22. 如图所示是小明探究阻力对物体运动状态的影响的实验方案。
(1)为使小车刚运动到水平面上时的速度大小相等，可让同一小车从斜面上
相同
(选填“相同”或“不同”)的高度由静止滑下。
实验中，是通过
小车在水平面上运动的距离
来反映小车所受阻力对小车运动的影响。
如图所示，在
毛巾
(选填“毛巾”“棉布”或“木板”)表面，小车的运动状态改变得最快。
(2)若用以上器材探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，除增加一个木块外还需要增加的测量仪器是
弹簧测力计
。若研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，要多次改变的物理量是
压力
，你的做法是
在小车上加钩码
。
答案：相同
小车在水平面上运动的距离
毛巾
弹簧测力计
压力
在小车上加钩码
解析：
【分析】
(1) 要使小车刚运动到水平面上时的速度大小相等，根据控制变量法，需控制小车下滑的初始条件一致，所以应让同一小车从斜面上相同高度由静止滑下；实验中采用转换法，通过小车在水平面上运动的距离来反映阻力对小车运动的影响，运动距离越短，说明阻力对运动的影响越大；毛巾表面粗糙程度最大，小车受到的阻力最大，会最快停下，因此在毛巾表面小车的运动状态改变得最快。
(2) 探究滑动摩擦力大小的影响因素时，需要测量摩擦力的大小，根据二力平衡原理，需用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动来间接测量摩擦力，所以要增加弹簧测力计；研究滑动摩擦力与压力大小的关系时，根据控制变量法，要控制接触面粗糙程度不变，多次改变压力大小，具体做法是在小车上添加钩码，通过改变钩码数量来改变压力。
【解析】
(1) 为使小车刚运动到水平面上时速度大小相等，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下；
实验中，通过小车在水平面上运动的距离来反映小车所受阻力对小车运动的影响；
毛巾表面粗糙程度最大，小车受到的阻力最大，运动状态改变最快，因此在毛巾表面，小车的运动状态改变得最快。
(2) 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时，除木块外还需要增加的测量仪器是弹簧测力计；
研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，要多次改变的物理量是压力；
具体做法是在小车上加钩码，通过改变钩码数量来改变压力大小。
【答案】
(1) 相同；小车在水平面上运动的距离；毛巾
(2) 弹簧测力计；压力；在小车上加钩码
【知识点】
阻力对运动的影响；控制变量法；滑动摩擦力的影响因素
【点评】
本题结合两个力学经典实验，考查了控制变量法和转换法的应用，既需要学生理解实验原理，又要掌握实验操作细节，注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6
23. 小华在“探究二力平衡的条件”实验中，将系于卡片两个对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，并在线的两端分别挂上相等质量的钩码，观察卡片在什么情况下处于平衡状态。如图所示，在卡片处于平衡状态后，小华把卡片转过一个角度，松手后卡片不能保持平衡，她这样做是为了说明不在
同一直线
上的两个力不平衡。
答案：同一直线
解析：
【分析】
首先回忆二力平衡的条件：两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上。题目中，卡片初始平衡时满足这些条件，当把卡片转过一个角度，此时两个力的大小、方向、作用物体都未改变，仅两个力的作用线不在同一直线上，松手后卡片不能平衡，所以该操作是为了探究两个力是否在同一直线对平衡的影响，从而说明不在同一直线上的两个力不平衡。
【解析】
在探究二力平衡条件的实验中，初始状态下卡片两端钩码质量相等，两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上，卡片平衡。将卡片转过一个角度后，两个力仍然大小相等、方向相反且作用在同一物体上，但两个力的作用线不在同一直线上，松手后卡片无法保持平衡，这一现象说明二力平衡时，两个力必须作用在同一直线上，因此该操作是为了说明不在同一直线上的两个力不平衡。
