8.用钢丝绳吊着质量为2 t的货物在空中静止不动,拉力为
2×10⁴
N,若吊着该物体沿竖直方向匀速下降,则拉力为2×10⁴
N,拉力方向为竖直向上
.(不计空气阻力,g取10 N/kg)答案
8.2×10⁴ 2×10⁴ 竖直向上
解析
【分析】首先将货物质量的单位换算为千克,利用重力公式计算货物的重力;再根据物体处于静止或匀速直线运动状态时受力平衡,拉力与重力是一对平衡力,结合二力平衡条件分析拉力的大小和方向。
【解析】1. 单位换算:2 t = 2000 kg,根据重力公式 $ G = mg $,货物的重力 $ G = 2000\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^4\ \mathrm{N} $。2. 当货物静止或沿竖直方向匀速下降时,均处于平衡状态,不计空气阻力,钢丝绳对货物的拉力与货物的重力是一对平衡力。根据二力平衡条件,平衡力大小相等,因此拉力大小等于重力,为 $ 2 × 10^4\ \mathrm{N} $;重力方向竖直向下,故拉力方向与重力方向相反,即竖直向上。
【答案】2×10⁴;2×10⁴;竖直向上
【知识点】二力平衡、重力计算
【点评】本题考查二力平衡条件的应用,核心是判断物体的运动状态为平衡状态,进而确定受力平衡,属于基础力学题,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 单位换算:2 t = 2000 kg,根据重力公式 $ G = mg $,货物的重力 $ G = 2000\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 2 × 10^4\ \mathrm{N} $。2. 当货物静止或沿竖直方向匀速下降时,均处于平衡状态,不计空气阻力,钢丝绳对货物的拉力与货物的重力是一对平衡力。根据二力平衡条件,平衡力大小相等,因此拉力大小等于重力,为 $ 2 × 10^4\ \mathrm{N} $;重力方向竖直向下,故拉力方向与重力方向相反,即竖直向上。
【答案】2×10⁴;2×10⁴;竖直向上
【知识点】二力平衡、重力计算
【点评】本题考查二力平衡条件的应用,核心是判断物体的运动状态为平衡状态,进而确定受力平衡,属于基础力学题,难度较低。
【难度系数】0.8
9.两个滑轮用如图甲所示的方式组合,其中A是

动
滑轮,B滑轮可以改变施力的方向
(选填“大小”或“方向”)。如图乙,工人用平行于斜面的推力,把一个重为1000 N的物体,沿着长5 m、高1 m的斜面由底端匀速推到顶端,推力的大小为300 N,则所做的有用功为1000
J,物体与斜面的摩擦力为100
N。答案
9.动 方向 1000 100
解析
【分析】
首先根据滑轮轴是否随物体移动判断滑轮类型:轴随物体一起运动的是动滑轮,轴固定不动的是定滑轮,据此确定A、B滑轮的属性;定滑轮的特点是仅改变力的方向,不改变力的大小。对于斜面问题,明确有用功是克服物体重力做的功,总功是推力做的功,额外功是克服摩擦力做的功,利用对应公式推导计算。
【解析】
1. 滑轮判断:A滑轮的轴随物体一起运动,因此是动滑轮;B滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,定滑轮的作用是改变施力的方向。
2. 斜面有用功:有用功公式为$ W_{有用}=Gh $,代入数据得$ W_{有用}=1000N×1m=1000J $。
3. 斜面总功:总功公式为$ W_{总}=Fs $,代入数据得$ W_{总}=300N×5m=1500J $。
4. 摩擦力计算:额外功$ W_{额}=W_{总}-W_{有用}=1500J-1000J=500J $,额外功是克服摩擦力做功,即$ W_{额}=fs $,因此摩擦力$ f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{500J}{5m}=100N $。
【答案】
动;方向;1000;100
【知识点】
动滑轮与定滑轮、斜面的功计算、有用功与额外功
【点评】
本题综合考查滑轮的分类及特点、斜面的功相关计算,属于基础题型,需掌握基本概念和公式,区分不同功的来源即可解题。
【难度系数】
0.6
首先根据滑轮轴是否随物体移动判断滑轮类型:轴随物体一起运动的是动滑轮,轴固定不动的是定滑轮,据此确定A、B滑轮的属性;定滑轮的特点是仅改变力的方向,不改变力的大小。对于斜面问题,明确有用功是克服物体重力做的功,总功是推力做的功,额外功是克服摩擦力做的功,利用对应公式推导计算。
【解析】
1. 滑轮判断:A滑轮的轴随物体一起运动,因此是动滑轮;B滑轮的轴固定不动,属于定滑轮,定滑轮的作用是改变施力的方向。
2. 斜面有用功:有用功公式为$ W_{有用}=Gh $,代入数据得$ W_{有用}=1000N×1m=1000J $。
3. 斜面总功:总功公式为$ W_{总}=Fs $,代入数据得$ W_{总}=300N×5m=1500J $。
4. 摩擦力计算:额外功$ W_{额}=W_{总}-W_{有用}=1500J-1000J=500J $,额外功是克服摩擦力做功,即$ W_{额}=fs $,因此摩擦力$ f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{500J}{5m}=100N $。
【答案】
动;方向;1000;100
【知识点】
动滑轮与定滑轮、斜面的功计算、有用功与额外功
【点评】
本题综合考查滑轮的分类及特点、斜面的功相关计算,属于基础题型,需掌握基本概念和公式,区分不同功的来源即可解题。
【难度系数】
0.6
三、作图题
10. (1)请在图甲中画出订书机所受动力F的力臂L(O为支点).
(2)如图乙是重力为490 N的滑冰运动员在比赛中的场景.请画出滑冰运动员受到重力的示意图(O点为重心).

