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25［2024蚌埠期末］小明在观看冰壶比赛时，发现运动员蹬冰的脚的鞋底由橡胶制成，滑行的脚的鞋底由塑料制成。结合生活实际，他了解到防滑性是运动鞋应具备的基本性能之一，也是检查鞋子的重要指标。鞋子的防滑性直接影响着鞋子的舒适性和安全性，良好的防滑性更有利于行走稳定，从而减少伤害。于是小明设计实验探究家中两款运动鞋的防滑性。
（1）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉着运动鞋沿水平桌面做
（2）按图甲所示的装置进行实验时，小明发现实验不方便操作。思考后他将装置进行了优化，优化装置如图乙所示，让弹簧测力计和运动鞋保持静止，拉动运动鞋下面的橡胶垫，依次进行测量，记录的实验数据如表。
（3）在比较两款运动鞋防滑性的实验中，往鞋内加入填充物的目的是
（4）分析实验数据可知，
（5）比较1、2次实验或3、4次实验可得出结论：
（1）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉着运动鞋沿水平桌面做
匀速直线
运动。（2）按图甲所示的装置进行实验时，小明发现实验不方便操作。思考后他将装置进行了优化，优化装置如图乙所示，让弹簧测力计和运动鞋保持静止，拉动运动鞋下面的橡胶垫，依次进行测量，记录的实验数据如表。
（3）在比较两款运动鞋防滑性的实验中，往鞋内加入填充物的目的是
控制压力相同
。（4）分析实验数据可知，
B
（选填“A”或“B”）款运动鞋的防滑性较好。（5）比较1、2次实验或3、4次实验可得出结论：
接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
。答案
25. (1) 匀速直线 (3) 控制压力相同 (4) B (5) 接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
解析
【分析】
本题是探究运动鞋防滑性的力学实验，核心是利用滑动摩擦力的相关知识，结合二力平衡原理和控制变量法解题。首先，实验需通过拉力反映滑动摩擦力，根据二力平衡，物体做匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力大小相等；优化装置后鞋静止，受力平衡，测力计示数仍等于摩擦力。比较两款鞋防滑性时，需控制压力相同，因此加填充物是为了控制压力；滑动摩擦力越大，防滑性越好，据此判断；对比实验1、2，接触面粗糙程度相同，压力不同，可分析摩擦力与压力的关系。
【解析】
（1）根据二力平衡原理，当用弹簧测力计拉运动鞋沿水平桌面做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此需做匀速直线运动。
（3）探究两款运动鞋的防滑性，需控制压力大小相同（保证变量唯一），因此往鞋内加入填充物的目的是控制压力相同，符合控制变量法要求。
（4）滑动摩擦力越大，防滑性越好，结合实验数据可知B款运动鞋的滑动摩擦力更大，因此防滑性较好。
（5）1、2次实验中，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数（滑动摩擦力）不同，压力越大，摩擦力越大，因此得出结论：接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。
【答案】
(1) 匀速直线；(3) 控制压力相同；(4) B；(5) 接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是力学基础实验题，围绕探究滑动摩擦力影响因素展开，考查实验原理、控制变量法的应用及实验结论的分析，注重对实验方法的理解，难度适中，适合学生巩固力学实验知识。
【难度系数】
0.8
本题是探究运动鞋防滑性的力学实验，核心是利用滑动摩擦力的相关知识，结合二力平衡原理和控制变量法解题。首先，实验需通过拉力反映滑动摩擦力，根据二力平衡，物体做匀速直线运动时拉力与滑动摩擦力大小相等；优化装置后鞋静止，受力平衡，测力计示数仍等于摩擦力。比较两款鞋防滑性时，需控制压力相同，因此加填充物是为了控制压力；滑动摩擦力越大，防滑性越好，据此判断；对比实验1、2，接触面粗糙程度相同，压力不同，可分析摩擦力与压力的关系。
【解析】
（1）根据二力平衡原理，当用弹簧测力计拉运动鞋沿水平桌面做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此需做匀速直线运动。
（3）探究两款运动鞋的防滑性，需控制压力大小相同（保证变量唯一），因此往鞋内加入填充物的目的是控制压力相同，符合控制变量法要求。
（4）滑动摩擦力越大，防滑性越好，结合实验数据可知B款运动鞋的滑动摩擦力更大，因此防滑性较好。
（5）1、2次实验中，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数（滑动摩擦力）不同，压力越大，摩擦力越大，因此得出结论：接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大。
【答案】
(1) 匀速直线；(3) 控制压力相同；(4) B；(5) 接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、控制变量法
【点评】
本题是力学基础实验题，围绕探究滑动摩擦力影响因素展开，考查实验原理、控制变量法的应用及实验结论的分析，注重对实验方法的理解，难度适中，适合学生巩固力学实验知识。
【难度系数】
0.8
26 如图甲所示，月面巡视探测器（月球车）是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器，具备“地—月”遥控能力，有独立驱动的六轮摇臂式行走系统，高1.1 m，在地球上时的重力为$1.4×10^3$ N，图乙是月球表面附近物体的重力G与其质量m之间的关系图像。问：（$g_{地}$取10 N/kg）
（1）月球车的质量是多少？
（2）月球车被送到月球上后所受的重力是多少？
（3）某举重运动员在地球上时，最多可举起136 kg的杠铃。若该运动员登上月球，且运动员的最大举力不变，则该运动员在月球上最多可举起杠铃的质量是多少？
（1）月球车的质量是多少？
（2）月球车被送到月球上后所受的重力是多少？
（3）某举重运动员在地球上时，最多可举起136 kg的杠铃。若该运动员登上月球，且运动员的最大举力不变，则该运动员在月球上最多可举起杠铃的质量是多少？
答案
26. （1）月球车的质量 $m_1=\frac{G_1}{g_{地}}=\frac{1.4×10^3\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=140\ \mathrm{kg}$
