专题一运动和力探究

专题一运动和力探究[考点导航]摩擦力⭐⭐牛顿第一定律⭐⭐二力平衡⭐⭐[例题1][摩擦力]一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。则（）A．0﹣2s物体所受摩擦力大小大于推力 B．2﹣4s物体所受摩擦力为3N C．8﹣10s物体所受摩擦力为2N D．物体4s时所受摩擦力大于9s所受摩擦力【解答】解：A、由v﹣t图象可知，0～2s物体的速度为0，处于静止状态，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力等于推力，故A错误；B、由v﹣t图象可知，6～8s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力与滑动摩擦力是一对平衡力；由F﹣t图象知6～8s拉力F′＝2N，故滑动摩擦力的大小为2N；2～6s物体做加速运动，但滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，且二者不变，所以滑动摩擦力仍为2N，故B错误；C、由v﹣t图象可知，8﹣10s物体做减速运动，因滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，且二者不变，所以滑动摩擦力仍为2N，故C正确；D、由BC分析可知，物体4s时所受摩擦力等于9s所受的摩擦力，故D错误。故选：C。[练习1]一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了如下实验探究。（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲。在某次试验中，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左的示数和F右，若F左＞F右，则木板左侧更粗糙，实验时不需要（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板左侧更粗糙。（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触。B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板。C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2。小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义。①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是不能确定滑块越过中线MN时速度相同。②小明知道后将上面的步骤A改进为；将弹簧的一端固定在中线MN上，其他步骤不改变就可以了。【解答】解：（1）①如图甲，水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则说明左侧摩擦力大，即木板的左侧更粗糙；实验时，滑块相对于桌面是静止的，因此受力平衡，不需要匀速拉动木板。②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则说明左侧摩擦力大，即木板左侧更粗糙。（2）①根据小明的实验过程可知，若依据小明的实验，根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度并不科学，因为这一实验过程不能确定滑块经过中线MN时的速度相同，不符合控制变量法的要求。②对小明的实验可做出这样的改进：将弹簧的一端固定在中线MN上，另一端分别与同一滑块接触，移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块不滑离木板，分别测出滑块滑行的距离x1和x2。故答案为：（1）①左；不需要；②左；（2）①不能确定滑块越过中线MN时速度相同；②中线MN。[例题2][牛顿第一定律]我国探月工程计划之一是向月球发射月球车。2018年12月8日凌晨，嫦娥四号是用我国的长征三号乙火箭发射的。嫦娥四号的成功发射标志着我国的探月工程又向前迈进了一步。（如图甲所示）（1）发射月球车的火箭在穿越大气层时速度越来越快，那么火箭受到的推力与自身重力不相等（选填“相等”或“不相等”）。（2）火箭上升的作用力来自于燃气（选填“燃气”或“空气”）。（3）不久的将来，若我国的宇航员登上月球，宇航员完成探月任务后乘火箭离开月球表面，若在某段时间内火箭沿斜向上方向作匀速直线运动，如图乙所示。