21. 如图所示是探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验。
(1)小华的三次实验情况如图所示。实验时，用弹簧测力计拉着木块在水平木板(或毛巾)上做匀速直线运动，滑动摩擦力大小
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)小华在探究滑动摩擦力大小与压力的关系时，利用图甲和图乙中的示数得出“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论。她的推断是
错误
(选填“正确”或“错误”)的。你的理由是
没有控制接触面的粗糙程度相同
。
(3)分析图甲和图丙中的示数，你能得出的结论是
压力一定时，接触面的粗糙程度越大，物体受到的滑动摩擦力就越大
。
答案：等于
错误
没有控制接触面的粗糙程度相同
压力一定时，接触面的粗糙程度越大，
物体受到的滑动摩擦力就越大
解析：
【分析】
1. 第(1)问：先思考平衡状态的受力特点，当木块做匀速直线运动时，处于平衡状态，水平方向仅受拉力和滑动摩擦力，这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，平衡力大小相等，因此滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力大小相等。
2. 第(2)问：探究滑动摩擦力与某一因素的关系时，要用到控制变量法，即只改变要探究的变量，控制其他变量不变。探究滑动摩擦力与压力的关系，需控制接触面粗糙程度相同，只改变压力。观察甲、乙两图，接触面粗糙程度不同（甲是木板面，乙是毛巾面），没有控制单一变量，所以推断错误。
3. 第(3)问：对比甲、丙两图，压力大小相同（同一木块），接触面粗糙程度不同，弹簧测力计示数不同，丙的示数更大，说明滑动摩擦力更大，由此可总结出对应结论。
【解析】
(1) 实验中，木块做匀速直线运动时，水平方向受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件，这两个力大小相等，所以滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2) 探究滑动摩擦力与压力的关系时，需控制接触面的粗糙程度相同，只改变压力大小。图甲为木板面，图乙为毛巾面，接触面粗糙程度不同，变量不唯一，不能得出“压力越大，滑动摩擦力就越大”的结论，因此该推断错误，理由是没有控制接触面的粗糙程度相同。
(3) 图甲和丙中，压力大小相同（同一木块），接触面粗糙程度不同（甲是木板面，丙是毛巾面），丙中弹簧测力计示数更大，说明滑动摩擦力更大，故得出结论：压力一定时，接触面的粗糙程度越大，物体受到的滑动摩擦力就越大。
【答案】
(1) 等于
(2) 错误；没有控制接触面的粗糙程度相同
(3) 压力一定时，接触面的粗糙程度越大，物体受到的滑动摩擦力就越大
【知识点】
二力平衡条件；控制变量法；滑动摩擦力影响因素
【点评】
本题是滑动摩擦力影响因素的探究实验，核心考查控制变量法的应用和二力平衡的理解，要求学生明确控制变量法的实验原则，能通过实验现象分析得出结论。
【难度系数】
0.7
22. 一座桥的桥头立有如图所示的一块标志牌。现有一自重为 49 000 N 的大卡车，装了 7 m³的石子，石子的密度为 2.5×10³ kg/m³。请通过计算说明该卡车能否从该桥上通过。( $ g $ 取 10 N/kg)
答案：解：
由$\rho=\frac{m}{V}$得，石子的质量：
$ m_{石}=\rho_{石}V_{石}=2.5×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×7\ \mathrm{m}^3=1.75×10^{4}\ \mathrm{kg}$
石子的重力：
$ G_{石}=m_{石}g=1.75×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.75×10^{5}\ \mathrm{N}$
卡车总重力：
$ G_{总}=G_{车}+G_{石}=49000\ \mathrm{N}+1.75×10^{5}\ \mathrm{N}=2.24×10^{5}\ \mathrm{N}$
卡车总质量：
$ m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{2.24×10^{5}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.24×10^{4}\ \mathrm{kg}=22.4\ \mathrm{t}$
因为$22.4\ \mathrm{t}＞20\ \mathrm{t}$，所以该卡车不能从该桥上通过。
解析：
【分析】
首先明确标志牌“20t”的含义是该桥允许通过的最大质量为20t。要判断卡车能否通过，需计算卡车和石子的总质量，再与桥的限重对比。先利用密度公式计算石子的质量，再结合重力公式算出卡车总重力，进而得到总质量，最后将总质量和20t比较得出结论。
【解析】
1. 计算石子的质量：
由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形可得$m=\rho V$，
则石子的质量$m_{石}=\rho_{石}V_{石}=2.5×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×7\ \mathrm{m}^3=1.75×10^{4}\ \mathrm{kg}$。
2. 计算石子的重力：
根据$G=mg$，可得$G_{石}=m_{石}g=1.75×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.75×10^{5}\ \mathrm{N}$。
3. 计算卡车的总重力：
已知卡车自重$G_{车}=49000\ \mathrm{N}$，则总重力$G_{总}=G_{车}+G_{石}=49000\ \mathrm{N}+1.75×10^{5}\ \mathrm{N}=2.24×10^{5}\ \mathrm{N}$。
4. 计算卡车的总质量：
由$G=mg$变形得$m=\frac{G}{g}$，
则总质量$m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{2.24×10^{5}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.24×10^{4}\ \mathrm{kg}=22.4\ \mathrm{t}$。
5. 对比判断：
因为$22.4\ \mathrm{t}＞20\ \mathrm{t}$，所以该卡车不能从该桥上通过。
【答案】
该卡车不能从该桥上通过。
【知识点】
密度公式的应用、重力的计算、质量单位换算
【点评】
本题结合实际场景，综合考查了密度公式和重力公式的应用，解题关键是理解限重标志牌的物理意义，通过计算总质量与限重的大小关系来判断卡车能否安全过桥，注重对知识应用能力的考察。
【难度系数】
0.8