10. (1)请在图甲中画出订书机所受动力F的力臂L(O为支点).
(2)如图乙是重力为490 N的滑冰运动员在比赛中的场景.请画出滑冰运动员受到重力的示意图(O点为重心).
答案
10.(1)
解析
【分析】
本题考查力学作图,分为两小问:第(1)问需画动力F的力臂,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,作图时要先确定支点,再作垂线;第(2)问需画重力示意图,重力方向竖直向下,作用点在重心,作图时要明确方向和作用点。
【解析】
(1) 画力臂步骤:①确定支点O;②用虚线延长动力F的作用线;③从支点O向F的作用线作垂线,该垂线段即为力臂L,最后标注L。
(2) 画重力示意图步骤:①确定重心O点;②从O点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段;③在线段旁标注重力的符号G和大小490N。
【答案】
(1) (支点O到F作用线的垂线段,标注L);(2) (从重心O竖直向下的带箭头线段,标注G=490N)
【知识点】
力臂的画法、重力示意图
【点评】
本题是力学基础作图题,考查力臂和重力示意图的作图规范,需掌握作图的基本方法,难度不大,属于基础题型。
【难度系数】
0.3
本题考查力学作图,分为两小问:第(1)问需画动力F的力臂,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,作图时要先确定支点,再作垂线;第(2)问需画重力示意图,重力方向竖直向下,作用点在重心,作图时要明确方向和作用点。
【解析】
(1) 画力臂步骤:①确定支点O;②用虚线延长动力F的作用线;③从支点O向F的作用线作垂线,该垂线段即为力臂L,最后标注L。
(2) 画重力示意图步骤:①确定重心O点;②从O点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段;③在线段旁标注重力的符号G和大小490N。
【答案】
(1) (支点O到F作用线的垂线段,标注L);(2) (从重心O竖直向下的带箭头线段,标注G=490N)
【知识点】
力臂的画法、重力示意图
【点评】
本题是力学基础作图题,考查力臂和重力示意图的作图规范,需掌握作图的基本方法,难度不大,属于基础题型。
【难度系数】
0.3
四、实验探究题
11.在“研究影响液体内部压强”的实验中:

(1)压强计是通过观察U形管两侧液面的
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择图
(4)已知乙图中U形管左侧液柱高为6 cm,右侧液柱高为10 cm,则U形管底部受到的液体压强为
11.在“研究影响液体内部压强”的实验中:
(1)压强计是通过观察U形管两侧液面的
高度差
来显示橡皮膜所受压强大小的.(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体
深度
的增加而增大.(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择图
乙、丙
进行比较.(4)已知乙图中U形管左侧液柱高为6 cm,右侧液柱高为10 cm,则U形管底部受到的液体压强为
1000
Pa($\rho_{水}=1×10^{3}\ kg/m^{3},g$取10 N/kg).答案
11.(1)高度差 (2)深度 (3)乙、丙 (4)1000
解析
【分析】
本题围绕“研究影响液体内部压强”的实验展开,需结合转换法、控制变量法分析各问题:
1. 压强计利用转换法,将不易观察的压强转换为U形管液面的高度差;
2. 对比甲、乙两图,控制液体密度相同,改变深度,观察液面差得出压强与深度的关系;
3. 探究压强与液体密度的关系时,需控制深度相同,改变液体密度,据此选择实验图;
4. 计算压强时,利用液体压强公式$p=\rho gh$,结合U形管液柱高度计算。
【解析】
(1) 压强计通过U形管两侧液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,压强越大,液面高度差越大,故填高度差。
(2) 甲、乙两图中,液体都是水(同种液体),乙中橡皮膜的深度更大,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,故填深度。
(3) 要探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制深度相同,改变液体密度,乙和丙中橡皮膜深度相同,液体分别为水和盐水,符合要求,故选乙、丙。
(4) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,U形管右侧液柱高度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,代入数据得:$p=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1000\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1)高度差 (2)深度 (3)乙、丙 (4)1000
【知识点】
液体内部压强特点;压强计原理;液体压强计算
【点评】
本题是液体内部压强的基础实验题,考查转换法、控制变量法的应用,以及液体压强公式的简单计算,属于初中物理核心基础知识点,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕“研究影响液体内部压强”的实验展开,需结合转换法、控制变量法分析各问题:
1. 压强计利用转换法,将不易观察的压强转换为U形管液面的高度差;
2. 对比甲、乙两图,控制液体密度相同,改变深度,观察液面差得出压强与深度的关系;
3. 探究压强与液体密度的关系时,需控制深度相同,改变液体密度,据此选择实验图;
4. 计算压强时,利用液体压强公式$p=\rho gh$,结合U形管液柱高度计算。
【解析】
(1) 压强计通过U形管两侧液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,压强越大,液面高度差越大,故填高度差。
(2) 甲、乙两图中,液体都是水(同种液体),乙中橡皮膜的深度更大,U形管液面高度差更大,说明同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,故填深度。
(3) 要探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制深度相同,改变液体密度,乙和丙中橡皮膜深度相同,液体分别为水和盐水,符合要求,故选乙、丙。
(4) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,U形管右侧液柱高度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,代入数据得:$p=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1000\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1)高度差 (2)深度 (3)乙、丙 (4)1000
【知识点】
液体内部压强特点;压强计原理;液体压强计算
【点评】
本题是液体内部压强的基础实验题,考查转换法、控制变量法的应用,以及液体压强公式的简单计算,属于初中物理核心基础知识点,难度适中。
【难度系数】
0.7
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