则在这段时间内，在月球表面上观察到火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下（选填“竖直向下”、“火箭运动的反方向”、“水平向左”）。【解答】解：（1）火箭在穿越大气层时速度越来越快，向上做加速运动，火箭受到向上的推力应大于向下的重力，即火箭受到的推力与自身重力不相等。（2）火箭对喷出的燃气施加一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，燃气同时对火箭施加一个向上的力，使火箭上升，故火箭上升的作用力来自于燃气。（3）火箭离开月球表面，在某段时间内火箭沿斜向上方向作匀速直线运动，火箭受平衡力作用，因在月球上没有空气，火箭不受阻力作用，但受月球对它的吸引而产生的重力作用，所以火箭发动机因喷气而产生的作用力与重力相平衡，即与竖直向下的重力方向相反，是竖直向上的；因力的作用是相互的，为得到竖直向上的推力，所以火箭发动机的喷气方向应该是竖直向下的。故答案为：（1）不相等；（2）燃气；（3）竖直向下。[练习2]杭州市中考体育测试项目中，小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示，则关于球的受力及运动情况的分析正确的是（）A．抛出后继续向前，是受推力的作用 B．抛出后继续向前，是由于受惯性力的作用 C．运动到最高点时速度为0，受平衡力的作用 D．整个过程中运动状态不断改变，主要受重力的作用【解答】解：AB、被抛出的实心球不再受到手的推力作用，之所以继续向前运动，是因为实心球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故AB错误；C、实心球运动到最高点时只受重力作用，且速度不为零，此时受力不平衡，故C错误；D、整个过程中实心球的速度大小和运动方向都是变化的，即运动状态不断改变，主要受重力的作用（还受空气阻力），故D正确。故选：D。[例题3][二力平衡]四个图中，AB，BC均为轻质杆，各图中杆的A，C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡是（）A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D．图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁【解答】解：根据（轻）绳子只能提供拉力的特点和对B点受力分析结合平衡条件可知，图甲、乙、丁中的BC不能用绳子代替，故CD错误；因轻杆通过铰链连接，说明杆产生弹力方向一定沿着杆的方向，则甲中AB可以用绳子代替，而乙不行，丙可以，丁可以，故A正确，B错误。故选：A。[练习3]如图所示，将一原长为L的弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，小钢球静止时弹簧长度为0.8L．现用手向下压弹簧到0.5L处时释放小钢球，释放后小钢球最高运动到距离水平桌面2L处，整个过程中，对小钢球分析正确的是（）A．当压缩弹簧到0.5L处时，小钢球受到的重力和弹力相平衡 B．放手后，当弹簧长度为0.8L时，小钢球受力平衡 C．放手后，当弹簧长度为L时，小钢球受力平衡 D．小钢球上升过程中，当到达最高位置2L处时，小钢球受力平衡【解答】解：A．当压缩弹簧到0.5L处时，小球受到竖直向上弹簧的弹力和竖直向下自身的重力、压力作用处于平衡状态，因压力的实质是弹力，所以由小球受到的合力为零可知，小球受到的重力和弹力相平衡，故A正确；B．在弹簧上放置小钢球，静止时弹簧长度为0.8L，此时小钢球处于平衡状态，即受力平衡；放手后，当弹簧长度为0.8L时，小球的重力和弹簧的弹力没变，则小钢球受力仍平衡，故B正确；C．放手后，当弹簧长度为L时，小钢球只受重力的作用，受力不平衡，故C错误；D．小钢球上升过程中，当到达最高位置2L处时，小球只受重力的作用，受力不平衡，故D错误。故选：AB。