【答案】
同一直线
【知识点】
二力平衡的条件
【点评】
本题通过控制变量法探究二力平衡的条件，明确实验中每个操作改变的物理量，理解控制变量的思想是解题关键，该实验注重对实验过程和原理的理解。
【难度系数】
0.8
24. 将一个质量为 500g 的篮球竖直向上抛出，篮球先竖直升高后又竖直下落，假设篮球在上升和下落过程中所受的空气阻力大小不变，始终是重力的五分之一。请画出篮球在上升和下落过程中的受力分析图，再分别求出上抛和下落时的合力大小，并指明其方向。( $ g $ 取 10N/kg)
答案：解：篮球的重力$G = mg = 0.5\ \mathrm {kg }× 10\ \mathrm {N/kg} = 5\ \mathrm {N}$，
空气阻力$f = \frac {1}{5}G = 1\ \mathrm {N}$
上升过程：合力大小为$6\ \mathrm {N}$，方向竖直向上
下落过程：合力大小为$4\ \mathrm {N}$，方向竖直向下
25. 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力 $ F $ 的作用， $ F $ 的大小与时间 $ t $ 的关系和物体运动速度 $ v $ 与时间 $ t $ 的关系如图乙所示。请回答下面的问题。
(1) $ t = 1s $ 时，物体所受的摩擦力是否为 0？为什么？其大小为多大？
(2) $ t = 3s $ 时，物体受到的摩擦力是多大？
(3) $ t = 6s $ 时，撤去力 $ F $，物体会立刻静止吗？为什么？
答案：(1) 不为0。物体此时静止，受到的推力F和摩擦力相互平衡，其大小为$1\ \mathrm{N}$。
$ (2) 2\ \mathrm{N}$
(3) 不会。物体由于惯性，不会立即停止运动。
解析：
【分析】
1. 对于问题（1）：先观察速度-时间图像，t=1s时物体速度为0，处于静止状态，静止物体在水平方向受力平衡，再结合推力-时间图像获取此时的推力大小，根据二力平衡即可判断摩擦力情况。
2. 对于问题（2）：先找到物体匀速直线运动的阶段（4~6s），此时推力与滑动摩擦力平衡，可得出滑动摩擦力大小；再根据滑动摩擦力的影响因素（压力和接触面粗糙程度），判断加速阶段（2~4s）的摩擦力大小，因为压力和粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，所以t=3s时摩擦力与匀速阶段相同。
3. 对于问题（3）：根据惯性的概念，物体具有保持原来运动状态的性质，撤去推力后，物体不会立刻停止运动。
【解析】
(1) 由$v-t$图像可知，$t=1s$时物体的速度为0，处于静止状态，水平方向上物体受到的推力和摩擦力是一对平衡力；再由$F-t$图像可知，此时推力$F=1\ \mathrm{N}$，根据二力平衡条件，摩擦力$f=F=1\ \mathrm{N}$，因此物体所受摩擦力不为0。
(2) 由$v-t$图像可知，$4∼6s$物体做匀速直线运动，水平方向上推力与滑动摩擦力是一对平衡力，结合$F-t$图像，此时推力$F=2\ \mathrm{N}$，故滑动摩擦力$f=2\ \mathrm{N}$；$2∼4s$物体做加速直线运动，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，滑动摩擦力大小与运动速度无关，因此$t=3s$时，物体受到的摩擦力仍为$2\ \mathrm{N}$。
(3) $t=6s$时撤去力$F$，物体由于具有惯性，要保持原来的运动状态，因此不会立刻静止。
【答案】
(1) 不为0；因为物体此时静止，水平方向受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；摩擦力大小为$1\ \mathrm{N}$。
(2) $2\ \mathrm{N}$
(3) 不会；因为物体具有惯性，会保持原来的运动状态继续运动。
【知识点】
二力平衡的应用；滑动摩擦力的影响因素；惯性
【点评】
本题结合图像考查力与运动的综合知识，关键是从图像中准确提取物体运动状态、推力大小的信息，结合二力平衡、惯性等知识分析，需要学生理解图像的物理意义，掌握受力分析的方法。
【难度系数】
0.6