（2）由图乙可得，月球上的重力与质量的比值为 $g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}=\frac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N/kg}$，月球车在月球上受到的重力 $G_2=m_1g_{月}=140\ \mathrm{kg}×1.7\ \mathrm{N/kg}=238\ \mathrm{N}$
（3）该运动员在地球表面的最大举力 $F=G=mg_{地}=136\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1360\ \mathrm{N}$，该运动员在月球上最多可举起的物体的质量 $m_3=\frac{G_3}{g_{月}}=\frac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N/kg}}=800\ \mathrm{kg}$
（2）由图乙可得，月球上的重力与质量的比值为 $g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}=\frac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N/kg}$，月球车在月球上受到的重力 $G_2=m_1g_{月}=140\ \mathrm{kg}×1.7\ \mathrm{N/kg}=238\ \mathrm{N}$
（3）该运动员在地球表面的最大举力 $F=G=mg_{地}=136\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1360\ \mathrm{N}$，该运动员在月球上最多可举起的物体的质量 $m_3=\frac{G_3}{g_{月}}=\frac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N/kg}}=800\ \mathrm{kg}$
解析
【分析】
本题需利用重力与质量的关系$G=mg$，结合图像信息和质量的属性解题：（1）已知月球车在地球的重力和地球的$g$，通过$m=\frac{G}{g}$计算质量，质量不随位置改变；（2）从图乙取数据算出月球表面的重力与质量比值$g_{月}$，再用月球车质量乘$g_{月}$得月球上的重力；（3）先算运动员的最大举力（等于地球上杠铃的重力），再用举力除以$g_{月}$得月球上能举起的质量。
【解析】
（1）月球车在地球上的重力$G_1=1.4×10^3\ \mathrm{N}$，地球$g_{地}=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$m=\frac{G}{g}$，月球车的质量：
$m_1=\frac{G_1}{g_{地}}=\frac{1.4×10^3\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
（2）由图乙，当月球上物体质量$m_{月}=8\ \mathrm{kg}$时，重力$G_{月}=13.6\ \mathrm{N}$，则月球表面重力与质量的比值：
$g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}=\frac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N/kg}$。
月球车质量不变，在月球上的重力：
$G_2=m_1g_{月}=140\ \mathrm{kg}×1.7\ \mathrm{N/kg}=238\ \mathrm{N}$。
（3）运动员在地球上的最大举力等于杠铃的重力：
$F=G_{地}=m_{杠铃}g_{地}=136\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1360\ \mathrm{N}$。
举力不变，月球上最多举起杠铃的重力等于举力，故质量：
$m_3=\frac{G_3}{g_{月}}=\frac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N/kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
【答案】
（1）140 kg；（2）238 N；（3）800 kg
【知识点】
重力与质量的关系、g的计算、质量的属性
【点评】
本题结合月球车情境，考查重力与质量的关系，需从图像提取信息，理解质量的属性，掌握举力与重力的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题需利用重力与质量的关系$G=mg$，结合图像信息和质量的属性解题：（1）已知月球车在地球的重力和地球的$g$，通过$m=\frac{G}{g}$计算质量，质量不随位置改变；（2）从图乙取数据算出月球表面的重力与质量比值$g_{月}$，再用月球车质量乘$g_{月}$得月球上的重力；（3）先算运动员的最大举力（等于地球上杠铃的重力），再用举力除以$g_{月}$得月球上能举起的质量。
【解析】
（1）月球车在地球上的重力$G_1=1.4×10^3\ \mathrm{N}$，地球$g_{地}=10\ \mathrm{N/kg}$，根据$m=\frac{G}{g}$，月球车的质量：
$m_1=\frac{G_1}{g_{地}}=\frac{1.4×10^3\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=140\ \mathrm{kg}$。
（2）由图乙，当月球上物体质量$m_{月}=8\ \mathrm{kg}$时，重力$G_{月}=13.6\ \mathrm{N}$，则月球表面重力与质量的比值：
$g_{月}=\frac{G_{月}}{m_{月}}=\frac{13.6\ \mathrm{N}}{8\ \mathrm{kg}}=1.7\ \mathrm{N/kg}$。
月球车质量不变，在月球上的重力：
$G_2=m_1g_{月}=140\ \mathrm{kg}×1.7\ \mathrm{N/kg}=238\ \mathrm{N}$。
（3）运动员在地球上的最大举力等于杠铃的重力：
$F=G_{地}=m_{杠铃}g_{地}=136\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1360\ \mathrm{N}$。
举力不变，月球上最多举起杠铃的重力等于举力，故质量：
$m_3=\frac{G_3}{g_{月}}=\frac{1360\ \mathrm{N}}{1.7\ \mathrm{N/kg}}=800\ \mathrm{kg}$。
【答案】
（1）140 kg；（2）238 N；（3）800 kg
【知识点】
重力与质量的关系、g的计算、质量的属性
【点评】
本题结合月球车情境，考查重力与质量的关系，需从图像提取信息，理解质量的属性，掌握举力与重力的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