[猜押题专练]一．选择题（共12小题）1．如图，两木块A和B被水平力F通过挡板C压在竖直墙上，处于静止状态，则（）A．物体A对B没有静摩擦力 B．物体A对B的静摩擦力方向竖直向下 C．物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是一对平衡力 D．条件不足，无法判断【解答】解：因为当前状态是静止状态，所以所有力都是平衡的。A、如果A和B之间没有摩擦力的话，由于受重力，A和挡板就会往下掉，就不会处于静止状态了，故A错误。B、因为A是处于静止状态，A竖直方向的受力情况：①挡板对A的摩擦力，因为挡板是静止的，挡板受到的重力和摩擦力平衡，挡板对A的摩擦力的方向为竖直向上，根据力的作用是相互的，A对挡板的摩擦力竖直向下；②重力，方向为竖直向下；③B对A的摩擦力。共受这三个力，且这三个力是平衡的，由于①②受力方向都是竖直向下的，所以B对A的摩擦力方向是竖直向上的，根据力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力是竖直向下的，故B正确，D错误。C、物体A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故C错误。故选：B。2．某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛，乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是（）A．甲图中小球到达的水平高度等于乙图中小球的水平高度 B．甲图中小球到达地面时的速度大于乙图中小球的速度 C．如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，该小球将水平向右匀速直线运动 D．若将小球的质量增大，则小球到达地面时的速度都将比原来的大【解答】解：A、甲图是竖直上抛，到达最高点时动能为零，原来的机械能全部转化为重力势能，乙图到达最高点时还具有水平向右的速度，重力势能要小于原来的机械能，故甲图小球到达的水平高度大于乙图到达的水平高度，故A错误；B、若不计空气阻力，上升时动能全部转化为重力势能，下降时，重力势能全部转化为动能，故开始时的动能等于最后的动能，因为甲乙两球质量相同，速度相同，开始时的动能相同，故甲图中小球到达地面时的速度等于乙图中小球的速度，故B错误；C、乙图中小球做斜抛运动，小球出向上运动，还向前运动，到达最高点时仍往前运动，若此时突然不受重力，该小球将沿水平向右方向做匀速直线运动，故C正确；D、若将小球的质量增大，小球开始的动能和结束的动能都与原来相等，速度也相等，与质量无关，故D错误。故选：C。3．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个球，随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻力不计，设车无限长，则两小球（）A．一定不相碰 B．一定相碰 C．若m1＞m2，则肯定相碰 D．若m1＜m2，则一定不相碰【解答】解：车停止前，两个小球和小车一起作匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰。故选：A。4．小铁球落入水中，向上激起一滴水珠。随后一颗子弹将这滴水珠击穿（此时水珠已上升到最高点），如图所示，若此时所受的外力均消失，则（）A．水珠的上半部分静止，子弹周围的水静止 B．水珠的上半部分静止，子弹周围的水运动 C．水珠的上半部分运动，子弹周围的水运动 D．水珠的上半部分运动，子弹周围的水静止【解答】解：小铁球落入水中，向上激起一滴水珠。随后一颗子弹将这滴水珠击穿，水珠被击穿的瞬间，水珠的上半部分由于惯性仍保持原来的运动不变，而子弹周围的水由于受到子弹撞击向四面溅开，当不受力时仍然会保持运动状态，故B正确，ACD错误。故选：B。5．如图，玻璃水箱中有一个气泡和一块石头，本来都处于静止状态，现在用水平向右的外力猛推水箱，则水箱加速时，气泡和石头相对于水箱（）A．气泡和石头都向左运动 B．气泡和石头都向右运动 C．气泡向右运动，石头向左运动 D．气泡向左运动，石头向右运动【解答】解：当玻璃水箱由静止开始向右沿水平方向运动时，玻璃水箱的水由于惯性，仍然要保持原来的静止状态，使水涌向水箱的左端，则气泡相对于水箱向右运动，石头向左运动。故选：C。6．小乐将一个铁块放在木板上，逐渐抬高木板右端至图示位置，发现铁块静止不动，稍用力推铁块后，铁块恰好能自主匀速下滑。下列说法正确的是（）A．铁块静止时，受到两对平衡力的作用 B．铁块从静止到匀速下滑的过程中，铁块运动状态改变 C．铁块静止与匀速下滑时，受到的摩擦力大小不等、方向相反 D．