 不会 (3)①②③④
【知识点】阻力对物体运动的影响、科学推理法
【点评】本题是牛顿第一定律相关的基础实验题，考查实验设计、现象分析及科学推理的应用，需掌握实验核心方法与结论，是初中物理力学的重点实验。
【难度系数】0.6

20. (6分)某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图中a、b、c所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)此探究实验采用的科学方法是。
(2)由图中a、b、c表明:力F的作用效果和力的合力作用效果相同。
(3)分析比较图a与b中拉力的方向及弹簧测力计的示数,可得出的结论是:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力大小,合力的方向与分力方向。
(4)分析比较图中a与c中拉力的方向及弹簧测力计的示数,可得出的结论是:在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个分力大小,合力的方向与方向相同。

20. (1)等效替代法 (2)$F_1$、$F_2$和$F_3$、$F_4$ (3)之和 相同 (4)之差 较大的力
【点拨】本题考查力的合成,注意同向力之和为合力大小,反向力之差为合力大小,属于基础知识点。
【解析】(1)实验中是通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力,利用了等效替代法;
(2)图中a和b、c弹簧的形变量相同,因此由a、b、c表明:力$F$的作用效果和力$F_1$、$F_2$和$F_3$、$F_4$的合力作用效果是相同的;
(3)分析比较图中a与b的拉力,b中两个力的合力与a中的力大小相等,都为4 N,b中两个力分别为1 N和3 N,方向相同,两个力的合力等于这两个力的大小之和,并且合力的方向跟两个力的方向相同;
(4)c中,两个力的方向相反,$F_3$、$F_4$的合力大小为$F_{\mathrm{合}}=F_3-F_4=5\ \mathrm{N}-1\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$,与a中拉力的大小相同,合力的方向与$F_3$的方向相同,即合力方向与较大的力的方向相同。

【分析】
本题探究同一直线二力合成，核心思路是利用弹簧拉伸到同一位置（B点），即形变程度相同，来体现力的作用效果相同，采用等效替代法。解题时，先明确每次实验的效果相同，再对比不同图中力的大小、方向，分析合力与分力的关系，从而得出对应结论。
【解析】
(1) 实验中，将弹簧由A拉伸到B位置，弹簧形变程度相同，说明力的作用效果相同，用一个力等效替代两个力的共同作用，因此采用的科学方法是等效替代法。
(2) 图a中力F的作用效果是将弹簧拉到B，图b中F₁与F₂的共同作用、图c中F₃与F₄的共同作用，均使弹簧拉伸到B，所以力F的作用效果和力F₁、F₂的合力，以及F₃、F₄的合力作用效果相同。
(3) 图a中F=4N，图b中F₁+F₂=1N+3N=4N，且两个力方向相同，因此可得：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力大小之和，合力的方向与分力方向相同。
(4) 图a中F=4N，图c中F₃-F₄=5N-1N=4N，两个力方向相反，合力方向与F₃（较大的力）方向相同，因此可得：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于这两个分力大小之差，合力的方向与较大的力方向相同。
【答案】
(1)等效替代法 (2)F₁、F₂和F₃、F₄ (3)之和；相同 (4)之差；较大的力
【知识点】
力的合成、等效替代法
【点评】
本题是同一直线二力合成的基础实验题，通过弹簧形变直观体现力的作用效果，考查等效替代法的应用和二力合成的规律，注重基础知识点的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.7

21.（6分）小刚发现汽车在柏油马路上容易停下来，而在冰雪路面上不容易停下来。

(1)由此发现小刚猜想:滑动摩擦力的大小可能与有关。于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B以及弹簧测力计做了如图1所示的实验。
(2)实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使其做运动,根据知识,得出滑动摩擦力与拉力大小相等。
(3)小刚通过比较两图的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想。
(4)小刚还发现,汽车速度越快,越不容易停下来。他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。

由此,他改进探究实验的装置,如图2A所示,电动传送带做匀速运动,当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如题图2B所示。(忽略滑轮的摩擦)
①木块相对地面静止时,木块受到的摩擦力大小为N。
②小刚改变传送带速度,根据实验数据绘制的速度与时间($v-t$)和拉力与时间($F-t$)的关系图像如图2C、D所示,分析图像可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小(选填“有关”或“无关”)。

21. (1)接触面的粗糙程度 (2)匀速直线 二力平衡 (3)甲、乙 (4)①4.0 ②无关
【点拨】本题考查滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,注意实验原理及控制变量法的运用,属于基础实验题。
【解析】(1)由题可知,柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同,故可猜想到摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
(2)摩擦力和弹簧测力计的拉力方向是相反的,若物体做匀速直线运动,根据二力平衡知识,可知此时摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,大小相等;
(3)要探究滑动摩擦力的大小和接触面粗糙程度的关系,需要控制压力的大小不变,改变接触面的粗糙程度,由三幅图可知甲、乙符合要求;
(4)①木块相对地面静止时,木块在水平方向上受到绳子向右的拉力(其大小与弹簧测力计的示数相等)、向左的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,由图B可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为4.0 N,所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0 N;
②根据图像可知,在速度不同时,滑动摩擦力的大小是相同的,即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。

【分析】
首先，第(1)问：小刚观察到柏油马路和冰雪路面的粗糙程度不同，汽车在这两种路面滑行时停下来的难易不同，由此猜想滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关。第(2)问：实验中需让木块做匀速直线运动，此时木块水平方向受力平衡，根据二力平衡知识，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小。第(3)问：验证“滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”，需控制压力大小不变，改变接触面粗糙程度，因此选择甲、乙两图对比。第(4)问：①木块相对地面静止时，水平方向受拉力和摩擦力，二力平衡，拉力等于弹簧测力计示数，读出示数得摩擦力；②分析图像，速度变化时拉力（摩擦力）不变，说明滑动摩擦力与运动速度无关。
【解析】
(1) 柏油马路与冰雪路面的粗糙程度不同，汽车在两种路面上滑行时摩擦力大小不同，故猜想滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
(2) 实验时，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块处于平衡状态，根据二力平衡知识，滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因此可通过弹簧测力计示数得到滑动摩擦力大小。
(3) 要验证滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系，需控制压力大小相同，改变接触面粗糙程度，甲、乙两图中压力相同，接触面粗糙程度不同，因此比较甲、乙两图的弹簧测力计示数即可验证猜想。
(4) ①木块相对地面静止时，水平方向受到绳子的拉力（等于弹簧测力计示数）和向左的摩擦力，这两个力是平衡力，大小相等；由图B可知，弹簧测力计分度值为0.1N，示数为4.0N，故摩擦力大小为4.0N。
②由v-t和F-t图像可知，当传送带速度变化时，弹簧测力计的拉力（即滑动摩擦力）大小不变，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关。
【答案】
(1)接触面的粗糙程度 (2)匀速直线 二力平衡 (3)甲、乙 (4)①4.0 ②无关
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题为滑动摩擦力探究的基础实验题，考查实验猜想、实验原理、实验设计及数据分析，需掌握控制变量法和二力平衡在实验中的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6