若铁块下滑时，再抬高木板，铁块下滑的速度保持不变【解答】解：A、铁块静止时，一定受到平衡力的作用，分析可知，铁块受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、平行于斜面向上的摩擦力，此时铁块只受到一对平衡力的作用，即重力与支持力和摩擦力的合力平衡，故A错误；B、铁块从静止到匀速下滑的过程中，铁块的速度发生了变化，所以铁块运动状态改变，故B正确；C、铁块静止与匀速下滑时，对斜面的压力相等，接触面的粗糙程度相同，所以受到的摩擦力大小相等；铁块静止与匀速下滑时，受到的摩擦力方向相同，均平行于斜面向上，故C错误；D、若铁块下滑时，再抬高木板，则木板与地面的夹角变大，铁块对木板的压力变小，摩擦力变小，而支持力变小，重力不变，铁块受到的合力方向向下，则铁块下滑的速度会变大，故D错误。故选：B。7．如图所示，木块放置在小车上，小车在力F的作用下，与木块一起向右做匀速直线运动，不考虑空气阻力，下列分析正确的是（）A．小车的运动速度增大，则它的惯性也随之增大 B．匀速直线运动过程中，木块受到的摩擦力方向为水平向左 C．木块随小车一起做匀速直线运动时，运动状态不变 D．木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力【解答】解：A．小车的运动速度增大时，其质量不变，则小车的惯性不变，故A错误；B．木块随小车一起向右做匀速直线运动，木块与小车之间没有相对运动和相对运动趋势，所以木块不受摩擦力，故B错误；C．木块随小车一起做匀速直线运动时处于平衡状态，运动状态不改变，故C正确；D．木块对小车的压力作用在小车上，小车对木块的支持力作用在木块上，二力是一对相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。故选：C。8．如图所示，重力为G的物体在大小不变的水平力F1作用下，静止在竖直的墙上，在物体上施加一个另一个力F2，F2从0开始逐渐增大，物体继续静止一段时间后，开始向下运动，则在这过程中，摩擦力f与时间t的关系从F2施加开始计时），可能符合下列图线的是）A． B． C． D．【解答】解：刚开始物体静止在竖直的墙上，物体在竖直方向上所受的重力和静摩擦力是一对平衡力。故图像起点表示起始静摩擦力等于重力。在物体上施加一个力F2，F2从0开始逐渐增大，物体继续静止一段时间，即该过程中物体仍处于平衡状态，受力分析后可知该过程中物体所受的摩擦力等于重力和F2之和，由于物体重力大小不变、F2从0开始逐渐增加，故该过程中物体所受的静摩擦力均匀增加。当F2增大到一定数值后，物体所受重力与F2之和大于最大静摩擦力后，物体开始向下加速运动，此时物体所受摩擦力为滑动摩擦力，但由于物体所受水平压力F1不变、和墙壁之间的接触面的粗糙程度不变，所以向下运动过程中物体受到的滑动摩擦力不变。因为在相同条件下，物体所受的滑动摩擦力比最大静摩擦力小一些，故图像D符合题意。故选：D。9．2019年3月21日中国选手隋文静、韩聪以优异的总成绩获得花样滑冰世界锦标赛双人滑冠军。关于花样滑冰，下列说法正确的是（）A．把冰刀磨得很锋利，是为了增大摩擦力 B．被抛出后在空中完成动作的女运动员受到男运动员手的抛出力 C．以滑行中的运动员作为参照物，观众是静止的 D．运动员用力蹬冰面就会向前运动，说明力是改变物体运动状态的原因【解答】解：A、把冰刀磨得很锋利，是通过减小受力面积来增大压强，故A错误；B、被抛出后在空中完成动作的女运动员不再受到男运动员手的抛出力，故B错误；C、以滑行中的运动员作为参照物，观众与运动员有位置的变化，是运动的，故C错误；D、运动员用力蹬冰面对冰面有一个向后的力，因为物体间力的作用是相互的，地面对运动员一个向前的力，运动员就会向前运动，说明力是改变物体运动状态的原因，故D正确。故选：D。10．如图所示，叠放在一起的A、B、C三个石块处于静止状态，下列说法正确的是（）A．A所受重力和B对A的支持力是一对相互作用力 B．B石块受到三个力的作用 C．B石块受到A石块的重力和压力的作用 D．C石块对B石块的支持力和A石块对B石块的压力是一对平衡力【解答】解：A、A所受重力和B对A的支持力是作用在同一个物体上的两个力，不是一对相互作用力，故A错误；BC、B石块受到竖直向下的重力、C石块对B的支持力、A石块对B石块的压力三个力的作用；故B正确，C错误；D、B石块处于静止状态，受到的力是平衡力，即C石块对B石块的支持力、B石块的重力和A石块对B石块的压力这三个力平衡，故D错误；故选：B。11．如图，一个木块A放在长木板B上，弹簧一端接A，另一端固定在墙壁上，长木板B放在水平地面上。现使水平拉力F逐渐增大，当水平拉力F增大到15牛时，弹簧恰好开始变长，当拉力F为20牛时，弹簧长度不再增加，并且此时长木板B以速度v匀速运动。以下判断错误的是（）A．当拉力F为10牛时，A的摩擦力为0牛 B．当拉力F为20牛时，A受到的摩擦力方向水平向左，为5牛 C．当拉力F为25牛时，B开始做加速运动，B与地面之间的摩擦力增加为20N D．若A的质量增加，则水平拉力F要大于15N，弹簧才会恰好开始变长【解答】解：（1）当水平拉力F为15N时，弹簧恰好开始变长，说明木板开始向左运动，当拉力F为10N时，木板处于静止状态，受到平衡力作用，所以B受到的摩擦力为10N，木块A为木板B没有相对运动的趋势，所以A的摩擦力为0，故A正确；（2）当水平拉力F为15N时，弹簧恰好开始变长，说明木板开始向左运动，此时木板B受到水平地面的摩擦力为15N；当拉力F为20N时，弹簧长度不再增加，并且此时长木板B以速度v匀速运动，说明B受到的地面的向右的摩擦力、木块A向右的摩擦力和向左拉力平衡，所以F＝fA+f地，则fA＝F﹣f地＝20N﹣15N＝5N，方向向右，A受到B的摩擦力与B受到A的摩擦力为相互作用的力，所以A受到的摩擦力方向向左，大小为5N，故B正确。（3）影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度，当拉力F为25牛时，B开始做加速运动，B对地面的压力不变，故地面之间的摩擦力不变，仍为15N，故C错误；（4）若A的质量增加，压力增加，摩擦力变大，则水平拉力F要大于15N，弹簧才会恰好开始变长，故D正确。故选：C。12．如图所示，GA＝10N，GB＝20N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且fFNA．拉力F的大小为18N B．弹簧测力计的示数为10N C．B受到A水平向左的摩擦力 D．B受到地面的摩擦力大小为4N【解答】解：根据题意知，当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态；对A受力分析有：根据物体受力平衡可知：FA+f1＝F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①FN＝GA＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②对B受力分析有：根据物体受力平衡可知：FB＝f+f1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③FNB＝FN′+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，则FN＝FN′、f1＝f1′；由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且fFN所以，f1′＝f1＝0.2FN＝0.2×GA＝0.2×10N＝2N，f＝0.2FNB＝0.2×（FN′+GB）＝0.2×（10N+20N）＝6N，故D错误；由③得：FB＝f+f1′＝6N+2N＝8N，故B错误；对于滑轮组，则弹簧秤的示数为FB，由于滑轮组的绳子股数n＝2，则FA＝2FB＝2×8N＝16N，由①得：F＝FA+f1＝16N+2N＝18N，故A正确；由图可知，B相对于A是相左运动的，所以B受到A水平向右的摩擦力，故C错误。故选：A。二．多选题（共1小题）13．如图所示，长木板放在水平桌面上，木块放在长木板上，砝码放在木块上。现用2N的力F水平向右拉木块，木块、砝码、长木块均保持静止，此状态下，下列说法正确的是（）A．木块对砝码的摩擦力为2N B．桌面对木块的摩擦力为0 C．桌面对长木板的摩擦力方向水平向右 D．长木板对木块的摩擦力为2N【解答】解：A、用2N的力F水平拉木块，木块、砝码、长木板均保持静止，此状态下，砝码相对木块静止，水平方向没有运动趋势，木块对砝码的摩擦力为0，故A错误；BC、用2N的力F水平向右拉木块，木块、砝码、长木块均保持静止，木块静止，受拉力F和长木板向左的摩擦力，大小相等，长木板对木块的摩擦力为2N，木块对长木板的摩擦力也是2N，它们是相互作用力，对长木板受木块对长木板的摩擦力是2N，由于长木板静止，处于平衡状态，即桌面对长木板的摩擦力为2N，水平向左；木块和桌面没有接触，是没有摩擦力，故B正确，C错误。D、用2N的力F水平拉木块，木块静止，拉力与长木板之间有相对运动趋势，摩擦力等于拉力，长木板对木块的摩擦力为2N，故D正确。故选：BD。三．填空题（共1小题）14．利用力学知识，回答下列问题：（1）如图所示行李箱在传送带都做匀速直线运动，a为水平，b为倾斜，那么分别在a、b两种情况下的行李箱是否存在摩擦力的情况是A。A．a不存在，b存在B．a存在，b不存在C．a、b都存在D．a、b都不存在（2）如图甲所示，水平面上的物体在力F1、F2的作用下向右做直线运动，力F1、F2及物体的速度v随时间变化的图象如图乙、丙、丁所示，物体在t2～t3时间内所受摩擦力大小为4N。【解答】解：（1）由题知，行李箱在两种传送带上都做匀速直线运动，在水平传送带上，行李箱受重力、支持力，两个力的合力为零，若再受到摩擦力，不可能与输送带一起匀速运动，所以a种情况下行李箱不受摩擦力。在倾斜传送带上，行李箱处于平衡状态，由于行李箱受重力作用而有向下滑动的趋势，所以行李箱还受向上的静摩擦力，即b种情况下行李箱受摩擦力，故A正确；（2）由图丁可知，在t1～t2时间内，物体处于匀速直线运动状态，受平衡力作用，平衡力的合力为零；由图乙、丙可知，物体在t1～t2时间内，所受拉力分别为F1＝8N，F2＝12N，且方向相反，则这两个力的合力F＝F2﹣F1＝12N﹣8N＝4N，方向水平向右，因物体向右做匀速直线运动，故摩擦力的大小f＝F＝4N，方向水平向左。由图丁可知，在t2～t3时间内，物体处于减速直线运动状态，但是压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，仍等于做匀速直线运动时的摩擦力为4N。故答案为：（1）A；（2）4。四．实验探究题（共5小题）15．用如图所示的装置探究二力平衡的条件。（1）卡片的重力可能对实验造成了影响。如果这个卡片无法更换，我们可以把这个卡片剪得小一点以减小重力，或者通过增加钩码的重力的方法来减小卡片重力对实验的影响。（2）小明在实验中将卡片旋转了一定角度，是为了探究不在同一直线的两个力能否平衡。（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪断，并观察随之发生的现象。由此可以得到二力平衡的又一个条件是作用在同一物体。【解答】解：（1）实验时，可以把这个卡片剪得小一点以减小重力，或者通过增加钩码的重力的方法来减小卡片重力的影响；（2）小卡片转过一个角度，小卡片两端的拉力就不在一条直线上，纸片就会转动，说明了不在同一直线上的两个力不能平衡，即此时是为了探究不在同一直线的两个力能否平衡；（3）在卡片平衡时，用剪刀将卡片从中间剪断，即成了两个物体，此时卡片不能平衡，即可以得到二力平衡的又一个条件是作用在同一物体。故答案为：（1）增加钩码的重力；（2）不在同一直线；（3）作用在同一物体。16．如图甲所示，小明在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动，通过改变放在木块上的砝码改变压力，分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力，并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力f摩与对应压力F压关系的图象。（1）分析图象甲或乙可知，木块对木板的压力越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大；比较图象可知，甲（选填“甲”或“乙：）木板更粗糙。（2）小明在实验中发现，拉着木块运动时很难控制“匀速”，于是他设计了如图乙所示的装置，将弹簧测力计固定，改为拉动平板小车，当他水平向左拉动平板小车时，木块所受到的摩擦力的方向为水平向左。若增大拉动木板的速度，测力计的示数会不变（选填“变大”“不变”或“变小”）。【解答】解：（1）在图甲的右图中，横轴表示压力大小，纵轴表示滑动摩擦力大小，过E、F分别作横轴的垂线交甲乙的图线于A、B和C、D，图象甲或乙可知，木块对木板的压力越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大；从图可看出，当压力大小一定时，甲图中对应的滑动摩擦力大于乙图中对应的滑动摩擦力，根据影响滑动摩擦力大小的因素，在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大，故甲木板更粗糙。（2）由题意可知向左拉动平板小车时，木块相对于平板小车向右运动，则此时木块受到的摩擦力水平向左，若增大拉动木板的速度，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则A受到的滑动摩擦力将不变。故答案为：（1）压力；甲；（2）水平向左；不变。17．在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小科有如下猜想：A．滑动摩擦力大小与压力大小有关。B．滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。为此小科进行了如下实验：步骤一：按照图甲所示，将一定质量的木块放在接触面上，桶内无细沙，读出此时压力传感器的示数为F，水平向左匀速拉动重为5N的木板，记录拉力传感器的示数。步骤二：往沙桶中加入一定量细沙，水平匀速向左拉动木板，读出压力传感器和拉力传感器的示数并记录。然后改变桶中沙子的量，重复上述实验步骤并记录数据。步骤三：保持沙桶中没有沙子，改变接触面的材料（钢板重为5N，毛巾重不计），水平匀速向左拉动木板，读出压力传感器和拉力传感器的示数并记录。实验数据如下表：实验次数接触面材料压力传感器示数/N拉力传感器示数/N1木板20.010.02木板15.07.53木板10.05.04钢板20.06.15毛巾（固定在木板上）20.08.9（1）通过前3次实验得出的结论是在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大。（2）小科认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大。你认为他的说法是否合理？为什么？不合理，拉力传感器示数始终等于木板对木块的摩擦力，而与压力传感器和木板之间的摩擦无关。（3）摩擦知识在生活中的应用非常广泛，如图乙所示的开罐器就应用到了摩擦知识。这款开罐器设计有齿轮，按图丙所示方法，饮料瓶、调味品和玻璃罐头都能轻松打开。通过齿轮设计可以增大摩擦的原理可以从实验1、4、5有关数据分析得出。【解答】解：（1）通过前3次实验数据可知，接触面粗糙程度相同，压力大小不同，得出的结论是：在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）实验中测量的摩擦力是木块与木板之间的摩擦力，木块与压力传感器不接触，压力传感器与木板之间的摩擦力对实验无影响，所以小科的说法不合理；（3）如图乙所示的开罐器就应用到了摩擦知识，这款开罐器设计有齿轮，按图丙所示方法，饮料瓶、调味品和玻璃罐头都能轻松打开；通过齿轮设计，由控制变量法可知，压力大小不变，增大了接触面粗糙程度，从而增大了摩擦力，故可以从1、4、5实验有关数据分析得出。故答案为：（1）在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力大小与压力大小有关，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）不合理，拉力传感器示数始终等于木板对木块的摩擦力，而与压力传感器和木板之间的摩擦无关；（3）1、4、5。18．小明利用弹簧测力计、长木板、长方体木块和表面粗糙程度更大的合金块做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。（1）如图甲所示，将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，表格中记录了三次实验数据，分析数据可知：第三次实验中，木块所受摩擦力大小是0.5N。实验序号木块运动状态测力计示数/N1静止0.32匀速直线0.53加速直线0.8（2）在做“探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系”的实验时小明画出了方案中的一个图形，如图乙所示：①根据探究的目的在图丙的虚线框中画出另一个实验图形。②按图乙组装好实验器材，用弹簧测力计水平向右拉动物块，使其做匀速直线运动，测出此时的拉力大小；③按图丙组装好实验器材，重复上述操作。④比较两次实验中弹簧测力计的示数得出结论：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（3）小明对（2）中的乙实验，仅将装置中的长板抽走直接在桌面上运动也达到相同的目的。正确操作，读数无误后，发现弹簧测力计的示数仍为1.0N．于是小明得出结论：在压力大小一定时，物体所受的滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度无关。请分析造成这种结果的原因由于木板与桌面的粗糙程度不同而引起的滑动摩擦力大小的变化，小于弹簧测力计的分度值。【解答】解：（1）只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小，故实验中物体受到的摩擦力为0.5N，因压力和接触面粗糙程度不变，第三次实验中，木块所受摩擦力大小是0.5N；（2）①探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，要控制压力大小相同，只改变接触面的